引論：我們為您整理了13篇抗震設計論文范文，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
根據相關的試驗及文獻研究，在長期的荷載及環境腐蝕等作用下，結構的劣化過程是由于諸如微裂縫、微孔洞等這樣的初始損傷缺陷隨運營時間的增加在不斷發展，最后導致結構失效。事實上，對于既有地鐵隧道而言，引起結構初始損傷缺陷的因素是多方面的，初始損傷缺陷的定義也是多方面的。例如，可以定義為施工質量方面導致的初始缺陷、工后運營過程中由于沉降導致的初始缺陷以及受鄰近或穿越施工影響帶來的初始缺陷等等。為了保證隧道結構在運營期間的安全，地鐵隧道結構在長期運營動載作用下隨時間的動力響應及初始缺陷的演變機理在不斷得到人們的關注，尤其是初始缺陷長期累積作用下結構的抗震動力學行為。這里不妨采用前人文獻試驗研究，采用剛度折減理論來體現隧道結構襯砌初始缺陷及其在列車不同運營階段的抗震動力特性。
力學模型與計算參數
1工程背景
本文以10號線雙井車站由于列車振動所引起的隧道襯砌結構的動力響應為研究背景。10號線雙井站為地下三層兩跨（局部三跨）島式站臺車站，全長181．0m。車站地下一層為設備層，地下二層為站廳層，地下三層為站臺層。車站南、北兩段為地下三層明挖結構，中間段為地下一層暗挖結構。在圖1中可以看出，北側三層結構與中間暗挖段及中間暗挖段與南側三層結構之間均有寬20mm的變形縫。由于變形縫的存在，因此，構想以變形縫為界，只考慮對雙井站中間暗挖段結構襯砌進行動力響應分析。此舉目的在于，變形縫起著減振的作用，三段結構彼此振動影響不大；建立模型時能使計算單元的數量大大減少，即提高了計算運行速度，又能得到較理想的計算精度。
2基于FLAC3D地震響應的三維模型的建立
考慮到邊界效應和地下結構開挖所影響的范圍，整體模型截取范圍為61．3m×59．24m×41．55m的土體。網格大小劃分滿足Kuhlemeyer和Lysmer通過模型的波傳播精度的表達式，就是單元的空間尺寸ΔL，必須小于與輸入波的最大頻率相應的波長的1／8～1／10。10號線雙井站模型示意圖如圖2所示。
3模型邊界條件及計算參數的確定
根據北京地鐵10號線雙井站的地質資料，將土體視為均勻介質，并取土性參數的加權平均值作為計算參數。計算中采用不同的本構模型模擬不同的材料，對于各層土體采用莫爾－庫侖（M－C）本構模型，隧道襯砌應用線彈性本構模型。襯砌混凝土力學參數如下：密度為2．5g／cm3，剪切模量為15．28GPa，體積模量為11．46GPa。靜力計算時，模型四周分別約束相應的水平向位移，底部為豎向固定、水平自由的邊界，上表面為自由邊界。在設置動力邊界條件及阻尼前，應將靜力計算模型中的初始位移及初始速度設置為0。動力計算時，在模型四周邊界上施加自由場邊界條件，底部邊界取為靜態邊界，上表面為自由邊界。模型采用瑞麗阻尼機制，使用時需要考慮兩個參數，即自振頻率和阻尼比。自振頻率的確定是使模型不設置阻尼，在重力作用下求解一定的步數，使模型產生振蕩，分析模型關鍵節點響應，使其完成至少一個周期振蕩。本文求解的振蕩周期為0．09s，由此計算出自振頻率為11．11Hz。阻尼比的確定是根據經驗方法，選取巖土體的阻尼比參數為0．005。
4地震波的選擇
因工程建筑場地類別為Ⅱ類，且北京按8度設防，所以本文采用比較著名的埃爾森特（EICEN－TRO）波，截取包括峰值加速度在內的5s段進行分析，峰值加速度為1．96m／s2，滿足建設部頒發的《關于統一抗震設計規范地面運動加速度設計取值的通知》規定的8度設防取0．2m／s2加速度峰值的要求。由于輸入的EI波為頻率范圍很廣的離散載荷形式，因此在地震反應分析中對EI波中的高頻波進行濾波處理，以提高計算精度。圖3為濾波前后加速度時程曲線的對比圖。本文采用地震過程中對結構破壞最大的橫波（X方向傳播）和縱波（Z方向傳播）共同作用于地下結構進行抗震性能研究。依據抗震設計規范中規定的水平向地震荷載設計譜乘以某一固定系數作為豎向設計抗震的說明，本文取豎向設計荷載為水平向的2／3。
地震動力響應分析
考慮在不同階段下的3種工況對地鐵車站結構進行抗震性能分析。在大量隧道震害調查中，發現隧道拱頂、拱肩及仰拱位置為薄弱部位，因此選取地鐵結構襯砌的拱頂、拱肩和仰拱的X，Z方向位移和應力進行全程監測，研究在地震荷載作用下各運營階段的位移、大小主應力的時程曲線規律。
1位移時程分析
采用剛度折減理論對不同運營階段的隧道結構進行動力響應數值分析，部分結果如圖4～圖6所示。數值結果表明，隧道結構各控制點的位移波動趨勢具有極大的相似性，說明了隧道結構在地震動力作用下的整體性；位移曲線和地震波的波形基本一致，因此時程曲線主要取決于輸入地震波的特性；各控制點的豎向位移比水平位移要小，這是因為輸入的豎向地震動加速度小于水平地震動，并且豎向變形受到土體及結構自重的約束較為明顯；在3種不同剛度下，各控制點的位移均呈現出隨剛度的減小反而增大的趨勢，如在水平地震作用下，100％剛度下控制點（拱頂）的位移最大值為0．151m，80％剛度下變為0．154m，65％剛度下為0．157m，較100％剛度分別增大了1．9％和3．9％，這說明經長期損傷積累致使隧道襯砌剛度減小，增加了隧道變形破壞的風險。
2應力時程分析
在地震動力響應作用下，可以得到不同剛度條件下隧道結構在列車不同運營階段的大小主應力時程效應，部分結果如圖7和圖8所示。數值結果表明，在列車運營不同階段即不同剛度下應力時程曲線呈現出隨剛度的減小而隨之減小，但各控制點時程曲線趨勢一致，可見，剛度變化與其曲線變化趨勢無關。其中在80％剛度及65％剛度時拱肩的最大主應力分別較100％剛度下降了9％和15％，而最小主應力分別下降了4．7％和9．9％；仰拱的最大主應力分別較100％剛度下降了1．6％和5％，對應的最小主應力分別下降了2．9％和6．7％；拱頂的最大主應力分別較100％剛度下降了8．3％和18．6％，同時最小主應力分別下降了4．4％和8．7％?？梢?，各控制點隨著剛度的減小而出現不同程度的內力衰減，最大主應力及最小主應力均為負值，說明各控制點以壓應力的形式出現；柱頂隨剛度的衰減其表現形式最明顯，主應力時程曲線隨著剛度的衰減均比其余控制點應力時程曲線差異明顯，說明剛度的大小對柱頂的內力影響最大；從大小主應力的表現看，仰拱所承受的內力應是最大的，因此此處是車站在地震作用下易出現應力集中導致破壞的位置，應進行注漿加固等處理措施，使其與自身結構剛度相匹配，提高抗震能力。
3塑性區分析
篇2
在二十世紀五十年代，當美國的權威人士G.W.Houser導出了第一條地震反應譜和對地震激勵下的彈性反應規律的研究很快被學術界接受后，人們很快發現了一個與當時的抗震設計方法相矛盾的問題，那就是例如對一個第一振型周期為0.5s~1.5s,阻尼比為0.05的結構，結構地震反應加速度約為地面運動峰值加速度的1.5~2.5倍，比如賦予上述結構一個不大的地面運動加速度0.15g,則根據反應譜導出的結構反應加速度已達到0.23g~0.375g，而世界各國當時的設計規定中一般用來確定水平地震力大小的加速度只有0.04g~0.15g，但讓人不解是，震害表明，雖然設計用的反應加速度很小，但結構在地震中的損傷卻不太大。這么大的差距是不能用安全性或設計誤差來解釋的，于是，各國的學術界加緊了對這一問題的研究，大家通過對單自由度體系的屈服水準、自振周期（彈性）以及最大非彈性動力反應之間的關系；同時還研究了當地面運動特征（包含場地土特征）不同時，給這種關系帶來的變化，我們把這方面的研究工作關系其中R是指在一個地面運動下最大彈性反應力與非彈性反應屈服力之間的比值，稱為彈塑性反應地震力降低系數，簡稱地震力降低系數或者反應調節系數；µ為最大非彈性反應位移與屈服位移的比值，稱為位移延性系數；T則為按彈性剛度求得的結構自振周期。研究表明，對于長周期（指彈性周期且T>1.0s）的結構可以適用“等位移法則”，即彈性體系與彈塑性體系的最大位移反應總是基本相同的；而對于中周期（指彈性周期且0.12s<T<0.5s）的結構，則適用于“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。
