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基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计的几点探讨

时间:2022-05-25 14:10:08 浏览次数:

摘 要 现在的建筑结构构成材料多为钢筋混凝土,这种材料虽然能使建筑结构保持强度和承载能力,但在抗震方面,性能发挥程度还不够显著,并且钢筋和混凝土在高强度地震下,会发生弯曲变形,建筑物本身也会变得不再稳定,基于此,相关人员在对钢筋混凝土建筑结构进行设计时,一定要从抗震性能角度入手,提高建筑的抗震能力,使结构在使用寿命内永远保持安全可靠。

关键词 钢筋混凝土;建筑结构;抗震性能;设计

设计人员在对建筑抗震性能进行设计时,首先要根据建筑物的基本情况,对其抗震性能目标进行设定,对性能水准进行明确,并将其作为性能设计的参考标准。另外还要利用多种方法来保证结构具有良好的抗震性能。本文主要针对基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计进行探讨。

1 建筑结构抗震性能设计事项

1.1 设定目标

设定抗震性能的相关目标,建筑结构抗震设计才会有相关的标准,该目标在设定时,需要综合考虑多方面因素。其一,要对建筑结构的超限程度进行考虑,对其形状进行考虑,不规则的建筑结构在性能延性变形方面更显著,抗震性能会受到影响[1]。其二,对建筑结构的承载能力进行考虑,承载能力也是建筑结构性能的一种,主要表现在强度方面,提高建筑结构的强度,于抗震性能发挥大有裨益。其三,对抗震性能施工中所涉及的技术与成本进行分析和计算,并将最后的结论告知开发商。其四,对建筑本身功能进行研究,对其本身的抗震设防烈度以及修复结果进行考虑。其五,对建筑结构构造以及施工方案等进行考虑。结合以上五点,考虑的性能目标会更加符合建筑实际需求,建筑会在地震期间保持一定的安稳性。

1.2 性能水准

主要有五种,其一小震弹性。在发生小震时,建筑构件在地震作用下会发生层间位移,地震力作用在建筑结构中,结构承载压力会变大,结构的弹性也会降低,基于此,对结构进行抗震设计时,要使性能水准能起到提高结构承载能力效果,建筑构件的层间位移也会在允许范围内,最关键的是建筑构件具有一定弹性,不会受到太大地震力影响。其二中震弹性,该性能标准分为两种情况,一种是地震组合内力系数不需要调整情况,设计人员要先对中震弹性进行计算,然后对构件的承载能力进行考虑,看其是否相适应。另一种则是系数需要改变的情况,基于此,不仅要对构件承载能力进行计算,还要对材料的相关系数和荷载的分项系数进行计算,然后将这三者综合起来进行考虑。其三中震不屈服,这种性能水准只与材料、荷载、阻尼比有关,在材料方面,要对其强度进行计算,对荷载的组合标准进行设计。在该性能标准中,要对剪切破坏进行控制,使关键部位能保持一定延性。其四大震不屈服,与中震不屈服相似,要对建筑构造的关键环节进行控制,使其在接近屈服阶段同时,能对抗大地震带来的破坏。其五大震可屈服,这种情况下,到达屈服阶段的仅为局部构件,建筑所有的构件都不会发生过度变形,竖向构件在大地震作用下,也不会受到破坏[2]。

2 基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计方法

2.1 承载能力设计方法

利用这种方法对地震带来的作用力和影响力进行定量计算,计算数值比较精准,能成为抗震性能提高的参考。在利用这种方法时,首先对地震区的建筑底部剪力进行计算,在计算的过程中,可以借助反应谱进行计算,结果发生偏差的可能性不大。其次对底部剪力进行分散,将分化后的剪力与其他荷载结合在一起,将综合力作为强度设计参考依据,设计目标是建筑构件的每部分都能承载一部分力,并且承载力是均匀分布的。这种方式对建筑构件弹性反应区域最为适合,对其他反应区域抗震设计并没有辅助作用。

2.2 位移抗震设计方法

这种方法主要对结构位移进行研究,在抗震设计中,首先对位移进行计算分析,主要借助位移谱来计算位移参数,基于结构位移的实际情况,还要对该结构使用寿命进行计算,将这两种参数作为结构抗震设计基础[3]。接着对建筑底部剪力进行计算,在结构位移过程中,钢筋混凝土中的钢筋也会发生变形,这会影响建筑结构的抗震性能,所以在抗震设计时,还要对钢筋的布置进行设计,使其不会发生太大变形,在设计后,还要对抗震的应用效果进行检查,保证钢筋的刚度和强度。在这种抗震设计中,建筑中的每一构件都会得到平衡设计。

2.3 能量抗震性能设计方法

地震产生的能量多,结构遭到的破坏就越大,抗震性能降落程度也会变大,能量少,后两者也会发生同步同趋势变化,所以可以将地震能量作为研究对象,地震作用在建筑结构中,结构会对地震能量进行耗散,在设计时,需要考虑到这一点。利用这种方法对结构的抗震性能进行设计,主要通过预测地震能量来设计结构的承受极限,以提高结构的耗能能力。在结构承受极限方面,要考虑结构的滞回特性和结构的非线性。

3 钢筋混凝土建筑结构抗震性能设计注意事项

在抗震性能设计中,要对建筑结构的规则和体系进行设计,以使建筑物具有一定的延性。在对钢筋混凝土进行抗震设计时,还要考虑材料本身的变形特点,使抗震水准能尽量减少构件的变形破坏[4]。另外设计人员还要明白同一个建筑物,不同结构的抗震性能水准是不同的,所以还要对其整体进行细化,对不同结构设计不同的抗震水准,以保证建筑整体的抗震性能。

4 结束语

在对钢筋混凝土建筑结构进行抗震性能设计中,涉及很多计算,包括不通水准下结构构件的設计计算,构建性能分析表达计算以及地震波调整计算等,设计人员要保证计算数值的准确性和精确性,使建筑结构能应对不同级别的地震作用力,以保证自身结构的稳定安全。

参考文献

[1] 周亦玲.抗震设计在钢筋混凝土大底盘双塔楼超高层建筑结构的分析[J].中国高新区,2017,(23):152.

[2] 刘家洋.钢筋混凝土建筑结构抗震设计[J].科技与企业,2015,(15):152.

[3] 伍云天,姜凯旋,叶鹏.新规范下钢筋混凝土超限高层建筑性能化抗震设计方法研究[J].建筑结构,2014,44(18):48-53,67.

[4] 李本悦,樊启广,徐成.钢筋混凝土结构的建筑工业化及其抗震设计[J].山西建筑,2014,40(11):64-65.

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