現(xiàn)代混凝土結構抗震設計理念淺析

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摘要:隨著我國建筑業(yè)的飛速發(fā)展，近年來一些抗震理念已被應用于多個行業(yè)，而建筑行業(yè)的抗震最為重要。本文首先論述了目前社會上經(jīng)常使用的抗震方法的特點以及其使用范圍，然后給出了現(xiàn)代抗震的理念以及主要措施。實踐證明，建筑結構的抗震性主要影響到建筑物的抗震性。

小清新:抗震設計，建筑抗震，設計方法，混凝土 地震是大自然的一種現(xiàn)象，它的存在和發(fā)生會嚴重影響到人類的日常生活和生產(chǎn)，并且給人類造成了極大的經(jīng)濟和物質(zhì)損失，帶來了巨大的人員傷亡。通過多年的發(fā)展，人們在與地震做斗爭的過程當中總結出來很多的經(jīng)驗和教訓，其中抗震建筑設計就是其中之一。通過對建筑物實現(xiàn)抗震結構設計，可以從很大程度上保證建筑物的質(zhì)量，從而保障人們的生命和財產(chǎn)安全。如果要實現(xiàn)結構抗震安全目標，就必須對建筑物的結構進行抗震設計，它是實現(xiàn)結構抗震安全目標的重要措施和手段，所以我們對建筑物抗震設計方法進行研究以及對建筑物抗震規(guī)范進行理解都是具有非常重要的意義。 1現(xiàn)代建筑物抗震設計理念 現(xiàn)代建筑物的抗震性設計理念在對建筑物結構設計方面有了較深的理解，該理念要求建筑物的結構應當具有一定的延性，這樣在地震發(fā)生時，不對因為建筑物沒有彈性余量而是的該建筑物倒塌，建筑物的延性使得該建筑物在地震發(fā)生時，可以出現(xiàn)少量的非線性變形，并且此時該建筑物的正在能力不會出現(xiàn)明顯的下降，這樣就會避免了建筑物因為承載能力急劇下降而出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象，并且這樣的結構可以吸收地震對建筑物所產(chǎn)生的能量，從而最大限度的減少地震所產(chǎn)生的破壞。 2提高建筑物結構延性的主要措施 在我國對建筑物的抗震性設計當中也對鋼筋混凝土結構提出了很好的要求，其中最基本的要求就是需要有高延性，這種高延性指的是建筑物結構在承受較大的地震力的情況下，并且出現(xiàn)屈服變形后仍能保持建筑物垂直方向的載荷和抗震性水平，這也是對我國鋼筋混凝土結構設計方面也是一大創(chuàng)新?，F(xiàn)代抗震性設計當中所提出的“能力設計法”，是保證在地震力的作用下，當建筑物結構設計當中取值為最小時，建筑物本身的結構仍然可以保持一定的延性能力，并且通過對這方面的設計保證建筑物在地震力的作用即使發(fā)生倒塌，也會按照合理的形式倒塌，也就是通過對設計進行規(guī)范的要求，是建筑物在地震作用下實現(xiàn)有序的倒塌。通過對建筑物采取相應設計措施，從而提高建筑物的塑性以及它的延性，這可以在很大程度上避免建筑物在地震過程當中出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象，從而實現(xiàn)建筑物結構在中震、大震的作用下抗震設防達到預期的目標。 2.1建筑物強柱弱梁的現(xiàn)象 在強度較大的地震作用下，建筑物容易出現(xiàn)塑性變形，這在一定程度上可以消耗地震所產(chǎn)生的部分能量。建筑物的“梁鉸機構”或者是“梁柱鉸機構”是可以形成很多歌的塑性鉸的，這從根本上消耗了大量的地震所產(chǎn)生的能量，從而避免地震對建筑物所可能產(chǎn)生的顛覆性的毀滅，所以，在對建筑物進行設計當中，需要格外重視建筑物當中的強柱的抗彎性，這可以引導建筑物在強烈的地震作用下，自身震動更趨于優(yōu)化，并且所表現(xiàn)出來的陣型更為合理。目前，我國現(xiàn)在所實施的關于抗震性分析的這一套理念已經(jīng)被世界上的多個國所接受，但是在耗能機構方面，一些國家卻出現(xiàn)了不同的看法，其中以新西蘭和美國最為突出，他們兩個國家存在有兩種完全不相同的思路。這兩種不同的思路都承認了在建筑物設計當中應該優(yōu)先使梁端呈現(xiàn)塑性鉸，但是這兩個國家在對柱端塑性鉸的位置以及數(shù)量多少方面存在很大的分歧。新西蘭國家所追求的是理想化的梁鉸機構，即在設計當中，建筑物底層柱的彎矩增大系數(shù)在設計的過程當中應當比其他柱的要小很多。