基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计探究

基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计探究

刘守连 刘德志

山东电力建设第三工程有限公司 山东 青岛 266100

摘要：我国虽是地震高发地区，但比之日本，还是会好很多，但是每次地震所带来的伤害却是有过之而无不及。总结原因，日本人有着很高的地震防患意识，日本的建筑结构很结实，抗震能力很强。我国在近年来，总结经验和与外国合作，抗震建筑结构设计有了新的进展，通过在建筑中的实际运用，将会极大地降低地震所带的危害，人民的生命财产安全会得到极大的保证。
　　关键词：钢筋混凝土；建筑结构；抗震设计
近年来中华大地，先有汶川大地震，后有玉树大地震等等，而每次地震所带来的不仅是财产损失，更多的是家庭破碎，亲人离去等，因而对建筑结构抗震研究迫在眉睫。我国作为地震频发国家，政府很久以前就对建筑建设有了硬性的要求，如抗震性，很多建筑专家也在致力此事。钢筋混凝土材料是建筑中常用的材料。将这两种材料应用于建筑结构设计中，不仅可以保证建筑结构的应用强度，而且可以降低工程造价因此，钢筋混凝土结构的应用优势是显而易见的，这种结构的应用过程中仍然存在一些不足。如果地震会致结构的变形，为了避免这种现象，我们必须做好结构的抗震设计，为后续工程的使用奠定基础。
　1建筑物基本性能水准
　　第一，小震弹性：房屋各构件的层间位移和抗震承载力必须满足房屋结构设计的要求，房屋各构件必须满足弹性设计的相关技术要求和抗震性能的要求。第二，中震弹性：所谓中震弹性主要是指建筑物结构构件的承载力必须满足中震计算弹性的相关要求，而不考虑地震组合的内力调整系数。但是，在系数调整过程中，需要综合考虑地震承载力、材料分担系数和荷载作用分项系数的相关要求。第三，中震不屈服：所谓中震不屈服，主要是指材料强度、荷载组合标准和时间阻尼比必须合理调整，而不考虑抗震承载力和地震组合内力系数的调整。当中等地震的承载力允许时，建筑物的重要和薄弱部分需要接近屈服阶段，但是要记住所有破坏行为，例如剪切，并且详细的抗震结构必须满足相关的延性要求。第四，大震不屈服：建筑物的重要或薄弱环节在大震承载力的允许范围内都接近屈服阶段，但应避免剪切等破坏行为，具体的抗震结构必须满足相应的延性要求。第五，大地震可能会发生。建筑局部结构构件在大地震作用下达到屈服阶段，但结构构件满足变形限制选择的要求，竖向构件不发生易损破坏行为，细部构件满足高延性的要求。
　　2基于钢筋混凝土性能的混凝土建筑结构抗震设计
　2.1设置高安全系数的多道抗震防线
　　对于复杂的地震地质灾害，由于对地震机理的认识比较肤浅，特别是强震发生时，由于技术的限制无法获得科学而有价值的数据和信息，也不能得到强度与谱的关系。根据普通荷载法的可靠度，利用可靠度模型对地震和建筑结构的特性进行计算和分析，与计算设计相比概念设计更有意义，所谓概念设计是指根据地震灾害和建筑工程的经验所遵循的设计原则，包括结构设计、总体布置、抗震结构设计等。总之，它是基于求效益、避危险的思想，科学地选择安全场地，避免危险，在此基础上进行基础设计，然后选择安全的抗震结构，体现在建筑物的规则形状、结构的对称性和抗震缝的设计上，从而形成多层次的抗震防线，并适当且牢固地连接各种结构构件，以及防止非结构构件的地震破坏。通过多条抗震线的设计，当第一道防线的抗侧向构件失效时，第二道防线和第三道防线能够有效地抵御地震灾害。最常见的多线结构为框架+剪力墙结构，其中第一道防线为剪力墙结构，即当剪力墙倒塌或开裂时，框架需要承受地震剪力。
　2.2基于性能的抗震设计
　　基于性能的钢筋混凝土建筑结构设计应具有目标和步骤。首先，当地震发生时，应该确定建筑结构的预期性能，对于存在超限问题的建筑物，应根据其特定的结构形状和不规则性，采取安全措施，以保证结构的承载力，提高其延性变形能力。可以尝试评分。设定抗震目标，如小震弹性、中震弹性、大震不屈服等标准。在此基础上，利用分析软件、分析模型等可以得到骨架曲线。同时，应选择两个以上的现场人工波和五个实测地震波线，应从现场安全检测记录中选择时程曲线。同时，要调整地震波成为目标谱。
　　2.3以位移为基础的钢筋混凝土结构抗震设计
　　该方法在分析建筑物结构位移的基础上，通过与建筑物承载力设计方法的比较，突破了传统的将位移传递到抗震设计起始位置的设计模式和目标，将其作为抗震设计的关键参数。同时，设计人员还需要根据位移谱计算特定条件下建筑物的位移。经过有效期、事实证明，该设计模型具有较好的可操作性。
　　2.4能量法下的钢筋混凝土结构抗震设计
　　能量法抗震设计又称“假定设计”，设计者认为地震的能量是建筑结构破坏的主要原因，他们认为当地震发生时，传递到建筑物的能量和建筑物本身消耗的能量会对建筑物的内部结构及相关设备和设施造成破坏。这种设计模式的优点是能够更准确、高效地估计地震对建筑结构的影响，缺点是计算和操作相对复杂，不确定性较多。

