導(dǎo)語：如何才能寫好一篇抗震設(shè)計(jì)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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論文摘要:本文從抗震的角度探討建筑的體型，建筑平面布置和豎向布置、規(guī)范中設(shè)計(jì)限值的控制、屋頂建筑等設(shè)計(jì)問題。

建筑設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求，從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很難對(duì)建筑設(shè)計(jì)有較大的修改，建筑設(shè)計(jì)定了，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則上只能是服從于建筑設(shè)計(jì)的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計(jì)階段中較好地考慮抗震的要求，則結(jié)構(gòu)工程師就可以對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行合理的布置，建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào)，使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高；如果建筑師提供的建筑設(shè)計(jì)沒有很好地考慮抗震要求，那就會(huì)給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)帶來較多困難，使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計(jì)受到建筑布置的限制，甚至造成設(shè)計(jì)的不合理。有時(shí)為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力，不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量，造成不必要的投資浪費(fèi)。由此可見，建筑

設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求，對(duì)整個(gè)建筑起著很重要的作用。因此，我們?cè)诮ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)過程別要注重以下幾個(gè)問題。

一、建筑體型設(shè)計(jì)問題

建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計(jì)。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過多伸懸、不對(duì)稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡(jiǎn)單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞，有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時(shí)都會(huì)造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡(jiǎn)潔、規(guī)則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對(duì)抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡可能少做不對(duì)稱的側(cè)翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對(duì)稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對(duì)稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。

二、建筑平面布置設(shè)計(jì)問題

建筑物的平面布置在建筑設(shè)計(jì)中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內(nèi)墻的布置、空間活動(dòng)面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數(shù)量和布置等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來。而且，由于建筑使用功能不同，每個(gè)樓層的布置有可能差異很大，建筑平面上的墻體，包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強(qiáng)度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等等布置不對(duì)稱，墻體與柱子分布的不對(duì)稱、不協(xié)調(diào)，使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震很不利。有的建筑物，其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側(cè)，結(jié)果在地震中造成靠電梯一側(cè)建筑物的嚴(yán)重破壞。這是因?yàn)殡娞菥簿哂袠O大的抗側(cè)力剛度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一側(cè)的墻體很多，而另一側(cè)的墻體稀少，這就造成平面上剛度分布的很不對(duì)稱，質(zhì)量分布也偏心，使結(jié)構(gòu)的受力和變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng)，帶來局部墻面的破壞。有的建筑物，如底層為商場(chǎng)的臨街建筑，臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體，而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉，兩側(cè)在剛度上相差很多，也將在地震時(shí)引起扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震不利。還有的建筑平面布置上，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對(duì)齊或中斷，使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻，對(duì)抗震也帶來不利，客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震關(guān)系很大，從概念上要解決的一個(gè)核心問題是：建筑平面布置設(shè)計(jì)上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻，對(duì)稱協(xié)調(diào)，避免突變，防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計(jì)上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件，使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震中的作用。

三、建筑豎向布置設(shè)計(jì)問題

建筑的豎向布置設(shè)計(jì)問題在建筑設(shè)計(jì)中主要反映在建筑沿高度(樓層)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計(jì)上。無論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個(gè)問題是比較突出的。存在的這個(gè)主要問題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場(chǎng)、購物中心，建筑上要求是大柱距、大空間；而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設(shè)柱、墻很少，而上面則是以墻為主，柱很少。有的建筑在布置上還設(shè)有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設(shè)有大會(huì)議廳、展廳、報(bào)告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質(zhì)量和剛度的嚴(yán)重不均勻、不協(xié)調(diào)。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質(zhì)量和剛度相差過大，形成突變［3］。在剛度最差的樓層形成對(duì)抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設(shè)計(jì)中必須高度重視的問題。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，在建筑使用功能不同的情況下，很可能出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對(duì)齊，柱子不對(duì)齊，墻體不連續(xù)，不到底；上層墻多，下層墻少；上層有柱，下層無柱等，使地震力的傳遞受阻或不通；抗震用的剪力墻設(shè)置不能直通到底層、剪力墻布置嚴(yán)重不對(duì)稱或數(shù)量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來地震作用分布的不均勻、不對(duì)稱和對(duì)建筑物很不利的扭轉(zhuǎn)作用。多次大震害表明，建筑物豎向樓層剛度的過大變化，給建筑物造成很多破壞，甚至是整個(gè)樓層的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中，有多棟鋼筋混凝土高層建筑發(fā)生了中間樓層的整體坐落倒塌破壞。因此，盡可能使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑物底部，不宜中斷或不到底。盡量避免其某樓層剛度過少，盡量避免產(chǎn)生地震時(shí)的鈕轉(zhuǎn)效應(yīng)。

四、建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)限值控制問題

根據(jù)大量震害的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJll-89)對(duì)房屋建筑在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)予遵守：一是房屋的建筑總高度和層數(shù)；二是對(duì)房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。

五、屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)問題

在高層和超高層建筑設(shè)計(jì)中，屋頂建筑是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)部分。從近幾年對(duì)一些高層建筑抗震設(shè)計(jì)審查結(jié)果來看，屋頂建筑存在的主要問題，一是過高，二是過重。這樣的屋頂建筑加大了變形，也加大了地震作用。對(duì)屋頂建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上，且前者的抗側(cè)力墻與其下樓層的抗側(cè)力墻體上下不連續(xù)時(shí)，更會(huì)帶來地震的扭轉(zhuǎn)作用，對(duì)建筑物抗震更不利。為此，在屋頂建筑設(shè)計(jì)中，宜盡量降低其高度。采用高強(qiáng)輕質(zhì)的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結(jié)構(gòu)的傳遞比較通暢，使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致；當(dāng)屋頂建筑較高時(shí)，要使其具有較好的抗震定性，使屋頂建筑的地震作用及其變形較小，而且不發(fā)生扭轉(zhuǎn)地震作用。

六、結(jié)束語

總的來說，建筑設(shè)計(jì)是建筑杭震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，建筑設(shè)計(jì)與建筑

抗震設(shè)計(jì)有著密切關(guān)系。它對(duì)建筑抗震起著重要的基礎(chǔ)作用。一個(gè)優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計(jì)，必須是在建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成。為此，要充分重視建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要性，在建筑抗震設(shè)計(jì)中更好地發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn):

[1]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(CBJll-89)，中國建筑工業(yè)出版社，2005。

[2]包世華、方鄂華，《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》，清華大學(xué)出版社，2003。

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1．1合理的選址在建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計(jì)中，合理的選址是最基本的先決條件。為了保證選址的正確、合理性，我國政府部門已經(jīng)出臺(tái)了《中華人民共和國減災(zāi)抗震法》等法律條文，其中明確規(guī)定“對(duì)于有可能發(fā)生的重大建設(shè)性工程以及次生災(zāi)害進(jìn)行嚴(yán)格的地震安全指標(biāo)評(píng)價(jià)，按照地震安全評(píng)價(jià)結(jié)果，明確相關(guān)建筑物的抗震設(shè)防要求，并對(duì)其進(jìn)行分別設(shè)防”。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)其實(shí)際質(zhì)量可分為四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其中:甲類:地震時(shí)間或大型建筑工程可能發(fā)生的次生建筑類災(zāi)害;乙類:地震中不能中斷使用功能，且必須要逐步恢復(fù)的建筑類型;丙類:除甲、乙兩類建筑外的其他普通建筑類型;丁類:抗震級(jí)別相對(duì)較低的建筑。根據(jù)對(duì)相關(guān)法規(guī)的分析，在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要選擇對(duì)建筑有利的場(chǎng)地，避免在不利地段建設(shè)大型民用建筑，以防止地震破壞隱患的出現(xiàn)。對(duì)于一些軟基地段，也必須要進(jìn)行充分的處理，才能夠進(jìn)行合適的建筑設(shè)計(jì)。另外對(duì)于地震可能引起的次生災(zāi)害問題，也必須要予以正確的處理，進(jìn)一步保證選址的正確性。

1．2科學(xué)的設(shè)計(jì)當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，不同的建筑結(jié)構(gòu)所受到的地震影響是不同的，為了最大限度降低地震災(zāi)害的影響，建筑設(shè)計(jì)人員在抗震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐囟蔚膶?shí)際情況來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的選擇。目前，我國常用的鵝建筑結(jié)構(gòu)可以分為“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”、“砌體結(jié)構(gòu)”、“鋼混結(jié)構(gòu)”和“鋼結(jié)構(gòu)”四種類型。通過對(duì)四種結(jié)構(gòu)的比較分析得出，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力相對(duì)較強(qiáng)，因?yàn)槠渥陨砭哂休^好的柔韌性，所以當(dāng)建筑物因地震災(zāi)害而出現(xiàn)應(yīng)力變形時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠依靠自身良好的承載力對(duì)其進(jìn)行一定程度的控制，這是其它三種結(jié)構(gòu)所不具備的優(yōu)勢(shì)。近年來，高層建筑建設(shè)的增多，大大增大了其在地震災(zāi)害影響下的水平位移和抗側(cè)移剛度，這在無形之中就加大了地震災(zāi)害的影響，為了避免地震災(zāi)害影響程度的增大，在設(shè)計(jì)和審核高層建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮結(jié)構(gòu)的側(cè)移度。

1．3堅(jiān)實(shí)的質(zhì)量地震作為破壞性超強(qiáng)的自然災(zāi)害，想要最大限度降低其對(duì)建筑的破壞，保證建筑設(shè)計(jì)堅(jiān)實(shí)的質(zhì)量是最基本的防護(hù)措施。相比較而言，我國建筑設(shè)計(jì)水平發(fā)展較為緩慢，在地震設(shè)計(jì)方面也存在不夠合理的情況，這使得很多建筑結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)了地震安全隱患，過大的自身重量也加大了地震危害。為了保證建筑結(jié)構(gòu)抗震水平，必須要在建筑抗震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中科學(xué)的運(yùn)用抗震理論，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)原則，利用有效措施來提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性。

2實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計(jì)的措施

2．1基礎(chǔ)性防震措施應(yīng)用基礎(chǔ)性防震措施根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)的不同位置有著不同的措施:(1)地基隔震。地基隔震是在建筑地基與土層之間設(shè)置緩沖層，以便在地震發(fā)生時(shí)減小建筑與土層之間的震動(dòng)碰撞，實(shí)現(xiàn)對(duì)震能的有效吸收和反射作用，減小地震對(duì)建筑物的破壞。目前，我國最常使用的地基隔層為瀝青原料隔震層。(2)基礎(chǔ)隔震?；A(chǔ)隔震是整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，想要降低地震對(duì)建筑物的破壞，就必須要做好基礎(chǔ)隔震措施。在對(duì)建筑基礎(chǔ)采取抗震措施時(shí)，為了減小地震對(duì)上部結(jié)構(gòu)的破壞，需要在建筑物的上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)位置接觸處設(shè)置隔震層，防止地震力由地基處向上部結(jié)構(gòu)傳播，降低地震對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)的破壞?；A(chǔ)抗震裝置一般采用混合隔震裝置、基底滑移隔震裝置和夾層橡膠隔震裝置等。(3)間層隔震。間層隔震是為了吸收地震的沖擊余力而設(shè)置的，間層隔震的有效設(shè)置能夠?qū)φ鹆M(jìn)行再次削減，以達(dá)到降低地震對(duì)建筑的破壞作用。間層隔震一般都安裝在原始結(jié)構(gòu)層上，其實(shí)我國最早使用的的抗震措施，具有施工操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。(4)懸掛隔震。懸掛隔震是通過懸掛的方式，將建筑物全部或部分結(jié)構(gòu)脫離地面，從而在地震出現(xiàn)時(shí)，降低地面震動(dòng)與建筑物之間的震力作用。目前，此種抗震措施多用于大型鋼結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中，收到了較為不錯(cuò)的抗震效果。

