混凝土框架结构抗震设计探析

1、混凝土框架结构抗震设计探析    摘要： 在进行钢筋混凝土框架结构的抗震设计时, 首先要有合理的满足抗震要求的建筑布置, 同时要有清楚的抗震设计概念,不仅要进行抗震理论计算, 更要重视框架结构的构造要求,确保框架结构的设计安全可靠。本文对混凝土框架结构抗震设计进行了探讨。     关键词：混凝土；框架结构；抗震设计 钢筋混凝土框架结构在工业与民用建筑中是一种常见的结构类型, 特别是随着社会的进步和发展, 在一些大中型、多功能的综合建筑应用更加广泛, 在工业建筑中应用也很普遍。此类建筑结构设计中应遵循质量中心和刚度中

2、心的重合。如设计中由于功能的区分和要求, 质量中心和刚度中心的不重合, 在地震作用下会产生较大的扭转效应, 设计中应高度重视, 这是框架结构的主要特点。因此应充分提高其整体的抗震能力。一、建筑设计布置原则在建筑设计中应符合抗震概念设计的要求, 不宜采用严重不规则设计方案。在抗震设计中建筑及抗侧力结构的平面图布置应遵循平面和立面外型简单、规则、对称并应具有良好的整体性原则, 合理的建筑布置对抗震起重要作用。震害表明, 建筑结构形式简单对称的建筑在地震作用下较不容易破坏。建筑布置的规则包括了对建筑的平面和立面外形尺寸, 抗侧力构件布置原则, 结构的侧向刚度宜均匀变化, 竖向抗侧力构件的截面和材料强

3、度宜自下而上逐步减小避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变, 质量分布、承载力分布等诸多因素的综合要求。在设计过程中,建筑专业和结构专业应相互配合、协调, 才能布置出合理的布局。对抗震性良好的建筑, 在钢筋混凝土框架结构抗震设计时要遵循以下原则:1、平面易简单、规则、对称, 减少偏心。2、刚度中心与质量中心尽量重合, 否则应考虑其不利影响。3、质量大的设备宜布置在刚度中心较近的布位。4、不宜采用冗余度少的结构，如悬挑结构。5、宜有多道抗震防线。二、地震对混凝土框架结构建筑物的破坏混凝土框架结构的承重体系是由柱、梁、板三种构件组成的结构受力体系。从施工角度来说，这种结构的施工速度是比较快的，也比较

4、简易，而且在使用功能上也比较灵活 。可以根据用户的要求进行隔墙布置，是一种比较实用的结构体系。地震作用下结构承载力不足或变形过大，将引起的框架梁柱的破坏和填充墙的破坏、 以至于结构发生整体性的破坏。 框架梁柱的破坏主要反映在节点处柱的破坏重于梁；柱顶的破坏重于柱底；角柱的破坏重于内柱；短柱的破坏重于一般柱 ；混凝土框架结构的砖砌填充墙遇到地震时破坏较为严重，一般7 度就出现裂缝。 端墙、窗间墙及门窗洞口边角部分裂缝最多，9度以上填充墙大部分即会倒塌，原因是在强烈的地震作用下，框架的层间位移较大，因填充墙砌体的极限变形很小，在往复水平地震作用下，即产生斜裂缝甚至倒塌 。混凝土框架结构的变形为剪切

5、型，下部层间位移较大，因此填充墙的破坏在房屋中下部几层较严重。三、混凝土框架结构抗震设防目标国内外抗震设防目标是要求建筑物在使用期间对不同频率和强度的地震应具有不同的抵抗能力，即小震不坏，中震可修，大震不倒。这一抗震设防目标也为我国抗震设计规范所采纳，我国 建筑抗震设计规范 中抗震设防目标如下：                  1、在遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。2、在遭受本地区规定的设防烈度的地震影响时，建筑物可能有一定损坏但不致危及人民生命和生产设

