建筑抗震设计规范范文

导语：如何才能写好一篇建筑抗震设计规范，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：抗震设计， 建筑， 框架结构

Abstract: in this paper, a base frame structure (flat plate raft ) project, from have without the earthquake effects combination angle to undertake contrasting checking, elaborated the foundation calculation of earthquake action on the basis of the effects of internal force. To conclude, in basic punching, shearing checking should be considered when the earthquake effects combination, in order to avoid without a clear warning of brittle failure; foundation subjected to bending moment calculation considering earthquake action combination may be appropriate to relax ( choose according to the actual situation ).

Keywords: seismic design, building, frame structure

中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：

《建筑抗震设计规范》4.2.1

4.2.1下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：

2地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑：

3）不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋

按照《建筑抗震设计规范》此条规定不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋在地基条件不是很差时，可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算。我国多次强烈地震的震害经验表明，在遭受破坏的建筑中，因地基失效导致的破坏较上部结构惯性力的破坏为少，这些地基主要由饱和松砂、软弱黏性土和成因岩性状态严重不均匀的土层组成。大量的一般的天然地基都具有较好的抗震性能。因此规范规定了天然地基可以不验算的范围。本文要阐述的是对于以上可不进行天然地基抗震承载力验算建筑能否也不进行基础的抗震承载力验算。我们知道通常基础的抗震承载力验算包括基础结构的抗弯、抗剪和抗冲切承载力验算，本文通过下面的工程实例对这一问题加以阐述。

如下，四层框架结构普通办公楼(层高3.900m)，抗震设防烈度7度（0.15g），建筑抗震设防类别为标准设防类，场地类别щ类，框架抗震等级三级，抗震构造措施的抗震等级提高一级按二级选用，基础座落在粉土地基上，地基承载力特征值为120kPa，采用柱下平板式筏板基础（筏板厚0.700m，C30砼，挑出四周轴线1.200 m,基础埋深1.200m）。框架平面布置见下图1。

针对本工程采用中国建筑科学研究院PKPM2010版（2010年6月版，上部结构采用SATWE-8，基础采用JCCAD）软件进行地基基础的有无地震作用分析计算。分别选取一个角柱（KZ-1，见图1）和一个中柱（KZ-2，见图1），比较其下基础内力变化情况。

图2a和图2b分别为有无地震作用时KZ-1和 KZ-2处筏板的统计弯距图：

比较角柱（KZ-1）下方筏板有地震作用组合时弯距和无地震作用组合时弯距如下（选取KZ-1下方第三，四象限弯距，正负方向分别取大值）：

X方向正弯距变化百分比（190-102）/102X100%=86.3%

Y方向正弯距变化百分比（203-128）/128X100%=58.6%

X方向负弯距变化百分比（299-299）/102X100%=0.0%

Y方向负弯距变化百分比（351-291）/291X100%=20.6%

比较中柱（KZ-2）下方筏板有地震作用组合时弯距和无地震作用组合时弯距如下（选取KZ-2下方第三，四象限弯距，正负方向分别取大值）：

X方向正弯距变化百分比（603-603）/603X100%=0.0%

Y方向正弯距变化百分比（479-479）/479X100%=0.0%

X方向负弯距变化百分比（106-106）/106X100%=0.0%

Y方向负弯距变化百分比（157-97.5）/97.5X100%=61.0%

通过上图分析，角柱（KZ-1）下方筏板正弯距变化较大，有地震作用组合时弯距较无地震作用组合时弯距小58.6%~86.3%；负弯距变化较小，有地震作用组合时弯距较无地震作用组合时弯距小0.0%~20%。中柱（KZ-2）下方筏板正弯距有地震作用组合时较无地震作用组合时基本无变化；负弯距有地震作用组合时弯距较无地震作用组合时弯距小0.0%~61.0%。总之，地震作用组合使基础承受弯距减小。

图3a和图3b为有无地震作用时KZ-1和 KZ-2处筏板的统计剪力图：

比较角柱（KZ-1）下方筏板有地震作用组合时剪力和无地震作用组合时剪力如下（选取KZ-1下方第三，四象限弯距，正负方向分别取大值）：

X方向正剪力变化百分比（626-480）/480X100%=30.4%

Y方向正剪力变化百分比（548-523）/523X100%=4.8%

X方向负剪力变化百分比（496-496）/496X100%=0.0%

Y方向负剪力变化百分比（154-117）/177X100%=31.6%

比较中柱（KZ-2）下方筏板有地震作用组合时剪力和无地震作用组合时剪力如下（选取KZ-2下方第三，四象限弯距，正负方向分别取大值）：

X方向正剪力变化百分比（920-920）/920X100%=0.0%

Y方向正剪力变化百分比（726-726）/726X100%=0.0%

X方向负剪力变化百分比（909-909）/909X100%=0.0%

Y方向负剪力变化百分比（295-151）/151X100%=95.3%

通过上图分析，角柱（KZ-1）下方筏板剪力有地震作用组合时较无地震作用组合时大30%左右。虽然中柱（KZ-2）下方筏板Y方向负剪力有地震作用组合时较无地震作用组合时大95.3%，但此处Y方向正剪力（726）远大于Y方向负剪力（295），配筋由Y方向正剪力控制，而Y方向正剪力在有地震作用组合时和无地震作用组合时基本无差别，所以可认为在有无地震作用时中柱（KZ-2）下方筏板剪力基本无变化。

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关键词：抗震；民用建筑

中途分类号：TU24 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-01-0196-01

一、高层民用建筑设计特点

（一）控制建筑物的侧移

在地震的作用下，建筑结构所产生的水平剪切力，是建筑物产生明显的侧移。随着建筑物的高度不断增加，结构的侧向位移快速增大，结构变形也随之增大，侧向位移过大将使结构产生附加内力，当期超过一定限度值时将使整个结构倒塌。因此必须将侧移限制在一定范围之内，保证建筑结构应有的强度刚度稳定性，才能结构安全以及其功能的使用。

（二）地震中产生的水平力

水平力会使建筑物产生倾覆力矩，而且在竖向结构中产生很大的轴力。对高度一定的建筑物而言，竖向荷载基本是不变的，而水平方向上地震作用的数值大小往往会随着高层建筑结构动力特性的不同而存在较大幅度变化。

（三）建筑结构的延性设计

高层民用建筑随着高度的增加，在地震的影响下易产生形变的可能性越大。所以就应该要求建筑结构有足够的抗震以及变形能力，设计应遵循“强柱弱梁，强剪弱弯、强节点、强底层柱”的设计原则尽可能设置多道抗震防线，主要耗能应有较高的延性和适应的刚度。从而能使建筑结构能承受吸收和消耗大量的地震能量。同时要控制薄弱的部分有足够的形变能力，又不使其发生位移。在结构上采取更精准的设计，使建筑结构具有足够的延性。

二、高层民用建筑抗震设计

（一）场地、地基的选择

选择场地地基首先要根据实际工程的需要，同时还需考虑地震活动情况。分析天然地基的抗震承载力要根据不同的场地来进行，另外分析地震所造成的危害程度，也要根据不同的施工场地来进行。对避让距离的确定可根据地震强度、断裂的地质历史、场地的土地厚度进行，进而有利于对场地范围内地震断裂的确定。必须确保避开那些对建筑物不利的地段进行地基的选择。

（二）良好的抗震结构体系

高层民用建筑结构在抗震设计时应考虑选择适当的抗震结构类型，设计结构尽可能要考虑其抗震的安全特点以及它的经济性。

（三）结构隔震和消震

为了提高结构的的整体抗震性能，隔震和消能减震等抗震技术应用于设计使用功能有特殊要求的建筑，耗能元件及其体系可错开地震动卓越周期，从而防止共振破坏，减轻地震振动及风振。隔震即在建筑物基础与上部结构之间设置设置一层隔震层，使房屋与基础隔开隔离地面运动能量向建筑物的传递，以减小房屋结构的地震反应实现地震时建筑物只发生较轻微运动和形变从而保证建筑物的安全。消能减震则是通过在建筑物中设置消能部件，使地震中输入到建筑物的能量的一部分被消能部件所消耗，另一部分被结构的动能变形承担以达到减振抗震的目的。

三、建筑抗震要点

（一）规则结构

建筑物尤其是高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求，对建筑物进行合理布置。大量地震灾害表明，平立面简单且对称的结构类型建筑物在地震时具有较好的抗震性能，因为该种建筑结构能够容易估计出其地震反应，易于采取相应的抗震构造措施并进行细部处理。结构的规则是指建筑物平立面外形尺寸、抗侧力构建布置承载力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面对称均匀、体型简单、结构刚度，质量延建筑物竖向变化均匀，同时保证建筑物有足够的抗扭转刚度，以减小结构扭转的影响。并且应该尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀，以减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。

