關(guān)于高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)探討

陳 寅

(黑龍江建研建筑設(shè)計(jì)有限公司，哈爾濱150000)

一、抗震設(shè)計(jì)中存在的不足

1.抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范不夠合理

相對(duì)于國(guó)外施行的抗震規(guī)范，我國(guó)在劃分地震延性的等級(jí)關(guān)系方面存在著比較明顯的不合理性?；炷两Y(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)建筑的高度、結(jié)構(gòu)和設(shè)防的烈度采用不同的抗震等級(jí)，且應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和措施要求。采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)分為一般、較為嚴(yán)重、嚴(yán)重和很嚴(yán)重這四個(gè)級(jí)別，是根據(jù)實(shí)際情況抗震等級(jí)按照結(jié)構(gòu)烈度的分區(qū)而定。這種劃分標(biāo)準(zhǔn)直接導(dǎo)致同一次地震卻有不同的等級(jí)劃分，進(jìn)而導(dǎo)致制定的抗震方案不符合實(shí)際，也會(huì)直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)延性要求在低烈度地區(qū)相對(duì)偏低。

2.抗震設(shè)防目標(biāo)適用性不強(qiáng)

“大震框架不倒，中震結(jié)構(gòu)可修，小震建筑不壞”這是我國(guó)設(shè)計(jì)部門規(guī)定的抗震設(shè)防目標(biāo)。這樣的設(shè)防目標(biāo)不具有全面性，只能夠適應(yīng)于甲、乙、丙類，并不對(duì)所有的建筑都適用，屬于較模糊的概念，難于執(zhí)行，對(duì)于實(shí)踐也沒有明顯的指導(dǎo)意義。而且目前國(guó)際上倡導(dǎo)“多性態(tài)、多層次的控制目標(biāo)”，我們的防設(shè)目標(biāo)明顯與這一思想貌合神離。國(guó)外的一些規(guī)范在建筑抗震的設(shè)計(jì)中采用靈活的多重性目標(biāo)進(jìn)行劃分，這么對(duì)比來看我國(guó)的劃分模式存在著明顯的劣勢(shì)。建議根據(jù)建筑物所對(duì)應(yīng)的重要性設(shè)置不同類別的抗震設(shè)防目標(biāo)要求，還應(yīng)該將建筑最終歸屬者提出的特殊性要求考慮到設(shè)防目標(biāo)中，從而確保實(shí)現(xiàn)在選擇設(shè)防目標(biāo)上的靈活性。

二、建筑物抗震效果的影響因素

1.建筑物的結(jié)構(gòu)

建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的一個(gè)因素，建筑物首先必須要有一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)才能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，如果屋面建筑部分過高會(huì)受到較嚴(yán)重的鞭梢影響，所以應(yīng)該將其設(shè)計(jì)得較低。建筑物平面的布置要簡(jiǎn)單，盡量保持質(zhì)心與剛心一致，降低地震對(duì)建筑物的破壞性。

2.建筑結(jié)構(gòu)的施工以及建筑材料很關(guān)鍵

地震對(duì)建筑物作用力的大小與建筑物的質(zhì)量成正比，建筑結(jié)構(gòu)的材料是影響抗震效果非常重要的因素。在相同的地震地方，建筑材料越好的建筑受到地震的影響越小，建議采用質(zhì)輕的建筑材料提高建筑物抗震性能。如果建筑材料的質(zhì)量不能夠保證，建筑物就會(huì)受到較強(qiáng)的地震作用力。在建筑施工過程中鋼筋混凝土的施工技術(shù)也會(huì)影響到高層建筑的抗震性。所以要嚴(yán)格按照施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施工，確保施工工作人員技術(shù)的專業(yè)性，保證建筑物的抗震效果。

3.建筑物所處地理環(huán)境

對(duì)于一些位于不穩(wěn)定地質(zhì)的建筑物的抗震性相對(duì)較差。例如巖石斷層、山體崩塌、地表滑坡等地段較容易發(fā)生地表運(yùn)動(dòng)從而造成建筑物的破壞;或者在海嘯、水災(zāi)等次生災(zāi)害多發(fā)生的地段建筑物的牢固性也受到嚴(yán)重的威脅。所以，在選擇建筑工地的位置之前，要進(jìn)行詳盡的勘探考察，分析地形和地質(zhì)條件，避開不利地段，挑選對(duì)建筑物抗震有利的地點(diǎn)。

三、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震方法

我國(guó)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)提出了“高延性要求”，要求合理地選擇屈服水準(zhǔn)并且要保證建筑物結(jié)構(gòu)具有抗震所需的延性能力，保證結(jié)構(gòu)在中震、大震下實(shí)現(xiàn)抗震防設(shè)目標(biāo)。

1.協(xié)調(diào)建筑物梁與柱的強(qiáng)弱關(guān)系

通過一定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增大柱相對(duì)于梁的抗彎能力。當(dāng)遇到大地震的時(shí)候能夠保證梁端塑性鉸能較早的出現(xiàn)同時(shí)保證柱端塑性鉸較晚出現(xiàn)，讓梁端的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)明顯的變大，而使柱端塑性轉(zhuǎn)動(dòng)明顯減小，這樣就能夠確?？蚣軗碛幸粋€(gè)穩(wěn)定不變的塑性耗能結(jié)構(gòu)以及足夠的塑性耗能功能。

2.盡量降低剪力對(duì)建筑物的破壞

當(dāng)建筑物的某一部分受到剪切破壞的時(shí)候，該部分的結(jié)構(gòu)就會(huì)徹底地失去結(jié)構(gòu)的抗震能力。鋼筋混凝土具備一定的抗剪能力，包括了箍筋的拉力、自身抗剪能力、縱筋銷栓力以及在裂縫界面中出現(xiàn)的骨料咬合力這幾個(gè)部分。鋼筋混凝土在形成塑性鉸之后的梁端抗剪能力低于處于非抗震狀態(tài)的能力，我們只有通過增大柱端、梁端、節(jié)點(diǎn)的組合剪力值，從而避免遇到大震時(shí)任何構(gòu)件先受到剪切破壞。

3.具體的抗震構(gòu)造措施

改善抗震構(gòu)造措施的基本原則就是盡量使可能出現(xiàn)塑性鉸的區(qū)域延性增大，從而使其塑性耗能能力和塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力都能夠得到提高。設(shè)計(jì)者要掌握受拉鋼筋自身的恰當(dāng)配筋率，規(guī)定箍筋的用量和用法，保證房梁不會(huì)因?yàn)榛炷恋氖芾瓍^(qū)出現(xiàn)裂縫就使鋼筋屈服甚至斷裂。

建筑材料對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的影響越來越受到重視，對(duì)于鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)構(gòu)件也有極為嚴(yán)格的延性要求。鋼筋混凝土應(yīng)用于抗震設(shè)計(jì)需要更深入的思考，因?yàn)樗粌H可以確保建筑物結(jié)構(gòu)在整體上抗震性能的提高，還能促進(jìn)我國(guó)在鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震思路不斷走向新的發(fā)展階段。