之所以存在上訴規律，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，可以發生足夠的非線性變形，而又維持承載力不會下降的屬性。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。在非彈性變形過程中，外力做功全部變為熱能，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平衡狀態，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，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。由此我們可以想到，在地震往復作用下，結構在振動過程中，如果進入屈服后狀態，將通過塑性變性能耗散掉部分地震輸給結構的累積能量，從而減小地震反應。同時，實際結構存在的阻尼也會進一步耗散能量，減小地震反應。此外，結構進入非彈性狀態后，其側向剛度將明顯小于彈性剛度，這將導致結構瞬時剛度的下降，自振周期加長，從而減小地震作用。
2我國現行抗震設計規范中的不足之處
抗震規范規定，我國的抗震設防目標必須堅持“小震不壞，中震可修，大震不倒”的原則，而建筑應根據其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個抗震設防類別。甲類建筑應屬于重大建筑工程和地震時可能發生嚴重次生災害的建筑，地震作用應高于本地區抗震設防烈度的要求，其值應按批準的地震安全性評價結果確定；抗震措施，當抗震設防烈度為6-8度時，應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求，當為9度時，應符合比9度抗震設防更高的要求。乙類建筑應屬于地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的建筑，抗震措施，一般情況下，當抗震設防烈度為6-8度時，應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求，當為9度時，應符合比9度抗震設防更高的要求。丙類建筑應屬于甲、乙、丁類以外的一般建筑，地震作用和抗震措施應符合本地區抗震設防烈度的要求。我們知道，一棟建筑在大震下能否不倒，已經不是看其承載力的大了了，而是看它的延性是否能夠到達設計要求。由上面的建筑物抗震類別劃分可以看出，我們對甲、乙、丙、丁建筑物延性的要求是依次從高到低的，此時，結構的延性實際上是由其抗震措施來決定的，現以一棟乙類建筑和丙類建筑為例：
表1
設防烈度
抗震措施烈度
實際延性
6
7（6）
低
7
8（7）
中等
8
9（8）
稍高
9
比9度高（9）
高
說明：在抗震措施烈度中，括號外為乙類建筑，括號內的為丙類建筑。
由表1可以看出，如果按規范設計，就可能會出現9度（設防烈度）下的丙類建筑的延性比7度（設防烈度）下的乙類建筑延性還要高的情況出現，而根據上面所述的R-μ-T理論關系的研究可以知道，當R取值不變時，對結構的延性要求也應該是不變的，與處在什么烈度區沒有關系，如果R-μ-T理論關系的研究結果是正確的，那么我國規范對甲、乙、丙三類建筑的要求就存在概念性矛盾。
我國取R＝3.33，與國外規范相比較，我們對乙類和丙類建筑的是比較合理，而對于甲類建筑則過于偏松，對丁類建筑過于嚴格了。
目前，國際上逐步形成了一套“多層次，多水準性態控制目標”的抗震理念。這一理念主要含義為：工程師應該選擇合適的形態水準和地震荷載進行結構設計。建筑物的性態是由結構的性態，非結構構件和體系的性態以及建筑物內容物性態的組合。目前性態水準一般分為：損傷出現（damageonset）、正常運作（operational）、能繼續居?。╟ountinuedoccupancy）、可修復的（repairable）、生命安全（lifesafe）、倒塌（collapse）。性態目標指建筑物在一定程度的地震作用下對所期望的性態水準的表述。對建筑抗震設計應采用多重性態目標，比如美國的“面向2000基于性態工程的框架方案”曾對一般結構、必要結構、對安全起控制作用的結構分別建議了相應的性態目標―基本目標（常遇地震下完全正常運作，少遇地震下正常運作，罕遇地震下保證生命安全，極罕遇地震下接近倒塌，相當與中國的丙類建筑）、必要目標（少于地震下完全正常運作，罕遇地震下正常運作，極罕遇地震下保證生命安全，相當與中國的乙類建筑）、對安全其控制作用的目標（罕遇地震下完全正常運作，極罕遇地震下正常運作，相當與中國的甲類建筑），目前中國正在進行用地震動參數區劃分圖代替基本烈度區畫圖的工作。對重要性不同的建筑，如協助進行災害恢復行動的醫院等建筑，應該按較高的性態目標設計。此外，也可以針對業主對建筑提出的不同抗震要求
2．鋼筋混凝土結構的核心抗震措施
我國抗震設計對鋼筋混凝土結構提出的基本上是“高延性要求”，也就是要求結構在較大的屈服后塑性變形狀態下仍保持其豎向荷載和抗水平力的能力，對于有較高延性要求的鋼筋混凝土結構必須使用能力設計法進行有關設計?！澳芰υO計法”的要求是在設計地震力取值偏低的情況下，結構具有足夠的延性能力，具體做法是通過合理設計使柱端抗彎能力大于梁端從而使結構在地震作用下形成“梁鉸機構”，即塑性變形或塑性鉸出現在比較容易保證具有較大延性能力的梁端；通過相應提高構件端部和節點的抗剪能力以避免構件發生非延性的剪切破壞。其核心是：
（1）“強柱弱梁”措施：主要是通過人為增大相對于梁的抗彎能力，使塑性鉸更多的出現在柱端而不是梁端，讓結構在地震引起的動力反應中形成“梁鉸機構”或“梁柱鉸機構”，通過框架梁的塑性變形來耗散地震能量。
“強柱弱梁”措施是“能力設計法”的最主要的內容。
根據對構件在強震下非線線動力分析可知，強震下，由于構件產生塑性變形，因此可以耗散部分地震能量，同時根據桿系結構塑性力學的分析知道，在保證結構不形成機構的要求下，“梁鉸機構”或“梁柱鉸機構”相對與“柱鉸機構”而言，能夠形成更多的塑性鉸，從而能耗散更多的地震能量，因此我們需要加強柱的抗彎能力，引導結構在強震下形成更優、更合理的“梁鉸機構”或“梁柱鉸機構”。
這一套抗震措施理念已被世界各國所接受，但是對于耗能機構卻出現了以新西蘭和美國為代表的兩種不完全相同的思路。這兩種思路都承認應該優先引導梁端出塑性鉸，但是雙方對柱端塑性鉸出現的位置和數量有分歧。
新西蘭追求理想的梁鉸機構，規范中底層柱的彎距增大系數比其它柱的彎距增大系數要小一些，這么做的目的是希望在強震下，梁端塑性鉸形成較為普遍，底層柱塑性鉸的出現比梁端塑性鉸遲，而其余所有的柱截面在大震下不出現塑性鉸的“梁鉸機構”。但是新西蘭人也不認為他們的理想梁鉸方案是唯一可用的方法，因此他們在規范中規定可以選用兩種方法，一種是上述的理想梁鉸機構法，另一種就是類似與美國的方法。
美國規范的做法則希望在強震下塑性鉸出現較早，柱端塑性鉸形成較遲，梁端塑性鉸形成得較普遍，柱端塑性鉸可能要形成得要少一些的“梁－柱塑性鉸機構”（柱端塑性鉸可以在任何位置形成，這一點是與新西蘭規范的做法是不同的）。中國規范和歐洲EC8規范也是采用與美國類似的方法。
（2）“強剪弱彎”措施：用剪力增大系數增大梁端，柱端，剪力墻端，剪力墻洞口連梁端以及梁柱節點中的組合剪力值，并用增大后的剪力設計值進行受剪截面控制條件驗算和受剪承載力設計，以避免在結構出現脆性的剪切破壞。
