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引論：我們為您整理了13篇抗震設防論文范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
摘要；文章闡述了抗震設計方法的轉變，并介紹了兩種不同設計方法的優缺點，對能量分析方法在抗震結構計算中的應用進行了分析。
關鍵詞：推覆分析方法；結構能量反應分析；地震動三要素；耗散能量
目前世界各國的抗震設計規范大多數都以保障生命安全為基本目標，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設防水準，據此制定了各種設計規范和條例。依此設計思想設計的各種建筑物在地震中雖然基本保證了生命安全，卻不能在大地震，甚至在中等大小的地震中有效的控制地震損失。特別是隨著現代工業社會的發展，城市的數量和規模不斷擴大，城市變成了人口高度密集、財富高度集中的地區，一般的地震和1995年的日本阪神地震，造成了巨．大的經濟損失和人員傷亡。嚴重的震害引起工程界對現有抗震設計思想和方法上存在的不足進行深刻的反思，進一步探討更完善的結構抗震設計思想和方法已成為迫切的需要。上個世紀九十年代，美國地震工程和結構工程專家經過深刻總結后，主張改進當前基于承載力的設計方法。加州大學伯克利分校的J.P.Moehlelll提出了基于位移的抗震設計理論；日本建設省建筑研究院根據建筑物的性能要求，提出了一個有關抗震和結構要求的框架，內容包括建議方案，性能目標，檢驗性能水準等：我國學者已認識到這一思潮的影響，并在各自研究領域加以引用和研究，如王亞勇、錢鎵茹、方鄂華、呂西林分別發表了有關剪力墻、框架構件的變形容許值的研究成果，程耿東采用可靠度的表達形式，將結構構件層次的可靠度應用水平過渡到考慮不同功能要求的結構體系，王光遠把這一理論引入到結構優化設計領域，提出基于功能的抗震優化設計概念。
我國現行的結構抗震設計，主要是以承載力為基礎的設計，即用線彈性方法計算結構在小震作用下的內力、位移；用組合的內力驗算構件截面，使結構具有一定的承載力；位移限值主要是使用階段的要求，也是為了保護非結構構件；結構的延性和耗能能力是通過構造措施獲得的。結構的計算分析方法基本上可以分為彈性方法和彈塑性方法。當前在建筑結構抗震設計和研究中廣泛地采用底部剪力法和振型分解反應譜法等。這些方法沒有考慮結構屈服之后的內力重分布。實際上結構在強震作用下往往處于非線性工作狀態，彈性分析理論和設計方法不能精確地反映強震作用下結構的工作特性，讓結構在強震作用下處在彈性工作狀態下工作將造成材料的巨大浪費，是不經濟的。隨著人們認識的提高，結構的地震反應分析設計方法經過了兩個文獻的轉變：(1)靜力分析方法到動力分析方法的轉變：(2)從線性分析方法到非線性分析方法的轉變。其中動力分析方法就經過了從振型分解反應譜法到時程分析法、從線性分析到非線性分析、從確定性分析到非確定性分析的三個大的轉變。作為一種簡化實用近似方法，目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到眾多學者的重視。它屬于彈塑性靜力分析，是進行結構在側向力單調加載下的彈塑性分析。具體做法是在結構分析模型上施加按某種方式(研究中常用的有倒三角形、拋物線和均勻分布等側向力分布方式)模擬地震水平慣性力作用的側向力并逐步單調加大，使結構從彈性階段開始，經歷開裂、屈服直至達到預定的破壞狀態甚至倒塌。這樣可了解結構的內力、變形特性和能量耗散及其相互關系，塑性鉸出現的順序和位置，薄弱環節及可能的破壞機制。這種方法彌補了傳統靜力線性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了動力時程分析方法過程中，計算工作量大的問題，僅用于近似評估結構抵御地震的能力。但是，傳統的推覆分析方法基本上只適用于第一振型影響為主的多層規則結構，對于高層建筑或不規則的建筑，高階振型的影響不容忽視，并且對于非對稱結構，還必須考慮正、反側反推覆的不同所帶來的影響。此外推覆分析方法無法得知結構在特定強度地震作用下的結構反應和破壞情況，這限制了它在抗震性能設計中的使用。地震動能量是刻畫地震強弱的綜合指標，它綜合體現了地面最大加速度和地震持時兩個反映地面運動特性的重要因素。結構地震反應的能量分析方法是一種能較好地反映結構在地震地面運動作用下的非線性性質及地震動三要素(幅值、頻譜特性和持時)對結構抗震性能影響的方法。地震時，結構處于能量場中，地面與結構之間有連續的能量輸入、轉化與耗散。研究這種能量的輸入與耗散，以估計結構的抗震能力，是結構抗震能量分析方法所關心的問題。結構在地震(反復交變荷載)作用下，每經過一個循環，加載時先是結構吸收或存儲能量，卸載時釋放能量，但兩者不相等。兩者之差為結構或構件在一個循環中的“耗散能量”(耗能)，亦即一個滯回環內所含的面積。能量等于力與變形的乘積。一個結構(構件)所耗散的地震能量多，不僅因為它承擔了較大的地震作用，還因為它產生了較大的變形。從這個意義上來看，耗能構件是用它自身某種程度破壞所作的犧牲，來維持整個結構的安全。所以，每次大的地震作用之后，人們看到那些沒有其它途徑耗散所吸收的地震作用的能量的結構，只有通過結構自身的破壞來釋放所有的多余能量。因此，結構的抗震設計應當注意保證結構剛度、強度和變形能力的協調與統一，如結構的延性設計就是在傳統的單一強度概念條件下進行的彈性抗震設計的基礎上，充分考慮結構和構件的塑性變形能力，在設防烈度下允許結構出現可能修復的損壞，當地震作用超過設防烈度時，利用結構的彈塑性變形來存儲和消耗巨大的地震能量，保證結構裂而不倒。
能量法在近半個世紀的研究中發現較快，但由于地震本身的復雜性能量與結構反應之間的關系仍需我們進行進一步的探索。
篇2
從我們現在的經濟發展狀況來講，城市人口越來越密集，房屋建筑也越來越多，若突然發生大的地震災難就會造成難以估量的損失。房屋建筑根本性質就是為了給人們提供一個安全舒適的住宿，為人們的一個防護所，避免人們經受風吹日曬以及其他極端天氣。地震則是我們目前所知的自然災害中最嚴重的一個災害，它所給人們造成極大的影響，地震不僅是簡單的震動，也會引起一系列海嘯、泥石流等自然災害，其破壞性不可小覷。由此可見，當一個破壞性極大的災難發生在人們最需要安全的避難所時，我們就不得不重視對于這一災難的防護。再加上我們目前生活水平的提高，我們目前對于房屋建筑的要求應該是更為舒適，使用壽命更強，這就進一步要求我們對于房屋建筑的整體抗震性有更加完善的技術從而更好地保證我們生活的舒適性。
二、房屋建筑結構抗震設計規定
在我國，房屋建筑結構抗震設計的標準一般分為特殊設防類、重點設防類、標準設防類、適度設防類等四個類別，簡稱甲、乙、丙、丁。在甲乙類建筑體系設計中應按高于本地區抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施，9度時應按比9度更高要求采取抗震措施。而丙類建筑應按本地區抗震設防確定其抗震措施。在丁類建筑中地震作用應按本地抗震設防烈度確定，但抗震措施（6度除外）允許比本地抗震設防烈度的要求適當降低。在多層和高層現澆鋼筋混凝土房屋的結構類型中，當平面和豎向均不規則的結構或建造于Ⅳ類場地的結構出現時，適用最大高度應適當減少。在鋼筋混凝土房屋抗震等級的要求中，它的抗震設計一般要滿足，如果是框架部分承受的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50％的話，那么它的框架抗震等級應按框架結構來定。另外當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應與上部結構相同，地下一層一下抗震構造措施的抗震等級可逐層降低一級，但不應低于四級。地下室中無上部結構的部分，抗震構造措施的抗震等級可根據具體情況采用三級或者四級。對于那些筒體房屋結構抗震的設計要求來說，筒體部分與框架部分樓板一般采用梁板體系。在施工程序及連接構造上我們采取減小結構豎向溫度變形及軸向壓縮對加強層影響措施來解決。當低于9度采用加強層時，加強層的大梁或桁架與周邊框架柱的連接宜采用鉸接或半剛性連接。需要注意的是如果是9度的情況出現時就不要采用加強層了。
三、抗震設計在房屋建筑結構設計中的運用
