结构设计中抗震措施

结构设计中抗震措施（共12篇）

结构设计中抗震措施 篇1

科学的建筑结构设计理念是基于科学理论和实际经验, 在建筑结构的设计上进行经验总结、方法汇总、理念的改进和创新, 主要目的就是为了保证建筑结构设计上的准确、科学。建筑结构的设计图纸和在实际建造过程中, 要使用诸多专业化的计算公式和方法, 这会使建筑结构的每一部分都能做到安全可靠、科学合理。所以, 强化建筑结构工程中计算方法的准确度和先进性, 也是今后建筑结构工程领域必须不断学习、改进的内容。基于我国地震多发的实际情况, 建筑结构设计对抗震能力的要求就必须严格。尤其是在2008年汶川地震后, 国家在新建建筑抗震性能的评估和检验上特别重视。因此, 在建筑结构设计中要着重对抗震措施进行落实。

一、建筑结构设计中的抗震措施原理与技术

1. 建筑结构的隔震原理与技术

建筑结构设计中对隔震技术的运用, 不仅能减弱突发地震对建筑上层部位的破坏, 还可以使建筑物室内的装饰物、各种大型生活用具、家电设备得到较好的保护, 减少地震发生时造成的经济损失。根据国际通用的建筑结构隔震技术, 我们通过对建筑不同位置的分析, 将隔震原理分为以下四种。

(1) 地基隔震

指建筑的隔震层设置在建筑基础下的地基当中, 通过使用砂垫层、糯米垫层、软粘土等方式, 使地震在发生时其能量波在建筑地基当中被多次吸收、反复吸收, 从而达到减弱地震能量的效果。

(2) 基础抗震

指建筑的隔震层设置在建筑基础与上层结构部分之间, 采用夹层橡胶垫隔震、基底滑移隔震、混合隔震等装置, 使用粘弹性隔震、滚轴滑移隔震、摩擦摆隔震、摩擦滑移隔震等形式, 达到衰减地震能量波向建筑上层部分的传递总量, 从而减弱建筑上层部分在地震发生时产生的摇摆、破裂等地震反应。

(3) 层间隔震

这种方式是将建筑结构的隔震技术与抗震技术相互结合, 通过在建筑结构上安装耗能减震装置, 减弱地震发生时产生的能量, 吸收地震能量波, 从而降低建筑结构的地震反应强烈程度。

(4) 悬挂隔震

通过将建筑结构进行悬挂设计和建造, 减低地震发生时产生的能量波对建筑主体结构的冲击, 减弱地震作用时的能量传递, 起到控制建筑结构的地震反应程度, 从而得到建筑结构的隔震作用。

2. 建筑结构的减震原理与技术

建筑结构的减震原理与技术可按照减震方式的不同分为以下三类。

(1) 消能减震

建筑结构设计中对减震原理与技术的应用, 是凭借建筑结构附加阻力值的提高来减弱建筑结构地震反应程度。使用特别制造的加注结构元件对地震发生时产生的能量波进行消减和吸收, 从而达到保护建筑主体结构的安全与稳定。建筑结构减震技术的使用范围是比较广泛的, 可以用在新建建筑结构的减震消镇设计中, 可以用在已有建筑的抗震防震加固上, 可以用于钢结构建筑结构建造中, 可以用于建筑上层结构的隔震层中。关于消能减震的装置, 划分出来的种类是比较多的, 如摩擦阻力器、粘滞阻力器、形状记忆合金阻力器、塑性阻力器等。

(2) 机械减震

这里主要指无粘结钢支撑减震体系, 通过利用建筑结构内部钢支撑和外包钢管之间的不粘结性或是在内部钢支撑与外包钢筋、钢管混凝土上涂抹无粘结漆, 从而形成滑移界面。在滑移界面建造中所使用的机械材料, 在材料尺寸上要精心设计、施工, 形成内部和外包层之间的相对滑动, 防止内部钢支撑结构发生横向变形、整体弯曲或局部弯曲。

(3) 跷动减震

在跷动振动控制减震设计上, 目前采取两种方法, 一种是对建筑上部结构与下部基础在竖向上的不紧固设计;另一种是对建筑结构中承受地震能量较大的柱、支撑等结构与建筑下部基础的不紧固设计。

二、雅安地震后关于建筑结构设计的反思

1. 建筑结构设计与抗震措施的重要性

2013年4月20日早8点, 中国四川省雅安市芦山县发生7.0级地震, 造成众多房屋倒塌, 人员伤亡惨重。在这场自然灾难中, 我们发现芦山县老城区99%的房屋倒塌。但新建房屋相对保存完好, 这是一个值得反思的问题。我们知道, 自2008年“5.12”大地震发生后, 国家对新建建筑的抗震要求明确规定, 就是为了以防万一。通过这场灾难, 我们的建筑结构工程研究专家们应该更加积极努力的根据实际情况, 制定和规划建筑结构。可以向地震高发的日本在建筑结构方面进行学习和交流, 尽可能的通过建筑结构的改良来减少不必要的人员伤亡。国家在统一规划市县以下建筑建设的工作中, 需要明确提出建筑结构的设计要求和建造要求。在民用居住的房屋中, 设计在地震发生时, 可以进行躲避的防震空间。这点想法是因为, 很多较高层的人在地震发生逃跑中确实不知道躲在何处, 为什么不能在家中就建造保留一个可避难的空间?希望我国的建筑结构研究者重视这方面的问题, 国家政策也要对此大力支持。这样一来, 地震损失才能尽可能的减少。

2. 芦山县人民医院抗震技术探析

此次四川雅安地震中, 芦山县人民医院门诊综合楼在地震中表现出了良好的隔震效果。经历7.0级强震后, 除了少许墙面乳胶漆层脱落, 建筑内部梁柱和墙构件竟没有出现任何裂纹, 就连窗户的玻璃没有任何毁坏, 成为震后地震区抢救伤员的主要医院之一。它也因此被网友誉为“楼坚强”, 成了中国首幢经过强震考验的隔震建筑。根据专家解析, 该楼的无损秘密就在于“弹簧隔震”技术, 该建筑结构抗震设防烈度7°。通过分析与设计, 采用83个直径为500 mm和600 mm的橡胶隔震支座。橡胶隔震技术, 就是在上部结构和下部结构之间设置一层水平较柔的橡胶隔震支座, 以隔离或耗散地震输入的能量, 从而确保建筑结构在地震作用下的安全。用北京清华城市规划设计研究院建筑分院结构工程师徐珂的话来说, 隔震相当于在建筑物下面做了一个弹簧, 用这个弹簧把地震的作用给隔开, 类似自行车车座下的弹簧作用。一般抗震是指建筑靠本身的结构来抵抗地震的作用, 如果无法抵抗, 建筑会坍塌。是采用传统抗震结构, 还是采用隔震结构, 并没有特别规定。但我们知道, 隔震技术比普通正常的抗震技术的建筑造价要高10%~50%左右。

三、结语

经历过汶川大地震、玉树地震、雅安地震后, 国家对民用居住建筑、商用建筑、政府办公建筑、医疗科研建筑的结构设计和建造必然会更加重视抗震措施这一方面, 抗震结构设计必然会成为今后建筑结构设计的主流和重心。我国的建筑结构设计者要根据实际情况和自身经验, 加大对建筑抗震性能的研究, 不断总结创新建筑结构设计中的抗震理念。国家在建筑结构设计的整体方向上, 要制定相关国家政策, 严格把控建筑结构的抗震能力。做好上述方面的工作并通过多建筑结构的抗震设计, 相信一定能减少地震带来的建筑损害, 确保建筑结构的整体安全性和稳定性, 保障人们的生命安全。

摘要：随着经济的高速发展, 我国在建筑结构工程设计方面的研究也得到了进一步的提高。本文基于已有的建筑结构设计理念, 专注于保证建筑结构的质量安全, 对建筑结构的美感和人性化服务进行合理设计与创新。同时, 加强了建筑结构抗震能力的设计。本文重点讲解了建筑结构的抗震原理, 归纳和总结具体的抗震措施, 并结合雅安地震对今后的建筑结构设计抗震方面提出了建议。

关键词：建筑结构设计,抗震措施,分析与改进

参考文献

[1]吴健, 于峰.试论建筑结构设计的抗震措施[J].黑龙江科技信息, 2011 (06) .

[2]余南.试论建筑结构设计的抗震措施[J].民营科技, 2012 (04) .

结构设计中抗震措施 篇2

研究表明，简单规则的建筑物在地震中最不容易发生破坏。因此，无论在建筑平面还是立面上，均应力求质量、刚度均匀、对称分布，避免刚度突变或开设过大洞口。建筑平面上宜规则、简洁，使房屋质量中心与刚度中心尽可能一致，保证在地震作用下不发生较大的扭转效应。立面上应尽量降低房屋中心，避免头重脚轻。突出屋面部分不宜过高，避免发生鞭梢效应。

2.2 严格控制总层数及总高度

砌体结构中楼板重量近乎占到房屋总重量的一半，房屋总高度一定的情况下，多一层楼板意味着增加半层楼的地震作用。历次震害结果显示，砌体结构房屋层数越多，高度越高，地震中破坏程度越大，因此，有必要对砌体房屋总层数及总高度进行严格控制。

《建筑抗震设计规范》(GB50011-)中7.1.2条规定了我国在不同砌体材料、不同抗震烈度下的总高度和层数限值。同时，横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比规定降低3m，层数相应减少1层;各层横墙很少的多层砌体房屋，还应再较少一层。

2.3 合理布置楼梯间

楼梯间作为人员疏散通道，在紧急情况发生时，大量人员集中，如果在地震时破坏，极有可能造成伤亡，也使救援工作无法顺利进行。建筑物的四角是保证结构整体性的重要部位，地震时水平两个方向地震作用通过墙体传递，在角部形成合力，造成应力集中，故不宜在房屋的尽端和转角处设置楼梯间。

2.4 合理设置伸缩缝

砌体材料与钢筋混凝土的线膨胀系数不同，墙体和屋盖的刚度不同，当温度变化时，砌体墙体与钢筋混凝土屋盖将产生不同的变形。由于墙体变形受屋盖变形的制约，墙体中会产生温度应力，一定程度下会生成斜裂缝和水平裂缝。

为防止砌体由温差和墙体干缩引起的裂缝，可在产生裂缝可能性较大的.地方设置伸缩缝，如房屋平面转折处、体型变化处及错层处等。此外，在屋盖上设置保温、隔热层，或在屋面与墙体相接触的部位设置滑动层，也可有效防止温度裂缝。

2.5 重视构造柱与圈梁的设置

在多层砌体房屋中设置钢筋混凝土构造柱，能约束墙体变形，提高砌体抗剪强度，更重要的作用是增强墙体之间的连接，增强结构的整体性，提高砌体结构的抗震性能，防止房屋在大震时的突然倒塌。

构造柱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。构造柱的设置部位因地震烈度、房屋高度的不同而异，具体可见《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)7.3.1条的规定。