2．2機(jī)敏減震支撐體系機(jī)敏減震支撐體系是集成現(xiàn)代科技技術(shù)的防震系統(tǒng)，其利用活塞運(yùn)動(dòng)的原理，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，保證建筑結(jié)構(gòu)中的內(nèi)、外鋼能夠通過不斷的滑動(dòng)來消減地震的破壞力，減輕震力破壞和消耗地震作用力的傳導(dǎo)。目前，這項(xiàng)技術(shù)還在不斷的研究和完善當(dāng)中，相信其很快就能夠?qū)崿F(xiàn)有效的應(yīng)用，為建筑抗震設(shè)計(jì)水平的提升做出貢獻(xiàn)。

2．3效能減震技術(shù)應(yīng)用效能減震是實(shí)現(xiàn)對(duì)地震所產(chǎn)生動(dòng)能的消耗，來減輕地震能的傳導(dǎo)大小，從而降低其對(duì)建筑物的破壞程度。目前，在此技術(shù)方面一般采用消能器和阻尼器，兩種器械都能夠?qū)崿F(xiàn)地震能量的有效消耗和吸收，減小震力對(duì)建筑主體的破壞，以達(dá)到對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)性定的保護(hù)。目前，效能減震技術(shù)在我國建筑防震設(shè)計(jì)中得到了有效的應(yīng)用，其在新建筑的防震設(shè)計(jì)和舊建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。

3總結(jié)

篇3

我國現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，主要是以承載力為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，即用線彈性方法計(jì)算結(jié)構(gòu)在小震作用下的內(nèi)力、位移；用組合的內(nèi)力驗(yàn)算構(gòu)件截面，使結(jié)構(gòu)具有一定的承載力；位移限值主要是使用階段的要求，也是為了保護(hù)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件；結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力是通過構(gòu)造措施獲得的。結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析方法基本上可以分為彈性方法和彈塑性方法。當(dāng)前在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和研究中廣泛地采用底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法等。這些方法沒有考慮結(jié)構(gòu)屈服之后的內(nèi)力重分布。實(shí)際上結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下往往處于非線性工作狀態(tài)，彈性分析理論和設(shè)計(jì)方法不能精確地反映強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)的工作特性，讓結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下處在彈性工作狀態(tài)下工作將造成材料的巨大浪費(fèi)，是不經(jīng)濟(jì)的。隨著人們認(rèn)識(shí)的提高，結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析設(shè)計(jì)方法經(jīng)過了兩個(gè)文獻(xiàn)的轉(zhuǎn)變：(1)靜力分析方法到動(dòng)力分析方法的轉(zhuǎn)變：(2)從線性分析方法到非線性分析方法的轉(zhuǎn)變。其中動(dòng)力分析方法就經(jīng)過了從振型分解反應(yīng)譜法到時(shí)程分析法、從線性分析到非線性分析、從確定性分析到非確定性分析的三個(gè)大的轉(zhuǎn)變。作為一種簡(jiǎn)化實(shí)用近似方法，目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到眾多學(xué)者的重視。它屬于彈塑性靜力分析，是進(jìn)行結(jié)構(gòu)在側(cè)向力單調(diào)加載下的彈塑性分析。具體做法是在結(jié)構(gòu)分析模型上施加按某種方式(研究中常用的有倒三角形、拋物線和均勻分布等側(cè)向力分布方式)模擬地震水平慣性力作用的側(cè)向力并逐步單調(diào)加大，使結(jié)構(gòu)從彈性階段開始，經(jīng)歷開裂、屈服直至達(dá)到預(yù)定的破壞狀態(tài)甚至倒塌。這樣可了解結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形特性和能量耗散及其相互關(guān)系，塑性鉸出現(xiàn)的順序和位置，薄弱環(huán)節(jié)及可能的破壞機(jī)制。這種方法彌補(bǔ)了傳統(tǒng)靜力線性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了動(dòng)力時(shí)程分析方法過程中，計(jì)算工作量大的問題，僅用于近似評(píng)估結(jié)構(gòu)抵御地震的能力。但是，傳統(tǒng)的推覆分析方法基本上只適用于第一振型影響為主的多層規(guī)則結(jié)構(gòu)，對(duì)于高層建筑或不規(guī)則的建筑，高階振型的影響不容忽視，并且對(duì)于非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，還必須考慮正、反側(cè)反推覆的不同所帶來的影響。此外推覆分析方法無法得知結(jié)構(gòu)在特定強(qiáng)度地震作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)和破壞情況，這限制了它在抗震性能設(shè)計(jì)中的使用。

地震動(dòng)能量是刻畫地震強(qiáng)弱的綜合指標(biāo)，它綜合體現(xiàn)了地面最大加速度和地震持時(shí)兩個(gè)反映地面運(yùn)動(dòng)特性的重要因素。結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的能量分析方法是一種能較好地反映結(jié)構(gòu)在地震地面運(yùn)動(dòng)作用下的非線性性質(zhì)及地震動(dòng)三要素(幅值、頻譜特性和持時(shí))對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能影響的方法。地震時(shí)，結(jié)構(gòu)處于能量場(chǎng)中，地面與結(jié)構(gòu)之間有連續(xù)的能量輸入、轉(zhuǎn)化與耗散。研究這種能量的輸入與耗散，以估計(jì)結(jié)構(gòu)的抗震能力，是結(jié)構(gòu)抗震能量分析方法所關(guān)心的問題。結(jié)構(gòu)在地震(反復(fù)交變荷載)作用下，每經(jīng)過一個(gè)循環(huán)，加載時(shí)先是結(jié)構(gòu)吸收或存儲(chǔ)能量，卸載時(shí)釋放能量，但兩者不相等。兩者之差為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在一個(gè)循環(huán)中的“耗散能量”(耗能)，亦即一個(gè)滯回環(huán)內(nèi)所含的面積。能量等于力與變形的乘積。一個(gè)結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)所耗散的地震能量多，不僅因?yàn)樗袚?dān)了較大的地震作用，還因?yàn)樗a(chǎn)生了較大的變形。從這個(gè)意義上來看，耗能構(gòu)件是用它自身某種程度破壞所作的犧牲，來維持整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全。所以，每次大的地震作用之后，人們看到那些沒有其它途徑耗散所吸收的地震作用的能量的結(jié)構(gòu)，只有通過結(jié)構(gòu)自身的破壞來釋放所有的多余能量。因此，結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注意保證結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度和變形能力的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，如結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)就是在傳統(tǒng)的單一強(qiáng)度概念條件下進(jìn)行的彈性抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，充分考慮結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的塑性變形能力，在設(shè)防烈度下允許結(jié)構(gòu)出現(xiàn)可能修復(fù)的損壞，當(dāng)?shù)卣鹱饔贸^設(shè)防烈度時(shí)，利用結(jié)構(gòu)的彈塑性變形來存儲(chǔ)和消耗巨大的地震能量，保證結(jié)構(gòu)裂而不倒。

能量法在近半個(gè)世紀(jì)的研究中發(fā)現(xiàn)較快，但由于地震本身的復(fù)雜性能量與結(jié)構(gòu)反應(yīng)之間的關(guān)系仍需我們進(jìn)行進(jìn)一步的探索。

篇4

1.1結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)本工程存在扭轉(zhuǎn)偏大、樓板不連續(xù)、尺寸突變、豎向構(gòu)件不連續(xù)、承載力突變等多項(xiàng)不規(guī)則，屬特殊類型高層建筑。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定的抗震性能目標(biāo)見表1。由表1可知，本工程采用的性能目標(biāo)較高，介于《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3—2010)［2］(簡(jiǎn)稱高規(guī))定義的A，B級(jí)之間，主要原因有兩個(gè)方面:一方面是經(jīng)對(duì)比分析，與B級(jí)目標(biāo)相比較，性能目標(biāo)提高后僅核心筒部分需要增加較少工程造價(jià)，對(duì)于總體造價(jià)而言，增加比例很小的造價(jià)即可滿足性能目標(biāo)要求;另一方面是考慮到結(jié)構(gòu)懸挑比較大，且是乙類建筑，特意提高其性能目標(biāo)。本工程于2012年6月通過廣東省超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查。

1.2結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)及分析地震作用下整個(gè)結(jié)構(gòu)有比較復(fù)雜的反應(yīng)，主要有以下幾個(gè)方面:一是水平和豎向震動(dòng)耦合;二是懸挑端有比較大的豎向震動(dòng)反應(yīng)，導(dǎo)致核心筒遠(yuǎn)離懸挑端一側(cè)混凝土承受拉力;三是水平地震和豎向地震引起的整體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)作用導(dǎo)致結(jié)構(gòu)筒體有比較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。(1)大震作用下懸挑端位移分析大震作用下懸挑端的位移見表2。由表2可知，X向地震作用下，懸挑遠(yuǎn)端Z向位移比較顯著;Y向地震作用下，因結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)造成懸挑遠(yuǎn)端Y向水平位移比較顯著。X向地震作用下，懸挑遠(yuǎn)端Z向位移由框筒部分的剪彎變形(包含繞Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)變形)及懸挑部分自身的豎向彎曲變形組成;Y向地震作用下，懸挑遠(yuǎn)端Y向位移由框筒部分繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)變形和懸挑部分自身的水平彎曲變形組成。(2)小震Y向作用下核心筒的總力矩分析圖6給出了核心筒外筒墻、柱編號(hào)，表3給出了各墻體在Y向小震作用下的剪力及其相對(duì)于核心筒形心點(diǎn)O的力臂。由表3可知，核心筒外筒墻體對(duì)核心筒形心點(diǎn)O的力矩之和為979014kN•m。Y向地震作用為61147kN，等效力臂為979014/61147=16.01m。此巨大力矩將通過內(nèi)藏鋼骨的核心筒傳遞至地下室的核心筒，再傳至基礎(chǔ)。(3)核心筒外筒墻體軸向內(nèi)力分析表4給出了小震、大震作用下核心筒外筒墻體軸向內(nèi)力，其中小震作用考慮恒荷載和活荷載及風(fēng)荷載，大震作用僅考慮恒荷載和活荷載，活荷載均按最不利布置(僅懸挑部分有活荷載)。從表4可看出，小震作用下，墻體Q2，Q5均受壓，墻體Q3受拉，墻體Q1總體是以受壓為主，但其與墻體Q3相連端受拉;在大震作用下，墻體Q1，Q3受拉，墻體Q2在4層以上受壓、在4層及其以下受拉，墻體Q5在5層以上受壓、在5層及其以下受拉。(4)核心筒外筒墻體剪壓比分析圖7給出大震作用下核心筒外筒墻體的剪壓比曲線，其中剪力按照墻體中混凝土和型鋼所能承擔(dān)的比例分配，此處用于計(jì)算剪壓比的剪力為混凝土部分承擔(dān)的剪力。由圖7可見，大震作用下核心筒外筒墻體的剪壓比均小于限值0.18，滿足設(shè)定抗震性能目標(biāo)的要求。圖7核心筒外筒墻體剪壓比曲線(5)懸挑部分豎向地震作用及其收斂分析通過SATWE和ETABS軟件，采用振型分解反應(yīng)譜法與彈性時(shí)程分析法對(duì)比分析了豎向地震作用下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，得到了豎向地震作用下懸挑部分的豎向地震作用系數(shù)(即懸挑部分所承受的總豎向地震力與懸挑部分的重力荷載代表值的比值)。懸挑部分恒荷載總重GDL=58269kN，活荷載總重GLL=7822kN，懸挑部分結(jié)構(gòu)重力荷載代表值GE=GDL+0.5GLL=62180kN，故小震作用下懸挑部分的豎向地震作用系數(shù)α小震=2641kN(小震豎向地震力)×1.25(小震放大倍數(shù))/62180kN=0.053，在大震作用下豎向地震作用系數(shù)為α大震=16145kN(大震豎向地震力)/62180kN=0.260。高規(guī)中并未規(guī)定7度(0.10g)時(shí)的豎向地震作用系數(shù)，但參照高規(guī)插值，可以得到7度(0.10g)時(shí)的豎向地震作用系數(shù)為0.05，本文如不考慮1.25放大系數(shù)，其豎向地震作用系數(shù)僅為0.0424，小于0.05，故在采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算豎向地震作用時(shí)應(yīng)注意其所計(jì)算的豎向地震作用是否達(dá)到高規(guī)規(guī)定值。Z向地震時(shí)程分析所得的豎向剪力平均值與彈性反應(yīng)譜分析所得的豎向剪力之比為2987/3389=0.88。盡管不同位置的構(gòu)件內(nèi)力隨豎向振型參與系數(shù)的變化是不一致的，但是當(dāng)振型參與系數(shù)在15%～90%之間時(shí)，其豎向地震引起的構(gòu)件內(nèi)力增長非常緩慢，此與高層結(jié)構(gòu)有較大不同。

