導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇淺談建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，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)設(shè)計(jì)；抗震結(jié)構(gòu)

隨著現(xiàn)代房屋建筑結(jié)構(gòu)與整體技術(shù)的提升，在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中形成了多元化的運(yùn)用發(fā)展，因此，在探索高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，形成多種穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式，這樣，可以全面加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，并在思考高層建筑結(jié)構(gòu)抗震與地震影響等方面的因素，這樣，具有更大的優(yōu)勢(shì)。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與抗震設(shè)計(jì)的概念

建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件抵抗彎曲變形和失穩(wěn)破壞的能力，和構(gòu)件的截面形狀、截面積、錨固方式及長(zhǎng)度有關(guān)，其中長(zhǎng)度對(duì)構(gòu)件穩(wěn)定性的影響最大。如果構(gòu)件的強(qiáng)度過小或失衡失穩(wěn)都會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)帶來極大的危險(xiǎn)性和破壞性。因此，建筑公司在初期設(shè)計(jì)和后期施工過程中，對(duì)處于穩(wěn)定狀態(tài)的建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，要提前注意荷載引起的最大應(yīng)力是否超過建筑材料的極限強(qiáng)度，避免其急劇變形而產(chǎn)生不穩(wěn)定性。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震因素考慮

1、基礎(chǔ)不均勻沉降控制措施

對(duì)于高層建筑而言，基礎(chǔ)沉降不可避免，在高層建筑施工中，必須控制建筑基礎(chǔ)不均勻沉降的發(fā)生。我國(guó)對(duì)這方面的技術(shù)措施研究比較成熟，一般而言，可采取以下三種方法來降低基礎(chǔ)不均勻沉降發(fā)生的幾率。

（1）逆作法

逆作法是建筑工程防止沉降的常見方法之一，旨在通過降低土量使其與主體結(jié)構(gòu)自重達(dá)到平衡，依此來降低沉降量。通常在此法施工過程中，必須設(shè)置地下連續(xù)墻，同時(shí)地下連續(xù)墻可充當(dāng)?shù)叵率彝鈮?，具備一定程度的檔土維護(hù)的作用。逆作法施工一般要加設(shè)中間樁，通常的位置在建筑物內(nèi)部，如果在樁箱基礎(chǔ)條件下，則務(wù)必設(shè)置在樁部。

（2）應(yīng)力消除法

應(yīng)力消除法，顧名思義，就是改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)中的應(yīng)力分布，重新分布基礎(chǔ)中的應(yīng)力情況，依此達(dá)到控制局部沉降量的目的，從而消除不均勻沉降。一般而言，應(yīng)力消除法施工方法為一邊打孔，一邊用高壓水進(jìn)行孔的沖刷，使泥漿能夠充分清除。在鉆孔施工中，應(yīng)力有效承重面積變小，這樣會(huì)相應(yīng)地增加局部應(yīng)力，此時(shí)的應(yīng)力大多集中于孔壁處，從而使得孔周圍的土由側(cè)向擠出。這個(gè)時(shí)候邊界條件受到了改變，致使所受應(yīng)力會(huì)重新分布，造成建筑基礎(chǔ)整體發(fā)生沉降。就沉降速度而言，一般是外部大于內(nèi)部。一般應(yīng)力消除法比較實(shí)用于飽和軟黏土，因?yàn)橥寥赖慕Y(jié)構(gòu)特性對(duì)于應(yīng)力消除更為方便。

（3）后澆帶法

后澆帶是高層建筑常用的施工技術(shù)，后澆帶在工程上的意思是預(yù)留的臨時(shí)的帶型縫隙，用來連接主樓和裙房，其寬度設(shè)置在 900mm 為宜。在此法施工過程中，首先隔開高層主樓和裙房，并各自單獨(dú)施工，一般主樓施工完畢之后才澆筑后澆帶。如果主樓的地基是巖石層，相應(yīng)地發(fā)生沉降并不顯著，可以在主樓施工完成之后直接進(jìn)行后澆帶的澆筑，這時(shí)需要主樓滿足一定的高度，并且通過觀測(cè)相應(yīng)的沉降數(shù)據(jù)來確定提前澆筑的時(shí)間。

2、軟基處理加固方法對(duì)比及選擇

（1）填土堆載預(yù)壓排水法

該軟基處理加固方法需在現(xiàn)狀場(chǎng)地填筑大量填土，通過填土荷載將軟土層中的超孔隙水沿塑料排水板排出，其缺點(diǎn)有：（1）預(yù)壓期需大量填土，但本場(chǎng)地均設(shè)有大面積地下室，地下室范圍內(nèi)的預(yù)壓土又需挖除，來回倒運(yùn)土方造價(jià)高；（2）固結(jié)速率緩慢，預(yù)壓期長(zhǎng)，如需達(dá)到理想的加固效果恒載預(yù)壓期需達(dá)180d以上，影響本場(chǎng)地后期的建設(shè)周期。其優(yōu)點(diǎn)有：施工工藝簡(jiǎn)單，如工期寬裕可采用，并可將本期地下室范圍內(nèi)挖除的土方作為附近場(chǎng)地地基預(yù)壓處理的土源。

（2）蓄水堆載預(yù)壓排水法

沿場(chǎng)地周邊修筑蓄水圍堰，通過場(chǎng)地上部蓄水荷載將軟土層中的超孔隙水沿塑料排水板排出；根據(jù)本工程的特點(diǎn)，其缺點(diǎn)有：蓄水高度有限，固結(jié)速率相當(dāng)緩慢，預(yù)壓期長(zhǎng)，如需達(dá)到理想的加固效果恒載預(yù)壓期往往需達(dá)300d以上，影響本場(chǎng)地后期的建設(shè)周期。其優(yōu)點(diǎn)有：填方量少，施工工藝較簡(jiǎn)單，造價(jià)節(jié)省，如工期足夠?qū)捲？刹捎谩?/p>

（3）抽真空排水固結(jié)法

通過真空泵和抽真空管路，在真空膜以下地層中形成負(fù)壓力，將軟土層中的超孔隙水沿塑料排水板排出；根據(jù)本工程的特點(diǎn)，其缺點(diǎn)有：施工工藝較復(fù)雜，對(duì)密封帷幕、密封膜等施工要求嚴(yán)格；地基加固完成后場(chǎng)地下陷明顯，常呈平鍋底狀。其優(yōu)點(diǎn)有：填方量少（一般僅鋪設(shè)砂墊層），加固造價(jià)較低，工期快，往往90～120d即可完成一個(gè)加固周期。綜合考慮上述各處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)及本工程工期較緊、場(chǎng)地設(shè)大面積地下室及距離水源較近的特點(diǎn)，擬采用真空聯(lián)合蓄水堆載預(yù)壓法對(duì)本場(chǎng)地軟土層進(jìn)行加固處理。

三、探討高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

1、框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式

框架結(jié)構(gòu)的任意樓層不可避免存的在一定數(shù)量的填充墻，而一般來講，填充墻體會(huì)先于框架柱開裂。因此，為避免填充墻這一非結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到較大損壞，用于層間位移驗(yàn)算的層間位移角限值必須考慮容許的填充墻體開裂程度。我國(guó)現(xiàn)行多遇烈度彈性驗(yàn)算時(shí)，鋼筋混凝土框架彈性層間位移角限值為1/550，鋼筋混凝土框架、抗震墻板柱、剪力墻、框架核心筒彈性層間位移角限值為1/800。從地震震害來看，盡管地震災(zāi)區(qū)地震烈度可能超過規(guī)范的多遇地震烈度，但框架結(jié)構(gòu)填充墻損壞的嚴(yán)重程度也在合理范圍內(nèi)。在樓梯破壞的同時(shí)，往往樓梯間墻體破壞也較嚴(yán)重。設(shè)計(jì)時(shí)防止樓梯間墻體破壞，對(duì)防止樓梯破壞起有利作用。綜合上述因素，建議將框架多遇地震作用下彈性層間位移角限值適當(dāng)減小，而多遇地震作用主要是保證結(jié)構(gòu)為彈性狀態(tài)，結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件不同。由于填充墻體與框架梁柱存在一定間隙，并且不同材料的填充墻體，其變形也存在一定差異。故在多遇地震驗(yàn)算時(shí)，規(guī)范對(duì)填充墻體的剛度考慮是合理的。

2、復(fù)合地基形成法的技術(shù)提升

通過對(duì)被加固土體填充相應(yīng)的材料，改變土體的結(jié)構(gòu)，使土體被增強(qiáng)或被置換形成一定的增強(qiáng)體，由增強(qiáng)體和周圍地基同承載荷載，形成復(fù)合地基的一些地基處理方法。如振沖法、砂石樁法、CFG樁法、水泥深層攪拌法、土和灰土擠密樁法、高壓噴射注漿法等。在建筑施工中，根據(jù)特殊地質(zhì)條件對(duì)地基承載力的要求，而選用不同的處理方法達(dá)到相應(yīng)要求。通過填充砂和石料深入土體，被置換或擠密，從而達(dá)到提高承載力的目的；把水泥粉或水泥漿、粉煤灰或化學(xué)漿液充填進(jìn)土體，通過這些填加料與土體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使土體凝聚、膠結(jié)、固化來提高承載力。

四、結(jié)語(yǔ)

通過采用多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與穩(wěn)定性能的分析，能形成多方面的綜合運(yùn)用，尤其是在考慮地震因素的基礎(chǔ)上，融入更多的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)元素，這樣，可以增強(qiáng)整個(gè)高層房屋建筑的抗震性能，具有很大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]段陽(yáng)萍；；底層框剪砌體房屋抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]；科學(xué)之友（B版）；2006年08期

