鋼筋混凝土構件在抗震設計中應注意的問題

魏希寶，姜珊珊

(1.黑龍江省泥河水庫管理處，黑龍江蘭西151500;2.哈爾濱市磨盤山水庫管理處，黑龍江五常150200)

我國屬多發地震國家之一。因此，對建筑物的抗震設計應特別重視。在地震時，振動是以波的形式傳播的，各種力相互作用很是復雜，計算起來十分困難，但有幾點是可以主觀控制的，現將在這方面的認識介紹如下:

1 選擇對抗震有利的場地、地基和基礎

建筑物場地選擇的原則是根據區域地質構造、場地土和地形地貌條件以及歷史地震資料，盡量選擇對建筑物抗震相對有利的地段，避開不利地段，未經充分論證不應在危險地段進行建設。

有利地段是指鄰近地區無晚近期活動性斷裂，地質構造相對穩定，地基比較完整的巖體和密實土層。不利地段是指鄰近地區地質構造復雜，有晚近期活動性斷裂、可能發生液化的土層或軟弱黏性土層，以及陡坡、河岸、孤立山丘、半挖半填、不均勻土層等地段。危險地段是指地質構造復雜，有活動性斷裂，可能發生滑坡、崩塌、地陷地裂、泥石流、地表錯位等地段。

當無法避開不利地段而必須在其上建造工程時，應加強基礎的整體性剛度，對可能發生液化的土層或淤泥、淤泥質土等軟土層，則應采取挖除、人工密實、砂井排水等工程措施。

地基及基礎設計的要求是:同一建筑單元不宜設置在性質截然不同的地基上;同一建筑單元宜采用同一類型的基礎，不宜部分采用天然地基或淺基礎而部分采用樁基;同一建筑單元的基礎宜埋置在同一標高上;樁基宜采用低承臺樁等。

2 合理規劃，避免地震時發生次生災害

次生災害是非地震直接造成的災害。如房屋規劃過密，地震時房屋倒塌將道路堵塞，造成在地震發生時人口無法疏散，增加傷亡;地震時水管破裂、消防設施失效，會造成火災發生;煤氣罐、油庫、化工廠、核反應裝置等損壞，更會引起爆炸、毒氣外逸和核輻射泄漏;水利工程中的擋水建筑物如有損壞，就會造成下游城鎮農田的嚴重淹沒，其后果比建筑本身的損壞更為嚴重。

3 建筑物的形體和結構力求規整和對稱

高層建筑物的平面宜采用矩形、方形、圓形、正多邊形等規整的形狀，使地震時結構的變形能整體協調一致，結構的抗震構造處理也較簡單，這樣，可取得較好的抗震效果。L形、∏形等建筑平面在受震時，建筑物轉角處會產生巨大的集中應力，易遭破壞。結構的抗側力構件也宜在平面上均勻對稱布置，使結構的質量中心和剛度中心盡量靠近或重合，以免在地震發生時，除水平向地震作用外，還增添水平地震慣性力對結構剛度中心的附加扭轉作用。

建筑物的立面也宜盡量規整，避免局部突出。沿建筑物的高度其質量和剛度不宜突變，以免突變部位在受震時發生局部嚴重損壞。在建筑物的立面上應盡量少做挑檐等易倒塌脫落的附屬構件。

4 盡量減輕建筑物的質量，降低其重心

建筑物所受到的地震作用和這的質量成正比。采用輕質材料，減輕建筑物質量是減少地震作用反應的有效措施。建筑物的重心應盡量降低，以減少結構所承受的地震彎矩。

5 選擇合理的抗震結構體系

抗震結構體系應根據建筑物的重要性、設防烈度、場地條件、建筑高度、地基基礎及材料、施工狀況等，把技術、經濟條件綜合起來考慮確定。

抗震結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑;應該有多道抗震防線，避免因部分結構或構件失效，而導致整個體系喪失抗震能力，或喪失對重力荷載的承載能力;抗震結構體系還應具備必要的強度、良好的變形能力和耗能能力。在設計時，必須綜合考慮結構體系的實際剛度和強度分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產生過大的應力集中或塑性變形集中。

6 增強結構構件的延性

延性是結構構件在超過彈性變形后能保持繼續變形的能力。延性好的結構構件能大量吸收地震作用的能量，減少作用在結構上的地震作用。因此，對抗震來說，結構構件的延性與結構構件的承載力常具有同等重要的意義。

對鋼筋混凝土結構構件，為保證結構具有較好的延性，應避免混凝土壓碎、錨固失效、剪切破壞等脆性破壞的發生。因此，在鋼筋混凝土結構構件的抗震設計中，應限制受拉縱向鋼筋配筋率、增加受壓縱向鋼筋、增配箍筋、加大鋼筋錨固長度，對受壓構件應控制其軸壓比不過大，對受彎構件應體現“強剪弱彎”原則等。同時，應不選用強度過低的混凝土及強度過高的鋼筋，因為高強鋼筋的構件其延性會明顯下降。

7 遭遇大震時，框架結構不發生柱鉸機構

當遭遇本地區大震時，在框架結構的梁和柱端會發生塑性鉸。在抗震設計時，應使其形成梁鉸機構，而不允許形成柱鉸機構。這是因為若形成柱鉸機構而又要求它不發生過大的塑性變形，不使結構倒塌，勢必要求構件具有極大的延性，事實上是不可能做到的。為了使塑性鉸發生在框架梁梁端而不發生在框架柱柱端，設計時應體現“強柱弱梁”的原則。

［1］ 河海大學，武漢大學，大連理工大學，等.水工鋼筋混凝土結構學［M］.北京:中國水利水電出版社，2009.