1.3結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計(jì)措施(1)為提高剪力墻連梁的延性，在連梁中配置型鋼，并加強(qiáng)其腰筋及箍筋配置(配筋率不小于0.4%且不小于計(jì)算配筋)。(2)在核心筒剪力墻中配置型鋼，一是為了承擔(dān)部分剪力及彎矩;二是與墻體豎向鋼筋共同承擔(dān)拉力。(3)通過核心筒的連梁來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)耗能，雖然連梁中設(shè)置了型鋼，但墻體中也設(shè)置了型鋼，相對(duì)于墻肢而言，連梁截面內(nèi)力遠(yuǎn)小于墻體截面，所以地震作用時(shí)是連梁首先發(fā)生彎曲破壞，起耗能作用。雖然結(jié)構(gòu)承載力已按較高的性能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，但為使結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力，結(jié)構(gòu)仍然按高延性設(shè)計(jì)，核心筒及框架柱抗震等級(jí)為一級(jí)，鋼構(gòu)件抗震等級(jí)為二級(jí)。

2結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

2.1振動(dòng)模態(tài)采用SATWE，ETABS軟件進(jìn)行多遇地震作用下的計(jì)算對(duì)比分析。ETABS軟件計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)的振型圖如圖8所示(兩種軟件計(jì)算得到的振型一致)，由圖8可以看出，懸挑部分有較大的振動(dòng)反應(yīng)。

2.2整體分析結(jié)果對(duì)比由SATWE，ETABS軟件計(jì)算的結(jié)構(gòu)總體指標(biāo)對(duì)比見表5。由表5可知，兩個(gè)軟件計(jì)算的結(jié)果比較接近，相符度較好。SATWE軟件計(jì)算的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算指標(biāo)剛重比X向?yàn)?17.86，Y向?yàn)?6.79，均大于規(guī)范限值2.7(不考慮二階效應(yīng)的限值);ETABS軟件計(jì)算的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算指標(biāo)剛重比X向?yàn)?06，Y向?yàn)?6.79，均大于規(guī)范限值1.4(穩(wěn)定限值)和2.7(不考慮二階效應(yīng)的限值)。

2.3施工卸載模擬計(jì)算懸挑桁架部分采用滿堂腳手架施工，腳手架支承于地下室頂板上，地下室頂板考慮60kN/m2的施工荷載。采用分段吊裝的施工方案，桁架在現(xiàn)場(chǎng)焊接成型，采用塔吊和汽車吊相結(jié)合的方法完成吊裝(圖9)。全部鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝完畢后再進(jìn)行腳手架卸載，卸載順序?yàn)橛蛇h(yuǎn)端向根部逐漸延伸，在卸載過程中應(yīng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)變形及位移進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。卸載完畢后，開始安裝鋼筋桁架，澆筑樓板，砌筑固定隔墻，然后封閉樓板后澆帶。圖9施工方案示意圖本工程進(jìn)行了施工卸載模擬分析，分四步拆腳手架，首先拆第四節(jié)下對(duì)應(yīng)的腳手架，接著拆第三節(jié)、第二節(jié)、第一節(jié)下對(duì)應(yīng)的腳手架。卸載過程遠(yuǎn)端位移模擬顯示懸挑遠(yuǎn)端滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017—2003)［3］(簡(jiǎn)稱鋼規(guī))要求，雖卸載過程與使用狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)支撐條件和荷載作用條件不同，但卸載過程中構(gòu)件的內(nèi)力符號(hào)沒有發(fā)生變化，且其應(yīng)力比均小于正常使用狀態(tài)下的應(yīng)力比。

2.4防連續(xù)倒塌分析與設(shè)計(jì)對(duì)于防連續(xù)倒塌的分析，參考高規(guī)采用了兩種方法:一是拆除構(gòu)件法;二是施加表面荷載法。(1)KZ1是受荷最大、最為重要的柱，所以對(duì)其按拆除構(gòu)件法驗(yàn)證是否滿足防連續(xù)倒塌的要求。計(jì)算結(jié)果表明，與所拆除構(gòu)件直接相連的構(gòu)件最大應(yīng)力比為［(0.69/1.35)/1.25］×2=0.818，斜拉腹桿最大應(yīng)力比為(1.13/1.35)/1.25=0.67，其余各構(gòu)件應(yīng)力比均小于1。(2)對(duì)于桁架的主要弦桿和腹桿，采用在構(gòu)件表面附加80kN/m2側(cè)向荷載的方法進(jìn)行驗(yàn)證分析，分三步進(jìn)行:第一步是按未加側(cè)向荷載進(jìn)行計(jì)算;第二步是將構(gòu)件從整體結(jié)構(gòu)中取出來，施加側(cè)向荷載進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算;第三步是疊加前兩步內(nèi)力。計(jì)算結(jié)果見表6，由表6可知，桁架一的主要桿件應(yīng)力比均小于1.0。

2.5人群荷載下樓蓋振動(dòng)舒適度驗(yàn)算由于樓蓋結(jié)構(gòu)的跨度比較大，故對(duì)其進(jìn)行了舒適度研究，采用MIDAS/Gen進(jìn)行樓蓋振動(dòng)舒適度分析。樓蓋振動(dòng)舒適度分析考慮兩種人群荷載工況:工況一為21人同頻率、同相位行走;工況二為60人同頻率、不同相位行走的。計(jì)算結(jié)果表明，樓蓋最大振動(dòng)加速度為0.0452m/s2，滿足規(guī)范限值0.05m/s2要求。

2.6樓蓋風(fēng)振時(shí)程分析基于風(fēng)洞試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合風(fēng)速時(shí)程樣本，采用MIDAS/Gen軟件模擬結(jié)構(gòu)風(fēng)振［5］，本工程中只考慮順風(fēng)向風(fēng)速的影響，采用了Davenport脈動(dòng)風(fēng)速譜，參考深圳市氣象局近年來的風(fēng)速統(tǒng)計(jì)資料，設(shè)定參考風(fēng)速，以MonteCarlo法為基礎(chǔ)采用諧波疊加法，設(shè)定關(guān)心的頻率始值和終值，隨機(jī)產(chǎn)生風(fēng)速時(shí)程曲線。局部風(fēng)振時(shí)程荷載按點(diǎn)荷載直接施加于模型相應(yīng)測(cè)點(diǎn)處。分析結(jié)果表明，不同風(fēng)振時(shí)程樣本引起的樓蓋最大加速度差別較大，這主要是由于隨機(jī)生成的風(fēng)振時(shí)程的自身差異所導(dǎo)致的;基于本文的時(shí)域分析方法及風(fēng)振報(bào)告提供的頻率方法(其中樓蓋振動(dòng)最大加速度為0.221m/s2)計(jì)算出的樓蓋風(fēng)振效應(yīng)均很明顯。針對(duì)本工程而言，風(fēng)荷載引起的豎向振動(dòng)是設(shè)計(jì)的控制因素。

3關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及有限元分析

懸挑桁架從混凝土核心筒及外框柱伸出，第7層E，B點(diǎn)(圖3)處節(jié)點(diǎn)交匯桿件達(dá)11根，節(jié)點(diǎn)受力比較復(fù)雜。懸挑桁架下弦桿根部彎矩非常大，盡管鋼材已采用Q420GJC，但板厚仍超過100mm，基于此提出了解決桁架根部局部彎矩過大的新型節(jié)點(diǎn)，見圖10。此節(jié)點(diǎn)通過對(duì)工字形截面翼緣板加下掛板的方式，變相增加了翼緣板的寬度。此種做法一是可以減小板厚，降低焊接難度;二是相對(duì)于箱形截面其便于焊接和混凝土澆搗。節(jié)點(diǎn)分析擬考慮兩種荷載工況:一是大震作用工況;二是構(gòu)件屈服工況，即加載至某構(gòu)件(根據(jù)大震的分析結(jié)果，選取承載能力利用率最高的構(gòu)件)發(fā)生屈服。選取桁架一下弦桿梁柱節(jié)點(diǎn)及桁架二下弦桿梁墻節(jié)點(diǎn)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)分析。采用MIDAS/FEA［7］進(jìn)行分析。大震作用下節(jié)點(diǎn)應(yīng)力云圖如圖11所示，結(jié)果表明，節(jié)點(diǎn)區(qū)幾乎所有的鋼構(gòu)件均保持在彈性狀態(tài)，混凝土受拉及受壓均保持在彈性狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)區(qū)構(gòu)件滿足承載能力極限狀態(tài)的要求。構(gòu)件屈服工況下節(jié)點(diǎn)應(yīng)力云圖如圖12所示，結(jié)果表明，應(yīng)力最大鋼構(gòu)件中和軸以下全部發(fā)生屈服時(shí)，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)板件仍保持在彈性狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)板屈服區(qū)域僅分布在以屈服構(gòu)件相連的局部區(qū)域，沒有向節(jié)點(diǎn)板核心區(qū)擴(kuò)展，滿足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱構(gòu)件”的控制要求。

4結(jié)語

篇5

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計(jì)；措施

中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

地震災(zāi)害涉及到人類的生命和財(cái)產(chǎn)安全，是人類生活面臨的重要的問題，也是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的主題之一。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須充分考慮到抗震設(shè)計(jì)，這已經(jīng)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占據(jù)非常重要的位置，在設(shè)計(jì)時(shí)只有采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以防止地震?duì)建筑物的造成的巨大破壞，為減少地震的損失與危害在設(shè)計(jì)上做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，以保護(hù)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

一、 建筑結(jié)構(gòu)抗震的重要性

在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，首先能夠保證人員的生命安全，為內(nèi)部人員的逃生以及求救爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間； 其次，強(qiáng)化了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，增加了建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，也將是建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命得到提升，使其利用價(jià)值得到不同程度的飛躍。建筑的基本功能是供人們居住，隨后才是審美價(jià)值的體現(xiàn)。就建筑的基本功能來說，其能夠供人居住的首要前提是安全，包括使用安全以及建筑物自身的安全。也就是說，建筑物只有在保證了自身安全的前提之下，才能夠供人們使用。因此，在建筑物的設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，往往需要對(duì)影響建筑安全性的因素作全方位考慮。地震作為一種不可預(yù)知的自然災(zāi)害，其對(duì)建筑物安全性能的影響極大。而建筑物的安全一旦遭受威脅，必然會(huì)出現(xiàn)倒塌事件，從而砸傷和掩埋生命，給人們帶來物質(zhì)和精神上的雙重?fù)p失。因此，建筑物在建設(shè)初期就必須做好抗震的準(zhǔn)備工作，從根本上確保人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

