建筑抗震论文范文

导语：如何才能写好一篇建筑抗震论文，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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论文摘要:本文从抗震的角度探讨建筑的体型，建筑平面布置和竖向布置、规范中设计限值的控制、屋顶建筑等设计问题。

建筑设计是否考虑抗震要求，从总体上起着直接的控制主导作用。结构设计很难对建筑设计有较大的修改，建筑设计定了，结构设计原则上只能是服从于建筑设计的要求。如果建筑师能在建筑方案、初步设计阶段中较好地考虑抗震的要求，则结构工程师就可以对结构构件系统进行合理的布置，建筑结构的质量和刚度分布以及相应产生的地震作用和结构受力与变形比较均匀协调，使建筑结构的抗震性能和抗震承载力得到较大的改善和提高；如果建筑师提供的建筑设计没有很好地考虑抗震要求，那就会给结构的抗震设计带来较多困难，使结构的抗震布置和设计受到建筑布置的限制，甚至造成设计的不合理。有时为了提高结构构件的抗震承载力，不得不增大构件的截面或配筋用量，造成不必要的投资浪费。由此可见，建筑

设计是否考虑抗震要求，对整个建筑起着很重要的作用。因此，我们在建筑抗震设计过程别要注重以下几个问题。

一、建筑体型设计问题

建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明，许多平面形状复杂，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。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏，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。因此在建筑体型的设计中，应尽可能地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型，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，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。

二、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，都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且，由于建筑使用功能不同，每个楼层的布置有可能差异很大，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等等布置不对称，墙体与柱子分布的不对称、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。有的建筑物，其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧，结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一侧的墙体很多，而另一侧的墙体稀少，这就造成平面上刚度分布的很不对称，质量分布也偏心，使结构的受力和变形不协调，导致扭转地震作用效应，带来局部墙面的破坏。有的建筑物，如底层为商场的临街建筑，临街一侧往往不设墙体，而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭，两侧在刚度上相差很多，也将在地震时引起扭转地震作用，对抗震不利。还有的建筑平面布置上，经常出现内隔墙不对齐或中断，使刚度发生突变和地震力传递受阻，对抗震也带来不利，客易引起结构的局部破坏。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做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作用。

三、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沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。无论是单层或多层，还是高层建筑或超高建筑，这个问题是比较突出的。存在的这个主要问题是，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，低层设柱、墙很少，而上面则是以墙为主，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、报告厅等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度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［3］。在刚度最差的楼层形成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不能直通到底层、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。多次大震害表明，建筑物竖向楼层刚度的过大变化，给建筑物造成很多破坏，甚至是整个楼层的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中，有多栋钢筋混凝土高层建筑发生了中间楼层的整体坐落倒塌破坏。因此，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物底部，不宜中断或不到底。尽量避免其某楼层刚度过少，尽量避免产生地震时的钮转效应。

四、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》(GBJll-89)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。

五、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。

六、结束语

总的来说，建筑设计是建筑杭震设计的一个重要方面，建筑设计与建筑

抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用。一个优良的建筑抗震设计，必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。为此，要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性，在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。

参考文献:

[1]《建筑抗震设计规范》(CBJll-89)，中国建筑工业出版社，2005。

[2]包世华、方鄂华，《高层建筑结构设计》，清华大学出版社，2003。

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（一）砖混结构的建筑较多，不利于建筑的稳固

砖混结构是一种较为传统的建筑结构，随着现代建筑技术的发展，砖混结构由于抗震性能较差已经逐渐被框架结构、剪力墙结构和框剪结构等所取代。但是，保定周边的一些学校在建设的过程中，出于各种各样的原因，依然采取了砖混结构，这导致在地震灾害发生时，由于建筑整体的稳定性较差，很容易发生坍塌，造成很大的损坏。同时，一些砖混结构的建筑在使用一定时间之后，容易发生裂缝，导致抗震安全性能降低。要想提升砖混结构建筑的抗震安全性，首先，采用抗震性能较高的钢结构和框架结构来构建学校校舍，保障学校师生的生命和财产安全。这样做虽然能够从根本上改善砖混结构抗震性能较差的弊端，但是所需资金较大，并且推倒再建耗时较长，需要大量的备用教室，难以大规模推广，各学校可以根据自身的情况进行相应的选择。其次，对砖混结构的建筑进行加固，提高砖混结构建筑的抗震性能。在具体的操作过程中，可以通过设置圈梁、加强建筑顶部混凝土的强度来提高中小学砖混建筑的抗震性，保障师生的生命安全。再次，通过增加构造柱的方式提高砖混结构建筑的抗震安全性。在砖混结构的建筑中增加混凝土构造柱是提高砖混结构建筑抗震安全性的重要策略，实践表明，增加了构造柱的砖混结构建筑相对于没有增加构造柱的砖混结构建筑抗震能力大大增强。因此，在进行砖混结构建筑加固的过程中，需要在合适的地方增加构造柱，并与圈梁相结合，从而使建筑物的抗震安全性获得有效地提升。最后，通过增加砖混结构建筑底层的抗震能力来使整个建筑物的抗震能力获得显著提升。在地震发生时，砖混结构建筑的底层受损较为严重，而底层一旦严重受损，整座建筑就会发生坍塌，因此，我们需要增强砖混结构建筑底层的抗震能力。可以通过增加底层承重墙体的面积来增加对地震的承受性，保障整个建筑的安全，同时还需要增加砂浆强度以减少地震时墙体在承受外力的状况下裂开的程度，从而达到提升抗震能力的目的。

（二）楼梯间的设置存在问题

楼梯间是发生地震时师生逃生的生命通道，但是，通过我们调查发现，保定地区的很多楼梯间的设置都存在问题，很多楼梯间都设置在建筑的端部，导致地震灾害发生楼梯间应力非常集中，建筑难以整体扭转，楼梯间承重较重极易坍塌等，阻碍了师生的逃生。[2]其次，楼梯间没有进行科学地加固。地震发生时一旦楼梯坍塌，逃生通道被堵。与楼梯间设置中存在的问题相对应，要想解决楼梯间设置中存在的问题，首先需要合理规划楼梯间的位置，将楼梯间设置于建筑中间，尽量避免设置于楼梯端部和拐角处，以平衡地震发生时建筑的整体受力，保障楼梯间的正常使用。其次，在具体的加固过程，一定要深刻认识到楼梯间的重要性和存在的短板，对楼梯间进行科学的加固，提高楼梯间的抗震性能。

（三）一些建筑建造和使用的时间较长，抗震性能较差

通过我们对保定周边的学校进行调查发现，一些中小学校的建筑建造和使用的时间较长，抗震性能较差，存在很大的安全隐患。首先，一些较老的建筑在建设初期，由于科技水平达不到等原因，所以本身抗震性能较差，难以抵御高震级地震的冲击。其次，一些建筑使用时间较长，加上在使用的过程中不注意合理及时的维修，导致抗震性能不断降低，甚至成为了危房，影响中小学师生的生命安全。我们要想解决建筑使用时间较长带来的抗震安全性下降的问题，首先需要对这些老旧建筑进行评估，可以继续使用的我们通过合理的加固改造，提高其抗震性能继续使用。其次，在使用过程中，提高警惕定期检查，出现问题要及时维修，绝不能让小问题任其发展成为大问题。最后，对一些改造价值不大的危房，为保证安全学校应该争取早日进行重建，及时消除隐患。

二、隔震技术的应用

隔震技术是指在建筑物上部结构与基础之间设置隔震层，阻止地震能量向上传递，从而达到减弱地震危害、提升建筑抗震性能的目的。我国在很久之前就开始了隔震技术的应用，主要是应用煮过的糯米和石灰来达到隔震的效果，在现代，隔震技术已经发展成熟并得到推广，我们一般使用橡胶支座作为隔震层，在建筑、桥梁各个领域的应用证明了隔震支座对提高建筑抗震性能效果非常显著。我们在中小学建筑的改造过程中，可以在适当的位置加放消能减震装置来很快的消耗地震传来的能量，减小地震造成的危害；在新建建筑中可以在基础上放入隔震层，使得建筑由刚性抗震转为柔性抗震，有效提升建筑的抗震性能。

