混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)于抗震設(shè)計的微探

【摘要】鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法和技術(shù)是不斷變化和進步的，我們在設(shè)計時要選用適合的抗震結(jié)構(gòu)，注重建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇，減小地震的作用力，增強地震的抵抗力，從而達到高層建筑抗震的目的。

【關(guān)鍵詞】高層；混凝土；抗震結(jié)構(gòu)

前言：

我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，城市化程度不斷提高，因此建筑物密度也不斷增大，而隨之增長的還有地震對城市造成的潛在威脅，據(jù)統(tǒng)計，我國有大約三分之一的特大城市位于七度以上的烈度區(qū)。

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震等級規(guī)定及標準

建筑結(jié)構(gòu)抗震等級是按照地震強度來劃分的，具體而言，就我國來看，其地震主要劃分為了六個等級：0）3級一小地震；②3 ～ 4.5級—有感地震；③4.5 ～ 6級一中強地震；④6 ～ 7級一強烈地震；⑤7 ～ 8級一大地震；⑥8級以上一巨大地震。相關(guān)標準還規(guī)定了抗震設(shè)防分為了三類建筑，即甲、乙、丁，而在我國大部分的房屋抗震等級中都為Ⅷ度，其抗震能力都能達到抵御6級地震的作用。在具體的建筑設(shè)計中，對于抗震等級的選擇，應(yīng)根據(jù)建筑物的具體分類、設(shè)防標準及房屋高度和結(jié)構(gòu)等來確定。比如說在高層混凝體建筑中的抗震設(shè)計，就應(yīng)根據(jù)建筑高度、結(jié)構(gòu)及設(shè)防烈度采用不同的抗震等級，并且必須符合相關(guān)的計算與措施要求。

2 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中容易忽略的問題

2.1正確理解設(shè)計參數(shù)

某些設(shè)計者在進行抗震驗算時，六度區(qū)底部的樓層剪重還未達到0.8%，而在調(diào)整信息的過程中，其全樓地震放大系數(shù)的取值在1.05 ～ 1.08之間。但是，相關(guān)規(guī)定表明，全樓地震力放大系數(shù)的取值一般為1，除非采用彈性動力時程分析所計算的樓層剪力與振型分解法所得的底部剪重比低于了0.8%時，則應(yīng)考慮適當提高剪力墻的重量，以便計算結(jié)果滿足相關(guān)的規(guī)范要求。

2.2合理選擇設(shè)計參數(shù)

對于高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中相關(guān)配筋率的最小值不能低于0.25%，主要包括了以下方面的配筋率：剪力墻底部加強部位、端山墻、端開間的縱向剪力墻、房屋頂層、樓梯間和電梯間等，而對于其他一些地方的配筋率則不能小于0.20%。在具體的操作中，對于SATWE軟件中的相關(guān)剪力墻豎向分布筋最小配筋率了解不透徹，在取值的時候易取其隱含值0.3%。這種情況下，在計算的時候取其豎向分布筋為0.3%，而實際只有0.2% 0.25%，這就會導致誤差的出現(xiàn)，比如說端柱與暗柱的配筋偏小，從而留下了一些安全隱患。

2.3強梁弱墻

我國建筑逐漸增多，使得用地越發(fā)緊張，但高層建筑依然越來越多。對于高層住宅小區(qū)而言，需要停車場，而基本上大部分都建立在大地下室上，而純地下室的頂板一般都覆蓋了大約1.2米后的土層。因此，對于主樓±O.000與純地下室而言，兩者之間存在錯層，為了防水擋土，某些設(shè)計師在主樓-±O.000處做了大約1500 ～ 1800毫米高的梁，同時擱置在了大約500 ～ 600毫米左右的墻肢上，更有甚者將其直接單側(cè)垂直擱置在剪力墻的平面外，最終形成了強梁弱墻。步步高論文發(fā)表網(wǎng)學生論文快速寫作，建筑工程職稱論文發(fā)表，工程管理論文范文參考首選網(wǎng)站。

3 高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

3.1加強建材的選擇

對于建筑工程而言，其材料屬于基礎(chǔ)，因此在抗震方案設(shè)計中，不可忽視建材的選擇。為了提高建材的的抗震性能，不僅需要對建材承受力進行分析，還應(yīng)應(yīng)加強建材的抗震性能參數(shù)分析，從整體上進行所有建材的參數(shù)變異性的分析。換句話說，從抵抗地震來選擇建材就應(yīng)控制好建筑結(jié)構(gòu)的延性，為了達到這個方面的需求，就需要選擇滿足抗震需求同時也經(jīng)濟適用的建材。