　　2.5承载能力设计法
　　承载力设计方法是建筑结构最常用的抗震设计方法。根据反应谱计算底部剪力。根据具体规定，将地震分布到建筑物的整体结构中，并与普通荷载相结合，提高结构的强度，确保建筑物结构的各个环节都能达到预期的承载能力，然后进行变形验算。承载力计算使用方便，局部细连杆设计相对安全、穩定可靠。
　3基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计注意事项
　　在对钢筋混凝土建筑结构进行抗震设计的过程中，要在提升建筑荷载力的基础上进行设计，将两种结构设计方法有机的结合在一起，以此提高整体的抗震性能。首先，要对不同性能水准的钢筋混凝土结构的抗震能力进行划分，将每个水准进行细致划分，确保每个水准都能得到明确的划分。在进行设计过程中，需要对影响钢筋混凝土材料结构性能的因素进行考虑，在设计时还需要对今后发生地震时，地震对建筑结构影响情况进行分析和预测，根据分析的结果来进行建筑结构的抗震设计，保证设计的科学合理。其次，要对建筑结构的宏观设计进行控制，建筑工程的各方面设计都要按照相关规格和标准进行操作，结合实际需求选择合适的建筑结构体系，确保建筑结构符合应用需求。再次，要将不同水准性能的钢筋混凝土结构有机的结合在一起，保证建筑物的强度符合整个工程的设计需求。同时，还要保证有充足的建设资金，保证设计工作的顺利开展。最后，在进行抗震设计的过程中，施工单位需要对钢筋混凝土结构在应用期间的变性指标进行评估，了解建筑构件在长期使用过程中的损伤程度和后期结构性能的变化水平，要在设计的过程中对这些指标进行合理的控制。只有掌握这些因素，才能对发生地震时建筑结构的性能变化情况和损失情况进行预测和评估，根据这些数据对建筑的结构进行针对性的设计，才能降低后续的损失。
　4结束语
　　从目前的建筑行业发展来看，基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计是该行业未来的发展趋势，想要提高建筑结构的安全性和稳定性，就需要在原来建筑结构设计的基础上进行完善，使用这种设计方法可以在保证建筑结构稳固性的同时，提高建筑结构的应用性能，为城市居民提供更加舒适的生活环境，还可以在一定程度上延长建筑工程的使用年限，对该行业的远发展有着促进作用。
　　参考文献：
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