淺談多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設(shè)計

1、淺談多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設(shè)計    摘要：地震對建筑物的損害相當(dāng)大，因此在地震多發(fā)區(qū)應(yīng)當(dāng)加強對建筑物的設(shè)防等級，這樣才能避免事故的發(fā)生，減少人們財產(chǎn)損失和保護人們的生命安全。在整個建筑物的設(shè)計當(dāng)中，要重點把握其抗震設(shè)計，通過這一設(shè)計可以有效的避免建筑物在地震當(dāng)中出現(xiàn)意外。    關(guān)鍵詞：多層及高層 鋼筋混凝土 房屋 抗震     1建筑物因地震而出現(xiàn)因意外的原因1.1建筑物的某個層間出現(xiàn)明顯的屈服強度薄弱建筑物的鋼筋混凝土框架在設(shè)計當(dāng)中不可能保證每個部分在結(jié)構(gòu)上都非常

2、的勻稱，這就導(dǎo)致了有些層間的結(jié)構(gòu)屈服強度較強，而有些層間的屈服強度較弱。對于那些屈服強度較弱的樓層，一旦發(fā)生地震，建筑物出現(xiàn)明顯的晃動，那么結(jié)構(gòu)屈服強度較弱的樓層首先出現(xiàn)屈服，然后彈塑性變形發(fā)展迅速，最后結(jié)構(gòu)的屈服極限為能滿足建筑物在地震當(dāng)中的變形量，因此導(dǎo)致了建筑物的損壞，甚至倒塌。1.2建筑物的支撐柱端和其與樓層的節(jié)點的損壞非常明顯對于一般的建筑物，它們的框架結(jié)構(gòu)一般都是梁較輕而柱較重，并且柱的中間部分比柱的底部還要重，因此這就容易發(fā)生破壞。對于一般的短柱，經(jīng)常的是柱中間出現(xiàn)剪切破壞，而對于其他相對較長的柱來說，一般柱端會出現(xiàn)彎曲損壞，質(zhì)量較輕的柱會發(fā)生斜向或水平斷裂，而質(zhì)量較重的柱會出現(xiàn)

3、鋼筋外漏、混凝土脫落等現(xiàn)象。當(dāng)柱與樓層的節(jié)點處沒有箍筋來進行約束時，柱端和節(jié)點的破壞最為嚴(yán)重。1.3建筑物中使用砌體來填充墻的容易出現(xiàn)破壞使用砌體來填充墻的，它們的剛度比較大但是變形能力很差，當(dāng)?shù)卣鸪霈F(xiàn)時，它們很容易被損壞，如當(dāng)建筑物承受8級及以上級別的地震時，填充墻出現(xiàn)明顯的裂紋，并且該裂紋會逐漸加重，這時多數(shù)的填充墻都出現(xiàn)了倒塌現(xiàn)象。2建筑物抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計對于建筑物的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，我們應(yīng)當(dāng)達到的理想狀況是，當(dāng)?shù)卣鸪霈F(xiàn)時，建筑物當(dāng)中的節(jié)點應(yīng)當(dāng)多數(shù)不破損壞，并且建筑物的梁出現(xiàn)屈服的時間要早與柱出現(xiàn)的時間，還需要達到的就是在同一樓層當(dāng)中，每個柱的兩端所出現(xiàn)的屈服變形時間越長越好，而柱底與樓層的節(jié)

4、點的塑性變形越晚出現(xiàn)越好。2.1在建筑物抗震設(shè)計當(dāng)中應(yīng)當(dāng)保證結(jié)構(gòu)的延性在地震發(fā)生時，從樓層因地震所出現(xiàn)的水平剪力和建筑物各樓層間的位移關(guān)系來闡述樓層破壞的整個過程可以得出，在對建筑物進行的抗震設(shè)防達到第二或第三水平時，建筑物的框架結(jié)構(gòu)此時已經(jīng)開始出現(xiàn)彈塑性變形，這些結(jié)構(gòu)一般是通過彈塑性變形來吸收地震所產(chǎn)生的部分能量，最終達到承載力不出現(xiàn)明顯減少的情況。因此，對于這些結(jié)構(gòu)，它們的變形范圍很重要，它們需要有較大范圍的變形空間，這樣才不至于在地震發(fā)生時出現(xiàn)破壞。為了達到上述的要求，我們應(yīng)當(dāng)對建筑物構(gòu)件的設(shè)計制定一個規(guī)范，這樣可以方便建筑物抗震設(shè)計人員的工作，并且需要采用地震組合內(nèi)力的抗震承載力驗算表

5、達式，但是因建筑物結(jié)構(gòu)的不同，對于不同的建筑物只需要對該組合力的設(shè)計值通過相關(guān)的公式做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整即可。通過大量實驗的研究表明，對于特征節(jié)點的延性能產(chǎn)生巨大影響的因素有：各構(gòu)件之間作用的剪力、各構(gòu)件之間的配筋率、梁柱與樓層連接處節(jié)點的粘結(jié)情況。2.2在對建筑物的構(gòu)造措施上應(yīng)當(dāng)保證結(jié)構(gòu)的延性在對建筑物進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)保證建筑物結(jié)構(gòu)當(dāng)中薄弱區(qū)的剛度和承載力，這樣可以進一步保證建筑構(gòu)造的整體性。建筑物結(jié)構(gòu)延性的增加可以提高整個建筑物的抗變形能力，這樣在地震發(fā)生時，這些具有很好延性的結(jié)構(gòu)就可以吸收一部分地震所產(chǎn)生的能量，從而減少地震所引發(fā)的破壞，最終提高建筑物的抗震能力。在對建筑物的結(jié)構(gòu)布置上，應(yīng)當(dāng)