抗震的設計在整個建筑中可以說是十分關鍵的一環，我們可以從一下幾個方面進行理解，從而體會抗震設計時如何在房屋建筑結構設計中進行運用，進而理解抗震設計在房屋建筑中的重要性。（1）提高房屋建筑結構的抗震力。抗震設計，顧名思義，就是保障房屋建筑能夠在地震時將其破壞程度保障到最小范圍。所以在進行房屋建筑結構的設計師，首先就要保障有一個穩固的地基。地基是整個建筑的基礎，其抗震性能也就在一定程度上決定著整個建筑的抗震能力。其次，房屋的整體結構上要建造抗震能力強的結構。比如我們知道的一些幾何圖形具有穩定的效能，我們就可以將其運用在房屋的結構當中。規則、對稱的建筑結構也能有利于保障房屋的穩定性，從而減少地震對于房屋建筑變形的影響。在房屋建筑中的一些小細節上注意到對于抗震的作用。（2）我們完善了房屋的抗震設計之后，可以再從地震一方面來思考如何降低地震作用對房屋建筑的影響。我們目前所采取的辦法就是在建筑物的基礎與主體之間加一個隔震層，也有人提出在建筑物的頂端部分設立一個“反擺”。這樣的設計首先能夠有效避免發生地震時建筑物之間互相碰撞，并且能夠有效緩解在地震來臨時房屋的震動幅度，從而保障房屋內部物品的安全。這樣的設想我們目前已經有所應用，在一些實際的經驗中我們也發現了這一方法的可行性。（3）保證建筑的剛度，建筑結構上的防護以及外部的防護之后，還有保障房屋建筑自身的堅硬程度。首先，就需要考慮到在進行建筑時，使用鋼筋混凝土材料，保障房屋的穩固。其次，就是在我們已有的建筑結構上對整個建筑進行進一步的加固。這一方面我們目前已經有相關的規定，明確告訴我們如何對于不同建筑類型進行不同的外層加固。目前，我們也仍需對于房屋建筑的使用材料進行進一步的探究，努力尋找優化建筑材料的辦法，能夠幫我們在建造房屋時一方面減少不必要的材料浪費，另一方面就是將優質的材料的性能充分地體現在房屋建筑整體的抗震性能上。
四、房屋建筑結構抗震設計措施
1.房屋建筑位置的選擇，房屋建筑位置的選擇在一定意義上來說決定著房屋質量的好壞，一般地地震可以導致房屋建筑周圍地表變化，這樣就會造成地基的開裂，導致房屋出現問題。因此在地理位置的選擇上，設計人員要對房屋建筑進行合理化選擇：如選擇開闊的堅硬場地，考慮場地土的剛度大小和場地覆蓋層的厚度等。2.房屋建筑材料的選擇，抗震性房屋建筑材料要選擇那些質量優等的材料。要綜合考慮保暖、防火等多種因素的存在，比如良好的鋼、鋁合金結構、木質結構及輕型復合材料等建筑材料作為主體材料。3.選擇合適的建筑結構體系，結構體系要滿足穩定性，要與建筑結構相配套。此外要注意建筑物傳力途徑的明確性，以及受力計算的明確性，保障在建筑體系中不使用轉換層，這樣就會保障有地震發生時候避免建筑傾斜或局部受損等現象的發生。4.做好底層框架抗震墻設計，鑒于我國的地震災害多數發生在底層，一般突出表現為“上輕下重”的這樣一個現象，所以在設計時候要突出底層的墻體比框架柱重，框架柱又要比梁重。這樣的設計就會在發生地震時底層破壞的程度比房屋的底層輕得多。5.鋼筋混凝土框架抗震內力設計。我們盡可能做到在地震作用下的框架呈現梁鉸型延性機構，為減少梁端塑性鉸區發生脆性剪切破壞的可能性，對梁端的剪力適當調整，使斜截面受剪承載力高于正截面受彎承載力，做到“強剪弱彎”。在實際運用中如不采取這個措施，柱端很可能比梁端先出現塑性鉸。因此適當調整柱計算內力并增大配筋，使塑性鉸首先出現在梁端，抗震性能較好。
五、結語
地震是人類生活面臨的重要的自然災害，危及著人民的生命與財產安全。在我國，目前人們對于房屋建筑無論是安全性還是舒適性的要求越來越高，房屋建筑行業不斷改善自己的設計和技術，不斷為人們提供更好更優質的服務。在建筑結構設計的時候，必須充分考慮抗震設計，并有采取適當的抗震措施，盡最大可能確保房屋質量，才能減少地震的危害。我們要進行不斷地探索，對于抗災設計有所重視，不斷改善我們的技術，建造更優質的建筑。
篇3
1．地震震害及其特點：
地震震害表明：6、7度區單層磚柱廠房破壞較輕，少數磚柱出現彎曲水平裂縫：8度區出現倒塌或局部倒塌，主體結構產生破壞；9度區廠房出現較為嚴重的破壞，倒塌率較大。
從震害特點看，磚柱是廠房的薄弱環節，外縱墻的磚柱在窗臺高度或廠房底部產主水平裂縫，內縱墻的磚柱在底部產生水平裂縫，磚柱的破壞是廠肩倒塌的主要原因。山墻在地震時產生以水平裂縫為代表的平面外彎曲破壞，山墻外傾、檁條拔出，嚴重時山墻倒塌，端開間屋蓋塌落。屋蓋形式對廠房抗震性能有一定的影響，重屋蓋廠房的震害普遍重子輕屋蓋廠房，楞攤瓦和稀鋪望板的瓦木屋蓋，其縱向水平剛度和空間作用較差，地震時屋蓋易產生傾斜。
2．適用范圍及結構布置
2．1單跨和等高多跨的單層磚柱廠房，當無吊車且跨度和柱頂標高均不大時，地震破壞較輕。不等高廠房由于高振型的影響，變截面柱的上柱震害嚴重又不易修復，容易造成屋架塌落。因此規定磚柱廠房的適用范圍為單跨或等高多跨且無橋式吊車的中小型廠房，6－8度時廠房的跨度不大子15m且柱頂標高下大于6．6m，9度時跨度不大于12m且柱頂標高不大于4．5m。
2．2廠房的平立面應簡單規則。平面宜為矩形，當平面為L、T形時，廠房陰角部位易產生震害，特別是平面剛度不對稱，將產生應力集中。對于立面復雜的廠房，當屋面高低錯落時，由于振動的不協調而發主碰撞，震害更為嚴重。
2．3當廠房體型復雜或有貼建的房屋（或構筑物）時，應設置防震縫將廠房與附屬建筑分割成各自獨立、體型簡單的抗震單元，以避免地震時產主破壞。針對中小型廠房的特點，鋼筋混凝上無檀屋蓋的磚柱廠房應設置防震縫，而輕型屋蓋的磚柱廠房可不設防震縫。防震縫處宜設置雙柱或雙墻，以保證結構的整體穩定性和剛度，防震縫的寬度應根據地震時最大彈塑性變形計算確定。一般可采用50～70mm。
3．結構體系
3.1地震時廠房破壞程度與屋蓋類型有關，一般來說重型屋蓋廠房震害重，輕型屋蓋廠房震害輕，在高烈度區影響更為明顯。因此要求6－8度時宜采用輕型屋蓋，9度時應采用輕型屋蓋。人之地震震害調查表明：6、7度時的單跨和等高多跨磚柱廠房基本完好或輕微破壞，8、9度時排架柱有一定的震害甚至倒塌。因此《建筑抗震設計規范》（G8Jll一89）規定：6、7度時可采用十字形截面的無筋磚柱，8度1、2類場地應采用組合磚柱，8度3、4類場地及9度時邊柱宣采用組合磚柱，中柱直采用鋼筋混凝土柱。經過地震震害分析發現：非抗震設計的單層磚柱廠房經過8度地震也有相當數量的廠房基本完好，所倒塌的廠肩大部份在設計和施工上也存在先天不足，因此正常設計正常施工和正常使用的無筋磚柱單層廠后，在8度區仍然具有一定的抗震能力。可見對8度區的單層磚柱廠房都配筋的要求是偏嚴的，在抗震規范的修訂稿中將8度1、2類場地“應”采用組合磚往改為“宜”采用組合磚柱，允許設計人員根據不同情況對是否配筋有所選擇。一般來說，當單層磚柱廠房符合砌體結構剛性方案條件，經抗震驗算承載力滿足要求時，可以采用無筋磚柱。
3.3對于單層磚柱廠房的縱向仍然要求具有足夠的強度和剛度，單靠磚柱做為抗側力構件是不夠的，如果象鋼筋混凝土柱廠房那樣設置柱間支撐，會吸引相當大的地震剪力。使磚拄剪壞。為了增強廠房的縱向抗震承載力，在柱間砌筑與柱整體連接的縱向磚墻，以代替柱間支撐的作用，這是經濟有效的方法。
3.4當廠房兩端為非承重山墻時，山墻頂部與檁條或屋面板恨難連接，只能依靠屋架上弦與防風柱上端連接做為山墻頂部的支點，這不僅降低了房屋整體空間作用，對防止山墻的出平面破壞也不利，因此廠房兩端均應設置承重山墻。
3．5廠房的縱橫向內隔墻宣做成抗震墻，其目的充分利用培體的功能，避免主體結構的破壞。當內隔墻不能做成抗震墻時，最好采用輕質隔墻，以避免墻體對柱及柱與屋架連接節點產生不利影響，如果采用非輕質隔墻，則應考慮隔墻對柱及其與屋架節點產生的附加剪力。
3.6無窗架不應通至廠房單元的端開間，以免過份削弱屋蓋的剛度。天窗架采用磚壁承重時，將產生嚴重的震害甚至倒塌，地震區應避免使用。
4抗震承載力計算
4.1橫向抗震計算
單層磚往廠房橫向抗震計算的計算簡圖，可按下列規定選取：（1）當廠房柱為無筋磚柱或邊柱為組合磚柱、中柱為鋼筋混凝土柱時，可采用下端為固接、上端為鉸接的徘架結構模型；（2）當廠肩邊柱為無筋磚柱、中柱為鋼筋混凝士柱，在確定廠房自振周期時，磚柱下端按固接考慮，在計算水平地震作用時，磚柱下端按鉸接考慮。這主要是考宅到在地震作用下，隨著變形的不斷增加，無筋磚柱下端開裂并退出工作，囚而全部橫向地震作用由中部的鋼筋混凝土柱承擔。輕型屋蓋單層磚柱廠房的橫向抗震計算，可以忽略空間工作影響·采用平面排架進、廳計算。對于鋼筋混凝上屋蓋和密鋪望板的瓦木屋蓋廠肩，其空間作用不能忽略，應按空間分析的方法進行計算：但為了簡化，對于一定條件下的廠房可以按平面排架進行計算，考慮到其空間工作影響，對計算的地震作用效應要進行調整。
4.2縱向抗震計算
對于鋼筋混凝土屋蓋的等高多跨磚柱廠房，當考慮屋蓋為剛性時，縱向地震作用在各柱列之間的分配與柱列的側移剛度成正比：當考慮屋蓋的彈性進行空間分析時，側移剛度較大柱列分配的地震作用比按剛性屋蓋分配的地震作用小，而側移剛度較小柱列分配的地震作用比按剛性屋蓋分配的地震作用大。設計中為了利用剛性屋蓋假定時縱向地震作用分配形式簡單的優點，可以針對不同屋蓋形式對柱列的側移剛度乘以修正系數，做為縱向地震分配時的柱列剛度，并對所計算的廠房自振周期進行修正，以考慮屋蓋的彈性影響。
