钢筋混凝土结构抗震设计方法初探.docx

1、钢筋混凝土结构抗震设计方法初探 摘要：建筑抗震设计规范为了达到 “ 小震不坏、中震可修以及大震不倒 ”的抗震设防目标，在设计中采用了小震弹性承载能力计算与抗震的延性构造相结合的方式。在对现行规范中关于钢筋混凝土结构的抗震设计要求进行分析的基础上，提出了钢筋混凝土结构抗震设计的基本方法，最后就如何提高钢筋混凝土结构的抗震性能提出了若干建议。 关键词：建筑；钢筋混凝土结构；抗震；设计 中图分类号： TU375 文献标识码： A 文章编号： Abstract: The standard aseismatic design buildings in order to achieve the “smal

2、l earthquakes not bad, the shock of repairable and of the 3-level design goal, design with the small earthquakes and the seismic elastic carrying capacity calculation of the ductility of the combined method of struct of reinforced concrete structure, based on the analyses of the requirements, and pu

3、ts forward the seismic design of reinforced concrete structures of the basic method, and finally how to improve the seismic behavior of reinforced concrete structure puts forward some Suggesticture; seismic; design 0、引言 地震作为一种常见的地质灾害，它是由于地壳在运动过程中产生大量的能量并释放出来导致对地表的破坏的一种地质运动现象。据相关数据统计，在全球范围内，每年大概要发生 5

4、50万次的各种级别的地震。导致地震发生的 原因主要包括这样几种：其一，最多的一种是由于地层深处大块的岩石由于错动、破裂等而导致的构造性地震；其二，由于火山爆发而诱导产生的地震；其三，地下开挖的矿井或者是地下岩洞由于塌陷而导致的地震；其四，油田的注水以及水库的泄洪等引发的地震；其五，爆炸或者是地下的核爆炸实验等导致的地震。地震的发生将给地表建筑带来严重的破坏，为了保证居民的生命与财产安全，有必要对建筑的混凝土结构抗震设计进行研究，以提高建筑的抗震能力，保证人们生命与财产的安全。 1、钢筋混凝土结构抗震设计规范 当前，我国施行的是最 新的建筑抗震设计规范 ( GB500112010) ，它在对建筑

5、的混凝土结构抗震设计进行规定时，要求：在对规范进行使用时，首先要确定规范所应用的有效范围和条件，之后要进行必要的结构计算与构造措施，对建筑的结构与构件进行设计，最终使之满足计算与构造的基本要求。总的来说，规范中要求的就是要采用小震弹性承载能力计算和抗震的延性结构构造相结合的方式来对混凝土结构进行针对性的设计，保证其抗震能力达到最优。 2、钢筋混凝土结构抗震设计的基本方法 2.1 钢筋混凝土结构抗震设计的基本途径 我国对于建筑结构的抗震设计基本途径以及概念设计是建立在钢筋混凝土结构的抗震设计基础之上的。它是结合地震的具体形式以及建筑的抗震设计等的相关工作经验而形成基本的设计理念与设计途径。抗震概

6、念设计是根据地震灾难和工程经验等因素形成的基本设计经验和设计理念，最后结合相关必要的抗震计算以及构造等措施。通常而言，进行抗震的概念设计主要做到下面几点： 一，在进行建筑结构的抗震设计时，应该具有科学合理的建筑结构计算简图以及地震作用力的传递路径。尤其是在进行具体结构的布局时，尤其要避免局部构件的破坏而导致结构整体的 坍塌等问题； 二，建筑的外形设计必须力求简单、对称和规则，而且要求其质量与刚度等的变化要均匀合理； 三，要保证建筑各个局部受力体之间要有可靠的连接，这样可以保证地震力能够进行有效的传递； 四，对于建筑中所包含的非结构型构件，诸如隔墙、维护墙要与建筑的结构主体有可靠的连接； 五，整

