李朝陽/唐山鋼鐵國際工程技術(shù)股份有限公司

混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)淺探

李朝陽/唐山鋼鐵國際工程技術(shù)股份有限公司

地震給人們所帶來的傷害是十分巨大的，對生產(chǎn)生活帶來影響，嚴(yán)重時(shí)會威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。災(zāi)后重建更是一項(xiàng)艱難而又必須要進(jìn)行的事情。近些年來，國內(nèi)各地區(qū)頻頻發(fā)生地震，地震所帶來的破壞切切實(shí)實(shí)的擺在了人們的眼前，得到了人們的重視?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)因?yàn)槠涮厥獾男再|(zhì)被廣泛的應(yīng)用于各類建筑之中，不僅能夠滿足設(shè)計(jì)以及廣大用戶的使用要求，還能在抗震方面做出突破。文章從混凝土框架結(jié)構(gòu)以及混凝土本身具有的特性入手，對混凝土框架結(jié)構(gòu)幾種型式的抗震情況進(jìn)行了深入的分析，希望能夠?yàn)槲覈ㄖ袠I(yè)的抗震設(shè)計(jì)和發(fā)展提供幫助。

鋼筋混凝土；框架結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；特殊性能；設(shè)計(jì)策略

前言

由于地震在我國各地區(qū)頻頻發(fā)生，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了很大的影響。因此近些年來人們對建筑物框架抗震性能提出了更高的要求。國家對于建筑物抗震情況進(jìn)行了細(xì)致的規(guī)范，要求指出，建筑物一定要滿足遇到小型地震時(shí)不會損壞，面對大型嚴(yán)重的地震時(shí)，確保不會坍塌，因此建立地震下完善的抗震模式是必須要做的。

一、混凝土框架結(jié)構(gòu)特性概述

近些年來，混凝土在建筑結(jié)構(gòu)中的使用非常的廣泛，同時(shí)取得的效果也是十分明顯?；炷帘旧砭哂袕?qiáng)度高、剛度大的特性，這使得它能夠承受動力影響所帶來的負(fù)荷，這也正是混凝土框架結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)得到迅猛發(fā)展的原因所在?；炷量蚣茉谑艿揭粋€(gè)較大的承重時(shí)，具有可塑的韌性，從而保證整體結(jié)構(gòu)的完整性，這是其他結(jié)構(gòu)所不能具備的優(yōu)勢?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)在面對超重型建筑物時(shí)，也可以很好的展現(xiàn)他的各方面特性，因此鋼筋混凝土是一種各方面都非常良好的材質(zhì)。

二、混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)策略

（一）正確規(guī)劃外力傳遞路徑

如何將建筑物所受到的外力成功地傳遞到建筑物外界是混凝土框架抗震性設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的考慮方面。因?yàn)檫@樣才可以減少外力所完成的沖擊，避免建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞，影響人民群眾的生命以及財(cái)產(chǎn)安全。因此正確的規(guī)劃外力傳遞路徑對于提高混凝土框架抗震性能非常有效，是主要方法之一。需要特別注意的是，在規(guī)劃外力傳遞路徑時(shí)，一定要保證支柱、梁的軸線以及墻三者是處在相同的平面上的，因?yàn)檫@樣才能夠使整體成為一個(gè)雙向抗側(cè)力的系統(tǒng)。當(dāng)遇到地震時(shí)，外界所產(chǎn)生的外力就會運(yùn)用于混凝土框架結(jié)構(gòu)，使其產(chǎn)生塑性屈服性變形，減少對結(jié)構(gòu)的損壞。另外，還需要按照墻體剛度高于梁體剛度的選擇對建筑物墻體的承載能力進(jìn)行提高，從而避免在外力過強(qiáng)時(shí)造成墻體剪刀狀的破壞，最終在最大限度上提高混凝土框架的抗震能力。

（二）保證混凝土框架結(jié)構(gòu)的承載能力

在建筑抗震能力方面，混凝土框架的承載能力有著非常重要的作用，是其重要組成部分。在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要依照抗震的強(qiáng)弱來分別對柱、梁、墻等構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其可以達(dá)到實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，以最大程度提高承載能力。為了達(dá)到這一要求，強(qiáng)化混凝土結(jié)構(gòu)的承載力，就要先了解框架柱的知識內(nèi)容，依據(jù)抗震設(shè)計(jì)原則對柱截面進(jìn)行挑選，并控制好配筋率和軸壓比，對其進(jìn)行合理的控制不僅可以提升混凝土結(jié)構(gòu)的延性，還有助于建筑整體抗震能力的提升。在建筑受到地震侵害時(shí)，框架的延性可以通過變形來對地震所傳播的能量進(jìn)行吸收，從而達(dá)到提高抗震的效果。在保證混凝土框架結(jié)構(gòu)承載力的過程中，要遵循以下原則：強(qiáng)剪弱彎原則、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件原則以及強(qiáng)柱弱梁原則等。

