導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇建筑抗震分析，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

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

近幾年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速高效發(fā)展，高層建筑不斷地涌現(xiàn)，地震災(zāi)害對(duì)這類建筑的威脅越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)高層建筑的抗震分析也越來(lái)越成為目前國(guó)內(nèi)外的科研熱點(diǎn)問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)人員不僅在思想上要重視抗震設(shè)防，而且要熟悉有關(guān)的規(guī)范規(guī)定，并且在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中認(rèn)真執(zhí)行和貫徹。

一 建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的主要影響因素

（一）建筑結(jié)構(gòu)所用的材料及施工質(zhì)量

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(shuō)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,在建筑物的樓板、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?；炷?、加氣混凝土板、空心塑料板材、瓦楞鐵等輕質(zhì)材料,將能顯著改善建筑物的抗震性能施工質(zhì)量的影響是深遠(yuǎn)的, 在整個(gè)施工過(guò)程中,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,都可能影響建筑結(jié)構(gòu)本身的抗震能力。

（二）抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

抗震不僅是取決于建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，還要嚴(yán)格的遵循建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。國(guó)家根據(jù)地震發(fā)生的可能性和震害的嚴(yán)重性確定各地區(qū)基本設(shè)防烈度，這是各地區(qū)抗震設(shè)計(jì)的基本參數(shù)，主要代表地面加速度的大小。對(duì)具體房屋中，需要結(jié)合建筑使用功能的重要性確定建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，即確定設(shè)計(jì)烈度和抗震等級(jí)。對(duì)一般建筑，設(shè)計(jì)烈度就是本地區(qū)設(shè)防烈度。設(shè)計(jì)烈度愈高，抗震能力愈強(qiáng)，但建筑造價(jià)也愈高。

（三）建筑場(chǎng)地

地震造成建筑物的破壞,情況是各種各樣的,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(guò)程中,因喪失整體性或強(qiáng)度不足或變形過(guò)大而破壞；由于水壩倒塌、海嘯、火災(zāi)、爆炸等次生災(zāi)害所造成；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)重變形直接造成前兩種可以通過(guò)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。因此,應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)勘察,搞清地形地質(zhì)情況,挑選對(duì)建筑抗震有利的施工場(chǎng)地。盡可能避開對(duì)建筑抗震不利的地段, 任何情況下均不得在抗震危險(xiǎn)地段上建造可能引起人員傷亡或較大經(jīng)濟(jì)損失的建筑物。

（四）合理的抗震設(shè)計(jì)

抗震設(shè)計(jì)就是要選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，確定合理的抗震措施，保證結(jié)構(gòu)的抗震性能，確保建筑物滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標(biāo)。高層住宅主要采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)、框架一核心筒或框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，具有較好的強(qiáng)度和變形能力，抗震性能相對(duì)較好。無(wú)論板式住宅還是點(diǎn)式住宅，只要設(shè)計(jì)合理，都可滿足抗震要求。多層住宅大部分采用磚混結(jié)構(gòu)，目前多采用現(xiàn)澆樓板，并采取設(shè)構(gòu)造柱和圈粱等抗震措施，或者采用框架結(jié)構(gòu)，大大增強(qiáng)了抗震能力。

二 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)常見(jiàn)的問(wèn)題分析

（一）缺乏巖土工程勘察資料或資料不全

有的在擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段還缺建筑場(chǎng)地巖土工程的勘察資料，有的在擴(kuò)初設(shè)計(jì)會(huì)審之后就直接進(jìn)入了施工圖設(shè)計(jì)，有的在規(guī)劃設(shè)計(jì)或方案設(shè)計(jì)會(huì)審后就直接進(jìn)入了施工圖設(shè)計(jì)。無(wú)巖土工程勘察資料，設(shè)計(jì)缺少了必要的依據(jù)。

（二）抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)掌握不當(dāng)

有一些項(xiàng)目擅自提高了設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，按照稚棗筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)(GB 50223-95)》劃分應(yīng)屬六度設(shè)防的，但設(shè)計(jì)中提高了一度按七度設(shè)防，提高了建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)增加工程投資；有的項(xiàng)目嚴(yán)格應(yīng)按七度采取抗震措施的，但設(shè)計(jì)中又按六度設(shè)防，減低了抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，不利抗震。

（三）抗震構(gòu)造柱布置不當(dāng)

如外墻轉(zhuǎn)角處，大廳四角未設(shè)構(gòu)造柱或構(gòu)造柱不成對(duì)設(shè)置；以構(gòu)造柱代替磚墻承重；山墻與縱墻交接處不設(shè)抗震構(gòu)造柱；過(guò)多設(shè)置抗震構(gòu)造柱等。

（四）平面布局的剛度不均

抗震設(shè)計(jì)要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對(duì)稱，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，否則應(yīng)考慮其不利影響。但有的平面設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重的不對(duì)稱，造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車庫(kù)的住宅，―側(cè)為進(jìn)出車需要，取消全部外縱墻，另―側(cè)不需進(jìn)出車輛，因而墻直接落地，造成橫向剛度不均，對(duì)抗震極為不利。

（五）結(jié)構(gòu)其他問(wèn)題

有的底層無(wú)橫向落地抗震墻，全部為框支或落地墻間距超長(zhǎng)；有的僅北側(cè)縱墻落地，南側(cè)全為柱子，造成南北剛度不均；有的底層作汽車庫(kù)，設(shè)計(jì)時(shí)橫墻都落地，但縱墻不落地，變成了縱向框支；還有的底框和內(nèi)框砌體住宅采用大空間靈活隔斷設(shè)計(jì)，其中幾乎很少有縱墻。不少地方都采用鋼筋混凝土內(nèi)柱來(lái)承重以代替磚墻承重，實(shí)際上將磚混結(jié)構(gòu)演變?yōu)閮?nèi)框架結(jié)構(gòu)，這比底框磚房還不利，因內(nèi)框磚房的層數(shù)、總高度控制比底框磚房更嚴(yán)，因此存在著嚴(yán)重抗震隱患。更為嚴(yán)重的是這種情況并未引起目前大多數(shù)結(jié)構(gòu)工程師的重視。

三 我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的提高措施

（一） 對(duì)舊有建筑進(jìn)行加固行動(dòng)

很多舊房屋現(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(guò)減小建筑物上地震作用的途徑，從而使結(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(guó)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。

（二）材料的選用和結(jié)構(gòu)體系問(wèn)題的解決

在高層建筑中，還應(yīng)注意結(jié)構(gòu)體系及材料的優(yōu)選，現(xiàn)在我國(guó)鋼材產(chǎn)量已居世界前列，建筑鋼材的類型及品種也在逐漸增多，鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力也已有了很大的提高，因此在有條件的地方，建議盡可能采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)(SRC)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)(CFS)或鋼結(jié)構(gòu)(S 或SS)，以減小柱斷面尺寸，并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能在超過(guò)一定高度后，由于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕而且較柔，為減小風(fēng)振而需要采用混凝土材料時(shí)，鋼骨(鋼管)混凝土，通常作為首選工程經(jīng)驗(yàn)表明:利用鋼管混凝土承重，柱自重可減輕 65%左右，由于柱截面減小而相應(yīng)增加了使用面積，鋼材消耗指標(biāo)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相近，而工程造價(jià)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比可降低 15%左右，工程施工工期能縮短約 1/2 此外鋼管混凝土結(jié)構(gòu)顯示出良好的延性和韌性。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)中，在采用與否鋼骨混凝土構(gòu)件時(shí)，建議考慮使用。

（三）研究開發(fā)更為合理的結(jié)構(gòu)形式

隨著科技的高速發(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。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)譬如開合屋蓋結(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)和水平旋轉(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。

四 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要技術(shù)對(duì)建筑安全起到非常重要的作用。因此，要從我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及國(guó)際高層抗震設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)出發(fā)，不僅要重視抗震設(shè)防，而且要熟悉有關(guān)的規(guī)范規(guī)定，并且在項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中認(rèn)真執(zhí)行和貫徹。努力探求新型的結(jié)構(gòu)與材料，也成為地震區(qū)高層建筑發(fā)展的新方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫軍.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題分析[J].山西建筑 2008(19).

[2]戴瑞同.鋼筋混凝土和砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1 999．

篇2

1高層建筑抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)概念

高層建筑的抗震設(shè)計(jì)還需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦我约皻夂颦h(huán)境條件，針對(duì)一些地震高發(fā)地帶，設(shè)計(jì)需要采用強(qiáng)度較高的施工材料，要做好建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化工作，保證建筑滿足抗震設(shè)防的要求。高層建筑有著良好的發(fā)展趨勢(shì)，在設(shè)計(jì)與施工時(shí)，一定要保證建筑使用的安全性，并且要使建筑在地震力的作用下，不會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重變形的問(wèn)題。高層建筑抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的工作，下面筆者對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

1.1高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的工作，設(shè)計(jì)人員需要保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)是“小震不壞、大震不倒”。為了達(dá)到這一目標(biāo)，設(shè)計(jì)人員還要合理確定施工的材料，施工材料要具有較高的強(qiáng)度與剛度，建筑結(jié)構(gòu)要具有良好的延展性。另外，在高層建筑施工時(shí)，需盡量減少耗能情況，施工單位要多采用可再生的新型能源。

1.2高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施

1.2.1加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化高層建筑施工在選擇材料時(shí)，應(yīng)盡量選擇輕質(zhì)的材料，結(jié)構(gòu)材料還要具有較高的強(qiáng)度，這樣的結(jié)構(gòu)有著良好的連續(xù)性，可以抵抗較大的荷載以及作用力，可以保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性。合理選擇結(jié)構(gòu)材料，并優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系，是提高建筑防震效果的有效措施。建筑工程多采用的是鋼結(jié)構(gòu)或者型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，這對(duì)鋼材以及混凝土的性能有著較高的要求，在施工前，需要對(duì)施工材料的性能進(jìn)行檢測(cè)。優(yōu)化建筑抗震結(jié)構(gòu)體系，可以保證建筑的承載力，避免結(jié)構(gòu)在地震力作用下出現(xiàn)變形問(wèn)題，良好的建筑結(jié)構(gòu)可以起到吸收地震能量的作用，在地震災(zāi)害下，有利于避免建筑出現(xiàn)較為嚴(yán)重的損毀問(wèn)題。建筑抗震設(shè)計(jì)需主要結(jié)構(gòu)的整體性，這考驗(yàn)了設(shè)計(jì)人員的能力，采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，可以保證建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到立面的效果，提高建筑使用的安全性。

1.2.2場(chǎng)地的選擇高層建筑對(duì)施工場(chǎng)地也有著一定要求，在施工前，設(shè)計(jì)人員需要做好地質(zhì)的考察工作，對(duì)施工場(chǎng)地的土質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，并保證地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)實(shí)地勘探，可以了解該地區(qū)是否存在地震隱患，并了解地下巖層的結(jié)構(gòu)，根據(jù)這些因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而得出準(zhǔn)確的場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)。如果遇到不適合建造高層建筑的場(chǎng)地，應(yīng)該采取回避的措施，給出恰當(dāng)?shù)奈ｋU(xiǎn)性評(píng)價(jià)，從根源上杜絕出現(xiàn)由于地面的震動(dòng)而摧毀地基的現(xiàn)象。

