摘要：為滿足逐漸增長的居住需求，建筑數(shù)量也在逐漸增多。對于建筑來說，保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與牢固性十分重要，其不僅決定著人們的居住條件與質(zhì)量，同時由于建筑的特殊性使得其與人們的生命安全息息相關(guān)。因此，想要強(qiáng)化建筑抗震能力，應(yīng)圍繞其工程結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行深入分析與完善，以此作為提升其抗震能力的重要基礎(chǔ)。本文簡述了在保證性能的條件下鋼筋混凝土的抗震設(shè)計目標(biāo)，并就其結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計進(jìn)行了深入分析。

關(guān)鍵詞：性能;鋼筋混凝土;建筑結(jié)構(gòu);抗震;設(shè)計

保證建筑的安全性與居住質(zhì)量是對于建筑的基本要求，隨著建筑數(shù)量的不斷增多，人們對其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與抗震性能也有了更高的要求。對于建筑本身來說，想要提升其結(jié)構(gòu)抗震性能只有針對其設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行深入分析，才能達(dá)成保證建筑工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量的最終目標(biāo)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)從當(dāng)前多數(shù)建筑所應(yīng)用的鋼筋混凝土的性質(zhì)角度出發(fā)，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析以提升其抗震性能，為其設(shè)計方案的持續(xù)優(yōu)化奠定堅實的基礎(chǔ)。

1 基于性能的鋼筋混凝土抗震設(shè)計目標(biāo)

想要提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，在對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時應(yīng)首先明確其設(shè)計目標(biāo)，簡單來說就是結(jié)合建筑所在區(qū)域條件設(shè)定期望達(dá)到的預(yù)期抗震水平。鋼筋混凝土由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，使得其在應(yīng)用時具有一定的彈性能力與延展性能，應(yīng)確保其超限度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[1]。因此，應(yīng)從建筑的各個角度對其進(jìn)行深入分析，包括其功能、重要性、性能以及抗震等級等，全方位分析后，以當(dāng)前沿用的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，其內(nèi)容包括：

1.1彈性與屈服

對于建筑來說，其抗震標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包含建筑結(jié)構(gòu)層間位移、局部構(gòu)件以及其他的細(xì)微之處，這就是小震彈性;而中震彈性對應(yīng)的是應(yīng)達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力目標(biāo)。簡單來說就是地震來臨時，去除掉組合內(nèi)力狀態(tài)的考慮因素，對其進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整依然能夠達(dá)到合格目標(biāo)。但相較于這一點，材料分項等系數(shù)均可以自由調(diào)節(jié)。

在遭遇到中等地震時，建筑中的部分構(gòu)件由于其本身材料、結(jié)構(gòu)以及施工工藝的特殊性，使得其在處于此種狀態(tài)時較為敏感與脆弱，此時其整體呈現(xiàn)屈服趨勢。但其整體結(jié)構(gòu)或是其他構(gòu)件與延展性標(biāo)準(zhǔn)依舊吻合，局部脆裂受損現(xiàn)象不會發(fā)生，這就是中震不屈服[2];而大震不屈服指的是在遭遇到大地震時，其結(jié)構(gòu)內(nèi)部依舊存在著一些具有脆弱以及局部敏感特性的構(gòu)件，其承載力貼近屈服點，但其構(gòu)造與標(biāo)準(zhǔn)的延性指標(biāo)依舊相符，脆弱受損問題不會出現(xiàn)。

1.2層間位移性能目標(biāo)

可以將建筑結(jié)構(gòu)性能水平分為四個階段，分別是充分運行（OP）、基本運行（IO）、生命安全（LS）以及瀕臨倒塌（CP）。充分運行階段就是在遭遇到地震后，無論是其整體功能還是局部均與原本狀態(tài)相同，即使其內(nèi)部有部分非結(jié)構(gòu)構(gòu)件損壞其整體結(jié)構(gòu)也不會出現(xiàn)任何變化[3];基本運行階段指的是在遭遇到地震后，其結(jié)構(gòu)與功能仍然能夠基本維持正常，即使存在部分內(nèi)外部的受損結(jié)構(gòu)依舊能夠通過簡單修復(fù)恢復(fù)原狀;生命安全階段就是在地震后，建筑的外形結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)功能遭到破壞，且無法通過簡單修理恢復(fù)到最初的功能與外形狀態(tài);瀕臨倒塌就是指在地震的嚴(yán)重影響下，建筑物的整體結(jié)構(gòu)受到了破壞，主結(jié)構(gòu)受損甚至已經(jīng)存在大面積的坍塌，不能經(jīng)過修復(fù)恢復(fù)原狀且隨時有全部坍塌風(fēng)險。在這樣的建筑中居住，無法保證居住安全。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層間位移性能目標(biāo)如圖1所示。

表1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層間位移性能目標(biāo)