我們在上學期學過，鋼筋混凝土的抗剪能力由混凝土自身的抗剪能力、裂縫界面的骨料咬合力、縱筋銷栓力和箍筋的拉力4部分構成，而通過對框架梁在強震下的抗剪分析可知，混凝土的梁端抗剪能力在形成塑性鉸后會比非抗震時有所下降，主要原因有幾下幾個：
1由結構力學和材料力學的分析可知，梁端總是正剪力大于負剪力，如果發生剪切破壞時，剪壓區一般都在梁的下部，而此時混凝土保護層已經剝落，且梁下端又沒有現澆板，所以混凝土剪壓區的抗剪能力會比非抗震時偏低
2由于在強震下剪切破壞要發生在塑性鉸充分轉動的情況下，而非抗震時的剪切破壞往往發生在縱筋屈服之前，因此在抗震條件下混凝土的交叉裂縫寬度會比非抗震情況偏大，從而使斜裂縫界面中的骨料咬合效應慢慢退化，加之斜裂縫反復開閉，混凝土體破壞更嚴重，這使得混凝土的抗剪能力進一步被削弱。
3混凝土保護層的剝落和裂縫的加寬又會使縱筋的抗剪銷栓作用有所退化。
我們一般在計算鋼筋混凝土的抗剪能力時，只計算了混凝土自身的抗剪能力和箍筋的抗剪能力（V＝Vc+Vsv），而把斜裂縫界面中的骨料咬合能力及縱筋的銷栓作用作為它多余的強度儲備。在抗震下梁端的塑性鉸的形成，使得骨料咬合力及縱筋的銷栓作用有所下降，鋼筋混凝土的抗剪強度儲備也會下降，同時由于混凝土的抗剪能力(Vc)的下降，V也會比非抗震時小，如果咬使V不變，那么就只有使Vsv變大，即增加箍筋用量，所以我們可以得出這樣的結論，在抗震情況下箍筋用量比非抗震時要大一些，這不是因為地震使梁的剪力變大了而增加箍筋用量，而是由于混凝土項的抗剪能力下降，相應的必須加大箍筋用量。其他構件的原理也相似。
（3）抗震構造措施：通過相應構造措施保證可能出現塑性鉸的部位具有所需足夠的延性，具體來說就是塑性轉動能力和塑性耗能能力。
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。
對于梁而言，無論是對不允許柱出現塑性鉸（底層柱除外）的新西蘭方案，還是允許柱出現塑性鉸但控制其出現時間和程度的方案，梁端始終都是引導出現塑性鉸的主要部位，所以都希望梁端的塑性變形有良好的延性（即不喪失基本抗彎能力前提下的塑性變形轉動能力）和良好的塑性耗能能力。因此除計算上滿足一定的要求外，還要通過的一系列嚴格的構造措施來滿足梁的這種延性，如：
1控制受拉鋼筋的配筋率。配筋率包括最大配筋率和最小配筋率，前者是為了使受拉鋼筋屈服時的混凝土受壓區壓應變與梁最終破壞時的極限壓應變還有一定的差距（梁的最終破壞一般都以受壓區混凝土達到極限壓應變，混凝土被壓碎為標志的）；后者是保證梁不會在混凝土受拉區剛開裂時鋼筋就屈服甚至被拉斷。
2保證梁有一定的受壓鋼筋。受壓鋼筋可以分擔部分剪力，減小受壓區高度，另外在大震下，梁端可能出現正彎距，下部鋼筋有可能受拉，。
3保證箍筋用量，用法。箍筋的作用有三個，一是抗剪，這在前文已經說過，這里不再充分；二是規定箍筋的最小直徑，保證縱筋在受壓下不會過早的局部失穩；三是通過箍筋約束受壓混凝土，提高其極限壓應變和抗壓強度。
4對截面尺寸有一定的要求。規范規定框架梁截面尺寸宜符合下列要求：1>截面寬度不宜小于200mm；2>截面高度與寬度的比值不宜大于4；3>凈跨與截面高度的比值不宜大于4。在施工中，如梁寬度太小，而梁上部鋼筋一般都比較多，會使混凝土的澆注比較困難，容易造成混凝土缺陷；在震害和試驗中多次發生過腹板較薄的梁側向失穩的事例，因此提出要求了2；一般我們把跨高比小于5的梁稱為深梁，深梁的抗彎和抗剪機理與一般的梁（跨高比大于5的梁）有所不同，所以我們在設計中最好能避免設計成深梁，如果實在不能避免，就要去看專門的設計方法和規造措施。
柱的構造措施也和梁差不多，但是柱除了受彎距和剪力以外，還要承受軸力（梁的軸力一般都很小，在設計中都不予以考慮），尤其是高層建筑，軸力就更大了，所以柱還有對軸壓比的限制，其中對不同烈度下有著不同延性要求的結構有著不同的軸壓比限值；另外，柱端箍筋用量的控制條件不是簡單的用體積配箍率，而是用配箍特征值，它同時考慮了箍筋強度等級和混凝土強度等級對配箍量的影響。
高強度混凝土（C60以上）的極限壓應變都比一般混凝土（C60及其以下）要小一些，而且強度越高，小的越多；另外，強度越高，混凝土破壞時脆性特征越明顯，這些對于抗震來說是不利的。
3．常用的抗震分析方法
結構抗震設計的首要任務就是是對結構最大地震反應的分析，以下是一些常用的抗震分析方法：
1．底部剪力法
底部剪力法實際上時振型分解反應譜法的一種簡化方法。它適用于高度不超過40m，結構以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結構，此時假設結構的地震反應將以第一振型為主且結構的第一振型為線性倒三角形，通過這兩個假設，我們可近似的算出每個平面框架各層的地震水平力之和，即“底部剪力”，此方法簡單，可以采用手算的方式進行，但精確度不高。
2．振型分解反應譜法
振型分解反應譜法的理論基礎是地震反應分析的振型分解法及地震反應譜概念，它的思路是根據振型疊加原理，將多自由度體系化為一系列單自由度體系的疊加，將各種振型對應的地震作用、作用效應以一定方式疊加起來得到結構總的地震作用、作用效應。此法計算精度高，但計算量大，必須通過計算機來計算。
3．彈性時程分析
彈性時程分析法，也稱為彈性動力反應分析。所謂時程分析法就是將建筑物作為彈性或彈塑性振動系統，直接輸入地面地震加速度記錄，對運動方程直接積分，從而獲得計算系統各質點的位移，速度，加速度和結構構件地震剪力的時程變化曲線。而彈性時程分析法就是把建筑物看成是彈性振動系統。
4．非線（彈）性時程分析
篇3
1.2沒有處理好建筑設計與抗震設計之間的關系
建筑設計是在建筑施工之前就需要完成的工作,設計圖紙就像一張標注明確的地圖，它會指導人們應該去哪里，如何去哪里。因此建筑設計是十分重要的，一張表美的建筑圖紙就相當于工程量完成了三分之一,將抗震理念融入到這張圖紙中也是對抗震設計提出了更高層次的要求。但是由于目前的技術有限，建筑師還不能很好的將抗震設計融人到建筑設計中去，不能使兩者更好的協作，發揮很好的作用。因此說不能協調建筑設計與抗震設計的關系是抗震設計常見的最根本問題。
1.3缺乏實踐
為了提高建筑的抗震性，一些建筑師盲目的從國外引進先進的經驗和技術,并沒有結合我國建筑構造的自身特點加以創新改造，而是為了講究工作效率，趕進度,生搬硬套地將這些所謂的先進前沿技術強加于一些本不符合的建筑物上，沒有起到應有的抗震作用反而在一定程度上弄巧成拙，破壞了建筑本身的美感，更嚴重的還會使建筑物在地震時產生扭轉建筑物的作用，對人們的生命財產造成更大程度上的傷害。因此建筑師這種急于求成缺乏實踐精神的建造理念，不會對建筑物的抗震性能起到很好的作用。
1.4建筑設計問題
對于一些建筑的設計本身就存在不合理的問題，因此我們從以下幾個方面進行探究：第一，建筑體型的設計，目前人們越來越追求建筑美感，因此將部分建筑的外立面都涉及成凹凸不平或者一些沒有規則的不光滑表面，如果發生地震對這種建筑物的破壞是最大的,表面平滑的建筑則相對可以減少地震對他的破壞，盡可能的做到建筑物與鋼架結構相對比較勻稱。第二，平面設計，對于一些建筑物人們會使用一些柱子、內墻進行裝飾。但是在確定柱子的數量與距離上就需要好好的下功夫去研究，比如人民大會堂的柱子多少根,每根之間的間隔距離是多少這都是很有講究的，不對稱性、不協調性對抗震起到了負面的作用。第三,豎向布置問題，越來越多的大型商場隨著人們物質生活的需要而產生，并且大型商場是人們比較容易聚集的地方,如果沒有很好的抗震性能則技術衾浼會對人們的生命財產造成很大的威脅。很多商場現在都是高層建筑，下層一般柱子相對較多、墻體較少，但是高層一般柱子較少、墻體較多，如果柱子與墻體分布不合理，這在地震中會起到特別不好的作用，也會加大對人們的傷害。下層柱子與上層柱子應該互相對齊，在空間上起到很好的支撐作用，對穩定整個商場的空間結構都起到了不可估量的作用。
篇4