他們認為，在強烈的地震作用下，建筑物的底層柱所出現(xiàn)的塑性鉸往往要比建筑物的梁端塑性鉸要遲很多，然而建筑物中剩下的柱截面則在大震下的作用下，沒有出現(xiàn)塑性鉸的“梁鉸機構”。 2.2建筑物強剪弱彎的現(xiàn)象 通過使用剪力增大系數(shù)來對梁端、柱端、剪力墻端、剪力墻洞口的連梁端以及梁柱節(jié)點當中的組合剪力值進行增大處理，并且通過使用增大后的剪力設計值來對受剪截面的控制條件進行驗算以及受剪承載力進行設計，這可以從根本上以避免建筑物結構在強地震作用下出現(xiàn)脆性的剪切破壞，從而導致建筑物的倒塌。 我們現(xiàn)在所研究的鋼筋混凝土的抗剪能力一般主要是由抗剪能力、骨料咬合力、縱筋銷栓力以及箍筋的拉力等四大部分所構成，在整個設計當中，通過對強震作用下建筑物框架梁的抗剪力進行分析可知，建筑物梁端的抗剪能力在形成塑性鉸后會出現(xiàn)很大的下降趨勢，產(chǎn)生這樣的情況主要有一下兩個原因:1)位于梁端的正剪力比負剪力要大很多，在建筑物收到剪切破壞的時候，在梁的下部會形成所謂的剪切區(qū)，這時梁的保護層已經(jīng)出現(xiàn)部分剝落。2)強震下梁端剪切破壞發(fā)生在塑性鉸充分轉動的情況下，因而混凝土的交叉裂縫寬度比非抗震情況偏大，使斜裂縫界面中的骨料咬合效應退化，斜裂縫反復開閉，混凝土破壞更嚴重，混凝土的抗剪能力進一步被削弱。 3常用的建筑物抗震分析方法 目前，現(xiàn)代抗震設計方法已在我國得到了部分發(fā)展，隨著這一理論的逐漸發(fā)展，我國的研究人員在做出了相關的研究，近期，各種抗震設計分析方法被研究出來，并且多數(shù)已被應用到了實際建筑物的設計當中。在建筑物的結構設計當中，我國建筑行業(yè)通常所采用的方法為建筑物底部所受剪力的分析法，建筑物振型分解的反應譜分析法，建筑結構的彈性時程分析方法，這些方法主要被用來進行地震作用值的計算。在這些方法當中，建筑物底部的剪力分析法是目前最為簡便的方法，它主要適用于建筑物的質(zhì)量和剛度沿建筑物的高度進行分布，并且成比較均勻的結構，通過對建筑物結構的第一振型周期進行分析，來確定地震對建筑物的影響系數(shù)，并且需要將建筑物的結構重力荷載進行結合，以確定建筑物所受的總的地震作用，最后將這一地震作用分配到各層進行建筑物結構設計。針對某些相對較復雜的建筑物結構，我國建筑行業(yè)一般采用的是振型分解反應譜分析法來對建筑物的抗震性能進行計算，這一方法主要是從振型疊加的原理出發(fā)，將建筑物的多自由度體系轉化為多個單自由度體系進行疊加，并且將地震所導致的建筑物的各種振型所對應的地震作用和地震效應采用特定的方式進行疊加，從而得到建筑物結構的總的地震作用與作用效應。 4結束語 自從世界上關于現(xiàn)代抗震設計思路提出以后，世界各國在抗震方面做了很多工作，并且也取得了很多的進展。隨著計算機的飛速發(fā)展，它被廣泛地應用在建筑行業(yè)的抗震性設計當中。目前，很多學者都在進行此類的研究，并且開發(fā)出來很多程序，它們可以精準地測出建筑物的抗震性的好與壞，這可以從根本上來判斷建筑物的抗震性，并且現(xiàn)代的抗震設計不拘泥于傳統(tǒng)的設計方法，它實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，出現(xiàn)了很多新的理念，如目前多數(shù)人正在研究的基于性能（位移）的新抗震設計理念，這些都是很好的理念和方法，并且這些理念一定能推動我國在建筑物抗震設計領域的發(fā)展。但是，就目前我國的在建筑物抗震設計的現(xiàn)狀來講，抗震設計思路本身也或多或少地存在一定的不足，我們相信進行這方面研究的專家和學者們一定可以很好地解決這個問題，并且實現(xiàn)我國建筑抗震設計的飛速發(fā)展。 參考文獻 ［1］R•克拉夫，J•彭津．結構動力學［M］．王光遠，譯．北京:高等教育出版社，2006． ［2］AnilK．Chopra．結構動力學理論及其在地震工程中的應用［M］．謝禮立，呂大剛，譯．北京:高等教育出版社，2007． ［3］張善元．多層框架結構的非彈性地震反應的一種算法［J］．太原工學院學報，1982(4):41-42． ［4］陳國興．中國抗震設計規(guī)范的演變與展望［J］．防災減災工程學報，2003(3):16-17． ［5］樊長林．彈塑性抗震設計方法綜述［J］．太原城市職業(yè)技術學院學報，2009(10):47-48．