建筑结构下建筑抗震

建筑结构下建筑抗震（精选12篇）

建筑结构下建筑抗震 篇1

1引言

在当前城镇化快速发展的背景下, 钢混住宅建筑在城乡居住建筑中的占据着最大的比重, 而在全国范围内推广建设生态节能建筑也已成为必然的大趋势。我国作为多地震国家, 可在抗震条件下结合生态节能的特点, 达到优化设计的目的。所谓“优化设计”是指研究问题和寻求解决问题的最优方案, “最优”两字应理解为在给定条件下得到尽可能满意的结果[1]。而探索构建符合我国国情的钢混住宅建筑结构优化设计综合评价指标体系, 是该类住宅方案优化设计的前提, 具有重要的理论意义, 并可带来可观的社会、经济、环境效益。

笔者以系统设计法为工具, 在生态化理念指导下, 进行了实地调研, 应用层次分析法 (AHP) 构建了钢混住宅建筑结构优化设计综合评价指标体系, 直观地体现了优化设计的准则, 并具有很强的可操作性 (图1) 。以期研究成果能对城乡钢混住宅建筑结构的优化设计理论作出贡献, 并可供全国同行们参考、借鉴。

2抗震条件下生态节能钢混住宅建筑结构优化设计综合评价指标体系的建立

本综合评价指标体系分三层, 如图1。

2.1总目标层

总目标层为抗震条件下生态节能钢混住宅建筑结构优化设计综合评价, 从建筑结构优化设计的角度出发, 以节约能源、有效利用资源的方式, 建设抗震性能优越、与环境生态相容性高的钢混住宅建筑, 达到人及建筑与环境共生共荣、永续发展。总目标坚持前瞻性和可操作性的有机统一, 既要立足当前实际, 使目标具有可行性, 措施具有可操作性, 又要充分考虑发展的需要, 使规划设计方案具有一定的超前性。

2.2子目标层

2.2.1建筑结构设计

在结构设计能够实现抗震和生态节能目标的前提下, 评价住宅建筑结构设计是否遵循经济、适用、安全、 美观的设计准则, 结构设计时应充分考虑建筑功能的完善性和可改造性, 提高施工便利性, 结合当地地理、地质、气候条件, 尽可能做到节能、节地, 降低建筑全寿命周期投资费用, 尽可能采用高质量材料, 选用有利于抗震减灾的平、立面布置方式和结构体系, 保证建筑的安全性[2]。注重对当地建筑特色的继承和保护, 体现建筑设计的地域性和时代性。

2.2.2建材使用

评价建筑材料是否符合兼顾生态性、经济性的指标:是否充分考虑材料的本地性、易得性, 鼓励因地制宜地尽量选用本地的、运输便利的材料作为建筑的营造原料;是否在条件允许的情况下, 利用3R建材作为建筑材料;是否合理使用长寿命材料和环保节能的新材料。

2.3准则层及下辖的基本指标层

2.3.1经济

评价建筑是否能在设计与建造中, 因地制宜、就地取材, 做到尽量节省劳动力, 节约建筑材料和资金;是否有周密的计划与核算, 重视经济规律, 讲究经济效益;房屋的设计使用要求和技术措施是否与相应的造价、建筑标准统一起来。

(1) 节能节地的结构选型。评价建筑的结构形式对建筑节能、节地的影响。一般基于建筑形体、几何形式展开, 通过结构选型的优化设计, 增加可使用空间;合理控制住宅体型, 实现土地资源的集约有效利用;结构形式应有利于改善住宅围护结构的热工性能和室内外物理环境, 增加建筑对可再生能源的利用, 以达到节能的目的[4]。

(2) 与当地地理、地质、气候的适应性。评价建筑与当地自然环境的适应性问题, 由于不同地区所处的纬度不同, 在太阳辐射量、温度、湿度、季节周期及地理、地质条件上存在明显差异, 为满足建筑经济性要求、节约造价, 建筑的布局以及功能组织、空间形式、构造等方面应合理利用当地地理、地质、气候等有利条件[5]。

(3) 全寿命费用。包括一次性造价与维护费用等。 评价建筑在全寿命周期过程中, 能否合理运用新型生态环保技术和管理方法, 从全寿命周期角度出发研究建筑成本与回报。

(4) 施工便利性。评价建筑设计在施工中是否有较好的可操作性, 在施工方式上能有较大的可选择空间, 显著缩短结构施工周期, 使建筑能更早地投入使用, 带来可观的经济效益。

2.3.2适用性

评价在保证结构安全的基础上, 建筑结构对建筑功能、设备与设施正常运行的影响。

(1) 功能完善性。评价建筑是否满足用户的使用需求, 包括:空间布局是否具有明确的功能分区;空间组合、划分时是否以主要空间为核心, 次要空间的安排是否有利于主要空间功能的发挥;空间的联系与隔离是否合理。

(2) 室内空间的可改造性。评价在保证建筑使用过程中在对主要结构部件、设备管井等尽可能减少改动的前提下, 充分利用住宅实体空间功能变化的内在潜力。 这种潜力是能在明确的住宅空间格局中, 在一定的程度上适应不同居住者或居住群体的各自需求。同一空间格局应具有适应多种使用功能并扩展其用途的能力, 例如住宅在适应居住的同时, 延展出的诸如个体型办公或小型商务的功效, 而无须将住宅空间布局结构调整与改变以适应其功能变化, 从而能够延长住宅合理的使用寿命和住宅品质。

2.3.3安全

确保整个结构体系的安全性能, 达到建筑结构既安全耐用又经济合理的目标[3]。故应评价建筑在结构自重、地基变形、预加压力、混凝土收缩变形等永久作用, 风荷载、雪荷载、冰荷载、温度变化等可变作用以及地震、爆炸、撞击、火灾等偶然作用下而不发生破坏的能力, 其中特别强调抗震的相应指标。

