導語：如何才能寫好一篇建筑結構抗震設計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1．1合理的選址在建筑結構抗震水平設計中，合理的選址是最基本的先決條件。為了保證選址的正確、合理性，我國政府部門已經(jīng)出臺了《中華人民共和國減災抗震法》等法律條文，其中明確規(guī)定“對于有可能發(fā)生的重大建設性工程以及次生災害進行嚴格的地震安全指標評價，按照地震安全評價結果，明確相關建筑物的抗震設防要求，并對其進行分別設防”。建筑結構的設防標準根據(jù)其實際質量可分為四個標準，其中:甲類:地震時間或大型建筑工程可能發(fā)生的次生建筑類災害;乙類:地震中不能中斷使用功能，且必須要逐步恢復的建筑類型;丙類:除甲、乙兩類建筑外的其他普通建筑類型;丁類:抗震級別相對較低的建筑。根據(jù)對相關法規(guī)的分析，在進行建筑物結構設計時，必須要選擇對建筑有利的場地，避免在不利地段建設大型民用建筑，以防止地震破壞隱患的出現(xiàn)。對于一些軟基地段，也必須要進行充分的處理，才能夠進行合適的建筑設計。另外對于地震可能引起的次生災害問題，也必須要予以正確的處理，進一步保證選址的正確性。

1．2科學的設計當?shù)卣鸢l(fā)生時，不同的建筑結構所受到的地震影響是不同的，為了最大限度降低地震災害的影響，建筑設計人員在抗震設計環(huán)節(jié)中，要根據(jù)當?shù)氐囟蔚膶嶋H情況來進行建筑結構的選擇。目前，我國常用的鵝建筑結構可以分為“鋼筋混凝土結構”、“砌體結構”、“鋼混結構”和“鋼結構”四種類型。通過對四種結構的比較分析得出，鋼筋混凝土結構的抗震能力相對較強，因為其自身具有較好的柔韌性，所以當建筑物因地震災害而出現(xiàn)應力變形時，鋼筋混凝土結構能夠依靠自身良好的承載力對其進行一定程度的控制，這是其它三種結構所不具備的優(yōu)勢。近年來，高層建筑建設的增多，大大增大了其在地震災害影響下的水平位移和抗側移剛度，這在無形之中就加大了地震災害的影響，為了避免地震災害影響程度的增大，在設計和審核高層建筑抗震設計時，必須要考慮結構的側移度。

1．3堅實的質量地震作為破壞性超強的自然災害，想要最大限度降低其對建筑的破壞，保證建筑設計堅實的質量是最基本的防護措施。相比較而言，我國建筑設計水平發(fā)展較為緩慢，在地震設計方面也存在不夠合理的情況，這使得很多建筑結構都出現(xiàn)了地震安全隱患，過大的自身重量也加大了地震危害。為了保證建筑結構抗震水平，必須要在建筑抗震設計環(huán)節(jié)中科學的運用抗震理論，根據(jù)相關設計原則，利用有效措施來提高建筑結構的可靠性與安全性。

2實現(xiàn)建筑結構抗震水平設計的措施

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

2．2機敏減震支撐體系機敏減震支撐體系是集成現(xiàn)代科技技術的防震系統(tǒng)，其利用活塞運動的原理，對建筑結構進行設計。在地震災害發(fā)生時，保證建筑結構中的內(nèi)、外鋼能夠通過不斷的滑動來消減地震的破壞力，減輕震力破壞和消耗地震作用力的傳導。目前，這項技術還在不斷的研究和完善當中，相信其很快就能夠實現(xiàn)有效的應用，為建筑抗震設計水平的提升做出貢獻。

2．3效能減震技術應用效能減震是實現(xiàn)對地震所產(chǎn)生動能的消耗，來減輕地震能的傳導大小，從而降低其對建筑物的破壞程度。目前，在此技術方面一般采用消能器和阻尼器，兩種器械都能夠實現(xiàn)地震能量的有效消耗和吸收，減小震力對建筑主體的破壞，以達到對建筑主體結構安全、穩(wěn)性定的保護。目前，效能減震技術在我國建筑防震設計中得到了有效的應用，其在新建筑的防震設計和舊建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。

3總結

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【關鍵詞】建筑結構；抗震概念；實際設計；理解

地震是一種破壞力較強的自然災害，主要損害建筑結構，進而導致承重構件或地基失去作用?，F(xiàn)階段，人們還不能深入的認識到地震的損壞機理，直接影響了抗震計算的精確性。概念設計是一種指導總體方案開展的方法，良好的概念設計不僅給日后建筑工程結構計算及工程造價等奠定基礎，同時還實現(xiàn)了抗震設計的目的，具有較廣的應用意義，必須及時進行分析。

1.建筑抗震設計

目前隨著經(jīng)濟的發(fā)展，抗震結構設計已經(jīng)呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢，可利用基于性能結構抗震現(xiàn)場理論、材料抗震模糊可靠度等方法進行建筑抗震設計。但是建筑地震災害依然在反復發(fā)作，雖然很多建筑設計師已經(jīng)認識到以上技術的局限性，但是由于建筑結構還會受到地形、規(guī)劃、工程造價、施工技術等多方面因素影響，導致“概念設計”開始被人們重視起來，并加大了對其的研究。概念設計不僅完善了建筑結構，同時綜合全面的分析了地震所產(chǎn)生的影響，掌握了地質活動破壞機制，并可以綜合全面的了解抗震設計規(guī)范與準則，在長期實踐中還可以不斷提升建筑結構的抗震水平。

