钢筋混凝土框架结构抗震设计方法探讨

2022-03-18 08:23:27 | 浏览次数:

摘 要:近年来,在我国工业和民用建筑中,钢筋混凝土结构应用较为广泛,但在应用过程中需要做好抗震设计,确保建筑物抗震性能的提升,使其安全性和稳定性能够得到有效的保障。文章分析了地震中钢筋混凝土框架结构的破坏形式,并进一步对钢筋混凝土框架结构的抗震设计方法进行了具体的阐述。

关键词:钢筋混凝土;框架结构;抗震设计;破坏形式;设计方法

前言

随着建筑行业发展速度的不断加快,当前建筑结构中钢筋混凝土框架结构应用较为广泛,这种结构形式在建筑施工中应用具有较好的方便性,其抗震性能也较好,但在地震作用下也会存在一定的破坏现象,因此为了提高建筑物的安全性,则需要做好抗震设计,利用适宜的抗震方法来努力提高钢筋混凝土结构的抗震性能,确保建筑物具有较好的稳固性。

1 地震中钢筋混凝土框架结构的破坏形式

当前建筑施工中,钢筋混凝土框架结构应用较多,为了有效地提高钢筋混凝土结构的抗震性能,则需要在设计时做好抗震设计。在实际应用过程中,钢筋混凝土结构的建筑物在地震力作用下出现破坏情况时大致有以下几种表现形式。

1.1 建筑物整体的倒塌或局部塌陷

在地震力作用下,建筑物容易出现整体倒塌或是局部塌陷事故,这是建筑物受到地震破坏力作用下最为常见的一种形式。在地震发生时,少部钢筋混凝土结构的房屋会出现不同程度的破坏,从而导致倒塌或是局部塌陷问题的发生。

1.2 钢筋混凝土结构房屋的楼梯出现破坏现象

在地震发生后,建筑物内的人们逃生时只能利用楼梯作为唯一的逃生通道,一旦楼梯出现破坏,则会给逃生带来较大的难度。当前建筑物楼层较高,而且楼梯之间的横墙高度也较大,特别是侧向具有较大的刚度,在这种情况下,当地震发生时,会有较大的拉应力产生,当主体结构和楼梯共同用来支撑整体混凝土结构时,在强大的拉应力作用下楼梯结构极易受到程度不同的破坏,从而切断人们地震时逃生的通道。

1.3 钢筋混凝土结构的变形缝两侧出现破坏现象

钢筋混凝土结构变形缝出现破坏主要来自于没有利用合理的处理方式对混凝土结构变形缝进行处理,或是在设计时对于变形缝的宽预留不够,还有可能是采用的材料具有不可压缩性,这样在地震发生时,在碰撞情况下材料会出现不同程度的脱离情况,或是在建筑物发生摇摆时由于预留的缝宽不能满足要地震发生时的实际需要,从而导致建筑物出现不同程度的破坏。

钢筋混凝土结构建筑物在地震发生时会发生不同程度的损坏,这主要来自于两方面的影响,即地震具有强大的破坏力或是抗震设计缺乏合理性,在这两方面的因素影响下,在地震力作用下钢筋混凝土结构建筑物不可避免地会产生不同程度的破坏,对建筑物的使用安全带来较大的影响。

2 钢筋混凝土框架结构的抗震设计方法

在钢筋混凝土结构中,由于设计上的不合理会导致平面或是楼层的局部薄弱环节抗震能力无法充分地发挥出来,再加之结构中梁柱变形能力不足等诸多问题的存在,钢筋混凝土框架结构整体抗震能力并不强,同时抗震设计中还存在着这样或是那样的问题,因此作为钢筋混凝土框架结构的设计者,需要针对建筑的实际情况下来进行科学合理的设计,从而有效的保证建筑物的安全性。