1.2.3建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對(duì)于抗震作用比較大，不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)不利于抗震。因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)具有規(guī)則以及對(duì)稱的剖面結(jié)構(gòu)，地震對(duì)建筑物帶來(lái)的搖晃有一定的支撐作用，從而起到很好的抗震效果。從建筑豎向剖面理論來(lái)說(shuō)，豎向抗側(cè)力構(gòu)建的截面尺寸以及材料強(qiáng)度應(yīng)該自下而上的逐漸減少，這樣就能夠避免測(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力突變。因此，對(duì)于沒(méi)有特殊要求的高層建筑物，應(yīng)該盡量避免過(guò)于規(guī)則的結(jié)構(gòu)組成，不能一味的追求其視覺(jué)效果，更多的注重抗震要求。

1.2.4多道防震體系一般情況下，一次地震不會(huì)造成持續(xù)的震動(dòng)，但是可能會(huì)造成接連不斷的余震，盡管強(qiáng)度不大，但是從持續(xù)時(shí)間以及反復(fù)次數(shù)上來(lái)說(shuō)，在一定程度上對(duì)建筑物造成不同程度的損壞。高層建筑物只是采取單體的結(jié)構(gòu)，一旦遭遇到破壞時(shí)就會(huì)難以應(yīng)付接踵而來(lái)的持續(xù)余震，最終導(dǎo)致建筑物坍塌。針對(duì)此種現(xiàn)象，就必須設(shè)立多道防震體系。設(shè)立多道防震體系，及時(shí)第一道防震線被摧毀，還有第二道以及第三道防震線，就能夠很好的躲避反復(fù)的余震帶來(lái)的破壞，大大的降低了危險(xiǎn)指數(shù)，增加了抗震能力。

2高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)主要的幾個(gè)問(wèn)題

2.1控制結(jié)構(gòu)超限現(xiàn)象以及相關(guān)的解決措施

對(duì)于結(jié)構(gòu)薄弱位置，在框架柱內(nèi)設(shè)置型鋼，提高其承載力以及抗震安全性；控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)比，使結(jié)構(gòu)樓層的扭轉(zhuǎn)位移比小于1.2；對(duì)于個(gè)別墻柱按照中震彈性以及小震計(jì)算結(jié)果進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)，滿足中震彈性的抗震性能目標(biāo)；依次類推，標(biāo)準(zhǔn)層的個(gè)別墻柱則按照中震計(jì)算結(jié)果，滿足中震不屈服的抗震性能目標(biāo)；根據(jù)彈塑性實(shí)程分析結(jié)果，連梁以及框架梁出現(xiàn)彎曲塑性鉸，梁端塑性鉸在各個(gè)樓層分布較為均勻，反應(yīng)歷程中最大層間位移角小于1/120，滿足規(guī)范要求。

2.2剪力墻連梁抗震設(shè)計(jì)措施

①調(diào)整連梁剛度折減系數(shù)：對(duì)內(nèi)力以及位移進(jìn)行計(jì)算時(shí)，對(duì)豎向與水平的荷載效應(yīng)下兩種情形進(jìn)行區(qū)別對(duì)待。在水平荷載效應(yīng)下，可以折減連梁的剛度系數(shù)，例如：當(dāng)出現(xiàn)作用力時(shí)，折減系數(shù)應(yīng)該大于或者等于0.50；在豎向荷載效應(yīng)下，不需要折減連梁的剛度系數(shù)，通過(guò)利用支座彎矩調(diào)整的幅度來(lái)降低連梁支座的彎矩。

②調(diào)整連梁跨高比：在設(shè)計(jì)連梁時(shí)，可能會(huì)遇到剛度折減之后連梁的正截面仍然承受剪承載力不足的現(xiàn)象，這時(shí)就需要增加洞口的寬度，減低高度。

③其他措施：設(shè)置水平縫形成雙連梁、連梁內(nèi)設(shè)置交叉暗撐、采用型鋼混凝土連梁、調(diào)整連梁的內(nèi)力以及增加連梁延性等。

3結(jié)論

篇3

關(guān)鍵詞：高層建筑 ， 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ，抗震設(shè)計(jì)，短柱，措施

Abstract：The high-rise buildings aseismic design and construction work has been building the key, and summarizes the principle of seismic design of high-rise building, the architecture of the short column seismic necessary theoretical analysis, and the seismic measures must be taken. In order to avoid short column in high-rise building brittle failure occurs in, I think, first of all to correctly determine the short columns, and then the short column to take some structural measures or processing, improve the short column and the ductility of the seismic performance.

Keywords: high building, structure design, seismic design, short columns, measures

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

1 高層建筑抗震設(shè)計(jì)的原則

1.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能①結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱(墻)”的原則。②對(duì)可能造成結(jié)構(gòu)的相對(duì)薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。③承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。

1.2 盡可能設(shè)置多道抗震防線①一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架—剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個(gè)分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。②強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識(shí)地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時(shí)倒塌。③適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后，其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長(zhǎng)階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。④在抗震設(shè)計(jì)中某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超強(qiáng)，可能造成結(jié)構(gòu)的其他部位相對(duì)薄弱，因此在設(shè)計(jì)中不合理的加強(qiáng)以及在施工中以大帶小，改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的做法，都需要慎重考慮。

1.3 對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力①構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，構(gòu)件的實(shí)際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。②要使樓層(部位)的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力的比值在總體上保持一個(gè)相對(duì)均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時(shí)，會(huì)由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。③要防止在局部上加強(qiáng)而忽視了整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。④在抗震設(shè)計(jì)中有意識(shí)、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。

2 高層建筑抗震中短柱的正確判定

柱凈高H與截面高度h之比H/h≤4為短柱，工程界許多工程技術(shù)人員也都據(jù)此來(lái)判定短柱，這是一個(gè)值得注意的問(wèn)題。因?yàn)榇_定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比λ，只有剪跨比λ＝M/Vh≤2的柱才是短柱，而柱凈高與截面高度之比H/h≤4的柱其剪跨比λ不一定小于2，亦即不一定是短柱。按H/h≤4來(lái)判定的主要依據(jù)是：①λ=M/Vh≤2；②考慮到框架柱反彎點(diǎn)大都靠近柱中點(diǎn)，取M＝0.5VH，則λ＝M/Vh＝0.5VH/Vh＝0.5H/h≤2，由此即得H/h≤4。但是，對(duì)于高層建筑，梁、柱線剛度比較小，特別是底部幾層，由于受柱底嵌固的影響且梁對(duì)柱的約束彎矩較小，反彎點(diǎn)的高度會(huì)比柱高的一半高得多，甚至不出現(xiàn)反彎點(diǎn)，此時(shí)不宜按H/h≤4來(lái)判定短柱，而應(yīng)按短柱的力學(xué)定義——剪跨比λ＝M/Vh≤2來(lái)判定才是正確的。

框架柱的反彎點(diǎn)不在柱中點(diǎn)時(shí)，柱子上、下端截面的彎矩值大小就不一樣，即Mt≠M(fèi)b。因此，框架柱上、下端截面的剪跨比大小也是不一樣的，即λt＝Mt/Vh≠λb＝Mb/Vh。此時(shí)，應(yīng)采用哪一個(gè)截面的剪跨比來(lái)判斷框架柱是不是屬于短柱呢？筆者認(rèn)為，應(yīng)該采用框架柱上、下端截面中剪跨比的較大值，即取λ＝max（λt，λb）。一般情況下，在高層建筑的底部幾層，框架柱的反彎點(diǎn)都偏上，即Mb＞Mt。

在層高一定的情況下，為提高延性而降低軸壓比則會(huì)導(dǎo)致柱截面增大，且軸壓比越小截面越大；而截面增大導(dǎo)致剪跨比減小，又降低了構(gòu)件的延性，軸壓比與延性比關(guān)系圖如圖1所示，因此，在高層特別是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為滿足規(guī)程對(duì)軸壓比限值的要求，柱子的截面往往比較大，在結(jié)構(gòu)底部常常形成短柱甚至超短柱。

圖1 軸壓比與延性比關(guān)系圖

3 提高短柱抗震性能的措施

有抗震設(shè)防要求的高層建筑除應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度要求外，還要滿足延性的要求。鋼筋混凝土材料本身自重較大，所以對(duì)于高層建筑的底層柱，隨著建筑物高度的增加，其所承擔(dān)的軸力不斷增加，而抗震設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件有明確的延性要求，在層高一定的情況下，提高延性就要將軸壓比控制在一定的范圍內(nèi)而不能過(guò)大，這樣則必然導(dǎo)致柱截面的增大，從而形成短柱，甚至成為剪跨比小于1.5的超短柱。眾所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱幾乎沒(méi)有延性，在建筑遭受本地區(qū)設(shè)防烈度或高于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，很容易發(fā)生剪切破壞而造成結(jié)構(gòu)破壞甚至倒塌。

混凝土短柱的延性主要受軸壓比的影響，同時(shí)配箍率、箍筋的形式對(duì)混凝土短柱的影響也很大。高層混凝土結(jié)構(gòu)短柱，特別是結(jié)構(gòu)低層的混凝土短柱，其軸壓比很大，破壞時(shí)呈脆性破壞，其塑性變形能力很小。提高混凝土短柱的抗震性能，主要也就是提高混凝土短柱的延性。因此，可以從以下幾方面著手，采取措施提高混凝土的抗震性能。

3.1提高短柱的受壓承載力

提高短柱的受壓承載力可減小柱截面、提高剪跨比，從而改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能。減小柱截面和提高剪跨比，最直接的方法就是提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，即采用高強(qiáng)混凝土來(lái)增加柱子的受壓承載力，降低其軸壓比；但由于高強(qiáng)混凝土材料本身的延性較差，采用時(shí)須慎重或與其他措施配合使用。此外，可以采用鋼骨和鋼管混凝土柱以提高短柱的受壓承載力。

3.2 采用鋼管混凝土柱

鋼管混凝土是套箍混凝土的一種特殊形式，由混凝土填入薄壁圓形鋼管內(nèi)而形成的組合結(jié)構(gòu)材料。由于鋼管內(nèi)的混凝土受到鋼管的側(cè)向約束，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使混凝土的抗壓強(qiáng)度和極限壓應(yīng)變得到很大的提高，混凝土特別是高強(qiáng)混凝土的延性得到顯著改善。同時(shí)，鋼管既是縱筋，又是橫向箍筋， 其管徑與管壁厚度的比值至少都在90以下，相當(dāng)于配筋率2至少都在4.6%。

當(dāng)選用了高強(qiáng)混凝土和合適的套箍指標(biāo)后，柱子的承載力可大幅度提高，通常柱截面可比普通鋼筋混凝土柱減小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。

