谈影响高层钢筋砼结构抗震设计的因素

张彦强

（山西中方森特建筑工程设计研究院 山西太原 030002）

谈影响高层钢筋砼结构抗震设计的因素

张彦强

（山西中方森特建筑工程设计研究院 山西太原 030002）

由于高层建筑项目本身的复杂程度较高，为了使施工建设质量达到预期，一定要严格的开展结构抗震设计。本文主要论述了高层钢筋砼结构建筑的抗震设计所存在的一些问题，以及抗震设计关键点。

钢筋砼结构；高层建筑；抗震设计

1、前言：

钢筋混凝土结构已经成为我国重要的建筑建设形式，大量应用在各种高层建筑之中。地震属于一种自然现象,但地震的出现可能会造成房屋倒塌受损情况，导致严重的生命安全以及财产损失出现。所以为了提升高层钢筋混凝土建筑的抗震能力，保证建筑的使用质量，一定要根据相关规定要求确定好高层建筑项目的抗震设防烈度等级，同时还需要保证建筑结构的规则性，设计好结构的延性，并科学选择结构形式，从而在经济合理的条件下确保高层钢筋混凝土结构建筑具有充分的延性、强度以及刚度。

2、高层钢筋砼结构建筑项目抗震设计问题

2.1 高度问题

在对高层钢筋砼结构建筑项目展开设计时，需要着重处理高度问题，这也是当前处理难度相对较高的一种问题。另外由于现在我国高层钢筋砼结构建筑的发展速度正在不断提升，造成一些设计不能符合高层建筑项目的发展要求，这也就使得高层钢筋砼结构建筑项目的抗震设计结果不符合建筑的抗震需求，造成高层建筑项目的安全性得不到保障。另外随着建筑高度的逐渐提升，地基深度会不断增多，建筑所受到的地震的影响力以及地面压力也会随之提升，所以一定要对现有的抗震设计技术进行不断的优化改革，处理好混凝土以及建筑高度之间的关系，从而使建筑的安全指标可以维持在规定范围之内。

2.2 高层建筑项目存在平面或者是竖向不规则情况

现在大部分的高层钢筋砼结构建筑项目属于剪力墙结构，由于建筑功能的需要，经常会造成建筑的竖向抗侧力出现不连续问题，像高层建筑项目的地下停车场或者像建筑物底层大空间的情况就可能会在结构设计方面出现竖向体型不规则这一情况。在开展抗震设计时若是建筑结构平面或者是竖向出现不规则问题则会造成设计的难度不断提升，所以为了提升抗震效果有必要保证建筑结构的完整性。

3、保证高层钢筋砼结构建筑项目抗震设计质量的有效途径

3.1 科学确定建筑结构形式与其抗侧力的有效途径

在对高层建筑展开抗震设计时需要着重处理抗侧力结构，这是由于高层建筑结构离不开柱结构、梁结构、墙结构与墙组合的筒，上述结构均属于建筑中非常重要的抗侧力结构。另外现在高层钢筋砼结构建筑结构形式多种多样，但应用范围较广的主要有三种，下就框架结构、剪力墙结构以及框架—剪力墙结构这三种较为常见的高层钢筋砼结构建筑结构形式开展探究论述。首先在框架结构中，框架结构一般需基于柱结构与梁结构通过节点共同构成结构单元，并且框架只可以在自身平面范围之中抵抗侧向力，另外为了使框架结构能够抵抗不同方向的侧向力，一定要于两个保持正交的主轴方向展开结构设计。为了使框架结构具有更好的抗震效果需要通过刚接方式处理梁柱，不可运用铰接技术，这样不仅可以使梁端产生弯矩传递的作用，并且框架结构的刚度与其整体效果也会更好。框架结构需避免选取单跨框架，同时考虑使用砌体填充墙，并且在设计填充墙时应防止上、下层刚度出现一个过大的变化，防止短柱出现，填充墙还需尽量的保持对称，避免由于偏心所引发的扭转问题；在对剪力墙结构展开设计时，由于剪力墙结构主要是利用钢筋混凝土墙来保证竖向荷载以及抵抗水平荷载，所以在对此类结构展开抗震设计时需要选取现浇钢筋混凝土方式，以保证剪力墙结构的整体效果，并使其侧向刚度与其承载力达到预期。在对剪力墙结构展开设计时还需要着重处理其延性，这是由于剪力墙的延性直接关系到其抗震性能；框架-剪力墙结构，该结构形式是框架结构以及剪力墙结构的有效结合，使框架结构以及剪力墙结构的优缺点得到互补，进而共同抵抗侧向力以及竖向荷载，具有更好的抗震效果。框架—剪力墙结构融了双方的优点，比如说剪力墙结构具有更好的刚度可以承担层间剪力，同时框架结构具有更好的延性，建筑在受到地震作用之后，会先屈服剪力墙结构中的连梁，从而造成剪力墙结构的刚度出现下降情况，同时其抵抗层间剪力逐渐的转移到框架结构中，这样框架结构即可以具备充足的延性以及承载力从而抵御住地震的作用，充分体现出剪力墙结构以及框架结构的优势，防止建筑受到地震作用的过多不良影响。所以现在框架—剪力墙结构的应用力度正在不断增大。

