溫文婕

（江門市江海規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院有限公司廣東江門　529000）

混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)探析

溫文婕

（江門市江海規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院有限公司廣東江門529000）

混凝土是建筑工程中必不或缺的組成部分，其中在混凝土的框架結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)是極其重要的組成部分，一般而言，要想上實(shí)現(xiàn)混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震要求，需要采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，并且在混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，需要以布置抗震方案作為主要前提，從根本上設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的框架結(jié)構(gòu)，積極落實(shí)混凝土抗震設(shè)計(jì)要求，盡可能的減少地震對建筑物所造成的危害。此外，在混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，還需要設(shè)置相應(yīng)的抗震機(jī)制，最終實(shí)現(xiàn)混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震總體目標(biāo)。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，對混凝土框架架構(gòu)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行探究，旨在促進(jìn)抗震設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性。

混凝土；框架結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)

混凝土框架結(jié)構(gòu)是當(dāng)前工業(yè)與民用建筑中最為常見的建筑結(jié)構(gòu)，近幾年，在我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中，越來越多的綜合建筑成為建筑體系中的組成部分，并且其在工業(yè)建筑中的應(yīng)用比例得到提高[1]。一般而言，該類建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候不僅要遵循設(shè)計(jì)的基本要求，并且還要遵循質(zhì)量與剛度中心的重合性。比如，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果質(zhì)量中心與剛度中心不重合，那么在發(fā)生地震的時(shí)候會產(chǎn)生比較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，因此，要重視混凝土框架結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)，從根本上提升建筑物的抗震性能。

1　混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的布置原則

通常情況下，抗震設(shè)計(jì)是保證建筑物安全的關(guān)鍵，在建筑設(shè)計(jì)中需要滿足抗震設(shè)計(jì)的要求，積極對其設(shè)計(jì)方案進(jìn)行布置。一般而言，抗震設(shè)計(jì)中建筑抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置圖需要遵循平面與立面的規(guī)則性，使其在對稱的過程中形成比較適宜的整體性原則，從而對抗震的布局起到極其重要的作用[2]。此外，根據(jù)對震害的研究可以得知，如果建筑結(jié)構(gòu)在形式上比較簡單，那么在地震的作用下不會起到破壞作用。建筑布置作為抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，其規(guī)則主要包括了對建筑平面、立面尺寸的布置，對抗側(cè)力構(gòu)建的布置，對結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的控制。在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，需要建筑專業(yè)與結(jié)構(gòu)專業(yè)相互配合，只有如此，才能設(shè)計(jì)中切實(shí)可行的布局。其中，在混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，需要遵循的原則包括以下幾點(diǎn)：

（1）平面要保持簡單性、規(guī)則性、對稱性，盡可能的減少偏心。

（2）要保證剛度與質(zhì)量中心得到重合性發(fā)展，并且要對其不良因素進(jìn)行考慮分析。

（3）對于質(zhì)量比較大的設(shè)備在進(jìn)行布置設(shè)計(jì)的時(shí)候要選擇處于剛度比較接近的地位。

（4）在抗震設(shè)計(jì)中盡可能的減少不切實(shí)際的結(jié)構(gòu)，比如說懸挑結(jié)構(gòu)。

（5）在抗震設(shè)計(jì)中要設(shè)置多道抗震防線[3]。

2　地震對混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑物的破壞分析

眾所周知，混凝土抗震結(jié)構(gòu)的承重體系是由柱、梁以及板三種成分所組成的，這種結(jié)構(gòu)不僅能夠減少施工周期，并且結(jié)構(gòu)類型比較簡單，在使用功能也是相對而言比較靈活，是當(dāng)前最為實(shí)用的一種結(jié)構(gòu)體系。

地震作為破壞性最強(qiáng)的自然災(zāi)害，會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的承載力發(fā)生變形，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。其中框架的梁與柱的破壞主要體現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)指出的破壞之中，柱頂?shù)钠茐闹饕谟谥?。通常情況下混凝土框架結(jié)構(gòu)的填充墻在遇到地震的時(shí)候破壞是非常大，7級地震會導(dǎo)致裂縫，9級地震會導(dǎo)致倒塌，其主要破壞的運(yùn)用是由于在地震的作用下，框架的層間位移比較大，在往復(fù)水平地震的影響下，會產(chǎn)生倒塌與裂縫現(xiàn)象。

3　混凝土框架結(jié)構(gòu)中抗震的主要設(shè)設(shè)目標(biāo)

現(xiàn)如今，國內(nèi)外在抗震預(yù)防的目標(biāo)中均要求建筑物在居住使用期間需要對不同頻率的地震產(chǎn)生不同的抵抗能力，要真正做到小震震不壞，中震可維修，大震震不倒的基本現(xiàn)象。因此，筆者在結(jié)合我國《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中對抗震設(shè)防提出以下目標(biāo)：

