基于不同性能目標的RC結構抗震設計的效益分析①

申志靈 董曉宇

摘 要：隨著我國經濟的飛速發展，在不同性能目標的RC結構中，關于抗震設計也有了一定的效益分析，關于它的發展和分析都是來源于現實，從現實之中摸索經驗進行深入研究。對于不同建筑在抗震方面的設防性能以及類別、目標上都是不的相同的，在框架結構以及框架的剪力墻進行抗震結構的優化設計。把小震丙類型的建筑作為它的基準，比較小震乙類的建筑、“中震彈性”與“中震不屈服”進行設計的時候，就夠地震在效應以及抗震措施方面也會有所差別。關于設計效益的分析，應該在關鍵部位上進行“性能設計”，這樣才會有更好的經濟效益。

關鍵詞：性能目標 “中震不屈服”設計 “中震彈性”設計 丙類建筑 乙類工程

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（b）-0089-02

根據建筑的分類標準上，一般可以分為四種抗震的設防類別，分別是甲、乙、丙、丁這樣四種類型，而且都有相應的規定，對于甲類的建筑和乙類、丙類、丁類之間都存在一定的聯系，有存有一定的差異，在地震作用的烈度達到數值多少的時候，應該采取怎樣的抗震要求和措施，這是設計的時候一定要進行考慮的內容。我國的建筑行業雖然發展的比較迅速，但是，關于抗震設計方面的規范和技術還需要不斷的完善，才能促進效益的提高。想要效益有所提高，就要從抗震措施著手設計，掌控好鋼筋混凝土的結構，調整清楚抗震設防的水準，據此進行抗側力的測量，在設計的時候，要進行承載力的計算、內力系統調整。

1 深化了解鋼筋混凝土的框架結構

（1）想要了解不同性能目標之中RC結構抗震設計的效益，就要針對具體的工程進行，在這里可以選擇一個結構為七層的框架，在首層高度是3.3 m，其標準層的高度為3 m，建筑總體高度為21.3 m。平面的尺寸是30 m×25.2。

當它的構建滿足了受力以及最小的配筋率的一系列要求以后，那么界面如果越大，混凝土量也就變的越多，鋼筋量就會越少；反之，則是混凝土量少，那么鋼筋量就會增加。為了方便進行比較，根據這樣的原則進行構件截面設計。

（2）其次是它的荷載信息，樓面與屋面的恒載，樓面與屋面的活載、梁間恒載、屋頂和女兒墻的具體荷載、地震信息、風荷載信息都需要進行具體的計算、設計和測量。有了前提條件，對于抗震等級上的相關差別，應該根據具體的《抗震規范》進行微觀設計，尤其是它的設防烈度值，進而決定框架整體的等級，一般乙類建筑在抗震措施上的措施都要提高一度來進行具體確認，而框架在等級上也就分為了三級、二級以及一級。根據“中震不屈服”和“中震彈性”這樣的設計，在框架上的抗震等級可以采取四級。進行不同目標設計的時候，就要根據相應的那些抗震等級數據。

（3）關于結構方面的特性也應該進行細致的分析，在把小型丙類建筑作為設計基礎的前提下，不能改變結構的型式以及構件布置的這一條件之下，分別根據小型的乙類建筑、“中震彈性”、“中震不屈服”進行優化設計。其性能的目標提升以后，也要根據丙類建筑的相關構件進行截面尺寸的設計，有可能引發超筋的情況，也就需要加大這種構件截面，知道能夠滿足他的規范要求即可。在下表之中給出了抗震的設防度，從6～8的時候，這前三個階段的周期，也能進一步看出哪一種在抗震性能的影響上相對比較大。（如表1）

在另一個表之中，將能夠看出抗震的設防烈度為6～8之時，那些不相同性能的目標設計，在工程量方面的相關統計數據，因為性能目標的不同，其下樓板的那些工程量基本都是相同的，同樣是在小震丙類這種建筑的基礎上進行工程量變化的相關分析。（如表2）

綜合上面的相關數據，能夠看出，我國建筑在抗震設防策略和方法上是正確的，在6～7度進行設防，注重抗震措施的可行性，不只是要提高在地震作用之下進行設計，也要用相對較小的代價去獲取較高的效益。

2 混凝土效益分析

（1）對于不同性能目標在其剪力墻與底部進行鋼筋量的加強，都應該根據具體的條件進行。在我國《抗震規范》之中就有關于剪力墻的底部應該極強其部位的高度，一般取值為13 m，而實際的工程之中，取結構的底部一般是三層，也就是14.4 m，而當進行6度這樣的實際之時，不相同的性能目標之下的剪力墻，應該取相同的截面，它在外墻上的厚度一般為400 mm，在內墻上的厚度為200～250 mm。而7度的時候，又有7度的相關數據值，每一種設計都應該符合于其標準值，這方面的相關數據如表3。

（2）因為性能不同，性能目標之下所使用的鋼筋等級也就都不相同，在這樣的圖表之中，能夠進一步看出，在6度區的時候，因為丙類建筑提高到這種乙類的建筑的時候，在剪力墻上的抗震等級也就升級為了二級，其用鋼量也就增長了很多，大約是82%，最主要就是增加了約束邊緣的構件之中的箍筋；根據中震的性能目標進行設計的時候，用鋼量的增加比較少，而在“中震彈性”和“中震不屈服”設計上，分別為5%和4%，提高地震的作用以后，在抗震預算結果上對于截面的設計也就不起任何控制的作用。

（3）對于不同性能目標的RC結構抗震進行效益設計，應該考慮到它的框架結構以及高層框架之中剪力墻的結構，在小震丙類建筑以及小震一類建筑和“中震彈性”、“中震不屈服”這些性能目標進行相關的設計，對其進行效益比較與結構特性的比較，進一步得出結構比和效益比。不同性能目標在設計的時候，注意工程量的變化，要有所依據進行。

3 結語

綜上所述，我們可以知道，隨著我國建筑領域的發展，在性能方面的抗震設計方法和相關理論已經被各個國家的具體抗震設計所規范，可是在內容方面仍然存有很多不同，在其多元化發展的時候，要明白設計時候的方案把握，把性能設計進行定量化處理。對于那些超高層的抗震結構具體設計，應該根據每個地區的環境以及性能目標進行細致分析與驗算，也就是把握好關鍵部位以及整體上的關系，尤其是鋼筋混凝土的框架和剪力墻在結構底部上，應該著重加強設計職能，根據“中震不屈服”與“中震彈性”的目標進行設計，進一步促進我國建筑業的發展。

參考文獻

[1] 王亞勇，岳茂光，李宏男，等.基于不同性能目標的RC結構抗震設計的效益分析[J].土木工程學報，2008（3）.

[2] 張毅剛，楊大彬，吳金志.基于性能的空間結構抗震設計研究現狀與關鍵問題[J].建筑結構學報，2010（6）.