高层钢筋混凝土建筑结构研究

摘要:钢筋混凝土结构是高层建筑结构中最普通、应用最广的结构。高层钢筋混凝土建筑结构抗震的本质就是结构的延性，提高了结构的延性就能够增强高层钢筋混凝土建筑的抗震能力。高层钢筋混凝土建筑结构的塑性铰能够消耗地震的能量，降低地震对建筑物的影响，因此，需将高层钢筋混凝土建筑结构设计成延性结构。主要阐述了高层钢筋混凝土建筑结构抗震延性的作用及设计。

关键词:高层建筑;钢筋混凝土;抗震;延性

引言

钢筋混凝土具有足够的强度、良好的延性、较强的整体性，虽然钢筋混凝土建筑结构有良好的抗震性，但如果没有科学合理设计结构，仍会对高层钢筋混凝土建筑结构造成危害。

1高层钢筋混凝土建筑结构抗震设计中延性的作用

延性是指建筑承载能力不降低的情况下，建筑结构在屈服后有足够塑性变形能力的性能。延性的作用主要表现在以下方面:①防止脆性破坏。脆性破坏是突发性的、是没有任何预兆的，高层建筑在使用时，高层钢筋混凝土结构就会发生脆性破坏，因此，需要保证高层钢筋混凝土建筑结构有足够的变形能力，需要确保有较高的可靠指标，以防止发生脆性破坏，防止损害人们的生命财产安全。②承受偶然因素的作用。在使用高层建筑时，高层钢筋混凝土建筑结构可能会遇到偶然的超载、基础的不均匀沉降、温度变化等在设计过程中没有考虑过的偶然因素的作用［1］，使得结构会发生体积变化或变形，建筑结构的延性设计能够作为发生意外情况时内力和变形的安全储备。③重新分配塑性内力。延性结构具有转动的能力，在建筑结构发生变形时，延性设计能够促使塑性铰的形成，重新分配结构的内力。④抗震。发生地震时，建筑结构的延性设计不仅能够通过塑性铰区域吸收和耗散地震的能量，还能够降低建筑结构的刚度，这就会减少地震对高层钢筋混凝土建筑结构的影响。

2高层钢筋混凝土建筑结构抗震延性设计

2．1强柱弱梁

塑性铰的分布情况影响到高层钢筋混凝土建筑结构的延性，如果框架梁首先形成梁铰结构，那么塑性铰的分布会比较均匀，抗震延性也容易实现，如果框架柱首先出现柱铰结构，那么抗震延性很难实现，这就要求设计强柱弱梁。强柱弱梁是柱端的抗弯能力大于梁端抗弯能力。强柱梁弱就是为了保证框架柱有足够的抗弯能力，为了减少框架柱的弯曲程度［2］。当发生地震时，高层钢筋混凝土建筑结构的框架梁上首先出现塑性铰，这时地震产生的能量会通过梁上塑性铰来消散，从而减少地震对高层钢筋混凝土建筑的损害。与柱铰相比，梁铰或梁柱铰能够形成更多的塑性铰，因此，需要增强柱的抗弯能力，以便形成更多的、更好的梁铰或梁柱铰，从而消耗更多的地震能量。当高层钢筋混凝土建筑结构经受较大的侧向位移时，必须将非弹性变形限制在框架梁内，这样就能够保证框架柱有足够的抗弯能力，从而维护建筑结构的稳定性。

2．2强剪弱弯

如果建筑结构的构件和框架节点发生脆性破坏会影响到建筑结构的延性。在发生地震时，高层钢筋混凝土建筑结构会按照结构构件实际的承受能力重新分配结构的内力，因此，为了防止建筑结构构件和框架节点出现脆性破坏，就需要遵循强剪弱弯的原则，即建筑结构构件的受剪承载力大于构件屈服时的剪力［3］。强剪弱弯主要体现在设计剪力计算、抗剪承载力计算公式的选取、必要的构造措施等方面。与抗弯承载力计算相比，设计剪力计算更严格，其是根据地震的等级来调整地震效应系数的，同时建筑结构框架梁柱设计剪力需与梁柱极限抗弯强度相对应，以减少梁柱发生剪切破坏。抗震的等级不同，抗剪承载力计算公式不同。根据地震的反复性以及剪切的离散性，在辅以抗震结构措施的情况下选择纵筋屈服后的偏下限抗弯承载力计算公式。加强构造措施能够有效的保证建筑结构的延性。

2．3强节点强锚固

高层钢筋混凝土建筑结构的框架节点直接关系到建筑架构的延性，这就不宜过早的破坏框架的节点和纵筋锚固，以便梁铰能够发挥作用。在剪力与压力共同的作用下，处于高层钢筋混凝土建筑结构核心区域的框架节点出现裂缝，甚至是拉断箍筋，同时也会拉断建筑结构的柱的纵筋。因此，为了防止过早的破坏框架节点，需要规范设计核心区域的钢筋混凝土的强度，需要设置足够的箍筋;为了保证纵筋锚固的强度，可以利用机械锚固增加抗震附加锚固的长度。在设计框架节点时需遵循的原则是强节点弱杆件，这样可以保证梁柱弯曲后框架的节点仍然有制约的作用。

3结语

人们通常使用钢筋混凝土建造高层建筑物，增强钢筋混凝土的延性就能够增加高层建筑物的抗震能力，增加建筑物抗倒塌能力。设计强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固，就能够提高建筑的延性，提高建筑物的抗震性。

参考文献:

［1］姬淑艳，祝飞水，卜长明．高层建筑钢筋混凝土结构延性分析［G］//庆贺刘锡良教授执教六十周年暨第十一届全国现代结构工程学术研讨会论文集．天津:天津大学，2011．

［2］杨宗慧．高层钢筋混凝土建筑结构抗震延性设计［J］．中国新技术新产品，2011(4):303．

［3］王红伟．钢筋混凝土框架结构抗震延性设计［J］．建材世界，2013(2):126－129．

作者：李尧 单位：重庆鸡冠石建筑工程有限公司