圈梁也是多层砌体房屋中重要的抗震构造措施，圈梁的设置可以防止因地基不均匀沉降或较大振动荷载对结构的不利影响。圈梁与构造柱相结合，对各层构造柱起到支撑点的作用，共同作为多层砌块房屋的约束边缘构件，限制开裂后砌体裂缝的延伸和砌体的错位，使砖墙有较大的延性和变形能力，继续吸收地震能量，避免墙体倒塌。

2.6 采用隔震结构

砌体结构中采用隔震措施可以有效抗震，即在建筑物上部结构与基础之间设置隔震层，延长整个结构体系的自振周期，增大阻尼，减小传到上部结构的地震作用。从抗震性和经济性考虑，建在高烈度区的建筑更适合采用隔震结构。

结论

结构设计中抗震措施 篇3

关键词：高层建筑 建筑结构 抗震设计 优化

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（a）-0084-01

近年来我国地震灾害发生的较为频繁，在地震发生时，建筑受到破坏性较大，而且部分建筑还会发生倒塌，所带来的经济损失和人员伤亡较大。高层建筑由于其层数较多，容积率较大，一旦在地震中出现坍塌会带来严重的损害。因此做好建筑抗震设计具有十分重要的意义，所以需要在设计时对其抗震性能进行重点关注和优化，有效的提高高层建筑的抗震性能。

1 高层建筑结构抗震设计的主要内容

抗震设计的基本原则是要满足抗震设防目标大震不倒、中震可修、小震不坏3个水准的要求，在确定这个原则时，需要按抗震设计两阶段进行设计，這两个阶段分别是多遇地震下的情况和罕遇地震的情况，前者采用弹性反应谱法，后者采用抗倒塌弹塑性变形验算。对一些超越规范的高层建筑，可以采用基于结构性能的抗震设计理论进行设计。

2 高层建筑抗震设计中常出现的问题

2.1 建筑平面和竖向不规则

随着经济水平的提高和大家对流动的艺术的追求，建筑师创作的平面和立面越来越复杂。进而平面和立面规则性超限的情况越来越普遍。这就使得建筑的抗震性能有很大的削弱。

2.2 地基的选取不科学

不同的地基类型对地震力的传递有不同的特点，高层建筑由于垂直高度较高，自身重量较大，所以在选址时，对于土质的硬度、密实度和对地形的开阔和平坦性具有较高的要求，而且要远离河岸，避免抗震危险性路段，这样才能确保高层建筑的基础具有较好的抗震性能，能够在地震力作用下具有较好的承受能力。但当前由于我国城市发展速度的加快，城市人口不断增加，很大一部分房地产开发商在进行高层建筑选址时都会更多的对其商业利益和商业开发空间进行考虑，这就导致高层建筑地基在选取上具有较多的适宜性和不科学性，从而使其抗震性能降低，在地震发生时高层建筑的基础破坏较为严重。

2.3 材料的选取不科学

近年来我国地震发生的较为频繁，这就需要在地震频发地区在进行高层建筑设计时，需要确保其结构体系的合理性，同时还要合理选择结构材料。但因为施工、经济等原因，轻质高强材料并没有合理的采用。还停留在增加水泥、增加钢筋、加大截面来刚性提高结构安全，运用新材料、减震、隔震材料用的少。

2.4 抗震设防烈度较低

限于我国的经济发达程度，目前我国的建筑的抗震设防烈度较低，中震相当于在规定的设计基准期内超越概率大约为10%的地震烈度，较低的抗震设防烈度放松了高层建筑的抗震要求。

3 高层建筑结构抗震设计的优化措施

要设计出具有较好的抗震能力的建筑应该从结构概念设计和构件设计两方面进行作手。

抗震概念设计对结构的抗震性能起决定性作用，因此新规范（规程）均在相关条文中强调了建筑与结构概念设计的重要性，并要求建筑师和结构工程师在高层建筑设计中应特别重视建筑结构设计中的概念设计

结构构件抗震的优化准则，即“四强四弱”“强柱弱梁”是指节点处柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力；“强剪弱弯”是防止构件剪切的破坏，要求杆件的受剪承载力高于受弯承载力；“强节点弱杆件”是防止节点的破坏先于构件；对于杆件截面而言，“强压弱拉”是为避免杆件在弯曲时发生受压混凝土破裂的脆性破坏，使受拉区钢筋的承载力低于受压区混凝土受压承载力具体的可以从以下几点进行考虑。

3.1 选择有利的抗震场地

地震对建设在不同地质条件上建筑设施的破坏作用有明显差异。在施工做好地基地质勘察工作，确保建筑场地有利于建筑设施的抗震，应避开对抗震不利地段，当无法避开时，应采取适当的措施提高抗震能力。按照建筑场地地基地质特点和受地震破坏作用的强弱进行有效分类，根据建筑场地的实际情况合理采取抗震措施，如根据地基地质抗震设防类别、地基液化等级等实际情况合理选择采用合理的基础形式，或者有效消除地基液化沉陷现象。

3.2 选用合理的结构体系

体系问题是结构设计应把握的头等重要的问题。应注意体系的合理性问题，优先采用抗震能力强、延性好、耗能能力强、便于施工的具有多道防线的结构体系（如采用设置耗能连梁的抗震墙结构、框架-抗震墙、框架-筒体结构等）。避免采用抗震能力较低的板柱-抗震墙结构、框架结构、尤其是单跨框架结构等。

3.2.1 优化平面和立面设计

结构的简单性，即尽量均匀、对称。结构简单是指结构在地震作用力下具有直接和明确的传力途径。只有简单的结构，才能够易于把握建筑结构的计算模型、内力位移分析和结构薄弱部位，从而对结构的抗震性能也有更可靠的估计。对于为了满足建筑功能要求的平面和立面的不规则，可以采取以下几点给予改善。

3.2.2 提高结构的刚度和抗震能力

水平地震的作用是双向的，建筑结构设计应使高层建筑能抵抗任意方向的地震破坏。通常设计可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力，结构的抗震能力则是结构强度及延伸的综合反映。结构刚度的选择不仅要能减轻地震破坏作用，还要注意控制结构变形的增幅，过大的变形会产生重力二阶效应，导致结构破坏、失稳。

3.2.3 结构的整体性

在高层建筑结构中，楼盖的设计对高层建筑整体性起到至关重要的作用，楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力结构，而且要求这些结构能协同承受地震作用。特别是竖向布置复杂或抗侧力构件水平变形特征不同步的结构，就更要依靠楼盖使抗侧力与结构能协同工作。

3.2.4 设置完善的抗震措施

抗震建筑结构体系应全面考虑到建筑物的设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，经过技术、经济技术、经济条件综合考虑来确定。首先应设较多道抗震防线，从而避免因部分结构或构件破坏而导致整个高层建筑结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力减弱。合理的刚度和强度分布，会避免因局部消弱、突变性、过大的应力集中或塑性变形集中可能产生的薄弱部位。

3.3 选用合适的建筑材料

合理选择高层建结构材料也有利于提高建筑设施的抗震性能。从抗震设计的角度对建筑工程所用材料参数进行有效分析，选用符合高层建筑抗震要求的工程材料。尽量选用高性能混凝土和高强钢筋及其他高强轻质材料，以提高提高构件内力及抗震性能，并应积极运用新型减震、隔震材料。

4 结语

随着高层建筑技术的不断成熟，其抗震设计水平不断提升，高层建筑抗震设计的方案越来越趋向于科学和合理，再加之各种新技术和新材料的应用，高层建筑抗震性能不断提升，有效的提高了地震发生时建筑的安全性。

参考文献

[1]王海翠.我国高层建筑抗震结构设计初探[J].科技传播，2011（10）：29，41.

[2]郭霞飞.高层建筑结构抗震设计思想与工程实例分析[J].四川建材，2010（3）：120-121.

结构设计中抗震措施 篇4

在四川汶川地震后, 抗震这个词受到了空前的关注。以前人们关注的是建筑的美观、建筑的布局和房屋的价格问题, 对建筑本身结构安全关注度不高, 对抗震设计没有概念性的认识;而现在, 人们对建筑的抗震问题关注度超过了房屋价格, 很多房地产商也以此来推销自己的楼盘, 纷纷打出标题, 本建筑能抗几级地震。而在建筑设计行业里, 抗震问题的影响更是广泛, 国家对现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2001进行了补充和修正, 对现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223也进行了补充和修正, 从根本上提高了建筑的整体抗震能力。

二、从地基基础方面考虑抗震

新的国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2001 (2008版) 中对建筑选址作了新的要求:选择场地时, 应根据工程需要, 掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料, 对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。对不利地段, 应提出避开要求;当无法避开时应采取有效措施。对危险地段, 严禁建造甲、乙类的建筑, 不应建造丙类的建筑。

针对山区房屋的局部设计提出了明确的抗震要求。山区建筑场地应根据地质、地形条件和使用要求, 因地制宜设置符合抗震设防要求的边坡工程;边坡应避免深挖高填, 坡高大且稳定性差的边坡应采用后仰放坡或分阶放坡。

建筑基础与土质、强风化岩质边坡的边缘应留有足够的距离, 其值应根据抗震设防烈度的高低确定, 并采取措施避免地震时地基基础破坏。当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时, 除保证其在地震作用下的稳定性外, 尚应估计不利地段对地震动可能产生的放大作用, 其地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值应根据不利地段的具体情况确定, 在1.1～1.6范围内采用。

三、建筑方案设计及计算的调整

除了对建筑物选址有新的要求外, 对建筑设计方案也有如下要求:建筑设计应符合抗震概念设计要求, 不规则的建筑方案应按规定采取加强措施;特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证, 采取特别的加强措施;不应采用严重不规则的建筑方案。

新的《建筑抗震设计规范》GB50011-2001 (2008版) 中还特别针对结构设计计算部分规定相应条文, 条文中指出利用计算机进行结构抗震分析, 应符合下列要求:

第一, 计算模型的建立、必要的简化计算与处理, 应符合结构的实际工作状况;计算中应考虑楼梯构件的影响。

第二, 计算软件的技术条件应符合本规范及有关标准的规定, 并应阐明其特殊处理的内容和依据。

第三, 复杂结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时, 应采用不少于两个的不同力学模型, 并对其计算结果进行分析比较。

第四, 所有计算机计算结果, 应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计;框架结构的围护墙和隔墙, 应考虑其设置对结构抗震的不利影响, 避免不合理设置而导致主体结构的破坏。

四、建筑构造措施进一步提高抗震能力

针对不同的结构, 规范有不同的规定;而对于抗震性能一般的砖混结构, 规范有着更严格的规定, 调整了很多构造做法:

多层普通砖、多孔砖房, 应按下列要求设置现浇钢筋混凝土构造柱 (以下简称构造柱) :

1. 构造柱设置部位, 一般情况下应符合表1的要求;

2. 外廊式和单面走廊式的多层房屋, 应根据房屋增加一层后的层数, 按表1的要求设置构造柱, 且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理;