三、结语

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高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。随着大城市的发展，城市用地紧张，市区地价日益高涨，促使近代高层建筑的出现，电梯的发明更使高层建筑越建越高。宏伟的高层建筑是经济实力的象征，具有重要的宣传效应，在日益激烈的商业竞争中，更扮演了重要的角色。

自从1886年世界上第一栋近代高层建筑——美国芝加哥家庭保险公司大楼（HomeIuranceBuilding，10层，高55m）建成以来，至今已有100多年的历史了。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化，而且在高度上也有大幅度增长。而一次又一次地震灾难及教训，警示人们：防震减灾任重道远，刻不容缓。

从上个世纪开始，各国的专家、学者对抗震设计进行了一系列研究。进入90年代，结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的历史日程。特别是我国处于地震多发区（地震基本烈度6度及其以上的地震区面积约占全国面积的60%），高层抗震设计设防更是工程设计面临的迫切的任务。作为工程抗震设计的依据，高层建筑抗震分析更处于非常重要的地位。

二、材料的选用和结构体系问题在地震多发区，采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到人们的重视。

我国高层建筑中常采用的结构体系有：框架、框架-剪力墙、剪力墙和筒体等几种体系，这也是其他国家高层建筑采用的主要体系。但国外，特别地震区，是以刚结构为主，而在我国钢筋混凝土结构几混合结构却占了90%.如此高的钢筋混凝土结构及混合结构，国内外都还没有经受较大的考验。钢结构同混凝土结构相比，具有优越的强度、韧性和延性，强度重量比，总体上看抗震性能好，抗震能力强。

震害调查表明，钢结构较少出现倒塌破坏情况。在高层建筑中采用框架-核心筒体系，因其比钢结构的用钢量少，又可减少柱子断面，故常被业主所看中。混合结构的钢筋混凝土内往往要承受80%以上的震层剪力，有的高达90%以上。由于结构以钢筋混凝土结构的位移值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大，靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不仅增加了钢结构的负担，而且效果不大，有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值；

此外，在结构体系或柱距变化时，需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成刚度而导致结构刚度突变，常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大，加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。因此在需要设置加强层及转换层时，要慎重选择其结构模式，尽量减小其本身刚度，减小其不利影响。

唐山钢铁厂震害调查资料统计参数结构形式总建筑面积（万㎡）倒塌和严重破坏比例（%）中等破坏比例（%）钢结构3.6709.3钢筋混凝土结构4.0623.247.9砌体结构3.0941.220.9在高层建筑中，应注意结构体系及材料的优选。现在我国钢材产量已居世界前列，建筑钢材的类型及品种也在逐渐增多，钢结构的加工制造能力已有了很大提高，因此在有条件的地方，建议尽可能采用型钢混凝土结构（SRC）、钢管混凝土结构（CFS）或钢结构（S或），以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。

在超过一定高度后，由于钢结构质量较轻而且较柔，为减小风振而需要采用混凝土材料，钢骨（钢管）混凝土，通常作为首选。工程经验表明：利用钢管混凝土承重柱自重可减轻65%左右，由于柱截面减小而相应增加使用面积，钢材消耗指标与钢筋混凝土结构相近，而工程造价和钢筋混凝土结构相比可降低15%左右，工程施工工期缩短1/2.此外钢管混凝土结构显示出良好的延性和韧性。

1995年日本阪神地震震害说明，在钢骨混凝土构件中，采用格构式的型钢时，震害严重，采用实腹式的大型型钢或焊接工字钢的，则震害轻微。因此，在高层建筑结构中，若用钢骨混凝土构件，建议使用后者。

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(1)刚性抗震设计。刚性抗震设计是传统的结构抗震设计方式，即通过强化设计结构强度，提高建筑抵抗地震破坏能力;通过强化塑性设计，提高建筑的延性以及抗倒塌能力;通过强化结构刚性设计，提高建筑的抗变形能力的抗震设计方式。目前，世界范围内采用最广泛的抗震设计方式为刚性抗震设计方式，其抗震设计以混凝土的结构为主，主要通过增加抗侧力构件的截面，例如柱、梁等，提高混凝土标号以及增加配筋量等措施来提高建筑物自身的延性以及刚性，以此实现抗震的效果。刚性钢针设计的优点在于该种抗震设计理念经过长期的应用和发展，形成了一套相对成熟和完整的理论，不仅技术非常成熟，还有丰富的实践经验。同样，其缺点在于增大工业和民用建筑刚度的同时，由于建筑结构自身刚度无论多大，抵抗能力都相对有限，当遇到强烈的地震作用时并不能有效保证建筑不受损害，同时增加了地震加速度，导致建筑受到的地震效应更强，抵抗地震损害的能力相对有限。

(2)局部抗震设计。局部抗震设计主要包括以下几个方面:其一，在详细的分析了地震的破坏机理之后，发现地震纵波的传播速度比地震横波快，地震纵波在建筑结构的主体部位以及连接构件之间形成了一个相对容易被破坏的环节，当地震横波抵达后会直接作用在工业与民用建筑结构主体，导致工业与民用建筑出现倒塌的问题，通过对工业与民用建筑发生的地震资料进行分析，工业与民用建筑的后砌墙结构和楼板很容易出现损坏与坍塌的问题，因此，应该充分的考虑建筑主体结构与连接构件之间的质量，科学的设计截面形式以及接触面积，同时深入探讨和设计后砌墙和模板之间的连接状况，有效的提高工业与民用建筑结构设计的抗震能力;其二，科学的选择建设场地，工业与民用建筑场地对建筑的抗震性能具有直接的关系，全面的分析工业与民用建筑场地的岩土工程、工程地质遗迹地形地貌等环境条件，确定最为合理、科学的场地条件，尽可能的降低建筑上部结构对建筑接触的影响，以此降低在地震作用下对建筑结构的损坏程度，因此，在选择建筑场地时，应该尽可能的避免选择软弱粘土区、采空区、非岩质陡坡区等，如果需要在软土地基中上建筑工业与民用建筑，应该采取合理的地基处理基础有效的提高地基的整体性与刚性，以此保证工业与民用建筑在地震作用下具备较强的抗震能力;其三，提高施工质量，根据近几年较大地震的相关资料显示，影响工业与民用建筑抗震能力的原因与施工质量具有直接的关系，因此，为了保证人们的生命和财产安全，工业与民用建筑的抗震设计人员以及施工人员，应该以国家、社会以及人们的生命财产安全为出发点进行抗震设计和施工，以此保证工业与民用建筑具备足够的抗争能力。

2强化工业与民用建筑结构抗震设计的有效措施

(1)选择合适的抗震结构形式。目前，我国工业与民用建筑的结构形式相对较多，主要包括钢筋混凝土结构、砖混结构、钢结结构等形式，各种建筑结构形式的抗震性能存在一定的差异。因此，为了提高工业与民用建筑的抗震性能，应该根据建筑现场的具体状况，选择具有较强承载能力、变形能力、柔性以及抗争能力的抗震结构形式，防止工业与民用建筑在地震作用下受到破坏。

