预应力结构抗震设计探讨

1、预应力结构抗震设计探讨【摘要】：地震自古以来都是最困扰人类的自然灾害之一，由于它的发生无规律可循，地震 灾害造成的人员伤亡极大。近年来随着科学技术的不断发展，我国的抗震设计也逐渐跟上了 国际水平。本文根据以往的工作经验，对预应力结构设计中抗震工作进行分析，重点研究了 如何做好预应力结构中的抗震工作，从而希望对预应力结构抗震设计的相关人员提供一些借 鉴。【关键词】：预应力结构；抗震设计0引言建筑抵抗地震的性能不仅作为衡量建筑是否合格的标准，更与人们的人身安全和财产安全息 息相关，因此在建筑设计中必须注意建筑的抗震问题。近半个世纪以来，我国的结构抗震设 计的方法从无到有，其中伴随着地震学与结构试验

2、以及动力学的发展与进步，逐渐追赶并赶 超了国际同行水平。抗震设计有很多种类，应根据不同的建筑特点选择不同的结构形式。1预应力结构概述为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，而于施工当中对构件施加一定的压应力就是预应 力，先对构件施加一个承载相反的作用力，经施加此力来抵消掉对其应用过程中所遭受荷载 产生的拉应力，不但能够有效的使结构荷载得到消除，而且还可以使构件耐久与抗裂的性能、 刚度与强度得到有效的提高，在有效对弹性的变形与谐振的情况加以改善的前提下，提高整 体建筑工程整体的施工质量。预应力结构是于砼结构的构件承受到荷载的作用力以前，经使用强度较高的砼与钢筋来对预 先受拉砼施加一定的压力，这便是

3、钢筋砼当中预应力砼，可使用此手段来防止钢筋砼的结构 太早的出现裂缝等问题，经预应力来使因挤压的荷载所导致的拉力有所降低，并且把结构构 件的拉应力于比较小的范围里加以管控，进而延缓迟钢筋砼出现的裂缝，提升结构的构件刚 度与抗裂的性能。2抗震设计对于相关设计单位，有必要在工程方案阶段提出相应的抗震布设设计方案。结构的性能优劣 与层间位移角紧密相连，关系见表1。一些不合理的抗震布置会使地震的破坏产生非常严重 的影响，这将使地震的破坏会继续加剧，但面对这种情况会使一些轻地震产生非常严重的影 响。建设结构设计工程师应该采取平面对称分布尽可能禁止一些特殊的不规则的建筑设计， 设计单位需要通过调整结构的平面

4、形状、大小和建设工程结构，采取最科学合理的地震施工 表1结构性能与层间位移角关系性能水平层间位移角使用良好1/500人身安全1/200防止倒塌1/502.1注重抗震结构的设计根据目前的建筑情况来看，150米以上的建筑物当中，其主要是采取了 3种类型的结构体系， 即框架-核心筒、筒中筒以及框架支撑体系。设计人员必须要能有效的研究影响预应力结构设 计的因素，并采用科学方法解决这些问题，只有这样才能提升预应力结构设计的效率，在地 震发生时发挥良好的抗震效果。设计中应该注意采用高强混凝土时，还应适当降低剪压比。 剪压比过大，易发生脆性斜压破坏。现浇钢筋混凝土结构整体性和连续性较妊薄弱部位增设 施工缝。

5、预制楼板端部做成齿槽状，将少数肋伸入混凝土墙内,保证整体性。地震的发生由震源非常迅速地发展到周围的地方。在了解了地震的强能量趋势后，对建筑物 应采取相应的防范措施。例如，确保墙、梁和柱的轴线在同一平面上这种形式在抵抗强大的 地震发生时,地震力能源底部的墙，柱和梁具有一定的变形能力，同时还需要增加墙的坚固度，这 样我们可以增加墙的承载能力,能使结构抗震。地震发生的程度不同，在设计建筑物的抗震能 力时，要根据地震发生的等级来实现。地震震级越大，建造墙壁、支柱和梁所需的结构措施 就越严格。2.2注重力学分析由于经济和可承受性的原因，如果结构保持弹性，设计力将远远低于所需的要求。相比之下， 抗风结构的

