談影響高層鋼筋砼結構抗震設計的因素

張彥強

（山西中方森特建筑工程設計研究院 山西太原 030002）

談影響高層鋼筋砼結構抗震設計的因素

張彥強

（山西中方森特建筑工程設計研究院 山西太原 030002）

由于高層建筑項目本身的復雜程度較高，為了使施工建設質量達到預期，一定要嚴格的開展結構抗震設計。本文主要論述了高層鋼筋砼結構建筑的抗震設計所存在的一些問題，以及抗震設計關鍵點。

鋼筋砼結構；高層建筑；抗震設計

1、前言：

鋼筋混凝土結構已經成為我國重要的建筑建設形式，大量應用在各種高層建筑之中。地震屬于一種自然現(xiàn)象,但地震的出現(xiàn)可能會造成房屋倒塌受損情況，導致嚴重的生命安全以及財產損失出現(xiàn)。所以為了提升高層鋼筋混凝土建筑的抗震能力，保證建筑的使用質量，一定要根據(jù)相關規(guī)定要求確定好高層建筑項目的抗震設防烈度等級，同時還需要保證建筑結構的規(guī)則性，設計好結構的延性，并科學選擇結構形式，從而在經濟合理的條件下確保高層鋼筋混凝土結構建筑具有充分的延性、強度以及剛度。

2、高層鋼筋砼結構建筑項目抗震設計問題

2.1 高度問題

在對高層鋼筋砼結構建筑項目展開設計時，需要著重處理高度問題，這也是當前處理難度相對較高的一種問題。另外由于現(xiàn)在我國高層鋼筋砼結構建筑的發(fā)展速度正在不斷提升，造成一些設計不能符合高層建筑項目的發(fā)展要求，這也就使得高層鋼筋砼結構建筑項目的抗震設計結果不符合建筑的抗震需求，造成高層建筑項目的安全性得不到保障。另外隨著建筑高度的逐漸提升，地基深度會不斷增多，建筑所受到的地震的影響力以及地面壓力也會隨之提升，所以一定要對現(xiàn)有的抗震設計技術進行不斷的優(yōu)化改革，處理好混凝土以及建筑高度之間的關系，從而使建筑的安全指標可以維持在規(guī)定范圍之內。

2.2 高層建筑項目存在平面或者是豎向不規(guī)則情況

現(xiàn)在大部分的高層鋼筋砼結構建筑項目屬于剪力墻結構，由于建筑功能的需要，經常會造成建筑的豎向抗側力出現(xiàn)不連續(xù)問題，像高層建筑項目的地下停車場或者像建筑物底層大空間的情況就可能會在結構設計方面出現(xiàn)豎向體型不規(guī)則這一情況。在開展抗震設計時若是建筑結構平面或者是豎向出現(xiàn)不規(guī)則問題則會造成設計的難度不斷提升，所以為了提升抗震效果有必要保證建筑結構的完整性。

3、保證高層鋼筋砼結構建筑項目抗震設計質量的有效途徑

3.1 科學確定建筑結構形式與其抗側力的有效途徑

在對高層建筑展開抗震設計時需要著重處理抗側力結構，這是由于高層建筑結構離不開柱結構、梁結構、墻結構與墻組合的筒，上述結構均屬于建筑中非常重要的抗側力結構。另外現(xiàn)在高層鋼筋砼結構建筑結構形式多種多樣，但應用范圍較廣的主要有三種，下就框架結構、剪力墻結構以及框架—剪力墻結構這三種較為常見的高層鋼筋砼結構建筑結構形式開展探究論述。首先在框架結構中，框架結構一般需基于柱結構與梁結構通過節(jié)點共同構成結構單元，并且框架只可以在自身平面范圍之中抵抗側向力，另外為了使框架結構能夠抵抗不同方向的側向力，一定要于兩個保持正交的主軸方向展開結構設計。為了使框架結構具有更好的抗震效果需要通過剛接方式處理梁柱，不可運用鉸接技術，這樣不僅可以使梁端產生彎矩傳遞的作用，并且框架結構的剛度與其整體效果也會更好?？蚣芙Y構需避免選取單跨框架，同時考慮使用砌體填充墻，并且在設計填充墻時應防止上、下層剛度出現(xiàn)一個過大的變化，防止短柱出現(xiàn)，填充墻還需盡量的保持對稱，避免由于偏心所引發(fā)的扭轉問題；在對剪力墻結構展開設計時，由于剪力墻結構主要是利用鋼筋混凝土墻來保證豎向荷載以及抵抗水平荷載，所以在對此類結構展開抗震設計時需要選取現(xiàn)澆鋼筋混凝土方式，以保證剪力墻結構的整體效果，并使其側向剛度與其承載力達到預期。在對剪力墻結構展開設計時還需要著重處理其延性，這是由于剪力墻的延性直接關系到其抗震性能；框架-剪力墻結構，該結構形式是框架結構以及剪力墻結構的有效結合，使框架結構以及剪力墻結構的優(yōu)缺點得到互補，進而共同抵抗側向力以及豎向荷載，具有更好的抗震效果?？蚣堋袅Y構融了雙方的優(yōu)點，比如說剪力墻結構具有更好的剛度可以承擔層間剪力，同時框架結構具有更好的延性，建筑在受到地震作用之后，會先屈服剪力墻結構中的連梁，從而造成剪力墻結構的剛度出現(xiàn)下降情況，同時其抵抗層間剪力逐漸的轉移到框架結構中，這樣框架結構即可以具備充足的延性以及承載力從而抵御住地震的作用，充分體現(xiàn)出剪力墻結構以及框架結構的優(yōu)勢，防止建筑受到地震作用的過多不良影響。所以現(xiàn)在框架—剪力墻結構的應用力度正在不斷增大。