對于縱墻對稱布置的單跨廠房，在廠房縱向沿跨中切開，取一個柱列單獨進行縱向計算與對廠房進行整體分析結果是相同的。對于輕型屋蓋的多跨廠房雖然屋蓋仍具有一定的水平剛度，考慮到屋蓋與磚墻的彈性極限變形值相差較大，為了計算簡便，仍可假定各縱向往列在地震時獨立振動，按柱列法進行計算。
5抗震構造措施
5．1單層磚柱廠房采用鋼筋混凝上屋蓋時的抗震構造措施可參照鋼筋混凝土柱廠房的有關規定。采用瓦木屋蓋時，設有滿鋪望板的抗震能力比無望板強得多，望板能起到阻止屋架傾斜的作用。地震震害表明，未設上弦及下弦水平支撐的楞攤瓦屋蓋，屋架產主傾斜甚至倒塌的震害較多，因此要有足夠的屋蓋支撐系統，保證屋蓋沿縱向有足夠的剛度和穩定，以滿足抗震的要求。
5．2圈梁對增強廠房的整體性起到了重要作用，但預制圈梁抗震性能差，地震時在連接外容易拉斷，因此要求圈梁應現澆且在廠房柱頂標高處沿房屋外墻及承重內墻閉合。對于8、分度區還應沿墻高每隔3－4m增設一道圈梁，可提高磚墻的抗震性能，并能夠限制地震時墻體裂縫的開展，減輕墻體破壞。當地基為軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴重不均勻土層時，地震易出現裂縫，如果裂縫穿過廠房將使房屋撕裂，基礎頂面應設置基礎圈梁，以減輕地震災害。當圈梁兼做門窗過梁或抵抗不均勻沉降影響時，圈梁的截面和配筋除滿足抗震構造要求外，還應根據實際受力計算確定。采用鋼筋混凝土無檁屋蓋的磚柱廠房，地震時在屋蓋處圈梁下一至四皮磚的磚墻上易出現水平裂縫，因此8、9度時，在墻頂沿墻長每隔1m左右埋設1根8豎向鋼筋，并插入頂部圈梁內，以避免上述震害的產生。
5．3地震中屋架與磚柱連接不牢，柱頭產主破壞甚至屋蓋坍落的震例是較多的。為了加強屋架與磚柱的連接，柱頂墊塊應與墻頂圈梁整體澆注，屋架與墊塊的預埋件采用螺栓連接或焊接。當墊塊厚度或配筋過小時。預埋件的錨固不能滿足要求，墊塊厚度丁應小于240mm，井配置兩層直徑不小于8間距不大于100mm的鋼筋網。烈度較高時，屋蓋承受的地震作用較大，與墊塊整體澆注的圈粱受到較大的扭矩，墊塊兩側各500mm范圍內圈梁的箍筋應加密，其間距不應大子100mm。
篇4
1抗震設防標準
1.1國外抗震設防標準
不同國家由于自身的經濟條件、地震危害程度、社會因素、政治因素等方面存在差異，使得在設防標準上也存在很大的差異性。本文主要介紹美國、日本以及歐盟在抗震方面設立的抗震設計標準，希望為我國抗震設計提供一定的經驗借鑒。
（1）美國抗震規范。美國抗震規范由于當時經濟、政治體制的影響抗震規定也具有多種模板，主要包括抗震技術指南、地方規范、專業結構規范以及國家規范等幾種類別。美國聯邦緊急事務管理局規定“保證結構在合理超越概率和地震的作用下絕對安全并且不存在損傷”，并且規定了設防目標以及兩級抗震設防水準。
（2）日本建筑法則。日本建筑法則對抗震設防設立了兩個等級，第一個標準是在中等強度地震作用下，建筑結構要保證不遭受任何程度的破壞，確保建筑、生命、財產的安全；第二個標準是指在強震作用下，建筑物不會發生倒塌或者出現危及人身安全的事故。
（3）歐盟規范。歐盟制定了兩級防震設防要求：不倒塌和限制破壞要求。地震作用期限為50年，保證建筑在50年的多次地震作用下，結構不會存在局部破壞或倒塌。
1.2我國抗震設防標準
我國抗震設防標準沒有做出明確規定，只是指出在震級8級以下不用設防，9級及以上的話可以采取降低建筑高度和改善建筑平面來減少地震帶來的傷害。80年代以后提出了富有時代特色的“小震不壞；中震可修；大震不倒”的設防目標，但是設防標準仍舊存在很多的缺點和問題，主要包括：
（1）設防標準設置過于死板，僅僅通過地震危險性進行等級劃分，并沒有實際考察設防標準對震區建筑物震害、人員傷亡以及經濟損失等方面的具體影響，不能夠保證未來發生地震建筑結構的安全性。
（2）對于發生的大震還是小震，全國上下都借助統一標準進行區分，沒有考慮不同城市經濟、社會、建筑水平、人口密集程度等方面的所存在的差異性，容易導致抗震救災物質的浪費，而對于一些人口密集的震區還有可能存在安全隱患。
（3）當前的設防標準考慮的問題都過于片面，只是考慮建筑結構在地震時不要出現損壞或者是倒塌，并且確保人身安全，但是沒有考慮要保證整座城市能夠在震后繼續穩定的運行。
1.3工程結構抗震設防標準
工程設防的傳統思想其實就是利用最低的造價建設滿足實用和安全性能的工程，通過不斷的探索，人們轉變了對工程建筑安全的定義，引入了針對建筑結構安全性的概念。將建筑結構強度R0外部荷載力的變化產生的效應進行比值計算得出R值，如果結構的比值大于1則表明結構安全局，如果小于1則表示結構存在安全隱患。我國的抗震設防標準原則可以用以下公式表示：
E=收益-可能存在-定的損失=最大
其中的收益指的是建筑結構在建設完成之后所獲取的全部直接以及間接的精神成果；生產投資則可能是利用貨幣衡量，再加上建筑結構破壞所產生的各方面影響，通過人數傷亡數據以及對人們日常生活動作的影響，很難由其公式得出。費用一般是一種概念性總稱，它主要包括有裝修費、施工費用以及材料費等，可以發現在建筑結構設計施工時，工程造價和修復費用本身就是看似毫無關聯的，所以要想對在減少工程造價的同時又不會引起維修費用的提升，可以通過優化初始造價和修復費用之間的配比，找出兩者之間的一個平衡點。
2工程結構抗震設防標準問題
區地震發生的特點對工程結構進行防震設防處理十分必要。
（1）抗震設防的原則。設防原則有以下幾大類別：杜絕和減少人員的傷亡；盡量減少財產的損失；采取相關措施減少人員傷亡；容許工程結構在發生地震時出現小程度的損壞；工程設施在地震發生時確保安全性，并且保證不會向外界排放有毒物質和不會導致發生嚴重程度的次生災害。
（2）抗震設防的目標。工程結構在抗震設防時具有非常明確的目標：小震不壞；中震可修；大震不倒。我國也在1989年的相關設防規范文件中采用了這種思想。不過在設防目標上仍舊存在幾個方面的問題。首先對大、小震的不倒還是不壞缺乏明確定義，其次只是單純考慮設防目標并沒有考慮工程結構的經濟指標，最后沒有根據地區的不同，規定設防目標。
（3）抗震設防的環境。一般來講設防環境并不是一種主觀量，它是取決于人們對地震危險性的評估結果和地震的評估方法，更多的是來自于一種客觀評估。設防環境是確定設防標準以及設防目標的重要依據，它的準確性評估對于工程結構設防具有非常重要的意義。
（4）抗震設防的參數借鑒。在進行工程設防時，需要借助一定的物理參數進行，國內外使用最多的參數有地震動參數以及烈度參數兩種。不過這幾年來越來越多的國家傾向于使用地震動參數，因為隨著科技的不斷進步，烈度參數所暴露出的弊端也越來越多，不能夠滿足人們的設防需要。
篇5
2008年汶川地震、2009年智利太子港地震、2010年玉樹地震、2011年新西蘭克萊斯特徹奇均對受災地區的生命、財產造成了損壞，供水管網亦遭受了重大損失。因此對于地震的損壞影響進行科學合理的預測估計就顯得尤為重要，但迄今為止的損失估計方法多集中在震后詳細統計評價，少量的預測估計統計提出了一些方法，但因為其對于資料要求比較高而不大適用于供水系統的抗震規劃工作，因此建立適應和尤其是對于宏觀方面的損失進行戰略性的估計是非常必要的。
1研究現狀
M. D. Trifunac水利論文，M. I. Todorovska對于Northridge-California地震中的管道損壞密度進行了分析，研究了其與表面土體應變之間的關系，其研究中所采用的指標是每km2的管道損壞數，因素為土壤的峰值應變或者場地土震動強度，通過分析其相關關系，建立起了預測模型，可以對San Fernando Valley和Los Angeles的管網在假設的地震場景下的損壞估計其地震損壞概率，對地震危機的應急預案（例如地震后的消防規劃）具有重要的指導意義[[1]]。
Walter W. Chen， Ban-jwu Shih，Yi-Chih Chen等人對Ji-Ji地震進行分析，利用GIS的數據庫，在研究中建立了修復率RR和地震峰值地動加速度、峰值地動速度、地震譜強度之間的關系[[2]]。
Yarg?c?Volkan對于埋地管線進行了深入研究水利論文，針對1999年的DüZCE地震進行了基于經驗的埋地管線地震反應概率分析評價方法研究。該研究建立了管線損壞指標基于土壤液化敏感性、場地土厚度（如果存在的話）、峰值地動加速度、場地變形值等因素的有限狀態函數，由此建立了管線系統的修復與前述因素的相關關系，這些成果均有助于供水系統運營者做好抗震規劃[[3]]。
IainTromans也研究了埋地管線在地震區的損壞特征。該研究在歐洲51次實際地震的資料基礎上建立了經驗公式，著重探索了管線震害率與峰值地動速度之間的關系，并認為峰值地動速度為因素建立管線震害率損壞指標的關系比較合理[[4]]。
Takao Adachi1, Bruce R. Ellingwood等人[[5]]研究認為管道損壞率（以搶修率近似）與管道損壞烈度存在關系：