若是發(fā)現(xiàn)針對研究的建筑物其結(jié)構(gòu)期望達(dá)到的層間位移性能不相符，但經(jīng)過仔細(xì)核驗后發(fā)現(xiàn)，無論是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)件還是外部主要結(jié)構(gòu)，均以達(dá)到自身的應(yīng)用性能目標(biāo)或是限度，在滿足安全質(zhì)量要求的前提下則不需要額外對其進(jìn)行加固抗震處理[4]。而判斷一棟建筑物是否達(dá)到了對建筑物的預(yù)期抗震目標(biāo)，需要判斷其梁體、抗震墻抗彎度以及梁柱節(jié)點等是否滿足抗震要求，在樓房建筑的單層需要9成左右的梁體、抗震墻剪性以及多數(shù)的梁柱節(jié)點都應(yīng)與規(guī)定目標(biāo)要求相符。在此種狀態(tài)下則說明該棟建筑物具有一定的抗震能力。

2 基于結(jié)構(gòu)性能的混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

2.1高安全系數(shù)的多道抗震防線的設(shè)置

當(dāng)前受技術(shù)條件所限制，人們對于地震的發(fā)生機(jī)理與認(rèn)知仍然停留在表面，這一特殊的地質(zhì)災(zāi)害由于其高強(qiáng)的破壞力是諸多建筑結(jié)構(gòu)的安全威脅。而在強(qiáng)烈地震發(fā)生時，在技術(shù)水平有限的條件下，多數(shù)的數(shù)據(jù)或是信息無法保證其準(zhǔn)確性，也無法通過建立常規(guī)模型提前計算準(zhǔn)確的地震強(qiáng)度與其破壞力，想要明確建筑與地震強(qiáng)度、頻譜特征等因素之間的關(guān)系較為困難。相較于計算設(shè)計，概念設(shè)計的應(yīng)用效果要更好[5]。概念設(shè)計簡單來說就是以建筑整體布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及抗震設(shè)計等為依據(jù)，遵循趨利避害的原則對安全場地以及危險區(qū)域進(jìn)行定位，并在完善的基礎(chǔ)上進(jìn)行地基設(shè)計，以此作為提高抗震結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全等級的重要基礎(chǔ)。無論是建筑形狀、結(jié)構(gòu)對稱還是抗震縫設(shè)計，都應(yīng)緊密聯(lián)系以形成多級抗震防線，同時保持各結(jié)構(gòu)構(gòu)建的牢固性。需要注意的是同時要防范來自其余非結(jié)構(gòu)部件的侵害。在設(shè)計多道防線后，即使第一層防線失去作用，也會有后續(xù)防線對抗地震災(zāi)害，常見的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為框架與剪力墻結(jié)構(gòu)聯(lián)合應(yīng)用。在第一道防線失去作用時，此時結(jié)構(gòu)中的框架應(yīng)承受來自地震災(zāi)害的剪力。

2.2基于性能的抗震設(shè)計

目標(biāo)與步驟是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵因素。首先應(yīng)明確地震來臨時結(jié)構(gòu)的預(yù)期性能，一些有超限問題存在的建筑物則應(yīng)以其具體的結(jié)構(gòu)形態(tài)為基礎(chǔ)，才能最終確定其安全對策，為保證其結(jié)構(gòu)承載力以及延性變形能力做鋪墊。在設(shè)置抗震目標(biāo)時，可以將其分為幾個等級，并通過結(jié)合分析模型與軟件獲得準(zhǔn)確的骨架曲線;在擇取五條或五條以上的地震波線以及兩條的場地人工波線后，需要以現(xiàn)場安全記錄為基礎(chǔ)，確定時程曲線，調(diào)節(jié)地震波以使其成為目標(biāo)譜。

2.3承載能力設(shè)計

以反應(yīng)譜作為參照依據(jù)而計算出底端剪力，并在特定規(guī)則下將地震力平均分?jǐn)偟礁鱾€結(jié)構(gòu)中，這種方式是提高整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與其穩(wěn)定性的常用方式。應(yīng)在保證各個環(huán)節(jié)均能夠保證承受載荷的情況下，才能進(jìn)行變形驗算。

結(jié)語

綜上所述，對混凝土性能進(jìn)行深入分析以實現(xiàn)提高結(jié)構(gòu)抗震性能的方式時未來建筑設(shè)計的整體趨勢。其在傳統(tǒng)的抗震技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善，并以建筑材料以及結(jié)構(gòu)為分析角度，在掌握其材料性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)特性的基礎(chǔ)上保證了設(shè)計的科學(xué)性，為提高建筑工程整體抗震水平奠定了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 賈文沛.基于性能的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2018，（23）：185-186.

[2] 李秀芬，汪志綱.基于性能的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計探究[J].百科論壇電子雜志，2019，（1）：76-77.

[3] 曾志輝.基于性能的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法初探[J].低碳世界，2017，（33）：268-269.

[4] 胡紹定，宋娟.基于性能的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的幾點探討[J].建筑與裝飾，2018，（9）：19，22.

[5] 黃清源.基于性能的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計[J].建材與裝飾，2018，（11）：93-94.

作者簡介：張家順（1992.02-）， 男， 漢族，碩士研究生，單位：濰坊職業(yè)技術(shù)學(xué)院，職稱：助教，研究方向：土木工程。