[2]李志強(qiáng)；孫晉垣；；淺談多層砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)[J]；山西建筑；2009年05期

篇2

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

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

引言：根據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)分析，全世界每年會(huì)發(fā)生四十萬(wàn)次左右的不同程度的地震，而我國(guó)境內(nèi)發(fā)生的地震次數(shù)更是達(dá)到了十萬(wàn)次以上。地震造成的危害，輕者會(huì)對(duì)交通設(shè)施和房屋建筑帶來一定的損害，嚴(yán)重的會(huì)使城市變?yōu)閺U墟，人員傷亡慘重，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人們的生活造成重大的毀滅性破壞。目前，全世界的很多國(guó)家都加大了對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的研究，希望借此可以提高建筑物的抗震水平，減少地震帶來的危害。在這一領(lǐng)域中，一些地震頻發(fā)的國(guó)家走在了技術(shù)的前列。而我國(guó)作為一個(gè)地震災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家，更是要積極吸取國(guó)際上的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，重視對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的投入，重視建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的意義，從而提高我國(guó)建筑物抗震能力的整體水平。

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震的意義

建筑結(jié)構(gòu)的抗震加固設(shè)計(jì)和安全施工措施在建設(shè)工程中具有十分重要的意義,。地震災(zāi)害的防御是地震發(fā)生前要做好的防御性工作。震害防御分為工程性防御措施和非工程性防御措施兩種。工程性防御措施是減輕地震災(zāi)害的主要途徑。工程性防御措施是指用工程的抗震設(shè)防與抗震加固來達(dá)到防御建筑物遭到地震破壞的措施。地震造成的人員傷亡最直接的原因就是地表的破壞與建筑物的破壞和倒塌。根據(jù)對(duì)全世界130多次傷亡較大的地震進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)表明，地震中絕大多數(shù)的傷亡是因建筑物的破壞和倒塌而造成的。所以，對(duì)建筑物進(jìn)行相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)，讓建筑物在破壞性地震中不倒塌、減少損害，是減少人員傷亡的關(guān)鍵。我國(guó)明確規(guī)定：新建、擴(kuò)建和改建建設(shè)的工程，必須進(jìn)行抗震設(shè)防，達(dá)到抗震設(shè)防的要求。一般的工業(yè)和民用建筑建設(shè)工程，必須按國(guó)家頒布的《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》規(guī)定的抗震設(shè)防要求進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。對(duì)于一些重大建設(shè)工程、可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建設(shè)工程以及核電站和核設(shè)施建設(shè)工程必須進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)，并經(jīng)過國(guó)家和省級(jí)地震行政主管部門審定的地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果來確定抗震設(shè)防要求。建設(shè)工程必須按照抗震設(shè)防要求和抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，并按抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行施工。

2、建筑場(chǎng)地的選擇

地震的實(shí)質(zhì)是不規(guī)則的具有破壞性的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，在強(qiáng)烈的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)下房屋建筑的地基在地震作用力的影響下也會(huì)隨著發(fā)生不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而造成房屋建筑上部結(jié)構(gòu)破壞。所以，在房屋建筑抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)從建筑場(chǎng)地的選擇入手。

2.1盡可能地選擇一些地勢(shì)開闊、土質(zhì)堅(jiān)硬的場(chǎng)地進(jìn)行房屋建設(shè)。這是因?yàn)橥临|(zhì)堅(jiān)硬地基土不容易發(fā)生沉降，不會(huì)在地震力作用下地基土層發(fā)生位移?？捎行У胤乐沟卣饋砼R時(shí)因地基土層的位移、沉降而使房屋建筑上部結(jié)構(gòu)受到破壞。

2.2盡量在房屋建筑選擇場(chǎng)地時(shí)避開軟弱地基以及地震頻發(fā)的地段，如果應(yīng)房屋建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)要求，無(wú)法避開這些地段，應(yīng)采取必要的地基加固處理技術(shù)以及抗震措施。從房屋結(jié)構(gòu)抗震性能入手，提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體性及牢固性。

2.3盡可能地避開易發(fā)泥石流、山體滑坡地段，如果在這些危險(xiǎn)地段建設(shè)房屋，一旦地震來臨時(shí)往往會(huì)引發(fā)泥石流及山體滑坡等災(zāi)害，加劇了房屋建筑結(jié)構(gòu)的破壞程度; 此外，房屋建筑場(chǎng)地的土層的強(qiáng)度和剛度也對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力有著一定的影響。通常是土層越厚越堅(jiān)硬，房屋建筑受震害的程度越小。

3、地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

3.1為了提高房屋建筑的整體性及剛性，進(jìn)而增強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，在房屋建設(shè)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)按照同一建筑單元建設(shè)在同一性質(zhì)的地基上，結(jié)構(gòu)相同的房屋建筑在地基處理方式選擇方面應(yīng)采用統(tǒng)一的地基處理方式。

3.2房屋建筑基礎(chǔ)應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定深度進(jìn)行埋設(shè)，盡可能地增加基礎(chǔ)的埋設(shè)深度，如果基礎(chǔ)埋設(shè)深度不夠或者過淺會(huì)降低建筑物的嵌固作用，使房屋建筑在地震災(zāi)害下振幅增大，房屋建筑受害嚴(yán)重。所以，在滿足房屋建筑基礎(chǔ)埋設(shè)深度的基礎(chǔ)上盡可能地加大基礎(chǔ)埋設(shè)深度，并做好基坑的回填夯實(shí)工作，提高房屋建筑基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

3.3房屋建筑是由基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)兩部分構(gòu)成。為了提高房屋建筑的整體性，一般在基礎(chǔ)室外的地坪下不宜設(shè)置內(nèi)外交圈的基礎(chǔ)圈梁;應(yīng)在房屋建筑上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)部分之間設(shè)置構(gòu)造柱，構(gòu)造柱連接房屋上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)的圈梁;如果房屋建筑基礎(chǔ)土質(zhì)的剛度不夠，應(yīng)考慮在基底設(shè)置圈梁，進(jìn)而提升房屋基礎(chǔ)的強(qiáng)度和剛度。

4、建筑設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

4.1房屋的高度和寬度房屋高度和寬度比是影響房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的主要因素。通常是房屋建筑的高度和寬度的比值越大，房屋建筑受到地震災(zāi)害越嚴(yán)重，房屋建筑結(jié)構(gòu)在地震作用力下側(cè)移及傾斜現(xiàn)象越明顯; 并且隨著房屋建筑建設(shè)高度的增加破壞程度也越發(fā)的嚴(yán)重。因此，為了使房屋建筑達(dá)到抗震要求，減少震害對(duì)房屋建筑的破壞，除了要嚴(yán)格按照有關(guān)的房屋建筑限高、限寬設(shè)計(jì)要求外，還應(yīng)根據(jù)房屋建筑的使用功能合理地控制高度及寬度比。

4.2房屋建筑結(jié)構(gòu)體系在房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注重房屋建筑結(jié)構(gòu)的剛度及質(zhì)量的均勻分布問題，盡可能地將房屋建筑的平面結(jié)構(gòu)和立體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為規(guī)則狀。比如，房屋建筑的平面結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，并且房屋建筑結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量分布不均，地震發(fā)生時(shí)會(huì)因這些因素使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，加重地震度房屋建筑的破壞程度。

4.3防震縫的合理處理在房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，對(duì)于那些結(jié)構(gòu)不規(guī)則的房屋建筑，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理地在房屋建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)置防震縫。在設(shè)置防震縫時(shí)應(yīng)注意將房屋建筑劃分為規(guī)則的獨(dú)立的單元結(jié)構(gòu)。防震縫寬度應(yīng)滿足房屋抗震要求，完全將上部結(jié)構(gòu)分開，并且防震縫應(yīng)根據(jù)房屋建筑的高度而設(shè)置，即房屋建筑高度有多高防震縫就設(shè)置多長(zhǎng)。

4.4縱橫墻的分布?jí)w是房屋建筑結(jié)構(gòu)的重要承重部分。同時(shí)墻體也是地震災(zāi)害中破壞程度最為嚴(yán)重的部分。在房屋建筑抗震設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)重視房屋建筑的縱橫墻的設(shè)計(jì)，縱橫墻應(yīng)按照分布均勻的原則，使各個(gè)縱墻和橫墻均與承擔(dān)房屋建筑上部結(jié)構(gòu)重量; 墻體設(shè)置數(shù)量的多少對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體剛度影響較大，如果縱橫墻數(shù)量設(shè)置的過少，相應(yīng)地各個(gè)墻體間的間隔就越大，各個(gè)墻體所承擔(dān)的結(jié)構(gòu)重要也就越大，房屋剛度就會(huì)較弱。房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震能力下降。所以應(yīng)根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求合理設(shè)置縱橫墻，這是提高房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的關(guān)鍵。

5、墻體和屋蓋的抗震設(shè)計(jì)要求

經(jīng)大量的房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)及實(shí)踐表明，房屋建筑的質(zhì)量越輕，房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性越強(qiáng)，受地震破壞程度越小。所以在房屋建筑墻體設(shè)計(jì)時(shí)盡可能地從減少墻體重量入手，比如采用新型的防震砌塊；屋蓋方面也應(yīng)選擇質(zhì)量比較輕的新型建筑材料，盡量不要在屋頂設(shè)置過多的裝飾性建筑，以防增加房屋建筑的整體高寬比影響房屋建筑的抗震性能。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)和諧穩(wěn)定的重大事項(xiàng)。地震給人類造成的災(zāi)難是巨大的，也是難以預(yù)測(cè)的，因此，在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上防患于未然，是減少和避免地震災(zāi)害帶來?yè)p失的最主要途徑。我國(guó)作為一個(gè)地震災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，幅員遼闊，人口密度大，在一些落后地區(qū)的房屋建筑抗震能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠達(dá)到應(yīng)有的要求，因此，為了避免地震災(zāi)害給社會(huì)和人民帶來的生命財(cái)產(chǎn)損失，在日后的建筑工程中，我國(guó)施工企業(yè)必須要嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)的進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，提升我國(guó)建筑工程的抗震設(shè)計(jì)水平和建筑物的抗震能力，保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]方小丹,魏璉.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2011(12).