3.3 采用分體柱

由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多，在地震作用下往往是因剪壞而失效，其抗彎強(qiáng)度不能完全發(fā)揮。因此，可人為地削弱短柱的抗彎強(qiáng)度，使抗彎強(qiáng)度相應(yīng)于或略低于抗剪強(qiáng)度，這樣，在地震作用下，柱子將首先達(dá)到抗彎強(qiáng)度，從而呈現(xiàn)出延性的破壞狀態(tài)。分體柱方法已在實(shí)際工程中得到應(yīng)用。人為削弱抗彎強(qiáng)度的方法，可以在柱中沿豎向設(shè)縫將短柱分為2或4個(gè)柱肢組成的分體柱，分體柱的各柱肢分開配筋。在組成分體柱的柱肢之間可以設(shè)置一些連接鍵，以增強(qiáng)它的初期剛度和后期耗能能力。一般，連接鍵有通縫、預(yù)制分隔板、預(yù)應(yīng)力摩擦阻尼器、素砼連接鍵等形式。

篇4

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震性能；設(shè)計(jì)分析

中圖分類號(hào)：tu97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a

1 概述

事實(shí)上，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，抗震性能設(shè)計(jì)是目前所有高層建筑極需認(rèn)真考慮的問(wèn)題。我國(guó)的高層建筑主材料一般都是選用鋼筋混凝土，而高層建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化以及設(shè)計(jì)的新穎化對(duì)高層建筑的抗震性能又有一定的影響。

2 當(dāng)前高層建筑抗震理念

在人類建筑史當(dāng)中，人們一直想要尋求一個(gè)很好的辦法去抗震防震，隨著地質(zhì)學(xué)家對(duì)地震的了解以及深入，已經(jīng)基本掌握了地震的特征以及一般的地震地面運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，于是，在此基礎(chǔ)上，高層建筑的抗震性能設(shè)計(jì)理論以及設(shè)計(jì)方案都有了很大的轉(zhuǎn)變，并且不斷完善發(fā)展。

現(xiàn)在最為流行使用的抗震設(shè)計(jì)方法就是基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法。這種方法主要是對(duì)高層建筑進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析研究，再用量化的位移指標(biāo)來(lái)制定高層建筑的抗震性能，從而讓高層建筑的抗震變形能力范圍可以滿足地震時(shí)最低的變形要求，最終保持高層建筑的抗震性能能夠達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。

基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法一般能夠細(xì)分成下面的方法，即為：①能力譜方法；②按延性系數(shù)設(shè)計(jì)方法；③直接基于位移的方法。直接基于位移的方法是按照地震作用下預(yù)期的位移去計(jì)算地震的作用，從而進(jìn)行高層建筑的抗震性能設(shè)計(jì)，望高層建筑能夠達(dá)到一定的預(yù)期變形，能夠起到抗震防震的作用。

3.高層建筑抗震性能低的原因分析

3.1 高層建筑層數(shù)過(guò)多

混凝土高層建筑的層數(shù)是有一個(gè)極限的，也就是說(shuō)混凝土高層建筑的高度是有一個(gè)極限的，不能無(wú)限增高。一旦該建筑超過(guò)了混凝土建筑的最大高度，高層建筑的自重就會(huì)變大，導(dǎo)致這個(gè)高層建筑的抗震性能變差，給實(shí)際上的高層建筑施工帶來(lái)的施工難度就更大了。這樣一來(lái)，施工的時(shí)間、成本的耗費(fèi)也就大了，而且居民的安全卻無(wú)法得到保障，這是沒(méi)有好處的。若地震發(fā)生，高層建筑容易倒塌，給國(guó)家跟居民所造成的精神傷害以及經(jīng)濟(jì)損害是無(wú)法估計(jì)的。因此，為了能夠保證高層建筑的抗震性能良好，高層建筑的層數(shù)不宜過(guò)高，一定要根據(jù)實(shí)際施工場(chǎng)地，嚴(yán)格依照專業(yè)的高層建筑設(shè)計(jì)師的標(biāo)準(zhǔn)高層建筑設(shè)計(jì)圖來(lái)進(jìn)行施工。

3.2 地基選取不當(dāng)

在一定程度上，地基的選取也可以對(duì)高層建筑的抗震性能造成一定的影響。地基之所以會(huì)對(duì)高層建筑的抗震性能造成影響，是因?yàn)榈鼗鳛樗薪ㄖ幕A(chǔ)，一旦地基不牢固，地震又不幸發(fā)生，高層建筑損壞甚至倒塌的現(xiàn)象就會(huì)極易出現(xiàn)。因此，在實(shí)際的高層建筑施工設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，優(yōu)先選擇一些地勢(shì)較低、相對(duì)平坦的場(chǎng)地，還要保證基底的硬度足夠大，如一些堅(jiān)硬施工場(chǎng)地或者是較為均勻的中硬度施工場(chǎng)地，避免在山崖、陡坡或者下陷的地方進(jìn)行高層建筑施工。

3.3 材料選取不當(dāng)

在地震較為頻繁的地區(qū)，除了要考慮高層建筑的施工層數(shù)、地基的選取還必須要考慮高層建筑的施工材料。施工材料的選擇，是控制高層建筑抗震性能的最直接途徑。同時(shí)，還有注意選取比較合理的建筑結(jié)構(gòu)體系，在實(shí)際施工中，施工工作人員應(yīng)當(dāng)確?；炷两Y(jié)構(gòu)的位移限制值必須控制在國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)當(dāng)中。

3.4 抗震設(shè)防烈度偏低

根據(jù)地震發(fā)生的頻率以及地震發(fā)生時(shí)地震的強(qiáng)度，我國(guó)把全國(guó)劃分成多個(gè)地震設(shè)防區(qū)域，在不同的地方，不同的高層建筑設(shè)防等級(jí)也是不盡相同的。一旦高層建筑的抗震設(shè)防烈度下降，高層建筑的結(jié)構(gòu)安全隱患就會(huì)增大。我國(guó)目前使用的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有達(dá)到一個(gè)較高的水平，中級(jí)地震就相當(dāng)于在規(guī)定的設(shè)計(jì)既準(zhǔn)期以內(nèi)超越概率約為百分之十的地震強(qiáng)度，所以，高層建筑的抗震設(shè)防烈度不容忽視。

4、有效增強(qiáng)高層建筑的抗震性能

4.1 高層建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則性

對(duì)高層建筑進(jìn)行一個(gè)合理的布局是增強(qiáng)高層建筑抗震性能的有效措施，有專家曾經(jīng)分析過(guò)，外觀較為簡(jiǎn)單、建筑結(jié)構(gòu)較為對(duì)稱的建筑在地震發(fā)生時(shí)，該種建筑的抗震性能會(huì)比較好，不易被地震損壞。之所以會(huì)這樣，是因?yàn)檫@類建筑在地震發(fā)生時(shí)可以很快地對(duì)地震的強(qiáng)度作出很好的反應(yīng)，抵御地震。所以，專業(yè)的高層建筑施工人員在進(jìn)行高層建筑設(shè)

計(jì)時(shí)會(huì)采用較為簡(jiǎn)單的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保建筑的平面外形以及立面外形的尺寸、抗側(cè)力構(gòu)件布置、承載力等各個(gè)方面都能夠均勻分布，保持了高層建筑的相對(duì)規(guī)則性。唯有外觀簡(jiǎn)單、受力均勻、結(jié)構(gòu)硬度適中的高層建筑設(shè)計(jì)，才可以保證建筑物的抗震性能良好。

4.2 降低地震能量輸入

要想降低高層建筑在地震中的能量輸入，最常用的方法就是消能減震技術(shù)，這個(gè)技術(shù)就是在建筑結(jié)構(gòu)的一些特殊部分，就好像節(jié)點(diǎn)、支撐點(diǎn)、連接縫等，在這些部位添加一些消能元件，然后這些消能元件就會(huì)通過(guò)產(chǎn)生摩擦非線性滯形耗能來(lái)分散或者是吸收地震能，從而減少建筑主體受地震的影響，防止高層建筑的結(jié)構(gòu)被地震損壞甚至倒塌。

雖然這個(gè)方法可以大幅度地提高高層建筑的抗震性能，但這個(gè)方式的真正施工實(shí)施較難，若施工的尺度不能準(zhǔn)確把握，到時(shí)整個(gè)工程就沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的抗震效果。所以，在實(shí)際施工當(dāng)中，一定要注意合理規(guī)劃施工。

4.3 控制地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

一旦地震發(fā)生，那些建筑結(jié)構(gòu)不對(duì)稱、建筑格局不合理的建筑通常會(huì)出現(xiàn)水平移動(dòng)，產(chǎn)生水平位移，這樣就會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)性的效應(yīng)，嚴(yán)重的還會(huì)讓高層建筑倒塌。究其原因，就是因?yàn)椴灰?guī)則的高層建筑的水平荷載中心跟剛度中心無(wú)法很好地重合在一起。所以，這就告訴專業(yè)的建筑施工人員，在實(shí)際的施工過(guò)程中要充分考慮建筑的結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)建筑的抗震性能產(chǎn)生什么樣的影響，最好選擇一些外觀規(guī)則、簡(jiǎn)單的建筑設(shè)計(jì)。

4.4 建筑結(jié)構(gòu)自重減輕

當(dāng)前的混凝土高層建筑，自重很大，一旦高層建筑的層數(shù)過(guò)多，要求相應(yīng)的地基承載力也要大。所以，應(yīng)當(dāng)盡可能地減小高層建筑的自重，這樣就對(duì)地基有很好的效果而且我們都應(yīng)該注意到，建筑的質(zhì)量跟地震效應(yīng)是成一個(gè)正比關(guān)系的，建筑質(zhì)量越大，受地震的影響就越大，所吸收的地震能量也就多。如這些地震能量無(wú)法釋放，必然會(huì)損壞高層建筑。

4.5 增設(shè)抗震防線

要想增強(qiáng)高層建筑的抗震性能，還可以在建筑內(nèi)外設(shè)置多道抗震防線，一旦第一道抗震防線被破壞，其他的抗震防線也可以繼續(xù)起作用。

結(jié)語(yǔ)

在不斷追求高層建筑的外形新穎奇特的同時(shí)，抗震性能一定不能忽略。因?yàn)橐粋€(gè)建筑最能體現(xiàn)它的價(jià)值的除了其外觀結(jié)構(gòu)、建筑材料，更重要的一樣就是抗震性能。從根本上增強(qiáng)高層建筑的抗震性能就要從實(shí)際上綜合考慮各方面的因素。唯有從高層建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有足夠大抗震防震措施，方可從根本上增強(qiáng)高層建筑的抗震性能。

參考文獻(xiàn)

篇5

關(guān)鍵詞：生土結(jié)構(gòu);震害;村鎮(zhèn)建筑;夯土墻;土坯墻

Abstract: the research of northwest were born bearing the kind of the building wall and build habit, analyzes the advantages and disadvantages of the characteristic of structure generates. Describes the TuPiQiang bearing and wall of the house rammer earth bearing the earthquake disasters. Research in the static load and under seismic load generates the destruction of the building characteristics and structural causes of damage. Points out that the traditional build custom layout, foundation treatment, base material selection, wall material selection and wall construction method of the existing problems. Put forward some measures, and may also without any increase in cost or slightly increase the cost of the cases, greatly improved the structure of generates seismic performance.

