建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)論文抗震設(shè)計(jì)論文

1、淺談建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)摘要：建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮的就應(yīng)該包括抗震概念設(shè)計(jì)方面，這將提高結(jié)構(gòu)抵抗水平地震力能力，并可減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面、自重，節(jié)省造價(jià)，有效減輕地震災(zāi)害。鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)至關(guān)重要，是后期建筑使用質(zhì)量、壽命的有力保障。鋼筋混凝土建筑的抗震能力與其結(jié)構(gòu)有非常大的關(guān)聯(lián)做好抗震設(shè)計(jì)能夠有效避免地震帶來(lái)的災(zāi)害。一、地震容易損害的建筑結(jié)構(gòu)具體位置。1.1結(jié)構(gòu)層間強(qiáng)度明顯薄弱的樓層從鋼筋混凝土建筑整體設(shè)計(jì)中來(lái)看加果鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)不夠牢固就會(huì)使結(jié)構(gòu)層間的強(qiáng)度明顯薄弱。當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨的時(shí)候，最先遭受破壞的就是這個(gè)位置。此層間的彈塑性會(huì)急劇變化

2、使應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致建筑物的倒塌。1.2節(jié)點(diǎn)處以及柱端的連接處通常情況下建筑物的框架結(jié)構(gòu)中，梁如果比柱子要輕沛主子的底部要比頂部機(jī)構(gòu)輕柱子的旁邊就很容易受到破壞。地震所帶來(lái)的破壞往往是在柱子的頂端位置使其彎曲變形。破壞情況較輕的時(shí)候柱子會(huì)傾斜、彎曲折斷；嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)使混凝土壓壞，內(nèi)部主筋外露，甚至是脫節(jié)。1.3填充墻的破壞通常情況下鋼筋混凝土建筑的填充墻抗變形能力、剛硬度都十分良好擔(dān)是在地震災(zāi)害來(lái)臨時(shí)候填充墻是首先遭到破壞的位置。在地震災(zāi)害等級(jí)上升到8級(jí)時(shí)候會(huì)使填充墻位置受到進(jìn)一步破壞墻面裂縫不斷加大嚴(yán)重后果部分甚至?xí)顾?。填充墻結(jié)構(gòu)一般都是上部分較輕。下部分較重座心砌體墻受到破壞的程度輕于實(shí)

3、心砌體墻并且砌體墻受破壞程度普遍比磚墻嚴(yán)重。二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則為了使用高層建筑有足夠的抗震能力，達(dá)到小震不壞，中震可修，大震不倒的要求，應(yīng)考慮下述的抗震設(shè)計(jì)基本原則。（1）合理選擇結(jié)構(gòu)體系。對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一般來(lái)說(shuō)純框架結(jié)構(gòu)抗震能力較差，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)性能較好，剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)具有良好的空間整體性，剛度也較大，歷次地震中震害都較小。（2）平面布置力求簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，避免應(yīng)力集中的凹角和狹長(zhǎng)的縮頸部位，避免在凹角和端部設(shè)置樓電梯間；避免樓電梯間偏置，以免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的影響。（3）豎向體型盡量避免外挑，內(nèi)收也不宜過(guò)多、過(guò)急、力求剛度均勻漸變，避免產(chǎn)生變形集中。（4）結(jié)構(gòu)的承載力

4、、變形能力和剛度要均勻連續(xù)分布，適應(yīng)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)要求。某一部位過(guò)強(qiáng)、過(guò)剛也會(huì)使其他樓層形成相對(duì)薄弱環(huán)節(jié)而導(dǎo)致破壞。頂層、中間樓層取消部分墻柱形成大空間層后，要調(diào)整剛度并采取構(gòu)造加強(qiáng)措施。底層部分剪力墻變?yōu)榭蛑е蛉∠糠种雍?，比上層剛度消弱更為不利，?yīng)專(zhuān)門(mén)考慮抗震措施。不僅主體結(jié)構(gòu)，而且非結(jié)構(gòu)墻體（特別是磚砌體填充墻）的不規(guī)則、不連續(xù)布置也可能引起剛度的突變。（5）高層建筑突出屋面的塔樓必須具有足夠的承載力和延性，以承受高振型產(chǎn)生的鞭梢效應(yīng)影響。必要時(shí)可以采用鋼結(jié)構(gòu)或型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。（6）在設(shè)計(jì)上的構(gòu)造上實(shí)現(xiàn)多道設(shè)防。如框架結(jié)構(gòu)采用強(qiáng)弱梁設(shè)計(jì)，梁屈服后柱仍能保持穩(wěn)定，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成

5、連梁首先屈服，然后是墻肢，框架作為第三道防線，剪力墻結(jié)構(gòu)通過(guò)構(gòu)造措施保證連梁先屈服，并通過(guò)空間整體性形成高次超靜定等。（7）合理設(shè)置防震縫。一般情況下宜采取高速平面形狀與尺寸，加強(qiáng)構(gòu)造措施，設(shè)置后澆帶等方法盡量不設(shè)縫、少設(shè)縫。必須設(shè)縫時(shí)必須保證有足夠的寬度。（8）節(jié)點(diǎn)的承載力和剛度要與構(gòu)件的承載力與剛度相適應(yīng)。節(jié)點(diǎn)的承載力應(yīng)大于構(gòu)件的承載力。要從構(gòu)造上采取措施防止反復(fù)荷載作用下承載力和剛度過(guò)早退化。裝配式框架和大板結(jié)構(gòu)必須加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的連接結(jié)構(gòu)。（9）保證結(jié)構(gòu)有足夠剛度，限制頂點(diǎn)和層間位移。在小震時(shí)，應(yīng)防止過(guò)大位移使結(jié)構(gòu)開(kāi)烈、影響正常使用、中震時(shí)，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)不到于嚴(yán)重破壞，可以修復(fù)；在強(qiáng)震下，結(jié)構(gòu)