2.建筑結構抗震概念設計遵循的原則

2.1建筑選址并確定地基穩(wěn)定條件

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

2.2選擇有利于建筑的立面或平面

為了避免地震發(fā)生時產(chǎn)生應力集中、扭曲或塑性變形等問題，要求建筑平、立面必須合理設置，一般要求建筑物的平、立面布置對稱，同時質量和剛度均勻，盡量避免樓蓋錯層。實際操作中可從兩反面操作，一方面，不設抗震逢，對建筑物進行結構抗震分析，了解局部應力和變形集中及扭轉等的影響，并采取加強措施進行處理。另一方面，設置抗震縫，將建筑物劃分為很多結構單元，可結合抗震設防強度、材料種類、結構型號及單位布置，并留有足夠的寬度，要求伸縮縫與沉降縫滿足防震縫要求?？刂坪媒ㄖ偠扰c質量變化，各個樓層不能錯層，條件允許時可在每層設置防震縫，可根據(jù)建筑結構實際情況設置。一般體型結構復雜的建筑必須給其設置計算模型，并展開抗震分析。

2.3選擇科學合理的抗震結構體系

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

2.4計算校核的必要性

目前計算機輔助設計系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用到結構設計中，而且應用范圍較廣，實際分析中，可應用計算機相關軟件完成設計與校核。軟件是輔佐校核的工具，實際操作中為了提高校核效果，必須由具有豐富經(jīng)驗的結構設計技術人員分析，同時掌握軟件的適用范圍、條件、計算模型等，深入理解設計規(guī)范，而且要端正自己對待工作的態(tài)度，只有如此，才能反復進行驗證，進而將精確校核的計算結果成功應用到工程項目建設中。

3.正確處理主體結構與非承重結構的關系

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

4.控制好材料與施工質量

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

5.結語

建筑結構抗震設計時一項較系統(tǒng)的工程，改變以計算為中心的傳統(tǒng)設計、評估與校核，實現(xiàn)了設計者多年經(jīng)驗與設計規(guī)范的結合，避免了盲目開展計算工作，對抗震設計創(chuàng)造了獨特的發(fā)展空間，并真實展現(xiàn)了結構的實時情況，進而科學合理的進行抗震設計。

作者:柴梅卿 單位:國家林業(yè)局西北林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計院

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[3]建筑結構雜志

[4]高層建筑結構概念設計

[5]北京市建筑設計技術細則-結構專業(yè)

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關鍵詞：建筑結構、抗震設計、現(xiàn)代抗震設計理念、國際抗震設計新理念

中圖分類號：TU3文獻標識碼： A

一、建筑抗震設計的重要意義

不同的變量可以體現(xiàn)出建筑結構的地震反應，在抗震設計中具體使用哪一種設計的變量，要與結構自身的類型相結合，與地震反應的特性以及地震破壞的模式相結合。結合結構抗震設計變量的不同，對結構抗震的設計方法進行分類，一般可以分為以下四種：基于承載力的抗震設計法、基于能量的抗震設計方法、基于位移的抗震設計方法及基于損傷的抗震設計方法。

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

二、現(xiàn)代抗震設計綜述

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

第二，基于能量的結構抗震設計，基于能量的抗震設計理論主要是通過能量的角度在地震地面運動對結構的作用進行考慮，具有明確的概念，也能把地震的動強度、頻譜以及持時對結構帶來的破壞進行很好的反映，通過輸入能量與耗散能量的角度對結構進行捕捉到在強烈的地震作用下的變形過程。因為能量分析具有一定的復雜性，基于能量的結構抗震設計的方法還正在研究的階段，要在實際工程設計中進行運用，到現(xiàn)在為止還沒有真正建立起來。在抗震研究中有兩個非常重要的論題就是能量概念與破壞模型，尤其是現(xiàn)在提出的基于性能的抗震設計的思想，對于抗震結構的耗能力以及性能的研究又提出更高的要求。此方法能夠對結構滯形而對結構破壞影響的特點進行全面的考慮，并且對于基于性能的抗震設計理念有著非常重要的意義，所以，基于能量的抗震設計的方法對于抗震理念的進一步發(fā)展起著很大的促進作用，也是傳統(tǒng)抗震設計方法得到改進的重要發(fā)展方向。

第三，基于損傷的結構抗震設計，近些年以來，經(jīng)過各國的學者的研究表明，因為地震具有往復性，而且地震動持的時間比較短，所以，受地震的作用，其損傷不但與最大變形有關系，同時，與結構的低周疲勞效應帶來的累積損傷也有關系。通過反映結構的變形以及累積損傷效一些的損傷性能參數(shù)能把結構的非彈性性能更好的描述出來。因為計算損傷指數(shù)是把計算結構的累積滯回耗能作為基礎的，而結構能量分析的重點是累積滯回耗能計算，因此，也可把基于損傷的設計方法作為能量法結合性能設計思想的一種應用的方法?；趽p傷的抗震設計就是對結構損傷指數(shù)的反映，對地震損傷模型的損傷指數(shù)進行適當?shù)倪x取，再進行驗算看是否與預定的損傷性能目標相符合。

第四，基于性能的抗震設計的概念，組織描述基于性能抗震設計就是性能設計是要對設計標準進行選擇，結構的形式要恰當，規(guī)劃要合理，才能使建筑物的結構與非結構的細部構造設計得到保證，對建造質量進行控制并進行長期的維護，讓建筑物在受到一定水平地震作用下，破壞的結構處于特定的范圍內(nèi)。Atc組織的描述是對基于性能抗震設計在進行結構設計中，選用的標準通過結構性能目標來體現(xiàn)，主要是對混凝土結構而且采用基于能力的設計原理。

三、國際抗震設計新理念分析

很多國家在進行高層建筑的抗震設計中，都有很多新的結構出現(xiàn)，例如：美國的紐約四十二層高的建筑物，建在基礎分離的九十八個橡膠的彈簧上，日本 的建在弧型的鋼條上，前蘇聯(lián)的建在基礎分離的沙墊層上，這些都是在實際中成功的案例，都在建筑結構的體型上得到明顯的提升，對傳統(tǒng)的插入式剛箍捆住內(nèi)力的結構體系進行入改變?？傊诤芏嘟ㄖO計的結構中都要想辦法避免地震災害。實質上也是對似地球為相當好的慣性參考系”為指導理論的反映，現(xiàn)行的抗震硬抗以及死抗地震打擊設計的制定，實質也是對建筑結構受力體系的改變，而不在似地球為絕對靜止不動的慣性參考系了。