Keywords: generates structure; Earthquake damage; Town construction; Rammer earth walls; TuPiQiang

中圖分類號(hào)：TU352.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1、生土墻承重房屋的建造習(xí)慣和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1 生土建筑的優(yōu)點(diǎn)

生土建筑利用地方材料建造,造價(jià)低廉,技術(shù)簡(jiǎn)單,冬暖夏涼。而且原土不需燒制,不污染環(huán)境,這是生土建筑具有較強(qiáng)生命力的主要原因。另外,房屋拆除后建筑垃圾可作為肥料回歸土地,這種可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)優(yōu)勢(shì)是其他任何材料無(wú)法取代的。

1.2 生土墻承重房屋的建筑形式

生土墻體承重房屋一般呈硬山擱檁型,全部墻體用土坯或夯土建成。夯土墻墻厚從400-800mm不等,內(nèi)墻也可做300mm,墻頂上擱檁建頂。大多為雙坡屋頂,也有單坡形式,房屋后墻比前墻高出1.5-2m,前墻留有門窗。雙面坡的房屋前后墻均可開門窗。土坯墻一般前后墻頂順墻長(zhǎng)方向架 ,檁上鋪椽建頂。土坯墻體采用泥漿砌筑,土坯 尺寸根據(jù)地區(qū)不同而有差異。

1.3 生土墻承重房屋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

生土墻房屋以墻體為承重體系。夯土墻墻體房屋屋蓋系統(tǒng)的檁條或大量直接擱置在墻上,集中荷載直接作用于墻。土坯墻墻體由生土塊材砌筑,由于黏結(jié)泥漿強(qiáng)度低且在土坯縫中不飽滿,墻體承受集荷載的能力很弱,有時(shí)在墻頂設(shè)通長(zhǎng)木梁(一般為圓木),檁條或屋架梁擱置在墻頂木梁上,將集中荷載分布在一定范圍。[1][2]

生土結(jié)構(gòu)房屋的屋蓋全部荷載通過(guò)檁條或屋架(梁)傳給承重的生土墻體,由于生土墻材料強(qiáng)度低,墻體一般較厚。夯土墻房屋的空間剛度和整體性略差。墻體上開設(shè)的門窗洞口,對(duì)墻體有局部削弱,洞口間墻體過(guò)窄和洞口上部墻體高度過(guò)度小時(shí),對(duì)房屋性能影響較大。墻體荷載傳給墻下條形基礎(chǔ),再由基礎(chǔ)穿給地基。生土結(jié)構(gòu)房屋的基礎(chǔ),在靜力荷載作用下,一般性能良好。但在地震荷載作用下,易裂開產(chǎn)生通縫,滑動(dòng),失穩(wěn)。嚴(yán)重時(shí)造成基礎(chǔ)失效。村鎮(zhèn)生土房屋的地基,通常開挖至基底后,對(duì)天然地基稍加夯實(shí),有的不夯實(shí)而直接砌筑基礎(chǔ)。若地基不均勻,軟弱,則對(duì)上部結(jié)構(gòu)性有不利影響。

2、生土墻承重房屋震害分析

2.1 震害調(diào)查

20世紀(jì)70年代以前發(fā)生于陜,甘,寧,青,新五省(區(qū))21次強(qiáng)烈地震的震害調(diào)查資料表明:生土墻承重房屋在Ⅸ度及Ⅸ度以上地區(qū)幾乎全部倒塌,在Ⅷ度及Ⅷ度以下地區(qū),破壞和倒塌率隨烈度提高而上升。

2.2 破壞特點(diǎn)及破壞原因

生土墻承重的房屋在靜力荷載作用下的性能與房屋地基條件,墻體材料和施工方法關(guān)系較大。一般情況下。夯土墻承重房屋抗震性能優(yōu)于土坯墻承重房屋,但不論那種形式的生土墻承重房屋,延性差是其顯著弱點(diǎn)。

1) 地基基礎(chǔ)破壞。生土墻房屋幾乎都沒(méi)有經(jīng)過(guò)正規(guī)設(shè)計(jì),基礎(chǔ)深度寬度較小,地基未經(jīng)很好處理,石料,黏土磚常采用泥漿砌筑。若房屋建造在軟弱地基。砂土液化地基及土質(zhì)不均勻地段,可能引起房屋的整體破壞。在靜力作用下,反映為墻體開裂,甚至傾斜。在地震荷載作用下會(huì)導(dǎo)致房屋的嚴(yán)重變形或倒塌。

2) 結(jié)構(gòu)體系不規(guī)則引起的破壞。尤其是單面坡房屋,后墻比前墻高1.5～2m,地震時(shí)前后墻的慣性力相差懸殊,易發(fā)生墻體嚴(yán)重開裂和前后墻變形差異引起的屋蓋系統(tǒng)塌落或房屋的倒塌。

3) 在剪切力的作用下,很容易發(fā)生墻體裂開,墻體外傾的現(xiàn)象,這是此類房屋的主要震害之一。震害表明,在Ⅵ度既有少量倒塌,大部分為轉(zhuǎn)角Ⅴ形局部塌落及墻體的斜裂縫,豎向裂縫,縱橫墻交界處通裂縫等。

4) 墻體受壓承載力不足引起的破壞。屋蓋系統(tǒng)的檁條或大梁直接擱置在夯土墻上，墻體承受著屋蓋系統(tǒng)的全部重量，在檁條或大梁與墻體的接觸處荷載集中，由于墻體受壓能力或局部承壓能力不足，承重墻體往往使用階段就產(chǎn)生豎向裂縫，對(duì)房屋的抗震性能不利。在地震作用下，由于地震力引起的梁檁與墻體搭接觸的沖撞，造成梁檁撥出，山墻倒塌，甚至落架等震害。

3、改善生土結(jié)構(gòu)受力性能的措施

3.1 平面布局

為了減小房屋的地震作用，建筑平面布置和立面處理應(yīng)力求簡(jiǎn)單，規(guī)整。房屋高度不宜過(guò)高，開間不宜過(guò)大。最好每開間都設(shè)橫墻，以減小縱墻的跨度。門窗不宜開得過(guò)大，以免因窗間墻過(guò)窄在地震時(shí)破壞?？v橫墻布置要均勻?qū)ΨQ，保證房屋高度均勻。避免砌筑一些附屬物，如門臉，女兒墻等，防止地震時(shí)塌落傷人。煙囪不應(yīng)削弱墻體強(qiáng)度。煙道可放置在土墻內(nèi)側(cè)或外側(cè)的墻垛里，并應(yīng)采取一定連接措施。

房屋以兩面坡為宜。單面坡房屋由于屋頂重心不穩(wěn)，在地震作用下容易向下滑動(dòng)，與墻體脫開。而后墻高而穩(wěn)定性差，在地震作用下也容易遭受破壞。

3.2 地基基礎(chǔ)

地基應(yīng)開槽分層回填夯實(shí)，深度根據(jù)土質(zhì)確定，土質(zhì)好的地方淺一些，土質(zhì)差的地方深一些，通常500～1000為宜。寬度以每邊寬出基礎(chǔ)150～200。土質(zhì)好的地區(qū)用原土分層回填夯實(shí)即可，土質(zhì)差或濕陷嚴(yán)重的地區(qū)應(yīng)采用2:8或3:7灰土分層回填夯實(shí)。

基礎(chǔ)應(yīng)砌至室外地坪以上300左右，以防止墻體底部受雨水侵蝕。材料可以用磚，毛石，片石和礫石。用石灰砂漿砌筑，施工中應(yīng)注意錯(cuò)縫咬槎。也可用灰石基礎(chǔ)。若能用幾何尺寸較規(guī)則的料石做基礎(chǔ)，將大大增強(qiáng)墻體的抗震性能。

3.3承重墻體

1）土坯平砌承壓不足易出現(xiàn)通縫，立砌抗折剛度較大但穩(wěn)定性差，且整體性較差，在地震烈度Ⅶ度以上的地區(qū)應(yīng)優(yōu)先選用夯土墻的形式。

2）土坯墻因錯(cuò)縫搭接砌筑，土坯尺寸應(yīng)大體一致，并應(yīng)摻入碎草等拉接材料，砌筑的泥漿性要好，砌縫的泥漿應(yīng)飽滿，最好用草泥漿以增強(qiáng)砌體的抗震能力。試驗(yàn)表明，土坯中按重量比摻入0。5%的草。土坯的抗彎和抗剪強(qiáng)度可增加50-100%。

3）夯土墻應(yīng)應(yīng)分層錯(cuò)縫夯筑，拆摸后應(yīng)在墻體端部鏟成斜面，以使兩板結(jié)合緊密，如果相隔時(shí)間較長(zhǎng)，再次夯筑時(shí)再鏟斜面并應(yīng)澆水后夯筑。上下兩層必須澆水后夯筑，且在按縫處可豎向加竹片，木條等拉結(jié)材料，以增加層間拉結(jié)。在縱橫墻交接處如沿高度每500左右設(shè)一層如荊條，葦稈，竹片。木條等拉結(jié)材料，墻體整體性會(huì)有較大提高。外墻拐角處縱橫墻分板夯筑時(shí)，應(yīng)每板加入拉結(jié)材料，拉結(jié)材料應(yīng)鋪至墻體盡端。門窗洞口兩側(cè)沿墻體高度方向水平加入竹片，樹枝等拉結(jié)材料，以改善局部抗震性能。拉結(jié)材料使用前應(yīng)先在水中充分浸泡，以加強(qiáng)和墻體的粘結(jié)。

4）夯土墻的土料中加入一定量的砂，碎石，可明顯提高墻體承載力。由于夯土墻墻體較厚，條件許可的地區(qū)可采用小型電夯，以提高墻體的夯筑質(zhì)量，減輕施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度。墻體邊角區(qū)須用斜面行錘夯實(shí)，以保證墻體質(zhì)量。[3]

4、結(jié)語(yǔ)

1）生土結(jié)構(gòu)房屋由于墻體承載能力低，自重大，延性差等特點(diǎn)，決定了夯土墻承重房屋的抗震性能較差。但由于其易于就地取材，建造方便，綠色環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)，在我國(guó)廣大農(nóng)村，尤其是在經(jīng)濟(jì)尚不發(fā)達(dá)地區(qū)仍然是居民的一種主要形式。指出生土結(jié)構(gòu)房屋建造中的一些問(wèn)題，給出有效的提高抗震性的措施，對(duì)村鎮(zhèn)建筑減災(zāi)防災(zāi)具有現(xiàn)實(shí)意義。

2）調(diào)查表明，生土墻房屋的傳統(tǒng)做法有其合理方面，同時(shí)也有需要改進(jìn)的地方，實(shí)踐表明，通過(guò)對(duì)此類房屋的震害特點(diǎn)及破壞機(jī)理進(jìn)行分析，提出改善此類房屋抗震性能的技術(shù)措施并加以應(yīng)用，生土墻承重房屋的抗震性能可以得到明顯的改善。在非抗震區(qū)和低烈度區(qū)使用和發(fā)展具有一定的前景和實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 尚建麗，楊曉東，李占印.雙摻改性聚合物砂漿性能的試驗(yàn)研究.新型建筑材料，2002. 12