（1）
RR——搶修率（RepairRatios），處/1000ft（處/305m）。
k——取決于管材、管徑、土地條件的常數。
PGV——峰值地動速度（Peak Ground Velocity），in/s（2.5cm/s）。
但一般情況下地震區的地震烈度容易為供水系統的管理人員了解且直觀明了，峰值地動速度比較專業且資料不易獲取，故該模型應用受到限制。
2 管網損失宏觀估計模型研究
2.1 地震烈度值單變量模型
管網損壞的程度采用以每km修復數目的“修復密度”和以產銷差震前震后變化程度衡量的“恢復難度”兩項指標來衡量，相關的影響因素考慮設防等級高于地震烈度的設防富余度、柔性管材與接頭比例兩項因素，對汶川各城鎮的損失情況分析如圖1、圖2所示。可見按照修復密度損壞指標衡量的管網損失與各個因素相關度不高，如圖1、圖3所示；而柔性管材與接頭比例也與兩項損壞指標相關性不強水利論文，如圖2、圖4所示。故考慮基于恢復難度損壞指標與地震烈度、設防富余度因素的管網損失宏觀估計模型。
圖1修復密度與設防富余度關系圖
圖2 恢復難度與設防富余度關系圖
圖3 修復密度與柔性比例關系圖
圖4 恢復難度與柔性比例關系圖
表1表明按照恢復難度指標計算的管網損失也與地震烈度基本呈正相關，因此同時考慮建立由基于地震烈度因素和恢復難度指標的單變量管網損失宏觀估計模型, 利用表1的第2行與第4行的數據進行單變量非線性回歸分析，借助于Microsoft Excel的散點圖進行“加載趨勢線”實現，趨勢線選用多項式類型，得到結果如圖5所示。
表1 恢復難度與設防富余度關系表
城鎮名稱
綿竹
青川
都江堰
綿陽
原來管網設防烈度
8
8
8
7
汶川地震實際烈度
9.5
9
9
7.5
設防富余度
-1.5
-1
-1
-0.5
恢復難度
2.53
1.8
0.67
0.42
城鎮名稱
江油
寧強
廣元
成都
原來管網設防烈度
8
7
7
8
汶川地震實際烈度
8
7
7
7
設防富余度
1
恢復難度
篇6
一、工程抗震及其意義
建筑工程抗震是指通過編制、實施抗震防災規劃，對建設工程進行抗震設防和抗震加固，最大限度地抵抗和防御地震災害活動。建筑物的抗震能力取決于抗震設防烈度、抗震設計和施工質量三方面，其中抗震設防烈度是基礎，抗震設計是保障，而施工質量是工程抗震的關鍵。實踐證明，在地震發生時，建筑的整體質量是保證人民群眾生命安全的最重要保障，是當前預防地震的最好辦法。
地震設防烈度是一個地區抗震設防規劃時所依據的地震烈度，由國家主管部門對建筑工程制定必須達到的抵御地震破壞的準則和技術指標。1976 年以前，唐山地區地震設防烈度為6度，而震后修改為8 度，同時期做出修改的還有北京由6 度調整為8 度，天津由6 度調整為7 度。地震防設烈度是人為規定的，需要綜合考慮地質、環境、工程重要程度等因素，以達到安全目標和經濟承受能力的平衡。
1976 年后，我國對地震災害進行了大量研究，主要成果體現在文獻[1][2][3]等標準與技術文件之中，其中《GB50011-2001 建筑抗震設計規范》對于我國抗震設計具有指導和規范雙重意義，既是建筑工程抗震設計的依據，也是建筑抗震安全性的衡量標準，是建筑抗震必須堅決遵照的規范。建筑抗震設計中的標準可歸納為“小震不壞、中震可修、大震不倒”。抗震設計一般分為承載力驗算和彈塑性變形驗算兩個階段，承載力驗算是為了保證滿足對于小震和中震的要求，而彈塑性變形驗算是對于重點薄弱部位進行檢驗，并依據檢驗結果提出應對地震的構造措施，實現對于大震的設防要求。
建筑施工質量是工程抗震的關鍵。汶川特大地震中，位于重災區的北川六漢希望小學，創造了沒有一座房屋倒塌、沒有一人因地震遭遇不測的奇跡，而承建該希望小學的承建商，在受災地區所建五棟希望小學全都不倒，足以體現工程質量在抗震中的重要作用。建筑施工中的質量問題對于抗震有重要意義，應予以特別重視。
二、抗震設防存在的問題
地震烈度是一個十分復雜、模糊和籠統的主觀的概念。這一概念產生于人們尚無有效的測量地震動物理參數的工具的時候。當時的地震學者用它來描述和比較某次地震在相關地區產生的影響程度的大小。地震烈度的概念發展至今，地震烈度表是其目前最精細的使用參照。不可否認，地震烈度表仍然是非常粗略的。由于地震烈度包括人的感受、地震動引起的響動之類無法量化的多重指標，這就導致了每次強震過后，強震區的烈度劃分總是存在爭議。由于地震烈度具有多指標綜合性，在多個指標評定結果相差較多時，如何綜合評定，這往往就取決于個人主觀決定。不僅如此，具體到衡量地震烈度的每個指標的應用同樣帶有較大的隨意性。目前的地震工程領域已經認識到包括結構類型，場地條件，震源機制在內的諸多因素對地震作用的影響。在實際的結構抗震工程中，認識較為成熟的影響因素已經考慮到結構抗震設計之中。地震烈度為設防指標顯然沒有區分種種因素造成的差異，從而也說明，在一定程度上地震烈度是一個落后的概念。總而言之，地震烈度是個十分粗略的概念，在建筑結構抗震設計中使用這一概念作為抗震設防指標是不恰當的。地震作為一個極為復雜的自然現象，地震動參數之間往往不存在明確的對應關系，事實上地震烈度和任一地震動參數之間的
對應關系更加模糊。自從20世紀30年代一50年代，人們逐漸積累了不少的地震記錄，并依靠這些資料試圖建立地震烈度與某個地震動參數的對應關系。最后的結論是：尋求地震動的任一單項參數與烈度的對應關系是徒勞的。這一事實的存在也就導致了在抗震工程中無法以地震烈度為出發點，直接合理的得到建筑結構的抗震設防參數，也無法經由合理的計算方法，將結構抗震驗算的結果回歸至地震烈度并依據三水準的設防目標來檢驗。考慮到地震烈度與地震動參數的對應關系極不明確，可以設想地震烈度與結構抗震概念設計要求和構造要求的對應關系更加不明確。很顯然，地震烈度不是目前建筑結構抗震設防技術水準可以直接把握的概念，而在本質上，地震烈度在實際抗震設計中已經在很大程度上被繞開了。以地震烈度作為抗震設防標準的指標存在著建筑結構的抗震設計與抗震設防目標的脫節現象。
三、加強建筑工程抗震設防的措施
要適度提高建筑設防等級、提高建筑設計水平和確保工程質量等方面做到有效結合。主要措施有：
(1)建筑抗震設防，確定合理的設防等級。加固舊建筑的抗震等級。確保工程質量需適度提高設防等級的．主要是地處地震帶、發生過大地震和設防級別明顯偏低的地區。對于新建建筑則有必要、有可能大面積地提高抗震能力。對原有未設防的房屋，也要普遍進行抗震鑒定和抗震加固。抗震加固不僅在地震時能大大減輕房屋的破壞、保障人員的安全，就是沒有發生地震，也在增加建筑物的安全、延長建筑物的使用年限、抗御其他災害等方面具有明顯的經濟效益、環境效益和社會效益。
(2)完善進行抗震設防的法律依據。近年來國家為了規范抗震管理工作，建立健全建筑工程抗震設防法規體系，制定完善建筑工程抗震考核配套規章。認真做好施工單位管理規范和建筑工程抗震施工管理規范等國家標準和行業標準的制定修訂工作。各地要結合
本地實際．制定和完善地方抗震設防管理審批法規規定．盡快形成國家和地方相互呼應、互為補充、比較完善的建筑工程抗震設防新體系。
(3)選擇合理的地震安全性評價標準。地震安全性評價是抗震設計的一部分。它要求所設計的工程在使用期內可能遇到幾次小的地震，工程基本無損，無需修理即可繼續使用；在難得一遇的中震下．經修理后仍可繼續使用；而在不大可能遭遇的特大地震下，可以容許工程破壞，但仍不倒塌，以保證人身安全。地震安全性評價主要包括地震危險性分析和土層地震反映，直接提供不同年限、不同概率水準的基巖與地振動工程參數。建筑工程首先要確定設防標準、設防標準定低了，工程設施安全度降低，地震時起不到抗震的效果。設防標準定高了，增加不必要的浪費，甚至工程項目因資金不足而緩建或停建。
(4)在工程建設的整個過程中抗震設防措施不容忽視。要使建筑工程真正達到能夠減輕以至避免地震災害，必須把抗震防災工作貫穿始終，就是說在選址時選擇地震危險性較小的地段作為建設場地。在抗震設計上，一定要嚴格按“二階段”的設計步驟和“三個水準”的設防目標進行設計，不得馬虎。在施工的各個環節上要全面貫徹抗震規范要求，充分體現抗震設計意圖，使建筑物防御地震的能力得到保障，從而減輕地震災害給人民生命財產帶來的損失。
(5)加大科技投入，建立工程抗震設防管理信息化平臺隨著科學技術的發展。傳統的管理手段已經不能滿足建筑工程抗震設防的需要，迫切需要地震管理部門和建筑工程部門及建筑業業務主體三方聯合起來加快建筑工程抗震設防信息化平臺的構建。應用現代的通訊設備和電子計算機技術，建立健全建筑工程場地的數據庫，逐步實現施工現場管理和監控的現代化．減少工程建設方因資金因素而降低工程抗震性能。可以通過工程抗震管理信息系統進行現代抗震設防管理和職能監督工作，確保建筑物在工程建設中抗震系數的真實性。
【參考文獻】
[1]李國強.建筑結構抗震設計[M].北京:中國建筑工業出版社,2005.