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

四、結束語

總而言之，通過對建筑抗震設計的綜合分析，以及國際抗震設計新理念的總結，可以發(fā)現(xiàn)建筑結構的抗震設計是一個龐大的課題，并且具有一定的復雜性，具有非常廣泛的涉及面，本文中對此理念并沒有深入的研究，因為時間以及能力還非常有限。在未來的研究中，在建筑抗震設計中還需要進一步探討各個方面的知識。

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【關鍵詞】高層建筑；結構工程；抗震設計

一、結構抗震設計的重要性

地震是一種隨機振動，有難于把握的復雜性和不確定性，要準確預測建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)，目前尚難做到。在結構分析方面，由于未能充分考慮結構的空間作用、結構材料的非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素，同時也存在著不準確性。因此，工程抗震問題不能完全依賴“計算設計”解決，而必須立足于“概念設計”。概念設計是指設計人員從結構的宏觀整體出發(fā)，用結構系統(tǒng)的觀點，著眼于結構整體反應，正確地解決總體方案、材料使用、分析計算、截面設計和細部構造等問題，力求得到最為經(jīng)濟、合理的結構設計方案以達到合理抗震設計的目的。結構抗震概念設計的目標是使整體結構能發(fā)揮耗散地震能量的作用，避免結構出現(xiàn)敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果僅集中在少數(shù)薄弱部位，必會導致結構過早破壞，目前各種抗震設計方法的前提之一就是假定整個結構能發(fā)揮耗散地震能量的作用，在此前提下才能以多遇地震作用進行結構計算、構件截面設計并輔以相應的構造措施，必要時采用彈性時程分析法進行補充計算，試圖達到罕遇地震作用下結構不倒塌的目標。

二、高層混凝土建筑結構抗震設計策略

1、從建筑的全局出發(fā)

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

2、地基選址

地基選址是進行建筑結構設計的基礎，因此，在房間結構抗震設計中，要科學避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實地，利用先進技術設備，進行地質勘探，山石水土監(jiān)測，并取樣論證，科學嚴謹分析。力求使得整個地基牢固可靠，地質穩(wěn)定無滲漏，無坍塌，無暗河，無熔巖，無火山……從而保證整個地基不會因為承載而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設計。

3、高度的確定

按我國現(xiàn)行高層建筑混凝土結構技術規(guī)程（JGJ3-2002）規(guī)定，在一定設防烈度和一定結構型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。這個高度是我國目前建筑科研水平、經(jīng)濟發(fā)展水平和施工技術水平下，較為穩(wěn)妥的，也是與目前整個土建規(guī)范體系相協(xié)調(diào)的?？蓪嶋H上，已有許多混凝土結構高層建筑的高度超過了這個限制。對于超高限建筑物，應當采取科學謹慎的態(tài)度：一要有專家論證，二要有模型振動臺試驗。在地震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性態(tài)會發(fā)生很大的變化。因為隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發(fā)生質變，即有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍，如安全指標、延性要求、材料性能、荷載取值、力學模型選取等。

4、材料的選用和結構體系

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

在高層建筑中，應注意結構體系及材料的優(yōu)選?，F(xiàn)在我國鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大，建筑鋼材的類型及品種也在逐步增多，鋼結構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構、鋼管混凝土（柱）結構或鋼結構，以減小柱斷面尺寸，并改善結構的抗震性能。在超過一定高度后，由于鋼結構質量較小而且較柔，為減小風振而需要采用混凝土材料，鋼骨（鋼管）混凝土，通常作為首選。

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

總之，鋼筋混凝土框架結構是我國大量存在的建筑結構形式之一，鋼筋混凝土框架結構的柱端與節(jié)點的破壞較為嚴重，其抗震設計中應該鋼筋混凝土高層建筑結構抗震關鍵設計，另外，必須滿足“強柱弱梁”“、強剪弱彎”“、強節(jié)點”“、強底層柱底”等延性設計原則和有關規(guī)定。

5、運用延性設計

結構良好的延性有助于減小地震作用，吸收與耗散地震能量，避免結構倒塌。因此，結構設計應力求避免構件的剪切破壞，爭取更多的構件實現(xiàn)彎曲破壞。始終遵循“強柱弱梁，強煎弱彎、強節(jié)點、弱錨固”原則。構件的破壞和退出工作，使整個結構從一種穩(wěn)定體系過渡到另外一種穩(wěn)定體系，致使結構的周期發(fā)生變化，以避免地震卓越周期長時間持續(xù)作用引起的共振效應。

三、結語

總之，高層建筑結構的抗震設計方法和技術是不斷變化和進步的，需要在具體的實踐中對高層建筑所處的地質和環(huán)境進行詳細的分析和研究，選用適合的抗震結構，注重建筑結構材料的選擇，減小地震的作用力，增強地震的抵抗力，從而達到高層建筑抗震的目的。

參考文獻：

[1]計靜.套建增層預應力鋼骨混凝土框架抗震性能與設計方法研究.哈爾濱工業(yè)大學博士學位論文，2008.

[2]蔣新梅.高層建筑結構的抗震設計[J].廣東科技.2009（08）

篇6

關鍵詞：地震，建筑結構，抗震能力

 

破壞性地震會給國家經(jīng)濟建設和人民生命財產(chǎn)安全造成直接和間接的危害和損失，尤其是強烈的地震會給人類帶來巨大的災害。目前，每年全世界由地震災害造成的平均死亡人數(shù)達8000-10000 人，平均經(jīng)濟損失每次達十億美元。盡管如此，地震造成的慘重人員傷亡和巨大的財產(chǎn)損失，主要卻是由建筑物的破壞所引起。因此，如何提高建筑物的抗震能力就成為一個很關注的問題。

1.影響建筑結構抗震能力的主要因素

1.1建造結構所用的材料及施工質量

這個因素是顯而易見的，但是也容易被人們忽視。對于材料而言，我們要明確這樣一個道理：地震對結構作用的大小幾乎與結構的質量成正比。一般說在相同條件下，質量大，地震作用就大，震害程度就大；質量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑的樓板、墻體、框架、隔斷、圍護墻以及屋面構件中，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、瓦楞鐵等輕質材料，將能顯著改善建筑的抗震性能。