[2] 施維林.傳統(tǒng)民居與未來(lái)居住建筑取向.新建筑，2002.No.2: 5-6

篇6

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

一、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的分析

現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)形式主要是一個(gè)垂直于地面的豎向懸臂結(jié)構(gòu)。其建筑的垂直載荷主要使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)與地球引力相抗衡的軸心力；建筑的水平載荷使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩。從建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)進(jìn)行分析可以看出：當(dāng)建筑的垂直載荷方向保持不變時(shí)，隨著建筑高度的不斷增加僅僅會(huì)引起量的增加而已，而這時(shí)水平載荷的方向就可以來(lái)自四面八方；而當(dāng)建筑為平均分布載荷時(shí)，建筑的高度就和彎矩呈現(xiàn)出二次方的變化。

再?gòu)慕ㄖ膫?cè)移特點(diǎn)來(lái)看：建筑豎直方向載荷引起的建筑位移是比較小的，而水平方向的載荷作為平均分布的載荷時(shí)，建筑的高度就和其側(cè)移呈現(xiàn)出四次方的變化。由此可以得出，在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中，水平方向的載荷對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于垂直方向載荷對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響的，所以在進(jìn)行高層混凝土建筑建設(shè)時(shí)，水平載荷是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)控制的影響因素，所以除了在保證高層建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平載荷產(chǎn)生的彎矩、剪力以及壓、拉應(yīng)力時(shí)，要具有較大的強(qiáng)度以外，還要保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，使得建筑隨著高度的不斷升高，所引起的側(cè)向變形能控制在結(jié)構(gòu)規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。

二、高層建筑抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法

對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要從減小地震作用力的輸入和增強(qiáng)地震抵抗力兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。下面將從五個(gè)方面進(jìn)行分析：盡可能減小地震作用能量的輸入，運(yùn)用高延性設(shè)計(jì)、推廣消震和隔震措施的運(yùn)用，注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，重視建筑材料的選擇，增多抗震防線的建設(shè)。將減小地震作用力和增強(qiáng)建筑的地震抵抗力二者結(jié)合起來(lái)，從兩方面入手，進(jìn)行建筑抗震的設(shè)計(jì)施工。

（一）減少地震發(fā)生時(shí)能量的輸入

在具體的設(shè)計(jì)中，積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方法，對(duì)具體的方案進(jìn)行定量分析，使結(jié)構(gòu)的變形彈性滿足預(yù)期地震作用力下的變形需求。對(duì)建筑構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗(yàn)收的同時(shí)，還要控制建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移限值；并且更具建筑構(gòu)件的變形和建筑結(jié)構(gòu)的位移之間的關(guān)系，確定構(gòu)件的變形值；根據(jù)建筑界面的應(yīng)變分布以及大小，來(lái)確定建筑構(gòu)件的構(gòu)造需求。對(duì)于高層建筑來(lái)講，在堅(jiān)固的場(chǎng)地上進(jìn)行建筑施工，可以有效減少地震發(fā)生作用時(shí)能量的輸入，從而減弱地震對(duì)高層建筑的破壞程度。

（二）運(yùn)用高延性設(shè)計(jì)、推廣消震和隔震措施的運(yùn)用

現(xiàn)在在我國(guó)，許多高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，多采用延性結(jié)構(gòu)，也就是適當(dāng)?shù)目刂平ㄖY(jié)構(gòu)的剛度，允許地震時(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)入到具有很大延性的塑性狀態(tài)，從而消耗地震作用時(shí)的能量，使地震反應(yīng)減小，減弱地震給高層建筑帶來(lái)的破壞和重大損失。如果某高層建筑的承載能力較小，但是具有較高的延性，那么在地震中它也不容易倒塌，因?yàn)檠有詷?gòu)件可以吸收較多的能量，經(jīng)受住很大的結(jié)構(gòu)變形。延性結(jié)構(gòu)的運(yùn)用，在很多情況下是有效的，它可以消耗地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒。

進(jìn)入20 世紀(jì)以來(lái)，人們對(duì)建筑物抗振動(dòng)能力的提高做出了巨大的努力，取得了顯著的成果，其中阻尼器的使用在高層建筑的抗震方面有很大的作用。通過(guò)對(duì)阻尼器的利用，進(jìn)行減震和能量的吸收，可以巧妙的避免或減弱地震對(duì)高層建筑的破壞作用。

（三）注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

高層建筑抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該得到人們的重視。我國(guó)150m 以上的建筑，采用的3 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(guó)家高層建筑采用的主要體系。我國(guó)鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大，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。

我國(guó)傳統(tǒng)文化中“以柔克剛”具有價(jià)高的思想價(jià)值，可以指導(dǎo)很多實(shí)際問(wèn)題。在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，可以從傳統(tǒng)的硬性為主的抗震模式向以柔性為主的抗震模式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)以柔克剛、剛?cè)嵯酀?jì)，有效地減弱地震作用過(guò)程中釋放的沖擊力。比如，在高層建筑的拱形結(jié)構(gòu)中有這樣一個(gè)例子：迪拜帆船酒店，外觀如同一張鼓滿了風(fēng)的帆，一共有56 層、321m高，就是運(yùn)用拱結(jié)構(gòu)抗震減災(zāi)的很好的例子。

（四）重視建筑材料的選擇

在高層建筑的抗震方案設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)的材料選擇也非常重要。首先，我們可以對(duì)建筑材料的參數(shù)進(jìn)行抗震性能的分析，從整體上對(duì)材料的參數(shù)變異性進(jìn)行研究，而不能僅考慮建筑材料的承載力忽略其他因素。從抵抗地震的角度來(lái)講，就是要控制建筑結(jié)構(gòu)的延性需求，這就要求我們從高層建筑建設(shè)施工的各方面，來(lái)選擇符合抗震需求而且經(jīng)濟(jì)適用的建筑結(jié)構(gòu)材料。

（五）增多抗震防線的建設(shè)

高層建筑結(jié)構(gòu)防震可以設(shè)置多道抗震防線，增強(qiáng)對(duì)地震的抵抗力。高層建筑物設(shè)置多層的地震抵抗防線，第一道防線遭到破壞之后，有后備的第二道、第三道甚至更多的防線對(duì)地震的作用力進(jìn)行阻擋，避免高層建筑物的倒塌。高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抵抗地震設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用具有多個(gè)肢節(jié)和壁式框架的“框架剪力墻”等防震結(jié)構(gòu)。

框架剪力墻具有性能較好的多道防線抗震結(jié)構(gòu)，其中的剪力墻是第一道抗震防線也的主要的抗側(cè)力構(gòu)件。所以，剪力墻要足夠多，保證它的承受能力較高，不小于高層建筑底部地震傾覆力矩的一半。同時(shí)，為承受剪力墻開裂后重分配的地震作用，任一層框架部分按框架和墻協(xié)同工作分配的地震剪力，不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的20%和框架各層地震剪力最大值的1.5倍兩者的較小值。剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻可以通過(guò)合理設(shè)置連梁（包括非建筑功能需要的開洞組成多肢聯(lián)肢墻，使其具有優(yōu)良的多道抗震防線性能。

三、高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)計(jì)算

目前國(guó)內(nèi)外在進(jìn)行高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的計(jì)算時(shí)，都開始廣泛的采用電腦軟件，特別是在面對(duì)一些比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)形式時(shí)，電腦軟件能對(duì)其提供巨大的幫助。在運(yùn)用電腦軟件進(jìn)行建筑抗震結(jié)構(gòu)的計(jì)算時(shí)，要求建筑結(jié)構(gòu)的工程師必須具有清晰的結(jié)構(gòu)概念，能準(zhǔn)確在計(jì)算機(jī)上建立出反映工程實(shí)際情況的模型，還要能對(duì)其計(jì)算結(jié)果是否具有準(zhǔn)確性、合理性做出分析。

在利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行對(duì)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，要求計(jì)算機(jī)軟件的技術(shù)條件應(yīng)該符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并且在進(jìn)行特殊結(jié)構(gòu)處理計(jì)算時(shí)，還要闡明其內(nèi)容方面相關(guān)的科學(xué)依據(jù)。在面對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)下，多發(fā)地震災(zāi)害的建筑內(nèi)力和變形的分析時(shí)，至少要采用兩個(gè)不同的力學(xué)模型進(jìn)行研究計(jì)算，對(duì)計(jì)算出來(lái)的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、確認(rèn)無(wú)誤后，才能進(jìn)行相關(guān)建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

四、結(jié)束語(yǔ)

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，我們需要在具體的實(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] 王榮書，高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)探析[J] 黑龍江科技信息，2010.

篇7

關(guān)鍵詞：建筑抗震；設(shè)計(jì)規(guī)范；發(fā)展

中圖分類號(hào)：TU352.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范作為建筑抗震工作的重要依據(jù)，在很在程度上影響著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，抗震工作人員必須根據(jù)本國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和科技發(fā)展水平，制定出科學(xué)合理的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，有效地保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

一、當(dāng)代建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的內(nèi)涵

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范是指為了減輕地震對(duì)建筑的破壞程度，減輕人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失對(duì)建筑建設(shè)規(guī)范作出的要求和規(guī)定。它包括對(duì)地震所產(chǎn)生的作用的客觀分析、由各方制定的關(guān)于建筑建設(shè)活動(dòng)的規(guī)定文件、對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)抗震性能的分析、對(duì)不同的建筑物和建筑場(chǎng)地的地基分析，以及建筑抗震方法策略經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范受國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)水平的影響較大，因此，它能夠反應(yīng)一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和抗震理念，有很重要的研究?jī)r(jià)值。

二、當(dāng)代建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展趨向及問(wèn)題

隨著抗震理論的不斷提高，當(dāng)代建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范也不斷的發(fā)展。目前建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展現(xiàn)狀是反應(yīng)譜理論在設(shè)計(jì)規(guī)范中的應(yīng)用比較全面，但是動(dòng)力理論尤其是非線性動(dòng)力理論的應(yīng)用還有待完善。應(yīng)用抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的對(duì)象一般都是數(shù)量較大、面積較廣的結(jié)構(gòu)物，一些比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)規(guī)范必須進(jìn)行精簡(jiǎn)，形成具體簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)方法，才能夠被更好的利用。在當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展中，主要涉及到以下幾個(gè)問(wèn)題：

1、建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

地震的發(fā)生規(guī)律是不可預(yù)測(cè)的，當(dāng)代建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)對(duì)地震發(fā)生概率的分析，采用了“大震、中震、小震”三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。大震是指大于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的地震，也叫做罕遇烈度的地震；小震指小于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的地震，也叫眾值烈度的地震；中震是指等于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的地震，也叫基本烈度地震?？拐鹪O(shè)防是為了盡量減少地震對(duì)建筑的破壞和人們生命財(cái)產(chǎn)安全的危害，對(duì)于大小不同的地震，要根據(jù)建筑的重要性和人口的集中度，給與不同標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)防，可以概括為“大震不倒塌，中震能修補(bǔ)、小震不損壞”。我國(guó)是一個(gè)人口眾多、面積遼闊的國(guó)家，而且各地區(qū)的地理?xiàng)l件差別很大，地震給不同地區(qū)帶來(lái)的危害，差別也很大。在制定建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中，需要根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況，制定合理的建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

