楊丹丹

（成都基準(zhǔn)方中建筑設(shè)計(jì)有限公司合肥分公司，安徽 合肥 230000）

地震具有突發(fā)性與破壞性的特征，而目前的地震預(yù)報(bào)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)步提升，但某些突發(fā)性的事故仍然會(huì)給建筑和人身安全產(chǎn)生不利的影響。所以，房屋的抗震性能良好是避免次生災(zāi)害產(chǎn)生的主要方式。我國(guó)設(shè)計(jì)的抗震標(biāo)準(zhǔn)也經(jīng)歷了長(zhǎng)期的發(fā)展階段，且技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的變化也說(shuō)明現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在抗震方面的要求明顯提升，此時(shí)也應(yīng)該進(jìn)行針對(duì)性的內(nèi)容分析和研究。

1 抗震設(shè)計(jì)的技術(shù)要求

鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是基于地震災(zāi)害與以往的工程經(jīng)驗(yàn)所歸納的原則與設(shè)計(jì)理念，同時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體規(guī)劃布置的過(guò)程。建筑結(jié)構(gòu)性能能否具有抗震的要求，依賴于設(shè)計(jì)理念與抗震標(biāo)準(zhǔn)，不僅要從抗震計(jì)算的角度展開分析，還應(yīng)該從設(shè)計(jì)的角度來(lái)明確構(gòu)造措施，包括性能設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。

1.1 設(shè)防類型與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家的《防震減災(zāi)法》中明確了抗震設(shè)防分類的基本要求。結(jié)合我國(guó)的具體國(guó)情來(lái)看，工程抗震設(shè)防的劃分直接影響到抗震措施的選擇，也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要參考依據(jù)。設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整也會(huì)涉及地震作用與構(gòu)造措施的相關(guān)內(nèi)容。我國(guó)國(guó)內(nèi)近年來(lái)出現(xiàn)的重大震災(zāi)情況也說(shuō)明，現(xiàn)有的抗震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)中，建筑物場(chǎng)地選擇、地基質(zhì)量直接影響到建筑物的抗震性能，尤其是2008年汶川大地震之后，抗震規(guī)范的調(diào)整也充分說(shuō)明了對(duì)于場(chǎng)地和地基的重視。

1.2 建筑形體與構(gòu)件設(shè)計(jì)

在抗震設(shè)計(jì)工作中，我們應(yīng)該重點(diǎn)分析建筑形體與構(gòu)件設(shè)計(jì)過(guò)程中的合理性，從而立足于建筑物的平面尺寸與外形尺寸，確定可能產(chǎn)生的影響因素，深刻理解規(guī)則層面的技術(shù)要求。特別是在新的規(guī)范出臺(tái)后，嚴(yán)格針對(duì)建筑物的規(guī)則程度進(jìn)行了區(qū)分和評(píng)估，避免采用一些不合理的技術(shù)方案。目前對(duì)于平面、豎向不規(guī)則層面的要求劃分，能夠?qū)︿摻罨炷练课莸谋∪醪课徊扇「佑行У谋Ｗo(hù)方案[1-2]。

1.3 結(jié)構(gòu)體系與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件

合理的抗震結(jié)構(gòu)體系直接影響到結(jié)構(gòu)的抗震性能，因此我們會(huì)通過(guò)嚴(yán)格的分析后采取最合理的結(jié)構(gòu)類型。一般來(lái)說(shuō)建筑的水準(zhǔn)與結(jié)果歐側(cè)向變形都可以控制在一定的范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)材料與施工條件在經(jīng)濟(jì)層面、技術(shù)層面都傾向于選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系，從而明確體力受力標(biāo)準(zhǔn)，并合理地設(shè)置建筑物的結(jié)構(gòu)，布置抗側(cè)力體系。

1.4 結(jié)構(gòu)材料施工

在抗震概念設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分就是建筑材料與結(jié)構(gòu)層次的應(yīng)用，而施工程序設(shè)計(jì)中也會(huì)在圖紙內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度等級(jí)的限制，是因?yàn)榛炷帘旧淼拇嘈詴?huì)隨著強(qiáng)度等級(jí)的提升而提升，在抗震設(shè)計(jì)施工中這無(wú)疑是一個(gè)需要重點(diǎn)關(guān)注的因素，從而對(duì)混凝土等級(jí)的使用進(jìn)行管控。在地震條件下，構(gòu)件出現(xiàn)塑性變形，我們需要加強(qiáng)柱的抗彎能力，引導(dǎo)結(jié)構(gòu)在地震下形成更合理的梁鉸結(jié)構(gòu)。目前這一抗震設(shè)計(jì)也被世界各國(guó)所采用，目的在于保障結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震條件下，所有的柱截面不出現(xiàn)塑性鉸。

1.5 抗震性能化設(shè)計(jì)