篇3

關(guān)鍵字：高層建筑、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

引言

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)

筆者以為，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。

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)。

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。”為此,要求結(jié)構(gòu)具有較好的延性,也就是說,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。

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 建筑抗震的理論探討

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、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)。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。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)

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)一步通過一些結(jié)構(gòu)措施(隔震措施,消能減震措施)來減震,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。

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規(guī)定的彈塑性變形限值。

對(duì)建筑抗震的三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)防要求,是通過“兩階段”設(shè)計(jì)來實(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、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。

總結(jié)

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。

參考文獻(xiàn)

[1]朱鏡清.結(jié)構(gòu)抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.

篇4

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

現(xiàn)在建設(shè)的很多項(xiàng)目都是高層建筑，而且這些項(xiàng)目建設(shè)的時(shí)候，規(guī)模都很大而且還有一定的高度，在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)很嚴(yán)格。隨著建設(shè)項(xiàng)目的增多，抗震設(shè)計(jì)的方法也在變化，而且設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)越來越精確。在對(duì)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，先要在建筑的位置研究，勘查環(huán)境，使建筑結(jié)構(gòu)具有抗震性。在保證建筑的抗震性上，要降低作用力這樣才能達(dá)到抗震的目的。

1 影響高層建筑結(jié)構(gòu)抗震效果的因素

1.1 高層建筑自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高層建筑常用結(jié)構(gòu)類型有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋砼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)整體自重輕、強(qiáng)度高、抗震性能好、施工工期短等特點(diǎn)，且截面相對(duì)較小，有很好延性，適合柔性方案，其缺點(diǎn)是造價(jià)較高。當(dāng)場(chǎng)地土特征周期較長(zhǎng)時(shí)易發(fā)生共振。鋼筋砼結(jié)構(gòu)剛度大、空間整體性能好、造價(jià)相對(duì)較低及材料來源也較豐富，較適用承載力大，控制塑性變形的剛性方案結(jié)構(gòu)。不利因素是結(jié)構(gòu)自重大、抵抗塑性變形能力差，施工周期較長(zhǎng)。因此高層建筑采取何種形式應(yīng)取決于結(jié)構(gòu)體系和材料特性，同時(shí)取決于場(chǎng)地土類型，避免場(chǎng)地土和建筑發(fā)生共振，而使振害更加加重。

1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)施工材料和過程

建筑中的材料與建筑的抗震性是有一定影響的，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要保證材料的選擇。當(dāng)建筑的質(zhì)量達(dá)到要求的時(shí)候，及時(shí)發(fā)生了地震，建筑的損害也會(huì)很小。因此在其他條件不變的情況下，要保證建筑的材料應(yīng)該具有抗震性。如果使用的材料質(zhì)量沒有辦法保證，那么在地震的時(shí)候建筑的破損情況嚴(yán)重，一般在高層建筑中使用的材料都是塑料板材還有混凝土板，這些材料對(duì)于建筑的抗震是有積極影響的。因此在高層建筑中可以使用這些材料。

要想保證高層建筑的抗震效果，在建筑的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就要保證所有的環(huán)節(jié)都是合理的，通過科學(xué)的設(shè)計(jì)方便建筑的施工也方便建筑的管理。要有人員去檢查建筑的設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)圖紙以及設(shè)計(jì)內(nèi)容科學(xué)，從而讓建筑的抗震效果達(dá)到要求。

1.3 場(chǎng)地選擇

場(chǎng)地選擇對(duì)高層建筑至關(guān)重要。地震造成的破壞除地震直接引起結(jié)構(gòu)破壞外還有場(chǎng)地條件原因。當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，其對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)破壞的原因有很多方面，最主要的是地表滑坡、山體崩塌及巖石斷層等導(dǎo)致地表發(fā)生運(yùn)動(dòng)，使建筑結(jié)構(gòu)受到破壞，而水災(zāi)和海嘯等地震帶來的次生災(zāi)害也會(huì)破壞建筑物。因此選擇有利抗震建筑場(chǎng)地，是減輕地震災(zāi)害的第一道工序，抗震設(shè)防區(qū)建筑工程應(yīng)選有利地段，應(yīng)避開不利的地段。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震延性設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 選擇有利場(chǎng)地

在對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要選擇一個(gè)正確的位置，這個(gè)位置地震活動(dòng)少，在設(shè)計(jì)前要在建筑的位置收集資料，包括當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)以及地質(zhì)活動(dòng)等等，然后根據(jù)材料對(duì)建筑的抗震性作出合理的判斷。規(guī)劃建筑的位置對(duì)建筑的抗震有什么影響，例如地質(zhì)條件穩(wěn)定的位置對(duì)建筑的抗震有利，地震頻繁的地區(qū)對(duì)建筑的抗震不利。如果建筑的位置經(jīng)常出現(xiàn)地震，那么設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要提出要求，盡量避開這些地方。如果沒有恰當(dāng)?shù)姆绞娇梢员荛_，就要有合理的措施保證建筑的穩(wěn)定。非常危險(xiǎn)的地方最好不要建筑高層。

2.2 合理建筑結(jié)構(gòu)體系及參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算分析

建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)據(jù)建筑抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場(chǎng)地條件、地基、結(jié)構(gòu)材料和施工等因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和使用條件綜合比較確定。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)滿足：（1）應(yīng)具有明確計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理地震作用傳遞途徑；（2）應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗振能力或?qū)χ亓奢d的承載能力；（3）應(yīng)具備必要抗震承載力，良好變形能力和消耗地震能量能力。

對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的內(nèi)力和變形分析時(shí)采用不少于兩個(gè)不同力學(xué)模型。目前主要有兩種計(jì)算理論：剪摩理論和主拉應(yīng)力理論，它們有各自適用范圍：磚砌體一般采用主拉應(yīng)力理論，而砌塊結(jié)構(gòu)可采用剪摩理論。對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果應(yīng)經(jīng)分析判斷確認(rèn)其合理、有效后方可用于工程設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)計(jì)算控制主要計(jì)算結(jié)果有結(jié)構(gòu)自振周期、位移、平動(dòng)及扭轉(zhuǎn)系數(shù)、層間剛度比、剪重比、有效質(zhì)量系數(shù)等。

2.3 層間位移限制

在出現(xiàn)地震的時(shí)候，高層建筑中的某些樓層會(huì)有位移，在出現(xiàn)位移的時(shí)候，建筑中的樓層會(huì)有錯(cuò)位，當(dāng)錯(cuò)位超過一定程度的時(shí)候，建筑就會(huì)坍塌。根據(jù)某些研究發(fā)現(xiàn)，建筑的樓層出現(xiàn)位移，有建筑的材料有關(guān)，此外，還與建筑的結(jié)構(gòu)聯(lián)系?，F(xiàn)在建筑的結(jié)構(gòu)有鋼筋混凝土，也有一部分是純鋼結(jié)構(gòu)。但是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)建筑位移的限制要比鋼結(jié)構(gòu)嚴(yán)格，尤其是對(duì)于建筑的抗風(fēng)能力?，F(xiàn)在對(duì)建筑的抗震設(shè)計(jì)主要是從位移出發(fā)，而且還要檢查結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，將各個(gè)部件所能承受的能力都作為設(shè)計(jì)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能保證設(shè)計(jì)的高層建筑有強(qiáng)度而且還有承載力。

在控制建筑位移的時(shí)候應(yīng)該從兩個(gè)方面出發(fā)，一個(gè)是平面體型；一個(gè)是建筑的里面變化。這樣才能保證建筑的剛度沒有變化，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，要講究結(jié)構(gòu)的整體性。建筑結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)件連接要保證有效。在設(shè)計(jì)地基的時(shí)候，也要保證地基有整體性，這樣可以控制建筑發(fā)生位移，還能保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。對(duì)于建筑的某些薄弱環(huán)節(jié)要各位的注意，在設(shè)計(jì)的時(shí)候嚴(yán)格要求。建筑的寬度以及高度都要保證在合理的范圍內(nèi)，這樣可以使建筑在發(fā)生位移的時(shí)候能夠在一個(gè)可以控制范圍內(nèi)。

2.4 減小地震能量輸入

在設(shè)計(jì)的過程中通常采用的是在位移結(jié)構(gòu)抗震的方法，同時(shí)還要對(duì)方案開展定量分析工作，從而使得結(jié)構(gòu)的彈性形變能夠很好的滿足地震作用力下位移的基本要求，在對(duì)建筑構(gòu)件的承載力開展驗(yàn)算的同時(shí)，還需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)受到地震作用之下所產(chǎn)生的位移極限值進(jìn)行有效的控制和調(diào)整，同時(shí)還要按照建筑構(gòu)件構(gòu)造的實(shí)際要求來對(duì)構(gòu)件變形值和地震發(fā)生時(shí)候的能量輸入進(jìn)行有效的控制，這樣也就能在很大程度上減弱了地震對(duì)高層建筑產(chǎn)生的不利影響。高層建筑在建設(shè)的過程中一定要具備非常強(qiáng)的變形能力，這樣就可以更好的吸收地震過程中所產(chǎn)生的能量，從而減少了地震破壞所產(chǎn)生的影響，在必要的時(shí)候我們還需要采取一定的手段來減少地震能量對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。

結(jié)束語(yǔ)

綜上，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要達(dá)到的總體要求是“小震不壞，中震可修，大震不倒”這一目的，必須進(jìn)行嚴(yán)格的選型、分析和計(jì)算。高層建筑是當(dāng)下建筑發(fā)展的主要趨勢(shì)，其抗震設(shè)計(jì)是高層建筑設(shè)計(jì)的重中之重。

參考文獻(xiàn)

[1]閆旭梅.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)分析[J].科技傳播，2010.8.

