钢筋混凝土构件在抗震设计中应注意的问题

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发布时间：2021-09-12

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钢筋混凝土构件在抗震设计中应注意的问题
魏希宝。，姜珊珊
(1．黑龙江省泥河水库管理处，黑龙江兰西151500；2．哈尔滨市磨盘山水库管理处，黑龙江五常150200)
摘要：我国历史上曾发生破坏性地震，其损失是极为惨重的。虽然在预报地震发生区域与时间有一定进展，但多数仍处于突发之
中，而事前的躲避预防不如事先就有针对性的预防。对主观控制地震灾害提出了7点应注意的问题。
关键词：钢筋混凝土构件；抗震设计；地基和基础；结构体系；框架结构
中图分类号：TU973．31 文献标识码：B
我国属多发地震国家之一。因此，对建筑物的抗震设计
应特别重视。在地震时，振动是以波的形式传播的，各种力
相互作用很是复杂，计算起来十分困难，但有几点是可以主
观控制的，现将在这方面的认识介绍如下：
1 选择对抗震有利的场地、地基和基础
建筑物场地选择的原则是根据区域地质构造、场地土和
地形地貌条件以及历史地震资料，尽量选择对建筑物抗震相
对有利的地段，避开不利地段，未经充分论证不应在危险地
段进行建设。
有利地段是指邻近地区无晚近期活动性断裂，地质构造
相对稳定，地基比较完整的岩体和密实土层。不利地段是指
邻近地区地质构造复杂，有晚近期活动性断裂、可能发生液
化的土层或软弱黏性土层，以及陡坡、河岸、孤立山丘、半挖
半填、不均匀土层等地段。危险地段是指地质构造复杂，有
活动性断裂，可能发生滑坡、崩塌、地陷地裂、泥石流、地表错
位等地段。
当无法避开不利地段而必须在其上建造工程时，应加强
基础的整体性刚度，对可能发生液化的土层或淤泥、淤泥质
土等软土层，则应采取挖除、人工密实、砂井排水等工程措
施。
地基及基础设计的要求是：同一建筑单元不宜设置在性
质截然不同的地基上；同一建筑单元宜采用同一类型的基
础，不宜部分采用天然地基或浅基础而部分采用桩基；同一
建筑单元的基础宜埋置在同一标高上；桩基宜采用低承台桩
等。
2 合理规划，避免地震时发生次生灾害
次生灾害是非地震直接造成的灾害。如房屋规划过密，
地震时房屋倒塌将道路堵塞，造成在地震发生时人口无法疏
散，增加伤亡；地震时水管破裂、消防设施失效，会造成火灾
发生；煤气罐、油库、化工厂、核反应装置等损坏，更会引起爆
炸、毒气外逸和核辐射泄漏；水利工程中的挡水建筑物如有
损坏，就会造成下游城镇农田的严重淹没，其后果比建筑本
身的损坏更为严重。
3 建筑物的形体和结构力求规整和对称
高层建筑物的平面宜采用矩形、方形、圆形、正多边形等
规整的形状，使地震时结构的变形能整体协调一致，结构的
抗震构造处理也较简单，这样，可取得较好的抗震效果。L
形、Ⅱ形等建筑平面在受震时，建筑物转角处会产生巨大的
集中应力，易遭破坏。结构的抗侧力构件也宜在平面上均匀
对称布置，使结构的质量中心和刚度中心尽量靠近或重合，
以免在地震发生时，除水平向地震作用外，还增添水平地震
惯性力对结构刚度中心的附加扭转作用。
建筑物的立面也宜尽量规整，避免局部突出。沿建筑物
的高度其质量和刚度不宜突变，以免突变部位在受震时发生
局部严重损坏。在建筑物的立面上应尽量少做挑檐等易倒
塌脱落的附属构件。
4 尽量减轻建筑物的质量，降低其重心
建筑物所受到的地震作用和这的质量成正比。采用轻
质材料，减轻建筑物质量是减少地震作用反应的有效措施。
建筑物的重心应尽量降低，以减少结构所承受的地震弯矩。
5 选择合理的抗震结构体系
抗震结构体系应根据建筑物的重要性、设防烈度、场地
条件、建筑高度、地基基础及材料、施工状况等，把技术、经济
条件综合起来考虑确定。
抗震结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作
用传递途径；应该有多道抗震防线，避免因部分结构或构件
失效，而导致整个体系丧失抗震能力，或丧失对重力荷载的
承载能力；抗震结构体系还应具备必要的强度、良好的变形
能力和耗能能力。在设计时，必须综合考虑结构体系的实际
刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产
生过大的应力集中或塑性变形集中。
6 增强结构构件的延性
延性是结构构件在超过弹性变形后能保持继续变形的
能力。延性好的结构构件能大量吸收地震作用的能量，减少
作用在结构上的地震作用。因此，对抗震来说，结构构件的
延性与结构构件的承载力常具有同等重要的意义。
对钢筋混凝土结构构件，为保证结构具有较好的延性，
应避免混凝土压碎、锚固失效、剪切破坏等脆性破坏的发生。
因此，在钢筋混凝土结构构件的抗震设计中，应限制受拉纵
向钢筋配筋率、增加受压纵向钢筋、增配箍筋、加大钢筋锚固
长度，对受压构件应控制其轴压比不过大，对受弯构件应体
现“强剪弱弯”原则等。同时，应不选用强度过低的混凝土及
强度过高的钢筋，因为高强钢筋的构件其延性会明显下降。
7 遭遇大震时，框架结构不发生柱铰机构
当遭遇本地区大震时，在框架结构的梁和柱端会发生塑
性铰。在抗震设计时，应使其形成梁铰机构，而不允许形成
柱铰机构。这是因为若形成柱铰机构而又要求它不发生过
大的塑性变形，不使结构倒塌，势必要求构件具有极大的延
性，事实上是不可能做到的。为了使塑性铰发生在框架梁梁
端而不发生在框架柱柱端，设计时应体现“强柱弱梁”的原
则。
参考文献：
[1] 河海大学，武汉大学，大连理工大学，等．水工钢筋混凝土结构
学[M]．北京：中国水利水电出版社，2009．