混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)淺談

閆 銳

國(guó)糧武漢科學(xué)研究設(shè)計(jì)院有限公司

混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)淺談

閆 銳

國(guó)糧武漢科學(xué)研究設(shè)計(jì)院有限公司

混凝土結(jié)構(gòu)因其本身具有整體性能好、可塑性高以及耐火性好等特點(diǎn)，成為了我國(guó)當(dāng)代建筑行業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛，使用頻率最高的建筑結(jié)構(gòu)材料，所以，它的安全性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)于整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能起到了直接性的影響。因此，相關(guān)建筑設(shè)計(jì)工作者一定要充分地認(rèn)識(shí)到混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，并且積極采取科學(xué)有效地設(shè)計(jì)理念和方法，來(lái)合理的設(shè)計(jì)與提升混凝土結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能，從而科學(xué)地提升建筑設(shè)計(jì)的安全性和穩(wěn)定性。

混凝土結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；要點(diǎn)分析

我國(guó)現(xiàn)階段在建筑行業(yè)方面得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，建筑類(lèi)型由原來(lái)的多層、低層逐步向高層進(jìn)化，高層混凝土住宅建筑工程已占據(jù)城市的多半部分。高層混凝土住宅建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)無(wú)可取代的過(guò)程，也成為了其最不容易攻破的難題。高層混凝土住宅建筑中的居民數(shù)量比較多，如果高層混凝土建筑沒(méi)有達(dá)到應(yīng)有的抗震性能，在地震發(fā)生過(guò)程中就會(huì)發(fā)生坍塌，導(dǎo)致居民傷亡，影響居民的正常生產(chǎn)生活，也會(huì)嚴(yán)重影響到社會(huì)發(fā)展，這就會(huì)使建筑行業(yè)的發(fā)展緩慢甚至停滯。所以為了使高層居民的生命和財(cái)產(chǎn)得到保障，必須要高度重視高層建筑的抗震性。

1 結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的重要性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)人員通過(guò)以往地震中建筑倒塌的數(shù)量、情況等進(jìn)行總結(jié)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合當(dāng)下的設(shè)計(jì)理念、建筑地的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行趨于完善的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使建筑能夠抵抗一定烈度下的地震作用。抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為了保證人們的財(cái)產(chǎn)、生命安全等，為其提供更加穩(wěn)定安全的生活環(huán)境。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)充分考慮地震作用，以便站在全局的角度完成抗震參數(shù)的選定，使建筑結(jié)構(gòu)的外形、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件參數(shù)等更有利于抗震設(shè)計(jì)，以完成抗震目標(biāo)。另外，在方案設(shè)計(jì)階段，為了給建筑方案提供正確的概念和思路，需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，選擇安全與經(jīng)濟(jì)均能滿足建設(shè)要求的結(jié)構(gòu)方案。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算

建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)對(duì)建筑的抗震能力有著非常重要的影響，精確的結(jié)構(gòu)參數(shù)能夠加強(qiáng)建筑各個(gè)部件的剛度和強(qiáng)度，使其在地震中能夠更好地抵御外力。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在對(duì)建筑抗震能力進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)結(jié)構(gòu)所要承受的作用力進(jìn)行仔細(xì)分析，并清晰計(jì)算出來(lái)，同時(shí)對(duì)不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型建筑的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上模擬地震發(fā)生時(shí)建筑的抗震效果，同時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)修改，保證建筑結(jié)構(gòu)受力參數(shù)能夠在允許的范圍內(nèi)，繼而提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

2.2 多重抗震防線的設(shè)置

在目前的建筑中，面對(duì)地震災(zāi)害頻發(fā)的情況，多重抗震功能是十分重要的。多重抗震防線的設(shè)置，通常是指在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況來(lái)對(duì)建筑進(jìn)行多重抗震設(shè)計(jì)，特別是在建筑的組成構(gòu)件上。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)選擇延展性、剛度較好的構(gòu)件作為抗震的“第一道防線”，同時(shí)設(shè)置第二道以及第三道防線，加強(qiáng)抗震性能，形成良好的抗震防線體系。在上述情況下，當(dāng)?shù)谝坏婪谰€被地震破壞后，還會(huì)有第二道、第三道防線發(fā)揮實(shí)際作用，為人們的生命安全、財(cái)產(chǎn)安全提供保證。此外，多重抗震防線的設(shè)置對(duì)設(shè)計(jì)人員的綜合能力要求非常高，因此，設(shè)計(jì)人員需要提高自身對(duì)抗震設(shè)計(jì)的重視程度，并在此基礎(chǔ)上嚴(yán)格要求自己，學(xué)習(xí)更多專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)，以便在抗震設(shè)計(jì)中發(fā)揮更多效用。

