鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法探討

張翰斌

摘 要：近年來，在我國工業(yè)和民用建筑中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，但在應(yīng)用過程中需要做好抗震設(shè)計，確保建筑物抗震性能的提升，使其安全性和穩(wěn)定性能夠得到有效的保障。文章分析了地震中鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的破壞形式，并進(jìn)一步對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；框架結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計；破壞形式；設(shè)計方法

前言

隨著建筑行業(yè)發(fā)展速度的不斷加快，當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，這種結(jié)構(gòu)形式在建筑施工中應(yīng)用具有較好的方便性，其抗震性能也較好，但在地震作用下也會存在一定的破壞現(xiàn)象，因此為了提高建筑物的安全性，則需要做好抗震設(shè)計，利用適宜的抗震方法來努力提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能，確保建筑物具有較好的穩(wěn)固性。

1 地震中鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的破壞形式

當(dāng)前建筑施工中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用較多，為了有效地提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能，則需要在設(shè)計時做好抗震設(shè)計。在實際應(yīng)用過程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物在地震力作用下出現(xiàn)破壞情況時大致有以下幾種表現(xiàn)形式。

1.1 建筑物整體的倒塌或局部塌陷

在地震力作用下，建筑物容易出現(xiàn)整體倒塌或是局部塌陷事故，這是建筑物受到地震破壞力作用下最為常見的一種形式。在地震發(fā)生時，少部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋會出現(xiàn)不同程度的破壞，從而導(dǎo)致倒塌或是局部塌陷問題的發(fā)生。

1.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的樓梯出現(xiàn)破壞現(xiàn)象

在地震發(fā)生后，建筑物內(nèi)的人們逃生時只能利用樓梯作為唯一的逃生通道，一旦樓梯出現(xiàn)破壞，則會給逃生帶來較大的難度。當(dāng)前建筑物樓層較高，而且樓梯之間的橫墻高度也較大，特別是側(cè)向具有較大的剛度，在這種情況下，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，會有較大的拉應(yīng)力產(chǎn)生，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)和樓梯共同用來支撐整體混凝土結(jié)構(gòu)時，在強大的拉應(yīng)力作用下樓梯結(jié)構(gòu)極易受到程度不同的破壞，從而切斷人們地震時逃生的通道。

1.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形縫兩側(cè)出現(xiàn)破壞現(xiàn)象

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變形縫出現(xiàn)破壞主要來自于沒有利用合理的處理方式對混凝土結(jié)構(gòu)變形縫進(jìn)行處理，或是在設(shè)計時對于變形縫的寬預(yù)留不夠，還有可能是采用的材料具有不可壓縮性，這樣在地震發(fā)生時，在碰撞情況下材料會出現(xiàn)不同程度的脫離情況，或是在建筑物發(fā)生搖擺時由于預(yù)留的縫寬不能滿足要地震發(fā)生時的實際需要，從而導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)不同程度的破壞。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物在地震發(fā)生時會發(fā)生不同程度的損壞，這主要來自于兩方面的影響，即地震具有強大的破壞力或是抗震設(shè)計缺乏合理性，在這兩方面的因素影響下，在地震力作用下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物不可避免地會產(chǎn)生不同程度的破壞，對建筑物的使用安全帶來較大的影響。

2 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由于設(shè)計上的不合理會導(dǎo)致平面或是樓層的局部薄弱環(huán)節(jié)抗震能力無法充分地發(fā)揮出來，再加之結(jié)構(gòu)中梁柱變形能力不足等諸多問題的存在，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)整體抗震能力并不強，同時抗震設(shè)計中還存在著這樣或是那樣的問題，因此作為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計者，需要針對建筑的實際情況下來進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，從而有效的保證建筑物的安全性。

