浅析预应力装配式建筑结构抗震分析方法

曾珂

桂林市人防工程设计院有限公司 广西桂林 541001

预应力装配式建筑结构和传统钢筋混凝土结构相比，施工工艺比较简单，施工速度更快，几乎全部构件都可以在工厂预制，预制完成后运输到施工现场进行吊装，可省去很多施工步骤，实现工业化生产[1]。

1 工程概述

某预应力装配式建筑工程，为四层钢筋混凝土框架结构，层高为2.9m，X 方向为5 跨，柱间距为3.9m，Y 方向为3 跨，柱间距分别是6.0m，2.6m 和6.0m， 柱的截面尺寸结构为400mm×400mm，梁的截面尺寸为250mm×500mm，混凝土的强度都是C40，纵向钢筋为HRB400，箍筋为HRB335。

2 预应力装配式建筑结构的优势分析

和传统钢筋混凝土结构相比，预应力装配式建筑结构具有的优势，主要体现在以下几个方面：

2.1 工业化程度非常高

预应力装配式建筑结构也被称之为工业化全装配式建筑结构，在施工中屋面板、墙面板、梁柱、保温层结构、承重结构等都可以进行工程预制，可形成一个完整的建筑结构体系，具有非常高的工业系列化和装配化，能够像很多其他商品一样进行实现批量化生产。

2.2 质量非常轻

质量轻是预应力装配式建筑结构和传统钢筋混凝土建筑最明显的区别，其重量是钢筋混凝土建筑结构的20%～50%，围护结构多采用轻质墙板，用钢梁为30～100kg/ ㎡，总质量比较轻，对地基强度的要求也不高，造价更加经济。

2.3 抗震性非常好

预应力装配式建筑结构具有很高的强度，良好的韧性，自重也比较轻，因此，具有更加理想的抗震效果。

3 预应力装配式建筑结构抗震分析方法

3.1 合理设置抗震措施

在预应力装配式建筑结构建设中，可在内部结构设置抗震措施，便于抗震分析和提升总体结构的抗震性。地震是一种比较常见的地质灾害，虽然具有不可控性和较大的破坏性，但采用科学合理的减震技术能够将地震造成的危害降到最低。在本工程施工中，为更好的研究预应力装配式建筑结构抗震方法，案例工程可采取如下措施，以降低地震造成的破坏[2]。

预应力装配式建筑结构体现中安装抗震措施，对工程所在区域的地质条件进行系统分析，并利用三维可视化技术，模拟地震强度，合理搭设的橡胶支架，提升抗震性能。

准备充足的橡胶支架材料，以保证本工程的抗震性能够满足当地相关规范和标准的要求。

在本工程施工中，尽量开展标准性施工，可将准备好的橡胶支架安装在建筑上层结构和下层结构相互搭接的位置，从而最大限度上降低地表建筑和地基结构之间相互影响的程度。在地震来临时，通过此种减震技术，能够将地震形成的压力控制在隔离层中，同时通过橡胶缓冲作用，削弱地震破坏力，从而保护建筑结构。预应力装配式建筑结构和传统钢筋混凝土结构相比具有很大的不同，在使用减震技术时，要采取多元化减震技术，以最大限度上提升抗震效果。本工程预应力装配式建筑结构属于典型的预制构件装配减震，在进行抗震方法研究中，合理配合节点处理技术，采用先进的、多元的减震技术，能够获得更好的抗震效果。

3.2 装配式连接节点抗震方法分析

对预应力装配式建筑结构而言，装配式连接节点方式有两种，一种是螺栓节点连接，另一种是焊接节点连接。大量工程实例和研究结果表明，二者相比，螺栓节点具有更高的延展性，强度更大，能耗更低，施工效果也比较显著。延展性对建筑结构的抗震性有较大影响，通过增加延展性有助于提升建筑工程的抗震能力。在螺栓节点表面进行焊接加固，能过保证钢筋、混凝土、装配式构件之间连接的稳定性。焊接节点的抗震性能相对比较低，需要通过一系列行之有效的方法和措施来增强抗震效果，常用的抗震方法有以下两种：

第一种，连接个装配式构件的侧板必须进行焊点加固，从而最大限度上降低节点变形量，提升节点的实际承重力，从而更好的抵抗地震压力，保护各节点的安全性和稳定性[3]。

第二种，焊接节点的宽度必须符合预应力装配式建筑结构对抗震的要求，也是本工程抗震施工的重点内容，特别是当建筑结构焊接节点受到转矩力时，可适当增加焊接节点的宽度，提升连接的牢固性，保证抗震效果。

3.3 等效现浇连接节点的抗震方法分析

在预应力装配式建筑结构中，等效现浇连接节点也是提升抗震效果的关键，常用的方法也有两种，一种是预应力式拼接节点，另一种是后浇式节点。研究结果表明，对预应力装配式建筑结构而言，一旦预应力拼接节点受到较大的压力时会逐步脱离混凝土结构，但不会形成明显的变形。本工程通过适当减少拼接节点的箍筋数量，以降低建设成本。但预应力拼接节点在抗震中能耗效果比较差，无法对地质能量进行有效转移。在预应力装配式建筑结构施工中，需要用到很多原材料，虽然通过预应力拼接节点能够有效抵抗地震压力，但也容易发生建筑倒塌问题，为更好的提升预应力能耗消耗和抗震能力，必须选择性能优越的预应力筋，以从根本上提升抗震能力。

4 结语

综上所述，本文结合工程实例，分析了预应力装配式建筑结构抗震分析方法，分析结果表明，预应力装配式建筑结构是目前最具发展潜力的建筑结构形式，比较符合绿色、低碳、环保、可持续发展理念。抗震性是预应力装配式建筑结构设计和施工中必须高度重视的内容，选择科学合理的抗震分析方法，有助于提升预应力装配式建筑结构的安全性和稳定性，值得高度重视。