基于性能的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的幾點探討

胡紹定 宋娟

1. 銅仁市城鄉(xiāng)規(guī)劃勘測設(shè)計研究院 貴州 銅仁 554300；2. 銅仁學(xué)院 貴州 銅仁 554300

設(shè)計人員在對建筑抗震性能進行設(shè)計時，首先要根據(jù)建筑物的基本情況，對其抗震性能目標(biāo)進行設(shè)定，對性能水準(zhǔn)進行明確，并將其作為性能設(shè)計的參考標(biāo)準(zhǔn)。另外還要利用多種方法來保證結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。本文主要針對基于性能的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計進行探討。

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計事項

1.1 設(shè)定目標(biāo)

設(shè)定抗震性能的相關(guān)目標(biāo)，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計才會有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，該目標(biāo)在設(shè)定時，需要綜合考慮多方面因素。其一，要對建筑結(jié)構(gòu)的超限程度進行考慮，對其形狀進行考慮，不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)在性能延性變形方面更顯著，抗震性能會受到影響[1]。其二，對建筑結(jié)構(gòu)的承載能力進行考慮，承載能力也是建筑結(jié)構(gòu)性能的一種，主要表現(xiàn)在強度方面，提高建筑結(jié)構(gòu)的強度，于抗震性能發(fā)揮大有裨益。其三，對抗震性能施工中所涉及的技術(shù)與成本進行分析和計算，并將最后的結(jié)論告知開發(fā)商。其四，對建筑本身功能進行研究，對其本身的抗震設(shè)防烈度以及修復(fù)結(jié)果進行考慮。其五，對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及施工方案等進行考慮。結(jié)合以上五點，考慮的性能目標(biāo)會更加符合建筑實際需求，建筑會在地震期間保持一定的安穩(wěn)性。

1.2 性能水準(zhǔn)

主要有五種，其一小震彈性。在發(fā)生小震時，建筑構(gòu)件在地震作用下會發(fā)生層間位移，地震力作用在建筑結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)承載壓力會變大，結(jié)構(gòu)的彈性也會降低，基于此，對結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計時，要使性能水準(zhǔn)能起到提高結(jié)構(gòu)承載能力效果，建筑構(gòu)件的層間位移也會在允許范圍內(nèi)，最關(guān)鍵的是建筑構(gòu)件具有一定彈性，不會受到太大地震力影響。其二中震彈性，該性能標(biāo)準(zhǔn)分為兩種情況，一種是地震組合內(nèi)力系數(shù)不需要調(diào)整情況，設(shè)計人員要先對中震彈性進行計算，然后對構(gòu)件的承載能力進行考慮，看其是否相適應(yīng)。另一種則是系數(shù)需要改變的情況，基于此，不僅要對構(gòu)件承載能力進行計算，還要對材料的相關(guān)系數(shù)和荷載的分項系數(shù)進行計算，然后將這三者綜合起來進行考慮。其三中震不屈服，這種性能水準(zhǔn)只與材料、荷載、阻尼比有關(guān)，在材料方面，要對其強度進行計算，對荷載的組合標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計。在該性能標(biāo)準(zhǔn)中，要對剪切破壞進行控制，使關(guān)鍵部位能保持一定延性。其四大震不屈服，與中震不屈服相似，要對建筑構(gòu)造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行控制，使其在接近屈服階段同時，能對抗大地震帶來的破壞。其五大震可屈服，這種情況下，到達屈服階段的僅為局部構(gòu)件，建筑所有的構(gòu)件都不會發(fā)生過度變形，豎向構(gòu)件在大地震作用下，也不會受到破壞[2]。