3. 教学楼、医院等横墙较少的房屋, 应根据房屋增加一层后的层数, 按表1的要求设置构造柱;当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时, 应按第2条款要求设置构造柱, 但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时, 应按增加二层后的层数对待。

本条增加了6度设防时楼梯间四角以及不规则平面的外墙对应转角 (凸角) 处设置构造柱的要求。楼梯段上下端对应墙体处增加四根构造柱, 与在楼梯间四角设置的构造柱合计有8根构造柱, 再与7.3.8条规定楼层半高的钢筋混凝土带等可构成应急疏散安全岛。

为了提高结构的整体性能, 规范还要求楼、屋盖的钢筋混凝土梁或屋架应与墙、柱 (包括构造柱) 或圈梁可靠连接;6度时, 梁与砖柱的连接不应削弱柱截面, 独立砖柱顶部应在两个方向均有可靠连接;7～9度时不得采用独立砖柱。跨度不小于6m大梁的支承构件应采用组合砌体等加强措施, 并满足承载力要求。

五、建筑结构设计中充分考虑楼梯的影响

在以前的结构设计中, 结构规范对楼梯的要求不高, 没有很多的条文规定。新的抗震规范针对建筑规范里对楼梯概念的解释, 做了很多加强措施。国家现行《民用建筑设计通则》规定:

1. 楼梯的数量、位置和楼梯间形式应满足使用方便和安全疏散的要求。

2. 楼梯段净宽除应符合防火规范的规定外, 供日常主要交通用的楼梯的梯段净宽应根据建筑物使用特征, 一般按每股人流宽为0.55+ (0～0.15) m的人流股数确定, 并不应少于两股人流。

为了使用方便和疏散安全, 规范对楼梯踏步最小宽度和最大高度有相应规定如表2所示:

3.电梯不应计作安全出口, 设置电梯的建筑物仍应按防火规范规定的安全疏散距离设置疏散楼梯。

4.自动扶梯不得计作安全出口, 设自动扶梯的建筑物仍应按防火规范规定的安全疏散距离设置疏散楼梯。

根据以上建筑规范的解释, 可以看出楼梯是唯一的疏散通道, 楼梯对一栋建筑物的重要性不言而喻;而对于结构设计来说, 如何保证在结构主体不破坏的情况下, 疏散通道畅通安全就成了关注的对象, 针对楼梯设计的特殊性, 新版《建筑抗震设计规范》第7.3.8条中规定楼梯间应符合下列要求:

1.顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm设2φ6通长钢筋;7～9度时其他各层楼梯间墙体应在休息平台或楼层半高处设置60mm厚的钢筋混凝土带或配筋砖带, 其砂浆强度等级不应低于M7.5, 纵向钢筋不应少于2φ10。

2.楼梯间及门厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于500mm, 并应与圈梁连接。

3. 装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接;不应采用墙中悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯, 不应采用无筋砖砌栏板。

4. 突出屋顶的楼、电梯间的构造柱应伸到顶部, 并与顶部圈梁连接, 内外墙交接处应沿墙高每隔500mm设2φ6通长拉结钢筋。

除了构造措施外, 前面也提到了要求在结构设计计算中考虑楼梯的影响。国内两大结构设计软件“PKPM”及“广厦”都在这方面做了相应的调整。其中为了适应新的抗震规范要求, “PKPM08”版给出了计算中考虑楼梯影响的解决方案:在“PMCAD”的模型输入中输入楼梯, 可在四边形房间输入二跑或平行的三跑、四跑楼梯。程序可自动将楼梯转化成折梁, 此后接力SATWE等的结构计算即包含了楼梯构件的影响。模型输入退出时可由用户选择是否将楼梯转化为折梁到模型中, 如用户选择此项, 则程序将已建好的模型拷入工作子目录下的LT子目录, 并自动将每一跑楼梯板和其上、下相连的平台板转化成一段折梁, 在中间休息平台处增设250×500mm层间梁;二跑楼梯的第一跑接于下层的框架梁, 上接中间平台梁, 第二跑下接中间平台梁, 上接于本层的框架梁。原有工作子目录中的模型将不考虑模型中的楼梯布置的作用, 其计算与往常相同。而在lt子目录下的模型中, 楼梯已转化为折梁杆件, 该模型可由用户进一步修改。

而“广厦”在模型中是把楼梯模拟成了斜板, 导入到主体计算中, 以考虑楼梯对主体结构刚度的影响。

六、针对建筑材料选材的规定

根据研究表明, 地震带来的危害, 很大程度上是由地震带来的次生灾害造成的, 对于结构设计来说, 结构主体考虑是稳定安全的, 但是对于次生灾害在具体计算中的影响是无法准确计算和估计的。这就要求我们对建筑材料和施工工艺进行控制。

新版《建筑抗震设计规范》针对主要建筑材料, 有相应的条文规定。

结构材料性能指标, 应符合下列最低要求:

1. 砌体结构材料应符合下列规定:烧结普通砖和烧结多孔砖的强度等级不应低于MU10, 其砌筑砂浆强度等级不应低于M5;混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5, 其砌筑砂浆强度等级不应低于M7.5。

2. 混凝土结构材料应符合下列规定:混凝土的强度等级, 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、圈梁及其他各类构件不应低于C20;抗震等级为一、二级的框架结构, 其纵向受力钢筋采用普通钢筋时, 钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3;且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。

3. 钢结构的钢材应符合下列规定:钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85;钢材应有明显的屈服台阶, 且伸长率不应小于20%;钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。

第3.9.3条规定, 结构材料性能指标应符合下列要求:普通钢筋宜优先采用延性、韧性和焊接性较好的钢筋;普通钢筋的强度等级, 纵向受力钢筋宜选用符合抗震性能指标的HRB400级热轧钢筋, 也可采用符合抗震性能指标的HRB335级热轧钢筋;箍筋宜选用符合抗震性能指标的HRB335、HRB400级热轧钢筋。

第3.9.4条规定, 当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时, 应按照钢筋承载力设计值相等的原则换算, 并应满足最小配筋率、抗裂验算等要求。

七、结语

根据以上的分析, 我们可以看到, 规范的不断完善、不断提高, 充分考虑了现有因数对建筑结构本身的影响, 针对新出现的问题, 采取相应的措施去加强建筑的抗震能力。随着技术的不断进步, 建筑本身的抗震问题将得到很好的解决;除了考虑建筑本身的安全外, 现代建筑发展的方向是向着更节能、更智能的建筑发展。不断提高建筑居住的实用性和适用性, 使建筑的主要发展向着绿色建筑发展。更健康、更环保的理念将更好地改善我们的居住环境。

参考文献

[1]建筑抗震设计规范GB50011-2001 (2008版) [S].

[2]建筑工程抗震设防分类标准GB50223[S].

[3]民用建筑设计通则[S].

[4]PKPM新天地[S].

[5]PKPM (08版) 用户手册及技术条件[S].

结构设计中抗震措施 篇5

单从抗震角度考虑, 作为一种结构材料应轻质、高强、材质均匀; 构件间的连接应有良好的整体性、连续性及延性, 且能发挥材料的全强度，按照这一原则, 不同材料结构的抗震性能优劣排序是: 钢结构; 型钢混凝土结构; 混凝土- 钢混合结构; 现浇钢筋混凝土结构; 预应力混凝土结构; 装配式钢筋混凝土结构; 配筋砌体结构[4]。工程中常用结构抗震表现分述如下:

(1)钢结构钢结构最符合抗震材料的要求, 从已有的地震震害实例来看, 钢结构的表现均很好; 但它当前的造价及维护费用较高。

(2)现浇钢筋混凝土结构该结构整体性好, 造价低廉, 有较大的抗侧移刚度, 并且经良好的设计可保证结构具有良好的延性。但该材料也存在难以克服的弱点: 当地震持时较长时, 在周期性往复水平荷载作用下, 构件刚度因裂缝的开展而递减, 且塑性铰区会产生反向斜裂缝, 将混凝土挤碎, 产生永久性的“剪切滑移”[7]，

(3)预应力混凝土结构预应力混凝土结构在非开裂状态下能承受较大的变形, 因而在烈度不高时结构破坏较轻,相应地其所贮藏的弹性变形能要比钢筋混凝土高, 但预应力混凝土结构的滞回曲线比钢筋混凝土狭窄, 所能耗散的滞后能量要少一些, 且由于预应力构件受压区配筋一般相对较少, 一旦混凝土开始压碎, 承载能力就会急剧下降, 因此在高烈度地区, 必须采取措施提高延性, 方能使用预应力混凝土结构。实践证明, 通过合理控制预应力筋的含量(Q≤0. 5%) 可以实现这个目的[8]。

结构设计中抗震措施 篇6

关键词：错层结构；设计；抗震措

我国经济的快速发展以及国际化的步伐日益加快使得我国人民的视野范围更广，并且对衣食住行的品味也在不断上升。我国是一个对于“家”有着浓厚情怀的国家，这就导致我国人民对于住房的需求量不断攀升，并且人们对于住房的要求也在不断发生着改变，其中就包括对于建筑结构设计的要求变得越来越多样化，例如很多人对于错层结构设计情有独钟。有需求就会有市场，很多开发商与建筑公司发现了人们对于错层结构设计的钟爱就开始大量地在建筑当中应用错层结构设计，这种设计的确较为新颖并且对空间的利用也很有效，不过其在设计上需要注意很多的事项，并且其在抗震方面也与其他结构的建筑有所不同，今天我们就来分析一下关于建筑错层结构设计的注意事项与抗震措施。

1、建筑错层结构的概念及性能

建筑错层结构指的就是楼板标高大于600mm以上，目超过梁高。不过值得注意的是单纯的这些标准还不足以构成错层结构，错层的结构标准当中错层所占的面积比例要占到整个房屋比例的百分之三十以上。只有达到了这些标准我们才能称建筑的结构为错层结构。错层结构是一种不规则的建筑结构形式。首先是平面，每层的楼板由于标高不同，相当于楼板开大洞，所以平面不规则，除此之外，由于梁板形成错层折旧导致了竖向构件的刚度会有很大的差距，因此竖向也相对不规则。通过工程试验表明错层结构的抗震性能较差，因此应当尽量避免在地震多发地带建设错层结构。不过我们需要注意的是我国是一个地震多发国家，因此全国很大一部分面积都是不适合于建设错层结构的建筑，可是市场上又对错层结构十分偏爱，这就产生了—个较大的矛盾，而对于这一矛盾最好的调节方法就是在错层结构的抗震性能方面进行改进，从而使其能够具有良好的抗震性能。

2、错层结构设计的注意事项

错层建筑结构由于其结构较为特殊，因此在对其进行设计时就需要在很多方面进行注意，在错层结构设计中如果能将这些注意事项较好的落实，那么对于错层结构的性能应当说是有所提升的。在设计时应具体问题具体分析，充分考虑各种不利因素，针对错层结构可能出现的薄弱部位，从建筑平面布置、理论计算及抗震构造措施等方面出发，增强结构的整体受力性能，提高结构的延性。笔者将这些注意事项加以总结，其包括了结构共用柱的设计、结构平面布置的合理性、错层柱及上连梁的加强以及避免在高层钢筋混凝土结构中使用错层结构。下面我们来一一具体分析。