施工質量的影響是深遠的，在整個施工過程中，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能影響建筑結構本身的抗震能力。施工中造成的材料性能和截面幾何特征在一定范圍內(nèi)變動，砂漿強度、混凝土澆筑質量以及延性構造措施在施工中的變動等施工質量問題，對實際結構抗震性能具有重要影響。

1.2建筑物本身的設計

建筑物如果平面布置復雜，致使質心與剛心不重合，在地震作用下產(chǎn)生扭轉效應，則會加劇地震的破壞作用。海城地震和唐山地震中有不少這樣的震害實例。臺灣921 地震中，一棟鋼筋混凝土結構由于結構平面不規(guī)則，在水平地震作用下，結構產(chǎn)生嚴重扭轉效應而破壞倒塌，同時撞壞相鄰建筑上部的陽臺。抗震設計中，要求結構平面布置盡可能地使結構的剛心和質心相一致，以減小地震作用下結構產(chǎn)生的扭轉效應，對于結構平面布置不規(guī)則的房屋應注意偏離結構剛心遠端抗震墻或框架柱承載力的驗算。建筑立面應避免頭重腳輕，結構重心盡可能的降低，出屋面部分如屋頂?shù)呐畠簤?、水箱間等，由于根部與下部結構連接薄弱，剛度突變，受鞭梢效應影響嚴重，在地震時容易率先破壞傾倒；另外，其地震作用通過周邊的屋面結構傳至下部結構，如屋面結構剛度不夠時，在突出屋面結構的下部一定范圍內(nèi)破壞相對集中。

1.3建筑場地

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

2.建筑結構抗震能力評估方法

建筑結構抗震能力評估方法是高層建筑結構分析的核心內(nèi)容。只有對建筑結構抗震能力正確的評估，才能有預見性的研究出合理而科學的建筑結構。

2.1彈塑性計量法

目前，彈塑性分析已經(jīng)成為結構抗震設計的一個重要組成部分。國內(nèi)外大量地震震害教訓表明，建于強震區(qū)的早期結構，具有較高的地震易損傷性。如何評定這些已建結構的抗震性能，并據(jù)此進行合理的抗震加固，對最大限度的降低地震震害損失以及保護人民生命財產(chǎn)安全，都具有重要意義。彈塑性分析法主要用于對現(xiàn)有結構或設計方案進行抗側力能力的計算，從而估計其抗震能力，自從基于性能的抗震設計理論提出之后，該方法的應用范圍逐漸擴大到新建建筑結構的彈塑性抗震分析。這種方法與傳統(tǒng)的抗震靜力方法區(qū)別主要在于它考慮了結構的彈塑性性能并將設計反應譜引入了計算過程和計算結果的解釋?；驹硎牵涸诮Y構上施加豎向荷載并保持不變，同時施加某種分布的水平荷載，該水平荷載單調(diào)增加，構件逐步屈服，從而得到結構在橫向靜力作用下的彈塑性性能。正因為彈塑性計量法的這種特點，已經(jīng)在建筑結構抗震能力評估領域發(fā)揮越來越重要的作用。而其中彈塑性靜力分析作為結構彈塑性變形分析方法之一，以其實用性較強的優(yōu)點正受到越來越多的關注，已經(jīng)被列入我國《建筑抗震設計規(guī)范》。

2.2反應譜法

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

3.提高我國建筑結構抗震能力的建議

3.1對舊有建筑進行加固行動

建成于七十年代前后的建筑物，限于當時的具體條件，基本上都沒有或者很少考慮抗震問題，很多房屋現(xiàn)在已經(jīng)開始出現(xiàn)基礎沉降、墻體裂縫、傾斜、面層剝落等現(xiàn)象或隱患，其中部分建筑已影響使用，甚至出現(xiàn)危房。免費論文參考網(wǎng)。鑒于拆舊建新投資費用較大，為了確保人民生命財產(chǎn)的安全，充分利用原有舊房，對不符合抗震要求的進行加固，對部分部位及構件進行修繕，以滿足抗震設防目標，是十分必要的。而通常的方法是將結構隔震、消能減震技術應用到建筑物的抗震加固中。這種方法在某些方面具有獨特的優(yōu)點，它擺脫了常規(guī)加固中以構件承載力為主的加固模式，尋求通過減小建筑物上地震作用的途徑，使結構及構件滿足承載力要求，從而達到加固目的。我國人口眾多，地震災害頻繁，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，對工程結構抗震具有積極的意義。

3.2研究開發(fā)更為合理的結構形式

隨著科技日益高速發(fā)展，自重輕、跨度大、功能多樣、施工周期短成為現(xiàn)代建筑結構的發(fā)展方向。免費論文參考網(wǎng)。因而，研制出輕質高強的新型建筑材料，研究開發(fā)合理的結構形式成為各種新型結構體系應運而生的前提和基礎。

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

參考文獻

[1] 王彥興. 框剪結構在地震作用的時程分析[J]. 山西建筑，2010, (01) .

[2] 鄭國棟，李校兵. 不同方法對某橋梁抗震分析的影響比較[J]. 公路，2010，(03).

[3] 郭熾斌，尹益輝，朱寶龍. 雙索面斜拉橋主梁抗震強度的模糊可靠性分析[J]. 青島理工大學學報，2010，(01).

