導(dǎo)語(yǔ)：建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究4篇一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

第一篇

一、建筑結(jié)構(gòu)抗震目標(biāo)與設(shè)計(jì)

在建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)堅(jiān)持“小震無(wú)影響、中震可維修、大震不傾倒”的目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，主要實(shí)施兩階段設(shè)計(jì)，在第一階段中，參照小震出現(xiàn)時(shí)的作用效果、負(fù)載效應(yīng)，科學(xué)計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件負(fù)載能力以及形變程度，在第二階段設(shè)計(jì)中，參照出現(xiàn)次數(shù)較少的地震作用效果，科計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)的形變程度。

二、地震災(zāi)害中建筑結(jié)構(gòu)的損害位置

眾所周知，地震具有一定的突發(fā)性和復(fù)雜性，這要求建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具備一定的彈性形變程度，以免在地震中被損壞或者傾倒，若想實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)目標(biāo)，存在一定的難度，但合理的抗震設(shè)計(jì)可降低損壞程度，這是因?yàn)閷⒌卣甬a(chǎn)生的能量經(jīng)由彈性形變進(jìn)行消耗，因此，在抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)著重增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的形變程度、能量損耗效應(yīng)和抗震性。

（一）各層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱樓層。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，如若框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不一致，將會(huì)存在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱的樓層，一旦遭遇地震，高樓層首先受到損害，形變程度較大，從最初的彈塑性形變到最終的集中形變，引發(fā)倒塌現(xiàn)象。

（二）填充墻的損壞。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，填充墻具有較強(qiáng)的抗形變能力，剛度和硬度均較高，然而，一旦遭遇地震災(zāi)害，填充墻首當(dāng)其沖被破壞。如若地震等級(jí)超過(guò)8級(jí)，會(huì)進(jìn)一步損壞填充墻，墻面縫隙較大，嚴(yán)重情況可能出現(xiàn)倒塌。通常，對(duì)于填充墻結(jié)構(gòu)而言，上端重量較大，底端重量較小，實(shí)心填充墻和空心填充墻相比，損壞程度比較嚴(yán)重，同時(shí)，砌體墻的損壞程度重于磚墻。

（三）節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)與柱端的銜接點(diǎn)。在建筑結(jié)構(gòu)中，如若梁的重量小于柱，則柱的底端與頂端相比，結(jié)構(gòu)較強(qiáng)，柱子旁邊被損壞的可能性較大。通常，在地震災(zāi)害中，柱的頂端的損壞程度最為嚴(yán)重，形變較大。如若損壞相對(duì)較輕，柱子會(huì)出現(xiàn)傾斜，存在折斷的可能性，如若情況嚴(yán)重，將會(huì)損壞混凝土，內(nèi)側(cè)主筋顯露，有些還會(huì)出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象。

三、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，如若遭遇地震，在節(jié)點(diǎn)位置幾乎不出現(xiàn)破壞，梁與柱相比，出現(xiàn)屈服的現(xiàn)象較早，且發(fā)生的頻率較多，通常，位于相同水平面的柱子兩側(cè)出現(xiàn)的屈服時(shí)間越長(zhǎng)，則越有利，對(duì)于底層柱底的塑性最后形成，由此可知，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)盡量分散呈現(xiàn)梁、柱的塑性，以此來(lái)最大限度地發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)的地震抵抗能力。

（一）確保延性。1.計(jì)算延性。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一旦遭受地震災(zāi)害，應(yīng)借助樓層水平方向的地震剪切力以及各個(gè)樓層之間的位移映射樓層破壞程度，由此可知，待抗震設(shè)防等級(jí)達(dá)到二級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件處在彈塑性階段，具備一定的承載力，地震災(zāi)害中所產(chǎn)生的能量主要通過(guò)彈塑性形變進(jìn)行耗散，這要求框架結(jié)構(gòu)的形變能力較強(qiáng)，只有這樣，才能有效抵抗地震災(zāi)害。依據(jù)大量實(shí)驗(yàn)可知，強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)等結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力重新分布效果良好，能量耗散效果良好，在極限層出現(xiàn)較大的位移，抗震效果較為理想。本文中強(qiáng)弱標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際生活中有具體規(guī)定，為給設(shè)計(jì)者提供更多的便利，使用抗震負(fù)載力充當(dāng)驗(yàn)算表達(dá)式，只要代入公式，便可計(jì)算。劉家洋江西五方建筑設(shè)計(jì)有限公司江西贛州3410002.結(jié)構(gòu)延性。通過(guò)對(duì)以往地震災(zāi)害分析可知，建筑結(jié)構(gòu)若想有效吸收塑性階段所生成的能力，這要求建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較強(qiáng)的負(fù)載能力。這主要是因?yàn)榻ㄖ镌谠庥龅卣馂?zāi)害時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)處于塑性階段，十分容易出現(xiàn)形變現(xiàn)象。因此，應(yīng)參照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際特點(diǎn)以及具體的抗震標(biāo)準(zhǔn)，地震災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家應(yīng)依據(jù)延性結(jié)構(gòu)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，確保局部結(jié)構(gòu)的薄弱地帶具備一定的負(fù)載能力和剛度，進(jìn)而確保建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，增加延性可增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的形變能力，以此來(lái)降低地震災(zāi)害的影響程度，全面提升抗震能力。另外，在結(jié)構(gòu)分布上，應(yīng)依據(jù)適當(dāng)增加的數(shù)值來(lái)設(shè)計(jì)柱端變形負(fù)載能力，這不僅嚴(yán)格堅(jiān)守了強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)原則，還降低了屈服幾率。然而，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，若想預(yù)防柱中出現(xiàn)塑性絞現(xiàn)象存在一定的難度，同時(shí)，還應(yīng)遵循強(qiáng)剪弱彎，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，應(yīng)采取有效的構(gòu)造措施，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)延性。