二、提高建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的措施

1、合理選址以提高建筑物的抗震能力

地震發(fā)生時(shí)，如果建筑物本身抗震能力弱，結(jié)構(gòu)不堅(jiān)固或者建筑剛性強(qiáng)而韌性不足，很容易遭到嚴(yán)重的破壞神之倒塌。如果建筑物選址不合理，地基建在地質(zhì)不穩(wěn)固的地方，地震會(huì)引起地表的地裂和錯(cuò)動(dòng)以及地面沉降，這種破壞在地基不穩(wěn)固的地方更加明顯，因此合理選址以提高建筑物的抗震能力非常重要。在建筑物選址時(shí)，易選擇地層穩(wěn)固地帶，應(yīng)盡量避開地質(zhì)不穩(wěn)固的地方，如斷層帶、地下采空區(qū)、地下水空洞區(qū)、易液化土等地方。如果沒有條件避開上述不適合建造建筑物的地區(qū)時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的抗震應(yīng)對(duì)措施。依據(jù)國家對(duì)建筑物抗震的類別等級(jí)，采取人工加固地基、注意建筑結(jié)構(gòu)的整體性、建筑物的外形勻稱、建筑物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單減輕建筑物自重等，都可以消除地基液化沉陷。還有一種特殊的地質(zhì)構(gòu)造，那就是在地基的主要受力層內(nèi)還存在土質(zhì)較軟的粘性土層或者不均勻的土層面時(shí)，這種地質(zhì)構(gòu)造若發(fā)生地震，地基會(huì)發(fā)生不均勻沉降。在此種地質(zhì)構(gòu)造地帶施工時(shí)，應(yīng)采用樁基和加強(qiáng)基礎(chǔ)的措施來加固地基。

2、使用科學(xué)的結(jié)構(gòu)形式

目前，我國常用的建筑結(jié)構(gòu)有：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼混結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)。防裂度和地區(qū)不同都是造成結(jié)構(gòu)不同的主要因素， 通常鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力相對(duì)較強(qiáng)，由于自身柔韌性較好， 所以鋼筋混凝土在建筑物變形能力控制中，具有良好的承載能力。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須根據(jù)抗震要求以及功能特征選用合理的結(jié)構(gòu)方案，在審核結(jié)構(gòu)體系中，也必須考慮結(jié)構(gòu)側(cè)移度，特別是高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。隨著高層建筑結(jié)構(gòu)高度增加，不僅會(huì)讓建筑結(jié)構(gòu)在地震作用以及其他負(fù)荷作用影響下增大水平位移，也會(huì)讓建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)移的剛度增加。而對(duì)于不同的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系、組成方式、構(gòu)建以及受力特征，在抵抗側(cè)移剛度等方面都具有很大的差異性，所以在使用中，必須根據(jù)具體情況，選用合理的高度。

3、強(qiáng)化設(shè)計(jì)質(zhì)量

由于地震具有超強(qiáng)的危害性，所以在地震設(shè)計(jì)時(shí)，必須注重各項(xiàng)影響因素。由于我國建筑設(shè)計(jì)水平相對(duì)落后，很多建筑結(jié)構(gòu)使用的方案不夠合理，在不能科學(xué)布置建筑結(jié)構(gòu)方案的過程中，不僅增加了建筑成本和自身重量，也加大了地震危害。因此，在建筑抗震設(shè)計(jì)中，必須正確運(yùn)用抗震理論，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)原則，不斷保障或者提高建筑結(jié)構(gòu)可靠性與安全性。具體原則包括：努力降低地震作用時(shí)結(jié)構(gòu)位移與扭轉(zhuǎn)，并且建筑結(jié)構(gòu)必須擁有足夠的剛度；結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力相對(duì)較高，同時(shí)具有足夠的耗能能力與延性。在這過程中，延性大說明變形能力相對(duì)較高，承載力與強(qiáng)度減小速度緩慢，不能有足夠的空間吸收，還能耗散地震能量，從自身結(jié)構(gòu)避免坍塌。

4、選擇合理的建筑材料

在設(shè)計(jì)階段，要進(jìn)行抗震分析和計(jì)算，在選擇建筑材料時(shí)，要對(duì)其參數(shù)進(jìn)行可靠度分析，也要充分考慮材料參數(shù)的變異性，而且盡可能選擇自振頻率不同的材料，避免在地震作用時(shí)結(jié)構(gòu)物局部或者整體發(fā)生共振，造成嚴(yán)重破壞。

5、合理的平立面布置

建筑物的動(dòng)力性能基本上取決于它的建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡(jiǎn)單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，從而確保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜規(guī)則、對(duì)稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，避免樓層錯(cuò)層。對(duì)體形復(fù)雜的建筑物合理設(shè)置變形縫，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施，嚴(yán)格控制建筑物的高度和高寬比。

6、多道抗震防線的設(shè)置

這樣可以避免在地震作用下，由于局部損壞而造成整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的損壞，例如框架----抗震墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，抗震墻可以抵抗較大的側(cè)壓力，是第一道防線，當(dāng)在地震作用下抗震墻發(fā)生破壞時(shí)，框架結(jié)構(gòu)就起到抗震的第二道防線。 多道抗震防線可以極大的消耗地震能量，延緩或者減輕地震作用對(duì)高層建筑的損壞。

7、加強(qiáng)建筑物內(nèi)部的薄弱部分

在高層建筑中，由于層數(shù)較多，建筑面積較大，難免存在一些受力比較大而比較薄弱部分，在建設(shè)過程中，要及時(shí)對(duì)薄弱部分進(jìn)行加強(qiáng)，采取有效措施增強(qiáng)其強(qiáng)度和剛度，這樣就可以極大提高其承載力，避免在地震作用下過早的屈服產(chǎn)生較大變形，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)局部損壞或者整個(gè)結(jié)構(gòu)的損壞。

8、保障結(jié)構(gòu)的延性

（1）對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中柱、梁等構(gòu)件，應(yīng)該按照強(qiáng)柱弱梁的原則，增加柱子的抗彎能力。鋼筋混凝土的框架在強(qiáng)震發(fā)生時(shí)，當(dāng)?shù)卣鹜χ率菇ㄖY(jié)構(gòu)達(dá)到最大的非線性位移時(shí)，梁端的塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)比較大。當(dāng)柱端的塑性鉸出現(xiàn)比較晚，那么建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到最大的非線性位移時(shí)它的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)比較小。這樣就保證了框架有了比較穩(wěn)定的塑性耗能構(gòu)件。

（2）要提高結(jié)構(gòu)的延性，還要采取強(qiáng)剪弱彎的措施。因?yàn)榧羟袑?duì)于破壞根本沒有延性，如果某個(gè)部位一旦發(fā)生剪切破壞時(shí)，這個(gè)部位在整個(gè)抗震結(jié)構(gòu)中的作用就會(huì)喪失，柱端發(fā)生剪切破壞，建筑結(jié)構(gòu)的局部就會(huì)發(fā)生坍塌，局部坍塌有可能導(dǎo)致整個(gè)建筑物的坍塌。因此，要采取措施來增大梁柱和柱端的組合剪力值，保證任何構(gòu)件在強(qiáng)震發(fā)生時(shí)都不會(huì)損壞其剪力。

總之，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有許多不確定或不確知的因素，很難做到對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的抗震計(jì)算，并得到結(jié)構(gòu)在地震作用下的真實(shí)反應(yīng)。因此結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)除了必須進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算分析外，要特別注重結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。如選取對(duì)建筑抗震適宜的建筑場(chǎng)地，設(shè)計(jì)延性結(jié)構(gòu)，采用輕質(zhì)高強(qiáng)建筑材料，設(shè)置多道抗震設(shè)防，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，重視結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施等方面，只有這樣才能保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計(jì)；問題；探討

中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、前言

目前，我國建筑在抗震設(shè)計(jì)方面來存在很多誤區(qū)，同時(shí)，在具體設(shè)計(jì)方面還有很多的設(shè)計(jì)問題有待于研究。因此，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)問題進(jìn)行分析很有現(xiàn)實(shí)意義。

二、我國對(duì)抗震性設(shè)計(jì)的要求

為了保證建筑物結(jié)構(gòu)的基本抗震性能，我國從法律上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。這些具體的規(guī)定都在我國“《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223”中，而具體內(nèi)容大致如下。

“建筑根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個(gè)抗震設(shè)防類別?！痹谶@四類抗震類別當(dāng)中，甲類建筑物的使用功能應(yīng)該是比較重要的，因此，對(duì)其要求的抗震性能也比較高，“地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，其值應(yīng)按照批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定?！本唧w的抗震措施應(yīng)該比當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)狀況要求的抗震烈度要高，如果當(dāng)?shù)匾蟮目拐鹆叶纫?～8之間，那么，實(shí)際設(shè)計(jì)的抗震烈度就應(yīng)該要比要求高出1度，而如果當(dāng)?shù)氐目拐鹨笤?度時(shí)，實(shí)際設(shè)計(jì)的抗震烈度至少要比9度高出一點(diǎn)。乙類建筑物的抗震烈度與當(dāng)?shù)氐牡卣鹱饔孟喾霞纯?，在采取抗震措施時(shí)，如果抗震烈度要求在6～8之間，那么設(shè)計(jì)的抗震烈度與其相符合即可，如果是在9度以上，實(shí)際設(shè)計(jì)值則需要比9度要高。對(duì)于丙類來說，無論是什么情況，設(shè)計(jì)的抗震烈度值同當(dāng)?shù)氐目拐鹨笙喾霞纯?，而丁類建筑結(jié)構(gòu)的抗震烈度可以在實(shí)際的抗震烈度要求之上適當(dāng)減低。

三、目前建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題

1、場(chǎng)地選擇

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，場(chǎng)地的選擇是其中重要的一部分，所以，在建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)中，建筑場(chǎng)地的選擇對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的影響也是比較大的。在選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，一定要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境有所了解，避開不利的地段。如果場(chǎng)地不利會(huì)造成地表發(fā)生錯(cuò)動(dòng)或者斷裂、地基沉降、滑坡等狀況，對(duì)工程質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生一定的影響。正因如此，在選擇建筑場(chǎng)地過程中，要盡量避免在“軟弱場(chǎng)地、易液化土、狀態(tài)不均勻”等場(chǎng)地進(jìn)行建筑物的建筑。如果建筑地點(diǎn)的土壤普遍不合格，那么就需要采取一定的抗震防裂措施來提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)，比如可以強(qiáng)化地基，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性等，對(duì)于地基來說可以采用樁基、強(qiáng)化基礎(chǔ)等處理措施，這樣即使不可避免地出現(xiàn)了不利場(chǎng)地，也能通過措施的應(yīng)用而得以改善。

2、結(jié)構(gòu)體系選擇

建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇關(guān)系到了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，自然也會(huì)成為抗震設(shè)計(jì)中的重要部分。首先，結(jié)構(gòu)體系要具有相對(duì)的獨(dú)立性。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)體系的整體功能發(fā)揮來說，其應(yīng)該具有一定的整體性和聯(lián)系性，但是，對(duì)于抗震性來說，建筑結(jié)構(gòu)體系就應(yīng)該具有相對(duì)的獨(dú)立性。主要是指結(jié)構(gòu)體系應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。因此，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該要確保建筑結(jié)構(gòu)具有一定的內(nèi)力分配功能，這樣如果一個(gè)構(gòu)件受到了震力的破壞，其他的構(gòu)件仍能夠正常承載，一定程度上避免了整體結(jié)構(gòu)失效可能性的出現(xiàn)。其次，合理分布震力傳遞途徑。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該重視豎向的建筑結(jié)構(gòu)要具有垂直重力傳遞的作用，“樓屋蓋梁系的布置”要盡量保證從上部結(jié)構(gòu)中傳遞過來的重力荷載能夠通過轉(zhuǎn)換層進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時(shí)，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要明確，盡量保證其連續(xù)性，如果結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了豎向變化則要盡量確保變化的均勻發(fā)生。最后，要具有適當(dāng)剛度和以及強(qiáng)度。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)體系來說，適當(dāng)?shù)膭偠群蛷?qiáng)度能夠在一定程度上避免因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的部分薄弱給整體結(jié)構(gòu)造成影響，在框架設(shè)計(jì)過程中要保證節(jié)點(diǎn)在受到較大的重力荷載或者是應(yīng)力過于集中時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)破壞的狀況。

