淺析鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計措施

新余市規(guī)劃設(shè)計院 江西新余 338000

摘要：抗震設(shè)計是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中最重要的組成部分，抗震設(shè)計工作水平和質(zhì)量將直接影響著整個工程的施工質(zhì)量，關(guān)系著后期工程的抗震性能，甚至?xí)θ藗兩踩斐捎绊?。文章主要分析了鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計

引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層鋼筋混凝土房屋建筑建設(shè)的增多，大大增大了其在地震災(zāi)害影響下的水平位移和抗側(cè)移剛度，這在無形之中就加大了地震災(zāi)害的影響。因此，為了防止地震災(zāi)害影響程度的擴(kuò)大，提高建筑物的抗震性能，必須要做好抗震設(shè)計。

1鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)平面和立面設(shè)計

1.1整體布局設(shè)計

建筑的整體布局設(shè)計，主要是指建筑的平面和立體空間上的設(shè)計。在建筑的整體布局中，要使建筑平面和建筑空間在形狀上，既規(guī)則又簡潔。建筑的平面形狀可以是圓形、矩形、方形等，這樣的形狀能夠提高建筑抗震的水平。在建筑的整體布局設(shè)計中，要避免凹凸行的設(shè)計，這樣的設(shè)計對建筑抗震起到了一定的制約作用。嚴(yán)重是還會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。要設(shè)計出具有立體美和具有藝術(shù)性的建筑，就一定要將建筑藝術(shù)和建筑所具備的功能，與建筑抗震設(shè)計結(jié)構(gòu)結(jié)合到一起。

1.2平面布置

平面布置應(yīng)遵循簡單、規(guī)則、均勻?qū)ΨQ的原則，并且應(yīng)該具有良好的整體性，盡量使質(zhì)量中心與結(jié)構(gòu)剛度中心重合，以減少或避免扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的影響。平面布置首先要保證建筑的剛性程度和建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，在布置上要求二者有著相互的對稱性，避免結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生嚴(yán)重的變形狀況產(chǎn)生。進(jìn)行平面布局設(shè)計時，不能忽略建筑結(jié)構(gòu)中抗側(cè)移結(jié)構(gòu)布局需要注意的因素，保證建筑的使用功能和建筑的抗震性能都不會受到任何不利的影響，使建筑的抗震設(shè)計能夠完美的發(fā)揮出其技術(shù)的優(yōu)良特點。

1.3豎向布置

豎向布置主要的作用是控制轉(zhuǎn)換層上、下剛度的突變，為了保證底部空間的剛度、強(qiáng)度以及延性，應(yīng)該盡量強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層上下部的結(jié)構(gòu)剛度，弱化轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)剛度，使轉(zhuǎn)換層上下部的變形特征和結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度盡量接近。

1.4轉(zhuǎn)換構(gòu)件選擇及布置

轉(zhuǎn)換層是建筑物中不同結(jié)構(gòu)形式連接的關(guān)鍵點，它既是上部結(jié)構(gòu)的空中基礎(chǔ)，又是下部結(jié)構(gòu)的封頂。一般情況下，轉(zhuǎn)換層上部的豎向抗側(cè)力構(gòu)件宜直接落在轉(zhuǎn)換層的主結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換構(gòu)件上部載荷不直接傳給下部對應(yīng)構(gòu)件，而是通過轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重新分配，是因為結(jié)構(gòu)豎向傳力構(gòu)件的不連續(xù)。因此，在布置轉(zhuǎn)換層時，應(yīng)注意盡可能水平轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)直接落在轉(zhuǎn)換層的主結(jié)構(gòu)上。平面布置時剪力墻界面中心線應(yīng)與框支梁截面中心線對齊，以防止框支梁上部剪力墻對框支梁產(chǎn)生不利的扭轉(zhuǎn)影響。

2鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1防震縫設(shè)計

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)剛度均勻的獨立部分。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)的相對運動。

2.2抗震層設(shè)計

抗震層一般位于建筑基礎(chǔ)的頂部，是最為基本的抗震構(gòu)造形式，能夠最大限度地對地震能量進(jìn)行隔離，從而保證建筑的使用安全。在實際設(shè)計中，為了保證安裝和維護(hù)的便利性，需要在抗震層頂部梁底與基礎(chǔ)面之間留出0.8m以上的空間。從建筑功能方面分析，為了對抗震層頂部的樓板進(jìn)行有效利用，可以以地下室或者半地下室的形式，將抗震層設(shè)置在地下室柱頂或者墻頂。同時，為了對構(gòu)件的受力情況進(jìn)行改善，當(dāng)水平剪力較大時，可以在柱體中設(shè)置相應(yīng)的減震器，將抗震層的剪力和彎矩分別傳遞到柱或者墻的上下端。