近十年來，世界相繼發生了多次重大地震，1989年美國LomaPrieta地震（M7.0）、1994年美國Northridge地震（M6.7)、1995年日本阪神地震（M7.2）、1999年土耳其伊比米特地震（M7.4）、1999年臺灣集集地震（M7.6）等等。因此，專家們預測全球已進入一個新的地震活躍期。隨著現代化城市人口的大量聚集和經濟的高速發展，地震造成的損失越來越大。地震災害不僅是大量地面構筑物和各種設施的破壞和倒塌，而且次生災害中因交通及其他設施的毀壞造成的間接經濟損失也十分巨大。以1995年日本版神地震為例，地震造成大量高速公路及高速鐵路橋隧的毀壞，經濟總損失高達1000億美元。
近幾次大地震造成的大量橋梁的破壞給了全世界橋梁抗震工作者慘痛的經驗教訓。各國研究機構紛紛重新對本國橋梁抗震規范進行反思，并進行了一系列的修訂工作。日本1995年阪神地震后，對結構抗震的基本問題重新進行了大量的研究，并十分重視減振、耗能技術在結構抗震設計中的應用。橋梁、道路方面的抗震設計規范已經重新編寫，并于1996年頒布實施。美國也相繼在聯邦公路局（FHWA）和加州交通部（CALTRANS）等的資助下開展了一系列的與橋梁抗震設計規范修訂有關的研究工作，已經完成了ATC－18，ATC－32T和ATC-40等研究報告和技術指南。與舊規范相比，新規范或指南無論在設計思想，設計手法、設計程序和構造細節上都有很大的變化和深入。
中國現行《公路工程抗震設計規范》（JTJ004－89）在80年代中期開始修訂，于1989年正式發行。隨著中國如年代經濟起飛，交通事業迅猛發展，特別是高速公路興建、跨越大江，大河的大跨橋梁、大型立交工程以及城市中大量高架橋的興建，規范已大大不能適應。但是目前所有國內的橋梁設計，對抗震設計均在設計書上標明的參照規范即是《公路工程抗震設計規范》和《鐵道工程抗震設計規范》。與國外如日本、美國的同類規范相比，中國現行《公路工程抗震設計規范》水準遠落后于國外同類規范。若不進行改進，則必將給中國不少橋梁工程留下地震隱患。
本文主要介紹了各國橋梁抗震設計規范中基礎部分的抗震設計?；A部分對全橋的地震響應以及墩柱力的分布均有非常重要的影響?；A設計不當會導致橋梁墩柱在地震中發生剪斷、變形過大不能使用等等，有時甚至是樁在根部直接剪斷破壞?；A設計需要考慮的方面除了基礎形式的選擇以外還包括抗彎強度、抗剪強度樁基礎連接部分的細部構造、錨固構造等方面。本文首先對中、美、日、歐洲、新西蘭五國或地區抗震設計規范中有關基礎的部分進行了一般性的比較。筆者認為，相對而言中國的規范在基礎抗震設計方面較為粗糙、可操作性不強。而日本規范在這方面作的最為細致，技術也較為先進。因此，在隨后的部分中詳細介紹了日本抗震規范的基礎設計方法。
二、主要國家橋梁抗震規范基礎抗震設計的概況
本文將中國橋梁抗震規范與世界上的幾種主要抗震規范（美國的AASHTO規范、Cal－tans規范、ATC32美國應用技術協會建議規范，新西蘭規范NZ，歐洲規范EC8，日本規范JAPAN）進行基礎抗震設計方面的比較。
中國橋梁抗震設計規范有關基礎設計的部分十分籠統，只以若干定性的條款，從工程選址方面加以考慮，而對基礎本身的抗震設計，特別是對于樁基礎等輕型基礎抗震設計重視不夠。這方面，日本的橋梁抗震設計規范和準則規定得比較詳細，是我們應當學亂之處。基于阪神地震的經驗，地震后橋梁上部結構的修復和重建都比下部基礎經濟和省時、省力，因此橋梁基礎的抗震能力的要求應比橋墩高。
三、日本橋粱基礎抗震設計方法細節
1.按流程，先用震度法設計。震度法基本概念是把設計水平震度
Kh乘以結構Kh的計算方法如下：
其中Cz--地區調節系數；
Kh0--設計水平震度的標準值。
其中，δ是把抗震設計所確定的地基面以上的下部結構質量的80％或100％和該下部結構所支承的上部結構質量的100％之和作為外力施加到結構上在上部結構慣性力作用點位置發生的位移。
2．用震度法設計以后，如果基礎結構是橋臺基礎或者橋墩的擴大基礎，不需要用地震時保有水平耐力法設計。這是因為設計橋臺基礎時，地震時動力壓力的影響非常大，此外結構背面存在的主體也使結構不容易發生振劾。而對于擴大基礎來說一般地基條件非常好，因此，地震時基礎某些部位轉動而產生非線變形可以消耗許多地震能量。
3．用地震時保有水平耐力法設計時，首先要判斷基礎水平耐力有沒有超過橋墩的極限水平耐力。這是因為地震時保有水平耐力法的基本概念是盡量使地震時在橋墩而不是在基礎出現的塑性鉸。如果在基礎出現塑性鉸，發生損傷后，修復很困難。所以，我們要把基礎的行為控制在屈服范圍內。
如果基礎水平耐力小于橋墩的極限水平耐力，則要判斷橋墩在垂直于橋軸方向的抗震能力是不是足夠大（按式（3))。因為如果橋墩在垂直于橋軸方向具有足夠大的抗震能力（例如壁式橋墩），而且基礎的塑性反應在容許范圍以內，則基礎的非線能吸收大量的振動能量并且基礎仍然是安全的。
橋墩的極限水平耐力Pu≥1.5KheW（3）
Khco--設計水平震度的標準值；
Cz--地區調節系數；
μa--容許塑性率；
W－一等價質量（W=Wu十CpWp）；
Wu--振動單位的上部結構質量；
Wp--振動單位的橋墩質量；
Cp--等價質量系數（剪斷破壞時1.0，剪斷破壞以外是0.5）。
4．橋墩的極限水平耐力滿足Pu≥1.5KheW時，對基礎塑性率進行對照檢查。雖然基礎的非線行為能吸收大量振動能量，但是對于有的基礎部件來說，可能會遭受過大的損傷。所以要控制基礎的反應塑性率，按如下要求：
μFR≤μFL（4）
式中μFR--基礎反應塑性率；
μFL--基礎反應塑性率的限度。
5．發生液化時，要降低土質系數。隨后的計算（對照和檢查）同上述方法基本一致。
篇5
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6
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?。海?）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7
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?？拐鹪O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8
2)建筑結構的體系選擇。高層建筑結構設計中，就優先采用具有多道防線的結構體系。例如:框架—剪力墻結構、剪力墻結構和筒體結構。這三種結構可以作為地震區高層建筑的首選體系。當建筑物高度不高且層數不多時，可采用框架結構。但當建筑物位于地震區，且高度均較高時，應避免采用框架結構、板柱剪力墻結構。因為，地震具有強破性且持續時間很長，往復次數較多，能夠對建筑物造成累積破壞。單一的結構體系在遭遇地震時，一旦發生破壞，很容易造成房屋倒塌，危及人們的生命及財產的安全。當結構體系具有多道防線時，當遭遇地震時，第一道防線遭破壞后，后續的防線仍然能抵抗地震的沖擊力，可以最低限度的防止建筑物的倒塌，給人們以充分的時間進行逃生，保證人民的生命安全。因此，高層建筑結構抗震設計中的多道防線是進行抗震設計時所必須設置的。
3)結構薄弱層。當建筑結構的側向剛度分布不均勻、豎向抗側力構件不連續和樓層承載力突變時，容易產生薄弱層。薄弱層在地震中是最先遭受破壞的部位。因此，對有明顯薄弱層的結構，應采用相應的抗震構造措施來提高其抗震能力。結構構件的實際承載能力是判斷薄弱層部位的基礎，有意識、有目的地控制薄弱層部位，讓它有足夠的變形能力，而且不使薄弱層發生轉移是提高結構抗震性能的重要手段。
2高層建筑抗震設計常見問題
1)高層建筑結構的地基問題。高層建筑結構在設計階段，應有完善的巖土工程勘察報告，為結構工程提供基本的設計依據。建筑結構場地應選擇在有較穩定的基巖、開闊、平坦、土層堅硬或較密實的有利地段，不應建造在容易發生滑坡、地陷、崩塌和泥石流等不利地段及抗震的危險地段，有利地段的建造對建筑物的抗震是十分有利的。有時由于建設單位工期要求，在確定方案后設計人員就直接進入了施工圖設計階段，從而忽略了巖土工程勘察資料和場地的選擇，從而給后續工作帶來不必要的麻煩。
