混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

孫彥飛 陳慶豐 胡 愈

（河南工程學(xué)院，土木工程學(xué)院，河南 鄭州 451191）

混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

孫彥飛 陳慶豐 胡 愈

（河南工程學(xué)院，土木工程學(xué)院，河南 鄭州 451191）

就當(dāng)前我國建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)狀來看，混凝土結(jié)構(gòu)仍然是最為主要的一種構(gòu)建形式，利用混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的施工確實(shí)具備著較為突出的作用和優(yōu)勢，但是其中存在的一些問題也應(yīng)該引起相關(guān)設(shè)計人員的高度重視，比如抗震設(shè)計就是比較關(guān)鍵的一個方面，本文就重點(diǎn)針對混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了簡要的分析和探討，希望能夠有助于提升今后混凝土結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的抗震性水平。

混凝土結(jié)構(gòu) 建筑結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)計

1. 引言

伴隨著時代的不斷進(jìn)步，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計也出現(xiàn)了一定的變化。一直以來，地震嚴(yán)重威脅著人民群眾的人身以及財產(chǎn)安全，據(jù)對以往自然災(zāi)害的分析可知，地震災(zāi)害在總災(zāi)害中的比重達(dá)到一半，而我國抗震能力與西方國家相比，能力較弱，外加，地震災(zāi)害的發(fā)生幾率逐漸增加，這嚴(yán)重制約了社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展速度。

2. 當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中存在的問題

2.1 前期準(zhǔn)備工作不完善

前期準(zhǔn)備工作不完善是當(dāng)前建筑混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中最為突出的一個問題表現(xiàn)，正是因?yàn)檫@種前期工作準(zhǔn)備的不充分，才導(dǎo)致了在具體的設(shè)計過程中出現(xiàn)了一些判斷方面的失誤，進(jìn)而影響了抗震設(shè)計的效果，尤其是對于具體設(shè)計之前的勘察測量工作來說，只有保障其勘察測量的準(zhǔn)確性才能更好的促進(jìn)其設(shè)計的可靠性，但是對于當(dāng)前的勘察測量現(xiàn)狀來看，其在地質(zhì)勘察等方面確實(shí)存在著一定的問題，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)計人員不能夠很好地了解施工現(xiàn)場的實(shí)際狀況，最終表現(xiàn)在設(shè)計過程中就可能存在著一些抗震設(shè)計失誤，無法確保建筑工程項(xiàng)目在后期使用過程中滿足相應(yīng)的抗震要求。

2.2 缺乏規(guī)范的防震縫設(shè)計

根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)高層建筑存在以下三種情況時，需要設(shè)置相應(yīng)的防震縫:一是平面各項(xiàng)尺寸都超過了《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》的限值而且沒有相應(yīng)的加強(qiáng)措施;二是各部分結(jié)構(gòu)的剛度或者荷載相差懸殊同時也沒有采取相應(yīng)的應(yīng)對措施;三是建筑存在較大的錯層。而從目前來看，許多建筑在設(shè)計過程中，并沒有重視防震縫的設(shè)計，嚴(yán)重影響了建筑整體的穩(wěn)定和安全。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的參數(shù)選取不合理

在進(jìn)行混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的參數(shù)選取過程中，由于缺乏巖土工程勘察資料，使得浪凝土建筑的抗震設(shè)計忽略了對巖土工程的前期勘察資料的初審工作，導(dǎo)致選取的參數(shù)往往與建筑物抗震設(shè)計的實(shí)際效果不相符合，又需要重新選取建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計和工程預(yù)算的相應(yīng)參數(shù)，降低了工作效率。這也會對混凝土建筑物的抗震能力產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)抗震體系不合理，部分建筑物的高度過高，增大了建筑物內(nèi)鋼筋結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，這使得在地震力的強(qiáng)作用下，髙層混凝土建筑物的抗震能力下降。

3. 混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 確保結(jié)構(gòu)延性

通過對以往地震災(zāi)害分析可知，建筑結(jié)構(gòu)若想有效吸收塑性階段所生成的能力，這要求建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較強(qiáng)的負(fù)載能力。這主要是因?yàn)榻ㄖ镌谠庥龅卣馂?zāi)害時，建筑結(jié)構(gòu)處于塑性階段，十分容易出現(xiàn)形變現(xiàn)象。因此，應(yīng)參照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際特點(diǎn)以及具體的抗震標(biāo)準(zhǔn)，地震災(zāi)害多發(fā)的國家應(yīng)依據(jù)延性結(jié)構(gòu)開展設(shè)計工作，確保局部結(jié)構(gòu)的薄弱地帶具備一定的負(fù)載能力和剛度，進(jìn)而確保建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，增加延性可增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的形變能力，以此來降低地震災(zāi)害的影響程度，全面提升抗震能力。另外，在結(jié)構(gòu)分布上，應(yīng)依據(jù)適當(dāng)增加的數(shù)值來設(shè)計柱端變形負(fù)載能力，這不僅嚴(yán)格堅(jiān)守了強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計原則，還降低了屈服幾率。然而，在實(shí)際應(yīng)用過程中，若想預(yù)防柱中出現(xiàn)塑性絞現(xiàn)象存在一定的難度，同時，還應(yīng)遵循強(qiáng)剪弱彎，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，應(yīng)采取有效的構(gòu)造措施，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)延性。

