基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计方法

摘要：为满足逐渐增长的居住需求，建筑数量也在逐渐增多。对于建筑来说，保证其结构稳定性与牢固性十分重要，其不仅决定着人们的居住条件与质量，同时由于建筑的特殊性使得其与人们的生命安全息息相关。因此，想要强化建筑抗震能力，应围绕其工程结构设计进行深入分析与完善，以此作为提升其抗震能力的重要基础。本文简述了在保证性能的条件下钢筋混凝土的抗震设计目标，并就其结构抗震设计进行了深入分析。

关键词：性能;钢筋混凝土;建筑结构;抗震;设计

保證建筑的安全性与居住质量是对于建筑的基本要求，随着建筑数量的不断增多，人们对其结构稳定性与抗震性能也有了更高的要求。对于建筑本身来说，想要提升其结构抗震性能只有针对其设计内容进行深入分析，才能达成保证建筑工程结构质量的最终目标。建筑结构设计人员应从当前多数建筑所应用的钢筋混凝土的性质角度出发，对其结构进行深入分析以提升其抗震性能，为其设计方案的持续优化奠定坚实的基础。

1 基于性能的钢筋混凝土抗震设计目标

想要提升建筑结构的抗震性能，在对其进行结构优化设计时应首先明确其设计目标，简单来说就是结合建筑所在区域条件设定期望达到的预期抗震水平。钢筋混凝土由于其结构的特殊性，使得其在应用时具有一定的弹性能力与延展性能，应确保其超限度数据的准确性[1]。因此，应从建筑的各个角度对其进行深入分析，包括其功能、重要性、性能以及抗震等级等，全方位分析后，以当前沿用的钢筋混凝土建筑结构抗震的标准为依据，其内容包括：

1.1弹性与屈服

对于建筑来说，其抗震标准应包含建筑结构层间位移、局部构件以及其他的细微之处，这就是小震弹性;而中震弹性对应的是应达到建筑结构构件的承载力目标。简单来说就是地震来临时，去除掉组合内力状态的考虑因素，对其进行系统调整依然能够达到合格目标。但相较于这一点，材料分项等系数均可以自由调节。

在遭遇到中等地震时，建筑中的部分构件由于其本身材料、结构以及施工工艺的特殊性，使得其在处于此种状态时较为敏感与脆弱，此时其整体呈现屈服趋势。但其整体结构或是其他构件与延展性标准依旧吻合，局部脆裂受损现象不会发生，这就是中震不屈服[2];而大震不屈服指的是在遭遇到大地震时，其结构内部依旧存在着一些具有脆弱以及局部敏感特性的构件，其承载力贴近屈服点，但其构造与标准的延性指标依旧相符，脆弱受损问题不会出现。

1.2层间位移性能目标

可以将建筑结构性能水平分为四个阶段，分别是充分运行（OP）、基本运行（IO）、生命安全（LS）以及濒临倒塌（CP）。充分运行阶段就是在遭遇到地震后，无论是其整体功能还是局部均与原本状态相同，即使其内部有部分非结构构件损坏其整体结构也不会出现任何变化[3];基本运行阶段指的是在遭遇到地震后，其结构与功能仍然能够基本维持正常，即使存在部分内外部的受损结构依旧能够通过简单修复恢复原状;生命安全阶段就是在地震后，建筑的外形结构与基础功能遭到破坏，且无法通过简单修理恢复到最初的功能与外形状态;濒临倒塌就是指在地震的严重影响下，建筑物的整体结构受到了破坏，主结构受损甚至已经存在大面积的坍塌，不能经过修复恢复原状且随时有全部坍塌风险。在这样的建筑中居住，无法保证居住安全。钢筋混凝土结构层间位移性能目标如图1所示。

表1 钢筋混凝土结构层间位移性能目标

若是发现针对研究的建筑物其结构期望达到的层间位移性能不相符，但经过仔细核验后发现，无论是其内部结构构件还是外部主要结构，均以达到自身的应用性能目标或是限度，在满足安全质量要求的前提下则不需要额外对其进行加固抗震处理[4]。而判断一栋建筑物是否达到了对建筑物的预期抗震目标，需要判断其梁体、抗震墙抗弯度以及梁柱节点等是否满足抗震要求，在楼房建筑的单层需要9成左右的梁体、抗震墙剪性以及多数的梁柱节点都应与规定目标要求相符。在此种状态下则说明该栋建筑物具有一定的抗震能力。

2 基于结构性能的混凝土建筑结构抗震设计

2.1高安全系数的多道抗震防线的设置

当前受技术条件所限制，人们对于地震的发生机理与认知仍然停留在表面，这一特殊的地质灾害由于其高强的破坏力是诸多建筑结构的安全威胁。而在强烈地震发生时，在技术水平有限的条件下，多数的数据或是信息无法保证其准确性，也无法通过建立常规模型提前计算准确的地震强度与其破坏力，想要明确建筑与地震强度、频谱特征等因素之间的关系较为困难。相较于计算设计，概念设计的应用效果要更好[5]。概念设计简单来说就是以建筑整体布局、结构设计以及抗震设计等为依据，遵循趋利避害的原则对安全场地以及危险区域进行定位，并在完善的基础上进行地基设计，以此作为提高抗震结构稳定性与安全等级的重要基础。无论是建筑形状、结构对称还是抗震缝设计，都应紧密联系以形成多级抗震防线，同时保持各结构构建的牢固性。需要注意的是同时要防范来自其余非结构部件的侵害。在设计多道防线后，即使第一层防线失去作用，也会有后续防线对抗地震灾害，常见的结构表现为框架与剪力墙结构联合应用。在第一道防线失去作用时，此时结构中的框架应承受来自地震灾害的剪力。

2.2基于性能的抗震设计

目标与步骤是进行结构设计的关键因素。首先应明确地震来临时结构的预期性能，一些有超限问题存在的建筑物则应以其具体的结构形态为基础，才能最终确定其安全对策，为保证其结构承载力以及延性变形能力做铺垫。在设置抗震目标时，可以将其分为几个等级，并通过结合分析模型与软件获得准确的骨架曲线;在择取五条或五条以上的地震波线以及两条的场地人工波线后，需要以现场安全记录为基础，确定时程曲线，调节地震波以使其成为目标谱。

2.3承载能力设计

以反应谱作为参照依据而计算出底端剪力，并在特定规则下将地震力平均分摊到各个结构中，这种方式是提高整体结构强度与其稳定性的常用方式。应在保证各个环节均能够保证承受载荷的情况下，才能进行变形验算。

结语

综上所述，对混凝土性能进行深入分析以实现提高结构抗震性能的方式时未来建筑设计的整体趋势。其在传统的抗震技术的基础上进行完善，并以建筑材料以及结构为分析角度，在掌握其材料性质以及结构特性的基础上保证了设计的科学性，为提高建筑工程整体抗震水平奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1] 贾文沛.基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计[J].中国房地产业，2018，（23）：185-186.

[2] 李秀芬，汪志纲.基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计探究[J].百科论坛电子杂志，2019，（1）：76-77.

[3] 曾志辉.基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计方法初探[J].低碳世界，2017，（33）：268-269.

[4] 胡绍定，宋娟.基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计的几点探讨[J].建筑与装饰，2018，（9）：19，22.

[5] 黄清源.基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计[J].建材与装饰，2018，（11）：93-94.

作者简介：张家顺（1992.02-）， 男， 汉族，硕士研究生，单位：潍坊职业技术学院，职称：助教，研究方向：土木工程。