鋼筋混凝土建筑的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討

郝玉興

（山西八建集團(tuán)有限公司 山西太原 030024）

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，有效的推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展，而鋼筋混凝土又是建筑工程施工中比較常用的施工手段。而地震屬于破壞性比較強(qiáng)的自然災(zāi)害，一旦發(fā)生將會(huì)給人們帶來巨大的損壞，甚至危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，在進(jìn)行鋼筋混凝土建筑施工過程中，要結(jié)合建筑工程特點(diǎn)來做好抗震設(shè)計(jì)工作，這樣既可以提高鋼筋混凝土建筑抵御地震災(zāi)害的能力，而且還可以確保人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 地震易損害的建筑結(jié)構(gòu)位置

1.1 結(jié)構(gòu)層間強(qiáng)度薄弱的樓層

通過對(duì)鋼筋混凝土建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，一旦鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不牢固問題，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)層間的強(qiáng)度降低，一旦發(fā)生地震時(shí)，這個(gè)位置將會(huì)最先遭受破壞。同時(shí)，結(jié)構(gòu)層間彈塑性也會(huì)發(fā)生比較大的變化，從而導(dǎo)致應(yīng)力集中，誘發(fā)鋼筋混凝土建筑物的倒塌。

1.2 填充墻的破壞

在進(jìn)行鋼筋混凝土建筑施工過程中，填充墻所具備的剛硬度和抗變形能力比較良好，但是一旦發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，填充墻出現(xiàn)破壞的概率將會(huì)增加。通常情況下，如果地震災(zāi)害等級(jí)達(dá)到8級(jí)時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致填充墻位置遭受比較嚴(yán)重的破話，加大墻面裂縫的發(fā)生率，甚至有可能導(dǎo)致鋼筋混凝土建筑倒塌。實(shí)際上，填充墻結(jié)構(gòu)下部分較重，上部分較輕，而且與實(shí)心砌體墻相比，空心砌體墻所遭受的破壞程度相對(duì)比較輕，而且與磚墻相比，砌體墻受破壞程度相對(duì)比較重。

1.3 節(jié)點(diǎn)處及柱端連接處

對(duì)于鋼筋混凝土建筑框架結(jié)構(gòu)而言，如果梁比柱子要輕，而且柱子底部比頂部輕，一旦遇到地震時(shí)，柱子的旁邊將會(huì)最先發(fā)生破壞。同時(shí)，在柱子的頂端位置最先受到地震的破壞，導(dǎo)致其出現(xiàn)不同程度的彎曲。破壞情況較輕時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致柱子發(fā)生彎曲、傾斜、折斷；破壞情況比較嚴(yán)重時(shí)，將會(huì)壓壞混凝土，導(dǎo)致內(nèi)部主筋外露，甚至誘發(fā)脫節(jié)現(xiàn)象。

2 鋼筋混凝土建筑抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)要點(diǎn)

2.1 確保混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的延性

在進(jìn)行鋼筋混凝土建筑施工過程中，為了提高建筑物抵御地震災(zāi)害的能力，就需要在抗震設(shè)計(jì)過程中提高建筑物自身的承載能力。通常情況下，在地震災(zāi)害的影響下，會(huì)導(dǎo)致建筑物原本結(jié)構(gòu)出現(xiàn)比較大的變形，此時(shí)為了加強(qiáng)鋼筋混凝土建筑的抗震能力，就需要提高混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的延性。對(duì)于地震發(fā)生比較頻繁的地區(qū)，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要遵循延性框架的基本要求來進(jìn)行。在鋼筋混凝土建筑具體施工階段，還需要提高建筑物比較薄弱部位的承載能力，只有這樣才能夠有效提高鋼筋混凝土建筑的強(qiáng)度。此外，通過提高鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的延展性，也可以使建筑物抵抗變形的能力得到有效提升，在降低地震災(zāi)害破壞程度的同時(shí)，可以有效提高建筑物抵御地震災(zāi)害的能力。

2.2 科學(xué)、合理設(shè)計(jì)梁和豎向構(gòu)件

在實(shí)際抗震設(shè)計(jì)過程中，為了可以提高建筑物抵御地震災(zāi)害的能力，則需要采取有效措施來增添豎向構(gòu)件的承載能力，以便其能夠更加穩(wěn)固的承受來自于梁的各種壓力。同時(shí)，在遭遇地震災(zāi)害破壞后，鋼筋混凝土建筑梁的塑性將會(huì)發(fā)生比較大的變化，一旦遭受比較大的非線性位移影響時(shí)，將會(huì)增加塑性的改變程度，有效延長(zhǎng)柱端部位的塑性延長(zhǎng)時(shí)間。此外，如果梁和豎向構(gòu)件達(dá)到最大非線性位移時(shí)，也會(huì)減緩塑性的改變程度，甚至不會(huì)出現(xiàn)任何塑性轉(zhuǎn)變，從而有效提高鋼筋混凝土建筑的穩(wěn)定性。

2.3 優(yōu)化短肢剪刀墻設(shè)計(jì)

