钢筋混凝土框架结构抗震延性设计的未来发展趋势

袁晓清

摘 要：钢筋混凝土框架结构是应用较为普遍的一种形式，其结构抗震的本质在于延性的提高，进而抵抗和预防抗倒塌能力。近年来，随着城市化进程的不断推进，多高层建筑结构的抗震能力备受重视。基于此，本研究在概述钢筋混凝土框架结构抗震相关理论相关理论的基础上，分析了其抗震延性设计的要点，并对钢筋混凝土框架结构抗震延性进行设计，以对其未来的发展趋势进行展望。

关键词：钢筋混凝土框架结构；抗震延性设计；未来趋势

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.093

0 前言

目前，我国的建筑抗震设计主要采用的是三水准抗震防设（大震不倒，中震可修，小震不坏），为实现这一目标，对钢筋混凝土框架结构的延性提出了更高的要求[1]。现阶段我国多高层建筑中，钢筋混凝土框架结构由于其具有较好的延性和整体性而备受欢迎。然而，对于地震烈度超过抗震防设标准时，钢筋混凝土框架结构还是存在一定的问题的。因此，本研究主要从其本质出发，对其进行了研究。

1 钢筋混凝土框架结构抗震相关理论概述

框架结构由两部分组成，即压弯构件和弯剪构建，也就是竖向框架柱和水平框架梁组成[2]。其中，梁是钢筋混凝土框架结构的主要耗能件，因而钢筋混凝土框架结构的延性在很大程度上是取决于梁的延性的。钢筋混凝土框架结构抗震的关键就在于框架结构的延性，即在保证承载力的前提下，具备的塑性变形能力，也就是延性比[3]。延性比的提高，对于框架结构抗震能力的提升具有重要的意义。

2 钢筋混凝土框架结构抗震延性设计的要点

（1）强柱弱梁。强柱弱梁要求结构柱子的承载力要大于梁的承载力。也就是说发生地震时柱子的破坏一定要晚于梁。为进一步提升钢筋混凝土框架结构抗震延性，在设计时，应注重强柱弱梁的设计，为做到这一点，应主要从以下三方面进行：第一，注重改变塑性的部位，促使其出现在梁端，进而促使其能够最大限度耗散地震能量。第二，注重加强柱的抗弯能力，进而促使其形成梁铰机构，从而产生更多的塑性铰，以起到耗散地震能量的作用。最后，注重塑性铰分布的均匀性。这主要是由于延性与其分布密切相关，分布越均匀，延性实现程度就越容易。总之，在设计过程中，应保证框架柱具有抗弯承载能力。

（2）强减弱弯。在设计过程中，还应注重强减弱弯，为做到这一点，应注意以下几方面：第一，注重减少非弹性变形因素的影响，以避免发生剪切破坏的可能。这主要是由于框架结构设计的延性与相关构件的破坏形态有密切的关系。梁柱端部设计要与其形成的塑性铰后的极限抗弯强度相对应。第二，注重加强箍筋的作用，主要是由于其在初期的作用不明显，但随着构件裂缝的不断加深，其作用日益明显。最后，利用剪力增大系数的方式，增加梁端、柱端以及剪库墙端的组合剪力值，然后进行受剪承载力设计，进而避免出现剪切破坏。

（3）强节点和锚固、弱构件。在设计过程中，还应注重强节点和锚固的设计。这主要是由于框架结构的延性与框架节点等有密切的关系。为此，应主要注重以下两几点：第一，应保证框架节点核心区的箍筋数量。第二，应采用适宜的方式，以加强锚固，如通过静力设计锚固长度，然后以此为基础，叠加具有抗震独家锚固长度的方式，或者采用机械锚固段的方式实现。

3 钢筋混凝土框架结构抗震延性设计

（1）轴压比与纵筋最大配筋率。在框架结构抗震延性设计过程中，只有合理的受力特征，方能促使构件延性的提升。为此，应规范轴压比以及纵筋的最大配筋率。这主要是由于钢筋的屈服与混凝土压碎的破坏形式有关。因此，还应对混凝土受压区给予高度的关注和重视。

（2）加强约束箍筋及配筋形式。在延性设计过程中，应遵循一定的原则，如强柱弱梁、强减弱弯等等。为确保延性设计符合这些原则，应对箍筋的间距采取加密的处理方式进行，进而保障数量。通过这种方式，其不仅能够提高柱端的抗剪能力，还能够对核心区的混凝土进行约束。与此同时，还能够支持纵向钢筋。总之，通过这种方式，其能够有效改善延性。另外，还可进一步规范箍筋的最大间距、最小直径等等，以提高延性，增强抗震能力。

（3）进一步明确对材料的要求。为进一步确保延性，还应进一步明确材料的延性。这主要是由于材料的延性有效保障钢筋混凝土框架结构构件延性的重要因素，因而对材料的延性應进行明确。例如，在设计过程中，应对屈服强度抗拉强度的两个实测值进行比较，保证其比值、强度等级以及伸长率等，进而保证其延性。另外，还应注重钢筋代换进行限制。除此之外，还可采用高强且轻质的结构材料，通过这种方式，减轻框架结构的自重，以减低轴压比，从而提升抗震能力。

（4）注重梁柱等构件延性因素。在框架结构中，柱子的造价时比较低的，然而其在抗震过程中，却能够起到决定性的作用。钢筋混凝土框架结构延性的重要构件是梁柱，而影响梁柱等重要构件延性的因素则主要有极限压应变以及破坏过程中的受压区高度。对于梁来说，梁端是塑性铰出现的重要部位，其对于延性的提高具有重要的影响。因而，在计算过程中，应注重满足计算方面的要求，除此之外，还应注重构造措施的应用，以提升梁的延性。

4 结论

综上所述，在我国城市化进程不断推进的过程中，随着高层建筑的增多，对钢筋混凝土框架结构的抗震延性设计更是提出了更好的要求。为满足这一要求，在设计过程中，其要点应遵循强柱弱梁、强减弱弯、以及强节点和锚固三个原则，然后进行设计。在延性设计过程中，应轴压比与纵筋最大配筋率，应加强约束箍筋及配筋形式，还应进一步明确对材料的要求，更应注重梁柱等构件延性因素。唯有如此，方能提升其延性比，以增加抗震能力。然而，由于诸多因素的影响，为保证其抗震延性的提升，设计人员还应注重提高结构设计的可信度以及可靠度，还应注重增加作用效应等以增强建筑物的抗震性能。唯有如此，钢筋混凝土框架结构的发展趋势才会更广。

参考文献：

[1]何勇毅.浅谈钢筋混凝土框架结构抗震延性设计思路[J].建材发展导向：下，2017，15（18）：112-113.

[2]张建业.钢筋混凝土框架结构的延性抗震设计[J].低碳世界，2017，26（02）：167-168.

[3]陈伟平.浅淡施工中钢筋砼框架结构抗震有足够延性构造的重要性[J].江西建材，2017，11（18）：107-108.