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混凝土框架结构抗震设计探析甘望超

发表时间：2020/9/28 来源：《基层建设》2020年第17期作者：甘望超

[导读] 摘要：随着我国抗震技术水平的不断提升，混凝土框架结构抗震设计也被广泛的应用到建筑工程之中，切实的提升了混凝土框架结构的抗震能力。

        北京都市霍普建筑设计有限公司武汉分公司湖北武汉 430000
        摘要：随着我国抗震技术水平的不断提升，混凝土框架结构抗震设计也被广泛的应用到建筑工程之中，切实的提升了混凝土框架结构的抗震能力。而在本文中，我们首先对混凝土框架结构抗震设计的方法进行了深入的分析，提出了混凝土框架结构抗震设计中容易出现的问题，并结合实际情况和行业标准要求，探讨了提升混凝土框架结构抗震设计的有效对策，希望能对相关行业的从业人员起到应有的启发作用。
        关键词：混凝土；框架结构；抗震设计
        一、混凝土框架结构抗震设计方法
        在混凝土框架结构方案设计中，必须能够符合抗震设计的要求，遵循基本烈度相对应的多种烈度值的数值，通过弹性反应谱分析的方法，计算出弹性状态下地震作用的标准数值以及对应的地震作用效应，然后根据其荷载效应，按照既定的系数加以组合，多种荷载效应应该与假设的混凝土框架结构处于弹性状态下的弹性方法计算，同时也要对混凝土框架结构构件进行合理的控制，防止出现结构因为水平荷载导致的侧向变形情况。在这种情况之下，既能确保建筑物的可靠性得到满足，确保在遇到小规模地震时，混凝土框架结构不会出现损坏的问题，同时也能够满足基本抗震的设防要求，即遇到中等规模地震后混凝土框架结构经过维修依然能够保持较为良好的性能，然后设计人员要结合当地的抗震标准，融入概念设计和构造设计措施从而满足大规模地震的抗震设防需求。第二个阶段之中，要能够结合当地建筑体系的设防需求，对混凝土框架结构的层间变形是否能够满足不会出现坍塌现象进行分析，如果存在着变形量过高的薄弱层或者对应的构件，则应该对设计方案加以修改并引入更加科学合理的构造措施，从而使混凝土框架结构抗震设计能够与实际要求相符[1]。
        二、混凝土框架结构抗震设计之中容易出现的问题
        首先，在混凝土框架结构抗震设计之中，往往会出现结构布置不够合理的问题，这种问题产生的原因在于设计方案之中框架结构的平面布置缺乏应有的对称性，这也导致建筑物的边缘容易在地震作用力之下发生扭转和破坏，而在其中布置的结构如果不够均匀，也会导致竖向结构存在着不规则的问题，而塑性变形也会导致薄弱层被破坏。建筑物之间的防震缝宽度如果没有达到既定的需求，就会导致框架结构在大地震作用下出现建筑物水平位移相对较高的情况，对防震缝之间的结构碰撞产生一定的破坏作用。
        在水平荷载之下，混凝土框架结构的弯矩、剪力以及轴力都相对较大，而如果柱的箍筋配置不够科学或者是锚固措施不够完善，就会导致混凝土出现剥落的情况，甚至会出现压碎崩落的问题，而地震存在着纵向力也会导致其纵筋被压曲成为灯笼状。框架结构不会在这种情况之下形成短柱，而夹层、错层以及半高的填充墙和不合理的连续梁设计也是短柱产生的根本原因[2]。
        在混凝土框架结构设计之中，砌体填充墙是最容易出现墙面裂缝的部位，而这些斜裂缝也会沿着柱的周边呈现出开裂的问题。在地震作用力之下，混凝土结构的端墙和窗间墙以及门窗洞口附近的部位也会承受更强的冲击力，受到更加严重的破坏，而地震烈度相对较高的情况则会使墙体可能存在倒塌的风险。
        三、提升混凝土框架结构抗震性能的有效对策
        （一）提升底层支承结构的抗震能力
        在混凝土框架结构抗震设计之中，如何提升底层支承结构的抗震能力已经成为了每一个结构设计人员必须深入探讨的问题。对于混凝土框架结构设计来说，砌体结构加厚，底层墙壁厚度增加，砂浆砌块强度等级的提升都是有效提升底层支承结构抗震性能的渠道。混凝土框架结构的底层则是薄弱层，而这也就需要设计人员能够进行强化设计，通过多种行之有效的强化措施提升其结构的承载能力。如果说框架结构在十层以上，那么加强层应该拓展到二层，而同一层结构则应该结合不同部位的抗震需求，选择不同的抗震等级加以设计[3]。