篇7

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

【關鍵詞】建筑幕墻設計；抗震設計；技術要點

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

【中圖分類號】TU3 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0108-02

1 引言

因國內(nèi)經(jīng)歷了汶川地震、玉樹地震，所以現(xiàn)今國內(nèi)所建建筑對抗震功能上要求較高，尤其是在建筑工程中幕墻的設計方面。因此，對結構抗震進行設計則成為建筑工程的重點，以此提高建筑抗震性。而建筑幕墻設計是整個建筑設計的重點內(nèi)容，針對如何提高建筑的抗震性，諸多相關學者都希望通過更加有效的辦法來提高建筑幕墻的設計。

2 建筑幕墻相關概述

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

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

3 設計符合抗震需要的建筑結構的方法

在建筑結構建設過程中想要達到抗震的效果，那么必然在結構設計上要進行考慮，以此能夠滿足建筑抗震的要求。也可以說，建筑在抗震設計上要能夠達到國家所規(guī)定的建筑防震安全指標，所以對其建筑防震設計也提出了更高要求。從國內(nèi)諸多建筑在結構抗震設計情況上進行分析，一般都會在之前建筑幕墻結構的基礎上增加抗震效果，以此達到抗震安全系數(shù)。現(xiàn)今，在建筑幕墻結構設計中一般都會通過篩黿錐問迪紙峁箍拐鸕納杓啤

第一階段則要保證所建設的建筑主體要有一定的承載能力，如果建筑主體都不具備基本抗震標準，那么幕墻結構抗震效果自然也不能發(fā)揮應有的作用。[2]因此，對于建筑主體的要求要能夠達到地震環(huán)境下對其的安全系數(shù)標準。因在地震發(fā)生時，人們對于地震會有不同程度的判斷，如根據(jù)人們的感覺或者物品破壞的程度等，建筑主體受到地震災害之后的破壞程度等進行判斷。因此，對于建筑結構建設過程中的安全系數(shù)必須要達到基本要求，且在必要條件下也要提高對建筑安全系數(shù)的要求。如在建筑結構抗震安全系數(shù)設計過程中，要根據(jù)所處地域遭受最強地震的效應設計符合效應的建筑抗震結構，能夠在減少承載能力方面以及基礎結構彈性方面符合結構抗震的基本要求。

第二階段在設計要求上相比較第一階段的建筑結構要求要高，如對建筑結構在地震效應下結構的變形程度，以及彈性程度等是否滿足地震強度標準，這是建筑設計過程中在結構抗震中的要求。

4 同抗震相關的建筑幕墻安全技術要求

對建筑幕墻結構抗震設計是否滿足設計要求，除了要確定其是否具有可靠性之外，還要對建筑幕墻是否具備安全技術要求進行了解。

首先，對于建筑幕墻來說，其在設計過程中一定要對使用材料的標準進行確定，要能夠滿足結構抗震設計要求，并且要符合工程建設設計上的要求。

其次，建筑幕墻要使用大量玻璃，所以對玻璃使用上是否存在不合理或者不安全因素，就要及時進行解決，以免弱化結構抗震效果。

再次，幕墻以輕質鑲嵌板材與結構框架所組成，所以對于銜接處就要非常注意，如果在縫隙或者幕墻的框架中出現(xiàn)縫隙，那么就需要及時進行粘接和固定。其中，不可使用一些與建筑設計要求不符的粘接材料，對建筑幕墻今后的維護必然會產(chǎn)生不利影響，而應選擇耐久性較好的粘接材料，以此保證建筑幕墻安全性和穩(wěn)定性。

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

最后，幕墻結構框架應以不銹鋼材質作為首要選擇，因考慮到建筑幕墻在外部環(huán)境中，所以考慮框架腐朽問題時，應以不銹鋼材質為主，否則會影響幕墻使用的年限和抗震性。

所用幕墻材料要根據(jù)幕墻結構抗震安全系數(shù)標準進行選擇，與此同時還要根據(jù)建筑工程設計的實際要求實施。在幕墻建設竣工之后，要對幕墻建設情況進行反復檢查，對其玻璃縫隙問題、墻壁厚度問題、所使用密封膠情況、不銹鋼材硬度等都要進行檢查，以保證其達到結構抗震設計要求。

5 地震對建筑抗震設計要求的啟示

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

6 結語

近年來，世界多地發(fā)生強烈的地震，國內(nèi)四川、甘肅等地的地震給國家和人民的生命和財產(chǎn)帶來嚴重危害。所以，在建筑設計過程中給人們敲響了警鐘，能夠通過建筑幕墻結構抗震性上的設計，減小地震所帶來的危害，已經(jīng)成為大眾所關注的重點問題。在建筑結構設計過程中，對結構抗震設計要根據(jù)科學的方法進行設計，既要能夠滿足幕墻設計的基本要求，又要在此基礎上確保幕墻結構達到結構抗震要求。所以，在幕墻建設過程中幕墻的質量是結構抗震效果的關鍵。

【參考文獻】

【1】裴紹軍.淺談現(xiàn)代建筑幕墻設計中的結構抗震設計[J].中國建筑金屬結構，2013（10）：136-139.

篇8

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

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

一、高層建筑結構設計的特點

高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：

（一）水平力是設計主要因素

在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。

（二）側移成為控指標

與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。

另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現(xiàn)、側向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產(chǎn)生的側移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會產(chǎn)生以下情況：

1.因側移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構件，當側向位移增大時，偏心加劇，當產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過一定數(shù)值時，將會導致房屋側塌。

2.使居住人員感到不適或驚慌。

3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機電設備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。

4.使主體結構構件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。

（三）抗震設計要求更高

有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

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

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

（五）軸向變形不容忽視

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

（六）概念設計與理論計算同樣重要

抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現(xiàn)構件局部開裂甚至破壞，這時結構已很難用常規(guī)的計算原理去進行分析。實踐表明，在設計中把握好高層建筑的概念設計也是很重要的。

二、高層建筑的結構體系

（一）高層建筑結構設計原則

1.鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經(jīng)濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。

2.高層建筑結構設計應重視結構選型和構造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風性能好而經(jīng)濟合理的結構體系與平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。

（二）高層建筑結構體系及適用范圍

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

1.框架結構體系。框架結構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑中常用的結構形式之一。

框架結構體系優(yōu)點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結構自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內(nèi)造價較低。

框架結構的缺點是：框架結構本身柔性較大，抗側力能力較差，在風荷載作用下會產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結構構件破壞比較嚴重。

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

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

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

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

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

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

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

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

（3）成束筒結構。在平面內(nèi)設置多個剪力墻薄壁筒體，每個筒體都比較小，這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。

（4）巨型結構體系。巨型結構是由若干個巨柱（通常由電梯井或大面積實體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個樓層設一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級結構，它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結構上去。這種結構的二級結構梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。

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

［參考文獻］

［1］GB50011－2001建筑抗震設計規(guī)范.