6、按照擴大的柱端抗彎承載力的方法進行設(shè)計，從理論的角度上來講，這可以將柱屈服的可能性進一步減少，從而保證“強柱弱梁”的設(shè)計原則。但是由于各種原因的存在，為了使柱中完全不出現(xiàn)塑性鉸是非常困難的，于此同時為了達到“強剪弱彎”的這個要求，為了保證塑性鉸區(qū)域的局部結(jié)構(gòu)延性，也應(yīng)當(dāng)對建筑物采取一定的構(gòu)造措施從而實現(xiàn)建筑物的結(jié)構(gòu)延性，這一具體做法如下：限制軸壓比與縱筋最大配筋率合理的受力過程可明顯提高構(gòu)件延性，為實現(xiàn)受拉鋼筋的屈服先與受壓區(qū)混凝土壓碎的破壞形態(tài)，以提高塑性鉸區(qū)域的轉(zhuǎn)動能力，規(guī)范限制軸壓比與縱筋最大配筋率，同時對混凝土受壓區(qū)高度也提出相應(yīng)要求。限制約束配筋和配筋形式。加密塑性鉸區(qū)內(nèi)的箍筋間距是

7、很重要的一點，為保證“強節(jié)點”、“強柱弱梁”、“強底層柱底”和“強剪弱彎”的設(shè)計原則及塑性餃區(qū)域的局部延性，有必要加密塑性鉸區(qū)內(nèi)的箍筋間距，這不但可提高柱端抗剪能力，還可約束核心區(qū)內(nèi)混凝土，對縱向鋼筋提供側(cè)向支承，防止大變形下縱筋壓曲，從而改善塑性鉸區(qū)域的局部延性。目前，建筑工程當(dāng)中所使用的箍筋與混凝土的強度得到了不斷的加強，因此，現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)更為關(guān)注的是箍筋所布置的位置，這也是抗震機構(gòu)設(shè)計當(dāng)中最為重要的一個環(huán)節(jié)。如果箍筋的布置不好，這將導(dǎo)致那些使用高強度混凝土來對箍筋進行約束的配筋率出現(xiàn)明顯減少，這在某種程度上就降低了建筑物結(jié)構(gòu)的可靠性。因此，我們建議用配筋特征值取代原體積配筋率，并且因為約束配

8、筋能對柱端塑性鉸區(qū)的起到良好的約束作用，所以建議應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加強配筋量。加強對建筑材料的要求。為了避免出現(xiàn)豆腐渣工程，整個建筑物的質(zhì)量很重要，而在對建筑物的質(zhì)量進行把關(guān)時，建筑材料更為關(guān)鍵。要嚴(yán)格把控好建筑材料的質(zhì)量，這些材料應(yīng)當(dāng)具有很好的延性，這樣才可能在地震發(fā)生時，建筑物不會出現(xiàn)明顯的變形或損壞，而對建筑材料也應(yīng)當(dāng)提出相應(yīng)的規(guī)范和要求，并給出相應(yīng)的限制條件，比如鋼筋的強屈比的最小值應(yīng)當(dāng)是多少、延伸率應(yīng)當(dāng)達到多少以及混凝土強度等級應(yīng)當(dāng)?shù)陀诨蚋哂诙嗌俚鹊?。于此同時，還應(yīng)當(dāng)對整個工程施工過程所可能發(fā)生的鋼筋代換提出適當(dāng)?shù)南拗啤? 小結(jié)在我國對建筑物的設(shè)計與施工當(dāng)中，最常使用的一種結(jié)構(gòu)就是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，通過對多年來我國地震災(zāi)害資料的研究，發(fā)現(xiàn)：那些使用鋼筋混凝土框架作為主要結(jié)構(gòu)的建筑物，各層的柱端和節(jié)點出現(xiàn)損壞的機率很大，并且多數(shù)都會出現(xiàn)非常嚴(yán)重的破壞，因此在整個的抗震設(shè)計當(dāng)中，建筑物必須要滿足“強剪弱彎”、“強柱弱梁”、“強底層柱底”、“強節(jié)點”等結(jié)構(gòu)延性的設(shè)計原則與相關(guān)的規(guī)定。在對那些采用鋼筋混凝土作為主要結(jié)構(gòu)的多層及高層建筑物的抗震設(shè)計當(dāng)中，因工程設(shè)計人員在對設(shè)計原則和規(guī)范的理解方面的程度不同，因此各個建筑物的抗震設(shè)計會出現(xiàn)因地理位置不同、因設(shè)計人員不同而整個設(shè)計也不同，因此對于多層及高層建筑物的抗