篇5

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu) ，抗震設(shè)計(jì) ，方法

Abstract: in this paper, the architecture of the seismic necessary theoretical analysis, so as to explore the construction design idea, method, thus the seismic measures must be taken.

Keywords: building structure, seismic design method

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 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(wú)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)。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)將在一系列控制部位進(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)到足夠的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。

2 現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路及關(guān)系

在當(dāng)前抗震理論下形成的現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路，其主要內(nèi)容是:

2.1 合理選擇確定結(jié)構(gòu)屈服水準(zhǔn)的地震作用

一般先以一具有統(tǒng)計(jì)意義的地面峰值加速度作為該地區(qū)地震強(qiáng)弱標(biāo)志值(即中震的)，再以不同的R(地震力降低系數(shù))得到不同的設(shè)計(jì)用地面運(yùn)動(dòng)加速度(即小震的)來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，從而確定了結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)。

2.2 制定有效的抗震措施使結(jié)構(gòu)確實(shí)具備設(shè)計(jì)時(shí)采用的R所對(duì)應(yīng)的延性能力

其中主要包括內(nèi)力調(diào)整措施(強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎)和抗震構(gòu)造措施?，F(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，其核心是關(guān)系，關(guān)系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。其中R為彈塑性反應(yīng)地震力降低系數(shù)，簡(jiǎn)稱地震力降低系數(shù)；而為最大非彈性反應(yīng)位移與屈服位移之比，稱為位移延性系數(shù)；T則為按彈性剛度求得的結(jié)構(gòu)自振周期。

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)下的最大位移總等于同一地面運(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(zhǎng)速度比“等位移原則”下按與R相同的比例增長(zhǎng)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。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。由此我們可以想到，在地震往?fù)作用下，結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過程中，如果進(jìn)入屈服后狀態(tài)，將通過塑性變性能耗散掉部分地震輸給結(jié)構(gòu)的累積能量，從而減小地震反應(yīng)。同時(shí)，實(shí)際結(jié)構(gòu)存在的阻尼也會(huì)進(jìn)一步耗散能量，減小地震反應(yīng)。此外，結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性狀態(tài)后，其側(cè)向剛度將明顯小于彈性剛度，這將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)瞬時(shí)剛度的下降，自振周期加長(zhǎng)，從而減小地震作用。

3 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：

3.1“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。

3.2 “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。

3.3 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。

這一系統(tǒng)的抗震措施理念已被世界各國(guó)所接受，但是對(duì)于耗能機(jī)構(gòu)卻出現(xiàn)了以新西蘭和美國(guó)為代表的兩種不完全相同的思路。首先，這兩種思路都是以優(yōu)先引導(dǎo)梁端出塑性鉸為前提。

4 常用抗震分析方法

伴隨著抗震理論的發(fā)展，各種抗震分析方法也不斷出現(xiàn)在研究和設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們需要確定用來進(jìn)行內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)的地震作用值。通常采用底部剪力法，振型分解反應(yīng)譜法，彈性時(shí)程分析方法來計(jì)算該地震作用值，這三種方法都是彈性分析方法。其中，底部剪力法最簡(jiǎn)便，適用于質(zhì)量、剛度沿高度分布較均勻的結(jié)構(gòu)。它的大致思路是通過估計(jì)結(jié)構(gòu)的第一振型周期來確定地震影響系數(shù)，再結(jié)合結(jié)構(gòu)的重力荷載來確定總的水平地震作用，然后按一定方式分配至各層進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系則宜采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行抗震計(jì)算，它的思路是根據(jù)振型疊加原理，將多自由度體系化為一系列單自由度體系的疊加，將各種振型對(duì)應(yīng)的地震作用、作用效應(yīng)以一定方式疊加起來得到結(jié)構(gòu)總的地震作用、作用效應(yīng)。而對(duì)于特別不規(guī)則和特別重要的結(jié)構(gòu)，常常需要進(jìn)行彈性時(shí)程分析，該方法為直接動(dòng)力分析方法。以上方法主要針對(duì)結(jié)構(gòu)在地震作用下的彈性階段，保證結(jié)構(gòu)具有一定的屈服水準(zhǔn)。

對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行分析是抗震研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容，非線性時(shí)程分析，非線性靜力分析是目前常用的幾種抗震分析方法。其中針對(duì)結(jié)構(gòu)非線性反應(yīng)的非線性時(shí)程分析法(非線性動(dòng)力反應(yīng)分析)，從建立在層模型或單列梁柱模型上的方法到建立在截面多彈簧模型上的方法，再到目前正在研究發(fā)展的建立在截面纖維滯回本構(gòu)規(guī)律的纖維模型法，模擬的準(zhǔn)確程度正在不斷提高。其基本思路是通過一系列數(shù)值方法建立和求解動(dòng)力方程從而得到結(jié)構(gòu)各個(gè)時(shí)刻的反應(yīng)量。但由于對(duì)地震特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特性所做的假設(shè)，其結(jié)果存在不確定性，其主要價(jià)值是用來考察地震作用下普遍的而非特定的反應(yīng)規(guī)律，以及對(duì)抗震設(shè)計(jì)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核析，評(píng)估其抗震性能。非線性靜力分析法(pushover)是近年來得到廣泛應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)抗震能力評(píng)估的新方法。這種方法從本質(zhì)上說是一種靜力非線性計(jì)算方法，但它將反應(yīng)譜引入了計(jì)算過程和結(jié)果。其根本特征是用靜力荷載描述地震作用，在地震作用下考慮結(jié)構(gòu)的彈塑性性質(zhì)。它的基本原理和步驟是先以某種方法得到結(jié)構(gòu)在可能遭遇地震作用下所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)位移，然后對(duì)結(jié)構(gòu)施加豎向荷載的同時(shí)，將表征地震作用的一組水平靜力荷載以單調(diào)遞增的形式作用到結(jié)構(gòu)上，在達(dá)到目標(biāo)位移時(shí)停止荷載遞增，最后在荷載中止?fàn)顟B(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能評(píng)估，判斷是否可以保證結(jié)構(gòu)在該水平地震作用下滿足功能需求。

5 結(jié)語(yǔ)

篇6

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)計(jì) 方法

1 抗震設(shè)計(jì)思路的概述

我國(guó)結(jié)構(gòu)計(jì)算理論經(jīng)歷了經(jīng)驗(yàn)估算、容許應(yīng)力法、破損階段計(jì)算、極限狀態(tài)計(jì)算，到目前普遍采用的概率極限狀態(tài)理論等階段?，F(xiàn)行的《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2001）則采用以概率理論為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，以使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)得以符合技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的原則。概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法更科學(xué)、更合理，但該法在運(yùn)算過程中還帶有一定程度近似，只能視作近似概率法，并且僅憑極限狀態(tài)設(shè)計(jì)也很難估算建筑物的真正承載力。事實(shí)上，建筑物是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)，各種構(gòu)件以相當(dāng)復(fù)雜的方式共同工作，并非是脫離結(jié)構(gòu)體系的單獨(dú)構(gòu)件。

地震具有隨機(jī)性、不確定性和復(fù)雜性，要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)，目前是很難做到的。而建筑物本身又是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，在遭受地震作用后其破壞機(jī)理和破壞過程十分復(fù)雜。且在結(jié)構(gòu)分析方面，由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種因素，也存在著不確定性。因此，結(jié)構(gòu)工程抗震問題不能完全依賴“計(jì)算設(shè)計(jì)”解決。應(yīng)立足于工程抗震基本理論及長(zhǎng)期工程抗震經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的工程抗震基本概念，從“概念設(shè)計(jì)”的角度著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，按照結(jié)構(gòu)的破壞過程，靈活運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)構(gòu)造，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。

2 現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路及關(guān)系 在當(dāng)前抗震理論下形成的現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路，其主要內(nèi)容是：

2.1 合理選擇確定結(jié)構(gòu)屈服水準(zhǔn)的地震作用。

一般先以具有統(tǒng)計(jì)意義的地面峰值加速度作為該地區(qū)地震強(qiáng)弱標(biāo)志值（即中震的 ），再以不同的R（地震力降低系數(shù)）得到不同的設(shè)計(jì)用地面運(yùn)動(dòng)加速度（即小震的 ）來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，從而確定了結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)。

2.2 制定有效的抗震措施使結(jié)構(gòu)確實(shí)具備設(shè)計(jì)時(shí)采用的R所對(duì)應(yīng)的延性能力。

其中主要包括內(nèi)力調(diào)整措施（強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎）和抗震構(gòu)造措施?，F(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，其核心是關(guān)系，關(guān)系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。其中R為彈塑性反應(yīng)地震力降低系數(shù)，簡(jiǎn)稱地震力降低系數(shù)；而為最大非彈性反應(yīng)位移與屈服位移之比，稱為位移延性系數(shù)；T則為按彈性剛度求得的結(jié)構(gòu)自振周期。