［2］GB50010－2002混凝土結構設計規(guī)范.

篇9

關鍵詞：建筑結構，抗震思路，發(fā)展歷程

 

一. 抗震設計思路發(fā)展歷程

隨著建筑結構抗震相關理論研究的不斷發(fā)展，結構抗震設計思路也經(jīng)歷了一系列的變化。

最初，在未考慮結構彈性動力特征，也無詳細的地震作用記錄統(tǒng)計資料的條件下，經(jīng)驗性的取一個地震水平作用（0.1倍自重）用于結構設計。博士論文，發(fā)展歷程。到了60年代，隨著地面運動記錄的不斷豐富，人們通過單自由度體系的彈性反應譜，第一次從宏觀上看到地震對彈性結構引起的反應隨結構周期和阻尼比變化的總體趨勢，揭示了結構在地震地面運動的隨機激勵下的強迫振動動力特征。但同時也發(fā)現(xiàn)一個無法解釋的矛盾，當時規(guī)范所取的設計用地面運動加速度明顯小于按彈性反應譜得出的作用于結構上的地面運動加速度，這些結構大多數(shù)卻并未出現(xiàn)嚴重損壞和倒塌。后來隨著對結構非線性性能的不斷研究，人們發(fā)現(xiàn)設計結構時取的地震作用只是賦予結構一個基本屈服承載力，當發(fā)生更大地震時，結構的部位進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，也逐漸形成了使結構在一定水平的地震作用下進入屈服，并達到屈服后非彈性變形狀態(tài)來耗散能量的現(xiàn)代抗震設計理論。

由以上可以看出，結構抗震設計思路經(jīng)歷了從彈性到非線性，從基于經(jīng)驗到基于非線性理論，從單純保證結構承載能力的“抗”到允許結構屈服，并賦予結構一定的非彈性變形性能力的“耗”的一系列轉變。

二. 現(xiàn)代抗震設計思路

現(xiàn)代抗震設計理念是基于對結構非彈性性能的研究上建立起來的，其核心主要指在不同滯回規(guī)律和地面運動特征下，結構的屈服水準與自振周期以及最大非彈性動力反應間的關系。

60年代開始，研究者在滯回曲線為理想彈塑性及彈性剛度始終不變的前提下，通過對不同周期，不同屈服水準的非彈性單自由度體系做動力分析，得到了有關彈塑性反應下最大位移的規(guī)律：對T大于1.0秒的體系適用“等位移法則”，即非彈性反應下的最大位移等于同一地面運動輸入下的彈性反應最大位移。對于T在0.12－0.5秒之間的結構，適用“等能量法則”即非彈性反應下的彈塑性變形能等于同一地震地面運動輸入下的彈性變形能。當“等能量原則”適用時，隨著R的增大，位移延性需求的增長速度比“等位移原則”下按與R相同的比例增長更快。由以上規(guī)律我們可以看出，如果以結構彈性反應為準，把結構用來做承載能力設計的地震作用取的越低，即R越大，則結構在與彈性反應時相同的地震作用下達到的非彈性位移就越大，位移延性需求就越高。這意味著結構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構，當其彈塑性屈服水準取值大小不同時，在同一地面運動輸入下屈服水準與所達到的最大非彈性位移之間的關系。也揭示出了延性能力和塑性耗能能力是屈服水準不高的結構在較大地震引起的非彈性動力反應中不致發(fā)生嚴重損壞和倒塌的主要原因。讓人們認識到延性在抗震設計中的重要性。

之所以存在上訴的規(guī)律，我們應該注意到鋼筋混凝土結構的一些相關特性。首先，通過人為措施可以使結構具有一定的延性，即結構在外部作用下，可以發(fā)生足夠的非線性變形，而又維持承載力的屬性。這樣就可以保證結構在進入較大非線性變形時，不會出現(xiàn)因強度急劇下降而導致的嚴重破壞和倒塌，從而使結構在非線性變形狀態(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構，在一定的外力作用下，結構將從彈性進入非彈性狀態(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。我們可以進一步以單質點體系的無阻尼振動來分析，在彈性范圍振動時，慣性力與彈性恢復力總處于動態(tài)平衡狀態(tài)，體系能量在動能、勢能間不停轉換，但總量保持不變。如果某次振動過大，體系進入屈服后狀態(tài)，則體系在平衡位置的動能將在最大位移處轉化為彈性勢能和塑性變形能兩部分，其中，塑性變性能將耗散掉，從而減小了體系總的能量。

三. 保證結構延性能力的抗震措施

合理選擇了結構的屈服水準和延性要求后，就需要通過抗震措施來保證結構確實具有所需的延性能力，從而保證結構在中震、大震下實現(xiàn)抗震設防目標。系統(tǒng)的抗震措施包括以下幾個方面內(nèi)容：

1.“強柱弱梁”：人為增大柱相對于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現(xiàn)較早，在達到最大非線性位移時塑性轉動較大；而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚，在達到最大非線性位移時塑性轉動較小，甚至根本不出現(xiàn)塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩(wěn)定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。

2.“強剪弱彎”：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構抗震能力，對于柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節(jié)點的組合剪力值，使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發(fā)生剪切破壞。

3.抗震構造措施：通過抗震構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，同時保證結構的整體性。博士論文，發(fā)展歷程。