(1) 平、立面结构形式与布置。评价建筑承重结构的空间分布, 要求布置尽量避免构件处于复杂受力状态, 在满足承载力的条件下, 符合功能的要求。建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称, 并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面宜规则, 结构的侧向刚度宜均匀变化, 竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减少, 避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。竖向布置力求均匀和连续, 尽可能使竖向刚度、强度均匀变化, 避免出现薄弱层, 并应尽可能降低房屋的重心。此外, 如通过对结构墙、柱的布局和墙肢长短的调节, 使不规则的建筑体型和平面布置产生规则结构的效应, 同样可以使建筑结构达到经济合理和安全耐用的预定目标[5]。

(2) 抗震结构体系的设计。评价建筑抗震体系抗震能力大小, 应具备必要的抗震承载力, 良好的变形能力和消耗地震能量的能力, 应避免因部分结构或构件破坏、薄弱楼层屈服而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力, 并合理设置防震构造措施。此外, 在地震力作用下建筑倒塌的主要原因, 也大多是由于墙、柱等竖向构件首先遭到破坏所致。为此, 在实际的结构设计工作中, 如不同构件采用不同的安全系数的结构优化设计原则, 对独立构件、静定结构和竖向构件应采用较大的安全系数, 而对楼板和楼盖梁的安全系数可予以适当降低, 这样处理既可以降低工程造价, 又可提高结构的综合安全度。

(3) 多道抗震设防。多道抗震防线对抗震结构是必要的, 当第一道防线的抗侧力构件在强烈地震袭击下遭到破坏后, 后备的第二道至第三道防线的抗侧力构件立即接替, 抵挡住后续的地震的冲击, 可保证建筑物最低限度的安全, 免于倒塌。

(4) 施工质量。评价建筑在按照施工工艺施工生产的条件下, 构件质量由于工人操作的不稳定性造成实际与设计的偏差, 如混凝土的密实度、强度, 钢筋接茬, 构件尺寸等是否满足要求。

(5) 其它灾害防御。评价建筑结构对火灾、防盗等人为灾害及龙卷风、雪灾、泥石流、洪水等自然灾害的防范措施设计。

(6) 基于抗震防灾的基地选址。评价建筑所处位置的有无不良地质现象, 其成因、分布范围、地震效应, 有无新构造运动, 该地区的地层结构, 和岩土的物理力学性质, 地下水的埋藏条件, 水位变化幅度与规律及其腐蚀性。此外, 应使结构自振周期避开场地特征周期。

2.3.4美观

基于社会生态效益进行评价, 应把建筑美与环境美列为设计的重要内容, 建筑只有融合地域特色, 紧跟时代步伐, 才能完全地实现建筑的生态性。

(1) 地域性。评价是否能做到因地制宜设计, 整体设计考虑当地环境的亲和性、适应性和当地传统建筑文化的传承性, 既能充分体现生态观, 又能保持多姿多彩的建筑风格;居住环境能否与自然景观相融合, 规划布局能否结合当地自然条件, 充分挖掘地方文化内涵, 突出地域和民俗特色。

(2) 时代性。建筑体现着一个时代的物质和文化发展水平, 同时也显示着那个时代的意识形态和美学观念, 因此它总是具有时代标记的意义。

(3) 与周围环境的亲和性。评价建筑在建筑位置、 建筑外形、建筑功能等方面是否与周围建筑、自然景物相互协调, 相互统一, 与城市整体规划相符。

2.3.5建材性价比

评价建筑建设与使用过程中在建筑材料上的资金投入;材料是否具有最优性价比。

(1) 建材易得性。评价建筑材料的生产过程中是否原料来源广, 生产工艺简单, 低能耗, 利于大范围推广与使用。

(2) 本地建材。评价建筑在建造过程中是否就地取材, 因地制宜地尽量选用当地的、采集运输便利的材料作为建筑和营造环境的原料和装饰元素。

2.3.6建材的生态性

本指标评价使用建材是否性能可靠、耐久与长寿命以及建筑材料的生产, 加工, 对原料产地、原料生产工厂等当地的生态环境造成的影响程度。

(1) 材料质量。评价材料的抗拉, 抗压, 抗剪, 抗扭, 抗弯性能, 密度以及耐久性, 强调禁止采用高耗能、污染超标的材料。

(2) 长寿命建材。评价建筑是否使用长寿命建材, 优先采用高性能、高强度新型材料, 减少构件的维修, 替换概率, 提高建材的利用效率, 延长结构生命周期。

(3) 3R建材。评价建筑是否使用减量化、再使用和再循环利用 (资源化) 建材, 即在条件允许的地方, 利用可再生的材料作为建筑材料, 或在建筑物中增加可再生资源的使用量, 减少建筑废物。

3结语

在利用AHP模型构建“抗震条件下生态节能的钢混住宅建筑结构优化设计综合评价指标体系”后, 可将评价体系中有关控制因素明确地表达出来, 在统计有关专家或有经验的专业人员、用户等对相关评价指标的相对重要性进行打分后, 构造各层次的判断矩阵, 通过AHP程序在计算机上进行单排序及总排序计算, 从而得到各层因素相对于总目标的组合权重值。在求出各基本指标权重值后, 可结合待评价设计方案或已完成的评价对象对应的各有关评价指标所得“评价值”, 利用改进的TOPSIS方法或模糊综合评判法等进行计算, 即可直观得出各待评价对象的优劣程度[4], 从而实现钢混住宅建筑结构设计方案的优选, 也可用于评定已有建筑在抗震、生态节能方面的优劣程度, 因此本研究成果具有很强的可操作性。

本研究曾详细分析了西安某大学家属区的一些已有多层、高层钢混住宅的建筑方案, 以此为参考, 对形成本综合评价指标体系, 起到了重要作用, 特向有关专家及工程技术人员表示衷心的感谢。

摘要：从建筑结构设计的角度出发, 针对钢混住宅在经济、适用、安全、美观、建材成本与生态性等方面的性能进行了分析, 综合考虑抗震与生态节能的影响因素, 并作了较深入的探讨, 利用层次分析法 (AHP) 模型构建了抗震条件下生态节能钢混住宅建筑结构优化设计综合评价指标体系。以期对城乡钢混住宅建筑结构的优化设计理论作出贡献, 并可供全国同行们参考、借鉴。

关键词：抗震, 生态节能,钢混住宅,优化设计,AHP模型

参考文献

[1]刘启泓, 田静峰.基于复合生态系统平衡概念的新农村居住环境规划设计优化的原则及综合评价的探讨—以陕西关中地区农村为例[J].基建管理优化, 2015 (1) .