（二）减小地震能量输入

具有良好抗震性能的高层建筑结构要求结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求。因此在设计过程中除了控制构件的承载力外还应控制结构在地震作用下的层间位移或位移延性比，然后根据构件变形与机构位移的关系来确定构件的变形值，同时根据截面达到的应变大小及分布来确定构件的要求，选择坚硬的场地土来建造高层建筑等方法减小地震能量输入。

（三）减轻结构自重

对于同样的地基条件下的建筑结构设计，若减轻结构自重则可相应增加层数或减少地基处理造价，尤其是在软土基础上进行结构设计这一作用更为明显，同时由于地震效应与建筑质量成正比，而高层建筑物由于其高度大、重心高等特点，在地震作用时期倾覆力矩也随之增加，因此，为了尽量减少其倾覆力矩应对高层建筑物的填充墙及隔墙尽量采用轻质材料以减轻结构自重。

补充：建筑抗震的相关理论主要包括拟静力理论、反应谱理论、动力理论。

四、结束语

我国对建筑结构抗震设计的研究有很多，但这些研究一致认为高层民用建筑的抗震设计的重要技术政策就是经济与安全的关系。因此抗震设计就要抓好经济与安全的关系。

参考文献：

[1]胡聿贤 地震工程学{m}北京：地震出版社，2005

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【关键词】圈梁 构造柱 抗震意识 抗震作用

【引言】随着我国的经济高速发展，给建筑行业带来了全所未有的发展机遇，住宅建筑的发展尤为迅猛，底层带商业门面的住宅建筑的大量涌现，造成了底层框架结构设计上的很大缺陷。底层框架建筑设计归纳起来存在两方面的抗震问题：一是底层框架设计因投资者需要存在大空间的使用的问题；二是建筑物一面临街，而且临街面一般不布置抗震墙，使得抗震墙数量过少的问题。

本文通过对映秀镇漩口中学，建于2007年的三层混凝土框架结构的教学楼，整座教学楼倒塌以及教学楼附近一栋四层砖混结构的办公楼，一栋五层砖混宿舍楼尽管破坏严重，却没有倒塌，通过详细对比与原因分析，结合作者本人自身工作经验，针对框架结构中的围梁与构造柱的抗震作用，提出了建筑框架设计中应加强的几个抗震问题：加强建筑设计中抗震意识与多道抗震防线设置理念、加强底建筑底层的圈梁、构造柱，从而达到提高建筑物的整体抗震能力与抗震目的。以期对建筑设计师有所帮助与启迪，达到消除抗震设计隐患。

一、框架结构建筑设计存在的问题

在我国建筑抗震设计规范中，针对框架结构的构造柱与圈梁抗震设计与构造措施均有一定的规定。作者在几年的建筑工程设计实践中发现，近年来，建筑物底部框架结构主要用于临街门面，从而使框架建筑设计呈现平面多样化，给建筑结构设计和结构处理带来困难。

设计师在建筑设计时因商业要求，无法合理安排构造柱的设计，从而引起建筑结构设计不合理，造成这类建筑抗震性能先天不足，底层因为临街原因需要大门洞与大窗户设计，圈梁、构造柱的设计布局极为不合理，加上临街一面底层抗震墙设置减少，引起底层的侧移刚度比纵横墙较多的第二层要小，这种结构的建筑物其地震倾覆力矩主要由钢筋砼框架柱承担，使得底层钢筋砼框架柱的承载能力大为降低，当地震时，因为“下柔上刚”从而危及整座建筑的安全。如何才能克服这些困难就是建筑设计者所面临问题。

二、框架建筑结构不合理的地震危害分析

2008年5月12日，汶川发生了8.2级强烈地震，从汶川地震震害分析来看，砖混结构房屋破坏严重的都是90年代以前的建筑，基本上没有按《建筑抗震设计规范》中的规定，设置足够的构造柱和圈梁引起的倒塌。

以白鹿镇小学教学楼为例证：在地震中破坏最为严重的是大开间大窗洞的教学楼，9米的大开间，中间只用用两根进深梁代替横墙来承受楼板的荷载。大梁两端下面并没有设置构造柱，而是搁置在窗间的墙上，严重违反了《建筑抗震设计规范》中的圈梁、构造柱设计规定，从而付出了惨痛的代价。

但在汶川地震灾害中人们发现：映秀镇漩口中学建于2007年的三层混凝土框架结构的教学楼，在地震中受害严重，整座教学楼倒塌，但就在教学楼附近，一栋四层砖混结构的办公楼和五层砖混宿舍楼尽管破坏严重，却没有倒塌。究其原因主要是建筑设计没有达到《建筑抗震设计规范》的抗震要求，圈梁与构造柱设计结构不合理所致。

三、增强建筑设计抗震意识与圈梁、构造柱的抗震能力

我们认真的分析了地震给人类带来的危害，以及建筑结构不合理造成的震害损失，惨痛的教训教会了我们在建筑规划时，首先应选择对抗震有利的建筑场地，讲究建筑物规则对称与建筑结构设计合理，明确建筑设计的抗震目标，强化建筑设计中的圈梁、构造柱的抗震作用。

（一）明确建筑的抗震目标与多道抗震防线理念

严格按我国《建筑抗震设计规范》中的规定进行抗震设计，从而达到建筑抗震设计要求：“小震不坏、中震可修、大震不倒的目标。”

在框架结构建筑抗震设计中，明确多道抗震防线设置的理念，加强圈梁、构造柱的砖混结构，即使是砖墙被破坏了，可圈梁、构造柱能把建筑物的墙体箍起来使建筑物不倒塌。

（二）框架建筑设计中“强柱弱梁”的目的

按我国现行抗震设计规范要求，框架建筑设计预期是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”，来保证框架结构的抗震性能。建筑框架设计中“强柱弱梁”的理念就是：当遭受高于本地区抗震设计预估的地震时让梁端先出现裂缝，形成塑性铰来消耗掉一部分地震能量，从而保证框架柱这个竖向构件不坏，达到建筑物在震害中不坍塌的目的。

（三）加强底层框架结构圈梁与构造柱的作用

通过分析大量的地震灾害给建筑物造成的损害，结合作者自身多年来的工作经验，针对圈梁、构造柱在抗震时的重要作用，认为所有纵横墙顶部均应设置圈梁，抗震墙端部均应设置构造柱，同时增加构造柱与圈梁的强度，采用钢筋砼抗震墙来代替砖抗震墙，从而达到底层抗震设计标准。

事实证明，在汶川大地震中，凡底层合理设置了圈梁和构造柱的框架建筑房屋，在震害中建筑物虽然受损严重，但建筑物并没有倒塌，由此可见圈梁、构造柱在地震中的作用，圈梁、构造柱不但能增强框架建筑物的抗震性能，同时还能提高建筑物的整体凝聚力，防止墙面因在地震时的裂缝发展，抵抗来自地震和其它原因引起的沉降破坏作用。

【结束语】通过对框架建筑存在的设计问题，以及地震对建筑带来的灾害分析得出：只有加强框架建筑设计中的抗震意识、加强底层与过度层抗震能力、强化框架建筑圈梁、构造柱的抗震作用，才能使建筑物达到抗震标准和良好的抗震性能，人民群众的生命财产才会有安全保障。

【参考文献】

[1]田杰,许克宾;21世纪的结构工程抗震减灾设计新模式——抗震性能设计理论简介[J];中国安全科学学报;2000年06期

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关键词：砌体结构；概念设计；构造措施

1、建筑设计

1.1设计应符合抗震概念设计要求

平面不规则的建筑由于平面上质量和刚度中心偏移距离较大，而在地震中产生较大的扭转变形。地震作用计算一般采用底部剪力法，此法的前提是以剪切变形为主、且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构；竖向不规则的建筑、竖向抗侧力构件不连续，将影响水平力的传递途径，引起水平力的重分配和应力集中。2008年5月12日的汶川大地震就有力地诠释了这个概念：平面规则的建筑破坏相对较小，而那些平面不规则的如H型、L型、T型、回型等建筑破坏相对较大。