2、建筑物的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

建筑結(jié)構(gòu)的體系類型、建筑的施工因素以及建筑結(jié)構(gòu)的使用功能都在很大程度上影響結(jié)構(gòu)地震的反應(yīng)。當(dāng)代建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)此有不同的規(guī)定。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的使用功能的重要程度，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范給出了不同分類，對(duì)不同的類型給予不同的抗震措施。在建筑的結(jié)構(gòu)體系方面，對(duì)于平面或立面不規(guī)則等復(fù)雜的的平面結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)，要考慮扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)，進(jìn)行水平地震的計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整；對(duì)于比較均勻和對(duì)稱的結(jié)構(gòu)要運(yùn)用通過(guò)地震的作用效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。但是現(xiàn)實(shí)中，那些均勻結(jié)構(gòu)的建筑，也存在扭轉(zhuǎn)破壞的情況，由于地震自己可以產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的作用，有時(shí)會(huì)使結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)作用變大。所以，當(dāng)通過(guò)地震的作用效應(yīng)來(lái)考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，要注意結(jié)構(gòu)的平面大小對(duì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，進(jìn)行不同的調(diào)整。

3、地震的作用

有很多因素會(huì)對(duì)地震的作用產(chǎn)生影響，地震的作用可以表示成地震發(fā)生的概率的一個(gè)函數(shù)，如果將地震的作用用參數(shù)來(lái)表示，要考慮地震發(fā)生的一個(gè)概率，通過(guò)地震的頻譜特征、地震的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間來(lái)表示，地震的大小、發(fā)生地的地理情況、震中距等都會(huì)對(duì)地震的作用有很大程度的影響。因?yàn)榈卣鸬陌l(fā)生的持續(xù)時(shí)間也不能確定，而且震級(jí)較小但持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的地震破壞力比震級(jí)大但是持續(xù)時(shí)間較短的地震破壞力更大，對(duì)于這種情況，往往通過(guò)調(diào)整地震的頻譜特征和強(qiáng)度來(lái)表示。在時(shí)程分析法中才能考慮地震的持續(xù)時(shí)間對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，用擬靜力理論的振型分解法和底部剪力法也可以反映地震的持續(xù)時(shí)間，今后，運(yùn)用地震的持續(xù)時(shí)間來(lái)調(diào)整地震的作用也需要給予重視。

4、場(chǎng)地和地基

當(dāng)選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)該先了解場(chǎng)地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地震活動(dòng)情況，總結(jié)出抗震的有力地段、不利地段和危險(xiǎn)地段，盡量避開不利和危險(xiǎn)地段。場(chǎng)地和地基常常通過(guò)場(chǎng)地的土分類和它們的特征周期值來(lái)影響地震，當(dāng)代建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，運(yùn)用運(yùn)用場(chǎng)地土覆蓋層的厚度以及剪切波速來(lái)劃分場(chǎng)地的類型，但是這在表示場(chǎng)地土層對(duì)地震的影響上并不全面，黨對(duì)場(chǎng)地圖層進(jìn)行分類時(shí)，還要考慮到承載力、基數(shù)等的變化對(duì)分類的影響，并且要在構(gòu)造方法、計(jì)算方法和概念的設(shè)計(jì)上加以分析。在當(dāng)代建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)于場(chǎng)地條件在地震影響上的研究還有待完善，應(yīng)該在抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中進(jìn)行必要的修正。

三、對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的完善

針對(duì)當(dāng)代建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范發(fā)展中的一些問(wèn)題，必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右越鉀Q，使建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范更為完善。

首先是對(duì)于建構(gòu)抗震設(shè)防分區(qū)的完善，地震對(duì)建筑所在地的影響，應(yīng)該運(yùn)用地震動(dòng)強(qiáng)度以及設(shè)計(jì)反應(yīng)譜來(lái)反映。其次是對(duì)于場(chǎng)地地基和基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)的完善，包括根據(jù)不同場(chǎng)地的類型采取抗震構(gòu)造措施的措施，對(duì)建筑場(chǎng)地類型劃分的部分調(diào)整，以及在地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)和巖土勘察上的完善。還有就是對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的建筑在抗震方法上的完善，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑要在框架結(jié)構(gòu)上進(jìn)行調(diào)整；砌體結(jié)構(gòu)的建筑要注意，在層數(shù)和總高度上同時(shí)控制砌體建筑的使用范圍，在一個(gè)墻段內(nèi)要有多個(gè)芯柱和構(gòu)造柱。

總之，在對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，主要要有一些設(shè)計(jì)概念：1.選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地，避開對(duì)抗震不利的地段；2.建筑形狀力求簡(jiǎn)單、規(guī)則；3.利用多道抗震防線；4.加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的延性，防止脆性破壞；5.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)滿足抗震要求。

結(jié)束語(yǔ)：

由于地震嚴(yán)重威脅人類的生命財(cái)產(chǎn)安全，而地震的發(fā)生有不可預(yù)測(cè)，所以，抗震工作十分重要。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)抗震工作的實(shí)施有很好的規(guī)范和指導(dǎo)作用，隨著抗震理念的不斷發(fā)展，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范也不斷完善，必然會(huì)在指導(dǎo)抗震工作上發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 謝禮立,馬玉宏.現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理論的發(fā)展過(guò)程[J].國(guó)際地震動(dòng)態(tài).2003（8）

[2] 蔡健,周靖,禹奇才.建筑抗震設(shè)計(jì)理論研究進(jìn)展[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2005(01)

篇8

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震設(shè)計(jì)

Abstract: the structural seismic design theory with the development of social economy and development, people in the production process, the mastery and application of earthquake resistance and disaster mitigation technology has made a lot of progress, but the building aseismic design method of is a significant issue, not only to be able to develop the existing buildings aseismic design, still can for society and the safety of people's lives and property provided protection.

Keywords: high building; Seismic design

中圖分類號(hào)：[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、引言

隨著經(jīng)濟(jì)水平的增長(zhǎng)和高層建筑的增多，結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)已變得越來(lái)越重要。由于地震作用是一種隨機(jī)性很強(qiáng)的循環(huán)、往復(fù)荷載,建筑物的地震破壞機(jī)理又十分復(fù)雜,存在著許多模糊和不確定因素,在結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析方面,由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、材料時(shí)效、阻尼變化等多種因素,計(jì)算方法還很不完善,單靠微觀的數(shù)學(xué)力學(xué)計(jì)算很難使建筑結(jié)構(gòu)在遭遇地震時(shí)真正確保具有良好的抗震能力。特別是我國(guó)處于地震多發(fā)區(qū)，高層建筑抗震設(shè)防更是工程設(shè)計(jì)面臨的迫切任務(wù)，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震仍然是建筑物安全考慮的重要問(wèn)題。

二、抗震概念設(shè)計(jì)的含義

建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)是指在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，從概念上，特別是從結(jié)構(gòu)總體上考慮抗震的工程決策，即正確地解決總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造，以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)有：

1．選擇良好的抗震結(jié)構(gòu)體系

高層建筑結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇合理的結(jié)構(gòu)類型，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)既要考慮其抗震安全性，也要盡可能的經(jīng)濟(jì)。結(jié)構(gòu)應(yīng)布置多道抗震防線，避免部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件失效而導(dǎo)致整個(gè)體系喪失抗震能力或喪失對(duì)重力的承載能力。此外，結(jié)構(gòu)應(yīng)擁有良好的整體性和變形能力，使結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和變形能力三者達(dá)到統(tǒng)一。

2．建筑布置宜規(guī)則

高層建筑應(yīng)重視體形和結(jié)構(gòu)的總體布置。由于建筑體形不合理或結(jié)構(gòu)總體布置不合理而造成的地震災(zāi)害，在國(guó)內(nèi)外的大地震中都有所見(jiàn)。抗震設(shè)計(jì)選擇的建筑平面和立面布置宜對(duì)稱、規(guī)則，避免采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免有剛度和承載力突然變小的樓層，造成薄弱層的出現(xiàn)，地震時(shí)該部分容易破壞。

3．選擇合理的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖和地震作用傳遞途徑

目前大多數(shù)高層建筑都可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序運(yùn)算，為保證計(jì)算結(jié)構(gòu)的可靠性，要求工程設(shè)計(jì)人員要熟練掌握結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，得到結(jié)構(gòu)構(gòu)件在荷載作用下的計(jì)算見(jiàn)圖，結(jié)構(gòu)在地震作用下的傳力途徑要簡(jiǎn)單、直接，利用合理的力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型獲得更為符合實(shí)際的抗震驗(yàn)算結(jié)果。

4．選擇有利于抗震的場(chǎng)地和地基

高層建筑設(shè)計(jì)中要選擇對(duì)建筑抗震有利的地段，避開對(duì)建筑抗震不利的地段。當(dāng)無(wú)法避開時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧粦?yīng)在危險(xiǎn)地段上建造高層建筑。此外，設(shè)計(jì)前應(yīng)估算建筑結(jié)構(gòu)的自振周期，并與場(chǎng)地卓越周期錯(cuò)開，防止地震時(shí)結(jié)構(gòu)發(fā)生類共振現(xiàn)象的破壞。

三、高層建筑抗震計(jì)算方法

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，地面上原來(lái)靜止的結(jié)構(gòu)物因地面運(yùn)動(dòng)而發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)。因此，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)是一種動(dòng)力反應(yīng)，其大小不但與地面運(yùn)動(dòng)有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性有關(guān)，一般需要采用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法分析才能得到。目前常用的方法有底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法。

1．底部剪力法

底部剪力法是一種擬靜力法，把地震作用當(dāng)作等效靜力荷載來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)，其計(jì)算量比較小，但由于忽略了高階振型的影響，且對(duì)第一振型也作了簡(jiǎn)化，因此計(jì)算精度稍差。

2．振型分解反應(yīng)譜法

振型分解反應(yīng)譜法是利用振型分解原理和反應(yīng)譜理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)分析，它屬于一種擬動(dòng)力法，計(jì)算量稍大，但計(jì)算精度較高，計(jì)算誤差主要來(lái)自于振型組合時(shí)關(guān)于地震動(dòng)隨機(jī)特性的假定。

3．時(shí)程分析法

時(shí)程分析法是隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一種計(jì)算方法。該方法通過(guò)選擇一定的地震波，直接輸入到所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，然后對(duì)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)行數(shù)值積分，求得結(jié)構(gòu)在整個(gè)地震時(shí)程范圍內(nèi)的地震反應(yīng)。時(shí)程分析法屬于一種完全動(dòng)力法，計(jì)算量大，但計(jì)算精度很高，可分為振型分解法和逐步積分法兩種，而逐步積分法是又包含線形加速度法、紐馬克β法等多種求解方式。