（二）梁柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為增強(qiáng)建筑物的抗震能力，在抗震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)適當(dāng)提高房柱承載能力，以便進(jìn)一步承擔(dān)房梁壓力。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在遭遇地震災(zāi)害后，房梁塑性異常明顯，一旦受到最大非線性位移干擾，塑性將會(huì)發(fā)生較大的轉(zhuǎn)變，引發(fā)柱端塑性延遲出現(xiàn)，待達(dá)到最大非線性位移后，塑性轉(zhuǎn)變較小，有些甚至不出現(xiàn)塑性轉(zhuǎn)變，便可確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

（三）實(shí)施短肢剪刀墻設(shè)計(jì)。短肢剪刀墻是指中間位置剪力墻薄壁，其它均是短肢剪刀墻，該結(jié)構(gòu)主要被應(yīng)用在地震等級(jí)在6-7級(jí)范圍內(nèi)的區(qū)域中。在短肢剪刀墻中存在多個(gè)剪刀墻結(jié)構(gòu)，在具體的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)嚴(yán)格參照相關(guān)規(guī)范，合理設(shè)計(jì)，不僅要確保受力方向的抗震能力滿足標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)保證承載能力統(tǒng)一。同時(shí)，還應(yīng)有效控制傾覆力矩，在具體的建筑工程中，應(yīng)依據(jù)相同側(cè)力方向上的實(shí)際面積以及整體結(jié)構(gòu)中截面面積，來(lái)確定傾覆力矩。

（四）其它措施。為確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗震能力，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)明確受拉鋼筋的最理想的配筋率，同時(shí)，配筋率一定要涵蓋最小以及最大配筋率，其中最小配筋率可確保房梁穩(wěn)固，不會(huì)因拉力影響出現(xiàn)斷裂或者縫隙，最大配筋率可確保受拉鋼筋在屈服條件下，混凝土承壓地帶和房梁的最后損壞狀態(tài)下的極限壓應(yīng)力之間存在一定的差距，這是因?yàn)樵诜苛旱淖詈髶p壞狀態(tài)下，均以受壓地帶混凝土的負(fù)載壓力和損壞程度進(jìn)行衡量。另外，在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可針對(duì)箍筋使用制定詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)，此種作法，可全面抗剪，并可規(guī)范箍筋的最小半徑，使其在箍筋條件下，豎向箍筋不會(huì)因提前受力，引發(fā)不穩(wěn)現(xiàn)象。同時(shí)，還應(yīng)約束遭受壓力的混凝土，以此來(lái)增強(qiáng)混凝土的耐壓力。最后，還應(yīng)切實(shí)保證房梁部位所使用的鋼筋質(zhì)量合格，滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。受壓鋼筋可充分分散剪力作用，減小受壓地帶的高度值，在遭遇地震災(zāi)害時(shí)，下梁地帶可整箱彎曲，下方鋼筋會(huì)承擔(dān)一定的壓力。

四、結(jié)語(yǔ)

綜合分析我國(guó)地質(zhì)條件可知，我國(guó)某些地區(qū)處于地震多發(fā)地帶，且目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是我國(guó)最主要的建筑結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)不僅直接關(guān)乎著人民群眾的切身利益，還影響著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況，因此，我們應(yīng)重視抗震設(shè)計(jì)工作，嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范，全面增強(qiáng)建筑物的強(qiáng)度和安全性，盡量降低或者避免地震災(zāi)害對(duì)建筑物的影響程度。