篇7
一、工程概況
本工程為山東萊鋼永鋒鋼鐵有限公司450m高爐及有關設施升級改造項目原
料場工程一次轉運系統配電室。根據甲方提供的地質勘探報告，基礎坐落于第二層粉土上，地基承載力特征值為100Kpa。基礎采用墻下條基，上部結構為磚混結構，因地質條件與施工工期限制，屋面板采用鋼骨架輕型板。
二、鋼骨架輕型屋面板
鋼骨架輕型板由鋼骨架、鋼絲網、BAS輕質芯材復合而成，是集承重、隔熱、保溫、防水、防火等性能于一身的新型建筑構件。適用于抗震設防列度≤8度地區的一般多、低層民用建筑、單層廠房及加層改造或要求采用輕型樓板及屋面板的建筑。可用于無侵蝕性介質、板底表面溫度不大于100℃的建筑。結構構件安全等級二級，設計使用年限50年。
三、鋼骨架輕型板材的優點
1.輕質：芯材采用BAS無機輕質芯材，容重僅為300—500kg/m³，板自重為0.5—1.0kN/㎡，僅為傳統屋面重量的1/4。
2.高強：采用輕鋼骨架與BAS無機輕質芯材的組合結構，保持了傳統鋼筋混凝土板安全度高的優點。允許外加荷載設計值≥1.5kN/㎡，破壞荷載可達4 kN/㎡。
3.耐久：主要材料均為無機材質，抗老化能力強，耐久性好，能有效抵抗酸、堿、水汽的侵蝕.
4.保溫隔熱：BAS無機輕質芯材具有優良的保溫性能，導熱系數低，整板傳熱系數為0.5—0.8 w/m²k，滿足屋面保溫設計要求。
5.防水：采用專用防水耐磨涂層作為板材表面自帶的防水層，且可根據需要在其上附加其它各種防水作法，形成天基板屋面多道設防的復合防水體系。
6.防火：在標準荷載作用下，耐火極限可達90分鐘，燃燒過程中不爆裂，不放出任何有毒氣體，無異味，無煙氣，既具有優良的耐火性能，又符合現代建筑的環保要求。
7.抗震：輕質板材有利于建筑抗震，配合板材合理的抗震連接作法，能滿足8度地震設防烈度要求。且地震發生時，板材造成的次生傷害小。
8.隔聲：平均隔聲量40db，具有優良的隔聲效果。
9.泄爆：能用作建筑物的泄爆屋面。免費論文參考網。爆炸發生時，屋面板芯材粉碎，瞬間釋放爆炸能量，既達到泄爆目的，又不會產生次生傷害。
10.美觀：可根據用戶需要制成彩色板面或做其他裝飾處理，外形輕巧美觀，富有時代氣息。
11.使用靈活方便：板型規格根據建筑物特點量身訂做，使用時無須鋪設檁條，板上可開洞、安裝采光罩、出屋面管道、風機等。免費論文參考網。
12.維護簡單：正常使用時無需特別維護，使用成本低。當局部損壞可在屋面直接修復，如確有換板必要時，亦可單板更換，不影響整體結構。
13.經濟：采用天基板可明顯節約支撐系統用鋼量，縮短施工周期，綜合經濟效益明顯。
四、結語
采用鋼骨架輕型板材可實現輕質化且降低施工難度，免去了混凝土屋面板的繁瑣的施工和后期保養程序，在更好的滿足設計要求的同時大大縮短了施工周期。免費論文參考網。輕鋼骨架為板主要受力部件，骨架斷面按承載力和跨度要求調整，輕質無機芯材為填充材料，其厚度可根據保溫要求調整。板型靈活，可與混凝土結構、鋼結構、網架結構配套使用，不受固定模具限制，可以按照建筑設計要求配板，最大限度滿足設計要求。
參考文獻：
[1] GB 50016—2006，建筑設計防火規范．
篇8
一、案例概況
隴縣縣城城區有3.1萬人口，總面積2km2，建筑物占地面積290萬m2。自2002年元旦，即《建筑抗震設計規范》（GB50011）實施之后，隴縣新建建筑工程共4萬m2。
隴縣縣城地震地質環境復雜，即隴縣位于龍山山斷裂帶，受控于隴西旋扭性活動斷裂帶，且縣城北部有隴縣-馬召斷裂帶。針對這一情況，隴縣提高抗震設防烈度勢在必行。自從提高了抗震設防烈度，該地區抗震設防標準大大提高。下表比較了隴縣縣城抗震設防標準提高前后。
由圖表可得，建筑物現行設計基本地震加速度值高出原加速度值的1倍；相對于調查估算工程造價，實際造價高出約13%；據，Ⅱ類場地內建筑結構地震影響系數高出原地震影響系數的2.3倍。
二、抗震設防管理工作
在實施《建筑抗震設計規范》（GB50011）之后，隴縣面臨新的問題，即如何解決原有建筑物抗震設防性能低、如何管理新建高抗震設防性能建筑物。這不僅僅只是隴縣面臨的問題，也是若干類似于隴縣的地區共同面臨的問題。在本案，筆者將針對以上問題做一系列探索性研究：
（一）加固原有抗震水平較低的建筑工程
2002年元月之前，隴縣已建建筑物占地面積約280萬m2，為96%總建筑面積。調查結果顯示，隴縣已建建筑物抗震設防性能均不符合《建筑抗震設計規范》，其嚴重影響了隴縣城區建筑物總體抗震性能。針對這一問題，筆者認為應該堅持“詳細調查已建建筑物實際抗震能力、針對性加固抗震性能不足建筑物結構”管理思路。
工程建設行政主管部門應積極配合工程技術人員普查鑒定已建建筑物抗震性能，并根據鑒定結果創建數據庫。針對這一問題，筆者認為應該突出重點，即重點普查鑒定震時抗震指揮系統、生命線系統及震時次生災害嚴重的建筑物等。從而對隴縣已建建筑物進行綜合性評估，制定針對性強、可操作性強的抗震加固計劃，并分期、不步驟開展，以此提高隴縣已建建筑物抗震水平。
此外，擴大抗震宣傳范圍，適時轉變城區人民觀念，并積極提高城區人民8度區抗震設防意識；新建工程抗震設防管理部門、強化建設行政主管部門監督檢查力度，以此為施行《建筑抗震設計規范》保駕護航；加固已建建筑工程，提升其抗震設防標準。
（二）強化提高抗震設防宣傳力度
提高抗震設防烈度事關該地區社會活動及經濟活動的正常開展，且對人民生命財產安全也至關重要。所以，地區領導應該及時掌握所管轄地區建筑工程抗震性能，并針對發現的問題，制定切實可行的解決措施。此外，地區管理部門應該適時向設計單位、勘察單位及建筑施工企業傳達中央相關思想及文件，并通過開展學習班，組織專業技術人員學習抗震規范，以此充分轉變其觀念及8度區抗震設防意識。充分利用大眾傳媒，向當地人民傳達中央相關思想，以此提高當地人民抗震防災意識。
（三）新建工程抗震設防管理部門
新建工程抗震設防管理部門要求充分發揮建設行政主管部門監督檢查職能，以確保《建筑抗震設計規范》落實到位。
筆者在結合多年研究結果及實踐經驗基礎上，提出要強化建設行政主管部門監督檢查職能應著手于以下三個方面：
1.強化管理新建工程場址選擇
規范新建工程場址選擇是提高設防烈度的要求，更是適應現代社會發展的需要。通過綜合分析《建筑抗震設計規范》、《隴縣縣城抗震防災規劃》、地震地質資料及工程地質資料，根據分析結果綜合評價抗震危險地段、不利地段及有利地段。新建工程場址應該盡可能避開抗震不利地段，若新建工程無法避開抗震不利地段，則應該制定針對性的、切實可行的工程抗震措施。關于新建工程場址選擇相關事項，筆者認為應該適時納入隴縣城市總體規劃。
2.建立健全工程施工圖設計審查機制
施工圖設計審查制度為建筑物抗震設防標準的保障措施之一，則應該將施工圖設計審查作為新建工程抗震設防管理工作的重中之重來抓。施工圖設計審查即檢查抗震設防規范于建筑工程設計圖的落實情況。據相關權威調查數據顯示，工程項目設計均不同程度地存在問題，例如：就工程設計文件而言，設計單位說明該工程抗震設防烈度是8度，而就工程結構設計而言，該工程抗震構造措施均為7度。但針對這一問題，施工圖審查機構往往不容易察覺，由此可得，施工圖審查單位及工程設計單位均未完全轉變抗震設防觀念，且對提高建筑工程抗震設防標準概念認識不完全面。由此可得，抗震設防管理部門應該強化管理力度，并經常性監督檢查施工圖審查工作及施工圖設計工作，以確保工程抗震設防標準落到實處。
3. 加大工程抗震設防管理部門與質量監督部門合作力度
質量監督部門應積極配合工程抗震設防管理部門跟蹤檢查新建工程抗震設防情況，并嚴格執行《中華人民共和國防震減災法》，對減漏抗震構造措施致建筑工程抗震設防標準不達標的施工企業予以最嚴厲的懲罰。
結束語
綜上，針對提高設防烈度地區抗震設防管理工作，筆者認為應該建立健全相關管理機制，并適時調整及探索新工作思路，以此確保提高設防烈度地區能夠有效抵御未來破壞性地震災害，并最大程度降低人民生命財產損失等。
參考文獻：
[1] 葉獻國，汪可，曹均鋒等.皖東北部分地區民居抗震設防專項調研及震害預測[J].工程抗震與加固改造，2012，34（5）：126-131.
[2] 黃一天.淺述砌體結構中構造柱的作用[J].黑龍江科技信息，2012，（7）：278-278.
