現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理念淺析

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摘要:隨著我國建筑業(yè)的飛速發(fā)展，近年來一些抗震理念已被應(yīng)用于多個行業(yè)，而建筑行業(yè)的抗震最為重要。本文首先論述了目前社會上經(jīng)常使用的抗震方法的特點以及其使用范圍，然后給出了現(xiàn)代抗震的理念以及主要措施。實踐證明，建筑結(jié)構(gòu)的抗震性主要影響到建筑物的抗震性。

小清新:抗震設(shè)計，建筑抗震，設(shè)計方法，混凝土 地震是大自然的一種現(xiàn)象，它的存在和發(fā)生會嚴重影響到人類的日常生活和生產(chǎn)，并且給人類造成了極大的經(jīng)濟和物質(zhì)損失，帶來了巨大的人員傷亡。通過多年的發(fā)展，人們在與地震做斗爭的過程當(dāng)中總結(jié)出來很多的經(jīng)驗和教訓(xùn)，其中抗震建筑設(shè)計就是其中之一。通過對建筑物實現(xiàn)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以從很大程度上保證建筑物的質(zhì)量，從而保障人們的生命和財產(chǎn)安全。如果要實現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震安全目標(biāo)，就必須對建筑物的結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計，它是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震安全目標(biāo)的重要措施和手段，所以我們對建筑物抗震設(shè)計方法進行研究以及對建筑物抗震規(guī)范進行理解都是具有非常重要的意義。 1現(xiàn)代建筑物抗震設(shè)計理念 現(xiàn)代建筑物的抗震性設(shè)計理念在對建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計方面有了較深的理解，該理念要求建筑物的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有一定的延性，這樣在地震發(fā)生時，不對因為建筑物沒有彈性余量而是的該建筑物倒塌，建筑物的延性使得該建筑物在地震發(fā)生時，可以出現(xiàn)少量的非線性變形，并且此時該建筑物的正在能力不會出現(xiàn)明顯的下降，這樣就會避免了建筑物因為承載能力急劇下降而出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象，并且這樣的結(jié)構(gòu)可以吸收地震對建筑物所產(chǎn)生的能量，從而最大限度的減少地震所產(chǎn)生的破壞。 2提高建筑物結(jié)構(gòu)延性的主要措施 在我國對建筑物的抗震性設(shè)計當(dāng)中也對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提出了很好的要求，其中最基本的要求就是需要有高延性，這種高延性指的是建筑物結(jié)構(gòu)在承受較大的地震力的情況下，并且出現(xiàn)屈服變形后仍能保持建筑物垂直方向的載荷和抗震性水平，這也是對我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方面也是一大創(chuàng)新?，F(xiàn)代抗震性設(shè)計當(dāng)中所提出的“能力設(shè)計法”，是保證在地震力的作用下，當(dāng)建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中取值為最小時，建筑物本身的結(jié)構(gòu)仍然可以保持一定的延性能力，并且通過對這方面的設(shè)計保證建筑物在地震力的作用即使發(fā)生倒塌，也會按照合理的形式倒塌，也就是通過對設(shè)計進行規(guī)范的要求，是建筑物在地震作用下實現(xiàn)有序的倒塌。通過對建筑物采取相應(yīng)設(shè)計措施，從而提高建筑物的塑性以及它的延性，這可以在很大程度上避免建筑物在地震過程當(dāng)中出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象，從而實現(xiàn)建筑物結(jié)構(gòu)在中震、大震的作用下抗震設(shè)防達到預(yù)期的目標(biāo)。 2.1建筑物強柱弱梁的現(xiàn)象 在強度較大的地震作用下，建筑物容易出現(xiàn)塑性變形，這在一定程度上可以消耗地震所產(chǎn)生的部分能量。建筑物的“梁鉸機構(gòu)”或者是“梁柱鉸機構(gòu)”是可以形成很多歌的塑性鉸的，這從根本上消耗了大量的地震所產(chǎn)生的能量，從而避免地震對建筑物所可能產(chǎn)生的顛覆性的毀滅，所以，在對建筑物進行設(shè)計當(dāng)中，需要格外重視建筑物當(dāng)中的強柱的抗彎性，這可以引導(dǎo)建筑物在強烈的地震作用下，自身震動更趨于優(yōu)化，并且所表現(xiàn)出來的陣型更為合理。目前，我國現(xiàn)在所實施的關(guān)于抗震性分析的這一套理念已經(jīng)被世界上的多個國所接受，但是在耗能機構(gòu)方面，一些國家卻出現(xiàn)了不同的看法，其中以新西蘭和美國最為突出，他們兩個國家存在有兩種完全不相同的思路。這兩種不同的思路都承認了在建筑物設(shè)計當(dāng)中應(yīng)該優(yōu)先使梁端呈現(xiàn)塑性鉸，但是這兩個國家在對柱端塑性鉸的位置以及數(shù)量多少方面存在很大的分歧。