鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)

熊康棟 田少義 徐佳

摘 要：地震是無(wú)法避免的，也是無(wú)法預(yù)測(cè)的，這就要求我們?cè)诜课莸慕ㄔO(shè)中注意抗震性能的設(shè)計(jì)，減少地震帶來(lái)的危害和損失。近些年的汶川地震、玉樹(shù)地震，乃至近期的九寨溝地震都展現(xiàn)了地震的巨大危害性，人們也越來(lái)越認(rèn)識(shí)到房屋安全性能的重要性。通過(guò)對(duì)地震災(zāi)害的研究，相關(guān)專(zhuān)家總結(jié)了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)的對(duì)策和措施。

關(guān)鍵詞：抗震性能；抗震設(shè)計(jì)；對(duì)策；措施

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋是我國(guó)工業(yè)與民用建筑較常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)是建筑平面布置靈活，使用空間較大，具有較好的延性。但其整體側(cè)向剛度較小，在強(qiáng)烈的地震作用下側(cè)向變形較大，易造成部分框架柱失穩(wěn)破壞，由于贅余度較少，容易形成連續(xù)倒塌機(jī)制，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體傾覆倒塌。同時(shí)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞比較嚴(yán)重，不僅地震中危及人身安全和造成較大的財(cái)產(chǎn)損失，而且震后加固修復(fù)的費(fèi)用很高。本文根據(jù)鋼筋混泥土框架結(jié)構(gòu)房屋的破壞情況進(jìn)行具體的研究，進(jìn)行了比較科學(xué)的抗震設(shè)計(jì)，提出了具有建設(shè)性的對(duì)策。

1 地震災(zāi)害給建筑物帶來(lái)的破壞

1.1鋼筋混泥土框架結(jié)構(gòu)在地震中的破壞

在地震中鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)將在不同的程度上遭到破壞：部分的框架梁會(huì)出現(xiàn)裂縫，根據(jù)地震強(qiáng)度的大小，框架梁的受損裂縫大小也有所不同；部分的框架柱在地震中也會(huì)產(chǎn)生一定的裂紋，根據(jù)地震的強(qiáng)度不同，裂紋的大小也有所不同；鋼筋混泥土框架結(jié)構(gòu)梁、柱節(jié)點(diǎn)處附近也容易產(chǎn)生裂紋。

1.2.墻體在地震中受到的破壞

一般填充墻體的粉刷層容易掉落，這樣的損壞是比較輕微的損壞，地震強(qiáng)度比較強(qiáng)的時(shí)候，墻體里的砌塊都有可能開(kāi)裂，這樣對(duì)于房屋的破壞力度就比較大。還有在立面上凸出來(lái)的建筑物比較容易遭到破壞，在原有的房屋墻體上，有建造了一個(gè)圍墻，又叫女兒墻，在地震的時(shí)候，相連接的地方容易產(chǎn)生裂紋，而且地震造成房屋的錯(cuò)動(dòng)，會(huì)加重其結(jié)構(gòu)的破壞力度。

1.3.地震中裂縫產(chǎn)生的原因

地震過(guò)后房屋最容易出現(xiàn)的就是一道道的裂紋，一方面在新舊房屋建筑之間未設(shè)置抗震裂縫，一旦發(fā)生地震，這里最容易出現(xiàn)裂紋；還有就是在兩個(gè)房屋建筑之間沒(méi)有留下足夠的抗震裂縫，當(dāng)?shù)卣鸬膹?qiáng)度過(guò)大時(shí)，就會(huì)損壞建筑；還有我們?cè)谑┕さ倪^(guò)程中可能會(huì)把一些雜物，不小心或者不注意就把異物掉進(jìn)抗震裂縫中，抗震裂縫就會(huì)失去它應(yīng)該有的功能，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)也起不到保護(hù)建筑物的作用。

2 地震后對(duì)于鋼筋混泥土框架結(jié)構(gòu)的加固方法

對(duì)于地震后鋼筋混泥土框架結(jié)構(gòu)有以下的幾種加固方法：對(duì)于被破壞的鋼筋混泥土梁，可以在梁的外部包上一層砂漿和鋼筋混合板進(jìn)行加固；在加固施工進(jìn)行之前，把結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行填充密封；對(duì)于混泥土梁的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了裂縫，和第一種類(lèi)似，在梁的外部包上一層復(fù)合砂漿和鋼筋網(wǎng)進(jìn)行加固，主要是提高梁的承載能力和力學(xué)性能。