1.2设计应严格控制房屋高度、层数和层高

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第7.1.2条明确规定了各种设防烈度下房屋的层数和总高度限值。经过对多栋建筑（8烈度设防）抗震计算结果分析可知总高度和层数接近或达到抗震规范表7.1.2规定的限值时，不但横墙的间距、洞口的尺寸、窗间墙等都远大于本规范的限值，而且构造柱的设置数量远大于本规范的构造规定。即使计算能通过，建筑造价也要大幅增加。同样，抗震规范表7.1.5规定了砌体房屋的层高限值，若超过了限值则要通过一系列措施来加强，如增加墙的厚度、加密构造柱等，无形中增加了很多造价。因此，建筑方案设计时应尽量避免房屋的高度、层数和层高接近、达到或超过抗震规范规定的限值。

1.3控制房屋的高宽比和房屋中砌体墙段的局部尺寸

房屋的高宽较大时，在水平力作用下，建筑的变形中不仅有剪切变形，而且产生较大的整体弯曲变形，与底部剪力法的计算假定条件不符，计算结果可想而知。依据有关资料，多层砌体房屋一般可以不做整体变曲验算，但为了保证房屋的稳定性，在设计中一定要控制建筑的高宽比。

墙体是多层砌体房屋最基本的承重构件和抗侧力构件，地震时房屋的倒塌往往是从墙体破坏开始的。应保证房屋的各道墙体能同时发挥它们的最大抗剪强度，并避免由于个别墙段抗震强度不足首先破坏，导致逐个破坏进而造成整栋房屋的破坏甚至倒塌。抗震规范第7.1.6条明确对房屋中砌体墙段的局部尺寸作了详细的限值规定，这一条与地震剪力的分配密切相关。抗震规范第7.2.3条明确了墙段的高宽比对刚度计算的影响，如高宽比较大时，等效侧向刚度取0，在抵抗地震作用时，不能发挥作用。同样，在设计时必须注意洞口的大小和布置，避免形成许多高宽比较大的墙垛，影响墙体的侧向刚度。

1.4合理设置砌体房屋的变形缝、楼梯间并采用合理的结构体系

为防止或减轻砌体房屋在正常使用条件下，由温差和砌体干缩引起墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝，设置条件详见《砌体结构设计规范》（GB50003-2011）第6.3.1条；当建筑物高度差异或荷载差异较大时，应设置沉降缝将其分开，以适应结构竖向沉降变形，沉降缝的设置详见《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）第7.3.1、7.3.2条；在软弱地基上建设时，还要符合第7.4.3条对建筑长高比的限值。如果是在抗震设防区，需要设置沉降缝时，应符合《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的相关要求。

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第7.1.7条明确规定：为保证房屋抗震能力，多层砌体的纵横向墙体数量不宜相差过大，在房屋宽度的中部应设有内纵墙且多道内纵墙开洞后累计长度≥房屋纵向长度的60%；避免采用混凝土墙与砌体墙混合称重的体系，防止不同材料性能的墙体各个被击破；房屋转角处不应设窗，避免局部破坏严重。

2、结构设计

2.1设计说明

首先依据《建筑结构可靠设计统一标准》（GB50068-2001）确定建筑的设计使用年限；按照《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）第3.4.1条明确钢筋混凝土构件的环境类别；建筑结构的安全等级应根据《砌体结构设计规范》（GB5003-2011）第4.1.4条选用。对抗震设防区的结构设计，还须参照现行国家标准《建筑抗震设防分类标准区分建筑抗震设防类别》（GB50223-2008）。为了能准确采用块体和砂浆的强度等级，应注明砌体的施工质量控制等级；为了能合理地对地基基础进行设计，应注明地基基础设计等级。

2.2材料选用

《砌体结构设计规范》（GB50003-2011）对材料的等级进行了调整，如取消了MU7.5烧结普通砖等；《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）第3.4.2～3.4.6条的规定限制了在各种环境类别和设计使用年限建筑应采用的混凝土等级及其它要求。如在抗震设防区须同时满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第3.9.2～3.9.3条中对混凝土结构材料的要求，如混凝土的强度等级中框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其他类构建不应低于C20等。

2.3抗震设计

由于墙体材料为脆性和整体性能差，使得砌体房屋的抗震性能相对较低。因此，抗震设计尤其重要。2008年5月12日的汶川大地震表明，严格按照现行规范进行设计、施工和使用的建筑，在遭遇比当地设防烈度高一度的地震作用下，没有出现倒塌破坏，有效地保护了人民的生命安全。进行抗震设计时，多层砌体房屋只要符合现行有关规范，可采用底部剪力法进行抗震计算。

采用经过批准使用的软件进行计算，其计算过程和结果不用怀疑。在计算通不过时应从两方面进行调查：其一，检查方案是否合理，即平面竖向是否规则、墙体水平和纵向错位是否较多、窗间墙是否满足等情况；在底部大开间的商住楼设计中还发现由于洞口过多、过大超出《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第7.3.14条第3款的限值，出现大量高宽比大于1的砌体墙段，这样墙体的抗侧向刚度必然减小，影响结构的抗震性能，此时应与建筑结构设计者协商变更方案。其二，经过建筑方案的调整抗震计算仍通不过时依然不能仅考虑增加墙厚和增设构造柱来调整，这样工程造价会增加过多。因此可以考虑在抗侧移能力较弱的方向设配筋砌体或将部分墙段由砌体改为钢筋混凝土，即增加部分剪力墙。

2.4构造措施

在抗震设防地区，为了增强房屋的整体性，提高房屋的抗震能力，结构设计时应严格按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第7.3节的多层砖砌体房抗震构造措施进行抗震设计。由于钢筋混凝土构造柱的作用主要在于对墙体的约束，构造柱截面不必很大，但须与各层纵横墙的圈梁或现浇楼板连接，才能发挥约束作用。现浇楼板允许不设圈梁，楼板内须有足够的沿墙体周边加强钢筋（一般2φ10或2φ12）伸入构造柱内并满足锚固要求。构造柱和圈梁等延性构件的设置，对整个砌体房屋而言，承载力提高不多，而变形能力和耗能能力却大大增加。这样可以大大提高砌体房屋的抗倒塌能力，改善砌体结构的抗震性能。

参考文献：

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关键词：建筑设计;建筑抗震设计;建筑体型;建筑平面布置

Abstract: this paper discusses the architecture design in the building of the important role of aseismic design, points out that the architecture design is the foundation of the structure seismic design. Architectural design is considered good seismic requirements, will directly influence the seismic resistance of buildings. Good anti-seismic design must be building design and structure design of the good cooperation and work together to accomplish.

Keywords: architectural design; Building aseismic design; Building shape; Building layout

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

一、引言

对于建筑抗震设计,至今仍然存在着一种误解,似乎建筑抗震只是结构工程师的事,与建筑师关系不大。因而,长期来只有对结构设计的抗震设计规范和规定,却没有一本专门谈建筑设计的抗震设计规范或规定。建筑抗震的实践表明,一个地震区的工业建设项目(建筑物),如果没有良好的建筑总体布置方案,单靠结构抗震计算和抗震构造措施,在较强烈地震作用下,仍是难以取得建筑抗震的较好效果,甚至减轻不了建筑物的震害程度。正是鉴于此原因,在《建筑抗震设计规范》内容中,在抗震设计的基本要求一章里,针对建筑师建筑设计应遵守的有关规定。这是非常正确而必要的。有了这方面的规定,就可以使建筑设计与建筑抗震要求有机地结合起来,使建筑抗震设计水平达到一个新的比较完善的高度。

二、建筑设计在建筑抗震设计中的几个主要设计问题

1.建筑体型设计问题

建筑体型包括建筑的平面形状和立体的空间形状的设计。震害表明,许多平面形状复杂,例如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。海城地震和唐山地震中有不少这样的震例。而平面形状简单规则的建筑(包括单层和多层建筑)在地震中都未出现较重的破坏;有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则,例如相邻单元的高差过大、出屋面建筑部分的高度过高、有的建筑装饰悬伸过大过高,这些沿高度形状上的变化,在地震时都会造成震害,特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。在历次地震中工业与民用建筑都有此类震例。所以,在建筑体型的设计中,应尽可能的使平面和空间的形状简洁、规则;在平面形状上,矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说,都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体形,尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼,在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布,避免产生因体形不对称导致质量与刚度不对称而引起建筑物在地震时发生对抗震极不利的扭转反应。在建筑设计中,特别是高层建筑的建筑设计中,为了建筑立面美观和艺术上创意,复杂的建筑体型是难以避免的,但是,在设计时一定要把建筑艺术、建筑使用功能同结构抗震安全很好的地结合起来。