6、不應(yīng)發(fā)生倒塌，也不能因?yàn)槲灰七^(guò)大而使主體結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定或基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)大而傾覆。（10）構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)采取有效措施防止脆性破壞，保證構(gòu)件有足夠的延性。脆性破壞指剪切、錨固和壓碎等突然而無(wú)事先警告的破壞形式。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證抗剪承載力大于抗彎承載力，按“強(qiáng)剪弱彎”的方針進(jìn)行配筋。為提高構(gòu)件的抗剪和抗壓能力，加強(qiáng)約束箍筋是有效措施。（11）保證地基基礎(chǔ)的承載力、剛度和有足夠的抗滑移、抗轉(zhuǎn)動(dòng)能力，使整個(gè)高層建筑成為一個(gè)穩(wěn)定的體系，防止產(chǎn)生過(guò)大的差異沉降和傾覆。（12）減輕結(jié)構(gòu)自重，最大限度的降低地震的作用三、抗震設(shè)計(jì)的方法。3.1基于承載力設(shè)計(jì)方法基于承載力設(shè)計(jì)方法又可分為靜力法和反應(yīng)譜法。靜力法產(chǎn)生于二十世紀(jì)初

7、期，是最早的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法。用現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)抗震知識(shí)來(lái)考察，靜力法沒(méi)有考慮結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)，即認(rèn)為結(jié)構(gòu)在地震作用下，隨地基作整體水平剛體移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)加速度等于地面運(yùn)動(dòng)加速度，由此產(chǎn)生的水平慣性力，即建筑物重量與地震系數(shù)的乘積，并沿建筑高度均勻分布。根據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)，地震作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)，即結(jié)構(gòu)上質(zhì)點(diǎn)的地震反應(yīng)加速度不同于地面運(yùn)動(dòng)加速度，是與結(jié)構(gòu)自振周期和阻尼比有關(guān)。以地震加速度反應(yīng)為豎坐標(biāo)，以體系的自振周期為橫坐標(biāo)，所得到的關(guān)系曲線稱(chēng)為地震加速度反應(yīng)譜，以此來(lái)計(jì)算地震作用引起的結(jié)構(gòu)上的水平慣性力更為合理，這即是反應(yīng)譜法。對(duì)于多自由度體系，可以采用振型分解組合方法來(lái)確定地震作用。3.2基于損

8、傷和能量的設(shè)計(jì)方法對(duì)結(jié)構(gòu)在地震作用下非彈性變形以及由此引起的結(jié)構(gòu)損傷是結(jié)構(gòu)抗震研究的一個(gè)重要方面。從能量觀點(diǎn)來(lái)看，結(jié)構(gòu)能否抵御地震作用而不產(chǎn)生破壞，主要在于結(jié)構(gòu)能否以某種形式耗散地震輸入到結(jié)構(gòu)中的能量。地震作用對(duì)體系輸入的能量由彈性變形能ee、塑性變形能ep和滯回耗能eh三部分組成。地震結(jié)束后，質(zhì)點(diǎn)的速度為0，體系彈性變形恢復(fù)，故動(dòng)能ek和彈性應(yīng)變能ee等于零，地震對(duì)體系的輸入能量eeq最終由體系的阻尼、體系的塑性變形和滯回耗能所耗散。因此，從能量觀點(diǎn)來(lái)看，只要結(jié)構(gòu)的阻尼耗能與體系的塑性變形耗能和滯回耗能能力大于地震輸入能量，結(jié)構(gòu)即可有效抵抗地震作用，不產(chǎn)生倒塌。3.3能力設(shè)計(jì)方法能力設(shè)計(jì)方法

9、的核心是：（1） 引導(dǎo)框架結(jié)構(gòu)或框架-剪力墻（核心筒）結(jié)構(gòu)在地震作用下形成梁鉸機(jī)構(gòu)，即控制塑性變形能力大的梁端先于柱出現(xiàn)塑性鉸，即所謂“強(qiáng)柱弱梁”；（2） 避免構(gòu)件（梁、柱、墻）剪力較大的部位在梁端達(dá)到塑性變形能力極限之前發(fā)生非延性破壞，即控制脆性破壞形式的發(fā)生，即所謂“強(qiáng)剪弱彎”；（3） 通過(guò)各類(lèi)構(gòu)造措施保證將出現(xiàn)較大塑性變形的部位確實(shí)具有所需要的非彈性變形能力。結(jié)語(yǔ)：高層建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)的重要，主要因?yàn)楝F(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論存在許多缺陷或不可計(jì)算性，計(jì)算機(jī)結(jié)果的高精度特點(diǎn)，往往給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)工作性能的誤解，對(duì)電算計(jì)算結(jié)果不加以分析、判斷，完全按照計(jì)算結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。但僅此是不能滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)安全性、可靠性的要求，不能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)的。必須重視概念設(shè)計(jì)。從某種意義上講，概念設(shè)計(jì)甚至比分析計(jì)算更為重要。參考文獻(xiàn)：1方鄂華.高層建筑鋼筋