RC框架抗連續性倒塌設計及抗震設計比較

杜森

摘 要：隨著科技日益發展，各種新技術逐漸應用到建筑工程建設中。建筑結構連續倒塌事件頻繁發生，嚴重威脅到公共安全，已成為社會大眾談論的火熱話題。同時，隨著地震災害的頻繁發生，對建筑結構也造成嚴重的威脅。因此，本文以RC框架為基點，對其抗連續性倒塌設計、抗震設計對比予以探討。

關鍵詞：RC框架結構；抗連續性倒塌設計；抗震設計；結構優化

中圖分類號：TU311 文獻標識碼：A

隨著城市化進程日益加快，建筑行業已迎來嶄新的面貌，建筑物如雨后春筍般不斷涌現。同時，隨著社會經濟日益發展，人們生活水平日益提高，對建筑工程建設已提出了新的更高要求。但是由于設計和建造過程中的人為失誤，部分企業為追求經濟效益導致建筑物自身的質量存在隱患，再加上地震災害頻繁發生以及在設計考慮范圍之外的荷載作用等，建筑物倒塌事件不斷發生。為了提高建筑的抗連續性坍塌、抗震能力，RC框架抗連續性倒塌設計和抗震設計逐漸受到越來越高的重視。

一、建筑結構抗倒塌概述

通常情況下，所謂的連續性倒塌是指建筑結構最終破壞規模、最初破壞之間不存在一定的比例關系。一旦建筑結構出現連續性倒塌問題，都會造成非常嚴重的生命財產威脅。就多層、高層建筑結構而言，其水平方向、豎向方向都會出現連續性倒塌。對于豎向連續性倒塌而言，如果采用分區隔離方法使該問題得到根本上的解決，依然會出現連續性倒塌事件。對于這方面來說，在解決連續性倒塌事件的時候，需要不斷優化設計，提高建筑結構的整體性。目前，就其抗倒塌方面，我國只是進行了一些簡單說明，沒有制定出客觀、合理的具體設計方案，不具有其可操作性。而國外在建筑結構抗連續性倒塌方面，提出了很多具有建設性的方案，制定了可行的設計方案與設計流程，采取合理化的設計方法、極大地提高建筑結構的抗倒塌能力。進而降低了建筑結構倒塌事件的發生率，有效防止給國家造成嚴重的經濟損失。

二、地震與RC框架概述

地震是經常發生的自然災害，地球上每年有數百萬次的地震發生。就我國地震而言，分布廣、傷亡大是其主要特征。在破壞形式方面，造成大量建筑物瞬間倒塌和破壞是其核心體現。為了能夠提高建筑結構抵抗地震的能力，不同國家相關人員開展了一系列的研究，RC框架逐漸被應用到其中，但就其應用來說，并不樂觀，還需要進行更深入的研究。主要是因為在那些強烈地震中，大量的RC框架被嚴重破壞，出現大范圍的倒塌，并沒有使地震所造成的倒塌事件得到根本上的解決。就其應用現狀來說，需要正在客觀的角度，對RC框架結構抗震設計進行全面而客觀地分析，不斷優化對應的抗震設計，提高建筑結構抵抗地震的能力。

三、RC框架抗連續性倒塌設計、抗震設計對比分析

為了能夠使RC框架結構不斷優化，具有一定的抗震能力，解決連續性倒塌問題，對其抗連續性倒塌設計、抗震設計進行對比分析具有一定的實踐意義。這是RC框架得以優化的必經之路，也是提高建筑結構抗震能力，倒塌事件概率最小化的關鍵所在。因此，本文對這兩個方面進行了比較分析。在抗震設計、抗連續性倒塌設計比較分析方面，可以從幾個不同抗震設防烈度入手。一是：七度抗震設防方面。以工況二配筋信息比較分析為例。在縱向水平地震作用下，建筑結構構件會承受對應的剪力、彎矩。在橫向水平地震的影響下，建筑結構同樣需要承載一定的壓力。在進行抗震設計過程中，需要充分考慮兩個方向的縱向鋼筋，在進行單獨的系統化分析，需要計算出不同水平方向的具體配筋。但是對短邊柱進行拆除的時候，構件同樣要受到剪力等影響，一旦受到水平方向地震的影響或者對應的短邊柱無法發揮自身功能的時候，自身的受力機理也會發生變化。在此基礎上，需要對這兩種情況進行全方位的分析。從一系列分析中，可以知道在水平地震作用下，建筑柱子的配筋量和進行抗連續性倒塌設計之后的配筋量并不相同，二者之間相差很大。同時，在短邊柱處于失效情況下，RC框架的抗震設計更具有其優勢，即使建筑物受到一些突發事件的影響。在分析對比中，可以知道三層框架抗震設計更具有其優勢。同樣，在角柱失效、長邊中柱方面都能得出相同的結果。在七度抗震設防方面，在這幾種狀況下，建筑結構都不會受到地震較大的影響，發生連續性倒塌事件。二是：八度抗震設防。對于這方面來說，需要對七度地震作用下的柱子、梁配筋梁比角柱失效等方面進行分析對比，可以知道在失效狀態下，建筑結構柱子的配筋量都比較大。換句話說，在一定程度上，七度水平下的抗震設計更具有其優勢。而和七度水平抗震設計來說，八度類型的抗震設計具有更大的配筋量。從某種意義上說，在RC框架抗震設計中，八度類型的抗震設計同樣可以用于建筑結構設計中。下面是長、短邊中柱失效狀態下配筋情況，見表1。總的來說，在設計過程中，需要對縱向、橫向水平地震作用進行全方位地分析，也需要充分考慮偶然荷載產生的作用。以此為基礎，對相關數值進行仔細的分析，準確求出建筑結構柱子的內力。在這一過程中，可以以美國在這方面的相關規定為紐帶，選擇具有代表意義的柱子，分析柱子的承載力，計算柱子的配筋。從這些分析對比中，可以知道在這三種工況、水平地震影響下，失效類型柱子周圍的各個柱子都具有不同的受力機制。可以知道RC框架抗震設計可以提高建筑結構的連接延性性能，冗余性能。

結語

總而言之，在提高建筑結構承載能力，避免發生倒塌事件方面，對RC框架的抗連續性倒塌設計、抗震設計予以對比分析是非常必要的。它有利于RC框架結構不斷優化，使其各方面的性能得以提高，為不同類型建筑結構承載力的提高做好鋪墊，使建筑物倒塌問題得到根本上的解決。從長遠來說，RC結構的優化完善還有很長的路要走，但其必將會走上長遠的發展道路，使我國建筑工程建設發生質的轉變，擁有更好的發展前景。

參考文獻

[1]王璨.RC框架抗連續性倒塌設計與抗震設計對比研究[D].石家莊鐵道大學，2012.