(2)选择合适的建筑场地。全面的熟悉和了解我国相关的抗震减灾法，尤其是对于可能发生自然灾害的地区的工业与民用建筑工程来说，更应该重视工业与民用建筑的抗震性能，通过评价工业与民用建筑的抗震性能符合国家的相关标准之后，设置相应的抗震标准。通常状况下，抗震设防主要分为甲、乙、丙、丁四种，对于容易发生地震灾害的工业与民用建筑，在选择建筑场地时，应该选择能够降低或者消除地震影响的地理位置，尽量避免在容易影响工业与民用建筑工程安全的区域建造工业与民用建筑，特别是软弱地基，在地震的作用下很容易出现液化现象，降低工业与民用建筑地基的抗震能力，导致工业与民用建筑出现倾斜甚至倒塌的问题。

3结束语

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【关键词】建筑结构；抗震；设计；问题；探讨

中图分类号：TU3文献标识码： A

一、前言

目前，我国建筑在抗震设计方面来存在很多误区，同时，在具体设计方面还有很多的设计问题有待于研究。因此，对建筑结构抗震设计的相关问题进行分析很有现实意义。

二、我国对抗震性设计的要求

为了保证建筑物结构的基本抗震性能，我国从法律上对建筑结构的抗震性设计进行了详细的规定。这些具体的规定都在我国“《建筑抗震设防分类标准》GB50223”中，而具体内容大致如下。

“建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。”在这四类抗震类别当中，甲类建筑物的使用功能应该是比较重要的，因此，对其要求的抗震性能也比较高，“地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按照批准的地震安全性评价结果确定。”具体的抗震措施应该比当地地质状况要求的抗震烈度要高，如果当地要求的抗震烈度要在6～8之间，那么，实际设计的抗震烈度就应该要比要求高出1度，而如果当地的抗震要求在9度时，实际设计的抗震烈度至少要比9度高出一点。乙类建筑物的抗震烈度与当地的地震作用相符合即可，在采取抗震措施时，如果抗震烈度要求在6～8之间，那么设计的抗震烈度与其相符合即可，如果是在9度以上，实际设计值则需要比9度要高。对于丙类来说，无论是什么情况，设计的抗震烈度值同当地的抗震要求相符合即可，而丁类建筑结构的抗震烈度可以在实际的抗震烈度要求之上适当减低。

三、目前建筑结构抗震性设计的关键问题

1、场地选择

在建筑结构设计中，场地的选择是其中重要的一部分，所以，在建筑结构抗震性设计中，建筑场地的选择对建筑结构抗震性能的影响也是比较大的。在选择建筑场地时，一定要对当地的地理环境有所了解，避开不利的地段。如果场地不利会造成地表发生错动或者断裂、地基沉降、滑坡等状况，对工程质量会产生一定的影响。正因如此，在选择建筑场地过程中，要尽量避免在“软弱场地、易液化土、状态不均匀”等场地进行建筑物的建筑。如果建筑地点的土壤普遍不合格，那么就需要采取一定的抗震防裂措施来提高建筑结构的抗震等级，比如可以强化地基，加强结构的整体性等，对于地基来说可以采用桩基、强化基础等处理措施，这样即使不可避免地出现了不利场地，也能通过措施的应用而得以改善。

2、结构体系选择

建筑结构体系的选择关系到了建筑结构的稳定性，自然也会成为抗震设计中的重要部分。首先，结构体系要具有相对的独立性。对于建筑结构体系的整体功能发挥来说，其应该具有一定的整体性和联系性，但是，对于抗震性来说，建筑结构体系就应该具有相对的独立性。主要是指结构体系应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。因此，在设计建筑结构时，应该要确保建筑结构具有一定的内力分配功能，这样如果一个构件受到了震力的破坏，其他的构件仍能够正常承载，一定程度上避免了整体结构失效可能性的出现。其次，合理分布震力传递途径。在结构设计过程中应该重视竖向的建筑结构要具有垂直重力传递的作用，“楼屋盖梁系的布置”要尽量保证从上部结构中传递过来的重力荷载能够通过转换层进行转换，同时，抗侧力结构要明确，尽量保证其连续性，如果结构出现了竖向变化则要尽量确保变化的均匀发生。最后，要具有适当刚度和以及强度。对于建筑结构体系来说，适当的刚度和强度能够在一定程度上避免因为结构的部分薄弱给整体结构造成影响，在框架设计过程中要保证节点在受到较大的重力荷载或者是应力过于集中时，不会出现破坏的状况。

3、规则布置建筑平面

建筑平、立面布置应符合抗震概念的设计原则，宜采用规则的建筑设计方案，而不应采用严重不规则的设计方案。因此，在进行建筑结构抗震性设计过程中，要尽量规则布置建筑平面，通常我们都比较重视建筑结构的对称性和规则性，结构的对称性主要是指抗侧力主体结构之间的对称，而规则性主要体现在以下几个方面，第一，抗侧力结构主轴方向刚度和变形特性相近。第二，在抗侧力结构竖向断面均匀、构成的变化均匀。

四、抗震设计方法及存在的问题

1、直接位移设计法

直接位移设计法是一种偏重于结构性能的设计方法,这种方法概念简单,可根据在一定的地震等级作用下预期的位移计算地震作用,进行结构设计,使构件达到预期的变形,结构达到预定位移。但该方法的使用尚存在一些问题:由于替换结构的刚度是对应于最大位移时的线性刚度,其周期一般比弹性结构的周期长许多,因此,用于位移设计的位移设计反应谱必须比加速度反应谱具有较长的周期范围;弹性加速度设计反应谱一般是针对阻尼比为0.05,而位移设计反应谱必须适应替换结构所需要的较大阻尼比范围的要求;近年来的研究表明,近场强震效应对结构的位移反应有较大的放大作用,但直接位移设计方法只从材料的极限应变出发得到构件的变形值进行结构设计,不能考虑近场强震的这种放大效应;结构构件的滞回特性。因此,就现阶段而言,采用直接位移设计法实现基于结构性能的抗震设计还具有一定的局限性;½这一设计理论没有体现出结构的非线性分析方法和对所设计结构的实际抗震性能进行验算的方法。

2、位移影响系数法

位移影响系数法主要体现在确定给定结构非线性静力弹塑性分析时的最大期望位移,这一最大期望位移定义为目标位移d;采用此方法结构来确定最大非线性位移,概念相对来说比较简单,但在实际设计计算中需进一步研究:此种方法仅仅是一种衡量结构整体抗震水平的评估方法,无法提供具体楼层和主要构件的损坏情况以及具体结构构件的抗震水准;结构的最大非线性位移与线性位移的关系比较复杂,采用上述多系数的表示方法,每一个系数取值的变化都会对结果产生较大的影响,而在各个系数都不能明确确定其取值的情况下,计算结果与结构的实际最大非线性位移会产生较大的误差。

3、能力谱方法

能力谱方法是一种偏重于对所设计结构的实际抗震性能进行评估验算的方法。对结构抗震性能评估的能力谱方法的研究。还存在以下问题需要解决:¹在能力谱方法中,需要将原型多自由度结构体系转化为等效单自由度体系,而现有的转化方法都是以结构反应的单一振型或主振型为基础,而对于高阶振型对结构反应影响比较显著的多高层结构体系或扭转效应不可忽略的结构体系来说,这种转化方法将产生比较大的误差;通常能力谱方法对于抗侧刚度沿结构高度方向分布不均匀的结构体系或楼层平面内扭转反应比较明显的结构体系无法进行验算。

五、提高结构设计的质量管理

1、根据《建筑工程设计招标投标管理办法》业主要求设计单位组建设计项目组，安排结构设计各阶段的设计人员、校对人员、专业负责人、审核人员并安排相应的完成时间，形成设计进度计划表。

2、设计质量直接影响工程周期、成本，是工程建设重要的内容。有效地缩短工程周期和节约成本有利于在市场中能取得先机，获取更大的效益。设计单位执行ISO9001：2008全面质量管理来保证设计质量是一种行之有效的方法。

