導(dǎo)語：如何才能寫好一篇建筑結(jié)構(gòu)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。

篇1

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。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。基礎(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。基礎(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，具有施工操作簡單的優(yōu)勢。(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2

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；抗震概念；實(shí)際設(shè)計(jì)；理解

地震是一種破壞力較強(qiáng)的自然災(zāi)害，主要損害建筑結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致承重構(gòu)件或地基失去作用?，F(xiàn)階段，人們還不能深入的認(rèn)識(shí)到地震的損壞機(jī)理，直接影響了抗震計(jì)算的精確性。概念設(shè)計(jì)是一種指導(dǎo)總體方案開展的方法，良好的概念設(shè)計(jì)不僅給日后建筑工程結(jié)構(gòu)計(jì)算及工程造價(jià)等奠定基礎(chǔ)，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了抗震設(shè)計(jì)的目的，具有較廣的應(yīng)用意義，必須及時(shí)進(jìn)行分析。

1.建筑抗震設(shè)計(jì)

目前隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢，可利用基于性能結(jié)構(gòu)抗震現(xiàn)場理論、材料抗震模糊可靠度等方法進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)。但是建筑地震災(zāi)害依然在反復(fù)發(fā)作，雖然很多建筑設(shè)計(jì)師已經(jīng)認(rèn)識(shí)到以上技術(shù)的局限性，但是由于建筑結(jié)構(gòu)還會(huì)受到地形、規(guī)劃、工程造價(jià)、施工技術(shù)等多方面因素影響，導(dǎo)致“概念設(shè)計(jì)”開始被人們重視起來，并加大了對(duì)其的研究。概念設(shè)計(jì)不僅完善了建筑結(jié)構(gòu)，同時(shí)綜合全面的分析了地震所產(chǎn)生的影響，掌握了地質(zhì)活動(dòng)破壞機(jī)制，并可以綜合全面的了解抗震設(shè)計(jì)規(guī)范與準(zhǔn)則，在長期實(shí)踐中還可以不斷提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震水平。

2.建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)遵循的原則

2.1建筑選址并確定地基穩(wěn)定條件

合理的規(guī)劃選址已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)成功的基礎(chǔ)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)整體質(zhì)量具有很大影響。實(shí)際操作中要求規(guī)避地震不利地段，盡量選擇安全穩(wěn)定的建筑場地，如果受各方面因素影響，導(dǎo)致實(shí)際操作中無法避開不利地段，必須結(jié)合實(shí)際情況采取針對(duì)性的措施，提高地基穩(wěn)定性與安全性。現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中明確指出，結(jié)構(gòu)單元中個(gè)別應(yīng)地質(zhì)因素而采用天然地基或樁基的做法不可取，尤其是不允許在地震高發(fā)段建設(shè)建筑物。地震作用力較強(qiáng)，一般會(huì)引起承載力降低或出現(xiàn)基土液化，進(jìn)而影響了地基穩(wěn)定性，容易出現(xiàn)建筑開裂、傾斜和倒塌等問題。同時(shí)受地震影響所產(chǎn)生的滑坡、泥石流等情況也與建筑選址密切聯(lián)系，保證建筑基礎(chǔ)穩(wěn)定已經(jīng)成為提高抗震力的核心條件。

2.2選擇有利于建筑的立面或平面

為了避免地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中、扭曲或塑性變形等問題，要求建筑平、立面必須合理設(shè)置，一般要求建筑物的平、立面布置對(duì)稱，同時(shí)質(zhì)量和剛度均勻，盡量避免樓蓋錯(cuò)層。實(shí)際操作中可從兩反面操作，一方面，不設(shè)抗震逢，對(duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震分析，了解局部應(yīng)力和變形集中及扭轉(zhuǎn)等的影響，并采取加強(qiáng)措施進(jìn)行處理。另一方面，設(shè)置抗震縫，將建筑物劃分為很多結(jié)構(gòu)單元，可結(jié)合抗震設(shè)防強(qiáng)度、材料種類、結(jié)構(gòu)型號(hào)及單位布置，并留有足夠的寬度，要求伸縮縫與沉降縫滿足防震縫要求?？刂坪媒ㄖ偠扰c質(zhì)量變化，各個(gè)樓層不能錯(cuò)層，條件允許時(shí)可在每層設(shè)置防震縫，可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際情況設(shè)置。一般體型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑必須給其設(shè)置計(jì)算模型，并展開抗震分析。

2.3選擇科學(xué)合理的抗震結(jié)構(gòu)體系

抗震結(jié)構(gòu)體系要求從建筑重要程度、房屋高度、地基基礎(chǔ)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及使用等多方面進(jìn)行判斷。通常選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，必須滿足以下條件：（1）具有詳細(xì)的計(jì)算簡圖，并有恰當(dāng)?shù)膫鬟f地震途徑；（2）具有較強(qiáng)的強(qiáng)度、耗能及變形能力；（3）設(shè)置多道地震防線，避免部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件對(duì)整體構(gòu)件造成影響；（4）控制好強(qiáng)度與剛度，避免局部形成薄弱部位或者應(yīng)力或塑性變形集中；（5）控制好結(jié)構(gòu)在兩主軸之間的動(dòng)力特性。設(shè)計(jì)構(gòu)件連接時(shí)，要求滿足以下條件：（1）構(gòu)件節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度不能低于連接構(gòu)件強(qiáng)度；（2）裝配結(jié)構(gòu)連接整體性必須得到保證；（3）預(yù)埋件錨固強(qiáng)度不能低于連接構(gòu)件強(qiáng)度。選擇抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，要求滿足以下要求：（1）砌體結(jié)構(gòu)必須結(jié)合施工要求，合理設(shè)置混凝土圈梁與構(gòu)造柱，提高結(jié)構(gòu)抗震水平；（2）設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，要求控制好其尺寸，避免出現(xiàn)局部或整體構(gòu)件失穩(wěn)；（3）混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須合理選擇尺寸，配置好箍筋與縱向鋼筋，避免剪切在彎曲前破壞，同時(shí)要求混凝土壓潰先于鋼筋屈服、鋼筋錨固粘接在構(gòu)件破壞前損壞。

2.4計(jì)算校核的必要性

目前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，而且應(yīng)用范圍較廣，實(shí)際分析中，可應(yīng)用計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件完成設(shè)計(jì)與校核。軟件是輔佐校核的工具，實(shí)際操作中為了提高校核效果，必須由具有豐富經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)人員分析，同時(shí)掌握軟件的適用范圍、條件、計(jì)算模型等，深入理解設(shè)計(jì)規(guī)范，而且要端正自己對(duì)待工作的態(tài)度，只有如此，才能反復(fù)進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而將精確校核的計(jì)算結(jié)果成功應(yīng)用到工程項(xiàng)目建設(shè)中。

3.正確處理主體結(jié)構(gòu)與非承重結(jié)構(gòu)的關(guān)系

主體結(jié)構(gòu)與非承重結(jié)構(gòu)關(guān)系的處理已經(jīng)成為抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，具有減少地震損失及避免附加震害的作用。附屬結(jié)果構(gòu)件要求必須與主體結(jié)構(gòu)或錨固穩(wěn)定連接，避免實(shí)際操作中出現(xiàn)設(shè)備損害或砸到人員等問題出現(xiàn)。設(shè)置圍護(hù)墻與隔墻時(shí)，必須綜合考核結(jié)構(gòu)抗震所產(chǎn)生的不利影響，避免設(shè)置不恰當(dāng)損害主體結(jié)構(gòu)。例如，廠房柱間或框架填充不完整時(shí)，就會(huì)損壞柱子。此外，吊掛件、裝飾貼面與幕墻均要與主體合理連接，避免地震時(shí)造成人員傷害。

4.控制好材料與施工質(zhì)量

材料選擇與施工質(zhì)量控制對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有很大作用，不僅提高了施工質(zhì)量，還保證了其他工序的順利開展。目前抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)對(duì)材料與施工質(zhì)量提出了要求，必須在設(shè)計(jì)文件中明確，具體操作如下：（1）黏土磚等級(jí)要求不低于MU10，同時(shí)控制好砌筑砂漿強(qiáng)度與等級(jí)，不呢低于M5；（2）混凝土抗震與強(qiáng)度等級(jí)均使用一級(jí)框架梁、柱與節(jié)點(diǎn)，要求不能低于C30，芯柱、基礎(chǔ)與圈梁不應(yīng)低于C30，其他構(gòu)件不能低于C20；（3）混凝土小型砌塊強(qiáng)度控制在MU7.5，要求砌筑砂漿強(qiáng)度在M7.5以上；（4）控制好鋼筋強(qiáng)度，要求縱向鋼筋使用Ⅱ、Ⅲ級(jí)變形鋼筋，箍筋為Ⅰ、Ⅱ熱軋鋼筋，構(gòu)造柱與芯柱使用Ⅰ、Ⅱ級(jí)鋼筋。進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，由于實(shí)際設(shè)計(jì)中缺少規(guī)定的鋼筋型號(hào)，使用其他規(guī)格型號(hào)的替代時(shí)，不能使用屈服強(qiáng)度較高的鋼筋替代原始鋼筋。實(shí)際替換中可結(jié)合截面實(shí)際屈服強(qiáng)度合理換算，并要求替代后構(gòu)建曲面屈服強(qiáng)度不能超過原截面屈服強(qiáng)度。此種操作的主要目的是減少了薄弱部位轉(zhuǎn)移，避免了混凝土脆性損壞，如剪切破壞或混凝土壓碎等問題。

