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化工厂钢筋混凝土框架节点抗震设计探析

2020-01-13谢健贵州昊华工程技术有限公司贵州贵阳550001

化工管理 2020年13期
关键词:化工厂抗震框架

谢健(贵州昊华工程技术有限公司,贵州 贵阳 550001)

0 引言

在化工厂房之中,因为整体工艺流程的需要和一些化学成分的侵蚀负作用,也通常让化工厂房的设计筹划都是立足于多阶层的钢筋混凝土框架所开展,从而达到全面提升厂房框架负荷程度以及加强抗化学侵蚀性的效果。而因为钢筋混凝土的框架同时在建立在杆件体系之上,所以在诸如地震突发事件的影响之下通常会造成整体框架位移的状况产生。所以为了更好的规避钢筋混凝土框架到受到来自于地域的突发的所造成的安全影响,所以需充分的依据我国规定相关的建设标准以及原则进行科学性的设计。

1 影响化工厂钢筋混凝土框架节点抗震的核心因素解析

经过大量的工程实践的实际发生状况可以充分证明,针对于以剪切变形为核心的钢筋混凝土框架,当受到突发性的地震灾害侵扰时,整体框架刚度最弱项便是整个框架的梁柱体的交接位置和其紧邻的梁端。这主要是因为在地震突发自然灾害的影响之下,整个框架的节点会在一瞬间承受着巨大的剪力,这无疑会让节点处极为容易受到系统性的破坏。而整体破坏的核心特征为:节点的核心区域的钢筋混凝土框架会产生倾斜甚至是产生裂缝;与此同时混凝土以及柱体钢筋也会发生粘合性的裂开问题,这最终会造成混凝土的保护外层脱落的情况发生。而影响钢筋混凝土框架抗震效果的核心因素有以下几个方面。

1.1 混凝土框架的整体刚度

倘若运用刚度等级相对较低的混凝土框架时,往往在遭遇地震灾害的时候,整个框架节点在剪力的影响下会导致节点的区域的负载力瞬间增高,这无疑会让节点产生裂缝甚至是碎裂的情况,与此同时也会严重的影响着框架梁体钢筋在节点位置的锚固的作用。特别是在剪力的影响之下,框架的梁体纵向钢筋和节点位置混凝土的粘合力也会产生衰退的现象,从而引发纵向钢筋的位移的情况产生,最终会造成强柱的弱梁的性能严重衰减的问题爆发。

1.2 柱轴的压力问题

通常而言,柱轴的压力所指的是上部框架应用在节点位置的综合性轴压力。经过大量的工程实践表明,在纵向的负载以及突发性地震灾害的影响之下,梁柱节点所承受的压力尽管极为复杂,但是核心负载问题主要是来自于剪力的作用。而在这样的作用之下,节点位置的混凝土会伴随着柱体主轴的压力的提升而迅速的削减,特别是在高轴压力的情况之下,节点的截面出受制于自于相关区域的混凝土压力强度超过了其的载荷力度,进而导致了节点位置混凝土的极具破碎化现象产生。而这个时候,就算是全面的提升箍筋相对于混凝土的含量,箍筋也已经对于核心区域的混凝土的整体框架约束的性能大幅削减,这无疑极大的降低了框架阶段的钢度。

1.3 箍筋相对于混凝土的含量问题

经过大量的地震类型的突发工程安全事故表明,框架节点受到极为严重的损坏,往往和因为节点位置没有箍筋亦或是箍筋含量相对较少有着极大的联系。特别是在地震压强的作用之下因为箍筋配比相对较少,往往无法有效的起到对于框架节点的混凝土核心区域的束缚作用,从而让混凝土的抗震强度大幅降低甚至还会出现裂缝的状况。而纵向钢筋因为束缚力相对较弱,在柱轴压力影响之下往往会严重的变形,这也无疑会造成框架节点产生应力性严重破坏的问题产生。