6、设计是为了在因素作用下保持弹性。指定的规范要求旨在提供必要的非弹性地震 行为。在当今设计的建筑中，在大地震中幸存直接取决于它们的框架系统在经历（相对）大的 非弹性变形时滞回耗能的能力。这两点是抗震设计的关键。如果可能的话，设计结构以在极 端事件中保持弹性肯定是可取的。然而，弹性地震力可以是风力的几倍，而这种力的设计在 经济上根本不可行。通过允许在弹性地震需求的一定比例下屈服，设计力减少，达到了预期 的经济效果。然而，为了使设计可行，必须对系统进行详细的设计，以适应屈服后将发生的 非弹性变形。强调荷载效应实际上是施加在地面上的位移（加速度）。由于对地面运动的惯性阻力，力在结 构中产生。响应是动态

7、的，变形是反向的一一在同一事件中，正位移与负位移的量相等。对 于极端事件，响应将是非弹性的。事实上，在高地震活动性地区，甚至可以预期每10年左 右发生一次的中等地震的非弹性响应。虽然设计力是在构件中产生的，但真正的极限状态是 可变形的。如果事实如此，结构有多强并不重要，只要能证明其强度可以在几个非弹性变形 周期内保持。周期地震荷载的研究发现，时间-历史图显示了地面位移。地面向左移动，结构 滞后。惯性力是由于地面运动和结构相对于地面的动力响应而产生的。只有相对于地面的变 形才是重要的，X-Y图显示了结构在不屈服情况下的弹性响应，并对比了结构在风作用下的 设计强度。在基于力的方法中，选择一个系统，

8、假定其延性供给，并根据弹性需求除以预期延性供给计 算设计力。为了确保延性需求不超过供应，检查层间漂移。结构关键区域的变形要求和变形 能力从来没有明确检查过。这种方法很好地适应了新建筑，因为在这个过程的开始，单个元 素的强度是未知的。对于基于强迫的设计，线性分析是足够的。在以置换为基础的方法中。 只要能够证明临界区域的变形需求不超过供应，该结构就被认为是可以接受的，强度从不显 式检查。该方法很好地适应了现有的建筑，因为在这个过程的开始，单个元素的强度是已知 的。基于位移的设计需要进行非线性分析。2.3连续构件的抗震设计大跨度的预应力结构其连续的构件设置可以提升受弯的承载能力，促使预应力的筋能用来

9、当 正弯矩与负弯矩的筋，使得支座部位附加的弯矩对于柱子所造成不利的影响有所减小。所以， 于实际的设计当中，应当注意尽可能把单跨预应力梁的截面加以延伸，从而满足连续结构的 要求和作用，促使其支座所形成刚性的节点有着良好的抗震性能。2.4增强抗震性能的策略预应力砼结构与普通砼结构两者间对比，其抗震的性能较优良。预应力砼的结构大多会于需 具备抗震能力的区域应用，所以，在预应力结构的施工中，应注意选择可以增强结构的抗震 性能的方式来进行施工，通常来讲，即选择竖向预应力来对普通的钢筋砼结构加以加固。增 强预应力结构抗震的性能可由下面几方面来实现：在设计的时候，对砼的结构充分加以理论 的分析和研究，将构建于水平与竖直方位的作用力下内力的包络图计算出来，对支座与跨中 的截面加以调整。非预应力的钢筋布置应当与延性有关的要求相符，将配置的情况测算出来。 针对内力随着截面位置的改变情况的图形加以核算。3.结束语综上所述，目前民用建筑当中，为了更好地指导预应力结构的设计，保证整个结构的稳定性， 有必要建立先进的抗震概念。因此，在预应力结构设计过程中，设计人员根据施工区的地质 条件和抗震设计的具体要求，对预应力结构进行设计，提高结构的抗震性能，建造更加安全 稳定性强的建筑物，最后，为人们提供了一个安全舒适的生活和工作环境。【参考文献】：1王海鹏，刘黎明，钱其强等.如何做