5.結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)一項(xiàng)較系統(tǒng)的工程，改變以計(jì)算為中心的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)、評(píng)估與校核，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)者多年經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)規(guī)范的結(jié)合，避免了盲目開展計(jì)算工作，對(duì)抗震設(shè)計(jì)創(chuàng)造了獨(dú)特的發(fā)展空間，并真實(shí)展現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)情況，進(jìn)而科學(xué)合理的進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

作者:柴梅卿 單位:國家林業(yè)局西北林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院

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篇3

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[5]北京市建筑設(shè)計(jì)技術(shù)細(xì)則-結(jié)構(gòu)專業(yè)

篇4

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)?，F(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)合場地影響、強(qiáng)震觀測改進(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诤芏嘟ㄖO(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)。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)工程；抗震設(shè)計(jì)

一、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性

地震是一種隨機(jī)振動(dòng)，有難于把握的復(fù)雜性和不確定性，要準(zhǔn)確預(yù)測建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)，目前尚難做到。在結(jié)構(gòu)分析方面，由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、結(jié)構(gòu)材料的非彈性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種因素，同時(shí)也存在著不準(zhǔn)確性。因此，工程抗震問題不能完全依賴“計(jì)算設(shè)計(jì)”解決，而必須立足于“概念設(shè)計(jì)”。概念設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)人員從結(jié)構(gòu)的宏觀整體出發(fā)，用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的觀點(diǎn)，著眼于結(jié)構(gòu)整體反應(yīng)，正確地解決總體方案、材料使用、分析計(jì)算、截面設(shè)計(jì)和細(xì)部構(gòu)造等問題，力求得到最為經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果僅集中在少數(shù)薄弱部位，必會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早破壞，目前各種抗震設(shè)計(jì)方法的前提之一就是假定整個(gè)結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用，在此前提下才能以多遇地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)件截面設(shè)計(jì)并輔以相應(yīng)的構(gòu)造措施，必要時(shí)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算，試圖達(dá)到罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)不倒塌的目標(biāo)。

二、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)策略

1、從建筑的全局出發(fā)

高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要從建筑的全局出發(fā)，全面考慮各種建筑部位的功能，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)設(shè)計(jì)每個(gè)部分的構(gòu)件，保證每個(gè)部件之間的契合，促使每個(gè)部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設(shè)計(jì)要求，滿足一定的現(xiàn)實(shí)需求，同時(shí)，通過抗震設(shè)計(jì)，使得每個(gè)構(gòu)件都可以具有相應(yīng)的承載力，當(dāng)?shù)卣饋硪u，每個(gè)構(gòu)件都可以有著一定的次序先后破會(huì)，整體組合構(gòu)件將會(huì)有著更強(qiáng)大的承載力和柔性，從而延緩地震破壞的速度，消耗爆發(fā)的能量。增強(qiáng)建筑的整體抗震能力。

2、地基選址

地基選址是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，要科學(xué)避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅(jiān)硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實(shí)地，利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，進(jìn)行地質(zhì)勘探，山石水土監(jiān)測，并取樣論證，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個(gè)地基牢固可靠，地質(zhì)穩(wěn)定無滲漏，無坍塌，無暗河，無熔巖，無火山……從而保證整個(gè)地基不會(huì)因?yàn)槌休d而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計(jì)。

3、高度的確定

按我國現(xiàn)行高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2002）規(guī)定，在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個(gè)適宜的高度。這個(gè)高度是我國目前建筑科研水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和施工技術(shù)水平下，較為穩(wěn)妥的，也是與目前整個(gè)土建規(guī)范體系相協(xié)調(diào)的?？蓪?shí)際上，已有許多混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑的高度超過了這個(gè)限制。對(duì)于超高限建筑物，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度：一要有專家論證，二要有模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。在地震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性態(tài)會(huì)發(fā)生很大的變化。因?yàn)殡S著建筑物高度的增加，許多影響因素將發(fā)生質(zhì)變，即有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍，如安全指標(biāo)、延性要求、材料性能、荷載取值、力學(xué)模型選取等。

4、材料的選用和結(jié)構(gòu)體系

在地震多發(fā)區(qū)，采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理應(yīng)該得到人們的重視。我國150m以上的建筑，采用的三種主要結(jié)構(gòu)體系（框—筒、筒中筒和框架—支撐體系），都是其他國家高層建筑采用的主要體系。但國外，特別在地震區(qū)，是以鋼結(jié)構(gòu)為主，而在我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)占了90%。如此高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外都還沒有經(jīng)受較大地震作用的考驗(yàn)。在高層建筑中采用框架———核心筒體系，因其比鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量少，又可減少柱子斷面，故常被業(yè)主所看中?；旌辖Y(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土內(nèi)簡往往要承受80%以上的震層剪力，有的高達(dá)90%以上。由于結(jié)構(gòu)以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為基準(zhǔn)。但因其彎曲變形的側(cè)移較大，靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移，不僅增大了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，且效果不大，有時(shí)不得不加大混凝土筒的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，形成加強(qiáng)層才能滿足規(guī)范側(cè)移限值；此外，在結(jié)構(gòu)體系或柱距變化時(shí)，需要設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。加強(qiáng)層和轉(zhuǎn)換層都在本層形成大剛度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度突變，常常會(huì)使與加強(qiáng)層或轉(zhuǎn)換層相鄰的柱構(gòu)件剪力突然加大，加強(qiáng)層伸臂構(gòu)件或轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與外框架柱連接處很難實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁。因此在需要設(shè)置加強(qiáng)層及轉(zhuǎn)換層時(shí)，要慎重選擇其結(jié)構(gòu)模式，盡量減小其本身剛度，減小其不利影響。

在高層建筑中，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)體系及材料的優(yōu)選?，F(xiàn)在我國鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大，建筑鋼材的類型及品種也在逐步增多，鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力已有了很大提高，因此在有條件的地方，建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土（柱）結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，以減小柱斷面尺寸，并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。在超過一定高度后，由于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小而且較柔，為減小風(fēng)振而需要采用混凝土材料，鋼骨（鋼管）混凝土，通常作為首選。

另外，許多高層建筑底部幾層柱雖然長細(xì)比小于4，但并不一定是短柱。因?yàn)榇_定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比，只有剪跨比≤2的柱才是短柱。有專家學(xué)者提出現(xiàn)行抗震規(guī)范應(yīng)采用較高軸壓比。但是即使能調(diào)整軸壓比限值，柱斷面并不能由于略微增大軸壓比限值而顯著減小。因此在抗震的超高層建筑中采用鋼筋混凝土是否合理值得商榷。

總之，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是我國大量存在的建筑結(jié)構(gòu)形式之一，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的柱端與節(jié)點(diǎn)的破壞較為嚴(yán)重，其抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)該鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)抗震關(guān)鍵設(shè)計(jì)，另外，必須滿足“強(qiáng)柱弱梁”“、強(qiáng)剪弱彎”“、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”“、強(qiáng)底層柱底”等延性設(shè)計(jì)原則和有關(guān)規(guī)定。

5、運(yùn)用延性設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)良好的延性有助于減小地震作用，吸收與耗散地震能量，避免結(jié)構(gòu)倒塌。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求避免構(gòu)件的剪切破壞，爭取更多的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)彎曲破壞。始終遵循“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)煎弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱錨固”原則。構(gòu)件的破壞和退出工作，使整個(gè)結(jié)構(gòu)從一種穩(wěn)定體系過渡到另外一種穩(wěn)定體系，致使結(jié)構(gòu)的周期發(fā)生變化，以避免地震卓越周期長時(shí)間持續(xù)作用引起的共振效應(yīng)。

三、結(jié)語

總之，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法和技術(shù)是不斷變化和進(jìn)步的，需要在具體的實(shí)踐中對(duì)高層建筑所處的地質(zhì)和環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，選用適合的抗震結(jié)構(gòu)，注重建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇，減小地震的作用力，增強(qiáng)地震的抵抗力，從而達(dá)到高層建筑抗震的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]計(jì)靜.套建增層預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土框架抗震性能與設(shè)計(jì)方法研究.哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文，2008.