篇9
0引言
地震災害是人類面臨的嚴重自然災害之一。地震具有突發性特點，至今可預報性仍然很低。強烈地震常造成人身和財產的巨大損失。我國屬地震多發國家，特別是近年來地震活動頻繁，一些特大地震已經給人類社會帶來了不可估量的損失，這就迫使工程人員不得不去深入研究土木工程結構的抗震設計理論和方法，最大限度地減少地震給人們帶來的影響。
抗震加固是對未進行抗震設防或已進行抗震設防但達不到設防標準的建筑物，進行結構補強和提高其抗震力的措施。建筑結構加固方法隨著經濟水平、技術水平和人們觀念的發展而發展，但有些構件加固方法（如加大截面法）將使結構和構件的剛度發生變化，從而引起結構動力特性、構件內力的變化以及剛度軟弱層和強度薄弱層的出現，而這些變化對結構承載力及彈塑性變形能力帶來的不利或有利影響，是目前的加固方法所沒有考慮的。因此對鋼筋混凝土結構抗震加固技術進行論述有著重要的意義。
1 鋼筋混凝土抗震常規加固技術
混凝土結構抗震常規加固方法包括加大截面加固法、外包鋼加固法、預應力加固法、改變結構傳力途徑加固法、受彎構件外部粘貼加固法以及其他加固方法等，每種加固方法各有其特點和適應范圍，應根據具體條件加以選擇。
1.1 加大截面加固法
加大截面加固法即采用增大混凝土結構或構筑物的截面面積，以提高其承載力和滿足正常使用要求的一種加固方法，可廣泛用于混凝土結構的梁、板、柱等構件和一般構筑物的加固。但由于截面尺寸加大，有時受使用上限制。
1.2 外包型鋼加固法
外包鋼加固法即在混凝土構件四周包以型鋼的加固方法（分干式和濕式兩種形式），適用于使用上不允許增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度地提高承載力的混凝土結構加固。當采用化學灌漿外包鋼加固時，型鋼表面溫度不應高于60℃；當環境具有腐蝕性介質時，應有可靠的防護措施。
1.3預應力加固法
即采用外加預應力的鋼拉桿（一般分水平拉桿、下撐式拉桿和組合式拉桿3種）或撐桿對結構進行加固的方法，適用于要求提高承載力、剛度和抗裂性及加固后占空間小的混凝土承重結構。此法不宜用于高溫環境下的混凝土結構，也不適用于混凝土收縮徐變大的混凝土結構。
2 改變結構傳力途徑加固法
2.1增設支點法
該方法是以減少結構的計算跨度和變形，提高其承載力的加固方法。按支承結構的受力性質又分為剛性支點和彈性支點2種。畢業論文，加固方法。剛性支點法是通過支承構件的軸心受壓將荷載直接傳給基礎或其它承重結構的一種加固方法。增設支點法適用于房屋凈空不受限制的大跨度結構加固。
2.2托梁拔柱法
該法是在不拆或少拆上部結構的情況下拆除、更換、接長柱子的一種加固方法。按其施工方法的不同又分為有支撐托梁拔柱、無支撐托梁拔柱及雙托梁反牛腿托梁柱等方案。適用于要求房屋使用功能改變、增大空間的老廠改造等結構加固。其中雙托梁反牛腿托梁拔柱，則適用于保留上柱的型鋼加固。
2.3 受彎構件外部粘貼鋼板、碳纖維或其它抗拉強度較高的材料加固法
此法是用建筑結構膠將鋼板等材料粘貼在鋼筋混凝土受彎構件表面，具有良好的共同工作性能，所占空間小、加固施工周期短、消耗材料少，其加固部位、范圍與強度可視設計構造需要而定，是近幾年來新發展的加固技術。本加固法適用于承受靜力作用的一般受彎構件，且環境溫度不應超過60℃， 相對濕度不大于70％及無化學腐蝕的使用環境中。
3鋼筋混凝土結構抗震加固新技術
3.1 結構基礎隔震技術
基礎隔震技術是在上部結構和基礎之間設置隔震裝置，阻隔地震能量向上部結構傳遞，從而減少結構地震反應的一種抗震技術。目前研究開發的基礎隔震技術主要有：疊層橡膠墊隔震、摩擦滑移隔震、滾珠及滾軸隔震、支撐式擺動隔震和混合隔震等。其中，疊層橡膠隔震支座已被廣泛應用，具有很好的應用前景。縱觀隔震技術的發展，可以看出近年來隔震技術有以下特點：
（1）隔震技術的應用范圍越來越廣，數量越來越多。隔震技術不僅在新建工程中獲得廣泛應用，而且在現有建筑的加同工程中得到應用。
（2）隔震建筑的結構形式日趨多樣化，已從早期主要應用于砌體結構、鋼筋混凝土結構發展到鋼結構、組合結構、木結構。
（3）可供選擇的隔震裝置越來越多，新的隔震方法不斷提出，并且采用混合隔震技術已經成為發展趨勢。
3.2消能隔震技術
傳統的抗震設計方法是靠結構的延性來耗散地震能量。但問題在于結構受到1次強烈地震時，結構構件在利用自身的延性耗散地震能量的同時，也會受到嚴重的損傷。為了解決這個矛盾，在結構上附加各種阻尼器，通過阻尼器大量耗散地震輸入到上部結構的能量，從而達到保護主體結構免遭破壞的目的。常用的阻尼器有金屬屈服阻尼器（Metallic Yielding Damper）、摩擦阻尼器（Friction Damper）、黏彈性阻尼器（ViscoelasticDamper）、粘滯液體阻尼器（Viscous Fluid Damper）等。消能減震技術近年來被大量應用在已有建筑物的抗震加固上，與傳統的加固技術相比主要優勢有：
（1）施工現場無濕作業，基本不影響原建筑的正常使用功能；
（2）能在保持原建筑外貌不變的前提下，實現了提高抗震能力和改善使用功能的協調；
（3）消能效果明顯，結構經過合理的設計，可以滿足各種設防烈度下的抗震要求；
（4）可以有效地節約經費和縮短工期。
3.3 高性能鋼絲網復合砂漿薄層（HPFL）加固技術
高性能鋼筋網復合砂漿薄層（HPFL）加固混凝土結構，是指對混凝土構件進行表面處理后，鋪設鋼筋網，再粉抹或噴射上高性能復合砂漿，使加固層與原構件共同工作，達到提高構件工作性能的目的。
采用高性能水泥復合砂漿鋼筋網薄層加固混凝土構件能有效提高構件的承載力、剛度、抗裂性和延性。畢業論文，加固方法。畢業論文，加固方法。該加固方法與碳纖維加固法相比具有施工簡單，經濟實用的優點，在結構工程加固中的應用前景十分廣闊。畢業論文，加固方法。畢業論文，加固方法。
隨著抗震技術理論的不斷發展和完善，抗震加固方法已從傳統的方法不斷趨向多樣化。畢業論文，加固方法。目前新發展起來的減震控制技術在工程應用上有明顯優勢，為建筑的抗震設計和抗震加固提供了一條嶄新的途徑，它克服了傳統結構“硬碰硬”式的抗震設計方法，具有概念簡單、減震機理明確、減震效果顯著和安全可靠的特點。
參考文獻：
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[6]薛彥濤,范蘇榕.傳統抗震加固技術與抗震加固新技術的介紹[J]. 工程建設與設計, 2006, 38(8):19—22．
篇10
地震威脅著人類社會的發展和進步，但是近幾年就發生了諸如國內的汶川地震、玉樹地震，國外的智利太子港、新西蘭克萊斯特徹奇、日本宮城等特大地震，對于城市造成了巨大損壞，同時這些地區的供水管網也遭受了嚴重損失，故有必要展開供水管網的抗震預測理論研究。無小不成大，微觀組成要素對于宏觀效果表現具有極其重要的影響；知微見著，從一件事的苗頭即可判斷其發展的趨勢，可見找出誘發事件的原因與兆頭之重要性。本文研究即著眼于供水管網損壞的主要誘因——地震波沖擊造成的管網危險性，由微觀模擬實驗到宏觀模型預測地質論文，建立了一個完整的供水管網抗震預測模型，闡述了建模的流程、預測的步驟，并結合實際地震資料予以驗證，做到了理論聯系實際，研究成果可以預測管網地震相對危險點亦即抗震相對脆弱點（區域）,進行針對性的抗震加固設防，既可減少管網損壞的可能性，又可防止對設防平均用力造成資金浪費，經濟、高效地保障地震期間的用水安全。
1預測方法流程
1.1 預測方法
ANSYS為一基于有限元分析的功能強大的計算軟件。EPANET軟件是由美國環保總署主持開發研究的水力計算軟件，主要用于壓力管網水力計算、管網平差、水質模擬[[1]]，。相關文獻[[2]][[3]][[4]][[5]]和汶川地震調查均表明：管道在地震中損壞的主要原因多為接頭的位移過大和應力集中，所以可考慮用有限元分析的方法計算出某一管道在特定條件（地震波、土質等）下的位移和應力分布以判斷損壞情況。目前學術界對于單根管和兩根連接管的抗震性能已有不少研究[2][3][4][5] [[6]][[7]]，但是對于地震造成的供水管網全面損壞若使用有限元工具（例如ANSYS）進行模擬分析從速度、精度方面均不現實。故考慮按照從部分到整體，微觀到宏觀的思路，從1根管道推廣到2根管、4根管、12根管、16根管，其中考慮了接頭形式（彎頭、三通、四通）、環狀網、末端的水源點和用水節點，輸水管、用戶管等形成微觀模型——其演化過程如圖1所示。
圖1 微觀模型演化過程
對微觀管網模型抗震性能研究后，進行多組模型的平行模擬以積累基本數據，將實驗結果推廣到實際城鎮的供水管網中進行宏觀管網模型進行預測，按此步驟形成預測模型結構如圖2所示cssci期刊目錄。
圖2 預測模型結構模塊圖
1.2 預測流程
整個預測的流程首先進行若干平行實驗（模擬），每個實驗中包括幾何建模、單元定義和網格劃分、土體約束施加，并加載地震波得到各接頭的位移應力數值地質論文，然后將實驗數據進行處理加工，再建立城鎮供水管網宏觀模型，將實驗數據應用到宏觀模型中對供水管網的地震危險值分布作出計算從而完成預測。預測詳細流程見圖3。
圖3 預測模型流程圖
2預測步驟實例
2.1 收集基礎資料
微觀、宏觀模型所需資料結構及其推求關系如圖4、圖5所示。
圖4 微觀模型所需資料結構推求關系圖
圖5 宏觀模型所需資料結構推求關系圖
2.2 微觀模擬實驗
用ANSYS建立一田字形微觀管網，如圖6所示：假設各管段管長、管徑、管材都相等；田字形包含四通、三通、彎頭等典型接頭形式，伸出的兩端分別代表水源端和用戶端。
圖6 田字形微觀模擬實驗模型
管體選用梁單元類型beam188，截面設置為圓管ctube，輸入外半徑Ro、內半徑Ri以及管材密度ρp、彈性模量E等。如圖7所示，水體質量考慮并入管壁中，則計算等效密度為：
（1） 4.1）
ρ——管段模型等效密度，kg/m3；
ρp——管材密度，kg/m3；
ρw——水密度，kg/m3；
Ri——管段內半徑（Radiusinside），m；
Ro——管段外半徑（Radiusoutside），m。
圖7 beam188截面示意圖
土對于管體的作用，參考王汝樑等人的研究 [2]，用土彈簧來模擬，在ANSYS的建模中借助彈簧單元單元combin14來實現。
網格劃分采用規則形式均勻劃分：管段軸向以0.1m為一單元長度；橫截面按徑向等分8片。
加載采用地震反應譜法， 譜類型為“頻率—加速度”單點響應譜，水平方向。譜分析的地震波參數包括地震影響系數、地震特征周期、阻尼比，按照《建筑抗震規范》[[8]]查找計算。如得到四川省江油市水平地震影響系數最大值為1.20，Ⅱ類場地土；地震特征周期Tg為0.4s；阻尼比取ζ=0.05。
求解過程應用ANSYS軟件來自動實現地質論文，如圖8所示。
圖8 模型求解流程圖