下面以單質(zhì)點(diǎn)彈性體系為例，說(shuō)明按線性加速度求解運(yùn)動(dòng)方程的基本原理。這種方法的基本假定是，質(zhì)點(diǎn)的加速度反映在任一微小時(shí)段，即積分時(shí)段t內(nèi)的變化呈線性關(guān)系。設(shè)已求出ti時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的地震位移δ(ti)、速度(ti)和加速度(ti)，現(xiàn)求經(jīng)過(guò)時(shí)段t后在(ti)時(shí)刻的位移δ(ti+t)、速度和加速度(ti+t)。線性加速度的變化率為：

現(xiàn)將質(zhì)點(diǎn)移加速度分別在ti時(shí)刻按泰勒級(jí)數(shù)展開：

將式（1）代入式（2）和式（3），并注意到式（2）和式（3）中δ(ti)的四階以上導(dǎo)數(shù)均為零，于是：

ti+t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)加速度，可前面得出：

式（4）-式（6）為ti+t時(shí)刻關(guān)于，的代數(shù)方程組。

關(guān)于線性加速度的多個(gè)質(zhì)點(diǎn)體系時(shí)程分析法，其原理與單質(zhì)點(diǎn)體系基本相同，在此不一一贅述。

四、地震作用下高層建筑動(dòng)力時(shí)程分析算例

有一高層建筑高86m，共24層。本文根據(jù)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖建立了質(zhì)量串有限元數(shù)學(xué)模型（如圖1），其中各樓層用三維質(zhì)量單元進(jìn)行模擬，而柱、剪力墻等豎向承重構(gòu)件用梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬。利用有限元?jiǎng)恿μ匦苑治瞿K計(jì)算的結(jié)構(gòu)X向前兩階振型分別是0.154Hz和0.470Hz，Y向前兩階振型分別是0.153Hz和0.461Hz。本文計(jì)算選用的地震波為隨機(jī)生成的地震加速度模擬數(shù)據(jù)（如圖2所示），經(jīng)瞬態(tài)動(dòng)力分析計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)頂部加速度響應(yīng)如圖3所示。由圖可知，盡管輸入的地震波幅值較小，但由于結(jié)構(gòu)的動(dòng)力放大效應(yīng)，仍然導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上部出現(xiàn)了較大的動(dòng)力響應(yīng)。

圖1有限元模型

圖2基底地震波

圖3頂部加速度反應(yīng)

五、結(jié)論

隨著社會(huì)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新及施工技術(shù)的進(jìn)步，促使高層建筑往更高的方向發(fā)展，其在地震作用下的安全性也變的尤為重要。但由于高層建筑抗震設(shè)計(jì)屬于繁重而復(fù)雜的過(guò)程，設(shè)計(jì)時(shí)一定要從概念設(shè)計(jì)及定量分析兩個(gè)方向同時(shí)入手，從而獲得即經(jīng)濟(jì)又安全可靠的設(shè)計(jì)結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1]李愛(ài)群，高振世.工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

[2]李國(guó)強(qiáng)，李杰，蘇小卒.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

篇9

關(guān)鍵字：高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震

隨著科學(xué)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步,高層建筑如雨后春筍般的出現(xiàn)。高層建筑的高度在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力和科技水平,世界著名的建筑更是建筑史上的紀(jì)念碑。但是如果高層建筑因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不清,而造成結(jié)構(gòu)布置不合理,不僅會(huì)造成大量的浪費(fèi),更重要的是給高層建筑留下了結(jié)構(gòu)質(zhì)量的安全隱患。因此高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就顯得尤為重要了。

一 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1 水平載荷是設(shè)計(jì)的主要因素

高層結(jié)構(gòu)總是要同時(shí)承受豎向載荷和水平載荷作用。載荷對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力是隨著建筑物的高度增加而變化的,隨著建筑物高度的增加,水平載荷產(chǎn)生的內(nèi)力和位移迅速增大。

1.2 側(cè)向位移是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制因素

隨著樓房高度的增加,水平載荷作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大,結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移與建筑高度的四次方成正比,設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)要求結(jié)構(gòu)不僅要具有足夠的強(qiáng)度,還要具有足夠的抗推強(qiáng)度,使結(jié)構(gòu)在水平載荷下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在范圍之內(nèi)。

1.3 結(jié)構(gòu)延性是重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)

高層建筑還必須有良好的抗震性能,做到“小震不壞,大震能修?！睘榇?要求結(jié)構(gòu)具有較好的延性,也就是說(shuō),結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下,當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)入屈服階段后具有較強(qiáng)的變形能力,能吸收地震作用下產(chǎn)生能量,結(jié)構(gòu)能維持一定的承載力。

1.4 軸向變形不容忽視

高層結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的變位是由彎曲變形、軸向變形及剪切變形三項(xiàng)因素的影響疊加求得的。在計(jì)算多層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移時(shí),只考慮彎曲變形,因?yàn)檩S力項(xiàng)影響很小,剪力項(xiàng)一般可不考慮。但對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu),由于層數(shù)多,高度大,軸力值很大,再加上沿高度積累的軸向變形顯著,軸向變形會(huì)使高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力數(shù)值與分布產(chǎn)生明顯的變化。

二 建筑抗震的理論分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實(shí)際上是各國(guó)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(guó)家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的時(shí)代水平,又反映了各個(gè)國(guó)家的具體抗震實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。它雖然受抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo),向技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的方向發(fā)展,但它更要有堅(jiān)定的工程實(shí)踐基礎(chǔ),把建筑工程的安全性放在首位,容不得半點(diǎn)冒險(xiǎn)和不實(shí)。正是基于這種認(rèn)識(shí),現(xiàn)代規(guī)范中的條文有的被列為強(qiáng)制性條文,有的條文中用了“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。

2.2 抗震設(shè)計(jì)的理論

擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀(jì)10～40年展起來(lái)的一種理論,它在估計(jì)地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用時(shí),僅假定結(jié)構(gòu)為剛性,地震力水平作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的質(zhì)量中心上。地震力的大小當(dāng)于結(jié)構(gòu)的重量乘以一個(gè)比例常數(shù)(地震系數(shù))。

反應(yīng)譜理論。反應(yīng)譜理論是在加世紀(jì)40～60年展起來(lái)的,它以強(qiáng)地震動(dòng)加速度觀測(cè)記錄的增多和對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)特性的進(jìn)一步了解,以及結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ),是加理工學(xué)院的一些研究學(xué)者對(duì)地震動(dòng)加速度記錄的特性進(jìn)行分析后取得的一個(gè)重要成果。動(dòng)力理論。動(dòng)力理論是20世紀(jì)70-80年廣為應(yīng)用的地震動(dòng)力理論。它的發(fā)展除了基于60年代以來(lái)電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展外,人們對(duì)各類結(jié)構(gòu)在地震作用下的線性與非線性反應(yīng)過(guò)程有了較多的了解,同時(shí)隨著強(qiáng)震觀測(cè)臺(tái)站的不斷增多,各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)記錄也不斷增多。進(jìn)一步動(dòng)力理論也稱地震時(shí)程分析理論,它把地震作為一個(gè)時(shí)間過(guò)程,選擇有代表性的地震動(dòng)加速度時(shí)程作為地震動(dòng)輸入,建筑物簡(jiǎn)化為多自由度體系,計(jì)算得到每一時(shí)刻建筑物的地震反應(yīng),從而完成抗震設(shè)計(jì)工作。

三 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

3.1 抗震措施

在對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,除要考慮概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算外,歷次地震后人們?cè)谙拗平ㄖ叨?提高結(jié)構(gòu)延性(限制結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)材料使用)等方面總結(jié)的抗震經(jīng)驗(yàn)一直是各國(guó)規(guī)范重視的問(wèn)題。當(dāng)前,在抗震設(shè)計(jì)中,從概念設(shè)計(jì),抗震驗(yàn)算及構(gòu)造措施等三方面入手,在將抗震與消震(結(jié)構(gòu)延性)結(jié)合的基礎(chǔ)上,建立設(shè)計(jì)地震力與結(jié)構(gòu)延性要求相互影響的雙重設(shè)計(jì)指標(biāo)和方法,直至進(jìn)一步通過(guò)一些結(jié)構(gòu)措施(隔震措施,消能減震措施)來(lái)減震,即減小結(jié)構(gòu)上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經(jīng)濟(jì)的抗震性能是當(dāng)代抗震設(shè)計(jì)規(guī)范發(fā)展的方向。而且,強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用已得到普遍的認(rèn)可。

3.2 高層建筑的抗震設(shè)計(jì)理念

我國(guó)《建筑抗震規(guī)范》(GB50011-2001)對(duì)建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求,“三水準(zhǔn)”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。當(dāng)遭遇第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時(shí),結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段,建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此,要求建筑結(jié)構(gòu)滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算,要求建筑的彈性變形不超過(guò)規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遭遇第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí),結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段,建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞。但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此,要求結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)难有阅芰?變形能力)不發(fā)生不可修復(fù)的脆性破壞。當(dāng)遭遇第三設(shè)防烈度地震即高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震時(shí),結(jié)構(gòu)雖然破壞較重,但結(jié)構(gòu)的非彈性變形離結(jié)構(gòu)的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞,從而保障了人員的安全。因此,要求建筑具有足夠的變形能力,其彈塑性變形不超過(guò)規(guī)定的彈塑性變形限值。

三個(gè)水準(zhǔn)烈度的地震作用水平,按三個(gè)不同超越概率(或重現(xiàn)期)來(lái)區(qū)分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重現(xiàn)期50年;設(shè)防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重現(xiàn)期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重現(xiàn)期1641-2475年,平均約為2000年。

對(duì)建筑抗震的三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)防要求,是通過(guò)“兩階段”設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,其方法步驟如下:第一階段:第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù),先計(jì)算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng),與風(fēng)、重力荷載效應(yīng)組合,并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù),進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì),從而滿足第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求;第二步是采用同一地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的層間位移角,使其不超過(guò)抗震規(guī)范所規(guī)定的限值;同時(shí)采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動(dòng)滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。第二階段:采用與第三水準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù),計(jì)算出結(jié)構(gòu)(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié))的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規(guī)范的限值。并采用必要的抗震構(gòu)造措施,從而滿足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。

3.3 高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法

我國(guó)的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)對(duì)各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算應(yīng)采用的方法作了以下規(guī)定:高度不超過(guò)40m,以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu),以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu),可采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法;除1款外的建筑結(jié)構(gòu),宜采用振型分解反應(yīng)譜方法;特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑,應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算,可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。

四 高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)

隨著城市人口的不斷增加建設(shè)可用地的減少,高層建筑繼續(xù)向著更高發(fā)展,結(jié)構(gòu)所需承擔(dān)的荷載和傾覆力矩將越來(lái)越大。在確保高層建筑物具有足夠可靠度的前提下,為了進(jìn)一步節(jié)約材料和降低造價(jià),高層建筑結(jié)構(gòu)夠構(gòu)件正在不斷更新,設(shè)計(jì)理念也在不斷發(fā)展。高層建筑結(jié)構(gòu)也正朝著結(jié)構(gòu)立體化,布置周邊化,體型多樣化,結(jié)構(gòu)支撐化,體型多樣化,材料高強(qiáng)化,建筑輕量化,組合結(jié)構(gòu)化,結(jié)構(gòu)耗能減震化等方向發(fā)展。