2.建筑平面布置设计问题

建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距离,内墙的布置,空间活动面积的大小,通道和楼梯的位置,电梯井的布置,房间的数量和布置等等,都要在建筑的平面布置图上明确下来;而且,由于建筑使用功能的不同,每个楼层的布置有可能差异很大。因此,这就带来一个建筑平面布置的多样化如何同时考虑结构抗震要求的问题。一个比较突出的问题是,建筑平面上的墙体(包括填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙)布置不对称;墙体与柱的分布不对称,不协调;造成建筑结构质量与刚度在平面上分布的不对称,不协调;使建筑物在地震时产生扭转地震作用,对抗震很不利。根据抗震设计审查结果统计,有的城市在建筑平面布置上不合理的达17%,在墙体设置上不符合抗震要求的达24%。

在对上海市高层建筑的抗震设计审查中,也发现有多栋建筑在平面内墙体和电梯井筒布置不利于抗震;有的剪力墙太少,有的墙体布置不对称,直接影响建筑物的抗震能力。从以上可知,建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大,从概念上要解决的一个核心问题是,建筑平面布置设计上要尽可能作到使结构的质量和刚度分布均匀,对称协调,避免突变,防止产生扭转效应。在墙体布置上要均匀对称;在抗震墙(剪力墙)布置上尽量与结构抗震要求相结合;对刚度很大的楼、电梯井筒要居中布置,避免偏心和扭转地震作用的产生。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件,使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体,充分发挥建筑设计在建筑抗震中的基础作用。

3·建筑竖向布置设计问题

建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑物沿高度(沿楼层)建筑结构的质量和刚度分布设计上。在工业和民用建筑中,无论单层和多层都存在此问题。在大量的高层建筑和超高层建筑中,此问题更突出。存在的主要问题是,由于建筑使用功能的不同要求,如:底层或下面几层是商场、购物中心,建筑上要求的是大柱距、大空间;而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼居室,前者主要是设柱,墙很少,而后者则是以墙为主,柱很少。有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅;在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅;还有健身房,游泳池等等。建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度(楼层)分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。突出的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大,形成突变。在刚度最差的楼层形成了对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层。这是在建筑设计中必须高度重视的问题。

在实际设计中,在建筑使用功能不同的情况下,很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐;柱子不对齐;墙体不连续,不到底;上层墙多,下层墙少;上层有柱,下层无柱等,使地震力的传递受阻或不通。抗震用的剪力墙设置也受到限制,有的剪力墙(因下层大空间的限制)不能直通到底层(基础层);有的则是剪力墙布置严重不对称或数量太少。所有这些布置,都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。导致刚度发生突变的薄弱层的严重破坏。多次大地震的震害表明,建筑竖向布置设计上带来的上下楼层刚度的过大变化(突变),给建筑物造成很多破坏,甚至是整个楼层的倒塌。分析研究认为,其主要原因就是该倒塌的楼层的侧移刚度远低于其上下楼层的刚度,在刚度突变的相邻部位产生了极大的应力集中和塑性变形,使该楼层失去了抗震承载能力而产生大变形倒塌。所以,要在建筑设计中,尽可能使沿竖向的刚度分布比较接近些,特别是在结构上不设刚度很大的刚度转换层的情况下,更要注意此点。应特别重视的是,尽可能使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑底部,不宜中断或不到底。尽量避免某一楼层刚度的过小;尽量避免产生地震时的扭转效应。

4.建筑上应满足的设计限值控制问题根据大量震害的经验总结，现行《建筑抗震设计规范》对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定，建筑设计应予遵守：一是房屋的建筑总高度和层数；二是对房屋抗震横墙问题和局部墙体尺寸的限值控制。5.屋顶建筑的抗震设计问题在高层和超高层建筑设计中，屋顶建筑是一个重要的设计部分。从近几年对一些高层建筑抗震设计审查结果来看，屋顶建筑存在的主要问题，一是过高，二是过重。这样的屋顶建筑加大了变形，也加大了地震作用。对屋顶建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上，且前者的抗侧力墙与其下楼层的抗侧力墙体上下不连续时，更会带来地震的扭转作用，对建筑物抗震更不利。为此，在屋顶建筑设计中，宜尽量降低其高度。采用高强轻质的建筑材料和刚度分布比较均匀、地震作用沿结构的传递比较通畅，使屋顶重心与其下部建筑物的重心尽可能一致；当屋顶建筑较高时，要使其具有较好的抗震定性，使屋顶建筑的地震作用及其变形较小，而且不发生扭转地震作用。

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关键词：砌体结构、结构设计

随着我国经济的高速发展，建筑造型和建筑功能要求日趋多样化。在我国部分经济欠发达地区，考虑当地实际情况，砌体结构建筑依然占据着重要地位。但在实际工作中，由于设计者本身对于结构设计的忽视及对结构设计的错误认识，设计成果中包含了这样那样的问题，甚至于一些存在问题的设计图纸未经图纸审查就用于工程施工，给国家及个人带来不可挽回的损失。本文就砌体结构设计中存在的一些问题谈谈自己的一些看法。

1常见的违反国家颁布的相关法律、法规规定的问题

1.1 未按勘察成果进行设计

国务院2000年1月颁发的《建设工程质量管理条例》第二十一条规定 “设计单位应根据勘察成果文件进行建设工程设计”。工程设计时的参数取值应与勘察报告相符，如地基承载力特征值、桩基础和支护结构的计算参数、地下水位等。设计人员若认为勘察报告中的设计参数不合理时，应与勘察单位协调，对勘察报告进行复核。

1.2 采用了指定的产品

《中华人民共和国建筑法》第57条规定“设计文件选用的建筑材料、建筑构配件和设备，不得指定生产厂、供应商”。但有些结构施工图设计中的砼外加剂、建筑构配件却指定了生产厂家或者供应商。

1.3 多层房屋的层数和高度超过规范要求

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010表7.1.2明确规定了多层房屋的层数和高度。

1.4 采用了旧规范、标准

《中华人民共和国建筑法》第五十六条规定“勘察、设计文件应当符合有关法律、行政法规的规定和建筑工程质量、安全标准、建筑工程勘察、设计技术规范”，“选用的建筑材料、建筑构配件和设备”，“其质量要求必须符合国家规定的标准”。

2基础设计方面的问题

2.1 基槽检验要求

浅基础施工图中，未注明基槽开挖后应进行基槽检验的要求，该要求在规范中为强制性条文，经常遗漏。桩基础施工图中经常未注明桩端持力层检验、施工完成后的工程桩进行竖向承载力检验的要求。

2.2 软弱下卧层计算

天然地基扩展基础持力层或桩基持力层下面存在软弱下卧层，应根据规范要求对该工程进行软弱下卧层地基承载力验算。

2.3 压实填土地基处理

有的工程处于部分挖方、部分填方地段，填方地段采用压实填土人工处理地基，其压实填土地基的填料、施工、压实填土的范围以及压实填土地基检验等均应提出具体要求说明，并应注明压实填土的密实度要求和地基承载力特征值要求。

3上部结构设计存在的问题

3.1 悬挑板问题

有的工程设置跨度较大的悬挑板（最大时达1.5～2.0m），所在的边梁和内跨板设计时应考虑挑板传来的弯矩作用。常见的问题是：①挑板所在的内跨板厚远小于挑板厚度不合理，②悬挑板配筋与内跨板配筋分开画，未考虑两者间的平衡，悬挑板支座负筋伸入相邻内的板的长度偏小，内跨板支座负筋不足，③边梁未考虑扭转影响，④悬臂板在可能积水位置计算时未计入积水荷载。

3.2 大跨度板配筋问题

大跨度板支座负筋伸入相邻较小跨度板的长度，应根据弯跨包络图确定，常见的问题是：大小跨度板支座负筋长度均取本板跨的1/4，即大跨度板支座负筋伸入相邻较小跨度板的长度偏小不合理。

3.3根据环境类别确定砼强度等级问题

对露天雨蓬、檐沟、女儿墙等结构砼强度等级未作规定，应根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010表3.5.2、表3.5.3确定混凝土强度等级，并满足相应最小配筋率要求。

3.4 非结构构件设计的问题

非结构构件的抗风、抗震设计普遍被忽视。有的工程建筑因为造型需要，在屋面上用砖砌筑较高的女儿墙，有的工程甚至局部女儿墙有4m多高，仅在墙体内设置钢筋砼构造柱与压顶梁，也不进行抗风与抗震的验算，在风力或地震作用下，有倒塌砸人或砸坏屋面板的可能，虽然是非结构构件，但是结构设计未采取可靠措施，将给工程留下安全隐患。