2.3抗震支座設(shè)計

抗震支座多用于地震影響比較大的部分或者伸縮梁較大，需要通過滑動釋放內(nèi)應(yīng)力的部分。通常來講，要想保證對地震作用的有效隔離，抗震支座必須具備幾個方面的性能，一是應(yīng)該能夠承擔(dān)上部建筑的荷載，同時變形較小，具備良好的豎向剛度和豎向承載力；二是在水平方向上必須具備較小的水平剛度，以延長結(jié)構(gòu)的自振周期，減少上部結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)及下部結(jié)構(gòu)的層間剪力；三是必須有適當(dāng)?shù)淖枘?，以限制結(jié)構(gòu)位移；四是抗震支架的使用壽命不能少于建筑結(jié)構(gòu)的使用年限。對于建筑設(shè)計人員而言，不僅需要熟悉抗震支座的各項性能，而且還應(yīng)該熟練掌握其實驗方法，以保證抗震支座的耐久性和相關(guān)力學(xué)性能。

3鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計注意事項

3.1有效控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

地震有水平作用、豎向作用以及扭轉(zhuǎn)作用等多種作用力，在這種情況下，就會對其破壞力很難掌握計算，如地裂、房屋倒塌、地勢波動較為強(qiáng)烈等。因為地震伴隨著隨時性，包含許多不穩(wěn)定的因素，這就對高層混凝土建筑抗震方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求，注重地震帶來扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。若未預(yù)先設(shè)置相關(guān)結(jié)構(gòu)位移的標(biāo)準(zhǔn)，就要先測量出的最大位移部分剛度和最小位移的剛度，使其整體結(jié)構(gòu)位移保持同步性，所有的細(xì)節(jié)都要與其相關(guān)設(shè)計要求達(dá)到一致，對暴露出問題的地方一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，要迅速做出有效的調(diào)整，盡一切方式來降低地震扭轉(zhuǎn)作用帶來的不利影響。

3.2合理設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)

在對高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行預(yù)處理階段，必須充分了解項目的選址、地質(zhì)條件、材料選擇、施工專業(yè)技術(shù)、質(zhì)量檢測等多方面相結(jié)合，著眼于其中重點，建造建筑設(shè)計的基本框架，運用先進(jìn)合理的設(shè)計理念與專業(yè)技能相結(jié)合設(shè)計出切實有效的設(shè)計方案，其關(guān)鍵部位要做出詳盡準(zhǔn)確的注明，使得建筑抗震結(jié)構(gòu)得以更好地完成，同時建立系統(tǒng)完善、內(nèi)容詳盡的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計信息數(shù)據(jù)庫，方便結(jié)構(gòu)工程師對相關(guān)案例的提取，以此總結(jié)經(jīng)驗，采用先進(jìn)的設(shè)計方式來開展工作。

3.3提高結(jié)構(gòu)延性

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要實現(xiàn)延性結(jié)構(gòu)必須通過良好的延性設(shè)計?？拐鸶邔咏ㄖ难有酝ㄟ^合理選用結(jié)構(gòu)體系、合理布置結(jié)構(gòu)、對構(gòu)建及其節(jié)點采取各種構(gòu)造措施等才能實現(xiàn)，施工質(zhì)量的良莠對結(jié)構(gòu)的延性也有很大的影響。延性設(shè)計不是通過計算實現(xiàn)的，所以，保證結(jié)構(gòu)的延性要通過抗震機(jī)構(gòu)的抗震等級要求及加強(qiáng)構(gòu)造措施等方法。其中，重點需要保證梁、柱、墻構(gòu)建均具備足夠的延性，這樣鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)才能具有一定的延性，才能設(shè)計出延性框架和延性剪力墻。“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件”是框架結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循的設(shè)計原則，截面尺寸的合理選擇，柱軸壓比，剪跨比，箍筋選配的控制，以及核芯區(qū)的構(gòu)造措施都是框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的重要內(nèi)容?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計為實現(xiàn)延性設(shè)計應(yīng)符合“強(qiáng)墻弱梁，強(qiáng)剪弱彎”原則，還應(yīng)該限制墻肢軸壓比和墻肢設(shè)置邊緣構(gòu)件提高剪力墻的抗震性能，并且加強(qiáng)重點部位。

結(jié)束語

總而言之，我們要在嚴(yán)格按照建筑抗震規(guī)范要求的基礎(chǔ)上上，科學(xué)地合理地進(jìn)行建筑抗震設(shè)計，保證建筑物的穩(wěn)定性和可靠性，促進(jìn)我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計向著高水平方向發(fā)展。同時，我國也應(yīng)積極借鑒國內(nèi)外的寶貴經(jīng)驗和研究成果，結(jié)合當(dāng)前實際，在完善自身不足的同時，不斷推動我國抗震設(shè)計出品位上水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]方小丹，魏璉.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計若干問題的討論[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報.2011（12）.

[2]郭勁.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計的幾點探討[J].建筑安全.2009（09）.

[3]劉莉.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震思路的創(chuàng)新[J].建材技術(shù)與應(yīng)用.2012（03）.

[4]何小銀.基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計概念的認(rèn)識與應(yīng)用[J].四川建筑.2008（01）.