3、针对建筑工程的不同类型，由专业负责人对设计和校对人员进行事先指导，形成事先指导表。同时专业负责人应起草本设计项目结构设计统一措施，经结构总工程师批准后，结构人员保证人手一份使用。

六、结束语

建筑抗震设计是一项系统的工程，需要严格把握设计的各个环节，按照设计的科学流程，结合建筑的特点，尽量提高设计的合理性，提高建筑抗震的能力。

【参考文献】

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【关键词】楼梯；建筑抗震；刚度；影响；分析

中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：

一．引言

楼梯是建筑的一个重要组成部分，是最重要的疏散工具，在抗震防灾中起着举足重轻的作用。所以楼梯的设计是十分重要的工作，楼梯设计的好坏也直接影响到建筑的抗震能力。从地震被损坏的钢筋混凝土结构房屋来看，其中一个特点是楼梯构件的破坏，影响了逃生通道安全，造成人员伤亡。根据2008年汶川地震震害的相关报告，楼梯对结构安全以及疏散时人身安全的意义非常重大。因此，我们有必要认真研读规范的有关要求，结合工程实际情况，认真对待抗震设计时的楼梯设计。

二．抗震设计楼梯参与结构计算的重要性

现代建筑工程抗震性能的需求要求建筑工程设计过程中必须考虑抗震设计楼梯参与结构计算工作的重要性。以抗震楼梯设计对建筑物主体结构抗震性能的促进作用促进建筑物的抗震性能提升。建筑工程设计单位应根据现代建筑工程设计过程中楼梯设计对建筑物主体工程的影响强化抗震设计楼梯参与结构计算工作，实现建筑物抗震性能的提高，促进现代建筑工程设计目标的达成

在现代建筑工程的设计中，钢筋混凝土框架结构所具有的优势使得其在现代建筑工程的设计中有着极为广泛的应用。在钢筋混凝土框架结构中，楼梯能够对楼梯间结构起到斜撑作用，增加主体结构的刚度。在传统的结构设计中，由于计算方式与设计理论的限制使得楼梯及楼梯间不参与整体结构的计算。随着现代建筑设计理论的日趋成熟以及建筑物抗震等级要求的不断提高，建筑工程抗震楼梯设计参与整体结构计算已经纳入相关规范要求。在抗震楼梯与楼梯间增加刚度的同时，还应与水平隔板、楼盖板等做好链接，以此形成整体、提高建筑物的抗震性能。在汶川地震震后调查中，楼梯梯段板断裂的情况非常普遍，严重影响了震后的自救与救灾。而且，楼梯系统的断裂也造成了对主体结构抗震性能的影响，造成了余震中建筑物抗震性能的下降。

三．楼梯和结构主体

楼梯对主体结构的影响主要表现有两个方面，楼梯对竖向构件的影响以及楼梯自身的传力。由于楼梯传力，竖向构件往往会出现短柱或错层。而楼梯本身传力需得到保障，从而实现疏散功能。

理论研究以及一些震害调查表明，楼梯对主体结构的影响大小，主要取决于楼梯与主体结构的相对刚度比。主体结构整体刚度越大，比如抗震墙结构，框架一抗震墙结构，由于结构主体自身的刚度很大，整体性能好，楼梯刚度对于主体而言相对很小，那么它对主体影响就很小，有时可以忽略不计；而当采用框架结构，装配式结构，特别是砌体结构的时候，楼梯对其主体的影响就不容小视了，在多遇地震作用下，结构基本是处于弹性工作状态，填充墙、砌体承重墙没有开裂或者开裂程度不高，刚度尚未退化，楼梯刚度在主体结构中依旧可以认为不大，而在超出设防烈度及罕遇地震的时候，结构一般进入弹塑性状态，墙体开裂，刚度骤然降低，楼梯刚度在主体刚度中所占的比重就越加增大，现浇梯板可视为刚性楼板，承担传递水平地震作用的重任，从而导致楼梯梯板拉裂，楼梯间短柱破坏，最终导致主体破坏甚至坍塌。

经过工程实例对比发现，楼梯构件是否参与结构整体计算，不仅影响地震作用效应的计算结果，也可能由于改变恒载、活载的传递途径而对相关构件计算产生影响。

对比发现当其他区域荷载小于楼梯间时，不考虑楼梯影响计算结果显示位移比较大，考虑楼梯刚度后刚心与质心的重合程度有所改善，位移比有所减小。

结合条文说明，规范允许根据不同的具体结构，判断楼梯构件对整体的可能影响很大或不大，然后区别对待，并不要求一律参与整体结构的计算，但楼梯构件自身应计算抗震。现行规范对钢筋混凝土结构楼梯间抗震设计的基本要求可归纳为：是否参与整体抗震计算，视情况而定；楼梯构件应进行抗震设计计算；加强楼梯间填充墙与主体结构的拉结。

由于地震动的不确定性、地震的破坏作用、结构地震破坏机理的复杂性，以及结构计算模型的各种假定与实际情况的差异，．目前，依据所规定的地震作用进行结构抗震验算，不论计算理论和工具如何发展，计算怎样严格，计算的结果还是比较粗略，过分地追求数值上的精确是不必要的。然而，从工程的震害看，这样的抗震验算是有成效的，不可轻视。

四．楼梯抗震设计的几点建议

考虑楼梯对主体结构的影响时，应根据主体结构与楼梯的侧向刚度大小，采取相应的设计措施：

1.楼梯采用现浇式或者装配整体式混凝土结构，不应采用装配式结构。

2.对框架结构，砌体结构及其他整体性不好的结构，结构计算中应注意考虑楼梯对主体结构的影响和主体结构对楼梯的影响，采用包络设计的方法。基于现行规范，在对结构进行规则性判断和位移计算时，可不计楼梯的影响。而构件设计则需要考虑楼梯的作用，按计入和不计人楼梯分两种情况进行设计。

3.对主体结构刚度很大，整体性较好的结构，如抗震墙结构、框架一抗震墙结构等，一般不考虑楼梯的影响，不过在结构平面布置时，应重视楼梯间周围的竖向构件，类似于电梯井，尽量使抗震墙位置合理，这样，既可以使楼梯对主体结构的影响减小，同时也保护了楼梯构件。

4.需特别注意设置楼梯形成的框架短柱或错层柱，柱箍筋除应满足计算要求外，箍筋应全高加密，宜按抗震等级提高一级配置。

5.楼梯处梁上立柱时，柱子截面一般都很难做大，但该柱也应按照框架柱要求设计，保证其截面面积不小于300mmX300mm，柱最小边长不应小于200mm，并相应增加另一边高度。￡在以往的设计中，当底层无地下室时，楼梯直接支撑在孤立的楼梯梁上，而根据震害调查发现，此做法不妥，地震时楼梯板吸收的水平地震作用在楼梯梁处的水平传力路径中断，孤立的楼梯梁很难担当由梯板传递的水平推力，梯板边缘的梁截面处往往开裂甚至破环，设计中应尽量避免。

五．结束语

楼梯是建筑的一个重要组成部分，是最重要的疏散工具，在抗震防灾中起着举足重轻的作用。从地震被损坏的钢筋混凝土结构房屋来看，其中一个特点是楼梯构件的破坏，影响了逃生通道安全，造成人员伤亡，所以建筑楼梯设计是非常重要的工作。综上所述，不管是对规范理解出发，还是结合工程实际，楼梯设计对建筑抗震的影响应当被广大设计师高度重视。目前来看，各种软件的楼梯参与建筑抗震计算情况并不够理想，不能过分依赖。设计可在比较合理的基础上利用计算软件，不拘泥于细节，不追求过高的计算精度，强调按概念设计进行各种调整。让楼梯参与建筑抗震计算和加强抗震措施，使得楼梯对建筑抗震的影响降到最低，从而让建筑结构更为合理。

