钢筋混凝土结构的抗震研究防灾减灾工程与防护工程
傅建清
摘要：结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下的非弹性变形,因此,地震作用下,结构的延性与结构的强度具有同等重要的意义。地震力降低系数对设防烈度地震作用的整体降低实际上决定了结构的屈服水准和对结构延性需求的大小。
能力设计已为各国普遍接受,通过能力设计,形成合理的耗能机制,使塑性铰出现在延性易于保证的部位;确保结构在未达到所需要的延性前不至于发生剪切失效;并通过细部构造措施来保证延性的充分发挥。地震灾害是人类面临的严重灾害之一。地震具有突发性的特点,至今可预报性仍然很低。强烈地震常造成人身和财产的巨大损失。我国属地震多发国家,需要考虑抗震设防的地域辽阔,因此结构的抗震性能在我国具有充分的必要性。
我国的抗震设计是从五十年代开始,在国际抗震的推动下起来的,并逐渐形成了自己的特色。在积累了相当的研究成果和实践经验的基础上,相继制定了74 、78 、89 规范和新修订的2001抗震设计规范(GB5001122001)按2001 年规范设计的建筑物的抗震能力较89 规范可提高10 %～15 % ,其技术含量达到国际先进水平。但由于受国家实力的限制,安全可靠度的设置仍低于美国等发达国家。
要想更好的执行规范就必须明确抗震规范制定的基本,明确抗震设计的基本原则。下面着重从以下几个方面做以阐述。1在地震作用下, 一味地追求结构的强度并不可取,结构的延性是非常重要的 地震分为小震、中震和大震。所谓小震指的是常遇地震,50 年出现的概率大约为63 % ,重现期为50 年。中震是指50 年出现的概率约为10 % ,重现期为475 年。而大震指的是罕遇地震,50 年出现的概率为2 %～3 % ,重现期为1641～2475 年。对于偶然性和随机性很大的地震荷载,要想使结构强度一定大于结构反应,几乎是不可能的,而且是十分不经济的。承受牺牲的能力和经济制约的因素,我们只能从概率的角度出发,使结构在一定的概率保证下能安全正常地发挥作用。这就决定了抗震设计的基本原则,在我国即通常所说的“小震不坏,中震可修,大震不倒”。在“小震”作用下,要求结构不受损伤或不需修理仍可继续使用。从结构抗震角度来说,就是要求结构在“小震”作用下保持准弹性反应状态,而不进入使建筑物中断使用和产生非结构构件破坏的非弹性反应状态;同时结构的侧向变形应控制在合理的限制范围以内,目的是使结构具有足够的抗侧向力刚度。中震大概相当于我们的设防烈度地震,当遭遇到中震作用时,结构可以有一定程度的损坏,经修复或不经修复仍可继续使用。从经济角度来说,维修费用不能太高。 对发生概率极小的罕遇大震(“大震”的烈度比设防烈度约高一度左右) 。要求当结构在遭遇“大震”作用时,不应倒塌或发生危及生命的严重破坏。这样一个抗震设防目标是非常经济合理的。因为地震的发生太偶然,倘使我们一味地追求结构的强度以保证中震甚至是大震作用下结构不坏,这将会使极大量的在绝大部分时间里,甚至在整个寿命期内都处于不能充分发挥作用的状态,这样做是不明智的。