[2]胡庆昌.多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计规定:《建筑抗震设计规范》修订简介 (九) [J].工程抗震, 2000 (1) .

[3]杨生龙.多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计[J].城市建设理论研究, 2011 (30) .

[4]刘启波, 周若祁.绿色住区综合评价及设计准则[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006 (10) .

[5]吴学辉, 叶中豹, 方宇.绿色建筑中结构设计规范与节约资源的研究[J].城市建设理论研究, 2013 (47) .

建筑结构下建筑抗震 篇2

高层建筑的抗震设计与抗震结构初探

5.12汶川大地震中,建筑的倒塌是造成人员伤亡的最重要原因.地震灾难警示人们:防震减灾任重道远.针对高层建筑的抗震设计与抗震结构进行了阐述.

作 者：张学智 作者单位：中房集团张家口房地产开发公司,河北,张家口,075000刊 名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2009“”(24)分类号：关键词：高层建筑 抗震 结构

建筑结构抗震设计的思考 篇3

关键词：建筑抗震 安全设置 抗震设防烈度

中图分类号：TU352.1 文献标识码：A 文章编号：1003-8809（2010）12-0003-01

在我国现行抗震规范中，采用的是两阶段、三水准设计理论，即所谓的小震不坏、中震可修、大震不倒。而此设计理论是基于一个假设的地震烈度、地震模型下的概率设计，因此单纯的结构抗震设计与真实的地震反应是有很大出入的。在地震中不能完全保证建筑物的安全性，这也是现行的结构抗震设计无法克服的缺点。

一、地震的分类

地震是一种突发的、剧烈的地壳运动形式，是地壳应变在活动地块边界带的特殊部位逐渐积累和突然释放的结果。按照地震的不同成因，地震可以分为五种：构造地震，火山地震，水库地震 ，陷落地震和人工地震。

二、 地震造成建筑物大规模倒塌的原因

1、地震作用震级大、烈度高、破坏性强

地震可按照震源深度分为浅源地震、中源地震和深源地震。浅源地震大多发生在地表以下30公里以上的深度范围内，占地震总数的70%以上，所释放的能量占总释放能量的85%左右，是造成灾害的主要类型，对人类活动影响最大。

2、建筑结构所用的材料及质量问题

在建筑的楼板、墙体、框架、维护墙及屋面结构中，应广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土等轻质材料，来加强建筑物的抗震性能，从而减少建筑物在地震中破坏作用。

根据地震灾害调查可得，在特大地震中，大规模倒塌的房屋都是一些村镇住宅，死伤人数也主要在城镇和农村。农村还有相当数量的房屋属于自建房，不能满足设计和施工规范，抵抗自然灾害的能力较低。即使在小城镇，也缺乏对建筑设计和施工进行控制。建筑物的质量也很难保证。在地震中，大量不满足规范要求的构造柱、圈梁及楼面梁的破坏，造成结构局部或整体倒塌。

3、建筑结构抗震设计规范要求低

由于我国经济条件及生产力落后等因素的制约，我国结构设计规范安全设置水平要比欧美及日本等发达国家要低很多。我国现行设计规范规定的荷载标准值偏低，赋予结构的设计安全富裕度较低。

三、对建筑结构抗震设计及现有建筑抗震鉴定的思考

为了避免地震带来的严重灾害，在建筑结构抗震设计中应做到以下几方面：

1、修订和完善建筑结构抗震设计规范

修订现行建筑结构设计规范，制定有利于结构抗震的设计规范标准，同事在结构设计规范中加大安全设置标准，制定更加严格的抗震设计标准，提高地震烈度的设防标准，提高和完善建筑抗震鉴定及检测标准，提高建筑结构设计的构件安全富裕度，是保证结构安全的基础，可以很大程度的消除安全隐患。

2、加强对现有建筑物的抗震鉴定及加固

现在建筑结构限于当时的设计条件，抗震性能较差，一些建成多年的房屋现在已经开始出现基础沉降、墙体裂缝。倾斜、面层剥落等，需对部分部位及构件进行修缮、加固，以满足抗震设防目标。

巨大的地震灾害警示我们必须对房屋、桥梁道路及公共场所的所有建筑物进行一次全面的抗震鉴定，对达不到抗震要求的建筑物进行加固或拆除。对现有建筑的总体布置和关键构造进行检测，从各个侧面的综合情况来衡量现有建筑的整体抗震能力。

（1）现有房屋综合抗震能力判断。不仅要从抗震构造和抗震承载力两个侧面进行综合分析，还要区分结构构件失效后的影响是整体性的还是局部性的，当现有承载力较高时，除了保证结构整体性的构造外，其它延性方面的构造要求可稍低。承载力较低时，可用较高的延性构造要求来补充、弥补。

（2）抗震鉴定的重点部位和一般部位。进行抗震鉴定时，可区分重点部位与一般部位，对影响整体抗震性能的关键部位做认真检查，关键部位的确定则依据结构的震害特征，不同的结构类型有不同的部位。

（3）建筑场地条件和基础类型。一般只要不是地基存在缺陷或处于不利地段的场地，可不进行抗震鉴定，可以只对上部结构进行鉴定，对结构构造方面也可适当降低。对于不利地质或场地，上部结构的有关构造鉴定需要加强。

（4）合理性检验。抗震鉴定时,如旧房规则而且传力途径合理，与新建工程需采用相同的尺度衡量。如果不规则、不合理，则处理要求与设计应有所不同，对有关部位应提高鉴定要求，对传力途径不合理的结构，要注意抗震薄弱的程度，相应提高相关的鉴定要求。

（5）材料要求。抗震鉴定时应首先明确结构构件实际达到的材料强度等级,加以控制。这样做的目的一是为了判断结构实际具有的承载力，二是为了在一定程度上缩小鉴定时抗震验算及后期加固的范围。

（6）加固的整体布置和宏观控制。抗震加固不同于工程事故的修复。需加固的一般正常使用都是安全的,而抗震加固是要使结构达到规定的设防要求。

3、证建筑结构延性能力

合理选择建筑结构的屈服准则和延性要求，通过抗震措施来保证结构具有所需的延性，使得结构在地震中实现抗震设防目标。在抗震设计中为保证结构的延性，通常采用以下措施：控制受拉钢筋配筋率，保证一定数量受压钢筋；通过增加箍筋，保证纵向钢筋不局部受压屈曲失稳及约束混凝土；对柱子限制其轴压比等措施。

四、 小结

前事不忘，后事之师，为避免以后悲剧再次的发生，我们应当对以前地震灾害中所暴露的一系列问题实事求是的总结，科学、合理的对现有建筑结构设计规范、抗震设计规范及鉴定标准进行修订和完善，并立即对现有建筑抗震性能进行鉴定、加固。

参考资料：

［1］冯远，肖克艰，刘宜丰.汶川地震灾害引发建筑结构设计者的思考［J］.建筑结构.2008(7):25~27.