3、規(guī)則布置建筑平面

建筑平、立面布置應(yīng)符合抗震概念的設(shè)計(jì)原則，宜采用規(guī)則的建筑設(shè)計(jì)方案，而不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)過程中，要盡量規(guī)則布置建筑平面，通常我們都比較重視建筑結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性和規(guī)則性，結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性主要是指抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)之間的對(duì)稱，而規(guī)則性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，第一，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)主軸方向剛度和變形特性相近。第二，在抗側(cè)力結(jié)構(gòu)豎向斷面均勻、構(gòu)成的變化均勻。

四、抗震設(shè)計(jì)方法及存在的問題

1、直接位移設(shè)計(jì)法

直接位移設(shè)計(jì)法是一種偏重于結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)方法,這種方法概念簡(jiǎn)單,可根據(jù)在一定的地震等級(jí)作用下預(yù)期的位移計(jì)算地震作用,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使構(gòu)件達(dá)到預(yù)期的變形,結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定位移。但該方法的使用尚存在一些問題:由于替換結(jié)構(gòu)的剛度是對(duì)應(yīng)于最大位移時(shí)的線性剛度,其周期一般比彈性結(jié)構(gòu)的周期長許多,因此,用于位移設(shè)計(jì)的位移設(shè)計(jì)反應(yīng)譜必須比加速度反應(yīng)譜具有較長的周期范圍;彈性加速度設(shè)計(jì)反應(yīng)譜一般是針對(duì)阻尼比為0.05,而位移設(shè)計(jì)反應(yīng)譜必須適應(yīng)替換結(jié)構(gòu)所需要的較大阻尼比范圍的要求;近年來的研究表明,近場(chǎng)強(qiáng)震效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)有較大的放大作用,但直接位移設(shè)計(jì)方法只從材料的極限應(yīng)變出發(fā)得到構(gòu)件的變形值進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不能考慮近場(chǎng)強(qiáng)震的這種放大效應(yīng);結(jié)構(gòu)構(gòu)件的滯回特性。因此,就現(xiàn)階段而言,采用直接位移設(shè)計(jì)法實(shí)現(xiàn)基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計(jì)還具有一定的局限性;½這一設(shè)計(jì)理論沒有體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的非線性分析方法和對(duì)所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗震性能進(jìn)行驗(yàn)算的方法。

2、位移影響系數(shù)法

位移影響系數(shù)法主要體現(xiàn)在確定給定結(jié)構(gòu)非線性靜力彈塑性分析時(shí)的最大期望位移,這一最大期望位移定義為目標(biāo)位移d;采用此方法結(jié)構(gòu)來確定最大非線性位移,概念相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單,但在實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算中需進(jìn)一步研究:此種方法僅僅是一種衡量結(jié)構(gòu)整體抗震水平的評(píng)估方法,無法提供具體樓層和主要構(gòu)件的損壞情況以及具體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震水準(zhǔn);結(jié)構(gòu)的最大非線性位移與線性位移的關(guān)系比較復(fù)雜,采用上述多系數(shù)的表示方法,每一個(gè)系數(shù)取值的變化都會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響,而在各個(gè)系數(shù)都不能明確確定其取值的情況下,計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際最大非線性位移會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。

3、能力譜方法

能力譜方法是一種偏重于對(duì)所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗震性能進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)算的方法。對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)估的能力譜方法的研究。還存在以下問題需要解決:¹在能力譜方法中,需要將原型多自由度結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化為等效單自由度體系,而現(xiàn)有的轉(zhuǎn)化方法都是以結(jié)構(gòu)反應(yīng)的單一振型或主振型為基礎(chǔ),而對(duì)于高階振型對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)影響比較顯著的多高層結(jié)構(gòu)體系或扭轉(zhuǎn)效應(yīng)不可忽略的結(jié)構(gòu)體系來說,這種轉(zhuǎn)化方法將產(chǎn)生比較大的誤差;通常能力譜方法對(duì)于抗側(cè)剛度沿結(jié)構(gòu)高度方向分布不均勻的結(jié)構(gòu)體系或樓層平面內(nèi)扭轉(zhuǎn)反應(yīng)比較明顯的結(jié)構(gòu)體系無法進(jìn)行驗(yàn)算。

五、提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量管理

1、根據(jù)《建筑工程設(shè)計(jì)招標(biāo)投標(biāo)管理辦法》業(yè)主要求設(shè)計(jì)單位組建設(shè)計(jì)項(xiàng)目組，安排結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各階段的設(shè)計(jì)人員、校對(duì)人員、專業(yè)負(fù)責(zé)人、審核人員并安排相應(yīng)的完成時(shí)間，形成設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃表。

2、設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響工程周期、成本，是工程建設(shè)重要的內(nèi)容。有效地縮短工程周期和節(jié)約成本有利于在市場(chǎng)中能取得先機(jī)，獲取更大的效益。設(shè)計(jì)單位執(zhí)行ISO9001：2008全面質(zhì)量管理來保證設(shè)計(jì)質(zhì)量是一種行之有效的方法。

3、針對(duì)建筑工程的不同類型，由專業(yè)負(fù)責(zé)人對(duì)設(shè)計(jì)和校對(duì)人員進(jìn)行事先指導(dǎo)，形成事先指導(dǎo)表。同時(shí)專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)起草本設(shè)計(jì)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一措施，經(jīng)結(jié)構(gòu)總工程師批準(zhǔn)后，結(jié)構(gòu)人員保證人手一份使用。

六、結(jié)束語

建筑抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，需要嚴(yán)格把握設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，按照設(shè)計(jì)的科學(xué)流程，結(jié)合建筑的特點(diǎn)，盡量提高設(shè)計(jì)的合理性，提高建筑抗震的能力。

【參考文獻(xiàn)】

篇7

【關(guān)鍵詞】部分框支剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震策略

Abstract： paper first part of the frame supported shear wall structure made ​​a brief overview, and then analyzes some of the shear wall structure supported frame design points. In the right part of the frame supported shear wall design, it should reduce the conversion, make overall planning. Meanwhile, in the design of the time to pay attention to maintaining the stability of the overall structure of a large space, as far as possible in the design calculations to be accurate and comprehensive section. Finally, the paper recommends seismic design of high-rise buildings should be performance-based seismic design, and gives the right part of the frame supported shear wall structure seismic design requirements and strategies.

Key words： section frame supported shear wall; structural design; seismic Policy

中圖分類號(hào)：TU398+.2 文章標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)及社會(huì)的快速發(fā)展，我國城市化率越來越高，城市有限的空間及土地資源已經(jīng)很難滿足人們的需求，因此為了爭(zhēng)取更大的建筑空間，高層建筑越來越多。同時(shí)，為了更為有效地利用地面的空間，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越多地應(yīng)用在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中?；诖苏撐膶?duì)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震策略進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。

1、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)概述

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代高層建筑中常用的一種結(jié)構(gòu)，具有底部大的特點(diǎn)，因此也被稱為底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)。從這個(gè)界定可以看出部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)通常在高層或多層剪力墻結(jié)構(gòu)的底部，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般是根據(jù)實(shí)際需要，為增加底部空間的使用功能而設(shè)置的[1]。所以上層建筑的部分剪力墻不能沿用到底層，不然的話會(huì)影響底層空間的使用效率，甚至有些底層的建筑空間在設(shè)計(jì)之處就已經(jīng)規(guī)劃好用途。所以在建筑的設(shè)計(jì)過程中就要設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，通過結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層來減少建筑底層的壓力[2]。而轉(zhuǎn)換層下面的一層，即建筑的底層則稱為框支層，框支層中的貫穿上下層的墻則是剪力墻。同時(shí)，界定建筑的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的時(shí)候，不僅要看其抗側(cè)剛度，還要整個(gè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，看是不是形成了薄弱層，抗側(cè)剛度是不是發(fā)生了突變等情況。不能僅僅依據(jù)建筑的豎向構(gòu)件有沒有貫通落地。

2、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

通過上面的分析可以看出，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的界定是有一定的規(guī)范的，并不是所有的貫穿轉(zhuǎn)換層與底層的墻面都屬于部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，還要觀察整個(gè)建筑本身的特點(diǎn)。所以在進(jìn)行部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意以下幾個(gè)要點(diǎn)。

（1）在對(duì)部分框支剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該減少轉(zhuǎn)換，盡可能采用上下主體豎向布置的方式，以保證主體間的連續(xù)貫通。特別是在設(shè)計(jì)框架—核心筒結(jié)構(gòu)時(shí)，要盡量保證核心筒可以上下貫通，這樣可以保證設(shè)計(jì)的安全性及可靠性。

（2）在設(shè)計(jì)時(shí)要注重統(tǒng)籌規(guī)劃，不要將各部分獨(dú)立開來，各構(gòu)件間的關(guān)系及布置要主次分明，傳力直接，這樣便于施工，同時(shí)減少識(shí)圖錯(cuò)誤的概率。而在轉(zhuǎn)換層上下主體的豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量減小水平方向傳力的影響，避免多級(jí)復(fù)雜的轉(zhuǎn)換，這樣可以有效地保證水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的傳力比較直接。

（3）在設(shè)計(jì)的時(shí)候要加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)的剛度，弱化轉(zhuǎn)換層上部主體結(jié)構(gòu)的剛度，這樣就可以有效地保證下部的大空間整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)換層上下主體結(jié)構(gòu)之間的剛度及變形度也會(huì)比較接近。

（4）在部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算階段，最為重要的一點(diǎn)就是要全面而且要確保準(zhǔn)確，如果計(jì)算及計(jì)算結(jié)果出了問題，將會(huì)嚴(yán)重影響整棟建筑的質(zhì)量。而且要特別注意將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)作為整體結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要的組成，并采用正確的計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算。

3、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

我國地域廣闊，橫跨環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶，所以地震活動(dòng)比較頻繁，而且強(qiáng)度比較大，同時(shí)地震常發(fā)地區(qū)分布廣，可以說我國是一個(gè)震災(zāi)嚴(yán)重的國家[3],所以建筑防震性能的設(shè)計(jì)非常重要。

3.1 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)概述

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)主要是為應(yīng)對(duì)地震發(fā)生而進(jìn)行的一種設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)是在地震發(fā)生的假設(shè)前提下進(jìn)行的。我國高層建筑的城市幾乎都在抗震設(shè)防范圍之內(nèi)，因此部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)極為重要的內(nèi)容。一般來說地面運(yùn)動(dòng)主要有三種運(yùn)用描述方式，即強(qiáng)度、頻譜和持時(shí)。而地震的強(qiáng)度是由振幅來表示，振幅對(duì)建筑的破環(huán)程度跟很多因素有關(guān)，比如說時(shí)間、速度、加速度，還有建筑本身的特性。所以在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候要綜合考慮多方面的因素。

3.2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求分析

我國為了更好地預(yù)防地震災(zāi)害，對(duì)建筑的抗震設(shè)計(jì)做了一系列的規(guī)定。上世紀(jì)80年代的抗震設(shè)防目標(biāo)是“小震不壞、中震可修、大震不倒” [4]，但隨著我國經(jīng)濟(jì)及技術(shù)的發(fā)展，我國在2010年對(duì)建筑的抗震設(shè)防目標(biāo)進(jìn)行了修改，并給定了具體的抗震設(shè)計(jì)方法，表3-1是常規(guī)的設(shè)計(jì)方法與抗震設(shè)計(jì)方法的對(duì)比表（表3-1）。通過兩種抗震設(shè)計(jì)的防震目標(biāo)、實(shí)施方法及實(shí)踐運(yùn)用方面的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，我國明顯加大了地震災(zāi)害的預(yù)防力度?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)雖然運(yùn)用還不夠廣泛，但是對(duì)新技術(shù)、新材料的適應(yīng)性比較好，而且也滿足社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，未來的運(yùn)用潛力比較大。同時(shí)，基于性能的抗震設(shè)計(jì)可以增加結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容，比如剛度盡量對(duì)稱，框支轉(zhuǎn)換梁上墻體盡量居中布置，從初設(shè)階段將一些對(duì)結(jié)構(gòu)不利的東西規(guī)避掉。綜上所述，對(duì)于現(xiàn)代高層建筑的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)方案。

