袁曉清
摘 要:鋼筋混凝土框架結(jié)構是應用較為普遍的一種形式,其結(jié)構抗震的本質(zhì)在于延性的提高,進而抵抗和預防抗倒塌能力。近年來,隨著城市化進程的不斷推進,多高層建筑結(jié)構的抗震能力備受重視?;诖?,本研究在概述鋼筋混凝土框架結(jié)構抗震相關理論相關理論的基礎上,分析了其抗震延性設計的要點,并對鋼筋混凝土框架結(jié)構抗震延性進行設計,以對其未來的發(fā)展趨勢進行展望。
關鍵詞:鋼筋混凝土框架結(jié)構;抗震延性設計;未來趨勢
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.093
0 前言
目前,我國的建筑抗震設計主要采用的是三水準抗震防設(大震不倒,中震可修,小震不壞),為實現(xiàn)這一目標,對鋼筋混凝土框架結(jié)構的延性提出了更高的要求[1]?,F(xiàn)階段我國多高層建筑中,鋼筋混凝土框架結(jié)構由于其具有較好的延性和整體性而備受歡迎。然而,對于地震烈度超過抗震防設標準時,鋼筋混凝土框架結(jié)構還是存在一定的問題的。因此,本研究主要從其本質(zhì)出發(fā),對其進行了研究。
1 鋼筋混凝土框架結(jié)構抗震相關理論概述
框架結(jié)構由兩部分組成,即壓彎構件和彎剪構建,也就是豎向框架柱和水平框架梁組成[2]。其中,梁是鋼筋混凝土框架結(jié)構的主要耗能件,因而鋼筋混凝土框架結(jié)構的延性在很大程度上是取決于梁的延性的。鋼筋混凝土框架結(jié)構抗震的關鍵就在于框架結(jié)構的延性,即在保證承載力的前提下,具備的塑性變形能力,也就是延性比[3]。延性比的提高,對于框架結(jié)構抗震能力的提升具有重要的意義。
2 鋼筋混凝土框架結(jié)構抗震延性設計的要點
(1)強柱弱梁。強柱弱梁要求結(jié)構柱子的承載力要大于梁的承載力。也就是說發(fā)生地震時柱子的破壞一定要晚于梁。為進一步提升鋼筋混凝土框架結(jié)構抗震延性,在設計時,應注重強柱弱梁的設計,為做到這一點,應主要從以下三方面進行:第一,注重改變塑性的部位,促使其出現(xiàn)在梁端,進而促使其能夠最大限度耗散地震能量。第二,注重加強柱的抗彎能力,進而促使其形成梁鉸機構,從而產(chǎn)生更多的塑性鉸,以起到耗散地震能量的作用。最后,注重塑性鉸分布的均勻性。這主要是由于延性與其分布密切相關,分布越均勻,延性實現(xiàn)程度就越容易??傊谠O計過程中,應保證框架柱具有抗彎承載能力。
(2)強減弱彎。在設計過程中,還應注重強減弱彎,為做到這一點,應注意以下幾方面:第一,注重減少非彈性變形因素的影響,以避免發(fā)生剪切破壞的可能。這主要是由于框架結(jié)構設計的延性與相關構件的破壞形態(tài)有密切的關系。梁柱端部設計要與其形成的塑性鉸后的極限抗彎強度相對應。第二,注重加強箍筋的作用,主要是由于其在初期的作用不明顯,但隨著構件裂縫的不斷加深,其作用日益明顯。最后,利用剪力增大系數(shù)的方式,增加梁端、柱端以及剪庫墻端的組合剪力值,然后進行受剪承載力設計,進而避免出現(xiàn)剪切破壞。
(3)強節(jié)點和錨固、弱構件。在設計過程中,還應注重強節(jié)點和錨固的設計。這主要是由于框架結(jié)構的延性與框架節(jié)點等有密切的關系。為此,應主要注重以下兩幾點:第一,應保證框架節(jié)點核心區(qū)的箍筋數(shù)量。第二,應采用適宜的方式,以加強錨固,如通過靜力設計錨固長度,然后以此為基礎,疊加具有抗震獨家錨固長度的方式,或者采用機械錨固段的方式實現(xiàn)。