［2］GB50011-2001建筑抗震设计规范［S］北京：中国建筑工业出版社.2001

建筑结构下建筑抗震 篇4

1 分灾抗震设计的概念

1.1 基本概念

分灾抗震设计既是一种概念, 又是一种设计方法。分灾模式下的抗震设计就是, 在结构受到地震作用时, 使结构发生预先设计好的概率最大的失效模式, 在这种失效模式下, 只是某些不重要的构件或是某个子结构发生破坏, 消耗部分地震能量, 从而使主体结构所受到的地震作用大大减少。而且这些耗能构件或是耗能子结构破坏后, 并不影响主体结构的性能, 主体结构仍可以单独承担地震作用。并且在这种失效模式下, 结构的损失期望值最小。

1.2 结构抗震设计的基本原则

1) 结构一体化设计。将结构的主体功能部分和分灾功能部分作为一个整体进行设计, 分别确定各自的参数, 还要分别考虑非灾害和灾害荷载两种荷载工况。

2) 结构可靠度理论的应用。在设计中充分考虑抗震设计中不确定因素, 使结构分灾模式成为结构失效概率最大、失效损失最小的模式。

3) 投资—效益准则。设计时要综合考虑结构的初始造价和结构的修复费用以及结构的损失期望, 使得结构在寿命期内的总费用最少。

1.3 分灾抗震设计实例

1) 分灾构件:结构中应用的耗能阻尼器支撑和基础隔震支座等都可以看作是分灾构件。这些分灾构件在非灾害荷载作用时, 与结构一起工作。在灾害荷载作用下, 支撑率先发生塑性变形以消耗部分地震能量, 使主体结构的变形保持在弹性范围内, 以保证主体结构的安全。

2) 分灾子结构:由耗能构件组成, 或是由具有一定分灾构造措施组成的子结构。子结构是结构的附属结构, 在非灾害荷载作用下, 子结构与主体结构一起工作, 围护结构的正常工作性能。在灾害作用下, 首先子结构利用自己的塑性变形吸收和耗散能量, 在子结构破坏后, 传到主体结构的地震荷载也就相对少许多, 可以保证主体结构的安全。如图 (b) 表示的两种带缝的耗能剪力墙, 就是耗能子结构, 把这种体系称为双重抗震结构体系。

3) 分灾构造措施:有时, 只在结构中利用某种构造措施进行分灾减震。其作用机理同分灾构件和分灾子结构一样。如美洲银行大楼, 其中联结四个小筒的连系梁属于典型的分灾构造措施, 见图 (C) 。还有如图 (d) 所示的钢框架偏心支撑结构体系, 在地震作用下, 可以使非弹性变形首先发生在耗能梁段上, 改变了整个结构的受力性能和传力途径, 有利地保护了主体结构

2 分灾结构抗震优化设计算例

选取一个算例, 用SAP2000分析软件进行分析计算。算例为一个16层的钢框架结构, 跨度为6×6m, 层高为3.6m, 结构为8度设防烈度, Ⅱ类场地, 设计地震分组为第一组。算例只取其中一榀进行计算, 不考虑框架平面外失稳。考虑屋面、楼面恒载为4KN/m2, 活载为2KN/m2。钢材均采用Q235钢。构件的基本尺寸见下表1:

计算分析方法采用时程分析法, 地震波选用ELCentro地震波, 去计算波长为0.02s, 持续时间为20s, 最大峰值加速度amax=4m/s2。

本计算算例开始对没有加耗能支撑的框架进行计算分析, 得出框架的内力与位移数据。然后在加上耗能支撑进行计算分析, 得出框架的内力和位移数据。把这两组数据进行比较分析。

通过计算, 结构的截面和内力都满足要求。在小震作用下层间位移角都小于1/550, 满足层间位移角限值要求。这里只提取分析了层间位移, 计算数据统计见下图表:

由得出的数据进行分析可以得出以下结论:带耗能支撑的耗能分灾设计的结构位移, 比不带耗能支撑的普通设计的结构位移要小很多。这主要是应为结构在遭受地震作用是, 耗能支撑率先吸收和耗散部分地震能量。待支撑破坏后, 传给主体结构的地震能量就削减很多, 结构所受的地震作用就少, 结构的响应减弱, 于是结构的位移就减少。简单地说, 就是通过耗能分灾, 增加了整个结构体系的等效振型阻尼比, 使结构体系承受的地震作用大大减少, 结构的响应和位移就减少。

3 结论

分灾抗震设计既是一种概念, 也是一种设计方法。在地震作用高度不确定或是需要提高工程的抗震性能时, 分灾设计为工程师提供了一种可以选用的设计理念, 可以帮助工程师提出创新的结构体系。分灾设计提高了结构体系的抗震可靠性, 简化了抗震分析。而且, 分灾抗震设计符合基于性能的抗震设计, 符合投资—效益准则, 分灾抗震设计概念会给人类防灾减灾工程带来效益。

摘要：基目前建筑结构的抗震防震设计相比以前得到了很大的发展, 从刚性设计、延性设计、控制设计到基于性能的抗震设计。本文要讲述的分灾模式下的抗震设计, 符合基于性能的抗震设计, 不仅要考虑结构的初始造价, 还要考虑结构在破坏时造成的经济损失, 还要尊重业主的要求。本文讲述了分灾模式下抗震设计的主要思想、设计要遵循的基本原则、设计优化模型以及一个基于分灾模式下优化设计例子, 并对结果进行分析, 提出了自己的建议, 以供参考。