2.1结构共用柱的设计

通常的建筑结构当中所使用的结构共用柱都为短柱，这种柱体没有很好的延性，（1）结构的共用柱大多为短柱，而短柱的延性很差，这使得建筑受到本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时，非常容易出现剪切性破坏从而使得建筑结构出现破损甚至很容易造成坍塌事故。

2.2增强结构平面布置的合理性

结构平面布置的合理化对于任何建筑结构而言都是十分重要的，而对于错层结构而言，其就显得更为重要。在对错层结构进行设计时应当加强对于平面布置的合理性，从而使得错层部位两层的竖向构件刚度相等，对结构平面布置不对称的结构，地震的扭转效应将十分显著，可能造成角部抗侧力构件开裂，在设计中应加强这些部位的配筋，增强抗震构造措施。

2.3加强错层结构中错层柱及其上连梁的抗扭能力

错层结构必须较少扭转效应，为了增强错层柱和上连梁的抗扭能力，应当在错层的两侧采用刚度和变形性能比较接近的结构方案，一次来减少扭转效应的出现。并且还能够避免剪力墙和框架柱的重力过于集中，从而使得错层出现结构薄弱部位。

2.4避免在高层钢筋混凝土结构的房屋中使用错层结构

我们需要注意的是错层结构虽然被购房者所喜爱但是在钢筋混凝土的高层中使用错层结构设计是十分危险的，一旦发生地震其发生重大事故的几率会大大上升。不过如果必须在高层中使用错层结构设计，那么就必须采用剪力墙的结构以增加其抗震能力。

3、错层结构的抗震措施

在错层结构抗震措施当中其首先要关注的是错层结构的特性。错层建筑结构由于在错层短柱存在很大的内力集中，并且错层结构要求短柱之间的协调性，从而使得其一旦发生地震就更加容易发生破损甚至坍塌。因此为了改善错层结构的抗震性能笔者提出了以下几项措施。1.增设撑杆在错层结构中为了提高抗震性能，我们必须根据错层中的结构在必要的地方增设撑杆，撑杆能够使轴力转移普通错层框架结构错层处短柱受的剪力。2.增设剪力墙实践中证明，对于任何结构而言剪力墙的存在都能在绝大的程度上提高建筑的抗震性能。

3.1运用概念设计的思想确定结构方案、进行结构布置

在对复杂高层建筑进行设计时，运用概念设计的思想确定结构方案、进行结构布置是十分重要的。在此基础上还要有充分的计算分析手段例如采用二种不同计算程序进行分析对比、相互验证，并采用结构动力分析方法进行补充分析。

结束语：错层结构以其极好的空间利用，以错落的空间设计成为了越来越多年轻人的选择，这种建筑结构也以极快的速度风靡了我国，但是我们应当清醒地意识到其抗震性能的薄弱。因此错层建筑结构设计的注意事项以及抗震措施直接关系到建筑物内居民的生命财产安全，我们必须对这一方面引起极大的重视。

砖混结构的抗震性能以及抗震措施 篇7

发生地震时, 砌体受到的地震损害大体分为外在原因和内在原因两种情况。外在原因是指地震产生的冲击力, 地震冲击波可以分为横向的和纵向的, 横向波产生水平力或是扭转力, 纵向波产生垂直力。当横向波产生的水平力和墙的方向平行时, 因为墙体的剪力作用, 会在墙体上出现裂缝;当水平力和墙体方向垂直时, 墙体弯曲, 平面受损, 为了避免这一情况发生, 建议在多层建筑中, 使用圈梁或是构造柱;当发生等级低的地震时, 同时建筑物的层数较少时, 纵波形成的垂直力, 会小于建筑物本身的重力;但是, 如果建筑物的层数较多时, 纵波产生的垂直力, 会在较高的楼层上, 形成拉应力, 为此, 用砖混结构建成的建筑物, 一般会限制层数;横波产生的扭转力, 会使建筑物中离中心较远的地方受损严重, 例如:边角。导致砌体受损的内在力是结构的脆性较高、整体连接不牢靠, 当地震发生的时候, 建筑体脆薄的地方、受力复杂的地方、建筑体突出的地方、建筑连接不牢靠的地方, 都很容易遭受地震的破坏。

2. 抗震性能的最优设计及分析

2.1 平立面的设计要匀称、规则

在多层建筑中, 为了防止在地震时, 砌体结构发生刚度突变、楼层错位的情况, 其结构要设计匀称规则, 避免因为建筑体的形体复杂、受力不匀等原因引发作用力太复杂或是结构伴随扭曲现象, 导致建筑物遭受损坏。

2.2 横向和竖向的墙体一起承担作用力

在多层建筑中, 横向和竖向墙体一起承担作用力的结构, 要优先使用, 并且最好是横向、竖向承担的作用力要匀称。横向要对齐, 竖向要连接到位, 在一条轴线上的窗间墙, 宽度要一致, 楼梯最好不要设计在建筑物一端或是某个角, 烟道的设计不能让墙体消弱, 如果必须要消弱, 一定要有别的加固的方法, 没有纵向配筋的烟囱, 不要设计。

2.3 限制建筑物的高度和宽度

历来的地震受损数据显示, 建筑物的受损程度和建筑物本身的高度和宽度有着很大的关系。建筑物的层数越多, 地震受损程度就越高。所以, 在建筑物设计中, 一定要限制建筑物的层数和高度, 多层建筑的横墙承担了大部分的地震横向作用力, 如果横墙的间距不均匀, 会使楼层平面变形, 降低了横墙的抗震能力, 所以, 横墙的间距也要均匀。

3. 改善砖混抗震性能的相应措施

3.1 砖混结构的刚度要均匀

参照抗震性能的设计原理, 砖混结构要保持刚度均匀, 平面规整、匀称, 墙体连续、贯通。然而在实际施工过程中, 经常碰到刚度中心、质量中心二者不重合的现象, 这样, 当地震发生的时候, 会偏转, 致使一些离刚度中心较远的结构变形严重, 极易受损。如果有这一现象存在, 要在离刚度中心较远的地方, 设置钢筋混凝土柱或是圈梁, 用以约束墙体、加固脆弱的地方。另外, 还可以把刚度大的墙体, 改成轻质隔墙, 或者是把刚度小的地方的横切面尺寸增加, 适当调整刚度。

3.2 重视圈梁、构造柱的优化设计

圈梁, 有助于建筑物内墙和外墙连接地更好, 提升结构的整体性, 预防预制板发生散落, 减少墙体平面塌陷的可能, 提升楼盖的刚度, 极大地预防墙面受到破坏, 地震时, 可以有效阻止前面裂缝继续恶化, 有效缓解地震产生的沉降力, 设置圈梁是最经济、最有效的防震方法。在圈梁的具体施工过程中, 会碰到施工人员计算方法不恰当, 导致钢筋的绑扎长度太短;在楼梯口、门窗洞口不增设圈梁, 亦或是把圈梁设在洞口的下面;附加圈梁长度小于原有圈梁的长度;把圈梁高度降低, 不能和楼板靠紧, 使结构的刚度得不到提高, 圈梁的抗震作用得不到发挥;建筑物边角处、墙体联合处, 没有设置圈梁, 或是没按规定数量、长度标准设置圈梁等问题, 因而, 应该重视对其的设计。

构造柱, 主要用于提升建筑物结构的变形能力, 增加结构的延性, 让建筑物在地震发生时, 不会突然倒塌。设置构造柱, 可以让建筑物的结构, 有一个由圈梁、构造柱共同组成的体系;建筑物的外墙砌好以后, 借助构造柱, 能让墙之间互相连接, 提升建筑物的整体牢固性, 构造柱能明显提高建筑物中墙体的延性, 提高结构的变形能力, 让整栋建筑物的抗震性能大大提高。除此之外, 圈梁、构造柱一起使用, 在墙体的横向、竖向进行加筋, 可以有效避免墙体裂缝的扩宽或是长度延伸, 有效限制开裂的结构发生错位, 保护墙体不会坍塌, 墙的竖向作用力不会很大幅度地减少, 保证了建筑物较强的抗震性能。

3.3 增大墙体面积、提高砂浆的强度

砖混结构的建筑物, 其抗震能力和建筑物的高度成反比, 和墙体面积、砂浆强度成正比。所以, 增大墙体面积、提高砂浆的强度, 也是提升建筑物抗震性能的有效方法。一般来讲, 能抵抗七级地震的建筑物, 墙体的面积率, 要保证在百分之十以上, 当建筑物的层数是六层及以上时, 这一数值要保证在百分之十二以上, 砂浆的强度要高于M5;另外, 鉴于楼盖的总重量是建筑物的一半, 所以, 当建筑物的高度确定后, 增一层楼盖, 相对于增加了半层楼的抗震能力;当建筑物的总层数不一样时, 建筑物的薄弱层也有所不同:四层及以下的建筑物, 薄弱层为一层;五层及以上的建筑物, 薄弱层会有所上升, 所以, 在建筑物设计过程中, 当建筑物的层数在四层及以下时, 要增大一层的墙体面积、提高砂浆的强度, 当建筑物的层数为五层及以上时, 要增加墙体面积、提高砂浆强度的楼层为一到三层。

3.4 连接墙体

楼盖板和墙体之间连接的好坏, 也对建筑物的抗震性能有影响。现在, 我国的多层建筑, 多数使用的是全现浇板, 这样有助于提高建筑物的整体性, 另外, 提高建筑物的刚度、强化楼盖板和墙体之间的连接, 可以最大限度地控制墙面水平弯曲损坏。

3.5 横墙、纵墙的设计要合理

横纵墙是砖混结构建筑物的主要承载构件, 地震时, 建筑物受损或是坍塌, 主要是地震力使横纵墙产生裂缝, 导致墙体松动、错位、坍塌。所以, 横纵墙的合理设计, 能够有效提升建筑物的抗震性能, 在设计横纵墙时, 主要注意墙体分布要匀称, 横墙要沿平面对称, 纵墙上下对齐连续, 同时同一轴线的墙体厚度要一致, 尽量使得纵墙连贯, 增加横向墙体的间距, 应对横向地震力对建筑物的损坏。

3.6 墙内要设钢筋

多层砖混结构的建筑物底层, 抗震性能较低, 所以, 可以在底层的承重墙体内设置钢筋用于分担地震作用力, 提高墙体的抗震性能, 降低墙体的脆性, 提高墙体的延性。

3.7 保证施工的质量。

设计的好坏, 还要通过施工“落实”, 保证施工的质量, 才能让建筑物的抗震性能真正达标, 在实际的施工过程中, 要保证砂浆的强度、保证砌体的质量、横纵墙体要连接好, 保证施工质量达到设计的标准, 提高施工的质量, 也是保证建筑物抗震性能很关键的方法。

4. 结束语

砖混结构建筑物抗震性能的高低, 关系着人们的生命、财产安全。砖混结构建筑物, 因为材料性能不稳定、施工质量高低等原因, 建筑物的抗震性能很难达到设计的标准, 所以, 从设计到施工, 要进行全面控制, 保证建筑物有很高的抗震性, 让人们的生命财产安全不受损坏, 建筑物功能性很好的发挥。

摘要：砖混砌体的优点有很多:结构简单、价格不高、施工便利, 正因这些, 它被广泛使用在国内的建设中, 我国传统的砖混砌体抗震效果不明显, 在地震中, 损坏严重, 人们的财产、生命损失严重。所以, 笔者在此文中讨论多层建筑物中砖混砌体的抗震效果及相应抗震措施。

关键词：砖混结构,抗震性能,抗震措施

参考文献

[1]高振世, 等.建筑结构抗震设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.