3.5底框（底部框架-抗震墙房屋）设计中的问题

底框（底部框架-抗震墙房屋）设计中要特别注意：a.上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐；b. 底框房屋的框架和抗震墙的抗震等级，6、7度可分别按三、二级采用。

3.6 楼面板高差过大时的设计问题

多层砌体结构，在抗震设防地区，楼板面有高差时，其高差不应超过一个梁高（当错层楼盖高差不大于1/4层高且不大于700mm），超过时，应将错层当两个楼层计入房屋的总层数中。当错层楼盖高差不大于1/4层高且不大于700mm，错层交界的墙体，除两侧楼盖处圈梁照常设置外，还应沿墙长每隔不大于2m增设一根墙中构造柱。

3.7 构造柱设计的问题

构造柱设计不符合《建筑抗震设计规范》GB50011-2010的要求，较大洞口（内纵墙、横墙≥2.1m，外纵墙≥2.4m）两侧应设构造柱，特别要注意：（《建筑抗震设计规范》GB500011―2010第7.3.2.5条）房屋高度和层数接近限值时，纵、横墙内构造柱尚应符合的要求。

3.8 砌体房屋伸缩缝的间距的问题

砌体房屋伸缩缝的间距超过《砌体结构设计规范》（GB50003―2001）的规定要求（特别还应注意蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖和混凝土砌块房屋应按表中数值乘以0.8的系数），且未采取有效措施。《砌体结构设计规范》第6.3.1- 6.3.9条有许多防止或减轻墙体开裂的措施。

3.9 其他需注意的问题

（1）砌体结构应注明施工质量控制等级。

（2）在抗震设防区，多层砌体房屋墙上不应设转角窗。

（3）托墙梁侧向腰筋不满足 《建筑抗震设计规范》GB50011-2001 7.5.4(3)条。即：沿梁高应设腰筋，数量不应少于2Ф14，间距不应大于200mm。

（4）对小墙垛的强度和梁端支承处砌体的局压的计算重视不够。

（5）挑梁外露部分与墙内部分标高不同时应注意梁在折角处的宽度及钢筋的锚固。

（6） 多层砌体住宅应设置不少于三道承重纵墙，每道纵墙还应沿各自轴线对齐、贯通。同一轴线上的窗间墙宜等宽，且房屋的局部尺寸宜满足《建筑抗震设计规范》（GB 50011―2010）第7.1.6条的要求。

（7）砌体结构挑梁埋入砌体的长度不满足规范要求。《砌体结构设计规范》GB50003―2001，既挑梁埋入砌体长度L1与 挑出长度L之比宜大于1.2，当挑梁上无砌体时，L1/L之比宜大于2。

（8）采用已禁用的实心粘土砖。

（9）楼板计算时，砖混结构房间外墙（包括楼梯间墙）按固接计算不对，此处楼板边支座应按铰接计算。

（10）砌体结构的大梁，应根据《砌体结构设计规范》GB50003―2001第6.2.5条设计。

（11）突出屋面的屋顶房间何时可按突出屋面的屋顶计算而不算做一层。一般认为当出屋面的屋顶房间面积小于楼层总面积的30%时，该部分可按突出屋面的屋顶间计算而不算做一层。

4 结束语

砌体结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。

参考文献：

[1] 《砌体结构设计规范》GB50003―2001

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关键词：等效剪切波速 场地类别 计算深度

中图分类号：G353文献标识码： A

引言

津南区位于天津市东南部，海河下游南岸古为退海之地，境内两条贝壳堤是沧海桑田变迁的历史足迹属海积及河流冲积平原，现代的津南地貌是4000年以来，在古渤海湾滩涂及水下岸坡区，经黄河、海河携带泥沙与古渤海潮汐、风浪搬运海底物质共同堆积而成的。根据本地区所处的地理位置，从构造上位于冀渤断块坳陷中的沧县隆起上，表层为广泛的第三系和第四系所覆盖。近场断裂均为隐伏断裂，规模较大的断裂主要有北东向的天津北断裂―大城断裂，北北东向的白塘口西断裂，北西西向的海河断裂及北东向的沧东断裂。

我国《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 [1]将场地等效剪切波速Vse的计算深度取土层覆盖厚度与地表以下20m二者的较小值；而部分欧美国家以及我国台湾地区将场地等效剪切波速Vse取为地表以下30m。因此，本文通过对津南区中软土场地的钻孔实测剪切波速为例，对我国《建筑抗震设计规范》GB50011-2010与欧美国家抗震设计规范中场地类别分类标准进行对比，探讨了津南地区场地等效剪切波速的计算深度由地表以下20m增加至30m的差异性，供本地区工程建设决策参考。

1 津南区剪切波速收集

随着津南地区重大工程建设的不断增多，表1汇总了津南地区下属8个镇的场地剪切波速资料来源情况，钻孔数目达61组，基岩埋深>50m，按《建筑抗震设计规范》GB50011-2010场地等效剪切波速计算方法，计算当埋深为20m和30m时各工程场地等效剪切波速Vse。

表1 场地剪切波速资料统计

序号 工程名称 所属行政区域 钻孔数 基岩埋深 钻孔深 Vse（20） Vse（30）

1 金华园 咸水沽镇 8 >50 50 156～192 178～215

2 成达石油 双港镇 7 >50 36 172～183 198～206

3 辛庄给水泵站 辛庄镇 5 >50 34 161～193 185～218

4 杰曼科二期 北闸口镇 10 >50 40 152～178 164～203

5 天佑聚沛 八里台镇 10 >50 35 163～176 193～206

6 双桥住宅 双桥河镇 6 >50 30 150～175 176～201

7 小站幸福公寓 小站镇 10 >50 38 174～188 196～205

8 葛沽休闲园 葛沽镇 5 >50 32 155～176 177～204

2不同计算深度下等效剪切波速的比较

2.1 世界各国规范计算等效剪切波速计算深度取值的比较

在岩土工程勘察、地震案例性评价和地质灾害危险性评估工作中，都要涉及场地类别的划分和判定，其对后续工程的开展具有决定性作用。我国《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中按照土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度来划分场地类别，计算公式如下：

（1）

式中：―土层等效剪切波速（m/s）；

―计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m两者的较小值；

―剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；

―计算深度范围内第土层的厚度；

―计算深度范围内第土层的剪切波速（m/s）；

―计算深度范围内土层的分层数。

根据土层剪切波速的范围，场地土的类型分为岩石、坚硬土或软质岩石、中硬土、中软土和软弱土五类，且将坚硬土与岩石的等效剪切波速分界值定为800m/s；同时《建筑抗震设计规范》GB50011-2010规定，建筑场地覆盖层厚度的确定为：一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层的距离确定。

表2 各国抗震设计规范场地类别分类标准比较[2]

规范标准 场地类别

中国抗震规范GB50011―2010 I1（h

II(3≤h≤15) II(3≤h≤50)

III(15≤h≤80) III(h>50) II(h≥5) I1(h=0) I0(h=0)

IV(h>80)

软弱土 中软土 中硬土 坚硬土或软质岩土 岩石

Vse20= 150m・s-1250m・s-1 500m・s-1800m・s-1

美国抗震规范 ED C BA

Vse30=180m・s-1 360m・s-1760m・s-11500m・s-1

欧洲抗震规范 EDC BA

S1S2

Vse30=100m・s-1180m・s-1 360m・s-1800m・s-1

中国台湾抗震规范 S3 S2S1

Vse30=180m・s-1 360m・s-1

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关键词:建筑结构;抗震;概念设计

1建筑设计与抗震设计的关系

建筑方案设计对结构抗震性能起重要的基础作用，合理的结构概念设计能最终实现建筑抗震设计理念。建筑抗震要求与建筑设计有机地结合起来，能使建筑抗震设计水平达到结构设计与建筑设计本身的和谐统一。这就要求建筑师能在建筑方案开始和初步设计深化中考虑抗震的要求，结构工程师才可能对结构体系和构件系统进行合理的安排与布置，确定建筑结构的质量分布和刚度分布均匀协调以及相应产生的地震作用、结构受力和变形合理，最终使建筑结构的抗震性能和抗震承载力得到改善和提高。从方案阶段建筑设计考虑到抗震要求，并在深化方案中逐步落实、贯彻概念设计的思想，能从总体上对建筑抗震设计起着直接的制约作用。

