La casa de ladrillo con estructura inferior y paredes resistentes a terremotos se utiliza principalmente para proyectos residenciales de pisos superiores de tiendas que dan a la calle. En comparación con las casas con estructura de hormigón armado de varios pisos, esta estructura tiene las ventajas de un costo más bajo y una construcción conveniente. Actualmente se usa ampliamente en la construcción urbana en mi país.
1 Requisitos de diseño estructural sísmico
La casa de ladrillo con paredes sísmicas de estructura inferior tiene las características de parte superior rígida y parte inferior blanda, parte superior pesada y parte inferior liviana. El grado de daño sísmico a un edificio está estrechamente relacionado con la distribución plana del edificio, las posiciones relativas de los muros superior e inferior y la relación de rigidez lateral de los pisos superior e inferior.
1.1 Principio de "columnas fuertes y vigas débiles"
Un principio básico que se sigue en el diseño de la estructura de la casa de ladrillo resistente a terremotos con estructura inferior es el de "columnas fuertes y vigas débiles" y Principios de "Nodos fuertes componentes débiles". El propósito es hacer que la estructura del marco sufra bisagras plásticas primero en los extremos de las vigas y luego en los extremos de las columnas en caso de fuertes terremotos. Si la bisagra de plástico aparece primero en cualquier extremo de la columna del marco, puede causar que aparezcan bisagras de plástico en otros extremos de la columna en el mismo piso y la casa colapsará. Sin embargo, dado que la viga del marco inferior tiene que soportar el gran momento de flexión causado por la carga vertical, es difícil cumplir con los requisitos de "columna fuerte y viga débil" en el cálculo de la resistencia a la flexión, por lo tanto, en la estructura, especialmente en la. configuración de estribos, debe ser tanto como sea posible Implementar el principio de diseño de "columnas fuertes y vigas débiles".
1.2 El diseño estructural enfatiza la unidad y la integridad.
La distribución del edificio debe ser simple, regular y simétrica, y la forma unitaria del edificio superior de ladrillo debe reducirse tanto como sea posible. Las paredes verticales y horizontales del edificio de ladrillo superior están dispuestas de manera uniforme y simétrica y deben estar alineadas a lo largo del plano. El ancho de las paredes entre las ventanas debe ser el mismo en el mismo eje. Las escaleras no deben ubicarse en los extremos ni en las esquinas de la casa, y los conductos de humos y aire no deben debilitar las paredes. Para la estructura de muro sísmico del marco inferior, es necesario disponer la rejilla de columnas correspondiente al edificio de ladrillo superior de modo que tantos muros como sea posible caigan sobre la rejilla de columnas. Los muros sísmicos deben conectarse a los muros sísmicos longitudinales y transversales de la forma más simétrica y dispersa posible. Los muros sísmicos longitudinales deben disponerse en el eje longitudinal exterior para mejorar la resistencia al vuelco y evitar la aparición de muros sísmicos bajos (de altura a altura). relación de ancho menor que 1), de modo que el centro de rigidez de la estructura sea consistente con los centros de masa coinciden para reducir el efecto de torsión de la estructura bajo la acción sísmica.
1.3 La unidad y continuidad de la fachada estructural
La característica distintiva de la estructura de la casa de ladrillo resistente a terremotos con marco inferior es que la parte superior es pesada y la inferior es liviana. Para bajar el centro de gravedad de la estructura tanto como sea posible, se debe controlar estrictamente el número de pisos y la altura total del edificio. Según el "Código para el diseño sísmico de edificios" (GN50011-2001), la altura de la estructura inferior no debe exceder los 4,5 m. El edificio de ladrillo superior tiene funciones de construcción consistentes en cada piso y las paredes verticales son simétricas y continuas. Para las escaleras fuera del techo, debido a cambios repentinos en la rigidez entre los tanques de agua, pueden ocurrir fácilmente efectos de latigazo cervical durante los terremotos, por lo que la altura debe reducirse tanto como sea posible. Sólo cuando el diseño del edificio es verticalmente regular se pueden unificar la resistencia y la rigidez verticales, evitar capas débiles en el edificio de ladrillo superior y reducir la concentración de tensiones y deformaciones.