参考文献：

[1]严微 不同楼梯在地震下的反应分析[学位论文]， 2010 - 太原理工大学：结构工程

浅谈楼梯设计对建筑抗震的影响

[2]乔锐 [期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2012年7期

[3]孙烨SUN Ye楼梯刚度对震区塔式建筑抗震设计的影响分析 [期刊论文] 《浙江建筑》 -2009年9期

[4]吴波 楼梯结构的抗震性能分析及地震作用下对主体结构的影响 [学位论文]， 2009 - 西南交通大学：结构工程

[5]王亚勇 戴国莹WANG YayongDAI Guoying《建筑抗震设计规范》的发展沿革和最新修订[期刊论文] 《建筑结构学报》 ISTIC EI PKU -2010年6期

[6]孟凡林 孟祥瑞 张维学Meng Fan-linMeng Xiang-ruiZhang Wei-xue考虑楼梯影响的框架结构地震响应分析 [期刊论文] 《工程抗震与加固改造》 ISTIC PKU -2012年1期

篇7

【关键词】建筑设计，抗震设计，作用分析

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

在目前的发展趋势中，建筑结构设计的主流趋势有低碳，环保，安全，节能，生态。其中指标之一，就是建筑的安全性，而我国目前破坏力最大的安全威胁便是地震，因此，加强对建筑结构的抗震设计，必将会被提升到建筑设计新的战略高度。

二、建筑结构设计中抗震性能衡量标准

现行抗震设计规范对于建筑结构的性能从两个角度进行描述，一是通过损坏的程度描述其性能，将建筑结构的损坏程度分为不损坏和属正常维修下的损坏、可修复的破坏和倒塌；二是描述用途的重要性，即抗震设防分类。主要是氛围甲、乙、丙、丁四类。

现行规范对于部分钢筋混凝土结构提出了相应的定量指标，即正常维修和倒塌的层间变位角。而在设防类别上，提出了不同的抗震措施。其中乙类抗震措施的相关规定比甲类高一度。在强烈地震的影响下，乙类受到的毁坏程度比甲类轻。但是对于抗震能力，仍然缺乏确定的数量变化。借助于现行航震鉴定标摊b所引进的”综合抗震能力由数量上的区别”有可能使不同性能要求的结构所具有的抗震能力由数量上的区别。比如在判断结构抗力的高低中，可以采用结构楼层的受剪承载力与设计地震剪力的比值。而在结构变形能力高低方面，可以用结构所具有的变形能力与基本变形能力的比值来表征，这样就能保证不同性能要求下所对应的抗震措施的数量化。对于丙类结构的抗震设计，主要利用抗力和变形能力进行组合，并作为综合抗震能力的基本值。而乙类建筑，设计的综合抗震能力要低于相应的基本值。

三、建筑结构设计对建筑抗震性能的影响

1、 砌筑体结构影响基本变化能力的构造，重点是将整个圈梁、主要构造柱数量、具置、断面截面尺寸和配筋数量的分级，局部的墙体尺寸、楼梯间的构造等只适用于考虑局部影响。比如，5-6层砖房的主要构造柱数量，房屋四角和楼梯间四角应该设计为第一等级，用于房屋隔开间的内外墙链接处和楼梯间四角设计为第二等级。对于房屋每开间的内外墙链接位和楼梯间四角设计为第三等级；此处不用设置构造柱与抗震设计不同。当然，在相同设防烈度和性能要求的前提下，对与层数要求不同的砌筑结构，基本延性构造的要求也不同，构造柱设置就需要随房屋层数的不断增加而相应提高。目前主要难题是，需要根据具体实例进行计算和分析，针对同地点、同结构的房屋按照不同等级采取相应措施后，其措施的构造影响能力系数如何确定？是否可在某个范围内取值。

2、 钢筋混凝土结构对变形能力构造的影响，可适当的调整内力、提高结构柱箍筋和纵向钢筋体积配箍率、抗震墙墙体和构造作为抗震能力分级的重点，而框支层、短柱、链接的构造作为局部的影响。不同层数钢筋混凝土结构在相同设防烈度性能的要求，延性构造要求也不一样。目前，内力调整、纵筋总配筋率和箍筋体积配箍筋率等都成型的分级和取值，但如何将其转化为相应的影响系数还需要进一步的计算和研究。

3、 钢筋结构对变形能力构造的影响，可调整内力、各节点域内构造、构件的长细比和支撑设置作为重点的分级，这时构件的宽厚就是结构的局部影响。在相同设防烈度和性能的要求下，对建筑层数不同的结构建筑，基本延性构造需求也不同。钢结构规范中也有一些现成的定量取值，也要研究将其转化为影响系数的方法。

四、建筑结构设计中的抗震设计措施

1、要严格选择地基选址

地基选址是进行建筑结构设计的基础，因此，在房间结构抗震设计中，要科学避开山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本着坚硬，牢固，平坦，开阔的选址原则。亲身实地，利用先进技术设备，进行地质勘探，山石水土监测，并取样论证，科学严谨分析。力求使得整个地基牢固可靠，地质稳定无渗漏，无坍塌，无暗河，无熔岩，无火山……从而保证整个地基不会因为承载而发生小范围的坍塌。影响到整体承载能力和抗震能力设计。

2、确保结构的整体性

在建筑结构抗震设计中，一般而言，要尤其注意其是由诸多构件共同组合在一起，如此，要进行整体化的对待。要充分调动各个构件的作用来完成整体建筑的抗震效果。当建筑的一些构件基本都失去了原有的功能时候，那么，在地震来临之后，很容易让整体的建筑结构丧失对地震的抵抗能力。在这种情况下，很容易让整个建筑坍塌，因此，要保证所有构件的功能协调，并确保所有的构件都能够在地震作用下保证良好的性能，如此，可以让建筑结构的整体抗震能力增强。同时，要坚持实施多级防震措施。传统建筑结构多采取的是三级设防措施，即小震不坏、中震可修、大震不倒。但在新的时期，建筑结构必须是采取的多级设防模式，保护建筑主体抗震能力，减轻经济损失，使得建筑抗震中更加安全。

3、屋顶建筑抗震设计也是整个设计的一个重要环节。近几十年来，从多数建筑抗震设计评定结果看，屋顶建筑设计还存在一些问题，例如：屋顶设计较高或者设计过重。屋顶设计较高或者设计过重，无形当中加大了屋顶建筑变形，而且地震作用也加大了，尤其对自身和屋顶之下的建筑物的抗震作用都不利。有时屋顶建筑的重心和屋顶之下的中心不在同一直线上，如果屋顶的抗侧力墙和屋顶之下的抗侧力强出现间断，在地震发生时，带来的地震扭转作用也会更严重，对抗震更不利。所以，进行屋顶建筑设计过程中时，应该最大限度的降低屋顶建筑的高度。选用强度较高、轻质、刚度均匀的材料，使得地震作用传递不受阻碍；屋顶重心和屋顶之下的建筑中心在同一直线上；如果屋顶建筑非常高，屋顶建筑就必须具有较强的抗震性，让屋顶建筑地震作用和突变降低到最小，尽量避免发生扭转效应。

4、要合理且恰当地布局地震外力的能量传递与吸收的途径，在地震当中，要确保建筑的支柱、梁与墙的轴线，处于同一个平面上，从而可以形成构件的双向抗侧力结构体系。并且可以使其在地震的作用下，呈现弯剪性的破坏，并使塑性屈服情况，尽量的发生在墙的根底部，从而连梁适合在梁端产生塑性屈服，这样还具有足够的变形的能力。在震灾中，在墙段部分充分发挥抗震功能之前，要按照"强墙弱梁"的原则，来大力加强墙肢的承载力，避免墙肢遭到剪切性的破坏现象，从而最大限度的提高建筑结构的整体的抗震能力。