2)高層建筑結構平面布置問題。高層建筑為了追求外立面效果的美觀而設計成平面不規則、不對稱且有較大凹進或較大開洞的結構，這種結構對抗震十分不利。因此，在建筑方案正式確定前，結構工程師就應對建筑平面布置、體型方面的內容提出自己的見解，及時和建筑師進行溝通，盡量選用平面、豎向規則對稱、質量和剛度、承載力均勻的平面布置，這對抗震十分有利。
3)高層建筑結構的高度問題。如今的高層建筑結構的高度越來越高，甚至出現了很多超高層的高層建筑，這就對結構工程師的專業知識提出了更高的要求。不同的高度對應不同的結構體系，規范上有明確規定。一旦結構超過了規范規定的限制高度，就應通過專門的審查、論證進行更嚴格的計算分析和研究。
4)高層建筑抗震設防等級的選取問題。抗震等級是結構抗震設計的重要依據，抗震等級選取不當將給建筑物的安全帶來許多隱患，對工程造價也會帶來不必要的浪費。抗震等級根據房屋的場地類別、抗震設防烈度、建筑高度、結構類型等因素綜合評定。每個結構工程師應當熟練掌握結構的抗震概念設計和規范知識，做到該提高的應當提高其抗震等級，該降低則應適當降低。
5)計算軟件的合理應用。高層建筑結構抗震設計時，應該應用正規的結構設計軟件進行設計，軟件中的各個參數指標能夠正確反映建筑物的特征。結構工程師能正確分析結構軟件所計算的結果，并做出正確的判斷。但有時計算機設計會給結構工程師帶來一種錯覺，有的結構工程師往往過分依賴計算結果，而減少了結構的概念學習。一旦選擇了錯誤的計算參數，就會導致結構設計出現問題，對結構的安全和經濟方面造成影響。因此，結構工程師應加強自身的業務學習和抗震概念設計的理解，做到熟練掌握相關的結構概念設計，并且根據自身的專業知識配合計算結果選擇最佳的結構設計方案。
篇9
為了提高超高層建筑的抗震性，其足夠的結構側向剛度必不可少。足夠的結構側向剛度不僅可以保障建筑物的安全性、抗震性，還可在一定程度上有效抵抗建筑結構構件的不利受力情況及極限承載力下的安全穩定性。設計超高層建筑的結構抗震側向剛度，應重點從其結構體系和剛度需求進行。
2.1結構設計。結構初步設計根據建筑高度和抗震烈度確定高度級別和防火級別。超高層結構設計首先滿足規范要求的高寬比限值和平面凹凸尺寸比值限值，其次控制扭轉不規則發生：在考慮偶然偏心影響的規定水平地震力作用下，扭轉位移比不大于1.4；最大層間位移角不大于規范限值的0.4倍時，扭轉位移比不大于1.6；混凝土結構扭轉周期比不大于0.9，混合結構及復雜結構扭轉周期比大于0.85。最后設計過程中嚴格控制偏心、樓板不連續、剛度突變、尺寸突變、承載力突變、剛度突變等現象。滿足結構設計規范的同時，還應考慮建筑師的設計意圖和功能需求，同時滿足設備專業設計要求。結構平面的規整程度直接影響著抗震設計的強弱，盡量采用筒體結構，以使得承受傾覆彎矩的結構構件呈現為軸壓狀態，且其中的豎向構件應最大程度的安置在建筑結構的外側。各豎向構件和連接構件的受力合理、傳力明確，降低剪力滯后效應，杜絕抗震薄弱層產生。
2.2結構側向剛度控制。超高層建筑的抗震性能設計主要與結構側向剛度的最大層間位移角和最小剪力限制相關。對于層間位移角限值，其是衡量建筑抗震性的剛度指標之一，地震作用應使得建筑主體結構具有基本的彈性，保證結構的豎向和水平構件的開裂不會過大。同時，因超高層建筑的底部樓層、伸臂加強層等特殊區域的彎曲變形難以起主導作用，所以應采取剪切層間位移或有害層間位移對其變形進行詳細的分析與判斷。對于最小地震剪力，其最重要的兩個影響因素是建筑結構的剛度和質量，當超高層建筑難以達到最小地震剪力要求時，設計人員應該結合具體情況適度的增加設計內力，提高其抗震能力和穩定性，然而，當不能滿足最小地震剪力時，還需通過重新設計或調整建筑結構的具體布置或提高剛度來提高建筑物在地震作用下的安全性，而非單純增高地震力的調整系數。
3超高層建筑的性能化抗震設計
超高層建筑的抗震性能設計，國內主要根據“三個水準，兩個階段”，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”。超高層建筑來說，其建筑工程復雜、高度極高、面積大、成本高，一旦受到地震損害，其損失程度會更高，因此，必須充分考慮各方理論、實際情況和專家意見，兼顧經濟、安全原則，定量化的展開超高層建筑的性能化抗震設計。同時，相關文件雖針對超高層建筑結構的性能化設計制定了較具體且系統的指導理念，涉及宏觀與微觀兩個層面。但是，由于結構構件會受到損壞，且損壞與整體形變情況的分析計算都需進行專業的彈塑性靜力或動力時程計算，而目前我國尚未形成相關的定量化的評價體系，因此，設計人員應在積極參考ATC-40和FEMA273/274等規范。此外，對于彎曲變形為主導的建筑結構，在大震作用后應尤其注重構件承載力的復核。
4超高層建筑多道設防抗震設計
除了上述注意事項外，針對超高層建筑進行抗震性設計時，還因注重設計多道的抗震防線。多道抗震防線是指一個由一些相對獨立的自成抗側力體系的部分共同組成的抗震結構系統，各部分相互協同、相互配合，一同工作。當遭遇地震時，若第一道防線的抗側移構件受到損害，其后的第二道和第三道防線的抗側力構件即會進行內力的重新調整和分布，以抵御余震，保護建筑物。目前，我國超高層建筑主要依靠內筒和外框的協同工作來達到提供抗側剛度的目的，包含兩種受力狀態：首先，建筑的內外結構通過樓板和伸臂析架來協調作用，進而使得外部結構承受了較多的傾覆彎矩和較少的剪力，而內筒則承受了較大的剪力和一些傾覆彎矩，廣州東塔就是此受力方式的典型；其次，以交叉網格筒或巨型支撐框架為代表的建筑外部結構，其十分強大，依靠樓板的面內剛度，外部結構即可同時承受較大的傾覆彎矩和剪力，如廣州西塔。
篇10
【中圖分類號】TU318【文獻標識碼】A【文章編號】2236-1879（2017）20-0217-01
引言：隨著我國經濟快速發展，一棟棟高樓大廈拔地而起，但與此同時，在我國是地震多發國家的背景下，建筑抗震等安全因素成為設計需要考慮的因素之一，現階段，我國的建筑抗震水平較高，但因地震導致房屋倒塌的情況時有發生，為了能更好的提高建筑抗震水平，在建筑抗震設計方面更加合理，作為中學生了解建筑結構的抗震設計中關鍵問題、具體的抗震設計舉措是很有必要的。建筑結構抗震設計關鍵問題
（一）場地的科學選擇。
建筑場地的科學選擇，直接關系到建筑結構抗震設計的水平與質量。因此，有關的工程設計人員需要對于建筑物建設的場地進行全面的考察工作，選擇具有土質松軟、地質元素分布不均衡的區域來進行地段的選擇，避免地震發生時產生出地裂或者是地表錯動問題。
（二）建筑結構的合理化抗震設計。
建筑結構的合理化設計也對于提升建筑抗震設計的質量與水平發揮著重要的作用。比如：使用高強度的建筑材料使得建筑物的結構框架具有完整性的構造。而高質量設計圖紙的應用，可以使得建筑物的各個部位進行更加合理、科學的布局，最終形成強有力的抗震效果。
（三）建筑平面布置的規則性。
進行滿足有關抗震設計要求的施工，可以極大提高建筑的抗震水平與能力。比如：綜合的考慮到各個方面的因素，應用現代的網絡信息技術進行對稱性的結構設計，將會對于建筑的抗震實際效果進行科學的提升。同時，我們需要清楚的了解到各種科學的設計需要真正的落實到施工實踐中，使得設計的成果真正轉變為實際的應用成果[1]。
一、建筑結構抗震設計的具體舉措
（一）基礎隔震措施。
所謂的基礎隔震指的是應用各種各樣的減震裝置來完成有關建筑物的結構抗震設計。具體來講，將有效的抗震、隔震的裝置應用到建筑物自身的部位中，從而達到保護建筑物，使其具有良好抗震、隔震效果的一種方式。但是，這種方式不適用于高大的建筑物中。原因在于，在高大建筑物中應用抗震裝置會導致建筑物產生出自振周期問題，無法達到應有的抗震效果。在我國的生活中常見的抗震裝置有橡膠墊裝置、混合隔震裝置等。對于這些裝置應用摩擦移動或者是粘彈性隔震的方式就可以進行有效的防震，保障建筑物具有良好的防震要求[2]。