（三）對建筑平面要進(jìn)行有規(guī)則的布置

在進(jìn)行建筑平面和立面的設(shè)計(jì)布置時(shí)，應(yīng)該要想到與抗震理念相結(jié)合，要選擇恰當(dāng)科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，注重設(shè)計(jì)的規(guī)則性，減少或避免不規(guī)則方案的出現(xiàn)。在設(shè)計(jì)混凝土框架抗震性時(shí)，就要規(guī)則性的進(jìn)行建筑平面布置。一般情況下，工作人員都相對比較注重混凝土框架的規(guī)則性和對稱性，保證其對稱性可以增強(qiáng)建筑側(cè)力的抗震性，強(qiáng)化建筑的整體抗震能力。而規(guī)則性通常會體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)內(nèi)容上：①抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的主軸方向的剛度與變形的特性相接近；②側(cè)力結(jié)構(gòu)的受力點(diǎn)較為均勻，遍布整個(gè)豎向斷面；③保證平面布置的統(tǒng)一性，且軸的抗側(cè)力和剛度要均勻分布；④要確保周邊結(jié)構(gòu)和平面的中心互相協(xié)調(diào)，使建筑主體的抗扭壓程度增強(qiáng)，以提升混凝土框架的變形力。

（四）注重抗震的設(shè)計(jì)理念

建筑的抗震性能是衡量建筑物質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防三水準(zhǔn)要求。小震不壞要求建筑結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下滿足承載力極限狀態(tài)和建筑結(jié)構(gòu)的彈性變形不超過規(guī)定的限值，能保障人們的生產(chǎn)、生活等各項(xiàng)社會活動的正常進(jìn)行。中震可修要求建筑結(jié)構(gòu)不會發(fā)生不能修復(fù)的脆性破壞，具有一定的變形能力，保障人的生命安全和經(jīng)濟(jì)損失最小化。大震不倒要求結(jié)構(gòu)具有足夠的變形能力，強(qiáng)烈的地震作用時(shí)彈塑性變形不超過規(guī)定限值即避免倒塌，保障生命的安全。

（五）結(jié)構(gòu)材料性能指標(biāo)符合要求

鋼筋、混凝土是混凝土框架結(jié)構(gòu)中的兩種重要材料，鋼筋受拉、混凝土受壓，只有二者發(fā)揮各自的優(yōu)勢才能更好地抵抗各種復(fù)雜荷載的作用?？拐鹪O(shè)計(jì)要求建筑物具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性。因此結(jié)構(gòu)材料的性能應(yīng)符合相應(yīng)抗震等級的要求，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定框支梁、框支柱及抗震等級為一級的框架梁、柱、節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)，混凝土的等級不應(yīng)低于C30,構(gòu)造柱、芯柱、圈梁及其他各類構(gòu)件不應(yīng)低于C20。在抗震等級為一、二、三級的框架結(jié)構(gòu)中，當(dāng)縱向受力鋼筋采用普通鋼筋時(shí)，為了保證當(dāng)構(gòu)件某個(gè)部位出現(xiàn)塑性鉸以后，塑性鉸處有足夠的轉(zhuǎn)動能力與耗能能力，鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測值與屈服強(qiáng)度實(shí)測值的比值不應(yīng)小于1.25；為在抗震設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎內(nèi)力調(diào)整提供的必要條件，鋼筋的屈服強(qiáng)度實(shí)測值與屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于1.3，為使鋼筋具有較好的延性鋼筋在最大拉力下的總伸長率實(shí)測值不應(yīng)小于9%。

三、結(jié)束語

雖然我國在建筑方面已經(jīng)設(shè)立了相關(guān)的法律政策，但由于不同的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師對其理解存在差異，且經(jīng)驗(yàn)也不相同，因此設(shè)計(jì)師在建筑設(shè)計(jì)方面也都大不一樣。盡管如此，但是追根結(jié)底他們設(shè)計(jì)方案的提出都必須要與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性相符，不能隨意設(shè)計(jì)、實(shí)施。當(dāng)然，要想真正達(dá)到抗震的作用，就要從建筑的全局出發(fā)，運(yùn)用新型的設(shè)計(jì)思想，標(biāo)準(zhǔn)的建材以及良好的措施等，來使建筑結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的延展性，以確保地震發(fā)生后可以降低對建筑的損害率。此外，在建材選擇方面也要選擇與建設(shè)設(shè)計(jì)相適應(yīng)的抗震建材，與混凝土框架結(jié)構(gòu)相融合，以保證建筑的抗震效果。

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