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)下的最大位移總等于同一地面運(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(zhǎng)速度比“等位移原則”下按與R相同的比例增長(zhǎng)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)闊崮埽魅肟諝庵泻纳⒌?。我們可以進(jìn)一步以單質(zhì)點(diǎn)體系的無(wú)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(shì)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(shì)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。由此我們可以想到，在地震往復(fù)作用下，結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過程中，如果進(jìn)入屈服后狀態(tài)，將通過塑性變性能耗散掉部分地震輸給結(jié)構(gòu)的累積能量，從而減小地震反應(yīng)。同時(shí)，實(shí)際結(jié)構(gòu)存在的阻尼也會(huì)進(jìn)一步耗散能量，減小地震反應(yīng)。此外，結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性狀態(tài)后，其側(cè)向剛度將明顯小于彈性剛度，這將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)瞬時(shí)剛度的下降，自振周期加長(zhǎng)，從而減小地震作用。

3 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：

3.1 “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。

3.2 “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。

3.3 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。

這一系統(tǒng)的抗震措施理念已被世界各國(guó)所接受，但是對(duì)于耗能機(jī)構(gòu)卻出現(xiàn)了以新西蘭和美國(guó)為代表的兩種不完全相同的思路。首先，這兩種思路都是以優(yōu)先引導(dǎo)梁端出塑性鉸為前提。4 常用抗震分析方法

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們需要確定用來進(jìn)行內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)的地震作用值。通常采用底部剪力法，振型分解反應(yīng)譜法，彈性時(shí)程分析方法來計(jì)算該地震作用值，這三種方法都是彈性分析方法。其中，底部剪力法最簡(jiǎn)便，適用于質(zhì)量、剛度沿高度分布較均勻的結(jié)構(gòu)。它的大致思路是通過估計(jì)結(jié)構(gòu)的第一振型周期來確定地震影響系數(shù)，再結(jié)合結(jié)構(gòu)的重力荷載來確定總的水平地震作用，然后按一定方式分配至各層進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系則宜采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行抗震計(jì)算，它的思路是根據(jù)振型疊加原理，將多自由度體系化為一系列單自由度體系的疊加，將各種振型對(duì)應(yīng)的地震作用、作用效應(yīng)以一定方式疊加起來得到結(jié)構(gòu)總的地震作用、作用效應(yīng)。而對(duì)于特別不規(guī)則和特別重要的結(jié)構(gòu)，常常需要進(jìn)行彈性時(shí)程分析，該方法為直接動(dòng)力分析方法。以上方法主要針對(duì)結(jié)構(gòu)在地震作用下的彈性階段，保證結(jié)構(gòu)具有一定的屈服水準(zhǔn)。

對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行分析是抗震研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容，非線性時(shí)程分析，非線性靜力分析是目前常用的幾種抗震分析方法。其中針對(duì)結(jié)構(gòu)非線性反應(yīng)的非線性時(shí)程分析法（非線性動(dòng)力反應(yīng)分析），從建立在層模型或單列梁柱模型上的方法到建立在截面多彈簧模型上的方法，再到目前正在研究發(fā)展的建立在截面纖維滯回本構(gòu)規(guī)律的纖維模型法，模擬的準(zhǔn)確程度正在不斷提高。其基本思路是通過一系列數(shù)值方法建立和求解動(dòng)力方程從而得到結(jié)構(gòu)各個(gè)時(shí)刻的反應(yīng)量。但由于對(duì)地震特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特性所做的假設(shè)，其結(jié)果存在不確定性，其主要價(jià)值是用來考察地震作用下普遍的而非特定的反應(yīng)規(guī)律，以及對(duì)抗震設(shè)計(jì)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核分析，評(píng)估其抗震性能。非線性靜力分析法（pushover）是近年來得到廣泛應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)抗震能力評(píng)估的新方法。這種方法從本質(zhì)上說是一種靜力非線性計(jì)算方法，但它將反應(yīng)譜引入了計(jì)算過程和結(jié)果。其根本特征是用靜力荷載描述地震作用，在地震作用下考慮結(jié)構(gòu)的彈塑性性質(zhì)。它的基本原理和步驟是先以某種方法得到結(jié)構(gòu)在可能遭遇地震作用下所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)位移，然后對(duì)結(jié)構(gòu)施加豎向荷載的同時(shí)，將表征地震作用的一組水平靜力荷載以單調(diào)遞增的形式作用到結(jié)構(gòu)上，在達(dá)到目標(biāo)位移時(shí)停止荷載遞增，最后在荷載中止?fàn)顟B(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能評(píng)估，判斷是否可以保證結(jié)構(gòu)在該水平地震作用下滿足功能需求。

5 結(jié)語(yǔ)

從現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路提出至今，世界各國(guó)的抗震學(xué)術(shù)界和工程界又取得了許多新的成果，比如進(jìn)行了大量鋼筋混凝土構(gòu)件的抗震性能試驗(yàn)；通過迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)編制了準(zhǔn)確性更好的非線性動(dòng)力反應(yīng)程序；在設(shè)計(jì)方法上也不再拘泥于以前單一的基于力的傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)方法，開始嘗試基于性能和位移的新的抗震設(shè)計(jì)理念。在這樣的環(huán)境中，我國(guó)的抗震設(shè)計(jì)思路也應(yīng)該在完善自身不足的同時(shí)，不斷向前發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]薛素鐸，趙均等.建筑抗震設(shè)計(jì). 北京：科學(xué)出版社，2003

篇7

關(guān)鍵詞：高層建筑、結(jié)構(gòu)抗震、優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工

引言

當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)一直以來都是施工項(xiàng)目當(dāng)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。在實(shí)踐的工作當(dāng)中不僅應(yīng)當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)性的原則進(jìn)行分析，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)充分的結(jié)合當(dāng)前行業(yè)之內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和設(shè)計(jì)的理念等進(jìn)性分析，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)之中的常見問題進(jìn)行綜合性的研究，以更好的明確技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和方向。

1.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的規(guī)范和內(nèi)容分析

明確高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和規(guī)范對(duì)于后續(xù)工作的順暢開展有著重大的意義，所以還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)的加強(qiáng)對(duì)此環(huán)節(jié)內(nèi)容的分析。

我國(guó)現(xiàn)行抗震規(guī)范要求高層建筑的抗震計(jì)算主要是在多遇地震作用下，按反應(yīng)譜理論計(jì)算地震作用，用彈性方法計(jì)算內(nèi)力及位移，并用極限狀態(tài)方法設(shè)計(jì)構(gòu)件。隨著當(dāng)前人們生活水準(zhǔn)的不斷提升，在城市范圍之內(nèi)人口的密度也呈現(xiàn)出了不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。所以，在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境影響之下高層的建筑逐步成為了人們物質(zhì)生活之中的主要組成部分，并且也逐步成為了商業(yè)化、工業(yè)化以及城市化發(fā)展的主要標(biāo)志。但是需要注意的是，在高層設(shè)計(jì)之中抗震概念設(shè)計(jì)相當(dāng)關(guān)鍵，其可以幫助建筑的設(shè)計(jì)施工單位更好的掌握和控制其中存在的不確定性和復(fù)雜性，很好的對(duì)其中的相關(guān)參數(shù)和特性加以判定，同時(shí)對(duì)工作的主要方向和應(yīng)當(dāng)遵循的原則等進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，這一點(diǎn)是當(dāng)前城市建筑設(shè)計(jì)工作的主要發(fā)展方向，同時(shí)也是今后工作的主要難點(diǎn)。詳細(xì)的分析高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，同時(shí)對(duì)工作的主要方向和應(yīng)當(dāng)遵循的原則等進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，旨在以此為基礎(chǔ)更好的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的改良。在今后還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的深入分析，旨在以此為基礎(chǔ)更好的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的改良。所以廣大技術(shù)人員和施工人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)分析。以更好的實(shí)現(xiàn)相關(guān)事業(yè)的改革。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則

在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)之中首先應(yīng)當(dāng)保證設(shè)計(jì)工作有著足夠的穩(wěn)定性和承載力，同時(shí)對(duì)建筑施工的剛度等進(jìn)行嚴(yán)格的分析，對(duì)施工設(shè)計(jì)的延展星等進(jìn)行研究，同時(shí)嚴(yán)格的遵循強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件等原則，更好的對(duì)其中的薄弱部位進(jìn)行處理，進(jìn)而采取恰當(dāng)?shù)拇胧┯行У脑鰪?qiáng)建筑結(jié)構(gòu)自身的抗震能力和抗震水準(zhǔn)。

選擇對(duì)于建筑抗震有利的地基，相當(dāng)關(guān)鍵，同時(shí)也是高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用過程之中的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。在今后還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)抗震概念設(shè)計(jì)的深入分析，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中應(yīng)當(dāng)全面的注重房屋的高度、建筑設(shè)計(jì)的布局形式、場(chǎng)地設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)的資源條件、周邊的環(huán)境情況、材料等方面的因素等，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)注重其中地基以及施工方面的影響因素，注重技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的雙重結(jié)合。以更好的確定今后的設(shè)計(jì)方向。針對(duì)建筑自身結(jié)構(gòu)和布局形式的確定還應(yīng)當(dāng)全面的遵循力學(xué)的對(duì)成型，遵循其中的原則。避免在出現(xiàn)地震等不良情況之時(shí)出現(xiàn)剪切破壞等嚴(yán)重的狀況。此外還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)表層土質(zhì)的覆蓋性，這一點(diǎn)對(duì)于減少地震的作用影響力也有著巨大的意義。在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)之中，應(yīng)當(dāng)盡可能的選擇一些中硬土的場(chǎng)地，很好的對(duì)其中的相關(guān)參數(shù)和特性加以判定，并且避免出現(xiàn)諸如地基實(shí)效、地層錯(cuò)位以及滑坡等嚴(yán)重的情況。當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)相當(dāng)關(guān)鍵，其施工的技術(shù)意義也相當(dāng)?shù)拿黠@，進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)之時(shí)還應(yīng)當(dāng)盡量的避免其中不利的場(chǎng)地因素和施工條件，這一點(diǎn)是當(dāng)前城市建筑設(shè)計(jì)工作的主要發(fā)展方向，在施工的開展過程之中還應(yīng)當(dāng)采取相對(duì)應(yīng)的措施和技術(shù)，詳細(xì)的分析高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，以更好的降低地震所帶來的不良影響，減少地震對(duì)于整個(gè)施工所產(chǎn)生的危害性。