（1）在遭遇設(shè)防烈度比較大的地震后，建筑物一般不會產(chǎn)生損壞，或者受到輕微損壞后經(jīng)維修可繼續(xù)使用。

（2）在遭遇設(shè)防烈度比較強(qiáng)的地震后，建筑物會產(chǎn)生一定程度的損壞，但是不會對人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成危害，經(jīng)維修后可繼續(xù)使用。

（3）在遭遇設(shè)防烈度非常大的地震之后，建筑物不會出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象，不會對人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成影響[4]。

根據(jù)對以上三種抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求，可以得知建筑物在整個(gè)使用期間需要對不同頻率、不同強(qiáng)度的地震產(chǎn)生不同的防御能力。

4　混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要求

（1）要盡可能的選擇對地震有利的場地，在嚴(yán)格按照工程需要的基礎(chǔ)上，及時(shí)掌握地震發(fā)生的基本情況，對工程地震的相關(guān)資料進(jìn)行分析與研究，并積極對其做出相應(yīng)的綜合評價(jià)。

（2）要盡可能的選擇對抗震有利的結(jié)構(gòu)布置方案，其結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)建需要均勻，并且保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心與剛度中心得到完全重合，從根本上避免在發(fā)生地震之后對混凝土框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。

（3）要積極處理好非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)建與房屋結(jié)構(gòu)的關(guān)系。一般情況下，在混凝土的框架結(jié)構(gòu)之中，要嚴(yán)格按照烈度、房屋的高度、建筑物的體型對建筑物的綜合利用因素進(jìn)行分析與確定，從本質(zhì)上選擇合適的輕體材料。

（4）要積極選擇良好的材料，并根據(jù)施工質(zhì)量材料的輕度等級，制定出符合抗震規(guī)范要求的基本設(shè)計(jì)[5]。

5　混凝土框架結(jié)構(gòu)的基本抗震設(shè)計(jì)分析

根據(jù)對各個(gè)地區(qū)地震災(zāi)害的資料進(jìn)行分析，筆者認(rèn)為減輕震害的主要手段便是選擇對抗震有利的場地，設(shè)計(jì)適宜的抗震結(jié)構(gòu)。因此，經(jīng)過對資料理論的整合，筆者認(rèn)為混凝土框架機(jī)構(gòu)的基本抗震設(shè)計(jì)主要方法包括以下幾種：

（1）一般而言，混凝土框架的塑性屈服比較多，并且能夠非常早的發(fā)生在梁端的低柱，因此，在抗震設(shè)計(jì)中需要采用“強(qiáng)柱弱梁“的基本原則。

（2）對于節(jié)點(diǎn)處梁在達(dá)到彎曲狀態(tài)的時(shí)候需要節(jié)點(diǎn)保持具有非常好的強(qiáng)度以及變形能力。

（3）在建筑物的梁柱構(gòu)建發(fā)生破壞之前，需要避免各種脆性破壞，比如像比較常見的剪壓破壞、剪拉破壞等[6]。

（4）對建筑物中的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行重視，避免在地震中發(fā)生損壞。

（5）要積極增設(shè)抗震防線，無論在構(gòu)件還是連接的強(qiáng)度上，都要從根本上保證其節(jié)點(diǎn)連接的適應(yīng)性。

（6）要對非彈性部位進(jìn)行合理的控制。

（7）樓體作為建筑結(jié)構(gòu)抗震中的不利區(qū)域，在發(fā)生強(qiáng)震之后，樓體結(jié)構(gòu)需要起到支撐作用，但是連接部位容易發(fā)生破壞。因此，建筑設(shè)計(jì)中樓體的結(jié)構(gòu)需要與建筑物的主體結(jié)構(gòu)有所分析，并且樓體的休息板需要采用柱子進(jìn)行承接。

（8）建筑結(jié)構(gòu)中主要的支撐柱不要采用比較常用的梁支承。

6　結(jié)語

綜上所述，對于混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中需要設(shè)置的更加規(guī)范、合理，要采取切實(shí)可行的構(gòu)造措施，從根本上提高混凝土框架結(jié)構(gòu)延性，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象。此外，在抗震設(shè)計(jì)中，需要滿足設(shè)計(jì)的布置要求，并對抗震設(shè)計(jì)的概念有所認(rèn)識，對抗震理論有所關(guān)注，對框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，從根本上保證其安全性與可靠性。

[1]張谷瓊.混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，09：183.

[2]簡斌，翁健，金云飛.直接基于位移的預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法[J].工程力學(xué)，2010，07：205～211+225.

[3]楊仕升，郝效強(qiáng)，秦榮.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震能力評估研究[J].地震工程與工程振動，2005，05：82～86.

[4]種迅，吳濤.預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，12：1997～2000.

[5]史慶軒，門進(jìn)杰，楊坤，楊君.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)指標(biāo)[J].四川建筑科學(xué)研究，2007，S1：78～81.

[6]梁忠.預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)探討[J].建材與裝飾（中旬刊），2007，10：46～47.

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2015-3-18