2建筑抗震设计现状的体会

2．1愈发复杂的结构设计规范、标准和技术措施

TJ11－74《工业与民用建筑抗震设计规范》经过了40多年的不断发展和完善，我国先后制(修)订颁布施行了以GB50011－2010《建筑抗震设计规范》为基础的30多项抗震防灾为主的国家标准和行业标准。这些标准内容涵盖建筑工程抗震设计、建筑结构中非结构构件、设备设施抗震设计以及专项工程和结构的抗震设计(例如地铁轨道交通)。除此以外，还有包括GB50010－2010《混凝土结构设计规范》、JGJ99－2015《高层民用建筑钢结构技术规程》、JGJ3－2010《高层建筑混凝土结构技术规程》等在内的专业技术标准规程，这些标准规程不同层面范围均涉及具体的抗震设计技术内容。一方面是抗震设计的规范越来越完备，另一方面使用中也给结构工程师带来困惑甚至矛盾。

2．2社会发展需求与规范技术发展之间的矛盾

我国建筑抗震设计一直沿用的“两阶段、三水准”的设计方法，其目的是实现防止建筑在预期的大震下倒塌破坏，保证建筑使用人员的生命安全。随着社会的不断发展，人们对房屋建筑的要求不仅仅局限于生命安全的单一水准要求上，根据不同维度的需求提出了多层次的建筑性能要求。工程实践中也出现了很多新型建筑结构形式，比如，伴随新型城镇化和建筑工业化的发展，新型预制装配式结构、混凝土－钢复合结构(包括水平复合、竖向复合等)必将大量使用，综合地下轨道交通工程、综合市政工程、地下综合管廊等地下结构等。新型结构型式急需抗震设计技术规范的支持。

2．3现行规范没有能完全覆盖的结构体系

仅从建筑结构这个领域看，现行抗震设计规范体系对以下结构体系仍然没有能够完全覆盖，如:建筑空间需要的少墙框架结构和少支撑框架结构，高层建筑结构中下部混凝土－上部钢框架复合结构和钢筋混凝土核心筒－钢框架组合结构、钢筋混凝土/型钢混凝土框架－钢支撑组合结构、体育馆等大跨空间结构，功能组合复杂的地下建筑结构，正在快速发展、使用消能减震技术结构。结构设计实践上，工程师仍然要通过对规范的实质地把握和自己的工程经验，对涉及的问题进行判断及探索。

2．4基于性能的设计方法

我国现行的抗震规范有三个水准的设防目标:第一阶段是结构弹性阶段，截面设计实现第一水准强度要求，随后验算弹性位移及配合抗震构造措施实现满足第二水准的变形要求，第二阶段用第三水准烈度验算弹塑性变形及结合抗震构造措施满足第三水准的防倒塌要求，其基本目的是保障生命安全。近十几年来的大震震害调查显示，按现行抗震规范设计和建造的建筑物，在已经发生的地震中经受住了检验，基本实现没有倒塌，保障了生命安全的目标。但是地震破坏仍然造成了严重的包括间接损失在内的经济损失，甚至影响到了社会的发展，而且这种破坏和损失经常超出设计者、建造者和业主预先的估计。从另一方面看，伴随着经济发展和现代化城市化的进程，城市人口密度在不断加大，城市设施愈发复杂，单次地震造成的综合损失和间接影响未来只会越来越大，迫使人们逐渐认识到仅强调抗震结构在地震作用下不受严重破坏和不倒塌，仍然不是一种全面、完整的抗震思想。实际上，公众与社会对不同的结构抗震性能存在多种层次的需求，如何改进现行的单一抗震设计理念，使结构在地震灾害中的抗震性能达到人们多层次、个性化的目标要求，这是结构工程师面临的重要课题。2010版抗震设计规范增加了关于性能化设计的原则规定与性能化参考指标要求，在一定程度上已反映出这些需求的区别，性能化设计的方向已经确定，但在实践中尚需要进一步完善。

2．5建筑抗震与防灾减灾的融合

总体上城乡建设抗震防灾基础依然薄弱。建设工程抗震管理缺少法律法规支撑，抗震防灾管理和技术力量薄弱。城市抗震设施建设数量不足，设防水平低，布局不均衡，应急保障和服务水平不高。农村自建住房抗震水平偏低，小震大灾情况时有发生。城镇不满足抗震设防标准或未进行抗震设防的房屋建筑存量大，《中国地震动参数区划图》修订后这一短板更加凸显。新建建筑工程抗震设防有抗震设防审查等一系列制度支持，抗震政策落实贯彻基本到位，市政公用设施抗震设防专项论证制度逐步实施，建筑工程可持续抗震能力可以预期。工程实践上经常遇到村镇建筑，由于没有纳入基本建设管理范围，村镇建筑安全选址和抗震防灾要求，村镇建筑防灾设计、抗震措施普及、农房抗震设防水平等都是盲区。

3回到原点的建筑抗震概念设计

3．1概念设计

由于地震是一种随机震动，具有不确定性，加之地震影响非常复杂，要准确预测出条件千差万别的建筑结构所遭遇地震的准确特性和参数，目前很难做到。在从结构分析角度，由于未能充分考虑材料的非弹性性质、空间作用、材料的时效性等复杂因素，结构抗震计算分析本身就是近似的。从这个角度看，工程结构抗震问题不能完全依靠结构“计算设计”解决。以工程抗震基本理论为基础结合长期工程抗震经验总结的工程抗震基本理念，往往成为良好结构抗震性能的决定性因素，这即是建筑结构抗震设计中非常重要的“概念设计”。概念设计在抗震防灾标准中是根据地震灾害和工程经验总结基本设计原则和设计思想，是在工程设计中建筑结构总体布置和确定细部构造的一个过程。概念设计包括场址和线路方案选择、建设场地条件、地震影响特性(震级大小、地震影响强弱、震中距大小等)、建筑体型、设备工艺要求和结构布置、结构体系、设置多道抗震防线、结构构件承载力和结构延性的平衡、构件连接、材料性能和施工方面提出完整配套的一系列措施，概念设计落实过程从不同的方面整体落实工程设施的抗震性能。

3．2牢固树立概念设计理念意识

建筑方案设计的目的是构造功能与美观协调统一的建筑空间，结构工程师的首要任务是在此过程中配合处理好结构方案、整体结构、子结构、结构构件之间的整体关系。结构工程师的概念设计能力积累会贯穿于在一系列设计实践的不懈追求中，结构工程师要不断用行动抵制被动参与建筑结构设计，抵制只关注结构计算是否通过规范及计算机辅助程序的计算反馈快速出图和完成设计的诱惑。结构工程师应把更多的精力放在建筑方案阶段对应的结构概念设计的思考上，综合运用其掌握的结构概念设计理念，实现选择效果最好、经济性平衡的结构方案，从整体上把握结构设计的方向，避免误入歧途。

3．3牢固树立概念体系思想

GB50011－2010《建筑抗震设计规范》对抗震结构体系归纳、明确了几点要求:①结构体系计算简图应该明确，结构地震作用传递途径合理;②结构体系应该避免因构件破坏或部分结构破坏而导致体系整体丧失抗震能力和结构对重力的承载能力，即要求具有多道抗震防线;③结构应该具有必要强度、良好变形能力及地震作用下的耗能能力;④合理强度和刚度分布的结构体系避免出现体系薄弱部位(局部削弱和突变产生应力集中或塑性变形集中)，对结构体系中潜在薄弱部位，通过采取提高抗震措施方法提高抗震能力。设计实践上，要自始至终树立完整的体系思想，避免掉入个别指标不够或超限的“细枝末节”的结构抗震设计“陷阱”。

3．4具有多道抗震防线的结构布置

多道抗震设防结构体系的特性包括:①结构平面质量分布宜均匀对称，刚度中心宜尽量与质量重心靠近，从而减少偏心;②整体结构要有足够的刚度，且结构不同区段刚度沿竖向连续均匀，避免突变;③多道抗震设防防线的结构在大震作用时，实现利用赘余杆件的屈服滞回与反复变形耗散地震波输入的能量，从而实现局部屈服破坏后使整体结构仍然能过渡到另一种稳定的结构体系。

