RC框架抗連續(xù)性倒塌設(shè)計及抗震設(shè)計比較

杜森

摘 要：隨著科技日益發(fā)展，各種新技術(shù)逐漸應(yīng)用到建筑工程建設(shè)中。建筑結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌事件頻繁發(fā)生，嚴重威脅到公共安全，已成為社會大眾談?wù)摰幕馃嵩掝}。同時，隨著地震災(zāi)害的頻繁發(fā)生，對建筑結(jié)構(gòu)也造成嚴重的威脅。因此，本文以RC框架為基點，對其抗連續(xù)性倒塌設(shè)計、抗震設(shè)計對比予以探討。

關(guān)鍵詞：RC框架結(jié)構(gòu)；抗連續(xù)性倒塌設(shè)計；抗震設(shè)計；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

中圖分類號：TU311 文獻標識碼：A

隨著城市化進程日益加快，建筑行業(yè)已迎來嶄新的面貌，建筑物如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。同時，隨著社會經(jīng)濟日益發(fā)展，人們生活水平日益提高，對建筑工程建設(shè)已提出了新的更高要求。但是由于設(shè)計和建造過程中的人為失誤，部分企業(yè)為追求經(jīng)濟效益導致建筑物自身的質(zhì)量存在隱患，再加上地震災(zāi)害頻繁發(fā)生以及在設(shè)計考慮范圍之外的荷載作用等，建筑物倒塌事件不斷發(fā)生。為了提高建筑的抗連續(xù)性坍塌、抗震能力，RC框架抗連續(xù)性倒塌設(shè)計和抗震設(shè)計逐漸受到越來越高的重視。

一、建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌概述

通常情況下，所謂的連續(xù)性倒塌是指建筑結(jié)構(gòu)最終破壞規(guī)模、最初破壞之間不存在一定的比例關(guān)系。一旦建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)連續(xù)性倒塌問題，都會造成非常嚴重的生命財產(chǎn)威脅。就多層、高層建筑結(jié)構(gòu)而言，其水平方向、豎向方向都會出現(xiàn)連續(xù)性倒塌。對于豎向連續(xù)性倒塌而言，如果采用分區(qū)隔離方法使該問題得到根本上的解決，依然會出現(xiàn)連續(xù)性倒塌事件。對于這方面來說，在解決連續(xù)性倒塌事件的時候，需要不斷優(yōu)化設(shè)計，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性。目前，就其抗倒塌方面，我國只是進行了一些簡單說明，沒有制定出客觀、合理的具體設(shè)計方案，不具有其可操作性。而國外在建筑結(jié)構(gòu)抗連續(xù)性倒塌方面，提出了很多具有建設(shè)性的方案，制定了可行的設(shè)計方案與設(shè)計流程，采取合理化的設(shè)計方法、極大地提高建筑結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。進而降低了建筑結(jié)構(gòu)倒塌事件的發(fā)生率，有效防止給國家造成嚴重的經(jīng)濟損失。

二、地震與RC框架概述

地震是經(jīng)常發(fā)生的自然災(zāi)害，地球上每年有數(shù)百萬次的地震發(fā)生。就我國地震而言，分布廣、傷亡大是其主要特征。在破壞形式方面，造成大量建筑物瞬間倒塌和破壞是其核心體現(xiàn)。為了能夠提高建筑結(jié)構(gòu)抵抗地震的能力，不同國家相關(guān)人員開展了一系列的研究，RC框架逐漸被應(yīng)用到其中，但就其應(yīng)用來說，并不樂觀，還需要進行更深入的研究。主要是因為在那些強烈地震中，大量的RC框架被嚴重破壞，出現(xiàn)大范圍的倒塌，并沒有使地震所造成的倒塌事件得到根本上的解決。就其應(yīng)用現(xiàn)狀來說，需要正在客觀的角度，對RC框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計進行全面而客觀地分析，不斷優(yōu)化對應(yīng)的抗震設(shè)計，提高建筑結(jié)構(gòu)抵抗地震的能力。