（二）特殊材料在地基隔震中的應用。
應用特殊的材料全面保障建筑物的地基具有良好的防震性能，也是一個重要的防震舉措。具體來講，應用高效的瀝青原料與粘土、砂子等進行混合性的應用，可以提高建筑物整體的質量與水平，保障建筑物的安全。目前這種方法已經在建筑物的防震設計中進行了一定程度的應用，并且取得了不錯的應用效果[3]。
（三）建筑結構懸掛隔震。
所謂的建筑結構懸掛隔震指的是在進行建筑物結構設計工作中，應用懸掛的方式來對于建筑物大部分結構或者是整體的結構進行有效減震處理，使得地震發生時地震災害的破壞力量對于懸掛的建筑結構沒有非常大的影響，最終減輕地震對建筑的破壞程度，避免重大的人員傷亡與財產損失。比如：在一些大型鋼結構建筑中應用懸掛的方式來進行有關的設計，使得有關的子框架通過鎖鏈或者是吊桿方式的應用懸掛在主框架上。這種設計方式應用的意義在于地震發生之后，地震一部分破壞力量會傳導在這些鎖鏈或者是吊桿上，降低了地震對于建筑物地基以及墻面的影響，提高了建筑物地基抗震的實際效果[4]。
（四）建筑層間的隔震。
對于建筑物層間進行有效的隔震是一種操作簡單、工序簡單的應用方式。但是，這種方式與其它方面的隔震使用舉措比較起來只能對于地震破壞力量的10%到30%進行有效的預防，無法從根本上形成強有力的抗震效果。因此，這種方式需要與其它模式的抗震舉措進行綜合性的應用，形成對于建筑物的有力保護，全面提高其應對地震破壞力量的能力。
（五）建筑結構的加固隔震。
為了全面提高建筑物結構的抗震能力，我們需要采取各種的方式對于建筑物進行必要的加固處理，提升建筑物的質量。具體來講，第一，在建筑物竣工之后，有關的工程施工技術人員可以應用阻尼的方式對于建筑物進行全面的加固，最終使得建筑結構的抗震效果得到加強。第二，為了提高高層建筑的抗震效果，我們可以應用消能減震裝置來提高其抗震的能力，使得高層建筑也可以在地震發生時具有對地震破壞力的抵御能力，避免重大的財產損失與人員傷亡。比如：消能減震裝置在建筑物隔震夾層中進行應用，可以極大提高建筑物結構的抗震效果[5]。
二、結論：
通過上述幾個方面，對于建筑物結構抗震若干問題進行科學的研究與探討，有利于建筑物施工的企業應用眾多的具體方法全面提高建筑物結構抗震的質量與水平，保障建筑物在地震發生時具有強有力抵御地震的能力，減少人員的傷亡與財產上的損失。如今總體的設計理念與方式比較先進，但也需要與時俱進，不斷提高建筑抗震等級，為人們的生命和財產安全提高保障。
參考文獻
[1] 古力銘. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 四川水泥，2015，06：60.
[2] 曹振. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 門窗，2015，06：126.
[3] 邱子龍. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 建材與裝飾，2016，08：76-77.
篇11
隨著科學和工程技術的發展，新材料和新技術的運用大大提高了房屋建筑抵御災害的能力。在我國，依據《建筑抗震設計規范》設計建造的城市建筑基本上能夠滿足規范中抗震設防目標的要求，簡單地說即“小震不壞、中震可修、大震不倒”，可以有效地減輕建筑的地震破壞，避免傷亡、減少損失。但對于大部分村鎮地區來說，房屋通常是由本地的建筑工匠，根據房主的經濟情況，按照本地的傳統習慣建造的，一般不經過建筑設計單位設計。這類房屋結構的特點是結構簡單，造價低廉，易于就地取材。但大部分房屋都不具備足夠的抗震防災能力。受經濟發展狀況局限，要完全按照《建筑抗震設計規范》對村鎮房屋提出要求顯然是不切實際的。因此，我們在研究提高村鎮建筑抗震防災能力時，主要不是要求農民放棄某種傳統的建筑型式選擇另一種結構類型，而是應按照“當遭受相當于本地區設防烈度的地震影響時，墻體與屋架不致倒塌或發生危及生命的嚴重破壞’’為抗震設計目標，針對現有房屋的結構類型在災害中表現出的整體性不足、構造不合理、習慣做法存在的缺陷等方面予以改進，或在構造措施方面予以加強等。
一、村鎮房屋的震害及破壞規律
震害調查表明，磚結構房屋破壞常常是因為受剪和連接不好而引起的，一般在低烈度區破壞較輕或局部破壞，隨著烈度的增加破壞加重甚至全部倒塌，磚砌體的構造及施工質量的好壞是影響震害的重要因素之一，因此必須予以重視，下面為幾種典型震害及其破壞規律。
（1）承重墻的破壞
水平地震作用按照墻體所處的位置分為橫向水平地震作用和縱向水平地震作用，前者方向垂直于縱墻，后者平行于縱墻。
當水平地震平行于墻體時，水平地震作用主要通過樓蓋傳至墻體，再傳至基礎和地基，這時墻體主要承受剪力，當墻內產生主拉應力超過墻體所能承受的應力的時候，發生剪切破壞，即沿墻體水平方向450角方向產生斜裂縫，因地震作用是往復的，所以裂縫是交叉的。
因為地震作用所產生的剪力是越往下部越大，所以斜裂縫或交叉裂縫多數發生在下層墻體。頂層若采用強度較低的砂漿砌筑或者砌筑質量不高時，斜裂縫有時也很明顯。斜裂縫或交叉裂縫是地震時墻體破壞最常見的一種形式，一般在7―8度地震區的內外墻或窗間墻、窗肚墻上均有發生，當水平地震垂直于縱墻時，而橫墻的間距又很大，樓蓋或屋蓋沒有足夠的剛度把全部地震力傳給橫墻時，縱墻承受部分垂直于墻體的水平地震作用，墻體承受平面外彎曲，大開間的墻體就是這種情況。因墻體在平面外的剛度很小，砌體抗彎強度低，首先在薄弱部位產生水平裂縫，如在窗口下沿窗間墻產生貫穿的水平裂縫，水平裂縫主要發生在灰縫處。
（2）內外墻連接不牢的破壞
由于砌體強度低，或者由于施工質量差如墻體砌筑時不同時咬槎砌筑，施工時留有馬牙槎，內外墻連接不牢，外墻在水平作用下容易拉脫，一般在7度區開始有破壞，在8度區普遍開裂，有時縱橫墻拉裂10余厘米，裂縫一般上寬下窄，破壞情況與有無內外圈梁及砌筑質量密切相關。
（3）轉角墻的破壞
墻體的轉角處剛度較大，承受的地震力也較大，又因位于房屋的端部，還承受的地震的扭轉作用，這樣，該處容易產生應力集中，容易破壞，一般在7度區就有破壞現象，在8度區有明顯破壞。
（4）外墻外閃與倒塌
不論是實心墻還是空斗墻的外縱墻和山墻在地震作用下，外閃甚至倒塌是磚墻承重房屋的較為普遍的震害形式之一，這除了與墻體的連接不牢有關外，還與組成建筑物的各種構件，如墻體、樓蓋、屋蓋等的質量、剛度、互相間的錨固有關系，由于地震作用為上大下小，所以墻體上部裂縫較寬，外閃較多，如檁條擱在山墻上又不采取錨固措施則在縱向水平地震作用下山墻就會外閃。
（5）門窗洞口及過梁的破壞
門窗洞口的破壞比較普遍，在六度以上地區就會出現倒八字形裂縫或磚過梁中間的垂直裂縫，磚砌平過梁或磚砌拱形過梁，在地震時裂縫出現較早，嚴重時過梁脫落。鋼筋磚過梁，在7、8度抗震區損壞較少，但當跨度超過1．5米時亦有破壞，在9度地震區損壞較普遍。在地震調查中未發現鋼筋混凝土過梁本身有損壞，一般在過梁支撐處墻體有遂平裂縫或過梁上部墻體有倒八字形裂縫，個別由于支座長度不夠而破壞，因此地震區過梁支撐長度應該在24厘米以上。
各種過梁，凡位于建筑的盡端處其破壞比在中部重，而且一般上層比下層重，因此，盡端和上層過梁，只要建筑設計上允許，門窗上口到樓板的標高相差30―50cm以內，可與圈梁合并設置，這對減小過梁的破壞有利。
門窗上口砌體破壞的主要原因是該直角部位在地震作用下容易產生應力集中，加之上部砌體開裂，破壞了砌體的起拱作用，因而加重了過梁的負擔，其破壞形式一般呈倒八字形斜裂縫。
二、我國村鎮住宅抗震設計中存在的問題