[2]董宏志, 吕玉涛, 徐茵.构造柱在砖混结构中应用的若干问题[J].吉林建筑工程学院学报, 2014, (1) .

[3]施伟华, 周光全, 赵永庆, 等.2003年大姚612级地震房屋震害特征及分析[J].地震研究, 2014, 27 (4) .

结构设计中抗震措施 篇8

近些年来,随着国家建设脚步的加快、市场经济的推动以及建设场地的不断紧缩,高层建筑慢慢占据了建筑市场的主导地位。而在高层建筑范围内,虽然随着国力的不但增强、技术的不断进步、施工工艺的不断先进,超高层占据的比例越来越大,但总体而言目前建筑市场仍以高度在60～100 m范围内的建筑居多。由工程设计及建筑市场的现状不难看出,高度在60～100 m间的高层建筑,大量采用的结构体系为现浇钢筋混凝土剪力墙结构或框架-剪力墙结构。从而可见,剪力墙在工程结构实体中得到了越来越多的应用。

2010年至今,新版设计规范不断更新,有关剪力墙抗震构造措施设计的部分较前一版设计规范有了较大的改进及修改,本文将简单罗列出新旧规范对比下修改的内容。随着国力的增强以及近几年地震灾害的频发,为了减少人身的伤害以及经济的损失,建筑结构抗震设计要求越来越严格,含钢量也随之增大。本文通过新版规范有关剪力墙抗震构造措施在工程设计中实际应用的经验进行简单对比,提出一些剪力墙结构设计时的优化设计建议。

二、2012与2001版结构设计规范有关剪力墙抗震构造措施修改内容的对比

自2010年以来,新版设计规范陆续更新。《建筑抗震设计规范》GB50011-2010、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010三大混凝土结构设计规范均对剪力墙设计时抗震构造措施提出了新的要求。以《高层建筑混凝土结构技术规程》为参照,与前一版规范相比,主要修改内容如下。(1)剪力墙底部加强部位的范围,由原来的底部两层和墙体总高度的1/8二者的大值修改为底部两层和墙体总高度的1/10二者的大值,且明确了底部加强部位的高度应从地下室顶板算起。当结构计算嵌固端不在地下室顶板时,应向下延伸至计算嵌固端。(2)新版规范明确的定义了短肢剪力墙的概念。对于L形、T形、十字形剪力墙,其各肢的肢长与截面厚度之比的最大值大于4且不大于8时,才划分为短肢剪力墙。(3)与02版规范相对比,新版规范取消了短肢剪力墙抗震等级提高一级的要求,剪力墙的轴压比规定更为严格。一、二、三级短肢剪力墙的轴压比,分别不宜大于0.45、0.50、0.55,一字形截面短肢剪力墙轴压比限值应相应减小0.1。(4)与02版规范相比,新版规范取消了剪力墙分布钢筋之间的拉筋在底部加强部位应适当加密的要求。(5)与02版规范相比,新版规范剪力墙约束边缘构件设置的范围有所变化,设置约束边缘构件与剪力墙的轴压比相关联起来。当剪力墙墙肢的轴压比不大于0.1(9度一级)、0.2(6、7、8度一级)、0.3(二、三级)时,可以不设置约束边缘构件而只设置构造边缘构件即可。另外,新版规范中增加了三级剪力墙亦应设置约束边缘构件的要求,这是特别要强调的。(6)与02版规范相对比,新版规范剪力墙约束边缘构件延墙肢的长度Lc及其配箍特征值λv有很大变化,其值与剪力墙墙肢的轴压比相关连起来。具体变化内容详见表1。其中,黑体字部分为新版规范新增加或修改的内容。(7)与02版规范相对比,新版规范剪力墙约束边缘构件竖向钢筋的最小配筋率,增加了三级剪力墙为1.0%的规定,竖向钢筋配筋量由原6φ16(一级)、6φ14(二级)修改为8φ16(一级)、6φ16(二级)及6φ14(三级),增加了箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300 mm,不应大于竖向钢筋间距的2倍的条款。(8)新版规范将一般剪力墙竖向和水平分布钢筋间距由不应大于300 mm修改为不宜大于300 mm,且由强制性条文修改为一般条款。(9)新版规范中,增加了一、二级抗震等级剪力墙底部加强部位构造边缘构件的配筋要求(一级:纵筋0.010 Ac与6φ16中的大值,箍筋直径不小于φ8且间距不大于100 mm;二级:纵筋0.008 Ac与6φ14中的大值,箍筋直径不小于φ8且间距不大于150 mm),并修改了三级剪力墙构造边缘构件竖向钢筋的最小配筋要求(底部加强部位修改为0.006 Ac与6φ12中的大值,其他部位修改为0.005 Ac与4φ12中的大值)。(10)新规范中增加了跨高比不大于1.5的连梁纵向钢筋的最小配筋率的要求,同时提出了连梁纵向钢筋的最大配筋率的要求。(11)在新版《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中,修改了关于剪力墙分布钢筋的要求,在剪力墙结构体系中,剪力墙竖向分布钢筋直径不宜小于10 mm,而在框架—剪力墙结构体系中,水平与竖向分布钢筋直径均不宜小于10 mm。

三、新版规范下剪力墙结构抗震构造措施在剪力墙含钢量优化设计中的应用

随着改革开放的不断发展,我国国民生产总值的不断提高,保护人民生命与经济财产的目标成为抗震设计的重中之重。因此抗震设计标准要求越来越严格,建筑结构的含钢量随之也不断得到提高。而在现实社会中,为了积极响应国家可持续发展的战略目标以及绿色环保低碳的发展理念,并且可以让建筑开发得到经济利益的最大化,含钢量成为了结构设计中的焦点。通过应用新版规范在工程设计中的经验,充分利用关于剪力墙结构设计抗震构造措施的规定,从而达到了剪力墙含钢量的优化设计。

1. 应用剪力墙轴压比的规定,优化剪力墙结构设计

新版设计规范中,剪力墙边缘构件的设置与剪力墙墙肢的轴压比紧密的联系到了一起,而在上一版设计规范中这是没有的,只是笼统的提出了剪力墙下部应设置约束边缘构件、上部设置构造边缘构件的理念。旧版规范已经执行了10年,很多设计人员已经形成了固定的设计习惯,而且随着现在社会发展脚步的加快,设计人员的工作强度越来越大,造成了很多设计人员设计时就高不就低的理念,从而忽视或忽略了新版设计规范的规定。为了达到优化结构设计的目标,当结构平面布置已经确定、并经结构整体计算满足规范各项规定的要求下进行剪力墙施工图具体的设计时,第一步就应先核查剪力墙墙肢的轴压比,从而确定剪力墙在底部是设置约束边缘构件还是构造边缘构件;在剪力墙设置约束边缘构件确定的情况下,区分确定Lc的范围及箍筋配箍特征值的取值,从而达到优化设计的目标。简单举例,某工程中剪力墙抗震等级二级,其中一200厚L形剪力墙中一墙肢长5 m,其轴压比为0.27。按照新版规范规定,在该墙肢端头可以直接设置构造边缘构件(暗柱200×400),纵筋614即可满足要求。而按笼统的全楼剪力墙均设置约束边缘构件设计,其最小纵筋配筋为616(暗柱还按200×400考虑),纵筋用钢量就提高了约30%。

2. 应用箍筋、拉筋水平肢距间距的规定,优化剪力墙结构设计

依据新版规范规定,箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300 mm,不应大于竖向钢筋间距的2倍。依据此条规定,当剪力墙纵筋间距不大于150 mm时,剪力墙箍筋或拉筋可以采用隔一拉一的方式布置,从而达到优化设计的目标。简单举例,某一抗震等级二级的L形剪力墙(200厚)转角部位设置转角构造边缘构件,布置12根纵筋,采用箍(拉)筋8@200。若每根纵筋均设置拉筋,则箍筋每米用钢量为5.73 kg;若采用隔一拉一的方式,则箍筋每米用钢量为5.05 kg,用钢量下降了约0.7 kg。

3. 使用高强度钢筋,优化剪力墙结构设计

推广应用高强度钢筋是落实中央节能减排决策的重要措施,是推动建筑业技术进步的有效途径。使用高强度钢筋可以大大降低用钢量,从而达到优化剪力墙结构设计的目标。简单举例,某8度抗震设防工程中剪力墙抗震等级一级,底部采用混凝土C40,某片300厚剪力墙轴压比为0.45,其一端头设置暗柱300×400,箍筋配置3×4。在满足规范的要求下,λv=0.2。当采用HPB300级钢时,其规定体积配箍率为1.415%,箍筋需配置10@100(ρv=1.721%);当采用HRB400级钢时,其体积配箍率为1.061%,箍筋需配置8@100(ρv=1.103%)。如此看出,使用HPB300级钢较使用HRB400级钢用钢量提高了约56%,每米范围内用钢量增加了4.862 kg。

四、结语

结构设计中抗震措施 篇9

我国处于环太平洋地震带及欧亚地震带之间,有41%的国土、一半以上的城市位于地震基本烈度7度或7度以上地区,6度及6度以上地区占国土面积的79%[1]。当地震烈度大于5度时,地震对房屋等建筑结构的稳定性产生影响,我国大部分地区对房屋等建筑结构的抗震设防烈度为6度～7度,某些特殊建筑结构物抗震设防烈度达到8度。据近年来我国发生的多起地震数据不完全统计,当地震烈度在设防范围内时,建筑结构物相对完好,也即我国现行的建筑结构设计规范有能力对地震烈度为7度～8度以内的地震进行有效设防。

1 地震对建筑结构的破坏机理

对建筑结构来讲,地震对建筑物的破坏作用是通过其所在场地、地基及基础将地震力传递给上部结构的,地震力所产生的地震加速度峰值在地表首先导致场地岩层断裂或错位,从而引起地基及基础的开裂,在地震纵波与横波的纵向、横向加速度峰值共同作用下,建筑结构的下部结构发生剧烈震动,同时在建筑结构本身的自重加速度综合作用下,地震力及建筑结构本身的重力形成了不定向的巨大合力,由于常规的建筑结构所用的材料为砖、石及混凝土等脆性材料,因此,在强震烈度条件下形成的这一巨大合力的冲切作用下,建筑结构发生突然的脆性破坏,从而导致建筑结构在极短时间内发生突然坍塌。