作者:劉家洋 單位:江西五方建筑設(shè)計(jì)有限公司

第二篇

1建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)存在的不足

為了提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，作為設(shè)計(jì)工作者，必須加強(qiáng)設(shè)計(jì)技術(shù)和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，認(rèn)真分析建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的缺陷與不足，以便采取適當(dāng)?shù)拇胧蕴岣呓ㄖY(jié)構(gòu)的抗震性能。在工作實(shí)踐中，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的不足具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①建筑場(chǎng)地選用。部分建筑工程在開(kāi)工之前沒(méi)有對(duì)地形進(jìn)行詳細(xì)地勘察，在地質(zhì)地形不明的情況下進(jìn)行修建（或改擴(kuò)建），導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能不佳。②建筑結(jié)構(gòu)主體設(shè)計(jì)不達(dá)標(biāo)。例如建筑結(jié)構(gòu)重心往往頭重腳輕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的連接處薄弱，這樣一旦發(fā)生地震，就會(huì)由于鞭梢效應(yīng)的影響導(dǎo)致建筑傾覆。③建筑原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。這也是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)不足的一種表現(xiàn)，難以為施工方提供科學(xué)的決策和依據(jù)，從而造成建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量不高，無(wú)法提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)相比，我國(guó)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于系數(shù)認(rèn)識(shí)的不足十分明顯。歐洲和新西蘭根據(jù)代碼減震系數(shù)（“中震”和“小震”二者的地面運(yùn)動(dòng)加速度之比）劃分延性等級(jí)。美國(guó)UBC規(guī)范由相同的原則劃分延性水平，但在高烈度區(qū)使用時(shí)建議采取高延性等級(jí)，反之亦然。目前，中國(guó)將采取降震統(tǒng)一的2.81的折減系數(shù)，而目前我國(guó)將地震作用降低系數(shù)統(tǒng)一取為2.81，對(duì)延性要求是按抗震等級(jí)來(lái)劃分，抗震等級(jí)實(shí)質(zhì)又主要是由烈度分區(qū)來(lái)決定的，這就導(dǎo)致同一個(gè)R對(duì)應(yīng)了不同的μ，從而制定了不同的抗震措施，這與R-μ關(guān)系是不一致的。這種思路造成低烈度區(qū)的結(jié)構(gòu)延性要求可能偏低的結(jié)果。

2針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)不足的對(duì)策

根據(jù)以上的分析結(jié)果來(lái)看，設(shè)計(jì)工作者往往缺乏對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在不足的深刻認(rèn)識(shí)。因此，為提高建筑物的抗震性能，作為設(shè)計(jì)工作者，我們必須在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧?/p>

2.1定位問(wèn)題

作為一個(gè)設(shè)計(jì)工作者，地質(zhì)工程建設(shè)項(xiàng)目必須要進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查、選擇，建筑必須滿足抗震要求，地質(zhì)和地形須保證與設(shè)計(jì)一致，為提高有效性打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，以提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2.2結(jié)構(gòu)選型問(wèn)題

在設(shè)計(jì)過(guò)程中主體建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)始終堅(jiān)持對(duì)稱(chēng)和簡(jiǎn)單的規(guī)則，尤其是結(jié)構(gòu)的豎向設(shè)計(jì)應(yīng)具有一致性，并降低結(jié)構(gòu)形狀的重心，有效地防止頭暈和連接材料強(qiáng)度不足的問(wèn)題。

2.3建筑用材料的問(wèn)題

材料選用設(shè)計(jì)必須符合設(shè)計(jì)要求，在建設(shè)項(xiàng)目中，新型建筑材料選用時(shí)應(yīng)盡可能地減輕結(jié)構(gòu)自重和建設(shè)成本，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能并且降低成本。