3．5构造措施实现结构的延性

抗震计算分析与抗震措施落实是保证结构安全性的两种不同手段。由于地震发生后不同场地条件地面运动的不确定性，在抗震概念设计理念指导下的抗震措施尤为重要。在不同的抗震技术标准中，有关构造措施的要求和条文均占了非常大的比例，而且强调了措施要求的重要性，这也是抗震设计标准区别于其他工程技术标准的显著特点。在第三水准抗震设计中，结构已经进入弹塑性状态，决定结构安全的不再是强度而是结构本身延性实现的多道防线及大震不倒。而结构延性的实现主要依靠合理的构造措施来控制与保障，因此，有效的抗震构造措施对结构抗震目标的实现非常重要。钢筋混凝土结构改善竖向构件延性的构造措施手段包括:①剪切型破坏的延性弱于弯曲型破坏，构件弯曲屈服到破坏所耗散的地震输入能量远远高于剪切型破坏耗散能量，也就是控制好构件的破坏形态，有意识控制结构破坏发展及塑化过程，增强结构破坏过程中对地震能量的消耗，结构设计在计算与构造采取措施实现更多构件弯曲破坏避免剪切破坏。②结构构件轴压比。对于混凝土框架，竖向构件结构柱是实现结构不倒塌最重要构件，钢筋混凝土柱延性比随柱轴压比增大会急剧下降，设计中控制好柱子轴压比是整体延性的关键，设计采用适度增加箍筋的配置实现构造上延性的改善。③对于应力分布复杂、剪力大、延性差的个别构件，通过型钢混凝土的运用实现抗剪需求和构件延性平衡。④高强混凝土的使用可以降低轴压比进而实现竖向受力构件的延性，设计中注意与之关联的剪压比指标合理等。

3．6注重结构整体性

建筑在地震作用下，由于不合理的局部构件失效导致整个结构变成机动体系倒塌、结构构件平面外失去稳定性倒塌都属于结构丧失整体性。结构设计要加强构件间的连接，保证传递地震作用的强度要求和地震时后变形延性需求，保证构件充分发挥其作用，构件连接不破坏与失效，始终保持结构体系的整体完整性。除了常规分析整体性，在施工阶段的施工也存在整体性的考虑，如砌体结构中，作为砌体结构的约束构件构造柱，通过先砌筑墙体后浇筑构造柱混凝土的方式，使组合构件的整体性得到实现。

3．7重视非结构构件设计

非结构构件一般不属于主体结构的一部分，是依附于主体结构，非承重的结构构件在抗震设计时也是容易被忽略的部分。非结构构件主要包括非结构构件和建筑附属机电设备，都应该进行抗震设计，大致可以归属以下几类:①女儿墙、厂房高低跨封墙、雨篷等附属构件，此类构件的抗震问题主要是加强自身的整体性与同主体结构可靠连接锚固;②维护墙、内隔墙与填充墙等非结构墙体对主体结构抗震性能的不利影响，包括减小主体结构自震周期增加地震作用，改变主体结构的刚度分布从而改变地震作用下构件之间内力分布，改变主体结构的受力状态，如局部高度的填充墙造成主体结构短柱存在导致柱脆性破坏;③建筑装饰、贴面、顶棚与悬吊物等，通过加强连接与柔性连接并举，防止地震时的脱落与破坏;④附属机电设备支架等地震影响，主要是位置设置适当、与主体结构连接锚固可靠。

3．8利用好计算机辅助系统验证概念设计

建筑个性化的需求越来越受到重视，这些个性化带来建筑平面变化、立面丰富甚至特殊，各种新型复杂组合体形(包括大底盘多塔、主裙楼整体连接、结构连体、立面多次收进退层和悬挑等结构)、复杂结构体系(多体系组合结构、不同类型结构转换和巨型结构等)越来越多。对这些结构体系的分析，应采取相应的、多个不同的力学模型进行分析比较。这些分析比较经常关注不同分析模型在地震作用下承载力的客观一致性，主要振动周期、振型、位移和最大受剪承载力出入不大，对补充进行弹性时程分析地震波选取符合规范统计意义上相符，弹塑静力分析或弹塑性动力补充分析及按分析结构校核及进行配筋设计。通过先进的计算机辅助技术手段，可以围绕性能化设计的要求，实现结构构件、结构体系的性能化设计。通过正确运用这些技术手段，能实现结构设计分析过程的可视性，进而实现结构设计的安全性和经济合理性。这些辅助技术的运用，回过头来又促进了建筑结构概念设计理念的全面落实。

3．9隔震与消能减震设计

隔震与消能减震设计都是目前发展迅速的减轻地震灾害的技术。隔震技术通过在建筑物基础与底部或者上部与下部之间设置隔震层，隔离地震能量向上部传递，有效降低上部结构的地震反应。理论分析与强震记录证实，建筑隔震可以降低地震水平作用60%左右，相当于降低设防烈度1．0～1．5度，高烈度区隔震建筑可以获得较好的经济效益。消能减震建筑通过设置消能部件(阻尼器、连接支撑或其他连接构件组成)，阻尼器在地震中变形吸收和消耗地震能量同时附加结构阻尼，减少地震反应，实现保护主体结构不发生或仅仅发生较小的地震损伤。结构工程师应该主动利用好结构设计新技术提升抗震概念设计。

4结语

概念设计是整个建筑抗震设计的重要基础，为提高建筑物的整体抗震性能提供了可能。在建筑抗震设计中，建筑设计与结构设计必须协调统一。概念设计是解决抗震设计本身的计算近似性及地震作用的不确定性的基本途径，结构工程设计经验的积累过程就是概念设计思维运用的积累过程，建筑结构概念设计的把握甚至比设计软件的计算运用要求更高。结构设计中只有自觉遵守主动运用概念设计理念原则，才能不断适应建筑需求变化给结构抗震设计带来的各种新的挑战。

参考文献:

［1］赵彤．高层建筑结构基于性能抗震设计思想的应用［J］．结构工程师，2011，27(2):19－26．

［2］GB50011－2010建筑抗震设计规范［S］．

［3］陈琳琳．高层建筑结构设计中抗震概念设计的应用［J］．江西建材，2014，34(9):35．

［4］罗开海，黄世敏．《建筑抗震设计规范》发展历程及展望［J］．工业建筑标准化，2015，31(7):75－80．

［5］赵丽清．建筑抗震概念设计［J］．山西建筑，2008，34(7):80－81．

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关键词：建筑；抗震设计；问题；对策

一、建筑抗震设计中存在的问题

正如上述分析中，我们知道了建筑设计中从抗震角度来进行设计是很重要的工作，但是，就目前我国建筑设计中还存在着许多问题，这些不足之处带来的危害是不容忽视的。主要表现在以下方面：1、在多层砖房的设计中，对于抗震设计的计算没有做到位，比如说房屋的抗震承载力计算，由于缺乏足够的设计经验，使得相似的砖房采用的砌体强度差别较大；还有在整体的抗震设计要求上没有一致，比如说关于柱和圈的设置，大部分的设计存在较多的富余，而有一小部分的设计存在不足。2、一些住房的要求不同，因此，设计的结构存在许多缺陷和隐患之处，有的房屋为了要求屋内面积足够大，就设置大窗户和大门洞，造成了结构的不规范性，还有的是室内设计要求复杂，设置的平面造型错综复杂，出现了不对齐和不连续等状况。3、在砖房建筑中，房屋的设置过高或者层次过多，这些都是为了满足大面积的需要，因此，在顶层或者底层采用混杂的钢筋内框架结构，设计的要求不能与抗震设计要求相符合。总之，砖房作为我国大部分的建筑样式，它本身具有的结构已经远远不能满足抗震要求的设计，存在着许多问题需要我们亟待解决。

二、关于建筑抗震设计存在问题提出的解决对策

建筑抗震设计对于整个建筑行业都起着举足轻重的作用，那么，针对上述建筑抗震设计中存在的一些问题，我们就提出了相应的解决对策，从以下几个方面阐述了建筑设计要注意的问题。

第一， 关于建筑体型方面的设计

在建筑体型方面主要需要考虑两个方面的内容，包括建筑的平面形状和主体的空间形状，许多地震后造成的建筑破环现状来看，那些平面形状和空间形状比较复杂的建筑都受到了严重的创伤，这就要求我们在考虑抗震因素的时候需要注重平面形状和主体空间形状的简单与规范。就比如说在平面形状的设计上，尽量选择规则的形状，如圆形和矩形等形状，避免那些不规则或者是复杂的形状，如凹形和凸性以及一些不对称的体型，那些规则的形状有助于减少地震的强度。还要注意的是，建筑的体型布置中关于结构质量和刚度的分布应该要平均分布和设置，这是为了防止因体型设置的不规则性出现质量和刚度的不对称性，进而影响整个建筑的体型分布和合理设置。