[2]蔣新梅.高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)[J].廣東科技.2009（08）

篇6

關(guān)鍵詞：地震，建筑結(jié)構(gòu)，抗震能力

 

破壞性地震會(huì)給國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成直接和間接的危害和損失，尤其是強(qiáng)烈的地震會(huì)給人類帶來巨大的災(zāi)害。目前，每年全世界由地震災(zāi)害造成的平均死亡人數(shù)達(dá)8000-10000 人，平均經(jīng)濟(jì)損失每次達(dá)十億美元。盡管如此，地震造成的慘重人員傷亡和巨大的財(cái)產(chǎn)損失，主要卻是由建筑物的破壞所引起。因此，如何提高建筑物的抗震能力就成為一個(gè)很關(guān)注的問題。

1.影響建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的主要因素

1.1建造結(jié)構(gòu)所用的材料及施工質(zhì)量

這個(gè)因素是顯而易見的，但是也容易被人們忽視。對(duì)于材料而言，我們要明確這樣一個(gè)道理：地震對(duì)結(jié)構(gòu)作用的大小幾乎與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量成正比。一般說在相同條件下，質(zhì)量大，地震作用就大，震害程度就大；質(zhì)量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑的樓板、墻體、框架、隔斷、圍護(hù)墻以及屋面構(gòu)件中，廣泛采用多孔磚、硅酸鹽砌塊、陶粒混凝土、加氣混凝土板、空心塑料板材、瓦楞鐵等輕質(zhì)材料，將能顯著改善建筑的抗震性能。

施工質(zhì)量的影響是深遠(yuǎn)的，在整個(gè)施工過程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能影響建筑結(jié)構(gòu)本身的抗震能力。施工中造成的材料性能和截面幾何特征在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，砂漿強(qiáng)度、混凝土澆筑質(zhì)量以及延性構(gòu)造措施在施工中的變動(dòng)等施工質(zhì)量問題，對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)抗震性能具有重要影響。

1.2建筑物本身的設(shè)計(jì)

建筑物如果平面布置復(fù)雜，致使質(zhì)心與剛心不重合，在地震作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，則會(huì)加劇地震的破壞作用。海城地震和唐山地震中有不少這樣的震害實(shí)例。臺(tái)灣921 地震中，一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則，在水平地震作用下，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而破壞倒塌，同時(shí)撞壞相鄰建筑上部的陽臺(tái)?？拐鹪O(shè)計(jì)中，要求結(jié)構(gòu)平面布置盡可能地使結(jié)構(gòu)的剛心和質(zhì)心相一致，以減小地震作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，對(duì)于結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則的房屋應(yīng)注意偏離結(jié)構(gòu)剛心遠(yuǎn)端抗震墻或框架柱承載力的驗(yàn)算。建筑立面應(yīng)避免頭重腳輕，結(jié)構(gòu)重心盡可能的降低，出屋面部分如屋頂?shù)呐畠簤?、水箱間等，由于根部與下部結(jié)構(gòu)連接薄弱，剛度突變，受鞭梢效應(yīng)影響嚴(yán)重，在地震時(shí)容易率先破壞傾倒；另外，其地震作用通過周邊的屋面結(jié)構(gòu)傳至下部結(jié)構(gòu)，如屋面結(jié)構(gòu)剛度不夠時(shí)，在突出屋面結(jié)構(gòu)的下部一定范圍內(nèi)破壞相對(duì)集中。

1.3建筑場地

地震造成建筑物的破壞, 情況是各種各樣的。其一，由于地震時(shí)的地面強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)，使建筑物在振動(dòng)過程中，因喪失整體性或強(qiáng)度不足，或變形過大而破壞；其二，由于水壩倒塌、海嘯、火災(zāi)、爆炸等次生災(zāi)害所造成；其三，由于斷層錯(cuò)動(dòng)、山崖崩塌、河岸滑坡、地層陷落等地面嚴(yán)重變形直接造成。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。前兩種可以通過工程措施加以防治，而后一種情況，單靠工程措施很難達(dá)到預(yù)防目的，或者代價(jià)昂貴。

2.建筑結(jié)構(gòu)抗震能力評(píng)估方法

建筑結(jié)構(gòu)抗震能力評(píng)估方法是高層建筑結(jié)構(gòu)分析的核心內(nèi)容。只有對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震能力正確的評(píng)估，才能有預(yù)見性的研究出合理而科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)。

2.1彈塑性計(jì)量法

目前，彈塑性分析已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分。國內(nèi)外大量地震震害教訓(xùn)表明，建于強(qiáng)震區(qū)的早期結(jié)構(gòu)，具有較高的地震易損傷性。如何評(píng)定這些已建結(jié)構(gòu)的抗震性能，并據(jù)此進(jìn)行合理的抗震加固，對(duì)最大限度的降低地震震害損失以及保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，都具有重要意義。彈塑性分析法主要用于對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)方案進(jìn)行抗側(cè)力能力的計(jì)算，從而估計(jì)其抗震能力，自從基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論提出之后，該方法的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大到新建建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性抗震分析。這種方法與傳統(tǒng)的抗震靜力方法區(qū)別主要在于它考慮了結(jié)構(gòu)的彈塑性性能并將設(shè)計(jì)反應(yīng)譜引入了計(jì)算過程和計(jì)算結(jié)果的解釋?；驹硎牵涸诮Y(jié)構(gòu)上施加豎向荷載并保持不變，同時(shí)施加某種分布的水平荷載，該水平荷載單調(diào)增加，構(gòu)件逐步屈服，從而得到結(jié)構(gòu)在橫向靜力作用下的彈塑性性能。正因?yàn)閺椝苄杂?jì)量法的這種特點(diǎn)，已經(jīng)在建筑結(jié)構(gòu)抗震能力評(píng)估領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。而其中彈塑性靜力分析作為結(jié)構(gòu)彈塑性變形分析方法之一，以其實(shí)用性較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)正受到越來越多的關(guān)注，已經(jīng)被列入我國《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。

2.2反應(yīng)譜法

用動(dòng)力方法計(jì)算質(zhì)點(diǎn)體系地震反應(yīng)，建立反應(yīng)譜；再用加速度反應(yīng)譜計(jì)算結(jié)構(gòu)的最大慣性力作為結(jié)構(gòu)的等效地震荷載；然后按靜力方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)的方法。因此，是一種擬靜力方法。我國抗震規(guī)范及高層規(guī)范都要求在高層建筑中用反應(yīng)譜方法計(jì)算等效地震力，一般有兩種方法：第一種是反應(yīng)譜底部剪力法：當(dāng)結(jié)構(gòu)高度小于40m，沿高度方向質(zhì)量剛度分布比較均勻，以第一振型為主的高層建筑；第二種反應(yīng)譜振型疊加法：當(dāng)把結(jié)構(gòu)簡化為平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，采用平方和的平方根法（SRSS 方法）；當(dāng)采用空間協(xié)同分析或空間分析方法時(shí)，考慮空間各振型的相互影響，采用完全二次方程法（CQC 方法）。

3.提高我國建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的建議

3.1對(duì)舊有建筑進(jìn)行加固行動(dòng)

建成于七十年代前后的建筑物，限于當(dāng)時(shí)的具體條件，基本上都沒有或者很少考慮抗震問題，很多房屋現(xiàn)在已經(jīng)開始出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降、墻體裂縫、傾斜、面層剝落等現(xiàn)象或隱患，其中部分建筑已影響使用，甚至出現(xiàn)危房。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。鑒于拆舊建新投資費(fèi)用較大，為了確保人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，充分利用原有舊房，對(duì)不符合抗震要求的進(jìn)行加固，對(duì)部分部位及構(gòu)件進(jìn)行修繕，以滿足抗震設(shè)防目標(biāo)，是十分必要的。而通常的方法是將結(jié)構(gòu)隔震、消能減震技術(shù)應(yīng)用到建筑物的抗震加固中。這種方法在某些方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它擺脫了常規(guī)加固中以構(gòu)件承載力為主的加固模式，尋求通過減小建筑物上地震作用的途徑，使結(jié)構(gòu)及構(gòu)件滿足承載力要求，從而達(dá)到加固目的。我國人口眾多，地震災(zāi)害頻繁，因此多途徑研究探索既有建筑物的抗震改造加固方法，以滿足不同的改造加固要求，對(duì)工程結(jié)構(gòu)抗震具有積極的意義。

3.2研究開發(fā)更為合理的結(jié)構(gòu)形式

隨著科技日益高速發(fā)展，自重輕、跨度大、功能多樣、施工周期短成為現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。因而，研制出輕質(zhì)高強(qiáng)的新型建筑材料，研究開發(fā)合理的結(jié)構(gòu)形式成為各種新型結(jié)構(gòu)體系應(yīng)運(yùn)而生的前提和基礎(chǔ)。