2.4做好基礎(chǔ)工作的策略

①在建筑結(jié)構(gòu)域抗震設(shè)計(jì)的前期階段，作為設(shè)計(jì)人員，應(yīng)學(xué)會(huì)以概念設(shè)計(jì)角度，科學(xué)合理的色劑建筑物，以更好地確定建筑體系和結(jié)構(gòu)布置，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)嚴(yán)格按照三水準(zhǔn)設(shè)防和兩階段設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，且建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)至少應(yīng)從剛性、柔性、延性以及結(jié)構(gòu)控制四個(gè)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)，但地震具有較強(qiáng)的隨機(jī)性、間接性、復(fù)雜性和偶然性，因而建筑結(jié)構(gòu)往往由于結(jié)構(gòu)的自振周期、阻尼的變化、材料性能的高低以及基礎(chǔ)沉降的差異等相關(guān)因素的影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難以滿足實(shí)際的需要，正是基于此，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)人員，也應(yīng)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，同時(shí)確保設(shè)計(jì)的可靠性，方能進(jìn)一步夯實(shí)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。②在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，為確保所設(shè)計(jì)的建筑構(gòu)件之間相互協(xié)同的工作，需要建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承載力最大時(shí)也能協(xié)同工作，且具有較強(qiáng)的耐久性，因而在建筑結(jié)構(gòu)中，作為設(shè)計(jì)人員應(yīng)利用建筑的結(jié)構(gòu)體系具有協(xié)同工作的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)不得一味地借助建筑結(jié)構(gòu)的自身剛度進(jìn)行荷載的承受。③材料利用率的高低與結(jié)構(gòu)之間工作協(xié)同能力的高低有直接的關(guān)聯(lián)，因而作為設(shè)計(jì)人員，應(yīng)致力于建筑材料的利用率的提高，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)際，采取就性的設(shè)計(jì)，以最大化地確保設(shè)計(jì)的可靠性。比如在設(shè)計(jì)梁截面應(yīng)變梯度時(shí)，由于梁的長(zhǎng)度一旦發(fā)生變化，那么梁彎矩就會(huì)出現(xiàn)變化，進(jìn)而降低梁的中和軸周?chē)牧系睦寐剩詈髮?dǎo)致矩形截面的受壓構(gòu)架的利用率相對(duì)低下，這就需要設(shè)計(jì)人員利用建筑概念設(shè)計(jì)理念分析結(jié)構(gòu)，從而更好地將梁截面應(yīng)變的梯度進(jìn)行調(diào)整，確保構(gòu)件的軸心持續(xù)地受力，進(jìn)而促進(jìn)材料利用效率的提升，最后促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的有效提升。

3常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)述

上文提到，設(shè)計(jì)工作者往往缺乏對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在不足的深刻認(rèn)識(shí)。因此，作為設(shè)計(jì)工作者，我們必須在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧Ｔ诖嘶A(chǔ)上，同時(shí)采取相應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型的抗震技術(shù)，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，常見(jiàn)的建筑結(jié)構(gòu)形式一般為多層砌體房屋結(jié)構(gòu)和混凝土框架結(jié)構(gòu)。筆者將主要簡(jiǎn)述兩種結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)：①多層砌體房屋結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)技術(shù)。砌體結(jié)構(gòu)是最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)，不僅吸引項(xiàng)目，該結(jié)構(gòu)體系已被廣泛應(yīng)用于許多工程，它具有成本低的特點(diǎn)。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，我們必須加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。特別是應(yīng)按相應(yīng)的國(guó)家規(guī)范和地方規(guī)范，對(duì)砌體結(jié)構(gòu)房屋的建筑高度和層數(shù)提出限制要求；其次，對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的縱橫墻體的數(shù)量和墻體之間的最大間距提出限制要求，嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的地震參數(shù)對(duì)當(dāng)?shù)刈≌?guī)模加以控制；最后，墻體砌筑中構(gòu)造柱和圈梁的合理的平面布置和配筋可以加強(qiáng)約束墻體，以確保砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能。②框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。框架結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中另一種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)主要由梁構(gòu)件和柱構(gòu)件通過(guò)剛接與鉸接方式相連從而構(gòu)成承重體系結(jié)構(gòu)。這在地震中主要表現(xiàn)的危害現(xiàn)象是：柱端出鉸、柱端剪切破壞和節(jié)點(diǎn)破壞等。而框架柱構(gòu)件的破壞則是導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)局部或整體塌陷的重要原因。從鋼筋混凝土柱構(gòu)件的破壞位置來(lái)看，典型破壞位置有：柱頂破壞、柱中部破壞、柱底破壞、短柱破壞、梁柱節(jié)點(diǎn)處破壞。為此對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)理念：強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件，方能最大化地確保建筑抗震設(shè)計(jì)的可靠性。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于建筑復(fù)雜結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的人員必須緊密結(jié)合時(shí)展的需要，努力提高自己的專(zhuān)業(yè)技能，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的缺陷，認(rèn)真分析與總結(jié)，并采取相應(yīng)的措施，并認(rèn)真區(qū)別建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的類(lèi)型，特別是抗震設(shè)計(jì)的組合應(yīng)根據(jù)技術(shù)來(lái)決定，以更好地促進(jìn)設(shè)計(jì)水平，以改善結(jié)構(gòu)的抗震性能，同時(shí)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展，并有效地保護(hù)生命和財(cái)產(chǎn)安全。

作者:趙麗紅 單位:南京大學(xué)

第三篇

1.地震抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念

對(duì)于建筑的抗震設(shè)計(jì)，隸屬于概念性，鑒于地震發(fā)生的不穩(wěn)定、隨意性及不可準(zhǔn)確預(yù)估性，建筑物所采取的抗震設(shè)計(jì)方式是否科學(xué)，只有在概念性的設(shè)計(jì)方式中進(jìn)行全面體現(xiàn)。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要初始階段全面了解地震的能量、建筑結(jié)構(gòu)的模式、系統(tǒng)、強(qiáng)度及剛度等問(wèn)題，目的是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有效應(yīng)對(duì)抗震較為薄弱的問(wèn)題。