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        （二）加大框架底层柱截面
        框架底层柱截面能够对建筑工程总体的抗震能力起到决定性的作用，需要每一个设计人员对其有着根本的认识。通过加大框架底层柱截面的方式，能够使其承载能力得到全面提升，同时也能够使柱轴压比得到有效控制，对于提升塑性变形能力以及建筑物框架结构的综合性能有着较为积极的影响。而加大底层柱截面也能够使柱本身的侧向刚度得到全面提升，使整体结构的侧向刚度得到强化，进而使结构的侧向位移得到有效控制。底层柱截面要高于上层柱，使总体结构的侧向刚度呈现出下方较大，上方相对较小的特点，这也能够防止其刚度的变化引起了建筑结构失稳的问题。这里要注意的是，要能够在混凝土框架结构设计之中，对下方结构侧向刚度和上方结构侧向刚度加以合理控制，使其能够平稳过渡，防止出现刚度差异较大的问题。
        （三）强化柱端混凝土和箍筋的抗剪能力
        在楼层水平地震剪力的作用之下，底层柱上下段往往会先出现斜裂缝，这也说明了柱端上的混凝土和箍筋的抗剪能力存在着不足的问题，而想要使这种问题得到合理解决，我们可以通过在底层柱端增加斜筋的方式提升柱的抗剪能力，从而防止柱端过早出现斜裂缝的问题。斜筋抗剪的原理与梁中吊筋和梁端弯筋也有着相似之处，其一方柱端的另加弯起筋是竖向的，其方向呈现出向四周发散的趋势，而一旦柱端保护层混凝土失去控制而脱落，那么箍筋也将失去混凝土锚固而出现被拉脱的情况，导致其抗剪能力和混凝土约束作用完全丧失。而斜筋如果出现一定的问题则不会失去混凝土的锚固，其抗剪作用仍然可以得到有效的发挥[4]。
        （四）做好细节设计
        在混凝土框架结构设计之中，很多设计细节都能够对混凝土框架结构的抗震能力造成一定的影响，而这也就要求相应的设计人员能够从这个角度出发，注重细节，以认真负责的工作态度，确保多种细节设计的质量能够符合抗震的要求。柱下基础侧面以及上层回填土都将在夯实之后成为地层土的一部分，而在地震发生时，这部分土会在基层土压力和摩擦力之下，产生一定的波动，随着地层土一起移动，相当于地震在土层的作用之下与柱基形成了相互作用的力，被地震作用力破坏的底层柱脚都会在地面以上的部位看见，而基础顶面柱最下端是否存在着被破坏的问题则缺乏明确的判断方式，这也说明了土体不仅对柱起到了约束作用，同时也能以嵌固的方式提升其稳定性。而除了拉结不同位置的基础面之外，相应的构造物在室内地面之外也能够起到阻挡回填土、提升建筑抗震能力的目的，为了确保地震之中楼梯构件的破坏程度得到有效控制，使其整体结构抗震性不会出现减弱的情况，楼梯构件应该通过两种措施加以控制，首先楼梯踏步斜板之下的滑动支撑要能够设置在楼层之间或者平台部分，而框架梁上的短柱支撑着上部平台的梁板，使休息平台的梁板柱与框架结构相互脱离，需要相应的设计人员能够在设计过程之中，对这些设计细节加以全面的重视，从而提升设计的科学性和针对性，推动混凝土框架设计科学性和合理性的不断提升。
        四、结束语
        在混凝土框架结构设计与施工过程之中，相应的设计人员必须从工程实际出发，提升抗震设计的有效性，给予抗震设计和抗震施工以必要的重视，严格按照相关标准和实际规范要求开展施工设计活动，并从多种角度引入提升混凝土框架结构设计抗震能力的方法和措施，从而使相应的建筑工程安全性能能够达到既定的要求，为我国建筑工程行业的深入发展奠定更加坚实的基础。
        参考文献
        [1]鹿雪荣.混凝土框架结构抗震设计探析[J].中国房地产业,2017,(5):83.
        [2]邓曦.混凝土框架结构抗震设计探析[J].建材发展导向（上）,2016,14(8):110-111.
        [3]王银权.混凝土框架结构抗震设计探析[J].商品与质量,2015,(50):250-251.
        [4]温文婕.混凝土框架结构抗震设计探析[J].建材与装饰,2015,(15):34-34,35.