鋼筋混凝土構(gòu)件在抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

魏希寶，姜珊珊

(1.黑龍江省泥河水庫(kù)管理處，黑龍江蘭西151500;2.哈爾濱市磨盤(pán)山水庫(kù)管理處，黑龍江五常150200)

我國(guó)屬多發(fā)地震國(guó)家之一。因此，對(duì)建筑物的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)特別重視。在地震時(shí)，振動(dòng)是以波的形式傳播的，各種力相互作用很是復(fù)雜，計(jì)算起來(lái)十分困難，但有幾點(diǎn)是可以主觀控制的，現(xiàn)將在這方面的認(rèn)識(shí)介紹如下:

1 選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)

建筑物場(chǎng)地選擇的原則是根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、場(chǎng)地土和地形地貌條件以及歷史地震資料，盡量選擇對(duì)建筑物抗震相對(duì)有利的地段，避開(kāi)不利地段，未經(jīng)充分論證不應(yīng)在危險(xiǎn)地段進(jìn)行建設(shè)。

有利地段是指鄰近地區(qū)無(wú)晚近期活動(dòng)性斷裂，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，地基比較完整的巖體和密實(shí)土層。不利地段是指鄰近地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，有晚近期活動(dòng)性斷裂、可能發(fā)生液化的土層或軟弱黏性土層，以及陡坡、河岸、孤立山丘、半挖半填、不均勻土層等地段。危險(xiǎn)地段是指地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，有活動(dòng)性斷裂，可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷地裂、泥石流、地表錯(cuò)位等地段。

當(dāng)無(wú)法避開(kāi)不利地段而必須在其上建造工程時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性剛度，對(duì)可能發(fā)生液化的土層或淤泥、淤泥質(zhì)土等軟土層，則應(yīng)采取挖除、人工密實(shí)、砂井排水等工程措施。

地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求是:同一建筑單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基上;同一建筑單元宜采用同一類型的基礎(chǔ)，不宜部分采用天然地基或淺基礎(chǔ)而部分采用樁基;同一建筑單元的基礎(chǔ)宜埋置在同一標(biāo)高上;樁基宜采用低承臺(tái)樁等。

2 合理規(guī)劃，避免地震時(shí)發(fā)生次生災(zāi)害

次生災(zāi)害是非地震直接造成的災(zāi)害。如房屋規(guī)劃過(guò)密，地震時(shí)房屋倒塌將道路堵塞，造成在地震發(fā)生時(shí)人口無(wú)法疏散，增加傷亡;地震時(shí)水管破裂、消防設(shè)施失效，會(huì)造成火災(zāi)發(fā)生;煤氣罐、油庫(kù)、化工廠、核反應(yīng)裝置等損壞，更會(huì)引起爆炸、毒氣外逸和核輻射泄漏;水利工程中的擋水建筑物如有損壞，就會(huì)造成下游城鎮(zhèn)農(nóng)田的嚴(yán)重淹沒(méi)，其后果比建筑本身的損壞更為嚴(yán)重。

3 建筑物的形體和結(jié)構(gòu)力求規(guī)整和對(duì)稱

高層建筑物的平面宜采用矩形、方形、圓形、正多邊形等規(guī)整的形狀，使地震時(shí)結(jié)構(gòu)的變形能整體協(xié)調(diào)一致，結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造處理也較簡(jiǎn)單，這樣，可取得較好的抗震效果。L形、∏形等建筑平面在受震時(shí)，建筑物轉(zhuǎn)角處會(huì)產(chǎn)生巨大的集中應(yīng)力，易遭破壞。結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件也宜在平面上均勻?qū)ΨQ布置，使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心和剛度中心盡量靠近或重合，以免在地震發(fā)生時(shí)，除水平向地震作用外，還增添水平地震慣性力對(duì)結(jié)構(gòu)剛度中心的附加扭轉(zhuǎn)作用。

建筑物的立面也宜盡量規(guī)整，避免局部突出。沿建筑物的高度其質(zhì)量和剛度不宜突變，以免突變部位在受震時(shí)發(fā)生局部嚴(yán)重?fù)p壞。在建筑物的立面上應(yīng)盡量少做挑檐等易倒塌脫落的附屬構(gòu)件。

4 盡量減輕建筑物的質(zhì)量，降低其重心

建筑物所受到的地震作用和這的質(zhì)量成正比。采用輕質(zhì)材料，減輕建筑物質(zhì)量是減少地震作用反應(yīng)的有效措施。建筑物的重心應(yīng)盡量降低，以減少結(jié)構(gòu)所承受的地震彎矩。

5 選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系

抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性、設(shè)防烈度、場(chǎng)地條件、建筑高度、地基基礎(chǔ)及材料、施工狀況等，把技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件綜合起來(lái)考慮確定。

抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑;應(yīng)該有多道抗震防線，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件失效，而導(dǎo)致整個(gè)體系喪失抗震能力，或喪失對(duì)重力荷載的承載能力;抗震結(jié)構(gòu)體系還應(yīng)具備必要的強(qiáng)度、良好的變形能力和耗能能力。在設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合考慮結(jié)構(gòu)體系的實(shí)際剛度和強(qiáng)度分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。

6 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性

延性是結(jié)構(gòu)構(gòu)件在超過(guò)彈性變形后能保持繼續(xù)變形的能力。延性好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件能大量吸收地震作用的能量，減少作用在結(jié)構(gòu)上的地震作用。因此，對(duì)抗震來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力常具有同等重要的意義。

對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，為保證結(jié)構(gòu)具有較好的延性，應(yīng)避免混凝土壓碎、錨固失效、剪切破壞等脆性破壞的發(fā)生。因此，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)限制受拉縱向鋼筋配筋率、增加受壓縱向鋼筋、增配箍筋、加大鋼筋錨固長(zhǎng)度，對(duì)受壓構(gòu)件應(yīng)控制其軸壓比不過(guò)大，對(duì)受彎構(gòu)件應(yīng)體現(xiàn)“強(qiáng)剪弱彎”原則等。同時(shí)，應(yīng)不選用強(qiáng)度過(guò)低的混凝土及強(qiáng)度過(guò)高的鋼筋，因?yàn)楦邚?qiáng)鋼筋的構(gòu)件其延性會(huì)明顯下降。

7 遭遇大震時(shí)，框架結(jié)構(gòu)不發(fā)生柱鉸機(jī)構(gòu)

當(dāng)遭遇本地區(qū)大震時(shí)，在框架結(jié)構(gòu)的梁和柱端會(huì)發(fā)生塑性鉸。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使其形成梁鉸機(jī)構(gòu)，而不允許形成柱鉸機(jī)構(gòu)。這是因?yàn)槿粜纬芍q機(jī)構(gòu)而又要求它不發(fā)生過(guò)大的塑性變形，不使結(jié)構(gòu)倒塌，勢(shì)必要求構(gòu)件具有極大的延性，事實(shí)上是不可能做到的。為了使塑性鉸發(fā)生在框架梁梁端而不發(fā)生在框架柱柱端，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)體現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的原則。

［1］ 河海大學(xué)，武漢大學(xué)，大連理工大學(xué)，等.水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2009.