建筑結構設計中抗震技術研究

李紅鹔

摘要：我國的防震減災工作采取的方針政策是預防為主，防御與救助相結合。近年來，我國發生多次地震災害，包括汶川8級地震、云南5.8 級地震等，其對建筑結構的損害較大，本文主要綜述了建筑結構設計中的抗震技術以及抗震建議，通過加強建筑物的抗震能力，使建筑物能夠抵御強級地震，對我國抗震加固的后續工作有重要的意義。

關鍵詞：建筑結構；抗震技術；抵御加固

1、引言

我國屬于多地震國家，大部分地區處于地震區，其中包括北京、天津、上海等直轄市和一些省會城市。而建筑物在強烈地震下會遭到嚴重破壞，表現為主要承重構件發生破裂，在極大的交替變化的地震下會使破裂處的鋼筋發生較高的循環塑性形變，而通過高應力變形循環，最終會導致鋼筋發生斷裂，造成建筑物倒塌。本文即綜述了在建筑結構設計中的一些抗震技術。

2、建筑結構設計中的抗震技術

2.1抗震墻

在日常的公共建筑設計過程中，包括辦公、商業等建筑，其特點是跨度大，層數不多，而且采用框架結構體系。但是在多遇地震的作用下進行抗震變形驗算時，樓層內的彈性層間位移不能滿足?e≤1/550的要求，如果改變結構體系將其做成框架—剪力墻結構形式，這樣會使建筑的使用功能和空間利用受到一定的影響，而且也會造成工程造價高，如果滿足柱、梁的截面會很大，較難接受。

如果在適當的部分加適量的抗震墻，將其做成少量抗震墻的框架結構，會使梁截面和柱子的截面面積減少，從而減少了工程造價，并且滿足了建筑功能和結構設計規范的要求。對于不同的建筑物結構，應按照它的實際結構進行設計，否則會造成安全隱患。

2.2承鋼抗震鋼筋

由于在地震中，構筑物的破壞首先表現在鋼筋的破損斷裂，從而導致建筑物倒塌。所以，根據鋼筋在強震條件的服役條件的特點，鋼筋的高應變低周疲勞性能、塑性和強度都較好的鋼筋，對地震具有較大的抵抗能力。在地震負荷下，當鋼筋結構進入塑性變形階段時，鋼筋由于具有良好的形變能力和吸收地震能量的能力，可使建筑物列而不倒、倒而不塌，或者能夠使其避免不易修復的形變，這樣就能避免混凝土構件的破壞，有利于提高建筑物的抗震能力。

目前，我國建筑鋼筋多以HRB335為主，但它在某些性能上不能滿足地震區建筑選材的需求。承鋼在普通的HRB400鋼筋基礎上，針對國內建筑抗震的需要，利用釩欽資源和釩微合金化技術開發的抗震鋼筋適用于地震區、非地震區、寒冷地區和高層、超高層建筑物使用。通過試驗，對承鋼抗震鋼筋的韌脆轉變溫度、強度與塑性配合、應變時效敏感性、可焊性和高應變低周疲勞等抗震性能進行了系統的研究，結果表明，承鋼利用釩徽合金化技術開發的抗震鋼筋的性能優于普通的HRB400和HRB335鋼筋，它具有較好的韌性、塑性和可焊性，能夠更好的滿足地震區以及非地震區的建筑物要求。

2.3磚混結構的抗震加固

建筑物中的磚混結構主要以脆性材料為主，而且不具有延性，在地震作用下極易破壞，主要表現為墻體水平裂縫、垂直裂縫、斜向裂縫以及X向裂縫，一般出現在空曠房間外縱墻窗臺下，樓遞減頂層的外縱墻，頂層圈梁下等地方，還會造成屋蓋隔熱層板散亂和塌落等。所以，要對不滿足抗震要求的磚混結構的建筑物進行加固，提高其結構的安全性、滿足其使用功能的要求。

多層磚混結構建筑的抗震加固方法主要包括：1）加強房屋的整體性，當原房屋不符合要求時，應該適當的增設圈梁，內墻圈梁一般用鋼拉桿或在進深梁端加錨桿替代，外墻圈梁改用現澆鋼筋混凝土。2）提高磚混結構的抗震承載力，包括在面層加固法加強原有墻體；修補和灌漿，對于砌筑砂漿的飽滿程度較差的墻體，可用滿墻灌漿加固；包角或鑲邊加固，在墻體交接處采用現澆鋼筋混凝土構造柱加固，柱與圈梁、拉桿連成整體，或與現澆鋼筋混凝土樓、屋蓋可靠連接，外加柱必須有相應的基礎；增設抗震墻，這種方法一般在剛性多層磚混墻體的抗剪強度不足時使用。