3 鋼筋混凝土框架結(jié)構抗震延性設計
(1)軸壓比與縱筋最大配筋率。在框架結(jié)構抗震延性設計過程中,只有合理的受力特征,方能促使構件延性的提升。為此,應規(guī)范軸壓比以及縱筋的最大配筋率。這主要是由于鋼筋的屈服與混凝土壓碎的破壞形式有關。因此,還應對混凝土受壓區(qū)給予高度的關注和重視。
(2)加強約束箍筋及配筋形式。在延性設計過程中,應遵循一定的原則,如強柱弱梁、強減弱彎等等。為確保延性設計符合這些原則,應對箍筋的間距采取加密的處理方式進行,進而保障數(shù)量。通過這種方式,其不僅能夠提高柱端的抗剪能力,還能夠?qū)诵膮^(qū)的混凝土進行約束。與此同時,還能夠支持縱向鋼筋。總之,通過這種方式,其能夠有效改善延性。另外,還可進一步規(guī)范箍筋的最大間距、最小直徑等等,以提高延性,增強抗震能力。
(3)進一步明確對材料的要求。為進一步確保延性,還應進一步明確材料的延性。這主要是由于材料的延性有效保障鋼筋混凝土框架結(jié)構構件延性的重要因素,因而對材料的延性應進行明確。例如,在設計過程中,應對屈服強度抗拉強度的兩個實測值進行比較,保證其比值、強度等級以及伸長率等,進而保證其延性。另外,還應注重鋼筋代換進行限制。除此之外,還可采用高強且輕質(zhì)的結(jié)構材料,通過這種方式,減輕框架結(jié)構的自重,以減低軸壓比,從而提升抗震能力。
(4)注重梁柱等構件延性因素。在框架結(jié)構中,柱子的造價時比較低的,然而其在抗震過程中,卻能夠起到?jīng)Q定性的作用。鋼筋混凝土框架結(jié)構延性的重要構件是梁柱,而影響梁柱等重要構件延性的因素則主要有極限壓應變以及破壞過程中的受壓區(qū)高度。對于梁來說,梁端是塑性鉸出現(xiàn)的重要部位,其對于延性的提高具有重要的影響。因而,在計算過程中,應注重滿足計算方面的要求,除此之外,還應注重構造措施的應用,以提升梁的延性。
4 結(jié)論
綜上所述,在我國城市化進程不斷推進的過程中,隨著高層建筑的增多,對鋼筋混凝土框架結(jié)構的抗震延性設計更是提出了更好的要求。為滿足這一要求,在設計過程中,其要點應遵循強柱弱梁、強減弱彎、以及強節(jié)點和錨固三個原則,然后進行設計。在延性設計過程中,應軸壓比與縱筋最大配筋率,應加強約束箍筋及配筋形式,還應進一步明確對材料的要求,更應注重梁柱等構件延性因素。唯有如此,方能提升其延性比,以增加抗震能力。然而,由于諸多因素的影響,為保證其抗震延性的提升,設計人員還應注重提高結(jié)構設計的可信度以及可靠度,還應注重增加作用效應等以增強建筑物的抗震性能。唯有如此,鋼筋混凝土框架結(jié)構的發(fā)展趨勢才會更廣。
參考文獻:
[1]何勇毅.淺談鋼筋混凝土框架結(jié)構抗震延性設計思路[J].建材發(fā)展導向:下,2017,15(18):112-113.
[2]張建業(yè).鋼筋混凝土框架結(jié)構的延性抗震設計[J].低碳世界,2017,26(02):167-168.
[3]陳偉平.淺淡施工中鋼筋砼框架結(jié)構抗震有足夠延性構造的重要性[J].江西建材,2017,11(18):107-108.