2 基于性能的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法

2.1 承載能力設(shè)計方法

利用這種方法對地震帶來的作用力和影響力進行定量計算，計算數(shù)值比較精準(zhǔn)，能成為抗震性能提高的參考。在利用這種方法時，首先對地震區(qū)的建筑底部剪力進行計算，在計算的過程中，可以借助反應(yīng)譜進行計算，結(jié)果發(fā)生偏差的可能性不大。其次對底部剪力進行分散，將分化后的剪力與其他荷載結(jié)合在一起，將綜合力作為強度設(shè)計參考依據(jù)，設(shè)計目標(biāo)是建筑構(gòu)件的每部分都能承載一部分力，并且承載力是均勻分布的。這種方式對建筑構(gòu)件彈性反應(yīng)區(qū)域最為適合，對其他反應(yīng)區(qū)域抗震設(shè)計并沒有輔助作用。

2.2 位移抗震設(shè)計方法

這種方法主要對結(jié)構(gòu)位移進行研究，在抗震設(shè)計中，首先對位移進行計算分析，主要借助位移譜來計算位移參數(shù)，基于結(jié)構(gòu)位移的實際情況，還要對該結(jié)構(gòu)使用壽命進行計算，將這兩種參數(shù)作為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計基礎(chǔ)[3]。接著對建筑底部剪力進行計算，在結(jié)構(gòu)位移過程中，鋼筋混凝土中的鋼筋也會發(fā)生變形，這會影響建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，所以在抗震設(shè)計時，還要對鋼筋的布置進行設(shè)計，使其不會發(fā)生太大變形，在設(shè)計后，還要對抗震的應(yīng)用效果進行檢查，保證鋼筋的剛度和強度。在這種抗震設(shè)計中，建筑中的每一構(gòu)件都會得到平衡設(shè)計。

2.3 能量抗震性能設(shè)計方法

地震產(chǎn)生的能量多，結(jié)構(gòu)遭到的破壞就越大，抗震性能降落程度也會變大，能量少，后兩者也會發(fā)生同步同趨勢變化，所以可以將地震能量作為研究對象，地震作用在建筑結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)會對地震能量進行耗散，在設(shè)計時，需要考慮到這一點。利用這種方法對結(jié)構(gòu)的抗震性能進行設(shè)計，主要通過預(yù)測地震能量來設(shè)計結(jié)構(gòu)的承受極限，以提高結(jié)構(gòu)的耗能能力。在結(jié)構(gòu)承受極限方面，要考慮結(jié)構(gòu)的滯回特性和結(jié)構(gòu)的非線性。

3 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計注意事項

在抗震性能設(shè)計中，要對建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則和體系進行設(shè)計，以使建筑物具有一定的延性。在對鋼筋混凝土進行抗震設(shè)計時，還要考慮材料本身的變形特點，使抗震水準(zhǔn)能盡量減少構(gòu)件的變形破壞[4]。另外設(shè)計人員還要明白同一個建筑物，不同結(jié)構(gòu)的抗震性能水準(zhǔn)是不同的，所以還要對其整體進行細化，對不同結(jié)構(gòu)設(shè)計不同的抗震水準(zhǔn)，以保證建筑整體的抗震性能。

4 結(jié)束語

在對鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)進行抗震性能設(shè)計中，涉及很多計算，包括不通水準(zhǔn)下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計計算，構(gòu)建性能分析表達計算以及地震波調(diào)整計算等，設(shè)計人員要保證計算數(shù)值的準(zhǔn)確性和精確性，使建筑結(jié)構(gòu)能應(yīng)對不同級別的地震作用力，以保證自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全。

[1]周亦玲.抗震設(shè)計在鋼筋混凝土大底盤雙塔樓超高層建筑結(jié)構(gòu)的分析[J].中國高新區(qū),2017,(23):152.

[2]劉家洋.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計[J].科技與企業(yè),2015,(15):152.

[3]伍云天,姜凱旋,葉鵬.新規(guī)范下鋼筋混凝土超限高層建筑性能化抗震設(shè)計方法研究[J].建筑結(jié)構(gòu),2014,44(18):48-53,67.

[4]李本悅,樊啟廣,徐成.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑工業(yè)化及其抗震設(shè)計[J].山西建筑,2014,40(11):64-65.