隨著我國農村經濟的迅速發展，村鎮住宅建設繼上世紀80年代中期之后，掀起了又一輪新。但透過目前村鎮住宅建設火爆的場面，不難看出不少地方的村鎮住宅建設工程還存在著質量隱患多、住房使用壽命短等問題，質量事故時有發生。其中抗震設計尤其容易受到忽視，抗震設計不合理的現象十分嚴重，主要體現在以下幾個方面。
（1）基礎不規范
很多地方在住宅建設中，受技術、資金的制約，對住宅地基的地質構造、水文資料、承載力等缺乏了解，有的雖然在村鎮體系規劃中有說明，但可供選址建房的位置卻未標明，導致了建筑物選址的盲目性和基礎確定的不科學性，如基礎的形式、斷面、埋置深度的確定，在沒有第一手資料的情況下，只能憑經驗辦事，不是造成資金和材料的浪費，就是基礎的強度與穩定性不夠，遇到較大風災、水災、震災往往一擊即潰；有些基礎砌筑不合理，如有的磚基礎底面用立磚擺砌；有的在用石頭打基礎時，只是把石頭簡單地相累疊，用沙土填縫，中間不用混凝土粘結，這些錯誤的施工方式嚴重影響了地基的整體強度，為后續的建設埋下隱患。
（2）結構體型不規則
農民在自建住宅時基本上沒有請正規的設計單位設計，仍按傳統的方式建房，只考慮實用、美觀、氣派，住房建多大，建多高，搞什么樣的造型，一般都是別人怎么搞我也怎么搞，沒有考慮自己住宅的使用功能和所處的地質結構；而不考慮結構體系的抗震問題，抗震性能差。
（3）墻體存在較多質量問題
(1)在磚墻砌筑中，出現留槎、接槎錯誤較多。按常規的砌筑方法，磚墻的轉角處和內外墻的交接處均應同時砌筑，否則應按規定留斜槎，可是在不少住宅建設過程中，既不同時砌筑，也不留斜槎，而是先砌外墻，后砌內墻、轉角處留直槎?？招膲Φ钠鲋环弦幏兑螅鰤σ矝]有按要求坐漿砌筑，有的砌成夾心墻，影響整體性能。另外，房屋四角以及較大洞口兩側墻體沒有設構造柱和拉結筋。
(2)墻體開的窗戶的尺寸太大，窗間墻的寬度和窗邊到墻邊距離達不到規范要求，形成薄弱環節。
(3)部分墻體作為結構大梁的支座，但是作為支座的墻體較短，墻體實際的軸壓力很大，對抗震非常不利。
(4)砂漿沒有配合比，經常還干磚上墻，吸收砂漿的水份，導致砂漿的強度
更達不到，嚴重影響了墻體的整體強度。
（4）混凝土強度不夠
(1)大部分現澆混凝土無配合比，攪拌時材料隨意增減，造成所拌的混凝土的強度波動性較大。
(2)澆注混凝土時不按規范、規程操作，振搗不密實，有的根本不振搗。
(3)有的模板強度和剛度不夠，造成構件幾何尺寸不規則、錯位，出現麻面、蜂窩、狗洞，甚至整個構件報廢。有的現澆筑構件，凝固期不到就提前拆模，影響了構件的強度。
（5）圈梁、構造柱樓蓋、結構和布置不合理
村鎮建筑基本上都不設置圈梁和構造柱，即使有截面尺寸配筋都沒有根據，隨意性很大，起不到實際應該達到的效果。樓板大多采用預制板，無圈梁時預制板直接擱置在墻體上，深入墻體的偏小，導致房屋的整體性較差。
（6）選址不合理
農村住宅建造時，無統一規劃，或有規劃時也沒有考慮抗震防災的要求。不少農村住宅隨意亂建，房子間距過小，道路彎曲而狹窄，使村鎮建設散而亂，不利于地震時避震疏散和進行抗震救災。
三、砌體房屋的地震作用計算及設計措施
在日常生活中，當火車突然起動時，人們會向火車運動相反的方向晃動，這種作用在物體學上成為慣性作用。地震的作用也是這樣，地震時地面猛烈顛晃，地面上的建筑會受到由地震作用而引起的慣性力，這個力會使建筑物遭到破壞。由于地震時地面水平晃動和上下顛簸，所以地震的作用有水平作用和豎向作用，村鎮建筑一般為磚石結構，層數低，一般只考慮水平方向的地震作用，即在建筑平面的兩個主軸方向上分別進行抗震驗算。
3.1水平地震作用的計算
高度不超過40米的，質量和剛度沿高度分布比較均勻的、以剪切為主的結
構，以及近似于單質點體系的結構，可采用底部剪力法進行簡化計算。村鎮建筑多為單層及低層的磚石結構砌體房屋，可按底部剪力法進行計算，在運用底部剪力法計算時，每層樓只考慮一個自由度，結構的計算簡圖如圖3.1所示。
圖3.1結構水平地震作用下計算簡圖圖3.2水平地震作用示意圖
結構水平地震作用標準值按下式計算：
式中，足FEK為結構總水平地震力作用標準值，α1為相應于結構基本自振周期的水平地震影響系數值，對多層砌體房屋取水平地震影響系數最大值，即α1=αmax，見表3-1，Geq為結構等效總重力荷載，對于單質點應取總重力荷載代表值，對于多質點應取總重力荷載代表值的85％，Fi為質點i的水平地震作用標準值，Gi、Gj分別為集中于質點i、j的重力荷載代表值，按規范規定。Hi、Hj分別為質點i、j的計算高度。
采用底部剪力法計算突出屋面的頂層間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應時，宜乘以增大系數3，此增大部分作用不向下傳遞。
表3-1：截面抗震驗算的水平地震影響系數最大值
3.2 砌體結構的抗震設計措施
與水平地震作用平行的墻體是承受地震作用的主要抗側力構件，從以往的地震調查資料可以看出，承重橫墻的破壞主要是剪切破壞，并且一般是底層比上層嚴重。縱墻的破壞往往是因為橫墻間距過大或者樓、屋蓋剛度較差而在平面外受彎受剪，在窗臺上下截面處出現水平裂縫。
分析地震時砌體結構的種種破壞，我們可以從構造上對這些容易破壞的地方采取一些加強措施，提高建筑物的抗震能力，下面是幾個比較重要的方面。
1．采用簡單規整的平面立面布局
結構的總體布置是影響建筑抗震性能的關鍵問題。建筑抗震計算本來就是復雜而且不是非常成熟的科學，只有結構布局簡單規整，才能盡量準確地確定結構計算簡圖，并計算和分配地震作用。盡量采用橫墻承重體系或者縱橫墻共同承重體系。而且縱橫墻在平面內盡量連續對齊，錯位墻體不宜過多。
2．合理確定圈梁和構造柱的位置
設置圈梁和構造柱，砌體結構的抗震性能可以大大的改善。配筋墻體兩端設置構造柱，由于水平鋼筋錨固于柱中，使鋼筋的效應發揮的更為充分，則可比無構造柱同樣配筋率的墻體的承載能力可提高13％左右。而且設置了構造柱和圈梁的砌體結構形成兩道防御：第一道是砌體培只出現寬度不大的裂縫，層間變形不大，構造柱尚未開裂：第二道是砌體裂縫大幅度的發展，靠構造柱及圈梁對砌體約束使墻體大變形消耗輸入的地震能量。實驗研究表明柱除了能夠約束培體的變形，提高砌體的抗剪強度外，還能增加墻體之間的連接。這些對砌體的抗震都是十分有力的。要確保構造柱和圈梁的有效發揮他們的作用，合理確定它們的位置是至關重要的。
篇12
二、基于建筑抗震設計的建筑設計措施
（一）建筑結構設計的對稱原則
我國出臺的建筑抗震設計規范中指出，我國建筑抗震的設計目標是小震不壞，中震可修，大震不倒。對于建筑師和結構工程設計師來說，在進行建筑工程設計師應該秉持著簡單、規則的建筑結構原則。一般方形、圓形、為主。建筑的豎向形態的變化要規則，一般可以選擇矩形、梯形等變化均勻的形狀。對稱結構建筑在地震地面平動作用下一般只會出現平移震動，建筑內部構件出現測位移量，內部構件受力均衡；而非對稱結構的建筑則會由于剛心和質心不重合，在地面平動的過程中也會出現扭轉振動。如建筑內部的構建離剛心較遠就會由于超出變形極限而出現損壞，進而導致結構一側失效而倒塌。
（二）注重建筑構件與連接點處質量
在建筑工程設計和施工過程中建筑構件的合理配置以及連接點處的質量與建筑施工安全質量存在直接的聯系。并且在新型建筑材料問世的同時建筑物的外部設計大都匯采用新型建筑材料，例如大理石、瓷磚等。而建筑室內裝飾也會使用到吊頂等技術。這些室內以及立面裝飾本身存在抗震性能的問題，并且其與建筑主體的牢固連接也是抗震設計的關鍵。近幾年有部分國外高層建筑在發生地震時下起了“玻璃雨”，建筑的玻璃幕墻由于地震導致破損。這是由于當前所使用的玻璃幕墻還無法適應地震中產生變形和扭轉。因此建筑如要采用玻璃幕墻則必須保證玻璃幕墻的強度與變形能力。在其與建筑主體連接處要設計為能夠在水平向實現變位能力的構造，從而在地震時玻璃幕墻能夠與建筑物地震變形脫離，減少玻璃幕墻的損壞。另外，在建筑設計中內隔墻、玻璃隔斷等結構件的設計中也要充分考慮其與建筑主體連接點的牢固性，保證其抗震性能。