新西蘭國家所追求的是理想化的梁鉸機構(gòu)，即在設(shè)計當(dāng)中，建筑物底層柱的彎矩增大系數(shù)在設(shè)計的過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)比其他柱的要小很多。他們認為，在強烈的地震作用下，建筑物的底層柱所出現(xiàn)的塑性鉸往往要比建筑物的梁端塑性鉸要遲很多，然而建筑物中剩下的柱截面則在大震下的作用下，沒有出現(xiàn)塑性鉸的“梁鉸機構(gòu)”。 2.2建筑物強剪弱彎的現(xiàn)象 通過使用剪力增大系數(shù)來對梁端、柱端、剪力墻端、剪力墻洞口的連梁端以及梁柱節(jié)點當(dāng)中的組合剪力值進行增大處理，并且通過使用增大后的剪力設(shè)計值來對受剪截面的控制條件進行驗算以及受剪承載力進行設(shè)計，這可以從根本上以避免建筑物結(jié)構(gòu)在強地震作用下出現(xiàn)脆性的剪切破壞，從而導(dǎo)致建筑物的倒塌。 我們現(xiàn)在所研究的鋼筋混凝土的抗剪能力一般主要是由抗剪能力、骨料咬合力、縱筋銷栓力以及箍筋的拉力等四大部分所構(gòu)成，在整個設(shè)計當(dāng)中，通過對強震作用下建筑物框架梁的抗剪力進行分析可知，建筑物梁端的抗剪能力在形成塑性鉸后會出現(xiàn)很大的下降趨勢，產(chǎn)生這樣的情況主要有一下兩個原因:1)位于梁端的正剪力比負剪力要大很多，在建筑物收到剪切破壞的時候，在梁的下部會形成所謂的剪切區(qū)，這時梁的保護層已經(jīng)出現(xiàn)部分剝落。2)強震下梁端剪切破壞發(fā)生在塑性鉸充分轉(zhuǎn)動的情況下，因而混凝土的交叉裂縫寬度比非抗震情況偏大，使斜裂縫界面中的骨料咬合效應(yīng)退化，斜裂縫反復(fù)開閉，混凝土破壞更嚴重，混凝土的抗剪能力進一步被削弱。 3常用的建筑物抗震分析方法 目前，現(xiàn)代抗震設(shè)計方法已在我國得到了部分發(fā)展，隨著這一理論的逐漸發(fā)展，我國的研究人員在做出了相關(guān)的研究，近期，各種抗震設(shè)計分析方法被研究出來，并且多數(shù)已被應(yīng)用到了實際建筑物的設(shè)計當(dāng)中。在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，我國建筑行業(yè)通常所采用的方法為建筑物底部所受剪力的分析法，建筑物振型分解的反應(yīng)譜分析法，建筑結(jié)構(gòu)的彈性時程分析方法，這些方法主要被用來進行地震作用值的計算。在這些方法當(dāng)中，建筑物底部的剪力分析法是目前最為簡便的方法，它主要適用于建筑物的質(zhì)量和剛度沿建筑物的高度進行分布，并且成比較均勻的結(jié)構(gòu)，通過對建筑物結(jié)構(gòu)的第一振型周期進行分析，來確定地震對建筑物的影響系數(shù)，并且需要將建筑物的結(jié)構(gòu)重力荷載進行結(jié)合，以確定建筑物所受的總的地震作用，最后將這一地震作用分配到各層進行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計。針對某些相對較復(fù)雜的建筑物結(jié)構(gòu)，我國建筑行業(yè)一般采用的是振型分解反應(yīng)譜分析法來對建筑物的抗震性能進行計算，這一方法主要是從振型疊加的原理出發(fā)，將建筑物的多自由度體系轉(zhuǎn)化為多個單自由度體系進行疊加，并且將地震所導(dǎo)致的建筑物的各種振型所對應(yīng)的地震作用和地震效應(yīng)采用特定的方式進行疊加，從而得到建筑物結(jié)構(gòu)的總的地震作用與作用效應(yīng)。 4結(jié)束語 自從世界上關(guān)于現(xiàn)代抗震設(shè)計思路提出以后，世界各國在抗震方面做了很多工作，并且也取得了很多的進展。隨著計算機的飛速發(fā)展，它被廣泛地應(yīng)用在建筑行業(yè)的抗震性設(shè)計當(dāng)中。目前，很多學(xué)者都在進行此類的研究，并且開發(fā)出來很多程序，它們可以精準(zhǔn)地測出建筑物的抗震性的好與壞，這可以從根本上來判斷建筑物的抗震性，并且現(xiàn)代的抗震設(shè)計不拘泥于傳統(tǒng)的設(shè)計方法，它實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，出現(xiàn)了很多新的理念，如目前多數(shù)人正在研究的基于性能（位移）的新抗震設(shè)計理念，這些都是很好的理念和方法，并且這些理念一定能推動我國在建筑物抗震設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展。但是，就目前我國的在建筑物抗震設(shè)計的現(xiàn)狀來講，抗震設(shè)計思路本身也或多或少地存在一定的不足，我們相信進行這方面研究的專家和學(xué)者們一定可以很好地解決這個問題，并且實現(xiàn)我國建筑抗震設(shè)計的飛速發(fā)展。 參考文獻 ［1］R•克拉夫，J•彭津．結(jié)構(gòu)動力學(xué)［M］．王光遠，譯．北京:高等教育出版社，2006． ［2］AnilK．Chopra．結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論及其在地震工程中的應(yīng)用［M］．謝禮立，呂大剛，譯．北京:高等教育出版社，2007． ［3］張善元．多層框架結(jié)構(gòu)的非彈性地震反應(yīng)的一種算法［J］．太原工學(xué)院學(xué)報，1982(4):41-42． ［4］陳國興．中國抗震設(shè)計規(guī)范的演變與展望［J］．防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報，2003(3):16-17． ［5］樊長林．彈塑性抗震設(shè)計方法綜述［J］．太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009(10):47-48．