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1、基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计方法初探 曾志辉 江西省直属机关建筑设计院 摘 要： 随着科技的发展与社会的进步, 城市化进程的不断加快, 推动了建筑行业发展的步伐, 同时人们对于建筑的性能也提出了更高的要求, 尤其是建筑结构抗震性能设计, 在设计过程中必须要建筑的实际情况为主要的出发点, 对建筑物的结构构件性能影响因素进行综合分析, 才能提高建筑结构的安全性以及稳固性。本文将通过对建筑结构抗震性能设定目标与性能水准进行分析, 进而对性能抗抗震设计方法以及注意事项进行阐述, 以供参考。关键词： 建筑物; 钢筋混凝土; 结构; 抗震设计; 方法; 收稿日期：2017-8-18Received
2、： 2017-8-18引言在进行建筑结构设计过程中, 钢筋与混凝土设计方式以施工成本低、使用时间长以及坚实度高等方面的优势, 在建筑行业应用的相对比较广泛, 但是采用钢筋混凝土施工设计方式, 一旦发生地震将会造成建筑物扭曲问题的发生, 因此, 在具体的建筑物结构设计过程中, 必须要对建筑物的抗震性能进行重点考虑, 促进建筑物坚固性与稳定性的提高。1 分析建筑物抗震性能设定目标与性能水准1.1 建筑物抗震性能设定目标所谓的性能抗震主要指的是在所设定的地震结构的作用达到预期性能目标。建筑物结构超限程度对于性能延性变形有着直接的影响性作用, 因此, 在进行超高层建筑结构抗震性能设计过程中, 必须要与
3、建筑物的不规则程度进行有机的结合, 在确保建筑物结构承载能力与延性变形能力的基础上, 提高建筑结构得到安全性能。同时, 建筑结构相关的设计人员需要向业主提供必要的经济与技术方面的分析, 业主需要从建筑结构的抗震设防烈度、建筑物的重要性以及震后修复难度系数等方面进行综合考虑, 进而合理的对建筑结构的抗震性能目标进行选择, 并且性能目标的设定必须要使得建筑物的施工设计方案与建筑物结构的安全性进行有机结合。1.2 建筑物基本性能水准第一种, 小震弹性:建筑物的所有构件层间位移以及抗震承载能力必须要符合规定的建筑结构设计要求, 并且建筑物的构件必须要符合弹性设计的相关技术要求与建筑抗震性能要求。第二种
4、, 中震弹性:所谓的中震弹性主要指的是不考虑地震组合内力调整系数的情况下, 建筑物的结构构件承载能力必须要符合中震计算弹性的相关要求。但是在进行系数调整过程中需要综合考虑抗震承载能力、材料分享系数以及荷载作用分项系数相关要求。第三种, 中震不屈服。所谓的中震不屈服主要指的是不考虑抗震承载能力以及地震组合内力系数调整的情况下, 材料的强度、荷载组合标准以及时阻尼比必须要进行合理的调整。建筑物重要部位以及薄弱部位需要在中震承载能力作用允许的情况下与屈服阶段所接近, 但是切记出现剪切等一切破坏性行为, 并且细部抗震构造必须要满足延性的相关要求。第四种, 大震不屈服:建筑物的重要或者是薄弱环节在大地震
5、承载能力允许范围的内与屈服阶段接近, 但是切忌出现剪切等一切破坏性行为, 并且细部抗震构造必须要满足延性的相关要求。第五种, 大震可屈服。建筑物局部结构构件在大震作用允许的情况下到达屈服阶段, 但是建筑物构件符合变形限制选定的要求, 竖向构件未发生脆弱性破坏性行为, 细部构件满足高延性相关要求。2 性能抗抗震设计方法分析2.1 承载能力设计方法在建筑结构设计过程中, 承载能力设计方法是目前我们国家采用的主要设计方法, 对于常遇的地震, 主要是通过反应对建筑物的底部剪刀进行计算, 并且按照一定的规则性分配到结构全高, 同时与其他负载进行组合, 进而对建筑物的结构强度进行合理的设计, 进行变形验算
