化工廠鋼筋混凝土框架節點抗震設計探析

謝健(貴州昊華工程技術有限公司，貴州 貴陽 550001)

0 引言

在化工廠房之中，因為整體工藝流程的需要和一些化學成分的侵蝕負作用，也通常讓化工廠房的設計籌劃都是立足于多階層的鋼筋混凝土框架所開展，從而達到全面提升廠房框架負荷程度以及加強抗化學侵蝕性的效果。而因為鋼筋混凝土的框架同時在建立在桿件體系之上，所以在諸如地震突發事件的影響之下通常會造成整體框架位移的狀況產生。所以為了更好的規避鋼筋混凝土框架到受到來自于地域的突發的所造成的安全影響，所以需充分的依據我國規定相關的建設標準以及原則進行科學性的設計。

1 影響化工廠鋼筋混凝土框架節點抗震的核心因素解析

經過大量的工程實踐的實際發生狀況可以充分證明，針對于以剪切變形為核心的鋼筋混凝土框架，當受到突發性的地震災害侵擾時，整體框架剛度最弱項便是整個框架的梁柱體的交接位置和其緊鄰的梁端。這主要是因為在地震突發自然災害的影響之下，整個框架的節點會在一瞬間承受著巨大的剪力，這無疑會讓節點處極為容易受到系統性的破壞。而整體破壞的核心特征為：節點的核心區域的鋼筋混凝土框架會產生傾斜甚至是產生裂縫；與此同時混凝土以及柱體鋼筋也會發生粘合性的裂開問題，這最終會造成混凝土的保護外層脫落的情況發生。而影響鋼筋混凝土框架抗震效果的核心因素有以下幾個方面。

1.1 混凝土框架的整體剛度

倘若運用剛度等級相對較低的混凝土框架時，往往在遭遇地震災害的時候，整個框架節點在剪力的影響下會導致節點的區域的負載力瞬間增高，這無疑會讓節點產生裂縫甚至是碎裂的情況，與此同時也會嚴重的影響著框架梁體鋼筋在節點位置的錨固的作用。特別是在剪力的影響之下，框架的梁體縱向鋼筋和節點位置混凝土的粘合力也會產生衰退的現象，從而引發縱向鋼筋的位移的情況產生，最終會造成強柱的弱梁的性能嚴重衰減的問題爆發。

1.2 柱軸的壓力問題

通常而言，柱軸的壓力所指的是上部框架應用在節點位置的綜合性軸壓力。經過大量的工程實踐表明，在縱向的負載以及突發性地震災害的影響之下，梁柱節點所承受的壓力盡管極為復雜，但是核心負載問題主要是來自于剪力的作用。而在這樣的作用之下，節點位置的混凝土會伴隨著柱體主軸的壓力的提升而迅速的削減，特別是在高軸壓力的情況之下，節點的截面出受制于自于相關區域的混凝土壓力強度超過了其的載荷力度，進而導致了節點位置混凝土的極具破碎化現象產生。而這個時候，就算是全面的提升箍筋相對于混凝土的含量，箍筋也已經對于核心區域的混凝土的整體框架約束的性能大幅削減，這無疑極大的降低了框架階段的鋼度。

1.3 箍筋相對于混凝土的含量問題

經過大量的地震類型的突發工程安全事故表明，框架節點受到極為嚴重的損壞，往往和因為節點位置沒有箍筋亦或是箍筋含量相對較少有著極大的聯系。特別是在地震壓強的作用之下因為箍筋配比相對較少，往往無法有效的起到對于框架節點的混凝土核心區域的束縛作用，從而讓混凝土的抗震強度大幅降低甚至還會出現裂縫的狀況。而縱向鋼筋因為束縛力相對較弱，在柱軸壓力影響之下往往會嚴重的變形，這也無疑會造成框架節點產生應力性嚴重破壞的問題產生。

