淺析預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)抗震分析方法

曾珂

桂林市人防工程設(shè)計(jì)院有限公司 廣西桂林 541001

預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，施工工藝比較簡(jiǎn)單，施工速度更快，幾乎全部構(gòu)件都可以在工廠預(yù)制，預(yù)制完成后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝，可省去很多施工步驟，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)[1]。

1 工程概述

某預(yù)應(yīng)力裝配式建筑工程，為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，層高為2.9m，X 方向?yàn)? 跨，柱間距為3.9m，Y 方向?yàn)? 跨，柱間距分別是6.0m，2.6m 和6.0m， 柱的截面尺寸結(jié)構(gòu)為400mm×400mm，梁的截面尺寸為250mm×500mm，混凝土的強(qiáng)度都是C40，縱向鋼筋為HRB400，箍筋為HRB335。

2 預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)分析

和傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 工業(yè)化程度非常高

預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)也被稱之為工業(yè)化全裝配式建筑結(jié)構(gòu)，在施工中屋面板、墻面板、梁柱、保溫層結(jié)構(gòu)、承重結(jié)構(gòu)等都可以進(jìn)行工程預(yù)制，可形成一個(gè)完整的建筑結(jié)構(gòu)體系，具有非常高的工業(yè)系列化和裝配化，能夠像很多其他商品一樣進(jìn)行實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

2.2 質(zhì)量非常輕

質(zhì)量輕是預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑最明顯的區(qū)別，其重量是鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的20%～50%，圍護(hù)結(jié)構(gòu)多采用輕質(zhì)墻板，用鋼梁為30～100kg/ ㎡，總質(zhì)量比較輕，對(duì)地基強(qiáng)度的要求也不高，造價(jià)更加經(jīng)濟(jì)。

2.3 抗震性非常好

預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)具有很高的強(qiáng)度，良好的韌性，自重也比較輕，因此，具有更加理想的抗震效果。

3 預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)抗震分析方法

3.1 合理設(shè)置抗震措施

在預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)中，可在內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)置抗震措施，便于抗震分析和提升總體結(jié)構(gòu)的抗震性。地震是一種比較常見的地質(zhì)災(zāi)害，雖然具有不可控性和較大的破壞性，但采用科學(xué)合理的減震技術(shù)能夠?qū)⒌卣鹪斐傻奈：档阶畹汀Ｔ诒竟こ淌┕ぶ?，為更好的研究預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)抗震方法，案例工程可采取如下措施，以降低地震造成的破壞[2]。

預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)體現(xiàn)中安裝抗震措施，對(duì)工程所在區(qū)域的地質(zhì)條件進(jìn)行系統(tǒng)分析，并利用三維可視化技術(shù)，模擬地震強(qiáng)度，合理搭設(shè)的橡膠支架，提升抗震性能。

準(zhǔn)備充足的橡膠支架材料，以保證本工程的抗震性能夠滿足當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。

在本工程施工中，盡量開展標(biāo)準(zhǔn)性施工，可將準(zhǔn)備好的橡膠支架安裝在建筑上層結(jié)構(gòu)和下層結(jié)構(gòu)相互搭接的位置，從而最大限度上降低地表建筑和地基結(jié)構(gòu)之間相互影響的程度。在地震來臨時(shí)，通過此種減震技術(shù)，能夠?qū)⒌卣鹦纬傻膲毫刂圃诟綦x層中，同時(shí)通過橡膠緩沖作用，削弱地震破壞力，從而保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有很大的不同，在使用減震技術(shù)時(shí)，要采取多元化減震技術(shù)，以最大限度上提升抗震效果。本工程預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)屬于典型的預(yù)制構(gòu)件裝配減震，在進(jìn)行抗震方法研究中，合理配合節(jié)點(diǎn)處理技術(shù)，采用先進(jìn)的、多元的減震技術(shù)，能夠獲得更好的抗震效果。

3.2 裝配式連接節(jié)點(diǎn)抗震方法分析

對(duì)預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)而言，裝配式連接節(jié)點(diǎn)方式有兩種，一種是螺栓節(jié)點(diǎn)連接，另一種是焊接節(jié)點(diǎn)連接。大量工程實(shí)例和研究結(jié)果表明，二者相比，螺栓節(jié)點(diǎn)具有更高的延展性，強(qiáng)度更大，能耗更低，施工效果也比較顯著。延展性對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性有較大影響，通過增加延展性有助于提升建筑工程的抗震能力。在螺栓節(jié)點(diǎn)表面進(jìn)行焊接加固，能過保證鋼筋、混凝土、裝配式構(gòu)件之間連接的穩(wěn)定性。焊接節(jié)點(diǎn)的抗震性能相對(duì)比較低，需要通過一系列行之有效的方法和措施來增強(qiáng)抗震效果，常用的抗震方法有以下兩種：

第一種，連接個(gè)裝配式構(gòu)件的側(cè)板必須進(jìn)行焊點(diǎn)加固，從而最大限度上降低節(jié)點(diǎn)變形量，提升節(jié)點(diǎn)的實(shí)際承重力，從而更好的抵抗地震壓力，保護(hù)各節(jié)點(diǎn)的安全性和穩(wěn)定性[3]。

第二種，焊接節(jié)點(diǎn)的寬度必須符合預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)對(duì)抗震的要求，也是本工程抗震施工的重點(diǎn)內(nèi)容，特別是當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點(diǎn)受到轉(zhuǎn)矩力時(shí)，可適當(dāng)增加焊接節(jié)點(diǎn)的寬度，提升連接的牢固性，保證抗震效果。

3.3 等效現(xiàn)澆連接節(jié)點(diǎn)的抗震方法分析

在預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)中，等效現(xiàn)澆連接節(jié)點(diǎn)也是提升抗震效果的關(guān)鍵，常用的方法也有兩種，一種是預(yù)應(yīng)力式拼接節(jié)點(diǎn)，另一種是后澆式節(jié)點(diǎn)。研究結(jié)果表明，對(duì)預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)而言，一旦預(yù)應(yīng)力拼接節(jié)點(diǎn)受到較大的壓力時(shí)會(huì)逐步脫離混凝土結(jié)構(gòu)，但不會(huì)形成明顯的變形。本工程通過適當(dāng)減少拼接節(jié)點(diǎn)的箍筋數(shù)量，以降低建設(shè)成本。但預(yù)應(yīng)力拼接節(jié)點(diǎn)在抗震中能耗效果比較差，無法對(duì)地質(zhì)能量進(jìn)行有效轉(zhuǎn)移。在預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中，需要用到很多原材料，雖然通過預(yù)應(yīng)力拼接節(jié)點(diǎn)能夠有效抵抗地震壓力，但也容易發(fā)生建筑倒塌問題，為更好的提升預(yù)應(yīng)力能耗消耗和抗震能力，必須選擇性能優(yōu)越的預(yù)應(yīng)力筋，以從根本上提升抗震能力。

4 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)抗震分析方法，分析結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ慕ㄖY(jié)構(gòu)形式，比較符合綠色、低碳、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展理念?？拐鹦允穷A(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中必須高度重視的內(nèi)容，選擇科學(xué)合理的抗震分析方法，有助于提升預(yù)應(yīng)力裝配式建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，值得高度重視。