3 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)

3.1.工程場(chǎng)地選址的合理性

選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)勘察.搞清地形、地質(zhì)情況，對(duì)抗震有利、不利和危險(xiǎn)地段做出綜合評(píng)價(jià)。挑選對(duì)建筑抗震有利的地段，盡可能避開(kāi)對(duì)建筑抗震不利的地段.任何情況下均不得在抗震危險(xiǎn)地段上建造可能引起人員傷亡或較大經(jīng)濟(jì)損失的建筑物。

3.2.保證結(jié)構(gòu)具有足夠的側(cè)向剛度

根據(jù)國(guó)內(nèi)外的建筑地震震害經(jīng)驗(yàn)表明，采用剛性結(jié)構(gòu)方案的高層建筑，不僅主體結(jié)構(gòu)破壞輕，而且由于地震時(shí)結(jié)構(gòu)變形小。隔墻、維護(hù)墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到保護(hù)，破壞也較輕。所以層數(shù)較多的高層建筑不宜采用剛度較小的框架體系，放框架結(jié)構(gòu)一般在15層以下。根據(jù)上述原因各國(guó)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都對(duì)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度提出了明確要求，我國(guó)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》也規(guī)定了各類(lèi)結(jié)構(gòu)多遇地震和罕遇地震下的變形限制要求。

3.3設(shè)置多道抗震防線(xiàn)

多高層框架結(jié)構(gòu)中應(yīng)設(shè)置多道抗震防線(xiàn)。如設(shè)置少量鋼筋混凝土剪力墻、斜支撐或柱子兩側(cè)加翼墻，作為第一道防線(xiàn)，首先承擔(dān)地震力，吸收地震能量，防止柱子破壞導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)倒塌。在第一道防線(xiàn)的抗側(cè)力構(gòu)件破壞后，后備的第二道乃至第三道防線(xiàn)的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替，抵擋住后續(xù)的地震沖擊，從而保證建筑物的最低限度安全，避免倒塌。因此，設(shè)置合理的多道防線(xiàn)是提高建筑抗震能力、減輕地震破壞的必要手段。

3.4.結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度均勻

在進(jìn)行鋼筋混泥土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該保證多層建筑的樓層與樓層之間的強(qiáng)度和剛度要保持均勻。假如有的樓層比較薄弱，一旦發(fā)生地震災(zāi)害，這里將變成主要破壞的環(huán)節(jié)，由于建筑結(jié)構(gòu)是一個(gè)整體性比較強(qiáng)的建筑，一旦有一層出現(xiàn)了破壞，一整棟樓都有可能遭到破壞。所以一旦出現(xiàn)有薄弱的環(huán)節(jié)，就要想辦法進(jìn)行加固。最根本的還是，在設(shè)計(jì)過(guò)程中就要追求結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的均勻，使得抗震設(shè)計(jì)做到最好。

3.5.合理的構(gòu)件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循強(qiáng)柱弱梁；強(qiáng)剪弱彎；強(qiáng)壓弱拉；強(qiáng)節(jié)弱桿的原則?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系的建筑遭遇地震時(shí)，其抗側(cè)力體系中的構(gòu)件損壞過(guò)程應(yīng)該是：梁、柱或斜撐桿件的屈服先于框架節(jié)點(diǎn)；梁的屈服又先于柱的屈服；梁和柱的彎曲屈服在前，剪切屈服在后；桿件截面產(chǎn)生塑性鉸的過(guò)程是受拉屈服在前，受壓破壞在后。保證構(gòu)件發(fā)生變形時(shí)具有較好的延性，而不是混凝土被壓碎的脆性破壞。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)地震災(zāi)害后對(duì)鋼筋混泥土框架結(jié)構(gòu)房屋破壞情況的分析研究，對(duì)建筑物的破壞進(jìn)行等級(jí)的劃分，提出一些對(duì)結(jié)構(gòu)的加固方案，總結(jié)了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)。我們可以通過(guò)對(duì)框架結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，使之具有良好的抗震性能.充分發(fā)揮框架結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活的優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：

熊康棟，男，1993.06，碩士在讀，鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，無(wú)課題支持，河北建筑工程學(xué)院，河北，張家口。