2.4焊接技術

在建筑行業中，尤其是高層建筑鋼結構上，焊接技術已經得到了廣泛的應用。對于焊接行業的從業者而言，應該在施工過程中，把好質量關，焊接質量的好壞直接決定著抗震能力、建筑結構的承重，應該充分發揮焊接技術在工程建筑中的作用。

3、建筑結構設計中存在的問題

3.1梁端計算截面與計算彎矩不對應

在結構的分析計算過程中，一般情況下框架梁的計算跨度取為兩柱中心線間的巨鹿，所以支座的負彎矩的最大值應該位于柱的中心現處，在結構計算中并沒有考慮到柱截面的寬度對構建的計算內力有一定的影響，而計算構建時采用梁端截面，效應和抗力計算采用不同的截面，這樣就會導致截面位置的不對應，從而增大了梁端截面的配筋量。

3.2梁端截面底部鋼筋的配置不合理

在實際的工程中，絕大部分的分量是按照單筋矩形截面配筋的，而在梁的詳圖設計中，將梁底部鋼筋全部深入支座內部，這樣就導致梁端截面底部鋼筋配置的不合理。

3.3超配筋問題嚴重

在實際工程中，超配筋問題大大增加了梁端截面計算的受彎承載力與實際的受彎承載力之間的差距。

4、建筑結構設計中的抗震建議

4.1框架結構設計中的抗震建議

(1)在分析各方面的原因時，由于梁端截面的計算受彎承載力比實際受彎承載力高，所以，在進行強柱弱梁設計時，對于不同抗震等級的柱端設計彎矩來說，都應該按粱端截面的實配鋼筋的抗震受彎承載力適當的進行調整放大。

(2)框架結構中可能會出現梁端塑性鉸，所以，在結構的設計過程中，應該考慮梁端塑性的內力重分布情況。通常，在豎向荷載的作用下，要用支座調幅來降低支座的負彎矩。在水平荷載的作用下，會出現彎矩不參與調幅，彎矩調幅是在內力組合之前來進行進行的。

(3)通常在鹽酸梁端裂縫及梁端截面配筋時，首先要分析塑性內力重分布的計算方法， 其次計值梁端彎矩設，避免增加驗算的負擔。

(4)要分析截面底部與配筋要求概念的不同， 控制好梁端截面的實際配筋數量，應該可根據框架梁端截面底部配筋的要求，要控制好梁底鋼筋伸入支座的數量，當梁底設置較多的，通?？蓛H考慮第一排鋼筋伸入支座，其他各排鋼筋可不伸人支座，就是在柱截面外截斷，控制梁底鋼筋伸入支座的數量，不但有利于強柱弱梁的實現，而且減少過多鋼筋在梁。柱節點區的錨固，有利于保證節點區混凝土的質量。

4.2房屋建筑的抗震建議

房屋建筑必須要依靠抗震技術來抵御地震，建筑抗震設計過程中要把握的基本原則包括：把握建筑體型、注意場地的選擇利用結構延性、設置多道防線、重視非結構因素。

（1）場地的選擇：選擇合適的場地，在選擇建筑場地時，要依據工程需要，了解地震的活動情況，地震地質和工程地質等有效資料，將其作為綜合評價的指標，而且要選擇對抗震有利的地段，避開不利地段。

（2）對地基和基礎設計的要求：地基為新近填土、液化土軟、弱黏性土或嚴重不均勻土時，要預計地震時地基不均勻沉降的不利影響，同時采取相應措施。

（3）對建筑結構規則的要求：為了防止地震時建筑發生扭轉、應力集中、塑性變形集中而形成比較薄弱的部位，設計過程中應選擇對抗震有利的建筑平面、立面以及堅向剖面。避免立面以及平面上的急劇變化和不規則的形狀。

（4）對結構體系的要求：結構體系應該根據建筑的抗震設防的類別，抗震設防、強度、地基、場地條件、結構材料和施工等因素，經技術、經濟和使用條件綜合的比較確定，選擇技術和經濟都比較合理的結構體系。

（5）對結構構件的要求：①結構構件要符合的要求：砌體結構應按規定設置鋼筋混凝土圈梁以及構造柱、芯柱或采用配筋砌體等?；炷两Y構構件應該合理地選擇、尺寸和箍筋，避免混凝土的壓潰先于鋼筋的屈服，剪切的破壞優于彎曲的破壞。預應力混凝土的抗側力構件，應該適當的配有非預應力鋼筋，鋼結構的構件應該合理控制其尺寸，避免整體失穩以及局部構件的失穩。②對結構構件之間連接的要求：構件的節點會受到破壞，要不先于所連接的件裝配式構件的連接，應能保證結構的整體性。

參考文獻：

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