抗震設計中我們?yōu)榱吮苊鉀]有延性的剪切破壞的發(fā)生，采取了“強剪弱彎”的措施來處理構件受彎能力與受剪能力的關系問題。值得注意的是，與非抗震抗剪破壞相比，地震作用下的剪切破壞是不同的。以梁構件為例，在較大地震作用下，梁端形成交叉斜裂縫區(qū)，該區(qū)混凝土受斜裂縫分割，形成若干個菱形塊體，而且破碎會隨著延性增長而加劇。由于交叉斜裂縫與塑性鉸區(qū)基本重合，垂直和斜裂縫寬度都會隨延性而增大?？拐鹣赂鶕?jù)梁端的受力特征，正剪力總是大于負剪力，正剪力作用下的剪壓區(qū)一般位于梁下部，但由于地震的往復作用，梁底的混凝土保護層可能已經(jīng)剝落，從而削弱了混凝土剪壓區(qū)的抗剪能力；交叉斜裂縫寬度比非抗震情況大，以及斜裂縫反復開閉，混凝土破碎更嚴重，從而使斜裂縫界面中的骨料咬合效應退化；混凝土保護層剝落和裂縫的加寬又會使縱筋的銷栓作用有一定退化。博士論文，發(fā)展歷程?？梢?，地震作用下，混凝土抗剪能力嚴重退化，但是試驗發(fā)現(xiàn)箍筋的抗剪能力仍可以維持。當?shù)卣鹱饔迷絹碓叫r，梁端可能不出現(xiàn)雙向斜裂縫，而出現(xiàn)單向斜裂縫，裂縫寬度發(fā)育也從大于非抗震情況到接近非抗震情況，抗剪環(huán)境越來越有利。博士論文，發(fā)展歷程。此外，抗震抗剪要求結構構件應在大震下預計達到的非彈性變形狀態(tài)之前不發(fā)生剪切破壞。因為框架剪切破壞總是發(fā)生在梁端塑性鉸區(qū)，這就不僅要求在梁端形成塑性鉸前不發(fā)生剪切破壞，而且抗剪能力還要維持到塑性鉸的塑性轉動達到大震所要求的程度，這就需要更多的箍筋。博士論文，發(fā)展歷程。同時，在梁端塑性變形過程中作用剪力并沒有明顯增大，也進一步說明這里增加的箍筋不是用來增大抗剪強度，而是為了提高構件在發(fā)生剪切破壞時所達的延性。博士論文，發(fā)展歷程。

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

篇10

關鍵詞：建筑抗震設計；教學；實踐環(huán)節(jié)；建筑抗震概念設計

Exploration and practice on teaching in seismic design of buildings

Zhou Qing， Bao Hua， Yu Changrong， Liu Yunping

Nantong University， Nantong， 226019， China

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

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

地震是地球上最為嚴重，也是人類無法控制和阻止的一種自然災害，地震同時是引起建筑物變形或倒塌的最重要原因。我國是一個多地震國家，唐山地震、汶川地震均造成了巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。建筑結構抗震設計已成為土木工程設計的核心內(nèi)容，建筑抗震性能已經(jīng)成為建筑物最重要的技術指標之一。

建筑抗震設計課程的教學內(nèi)容廣泛、知識體系龐大，具有明確的專業(yè)技術規(guī)范背景，其理論性、實踐性、專業(yè)性均很強。該課程對培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和解決實際問題能力以及提高學生的工程素質具有重要的作用，在土木工程專業(yè)課程中具有舉足輕重的地位。

1 建筑抗震設計課程教學現(xiàn)狀

我校土木工程專業(yè)開設建筑抗震設計課程已有十余年的歷史，其教學時數(shù)基本保持在32學時，教學目的為：通過課程的學習，使學生對地震的基本概念有所了解，掌握抗震計算的基本理論和方法，根據(jù)抗震設計的原理及結構類別進行結構布置和選型，掌握常用工業(yè)與民用建筑的抗震設計方法。

相比其他專業(yè)課，建筑抗震設計課程具有理論內(nèi)容難學而且實踐內(nèi)容廣泛的特點，其現(xiàn)狀如下：（1）學時少，教學內(nèi)容多。課程理論知識和專業(yè)知識涵蓋面廣，涉及的課程有結構力學、混凝土結構設計原理、混凝土結構設計、砌體結構、土力學與基礎工程、鋼結構等，如何利用有限的學時完成抗震課程的教學是需要首先解決的問題。（2）課程實踐性強與學生缺乏實際工作經(jīng)驗之間存在矛盾。學生不能深刻理解課程的核心內(nèi)容，導致工程實踐舉步維艱。將枯燥的理論與生動的工程實例結合起來，培養(yǎng)學生的工程素質也是本課程教學努力的方向。

2 建筑抗震設計課程教學的探索與實踐

2.1 精選教學內(nèi)容，采用適應性強的科學教學模式

2.1.1 提煉教學核心內(nèi)容，增強學習效果

建筑抗震設計課程知識體系龐大，在教學時需分清教學內(nèi)容的主次，把握難點和重點，加強與其他課程的聯(lián)系，以彌補課時的不足。課程教學劃分為理論篇和應用篇兩個部分[1]。理論篇主要為結構地震反應分析與抗震驗算；應用篇主要為常用工業(yè)與民用房屋的抗震設計。理論篇講述中引導學生復習先修課程的相關知識點，重點講解基本概念和關鍵理論，其余點到為止，給學生留下積極思考、主動發(fā)揮的空間，強化學生的自主學習。應用篇按照概念設計、結構計算和構造措施這條主線組織教學，密切結合國家現(xiàn)行結構設計相關規(guī)范，更新和補充教學內(nèi)容，使學生能適應新的發(fā)展需要；注重實際結構震害的案例分析，以提高學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決實際問題的能力。

2.1.2 采用多種教學手段促進教學，提高教學質量

建筑抗震設計課程內(nèi)容多、課時少，無論是完全依賴傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學方式，還是完全采用多媒體課件教學都不能滿足教學要求，需要尋求新的教學方式。教學時，筆者根據(jù)教學內(nèi)容的不同特點，有針對性地采用不同的教學手段完成教學。課程教學以多媒體技術為主導，在完成大綱要求的基礎上，補充國內(nèi)外各結構類型的建筑震害實例圖片、典型大地震震害錄像以及地震動畫演示等，增強學生的感性認識；對于重要的基礎性理論分析和水平地震作用的計算則主要采用傳統(tǒng)的板書方式教學，加深學生的理解；對于抗震構造措施的講解，引導學生利用課余時間深入施工現(xiàn)場，通過對實際工程的調(diào)研，加深學生對書本知識的感性認識，同時使學生體會到如何將書本知識運用于工程實踐。通過多種教學手段的融合，增加了教師的講課信息量，給學生提供了一個多維立體的學習空間，使原本枯燥、平面的教學變得生動、立體起來，激發(fā)了學生的學習熱情和興趣。