2.對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)的探討

2.1保證建筑場(chǎng)地選擇的合理性。鑒于地震所產(chǎn)生的影響和破壞的區(qū)域具有擴(kuò)展性，范圍較大，在整個(gè)影響區(qū)內(nèi)的建筑物都會(huì)受到損壞，但是鑒于位置不同，所受到的破壞程度也不盡相同。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)于建筑場(chǎng)地的的合理選擇十分關(guān)鍵。在進(jìn)行選擇場(chǎng)地的時(shí)候，要選擇對(duì)抗震有利的地帶，如地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較要堅(jiān)固、環(huán)境比較開(kāi)闊，這樣，可以在最大程度上降低地震災(zāi)害對(duì)建筑物產(chǎn)生的損害，減少沉陷現(xiàn)象的發(fā)生，提升抗震效果。另外，要避免坡度較大的山腳、地質(zhì)構(gòu)造不均勻、地基不堅(jiān)固的地區(qū)，尤其要避免選擇地震多發(fā)的地區(qū)。

2.2對(duì)建筑結(jié)構(gòu)高度進(jìn)行的抗震設(shè)計(jì)。在對(duì)建筑物高度進(jìn)行考量的時(shí)候，要充分考慮建筑適用性和經(jīng)濟(jì)性，確定不同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)需要的最佳的高度數(shù)值。一個(gè)合理的建筑物高度主要是由施工水平以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平共同決定的，但是，在實(shí)際的施工中，會(huì)出現(xiàn)高度超標(biāo)的情況，因此，要謹(jǐn)慎對(duì)待這樣的問(wèn)題，尊重科學(xué)。一旦發(fā)生地震，超高層建筑物的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的程度會(huì)較大，高度的增加，會(huì)增添影響因素，同時(shí)，也發(fā)生一定的變化，例如，延性的具體要求、安全標(biāo)準(zhǔn)、材料的基本功能、荷載相關(guān)系數(shù)等。

2.3對(duì)材料和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行的選擇。在地震經(jīng)常發(fā)生的地區(qū)，對(duì)于建筑材料以及建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇至關(guān)重要，需要高度重視。通常，對(duì)于高度在150米以上的建筑，主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型為框架筒、筒中筒以及組合筒，它們?cè)诟邔咏ㄖ袘?yīng)用比較廣泛。在國(guó)外一些地震高發(fā)地區(qū)，主要的建筑材料為鋼結(jié)構(gòu)，在我國(guó)主要是以鋼筋混凝土和混合類(lèi)型為主的結(jié)構(gòu)模式。對(duì)于這種結(jié)果內(nèi)筒，在地震中，所受到的力量為80%左右。鑒于整個(gè)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵和核心為鋼筋混凝土，因此，結(jié)構(gòu)變形的極限即為混凝土結(jié)構(gòu)變形的標(biāo)準(zhǔn)，要以此為基礎(chǔ)，絕對(duì)不能超過(guò)。在彎曲變形的條件下，側(cè)向位移增大，依靠鋼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)位移幅度的減少，但是效果不顯著。一般情況下，為了提升結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度，可以加強(qiáng)混凝土的剛度來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以增設(shè)伸臂結(jié)構(gòu)，以促進(jìn)抗震效果的提升。

2.4對(duì)于軸壓比和短軸進(jìn)行的相關(guān)設(shè)計(jì)。針對(duì)建筑機(jī)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，為了實(shí)現(xiàn)抗震效果的提升，要減小柱的軸壓比，同時(shí)，增加其截面的面積。對(duì)于軸壓比的降低，其目的是將柱子設(shè)置于偏心受壓的狀況中，防止縱向受力鋼筋脫離受拉屈服，出現(xiàn)混凝土破損的情形。對(duì)于柱本身，其具有較大的剛度和強(qiáng)度，但是，與之相適應(yīng)的是結(jié)構(gòu)的延性發(fā)生變化，出現(xiàn)延性較差的情況，一旦發(fā)生地震，整個(gè)結(jié)構(gòu)在消耗地震能量羅永濱江西五方建筑設(shè)計(jì)有限公司341000方面就顯現(xiàn)的十分差，結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、受到侵害的幾率就大幅上升。因此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，墻柱若梁是比較常見(jiàn)、有效的設(shè)計(jì)模式，主要是梁的延性較好，能夠?qū)⑦m當(dāng)?shù)淖冃慰刂圃诤侠淼姆秶鷥?nèi)，極大降低了柱子達(dá)到屈服強(qiáng)度的幾率，在具體設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以對(duì)軸壓比進(jìn)行合理范圍內(nèi)的增大。另外，通常情況下，在高層建筑的底層，柱子的長(zhǎng)細(xì)比控制在4，但不是以此作為短柱的唯一判斷標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)椋讨年P(guān)鍵影響因素為柱的剪跨比，當(dāng)其數(shù)值被控制在2的范圍，才能將其判斷為短柱，