對(duì)于鋼筋混凝土建筑而言，在結(jié)構(gòu)平面中部時(shí)，短肢剪刀墻一般是指剪力墻的薄壁，而在其余位置時(shí)，短肢剪刀墻則僅為一種結(jié)構(gòu)形式。如今，隨著科學(xué)技術(shù)手段的發(fā)展，大多數(shù)鋼筋混凝土建筑的抗震等級(jí)達(dá)到了6級(jí)、7級(jí)，以確保鋼筋混凝土建筑的整體強(qiáng)度。通常情況下，短肢剪刀墻中分布有大量的剪刀墻結(jié)構(gòu)，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且鋼筋混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要保證受力方向的抗震強(qiáng)度與承載能力基本一致。同時(shí)，還需要對(duì)短肢剪刀墻承受傾覆力矩進(jìn)行控制，使其在結(jié)構(gòu)底部的總結(jié)構(gòu)中占比38～51%。在抗震設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)所有剪刀墻在結(jié)構(gòu)平面中截面面積與同側(cè)力方向短肢剪刀墻面積比例來確定結(jié)構(gòu)底部的總作用力中短肢剪刀墻承受的傾覆力矩所應(yīng)該占據(jù)的比例。

2.4 完善強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)錨固措施

在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)過程中，梁柱的節(jié)點(diǎn)是確保框架結(jié)構(gòu)延性的關(guān)鍵，此時(shí)就需要在梁鉸機(jī)構(gòu)發(fā)揮作用前，做好強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)錨固處理，以確保框架的縱筋錨固和節(jié)點(diǎn)不會(huì)太早出現(xiàn)損壞。通常情況下，如果節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋數(shù)量無法滿足抗震設(shè)計(jì)要求，也會(huì)誘發(fā)框架節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)不同程度的損壞。由于受到剪力和壓力的共同作用時(shí)，會(huì)誘發(fā)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土出現(xiàn)不同程度的裂痕，甚至誘發(fā)箍筋屈服折斷，這樣一來就會(huì)引發(fā)柱的縱筋出現(xiàn)壓曲或折斷現(xiàn)象。此時(shí)就需要配置足量的箍筋，這樣既可以確保核心區(qū)混凝土強(qiáng)度，也可以避免節(jié)點(diǎn)核心區(qū)出現(xiàn)過早損壞現(xiàn)象。實(shí)際上，強(qiáng)錨固的標(biāo)準(zhǔn)一般是指在靜力設(shè)計(jì)過程中，按照要求將具備一定長(zhǎng)度的抗震外加錨固定在錨固長(zhǎng)度的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上，借助機(jī)械錨固手段就可以有效提高節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)錨固效果。為了確保梁柱節(jié)點(diǎn)屈服強(qiáng)度，以充分發(fā)揮其約束力的作用，就需要在進(jìn)行框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，遵循“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”原則。可以通過核心區(qū)箍筋、節(jié)點(diǎn)加固加密部位、優(yōu)化梁柱縱筋錨固條件等方式來有效發(fā)揮梁的作用，以確保框架節(jié)點(diǎn)具備良好的延性，預(yù)防鋼筋錨固出現(xiàn)過早破壞現(xiàn)象。

2.5 提高建筑抗震構(gòu)造的措施

在進(jìn)行鋼筋混凝土建筑設(shè)計(jì)過程中，為了提高其抗震能力，就需要對(duì)受拉鋼筋的恰當(dāng)配筋率給予全面的了解和掌握，而且要求最大配筋率與最小配筋率滿足設(shè)計(jì)要求。最大配筋率可以維持受拉鋼筋的屈服狀態(tài)，以確保在最終受到損壞時(shí)，混凝土受壓區(qū)域可以與房梁的極限壓應(yīng)力維持在一定的差距范圍，最小配筋率可以確保房梁不會(huì)由于拉力作用而誘發(fā)鋼筋斷裂或裂縫現(xiàn)象。實(shí)際上，房梁的最終破壞一般是以受壓區(qū)域混凝土的碎裂程度以及混凝土所能承受的極限壓力為標(biāo)準(zhǔn)的。在鋼筋混凝土建筑抗震設(shè)計(jì)過程中，需要明確箍筋的使用辦法，其一般具有如下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：①可以規(guī)范箍筋的最小直徑，在確保箍筋狀態(tài)的同時(shí)，保證縱向筋就不會(huì)由于受力過早而發(fā)生不穩(wěn)現(xiàn)象；②可以有效抗剪；③借助箍筋的辦法來有效束縛受到壓力的混凝土，以確保混凝土的抗壓能力得到有效提升。因此，在進(jìn)行鋼筋混凝土建筑施工過程中，需要采取有效措施來確保房梁使用的鋼筋滿足鋼筋規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，而且受壓鋼筋可以達(dá)到分散剪力作用的目的，使受壓區(qū)域的高度值得到有效改善，而且在地震發(fā)生的時(shí)候，也可以通過下梁區(qū)域發(fā)生整箱彎曲，而使下部鋼筋受到壓力的作用，提高鋼筋混凝土建筑抗震效果。

3 結(jié)束語

綜合上述，在進(jìn)行鋼筋混凝土建筑施工過程中，為了提高建筑物地震災(zāi)害的能力，就需要結(jié)合建筑物的特點(diǎn)來做好抗震設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)人員最好根據(jù)不同建筑物的特點(diǎn)，來選擇與之相匹配的抗震設(shè)計(jì)策略，這樣既可以提高鋼筋混凝土的穩(wěn)定性，而且還可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)抵抗地震災(zāi)害的能力，在提高鋼筋混凝土建筑整體質(zhì)量的同時(shí)，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展。