混凝土結構基于位移的抗震能力設計

【摘要】現(xiàn)代城市建設對于建筑結構的抗震性要求越來越高，想要確保在強震的情況下建筑混凝土結構仍然牢固，就必須采用基于位移的抗震能力設計方法。因此，本文通過系統(tǒng)地闡述抗震能力在混凝土結構中的重要性，分析了混凝土結構基于位移的抗震能力的設計要點，進一步提出了優(yōu)化混凝土結構基于位移的抗震能力設計的途徑，旨在為進一步推動我國建筑行業(yè)的發(fā)展提供理論上的指導。

【關鍵詞】混凝土；位移；抗震

隨著我國經濟的快速發(fā)展，越來越多的新技術和新理念應用于各行各業(yè)。居民的生活水平在不斷提高的同時，對于自身所處的環(huán)境的要求也越來越高。基于位移的抗震設計方法是一種以位移為前提的設計方法，具有很多的優(yōu)點，比如說，這種抗震方法混凝土的結構的設計是以目標為基準的，對破壞時結構變形狀態(tài)是有確定的認識。并且可以根據(jù)不同的需求，設計出不同位移情況下混凝土結構的剛度和強度。因此，本文研究混凝土結構基于位移的抗震能力設計的相關問題是具有十分深刻的現(xiàn)實意義的。

1、抗震能力在混凝土結構中的重要性

1.1有利于保護人民的生命和財產安全

在人類社會的發(fā)展中，第一要解決的是吃飽穿暖還有安全性，比如在2008年發(fā)生的一場汶川大地震，在地震主要區(qū)域內幾乎沒有完好的建筑，除了高強度的地震本身造成了嚴重的破壞性之外，值得我們思考的更重要的原因是建筑設計的結構缺乏抗震能力，在建造過程中會出現(xiàn)一部分利益驅使者，他們偷工減料最終造成房屋抗震能力差。當然也有施工人員素質較低，缺乏建筑技術水平的原因。建筑物的抗震設計關系到民生問題，其重要性是不言而喻的。

1.2能夠推動新的設計技術和創(chuàng)新理念

在日本，以多發(fā)地震地區(qū)為例，1880年發(fā)生了橫濱地震，震后日本創(chuàng)立了地震學會，1891年發(fā)生了濃尾地震，由于地震對建筑物造成了嚴重的破壞，震后日本創(chuàng)立了“震災預防調查委員會”，專心鉆研建筑物結構的抗震設計[1]。之后大約是經歷了一百年的歷程，日本在抗震設計的創(chuàng)新理念以及建筑結構上解決了很多問題，在國際地位上遙遙領先，但地震延續(xù)的時間對建筑物破壞的影響上依舊沒有得出合理的設計理論。因此，在建筑施工中提高抗震效能和創(chuàng)新任重道遠。

1.3實現(xiàn)良好的社會效應

社會發(fā)展并不是一個簡單的系統(tǒng)，并且隨著我們社會的發(fā)展和進步，經濟大背景下的居民對于建筑的質量和抗震效果要求逐步提高。因此，加強對建筑混凝土機構的設計和運用是有具有積極的效果的，不僅能夠進一步提高建筑物的抗震效能，還可以維護社會穩(wěn)定，保證居民和諧健康的生活環(huán)境。也就是說，建筑的抗震效果好可以實現(xiàn)良好的社會效應。

2、混凝土結構基于位移的抗震能力的設計要點

2.1混凝土結構的平面布置

建筑結構要想盡量少在地震中遭到破壞，就要盡可能避免建筑結構在地震作用下的扭轉破壞。在進行混凝土結構設計和施工的時候要注意其結構要盡量簡單和對稱，凹凸等等較為復雜的平面要盡可能減少，最好能夠縮短平面剛度中心與質心之間的距離，這樣可以減少地震下的扭轉[2]。施工單位在施工時應注意利用建筑內部的樓梯間和電梯間，布置出適當?shù)募袅w，盡可能增強混凝土結構的抗扭剛度，在地震到來時進行有效的抵抗。如果建筑的平面上有一部分突出的地方，那么就不適合設計突出部分很長的平面，才能夠有效確?；炷两Y構的質量和抗震性。

2.2混凝土結構豎向布置

其實混凝土結構的豎向布置在平面要求上和橫向布置是一致的。但是唯一不同的是，豎向布置時混凝土結構承載的力度和剛度是從下到上逐漸變小的?？蛑Ъ袅κ亲顬榈湫偷碾S著高度突變，并且豎向構件不連續(xù)的結構，框支層為薄弱層，其底部變形大，非常容易受到地震的損壞[3]。對于這種結構，在建筑施工的時候增大剪力墻的底部的剛度。在混凝土結構頂部建筑樓層相對于下部樓層收進的時候，收進的平面會隨著收進的高度越來越小，在實際建筑施工中，要對收緊平面的大小進行嚴格的控制。