2.5對(duì)抗震設(shè)計(jì)的級(jí)別進(jìn)行不斷提升。在近些年，地震發(fā)生的頻率較高，給整個(gè)社會(huì)帶來(lái)巨大損失。對(duì)于地震災(zāi)害的研究，將50年作為一個(gè)探索周期，而小型地震再次發(fā)生的時(shí)間間隔為50年，這種地震的危害已經(jīng)超過(guò)了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)安全烈度概率的60%以上，而中型地震周期為475年，概率達(dá)到10%，而大型地震周期為2000年，概率達(dá)到2%，為此，要將建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，提升到新的等級(jí)，對(duì)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行全面、科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的抗震效果。

2.6嚴(yán)格控制基礎(chǔ)形式的選擇。在整個(gè)建筑基礎(chǔ)施工之前，要對(duì)基礎(chǔ)類(lèi)型和模式進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇，目的是提高建筑結(jié)構(gòu)抗震的持續(xù)性和穩(wěn)定性。對(duì)于基礎(chǔ)類(lèi)型，主要的影響因素為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的種類(lèi)和荷載力的大小。上部結(jié)構(gòu)傳輸?shù)牧υ酱螅托枰A(chǔ)要具備較強(qiáng)的承載水平和剛度。對(duì)于不同的建筑機(jī)構(gòu)，需要與之相適應(yīng)的地基變化和沉降標(biāo)準(zhǔn)。

2.7建筑結(jié)構(gòu)的消能減震與隔震設(shè)計(jì)介紹。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，主要借助對(duì)結(jié)構(gòu)本身強(qiáng)度的增加來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)策的性質(zhì)具有一定的被動(dòng)性，對(duì)于消能減震隔震設(shè)計(jì)方式，主要是將隔震層設(shè)置在整體結(jié)構(gòu)中，抑或是進(jìn)行消能器的安置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)地震能力的有效吸收，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)減震的目的，其性質(zhì)彰顯主動(dòng)性。在建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中，隔震的內(nèi)容被納入其中，但是鑒于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的全新性，隔震層以上結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)高于非隔震層，因此，在設(shè)計(jì)中運(yùn)用的幾率不高。

2.8對(duì)抗震構(gòu)造措施的設(shè)置。在整個(gè)抗震設(shè)計(jì)中，抗震構(gòu)造措施至關(guān)重要，其合理性直接關(guān)系到防震效果的實(shí)現(xiàn)。在磚混結(jié)構(gòu)中，對(duì)于水平圈梁的設(shè)置增強(qiáng)了內(nèi)外墻的有效連接，使得房屋彰顯整體性。圈梁的設(shè)置能夠有效抵制預(yù)制板的脫落，平面倒塌的可能性降低，同時(shí)，在一定程度上屋蓋的水平剛度被增強(qiáng)。一旦發(fā)生地震，墻體的裂縫的程度被減輕，降低了不均衡沉降對(duì)建筑的影響。同時(shí)，構(gòu)造柱的合理安排，使得房屋結(jié)構(gòu)脆性被降低，延展性增強(qiáng)，即使墻體出現(xiàn)破損或者開(kāi)裂，可以充分利用其塑性變形，實(shí)現(xiàn)對(duì)地震能力的消耗。

2.9抗震設(shè)計(jì)其它方面的影響。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，除了要考慮物料、空間結(jié)構(gòu)、高度等因素外，還有注重抗震設(shè)計(jì)的基本原則：首先，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，要保證抗震設(shè)計(jì)的多樣性，否則，抗震結(jié)構(gòu)的一部分發(fā)生實(shí)效，整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力就會(huì)受到影響，將整個(gè)建筑置于極大的危險(xiǎn)中；其次，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要保證結(jié)構(gòu)具有較高的承載能力，延展性強(qiáng)，同時(shí)，耗能持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)；再次，要均衡分配結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度在水平和垂直方向的分配，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過(guò)大的應(yīng)力集中或者塑性變形集中的狀況。

3結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著高層建筑的不斷擴(kuò)展，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)，尤其抗震設(shè)計(jì)更為關(guān)鍵。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，其設(shè)計(jì)彰顯完整性和系統(tǒng)性，需要將其貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。對(duì)于抗震設(shè)計(jì)的來(lái)說(shuō)，其設(shè)計(jì)效果直接決定建筑物的標(biāo)準(zhǔn)。為此，合理、科學(xué)的抗震設(shè)計(jì)非常重要，要針對(duì)不同的建筑和具體情況，進(jìn)行最佳抗震設(shè)計(jì)的追求。