3.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)常見問題和對(duì)策

根據(jù)上文針對(duì)當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容以及規(guī)范原則等進(jìn)行分析，可以明確今后工作的重點(diǎn)和方向。下文將針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)之中的常見問題和優(yōu)化改良的主要對(duì)策等進(jìn)行研究，旨在更好的解決施工技術(shù)當(dāng)中的難點(diǎn)，進(jìn)一步的促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的綜合提升。

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)，而且效果不大，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?，F(xiàn)在許多專家學(xué)者提出，現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度己不能適應(yīng)國(guó)情的需要，認(rèn)為我國(guó)“取用了可能是世界上最低的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度”并主張“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度水平應(yīng)該大幅度提高”。 總的來講，當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)相當(dāng)關(guān)鍵，其施工的技術(shù)意義也相當(dāng)?shù)拿黠@，一方面可以保證建筑在不良的環(huán)境和地質(zhì)條件之下可以維持自身的穩(wěn)定性，同時(shí)還可以使得整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)和合理。所以廣大技術(shù)人員和施工人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)分析。

科學(xué)的布局形式對(duì)于保證高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)和效益相當(dāng)關(guān)鍵。在實(shí)踐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中應(yīng)當(dāng)充分的結(jié)合場(chǎng)地的需求和標(biāo)準(zhǔn)，在其中及時(shí)并且恰當(dāng)?shù)囊胂嚓P(guān)規(guī)則，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)保證政策和思想的完善性，另外還應(yīng)當(dāng)注重質(zhì)量中心的重合，在地震發(fā)生之時(shí)，最為關(guān)鍵的一點(diǎn)是建筑自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，不至于使得建筑在地震的作用之下出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的情況。所以，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)和提升。詳細(xì)的分析高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和主導(dǎo)的思想方向等進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，在進(jìn)行建筑立面設(shè)計(jì)之時(shí)，則應(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)變化性的階梯梯形，盡量的降低和減少房屋的重心，所以，在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用過程之中應(yīng)當(dāng)注重上述的原則，保證建筑在不良的環(huán)境和地質(zhì)條件之下可以維持自身的穩(wěn)定性，旨在以此為基礎(chǔ)更好的實(shí)現(xiàn)相關(guān)事業(yè)的改革，以更好的從根本上保證設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和可靠性。

在施加的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中還應(yīng)當(dāng)在設(shè)防烈度之下采用彈性的設(shè)計(jì)方式，并且加強(qiáng)抗震措施和政策的制定，進(jìn)而加強(qiáng)整個(gè)抗震構(gòu)造的科學(xué)性以及合理性，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)和合理。以更好的保證建筑結(jié)構(gòu)自身的安全性和穩(wěn)定。

4.結(jié)束語(yǔ)

總而言之加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)水準(zhǔn)意義重大，在實(shí)踐的工作當(dāng)中不僅應(yīng)當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)性的原則進(jìn)行分析，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)充分的結(jié)合當(dāng)前行業(yè)之內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和設(shè)計(jì)的理念等進(jìn)性分析，綜上所述，根據(jù)對(duì)當(dāng)前現(xiàn)代化的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)重點(diǎn)和難點(diǎn)等進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，從實(shí)際的角度著手對(duì)設(shè)計(jì)的思想理念和應(yīng)當(dāng)遵循的原則等進(jìn)行綜合性的研究，旨在以此為基礎(chǔ)更好的實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)計(jì)工作的改革和創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

[1]吳輝琴，劉齊茂，劉巖. 在強(qiáng)烈地震作用下建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 建筑科學(xué). 2009（04）.

篇8

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

1 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(wú)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)。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(shì)，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(wú)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)將在一系列控制部位進(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)到足夠的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。

2 現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路及關(guān)系

在當(dāng)前抗震理論下形成的現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路，其主要內(nèi)容是：

2.1 合理選擇確定結(jié)構(gòu)屈服水準(zhǔn)的地震作用

一般先以一具有統(tǒng)計(jì)意義的地面峰值加速度作為該地區(qū)地震強(qiáng)弱標(biāo)志值（即中震的 ），再以不同的R（地震力降低系數(shù)）得到不同的設(shè)計(jì)用地面運(yùn)動(dòng)加速度（即小震的 ）來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，從而確定了結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)。

2.2 制定有效的抗震措施使結(jié)構(gòu)確實(shí)具備設(shè)計(jì)時(shí)采用的R所對(duì)應(yīng)的延性能力

其中主要包括內(nèi)力調(diào)整措施（強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎）和抗震構(gòu)造措施?，F(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，其核心是關(guān)系，關(guān)系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。其中R為彈塑性反應(yīng)地震力降低系數(shù)，簡(jiǎn)稱地震力降低系數(shù)；而為最大非彈性反應(yīng)位移與屈服位移之比，稱為位移延性系數(shù)；T則為按彈性剛度求得的結(jié)構(gòu)自振周期。

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)下的最大位移總等于同一地面運(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(zhǎng)速度比“等位移原則”下按與R相同的比例增長(zhǎng)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(wú)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(shì)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(shì)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。由此我們可以想到，在地震往復(fù)作用下，結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過程中，如果進(jìn)入屈服后狀態(tài)，將通過塑性變性能耗散掉部分地震輸給結(jié)構(gòu)的累積能量，從而減小地震反應(yīng)。同時(shí)，實(shí)際結(jié)構(gòu)存在的阻尼也會(huì)進(jìn)一步耗散能量，減小地震反應(yīng)。此外，結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性狀態(tài)后，其側(cè)向剛度將明顯小于彈性剛度，這將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)瞬時(shí)剛度的下降，自振周期加長(zhǎng)，從而減小地震作用。

3 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：

3.1 “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。

3.2 “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。

3.3 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。

這一系統(tǒng)的抗震措施理念已被世界各國(guó)所接受，但是對(duì)于耗能機(jī)構(gòu)卻出現(xiàn)了以新西蘭和美國(guó)為代表的兩種不完全相同的思路。首先，這兩種思路都是以優(yōu)先引導(dǎo)梁端出塑性鉸為前提。

4 常用抗震分析方法

伴隨著抗震理論的發(fā)展，各種抗震分析方法也不斷出現(xiàn)在研究和設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們需要確定用來進(jìn)行內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)的地震作用值。通常采用底部剪力法，振型分解反應(yīng)譜法，彈性時(shí)程分析方法來計(jì)算該地震作用值，這三種方法都是彈性分析方法。其中，底部剪力法最簡(jiǎn)便，適用于質(zhì)量、剛度沿高度分布較均勻的結(jié)構(gòu)。它的大致思路是通過估計(jì)結(jié)構(gòu)的第一振型周期來確定地震影響系數(shù)，再結(jié)合結(jié)構(gòu)的重力荷載來確定總的水平地震作用，然后按一定方式分配至各層進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系則宜采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行抗震計(jì)算，它的思路是根據(jù)振型疊加原理，將多自由度體系化為一系列單自由度體系的疊加，將各種振型對(duì)應(yīng)的地震作用、作用效應(yīng)以一定方式疊加起來得到結(jié)構(gòu)總的地震作用、作用效應(yīng)。而對(duì)于特別不規(guī)則和特別重要的結(jié)構(gòu)，常常需要進(jìn)行彈性時(shí)程分析，該方法為直接動(dòng)力分析方法。以上方法主要針對(duì)結(jié)構(gòu)在地震作用下的彈性階段，保證結(jié)構(gòu)具有一定的屈服水準(zhǔn)。

對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行分析是抗震研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容，非線性時(shí)程分析，非線性靜力分析是目前常用的幾種抗震分析方法。其中針對(duì)結(jié)構(gòu)非線性反應(yīng)的非線性時(shí)程分析法（非線性動(dòng)力反應(yīng)分析），從建立在層模型或單列梁柱模型上的方法到建立在截面多彈簧模型上的方法，再到目前正在研究發(fā)展的建立在截面纖維滯回本構(gòu)規(guī)律的纖維模型法，模擬的準(zhǔn)確程度正在不斷提高。其基本思路是通過一系列數(shù)值方法建立和求解動(dòng)力方程從而得到結(jié)構(gòu)各個(gè)時(shí)刻的反應(yīng)量。但由于對(duì)地震特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特性所做的假設(shè)，其結(jié)果存在不確定性，其主要價(jià)值是用來考察地震作用下普遍的而非特定的反應(yīng)規(guī)律，以及對(duì)抗震設(shè)計(jì)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核分析，評(píng)估其抗震性能。非線性靜力分析法（pushover）是近年來得到廣泛應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)抗震能力評(píng)估的新方法。這種方法從本質(zhì)上說是一種靜力非線性計(jì)算方法，但它將反應(yīng)譜引入了計(jì)算過程和結(jié)果。其根本特征是用靜力荷載描述地震作用，在地震作用下考慮結(jié)構(gòu)的彈塑性性質(zhì)。它的基本原理和步驟是先以某種方法得到結(jié)構(gòu)在可能遭遇地震作用下所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)位移，然后對(duì)結(jié)構(gòu)施加豎向荷載的同時(shí)，將表征地震作用的一組水平靜力荷載以單調(diào)遞增的形式作用到結(jié)構(gòu)上，在達(dá)到目標(biāo)位移時(shí)停止荷載遞增，最后在荷載中止?fàn)顟B(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能評(píng)估，判斷是否可以保證結(jié)構(gòu)在該水平地震作用下滿足功能需求。

篇9

關(guān)鍵詞：異形柱；框架―剪力墻結(jié)構(gòu)；抗震性能

Abstract: the special-shaped columns frame-shear wall structure because of its space to decorate the advantages and flexible superior, the seismic performance, in the high-level building in a wide range of applications, this paper discusses the seismic design and performance it is reviewed.

