浅析城市建设中钢筋混凝土建筑的抗震设计

Word版本，下载可自由编辑浅析城市建设中钢筋混凝土建筑的抗震设计地震是人类在社会进展过程中碰到的一种可怕的自然灾难。剧烈地震经常以其猝不及防的突发性和巨大的破坏力给社会功能带来严峻的危害、社会经济进展、人类生存平安和社会稳定。最近全球发生了无数强震，如海地的7.3级地震、智利的8.8级地震、我国台湾高雄的6.7级地震，据美国国家地震信息中心(NEIC)监测，从2023年2月15日至2023年3月17日，30天内共监测到645个大事，中国境内及边疆地区的地震共17个。最近30天，全球6级以上地震有30个，平均天天一个。另一方面，我国作为进展中国家，人口稠密，建造物抗震能力低。因此，我国的地震灾难可谓全球之最。上个世纪，全球因地震而死亡的人数为110万人，其中我国就占55万人之多，为全球的一半。面向这些数据，让我们不得不在城市建设中要注意建造的抗震设计。惟独这样才是防备和减轻地震灾难最有效、最根本的措施。

一、地震中建造崩塌的缘由

地震作用具有较强的复杂性和随机性，要求在剧烈地震作用下建造物结构仍保持在弹性状态，而不发生破坏这是很不实际的，既平安又经济的抗震设计是允许在剧烈地震作用下破坏严峻，但建造物并不会崩塌。由此可见，抗震设计的特点是依赖弹塑性变形的方式消耗地震能量，而建造抗震设计也是按照这一原理绽开的，达到的效果就是在碰到震级高于城市设防烈度的强震时而不至于崩塌。

1.钢筋混凝土框架结构层间屈服强度有显然的薄弱楼层

钢筋混凝土框架结构建造在整体设计上存在较大的不匀称性，使得这些结构存在着层间屈服强度特殊薄弱的楼层。在剧烈地震作用下，结构的薄弱层领先屈服，弹塑性变形急剧进展，并形成弹塑性变形集中的现象。在1976年唐山大地震中，有个13层的蒸吸塔框架，因为该结构楼层屈服强度分布不匀称，造成第6层和第11层的弹塑性变形集中，导致该结构6层以上所有崩塌。

2.钢筋混凝土框架结构中柱端与节点较简单破坏

钢筋混凝土框架结构的构件普通是柱顶重于柱底，梁轻柱重，特殊是角杜和边柱很简单发生破坏。除剪跨比小的短柱易发生柱中剪切破坏外，普通柱是柱端的弯曲破坏，轻者发生水平或斜向断裂;严峻的会发生混凝土压酥，主筋外露、压屈和箍筋崩脱。当节点核芯区无箍筋约束时，节点与柱端破坏合并加重。当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时，柱顶剪切破坏严峻，破坏部位还可能转移至窗洞上下处，甚至浮现短柱的剪切破坏。

3.钢筋混凝土框架结构中砌体填充墙的破坏较为普遍

钢筋混凝土框架结构中砌体填充墙具有钢度大、变形能力差的特点，在地震时最先承受地震作用而遭遇破坏，在八度及八度以上地震作用下，填充墙的裂缝显然加重，甚至会发生崩塌，震害逻辑普通是砌块墙重于砖墙，空心砌体墙重于实心砌体墙，上轻下重。

二、钢筋混凝土建造的抗震结构设计

在城市建造中较合理的框架地震破坏机制，应当是节点基本不破坏，梁比柱屈服可能早发生或多发生，同一层中各柱两端的屈服历程越长越好，底层柱底的塑性铰宜最晚形成。容易地说应当是:框架的抗震设计应使梁、柱端的塑性铰浮现尽可能簇拥，充分发挥囫囵结构的抗震能力。

1.影响不同受力特征节点延性性质的主要因素

楼层破坏的全过程可以利用楼层水平地震剪力与层间位移关系来描述，在抗震设防过程中，框架结构构件进入弹塑性阶段时，构件在保持一定承载力条件下主要以弹塑性变形的方式来消耗和分解地震的能量，所以框架结构需有足够的变形能力，这样才干才起到抗震的效果。实验讨论表明，强节点、强底层柱底、强柱弱梁和强剪弱弯的框架结构有较大的能量消耗能力，极限层间位移大，抗震性能也比较好。规范利用构件承载力调节方法在一定程度上可以体现上述的强弱要求，且考虑了设计者的使用便利，采纳地震组合内力的抗震承载力验算表述式，只是要对地震组合内力的设计值按有关公式举行相应的调节。大量试验讨论表明，影响不同受力特征节点延性性质的主要因素有相对配筋率、相对作用剪力以及贯通节点的梁柱纵筋的粘结状况。

2.延性框架结构的设计原则

“5.12”汶川大地震实践证实，建造结构在大地震中要求保持足够的承载力来汲取进入塑性阶段而因地震产生的巨大能量，由于此时的结构在震中已经进入到了一个塑性阶段，很简单发生变形。所以，按照这种特点和抗震的要求，城市建设的钢筋混凝土结构建造抗震设计均要求按延性框架结构举行设计，所以建造结构的设计必需保证结构局部薄弱区的承载力与钢度，保证了建造构造的整体性，延性的增强也就提升了建造的变形能力，这样可以削减地震的破坏性从而提升了建造的抗震能力。

在结构布置上，要保证强柱弱梁的设计原则，按扩大了的柱端抗弯承载力举行设计，理论上可将柱屈服的可能性削减。但受到各种因素，如梁的实际抗弯承载力可能增大，高振型使柱中反弯点的转移等综合因素影响，要使柱中彻低避开塑性铰是比较困难的，同时为了实现强剪弱弯的要求，保证塑性铰区域的局部延性，也必需利用一定的构造措施来保证结构的延性，详细做法如下：

2.1掌握好材料质量否决豆腐渣工程，材料延性对确保结构延性极为重要，为此规范对材料也提出了相应的限制，如保证钢筋强屈比、延长率及混凝土强度等级等，同时对施工过程中可能浮现的钢筋代换也提出了相应的限制。

2.2限制轴压比与纵筋最大配筋率合理的受力过程可显然提升构件延性，为实现受拉钢筋的屈服先与受压区混凝土压碎的破坏形态，以提升塑性铰区域的转动能力，规范限制轴压比与纵筋最大配筋率，同时对混凝土受压区高度也提出相应要求。

2.3加密塑性铰区内的箍筋间距是很重要的一点，为保证强节点、强柱弱梁、强底层柱底和强剪弱弯的设计原则及塑性铰区域的局部延性，有须要加密塑性铰区内的箍筋间距，这不但可提升柱端抗剪能力，还可约束核心区内混凝土，对纵向钢筋提供侧向支承，防止大变形下纵筋压曲，从而改善塑性铰区域的局部延性。规范对约束区纵筋的最小直径、最大间距、塑性铰区域的最小长度等做出了具体的规定，并对箍筋肢距及箍筋形式提出了相应要求。

总结：钢筋混凝土框架结构是我国城市建设中大量存在的建造结构形式之一，利用对往年的地震灾难损失数据讨论表明：钢筋混凝土框架结构的节点与柱端的破坏较为严峻，所以在这些结构的抗震设计中必需满足强剪弱弯、强柱弱梁、强节点、强底层柱底等延性设计原则。

在钢筋混凝土建造抗震设计的实践