建筑抗震学习心得 篇5

1.抗震墙的布置原则： 作为主要的抗侧力构件，合理的布置是构建良好抗震性能的基础。应遵循 “八字方针”即“对称 均匀 周边 连续”外，还须注意：

a.将长墙分成墙段 对于抗震墙结构和部分框支抗震墙结构，若内纵墙很长，且连梁的跨高比小，刚度大，则墙的整体性好，在水平地震作用下，墙的剪切变形较大，墙肢的破坏高度可能超过底部加强部位的高度，2001规范规定（6．1．9．1）将将长墙分成墙段，使墙的高宽比大于2。墙段由墙肢和连梁组成。89规范也有相同的规定（第6．1．13条）区别在于：连梁。89规范为弱连梁2001规范为跨高比不小于6 的连梁其目的是：设置刚度和承载力较小的连梁，在地震作用下可能先破坏，屈服。使墙段成为抗侧力单元，且墙段以弯曲变形为主。

b.避免墙肢长度突变 抗震墙和部分框支抗震墙结构的墙肢的截面长度，沿高度不宜有突变，当抗震墙的洞口比较大时，以及一 二级抗震 墙的底部加强区，不宜有错洞布置的剪力墙。

2．框支层墙体的布置：

a.对框支层刚度的要求 部分框支的抗震墙结构的框支层，抗震墙减少，侧向刚度降低，在地震作用时有可能变形集中在框支层。框支层是使结构具有良好抗震性能的关键部位。对于矩形平面的部分框支的抗震墙结构为避免框支层成为薄弱层或软弱层，2001规范第6．1．9．3条规定：框支层的侧向刚度不应小于上一层非框支层侧向刚度的50%。（应该说规范的要求并不过分，设计时应尽量避免这种对抗震极为不利的结构形式。与建筑师一起努力，为建造牢固的建筑产品而共同奋斗）新规范取消了原89规范对框支层落地剪力墙数量的规定，从设计上讲比原规范抽象但却更加合理，所以我建议：在平面布置时可以借用原规范的数量控制作为直观的手段，然后进行量化计算。

b.框支墙落地的间距不宜过大 框支层的水平地震剪力主要由落地剪力墙承担.作用在紧邻框支层的上一层非落地剪力墙的水平力亦通过框支层楼板传到落地墙，为保证楼板有足够大的平面内刚度（传递水平力）2001规范规定：落地墙的最大水平间距不宜大于24米（第6．1．9．3条）取消了原“四开间”的含糊概念。另外，新旧规范均对框支层楼板提出了具体的特殊规定（附录E．1）希望能引起设计者的高度重视。

c.部分落地墙宜设计成筒体，以增加抗扭刚度和抗侧刚度 此条在实践中似较难作到，但须与建筑专业很好协调的话，相信效果一定会很明显。

3．框架-抗震墙结构的抗震墙的布置：

框架-抗震墙结构在实际工程中运用最多（对高层而言）布置要点是：位置和数量 抗震墙的数量以满足刚度即满足层件位移限值为宜，位置相对灵活，但应符合规范第6.1.8和6.1.5条的规定 a.沿房屋高度，抗震墙宜连续布置，宜全长贯通，避免切断，且洞口宜上下对齐，避免墙肢长度的突变。对外墙而言较容易作到，这与上述的“八字方针”相统一，内墙有时相对较困难。

b.不宜开大洞口，避免削弱抗震墙的 刚度取消了89规范对洞口面积的限值的规定，但在实际中对此条规定较难掌握，由此引起的争执亦屡见不鲜。

c.洞边距柱柱端（注意：指距柱内侧）不小于300。以保证柱作为边缘构件的作用和约束边缘构件的长度。

d.双向抗侧力的结构形式。且纵横墙宜相连，使彼此成为有翼缘的剪力墙 不但可以增加刚度，同时还能有效地提高塑性变形的能力 e.对于较长的房屋，不宜在房屋的端部设剪力墙 以避免温度应力对剪力墙的不利影响。

f.对于一 二级抗震墙，其连梁的跨高比不宜大于5。且高度不小于400。连梁有较大的刚度，可保证墙体的整体性能良好并能增大耗能能力。

g.柱中线与梁 墙中线不宜大于柱宽的1/4。以减少地震作用对柱的扭转效应。否则应通过加水平腋。加强柱内配箍率等方法加以弥补。4．抗震墙及连梁的截面尺寸的有关规定： 新老规范基本相似，但具体数值并不相同 主要包括：截面尺寸 最大剪压比 最小墙体厚度等

建筑设计中的建筑抗震设计研究 篇6

关键词：建筑设计；抗震性能；设计方法

引言：地震是一种多发性的随机震动，其复杂性和不确定性很难把握，要准确预测建筑物震窖的特性和参数，目前还很难做到，但是在建筑的设计中，建筑抗震设计可以有效的减少不必要的伤亡，从而可以有效保护人民的生命财产安全，本文主要进行研究建筑设计中如何提高建筑抗震性能。

一 建筑设计中场所的选择

在建筑设计的过程中，在选择建筑的产地时，应该根据工程的要求，并且进行预测地震的活动情况和工程的地质，设计应该尽量避开对建筑抗震不利的地段，一般抗震不利的地段有软弱土、古河道半挖半填的地基以及一些孤立的山包、山梁的顶部、非岩质的陡坡，边坡或河岸的边缘等容易发生滑坡、坍塌、泥石流以及地陷等地段等，如果在建筑的工程中遇到不利的地段，应该进行避免，如果不能避免的情况下，应该采用有效的有效的措施进行弥补，如采用地基、桩基进行加固处理，选择抗震效果比较好的建筑设计。

