房屋建筑中钢筋混凝土结构的抗震设计分析

文/臧瑶 都市发展设计有限公司 辽宁大连 116000

随着时代发展，房屋建筑的规模更大且结构设计更加复杂，对房屋建筑的抗震设计也提出了新的要求。众所周知，地震所带来的破坏是灾难性的，对人们生命财产安全构成严重威胁，同时也对我国经济社会发展造成不利影响。为此，加强建筑结构的抗震设计成为目前我国研究的重点内容之一。要想降低地震对建筑结构的破坏，在设计过程中，就需要结合实际情况，按照抗震设计的等级要求，采用合理的抗震措施，优化建筑结构的抗震性能。地震的发生往往是突发性的，地震预测的精确程度也有待提高，当地震来临时，良好的房屋结构抗震设计能够降低损坏程度或避免房屋倾倒，这需要建筑结构能够产生一定的弹性形变，从而使地震能量得以消耗衰减。因此，抗震设计要对建筑结构的弹性形变及形变产生的能量损耗进行科学研究论证，从而提升房屋建筑的抗震性能。

1、中国抗震设计现状与问题

我国的钢筋混凝土框架结构设计已经有十多年的发展历史，且设计水平已同欧洲一些发达国家相近。我国在钢筋混凝土框架结构的抗震设计中，所采用的方法也是以能力设计为主，通过对建筑结构延展性的调整和规划，来提升结构截面设计的合理性，防止变形等问题的出现，提高建筑的抗震性能。受到地壳板块的影响，我国是一个地震发生较为频繁的国家，所以在抗震设计上要严格按照标准要求进行操作，以完善建筑的整体水平，为社会经济的发展贡献力量。钢筋混凝土框架结构的抗震设计需要结合结构自身的物理性能，展开细致的分析与研究工作，这样才能更好的保证建筑结构的张拉力、抗变形能力、延展力在规定的标准范围内，确保建筑结构受力的稳定性。不过在目前框架结构设计中，设计人员很容易忽略结构物理性能的设计，进而导致建筑结构的相关性能与实际要求不符，降低框架结构的整体承载力，影响建筑结构稳定性。

2、房屋建筑钢筋混凝土结构抗震设计的优化

在钢筋混凝土房屋结构中，地震对节点的破坏性较小，梁柱结构中梁比柱更早屈服，且频次更多，对柱体来说，柱底的塑性形成时间要明显晚于柱顶，且两者相差时间越长抗震性能越好。也可以理解为，不论是梁还是柱体两端的塑性要尽量避免集中出现，要保证一定的时间裕度，这样有利于框架结构抗震性能发挥，在抗震结构设计中要加以充分考虑。

2.1 确保抗震结构延性

2.1.1 计算延性保证。为了进一步分析地震对房屋建筑的破坏过程，应从地震引起的楼层间的位移以及水平剪力的变化入手，由此得知，对框架结构来说，其构件在抗震设防升至二级以上时会产生弹塑性形变，若该构件所承受作用力不超出其承载力范围，则弹塑性形变可以使地震能量消耗殆尽。所以框架结构必须具备一定的弹性形变的能力，才能保证良好的抗震性能。经研究发现，强柱弱梁、强节点及强柱底等框架结构能够使地震作用力分散分布，较好的消耗地震能量，极限层能够产生更大位移，具有更理想的抗震效果。文中所阐述的“强弱”有明确的规定，且建筑结构的抗震承载能力有相应的计算公式，设计人员只需应用公式进行计算，为设计工作提供了极大便利。

2.1.2 构造延性保证。地震时，房屋建筑在塑性阶段会伴有大量的能量，若要将能量完全吸收消耗，必须保证建筑结构具有一定的承载能力。这是因为塑性阶段的建筑结构产生形变的几率更大。所以，为保证建筑结构的抗震性能，地震多发地区对钢筋混凝土结构设计有明确要求，延性框架结构设计在抗震设计中有较多应用。为提高房屋建筑整体防震效果，在抗震结构设计中要对抗震薄弱环节重点分析，保证其具有足够的强度和承载能力。延性框架结构设计的目的即充分提高混凝土结构的弹性形变能力，能够更好的吸收消耗地震产生的破坏性能量，提高房屋建筑的抗震性能。

2.2 梁柱结构设计

梁、柱结构设计是抗震设计重要内容，要提高柱体的承载能力，在房梁带来的压力下能够保证柱体结构的稳定，进而显著提高房屋建筑的抗震性能。地震发生时，钢筋混凝土房屋结构中房梁的塑性较早出现并且有明显变化，当发生最大非线性位移时塑性变化最为明显；而柱端塑性出现较晚，柱端在最大非线性位移产生时的塑性转变要小于房梁。这样可以有效提高框架结构的塑性消耗能力，并保证钢筋混凝土建筑结构稳定。

2.3 短肢剪刀墙设计

短肢剪刀墙设计在抗震设防烈度为6度、7度时有较多应用，其结构形式为剪力墙薄壁结构位于中间部位，其余部位均为短肢剪力墙结构。该设计中剪力墙结构应用较多，因此必须保证结构设计满足相关标准，并且结构整体在同一受力方向上不论是承载能力还是抗震强度都能够保证基本一致。对短肢剪刀墙来说，还要对倾覆力矩加以控制，使其对底部总作用力的占比在一定范围内（通常为38%-51%），倾覆力矩的具体大小可以通过对比同一结构平面中受力方向上剪力墙的面积与全部剪力墙截面积加以确认。

结语：

综上所述，房屋建筑的抗震设计直接关系到人们生命财产安全，具有重要的现实意义。对于钢筋混凝土房屋结构来说，多层或高层建筑中结构强度较弱的楼层、填充墙、柱端及节点连接处是地震发生时破坏最为严重的部位，在地震设计中应着重考虑。为提高房屋建筑抗震效果，本文提出了具体的设计措施，对抗震结构设计工作的开展有一定的促进作用。