第二， 关于建筑平面布置方面的设计

建筑的平面设计是建筑设计中非常重要的组成部分，这一方面决定着建筑屋的功能和相关要求，比如说墙体的设置要求、建筑房间的布置数量和大小和楼梯的位置安排等平面设计，如墙体与柱子的设置不协调导致地震时候的扭转现象，还有内隔强的不对称设置导致的中断或者不连续现象，这些现象都是对抗震有着重要影响的。因此，在建筑的平面设计中要尽量做到建筑结构的质量与刚度的均匀分布，防止产生地震时的钮转现象，还有，关于建筑平面布置的整体设计时，要充分利用建筑的使用功能与建筑抗震要求达到平衡和协调的状态，使得建筑设计在建筑抗震设计中体现重要的意义。

第三， 关于建筑竖向布置方面的设计

建筑的结构设计不仅要反映在建筑平面的设计，也要重视建筑竖向的设计，关于建筑竖向布置主要是体现在建筑楼层结构的质量和刚度布置。据相关地震资料显示，许多震后的建筑容易倒塌的原因主要是反映在建筑楼层结构的刚度不够，还有质量的分布也不够均匀，这就告诉我们在进行建筑竖向布置的设计时，应该尽可能的在建筑的竖向分布上做到质量和刚度的分布均匀，使得整体建筑的布置能够从顶层到底层的合理和均匀布置，这样才能有效的防止地震带来的钮转效应，降低地震带来的建筑整体倒塌现象。

最后，关于建筑布置的其他方面的设计

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关键词：多层框架；框架结构；结构设计

1 设计构造方面的问题

1.1 框架节点核芯区箍筋配置应满足要求对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求，绝大部分设计人员都能给予足够的重视，但对于《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中规定的“一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10和0.08，且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。”设计中经常被忽视，尤其是柱轴压比不大时，常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施，应严格遵守。

1.2 底层框架柱箍筋加密区范围应满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中规定：“底层柱，柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的1/3”。这是新增加的要求，设计中应重点说明。

1.3 框架梁的纵向配筋率应注意《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中规定：“当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，梁箍筋最小直径的数值应比表6.3.3中规定的数值增大2mm。”在目前设计中，这一规定常被忽视，造成梁端延性不足。

1.4 框架梁上部纵筋端部水平锚固长度应满足要求《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中规定：“框架端节点处，梁上部纵向钢筋也可采用90?弯折锚固的方式。此时梁上部纵向钢筋应伸至柱外侧纵向钢筋内边并向节点内弯折，其包含弯弧在内的水平投影长度不应小于0.4Lab，弯折钢筋在弯折平面内的包含弯弧段的投影长度不应小于15d。”当框架柱截面尺寸小于400×400mm时，应注意梁上部纵筋直径的选择，否则这一项要求不容易得到保证。

2 多层钢筋混凝土框架结构计算中应注意的问题

2.1 独立基础设计的荷载取值

钢筋混凝土多层框架房屋的基础形式多采用的是柱下独立基础。在基础设计中，合理地选取荷载设计值，是基础结构设计的重要环节。实际工作中，常会出现2种情况：①依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第4.2.1条指出的“当地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层时，不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架房屋或基础荷载相当的多层框架厂房，可不必进行天然地基和基础的抗震承载力验算”的要求，忽略风荷载的影响；②在设计独立基础时，作用在基础顶面上的外荷载（柱脚内力设计值）只取轴力设计值、弯矩设计值而无剪力设计值，甚至只取轴力设计值。工程设计实践证明，这2种情况的设计结果都会导致基础尺寸偏小、配筋偏少。如果在涉及混凝土多层框架房屋的整体计算分析中输入风荷载，让轴力设计值、弯矩设计值和剪力设计值共同作用于柱脚，基础本身及其上部结构的安全就更为可靠。

2.2 基础拉梁层计算模型的选定

用TAT或SATWE等电算程序进行框架整体计算时，对于基础拉梁层无楼板的情况下，楼板厚度应取0，并定义弹性节点，用总纲分析方法进行分析计算。当房屋平面不规则时，虽然楼板厚度取0，也定义弹性节点但未采用总纲分析，程序分析时却自动按刚性楼面假定进行计算，这与实际情况不符，设计过程中要特别注意这一点。

2.3 结构的抗震等级

在工程设计中，多数房屋建筑按其抗震设防分类属于丙类建筑，如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等等，其抗震等级可根据烈度、结构类型和房屋的高度按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表6.1.2确定。对于电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体育场馆、大型零售商场等公共建筑，可首先根据《建筑抗震设防分类标准》（GB50223-2004）确定其中哪些建筑属于乙类建筑（可能还有甲类建筑，本文不涉及）。若为丙类建筑，其地震作用均按本地区抗震设防烈度计算；若为乙类建筑，一般情况下，当抗震设防烈度为Ⅵ～Ⅷ度时，抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高I度的要求。例如，位于Ⅷ度地震区（如北京）的乙类建筑，应按Ⅸ度由《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表6.1.2确定其抗震等级为一级；当Ⅷ度乙类建筑的高度超过表6.1.2规定的范围时，还应经专门研究，采取比一级抗震等级更有效的抗震措施。

2.4 地震力的振型组合数

地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考虑扭转耦联计算时，至少要取3，且为3的倍数；振型数也不能取的太多，不能多于结构有质量贡献的自由度总数（每个刚性板取3个，每个弹性节点取2个）。例如全部为刚性楼板的结构，振型数不能超过楼层数的3倍，否则可能出现异常。《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）规定：抗震设计时，B级高度的高层建筑结构、混合结构和本规程第10章规定的复杂高层建筑结构，宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于15，对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍，且计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的90%。当结构楼层数较多或结构层刚度突变较大时，如高层、错层、越层、多塔、楼板开大洞、顶部有小塔楼、有转换层、有弹性板等复杂结构，振型数应相对多取。只有当定义弹性楼板，且采用总纲分析，必要时振型数才可以取得较少。《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数。SATWE等电算程序已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。有些设计人员不大重视电算程序使用手册的应用，选取振型数时比较随意，这是应当改进的。此外，对于耦联计算，可在必要时补充非耦联计算。

2.5框架结构应注意带楼梯、电梯的小井筒的设计

多层框架结构应尽量避免设置钢筋混凝土楼梯、电梯小井筒。因为钢筋混凝土井筒的存在会吸收较大的地震剪力，相应地减少框架结构所承担的地震剪力，而且井筒下的基础设计也比较困难，故在设计过程中这些井筒多采用构造柱夹砌体材料做填充墙形成隔墙。当必须设计为钢筋混凝土井筒时，井筒墙壁厚度应当减薄，并通过开竖缝、开结构洞等办法进行钢度弱化；配筋也只宜配置少量单排钢筋，以减小井筒的作用。设计计算时，除按框架确定抗震等级并计算外，还应按带井筒的框架（当平面不规则时，宜考虑耦联）复核，并加强与井筒墙体相连的柱子的配筋。此外，还要特别指出，对框架结构出屋顶的楼电梯间和水箱间等，应采用框架承重，不得采用砌体墙承重；而且应当考虑鞭梢效应（按塔楼考虑）乘以增大系数；雨篷等构件应从承重梁上挑出，不得从填充墙上挑出；楼梯梁和夹层梁等应承重在柱上，不得支承在填充墙上。

2.6 柱部分

2.6.1 地上为圆柱时，地下部分应改为方柱，方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍，并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。幼儿园不宜用方柱。

2.6.2 原则上柱的纵筋宜大直径大间距，但间距不宜大于200。

2.6.3 柱内埋管，由于梁的纵筋锚入柱内，一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4%以下时，可不必验算。柱内不得穿暖气管。

2.6.4 柱断面不宜小于450×450，混凝土不宜小于C25，否则梁纵筋锚入柱内的水平段不容易满足0.4La的要求，不满足时应加横筋；而且在梁柱节点处钢筋太密，混凝土浇筑困难。异型柱结构，梁纵筋一排根数不宜过多，柱端部纵筋不宜过密，否则节点混凝土浇筑困难。当有部分矩形柱部分异型柱时，应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近，不要相差太大。

2.6.5 柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制，减小断面尺寸。

2.6.6 尽量避免短柱，短柱箍筋应全高加密，短柱纵筋不宜过大。

2.6.7 考虑到竖向地震作用，柱子的轴压比及配筋宜留有余地。

2.6.8 独立柱上或柱的中部（半层处）有挑梁时，挑梁长度应有限制。

3 结束语

钢筋混凝土框架结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。

参考文献：

[1]建筑抗震设计规范GB50011～2010[S].中国建筑工业出版社，2008.