Keywords: special-shaped columns; Frame-shear wall structure; Seismic performance

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

前言：近年來，在中高層民用建筑（特別是住宅建筑）結(jié)構(gòu)體系中，異形柱框架―剪力墻結(jié)構(gòu)將建筑美觀和使用功能的靈活性有機(jī)地結(jié)合起來，以其較好的經(jīng)濟(jì)效益、較佳的建筑功能、優(yōu)越的抗震性能得到了廣泛使用。

一、異形柱框架―剪力墻結(jié)構(gòu)性能分析

異形柱框架―剪力墻結(jié)構(gòu)為框架―剪力墻結(jié)構(gòu)的特殊形式，其柱截面的肢厚不應(yīng)小于200mm,肢高不應(yīng)小于500mm。填充墻要求采用輕質(zhì)高效的墻體材料，不僅改善了建筑的保溫、隔熱性能，節(jié)約能源消耗，還能減輕結(jié)構(gòu)自重，有利于節(jié)約基礎(chǔ)建設(shè)投資，有利于減少結(jié)構(gòu)的地震作用。異形柱框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系是在異形柱框架結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，布置一定數(shù)量的剪力墻，或?qū)⒓袅胁贾糜跇菍与娞蓍g的周圍形成筒體，能夠增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能，異型柱的受力性能比較復(fù)雜，異型柱為抗震的薄弱構(gòu)件；但作為框架―剪力墻結(jié)構(gòu)，本身具有兩道抗震防線，剪力墻受力明確，變形能力較好，且剪力墻的縱向剛度大，按等剛度分配的原則，則剪力墻承擔(dān)較大的地震荷載，設(shè)計(jì)時(shí)，除了滿足計(jì)算，方案要考慮周全以外，還應(yīng)滿足相應(yīng)的構(gòu)造措施，注重延性設(shè)計(jì)。

二、異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的幾個(gè)重要問題

（一）強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案

異形柱結(jié)構(gòu)在方案階段的抗震概念設(shè)計(jì)尤為重要，其首要問題就是選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和確定可靠的傳力途徑。在小高層建筑中宜采用異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻作為第一道抗震防線，異形柱框架作為第二道防線，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震能力。結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向抗側(cè)力體系，結(jié)構(gòu)平面形狀宜規(guī)則、對(duì)稱，結(jié)構(gòu)在主軸的兩個(gè)方向的動(dòng)力特性宜相近，在樓梯間和電梯間應(yīng)合理地布置剪力墻或一般框架柱，盡量使結(jié)構(gòu)的質(zhì)心和剛心重合，避免虛假對(duì)稱的結(jié)構(gòu)平面并加強(qiáng)結(jié)構(gòu)周邊的抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)可能導(dǎo)致的嚴(yán)重震害?？蚣芸v橫柱網(wǎng)軸線宜分別對(duì)齊拉通以形成完整的框架，柱截面肢厚中心線宜與框架梁中心線及剪力墻中心線對(duì)齊，盡量避免由于二者中心線偏移對(duì)受力帶來的不利影響。

抗震設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)兩主軸方向均應(yīng)布置剪力墻且剪力墻的間距不宜過大，當(dāng)剪力墻之間的樓板有較大開洞時(shí)，間距應(yīng)適當(dāng)減小，否則，在側(cè)向力作用下不能保證樓蓋的平面剛度，削弱對(duì)樓板的約束能力而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際結(jié)構(gòu)不符。對(duì)異形柱結(jié)構(gòu)中處于受力不利部位的異形柱，例如結(jié)構(gòu)平面柱網(wǎng)軸線斜交處及平面凹進(jìn)不規(guī)則等部位，可采用一般框架柱，以改善結(jié)構(gòu)的整體受力性能。結(jié)構(gòu)體系沿豎向的剛度變化應(yīng)均勻，避免過大的外挑和內(nèi)收，造成結(jié)構(gòu)的剛度突變，產(chǎn)生薄弱層塑性變形集中現(xiàn)象。

（二）注重延性設(shè)計(jì)

a、控制軸壓比

對(duì)于框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，柱子的延性對(duì)于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起著十分重要的作用，且軸壓比又是影響砼柱延性的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，柱的側(cè)移延性比隨著軸壓比的增大而急劇下降，因異形柱結(jié)構(gòu)剪力中心與截面形心不重合，剪應(yīng)力使砼柱肢先于普通矩形壓剪構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，產(chǎn)生腹剪破壞，導(dǎo)致異形柱脆性明顯，延性普遍低于矩形柱，因而對(duì)異形柱的軸壓比要嚴(yán)格控制。

對(duì)于L形、T形及十字形截面雙向壓彎柱，截面曲率延性比不僅與軸壓比、配箍特征值有關(guān)，而且彎矩作用方向角有極重要的影響。另外，控制箍筋間距與縱筋直徑之比s/d不要太大，推遲縱筋壓曲也是保證異形柱截面延性需要的重要因素。異形柱在不同軸壓比時(shí)柱端加密區(qū)對(duì)箍筋最小配箍特征值的要求，以保證異形柱在不利彎矩作用方向角域時(shí)也具有足夠的延性。《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》表6.2.9中異形柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小配箍特征值所示，與矩形柱的最小配箍特征值有著較大的差異。

為了保證異形柱結(jié)構(gòu)的延性要求，在抗震設(shè)計(jì)中，保證柱滿足軸壓比的要求，就必須滿足以下條件：一是應(yīng)優(yōu)化柱網(wǎng)布置，合理分配柱的負(fù)載范圍，一般柱網(wǎng)尺寸取4―6m較優(yōu)；二是提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí),同時(shí)有利于提高節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪；三是保證柱有足夠大的截面尺寸，在不影響建筑美觀的前提下，建議加厚柱肢，也有利于解決肢厚過薄而造成的粘結(jié)強(qiáng)度不足及節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋設(shè)置的困難；四是控制建筑高度，降低底層異形柱的軸力。箍筋直徑越大，加密區(qū)間距越小，軸壓比越可放寬，這是因?yàn)樘岣吲涔柯士梢栽黾又拥难有?，也可有效增加異形柱的抗剪承載力。在高軸壓比的情況下，增加箍筋用量對(duì)提高柱的延性作用已很小，故設(shè)計(jì)時(shí)一般控制柱子的軸壓比。

b、考慮地震作用方向?qū)Ξ愋沃孛娉休d力的影響

等肢T形截面有2根對(duì)稱軸，等肢L形截面有1根對(duì)稱軸，而不等肢L形截面沒有對(duì)稱軸。由截面的幾何特征可知，等肢T形截面柱的00和9O0形心方向軸與等肢L形截面柱的450和1350形心方向軸分別是各自的強(qiáng)軸和弱軸，慣性矩分別為最大和最小值。而截面慣性矩近似反映其剛度的大小，所以與矩形柱結(jié)構(gòu)相比，T形、L形柱在不同的方向上的剛度差異較大。且水平地震作用是按抗側(cè)剛度分配，由于不同方向各個(gè)柱之間的剛度相對(duì)比例不同，所分配的地震作用也就有比較大的差別。因此，地震作用的方向角對(duì)異形柱的雙偏壓正截面承載力有重要影響。當(dāng)異形柱結(jié)構(gòu)中混合使用等肢異形柱與不等肢異形柱時(shí)，則差異情況更為復(fù)雜。但由于6度、7度(0.10 g)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，異形柱的截面設(shè)計(jì)一般是由構(gòu)造配筋控制，所以《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.2.4條第1款規(guī)定：“一般情況下，應(yīng)允許在結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，各方向的水平地震作用應(yīng)由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)，7度(0.15 g)及8度(0.20 g)時(shí)尚應(yīng)對(duì)與主軸成450方向進(jìn)行補(bǔ)充驗(yàn)算?！?/p>

（三）對(duì)軸壓比較大的異形柱增設(shè)暗柱

帶暗柱異形柱與普通異形柱相比，承載力及延性和耗能能力顯著提高，因此其抗震能力有較大提高，帶暗柱異形柱塑性鉸域高度較高，在破壞過程中暗柱有明顯的鋼筋混凝土核芯束的力學(xué)特征。在塑性鉸發(fā)展過程中，暗柱縱筋也從屈服發(fā)展到極限變形狀態(tài)，充分發(fā)揮了其抗力作用。

異形柱中暗柱尺寸一個(gè)方向?yàn)橹穸?，另一方向宜取柱肢厚度?．5～1．0倍，暗柱縱筋直徑宜等于異形柱受力縱筋直徑或取用小一號(hào)的直徑，異形柱全部縱向受力鋼筋的配筋率，非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于4%；抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于3%。暗柱箍筋加密區(qū)宜與柱端箍筋加密區(qū)一致。箍筋直徑及間距宜與柱端箍筋直徑及間距相同，異形柱(含暗柱)箍筋加密區(qū)的箍筋最小配箍特征值，可按《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ149-2006)表6.2.9中的數(shù)值取值，異形柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑可按表6.2.10中的數(shù)值取值。

總之，相對(duì)于其他框架一剪力墻結(jié)構(gòu)而言，異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的地震作用增加幅度不太，但其側(cè)移明顯降低，故其綜合抗震性能還是理想的，只要將上述設(shè)計(jì)要點(diǎn)控制好了，做到符合相關(guān)規(guī)范和要求，一定能更好的將異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用于人們生活中。

參考文獻(xiàn)：

篇10

【關(guān)鍵詞】抗震設(shè)計(jì)， 概念設(shè)計(jì) ，抗震計(jì)算， 構(gòu)造措施

【 abstract 】 in China earthquake occurred frequently in recent years. The earthquake is one kind has not forecast, destroyed the characteristics such as natural phenomenon, so as far as possible in the engineering of the reduction of earthquake damage is very important. Building structure seismic design includes concept design, calculation of design and construction measures three aspects of content.