我們可以推薦開合屋蓋結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是一種在很短時(shí)間內(nèi)部分或全部屋蓋結(jié)構(gòu)可以移動(dòng)或開合的結(jié)構(gòu)形式，它使建筑物在屋頂開啟和關(guān)閉兩個(gè)狀態(tài)下使用。開合屋蓋是將一個(gè)完整的屋蓋結(jié)構(gòu)劃分成幾個(gè)可動(dòng)和固定單元，使可動(dòng)單元能夠按照一定軌跡移動(dòng)達(dá)到屋蓋開合運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。根據(jù)開合機(jī)理，屋蓋體系的開合移動(dòng)方式可分為：水平移動(dòng)方式、水平旋轉(zhuǎn)移動(dòng)方式、空間移動(dòng)方式、繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)方式、折疊移動(dòng)方式和組合移動(dòng)方式等。開合屋蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工涉及到建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)械、控制諸多方面的影響和控制，是一種全方位的知識(shí)的理解與運(yùn)用的結(jié)晶。開合結(jié)構(gòu)體系運(yùn)用的好壞與它的造型、功能相關(guān)，還與其屋蓋在開啟狀態(tài)下的開啟率、天空形狀和亮度，屋蓋關(guān)閉后的形狀、運(yùn)轉(zhuǎn)和施工難度等許多方面的因素相關(guān)。該種結(jié)構(gòu)在屋頂中心設(shè)置液壓阻尼器減震，避免了在開合過程中振幅過大導(dǎo)致附屬材料之間的互相碰撞。屋蓋移動(dòng)的軌道上裝有地震儀，這一裝置保證了該結(jié)構(gòu)在發(fā)生地震時(shí)的結(jié)構(gòu)安全和正常運(yùn)轉(zhuǎn)。雖然現(xiàn)在我國的開合結(jié)構(gòu)還處于起始狀態(tài)，但是由于開合結(jié)構(gòu)具有的獨(dú)特優(yōu)越性，我國的建筑師和結(jié)構(gòu)工程師們已經(jīng)開始關(guān)注這一新型結(jié)構(gòu)體系。

參考文獻(xiàn)

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篇7

【Abstract】The Wenchuan earthquake in 2008 caused great losses to the country and the people， not only suffered a lot of damage to the body， but also cast a shadow over the people and the people of the state.Therefore， more and more people begin to pay attention to the earthquake disaster. And the seismic performance of buildings has become a research topic of experts.Today， the seismic design has been integrated in the modern building curtain wall design to weaken the earthquake brought about by the vibration effect.

【關(guān)鍵詞】建筑幕墻設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)；技術(shù)要點(diǎn)

【Keywords】building curtain wall design；seismic design；technical points

【中圖分類號(hào)】TU3 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0108-02

1 引言

因國內(nèi)經(jīng)歷了汶川地震、玉樹地震，所以現(xiàn)今國內(nèi)所建建筑對(duì)抗震功能上要求較高，尤其是在建筑工程中幕墻的設(shè)計(jì)方面。因此，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震進(jìn)行設(shè)計(jì)則成為建筑工程的重點(diǎn)，以此提高建筑抗震性。而建筑幕墻設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，針對(duì)如何提高建筑的抗震性，諸多相關(guān)學(xué)者都希望通過更加有效的辦法來提高建筑幕墻的設(shè)計(jì)。

2 建筑幕墻相關(guān)概述

建筑幕墻一般應(yīng)用在一些大型建筑物和高層建筑物的發(fā)揮裝飾作用，其在材質(zhì)上較輕薄，且不承重，只像一層幕布掛在主建筑的。但是，建筑幕墻所承受的重量并不靠建筑主體承受，因其重量對(duì)主建筑質(zhì)量承受上有一定影響，并且對(duì)主建筑的性能也會(huì)產(chǎn)生一定影響?，F(xiàn)今，隨著大眾對(duì)建筑幕墻抗震性的要求越來越高，而在建筑設(shè)計(jì)中對(duì)幕墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)則成為設(shè)計(jì)師所要考慮的重點(diǎn)。如何合理地對(duì)抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其既能發(fā)揮建筑幕墻應(yīng)有的作用，又具有一定的抗震性則是論文所要研究的重點(diǎn)問題。

對(duì)建筑幕墻進(jìn)行劃分一般會(huì)通過兩種類型對(duì)其進(jìn)行劃分，一種是按照幕墻封閉的形式進(jìn)行劃分，則可以分為封閉式建筑幕墻與非封閉式建筑幕墻；而另一種類型則是按照支撐建筑幕墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，可分為單元式幕墻、雙層幕墻、構(gòu)建式幕墻以及全玻璃幕墻集中形式。[1]這為建筑設(shè)計(jì)師在建筑幕墻設(shè)計(jì)中提供更多方式支持，可以在幕墻設(shè)計(jì)中對(duì)抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此設(shè)計(jì)的抗震結(jié)構(gòu)才能更加合理。并且不同類型的建筑幕墻具有其一定的優(yōu)勢，而對(duì)抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就可以通過建筑幕墻所具有的特點(diǎn)在設(shè)計(jì)中進(jìn)行使用。對(duì)建筑幕墻研究中了解到，建筑幕墻本身就有一定的優(yōu)點(diǎn)，如干凈清潔，且容易維護(hù)，還具有一定的節(jié)能性。因幕墻在整個(gè)建筑物，所以其還具有一定的美觀性。對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)，保持干凈清潔則可以提升整個(gè)建筑物的形象；而幕墻具有一定的節(jié)能功能主要體現(xiàn)在其實(shí)用性方面，并且節(jié)能是建筑幕墻最基本的特點(diǎn)，不但可以節(jié)約資源消耗，并且還能對(duì)建筑物實(shí)現(xiàn)節(jié)能作用；幕墻宜維護(hù)是因其在清潔和維護(hù)上較為簡便，而現(xiàn)今所用的建筑幕墻首先要考慮的就是使用與后期維護(hù)問題，以此才能得到長期使用。

3 設(shè)計(jì)符合抗震需要的建筑結(jié)構(gòu)的方法

在建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中想要達(dá)到抗震的效果，那么必然在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要進(jìn)行考慮，以此能夠滿足建筑抗震的要求。也可以說，建筑在抗震設(shè)計(jì)上要能夠達(dá)到國家所規(guī)定的建筑防震安全指標(biāo)，所以對(duì)其建筑防震設(shè)計(jì)也提出了更高要求。從國內(nèi)諸多建筑在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)情況上進(jìn)行分析，一般都會(huì)在之前建筑幕墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加抗震效果，以此達(dá)到抗震安全系數(shù)?，F(xiàn)今，在建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一般都會(huì)通過篩黿錐問迪紙峁箍拐鸕納杓啤

第一階段則要保證所建設(shè)的建筑主體要有一定的承載能力，如果建筑主體都不具備基本抗震標(biāo)準(zhǔn)，那么幕墻結(jié)構(gòu)抗震效果自然也不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。[2]因此，對(duì)于建筑主體的要求要能夠達(dá)到地震環(huán)境下對(duì)其的安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因在地震發(fā)生時(shí)，人們對(duì)于地震會(huì)有不同程度的判斷，如根據(jù)人們的感覺或者物品破壞的程度等，建筑主體受到地震災(zāi)害之后的破壞程度等進(jìn)行判斷。因此，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中的安全系數(shù)必須要達(dá)到基本要求，且在必要條件下也要提高對(duì)建筑安全系數(shù)的要求。如在建筑結(jié)構(gòu)抗震安全系數(shù)設(shè)計(jì)過程中，要根據(jù)所處地域遭受最強(qiáng)地震的效應(yīng)設(shè)計(jì)符合效應(yīng)的建筑抗震結(jié)構(gòu)，能夠在減少承載能力方面以及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)彈性方面符合結(jié)構(gòu)抗震的基本要求。

第二階段在設(shè)計(jì)要求上相比較第一階段的建筑結(jié)構(gòu)要求要高，如對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在地震效應(yīng)下結(jié)構(gòu)的變形程度，以及彈性程度等是否滿足地震強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，這是建筑設(shè)計(jì)過程中在結(jié)構(gòu)抗震中的要求。

4 同抗震相關(guān)的建筑幕墻安全技術(shù)要求

對(duì)建筑幕墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是否滿足設(shè)計(jì)要求，除了要確定其是否具有可靠性之外，還要對(duì)建筑幕墻是否具備安全技術(shù)要求進(jìn)行了解。

首先，對(duì)于建筑幕墻來說，其在設(shè)計(jì)過程中一定要對(duì)使用材料的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定，要能夠滿足結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要求，并且要符合工程建設(shè)設(shè)計(jì)上的要求。