而混凝土的框架节点,在地震自然灾害的影响下损坏频率最高的通常是角柱、边柱的节点等区域。而造成此种问题的根本就在于,因为某些化工厂生产的流程需求,从而让相关设施的布控以及负载的分布极为不均衡。尽管很多化工厂的整体构造看似十分的对称,但是因为大型生产设施的不科学排布进而导致框架部分区域的柱面极大,而在地震灾害的影响之下,会导致水平地震合理的运用线不经过框架的硬度核心,框架不只是会产生位移情况,甚至还会出现断裂等极度危险的事故发生。

1.4 楼板局部不连续问题

楼板局部不连续也属于工厂建在抗震当中经常会发现的一类问题。其核心所指的是工厂类建筑的尺寸以及平面的刚度发生了巨大的改变,进而导致楼面水平的刚度随之也发生了极大的变化。从框架抗震的规划的角度来解析,楼层局部不连续的钢筋混凝土框架需要充分的考虑三个方面的问题:第一,框架整体的抗震解析运算的时候,楼层平面内实际的刚度运算模型的选用问题;第二框架的振型的特征以及选取的问题;第三,是楼板局部不能持续的产生水平刚度变化出框架构件的应力集中性问题。

2 针对于化工厂钢筋混凝土框架节点抗震规划的合理建议

2.1 科学规范的选用建设所需的混凝土刚度

多阶层的钢筋混凝土框架整体刚度等级往往不能低于C25 这个级别。而特别是对于相关化工生产设施对于整个工厂框架负荷度要求较大的情况,尤其是要提升框架柱的整体负荷力。而想要提升负荷力除了有效的对于柱的截面区域积极调控意外,还需要将柱的混凝土刚度整体提升到相关的要求标准以上。而这个阶段更是需要充分的考虑框架节点位置的混凝土强度等级和柱的强度等级的一致性。

2.2 合理的提升箍筋相对于混凝土的含量

我国相关的建筑抗震设计的规范要求文件中明确的提到了限制最小区域箍筋率来管控框架节点中心区域的整体筋体量。在规划设计的阶段需要运用多元化的箍筋模式来提升框架阶段的抗震强度。特别是即合理同时整体成本投入相对较低的情况下有效的管控区域的箍筋率,针对于化工厂而言,建议可以运用井字形状的综合箍从而达到合理又整体成本投入相对较低的基础上,提升整体的箍筋率,同时还可以让节点的核心区域的混凝土周围所承载相对平衡的压力。

2.3 合理规划不连续钢筋混凝土框架的抗震设计

针对于楼板局部不连续的钢筋混凝土框架的整体运算解析的时候,需要充分的依据楼板平面但中实际可能变形的状况,选用适宜的楼板假定运算模型,从而更好的保障框架运算的精准度。现阶段振型分解反应谱法以及时程分析法是框架抗震解析的关键,在运用以上方式解析通常框架地震响应的时候,需要选取可以反应框架核心动力特征的足量的振型进行运算,对于常规的框架,通常只需要选用框架的前几个阶段振型便可以。

楼板局部的不连续形成水平刚度的巨大变化,往往会引发框架高振型和相关系数的提升,所以在其框架抗震解析的时候,需要注意科学选用振型参与的数量。针对于水平刚度的突变区域,连接构件的处理需要科学的挑选,将连接构件的刚度管控在规范的范畴之内。刚度突发的区域的构件需要开展更为详尽的解析,从而更好的保障薄弱区域的框架安全性。

3 结语

综上所述,随着如今化工厂专业化设施的多样化的发展,无疑也对于化工厂的钢筋混凝土框架节点抗震带来更高的要求以及挑战。特别是如今化工厂的专业设施以及相关的运作流程也变得极为复杂。所以结合当下的发展需求背景之下,无疑需要借助更加科学的方式来进一步提升化工厂的钢筋混凝土框架的负载度。只有如此,才可以在遭遇到诸如地震的突发事故的影响之下,全面的保障化工厂的安全性。

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