【 key words 】 aseismic design, concept design, earthquake-resistant calculation, structural measures

中圖分類號(hào)：TU591文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

近些年建筑結(jié)構(gòu)抗震相關(guān)理論研究得到了不斷的發(fā)展，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思路也發(fā)生了較大的改變。發(fā)展的過程有：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，而且給結(jié)構(gòu)賦予了一定的非彈性變形性能力的“耗”的一系列轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)包含概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算及構(gòu)造措施三個(gè)層次的內(nèi)容。

一、抗震概念設(shè)計(jì)

（1）概念設(shè)計(jì)的含義

概念設(shè)計(jì)一般是指不經(jīng)過數(shù)值計(jì)算，尤其是在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，根據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系和分體系之間的力學(xué)關(guān)系、震害、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、試驗(yàn)現(xiàn)象與工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)思想，從整體上確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。概念性近似估算方法有其自身的優(yōu)勢(shì)：可以在建筑設(shè)計(jì)的方案階段迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較、選擇，便于進(jìn)行手算。根據(jù)上述方法得到的方案概念清晰、定性正確，具有較好的經(jīng)濟(jì)可靠性能，可以減少后期設(shè)計(jì)階段一些不必要的繁瑣運(yùn)算。

（2）概念設(shè)計(jì)的重要性

概念設(shè)計(jì)比抗震計(jì)算更具有決定性,因?yàn)檫€沒有掌握地震和地面運(yùn)動(dòng)的不確定性與復(fù)雜性及對(duì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜影響。而且，當(dāng)前結(jié)構(gòu)地震計(jì)算理論還不能充分反映地震時(shí)結(jié)構(gòu)反應(yīng)與破壞的復(fù)雜過程。

所以僅依據(jù)抗震計(jì)算結(jié)果做出的抗震設(shè)計(jì)有時(shí)是片面的,甚至是不安全的。

（3）概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用與發(fā)展

概念設(shè)計(jì)思想的運(yùn)用可以拓寬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路。傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)似乎只關(guān)注如何提高結(jié)構(gòu)抗力，這會(huì)造成混凝土的等級(jí)越用越高，配筋量越來越大，造價(jià)越來越高。往往結(jié)構(gòu)工程師只注意到不超過最大配筋率，所以使得肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)到處可見。以抗震設(shè)計(jì)為例，計(jì)算結(jié)構(gòu)的剛度一般是按照初定的尺寸、混凝土的等級(jí)，再根據(jù)結(jié)構(gòu)剛度算出地震力，然后計(jì)算配筋量?？墒强偹苤?，結(jié)構(gòu)剛度越大，地震作用效應(yīng)越大，配筋越多，剛度越大，地震力就會(huì)越強(qiáng)。所以為抵御地震而配的鋼筋，增加了結(jié)構(gòu)的剛度，但是卻增強(qiáng)了地震作用的效應(yīng)，因此要考慮降低作用效應(yīng)。在當(dāng)前的抗震設(shè)計(jì)中一個(gè)很好的例子是隔震消能。隔震消能是在基礎(chǔ)和主體之間設(shè)柔性隔震層；增設(shè)消能支撐；有的是在建筑物頂部裝一個(gè)“反擺”， 地震時(shí)反擺的位移方向和建筑物頂部的位移正好相反，加大了建筑物的振動(dòng)阻尼，降低加速度，使建筑物的位移減少，從而降低地震作用效應(yīng)。合理設(shè)計(jì)可以使地震作用效降低到60%，提高了屋內(nèi)物品的安全性。國(guó)內(nèi)外正全面地對(duì)這一研究進(jìn)行深入的開展。日本已經(jīng)將該研究成果廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中，并且取得了良好的適用和經(jīng)濟(jì)效果。

很多結(jié)構(gòu)工程師已經(jīng)接受了概念設(shè)計(jì)的思想，而且它在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮的作用將會(huì)越來越大。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也相應(yīng)提出了更高的設(shè)計(jì)要求。目前要做的是使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、適用、經(jīng)濟(jì)、可靠。

二、抗震計(jì)算

結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算可分為兩部分，即地震作用計(jì)算和結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算。

(1)地震作用計(jì)算

通常情況下，要允許在建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用而且要進(jìn)行抗震驗(yàn)算, 該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)各個(gè)方向的水平地震作用。如果結(jié)構(gòu)有斜交抗側(cè)力構(gòu)件，當(dāng)其相交角度大于15°的時(shí)候, 要分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。如果結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與剛度分布明顯不對(duì)稱，要將雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響計(jì)入。對(duì)于其他的情況，允許采用調(diào)整地震作用效應(yīng)的方法計(jì)入扭轉(zhuǎn)影響。對(duì)于8度、9度時(shí)的大跨度結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)以及9度時(shí)的高層建筑要計(jì)算它們的豎向地震作用。結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的基本方法是底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法，時(shí)程分析法作為補(bǔ)充計(jì)算方法。對(duì)特別不規(guī)則、特別重要的以及較高的高層建筑才要求采用時(shí)程分析法。

抗震計(jì)算方法的采用要符合以下的要求：

①可以采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法的結(jié)構(gòu)有：高度不超過40m,以剪切變形為主而且質(zhì)量與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)。②要采用時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算的結(jié)構(gòu)有：甲類建筑與烈度、不規(guī)則的建筑、場(chǎng)地內(nèi)限定高度范圍的高層建筑，可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值和振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。

(2)結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算

多遇地震下的抗震變形驗(yàn)算：

要進(jìn)行多遇地震下的抗震變形驗(yàn)算的各類結(jié)構(gòu)的樓層內(nèi)最大彈性層間位移要符合下式要求:

Ue≤[Qe]h

罕遇地震下的抗震變形驗(yàn)算：

要進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)有以下幾種:7～9度時(shí)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)不大于0.5的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu);8度III、Ⅳ類場(chǎng)地與9度時(shí),高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架; 采用隔震與消能減震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)；高度不小于150m的鋼結(jié)構(gòu);甲類建筑與9度時(shí)乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)。

要進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)有: 7度III、Ⅳ類場(chǎng)地與8度時(shí)乙類建筑中的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu); 板柱、抗震墻結(jié)構(gòu)與底部框架磚房;高度小于150m的高層鋼結(jié)構(gòu)；屬于豎向不規(guī)則并且類型烈度、場(chǎng)地內(nèi)限定高度范圍的高層建筑結(jié)構(gòu)。

三、抗震構(gòu)造措施

（1）混凝土結(jié)構(gòu)

主要從以下幾方面考慮混凝土結(jié)構(gòu)的抗震：控制承重柱軸壓比;最小配筋率的要求;限制鋼筋砼構(gòu)件截面的高寬比;在填充結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉結(jié)筋,對(duì)于較長(zhǎng)的填充墻要設(shè)置構(gòu)造柱、芯柱、角柱、短柱箍筋進(jìn)行全高加密,剪力墻底部要設(shè)置加強(qiáng)區(qū)等。

（2）磚混結(jié)構(gòu)

磚混結(jié)構(gòu)可以采用的措施：加設(shè)圈梁，圈梁可以增強(qiáng)房屋的整體性，提高房屋的抗震能力；加設(shè)構(gòu)造柱，構(gòu)造柱可以和圈梁一起形成封閉骨架，從而提高砌體結(jié)構(gòu)的抗震能力，通常將圈梁增設(shè)在外墻轉(zhuǎn)角，內(nèi)外墻交接處與樓梯間的四角處；加設(shè)墻體加固，一般采用把磚砌體的粉刷抹灰去掉，在砌體外側(cè)抹高標(biāo)號(hào)水泥砂漿或布置鋼筋網(wǎng)灰砂漿，以此來提高砌體的水平承載力。

四、結(jié)語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)完整、系統(tǒng)的概念, 抗震設(shè)計(jì)從概念設(shè)計(jì)到建筑的構(gòu)造措施貫穿了整個(gè)過程。同時(shí)建筑物的抗震設(shè)計(jì)是衡量建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合要求的重要指標(biāo)。因此準(zhǔn)確、合理的運(yùn)用不同的抗震設(shè)計(jì)方法對(duì)工程項(xiàng)目是至關(guān)重要的。

參考文獻(xiàn)

[1]郝婷.淺談結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思想的發(fā)展[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊.2011(3).