2.2 加強建筑抗震設計在實踐性環(huán)節(jié)中的運用，培養(yǎng)學生的工程素質

我校土木工程專業(yè)建筑抗震設計沒有安排獨立的實踐環(huán)節(jié)，其綜合訓練放在畢業(yè)設計中。在畢業(yè)設計題目的選取上，根據(jù)學生的就業(yè)意向，分為建筑設計類、施工類及科研論文類，學生可從中自由選擇。以建筑設計類課題（結構類型為框架結構）為例說明抗震設計在畢業(yè)設計中的地位。該課題要求學生完成常用民用建筑全套建筑和結構圖紙，同時要求手算整體結構中的一榀框架，計算機建模進行結構分析[2]。

抗震設計貫穿整個畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，指導教師根據(jù)設計的不同階段給學生做專題指導。在建筑方案設計階段，根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范（以下簡稱抗震規(guī)范）[3]概念設計的相關內(nèi)容，要求建筑物的平、立面布置規(guī)則、對稱，質量和剛度變化均勻，從而保證建筑物達到較好的抗震性能。樓梯間的布置不應導致結構平面特別不規(guī)則。建筑方案避免設計為單跨框架結構形式。在結構方案設計階段，要求結構體系應具有整體性和抗震設防多道防線，并具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。對于體型復雜、平立面不規(guī)則的建筑，尚應考慮防震縫的設置。在一榀框架的手算階段，對需要做水平地震作用計算的學生，在框架內(nèi)力計算階段，要重視突出屋面的電梯間、樓梯間等產(chǎn)生的鞭端效應。在框架內(nèi)力組合和在梁、柱配筋計算階段，需對強柱弱梁、強剪弱彎做相應的計算。在框架梁、框架柱選配鋼筋階段，除了需滿足計算要求外，還需要滿足抗震規(guī)范要求的框架結構基本抗震構造措施。選筋階段，學生很容易忽視抗震構造措施，指導設計時需重點強調(diào)。在計算機建模進行結構分析階段，補充講解平法施工圖需表達的內(nèi)容，指導學生讀懂讀透平法施工圖，引導學生利用已學的抗震知識，解讀抗震構造措施在畢業(yè)設計中的運用。

2.3 案例教學法強化建筑抗震概念設計原則，培養(yǎng)學生綜合分析能力

地震是一種隨機振動，呈現(xiàn)出難以把握的復雜性和不確定性，目前很難準確預測建筑物所遭受地震的特性和參數(shù)。在結構分析方面，由于對地震作用及結構性能的了解還遠遠不夠，其分析結果也存在不確定性。因此，工程抗震問題不能完全依賴“計算設計”解決[4]。

建筑抗震概念設計（簡稱“概念設計”）是以工程概念為依據(jù)，根據(jù)實際的經(jīng)驗或試驗研究所得到的非常重要的定性設計原則或工程判斷進行設計，從有利于提高結構抗震性能的概念上，對所設計的對象作宏觀控制。在實際工程設計中，概念設計對提高結構抗震能力發(fā)揮了重要作用。

從多年的教學實踐中發(fā)現(xiàn)，學生對抗震計算掌握得比較好，但是對抗震定性分析、概念設計能力嚴重不足，主要是由于概念設計要求有深厚的理論基礎和豐富的實踐經(jīng)驗。在課程教學中，通過典型案例的講解與討論，強化結構概念設計的基本原則。如在多道抗震防線教學中重點講述由林同炎設計的馬拉瓜美洲銀行的經(jīng)典案例[5]。馬拉瓜美洲銀行的概念設計思想是由4個等邊的L形柔性筒，通過每層的連梁組成一個正方形核心筒作為主要的抗震結構。在連梁的中部開了較大的孔洞，有意識地形成該結構總體系（第一道防線）中的預定薄弱環(huán)節(jié)；在遭遇強烈地震時，預計在連梁開洞處開裂，從而變成具有延性和耗能能力的結構體系（第二道防線），即各分體系作為獨立的抗震單元。由于馬拉瓜美洲銀行的上述設計特點，在經(jīng)歷了1972年罕遇的強烈地震作用下未倒坍，甚至未嚴重破壞，震后的調(diào)查正如林同炎所預料的那樣，該建筑核心筒的連梁剪切破壞。通過講述馬拉瓜美洲銀行的成功案例，引導學生體會剛柔結合、多道防線的概念設計思想。

在講述建筑形體及其構件布置的平面、豎向不規(guī)則性時，以央視新大樓為例，組織學生討論該建筑的特點，主要歸納總結出以下幾點：建筑物整體偏心，對抗震不利；曲角懸空挑戰(zhàn)地基基礎的抗傾覆性能；建筑為嚴重不規(guī)則結構，用鋼量巨大，造價驚世駭俗；建筑極端強調(diào)建筑造型和視覺效果，忽視結構體系的合理性和經(jīng)濟性，導致需要加倍地投入人力、物力和財力去保證抗震、抗風等結構安全問題，極大地浪費了公共資源。根據(jù)抗震規(guī)范[3]強制性條文，嚴重不規(guī)則的建筑不應采用。

為了激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的分析能力，我們鼓勵學生做調(diào)研工作，引導學生在暢言網(wǎng)上參與“中國十大丑陋建筑”評選，增加課堂討論環(huán)節(jié)。通過多種形式的教學手段，啟發(fā)學生用概念設計的指導思想從建筑形體和布置方面分析建筑的抗震性能。

3 結束語

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

參考文獻

[1] 沈小璞.注冊結構工程師工程結構抗震設計課程教學及其綜合能力的培養(yǎng)[J].高等建筑教育，2007，16（4）：65-68.

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

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