3.2 保證建筑結構設計的規(guī)則性

在結構抗震能力方面，保證結構設計的規(guī)則性是非常有必要的，由此需做好以下幾個方面：在對高層鋼筋砼結構建筑項目的主體抗側力結構展開設計時，需要確保其兩個主軸方向所具有的剛度以及變形特性需盡可能的接近，這是由于真實的高層建筑結構一般會呈現(xiàn)出三維形式，在地震出現(xiàn)之后建筑所受到的地震作用以及風荷載存在很大的任意性，通過控制兩個主軸方向，保證其剛度相接近以及均勻性，可以提升建筑項目的抗震以及抗風性；高層建筑項目的主體抗側力構件需要順著豎向斷面呈現(xiàn)出均勻分布狀態(tài)，防止突變問題的發(fā)生。具體來說也就是應避免主體結構所具有的層剪切剛度出現(xiàn)突變情況，使其保持均勻能夠防止建筑結構在受到薄弱層破壞作用之后出現(xiàn)整體破壞情況；在對主體抗側力結構展開設計時需要開展平面布置，確保同一主軸方向所涉及到的各片抗側力結構都可以達到剛度均勻分布狀態(tài)，尤其是長窄形態(tài)的實體剪力墻等延性效果較差的建筑結構中。

3.3 注重構件的延性設計

為了使結構以及構件具有更好的延性，防止其受到脆性破壞，一般需做好以下幾個方面：首先需基于強柱弱梁原則來開展鋼筋混凝土框架的設計。其中強柱弱梁指的是在設計過程中若是提升柱結構的橫截面結將會造成梁結構的抗彎能力梯提升，鋼筋混凝土框架結構在受到地震的作用影響之后肯能會出現(xiàn)梁端塑性鉸問題，同時該問題的出現(xiàn)時間較早，同時在出現(xiàn)最大非線性位移情況之后塑性轉動情況會提升，由于柱端塑性鉸情況的發(fā)生時間相對較晚，在其出現(xiàn)最大非線性位移情況之后塑性轉動也會較弱，甚至塑性鉸情況不會發(fā)生，這就是框架獲取高塑性耗能能力，同時其塑性耗能也會趨向于穩(wěn)定；其次需做好剪壓比限制。當前在對高層鋼筋砼結構建筑項目的構件斜截面展開剪承載力確定計算時，需要考慮到斜截面上箍筋可以滿足的抗拉屈服強度。通過相關試驗可以得知，若是配箍特征值過大則會造成箍筋強度得不到有效以及充分的發(fā)揮，并且構件也會出現(xiàn)腹部混凝土斜壓受損問題，構件變形性能也容易受到剪壓比的過多影響，所以限制剪壓比就是要求限制件最小截面；在對框架結構之中的柱結構以及梁結構展開設計時，需要防止去出現(xiàn)剪切破壞，也就是產生“強剪弱彎”結構。其中“強剪弱彎”指的是剪切破壞本身缺乏延性，若是某些部位出現(xiàn)剪切破壞問題，會造成該部位結構直接的退出工作，并且在柱端出現(xiàn)剪切破壞問題之后，結構可能會出現(xiàn)局部甚至是整體倒塌問題，所以為了防止這些問題的發(fā)生在設計過程中可以使柱端、梁端以及節(jié)點獲取更大的組合剪力值，這樣可以確保結構受到地震影響之后處于交替非彈性變形過程中，同時其中的各個構件均可以不先出現(xiàn)剪切破壞問題。

4、結語

鋼筋混凝土結構建筑作為我國當前主流的高層建筑形式，為了避免其遭到地震的過多不良影響，一定要做好抗震設計。在開展結構設計過程中需要著重處理抵抗水平力，這是由于抗震設計的質量直接受到抗側力結構形式與該形式結構體系的影響，另外還需科學選擇結構形式、保證建筑結構設計的規(guī)則性、做好構件的延性設計，還保證建筑的外形對稱、簡單，同時強度以及質量也需要保持均勻狀態(tài)，確保建筑結構的各個部分均獲得可靠的連接，這樣才可以使建筑項目的抗震性能更有保障。

[1]賈耀華.鋼筋砼結構裂縫缺陷的產生與防治[J].科技致富向導.2014(09)

[2]徐智斌.關于鋼筋砼結構裂縫的簡單分析與探討[J].科技資訊.2008(18)

[3]趙勇,解寶柱.鋼筋砼結構裂縫產生的原因及防治措施[J].甘肅科技.2008(18)

[4]續(xù)利花.淺談鋼筋砼結構的質量通病及防治措施[J].山西科技.2012(02)

TU7

B

1007-6344（2016）08-0087-01