2.3混凝土結構的延性設計

為了在地震中保持較好的承載能力，就必須在設計混凝土結構的時候重視它的延性設計?；炷两Y構的延性設計是一種經濟性高、合理、安全系數(shù)較高的設計手段，在地震到來的時候，可以在最大程度上確保建筑的牢固性。在建筑中應該大力推廣延性墻體和框架。混凝土結構的延性設計是十分有必要的。

3、優(yōu)化混凝土結構基于位移的抗震能力設計的途徑

3.1重視建筑場地的選擇

建筑的地質選擇對于抗震效果是有很大的影響的。建筑在進行場地選擇的時候，首先要對場地的地質進行勘測，并且了解當?shù)氐牡卣鸹顒忧闆r。在對建筑場地進行評估之后，要盡可能避開那些地質松軟或者是地震多發(fā)的地段，如果遇到實在無法避開的情況，要采取一些補救的措施。施工方要重視建筑場地的選擇，盡量在有巖石的地基上建造高樓。在選擇場地的時候還要盡量遠離那些有可能危害到居民身體健康的場地，比如說大型的核電站等等。重視建筑場地的選擇是優(yōu)化混凝土結構基于位移的抗震能力設計的第一步。

3.2混凝土結構參數(shù)計算要精確

震動周期、扭轉角度、剛度比例等等都是混凝土結構重要的參數(shù)。在對混凝土結構的相關參數(shù)進行計算的時候，要能夠運用砌塊結構和磚砌體結構等等的力學模型，只有這樣，才能夠對建筑結構進行地震作用下的分析，不僅僅能夠分析出當時的混凝土結構承載的內力和變形的范圍，還能夠計算出建筑混凝土結構在地震情況下的彈性狀態(tài)[4]。從而可以對建筑混凝土結構進行合理的優(yōu)化，進一步（下轉64頁）（上接62頁）提高建筑結構抗震的效能。因此，混凝土結構參數(shù)的計算一定要精確，這是優(yōu)化混凝土結構基于位移的抗震能力設計的重要途徑之一。

3.3優(yōu)化混凝土結構設計

混凝土結構建筑首先要保證建筑的主體結構具備很強大的延性功能，在遭遇到地震的時候，要能夠變形自我調節(jié)，可以承受更多的壓力，有效削弱主體結構變形對建筑結構整體造成的損壞[5]。因此，要對建筑內部的混凝土結構進行優(yōu)化設計，要注意協(xié)調建筑高層的混凝土結構構件之間的承受力。在建筑施工完成后的使用過程中，仍然不能放松警惕，施工單位要有專門的技術人員詳細地記錄地震發(fā)生的信息，如果地震對建筑的結構產生了一定的影響，就必須針對變形的建筑結構采取切實可行的措施，有針對性地進行細微的處理，從而實現(xiàn)建筑結構受力的統(tǒng)一。如果采用一定的方法削弱水平和豎直方向的不軌者的地震帶來的破壞，那么建筑的質量和抗震效果就達標了。

地震是人類面臨的破壞力較大的自然災害之一，隨著城市規(guī)模的不斷擴大，越來越多的建筑拔地而起，當然由地震引起的生命、財產的損失也越來越嚴重。國內外多次的地震災害讓我們明白了一個道理，對建筑結構在地震下進行嚴格有效的控制是十分有必要的。雖然混凝土結構的抗震能力進行基于位移的設計會增加施工單位前期的設計時間，在一定程度上延長了設計的周期，但是我們必須承認的是這是十分有必要的。并且，現(xiàn)在我國的經濟發(fā)展已經達到了一定的水平，如果在混凝土結構設計的理論很成熟的情況下，設計人員完全是可以編制出適合的電算化程序，由計算機分擔一部分設計任務。我國在混凝土結構基于位移的設計中吸收了外國先進的經驗，但是我們必須看到我國目前基于承載力的抗震設計方法還存在許多的不足和局限，依然有很多設計者難以掌握的部分。因此，我們要不斷優(yōu)化混凝土結構基于位移的抗震能力的設計，在實際建設中要重視建筑場地的選擇，要精確計算混凝土結構的相關參數(shù)， 進一步完善混凝土結構的設計。

參考文獻：

[1]周武龍.淺談混凝土結構在建筑中的應用[J].建筑工程技術與設計， 2014（21）.

[2]谷全亮，劉明杰.混凝土結構基于位移的抗震能力設計[J].建筑工程技術與設計，2015（16）.

[3]劉玉峰.混凝土模板工程施工技術初探[J].建筑工程技術與設計，2015（13）.

[4]張海鵬.混凝土模板工程及支撐體系應用技術分析[J].民營科技，2015（2）.

[5]冉超，桑超，張濤，等.高層混凝土建筑抗震結構設計解析探析[J].科技風，2015（19）：135-141.