2 Diseño sísmico de casas de ladrillo con paredes sísmicas
2.1 Diseño de muros sísmicos del marco inferior
En la actualidad, existen tres problemas en el diseño del fondo de las casas sísmicas del marco inferior. casas de ladrillo con paredes:
Cuando la planta baja es un gran centro comercial, hay menos paredes sísmicas (generalmente paredes de ladrillo) en la planta baja, y la rigidez lateral de la planta baja es mucho menor que la de el segundo piso con paredes más verticales y horizontales. Dado que el momento de vuelco de esta estructura lo soportan principalmente las columnas del marco de hormigón armado, la capacidad de carga de las columnas del marco de hormigón armado en la capa inferior se reduce considerablemente y la capa inferior se convierte en la capa débil. Bajo la acción de fuertes terremotos, el piso inferior se convierte en un piso donde se concentran las deformaciones y daños elástico-plásticos, poniendo en peligro la seguridad de toda la casa. Para resolver los problemas anteriores, en primer lugar, algunas paredes deben disponerse en lugares apropiados durante el diseño del edificio. En segundo lugar, utilice muros sísmicos de hormigón armado en lugar de muros sísmicos de ladrillo. La rigidez lateral de un muro de hormigón con el mismo espesor, altura y longitud es varias veces mayor que la de un muro de ladrillo. Esto no solo puede reducir el número de muros sino también garantizar. la rigidez lateral de la losa de planta baja.
El edificio da a la calle y generalmente no hay muros sísmicos a lo largo de la calle. El número de muros sísmicos es demasiado pequeño y la distribución de la planta baja es asimétrica, lo que provoca un efecto de torsión durante un terremoto. y agrava los daños a la casa.
Para resolver este problema, se debe disponer un cierto número de muros sísmicos de hormigón armado en el muro longitudinal exterior a lo largo de la calle, y se deben disponer muros sísmicos de ladrillo con rigidez comparable en el muro longitudinal exterior del otro lado, de modo que el El centro de rigidez de la losa de planta baja coincide básicamente con el centroide.
La planta baja se divide en varios espacios grandes a lo largo de la dirección longitudinal. En algunos planos de diseño, los tabiques están diseñados como paredes de ladrillo con columnas estructurales y vigas anulares, lo que impide formar un marco completo. Sistema de muros sísmicos en sentido horizontal y vertical en planta baja. Bajo la acción de los terremotos, estos tabiques primero se agrietaron debido a su alta rigidez lateral, sufrieron graves daños debido a su menor capacidad de carga y deformación que los marcos permanentes reforzados, y dejaron de funcionar prematuramente, lo que resultó en la redistribución de las fuerzas internas elástico-plásticas. lo que resultó en el muro sísmico del marco inferior. El daño fue severo. Por lo tanto, al disponer la estructura, la planta baja debe disponerse como un sistema de muro sísmico de marco vertical y horizontal para evitar los problemas anteriores.
2.2 Diseño de la capa de transición
El segundo piso de una casa de ladrillo con paredes sismorresistentes se llama capa de transición. Esta capa es la encargada de transmitir la fuerza de corte sísmica de la capa superior y el momento de vuelco de la fuerza sísmica de la capa superior a la capa inferior, lo que provoca que el desplazamiento entre los dos pisos aumente en la esquina del piso. La tensión sobre esta capa es compleja y muy importante. Para casas de ladrillo con muros sísmicos de estructura inferior, cuando se instala un cierto número de muros sísmicos en la parte inferior de acuerdo con los requisitos de los códigos sísmicos, la rigidez lateral y la capacidad de carga horizontal de la parte inferior de la casa mejoran enormemente; si se ignora la rigidez lateral de la pared de la capa de transferencia y la capacidad de carga horizontal, la capa de transferencia de la casa puede convertirse en una capa débil porque la capacidad de deformación de la mampostería de ladrillo de la capa de transferencia es menor que la de la capa inferior; El comportamiento sísmico de este tipo de edificación se verá reducido. Para evitar la situación anterior, se deben reforzar las medidas estructurales sísmicas del muro de la capa de transferencia. El refuerzo de las columnas estructurales del segundo piso es un nivel más alto que el de las columnas estructurales superiores en la misma posición. Los estribos en los extremos inferiores de las columnas estructurales del segundo piso son apropiadamente densos. Las barras longitudinales de las columnas estructurales son. Anclado en las columnas y vigas del marco inferior durante 40 días. Además de configurar las columnas estructurales de acuerdo con las especificaciones sísmicas, las columnas estructurales también deben agregarse adecuadamente de acuerdo con el número de pisos del edificio y la intensidad de la fortificación, especialmente donde hay resistentes a los terremotos. paredes en la planta baja, para mejorar el desempeño de toda la estructura en la transmisión de fuerzas horizontales, además, se deben instalar columnas estructurales en las uniones de las paredes verticales y horizontales alrededor de la casa, y se debe agregar la mampostería superior la conectividad y La integridad de la estructura del cuerpo y la estructura del muro sísmico del marco de concreto reforzado inferior evitan que la frecuencia de vibración natural de la estructura sea completamente consistente debido a los diferentes materiales en las partes superior e inferior de la casa, y la desconexión del segundo piso debido a la Conexión floja entre las partes superior e inferior bajo la acción del terremoto. 3 Cuestiones a las que se debe prestar atención en el diseño sísmico de estructuras de marco inferior