作者:羅永濱 單位:江西五方建筑設(shè)計(jì)有限公司

第四篇

1概述

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近年來(lái)城市的商業(yè)建筑功能漸趨復(fù)雜。該類(lèi)建筑豎向高度未必很高，但由于功能的需求，平面布置凹凸不規(guī)則、大范圍開(kāi)洞、局部挑空躍層、部分柱需設(shè)置轉(zhuǎn)換等建筑抗震設(shè)計(jì)中的不利因素較多出現(xiàn)，時(shí)常會(huì)達(dá)到《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中“特別不規(guī)則”的程度，給建筑的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的困難。本文結(jié)合工程實(shí)例就該類(lèi)多層特別不規(guī)則建筑的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)做一些探討。

2工程概況

本項(xiàng)目為大型綜合商業(yè)建筑。總建筑面積為80896．27m2，其中地上建筑面積56825．71m2，地下建筑面積24070．56m2。建筑主體高度21．2m，地上4層，設(shè)有1層地下室。本工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為50年;建筑物結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí);地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí);抗震設(shè)防分類(lèi)為重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)(乙類(lèi))。本工程地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0．10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)特征周期0．9s，屬Ⅳ類(lèi)場(chǎng)地。結(jié)構(gòu)阻尼比為0．05，多遇地震影響系數(shù)為0．08，罕遇地震影響系數(shù)為0．45。地震作用按7度采用，按8度采取抗震措施。本項(xiàng)目的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為樓面開(kāi)洞多、局部托柱轉(zhuǎn)換、大跨梁及大跨懸挑梁較多。

3結(jié)構(gòu)布置

3．1結(jié)構(gòu)體系選擇

本工程為多層大型商業(yè)建筑，整體設(shè)置1層地下室，地下室層高5．3m，主體結(jié)構(gòu)高度21．2m，首層層高5．5m，2層～4層層高5．2m，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換處采用型鋼混凝土，大跨處采用了預(yù)應(yīng)力，天空?qǐng)@處下部為型鋼混凝土，出屋面上部為鋼結(jié)構(gòu)加支撐。樓蓋體系為普通梁板體系。以地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固端。一般框架的梁和柱抗震等級(jí)為二級(jí)，局部轉(zhuǎn)換梁、柱和大跨梁為一級(jí)。

3．2結(jié)構(gòu)平面布置特點(diǎn)

1)中庭開(kāi)洞:建筑中部設(shè)有通高的中庭，樓板削弱較大，洞間設(shè)置連通道，寬度約為4．0m～10．0m，連接相對(duì)薄弱。2)影廳開(kāi)洞:南側(cè)單元3層設(shè)置為多間影廳，影廳高度均為2層高，大面積開(kāi)洞造成4層樓板嚴(yán)重不連續(xù)。3)大跨懸挑、大跨梁:建筑內(nèi)部中庭兩側(cè)走廊根據(jù)建筑效果要求，均采用懸挑結(jié)構(gòu)，一般懸挑長(zhǎng)度約為4．3m，中廳連通道大跨梁、中廳屋面大跨梁跨度達(dá)到16m～25m。局部大跨度梁根據(jù)需要，采用預(yù)應(yīng)力或型鋼混凝土等結(jié)構(gòu)形式。3．3地下室及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)地下室為一層，層高5．3m。通過(guò)增加適量均勻布置的剪力墻，使得地下室抗側(cè)剛度(剪切剛度)滿足地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固端的要求;地下室頂板采用梁板式結(jié)構(gòu)，板厚不小于180mm，配筋率大于0．25%。本項(xiàng)目采用柱下樁基加防水板的基礎(chǔ)方案。

4不規(guī)則性分析

4．1判定依據(jù)

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50011—2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范第3．4節(jié)相關(guān)內(nèi)容的規(guī)定，并參照上海市工程建設(shè)規(guī)范DGJ08—9—2013建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)結(jié)構(gòu)規(guī)則性進(jìn)行判斷。

4．2判定結(jié)果

1)平面不規(guī)則的判定:a．考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比為1．31，大于1．2，屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則;b．中廳樓板開(kāi)洞(電影院區(qū)域也有類(lèi)似問(wèn)題)，Y向有效樓板寬度約為典型樓板寬度的26%，小于50%，屬于樓板局部不連續(xù)。2)豎向不規(guī)則的判定:樓層局部退臺(tái)及電影院區(qū)域開(kāi)大洞造成了局部的轉(zhuǎn)換柱，屬于豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)。3)其他不規(guī)則:a．局部有跨層柱;b．在一層樓板局部室內(nèi)外相交處，樓板錯(cuò)層高度1．15m，大于0．6m;c．出屋面天空?qǐng)@部分為鋼結(jié)構(gòu)，屬于局部混合結(jié)構(gòu)體系。綜上判定，本項(xiàng)目屬于特別不規(guī)則的多層建筑。其中樓板不連續(xù)的情況較為嚴(yán)重，樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。

