钢筋混凝土建筑结构抗震设计

刘家洋

【摘要】近年来，钢筋混凝土结构被广泛地应用在建筑工程中，它在现代建筑中占据着重要的位置，其结构质量直接决定着建筑物的投入使用效果，而抗震能力与建筑结构紧密相关，为避免或者降低地震带来的影响程度，我们应着重做好抗震设计。

【关键词】钢筋混凝土；建筑结构；抗震；设计

前言

伴随着时代的不断进步，建筑结构的抗震设计也出现了一定的变化。一直以来，地震严重威胁着人民群众的人身以及财产安全，据对以往自然灾害的分析可知，地震灾害在总灾害中的比重达到一半，而我国抗震能力与西方国家相比，能力较弱，外加，地震灾害的发生几率逐渐增加，这严重制约了社会经济的快速发展速度。

一、建筑结构抗震目标与设计

在建筑结构的实际抗震设计中应坚持“小震无影响、中震可维修、大震不倾倒”的目标，为实现这一目标，主要实施两阶段设计，在第一阶段中，参照小震出现时的作用效果、负载效应，科学计算结构构件负载能力以及形变程度，在第二阶段设计中，参照出现次数较少的地震作用效果，科计算建筑结构的形变程度[1]。

二、地震灾害中建筑结构的损害位置

众所周知，地震具有一定的突发性和复杂性，这要求建筑结构应具备一定的弹性形变程度，以免在地震中被损坏或者倾倒，若想实现此项目标，存在一定的难度，但合理的抗震设计可降低损坏程度，这是因为将地震产生的能量经由弹性形变进行消耗，因此，在抗震设计中应着重增强建筑结构的形变程度、能量损耗效应和抗震性。

（一）各层结构强度较弱楼层。在钢筋混凝土结构中，如若框架结构设计不一致，将会存在结构强度较弱的楼层，一旦遭遇地震，高楼层首先受到损害，形变程度较大，从最初的弹塑性形变到最终的集中形变，引发倒塌现象。

（二）填充墙的损坏。在钢筋混凝土结构中，填充墙具有较强的抗形变能力，刚度和硬度均较高，然而，一旦遭遇地震灾害，填充墙首当其冲被破坏。如若地震等级超过8级，会进一步损坏填充墙，墙面缝隙较大，严重情况可能出现倒塌。通常，对于填充墙结构而言，上端重量较大，底端重量较小，实心填充墙和空心填充墙相比，损坏程度比较严重，同时，砌体墙的损坏程度重于砖墙。

（三）节点、节点与柱端的衔接点。在建筑结构中，如若梁的重量小于柱，则柱的底端与顶端相比，结构较强，柱子旁边被损坏的可能性较大。通常，在地震灾害中，柱的顶端的损坏程度最为严重，形变较大。如若损坏相对较轻，柱子会出现倾斜，存在折断的可能性，如若情况严重，将会损坏混凝土，内侧主筋显露，有些还会出现脱节现象。

三、建筑结构抗震设计

在钢筋混凝土结构中，如若遭遇地震，在节点位置几乎不出现破坏，梁与柱相比，出现屈服的现象较早，且发生的频率较多，通常，位于相同水平面的柱子两侧出现的屈服时间越长，则越有利，对于底层柱底的塑性最后形成，由此可知，在建筑结构抗震设计环节，应尽量分散呈现梁、柱的塑性，以此来最大限度地发挥建筑结构的地震抵抗能力[2]。

（一）确保延性。1.计算延性。钢筋混凝土结构一旦遭受地震灾害，应借助楼层水平方向的地震剪切力以及各个楼层之间的位移映射楼层破坏程度，由此可知，待抗震设防等级达到二级以上标准时，结构构件处在弹塑性阶段，具备一定的承载力，地震灾害中所产生的能量主要通过弹塑性形变进行耗散，这要求框架结构的形变能力较强，只有这样，才能有效抵抗地震灾害。依据大量实验可知，强柱弱梁、强节点等结构，其内力重新分布效果良好，能量耗散效果良好，在极限层出现较大的位移，抗震效果较为理想。本文中强弱标准在实际生活中有具体规定，为给设计者提供更多的便利，使用抗震负载力充当验算表达式，只要代入公式，便可计算。

