钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策的研究

杨丹丹

（成都基准方中建筑设计有限公司合肥分公司，安徽 合肥 230000）

地震具有突发性与破坏性的特征，而目前的地震预报技术已经实现了稳步提升，但某些突发性的事故仍然会给建筑和人身安全产生不利的影响。所以，房屋的抗震性能良好是避免次生灾害产生的主要方式。我国设计的抗震标准也经历了长期的发展阶段，且技术标准的变化也说明现代建筑结构设计在抗震方面的要求明显提升，此时也应该进行针对性的内容分析和研究。

1 抗震设计的技术要求

钢筋混凝土房屋结构的抗震设计是基于地震灾害与以往的工程经验所归纳的原则与设计理念，同时对建筑结构进行整体规划布置的过程。建筑结构性能能否具有抗震的要求，依赖于设计理念与抗震标准，不仅要从抗震计算的角度展开分析，还应该从设计的角度来明确构造措施，包括性能设计的相关要求。

1.1 设防类型与技术标准

国家的《防震减灾法》中明确了抗震设防分类的基本要求。结合我国的具体国情来看，工程抗震设防的划分直接影响到抗震措施的选择，也是结构设计过程中的主要参考依据。设防标准的调整也会涉及地震作用与构造措施的相关内容。我国国内近年来出现的重大震灾情况也说明，现有的抗震设计环节当中，建筑物场地选择、地基质量直接影响到建筑物的抗震性能，尤其是2008年汶川大地震之后，抗震规范的调整也充分说明了对于场地和地基的重视。

1.2 建筑形体与构件设计

在抗震设计工作中，我们应该重点分析建筑形体与构件设计过程中的合理性，从而立足于建筑物的平面尺寸与外形尺寸，确定可能产生的影响因素，深刻理解规则层面的技术要求。特别是在新的规范出台后，严格针对建筑物的规则程度进行了区分和评估，避免采用一些不合理的技术方案。目前对于平面、竖向不规则层面的要求划分，能够对钢筋混凝土房屋的薄弱部位采取更加有效的保护方案[1-2]。

1.3 结构体系与非结构构件

合理的抗震结构体系直接影响到结构的抗震性能，因此我们会通过严格的分析后采取最合理的结构类型。一般来说建筑的水准与结果欧侧向变形都可以控制在一定的范围内，结构材料与施工条件在经济层面、技术层面都倾向于选择合理的抗震结构体系，从而明确体力受力标准，并合理地设置建筑物的结构，布置抗侧力体系。

1.4 结构材料施工

在抗震概念设计中的关键部分就是建筑材料与结构层次的应用，而施工程序设计中也会在图纸内容进行说明。在钢筋混凝土结构中混凝土强度等级的限制，是因为混凝土本身的脆性会随着强度等级的提升而提升，在抗震设计施工中这无疑是一个需要重点关注的因素，从而对混凝土等级的使用进行管控。在地震条件下，构件出现塑性变形，我们需要加强柱的抗弯能力，引导结构在地震下形成更合理的梁铰结构。目前这一抗震设计也被世界各国所采用，目的在于保障结构在强震条件下，所有的柱截面不出现塑性铰。

1.5 抗震性能化设计

建筑的抗震性能化设计早在20世纪90年代就开始出现，美国的部分工程师在当时也基于结构性能的抗震要求而进行设计。我国的建筑抗震设计原则在现有的规范下应该明确设防目标，从宏观上展开定性分析。但是这样一来却无法体现出实际地震条件下建筑物的受力和变形情况，所以在未来的技术要求下考虑从定性分析转变为量化分析，包括对结构的静力分析、动力弹塑性分析等，并经过数据分析，在现有的规范基础上按照具体条件来实现建筑物的抗震设计。具体的性能化设计框架如图1所示。

图1 性能化设计要求

2 钢筋混凝土房屋的设计要求

2.1 实例概况

某实例工程建筑总高12.450 m，共分为3层，建筑功能为幼儿园，结构类型为框架剪力墙结构，根据国家相关规范查得该工程为乙类建筑，为重点设防类。根据工程所在地查询抗震设防烈度为7度，抗震等级为二级。该工程建筑形体及其构件布置为不规则结构，为凹凸不规则、楼板局部不连续不规则，本工程控制层间位移小于1.2，避免三项不规则情况。工程二层局部收进，对工程薄弱部位，采取配筋加强措施提高其抗震能力。

2.2 实例抗震设计问题

从经济性和安全性的角度来分析，建筑物的最大适用高度是有限的，但是我们根据实际需要，可以采取某些强制性措施。例如在抗震等级的设计方面，需要对结构抗震等级进行划分，然后采取不同的抗震措施。抗震等级是关键的设计参数，其与建筑物结构类型和抗震设防烈度、混凝土房屋高度之间有着密切联系。而案例工程单位中，其设计采用的混凝土材料强度不满足抗震要求，且结构设计上没有采用剪力墙，在这种条件下，因为该建筑的地区抗震烈度为7度，抗震等级较高，说明该工程存在抗震性能不足的问题，同时根据工程建模了解到，该力学梁柱结构附近存在3处薄弱点，如遇地震会预先塌陷，介于梁柱结构的重要性，必须对此进行优化。

2.3 实例抗震框架构造措施

首先针对案例建筑的混凝土强度以及结构问题，实例工程单位应当采用更高强度的混凝土作为替换，随后采用框架剪力墙结构来进行设计。其次框架剪力墙结构是当前国内外建筑物类型的一种普遍结构形式，对于框架剪力墙结构进行抗震设计的过程中，对于其构造设计有着一定的要求。同时，也能对钢筋配筋率和箍筋配置工作进行调整。例如在现有的框架剪力墙结构中为了保障框架柱的抗倾倒能力，也可以通过限制框架柱轴压比的方式来将抗震要求设计在预估的范围之内。例如对于梁柱等构件来说，延性的影响因素可以归纳为混凝土极限压应变与破坏时受压区高度两个方面，此时需要控制受拉钢筋的配筋率，并保证具有一定的受压钢筋，或是通过箍筋约束受压混凝土的方式来提升极限压应变与抗压强度。

3 结语

地震灾害的出现会带来严重的经济损失与生命财产损失，而现有的技术规范下我们也应该明确钢筋混凝土房屋结构抗震设计的具体要求，分析其在实际工程建设过程中的指导作用。但本次研究只针对混凝土框架剪力墙结构进行了说明，并未基于其他结构形式展开评述，例如框架剪力墙结构形式等。这些内容都可以成为后续研究工作的重点，进一步地进行完善和深入。