2.1 需要坚持一定的设计原则,力求最大限度地确保结构的抗震能力

在对钢筋混凝土结构设计时,需要遵循强剪弱弯、强柱弱梁、强节点和锚固的原则,从而使结构具有良好的抗震性能。在对钢筋混凝土结构进行设计时,需要确保其具有较好的承载力、稳定性、刚度和延性,这样才能确保结构具有较好的抗震安全性能,使其保持良好的整体性。在地震力作用下,建筑物受到破坏与其抗震计算的延性保证具有直接的关系,在对建筑物的破坏进行描述时往往根据楼层的水平地震以及层间的位移关系来进行,需要建筑物的构件能够保持一定的承载能力,具有较好的弹塑性变形,这样才能更好的起到消耗地震能力的目的,从而有效的降低地震给房屋带来的破坏性。这就需要在对钢筋混凝土框架结构进行抗震设计时,需要有效的保障房屋结构变形能力的提升,正常计算延性。通常在进行计算时,需要采用地震组合的抗震承载力验算方式,同时还要与不同承受力延性性质节点的综合因素和相对作用剪力进行有效的结合,从而准确的找到最佳的延性计算点,确保计算数据的精确性和可靠性。在具体设计过程中,还需要对钢筋混凝土框架结构房屋中的岩性保护问题给予充分的关注,需要在设计和计算时对轴压比进行有效的限制,将纵筋的最大配合率进行有效控制,从而有效的确保房屋构件延性的提高,合理调整混凝土的受压高度,对钢筋混凝土建筑物的建筑材料进行严格控制,有效的提高抗震设计的水平,确保钢筋混凝土结构建筑物抗震性能的最优化。

2.2 框架结构设计时应设计成双向梁柱刚接体系,并且在一定程度上允许部分框架梁搭在另一个框架梁上

为了能够进一步对地震设计方案进行优化,则需要在设计时对于钢筋混凝土结构垂直地震作用的设计进行加强,而且需要综合多方面的因素进行考虑,提高对震害的分析能力。特别是在对大跨度雨蓬和阳台灯处梁进行设计时,需要考虑到抗扭问题,而且扭矩则以梁中心线处板的负弯矩与跨度的一半相乘所得数值为扭矩值,而且在对框架梁和柱的混凝土等级进行选择时,最好是相差一级,这样对于提高抗震效果具有十分积极的作用。

2.3 科学的设计相关的耗能构件,更好的保证建筑的抗震性能

耗能构件的设计和选择都需要结合实际情况,在选择时要保证主要的耗能构件的屈服过程尽量的保持受约束屈服,并且要具有较好的延性和耗能性。为了能够保证主要耗能构件的延性,在选择的时候不能选择承受竖向静荷载的主要构件,而需要选用承受轴向应力较小的构件,并且为了能够更好的提高耗能能力,构件还需要具备一定的刚度,这样在抗震的过程中能够更好的发挥性能。

2.4 在设计的过程中还需要注意细节问题

在抗震设计时,不仅要从宏观上进行设计,还需要注意细节处的处理。例如,设计中需要注意节点处的处理,在对框架结构中的平面和立面进行设计时,需要确保刚度、强度以及延性等因素符合框架结构在地震下的动力要求,并且要能够均匀和连续的进行分布,竖向刚度和强度需要避免突变;在设计时还需要设计出结构抗震防线,要确保节点和构件连接的强度和刚度相适应,达到抗震的目的;建筑物中的楼梯是抗震中较为薄弱的环节,在设计的过程中要保证楼梯结构和主体结构相分离,并且楼梯的休息板要设计成用柱支撑,不能够用折梁的设计方式。

3 结束语

近年来,我国地震发生较为频繁,这就对建筑物的稳定性和安全性提出了更高的要求,为了能够有效的提高建筑物的质量,则需要加强抗震设计的水平,采用科学合理的抗震设计方法来提高钢筋混凝土框架结构的抗震性能,降低地震对其的破坏性,确保建筑物具有较好的安全性和稳定性,保证人们生命和财产的安全。

参考文献

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