二 抗震体系的类型选择

建筑的结构影响抗震的因素有很多种，比如施工的因素、使用功能的重要性以及体系类型的科学性、规则性和整体性等都会对建筑抗震造成影响。建筑体系的选择对建筑抗震具有重要的作用，也是结构设计的过程中重要的基础，在建筑平面的设计中，应该设计类型简洁、规则的建筑，并且应该保证受力均匀，合理的设计建筑中的防震缝以及结构质量和刚度中心的一致性。在建筑设计的过程中。应避免采用带有突然变化的阶梯形立面，由于突然变化的阶梯立面在扭转不规则时，将会产生附加扭矩，从而影响地震作用的产生：对于刚度不连续时，将影响地震作用的分配；传力构件不连续时，影响地震作用的传递[1]。并且应该尽可能降低房屋的重心，对于突出屋面建筑部分的高度不应过高，以免地震时发生鞭梢效应。当建筑平、立面设计中不可避免采用严重不规则的设计方案时，应尽量在适当部位设置防震缝，将体型复杂、平面特别不规则的建筑布局，分割成几个相对规则的独立单元。

三 建筑结构体系的选择

在建筑设计的过程中，应该根据建筑的特点、建筑物的高度、建筑物的重要性以及材料、基础等因素，选择合理的抗震的建筑结构体系，常见的建筑结构体系抗震性能比较好的有：钢结构、型钢混凝土的结构。混凝土—钢混合的结构、，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等。

在建筑设计的过程中，应该注意抗震结构材料的选择，抗震的材料应该满足延伸性、韧性强度等级等，在施工的过程中，应该保证施工的质量和施工顺序的特殊性，在设计的过程中可以设计抗震防线[2]，从而可以有效的避免建筑的部分结构或者构件的损坏造成整个建筑体系的抗震性能不能得到保证或者不能承受一定的重力。

在建筑的设计中应该保证建筑结构的整体性，建筑的整体性是保证建筑结构各个部件在地震的作用下协调工作的必要条件，如果想要保证建筑结构具有足够的抗震能力，就应该保证设计的建筑结构的整体性，而且建筑结构还应该具有连续性，从而保证各个构件之间的连接可靠。而型钢混凝土和现浇钢筋混凝土结构具有水平刚度大、整体性比较好的特点，这两种建筑结构是比较合理的抗震结构。

四 建筑抗震设计

（1）根据承载能力进行建筑结构的抗震设计

承载力能力进行建筑结构的抗震设计，主要是根据静力分析理论，通过惯性力的形式对地震作用进行反映，并利用弹性方法计算结构地震作用效应的具体情况，对结构弹性位移进行验算，以此来确定建筑结构及其构件的强度，保证建筑结构的安全性。这种设计方法在抗震结构设计中得到广泛的应用。根据承载能力进行建筑结构的抗震设计主要特点是：这种设计方法与传统的设计方法非常类似，所以很容易被设计人员理解利用，并且这种方法主要采用通过惯性力的形式对地震作用进行分析，把结构看成是弹性体系，把结构固有的频率所对应的最大地震反应作为控制值的选择依据，按照弹性方法对结构的抗震性能进行计算[3]。但是这种方法具有一定的局限性，由于加速度反应谱的理论取用是整个反应中过程中的最大值，因此不能有效反应建筑在地震反应时的全过程。

（2）根据损伤和能量进行建筑结构的抗震设计

建筑结构能否抵御地震而不被破坏主要是根据建筑结构能否以某种形式耗散地震输入到结构中的能量。在超过设防地震作用下，在结构非弹性变形超过自身非弹性变形能力时，会导致建筑结构的倒塌。因此非弹性变形或者由于非弹性变形引起的结构损伤成为了研究防地震的设计方法。

根据能量进行建筑结构的抗震设计虽然容易理解抗震的原理，但是在抗震设计方法中有很多的不足之处，比如：结构体系耗能能力、地震输入能量谱、塑性滞回耗能等问题[4]。

（3）根据位移进行建筑结构的抗震设计

在不同的强度地震的作用下，根据建筑结构的位移响应为目标进行的结构设计，从而结构达到预定的性能，根据位移进行建筑结构的抗震设计主要能力普法、控制延伸性的方法、直接基于位移的方法。其中能力谱法是最近几年研究的最多的一种方法，因此这种方法成为建筑结构的抗震设计的主要的方法。

五 总结

地震是一种自然现象，为避免它给人类带来大的灾难，要求在建筑的设计中，应该加强对建筑防震性能的设计，从而可以有效减少地震给人们带来灾难性的损坏，保证人们的生命安全。建筑设计是建筑杭震设计的一个重要方面，建筑设计与建筑抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用，所以应该加强建筑抗震设计的研究，要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性，从而加强建筑物的抗震性能，减少地震带来的损失。

参考文献：

[1]翁启锋：《建筑结构的抗震设计分析》科技资讯；2010（21）：79

[2]吴奕霖；龙卓：《浅析工程建筑中抗震概念的设计》城市建设；2010（12）：367

[3]李尊；陈忠范：《建筑结构抗震设计研究新进展》：69--74

建筑结构下建筑抗震 篇7

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.

建筑结构抗震分析 篇8

1 基础隔震的抗震分析

隔震支座的水平动刚度KH和垂直动刚度KV分别为

式中, ε为动刚度和静刚度之比, 一般取1.2;G, E为分别为橡胶静剪切和压缩模量;F为支座面积;n为橡胶片数;H为橡胶片厚度。结构基底安装m个橡胶支座, 其剪切刚度KB和转动刚度Kθ分别为

式中, I为隔震支座至结构基底中线距离。

一般建筑结构可按多质点体系进行分析。结构的运动方程为

式中

计算时应考虑隔震支座的水平剪切刚度和转动刚度。按振型分解反应谱方法计算地震作用时, 先求解结构的自由振动, 待解得结构固有周期和振型后, 再计算地震作用下结构的内力。

2 层间隔震抗震分析

2.1 高层建筑顶部层间隔震减震结构的设计思想

通过把隔震层设置在高层建筑结构的上部, 把建筑分成上下两个部分, 利用上下结构的动力相互作用和隔震层的阻尼作用进行减震。与基础隔震结构相比, 这种隔震方案具有以下优点。