3.2 保证建筑结构设计的规则性

在结构抗震能力方面，保证结构设计的规则性是非常有必要的，由此需做好以下几个方面：在对高层钢筋砼结构建筑项目的主体抗侧力结构展开设计时，需要确保其两个主轴方向所具有的刚度以及变形特性需尽可能的接近，这是由于真实的高层建筑结构一般会呈现出三维形式，在地震出现之后建筑所受到的地震作用以及风荷载存在很大的任意性，通过控制两个主轴方向，保证其刚度相接近以及均匀性，可以提升建筑项目的抗震以及抗风性；高层建筑项目的主体抗侧力构件需要顺着竖向断面呈现出均匀分布状态，防止突变问题的发生。具体来说也就是应避免主体结构所具有的层剪切刚度出现突变情况，使其保持均匀能够防止建筑结构在受到薄弱层破坏作用之后出现整体破坏情况；在对主体抗侧力结构展开设计时需要开展平面布置，确保同一主轴方向所涉及到的各片抗侧力结构都可以达到刚度均匀分布状态，尤其是长窄形态的实体剪力墙等延性效果较差的建筑结构中。

3.3 注重构件的延性设计

为了使结构以及构件具有更好的延性，防止其受到脆性破坏，一般需做好以下几个方面：首先需基于强柱弱梁原则来开展钢筋混凝土框架的设计。其中强柱弱梁指的是在设计过程中若是提升柱结构的横截面结将会造成梁结构的抗弯能力梯提升，钢筋混凝土框架结构在受到地震的作用影响之后肯能会出现梁端塑性铰问题，同时该问题的出现时间较早，同时在出现最大非线性位移情况之后塑性转动情况会提升，由于柱端塑性铰情况的发生时间相对较晚，在其出现最大非线性位移情况之后塑性转动也会较弱，甚至塑性铰情况不会发生，这就是框架获取高塑性耗能能力，同时其塑性耗能也会趋向于稳定；其次需做好剪压比限制。当前在对高层钢筋砼结构建筑项目的构件斜截面展开剪承载力确定计算时，需要考虑到斜截面上箍筋可以满足的抗拉屈服强度。通过相关试验可以得知，若是配箍特征值过大则会造成箍筋强度得不到有效以及充分的发挥，并且构件也会出现腹部混凝土斜压受损问题，构件变形性能也容易受到剪压比的过多影响，所以限制剪压比就是要求限制件最小截面；在对框架结构之中的柱结构以及梁结构展开设计时，需要防止去出现剪切破坏，也就是产生“强剪弱弯”结构。其中“强剪弱弯”指的是剪切破坏本身缺乏延性，若是某些部位出现剪切破坏问题，会造成该部位结构直接的退出工作，并且在柱端出现剪切破坏问题之后，结构可能会出现局部甚至是整体倒塌问题，所以为了防止这些问题的发生在设计过程中可以使柱端、梁端以及节点获取更大的组合剪力值，这样可以确保结构受到地震影响之后处于交替非弹性变形过程中，同时其中的各个构件均可以不先出现剪切破坏问题。

4、结语

钢筋混凝土结构建筑作为我国当前主流的高层建筑形式，为了避免其遭到地震的过多不良影响，一定要做好抗震设计。在开展结构设计过程中需要着重处理抵抗水平力，这是由于抗震设计的质量直接受到抗侧力结构形式与该形式结构体系的影响，另外还需科学选择结构形式、保证建筑结构设计的规则性、做好构件的延性设计，还保证建筑的外形对称、简单，同时强度以及质量也需要保持均匀状态，确保建筑结构的各个部分均获得可靠的连接，这样才可以使建筑项目的抗震性能更有保障。

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1007-6344（2016）08-0087-01