建筑的抗震性能化設(shè)計(jì)早在20世紀(jì)90年代就開始出現(xiàn)，美國(guó)的部分工程師在當(dāng)時(shí)也基于結(jié)構(gòu)性能的抗震要求而進(jìn)行設(shè)計(jì)。我國(guó)的建筑抗震設(shè)計(jì)原則在現(xiàn)有的規(guī)范下應(yīng)該明確設(shè)防目標(biāo)，從宏觀上展開定性分析。但是這樣一來(lái)卻無(wú)法體現(xiàn)出實(shí)際地震條件下建筑物的受力和變形情況，所以在未來(lái)的技術(shù)要求下考慮從定性分析轉(zhuǎn)變?yōu)榱炕治?，包括?duì)結(jié)構(gòu)的靜力分析、動(dòng)力彈塑性分析等，并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析，在現(xiàn)有的規(guī)范基礎(chǔ)上按照具體條件來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑物的抗震設(shè)計(jì)。具體的性能化設(shè)計(jì)框架如圖1所示。

圖1 性能化設(shè)計(jì)要求

2 鋼筋混凝土房屋的設(shè)計(jì)要求

2.1 實(shí)例概況

某實(shí)例工程建筑總高12.450 m，共分為3層，建筑功能為幼兒園，結(jié)構(gòu)類型為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范查得該工程為乙類建筑，為重點(diǎn)設(shè)防類。根據(jù)工程所在地查詢抗震設(shè)防烈度為7度，抗震等級(jí)為二級(jí)。該工程建筑形體及其構(gòu)件布置為不規(guī)則結(jié)構(gòu)，為凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)不規(guī)則，本工程控制層間位移小于1.2，避免三項(xiàng)不規(guī)則情況。工程二層局部收進(jìn)，對(duì)工程薄弱部位，采取配筋加強(qiáng)措施提高其抗震能力。

2.2 實(shí)例抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題

從經(jīng)濟(jì)性和安全性的角度來(lái)分析，建筑物的最大適用高度是有限的，但是我們根據(jù)實(shí)際需要，可以采取某些強(qiáng)制性措施。例如在抗震等級(jí)的設(shè)計(jì)方面，需要對(duì)結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)進(jìn)行劃分，然后采取不同的抗震措施?？拐鸬燃?jí)是關(guān)鍵的設(shè)計(jì)參數(shù)，其與建筑物結(jié)構(gòu)類型和抗震設(shè)防烈度、混凝土房屋高度之間有著密切聯(lián)系。而案例工程單位中，其設(shè)計(jì)采用的混凝土材料強(qiáng)度不滿足抗震要求，且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上沒(méi)有采用剪力墻，在這種條件下，因?yàn)樵摻ㄖ牡貐^(qū)抗震烈度為7度，抗震等級(jí)較高，說(shuō)明該工程存在抗震性能不足的問(wèn)題，同時(shí)根據(jù)工程建模了解到，該力學(xué)梁柱結(jié)構(gòu)附近存在3處薄弱點(diǎn)，如遇地震會(huì)預(yù)先塌陷，介于梁柱結(jié)構(gòu)的重要性，必須對(duì)此進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 實(shí)例抗震框架構(gòu)造措施

首先針對(duì)案例建筑的混凝土強(qiáng)度以及結(jié)構(gòu)問(wèn)題，實(shí)例工程單位應(yīng)當(dāng)采用更高強(qiáng)度的混凝土作為替換，隨后采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次框架剪力墻結(jié)構(gòu)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外建筑物類型的一種普遍結(jié)構(gòu)形式，對(duì)于框架剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)于其構(gòu)造設(shè)計(jì)有著一定的要求。同時(shí)，也能對(duì)鋼筋配筋率和箍筋配置工作進(jìn)行調(diào)整。例如在現(xiàn)有的框架剪力墻結(jié)構(gòu)中為了保障框架柱的抗傾倒能力，也可以通過(guò)限制框架柱軸壓比的方式來(lái)將抗震要求設(shè)計(jì)在預(yù)估的范圍之內(nèi)。例如對(duì)于梁柱等構(gòu)件來(lái)說(shuō)，延性的影響因素可以歸納為混凝土極限壓應(yīng)變與破壞時(shí)受壓區(qū)高度兩個(gè)方面，此時(shí)需要控制受拉鋼筋的配筋率，并保證具有一定的受壓鋼筋，或是通過(guò)箍筋約束受壓混凝土的方式來(lái)提升極限壓應(yīng)變與抗壓強(qiáng)度。

3 結(jié)語(yǔ)

地震災(zāi)害的出現(xiàn)會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失與生命財(cái)產(chǎn)損失，而現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范下我們也應(yīng)該明確鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的具體要求，分析其在實(shí)際工程建設(shè)過(guò)程中的指導(dǎo)作用。但本次研究只針對(duì)混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明，并未基于其他結(jié)構(gòu)形式展開評(píng)述，例如框架剪力墻結(jié)構(gòu)形式等。這些內(nèi)容都可以成為后續(xù)研究工作的重點(diǎn)，進(jìn)一步地進(jìn)行完善和深入。