其次，建筑幕墻要使用大量玻璃，所以對(duì)玻璃使用上是否存在不合理或者不安全因素，就要及時(shí)進(jìn)行解決，以免弱化結(jié)構(gòu)抗震效果。

再次，幕墻以輕質(zhì)鑲嵌板材與結(jié)構(gòu)框架所組成，所以對(duì)于銜接處就要非常注意，如果在縫隙或者幕墻的框架中出現(xiàn)縫隙，那么就需要及時(shí)進(jìn)行粘接和固定。其中，不可使用一些與建筑設(shè)計(jì)要求不符的粘接材料，對(duì)建筑幕墻今后的維護(hù)必然會(huì)產(chǎn)生不利影響，而應(yīng)選擇耐久性較好的粘接材料，以此保證建筑幕墻安全性和穩(wěn)定性。

復(fù)次，因建筑幕墻中采取大量玻璃作為幕墻的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，所以幕墻建設(shè)過程中就要注意玻璃密封的問題?，F(xiàn)今，大多幕墻建筑在設(shè)計(jì)過程中都會(huì)以硅酮密封膠作為密封玻璃，以此滿足幕墻玻璃使用要求。但是，在使用過程中要根據(jù)玻璃的大小選擇不同尺寸的密封膠，以此滿足結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要求。

最后，幕墻結(jié)構(gòu)框架應(yīng)以不銹鋼材質(zhì)作為首要選擇，因考慮到建筑幕墻在外部環(huán)境中，所以考慮框架腐朽問題時(shí)，應(yīng)以不銹鋼材質(zhì)為主，否則會(huì)影響幕墻使用的年限和抗震性。

所用幕墻材料要根據(jù)幕墻結(jié)構(gòu)抗震安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，與此同時(shí)還要根據(jù)建筑工程設(shè)計(jì)的實(shí)際要求實(shí)施。在幕墻建設(shè)竣工之后，要對(duì)幕墻建設(shè)情況進(jìn)行反復(fù)檢查，對(duì)其玻璃縫隙問題、墻壁厚度問題、所使用密封膠情況、不銹鋼材硬度等都要進(jìn)行檢查，以保證其達(dá)到結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要求。

5 地震對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)要求的啟示

地震災(zāi)害給人們身心帶來巨大影響，而在地震災(zāi)害過后，要從悲痛中得到警示，以此在建筑設(shè)計(jì)中要融入結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要求。對(duì)于自然災(zāi)害人們不能避免，但是可以通過有效的方法來避免地震所帶來的影響。而在幕墻中結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是否滿足抗震要求，則是大眾所關(guān)心的問題。首先，對(duì)現(xiàn)今建筑幕墻的建設(shè)，其在質(zhì)量上是否滿足工程建設(shè)實(shí)際要求，且在此基礎(chǔ)上是否達(dá)到抗震安全系數(shù)要求等則是所要重視的問題；其次，對(duì)于幕墻設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的安全性要進(jìn)行分析，因幕墻本身材質(zhì)較輕，無法對(duì)建筑主w起到承重作用，只是作為一種保護(hù)懸掛在建筑主體。從裝飾角度來看，幕墻具有一定的美觀性，但如果要提高其抗震性則發(fā)揮了幕墻的重要作用。[3]因幕墻在結(jié)構(gòu)上較為簡單，由基礎(chǔ)框架同面板或者玻璃組成，所以其具備一定美觀性的同時(shí)，還具備一定變形功能，能夠在地震過程中進(jìn)行稍微移位，以達(dá)到對(duì)建筑主體保護(hù)的功能，所以幕墻變形能力的設(shè)計(jì)要根據(jù)幕墻實(shí)際承載能力進(jìn)行設(shè)計(jì)。

6 結(jié)語

近年來，世界多地發(fā)生強(qiáng)烈的地震，國內(nèi)四川、甘肅等地的地震給國家和人民的生命和財(cái)產(chǎn)帶來嚴(yán)重危害。所以，在建筑設(shè)計(jì)過程中給人們敲響了警鐘，能夠通過建筑幕墻結(jié)構(gòu)抗震性上的設(shè)計(jì)，減小地震所帶來的危害，已經(jīng)成為大眾所關(guān)注的重點(diǎn)問題。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要根據(jù)科學(xué)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，既要能夠滿足幕墻設(shè)計(jì)的基本要求，又要在此基礎(chǔ)上確保幕墻結(jié)構(gòu)達(dá)到結(jié)構(gòu)抗震要求。所以，在幕墻建設(shè)過程中幕墻的質(zhì)量是結(jié)構(gòu)抗震效果的關(guān)鍵。

【參考文獻(xiàn)】

【1】裴紹軍.淺談現(xiàn)代建筑幕墻設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013（10）：136-139.

篇8

［論文摘要］文章分析高層建筑結(jié)構(gòu)的六個(gè)特點(diǎn)，并介紹目前國內(nèi)高層建筑的四大結(jié)構(gòu)體系：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)。

我國改革開放以來，建筑業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，近十幾年我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達(dá)到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓：地王國際商會(huì)中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進(jìn)程加速發(fā)展，全國各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為土建工作設(shè)計(jì)人員，必須充分了解高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其結(jié)構(gòu)體系，只有這樣才能使設(shè)計(jì)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機(jī)電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投資造價(jià)的高低等。其主要特點(diǎn)有：

（一）水平力是設(shè)計(jì)主要因素

在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對(duì)一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。

（二）側(cè)移成為控指標(biāo)

與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。

另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生以下情況：

1.因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構(gòu)件，當(dāng)側(cè)向位移增大時(shí)，偏心加劇，當(dāng)產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過一定數(shù)值時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致房屋側(cè)塌。

2.使居住人員感到不適或驚慌。

3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機(jī)電設(shè)備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運(yùn)行。

4.使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。

（三）抗震設(shè)計(jì)要求更高

有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價(jià)和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟(jì)效益。

地震效應(yīng)與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對(duì)豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。

（五）軸向變形不容忽視

采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí)，此種軸向變形的差異將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。

（六）概念設(shè)計(jì)與理論計(jì)算同樣重要

抗震設(shè)計(jì)可以分為計(jì)算設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)兩部分。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算是在一定的假想條件下進(jìn)行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復(fù)雜性和不確定性，地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，可能導(dǎo)致理論分析計(jì)算和實(shí)際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后，會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件局部開裂甚至破壞，這時(shí)結(jié)構(gòu)已很難用常規(guī)的計(jì)算原理去進(jìn)行分析。實(shí)踐表明，在設(shè)計(jì)中把握好高層建筑的概念設(shè)計(jì)也是很重要的。

二、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

（一）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

1.鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)重視結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風(fēng)性能好而經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系與平、立面布置方案，并注意加強(qiáng)構(gòu)造連接。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。

（二）高層建筑結(jié)構(gòu)體系及適用范圍

目前國內(nèi)的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。

1.框架結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成。由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，它是主要承重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，它是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之一。

框架結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點(diǎn)是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結(jié)構(gòu)自重輕，計(jì)算理論也比較成熟，在一定高度范圍內(nèi)造價(jià)較低。

框架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：框架結(jié)構(gòu)本身柔性較大，抗側(cè)力能力較差，在風(fēng)荷載作用下會(huì)產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞比較嚴(yán)重。

框架結(jié)構(gòu)的適用范圍：框架結(jié)構(gòu)的合理層數(shù)一般是6到15層，最經(jīng)濟(jì)的層數(shù)是10層左右。由于框架結(jié)構(gòu)能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應(yīng)用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學(xué)校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。

2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在高層建筑中為了提高房屋結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，在其中設(shè)置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個(gè)房屋的抗剪強(qiáng)度和剛度，墻體同時(shí)也作為維護(hù)及房間分格構(gòu)件。剪力墻結(jié)構(gòu)中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結(jié)構(gòu)表現(xiàn)了良好的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結(jié)構(gòu)可以較好地適應(yīng)墻體較多、房間面積不太大的特點(diǎn)，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。

剪力墻結(jié)構(gòu)墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會(huì)議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設(shè)施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會(huì)產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形，因此，在地震區(qū)不允許采用這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

3.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點(diǎn)，又有較大的剛度和較強(qiáng)的抗震能力，因而廣泛地應(yīng)用于高層建筑中的辦公樓和旅館。

4.筒體結(jié)構(gòu)體系。隨著建筑層數(shù)、高度的增長和抗震設(shè)防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結(jié)構(gòu)體系，往往不能滿足要求。這時(shí)可以由剪力墻構(gòu)成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強(qiáng)梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個(gè)或多個(gè)筒體為主抵抗水平力的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu)。通常筒體結(jié)構(gòu)有：

（1）框架—筒體結(jié)構(gòu)。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)類似框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，目前南寧市的地王大廈也用這種結(jié)構(gòu)。

（2）筒中筒結(jié)構(gòu)。筒中筒結(jié)構(gòu)由內(nèi)、外兩個(gè)筒體組合而成，內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積?。ㄒ话悴淮笥趬w面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個(gè)多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風(fēng)和抗震性能。目前國內(nèi)最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結(jié)構(gòu)。

（3）成束筒結(jié)構(gòu)。在平面內(nèi)設(shè)置多個(gè)剪力墻薄壁筒體，每個(gè)筒體都比較小，這種結(jié)構(gòu)多用于平面形狀復(fù)雜的建筑中。

（4）巨型結(jié)構(gòu)體系。巨型結(jié)構(gòu)是由若干個(gè)巨柱（通常由電梯井或大面積實(shí)體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個(gè)樓層設(shè)一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級(jí)巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級(jí)結(jié)構(gòu)，它只是將樓面荷載傳遞到第一級(jí)框架結(jié)構(gòu)上去。這種結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。

除以上介紹的幾種結(jié)構(gòu)體系外，還有其他一些結(jié)構(gòu)形式，也可應(yīng)用，如薄殼、懸索、膜結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架等，不過目前應(yīng)用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結(jié)構(gòu)。

［參考文獻(xiàn)］

［1］GB50011－2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范.