3.1 Preste atención al diseño conceptual.
Elegir un sitio de construcción que sea propicio para la resistencia a los terremotos, simplificar la forma arquitectónica, prestar atención a los cambios regulares y simétricos en masa y rigidez, y hacer que el sistema estructural resistente a los terremotos sea razonable y claro. Contenidos básicos de diseño para garantizar un diseño razonablemente resistente a terremotos. Al mismo tiempo, el diseño sísmico debe alcanzar los objetivos de fortificación de "no dañarse por pequeños terremotos", "repararse por terremotos moderados" y "no colapsar por grandes terremotos". El artículo 7.1.8 del "Código para el diseño sísmico de edificios" (GBJ 50011-2001) estipula que el sistema marco-muro sísmico debe estar dispuesto de manera uniforme y simétrica en la parte inferior a lo largo de las direcciones vertical y horizontal, y enfatiza que el fondo sísmico La pared debe disponerse simétricamente en ambas direcciones y alinearse con la dirección vertical conectada a paredes sísmicas horizontales. Dado que el muro de corte en la estructura del muro del marco inferior es un muro bajo, su rigidez al corte es relativamente grande. Si las ramas del muro son largas y la forma plana es compleja, es fácil que la rigidez local sea demasiado grande y que el esfuerzo esté demasiado concentrado. A menudo ocurre incluso que sólo un pequeño número de muros de corte están dispuestos para encontrarse. las restricciones de la relación de rigidez lateral de los pisos superior e inferior. Si no se trata, la excentricidad entre el centro de rigidez y el centro de masa del edificio será muy grande, lo que provocará un efecto de torsión en la estructura bajo la acción de las fuerzas sísmicas.
La red de columnas de la estructura de la pared del marco inferior no debe ser demasiado grande, generalmente controlada en aproximadamente 7,5 m, y el número de paredes colgantes en la viga del marco no debe exceder 1. En primer lugar, desde la perspectiva de la función de uso, la estructura del marco inferior es principalmente un edificio comercial y residencial, y el tramo se puede dividir en dos tramos correspondientes a la parte superior. Independientemente de si la parte superior es un edificio residencial o de oficinas, el tamaño de la nave debe cumplir con las funciones que la estructura de mampostería puede lograr.
3.2 Controlar estrictamente la relación de rigidez lateral
La relación de rigidez lateral entre el segundo piso y el piso inferior en el código sísmico actual no solo afectará el desplazamiento elástico entre pisos bajo un terremoto. acción, pero también tiene una gran influencia en la distribución del coeficiente de corte último entre capas, la ubicación de la capa débil y la concentración de deformación elástico-plástica de la capa débil. Por lo tanto, la relación de rigidez lateral debe limitarse estrictamente y se deben realizar cálculos controlados en el diseño.
Esto se debe a que los resultados del análisis de relación muestran que cuando es mayor que 2, bajo la acción de fuertes terremotos, la deformación elástico-plástica débil de la capa inferior se concentrará, el desplazamiento elástico aumentará y el daño de la capa inferior. acelerará; pero cuando
3.3 El sistema estructural debe ser razonable
Los dos pisos inferiores o inferiores de un edificio de ladrillo con estructura de planta baja deben estar equipados con un sistema de estructura de dos vías longitudinal y transversal; , porque la fuerza cortante sísmica en la parte inferior se distribuye de acuerdo con la rigidez de cada miembro resistente a fuerzas laterales. En estos sistemas estructurales híbridos, las paredes de ladrillo son mucho más rígidas que los marcos contra las fuerzas laterales. Bajo la acción de un terremoto, la pared de ladrillos se agrietará primero, y su capacidad de deformación es mucho peor que la del marco, lo que hará que los componentes de la pared de ladrillos dejen de funcionar primero, agravando el daño del medio marco o parte del mismo. marco.
Conclusión
Existe una gran diferencia en el comportamiento sísmico de las partes superior e inferior del edificio de ladrillo con pared sísmica del marco inferior. Debido a su forma estructural especial, un diseño irrazonable puede provocar daños graves en caso de terremotos. Diseñar el plan de construcción para que sea simétrico, controlar la relación de rigidez entre la planta baja y la capa de transferencia, y organizar racionalmente el sistema estructural de la casa de ladrillos de pared resistente a terremotos con marco inferior puede hacer que la casa de ladrillos de pared resistente a terremotos con marco inferior tenga mayor Resistencia sísmica y buen comportamiento sísmico.
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