5、要根据抗震等级，在对墙、柱以及梁节点设计中，采取相对应的抗震构造措施，力求确保建筑物结构，在地震的作用下可以达到三个水准的设防标准。还可以根据"强柱弱梁"、和"强剪弱弯" 、以及"强节点弱构件"几种构造的原则，在建筑设计中，合理的选择柱截面的尺寸，以此控制柱的轴压比，并还要注意构造配筋的要求，还要保证，钢筋砼结构建筑在地震的作用下，能够具有足够的承载能力以及具备足够的延性。

6、在建筑设计过程中，要设置出多道抗震的防线，即，在设计一个抗震结构的体系当中，有一部分延性比较好的构件，在地震的作用下，首先可以担负起第一道抗震防线的作用，然事，其他的构件，在第一道抗震防线屈服以后，在地震中，会依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防线，这样的抗震结构体系的设计，在建筑设计当中，对于确保建筑结构具有的抗震安全性，是非常的行之有效的设计方法和手段。

五、结束语

建筑结构抗震设计，关乎民生，关乎经济发展，社会稳定，对建筑实施结构的抗震设计，主要涉及对建筑高度，承载力，总体结构，各个部件的性能规划等一系列的因素，要求通过对各个构件和整体规划的基础上，既实现满足居民生活生产保障安全的需要，又具有值得欣赏的美学价值。

参考文献：

[1]陈维东 建筑结构抗震设计存在的问题及其对策 [期刊论文] 《中国高新技术企业》 -2009年5期

[2]丁勇春 钱玉林 马国庆 建筑结构的抗震分析和设计 [期刊论文] 《四川建筑》 -2004年4期

[3]崔烨 孙晓红 建筑结构抗震设计与分析 [期刊论文] 《科技资讯》 -2011年17期

[4] 郭华 江雄华 现代建筑结构抗震设计方法研究 [期刊论文] 《中国新技术新产品》 -2010年16期

篇8

关键词:高层建筑;抗震;结构设计;探讨

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：

1 高层建筑发展概况与存在问题

80年代,是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店,它是一座现代化的高级宾馆,总高153.52m,全部采用框架一芯墙全钢结构体系,深圳发展中心大厦43层高165.3m,加上天线的高度共185.3m,这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。深圳于1995年6月封顶的地王大厦,81层高,385.95m为钢结构,它居目前世界建筑的第四位。

我国高层建筑的结构材料一直以钢筋混凝土为主。随着设计思想的不断更新,结构体系日趋多样化,建筑平面布置与竖向体型也越来越复杂,出现了许多超高超限钢筋混凝土建筑,这就给高层建筑的结构分析与设计提出了更高的要求。尤其是在抗震设防地区,如何准确地对这些复杂结构体系进行抗震分析以及抗震设计,已成为高层建筑研究领域的主要课题之一。

2 建筑抗震的理论分析

2.1 建筑结构抗震规范

建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

2.2高层建筑结构抗震结构设计分析

设计阶段的结构动力特性分析。高层建筑进入初步设计阶段后,首先按方案阶段确定的结构布置进行计算分析。计算模型取自±0. 000至塔顶,假定楼板为平面内刚度无限大,其地震反应分析基本参数列于,以及可以看出,随着楼层高度的增加,结构X方向(纵向)自振周期及地震力基本正常,而结构Y方向(横向)自振周期偏长、结构刚度偏低,对应于水平地震作用的剪力较小,结构的抗震能力偏弱,结构偏于不安全。为增加Y方向(横向)的抗侧移刚度,提高其抗震能力,在现代高层建筑的设计中,可以在建筑核心筒的两侧增设四道剪力墙。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),抗震设计时,框架-剪力墙结构中剪力墙的数量必须满足一定要求,在地震作用时剪力墙作为第一道抗震防线必须承担大部分的水平力。但这并不意味着框架部分可以设计得很弱,而是框架部分作为第二道防线必须具备一定的抗侧力能力,在大震作用下第一道抗震防线剪力墙遭受破坏时,整个结构仍具备一定的抵抗能力,不至于立即破坏倒塌,这就需要在结构计算时,对框架部分所承担的剪力进行适当调整。

3结构抗震设计方法探讨。

3.1结构抗震设计的基本步骤。

对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段设计:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段设计:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值,并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。

3.2结构抗震设计方法

3.2.1基础的抗震设计

基础是实现高层建筑安全性的重要条件。我国高层建筑通常采用钢筋混凝土连续地基梁形式,在基础梁的设计中,为充分发挥钢筋的抗拉性和混凝土的抗压性的复合效应,把设计重点放在梁的高度和钢筋的用量上,在钢筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基础筋、基础辅筋5种钢筋的结合。为防止基础钢筋的生锈,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加钢筋表面的保护层厚度,以抑止钢筋的腐蚀。高层建筑基础处理的另一个特色是钢制基础结合垫块的应用,它是高层建筑上部结构柱与基础相连的重要结构部件。它的功能之一是使具有吸湿性的混凝土基础和钢制结构柱及上部建筑相分离,有效防止结构体的锈蚀,确保部件的耐久性。

3.2.2钢结构骨架的抗震设计

采用钢框架结合点柱壁局部加厚技术来提高结构抗震性能。一般钢框架结构,梁和柱结合点通常是柱上加焊钢制隅撑与梁端用螺栓紧固连接。在这种方式下,钢柱必须在结合部被切断,加焊隅撑后再结合,这样做技术上的不稳定性和材料品质不齐全的可能性很大,而且遇到大地震,钢柱结合部折断的危险性很大。鉴于此,可以首先该结构的梁柱采用高密度钢材,以发挥其高强抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免断柱形式,对二、三层的独立住宅而言,结构柱可以一贯到底,从而解决易折问题。与梁结合部柱壁达到两倍厚,所采用的是高频加热引导增厚技术。在制造过程中品质易下降的钢管经过加热处理反而使材料本来所具有的拉伸强度得以恢复。对于地震时易产生的应力集中,柱的增厚部位能发挥很大的阻抗能力,从而提高和强化了结构的抗震性。

3.2.3墙体的抗震设计

“三合一”外墙结构体系,首先是由日本专家设计应用的,采用外墙结构柱与两侧外墙板钢框架组合形成的“三合一”整体承重的结构体系。该体系不仅仅用柱和梁来支撑高层建筑,而是利用墙体钢框架与结构柱结合,有效地承受来自垂直方向与水平方向的荷载。由于外墙板钢框架的补强作用,该做法可以较好地发挥结构柱设计值以外的补强承载力。加强了对竖向地震力及雪荷载的抵抗能力,最大限度地发挥其抗震优势;另一方面,由于外墙板钢框架与内部斜拉杆所构成“面”承载与结构柱的结合并用,也提高了整体抗侧推力和抗变形能力。它的抗水平风载和地震力的能力比单纯墙体承重体系提高30%左右。

4增大结构抗震能力的加固与改造技术

建国几十年来，我国的抗震加固与改造技术得到了飞速发展。1976年唐山地震后，砌体结构抗震加固的问题日益突出，砌体结构抗震性能不好：砌体墙体抗震能力、变形性能的不足、房屋整体性不好。因此，增大墙体抗震性能的外包钢筋混凝土面层、钢筋网水泥砂浆面层加固技术及增大结构整体性的压力灌浆加固技术、增设圈梁(构造柱)加固技术、拉结钢筋加固技术；通过增设抗震墙来降低抗震能力薄弱构件所承受地震作用的增设墙体技术等应运而生。目前该技术广泛用于砌筑墙体的加固。

常见的混凝土柱加固技术有加大截面加固技术、外包钢加固技术、预应力加固技术、改变传力途径加固技术、加强整体刚度加固技术、粘钢加固技术以及碳纤维加固技术等。这些绝大部分都是经过长期实践检验可靠性比较高的技术，已收入国家标准《混凝土结构加固技术》(cecs25—90)。此类技术不仅有比较充分的理论依据，规范还提供了详细的计算公式。如混凝土柱的外包钢法加固技术，开始阶段的计算方法是分别计算混凝土柱和外包钢，外包钢按钢结构计算：当外包装的缀板加密并出现湿式的施工方法时，其计算按整体构件考虑；当缀板施加。

5结语

高层建筑已经逐渐成为当前时代建筑发展的主流建筑形态之一,对于高层建筑,其抗震效能的分析一直是国内外建筑抗震设计分析的研究热点,而最直接最有效的抗震措施就是在建筑设计阶段进行结构抗震设计,只有从高层建筑物内部实施结构抗震,才能够从根本上提高高层建筑的抗震效能。本论文从高层建筑结构设计的角度进行了抗震分析,对于具体的高层建筑抗震设计具有一定指导和借鉴意义。

参考文献:

[1]李忠献.高层建筑结构及其设计理论[M].北京:科学出版社,2006.