6、备的安全，经修理或不需修理仍可继续使用 。3、在遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及人民生命和生产设备安全的严重破坏 基于上述抗震设防目标，建筑物在使用期间对不同频率和强度的地震应具有不同的抵抗能力。四、混凝土框架结构抗震设计的基本要求混凝土框架结构抗震设计要依据抗震设防烈度，通过地震作用的取值和抗震措施的采取来实现结构抗震设防目标。抗震措施的采取要依据概念设计原理进行，概念设计是正确地解决总体方案材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。1、选择对抗震有利的场地 地基和基础选择建筑场地时应根据工程需要，掌握地震活动情况和工程地质的相关资料，做出综合评价2、选择

7、对抗震有利的结构布置方案结构平面应简单规则，结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置，使结构的刚心与重心重合，避免地震时引起结构扭转及局部应力集中。3、处理好非承重结构构件和主体结构的关系。混凝土框架结构中非承重墙体材料选型和布置，应根据烈度 、房屋高度、 建筑体型 、结构层间变形墙体抗侧力性能的利用等因素经综合分析后确定，应优先采用轻质墙体材料。4、注意材料的选择和施工质量各材料的强度等级和施工质量应符合抗震规范要求。五、混凝土框架结构抗震设计各种震害的资料表明，选择对抗震有利的建筑场地以及合理规则的结构型式是减轻震害的有利手段。除此之外，增加结构延性，提高节点连接强度，增加主要承重构件稳定性也是

8、抗震的必要措施。具体方法如下： 1、框架的塑性屈服较多、较早地发生在梁端底层柱根的塑性铰较晚形成，应采取“强柱弱梁”的原则。 2、节点处梁达到弯曲极限状态时节点仍保持有足够的强度和变形能力。 3、梁柱构件在弯曲破坏之前，避免各种形式的脆性破坏（如剪拉破坏、剪压破坏、粘结锚固失效等）。 4、重视非结构构件的抗震设计，减少地震损失。 5、布置平面和立面时，强度、刚度和延性要适应结构在地震作用下的动力要求，并应均匀连续地分成分布，结构竖向刚度和强度应避免突变。在一般静力设计中，任何部位的超强设计都不会降低结构的强度，但在抗震设计中，某一部分的结构设计超强或强度不足，就可能造成结构的相对薄弱部位，在地

9、震时引起破坏，因此，为了简化构造而统一截面设计以及在施工中以大代小、改变配筋都需要慎重考虑。 6、尽可能增设结构抗震防线，构件和节点连接的强度和刚度要相适应。 7、地基基础的强度和刚度要与上部结构的强度和刚度相适应，而且各个柱下基础的抗震潜力应一致。 8、合理地控制结构的非弹性部位。 9、结构单元之间的连接应遵守牢固连接或彻底分离的原则。 10、结构设计时，应适当地布置一些耗     能构件，主要耗能构件的选择应遵循：主要耗能构件的屈服过程应尽量保持受约束屈服，且应具有良好的延性和耗能性能。为了保证主要耗能构件的延性，应选用承受轴向应力较小的构件，也不宜

10、选用承受竖向静荷载的主要构件，为了提高耗能能力，构件应具有相当的刚度。主要耗能构件的破坏形态，应当是弯曲破坏，而不是剪切破坏，为此在进行构件强度设计时应按不同强度要求进行设计。 11、尽可能地采用现浇的钢筋混凝土楼盖、屋盖。 12、在同一结构单元尽量避免楼层局部错层，造成短柱。 13、楼梯间是抗震的不利部位，在强震作用下，楼梯结构起支撑作用，从而造成连接部位的破坏，为此，楼梯结构应与主体结构分离，楼梯的休息板宜采用柱支承，不用折梁的作法。 14、主要支承柱不用梁支承。 15、用坚实材料砌筑填充墙时，应考虑到这种填充墙对结构有不利和有利的影响，布置填充墙时应选择合理的构造措施和合理地布置。综上所述结构抗震设计一方面应按现行设计规范对结构进行必要的计算, 满足承载力和变形的要求; 另一方面还要采取正确的构造措施, 提高结构的延性, 防止结构倒塌。在进行钢筋混凝土框架结构的抗震设计时, 首先要有合理的满足抗震要求的建筑布置, 同时要有清楚的抗震设计概念,不仅要进行抗震理论计算, 更要重视框架结构的构造要求,确保框架结构的设计安全可靠。参考文献：1 王长军. 钢筋混凝土框架结构的抗震设计理念J. 煤炭工程, 201