2 我国居民房建筑结构特点

城市居民房建筑结构对地震灾害具有一定的有效设防能力,除施工质量隐患造成的小震级损毁外,通常只有在地震灾害的烈度超过设防的地震烈度等级情况下建筑结构才会发生严重的破坏。

同时,我国乡镇、乡村居民房在建筑结构类别、采用的建筑材料类型及设计与施工程序上呈现出结构简单、类别迥异、差别明显的特点,通常,乡村居民房分布广、数量多,建筑结构以砖、石砌体为主,设计与施工过程中一般没有对建筑结构抗震性能进行严格考虑。因此,由于其自身结构特点造成的抗震、抗灾能力薄弱,使得一旦地震等自然灾害发生,哪怕是震级相对较小、烈度相对较低的地震对其毁损程度以及对人民群众的财产和生命安全造成的损毁性后果是相当严重的。

3 民房建筑结构抗震能力提高措施

3.1 提高建筑结构抗震能力的设计措施

3.1.1 建筑结构抗震能力的总体设计理念

为保证建筑结构在强震烈度条件下良好的抗震能力,在建筑结构设计时,应充分考虑建筑物的结构体系控制设计,尽量选用体形简单、规则、平面对称、抗侧向力的体系刚度与承载能力变化连续以及质量变化相对均匀的设计方案。

3.1.2 建筑结构局部抗震设计措施

1)场地选择与基础抗震设计。

在建筑结构设计时,应对场地进行抗震评价,通过对地震地质、工程地质、地形地貌以及岩土工程环境等场地条件的分析,研究场地条件对基础和上部结构震害的影响,从而合理地选择有利的建筑场地以及地基或结构抗震措施,避免和减轻地震对建筑物或工程设施的破坏[3]。

建筑结构场地选取时宜选择对抗震有利的地质地形条件,应避开采空区、软弱黏性土、非岩质陡坡等不利地段,同一结构单元不宜设置在性质截然不同的土层上,对软弱土、土层不均匀的地基应尽量保证上部结构的整体性和刚性。对于建筑结构的基础抗震设计,除常规的保证建筑结构基础的整体性,以加大钢筋混凝土用量等为措施来提高基础的刚性抗震能力外,在结构物底部与基础面之间设置防震胶垫以减缓地震波冲击力的柔性抗震措施对提高建筑结构抗震能力是很有效的。

2)建筑结构局部加强措施。

从地震破坏机理角度,地震纵波首先到达地表,引起建筑结构的上下震动,结构自重惯性力及纵波引起的地震惯性力共同作用使建筑结构主体结构(或骨架)与其他连接构件之间的连接部位形成薄弱环节,当地震横波稍滞后于纵波传到地表,横波的横向惯性力作用于建筑结构时,其薄弱环节立即破坏,从而引起建筑结构的瞬间毁损或垮塌。国内外近几年发生的多起破坏性较大的相关地震资料表明,建筑结构主体(尤其是框架结构的框架)相对完好,但楼板及后砌墙严重损毁坍塌,造成了严重的灾难性后果。因此,对于主体结构(或骨架),相互之间的连接应可靠,传力途径应明确,截面形式应合理;主体结构(骨架)与其他结构或构件(楼板、后砌墙及其他附属构件)之间的连接确保牢固。

为避免强震烈度条件下建筑结构主体完好情况下,其他结构坍塌而造成的灾难性严重后果,应从设计理念及设计思想上高度重视,对楼板与建筑主体(或骨架)之间的连接、后砌墙与框架结构之间的连接进行专门的研究及加强设计,而做到这一点,从设计或施工的角度都不是很难,却可以从很大程度上减轻地震对人民财产与生命安全造成的灾害与损失。

3.2 抗震材料的应用与研究

3.2.1 采用抗震性能良好的材料

日本是一个地震频发的国家,日本民居常采用木质结构来有效防止地震灾害对建筑结构的毁损,这主要是因为木材是一种构件间连接工艺良好、质量相对较轻、材质相对均匀的柔性破坏材料。在最近发生的四川特大地震灾害中,有关专家通过对成都地区建筑结构损伤及破坏情况调查研究发现,常用的砖、石、混凝土等脆性破坏材料建筑结构的损伤程度相对较高,强震烈度条件下脆性材料的脆性破坏是造成地震灾难的潜在原因。国内外对地震灾害中的建筑结构毁损程度及破坏情况的研究表明,不同建筑材料的建筑结构抗震能力由弱到强的顺序依次为普通砖石砌体结构、钢筋混凝土结构、框架结构、木结构及轻型的复合材料结构。因此,对于地壳运动发育的地震多发带,在综合考虑保暖、防火等多种因素的情况下,宜尽量采用抗震性能相对良好的钢(铝合金)结构、木质结构及轻型复合材料等建筑材料作为主体材料是提高建筑结构抗震能力的有效措施。

3.2.2 抗震新技术的研究与应用

超出传统的刚性抗震(以加大建筑结构面积为出发点)思想理念,在提高建筑结构抗震能力研究中以实践为基础、以科学为指导大胆探索柔性抗震(以采用柔性材料进行隔震、消能为出发点)新技术、新理念是战胜地震灾害最有效的新途径。在基础和地基之间加防震胶垫以减缓地震波冲击力的柔性隔震技术,以及把建筑物的某些非承重部分(如支撑、剪力墙等)设计成消能杆件或在建筑物的某部位装设消能装置以达到建筑震动能量消耗或削减目的的消能技术是当前建筑结构抗震的新技术。利用我国地震研究专家周福霖院士等在建筑结构抗震多年研究的“房屋隔震消能新技术”及“房屋减震控制新体系”等新技术成果,我国采用夹层橡胶垫建成的多层隔震住宅(汕头)在台湾海峡发生的7.3级地震波及下,同地段传统结构房屋发生剧烈晃动,该隔震房屋里面无震感。

此外,我们可以从柔性抗震理念出发来探索新型的建筑结构抗震材料,比如,在脆性破坏材料中加入颗粒级配适宜、配合比适当的硬质橡胶颗粒来改善混凝土结构的抗震性能等。

3.3 施工质量是结构抗震的有效保证

经相关方面分析比较,除建筑物结构设计方面的因素外,建筑结构的施工质量是导致这两起地震灾害不同结构的重要原因。

从抗震设计角度确保建筑结构强震烈度有效设防的同时,将国家财产与人民生命安全放在极其重要的地位,为使建筑结构竣工的实体实际抗震能力与设计阶段的抗震设防能力相一致,在施工中确保工程质量是建筑结构具备良好抗震能力的有效保证。

4 关注乡村民房建筑结构抗震措施

为使在地震等自然灾害面前广大人民群众生命和财产安全得到保障,关注广大乡村居民建筑结构的抗震问题,采取相应措施提高其抗震能力是十分重要的。首先,有关部门应对乡村居民房的建设予以足够的关注,通过宣传、教育让广大乡村居民了解当地的地震烈度情况,同时,集中国家相关的抗震技术人员从技术的角度提供一套对当地地震烈度可以有效设防的民房建筑标准。其次,结合当地经济与民房建筑结构类型特点,应对新建的民房建筑从建筑材料的合理应用、建筑结构抗震的具体措施等方面加以一定的技术指引,使我国民房建筑结构抗震成为一个具有全民意识的行为。虽然,提高全民房屋建筑结构的抗震能力是一项艰巨、庞大的工程,但有效改善民居建筑结构的抗震能力对有效保护广大人民群众生命与财产不受地震等自然灾害的威胁具有深远意义。

5 结语

强震烈度条件下由于建筑结构破坏而遭受的大量损失中,数量众多、抗震设防能力相对很低的普通居民房坍塌毁损与人员伤亡所占的比例是极大的,对大型建筑结构抗震深入研究的同时,应对提高普通民房的抗震能力以足够的关注。

参考文献

[1]王亚勇,戴国莹.建筑抗震设计规范算例[M].北京:中国建筑工业出版社,2006:4.

[2]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范[S].

[3]李文君,熊信云,张利伟.抗震设计理论的发展综述[J].山西建筑,2008,34(27):114-115.

简述桥梁结构抗震设计与设防措施 篇10

关键词：桥梁结构,桥梁震害,抗震设计,设防措施

0 引言

当前, 随着我国经济的快速发展, 公路工程的规模在不断地扩大, 而桥梁是公路工程的关键节点。而我国是一个地震灾害发生率较高的国家, 地震对桥梁的破坏一方面同建造桥梁所处的地形、地质有关, 另一方面也与桥梁自身结构类型相关。以下, 本文就对桥梁结构抗震设计的相关方面, 即桥梁震害综述、我国抗震设防标准解析、桥梁抗震设计中应注意的问题以及桥梁结构抗震设防措施进行了简要阐述, 旨在为桥梁设计工作人员提供参考。

1 桥梁震害综述以及我国抗震设防标准解析

1.1 引起桥梁震害的原因分析及其破坏形式。

震害导致桥梁破坏的起因主要体现在以下两个方面:第一, 桥梁受震破坏。地震对桥梁造成破坏主要是因为桥梁受震后产生水平与竖直振动, 导致桥梁结构破坏, 严重的话, 会造成桥梁坍塌。第二, 地表破坏。主要表现在:地裂会缩短或伸长桥梁跨度, 或者造成墩台下沉;强烈地震发生在陡峭山区亦或是软粘土、砂性土河岸附近时, 将引起山石滚落或者岸坡滑动, 进而破坏桥梁结构;在浅层饱和疏松砂土处, 地震作用还容易产生砂土液化, 造成桥梁骤然下沉, 严重的话, 将导致桥梁倾倒。

1.2 抗震设防标准解析。

抗震设防标准同技术性、经济性相关, 是桥梁抗震设计中的首要问题, 主要涉及到桥梁的重要性分类、抗震设防目标以及设防地震动。我国现在的公路桥梁抗震设计中的设防地震动标准偏低, 并且仅有一级水准, 加之, 我国当前现行的《公路工程抗震设计规范》于上世纪八十年代末发布, 至今已有20多年的历史, 由于当时对结构地震的反应规律认识有限以及我国经济的发展水平不高, 导致此规范在抗震设计理念和设计方法上均有一定的不足, 而当前国际上产生一些诸如计算方法、抗震要求以及抗震设计理念等新的理论, 进一步要求我国应加快修订与完善相关设计规范的工作进程。

2 桥梁抗震设计中应注意的问题

2.1 桥梁减震设计时需要注意的问题:

(1) 对于斜桥而言, 在高烈区, 其抗震性偏低, 抗推刚度极大, 而且桥墩的基本周期动力放大系数同样很大, 这势必会加剧桥梁震害;同时, 发生地震时, 桥台处河岸不够稳定, 有向河心偏移趋势, 缩短桥长, 造成桥孔产生错动, 使得墩台台身发生开裂甚至折断的现象。如果地基条件允许, 可采取T型或U型台身, 这种形状具有较高的抗推刚度, 整体性也很强。 (2) 在大跨径桥梁设计过程中, 尤其是高烈度地区, 纵向梁间应布置效能设施, 而且, 所设计的设施应该有较强的强度, 并且能够达到满足梁端唯一的要求。 (3) 相比较于不等跨桥梁, 对称性的结构刚度更有利于抗震, 不容易产生震害。在桥梁墩身高度差距过大的情况下, 不仅相对矮的桥墩上会产生较大的水平地震力, 在大跨径桥孔的桥墩上同样会产生极大的地震力。因此在设计方面, 我们应尽量避免选用此类型的桥型。 (4) 当在可能产生地震液化现象的地基上建造桥梁的情况下, 需采用深基础, 让桩与沉井穿透可能液化土层, 埋入较稳定密室的深层土质。加强桥体下部支撑梁板亦或采取满河床铺砌, 最大程度上维持四铰框架结构, 防止墩台在发生震害时产生移动。

2.2 桥梁抗震总体设计应注意问题:

(1) 在桥梁抗震设计中, 总体设计是基础工作, 而选择桥位是总体设计过程中的核心工作。在桥位的选择过程中, 我们应选择比较坚硬的场地, 例如:硬黏土地基、坚实碎石地基等都是相对理想的桥址地点, 尽量避开松软土地、不稳定坡地以及极松软的黏土地基。同时, 在设计中, 应避免跨越地质断层, 如有必要, 还应进行安全性评价; (2) 桥孔需要选择有利于抗震的等跨布置, 并且最好避开大跨与高墩的结合;应做到体形相对简单、自重轻以及质量和刚度均匀分布, 同时方便施工; (3) 另外, 在桥梁抗震设计中, 桥梁选型也是一个关键程序。桥梁选型应结合多种因素, 例如:工程规模、地形与地质条件以及震害经验等进行综合地考虑, 同时采用经济上合理、技术上可行的桥梁结构体系, 确定最佳桥型, 确保桥梁抗震总体设计最优。

3 桥梁结构抗震设防措施探讨

3.1 加强桥梁的防落梁的构造。

无论是何种桥型, 我们都应该对地震情况下的桥梁结构水平运动进行充分地考虑, 布设足够强大的横向限位构造。结合当前的设计现状, 我国绝大多数的设计院在设置挡块的过程中, 通常设置的尺寸宽在20-30cm, 钢筋只配到12mm。

3.2 柱式桥墩的合理设计。

在桥梁设计中, 柱式墩是较为常见的结构形式。在抗震设计中, 推荐采用抗震性能较强的矩形墩;同时, 应注重桥墩间的横梁设置, 其刚度最好不要过大, 防止弱柱强梁的现象。结构刚度的均衡时设计的总原则, 能力保护是另一个设计原则。为使结构体系中的延性构件同能力保护构件产生强度等级差异, 保证结构构件不形成脆性破坏, 在延性细部构造的设计过程, 我们要确保墩柱纵筋与箍筋形成整体性骨架, 在混凝土横向膨胀与纵向受压的情况下, 箍筋对纵筋的约束作用至关重要, 纵筋给与混凝土的约束延性作用同样很大, 因此各国规范对纵筋配筋率的要求均有所提高。桥墩是支撑桥梁主体的重要构件, 鉴于桥梁结构下柔上刚, 致使桥墩很容易产生破坏, 主要表现在墩身开裂、剪断。我们要按照抗剪计算对箍筋进行配置, 采取合理的箍筋间距, 考虑箍筋的搭接构造细节。

3.3 支座形式与布置方式。

一方面, 长期以来我国对于支座选型没有较多的关注, 常规桥梁大多采取普通的橡胶支座, 但是, 根据近年来, 我国某些地区震后的调查表明:普通橡胶支座破坏之后会使得桥梁损伤加剧。因此, 在支座形式上, 我们推荐根据桥梁设防的要求, 采用合理的支座类型。基本地震动峰加速度峰值≧0.1g地区, 建议选用减震型橡胶支座。另一方面, 支座布置的合理与否极为重要。连续桥梁设置固定支座后, 我们要注重考虑固定支座设置对抗震的负面影响, 最好不要选用一个固定支座, 其余墩是活动支座的布置方式, 应充分考虑各墩水平受力的均衡分担。

4 结束语

综上所述, 对桥梁结构抗震设计相关问题进行分析是必要的, 具有极其重要的现实意义。在常规性桥梁结构设计中, 第一, 要达到震害发生时桥梁上部构造横向位移的要求, 选用合理的支撑长度并采取防落梁结构措施;第二, 要考虑支座的类型以及合理的布置;第三, 考虑桥墩的延性构造细节。同时, 为应对频发的地震灾害, 桥梁设计相关人员应特别注重桥梁抗震设计工作, 运用自身所学专业知识与实践经验, 加强桥梁结构抗震能力, 降低地震灾害造成的不利影响。

参考文献

[1]王樾.桥梁结构抗震设计研究[J].山西建筑, 2009, v.3502:310-311.

[2]段献礼.桥梁结构抗震设计与设防措施[J].建设科技, 2009, No.15:103.

建筑结构设计中的抗震设计 篇11

摘要：近年来，在我国地震灾害时有发生，给整个国家和人们群众的生命财产安全带来了严重的威胁和伤害。房屋建筑在地震灾害中属于是受创比较严重的物体之一，据相关部门分析研究得知，一般导致人们在地震中失去生命的主要原因就是房屋建筑的抗震性差，不能够抵挡住地震对房屋建筑造成的冲击破坏。抗震是房屋建筑中最基本也是最重要的性能，为了保证房屋建筑工程的抗震性，所以在建筑结构设计中就必须保证做好房屋建筑结构的抗震设计。房屋建筑只有不断的加强对建筑结构工程中抗震的研究，提升建筑节诶狗的抗震性能，才能有效的防御地震灾害，并尽可能的减少地震灾害对社会的危害。

关键词：建筑结构；结构工程；抗震设计

地震对建筑物造成的破坏属于是毁灭性质的，同时也对人们的生命财产安全造成了极大的威胁、破坏。因此，为了保证人们的生命财产安全，整体提高建筑物的使用寿命，就必须在建筑结构工程设计中充分考虑到建筑抗震因素。建筑结构工程抗震设计的主要目的就是为了提高建筑整体的稳定性和安全性，要想在建筑结构工程设计中做到这两点就必须在建筑设计中就充分考虑到当地的地理环境，最大限度的因地制宜的进行科学性的建筑结构工程设计，同时选取高质量的建筑材料，这样做既能够延长建筑物的使用寿命，同时还可以提升建筑物的安全性和实用性。

一、建筑结构工程中抗震设计的基本概念

在建筑结构工程中的抗震设计理念在通过长时间在建筑工程设计实践中累积总结出来的，属于一种防御地震灾害的手段，是一种将地震灾害产生的影响和威胁降到最低的一种设计思路和设计概念。准确的说建筑结构工程中的抗震设计的主要目的就是为了提高房屋建筑结构整体的抗震能力，保证建筑物在发生地震时能够有效的抵御。但是地震在实际发生时其剧烈程度并不是我们能够预知的，我们能够做的就是运用抗震设计知识，并结合房屋建筑工程的结构工程的实际情况，从分析抗震材料的选择等方面入手，进一步的整体提高建筑结构的抗震能力。

二、建筑结构设计中抗震设计的基本原则

1、建筑结构中构件的性能

在对建筑物进行设计时，其承载力、稳定性等建筑结构构件可以作为建筑抗震设计要考虑的范围内的重点考虑内容。其中应该遵循强柱弱梁、强节点弱等建筑结构构件的基本原则。同时对建筑结构构件的薄弱部位要进行重点性的抗震能力设计。

2、建筑结构抗震防线的布设点设计

建筑结构中的延性设计是建筑抗震设计中的重要组成部分。延性好的体系在进行组合形成建筑抗震整体结构设计中，为了更好的实现建筑的抗震设计就需要延性良好构件之间的协作。同时在建筑结构设计时应该尽量多布设抗震防线，预防余震的发生。

3、建筑结构设计中构件的强弱关系

在对建筑结构进行设计时，要注意建筑结构构件之间的强弱关系。在建筑结构设计的过程中如果出现了一部分比较强的情况，那么就必然存在其薄弱的地方，我们必须在强弱之间做出正确的处理选择。

三、当前建筑抗震设计中的主要问题

现在的建筑结构工程抗震设计中主要考虑的三个方面：一是建筑的选址问题；二是建筑的结构性问题；三是建筑施工问题。现在人们一般做好这三个方面，就能在最大限度上提高建筑的抗震能力，但是现在的建筑行业中一些抗震的设计中依旧存在着一些不容忽视的问题。

1、人们建设建筑时抗震观念不强

伴随着社会主义现代化建设的发展，建筑行业也在不断的发展，但是与之相对应的抗震观念却没有得到提高。先阶段许多建筑在设计的过程中往往就忽视了建筑的抗震因素，只是单一的考虑建筑的实用性，却将建筑的未来的发展忽视掉了。现在许多建筑建设时采用的抗震观念还是停留在许多年前。主要是因为平时建筑中很少考虑到抗震问题，只有在真正遇到问题时这一缺陷就暴露出来了，这时才开始重视抗震设计，确实为时已晚。因此建筑的抗震设计首先就要从改变建筑设计观念开始，整体提高建筑设计者的抗震意识。

2、建筑结构设计不合理

随着近年来地震灾害的不断发生，已经有许多建筑建设设计者逐渐意识到了建筑抗震问题，但是由于种种原因，建筑的抗震设计结构并不够合理。这就导致在进行建筑工程建设时虽然浪费了大量的人力和物力，却得不到想要的效果。所以在建筑结构抗震设计中，要因地制宜，充分考虑到建筑工程的实际情况，根据科学的方面并吸取一些其他设计的经验。只有这样才能够设计出合理的建筑方案，设计出有效的抗震设计。

四、建筑结构设计中抗震设计的措施

建筑物结构工程的抗震性能的强弱与周边环境有着直接的关系，不好的建筑抗震能力会直接的威胁到建筑周边行人的生命财产安全，同时对周边建筑和设施也会有一定的影响，所以切实的提高建筑结构的抗震能力是一件刻不容缓的事情。经过多年的实践，对于提高建筑结构抗震能力主要包括，在建筑建设过程中要谨慎选择建筑抗震结构、合理的布局减少地震带来的能量以及在建筑中设置多重抗震防线。

1、谨慎选择建筑抗震结构

谨慎的选择建筑抗震结构能够有效的提高建筑结构抗震性能，选择强度较优、刚度较高的建筑结构主体的设计方面，能够有效的降低建筑结构的变形概率，同时能够有效的保证建筑物的安全性。同时对非建筑结构构件的也要进行必须的考察，针对建筑中容易出现安全隐患的部分进行必须的措施，防止安全性问题的出现。

2、理的布局减少地震带来的能量

在对建筑结构工程进行防震设计中对建筑采取以位移为基点的结构设计和定量分析能有效的减少地震灾害的能量输入，增加建筑结构工程的抗震效果。在建筑进行施工中其地基要尽量的选择在比较坚硬的场地，同时要尽量的避开地震活跃周范围，减少地震余震对建筑物造成的共振，降低地震对建筑物能力的输入，减少地震对建筑物造成的破坏。

3、在建筑中设置多重抗震防线

在对建筑物进行抗震设计时要设置多重抗震防线，这样可以在最大限度上江都地震对建筑物造成的伤害。在对建筑进行设计时，可以将延展性好的构件加入到建筑物的抗争体系中，可以将其视为第一道防线，同时可以将一些其他的建筑构件作为第二、第三道防线，这样在地震发生时，第一道防线遭到破坏后，可以利用其他的防线进行抵抗地震的后续冲击力，以保证人们的生命财产安全。

结束语：通过文章进行分析可以得知，在我国地震灾害不断发生的情况下，为了能够尽可能的减少地震灾害对人们生命财产安全带来的危害，我们在实际的建筑建设的过程中必须对建筑结构工程中的抗震设计做到高度重视。不断的总结建筑结构工程的实践经验，并积极的探索总结得到的经验、技术，争取全面的提高建筑结构工程中的抗震结构设计质量。建筑结构工程抗震设计作为当今建筑领域亟待解决的重要课题，需要我们大家不断的努力来实现。

参考文献：

[1]舒利建.关于建筑结构工程抗震设计探讨[J].江西建材，2014，16.