應力按Von Mises原則、位移按sum原則提取。通過宏命令將計算結果數值輸出為EXCEL的格式。常采用*get命令將數值存儲到數組，創建宏，利用*vwrite命令將其寫入EXCEL表格中，關閉宏，即可完成數據傳輸與存儲。
2.3 平行實驗處理
在模擬實驗中改變管徑、管材等參數可形成若干組平行實驗，得到豐富的損壞基礎實驗數據，為進一步預測評價提供基本資料，如表1所示。
表1 江油市供水管網構成
管徑（mm）
管材
壁厚（mm）
長度（m）
內徑（mm）
150
聚乙烯管
4.9
6
150.2
200
聚乙烯管
6.2
6
187.6
300
自應力砼管
40
4
300
400
自應力砼管
45
4
400
600
自應力砼管
60
4
600
管徑（mm）
外徑（mm）
彈性模量（Pa）
泊松比
密度（kg/m3）
150
160
0.0081×1011
0.45
0.965×103
200
200
300
380
0.221×1011
0.15
2.38×103
400
篇11
1 荷載作用方式
相同點：兩者均為偶然荷載，均為動荷載，設計時均按一次作用考慮。不同點：人防結構構件如果暴露于空氣中則直接承受空氣沖擊波的作用，如果埋于土中直接承受土中壓縮波的作用，因此人防荷載對結構構件外表面的是直接作用，其動荷載直接作用于構件，其作用為外力；而地震動荷載則是由于地震時地面運動引起的動態作用，其實質是慣性力，是間接的作用。建筑物的所有構件（只要有質量）均會由于地震動而存在慣性力。人防動荷載一般是直接作用于人防地下室外表面的構件，一般可按同時作用于圍護結構考慮，而人防地下室內部的墻柱等構件只間接承受圍護構件及上部結構傳來的動荷載。
2 荷載的大小
人防動荷載（即常規武器或核武器爆炸動荷載）其沖擊波壓力是隨時間變化的，為方便設計計算《人防規范》將它簡化成等效靜荷載，它只代表作用效果的等效，等效靜荷載并不是實際作用的力，但它方便了設計計算可以用靜力分析的模式進行內力計算；設計時等效靜荷載的大小的確定主要與設防抗力等級有關。
地震作用大小首先與震級、烈度、震源深度、建筑物離震源的距離等有關。其次與建筑物的質量大小、建筑物所處的場地條件及土質、及建筑物的動力特性（如自振周期、振型、阻尼等）有關。
3 設計方法：
抗震設計方法通常為“三水準、二階段”的設計方法，設防目標為“小震不壞，中震可修，大震不倒”。為實現設防目標取小震下地震動參數計算結構彈性下的地震作用效應，進行截面承載力驗算。第二階段是大震下的結構彈塑性變形驗算。并通過概念設計和抗震構造措施來滿第三水準的設計要求。
人防結構設計的動力分析一般采用等效靜荷載法：由于在動荷載作用下，結構構件振型與相應靜荷載作用下撓曲線很相近，且動荷載作用下結構構件的破壞規律與相應靜荷載作用下破壞規律基本一致，所以在動力分析時，可將結構構件簡化為單自由度體系，用動力系數乘以動荷載峰值得到等效靜荷載，這時結構構件在等效靜荷載作用下的各項內力就是動荷載作用下相應內力的最大值。按等效靜荷載分析計算的模式代替動力分析，給防空地下室結構設計帶來很大方便。采用等效靜荷載分析時，為滿足抗力要求，結構材料參數應乘以材料強度綜合調整系數。最后結構構件在動荷載作用下的變形極限用允許延性比[β]來控制。按允許延性比進行彈塑性工作階段的防空地下室，即可認為滿足防護和密閉要求。 轉貼于
4 設計原則：
人防設計與抗震結構設計的設計原則一樣：
4.1 結構應盡可能有足夠的延性，避免脆性破壞，鋼筋砼結構構件均應采取“強柱弱梁”“強剪弱彎”的設計原則。
4.2 各結構構件抗力相協調的原則，避免出現薄弱部位。防空地下室的結構，應充分考慮各部位作用荷載值不同，破壞形態不同以及安全儲備不同等因素，保證在規定的動荷載作用下，結構各部位（如出入口和主體結構）都能正常地工作，防止由于存在個別薄弱環節致使整個結構抗力明顯降低。如果某個部位失效，將導致整個人防區失效。同樣抗震設計也十分強調避免出現薄弱環節（如薄弱層，軟弱層等），因為大震時薄弱層或軟弱層出失效將導致建筑物倒塌，產生嚴重后果。
5 提高延性的設計構造措施
核武器與常規武器爆炸均屬于偶然性荷載，具有量值大，作用時間短且不斷衰減的特點，結構構件承受動荷載時已經處于彈塑性工作階段，因此，結構構件具有較大的延性，對吸收動能，抵抗動荷載是十分有利的。人防結構設計時，構造上應采取“強剪弱彎” “強柱弱梁”“強節點弱桿件”的設計原則。如可充分利用受彎構件和大偏心受壓構件的變形吸收武器爆炸動荷載作用的能量，以減輕支座截面的抗剪與柱子抗壓的負擔，確保結構在屈服前不出現剪切破壞和屈服后有足夠的延性，最終形成塑性破壞，提高結構的整體承載能力；又如受彎構件應雙面配筋，對承受動荷載作用下可能的回彈和防止在大撓度情況下構件坍塌十分重要，另外在節點區應有足夠的抗剪、抗壓能力和足夠的鋼筋錨固長度。上述這些措施和抗震設計的原則是一致的。
篇12
Key words: reinforcement; seismic isolation; seismic absorbing by energy dissipation
中圖分類號：TU352.1+1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
0 引言
四川5·12大地震讓每一個中國人傷痛不已,此次地震造成許多砌體結構的中小學教學樓倒塌，眾多學生遇難，在此次地震中僅四川省就有7 千余間校舍倒塌,很多學校成了災區孩子們的共同墳墓，現狀之慘烈讓人觸目驚心。
汶川地震后，國家的抗震規范快速做了調整。《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223-2008，按照“對學校、醫院、體育場館、博物館、文化館、圖書館、影劇院、商場、交通樞紐等人員密集的公共服務設施，應當按照高于當地房屋建筑的抗震設防要求進行設計，增強抗震設防能力”的要求，提高了某些建筑的抗震設防類別，特別加強對未成年人在地震等突發事件中的保護。規范第6.0.8中規定：教育建筑中，幼兒園、小學、中學的教學用房以及學生宿舍和食堂，抗震設防類別應不低于重點設防類。
本次局部修訂，為在發生地震災害時特別加強對未成年人的保護，在我國經濟有較大發展的條件下，對所有幼兒兒、小學和中學（包括普通中小學和有未成年人的各類初級、中級學校）的教學用房的設防類別均予以提高。本次修改后，擴大了教育建筑中提高設防標準的范圍【1】。
鑒于中小學建筑抗震設防類別的提高，一些已建中小學建筑的抗震設防標準明顯不滿足規范要求，對存在安全隱患的校舍進行抗震加固工作迫在眉睫。
1 抗震加固新技術種類
中小學校舍結構建筑形式大多活潑開放，比如采用一些U型L型的平面不規則結構，存在高寬比超限或高度超限或豎向剛度突變等問題。對這些結構利用傳統的加固方法也難以改變其高度或高寬比超限的致命弱點，必須采用隔震減震等抗震加固新技術來加強其抗震性能來滿足規范要求。抗震加固新技術主要包括隔震、耗能減震、主動控制和混合控制等技術。
2 隔震技術
目前結構控制技術中，應用最為廣泛和最為成熟的就是基礎隔震技術。隔震加固是在結構基礎部位設置專門的隔離層，阻止地面運動向上部結構傳遞。從抗震原理來看，實際上是增大結構周期，減小上部結構地震響應，這是一種間接抗震加固方法。并且，由于隔震裝置的水平剛度遠遠小于上部結構的層間水平剛度，上部結構在地震中的水平變形，將從傳統抗震結構的“放大晃動型”變為隔震結構的“整體平動型”，從有較大的層間變位變為只有微小的層間變位，因而上部結構在強地震中仍處于彈性狀態，不需要另行采取加固措施。
建筑物隔震技術應用具有較長的歷史。例如紫禁城地下的“煮過的糯米拌石灰”，又如日本的“橫豎交錯的多層圓木”等都是所謂的隔震裝置【2】。而現代隔震技術可追溯到1881年日本學者河合浩藏的文章《地震時不遭受大震動的結構》，作者在文中提出了滾木隔震方法。我國上世紀80年代后期開始進行對橡膠隔震墊的研究。廣州大學周福霖教授率先進行橡膠墊的隔震研究，并于1993年9月在廣東汕頭建成首棟采用疊層橡膠支座隔震的房屋建筑。此后，華中科技大學唐家祥教授在文獻[3]中，在我國首次詳細系統地論述了建筑結構基礎隔震的發展史，隔震器與阻尼器力學性能的設計與實驗及建筑結構的基礎隔震設計方法。周福霖在文獻[4]中完整地介紹了建筑基礎隔震的動力反應分析、振動臺實驗、地震考驗和工程使用計算方法。國內許多學者對疊層橡膠支座基礎隔震結構進行了動力分析。
采用橡膠隔震支座進行隔震是一種常用的建筑物隔震方式。對建筑物破壞最大的水平地震運動，橡膠支座可以通過大幅度扭曲，大大的削弱傳播到建筑物上的能量，從而有效降低水平地震作用達80%以上。這樣，在碰到一般地震時，可以使建筑物結構本身不被破壞，還能使室內設備、貴重物品及信息系統安然無恙，人們的正常生產、生活及服務活動不會被中斷。我國己頒布了疊層橡膠墊隔震建筑的設計規范，這必將加快隔震技術在我國推廣和應用。
近年來，為使隔震層造價更為經濟合理，采用由滑動摩擦隔震支座和疊層橡膠隔震支座并聯組成混合隔震體系也做了相應研究，并取得了較大發展。相信這種技術應用于中小學的加固改造中會逐漸增多并不斷完善。
3.消能減震技術
結構消能減震加固主要是通過增加結構阻尼來達到減小結構地震響應的目的。屬于一種間接抗震加固方法。這種加固方法通常不需對原結構構件進行較多的加固處理，具有較大的適用性。在風或小震時，這些消能構件或消能裝置具有足夠的初始剛度，處于彈性狀態，結構仍具有足夠的側向剛度以滿足使用要求。當出現大震或大風時，隨著結構側向變形的增大，消能構件或消能裝置率先進入非彈性狀態，產生較大阻尼，大量消耗輸入結構的地震或風振能量，其消耗的能量瓦最大可達到輸入結構的地震能量或風振能量的的90%，使主體結構避免出現明顯的非彈性狀態，并且迅速衰減結構的地震或風振反應(位移、速度、加速度等)，從而保護主體結構及構件在強地震或大風中免遭破壞【5】。
我國的一些科研院校在引進國外先進技術的基礎上進行了大量卓有成效的研究，研制出加勁阻尼裝置、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器和粘性流體阻尼器等，這些耗能裝置正被愈來愈多地應用于抗震加固工程中。如沈陽市政府大樓采用了摩擦阻尼進行了加固，粘性阻尼器則己用在北京飯店、北京火車站、中國革命歷史博物館和北京展覽館等工程的抗震加固上。
經大量實踐經驗證明，消能減震技術能有效的減輕結構的變形和損傷，改善結構的抗震性能。
這種加耗能支撐的做法在日本建筑中大量普及。如果設計得當，不僅美觀更能提高校舍的抗震安全性。
4 結語
通過對隔震減震新技術的介紹,本文提出了對一些不規則的已建中小學校舍加固改造的一些建議，以期為今后的中小學抗震加固工作提供思路。
5 參考文獻
【1】GB50223-2008，《建筑工程抗震設防分類標準》[S].
