钢筋混凝土结构延性抗震设计要点.pdf

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1、钢筋混凝土结构延性抗震设计要点钢筋混凝土结构延性抗震设计要点导言导言在高层钢筋混凝土结构的设计中，必须要考虑到建筑的抗震性能，确保其结构延性能够达到一定的要求，从而保证结构的变形能力，提高结构的稳定性。在设计过程中应当充分考虑到影响结构抗震设计的因素，并通过合理的设计方法来避免这些因素的影响，确保建筑结构的稳定性。本文在此从抗震设计的要求出发，对如何保证钢筋混凝土结构延性能力的抗震设计做了详细的分析。抗震设计的基本要求抗震设计的基本要求1.1.建筑的平立面布置建筑的平立面布置应符合概念设计的要求，建筑的体型力求简单、规则、对称、质量和刚度变化均匀。不规则的建筑方案应按规定采取加强措施，特别不规

2、则的建筑方案应进行专门的研究和论证，不应采用严重不规则的建筑方案。2.2.结构材料选择与结构体系的确定结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求，采用哪一种结构材料，什么样的结构体系要经技术经济条件比较综合确定，抗震结构的各类构件应具有的强度和变形能力（或延性），抗震结构体系的选取应符合以下要求：（1）具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；（2）具有多道抗震防线，避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力；（3）应具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力；（4）具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位产生过大的应力集中或塑性变形集中，

3、对可能出现的薄弱部位应采取措施提高抗震能力。3.3.确保结构的整体性确保结构的整体性各构件之间的连接必须符合下列要求：（1）构件节点的破坏不应先于其连接的构件；（2）预埋件的锚固破坏不应先于连接件；（3）装配式结构构件的连接应能保证结构的整体性，抗震结构的支撑系统应能保证地震时结构稳定，各抗侧力构件必须有可靠的措施以确保空间协同工作；（4）预应力混凝土构件的预应力钢筋宜在节点核心区以外锚固；（5）非结构构件（围护墙、隔墙、填充墙）要合理设置。钢筋混凝土结构抗震设计钢筋混凝土结构抗震设计1.1.设计方面设计方面（1）在施工设计环节，应该尽可能避免较大应力集中的现象出现，比如：开洞、截面突变、刻槽

4、等；（2）做好钢筋的配置，尤其是对于受力不同的钢筋，应该高度的重视受力钢筋和构造钢筋的确定；（3）对于容易开裂以及结构薄弱之处，应该做好相应的处理；（4）在设计中应该做好刚性与柔性关系的处理。在结构当中所有的构件都处于约束和被约束之间，相连构件的约束关系需要重视。在设计中，要懂得刚柔并济，不能够一味地追求柔性或者是追求刚度；第五，作为施工设计人员，对于结构施工程序、材料特性以及施工方案都应该有一个全面的认识，在选择方案和使用材料的时候，需要做到有的放矢。2.2.尽量设置多道抗震防线尽量设置多道抗震防线对于每一次强震来说，往往伴有后续的若干次余震。因此，在建筑物的抗震结构设计中，如果只设置一道防

5、线，那么经过首次破坏之后，可能由于余震的到来而再次损伤结构，最终造成倒塌事故。因此，在建筑物结构抗震设计时，应考虑若干个延性良好的分体系组成，一旦发生地震灾害，可形成有效的多重荷载传递路径，实现协同作用抵抗地震力；如果遇到第二水准烈度的地震，也就是在本地区抗震设防烈度时，结构就会进入到非弹性变形状态，可能对建筑物造成轻微的损坏，但是只需要简单修理甚至无需处理，就可以继续使用；因此，这就要求建筑结构必须具备强大的延性能力，不会出现难以修复的彻底性破坏；如果遇到第三设防烈度地震，也就是比本地区的抗震设防度中罕遇地震更高的情况下，虽然结构的破坏相对严重，但是不会造成结构倒塌，不会产生致命性破坏。3.

6、3.适当提升抗震能力适当提升抗震能力首先，如果发生强烈的地震作用，构件的强度安全储备大幅度下降，通过对构件实际承载力的分析，可客观判断薄弱部位；其次，应确保建筑楼层的承载力与计算弹性受力的比值保持均匀性变化，如果比值突然发生变化，可能会导致塑性集中变形；再次，避免地震力集中在局部位置，而对结构整体的承载力协调产生影响。4.4.客观考虑位移问题客观考虑位移问题对于我国建筑设计来说，大多以承载力作为结构抗震设计的重点，设计人员采取线弹性方法，对小幅度震动情况下的结构变形、内力等进行分析，采取组合内力方法，对构件的截面进行验证，以此确保结构的可靠性、稳定性。然而，为了更好地针对位移状况变化引起的结构

7、内力变化，在进行抗震设计时应该充分了解结构变形情况和配筋之间的关系，有针对性地采取设计方法，当建筑结构进入到抗震阶段后，对其变形进行精确分析与探讨。因此，除了计算小震阶段的情况以外，也要收集、统计、分析大震过程，实现更深层次的设计，必将成为未来发展方向。保证结构延性能力的抗震设计保证结构延性能力的抗震设计合理选择了结构的屈服水准和延性要求后，就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性能力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标。系统的抗震措施包括以下几个方面内容：1.1.强柱弱梁强柱弱梁人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震下，梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑

8、性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。2.2.强剪弱弯强剪弱弯剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。3.3.构造措施上的延性保证构造措施上的延性保证（1）限制轴压比与纵筋最大配筋率合理的受力过程可明显提高构件延性，为实现受拉钢筋的屈服先与受压区混凝土压碎的破坏形态，以提高塑性铰

9、区域的转动能力，规范限制轴压比与纵筋最大配筋率，同时对混凝土受压区高度也提出相应要求。（2）限制约束配筋和配筋形式。加密塑性铰区内的箍筋间距是很重要的一点，为保证“强节点”、“强柱弱梁”、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的设计原则及塑性铰区域的局部延性，有必要加密塑性铰区内的箍筋间距，这不但可提高柱端抗剪能力，还可约束核心区内混凝土，对纵向钢筋提供侧向支承，防止大变形下纵筋压曲，从而改善塑性铰区域的局部延性。规范对约束区纵筋的最小直径、最大间距、塑性铰区域的最小长度等做出了详细的规定，并对箍筋肢距及箍筋形式提出了相应要求。随着工程应用中箍筋强度和混凝土强度不断提高，对塑性铰区域内箍筋布置的要求是抗

10、震构造措施的一个重要方面，这一情况将导致高强度混凝土中约束箍筋配筋率的减少而降低结构的设计可靠度，建议以配筋特征值代替原体积配筋率，同时鉴于约束配筋对柱端塑性铰区的良好约束作用，建议适当增大配筋量。（3）限制材料。拒绝豆腐渣工程的第一关就是把握好材料质量，材料延性对确保构件（结构）延性极为重要，为此规范对材料也提出了相应的限制，如保证钢筋强屈比、延伸率及混凝土强度等级等，同时对施工过程中可能出现的钢筋代换也提出了相应的限制。结束语结束语综上所述，结构抗震设计对建筑抗震起着重要作用。一个优良的建筑设计，必须是在建筑设计与结构抗震设计相互配合、协作的基础上完成。为此，要充分重视结构抗震设计在建筑设计中的重要性，在建筑设计中更好地发挥应有的作用。