3.2 框架設(shè)計

建筑項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計人員在建設(shè)開發(fā)項(xiàng)目的設(shè)計階段要根據(jù)建筑物主體構(gòu)建布局進(jìn)行全面的考量與綜合的判斷，從而使得抗震性設(shè)計能夠夠好的滿足建筑開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)際需要，同時加強(qiáng)對建筑物自身剛性重要程度的認(rèn)識，將建筑物的形變量有效地控制在合理的范圍之內(nèi)，保證建筑物在地震過程中能夠承受較大的形變力量，從根本上提高建筑物主體的抗震能力與效果。在建筑物結(jié)構(gòu)中建筑物的抗震性能扮演著重要角色，發(fā)揮著一定的作用，因此建筑項(xiàng)目的施工建設(shè)者需要對建筑物的非結(jié)構(gòu)性構(gòu)建進(jìn)行科學(xué)的評估，以保證非結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件的抗震性能的發(fā)揮。為了達(dá)到這一目的，最大限度的提升框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工的過程中必須要將保塑性鉸安置在框架梁的首端，以此來加強(qiáng)框架設(shè)計對于地震發(fā)生時豎直方向上作用力對建筑物的破壞。

3.3 防震縫

防震縫是指為了防止地震對于建筑的破壞，在適當(dāng)位置設(shè)置的縫隙，可以將建筑分為若干形體簡單、結(jié)構(gòu)剛度均勻的獨(dú)立部分。簡單來講，防震縫是為了減輕或者防止相鄰結(jié)構(gòu)單元在地震作用下相互碰撞而預(yù)先設(shè)置的間隙。通過設(shè)置防震縫，可以對復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割，形成相對規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，從而減少建筑的扭轉(zhuǎn)、改善結(jié)構(gòu)抗震性能。在對防震縫進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，保證其寬度的合理性，如果完全按照規(guī)范要求，則在強(qiáng)烈地震作用下，仍然可能會發(fā)生碰撞;如果防震縫寬度過大，則會影響建筑立面設(shè)計。對于體形相對規(guī)則的混凝土結(jié)構(gòu)建筑，可以不設(shè)置防震縫，而如果建筑的結(jié)構(gòu)非常不規(guī)則，而且建筑場地并沒有限制，則應(yīng)該設(shè)置防震縫，同時防震縫的寬度應(yīng)該能夠滿足抗震支座在遭遇強(qiáng)烈地震時的位移要求，并考慮建筑與周圍構(gòu)造物之間可能出現(xiàn)的相對運(yùn)動。

3.4 建筑結(jié)構(gòu)的計算

結(jié)構(gòu)工程師在熟練運(yùn)用電算方法的同時，應(yīng)掌握必要的結(jié)構(gòu)簡化計算方法，以便在方案和初步設(shè)計階段從整體上控制結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、對電算結(jié)果進(jìn)行分析校核，對設(shè)計中或施工過程中出現(xiàn)的問題及時處理解決。

4. 結(jié)語

綜上所述，對于建筑工程項(xiàng)目來說，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度是保障其后期使用安全性的一個基本條件，對于這種穩(wěn)定性和安全性來說，其最為重要的一個設(shè)計方面就是針對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性進(jìn)行有效地設(shè)計，尤其是對于當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)施工中常用的混凝土結(jié)構(gòu)來說，更是應(yīng)該加強(qiáng)對于抗震性能的設(shè)計和優(yōu)化，重點(diǎn)從建筑混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和受力狀態(tài)等兩個方面進(jìn)行有效的設(shè)計，并且加強(qiáng)對于抗震層、防震縫以及抗震支座的設(shè)計，切實(shí)提升其抗震效果。

[1]李翠偉．高層混凝土住宅建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計研究［J］．江西建材，2015(01)．

[2]羅聯(lián)訓(xùn)．淺論高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計［J］．中華民居(下旬刊)，2014(6)．

[3]王繼偉．淺談混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計［J］．科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012(33):38．

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1007-6344（2015）11-0158-01