（三）關注建筑頂部抗震
在高層或超高層的建筑設計過程中，建筑的頂部抗震設計是十分關鍵的。當前高層或超高層建筑的屋頂普遍存在過高和過重的問題。屋頂過高或過重會導致建筑變形加重，進而強化了地震的破壞作用。對于屋頂建筑以及下層建筑物的安全性能有著極大的負面影響。如建筑的屋頂與下層建筑的重心沒有位于同一條直線上，那么建筑屋頂的抗側力墻也會與下層建筑的抗側力墻出現分離，當地震出現時則會加劇損壞。因此在高層或超高層建筑設計中應該使用新型高強度輕質的建筑材料，盡可能保證屋頂的重心與下層建筑的重心位于通一條直線。當建筑屋頂的較高時要保證其抗震定性，緩解地震帶來的變形作用。
（四）建筑豎向布置
建筑豎向布置主要體現在建筑物的高度結構質量以及剛度的設計中，特別是在高層或超高層建筑中建筑的豎向布置對于建筑抗震設計來說更加重要。建筑樓層的使用功能差異導致建筑物樓層分布的質量和剛度均不一致，例如樓層包括游泳池、會議室、健身房等。樓層的功能需求導致樓層上下之間的剛度差異過大。高層建筑中剛度最差的樓層的抗震性能最為薄弱，在出現地震時即為變形嚴重的薄弱層。在建筑設計中由于樓層功能不同導致的墻體不連續，柱子不對稱等極大的限制了抗震性能。因此在建筑抗震設計中應該盡量保證豎向的剛度分布靠近，尤其是在結構上剛度轉換層更加要著重注意。
篇13
1 我國的高層建筑發展歷程
上世紀80年代，我國高層建筑在設計計算機施工技術等領域快速發展，100m左右及以上的將建筑快速發展，多以鋼筋為主要材料，在層數與高度增加的同時，功能與類型也日益增多。各大城市幾乎都建立了具有各自特色的建筑，以上海錦江飯店為代表：高度達到153.52m，全部采用的鋼結構體系；而深圳的發展中心大廈有43層，高度達到165.3m，算上天線高度達到185.3m，是我國第一幢大型的高層鋼結構建筑。到了90年代，我國的高層建筑結構從設計到施工進入到一個新的階段，除了體系與材料的多樣化，高度上也有了質的飛躍。在1995年完工的深圳地王大廈，共有81層，高度達到385.95m，居世界第四高。
2 建筑抗震的理論
2.1 建筑結構的抗震規范
一般的抗震規范都是各國結合具體的情況進行的經驗總結，是指導抗震設計的法定文件，及反應國家經濟與建設的發展水平，也反映了各個國家的抗震經驗。盡管抗震理論不斷完善，技術水平也在不斷地提高，但是必須要有實踐的指導，要將建筑工程的安全性放在首要位置，容不得任何的大意與疏忽?；谶@一認識，現代建筑部分條文被列為強制條文，使用了“嚴禁、不得”等絕對性的字眼，同時也有不同條文有較大的自由空間。
2.2 建筑抗震設計的理論
當前建筑抗震設計的理論主要分為擬靜力理論、反應譜理論及動力理論。擬靜力理論起源于20世紀10～40年代出現的理論，在估測地震對結構的影響時，假設結構為剛性，地震水平作用在結構或構件的質量中心，地震力的大小當于結構的重量乘以一個比例常數（地震系數）。
反應譜理論是在上世紀40-60年展起來的，以強地震動加速度觀測記錄的增多與對地震地面運動特性的進一步了解，及結構動力反應特性的研究為基礎，是加理工學院的學者對地震加速度記錄的特性進行分析后獲得的成果。
動力理論是上世紀70-80年代的應用較為廣泛的地震動力理論，是在60年代以來電子計算機技術與試驗技術的發展為基礎，人們對各類結構在地震作用下的線性與非線性的反應過程也有了較多的了解，隨著強震觀測臺的增加，各種受損結構的地震反應記錄也在不斷地增加。進一步動力理論也稱地震時程分析理論，它將地震作為一個時間過程，選擇具有代表性的地震加速度時過程作為地震動輸入，建筑物簡化為多自由度體系，計算得到每一時刻建筑物的地震反應，完成設計工作。
3 高層建筑的抗震結構設計
3.1 必要的抗震對策
在高層建筑結構的抗震設計中國，出了要考慮到概念的設計，還要進行驗算，結合地震的情況，要在高度允許的范圍內建造，增加結構的延性。在當前的抗震設計中，抗震驗算及構造與措施等角度入手進行分析，提高結構的抗震性與消震性能。建立地震力與結構延性互相影響的雙重設計指標，直到達到預期的抗震效果。當前強柱弱梁，強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用已得到普遍的認可。
3.2 高層建筑的抗震設計思想
在《建筑抗震規范》中有明文規定，建筑的抗震設防要符合“三水準、兩階段”的要求。所謂的“三水準”就是指“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當遇到第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的地震時，結構處于彈性變形階段，建筑物可以正常使用。一般情況下，建筑物不會被損害，也不需要修理即可使用。所以，高層建筑結構的抗震設計要滿足地震頻發下的承載力極限，要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遇到第二設防烈度地震即相當于本地區抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服進入非彈性變形階段，建筑物結構會發生損害，但是不經修理或者簡單修理就可以繼續使用。所以，建筑結構必須要有足夠的延性能力，不會出現脆性破壞。當發生第三設防烈度地震的情況下，就是遇到本地區地震極限外的情況，結構會受到非常嚴重的損害，但是結構的非彈性變形距離倒塌仍有一段距離，不致產生危及生命的損害，保障了居住人員的安全。所以在進行高層建筑結構設計的過程中，要保證建筑的足夠變形能力，其彈塑變形要在規范的數值之內，保證結構良好的抗震性能。三個水準烈度的地震作用水平是根據不同超越概率進行區分的，一般情況下是：
多遇地震：50年超越概率63.2%，重現期50年；設防烈度地震（基本地震）：50年超越概率10%，重現期475年；罕遇地震：50年超越概率2%-3%，重現期1641-2475年，平均約為2000年。
從高層建筑的抗震水準來看，設防的要求是通過“兩個階段”設計來實現的，具體方法如下：第一環節，第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數，提前計算出高層建筑結構在彈性狀態下的地震作用效應，與風力、重力荷載進行高效組合。同時引入承載力抗震調整系數，進行構件截面的準確射擊，進而達到第一水準的強度要求；然后是運用同一地震參數計算出結構的層間位移角，使其可以在抗震規范設定的限值之內；同時采用相應的抗震構造對策，確保結構可以有足夠的延性、變形能力與塑形耗能，進而達到第二水準的變形目的。而第二階段則是運用與第三水準對應的地震動參數，算出結構的彈塑性層間位移角，使其在抗震規范的限值之內，然后進行必要的抗震構造對策，進而實現第三水準的防倒塌目的。
3.3 現代高層建筑結構的抗震設計方法
在《建筑抗震設計規范》中對各類的建筑結構的抗震計算應該采用的方法都有明確的規定：高度要在40m之內，以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，以及近似于單質點體系的結構，可采用底部剪力法等簡化方法；除1款外的建筑結構，宜采用振型分解反應譜方法；特別不規則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑，應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算，可取多條時程曲線計算結果的平均值與振型分解反應譜法計算結果的較大值。
結語
地震是威脅較大的天災之一，必須要加強防御，從上文的分析中我們可以看到，高層建筑的抗震結構設計必須要在要求的限值之內，保證結構的良好性能，提高建筑的使用性能。
參考文獻
[1]朱鏡清.結構抗震分析原理[M].地震出版社，2002.
