關于鋼筋混凝土結構抗震性能“三道防線”的探討

陳曉旭,唐小方,郭保生

(廣東白云學院建筑工程學院,廣州 510000 )

1 引言

地震是一種破壞能量巨大的一種自然災害,而我國又是一個地震多發的國家,為了減輕地震災害,抗震是工程設計及建設中一項極為重要的考慮因素,而減輕地震災害的最有效措施是對工程結構進行合理而又經濟的抗震設防。本文主要針對房屋建筑工程結構抗震性能的多道防線進行探討

2 結構抗震的第一道防線

一般情況下,結構概念設計主要關注以下幾點：

(2)讓建筑物的豎向布置規則化和平面布置均勻化。結構豎向布置規則化可以避免結構豎向剛度、承載能力和傳力路徑有突變的狀況出現,即控制了結構薄弱部位或應力集中部位的出現,從而避免結構過早的破壞；結構平面布置均勻化則使結構質量分布與結構剛度分布協調、限制偏心,易于發揮結構的耗能作用；

(3)結構的剛度和抗震能力。結構的抗震能力反映在結構的承載力和結構在水平荷載作用下變形能力等方面,是結構綜合能力的一種體現；剛度的確定,關系到結構是否能抵抗地震作用和結構是否有引起P—△效應的過大變形等問題。

(4)結構的整體性；結構的整體性體現在上部結構與基礎的可靠連接以及水平結構體系與豎向結構體系的可靠連接。

在基于概念設計而完成的建筑物中,在遭遇地震作用時,完整的結構就是建筑物抗震的第一道防線,且這道防線要滿足以下情況：

情況1.鋼筋混凝土結構有一定承載力,且剛度較大。此時,這道防線要求建筑物有較高耗散地震能量的作用來抵抗地震作用,以保證結構的整體性,滿足結構抗震設防“小震不壞,中震可修,大震不倒”的基本原則；

情況2.鋼筋混凝土結構有一定承載力,且延性較大。此時,這道防線要求建筑物具有一定的變形性能來吸收較多的地震能量來抵御地震作用,這要求鋼筋混凝土結構有足夠的變形能力,但同時要控制過大的變形引起的二階效應的問題。

3 結構抗震的第二道防線

鋼筋混凝土結構的第一道防線是由整個結構共同組成的,而結構的第二道防線則是由結構的部分構件組成的,它們形成的是一個系統的子結構。

當遭遇地震作用時,第一道防線首先起作用,當第一道防線由于部分構件的破壞而失效時,由部分構件組成的子結構則成為鋼筋混凝土結構的第二道防線來抵抗地震的作用。

由于地殼表層散發地震波是一個過程,需要比較長的時間,所以每次地震的發生,都會伴隨有多個余震出現,每一次余震對結構破壞的累加也是巨大的,因此,在第一道防線的基礎上,建筑物需要第二道防線來抵抗地震作用。

民辦高校由于缺乏穩定與有吸引力的報酬，教師相應社會認可度不高，教師成長平臺有限，對學校缺乏認同感和歸屬感，因此民辦高校教師隊伍不穩定，青年教師占較大比例，師資力量無法保障。同時，“互聯網+教育”對教師信息化教學能力有一定要求，教師需要運用信息技術手段改進教學方法引導學生進行知識建構，教師還需要終身學習，不斷更新信息化教學手段，與時俱進。

4 結構抗震的第三道防線

考慮到塑性鉸對結構耗能能力做出了重大貢獻,設計中無節制的提高梁構件中受力鋼筋的配比是不太合理的做法,但是在結構抗震的第二道防線中,梁是首當其沖的,一旦梁發生破壞,整個結構將會失去整體性。所以嘗試提高梁的從屈服開始至達到最大承載力或達到以后而承載力還沒有顯著下降期間的變形能力是研究的一個方向；實現梁破壞后不發生斷裂是另外一個方向,這將是結構抗震的第三道防線,也是人民的生命線。本文將針對上述第二個方向進行詳細的闡述。

這些年,有比較多的學者在嘗試將各種短纖維摻進混凝土中以達到控制構件裂縫、提高構件承載力的目的[1][2]；還有一部分學者嘗試將玻璃纖維、聚酯纖維等纖維材料以受力筋的形式加入到純受彎構件中進行承載力、應力—應變、撓度等方面研究。在這些研究中,將高強的聚酯纖維作為受力筋加入純受彎構件的研究為結構抗震提供了一個新思路。

將高強的聚酯纖維作為受力筋加入純受彎構件和支座負彎矩的位置,對構件承載力的提高有一定的幫助,但提供承載力的依然是以受壓區的混凝土和受拉區的縱向受力鋼筋為核心,高強的聚酯纖維對承載力提高的程度還是有上限的,對限制試驗構件純彎段下部以及支座承受負彎矩部分裂縫的發展均有一定的幫助。但是,加了高強聚酯纖維筋的實驗構件與同等配筋的普通鋼筋混凝土構件有兩個很明顯的區別：

(1)高強聚酯纖維筋的實驗構件的縱向手里鋼筋結束強化階段進入局部頸縮階段之后,雖然承載力有下降,但構件不會完全失去承載力；

(2)高強聚酯纖維筋的實驗構件即使破壞(下部縱向受力鋼筋失效或者壓區混凝土被壓碎),也不會發生構件斷裂之后掉落的現象。這些都來源于聚酯纖維是一種彈性材料,是一種大變形的材料；

這兩個變化在結構正常使用極限狀態下是沒有用處的,但是水平地震作用下,一旦結構的第一和第二道防線被突破,這將作為一道新的防線為困境中的人們贏得一線生機,即鋼筋混凝土結構抗震性能的第三道防線。

在上述混合配筋構件的制作過程中,需要注意纖維筋的用量,要避免因為纖維筋用量過大導致混凝土與受力鋼筋之間的粘結力受到影響。

5 結束語

建筑結構抗震性能“三道防線”分別通過結構本身、結構部分構件組成的子系統和構件本身來實現結構設計時的抗震設防目標。

隨著經濟的發展和社會的進步,傳統的以保證人民生命安全為前提的抗震設防目標“小震不壞,中震可修,大震不倒”已經不能滿足當今時代的需求,因為除了人員傷亡之外,地震造成的其它方面的損失實在太大了,最直接的就是經濟損失,所以,突破傳統抗震設防目標的局限性,降低因建筑破壞所造成的經濟損失成為了新一代工程設計人員的一個重要目標。