6、。采用这种设计方法主要的优势在于使用方便, 性能概念更加的清晰化, 并且细部设计更具可靠性, 同时借助非线性静力的验算与分析, 能够更好的控制非线性结构的反应, 使得建建筑物的预期性能目标能够更好的完成, 但是, 这种设计方式也存在着一定的缺点, 这种设计方法主要适用于弹性反应, 而非弹性反应主要是建筑物的结构类型进行折减, 对整个建筑物性能目标控制过程中只是停在表面, 在本质上实质只保留了性能目标。2.2 采用位移方法进行抗震设计这种建筑物抗震性能设计方法, 主要是将结构位移作为建筑物结构的主要性能指标, 与传统的设计方法相比, 位移设计方法从根本上对设计过程进行改变。但是区别主要在于, 采
7、用这种设计方法只要是将位移设计成为整个建筑物抗震设计过程的起点。在实际的建筑工程设计过程中, 采用位移设计方法对建筑物的结构性能进行控制, 通过位移谱能够得出建筑物结构位移的周期, 将对基底剪刀进行计算, 分析建筑物结构, 进行具体的建筑物配筋设计, 在设计后在进行验算, 但是这种设计方法也存在着一定的不足, 需要采用刚度增大的方式进行改进, 在位移确定的基础上合理的进行构件配置, 从而使得建筑物设计施工更具合理性。2.3 能量抗震性能设计方法如果地震输入的总能量看作是建筑物结构破坏的主要原因所在, 并且在发生地震过程中, 地震对于建筑物结构以及建筑物的内部设施产生一定的破坏, 同时将受到建筑
8、物结构与其输入能量的共同影响性作用。采用能量抗震性能设计方法主要的优势在于能够直接的评估建筑物潜在的破坏能力, 对于建筑的非线性要求以及结构的滞回特征要求概念清晰, 合理的对耗能元件损失进行控制, 但是这种设计方法的缺点在于在应用过程中不够简单, 不确定因素相对比较多。3 基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计注意事项基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计方法, 需要与建筑物承载能力设计方法优点进行有机的结合, 具有可以采取以下几种设计方法:(1) 根据混凝土建筑物结构性能水准进行抗震性能划分, 对多个水准进行细分, 在量化指标同时, 细分明确, 在进行建筑物结构目标性能结构因素考虑的过程中, 初
9、期建筑物结构抗震性能设计方案与未来可能遭受到地震带来损失要进行综合的分析, 同时必须根据思想优化以及理论可靠度理论进行分析。(2) 加强对建筑物概念宏观结构设计进行控制, 在进行建筑物全过程设计过程中要对结构的规则加以控制, 合理的选择建筑物结构体系, 保障建筑物结构以及建筑物延性。(3) 与多级水准地震作用进行有机的结合, 在进行建筑物强度设计的过程中, 必须要重点体现出建筑结构建设初期的投入资金。(4) 在进行性能钢筋混凝土建筑结构抗震设计过程中, 必须要对变形指标进行合理的评估, 对建筑物构件的损伤程度以及非结构构件的性能水平进行合理的控制, 其目的主要是为了能够对未来建筑物遭受到地震损
10、失因素进行有效的评估, 降低建筑物的总费用支出。4 结语综上所述, 在建筑物结构设计过程中, 基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计方法是未来我们国家建筑行业结构设计的一大发展趋势, 采用这种结构设计方法不仅能够提高建筑物结构设计的整体性能, 更好的为人们所服务, 而且还能提高建筑的使用寿命, 促进建筑行业可持续发展。参考文献1张伟.基于性能的既有钢筋混凝土建筑结构抗震评估与加固技术分析J.房地产导刊, 2013 (22) :53, 109. 2韩小雷, 戴金华, 何伟球, 等.广州花园酒店“白金五星级酒店”结构改造基于性能的可行性研究J.地震工程与工程振动, 2012, 27 (5) :8894. 3黄超, 季静, 韩小雷, 等.基于性能的既有钢筋混凝土建筑结构抗震评估与加固技术研究J.地震工程与工程振动, 2013, 27 (5) :7279. 4徐自国, 肖从真, 李勇, 等.北京当代 MOMA 结构基于性能的抗震设计及静力弹塑性分析J.土木工程学报, 2011, 41 (3) :5864.