而混凝土的框架節點，在地震自然災害的影響下損壞頻率最高的通常是角柱、邊柱的節點等區域。而造成此種問題的根本就在于，因為某些化工廠生產的流程需求，從而讓相關設施的布控以及負載的分布極為不均衡。盡管很多化工廠的整體構造看似十分的對稱，但是因為大型生產設施的不科學排布進而導致框架部分區域的柱面極大，而在地震災害的影響之下，會導致水平地震合理的運用線不經過框架的硬度核心，框架不只是會產生位移情況，甚至還會出現斷裂等極度危險的事故發生。

1.4 樓板局部不連續問題

樓板局部不連續也屬于工廠建在抗震當中經常會發現的一類問題。其核心所指的是工廠類建筑的尺寸以及平面的剛度發生了巨大的改變，進而導致樓面水平的剛度隨之也發生了極大的變化。從框架抗震的規劃的角度來解析，樓層局部不連續的鋼筋混凝土框架需要充分的考慮三個方面的問題：第一，框架整體的抗震解析運算的時候，樓層平面內實際的剛度運算模型的選用問題；第二框架的振型的特征以及選取的問題；第三，是樓板局部不能持續的產生水平剛度變化出框架構件的應力集中性問題。

2 針對于化工廠鋼筋混凝土框架節點抗震規劃的合理建議

2.1 科學規范的選用建設所需的混凝土剛度

多階層的鋼筋混凝土框架整體剛度等級往往不能低于C25 這個級別。而特別是對于相關化工生產設施對于整個工廠框架負荷度要求較大的情況，尤其是要提升框架柱的整體負荷力。而想要提升負荷力除了有效的對于柱的截面區域積極調控意外，還需要將柱的混凝土剛度整體提升到相關的要求標準以上。而這個階段更是需要充分的考慮框架節點位置的混凝土強度等級和柱的強度等級的一致性。

2.2 合理的提升箍筋相對于混凝土的含量

我國相關的建筑抗震設計的規范要求文件中明確的提到了限制最小區域箍筋率來管控框架節點中心區域的整體筋體量。在規劃設計的階段需要運用多元化的箍筋模式來提升框架階段的抗震強度。特別是即合理同時整體成本投入相對較低的情況下有效的管控區域的箍筋率，針對于化工廠而言，建議可以運用井字形狀的綜合箍從而達到合理又整體成本投入相對較低的基礎上，提升整體的箍筋率，同時還可以讓節點的核心區域的混凝土周圍所承載相對平衡的壓力。

2.3 合理規劃不連續鋼筋混凝土框架的抗震設計

針對于樓板局部不連續的鋼筋混凝土框架的整體運算解析的時候，需要充分的依據樓板平面但中實際可能變形的狀況，選用適宜的樓板假定運算模型，從而更好的保障框架運算的精準度。現階段振型分解反應譜法以及時程分析法是框架抗震解析的關鍵，在運用以上方式解析通?？蚣艿卣痦憫臅r候，需要選取可以反應框架核心動力特征的足量的振型進行運算，對于常規的框架，通常只需要選用框架的前幾個階段振型便可以。

樓板局部的不連續形成水平剛度的巨大變化，往往會引發框架高振型和相關系數的提升，所以在其框架抗震解析的時候，需要注意科學選用振型參與的數量。針對于水平剛度的突變區域，連接構件的處理需要科學的挑選，將連接構件的剛度管控在規范的范疇之內。剛度突發的區域的構件需要開展更為詳盡的解析，從而更好的保障薄弱區域的框架安全性。

3 結語

綜上所述，隨著如今化工廠專業化設施的多樣化的發展，無疑也對于化工廠的鋼筋混凝土框架節點抗震帶來更高的要求以及挑戰。特別是如今化工廠的專業設施以及相關的運作流程也變得極為復雜。所以結合當下的發展需求背景之下，無疑需要借助更加科學的方式來進一步提升化工廠的鋼筋混凝土框架的負載度。只有如此，才可以在遭遇到諸如地震的突發事故的影響之下，全面的保障化工廠的安全性。