2.结构延性。通过对以往地震灾害分析可知，建筑结构若想有效吸收塑性阶段所生成的能力，这要求建筑结构应具有较强的负载能力。这主要是因为建筑物在遭遇地震灾害时，建筑结构处于塑性阶段，十分容易出现形变现象。因此，应参照钢筋混凝土结构的实际特点以及具体的抗震标准，地震灾害多发的国家应依据延性结构开展设计工作，确保局部结构的薄弱地带具备一定的负载能力和刚度，进而确保建筑结构的整体质量，增加延性可增强建筑结构的形变能力，以此来降低地震灾害的影响程度，全面提升抗震能力[3]。另外，在结构分布上，应依据适当增加的数值来设计柱端变形负载能力，这不仅严格坚守了强柱弱梁的设计原则，还降低了屈服几率。然而，在实际应用过程中，若想预防柱中出现塑性绞现象存在一定的难度，同时，还应遵循强剪弱弯，为实现这一目标，应采取有效的构造措施，进一步实现结构延性。

（二）梁柱结构设计

为增强建筑物的抗震能力，在抗震设计环节，应适当提高房柱承载能力，以便进一步承担房梁压力。钢筋混凝土结构在遭遇地震灾害后，房梁塑性异常明显，一旦受到最大非线性位移干扰，塑性将会发生较大的转变，引发柱端塑性延迟出现，待达到最大非线性位移后，塑性转变较小，有些甚至不出现塑性转变，便可确保钢筋混凝土结构的强度和稳定性。

（三）实施短肢剪刀墙设计。短肢剪刀墙是指中间位置剪力墙薄壁，其它均是短肢剪刀墙，该结构主要被应用在地震等级在6-7级范围内的区域中。在短肢剪刀墙中存在多个剪刀墙结构，在具体的设计环节，应严格参照相关规范，合理设计，不仅要确保受力方向的抗震能力满足标准，还应保证承载能力统一。同时，还应有效控制倾覆力矩，在具体的建筑工程中，应依据相同侧力方向上的实际面积以及整体结构中截面面积，来确定倾覆力矩。

（四）其它措施。为确保钢筋混凝土结构具有较强的抗震能力，在设计环节，应明确受拉钢筋的最理想的配筋率，同时，配筋率一定要涵盖最小以及最大配筋率，其中最小配筋率可确保房梁稳固，不会因拉力影响出现断裂或者缝隙，最大配筋率可确保受拉钢筋在屈服条件下，混凝土承压地带和房梁的最后损坏状态下的极限压应力之间存在一定的差距，这是因为在房梁的最后损坏状态下，均以受压地带混凝土的负载压力和损坏程度进行衡量[4]。另外，在建筑结构的抗震设计环节，可针对箍筋使用制定详细的标准，此种作法，可全面抗剪，并可规范箍筋的最小半径，使其在箍筋条件下，竖向箍筋不会因提前受力，引发不稳现象。同时，还应约束遭受压力的混凝土，以此来增强混凝土的耐压力。最后，还应切实保证房梁部位所使用的钢筋质量合格，满足相关规范标准。受压钢筋可充分分散剪力作用，减小受压地带的高度值，在遭遇地震灾害时，下梁地带可整箱弯曲，下方钢筋会承担一定的压力。

结语

综合分析我国地质条件可知，我国某些地区处于地震多发地带，且目前，钢筋混凝土结构是我国最主要的建筑结构，抗震设计不仅直接关乎着人民群众的切身利益，还影响着国民经济的发展情况，因此，我们应重视抗震设计工作，严格遵守相关规范，全面增强建筑物的强度和安全性，尽量降低或者避免地震灾害对建筑物的影响程度。

参考文献

[1]孙伟.新世纪的钢筋混凝土建筑结构抗震设计原理分析[J].城市建筑，2013，（18）：47-47.

[2]金韩彪.钢筋混凝土建筑结构抗震设计[J].江西建材，2014，（21）：40-40.

[3]陈冬冬.钢筋混凝土建筑结构抗震设计的几点思路和方法[J].才智，2012，（16）：22.

[4]吕磊.钢筋混凝土建筑結构的抗震延性设计研究[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（5）.