［2］GB50010－2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.

篇9

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)，抗震思路，發(fā)展歷程

 

一. 抗震設(shè)計(jì)思路發(fā)展歷程

隨著建筑結(jié)構(gòu)抗震相關(guān)理論研究的不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思路也經(jīng)歷了一系列的變化。

最初，在未考慮結(jié)構(gòu)彈性動(dòng)力特征，也無詳細(xì)的地震作用記錄統(tǒng)計(jì)資料的條件下，經(jīng)驗(yàn)性的取一個(gè)地震水平作用（0.1倍自重）用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。博士論文，發(fā)展歷程。到了60年代，隨著地面運(yùn)動(dòng)記錄的不斷豐富，人們通過單自由度體系的彈性反應(yīng)譜，第一次從宏觀上看到地震對(duì)彈性結(jié)構(gòu)引起的反應(yīng)隨結(jié)構(gòu)周期和阻尼比變化的總體趨勢，揭示了結(jié)構(gòu)在地震地面運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)激勵(lì)下的強(qiáng)迫振動(dòng)動(dòng)力特征。但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)一個(gè)無法解釋的矛盾，當(dāng)時(shí)規(guī)范所取的設(shè)計(jì)用地面運(yùn)動(dòng)加速度明顯小于按彈性反應(yīng)譜得出的作用于結(jié)構(gòu)上的地面運(yùn)動(dòng)加速度，這些結(jié)構(gòu)大多數(shù)卻并未出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞和倒塌。后來隨著對(duì)結(jié)構(gòu)非線性性能的不斷研究，人們發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)取的地震作用只是賦予結(jié)構(gòu)一個(gè)基本屈服承載力，當(dāng)發(fā)生更大地震時(shí)，結(jié)構(gòu)的部位進(jìn)入屈服后非彈性變形狀態(tài)，并靠其屈服后的非彈性變形能力來經(jīng)受地震作用。由此，也逐漸形成了使結(jié)構(gòu)在一定水平的地震作用下進(jìn)入屈服，并達(dá)到屈服后非彈性變形狀態(tài)來耗散能量的現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理論。

由以上可以看出，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思路經(jīng)歷了從彈性到非線性，從基于經(jīng)驗(yàn)到基于非線性理論，從單純保證結(jié)構(gòu)承載能力的“抗”到允許結(jié)構(gòu)屈服，并賦予結(jié)構(gòu)一定的非彈性變形性能力的“耗”的一系列轉(zhuǎn)變。

二. 現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路

現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理念是基于對(duì)結(jié)構(gòu)非彈性性能的研究上建立起來的，其核心主要指在不同滯回規(guī)律和地面運(yùn)動(dòng)特征下，結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)與自振周期以及最大非彈性動(dòng)力反應(yīng)間的關(guān)系。

60年代開始，研究者在滯回曲線為理想彈塑性及彈性剛度始終不變的前提下，通過對(duì)不同周期，不同屈服水準(zhǔn)的非彈性單自由度體系做動(dòng)力分析，得到了有關(guān)彈塑性反應(yīng)下最大位移的規(guī)律：對(duì)T大于1.0秒的體系適用“等位移法則”，即非彈性反應(yīng)下的最大位移等于同一地面運(yùn)動(dòng)輸入下的彈性反應(yīng)最大位移。對(duì)于T在0.12－0.5秒之間的結(jié)構(gòu)，適用“等能量法則”即非彈性反應(yīng)下的彈塑性變形能等于同一地震地面運(yùn)動(dòng)輸入下的彈性變形能。當(dāng)“等能量原則”適用時(shí)，隨著R的增大，位移延性需求的增長速度比“等位移原則”下按與R相同的比例增長更快。由以上規(guī)律我們可以看出，如果以結(jié)構(gòu)彈性反應(yīng)為準(zhǔn)，把結(jié)構(gòu)用來做承載能力設(shè)計(jì)的地震作用取的越低，即R越大，則結(jié)構(gòu)在與彈性反應(yīng)時(shí)相同的地震作用下達(dá)到的非彈性位移就越大，位移延性需求就越高。這意味著結(jié)構(gòu)必須具有更高的塑性變形能力。 規(guī)律初步揭示出不同彈性周期的結(jié)構(gòu)，當(dāng)其彈塑性屈服水準(zhǔn)取值大小不同時(shí)，在同一地面運(yùn)動(dòng)輸入下屈服水準(zhǔn)與所達(dá)到的最大非彈性位移之間的關(guān)系。也揭示出了延性能力和塑性耗能能力是屈服水準(zhǔn)不高的結(jié)構(gòu)在較大地震引起的非彈性動(dòng)力反應(yīng)中不致發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞和倒塌的主要原因。讓人們認(rèn)識(shí)到延性在抗震設(shè)計(jì)中的重要性。

之所以存在上訴的規(guī)律，我們應(yīng)該注意到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一些相關(guān)特性。首先，通過人為措施可以使結(jié)構(gòu)具有一定的延性，即結(jié)構(gòu)在外部作用下，可以發(fā)生足夠的非線性變形，而又維持承載力的屬性。這樣就可以保證結(jié)構(gòu)在進(jìn)入較大非線性變形時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)因強(qiáng)度急劇下降而導(dǎo)致的嚴(yán)重破壞和倒塌，從而使結(jié)構(gòu)在非線性變形狀態(tài)下耗能成為可能。其次，作為非線彈性材料的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在一定的外力作用下，結(jié)構(gòu)將從彈性進(jìn)入非彈性狀態(tài)。在非彈性變形過程中，外力做功全部變?yōu)闊崮?，并傳入空氣中耗散掉。我們可以進(jìn)一步以單質(zhì)點(diǎn)體系的無阻尼振動(dòng)來分析，在彈性范圍振動(dòng)時(shí)，慣性力與彈性恢復(fù)力總處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，體系能量在動(dòng)能、勢能間不停轉(zhuǎn)換，但總量保持不變。如果某次振動(dòng)過大，體系進(jìn)入屈服后狀態(tài)，則體系在平衡位置的動(dòng)能將在最大位移處轉(zhuǎn)化為彈性勢能和塑性變形能兩部分，其中，塑性變性能將耗散掉，從而減小了體系總的能量。

三. 保證結(jié)構(gòu)延性能力的抗震措施

合理選擇了結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)和延性要求后，就需要通過抗震措施來保證結(jié)構(gòu)確實(shí)具有所需的延性能力，從而保證結(jié)構(gòu)在中震、大震下實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防目標(biāo)。系統(tǒng)的抗震措施包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容：

1.“強(qiáng)柱弱梁”：人為增大柱相對(duì)于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現(xiàn)較早，在達(dá)到最大非線性位移時(shí)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較大；而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚，在達(dá)到最大非線性位移時(shí)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較小，甚至根本不出現(xiàn)塑性鉸。從而保證框架具有一個(gè)較為穩(wěn)定的塑性耗能機(jī)構(gòu)和較大的塑性耗能能力。

2.“強(qiáng)剪弱彎”：剪切破壞基本上沒有延性，一旦某部位發(fā)生剪切破壞，該部位就將徹底退出結(jié)構(gòu)抗震能力，對(duì)于柱端的剪切破壞還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節(jié)點(diǎn)的組合剪力值，使結(jié)構(gòu)能在大震下的交替非彈性變形中其任何構(gòu)件都不會(huì)先發(fā)生剪切破壞。

3.抗震構(gòu)造措施：通過抗震構(gòu)造措施來保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)的整體性。博士論文，發(fā)展歷程。