7、个建筑的抗震结构在设计的过程中要保证其支撑系统在受到地震力作用时能保持良好的稳定性。 2.2 合理选取钢筋混凝土结构抗震设计体系 在对钢筋混凝土结构进行抗震设计时，我们主要采 用的结构体系有：框架结构、抗震墙结构以及框架 -抗震墙结构。 其中，框架结构的特点是结构自身重量轻，适合于要求房屋内部空间较大、布置灵活的场合。整体重量的减轻能有效减小地震作用。如果设计合理，框架结构的抗震性能一般较好，能达到很好的延性。但同时由于侧向刚度较小，地震时水平变形较大，易造成非结构构件的破坏。结构较高时，过大的水平位移引起的 P- 效应也较大，从而使结构的损伤更为严重，故框架结构的高度不宜过高。 抗震墙结构的

8、特点是侧向刚度大，强度高，空间整体性能好。然而，由于墙体多，重量大，地震 作用也大，并且内部空间的布置和使用不够灵活。此结构比较适合于住宅、旅馆等建筑，因这类建筑墙体较多，分隔较均匀，使承重结构和围护结构达到较高程度的统一。 而框架 -抗震墙结构是将前面两种结构相结合，形成一种能同时承受竖向荷载与侧向力的抗震结构体系。框架结构易于形成较大的自由灵活的使用空间，以满足不同建筑功能的要求；抗震墙则可提供很大的抗侧刚度，以减少结构在风荷载或侧向地震作用下的侧向位移，有利于提高结构的抗震能力。总而言之，框架 -抗震墙结构的特点是在一定程度上克服了纯框架和纯抗震墙结构的缺点，发挥了各 自的长处，刚度较大

9、，自重较轻，平面布置较灵活，并且结构的变形较均匀。因此，框架 -抗震墙结构具有很宽的适用范围，在办公楼、旅馆等公共建筑中得到了广泛的应用。 3、提高钢筋混凝土结构抗震性能的策略 3.1 选择合适的场地 选择建筑场地时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震地段做出综合评价。对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效的措施。 3.2 结构平立面布置要均匀、规则 建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗 震性能及经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上

10、逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。 3.3 设计成延性结构 延性是指构件和结构屈服后，具有承载力不降低或基本不降低、具有足够塑性变形能力的一种性能。当设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用不会很快上升。延性框架的抗震设计原则有强柱弱梁、强剪弱弯、强核心区、强锚固等，延性抗震墙的抗震设计原则 有强墙弱梁、强剪弱弯、加强重点部位等等。除上述设计原则外，还要进行结构概念设计。可以说，从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计步骤 都贯穿了抗震概念设计的内容。 3.4 设置多道抗震防线 在进行结构抗震设计时，除了合理选择结构体系外，还宜设置多道抗

11、震防线。所谓多道防线，通常指的是：第一，整个抗震结构体系由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。第二，抗震结构体系具有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立起一系列分布的塑性屈服区，以使结构 能吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。 3.5 重视薄弱层（部位）及非结构构件的设计 在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层（部位），使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，是提高结构总体抗震性能的有效手段。非结构构件的地震破坏会影响安全和使用功能，应进行抗震设计。处理好非结构构件和主体结构的关系，可防止附加灾害，减少损失。 3.6 逐步推广抗震性能化设计

12、建筑的抗震性能化设计，立足于承载力和变形能力的综合考虑，具有很强的针对性和灵活性。针对具体工程的需要和 可能，可以对整个结构，也可以对某些部位或关键构件，灵活运用各种措施达到预期的性能目标 着重提高抗震安全性或满足使用功能的专门要求。 参考文献： 建筑抗震设计规范 GB500112010 李国强等 建筑结构抗震设计 J 中国建筑工业出版社 牛瑞富 . 对于钢筋混凝土结构抗震设计的探讨 J. 河南科技 . 2010-07. 戴金华等 . 基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计方法 J. 土木工程学报 . 2011-05. 张波 . 浅 谈钢筋混凝土结构抗震设计 J. 林业科技情报 . 2009-01.