[2]徐培福，戴国莹.超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究.土木工程学报，2005，1.

[3]杨林.建筑结构设计中的抗震设计.江西建材——建筑与规划设计.2015.24.

[4]于卫东，陈珊.建筑结构设计中的抗震设计[J].建筑规划与设计.2015，（03）.

桥梁震害与抗震设计措施 篇12

1 桥梁震害现象分析

20世纪70年代以来,国内外发生过一系列大地震。对这些震例中的桥梁结构进行调查和分析后,对桥梁震害的特点和产生的原因,概括起来有以下几个方面:

1.1 地基破坏

由于地基软弱,地震时当部分地基液化失效后引起结构物的整体倾斜、下沉等严重变形,使落梁的可能性增大,进而导致结构物的破坏,震害较重。

1.2 基础破坏

扩大基础和桩基的承台本身刚度比较大,自身震害极少见。但当结构周围的地基受到地震作用强度降低时,基础就会发生沉降或滑移,桩基础可能发生剪断、倾斜破坏,进而引起墩台倾斜、倒塌或折断。这是导致桥梁结构破坏的重要原因。

1.3 桥台位移、沉陷

地震时,桥台与台后填土是不完全固结的。填土的纵向土压力增大,桥梁与桥台之间的冲撞产生相当大的被动土压力,造成桥台有向桥跨方向移动的趋势。又由于桥面的支撑作用,桥台将发生以桥台顶端为支点的竖向旋转,导致基础破坏。建造在液化土上的桥台还可能垂直沉陷,这又将造成桥台承受过大的扭矩而破坏。

1.4 墩柱破坏

墩柱是桥梁抗侧向力的主要构件,因此墩柱的破坏是最普遍的。墩柱破坏的主要表现形式有:弯曲强度不足、弯曲延性不足、纵筋搭接区的抗弯能力以及剪切强度不足等。墩柱的破坏往往引起一系列的连锁反应,如落梁、整个结构的倒塌等。而落梁对墩台侧壁的撞击又对下部结构造成新的破坏。

1.5 盖梁破坏

不论是悬臂结构的盖梁,还是两端刚结于柱的盖梁,破坏形式主要表现为抗剪强度不足或锚固筋不能满足抗拉要求,从而引起锚固端破坏。

1.6 支撑连接构件破坏

支座、伸缩缝和剪力键等连接件在外力作用下最易受损,是桥梁整体抗震性能上的一个薄弱环节。地震时,如果上、下部结构的相对位移过大而超过支座的变形能力或支承面宽度,或超出梁间纵向约束装置的强度,将导致锚固螺栓拔出或剪断,支撑连接构件失效。还可导致支座附近混凝土发生裂缝、活动支座脱落等现象。

1.7 落梁

对于梁式结构,由于地震作用造成桥跨本身破坏的并不多见。但支撑连接构件失效后,上、下部间的相对位移进一步加大,相邻梁体之间发生相互冲击,造成撞击破坏甚至落梁的发生。另外由于盖梁宽度设置不足、下部结构失效也会发生落梁。

1.8 结点破坏

桥梁结点区域钢筋大量相交,在施工上总是一个薄弱环节,地震时结点区域应力复杂而有变化,常导致结点区域混凝土的压碎和锚固筋的破坏,一旦受损将难以修复。

2 桥梁抗震设计及措施

根据桥梁震害的分析知道,地震对桥梁的破坏作用,不仅与桥梁的结构本身有关,还与所处的场地、地基及地形地貌等有关。抗震设计中除了进行抗震设计计算外,桥位选择、桥型选择、结构体系布置、结构构造设计同样重要[2]。

2.1 总体设计中应注意的问题

2.1.1 桥位选择

选择桥址时,应避开地震时可能发生地基失效的松软场地,选择坚硬场地。基岩、坚实的碎石类地基、硬粘土地基是理想的桥址场地;饱和松散粉细砂、人工填土和极软的粘土地基或不稳定的坡地都是危险地区。拱桥应尽量避免跨越断层,特殊困难情况下应进行地震安全性评价。

2.1.2 桥型选择

桥梁应结合地形、地质条件、工程规模及震害经验,选择合理的桥型及墩台、基础型式。宜尽可能采用技术先进、经济合理、便于修复加固的结构体系。可以考虑采用减震的新结构,比如型钢混凝土结构等。

2.1.3 桥孔布置

桥孔宜选用有利于抗震的等跨布置,并尽量避免高墩与大跨的结合。宜体形简单、自重轻、刚度和质量分布均匀、重心低、便于施工。位于地震后可能形成泥石流沟谷上的桥梁,孔跨和桥下净高宜根据流域内的地形、地质情况酌情加大。

2.2 桥梁抗震构造措施

2.2.1 基础抗震措施

应加强基础的整体性和刚度,同时采取减轻上部荷载等相应措施,以防止地震引起动态和永久的不均匀变形。在可能发生地震液化的地基上建桥时,应采用深基础,使桩或沉井穿过可能液化的土层埋入较稳定密实的土层内一定深度。并在桩的上部,离地面1~3 m的范围内加强钢筋布设。

2.2.2 桥台抗震措施

桥台胸墙应适当加强,并增加配筋,在梁与梁之间和梁与桥台胸墙之间应设置弹性垫块,以缓和地震的冲击力。采用浅基的小桥和通道应加强下部的支撑梁板或做满河床铺砌,使结构尽量保持四铰框架的结构,以防止墩台在地震时滑移。

当桥位难以避免液化土或软土地基时,应使桥梁中线与河流正交,并适当增加桥长,使桥台位于稳定的河岸上。桥台高度宜控制在8 m以内;当台位处的路堤高度大于8 m时,桥台应选择在地形平坦、横坡较缓、离主沟槽较远且地质条件相对较好的地段通过,并尽量降低高度,将台身埋置在路堤填方内,台周路堤边坡脚设置浆砌片石或混凝土挡墙进行防护,桥台基础酌留富余量。

如果地基条件允许,应尽量采用整体性强的T形、U形或箱形桥台,对于桩柱式桥台,宜采用埋置式。对柱式桥台和肋板式桥台,宜先填土压实,再钻孔或开挖,以保证填土的密实度。为防止砂土在地震时液化,台背宜用非透水性填料,并逐层夯实,要注意防水和排水措施。

2.2.3 桥墩抗震措施

利用桥墩的延性减震是当前桥梁抗震设计中常用的方法。高墩宜采用钢筋混凝土结构,宜采用空心截面。可适当加大桩、柱直径或采用双排的柱式墩和排架桩墩,桩、柱间设置横系梁等,提高其抗弯延性和抗剪强度。

在桥墩塑性铰区域及紧接承台下桩基的适当范围内应加强箍筋配置,墩柱的箍筋间距对延性影响很大,间距越小延性越大。

桥墩的高度相差过大时矮墩将因刚度大而最先破坏。可将矮墩放置在钢套筒里来调整墩柱的刚度和强度,套筒下端的标高同其他桥墩的地面标高。

2.2.4 支撑连接构件抗震措施

墩台顶帽上均应设置防止落梁措施,加纵、横向挡块以限制支座的位移和滑动。橡胶支座具有一定的消能作用,对抗震有利。在不利墩上还应采用减隔震支座(聚四氟乙烯支座、叠层橡胶支座和铅芯橡胶支座等)及塑性铰等消能防震装置等。

选用伸缩缝时,应使其变形能力满足预计地震产生的位移,并使伸缩缝支承面有足够的宽度,同时设置限位器与剪力键。

2.2.5 上部结构抗震措施

落梁震害极为常见。实践证明,加强上部结构的整体性,限制其位移,是提高桥梁上部结构抗震能力的有效措施[3]。预防措施有:

1)通常在梁(板)底部加焊钢板,或采用纵、横向约束装置限制梁的位移,如拉杆、钢筋砼挡块、锚杆等,梁与墩帽用锚栓连接,T梁在端横隔板之间螺栓连接,曲梁桥,应采用上、下部之间用锚栓连接的方式。桥梁的支座锚栓、销钉、剪力键等应有足够的强度。

2)梁端至墩台帽或盖梁边缘的距离,以及挂梁与悬臂的搭接长度必须满足地震时位移的要求。

3)桥梁跨径较大时,可用连续梁替代简支梁以减少伸缩缝,宜采用箱型截面。

4)当采用多跨简支梁时,应加强梁(板)之间的纵、横向联系,将桥面做成连续,或采用先简支后结构连续的构造措施。

5)采用真空压浆方法,保证预应力管道水泥浆饱满,提高预应力桥梁的强度和刚度。

2.2.6 结点抗震措施

桥梁结点区域一旦受损将难以修复。城市高架桥墩柱的结点、桥墩与盖梁的结点、桥墩与基础的结点等,是保证桥梁整体工作的重要构件。在桥梁抗震设计中,除了保证墩、梁有足够的承载力和延性外,还要保证桥梁结点有足够的承载力,避免结点过早破坏,即“强节点,弱构件”。

3 结 语

桥梁结构抗震设计是桥梁设计中的重要环节,作为桥梁设计人员,不但要对桥梁抗震进行数值计算,还应在桥梁设计中采取一系列有效的抗震措施。这不但可以很好地达到桥梁的防震和抗震效果,还能对桥梁的安全性、适用性、耐久性、经济性和社会效应性有进一步的提高和完善。

摘要：通过桥梁地震震害的特点和原因分析,提出为加强桥梁抗震能力,在桥梁总体设计中应注意的问题及在结构设计中应采取的一些构造措施,为工程设计提供参考。

关键词：桥梁震害,抗震设计,抗震措施

参考文献

[1]范立础.高架桥梁抗震设计[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]范立础.桥梁减隔震设计[M].北京:人民交通出版社,2001.