篇9

关键词：地震，抗震检测，整体抗震，PKPM,ANSYS

中图分类号：P315文献标识码： A

The advice of building overall seismic performance test by YaAn earthquake

GUO Jianjun，WU Guoqiang

(1. Binzhou city construction quality taixingbinzhou256613)

Abstract: Wenchuan earthquake caused serious damage to the affected areas of the large area building, late for construction engineering and technical personnel in the aseismic design, construction organization and put forward higher requirements in the process of quality supervision, as well as engineering quality inspection personnel in the process of engineering quality supervision to strengthen the structure of the overall performance test on the bells, but what painful is part of the wenchuan earthquake reconstruction according to higher standards of the state design of buildings in ya 'an earthquake just happened not withstand the test of earthquake, of course, there are all sorts of reasons, but as a construction engineering quality inspection personnel, from the labor of duty to think examination found that strengthening structures forming after forming the overall seismic performance of the detection is the direction of the efforts in the later work, the article put forward the advice to buildings after forming the overall seismic performance testing, formed from the seismic design of buildings to the building earthquake seismic performance guarantee of the acceptance process, improve the aseismic reliability of the building.

Keywords: Earthquakes, Seismic detection, The overall aseismatic, PKPM，ANSYS

1、引言

2008年的5.12汶川大地震给人们留下的伤痛刚刚抚平，北京时间2013年4月20日8时02分四川省雅安市芦山县发生7.0级地震。据雅安市政府应急办通报，震中芦山县龙门乡99%以上房屋垮塌，作为建筑工程质检人员，在我们为遇难者沉痛哀悼的同时，也应该冷静下来思考一下如何能在本职岗位上为减轻地震灾害对建筑物的破坏做出自己的努力，因此加强对建筑物整体性能特别是抗震性能的检测监督工作是减轻甚至避免建筑物受震破坏损失的可行方法。

2、汶川地震后重建建筑物在雅安地震中遭受严重破坏

汶川地震造成的直接经济损失8452亿元人民币。四川损失最严重，占到总损失的91.3%，甘肃占到总损失的5.8%，陕西占总损失的2.9%。国家统计局将损失指标分三类，第一类是人员伤亡问题，第二类是财产损失问题，第三类是对自然环境的破坏问题。在财产损失中，房屋的损失很大，民房和城市居民住房的损失占总损失的27.4%。包括学校、医院和其他非住宅用房的损失占总损失的20.4%。另外还有基础设施，道路、桥梁和其他城市基础设施的损失，占到总损失的21.9%，这三类是损失比例比较大的，70%以上的损失是由这三方面造成的。因此国务院下发文件，对灾后重建工程提出了更高的要求，根据中国建筑学会的调查，汶川地震之后，重建建筑都是按照“8级抗震、9度设防”的要求设计施工，能够抗震级为8级、烈度为9度的地震，采用框架结构、整体浇灌的技术建设，承建单位都具有建筑施工一级资质。此次雅安地震，震级为7级、震中烈度在9度左右。汶川地震后重建的建筑理应成为这次地震的“生命之舟”，可是，不属于震中的宝兴县，在这次发生的雅安地震中重建建筑也没有经受住地震的考验发生了严重的破坏。详见图1、图2。这里面有多方面的原因，设计标准年限较发达国家标准偏低、施工组织控制不严密、工程整体质量监管不全面等问题都可能导致工程抗震能力下降，作为工程质检人员，从本职工作出发，加强对建筑物成型后结构整体性能特别是整体抗震性能的检测显的尤为重要。

图1、汶川大地震中建筑物破坏图 图2、雅安地震中建筑物破坏图

3、现有的建筑物检测监督工作重点

受技术条件等方面的限制，现有的工程检测监督技术把大部分工作量放在了建筑原材料及建筑成品构件性能的检测上，重点对结构构件截面尺寸、构件材料强度、钢筋混凝土保护层厚度、砌体结构承重墙柱的砂浆强度、钢结构的重要连接部位等专项进行检测，由一下工程质量监督流程图（图3）可知，建筑工程监督人员对工程进行监督检查时也往往重点审查以上专项检测的报告。

图3、建筑工程质量监督流程图

目前，在建筑物质量监管过程中，对建筑物整体性能检测分析较少，结合建筑物从规划设计到竣工验收的总过程会发现，建筑物在规划设计阶段会按照《建筑抗震设计规范》的要求进行设计，这一点由各级图纸审查机构负责审查，保证了建筑物在设计阶段能满足工程所在地的抗震要求，但是工程施工过程中，很难保证工程的每一个构件甚至工程局部完全满足图纸设计要求，混凝土构件截面尺寸的改变、钢筋类别的变更都最终可能影响结构的整体抗震性能，其次，工程施工过程中会出现局部构件强度大于设计强度的情况，这种情况目前在不进行结构整体抗震分析的前提下被认定为符合验收规定，这种情况在工程实际应用过程中可能造成结构局部抗震刚度过大，对结构整体抗震不利，因此建议建筑工程质量检测监督机构在对工程进行竣工验收之前，在已完成的所有专项检测数据基础上对建筑物整体抗震进行建模分析验算，在反映实际施工情况的模型满足建筑抗震等级要求的前提下，对建筑物进行竣工验收，这样就能有效保证建筑物

从建筑物抗震设计到建筑物抗震验收全过程的抗震性能保证，最大限度的为建筑抗震性能保驾护航。

4、建筑物整体抗震检测分析流程

考虑对已完工的建筑物进行竣工验收前抗震性能检测分析的流程图大致如下：

图4、工程整体抗震性能检测验算流程图

在完成各专项检测后进行结构抗震分析验算可在建筑工程质量检测机构或监督机构完成，目前常用的结构抗震分析软件有中国建筑科学研究院研发的PKPM系列结构分析软件，其中的建筑抗震鉴定和加固设计模块（JGJG）比较适合对已完工的建筑物进行结构抗震验算，是目前国内应用最为广泛的结构分析软件，另外一种国际上通用的有限元分析软件ANSYS也能较好的应用于结构抗震分析上，目前该软件广泛应用于机械工程、建筑工程、航空航天工程的仿真模拟研究中，其三维立体功能可以将结构的抗震薄弱环节通过应力应变图形生动的显示出来，并且可以仿真模拟在地震波作用下的破坏形式和过程。便于对建筑物进行加固处理。浙江工业大学的曹亮等人运用ANSYS软件，对杭州某高层建筑进行抗震分析计算，得到了建筑的自振周期、振型、各层地震力和位移及节点的应力和应变。最后，与PKPM软件计算结果进行比较，认定ANSYS软件适用于结构抗震分析。为ANSYS软件在建筑工程整体抗震分析中的应用进行了示范研究。

