房屋建筑中鋼筋混凝土結構的抗震設計分析

臧瑤

【摘要】我國是一個地震多發國家，因此對建筑的抗震性能要求較高。鋼筋混凝土框架結構由于抗震性能強，得到了廣泛應用。本文就對房屋建筑中鋼筋混凝土結構的抗震設計方法進行了分析闡述，希望可以為相關設計人員提供有效鑒。

【關鍵詞】房屋建筑;鋼筋混凝土;抗震設計

隨著時代發展，房屋建筑的規模更大且結構設計更加復雜，對房屋建筑的抗震設計也提出了新的要求。眾所周知，地震所帶來的破壞是災難性的，對人們生命財產安全構成嚴重威脅，同時也對我國經濟社會發展造成不利影響。為此，加強建筑結構的抗震設計成為目前我國研究的重點內容之一。要想降低地震對建筑結構的破壞，在設計過程中，就需要結合實際情況，按照抗震設計的等級要求，采用合理的抗震措施，優化建筑結構的抗震性能。地震的發生往往是突發性的，地震預測的精確程度也有待提高，當地震來臨時，良好的房屋結構抗震設計能夠降低損壞程度或避免房屋傾倒，這需要建筑結構能夠產生一定的彈性形變，從而使地震能量得以消耗衰減。因此，抗震設計要對建筑結構的彈性形變及形變產生的能量損耗進行科學研究論證，從而提升房屋建筑的抗震性能。

1、中國抗震設計現狀與問題

我國的鋼筋混凝土框架結構設計已經有十多年的發展歷史，且設計水平已同歐洲一些發達國家相近。我國在鋼筋混凝土框架結構的抗震設計中，所采用的方法也是以能力設計為主，通過對建筑結構延展性的調整和規劃，來提升結構截面設計的合理性，防止變形等問題的出現，提高建筑的抗震性能。受到地殼板塊的影響，我國是一個地震發生較為頻繁的國家，所以在抗震設計上要嚴格按照標準要求進行操作，以完善建筑的整體水平，為社會經濟的發展貢獻力量。鋼筋混凝土框架結構的抗震設計需要結合結構自身的物理性能，展開細致的分析與研究工作，這樣才能更好的保證建筑結構的張拉力、抗變形能力、延展力在規定的標準范圍內，確保建筑結構受力的穩定性。不過在目前框架結構設計中，設計人員很容易忽略結構物理性能的設計，進而導致建筑結構的相關性能與實際要求不符，降低框架結構的整體承載力，影響建筑結構穩定性。

2、房屋建筑鋼筋混凝土結構抗震設計的優化

在鋼筋混凝土房屋結構中，地震對節點的破壞性較小，梁柱結構中梁比柱更早屈服，且頻次更多，對柱體來說，柱底的塑性形成時間要明顯晚于柱頂，且兩者相差時間越長抗震性能越好。也可以理解為，不論是梁還是柱體兩端的塑性要盡量避免集中出現，要保證一定的時間裕度，這樣有利于框架結構抗震性能發揮，在抗震結構設計中要加以充分考慮。

2.1 確保抗震結構延性

2.1.1 計算延性保證。為了進一步分析地震對房屋建筑的破壞過程，應從地震引起的樓層間的位移以及水平剪力的變化入手，由此得知，對框架結構來說，其構件在抗震設防升至二級以上時會產生彈塑性形變，若該構件所承受作用力不超出其承載力范圍，則彈塑性形變可以使地震能量消耗殆盡。所以框架結構必須具備一定的彈性形變的能力，才能保證良好的抗震性能。經研究發現，強柱弱梁、強節點及強柱底等框架結構能夠使地震作用力分散分布，較好的消耗地震能量，極限層能夠產生更大位移，具有更理想的抗震效果。文中所闡述的“強弱”有明確的規定，且建筑結構的抗震承載能力有相應的計算公式，設計人員只需應用公式進行計算，為設計工作提供了極大便利。

2.1.2 構造延性保證。地震時，房屋建筑在塑性階段會伴有大量的能量，若要將能量完全吸收消耗，必須保證建筑結構具有一定的承載能力。這是因為塑性階段的建筑結構產生形變的幾率更大。所以，為保證建筑結構的抗震性能，地震多發地區對鋼筋混凝土結構設計有明確要求，延性框架結構設計在抗震設計中有較多應用。為提高房屋建筑整體防震效果，在抗震結構設計中要對抗震薄弱環節重點分析，保證其具有足夠的強度和承載能力。延性框架結構設計的目的即充分提高混凝土結構的彈性形變能力，能夠更好的吸收消耗地震產生的破壞性能量，提高房屋建筑的抗震性能。

2.2 梁柱結構設計

梁、柱結構設計是抗震設計重要內容，要提高柱體的承載能力，在房梁帶來的壓力下能夠保證柱體結構的穩定，進而顯著提高房屋建筑的抗震性能。地震發生時，鋼筋混凝土房屋結構中房梁的塑性較早出現并且有明顯變化，當發生最大非線性位移時塑性變化最為明顯;而柱端塑性出現較晚，柱端在最大非線性位移產生時的塑性轉變要小于房梁。這樣可以有效提高框架結構的塑性消耗能力，并保證鋼筋混凝土建筑結構穩定。

2.3 短肢剪刀墻設計

短肢剪刀墻設計在抗震設防烈度為6度、7度時有較多應用，其結構形式為剪力墻薄壁結構位于中間部位，其余部位均為短肢剪力墻結構。該設計中剪力墻結構應用較多，因此必須保證結構設計滿足相關標準，并且結構整體在同一受力方向上不論是承載能力還是抗震強度都能夠保證基本一致。對短肢剪刀墻來說，還要對傾覆力矩加以控制，使其對底部總作用力的占比在一定范圍內（通常為38%-51%），傾覆力矩的具體大小可以通過對比同一結構平面中受力方向上剪力墻的面積與全部剪力墻截面積加以確認。

結語：

綜上所述，房屋建筑的抗震設計直接關系到人們生命財產安全，具有重要的現實意義。對于鋼筋混凝土房屋結構來說，多層或高層建筑中結構強度較弱的樓層、填充墻、柱端及節點連接處是地震發生時破壞最為嚴重的部位，在地震設計中應著重考慮。為提高房屋建筑抗震效果，本文提出了具體的設計措施，對抗震結構設計工作的開展有一定的促進作用。

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