篇10

關(guān)鍵詞：超限高層建筑、抗震設(shè)計(jì)、分析

中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、前言

改革開放以來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),城市化進(jìn)程明顯加快,大量農(nóng)村人口迅速向城市集中,由此造成城市人口數(shù)量的不斷膨脹,對(duì)房屋的需求也急劇增加。為了緩解城市人口對(duì)房屋需求的壓力,越來(lái)越多的高層、超高層建筑如雨后春筍般出現(xiàn)在各大、中城市。超高層建筑,除了具有充分利用有限的土地面積,最大限度利用地上建筑使用空間外,還具有強(qiáng)烈的標(biāo)志性及展示性作用,從而往往能成為區(qū)域性、地標(biāo)性建筑或成為城市“名片”。

然而，盡管城市中的超高建筑越來(lái)越多,但目前卻沒(méi)有統(tǒng)一的方法和明確的依據(jù)來(lái)對(duì)超限工程進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),多數(shù)情況下還是要依靠工程師和專家們的結(jié)構(gòu)概念和經(jīng)驗(yàn)來(lái)把握,而其可靠程度,限于現(xiàn)今的技術(shù)水平一般只能作出定性結(jié)論,還很難作出定量的描述。以下本文就超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)方面內(nèi)容作出簡(jiǎn)要分析，供廣大同行參考。

二、超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)研究的作用和意義

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在全球經(jīng)濟(jì)一體化的趨勢(shì)下，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)發(fā)展有了突破性進(jìn)展，出現(xiàn)了各個(gè)行業(yè)的流動(dòng)資金開始往基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)匯集的現(xiàn)象。超高層建筑工程是在人們對(duì)空間的成分充分利用的前提下應(yīng)運(yùn)而生的，這反映了人們對(duì)充滿現(xiàn)代感和時(shí)代感的城市生活的追求。但是，問(wèn)題也隨之而來(lái)，因?yàn)槌薷邔咏ㄖこ套陨淼慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)已經(jīng)超出了我國(guó)對(duì)建筑工程的規(guī)定，抗震也是擺在超高建筑工程面前的重大難題。尤其是這幾年以來(lái)我國(guó)地震災(zāi)害頻發(fā)，汶川和玉樹地震的發(fā)生造成對(duì)建筑物的破壞，更是讓我們觸目驚心。建筑物的抗震安全性和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全密不可分。所以，我們要正確認(rèn)識(shí)到在發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題，認(rèn)識(shí)到超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的重要性。完善超限高層建筑的抗震設(shè)計(jì)是人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保證，也是社會(huì)發(fā)展的需要所在。

三、超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的原則和基本內(nèi)容

1、超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的原則

在建筑物抗震設(shè)計(jì)上，我國(guó)遵循這樣三條原則“：小震不壞、中震可修、大震不倒”。 第一，小震不壞。當(dāng)建筑物遇到多遇地震時(shí)，其結(jié)構(gòu)沒(méi)有遭受到損壞，無(wú)需修理就可以繼續(xù)使用。在這個(gè)原則下，一般是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的承載力進(jìn)行驗(yàn)算，是建筑工程抗震設(shè)計(jì)第一階段的彈性設(shè)計(jì)。第二，中震可修。當(dāng)建筑物遇到設(shè)防地震時(shí)，建筑物可能發(fā)生一定程度的損壞，經(jīng)過(guò)修補(bǔ)之后就可以繼續(xù)投入使用。這要求建筑設(shè)計(jì)時(shí)考慮到建筑結(jié)構(gòu)的非線性彈塑性變形和承載力，是第二階段的彈塑性變形驗(yàn)算。第三，大震不倒。當(dāng)遭受到罕遇地震影響時(shí)，建筑物不會(huì)發(fā)生倒坍等威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重大事故。這一階段的設(shè)計(jì)是前面兩個(gè)階段驗(yàn)算和設(shè)計(jì)的分析過(guò)程，并采取相應(yīng)的抗震措施和技術(shù)來(lái)提高建筑物的抗震性能。

2、基本內(nèi)容

第一，當(dāng)超限高層建筑物采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和抗震墻結(jié)構(gòu)時(shí)，其高度不得超過(guò)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的最大適用高度。當(dāng)采用的是抗震墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)時(shí)，建筑工程為 9 度設(shè)防時(shí)，其高度不得超過(guò)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的最大適用高度；建筑工程為 8 度設(shè)防時(shí)，其最大高度應(yīng)是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定最大適用高度的120%；建筑工程為 7 度和 6 度設(shè)防時(shí)，其最大高度應(yīng)是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定最大適用高度的 130%。第二，超限高層建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，其高度、高寬比和體型規(guī)則性這三者中至少有一項(xiàng)需要滿足《建筑

抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。第三，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，至少要采用兩種力學(xué)模型來(lái)計(jì)算分析建筑物的受力情況，其計(jì)算程序需要經(jīng)過(guò)有關(guān)行政部門的鑒定許可。第四，為保證超限高層建筑的安全性，應(yīng)采取比《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》更嚴(yán)格的抗震措施。第五，當(dāng)超限高層建筑物有明顯薄弱層時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的彈塑性時(shí)程分析。

四、超限結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、高度和高寬比超限建筑

a. 盡可能采用適用高度較高的結(jié)構(gòu)類型, 如鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋高度超限時(shí), 可改用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

b. 驗(yàn)算結(jié)構(gòu)整體抗傾覆穩(wěn)定性, 驗(yàn)算在側(cè)向力最不利組合情況下樁身是否會(huì)出現(xiàn)拉力或過(guò)大的壓力, 并進(jìn)行風(fēng)荷載或地震作用下的舒適度驗(yàn)算, 控制頂點(diǎn)位移及層間側(cè)移, 當(dāng)側(cè)移無(wú)法滿足要求時(shí), 可考慮利用建筑設(shè)備層和避難層空間, 沿豎向設(shè)置若干層伸臂桁架或腰桁架。

c. 適當(dāng)降低底部豎向構(gòu)件在最不利荷載組合下的軸壓比并加強(qiáng)配筋, 當(dāng)軸壓比不滿足要求且構(gòu)件截面再增大有困難時(shí), 可采用鋼或其它組合構(gòu)件與混凝同組成的結(jié)構(gòu)。

d. 要有足夠的埋置深度, 考慮重力二階效應(yīng), 并進(jìn)行風(fēng)荷載作用下的舒適度驗(yàn)算。

2、平面規(guī)則性超限建筑

a. 采用彈性樓蓋模型, 或按分塊剛性樓板+局部彈性板進(jìn)行計(jì)算, 并考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)效應(yīng)。

b. 對(duì)于凹凸不規(guī)則和樓板局部不連續(xù)的情況,采取符合樓板平面內(nèi)實(shí)際剛度變化的彈性樓板計(jì)算模型。

c. 對(duì)于樓板應(yīng)力集中部位( 凹凸部位及洞口四角) 和弱連接的樓板, 應(yīng)采用加大樓板厚度、增加板內(nèi)配筋、配置集中配筋的邊梁、配置 45°斜向鋼筋等方法予以加強(qiáng)。凹口部位可增設(shè)部分拉梁或拉板, 以改善這些薄弱部位的剛度和延性, 提高其抗震性能。

d. 當(dāng)平面過(guò)于不規(guī)則、樓板連系過(guò)弱或建筑物超長(zhǎng)時(shí), 可通過(guò)設(shè)置變形縫將結(jié)構(gòu)分成若干個(gè)子結(jié)構(gòu)。對(duì)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯的超限高層建筑, 應(yīng)盡量使抗側(cè)力構(gòu)件在平面布置中對(duì)稱、均勻, 避免過(guò)大偏心,并盡量加大豎向構(gòu)件的抗側(cè)剛度和強(qiáng)度。

3、豎向規(guī)則性超限建筑

a. 立面收進(jìn)引起超限, 如有可能則宜采用臺(tái)階形多次內(nèi)收的立面, 確保結(jié)構(gòu)位移沿豎向沒(méi)有突變,并使結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)； 宜加強(qiáng)收進(jìn)部位的豎向構(gòu)件及樓板； 立面收進(jìn)若造成偏心, 則底部結(jié)構(gòu)會(huì)因扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生較大內(nèi)力, 故應(yīng)加強(qiáng)底部周邊構(gòu)件的配筋, 并補(bǔ)充進(jìn)行靜力非線性分析和時(shí)程分析, 驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的抗震性能, 確定結(jié)構(gòu)的薄弱部位。

b. 連體建筑的連體部位及其周邊應(yīng)采用彈性樓板計(jì)算, 并控制連接部位的層數(shù), 且兩塔樓層剛度差異不宜過(guò)大, 連接體與主體宜用弱連接，如鉸接等；連接體結(jié)構(gòu)自身重量應(yīng)盡量減小, 故應(yīng)優(yōu)先采用鋼結(jié)構(gòu)或型鋼混凝土結(jié)構(gòu)等。

c. 對(duì)于立面開大洞的建筑, 應(yīng)加強(qiáng)洞口四角及洞邊, 避免在小震時(shí)洞角開裂。

d. 對(duì)于懸挑建筑, 應(yīng)考慮豎向地震作用； 當(dāng)懸挑質(zhì)量較大時(shí), 應(yīng)避免偏心造成的扭轉(zhuǎn)。

e. 對(duì)于帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑, 盡量避免多級(jí)復(fù)雜轉(zhuǎn)換, 優(yōu)先采用梁式轉(zhuǎn)換, 慎用厚板轉(zhuǎn)換。盡量強(qiáng)化和提高轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度、抗震承載能力和延性, 并控制轉(zhuǎn)換層的設(shè)置高度； 結(jié)構(gòu)分析時(shí)除檢查結(jié)構(gòu)位移和剛度有無(wú)突變外, 還應(yīng)重點(diǎn)檢查框支柱所承受的地震剪力和軸壓比； 采取有效措施減少轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)等效剪切剛度和承載能力的突變；加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層樓板、轉(zhuǎn)換構(gòu)件、框支梁、框支柱、框支層上部剪力墻(包含筒體)及落地剪力墻(包含筒體)的抗震構(gòu)造措施。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著抗震技術(shù)和理念的快速發(fā)展，抗震設(shè)計(jì)的重要性也日益凸顯出來(lái)，而超限高層建筑工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抗震設(shè)計(jì)要求高，這也就要求設(shè)計(jì)者必須不斷提高自身知識(shí)修養(yǎng)，借鑒他人抗震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用最新抗震技術(shù)和措施提高建筑物的抗震性能。轉(zhuǎn)變思想觀念，多方面借鑒相關(guān)知識(shí)和概念，從其他地方激發(fā)設(shè)計(jì)靈感，轉(zhuǎn)變剛性為主的抗震模式，努力實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新，開創(chuàng)超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的新局面，為老百姓打造更加安全的建筑物。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐培福 戴國(guó)瑩：《超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)的研究》，《土木工程學(xué)報(bào)》，2005年01期

[2] 侯偉雄：《提高建筑物抗震性能措施探討》，《科技風(fēng)》，2010年11期