抗震設(shè)計(jì)中我們?yōu)榱吮苊鉀]有延性的剪切破壞的發(fā)生，采取了“強(qiáng)剪弱彎”的措施來處理構(gòu)件受彎能力與受剪能力的關(guān)系問題。值得注意的是，與非抗震抗剪破壞相比，地震作用下的剪切破壞是不同的。以梁構(gòu)件為例，在較大地震作用下，梁端形成交叉斜裂縫區(qū)，該區(qū)混凝土受斜裂縫分割，形成若干個(gè)菱形塊體，而且破碎會(huì)隨著延性增長而加劇。由于交叉斜裂縫與塑性鉸區(qū)基本重合，垂直和斜裂縫寬度都會(huì)隨延性而增大?？拐鹣赂鶕?jù)梁端的受力特征，正剪力總是大于負(fù)剪力，正剪力作用下的剪壓區(qū)一般位于梁下部，但由于地震的往復(fù)作用，梁底的混凝土保護(hù)層可能已經(jīng)剝落，從而削弱了混凝土剪壓區(qū)的抗剪能力；交叉斜裂縫寬度比非抗震情況大，以及斜裂縫反復(fù)開閉，混凝土破碎更嚴(yán)重，從而使斜裂縫界面中的骨料咬合效應(yīng)退化；混凝土保護(hù)層剝落和裂縫的加寬又會(huì)使縱筋的銷栓作用有一定退化。博士論文，發(fā)展歷程。可見，地震作用下，混凝土抗剪能力嚴(yán)重退化，但是試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)箍筋的抗剪能力仍可以維持。當(dāng)?shù)卣鹱饔迷絹碓叫r(shí)，梁端可能不出現(xiàn)雙向斜裂縫，而出現(xiàn)單向斜裂縫，裂縫寬度發(fā)育也從大于非抗震情況到接近非抗震情況，抗剪環(huán)境越來越有利。博士論文，發(fā)展歷程。此外，抗震抗剪要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)在大震下預(yù)計(jì)達(dá)到的非彈性變形狀態(tài)之前不發(fā)生剪切破壞。因?yàn)榭蚣芗羟衅茐目偸前l(fā)生在梁端塑性鉸區(qū)，這就不僅要求在梁端形成塑性鉸前不發(fā)生剪切破壞，而且抗剪能力還要維持到塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到大震所要求的程度，這就需要更多的箍筋。博士論文，發(fā)展歷程。同時(shí)，在梁端塑性變形過程中作用剪力并沒有明顯增大，也進(jìn)一步說明這里增加的箍筋不是用來增大抗剪強(qiáng)度，而是為了提高構(gòu)件在發(fā)生剪切破壞時(shí)所達(dá)的延性。博士論文，發(fā)展歷程。

延性對(duì)抗震來說是極其重要的一個(gè)性質(zhì)，我們要想通過抗震措施來保證結(jié)構(gòu)的延性，那么就必須清楚影響延性的因素。對(duì)于梁柱等構(gòu)件，延性的影響因素最終可歸納為最根本的兩點(diǎn)：混凝土極限壓應(yīng)變，破壞時(shí)的受壓區(qū)高度。影響延性的其他因素實(shí)質(zhì)都是這兩個(gè)根本因素的延伸。如受拉鋼筋配筋率越大，混凝土受壓區(qū)高度就越大，延性越差；受壓鋼筋越多，混凝土受壓區(qū)高度越小，延性越好；混凝土強(qiáng)度越高，受壓區(qū)高度越低，延性越好（但如果混凝土強(qiáng)度過高可能會(huì)減小混凝土極限壓應(yīng)變從而降低延性）；對(duì)柱子這類偏壓構(gòu)件，軸壓力的存在會(huì)增大混凝土受壓區(qū)高度，減小延性；箍筋可以提高混凝土極限壓應(yīng)變，從而提高延性，但對(duì)于高強(qiáng)度混凝土，受壓時(shí)，其橫向變形系數(shù)較一般混凝土明顯偏小，箍筋的約束作用不能充分發(fā)揮，所以對(duì)于高強(qiáng)度混凝土，不適于用加箍筋的方法來改善其延性。

篇10

關(guān)鍵詞：建筑抗震設(shè)計(jì)；教學(xué)；實(shí)踐環(huán)節(jié)；建筑抗震概念設(shè)計(jì)

Exploration and practice on teaching in seismic design of buildings

Zhou Qing， Bao Hua， Yu Changrong， Liu Yunping

Nantong University， Nantong， 226019， China

Abstract： Seismic design of buildings has characteristics which the theory is difficult and the range of practice content is wide. According to the characteristics of the course， combined with the practical teaching experience， the teaching contents， teaching methods and practice links have been explored and practiced. Teaching methods and measures have also been discussed to improve students' ability of seismic concept design of buildings.

Key words： seismic design of buildings； teaching； practice links； seismic concept design of buildings

地震是地球上最為嚴(yán)重，也是人類無法控制和阻止的一種自然災(zāi)害，地震同時(shí)是引起建筑物變形或倒塌的最重要原因。我國是一個(gè)多地震國家，唐山地震、汶川地震均造成了巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)已成為土木工程設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，建筑抗震性能已經(jīng)成為建筑物最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。

建筑抗震設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容廣泛、知識(shí)體系龐大，具有明確的專業(yè)技術(shù)規(guī)范背景，其理論性、實(shí)踐性、專業(yè)性均很強(qiáng)。該課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題能力以及提高學(xué)生的工程素質(zhì)具有重要的作用，在土木工程專業(yè)課程中具有舉足輕重的地位。

1 建筑抗震設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀

我校土木工程專業(yè)開設(shè)建筑抗震設(shè)計(jì)課程已有十余年的歷史，其教學(xué)時(shí)數(shù)基本保持在32學(xué)時(shí)，教學(xué)目的為：通過課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)地震的基本概念有所了解，掌握抗震計(jì)算的基本理論和方法，根據(jù)抗震設(shè)計(jì)的原理及結(jié)構(gòu)類別進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置和選型，掌握常用工業(yè)與民用建筑的抗震設(shè)計(jì)方法。

相比其他專業(yè)課，建筑抗震設(shè)計(jì)課程具有理論內(nèi)容難學(xué)而且實(shí)踐內(nèi)容廣泛的特點(diǎn)，其現(xiàn)狀如下：（1）學(xué)時(shí)少，教學(xué)內(nèi)容多。課程理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)涵蓋面廣，涉及的課程有結(jié)構(gòu)力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、砌體結(jié)構(gòu)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程、鋼結(jié)構(gòu)等，如何利用有限的學(xué)時(shí)完成抗震課程的教學(xué)是需要首先解決的問題。（2）課程實(shí)踐性強(qiáng)與學(xué)生缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)之間存在矛盾。學(xué)生不能深刻理解課程的核心內(nèi)容，導(dǎo)致工程實(shí)踐舉步維艱。將枯燥的理論與生動(dòng)的工程實(shí)例結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)也是本課程教學(xué)努力的方向。

2 建筑抗震設(shè)計(jì)課程教學(xué)的探索與實(shí)踐

2.1 精選教學(xué)內(nèi)容，采用適應(yīng)性強(qiáng)的科學(xué)教學(xué)模式

2.1.1 提煉教學(xué)核心內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果

建筑抗震設(shè)計(jì)課程知識(shí)體系龐大，在教學(xué)時(shí)需分清教學(xué)內(nèi)容的主次，把握難點(diǎn)和重點(diǎn)，加強(qiáng)與其他課程的聯(lián)系，以彌補(bǔ)課時(shí)的不足。課程教學(xué)劃分為理論篇和應(yīng)用篇兩個(gè)部分[1]。理論篇主要為結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與抗震驗(yàn)算；應(yīng)用篇主要為常用工業(yè)與民用房屋的抗震設(shè)計(jì)。理論篇講述中引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)先修課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，重點(diǎn)講解基本概念和關(guān)鍵理論，其余點(diǎn)到為止，給學(xué)生留下積極思考、主動(dòng)發(fā)揮的空間，強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。應(yīng)用篇按照概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造措施這條主線組織教學(xué)，密切結(jié)合國家現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，更新和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能適應(yīng)新的發(fā)展需要；注重實(shí)際結(jié)構(gòu)震害的案例分析，以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決實(shí)際問題的能力。

2.1.2 采用多種教學(xué)手段促進(jìn)教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量