(1) 与基础隔震相比, 层间隔震结构不需要特意为隔震层在地震时发生的较大位移预留空间, 也不必设置与预留空间相对应的构造措施;与一般楼层相比, 隔震层的水平刚度很小, 地震时将发生较大的变形。对于基础隔震结构, 隔震层通常位于室外地面以下, 为了保证地震时隔震层能发挥作用, 《规范》规定, 上部结构的周边应设置防震缝, 缝宽不宜小于各隔震支座在罕遇地震下的最大水平位移值的1.2倍, 上部结构与地面之间, 宜设置明确的水平隔离缝;当设置隔离缝有困难时, 应设置可靠的水平滑移垫层。在走廊、楼梯、电梯等部位, 应无任何障碍物。而对于顶部隔震, 由于隔震层设置中上部柱顶, 结构的大变形发生在没有障碍的空中, 也就不存在预留空间及相应的构造问题。

(2) 降低结构的土建造价。

对于基础隔震结构, 在隔震层顶部需要增设一层厚度大于140mm的梁板式楼盖, 且楼盖的梁板刚度和承载力均应大于一般楼面梁板的刚度和承载力。这样, 结构的自重会因此而有明显的增加。而顶部隔震则不需要增设这样的楼盖。在隔震层设置在较低位置时, 隔震支座的选取主要是由使隔震支座在竖向荷载作用下的压应力不超过容许值来控制的, 因此减少一层楼板就会减小隔震支座的数量或尺寸。所以, 层间隔震结构不但能减小一层楼板的费用, 还可减小隔震支座的费用, 具有较为显著的经济效益。对于在结构屋顶上面设置调频质量阻尼器 (TMD) 进行地震反应控制的方案, 一般需要额外的附加质量, 并为附加质量提供足够大的运动空间, 这是TMD的不足之处。若将屋盖或上部结构当做附加质量, 在屋盖下面或几层楼层下面采用隔震支座作为弹簧阻尼系统, 则在保证控制效果的同时, 弥补TMD的不足, 还可以降低造价。

(3) 顶部隔震可以提高结构的抗倾覆能力。

对于高层建筑而言, 一般高宽比比较大, 即倾覆力矩大, 基底容易产生拉应力, 而隔震支座的抗拉性能又较差, 《规范》规定, 隔震支座不允许出现拉应力, 这样一来, 提高高层建筑隔震体系的隔震层位置, 可以使结构的抗倾覆力矩与倾覆力矩的比值增大, 保证隔震结构在地震时不发生倾覆破坏。

(4) 施工方便。

采用隔震技术的房屋, 通过隔震层处的水暖管道均需设置成软管。隔震层设置在层间时, 软管部分就可以设置在地面以上, 便于软管部分的施工、维修和更换。对旧有房屋进行抗震加固时, 若采用基础隔震形式, 需要在基础顶部将原有结构断开, 进行施工, 比较复杂。而在原有结构的顶部设置隔震层, 施工过程会方便很多。在以下几种工程中, 可以采用顶部隔震结构形式, 进行地震反应的控制。

2.2 建筑顶部隔震结构的减震分析

衡量顶部隔震结构减震效果的方法是通过比较结构在地震反应下采用顶部隔震形式时与普通结构形式下地震反应的大小。本章中采用通用有限元软件ANSYS从一个规则结构入手, 建立三维有限元模型, 将高层建筑顶部隔震体系与普通结构的计算结果进行比较研究顶部隔震体系的减震效果。其中, 普通体系是指一般的框架一抗震墙结构体系。模型中框架柱和框架梁均采用Beam4单元, 剪力墙及楼板均采用Shell63单元, 橡胶隔震支座单元采用多种弹簧阻尼单元组合模拟。

3 结语

本文将橡胶隔震支座作为结构基底的剪切弹簧和扭转弹簧, 采用矩阵位移法进行结构动力分析, 这种方法简便, 适合工程设计使用。采用橡胶隔震支座, 减少地震对结构的冲击, 是一种极为有效的防震措施, 应进一步研究该法在实际工程应用中的间题, 以便逐步试点, 推广应用。对层间隔震而言, 从高层建筑框架—剪力墙主体结构实例入手, 将高层建筑顶部隔震结构与不隔震结构的计算结果进行比较。经分析发现:顶部隔震减震结构体系, 利用了上部对下部结构的反馈作用, 有效减小了主体结构的地震响应;即高层建筑顶部隔震形式的结构, 如果选择合理的结构的重力荷载比、隔震层水平刚度和阻尼比, 在单向地震作用下可以有效地减小结构的位移、楼层总位移、层间剪力以及加速度等地震反应。顶部隔震减震结构体系具有高效、经济等优点, 而且有许多实际工程需求, 但系统的研究理论和设计方法还没有形成, 本文在研究中发现, 尤其在罕遇地震下, 隔震层的位移突变问题仍比较明显。因此, 对刚度突变问题引起的层间隔震的安全问题做进一步研究仍是十分必要的。

参考文献

[1]苏经宇, 曾德民.我国建筑结构隔震技术的研究与应用[J].地震工程与工程振动, 2001, 21 (4) :94～101.

[2]中华人民共和国建设部.GB500n一2001.建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2001.

[3]童伟民, 周韦瑞.断路器及其减震体系的抗震研究地震工程与工程振动, 2008, 2 (1) :53～56.

[4]刘文光.橡胶隔震支座力学性能和隔震结构地震反应分析研究[D].北京:北京工业大学, 2003.