表 3-1 常規(guī)設(shè)計(jì)方法與性能設(shè)計(jì)方法的對(duì)比分析表

3.2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)策略分析

通過上面的分析，論文對(duì)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)方案。因?yàn)椴糠挚蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)基本上都是高層建筑，采用的基本上都是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)本身就具有良好的抗震性。導(dǎo)致抗震災(zāi)害形成的原因大都是由于建筑物的造型與建筑的抗震性能不協(xié)調(diào)導(dǎo)致的。所以在設(shè)計(jì)的過程中要特別關(guān)注這兩部分的設(shè)計(jì)。

（1）建筑體型的抗震設(shè)計(jì)策略分析

對(duì)于建筑體型的設(shè)計(jì)主要關(guān)系到的是建筑的布局及體量等方面的設(shè)計(jì)，這也是建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的部分。很多設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的時(shí)候由于太過于關(guān)注建筑的造型及建筑本身的使用價(jià)值，很容易忽視建筑體型與建筑抗震性能之間的關(guān)系。所以在設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)該科學(xué)地設(shè)計(jì)建筑的空間體量，包括建筑的高度、比例，建筑的對(duì)稱性，還要關(guān)注建筑的轉(zhuǎn)角的設(shè)計(jì)，同時(shí)建筑周邊的抗力，建筑整體的均衡性等方面都要進(jìn)行綜合的考慮。

（2）建筑立面的抗震設(shè)計(jì)策略分析

建筑立面通常來說都是由大量的建筑部件組成的，所以建筑立面的設(shè)計(jì)要關(guān)注的主要是立面材料的選擇，部件之間的比例的設(shè)計(jì)，還有其尺寸大小的控制等方面。而從抗震的角度來說，建筑的設(shè)計(jì)則要關(guān)注以下幾個(gè)要點(diǎn)。首先，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，不能孤立地進(jìn)行孤立面的設(shè)計(jì)，而應(yīng)該將正立面、側(cè)立面及背立面各個(gè)立體面之間協(xié)調(diào)起來，是他們之間得到統(tǒng)一，從而形成一個(gè)完整的整體。同時(shí)，要注意立面的空間效果和立面各部件之間的均衡性和規(guī)則性。

4、結(jié)語

通過論文的分析可以看出，隨著城市化進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn)，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)越來越多地應(yīng)用在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑防震性能的設(shè)計(jì)十分重要。而且在設(shè)計(jì)的過程中要減少建筑部件間的轉(zhuǎn)換，采用合理的布置方式，以保證建筑的安全性。同時(shí)，要注重設(shè)計(jì)的統(tǒng)籌規(guī)劃，將建筑的各部件之間有機(jī)地聯(lián)系起來，以實(shí)現(xiàn)建筑的整體性和統(tǒng)一性。在分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要采用抗震設(shè)計(jì)方法，并對(duì)建筑物的造型及立面的進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。最后，希望論文的研究為相關(guān)工作者及研究人員提供一定的借鑒與參考價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 京浩.建筑抗震鑒定與加固[M].中國水利水電出版社,2010.

[2] 敬書,潘寶玉.現(xiàn)行抗震加固方法及發(fā)展趨勢(shì)[J].工程抗震與加固改造,2011.

篇8

關(guān)鍵詞：高層結(jié)構(gòu)抗震，抗震規(guī)范，高層抗震注意問題，纖維增強(qiáng)混凝土

1引言

地震是一種突發(fā)性和毀滅性的自然災(zāi)害，它對(duì)人類社會(huì)的危害首先是引起建筑物的破壞或倒塌，導(dǎo)致嚴(yán)重的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；其次是引起火災(zāi)、水災(zāi)等次生災(zāi)害，破壞人類社會(huì)賴以生存的自然環(huán)境，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)生巨大的社會(huì)影響。近十年來，地殼運(yùn)動(dòng)進(jìn)入活躍期，世界各地都爆發(fā)了不同程度的地震，而我國更是世界上大陸地震最多的國家之一，20世紀(jì)以來，全球發(fā)生7級(jí)以上地震1200余次，其中十分之一在我國。例如，1976年7月28日的唐山7.8級(jí)地震，2008年5月12日的汶川8.0級(jí)地震，2010年4月14日的玉樹地震，都給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來巨大的損失。同時(shí)，由于地震破壞的后果嚴(yán)重，我國抗震規(guī)范在2008年與2010年都進(jìn)行了不同程度的修正，目的是加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的安全性。因此，為保障地震作用下人們的生命財(cái)產(chǎn)損失降至最低，有必要對(duì)建筑物的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，本文就高層結(jié)構(gòu)的一些常用抗震設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了討論。

2結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法的發(fā)展

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法的發(fā)展歷史是人們對(duì)地震作用和結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)能力認(rèn)識(shí)不斷深化的過程，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法發(fā)展歷史進(jìn)行回顧，有助于對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原理的認(rèn)識(shí)，

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法經(jīng)歷了靜力法、反應(yīng)譜法、延性設(shè)計(jì)法、能力設(shè)計(jì)法、給予能量平衡的極限設(shè)計(jì)方法、基于損傷設(shè)計(jì)方法和近年來正在發(fā)疹的基于性能/位移設(shè)計(jì)法幾個(gè)階段[1]。這些抗震設(shè)計(jì)方法在發(fā)展階段相互交錯(cuò)與滲透，對(duì)齊進(jìn)行系統(tǒng)化整理，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法可以分為以下幾類[2]：

基于承載力設(shè)計(jì)方法

基于承載力和構(gòu)造保證延性設(shè)計(jì)方法

基于損傷和能量設(shè)計(jì)方法

能力設(shè)計(jì)法

基于性能/位移設(shè)計(jì)方法

根據(jù)清華大學(xué)葉列平教授的研究，第（5）種方法在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中較前幾種方法優(yōu)點(diǎn)更為突出，并且在各國規(guī)范中應(yīng)用最廣泛。

3高層抗震設(shè)計(jì)的設(shè)防目標(biāo)

長期的地震觀測(cè)表明，在同一地區(qū)不同強(qiáng)度地震的重現(xiàn)期是不同的。強(qiáng)度小的地震重現(xiàn)期，一般10~50年左右發(fā)生一次，即所謂頻遇地震或“小震”；強(qiáng)度較大的地震，重現(xiàn)期較長，一般100~500年發(fā)生一次，即所謂偶遇地震或“中震”；而強(qiáng)度特別大的強(qiáng)烈地震，重現(xiàn)期一般為數(shù)千年，即所謂罕遇地震或“大震”。

高層建筑的使用壽命一般為50~100年，高層住宅的壽命更短，因此要求結(jié)構(gòu)在“大震”作用下不破壞顯然四不合適和不經(jīng)濟(jì)的。這就提出了對(duì)于不同強(qiáng)度地震的重現(xiàn)期，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有不同的抗震性能，即所謂抗震設(shè)防目標(biāo)。目前國際上公認(rèn)的較為合理的抗震設(shè)防目標(biāo)是：

（1）在頻遇地震作用下，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)應(yīng)處于彈性階段，結(jié)構(gòu)無損壞或輕微破壞，且結(jié)構(gòu)變形很小，不會(huì)導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，震后可無條件繼續(xù)使用；

（2）在偶遇地震作用下，結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷在一定限度內(nèi)，震后經(jīng)修復(fù)可繼續(xù)使用；

（3）在罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生倒塌，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件無脫落或落下，保證人身安全，

上述抗震設(shè)防目標(biāo)與我國抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的“三水準(zhǔn)”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”是一個(gè)含義?，F(xiàn)在的問題是這種單一的抗震設(shè)防目標(biāo)已不能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)對(duì)抗震性能的需求。許多重要建筑對(duì)大震作用下的性能要求也不再是不倒塌，而是應(yīng)滿足一定性能指標(biāo)要求，以保證其仍具有一定的建筑功能和使用功能，這即是基于性能抗震設(shè)計(jì)方法研究的目的。

高層抗震設(shè)計(jì)方法的幾點(diǎn)討論

4.1遵循建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實(shí)際上是各國建筑抗震經(jīng)驗(yàn)帶有權(quán)威性的總結(jié)，是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(jì)（包括結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算，結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容）的法定性文件。它既反映了各個(gè)國家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的時(shí)代水平，又反映了各個(gè)國家的具體抗震實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。它雖然收抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo)，向技術(shù)經(jīng)驗(yàn)合理性的方向發(fā)展，但它更是具有堅(jiān)定的工程實(shí)踐基礎(chǔ)，把建筑工程的安全性放在首位。正是基于這種認(rèn)識(shí)，現(xiàn)代規(guī)范的條文有的被列為強(qiáng)制性條文，有的條文中應(yīng)用了“嚴(yán)禁、不得、不許、不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“必須、應(yīng)該、宜于、可以”等體現(xiàn)不同程度靈活性的用詞。任何結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)都必須以抗震規(guī)范為基礎(chǔ)，按其規(guī)定條文執(zhí)行。

4.2高層建筑抗震設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)房屋高度和高寬比、抗震設(shè)防類型、抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地類別、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)條件等因素考慮其適宜的結(jié)構(gòu)體系，高層建筑的高寬比是對(duì)結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

應(yīng)當(dāng)注意抗震縫的設(shè)計(jì)，必須留有足夠的防震縫寬度；

平面形狀和剛度不對(duì)稱，會(huì)是建筑物產(chǎn)生顯著的扭轉(zhuǎn)、震害嚴(yán)重，設(shè)計(jì)中應(yīng)避免這種情況，不能避免時(shí)應(yīng)對(duì)抗震薄弱處進(jìn)行加強(qiáng)；

凸出屋面的塔樓受高振型的影響，產(chǎn)生顯著的鞭梢效應(yīng)，破壞嚴(yán)重，設(shè)計(jì)中加以注意；

高層部分和底層部分之間的連接構(gòu)造是否合理；

框架柱截面太小、箍筋不足、柱子的延性和抗震能力不夠等容易導(dǎo)致剪切破壞或柱頭壓碎；

沿豎向樓層質(zhì)量與剛度變化太大容易導(dǎo)致樓層變形過分集中而產(chǎn)生破壞；

地基的穩(wěn)定性尤為重要；

伸縮縫和沉降縫寬度過?。╓昂王與防震縫一切三縫合一）使得碰撞破壞很多；

不應(yīng)在建筑物端部設(shè)置樓梯間，樓板有大洞口會(huì)因剛度不均勻而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)；

中間部分樓層柱子截面和材料改變或取消部分剪力墻，都會(huì)產(chǎn)生剛度或承載力的突變，形成結(jié)構(gòu)薄弱層。

4.3采用纖維增強(qiáng)混凝土

對(duì)于高層建筑，混凝土材料由于其自身缺陷，地震作用下易于發(fā)生脆性破壞，引起結(jié)構(gòu)損傷，因此從建筑材料角度分析，可以在某些關(guān)鍵部位采用韌性材料代替混凝土提高整體結(jié)構(gòu)的吸收能量能力與抗震能力?？拐鸾ㄖ牧媳仨毦邆漭p質(zhì)、高強(qiáng)、高韌性特征，例如，木材、輕鋼、型鋼、鋼筋混凝土、復(fù)合材料等都可以從某些方面達(dá)到抗震目的。而在我國，森林覆蓋面積少，人居木材占有量少，而鋼材成本較高，這些材料的使用都有相當(dāng)?shù)木窒扌?。而在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位采用一些韌性較高、延性較好、抗性強(qiáng)度高的纖維增強(qiáng)混凝土對(duì)提高結(jié)構(gòu)的抗震性能具有非常明顯的作用[3]。目前，我國的纖維增強(qiáng)混凝土種類繁多，例如，鋼纖維混凝土、聚丙烯增強(qiáng)混凝土、聚合物增強(qiáng)砂漿、超高韌性水泥基復(fù)合材料等，這些材料的研究與發(fā)展對(duì)高層結(jié)構(gòu)的抗震也起著重要作用。