建筑抗震設(shè)計(jì)課程內(nèi)容多、課時(shí)少，無論是完全依賴傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)方式，還是完全采用多媒體課件教學(xué)都不能滿足教學(xué)要求，需要尋求新的教學(xué)方式。教學(xué)時(shí)，筆者根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同特點(diǎn)，有針對(duì)性地采用不同的教學(xué)手段完成教學(xué)。課程教學(xué)以多媒體技術(shù)為主導(dǎo)，在完成大綱要求的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充國內(nèi)外各結(jié)構(gòu)類型的建筑震害實(shí)例圖片、典型大地震震害錄像以及地震動(dòng)畫演示等，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)；對(duì)于重要的基礎(chǔ)性理論分析和水平地震作用的計(jì)算則主要采用傳統(tǒng)的板書方式教學(xué)，加深學(xué)生的理解；對(duì)于抗震構(gòu)造措施的講解，引導(dǎo)學(xué)生利用課余時(shí)間深入施工現(xiàn)場，通過對(duì)實(shí)際工程的調(diào)研，加深學(xué)生對(duì)書本知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)使學(xué)生體會(huì)到如何將書本知識(shí)運(yùn)用于工程實(shí)踐。通過多種教學(xué)手段的融合，增加了教師的講課信息量，給學(xué)生提供了一個(gè)多維立體的學(xué)習(xí)空間，使原本枯燥、平面的教學(xué)變得生動(dòng)、立體起來，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

2.2 加強(qiáng)建筑抗震設(shè)計(jì)在實(shí)踐性環(huán)節(jié)中的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)

我校土木工程專業(yè)建筑抗震設(shè)計(jì)沒有安排獨(dú)立的實(shí)踐環(huán)節(jié)，其綜合訓(xùn)練放在畢業(yè)設(shè)計(jì)中。在畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的選取上，根據(jù)學(xué)生的就業(yè)意向，分為建筑設(shè)計(jì)類、施工類及科研論文類，學(xué)生可從中自由選擇。以建筑設(shè)計(jì)類課題（結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)）為例說明抗震設(shè)計(jì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的地位。該課題要求學(xué)生完成常用民用建筑全套建筑和結(jié)構(gòu)圖紙，同時(shí)要求手算整體結(jié)構(gòu)中的一榀框架，計(jì)算機(jī)建模進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析[2]。

抗震設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，指導(dǎo)教師根據(jù)設(shè)計(jì)的不同階段給學(xué)生做專題指導(dǎo)。在建筑方案設(shè)計(jì)階段，根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（以下簡稱抗震規(guī)范）[3]概念設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，要求建筑物的平、立面布置規(guī)則、對(duì)稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，從而保證建筑物達(dá)到較好的抗震性能。樓梯間的布置不應(yīng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)平面特別不規(guī)則。建筑方案避免設(shè)計(jì)為單跨框架結(jié)構(gòu)形式。在結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)階段，要求結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有整體性和抗震設(shè)防多道防線，并具有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。對(duì)于體型復(fù)雜、平立面不規(guī)則的建筑，尚應(yīng)考慮防震縫的設(shè)置。在一榀框架的手算階段，對(duì)需要做水平地震作用計(jì)算的學(xué)生，在框架內(nèi)力計(jì)算階段，要重視突出屋面的電梯間、樓梯間等產(chǎn)生的鞭端效應(yīng)。在框架內(nèi)力組合和在梁、柱配筋計(jì)算階段，需對(duì)強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎做相應(yīng)的計(jì)算。在框架梁、框架柱選配鋼筋階段，除了需滿足計(jì)算要求外，還需要滿足抗震規(guī)范要求的框架結(jié)構(gòu)基本抗震構(gòu)造措施。選筋階段，學(xué)生很容易忽視抗震構(gòu)造措施，指導(dǎo)設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。在計(jì)算機(jī)建模進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析階段，補(bǔ)充講解平法施工圖需表達(dá)的內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生讀懂讀透平法施工圖，引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)的抗震知識(shí)，解讀抗震構(gòu)造措施在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。

2.3 案例教學(xué)法強(qiáng)化建筑抗震概念設(shè)計(jì)原則，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力

地震是一種隨機(jī)振動(dòng)，呈現(xiàn)出難以把握的復(fù)雜性和不確定性，目前很難準(zhǔn)確預(yù)測建筑物所遭受地震的特性和參數(shù)。在結(jié)構(gòu)分析方面，由于對(duì)地震作用及結(jié)構(gòu)性能的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，其分析結(jié)果也存在不確定性。因此，工程抗震問題不能完全依賴“計(jì)算設(shè)計(jì)”解決[4]。

建筑抗震概念設(shè)計(jì)（簡稱“概念設(shè)計(jì)”）是以工程概念為依據(jù)，根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)研究所得到的非常重要的定性設(shè)計(jì)原則或工程判斷進(jìn)行設(shè)計(jì)，從有利于提高結(jié)構(gòu)抗震性能的概念上，對(duì)所設(shè)計(jì)的對(duì)象作宏觀控制。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)對(duì)提高結(jié)構(gòu)抗震能力發(fā)揮了重要作用。

從多年的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)抗震計(jì)算掌握得比較好，但是對(duì)抗震定性分析、概念設(shè)計(jì)能力嚴(yán)重不足，主要是由于概念設(shè)計(jì)要求有深厚的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在課程教學(xué)中，通過典型案例的講解與討論，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的基本原則。如在多道抗震防線教學(xué)中重點(diǎn)講述由林同炎設(shè)計(jì)的馬拉瓜美洲銀行的經(jīng)典案例[5]。馬拉瓜美洲銀行的概念設(shè)計(jì)思想是由4個(gè)等邊的L形柔性筒，通過每層的連梁組成一個(gè)正方形核心筒作為主要的抗震結(jié)構(gòu)。在連梁的中部開了較大的孔洞，有意識(shí)地形成該結(jié)構(gòu)總體系（第一道防線）中的預(yù)定薄弱環(huán)節(jié)；在遭遇強(qiáng)烈地震時(shí)，預(yù)計(jì)在連梁開洞處開裂，從而變成具有延性和耗能能力的結(jié)構(gòu)體系（第二道防線），即各分體系作為獨(dú)立的抗震單元。由于馬拉瓜美洲銀行的上述設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在經(jīng)歷了1972年罕遇的強(qiáng)烈地震作用下未倒坍，甚至未嚴(yán)重破壞，震后的調(diào)查正如林同炎所預(yù)料的那樣，該建筑核心筒的連梁剪切破壞。通過講述馬拉瓜美洲銀行的成功案例，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線的概念設(shè)計(jì)思想。

在講述建筑形體及其構(gòu)件布置的平面、豎向不規(guī)則性時(shí)，以央視新大樓為例，組織學(xué)生討論該建筑的特點(diǎn)，主要?dú)w納總結(jié)出以下幾點(diǎn)：建筑物整體偏心，對(duì)抗震不利；曲角懸空挑戰(zhàn)地基基礎(chǔ)的抗傾覆性能；建筑為嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu)，用鋼量巨大，造價(jià)驚世駭俗；建筑極端強(qiáng)調(diào)建筑造型和視覺效果，忽視結(jié)構(gòu)體系的合理性和經(jīng)濟(jì)性，導(dǎo)致需要加倍地投入人力、物力和財(cái)力去保證抗震、抗風(fēng)等結(jié)構(gòu)安全問題，極大地浪費(fèi)了公共資源。根據(jù)抗震規(guī)范[3]強(qiáng)制性條文，嚴(yán)重不規(guī)則的建筑不應(yīng)采用。

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，我們鼓勵(lì)學(xué)生做調(diào)研工作，引導(dǎo)學(xué)生在暢言網(wǎng)上參與“中國十大丑陋建筑”評(píng)選，增加課堂討論環(huán)節(jié)。通過多種形式的教學(xué)手段，啟發(fā)學(xué)生用概念設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想從建筑形體和布置方面分析建筑的抗震性能。

3 結(jié)束語

建筑抗震設(shè)計(jì)課程具有明確的專業(yè)技術(shù)規(guī)范背景，理論性、實(shí)踐性、專業(yè)性均很強(qiáng)，教學(xué)安排又具有承前啟后的特點(diǎn)，其教學(xué)效果將直接影響學(xué)生就業(yè)后的工作能力和自我專業(yè)素養(yǎng)的發(fā)展。教師在該課程的教學(xué)中需不斷改革教學(xué)方法和手段，更新知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)、辯證地認(rèn)識(shí)事物的態(tài)度；引導(dǎo)他們從孤立地認(rèn)識(shí)事物到全面地、正反面去認(rèn)識(shí)和解釋事物，能綜合多種因素尋求最佳方案，培養(yǎng)學(xué)生判斷分析能力和解決實(shí)際問題的能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈小璞.注冊結(jié)構(gòu)工程師工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程教學(xué)及其綜合能力的培養(yǎng)[J].高等建筑教育，2007，16（4）：65-68.

[2] 周清，黃嵐，趙玉新.土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的研究與創(chuàng)新[J].中國電力教育，2013（19）：137-138.

[3] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.