5、结论

在对建筑物进行抗震检测的前提下，对建筑工程竣工验收前的整体抗震性能进行结构验算，对通过结构抗震分析的工程进行竣工验收。这样确保建筑物实际交付使用时与建筑物在规划设计阶段的抗震要求高度吻合，从而为建筑物从产品设计到产品交付的全过程满足结构抗震要求提供了有效的监督保证措施，对建筑物竣工验收前的结构整体抗震性能分析是建筑工程质量检测监督机构应该不断加强完善的重要环节，只有这样才能将完全符合建筑抗震标准的工程交付人民使用，才能有效的避免在地震发生时造成较大的损失。

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篇10

关键词：多层砌体；学校建筑；抗震鉴定；加固措施

一、抗震加固现状

（一）结构减震控制技术

消能减震控制的优点：（1）具有较广的应用范围，对于结构的竖向和水平地震作用能够同时减少，无论是短周期还是长周期对其结构都有效，尤其对于高柔结构刚度的增强、位移的减小有着显著的作用；（2）阻尼器可进行干作业施工，能够使得工期缩短，在施工中也不用搬迁；（3）具有灵活的结构布置，在结构薄弱部位可进行布置，并且对于结构整体和构件的抗震能力有显著的提高作用。

（二）钢筋后锚固技术

钢筋后锚固技术主要包括胀管螺栓锚固和植筋技术，其中可以应用于抗震加固工程的是植筋技术。植筋技术是先在构件上打孔，然后把专用粘结剂注入其中，再把钢筋去，等到粘结剂硬化后，钢筋与周围混凝土粘结成整体。粘结剂的选择是钢筋后锚固技术的关键所在。

（三）站钢、碳纤维加固技术

该技术是把专用粘结剂涂刷在被加固混凝土构件的表面上，然后粘结固定钢板与混凝土构件，使新粘结的钢板与原有构件共同工作，从而使得加固原混凝土构件的目的能够实现。碳纤维加固技术与粘钢加固技术非常类似，碳纤维加固技术比钢板加固技术强度更高、重量更轻、弹性模量更高以及耐腐蚀性更好等优点，碳纤维加固技术其发展前景是非常好的。

（四）检测技术

检测分为加固前检测和加固后检测两种。为了弄清楚原有结构的实际情况，因此需进行结构加固前检测，由此可见，这种检测是比不可少的。结构加固后的检测主要是为了对完成的工程进行验收，同时也是工程监理和工程质量监督不可缺少的一部分。在进行检测时，首先需要事后检测手段，在尽可能不造成工程损伤的情况下对工程加固的实际情况进行快速、方便、准确的检测；其次，还需要监督体系，即一个完备的、配套的工程质量验收、监督体系以及相应的措施。

（五）变形缝和节点的加固

为了防止房屋因为地震而受到破坏，对新建结构变形缝的宽度有一定要求。对于既有的建筑，年代都较久远，变形缝的宽度较小，要想避免地震时的碰撞破坏那是不可能的。在结构抗震中，节点是关键部位，其实它同时也是目前抗震加固的薄弱部位，可采用较多方法对柱、梁进行加固。柱、梁有效的粘钢、碳纤维等加固方法就拿节点没有办法，在加固时不能让节点区的既有结构产生加大破坏，还必须使柱、梁的钢筋、钢板尽可能互相拉通，其实这会发生很大的冲突。对于抗震而言，节点是不能削弱的，只能进行加强，但是目前的加固不能满足这种要求，因此，加强节点抗震加固方法需要进一步进行研究和探索，尽快使其能够更加完善。

二、多层砌体学校建筑抗震存在的问题

首先，多层砌体学校建筑的砌筑砂浆强度比较低。砌体块材和砂浆的强度主要都是由砌体墙的抗震承载力决定。因为砌体块材在工厂生产且出厂和进入施工现场时都是经过质量验收的，因此，一般情况，砌体块材的强度是有保证的。而砌筑砂浆需要现场配制和操作人员砌筑，其强度和施工质量受影响的因素很多，难以控制。砂浆强度过低的话，对于墙体的抗震能力的要求很难实现，并且增加了相应的加固工程量，另外，后加固部分与原有墙体的锚固以及有机结合共同发挥作用等都由于砂浆强度过低而存在很多问题。其次，外纵强开洞率大。在结构体系方面存在外纵墙开洞率大使得外纵墙的抗震能力削弱了，房屋的整体抗震能力也削弱了，并且楼梯间设置在端部容易破坏。再次，钢筋混凝土构造柱与圈梁的设置在抗震构造措施方面偏少，不是每开间均设置，对内、外纵墙不能有效地形成较好的约束，并且会有整体抗震能力较差等问题的产生。

三、多层砌体学校建筑抗震主要采取的措施

第一，对于多层砌体学校建筑的墙体砌筑砂浆强度小于1.0MPa、抗震能力较低、加固量涉及所有的墙体、抗震加固成本大于新建工程的70%、由于砂浆强度太低加固效果很难实现、对于8度异类建筑的抗震设防要求也很难满足等问题，应该对这些建筑进行拆除重建。

第二，对于多层砌体学校建筑的墙体砌筑砂浆强度大于等于1.0MPa时，通过采取加固措施来满足结构的抗震承载力的要求，进而使得砖墙抗震承载能力与抗震设防要求的差距减小；在结构体系方面为预制钢筋混凝土空心板的纵墙承重，在抗震构造上构造柱、圈梁设置不合理等的多层砌体学校建筑，对其进行整体加固要从对房屋的整体抗震能力的提高来进行。对整体加固措施的合理加固方案的选择要根据既有学校的墙体抗震承载能力、抗震构造措施的差异、结构布置的差异等来进行。（1）对于砖墙抗震承载能力相差10%以内，可采用以下抗震加固措施：增设构造柱、加强楼梯间、圈梁与横向钢拉杆等；（2）对于砖墙抗震承载能力相差10%~30%之间的，可采用以下抗震加固措施：对不足墙体进行钢筋网砂浆面层加固、增设构造柱、圈梁和横向钢拉杆以及楼梯间等；（3）对于砖墙抗震承载能力相差30%以上，可以采用以下抗震加固措施：对不足墙体进行混凝土板墙加固和增设构造柱、圈梁与横向钢拉杆以及楼梯间等。

第三，对于砂浆强度等级满足设计要求，其墙体抗震承载力也满足8度设防要求，但是在构造柱、圈梁设置存在不合理或者楼梯间设置在端部等学校建筑工程，应采取在内外纵墙增设钢筋混凝土构造柱、钢拉杆、楼梯间三面墙体加固等的局部加固措施。

第四，对于那些具有不合理的结构体系和结构布置的学校建筑来讲，抗震加固应从对结构抗侧力体系进行改变和结构的对称性进行改善开始。对于楼梯间的加固应根据楼梯间的位置确定相应的加固方法：如果楼梯间在转角时，不应加固的过强，此时加固可采用适当对配筋率的钢筋网砂浆面层进行加大的方法来进行，同时对相邻的横向墙体进行加固，总而言之，加固后楼梯间墙体要比相邻墙体的抗侧力刚度小，避免增加使得其破坏程度被加重；如果楼梯间在中部，则加固方法可采用钢筋混凝土板墙进行。

第五，对于以下情况应采取增大截面或粘钢等加固补强的措施来进行，例如：对于抗震承载力承重柱、楼梯梁、梁不能够对其进行满足的，或者是楼板开裂等。

第六，对于以下情况应采取维护、修补措施对学校工程的耐久性进行确保，例如：外墙渗漏、楼板出现缝裂等情况。

四、结语

通过抗震鉴定可以对建筑物的综合抗震能力进行分析，并且会以科学的方法对房屋抗震能力进行整体的评判。与此同时，对抗震鉴定结构的基础上进行抗震加固，从而能够使得房屋的整体抗震能力得以提高，进而使得房屋的安全使用有了较强的保证。

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