5相關(guān)抗震措施

針對(duì)不同的不規(guī)則形式，本工程采取了下列相應(yīng)的加強(qiáng)措施:1)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則:結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件在平面布置中盡量對(duì)稱(chēng)均勻，避免剛度中心與質(zhì)量中心之間存在過(guò)大的偏離，加強(qiáng)外圍構(gòu)件的剛度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗扭性能。適當(dāng)加強(qiáng)受扭轉(zhuǎn)影響較大部位構(gòu)件的強(qiáng)度、延性及配筋構(gòu)造。2)樓板不連續(xù):對(duì)薄弱處的連通道進(jìn)行性能設(shè)計(jì)，連通道的框架梁、柱及樓板按滿足中震不屈服的要求設(shè)計(jì)。對(duì)薄弱連接板的剛度、強(qiáng)度均予以構(gòu)造加強(qiáng)。板厚加厚至150mm，采用雙層雙向配筋，單層單向配筋率加大至約0．3%，充分加強(qiáng)其剛度、強(qiáng)度及延性，防止地震時(shí)連接板過(guò)早過(guò)大屈服，對(duì)整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用局部彈性樓板(彈性膜)的計(jì)算模型，以考慮薄弱板在平面內(nèi)變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，并得出樓板真實(shí)內(nèi)力及對(duì)周邊構(gòu)件的影響，控制連接板內(nèi)主應(yīng)力滿足“小震不裂、中震不屈服”，即多遇地震作用下板內(nèi)主拉應(yīng)力小于混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，并將板內(nèi)力放大3倍后進(jìn)行配筋設(shè)計(jì);同時(shí)對(duì)中庭間連接處的大跨梁及相關(guān)支承梁、柱采取加大強(qiáng)度、延性的措施，使得該處的抗震耐受力高于其他部位，保證結(jié)構(gòu)的整體安全性。影廳區(qū)域均為2層高，在15．850m標(biāo)高樓板缺失嚴(yán)重，僅有部分通道板相連，計(jì)算中按實(shí)際開(kāi)洞情況建立計(jì)算模型，此層樓板均按彈性膜定義，構(gòu)造上本層板厚150mm，配筋雙層雙向并加強(qiáng)。3)托柱轉(zhuǎn)換構(gòu)件:模型計(jì)算時(shí)將抬柱梁設(shè)置為轉(zhuǎn)換梁同時(shí)將其抗震等級(jí)提高一級(jí)，對(duì)其內(nèi)力進(jìn)行放大。對(duì)重要部位的轉(zhuǎn)換梁、柱采用型鋼混凝土，提高其承載能力及延性。轉(zhuǎn)換構(gòu)件的構(gòu)造措施均提高一級(jí)采用，同時(shí)參考《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》10．2條的相關(guān)要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)。4)跨層柱:重點(diǎn)區(qū)域的跨層柱采用了型鋼混凝土以增加延性。5)局部錯(cuò)層:在局部錯(cuò)層處適當(dāng)布置剪力墻，同時(shí)對(duì)框架梁采取加腋的措施，以保證水平地震力的傳遞。6)局部混合結(jié)構(gòu)體系:采用MIDAS程序進(jìn)行空間整體分析，將鋼結(jié)構(gòu)柱對(duì)應(yīng)的下部框架柱設(shè)置為型鋼混凝土柱，并對(duì)型鋼混凝土柱過(guò)渡鋼柱節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行加強(qiáng)。

6結(jié)構(gòu)計(jì)算分析結(jié)果

6．1計(jì)算軟件

本工程結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用PKPMSATWE2010及PMSAP2010程序，由中國(guó)建筑科學(xué)研究院編制。

6．2主要計(jì)算參數(shù)

1)采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)，各振型貢獻(xiàn)按CQC組合。2)彈性時(shí)程分析所取地面運(yùn)動(dòng)最大加速度為35gal，選取TH-1TG090，TH-2TG090兩條天然地震加速度時(shí)程曲線，及RH1-TG090一條人工加速度時(shí)程曲線，共三條地震加速度時(shí)程曲線。7結(jié)語(yǔ)通過(guò)該工程實(shí)例可以看出，在滿足建筑功能需求的同時(shí)，針對(duì)具體工程建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性，應(yīng)結(jié)合相關(guān)規(guī)范規(guī)程，通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)布置，并輔以有效的抗震措施，使建筑的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)滿足相關(guān)規(guī)范的要求，并具有較好的抗震性能。

作者:劉琦 陸文斌 單位:中國(guó)建筑上海設(shè)計(jì)研究院有限公司