2.3 重視消能減震與隔震措施

在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該重視消能減震與隔震措施。目前，我國(guó)以及世界各國(guó)都采用了延性結(jié)構(gòu)體系，主要是因?yàn)檠有越Y(jié)構(gòu)通過(guò)對(duì)建筑物的剛度進(jìn)行調(diào)控，當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害發(fā)生之后，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)入延性的塑性狀態(tài)，以此起到降低地震作用力，削減地震對(duì)高層建筑造成的損壞。延性結(jié)構(gòu)雖然能夠吸收地震能量，但是隨著建筑高度的增加，其消耗地震能力的作用越來(lái)越小，不能很好的起到耗能減震的作用，傳統(tǒng)的延性結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)不能夠很好的滿足現(xiàn)代高層混凝土建筑的抗震要求。

2.4 抗震支座設(shè)計(jì)

抗震支座的功能是對(duì)地震能量的一個(gè)緩沖和滑動(dòng)釋放，與上述抗震層和防震縫相比，抗震支座的使用位置多在于混凝土結(jié)構(gòu)建筑體容易受到地震影響比較大的部分，位置和數(shù)量根據(jù)實(shí)際的需求為準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)。需要注意的一點(diǎn)是，抗震支座的設(shè)計(jì)與選擇應(yīng)當(dāng)采取以下幾個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)為參考：第一，地震波測(cè)試。相關(guān)建筑設(shè)計(jì)工作者可以通過(guò)模擬地震波的方式，來(lái)測(cè)試抗震支座的性能，從而設(shè)計(jì)出合適的使用位置和使用數(shù)量，來(lái)滿足實(shí)際的抗震性能需求。第二，混凝土結(jié)構(gòu)的建筑體本身有一定的設(shè)計(jì)使用年限，因此，相關(guān)建筑設(shè)計(jì)工作人員在進(jìn)行抗震支座的選擇與設(shè)計(jì)時(shí)，同樣也需要考慮到抗震支座的使用年限，一般情況下，根據(jù)相關(guān)的法律法規(guī)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建筑體防震支座的使用壽命應(yīng)當(dāng)長(zhǎng)于混凝土建筑體本身的使用壽命年限。

2.5 采用適當(dāng)?shù)目拐饦?gòu)造措施

混凝土構(gòu)件應(yīng)避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土壓潰先于鋼筋屈服、鋼筋與混凝土粘結(jié)破壞先于構(gòu)件自身破壞。也就是“強(qiáng)剪弱彎”、“避免超筋”、“強(qiáng)連接”的抗震概念。而抗震措施也是至關(guān)重要，為保證抗震概念的實(shí)施和計(jì)算模型的實(shí)現(xiàn)，抗震構(gòu)造措施也是層出不窮，具體的做法有：設(shè)置箍筋加密區(qū)、控制最大配筋率、確保鋼筋最小錨固長(zhǎng)度。砌體構(gòu)件應(yīng)按規(guī)范設(shè)置好構(gòu)造柱和圈梁，以保證砌體結(jié)構(gòu)的承載力和延性。鋼構(gòu)件應(yīng)避免失穩(wěn)破壞，以確保鋼結(jié)構(gòu)的承載力和變形能力。

總之，混凝土結(jié)構(gòu)作為我國(guó)當(dāng)代建筑行業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛，使用頻率最高的建筑結(jié)構(gòu)材料，它的結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)的質(zhì)量對(duì)于整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全性能和穩(wěn)定性能都有著非常重要的影響，因此，相關(guān)建筑設(shè)計(jì)師一定要充分地認(rèn)識(shí)到混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，并且積極采取科學(xué)有效地設(shè)計(jì)理念和方法，來(lái)合理的設(shè)計(jì)與提升混凝土結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能，從而科學(xué)地提升建筑設(shè)計(jì)的安全性和穩(wěn)定性。

[1]李堯.高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震延性設(shè)計(jì)[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2016，23(07)：227.

[2]孟凡偉.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)淺談[J].門(mén)窗，2016，(06)：143.