有關提高建筑結構抗震性能的探討

1、有關提高建筑結構抗震性能的探討    摘要：文章主要探討了如何提高建筑結構的抗震性能，先是強調選擇有利于抗震的場地，接著從結構設計方面介紹了提高建筑物的抗震性能的三點方法，即提高建筑結構的規(guī)則性、增強建筑物的剛度及整體性、保證結構的延性能力。    關鍵詞：建筑結構；抗震性能；剛度；延性     一.引言2008年5月的汶川地震中，大量建筑物的突然倒塌是造成大量人員死亡的主要原因，可見，提高建筑結構的抗震性能，對于延緩逃離時間，減少地震人員傷亡和財產損失有著重要意義。二.選擇

2、有利的抗震場地建筑場地的工程地質條件對建筑物的抗震性能起到很關鍵的影響作用，因此，要加強建筑結構的抗震性能，首先要選好建筑場地，盡量避開對抗震不利的場地進行建設，以減輕地震災害。選擇建筑場地應遵循以下幾點原則。1.應選擇對建筑抗震有利的地段，如寬闊平坦而又堅實均勻的場地。堅實的砂土層，微風化、中等風化的基巖和不含水的粘土層都屬于良好的場地；盡量避開軟弱土、液化土，高聳孤立的山丘、非巖質陡坡、河岸和邊坡邊緣等狀態(tài)明顯不均勻地段；2.當無法避開上述的不利地段時,應根據(jù)抗震設防類別、地基液化等級來采取適當?shù)募訌姶胧?，可加強地基和上部結構整體性和剛度，采取措施部分消除或全部消除地基液化造成的沉陷；3.

3、當?shù)鼗鶅却嬖谲浫跽承酝翆?、嚴重不均勻土層和新近填土時，應估計地震時造成的地基不均勻沉降或其他不利影響，并采取對樁基、地基的加固措施以及加強基礎和上部結構的處理，對于地震時可能導致滑移、崩塌、地陷或地裂的場地，應采取相應的地基穩(wěn)定措施，并且此類地段不宜建造甲、乙、丙類建筑。三.從結構設計方面加強建筑物的抗震性能1.盡量提高建筑結構的規(guī)則性多次地震經歷表明，簡單、規(guī)則、對稱的建筑在地震時不易被破壞，其抗震能力較強，并且結構規(guī)則的建筑容易準確計算其地震反應，確定地震作用的傳遞途徑，并進行細部處理或采取其他抗震構造措施。建筑結構外形應滿足以下幾點。（1）建筑形狀力求簡單規(guī)則。即盡量不讓平立面出現(xiàn)凸角的

4、結構，若凸角難以避免，應滿足建筑平面突出部分的長度不大于該方向總長度的30%，且不大于建筑的總寬度。除了局部突出的樓、電梯間之外，房屋立面局部收進尺寸不大于總尺寸的25%。（2）建筑結構盡量對稱均勻。結構對稱均勻是抗震設計十分重要的原則，不對稱結構會在地震作用下產生較強的扭轉作用。若周邊構件的強度和剛度不對稱，則應在布置時從總體上減小剛度偏心，并在計算時充分估計構件的內力和變形及薄弱側的位移。（3）盡可能滿足建筑豎向均勻性。如果建筑的豎向布置不均勻，容易產生剛度和強度的突變，從而引起豎向的應力或變形集中，在地震中極易損壞甚至倒塌。通常在柔性底層建筑中，構件的應力和變形集中非常嚴重，在抗震設計時

5、配置強韌性良好的構件以承受大的側移。在設計抗震墻時，應考慮連續(xù)抗震墻的間距以及限制上下層的剛度。設置框架內的填充墻時，應使墻柱分開，或采用輕質墻以使框架柱連續(xù)。對于建筑中門、窗、管道等開洞，盡量開設整齊，以避免形成應力集中的薄弱環(huán)節(jié)。2.增強建筑物的剛度及整體性建筑物是由縱、橫向承重構件和樓蓋組成的結構體系，它必須具有足夠大的整體剛度和整體穩(wěn)定性。增大結構構件的剛度，可以推遲地震時構件屈服，降低對構件延性的要求。還應注意抗側力構件的布置以及結構質量的分布。剛性樓蓋能保證各個抗側力的構件按各自側移剛度合理分配地震作用。采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋是較理想的抗震構件，其具有整體性好、水平剛度大的優(yōu)

6、點，可消除滑移、散落問題，它還可使平面上墻體對齊的要求適當放寬，可有效控制層間變形。較強的樓板及屋蓋水平剛度還能有效地傳遞荷載，尤其是在上下墻體在平面上沒對齊時，它們起到一定的傳遞水平力的作用，對樓板和屋蓋現(xiàn)澆還能增加其對墻體的約束。可見，采現(xiàn)澆樓、屋蓋能有效增強建筑結構空間剛度和整體穩(wěn)定性，從而提高房屋的抗震性能。3.保證結構的延性能力。要使建筑物在遭受大地震時具有較強的抗震能力，可通過使部分結構構件破壞來延性耗散地震能量，從而減少整體承受的地震能量。結構延性能抵抗地震作用下的非彈性變形，其對于結構抗震性能的作用絲毫不亞于結構的強度。為使結構在地震中表現(xiàn)出必要的延性，就應盡量使塑性變形更多地

7、集中在具有一定延性能力的構件上?？刹扇∫韵路椒ㄌ岣呓Y構的延性：（1）選擇一個可接受的塑性變形機構，即通常所說的“強柱弱梁”。它是通過人為作用使柱的抗彎能力比梁強，使得在地震作用下，鋼筋混凝土框架的梁端塑性鉸出現(xiàn)較早，而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚，在達到最大非線性位移時，前者塑性轉動較大，而后者塑性轉動較小或根本不出現(xiàn)塑性鉸。這樣就能保證框架具有較大的塑性耗能能力。（2）為避免在強烈地震作用下，結構在其延性未發(fā)揮出來之前就遭到剪切破壞，應人為增大各類構件的抗剪切能力,即我們通常所說的強剪弱彎，即增大梁端、柱端以及節(jié)點處的組合剪力值，來避免構件發(fā)生剪切破壞?？芍苯訉⒁豢缌簝啥私孛娴慕M合彎矩值乘以增大系數(shù)，再從平衡關系中求得梁端剪力。（3）通過相應的抗震構造措施，保證可能出現(xiàn)塑性鉸的部位具有足夠的塑性轉動能力和塑性耗能能力。我國的抗震措施中采用 “梁柱塑性鉸機構”耗能機構模式。增加箍筋能提高構件在發(fā)生剪切破壞時所達的延性。四.結束語總之，為盡可能地避免地震給人類帶來的災難和損失，我們工程技術設計人員應對建筑結構進行充分研究和合理設計，做好場地選擇、平立面布置、結構體系等各