[民用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震分析] 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級

　　我國民用建筑結(jié)構(gòu)主要為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，本文結(jié)合地震對建筑結(jié)構(gòu)的作用以及框架、剪力墻、框架剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)的形式及特點，系統(tǒng)分析并討論了各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點及抗震性能，為民用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計和研究提供參考。
　　歷次的震害表明，地震災害的損失很大程度上取決于建筑結(jié)構(gòu)的破壞程度 , 而不同建筑結(jié)構(gòu)型式的抗震性能差異較大[1]。國內(nèi)外學者對建筑結(jié)構(gòu)抗震進行了大量的研究，文獻[1]針對不同建筑結(jié)構(gòu)震害的具體特征，提出了結(jié)構(gòu)型式、震害損失及工程投資之間關系的一般評價方法 , 為地震區(qū)進行建筑結(jié)構(gòu)型式優(yōu)化提供一定的理論依據(jù)。文獻[2] 基于建筑結(jié)構(gòu)震害預測分析 ,結(jié)合歷次震害資料及設計實踐 ,就建筑結(jié)構(gòu)抗震設計中的若干問題進行了探討 ,提出了看法和建議。
　　本文針對不同民用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的形式及特點，分析了框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)及筒體結(jié)構(gòu)的抗震特性，供設計人員參考。
　　1.地震對建筑結(jié)構(gòu)的作用
　　地震所釋放出來的能量，以地震波的形式向四周擴散，地震波到達地面后引起地面運動，使地面上原來處于靜止的建筑物受到動力作用而產(chǎn)生強迫振動。在振動過程中，作用在建筑物的慣性力就是地震作用。地震對建筑物的作用與一般靜載荷的作用不同，它取決于建筑物的動力特性，如結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼等，因此，地震對不同的建筑結(jié)構(gòu)的作用不同。
　　2.我國多高層民用建筑結(jié)構(gòu)形式及特點
　　本文主要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為例，分析其抗震性能及特點，我國多高層建筑結(jié)構(gòu)形式主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。其典型布置圖如如圖1所示。
　�。╝）框架結(jié)構(gòu)（b）剪力墻結(jié)構(gòu)
　　
　�。╟）框架剪力墻 （d）筒體
　　 圖1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的典型布置圖
　　2.1框架結(jié)構(gòu)
　　框架結(jié)構(gòu)體系是由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點連接構(gòu)成，既承受豎向荷載，也承受水平荷載的結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)適用于多層建筑，其優(yōu)點是建筑平面布置靈活且具有良好的抗震性能，但是但由于高層框架側(cè)向剛度較小，結(jié)構(gòu)頂點位移和層間相對位移較大，使得非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如建筑裝飾、管道設備等）在地震時破壞較嚴重，限制了框架結(jié)構(gòu)的高度。
　　2.2剪力墻結(jié)構(gòu)
　　剪力墻結(jié)構(gòu)體系是利用建筑物墻體承受豎向與水平荷載，并作為建筑物的圍護及房間分隔構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系。剪力墻在抗震結(jié)構(gòu)中也稱抗震墻。它在自身平面內(nèi)的剛度大、強度高、整體性好，在水平荷載作用下側(cè)向變形小，抗震性能較強。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)在非地震區(qū)或地震區(qū)的高層建筑中都得到了廣泛的應用，目前我國15-30層建筑結(jié)構(gòu)均采用這種結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點是墻間距不能太大，平面布置不夠靈活，且剪力墻的自重較大。
　　2.3框架剪力墻結(jié)構(gòu)
　　框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系是在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻所組成的結(jié)構(gòu)體系。由于框架結(jié)構(gòu)具有側(cè)向剛度差，水平荷載作用下的變形大，抵抗水平荷載能力較低的缺點，但又具有平面布置較靈活、可獲得較大的空間、立面處理易于變化的優(yōu)點；剪力墻結(jié)構(gòu)則具有強度和剛度大，水平位移小的優(yōu)點與使用空間受到限制的缺點。將這兩種體系結(jié)合起來，相互取長補短，可形成一種受力特性較好的結(jié)構(gòu)體系-框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。
　　框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系在水平荷載作用下的主要特征：1）在受力狀態(tài)方面，框架承受的水平剪力減少及沿高度方向比較均勻，框架各層的梁、柱彎矩值降低，沿高度方向各層梁、柱彎矩的差距減少，在數(shù)值上趨于接近；2）在變形狀態(tài)方面，單獨的剪力墻在水平荷載作用下以彎曲變形為主，位移曲線呈彎曲型；而單獨的框架以剪切變形為主，位移曲線呈剪切型；當兩者處于同一體系，通過樓板協(xié)同工作，共同抵抗水平荷載，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系的變形曲線一般呈彎剪型。
　　2.4筒體結(jié)構(gòu)
　　筒體結(jié)構(gòu)為空間受力體系。筒體的基本形式有三種：實腹筒、框筒及桁架筒。用剪力墻圍成的筒體稱為實腹筒。在實腹筒的墻體上開出許多規(guī)則的窗洞所形成的開孔筒體稱為框筒，它實際上是由密排柱和剛度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架圍成的筒體。筒體最主要的受力特點是它的空間受力性能。無論哪一種筒體，在水平力作用下都可以看成固定于基礎上的箱形懸臂構(gòu)件，它比單片平面結(jié)構(gòu)具有更大的抗側(cè)剛度和承載力，并具有很好的抗扭剛度。因此，該種體系廣泛應用于多功能、多用途，層數(shù)較多的高層建筑中。
　　3.民用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震要求
　　建筑所在地區(qū)的地震基本烈度，是指該地區(qū)今后50年內(nèi)，在一般場地條件下可能遭遇超越概率為10％的地震烈度。抗震設防烈度是指按國家規(guī)定的權(quán)限批準作為一個地區(qū)抗震設防依據(jù)的地震烈度。根據(jù)我國《 建筑抗震設計規(guī)范》 提出三個水準的設防要求，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。民用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計可從地基選擇、減少地震輸入量、消減地震反應、合理的結(jié)構(gòu)布置、選擇恰當?shù)慕Y(jié)構(gòu)材料、抗側(cè)力體系的優(yōu)化等方面來滿足抗震要求。
　　4.結(jié)語
　　本文給出了常用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的形式及特點，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中，可針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震要求，結(jié)合不同民用建筑結(jié)構(gòu)的形式及特點，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式。
　　參考文獻
　　[1] 常業(yè)軍，柳炳康. 建筑結(jié)構(gòu)地震災害中結(jié)構(gòu)型式優(yōu)化的研究[J]. 工程抗震，2001（4）：39-43.
　　[2] 常業(yè)軍，程文襄，隋杰英. 建筑結(jié)構(gòu)抗震設計中的若干問題[J]. 特種結(jié)構(gòu)，2002,19（4）：12-13.
　　[3] 鮑玉龍，王航. 民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震理念設計[J]. 科技傳播，2011（2）：39-41.
　�。ㄗ髡邌挝唬喝A宇建筑安裝工程責任有限公司河北承德067000）

相關熱詞搜索：抗震 鋼筋 混凝土結(jié)構(gòu) 民用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震分析 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震