結(jié)束語

本文在回顧結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法發(fā)展歷史的基礎(chǔ)上，探究了高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，并討論文高層抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題。高層抗震是個(gè)很復(fù)雜的課題，涉及的考慮因素眾多，由于筆者參加工作時(shí)間較短，相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)較少，本文僅提供一般性的參考，如有不到之處，敬請(qǐng)指正。

參考文獻(xiàn)

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篇9

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)、抗震設(shè)計(jì)、現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理念、國際抗震設(shè)計(jì)新理念

中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、建筑抗震設(shè)計(jì)的重要意義

不同的變量可以體現(xiàn)出建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，在抗震設(shè)計(jì)中具體使用哪一種設(shè)計(jì)的變量，要與結(jié)構(gòu)自身的類型相結(jié)合，與地震反應(yīng)的特性以及地震破壞的模式相結(jié)合。結(jié)合結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)變量的不同，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分類，一般可以分為以下四種：基于承載力的抗震設(shè)計(jì)法、基于能量的抗震設(shè)計(jì)方法、基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法及基于損傷的抗震設(shè)計(jì)方法。

通過抗震設(shè)防目標(biāo)的角度可以看出，現(xiàn)在的抗震設(shè)計(jì)方法說到底是以對(duì)生命安全進(jìn)行保護(hù)的單一設(shè)防目標(biāo)。現(xiàn)代社會(huì)在不斷的發(fā)展，抗震設(shè)計(jì)不但要預(yù)防建筑物的倒塌破壞，更要結(jié)合建筑物的重要性以及用途進(jìn)行有效的控制它的破壞狀態(tài)。這對(duì)于抗震設(shè)防目標(biāo)來講要求更多級(jí)化，基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法的提出就是為了對(duì)此問題的解決。性能這一概念具有宏觀性，與力或位移這樣的物理概念不同，不能作為設(shè)計(jì)變量在抗震設(shè)計(jì)中直接運(yùn)用，更多是與建筑物的破壞程度聯(lián)系在一起，建筑物的破壞程度可以用位移、力、能量以及損傷等反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行表示，所以，基于性能的抗震設(shè)計(jì)與基于承載力或者基于位移等抗震設(shè)計(jì)相比，其設(shè)計(jì)的理念更為廣義，如今，在進(jìn)行有針對(duì)性的基于位移、損傷以及能量等抗震設(shè)計(jì)方法的研究中，一般的主導(dǎo)思想都是基于性能的抗震設(shè)計(jì)。

二、現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)綜述

第一，基于承載力的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，基于承載力的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，建立在靜力分析的理論之上，以慣性力的形式來反映地震作用，并按彈性方法來計(jì)算結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)的大小、進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈性位移驗(yàn)算，把結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度是否達(dá)到特定的極限狀態(tài)作為結(jié)構(gòu)失效的準(zhǔn)則。一是設(shè)計(jì)地震作用的確定，在基于承載力的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法中，設(shè)計(jì)地震作用取值由設(shè)防烈度的地面運(yùn)動(dòng)有效峰值加速度考慮放大效應(yīng)和地震作用效應(yīng)降低系數(shù)的綜合影響后得來的，可以用如下公式表示：f = kβig/r式中：f―建筑結(jié)構(gòu)總水平地震作用；k―地震系數(shù)(不同地震分區(qū)所取的相當(dāng)于設(shè)防烈度水準(zhǔn)的地面運(yùn)動(dòng)有效峰值加速度或地面運(yùn)動(dòng)峰值加速度與重力加速度的比值，它反映了不同地區(qū)設(shè)防烈度地震的強(qiáng)弱)；β ―動(dòng)力放大系數(shù)(對(duì)應(yīng)于不同周期的結(jié)構(gòu)反應(yīng)峰值加速度與地面運(yùn)動(dòng)有效峰值加速度或峰值加速度比值的擬合值，它反映了不同周期體系對(duì)地震作用的動(dòng)力放大效應(yīng))；i―建筑重要性系數(shù)；r―地震作用降低系數(shù)；g―結(jié)構(gòu)重力荷載代表值（取恒載和可能與設(shè)計(jì)地震作用同時(shí)出現(xiàn)的活載之和）。地震系數(shù)k 反映的是不同地區(qū)設(shè)防烈度地震的強(qiáng)弱，根據(jù)各地區(qū)不同的地震危險(xiǎn)性將其細(xì)分為不同地震區(qū)域，并對(duì)每個(gè)地區(qū)根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果重現(xiàn)期給出其地震系數(shù)。動(dòng)力放大系數(shù)β反映了不同周期彈性單自由度體系的動(dòng)力放大效應(yīng)，它通常是從相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)有效峰值加速度作歸一化處理后的多條彈性加速度反應(yīng)譜曲線中經(jīng)歸納和簡(jiǎn)化后得到的。加速度反應(yīng)譜是確定的地面運(yùn)動(dòng)通過一組阻尼比相同自振周期不同的單自由度體系所引起的各體系最大加速度反應(yīng)與相應(yīng)體系自振周期間的關(guān)系曲線。二是基于承載力結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法的研究現(xiàn)狀，基于承載力的抗震設(shè)計(jì)法作為產(chǎn)生較早的方法，從20世紀(jì)年代中期開始廣泛應(yīng)用，經(jīng)過多年的研究發(fā)展較之其他抗震設(shè)計(jì)方法相對(duì)成熟。目前加速度反應(yīng)譜的短周期段的精度已基本滿足工程使用要求，研究主要關(guān)注反應(yīng)譜的不合理性。隨著高層、超高層等長周期結(jié)構(gòu)的發(fā)展，對(duì)反應(yīng)譜長周期的研究也逐漸開展?？紤]到現(xiàn)有的科技水平及設(shè)計(jì)習(xí)慣，彈性加速度反應(yīng)譜仍是現(xiàn)階段結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)計(jì)算的最基本依據(jù)，研究工作主要集中在結(jié)合場(chǎng)地影響、強(qiáng)震觀測(cè)改進(jìn)及結(jié)構(gòu)時(shí)程分析對(duì)加速度反應(yīng)譜的長周期段進(jìn)行修正，以求使地震作用計(jì)算更加合理準(zhǔn)確。

第二，基于能量的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，基于能量的抗震設(shè)計(jì)理論主要是通過能量的角度在地震地面運(yùn)動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的作用進(jìn)行考慮，具有明確的概念，也能把地震的動(dòng)強(qiáng)度、頻譜以及持時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)帶來的破壞進(jìn)行很好的反映，通過輸入能量與耗散能量的角度對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行捕捉到在強(qiáng)烈的地震作用下的變形過程。因?yàn)槟芰糠治鼍哂幸欢ǖ膹?fù)雜性，基于能量的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的方法還正在研究的階段，要在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中進(jìn)行運(yùn)用，到現(xiàn)在為止還沒有真正建立起來。在抗震研究中有兩個(gè)非常重要的論題就是能量概念與破壞模型，尤其是現(xiàn)在提出的基于性能的抗震設(shè)計(jì)的思想，對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)的耗能力以及性能的研究又提出更高的要求。此方法能夠?qū)Y(jié)構(gòu)滯形而對(duì)結(jié)構(gòu)破壞影響的特點(diǎn)進(jìn)行全面的考慮，并且對(duì)于基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念有著非常重要的意義，所以，基于能量的抗震設(shè)計(jì)的方法對(duì)于抗震理念的進(jìn)一步發(fā)展起著很大的促進(jìn)作用，也是傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)方法得到改進(jìn)的重要發(fā)展方向。

第三，基于損傷的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，近些年以來，經(jīng)過各國的學(xué)者的研究表明，因?yàn)榈卣鹁哂型鶑?fù)性，而且地震動(dòng)持的時(shí)間比較短，所以，受地震的作用，其損傷不但與最大變形有關(guān)系，同時(shí)，與結(jié)構(gòu)的低周疲勞效應(yīng)帶來的累積損傷也有關(guān)系。通過反映結(jié)構(gòu)的變形以及累積損傷效一些的損傷性能參數(shù)能把結(jié)構(gòu)的非彈性性能更好的描述出來。因?yàn)橛?jì)算損傷指數(shù)是把計(jì)算結(jié)構(gòu)的累積滯回耗能作為基礎(chǔ)的，而結(jié)構(gòu)能量分析的重點(diǎn)是累積滯回耗能計(jì)算，因此，也可把基于損傷的設(shè)計(jì)方法作為能量法結(jié)合性能設(shè)計(jì)思想的一種應(yīng)用的方法?；趽p傷的抗震設(shè)計(jì)就是對(duì)結(jié)構(gòu)損傷指數(shù)的反映，對(duì)地震損傷模型的損傷指數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x取，再進(jìn)行驗(yàn)算看是否與預(yù)定的損傷性能目標(biāo)相符合。

第四，基于性能的抗震設(shè)計(jì)的概念，組織描述基于性能抗震設(shè)計(jì)就是性能設(shè)計(jì)是要對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，結(jié)構(gòu)的形式要恰當(dāng)，規(guī)劃要合理，才能使建筑物的結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)得到保證，對(duì)建造質(zhì)量進(jìn)行控制并進(jìn)行長期的維護(hù)，讓建筑物在受到一定水平地震作用下，破壞的結(jié)構(gòu)處于特定的范圍內(nèi)。Atc組織的描述是對(duì)基于性能抗震設(shè)計(jì)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選用的標(biāo)準(zhǔn)通過結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)來體現(xiàn)，主要是對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)而且采用基于能力的設(shè)計(jì)原理。

三、國際抗震設(shè)計(jì)新理念分析

很多國家在進(jìn)行高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中，都有很多新的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，例如：美國的紐約四十二層高的建筑物，建在基礎(chǔ)分離的九十八個(gè)橡膠的彈簧上，日本 的建在弧型的鋼條上，前蘇聯(lián)的建在基礎(chǔ)分離的沙墊層上，這些都是在實(shí)際中成功的案例，都在建筑結(jié)構(gòu)的體型上得到明顯的提升，對(duì)傳統(tǒng)的插入式剛箍捆住內(nèi)力的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行入改變?？傊?，在很多建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)中都要想辦法避免地震災(zāi)害。實(shí)質(zhì)上也是對(duì)似地球?yàn)橄喈?dāng)好的慣性參考系”為指導(dǎo)理論的反映，現(xiàn)行的抗震硬抗以及死抗地震打擊設(shè)計(jì)的制定，實(shí)質(zhì)也是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)受力體系的改變，而不在似地球?yàn)榻^對(duì)靜止不動(dòng)的慣性參考系了。