【2】.唐家祥，劉再華，建筑結構基礎隔震.華中理工大學出版社，1993
篇13
Key words: given intensity; high-rise structure; seismic; optimization
中圖分類號：TU318文獻標識碼：A 文章編號：
前言
當前，各國抗震設計理論多采用二級和三級設計思想，即以“小震不壞、中震可修，大震不倒”作為設防標準，并且據此制定相應的抗震規范和條例，按照這種以保障生命安全為基本目標的抗震設計理論設計的建筑物，在地震中基本可以保證使用者的生命安全，然而在大震甚至中小地震出現的情況下，確不能有效的控制地震破壞所造成的直接和間接經濟損失，而這種破壞往往超出了設計者的預料，超過了社會和居住者所能承受的范圍。抗震結構的優化設計是抗震結構設計理論的重大發展也是當今結構設計中關于抗震結構可靠度的一個重要發展方面。因為同一個結構設計任務，可以有多種不同的設計方案，從所有可用的方案中選用最滿意的方案自然是理所當然的追求。
1、目前國際上幾種優化設計理論的發展和特點
在工程結構的建筑方案、結構拓撲和材料確定后，優化內容就是，其主要承載結構的截面尺寸階段的目標函數應包括結構的造價和長遠的經濟和社會效益，其中后者要包括結構服役期間運營的直接經濟效益的期望值(效益期望)和結構失效帶來的損失的期望值(損失期望)。為了解決這些問題，國內外存在幾種抗震優化設計方法。包括：
l、基于損傷性能的抗震結構優化設計；
2、基于結構性能的抗震結構優化設計；
3、基于最優設防烈度的抗震結構優化。
這幾種抗震結構優化設計方法的主要特點是：
基于損傷性能的抗震設計思想和方法的提出主要是理由是：其一，通過近今年震害的調查和研究發現，建筑物的地震損傷不僅與結構的層間變形有關，而且和結構在地震過程中的累積滯回耗能有關。其止，按照現行抗震設計規范總體上保證了“大震不倒”的安全目標，但地震造成的結構損傷積極嚴重，以至難以修復，基本上喪失了使用功能。
地震損傷模型是雙參數地震損傷模型.。在強烈地震的往復作用下，結構將呈現彈塑形變形和低周疲勞效應對結構地震損傷的影響。鋼筋混凝土結構基于地震損傷性能的抗震優化設計方法的簡化計算步驟：一是最大彈塑性變形的簡化計算。大震作用下結構的彈塑性變形計算比較復雜，可以采用樓層屈服強度系數求得結構層間的最大延性系數。二是累積滯回耗能的簡化計算。
基于地震損傷性能的抗震設計方法：對于一般結構，在常遇地震作用下(對于重要結構，在設防烈度地震作用下)可按現行建筑結構抗震設計規范進行截面抗震驗算和變形驗算。在罕遇地震作用下可以進行薄弱層地震損傷計算。即根據結構的重要性，確定地震損傷性能目標和損傷指數限值，確定結構層恢復力模型及其參數，計算結構的破壞延性系數，計算結構在罕遇地震作用下層間彈塑性最大位移延性系數，計算正規化累計耗能參數，對結構薄弱層的地震損傷指數進行計算并驗算。
基于結構性能的抗震設計理論的基本內容應包括地震設防水準、結構抗震性能目標和結構抗震設計方法等三個方面。結構抗震性能與結構的地震作用有關。通過地震等級有關的地震動參數的選擇，可將結構在地震中的破壞程度控制在預計的范圍內。另外，地震加速度峰值、頻譜和持時是反映地震動特征的三要素，也是影響結構地震反映的重要因素，近場地震效應對結構也有較大的影響，而地震動三要素是與震源特征、傳播途徑、場地條件等有關的。
基于最優設防烈度的抗震優化設計研究主要是與現行規范接軌的優化設計方法。它的優化程序是：首先決策出該結構的最優設防烈度，然后按照此烈度進行結構的最小造價設計，在決策結構的最優設防烈度時，既要考慮結構的近期投資，又要考慮它的長遠效益。優化程序可以分兩個層次進行：
第一階段：進行多遇地震作用下的彈性優化設計，第二階段：對第一階段所得到的最優結構設計方案進行一次整體彈塑性分析，驗算薄弱層彈塑性變形是否滿足抗震規范所規定的要求，這個方法與抗震規范的設計方法相同，可稱其為“二階段優化設計方法”，由于抗震結構的彈性優化設計相對來說研究的比較成熟，因此，在現階段采用“二階段優化設計方法”是比較現實的。
基于最優設防烈度優化設計理論的優點是：一是能夠與現行規范較好的結合起來，便于知道現階段的優化設計應用；二是將優化設計分成兩個階段來計算，避免了在每一次迭代中都要同時進行彈性分析和彈塑性分析，采用在第二階段進行彈塑性分析，使結構重分析的次數大大減少。同時也解決了由于無法把彈塑性位移表示為設計向量的函數所造成的困難。另外，二階段優化設計方法對于所有類型的抗震結構最小造價優化設計都是適用的。
2、給定烈度下高層框架結構優化設計的研究
高層框架結構優化設計的求解過程是：首先假定各構件的初始尺寸，然后對各構件(梁、柱)分別進行優化，求出各構件滿足各自約束的最小造價解，將優化后的梁、柱截面尺寸組合起來重新進行內力分析，凍結此內力下分別對各構件進行單獨優化，如此反復迭代，直到前后兩次優化獲得的最優解接近(滿足精度要求)為止。這是一般的分部優化法的求解程序。考慮到在框架結構抗震設計中側移是很重要的因互助，如何得到滿足側移的最小剛度(從而最小地震作用)以及確定各構件的剛度分布以使它們最經濟地達到此剛度，應是優化的重要。
為此，我們在單個梁、柱的優化中均加入了層間側移約束條件，這因為頂點側移角是各層間位移角的加權平均值(以層高為權)，故層間側移約束條件若滿足，則一般頂點側移約束條件也可滿足。梁的優化模型中其截面高度、梁的寬度可按構造要求給出，在優化過程中按己知量處理。框架梁最優設計所需考慮的約束條件包括：正截面承載力約束條件、斜截面承載力約束條件、一般構造約束條件及抗震構造約束條件等。框架柱的模型中截面宜采用正方形或接近正方形的形式，所以對于柱其設計變量可取截面高度h，而取截面寬度b=h。框架柱最優設計所需考慮的約束條件包括：正截面承載力約束條件、斜截面承載力約束條件、構造約束條件及層間側移約束條件等。對于由第一階段彈性優化設計用分部優化方法得到的最優結構設計方案，按照我們二階段優化設計方法，應該進行第二階段在“大震”作用下薄弱層的彈塑性變形驗算。如果滿足，則取設計變量的當前值為最優解；如果不滿足，則可以按50mm為模數擴大截面或者改變薄弱層構件的配筋，重新尋找薄弱層驗算彈塑性變形，直至滿足為止。此時的結構方案就是最終的最優設計方案。
3、結語
本文對給定烈度下工程結構抗震優化設計進行了研究，了解了國內外對該理論的發展和現狀，對現行的抗震優化設計理論同現行抗震設計規范相結合，采用分部優化法對框架結構進行了優化設計，通過每個構件的最優設計，達到整體的最優設計；在構件設計時，考慮了承載力約束條件及各種構造要求；通過一個梁和一個柱的算例說明了單個構件的造價與截面間的定性規律，并說明了優化設計對減小結構造價的有效性。從而，推動抗震優化設計的發展。
參考文獻：
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