3.2概念設(shè)計及設(shè)計參數(shù)的合理選擇

在進行抗震結(jié)構(gòu)方案設(shè)計時，需要進行概念設(shè)計，以明確結(jié)構(gòu)體系地震作用的傳遞途徑，同時也使得結(jié)構(gòu)擁有更多的抗震防線。結(jié)構(gòu)最大且適用高度等應(yīng)控制在規(guī)范的允許范圍之內(nèi)，以便結(jié)構(gòu)擁有足夠的延性。在剪力墻的布置上理應(yīng)對稱與均勻，而且應(yīng)在橫縱兩方向上都要合理布置，使得兩個主軸方向上的剛度能保持一致；墻體上的開洞盡量少，若必須開洞，則應(yīng)保證洞口的齊整，要避免隨意的開洞；高層混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在截面尺寸、受力鋼筋及箍筋等方面的設(shè)置應(yīng)控制恰當；在結(jié)構(gòu)構(gòu)建的裝配及連接上，要保證其結(jié)構(gòu)的整體性，對于預應(yīng)力混凝土構(gòu)建的預應(yīng)力鋼筋而言，錨固在節(jié)點核心區(qū)之外最佳。

3.3重視抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計

就目前來看，我國在150米及以上的高層混凝土建筑，主要有三種結(jié)構(gòu)體系，這些結(jié)構(gòu)體系也是其他各國普遍采用的體系。由于我國鋼材生產(chǎn)十分豐富，加之該類結(jié)構(gòu)在加工制造中也得到了很大的進步與提高，基于此我國高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)可以采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)或者鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，這樣可以有效減少柱斷面的尺寸，從而提高層建筑的抗震性能。

3.4科學選擇高層建筑結(jié)構(gòu)體系

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，首先就要充分考慮該高層建筑的房屋高度、使用功能、抗震設(shè)防烈度、高寬比、地基情況、場地類別及施工技術(shù)等，通過綜合的分析與研討，最終科學選擇高層建筑結(jié)構(gòu)體系。

①框架結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)的話，則其室內(nèi)空間可以靈活布置。當高層建筑層數(shù)不多時，水平荷載所承受的力不大，同時對結(jié)構(gòu)的影響也很小，因此采用框架結(jié)構(gòu)就比較合理。但是，這種結(jié)構(gòu)的本質(zhì)屬于柔性，并且以剪切變形為主，因此實際的使用高度受到了限制，一般適用于層數(shù)較少或者非抗震設(shè)計的高層建筑中。②剪力墻結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)主要指的是剪力墻隨著縱向與橫向采用多軸線斜交布置或者正交布置，而全部的水平及豎向荷載最終都由鋼筋混凝土墻體所承受，其本質(zhì)為剛性，同時以彎曲變形為主。這種結(jié)構(gòu)有著很好的抗側(cè)力，并且在水平力的作用下側(cè)向變形很小，空間的整體性不錯。但是，由于剪力墻結(jié)構(gòu)自身的重量過大，使得建筑的平面布置過于局限，無法滿足內(nèi)部過大的建筑需求。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)主要用在墻體布置較多且房屋面積要求不大的建筑中。③框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。框架一剪力墻結(jié)構(gòu)當屬框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)的有機結(jié)合，指的是在框架結(jié)構(gòu)中適當增設(shè)剪力墻，從而實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的剛?cè)岵⑦M，能屈能伸。這種結(jié)構(gòu)能夠為建筑提供更為廣闊的使用空間，并且框架與剪力墻可以共同承當水平作用力。但是，兩種結(jié)構(gòu)在剛度及變形上都有著一定的差異，因此需要通過一定的輔助來促使兩者的變形保持一致，當前主要是在各層樓板間下功夫，以此實現(xiàn)兩者的協(xié)同運作。兩者受力不同，但是通過了變位協(xié)調(diào)之后，頂部的框架可以協(xié)助剪力墻抗震，同時底部的剪力墻也可以協(xié)助框架共同抗震，以此實現(xiàn)兩者的優(yōu)勢結(jié)合，最大化提升抗震性能。

3.5建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的提升

高層建筑與一般建筑之間的區(qū)別在于受力特性上，尤其是在地震區(qū)開展高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，除了要保證足夠大的剛度與強度，更應(yīng)具備良好的抗震性能。對高層建筑結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計與研討，使得建筑結(jié)構(gòu)抗震性能得到提升，最終實現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目標。為了實現(xiàn)這樣的目標，有些地區(qū)在進行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的時候利用了塑性變形來吸收地震產(chǎn)生的能量，從而實現(xiàn)地震破壞的減小，這種方法已經(jīng)得到了一定的推廣及應(yīng)用，取得了良好的效果。

4 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，高層建筑的不斷增多，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的作用顯得越來越重要。隨著高層結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)形式復雜，分析難度大，全面細致的考慮結(jié)構(gòu)各個構(gòu)件和每個組成部分，成為今后高層建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計和考慮的重點。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者也應(yīng)在以后的設(shè)計過程中明確結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點。