日本東京建造的彈性建筑達(dá)到十二座，經(jīng)過6.6級(jí)地震的考驗(yàn)，達(dá)成非常明顯的減災(zāi)效果。此種彈性的建筑物在隔離體上進(jìn)行建設(shè)，隔離體的組成包括分層橡膠、硬鋼板組以及阻尼器，建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)與地面發(fā)生直接的接觸。阻尼器是由螺旋鋼板組成，可以使顛簸的感覺得到減緩。在美國硅谷建造了一座電子工廠大廈，就是滾珠大樓，采用了一種新的抗震法，也就是在建筑物的每一根柱子或墻體下進(jìn)行不銹鋼滾珠的安裝，通過滾珠來對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行支撐，鋼梁縱橫交錯(cuò)，卻把建筑物緊緊的固定在地基上，在地震發(fā)生的時(shí)候，富有彈性的鋼梁會(huì)進(jìn)行自動(dòng)的伸縮，而大樓在滾珠上發(fā)生輕微的前后滑動(dòng)，可以把地震帶來的破壞大大的減弱。在日本的鹿島，建筑部門對(duì)彈簧大樓發(fā)明了一種俗人的防震營造法，就是通過彈簧把與地基連接的基礎(chǔ)部分與建筑物的主體分離開來，讓建筑物的主體處于一種能對(duì)地震吸收和其他振動(dòng)沖擊的中介物上。不管地基發(fā)生怎樣的搖晃，振動(dòng)的能量在傳到建筑物的時(shí)候，其振動(dòng)量也會(huì)減到原來的十分之一。

四、結(jié)束語

總而言之，通過對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)的綜合分析，以及國際抗震設(shè)計(jì)新理念的總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)龐大的課題，并且具有一定的復(fù)雜性，具有非常廣泛的涉及面，本文中對(duì)此理念并沒有深入的研究，因?yàn)闀r(shí)間以及能力還非常有限。在未來的研究中，在建筑抗震設(shè)計(jì)中還需要進(jìn)一步探討各個(gè)方面的知識(shí)。

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篇10

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；性能；抗震設(shè)計(jì)；概念；特點(diǎn)；問題；方法

中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)社會(huì)的需求開始呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)，而隨著建筑物越來越高，體型變得越來越復(fù)雜，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)也變得更有挑戰(zhàn)性。人們?yōu)榱吮Ｕ献陨淼陌踩瑢?duì)此便有了更多的關(guān)注，對(duì)基于性能的抗震設(shè)計(jì)也更加重視起來，在此種方法下，會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)者有所要求，那就是要對(duì)建筑物在地震作用下可能形成的性態(tài)反應(yīng)做出一定的評(píng)價(jià)。這種方法有很多好處，最主要的就是對(duì)于不安全的設(shè)計(jì),能夠正確的辨別出來，還可以提出一些方案來解決問題，使得建筑結(jié)構(gòu)更加安全和經(jīng)濟(jì)。

1基于性能的抗震設(shè)計(jì)概念

以往提到的基于力的抗震設(shè)計(jì)或者基于位移的抗震設(shè)計(jì)，由于力和位移都是很明確的物理概念，可以被很容易地理解。但是基于性能的抗震設(shè)計(jì)，由于性能一詞是一個(gè)宏觀概念，不像力或位移可以直接成為設(shè)計(jì)參數(shù)，也可以直接應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去事實(shí)上，這里提到的結(jié)構(gòu)性能往往可以與結(jié)構(gòu)的破壞程度相關(guān)，而結(jié)構(gòu)的破壞程度又可以由結(jié)構(gòu)的反應(yīng)參數(shù)來表示（如應(yīng)力、力、位移、能量以及一些定義的破壞指標(biāo)）。所以基于性能的抗震設(shè)計(jì)是比基于力或者基于位移抗震設(shè)計(jì)更為廣泛的設(shè)計(jì)理念，更為直接地滿足個(gè)人或者社會(huì)對(duì)建筑物的要求，即要求建筑物是否安全可靠，是否滿足他們的使用需要，而不是普通使用者能提出的建筑物可以抵抗多強(qiáng)地震力，或者是變形控制在什么程度。

基于性能的抗震設(shè)計(jì)并不是一個(gè)全新的概念，盡管目前基于性能的抗震設(shè)計(jì)得到國際上廣泛的重視與研究，也取得一些初步的成果，但是對(duì)于基于性能的抗震設(shè)計(jì)，現(xiàn)在還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義。比較有權(quán)威性的是美國SEAOC，ATC和FEMA等組織給出的基于性能設(shè)計(jì)的描述。其中，對(duì)基于性能抗震設(shè)計(jì)的描述是“性能設(shè)計(jì)應(yīng)該是選擇一定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式，合理的規(guī)劃和結(jié)構(gòu)比例保證建筑物的結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)，控制建造質(zhì)量和長期維護(hù)水平，使得建筑物在遭受一定水平地震作用下，結(jié)構(gòu)的破壞不超過一個(gè)特定的極限狀態(tài)”。一些學(xué)者也對(duì)基于性能抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，可見，盡管不同的機(jī)構(gòu)或者個(gè)人對(duì)于基于性能的抗震設(shè)計(jì)描述不完全相同，但是這些論述中有一共同思想，就是基于性能抗震設(shè)計(jì)的主要思想：即結(jié)構(gòu)在其設(shè)計(jì)使用期間內(nèi)，在遭受不同水平的地震作用下，應(yīng)該有明確的性能水平并使得結(jié)構(gòu)在整個(gè)生命周期中費(fèi)用達(dá)到最小。

2 我國現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)理論的存在的問題

2.1我國現(xiàn)行的建筑抗震設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)方法較為保守，缺乏新的設(shè)計(jì)理念，很大程度上阻礙了新的設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)施。同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)候，缺乏對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能的考慮，而只是根據(jù)我國一些曾經(jīng)制定的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范而行，只從刻板的標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，沒有能綜合考慮到各種實(shí)際狀況。

2.2我國的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法在很多抗震指標(biāo)上規(guī)定不清晰，抗震設(shè)計(jì)理念不明確，加上很多建筑的使用者缺乏一定的抗震建筑知識(shí)，難以對(duì)所使用的建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震能力做出一個(gè)很明確的評(píng)判。

2.3目前，我國的建筑抗震設(shè)計(jì)多是重視對(duì)建筑的整體承載力和建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來進(jìn)行，而忽視了對(duì)其他因素的考慮比如建筑結(jié)構(gòu)的性能設(shè)計(jì)。同時(shí)，很多現(xiàn)行設(shè)計(jì)理論在進(jìn)行建筑的設(shè)計(jì)時(shí)候，更多的注意著建筑的主題結(jié)構(gòu)的抗震損失，而忽視了很多細(xì)節(jié)，對(duì)損失的控制力度不強(qiáng)。經(jīng)濟(jì)評(píng)估準(zhǔn)則并沒有在建筑業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

3 性能抗震設(shè)計(jì)理念的特點(diǎn)

通過對(duì)現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)理論的實(shí)踐，可以對(duì)兩者進(jìn)行對(duì)比，以得到性能抗震設(shè)計(jì)理念的特點(diǎn)。

3.1多級(jí)設(shè)防。

相對(duì)于現(xiàn)行的三階段設(shè)防目標(biāo)(小震不壞、中震可修、大震不倒)，性能抗震設(shè)計(jì)注重多級(jí)設(shè)防，保護(hù)非結(jié)構(gòu)件與內(nèi)部設(shè)施，后者的設(shè)計(jì)理念既保證使用者安全，又減輕業(yè)主和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)損失與壓力。

3.2投資效益準(zhǔn)則。

性能抗震設(shè)計(jì)偏重于安全、經(jīng)濟(jì)等多方面。在安全與經(jīng)濟(jì)之間找到合理、平衡的切入點(diǎn)，確定最佳方案，以優(yōu)化設(shè)計(jì)為目的。

3.3自由度大。

相比較傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)刻板的被動(dòng)狀態(tài)，性能抗震設(shè)計(jì)可根據(jù)業(yè)主的要求確定目標(biāo)，給設(shè)計(jì)帶來新的動(dòng)力。

4 建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法

作為性能設(shè)計(jì)理論的重要內(nèi)容，基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法顯得尤為重要。那么怎樣合理的運(yùn)用基于性能抗震設(shè)計(jì)理念則引起了人們的廣泛關(guān)注，為了能夠把它有效地運(yùn)用到實(shí)際中來，有很多學(xué)者都對(duì)此進(jìn)行了思考，但是卻還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，通過他們的總結(jié)，我們可以知道讓性能設(shè)計(jì)思想運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中來主要有以下步驟和方法：

4.1性能抗震設(shè)計(jì)階段

4.1.1概念設(shè)計(jì)。根據(jù)用途和業(yè)主的要求，合理確定設(shè)防目標(biāo)，通過場(chǎng)地、建筑平面等進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。

4.1.2 計(jì)算設(shè)計(jì)。根據(jù)預(yù)定的設(shè)防目標(biāo)，計(jì)算出能影響各類因素的抗震參數(shù)，參數(shù)與預(yù)定目標(biāo)不符要及時(shí)修改，直至滿足參數(shù)需求。以基于位移的抗震性能設(shè)計(jì)為例，主要包括步驟有確定不同強(qiáng)度地震作用下性能目標(biāo)；根據(jù)初步設(shè)計(jì)，確定結(jié)構(gòu)內(nèi)的位移的極限值；通過等效阻尼比等各類等效數(shù)值，確定等效剛度；設(shè)計(jì)采用必需的構(gòu)造措施；評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求和變形能力。以嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、合理的態(tài)度進(jìn)行評(píng)估，如計(jì)算階段有不符合，則需重復(fù)計(jì)算設(shè)計(jì)步驟，以不斷完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

4.1.3性能評(píng)估。通過各類的分析法得出設(shè)計(jì)結(jié)果來確定該建筑結(jié)構(gòu)的性能。

4.2 性能抗震設(shè)計(jì)方法

目前大致主要有：位移影響系數(shù)、能力譜、直接位移設(shè)計(jì)等方法。

4.2.1位移影響系數(shù)法。基于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)方法，通過分析得出的最大期望位移值，利用等效方法、模態(tài)進(jìn)行確定。以達(dá)到此系數(shù)的修正作用。此方法還存在著由于它是整體抗震評(píng)估方法，無法具體體現(xiàn)主要結(jié)構(gòu)、樓層的損壞情況與抗震水準(zhǔn)等問題。

4.2.2能力譜法。1975年被提出，隨后不斷改進(jìn)。能力譜設(shè)計(jì)是將能力譜曲線與地震反應(yīng)譜轉(zhuǎn)化而來的需求譜，進(jìn)行比較來評(píng)估其抗震性能。此方法側(cè)重對(duì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際性能進(jìn)行驗(yàn)算、評(píng)估。另外，能力譜設(shè)計(jì)法比較適用于平面結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化且分布較均勻的結(jié)構(gòu)，否將會(huì)產(chǎn)生不小的誤差。

4.2.3直接位移設(shè)計(jì)法。側(cè)重于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)，概念簡(jiǎn)單，根據(jù)地震等級(jí)來預(yù)期位移計(jì)算，使結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定位移。此方法也存在著只能從建筑結(jié)構(gòu)材料的極限變化得到數(shù)值，而不能考慮到預(yù)期以外的強(qiáng)震效應(yīng)的不足。

5 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)是比較寬泛的體系，它是現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)的延續(xù)與發(fā)展，以結(jié)構(gòu)性能分析作為基礎(chǔ)，建筑物的性能目標(biāo)以全面、科學(xué)的因素來確定，使建筑物在面對(duì)不同等級(jí)的地震時(shí)，能達(dá)到預(yù)期的抗震目標(biāo)。與傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)相比，優(yōu)點(diǎn)明顯：基于性能抗震相較于以往更系統(tǒng)化；性能抗震設(shè)計(jì)的適應(yīng)性、連貫性更好，應(yīng)用意義更大；靈活性的加大，使設(shè)計(jì)人員能發(fā)揮創(chuàng)造性，增加對(duì)新技術(shù)、新材料的推廣應(yīng)用等。性能抗震設(shè)計(jì)方法也需要解決一些設(shè)防水準(zhǔn)數(shù)據(jù)化的劃分，合理的參數(shù)取值范圍介定等問題，才能更好的服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，達(dá)到符合我國國情的設(shè)計(jì)規(guī)范。

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