三、RC框架抗連續(xù)性倒塌設(shè)計、抗震設(shè)計對比分析

為了能夠使RC框架結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，具有一定的抗震能力，解決連續(xù)性倒塌問題，對其抗連續(xù)性倒塌設(shè)計、抗震設(shè)計進行對比分析具有一定的實踐意義。這是RC框架得以優(yōu)化的必經(jīng)之路，也是提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力，倒塌事件概率最小化的關(guān)鍵所在。因此，本文對這兩個方面進行了比較分析。在抗震設(shè)計、抗連續(xù)性倒塌設(shè)計比較分析方面，可以從幾個不同抗震設(shè)防烈度入手。一是：七度抗震設(shè)防方面。以工況二配筋信息比較分析為例。在縱向水平地震作用下，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件會承受對應(yīng)的剪力、彎矩。在橫向水平地震的影響下，建筑結(jié)構(gòu)同樣需要承載一定的壓力。在進行抗震設(shè)計過程中，需要充分考慮兩個方向的縱向鋼筋，在進行單獨的系統(tǒng)化分析，需要計算出不同水平方向的具體配筋。但是對短邊柱進行拆除的時候，構(gòu)件同樣要受到剪力等影響，一旦受到水平方向地震的影響或者對應(yīng)的短邊柱無法發(fā)揮自身功能的時候，自身的受力機理也會發(fā)生變化。在此基礎(chǔ)上，需要對這兩種情況進行全方位的分析。從一系列分析中，可以知道在水平地震作用下，建筑柱子的配筋量和進行抗連續(xù)性倒塌設(shè)計之后的配筋量并不相同，二者之間相差很大。同時，在短邊柱處于失效情況下，RC框架的抗震設(shè)計更具有其優(yōu)勢，即使建筑物受到一些突發(fā)事件的影響。在分析對比中，可以知道三層框架抗震設(shè)計更具有其優(yōu)勢。同樣，在角柱失效、長邊中柱方面都能得出相同的結(jié)果。在七度抗震設(shè)防方面，在這幾種狀況下，建筑結(jié)構(gòu)都不會受到地震較大的影響，發(fā)生連續(xù)性倒塌事件。二是：八度抗震設(shè)防。對于這方面來說，需要對七度地震作用下的柱子、梁配筋梁比角柱失效等方面進行分析對比，可以知道在失效狀態(tài)下，建筑結(jié)構(gòu)柱子的配筋量都比較大。換句話說，在一定程度上，七度水平下的抗震設(shè)計更具有其優(yōu)勢。而和七度水平抗震設(shè)計來說，八度類型的抗震設(shè)計具有更大的配筋量。從某種意義上說，在RC框架抗震設(shè)計中，八度類型的抗震設(shè)計同樣可以用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中。下面是長、短邊中柱失效狀態(tài)下配筋情況，見表1。總的來說，在設(shè)計過程中，需要對縱向、橫向水平地震作用進行全方位地分析，也需要充分考慮偶然荷載產(chǎn)生的作用。以此為基礎(chǔ)，對相關(guān)數(shù)值進行仔細的分析，準確求出建筑結(jié)構(gòu)柱子的內(nèi)力。在這一過程中，可以以美國在這方面的相關(guān)規(guī)定為紐帶，選擇具有代表意義的柱子，分析柱子的承載力，計算柱子的配筋。從這些分析對比中，可以知道在這三種工況、水平地震影響下，失效類型柱子周圍的各個柱子都具有不同的受力機制?？梢灾繰C框架抗震設(shè)計可以提高建筑結(jié)構(gòu)的連接延性性能，冗余性能。

結(jié)語

總而言之，在提高建筑結(jié)構(gòu)承載能力，避免發(fā)生倒塌事件方面，對RC框架的抗連續(xù)性倒塌設(shè)計、抗震設(shè)計予以對比分析是非常必要的。它有利于RC框架結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，使其各方面的性能得以提高，為不同類型建筑結(jié)構(gòu)承載力的提高做好鋪墊，使建筑物倒塌問題得到根本上的解決。從長遠來說，RC結(jié)構(gòu)的優(yōu)化完善還有很長的路要走，但其必將會走上長遠的發(fā)展道路，使我國建筑工程建設(shè)發(fā)生質(zhì)的轉(zhuǎn)變，擁有更好的發(fā)展前景。

參考文獻

[1]王璨.RC框架抗連續(xù)性倒塌設(shè)計與抗震設(shè)計對比研究[D].石家莊鐵道大學，2012.