2.1 需要堅持一定的設(shè)計原則，力求最大限度地確保結(jié)構(gòu)的抗震能力

在對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要遵循強剪弱彎、強柱弱梁、強節(jié)點和錨固的原則，從而使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。在對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，需要確保其具有較好的承載力、穩(wěn)定性、剛度和延性，這樣才能確保結(jié)構(gòu)具有較好的抗震安全性能，使其保持良好的整體性。在地震力作用下，建筑物受到破壞與其抗震計算的延性保證具有直接的關(guān)系，在對建筑物的破壞進(jìn)行描述時往往根據(jù)樓層的水平地震以及層間的位移關(guān)系來進(jìn)行，需要建筑物的構(gòu)件能夠保持一定的承載能力，具有較好的彈塑性變形，這樣才能更好的起到消耗地震能力的目的，從而有效的降低地震給房屋帶來的破壞性。這就需要在對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計時，需要有效的保障房屋結(jié)構(gòu)變形能力的提升，正常計算延性。通常在進(jìn)行計算時，需要采用地震組合的抗震承載力驗算方式，同時還要與不同承受力延性性質(zhì)節(jié)點的綜合因素和相對作用剪力進(jìn)行有效的結(jié)合，從而準(zhǔn)確的找到最佳的延性計算點，確保計算數(shù)據(jù)的精確性和可靠性。在具體設(shè)計過程中，還需要對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋中的巖性保護(hù)問題給予充分的關(guān)注，需要在設(shè)計和計算時對軸壓比進(jìn)行有效的限制，將縱筋的最大配合率進(jìn)行有效控制，從而有效的確保房屋構(gòu)件延性的提高，合理調(diào)整混凝土的受壓高度，對鋼筋混凝土建筑物的建筑材料進(jìn)行嚴(yán)格控制，有效的提高抗震設(shè)計的水平，確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物抗震性能的最優(yōu)化。

2.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)設(shè)計成雙向梁柱剛接體系，并且在一定程度上允許部分框架梁搭在另一個框架梁上

為了能夠進(jìn)一步對地震設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化，則需要在設(shè)計時對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)垂直地震作用的設(shè)計進(jìn)行加強，而且需要綜合多方面的因素進(jìn)行考慮，提高對震害的分析能力。特別是在對大跨度雨蓬和陽臺燈處梁進(jìn)行設(shè)計時，需要考慮到抗扭問題，而且扭矩則以梁中心線處板的負(fù)彎矩與跨度的一半相乘所得數(shù)值為扭矩值，而且在對框架梁和柱的混凝土等級進(jìn)行選擇時，最好是相差一級，這樣對于提高抗震效果具有十分積極的作用。

2.3 科學(xué)的設(shè)計相關(guān)的耗能構(gòu)件，更好的保證建筑的抗震性能

耗能構(gòu)件的設(shè)計和選擇都需要結(jié)合實際情況，在選擇時要保證主要的耗能構(gòu)件的屈服過程盡量的保持受約束屈服，并且要具有較好的延性和耗能性。為了能夠保證主要耗能構(gòu)件的延性，在選擇的時候不能選擇承受豎向靜荷載的主要構(gòu)件，而需要選用承受軸向應(yīng)力較小的構(gòu)件，并且為了能夠更好的提高耗能能力，構(gòu)件還需要具備一定的剛度，這樣在抗震的過程中能夠更好的發(fā)揮性能。

2.4 在設(shè)計的過程中還需要注意細(xì)節(jié)問題

在抗震設(shè)計時，不僅要從宏觀上進(jìn)行設(shè)計，還需要注意細(xì)節(jié)處的處理。例如，設(shè)計中需要注意節(jié)點處的處理，在對框架結(jié)構(gòu)中的平面和立面進(jìn)行設(shè)計時，需要確保剛度、強度以及延性等因素符合框架結(jié)構(gòu)在地震下的動力要求，并且要能夠均勻和連續(xù)的進(jìn)行分布，豎向剛度和強度需要避免突變；在設(shè)計時還需要設(shè)計出結(jié)構(gòu)抗震防線，要確保節(jié)點和構(gòu)件連接的強度和剛度相適應(yīng)，達(dá)到抗震的目的；建筑物中的樓梯是抗震中較為薄弱的環(huán)節(jié)，在設(shè)計的過程中要保證樓梯結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)相分離，并且樓梯的休息板要設(shè)計成用柱支撐，不能夠用折梁的設(shè)計方式。

3 結(jié)束語

近年來，我國地震發(fā)生較為頻繁，這就對建筑物的穩(wěn)定性和安全性提出了更高的要求，為了能夠有效的提高建筑物的質(zhì)量，則需要加強抗震設(shè)計的水平，采用科學(xué)合理的抗震設(shè)計方法來提高鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能，降低地震對其的破壞性，確保建筑物具有較好的安全性和穩(wěn)定性，保證人們生命和財產(chǎn)的安全。

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