談?wù)劯邔愉摻罨炷两ㄖY(jié)構(gòu)抗震延性設(shè)計(jì)
人們通常使用鋼筋混凝土建造高層建筑物，增強(qiáng)鋼筋混凝土的延性就能夠增加高層建筑物的抗震能力，增加建筑物抗倒塌能力。
摘要:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高層建筑結(jié)構(gòu)中最普通、應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)。高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震的本質(zhì)就是結(jié)構(gòu)的延性，提高了結(jié)構(gòu)的延性就能夠增強(qiáng)高層鋼筋混凝土建筑的抗震能力。高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的塑性鉸能夠消耗地震的能量，降低地震對建筑物的影響，因此，需將高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu)。主要闡述了高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震延性的作用及設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:高層建筑;鋼筋混凝土;抗震;延性
0引言
鋼筋混凝土具有足夠的強(qiáng)度、良好的延性、較強(qiáng)的整體性，雖然鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)有良好的抗震性，但如果沒有科學(xué)合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，仍會對高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)造成危害。
1高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中延性的作用
延性是指建筑承載能力不降低的情況下，建筑結(jié)構(gòu)在屈服后有足夠塑性變形能力的性能。延性的作用主要表現(xiàn)在以下方面:
�、俜乐勾嘈云茐�。脆性破壞是突發(fā)性的、是沒有任何預(yù)兆的，高層建筑在使用時(shí)，高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就會發(fā)生脆性破壞，因此，需要保證高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)有足夠的變形能力，需要確保有較高的可靠指標(biāo)，以防止發(fā)生脆性破壞，防止損害人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
②承受偶然因素的作用。在使用高層建筑時(shí)，高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)可能會遇到偶然的超載、基礎(chǔ)的不均勻沉降、溫度變化等在設(shè)計(jì)過程中沒有考慮過的偶然因素的作用，使得結(jié)構(gòu)會發(fā)生體積變化或變形，建筑結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)能夠作為發(fā)生意外情況時(shí)內(nèi)力和變形的安全儲備。
③重新分配塑性內(nèi)力。延性結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動(dòng)的能力，在建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生變形時(shí)，延性設(shè)計(jì)能夠促使塑性鉸的形成，重新分配結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。
④抗震。發(fā)生地震時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)不僅能夠通過塑性鉸區(qū)域吸收和耗散地震的能量，還能夠降低建筑結(jié)構(gòu)的剛度，這就會減少地震對高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的影響。
2高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震延性設(shè)計(jì)
2.1強(qiáng)柱弱梁
塑性鉸的分布情況影響到高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的延性，如果框架梁首先形成梁鉸結(jié)構(gòu)，那么塑性鉸的分布會比較均勻，抗震延性也容易實(shí)現(xiàn)，如果框架柱首先出現(xiàn)柱鉸結(jié)構(gòu)，那么抗震延性很難實(shí)現(xiàn)，這就要求設(shè)計(jì)強(qiáng)柱弱梁。強(qiáng)柱弱梁是柱端的抗彎能力大于梁端抗彎能力。強(qiáng)柱梁弱就是為了保證框架柱有足夠的抗彎能力，為了減少框架柱的彎曲程度。當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的框架梁上首先出現(xiàn)塑性鉸，這時(shí)地震產(chǎn)生的能量會通過梁上塑性鉸來消散，從而減少地震對高層鋼筋混凝土建筑的損害。與柱鉸相比，梁鉸或梁柱鉸能夠形成更多的塑性鉸，因此，需要增強(qiáng)柱的抗彎能力，以便形成更多的、更好的梁鉸或梁柱鉸，從而消耗更多的地震能量。當(dāng)高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)受較大的側(cè)向位移時(shí)，必須將非彈性變形限制在框架梁內(nèi)，這樣就能夠保證框架柱有足夠的抗彎能力，從而維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
2.2強(qiáng)剪弱彎
如果建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和框架節(jié)點(diǎn)發(fā)生脆性破壞會影響到建筑結(jié)構(gòu)的延性。在發(fā)生地震時(shí)，高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)會按照結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)際的承受能力重新分配結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，因此，為了防止建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件和框架節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)脆性破壞，就需要遵循強(qiáng)剪弱彎的原則，即建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受剪承載力大于構(gòu)件屈服時(shí)的剪力。強(qiáng)剪弱彎主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)剪力計(jì)算、抗剪承載力計(jì)算公式的選取、必要的構(gòu)造措施等方面。與抗彎承載力計(jì)算相比，設(shè)計(jì)剪力計(jì)算更嚴(yán)格，其是根據(jù)地震的等級來調(diào)整地震效應(yīng)系數(shù)的，同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)框架梁柱設(shè)計(jì)剪力需與梁柱極限抗彎強(qiáng)度相對應(yīng)，以減少梁柱發(fā)生剪切破壞�？拐鸬牡燃壊煌�，抗剪承載力計(jì)算公式不同。根據(jù)地震的反復(fù)性以及剪切的離散性，在輔以抗震結(jié)構(gòu)措施的情況下選擇縱筋屈服后的偏下限抗彎承載力計(jì)算公式。加強(qiáng)構(gòu)造措施能夠有效的保證建筑結(jié)構(gòu)的延性。
2.3強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)
錨固高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的框架節(jié)點(diǎn)直接關(guān)系到建筑架構(gòu)的延性，這就不宜過早的破壞框架的節(jié)點(diǎn)和縱筋錨固，以便梁鉸能夠發(fā)揮作用。在剪力與壓力共同的作用下，處于高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)核心區(qū)域的框架節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)裂縫，甚至是拉斷箍筋，同時(shí)也會拉斷建筑結(jié)構(gòu)的柱的縱筋。因此，為了防止過早的破壞框架節(jié)點(diǎn)，需要規(guī)范設(shè)計(jì)核心區(qū)域的鋼筋混凝土的強(qiáng)度，需要設(shè)置足夠的箍筋;為了保證縱筋錨固的強(qiáng)度，可以利用機(jī)械錨固增加抗震附加錨固的長度。在設(shè)計(jì)框架節(jié)點(diǎn)時(shí)需遵循的原則是強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件，這樣可以保證梁柱彎曲后框架的節(jié)點(diǎn)仍然有制約的作用。
3結(jié)語
人們通常使用鋼筋混凝土建造高層建筑物，增強(qiáng)鋼筋混凝土的延性就能夠增加高層建筑物的抗震能力，增加建筑物抗倒塌能力。設(shè)計(jì)強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固，就能夠提高建筑的延性，提高建筑物的抗震性。
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