建筑结构下建筑抗震 篇9

1.1 抗震设防标准

抗震不仅仅是取决于建筑的抗震设防标准, 还要严格的遵循建筑抗震设计规范。国家根据地震发生的可能性和震害的严重性确定各地区基本设防烈度, 这是各地区抗震设计的基本参数, 主要代表地面加速度的大小。对具体房屋, 需要结合建筑使用功能的重要性确定建筑的抗震设防标准, 即确定设计烈度和抗震等级。对一般建筑, 设计烈度就是本地区设防烈度。设计烈度愈高, 抗震能力愈强, 但建筑造价也愈高。

1.2 合理的抗震设计

抗震设计就是要选择合适的结构形式, 确定合理的抗震措施, 保证结构的抗震性能, 确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。高层住宅主要采用现浇剪力墙结构、框架-核心筒或框架-剪力墙结构, 具有较好的强度和变形能力, 抗震性能相对较好。因此, 无论板式住宅还是点式住宅, 只要设计合理, 都可满足抗震要求。多层住宅大部分采用砖混结构, 目前多采用现浇楼板, 并采取设构造柱和圈梁等抗震措施, 或者采用框架结构, 大大增强了抗震能力。

1.3 施工质量等因素

在建筑房屋是还应加强施工质量监督、规范, 对建筑的使用管理是十分必要的。

2 合理的抗震结构和建筑材料的应用

2.1 在地震多发区, 结构体系的合理性应该得到充分的重视

我国高层建筑中常采用的结构体系有:框架、框架-剪力墙、剪力墙和筒体等几种体系, 这也是其它国家高层建筑采用的主要体系。但国外, 特别地震区, 是以钢结构为主, 而在我国钢筋混凝土结构和混合结构却占了90%。钢结构同混凝土结构相比, 具有优越的强度、韧性和延性, 强度重量比, 总体上看抗震性能好, 抗震能力强。

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

2.2 建筑材料的抗震探讨和应用

从建筑材料的角度分析抗震要求, 一方面材料应具有足够的强度, 虽然强度高并不等于高抗震, 但对于具有脆性材料特征的建筑材料, 其抗折、抗拉强度更为重要;另一方面是材料应具有优异的耐久性和安全可靠性, 用以抵御不同使役环境下、不同介质对材料产生的各种不利影响, 以提高材料使役中的安全性和延长使役寿命。

水泥、混凝土目前作为人类使用量最大的建筑材料, 自1824年诞生至今, 在人类社会经济与文明发展的过程中起到非常重要的作用。但从抗震的角度, 水泥混凝土由于属于脆性材料, 这对于作为结构材料尤其是有高抗震要求的地区建筑的结构材料是不利的。这一问题既可以在混凝土工程中通过结构设计或采用钢筋增强等途径得到解决, 也可以通过对水泥混凝土自身的改性进行应对。

从提高水泥混凝土抗震性能而言, 对水泥混凝土自身的改性途径很多, 一般可以包括 (但不限于) 以下几个方面或它们的组合:

首要的是要严格控制混凝土拌合用水量。混凝土的工作性、强度、耐久性各项性能均对用水量非常敏感, 水胶比从0.5降低到0.3以下可使混凝土的强度至少提高一倍, 其主要途径掺加高效减水剂, 不仅大大改善混凝土的工作性, 而且能够通过降低混凝土用水量而大幅度提高混凝土强度, 进而提高混凝土结构的致密性、耐久性和可靠性;但必须指出, 强度不是万能的方案, 混凝土强度越高, 极限压应变越小, 混凝土破坏时脆性特征越明显, 这对于抗震来说是不利的, 必须复合采用增韧技术。

采用聚合物改性, 可以显著提高混凝土的抗渗性、抗侵蚀能力, 改善浆体与集料界面的结合, 而且掺加达到一定量时, 脆性的混凝土开始呈现聚合物良好的延性特征, 在国际上已经开发成功的超高强水泥弹簧, 即是该应用的一个极端例证。

掺加聚合物纤维可有效地提高混凝土的早期抗裂能力, 混凝土的延性也可得到提高。研究结果表明:掺加体积份数2%的PVA纤维, 可提高混凝土的3~7%的拉应变, 而不引起试件的强度损失或折断, 目前该技术已在日本的新建大型建筑中应用。

掺加钢纤维可以显著提高混凝土的机械性能。由于钢纤维阻止混凝土的开裂和裂缝扩展, 从而使其抗拉、抗弯、抗剪强度等较普通混凝土显著提高, 其抗冲击、抗疲劳、裂后韧性和耐久性也有较大改善, 因此钢纤维混凝土是一种性能良好的新型复合材料。钢纤维对基体混凝土的增强作用随着纤维的体积含量、长径比的增大而增大, 但在工程实际中, 纤维含量有一定限值, 超过这一限值, 用一般方法搅拌、成型就有困难。对于一般常用的钢纤维混凝土, 其体积含量建议取1.0%-2.0%。应用于一些结构部位, 如柱梁节点、柱子、扁梁柱节点、桩基承台、屋面板、转换梁、筏形基础等。采用钢纤维混凝土梁柱节点的框架与普通钢筋混凝土框架相比, 结构的延性提高57%, 耗能能力提高130%, 荷载循环次数提高了15%, 在框架梁柱节点采用钢纤维混凝土可代替部分箍筋, 既改善了节点区的抗震性能, 又解决了钢筋过密、施工困难等问题。

在保证混凝土足够的碱度防止钢筋锈蚀破坏以及碳化破坏的同时, 适宜掺加掺合料可降低混凝土结构中主要存在于孔隙和浆体与集料界面的氢氧化钙的含量, 改善界面结构, 提高混凝土的抗渗性。

集料质量也是影响混凝土质量、尤其是混凝土的耐久性的重要因素。例如, 用碱活性集料或含有害组分的集料制备的混凝土不仅可导致混凝土耐久性的降低和寿命的缩短, 而且可能在突发灾害中加速破坏而导致巨大损失。2003年土耳其地震后对倒塌建筑调查的结果表明, 由于不当使用含氯离子高的海砂作为集料制备混凝土是导致增强钢筋加速锈蚀而使混凝土建筑在震中倒塌的主要原因。

当然, 从通用水泥自身也可提出许多有益于提高混凝土耐久性的要求, 如降低熟料矿物组成的C3A含量、适宜控制水泥比表面积和水化热、降低水泥中氯离子含量、碱含量等。

此外, 还可以从根本上调整水泥品种, 例如选用低水化放热、高后期强度、尤其是抗折强度高、抗侵蚀性好的低热硅酸盐水泥, 即高贝利特水泥, 对于重点工程建设是一种更好的技术途径。高贝利特水泥低热高强的特性表明, 它是配制高强高性能混凝土的理想的胶凝材料, 所配制的高贝利特大体积混凝土抗裂性优越、且具有良好的体积稳定性和优越耐久性, 已在国家重点工程应用中得到证明。

3 结论

经济和安全的关系, 是结构抗震设计的重要技术政策。从长远观点看, 如何从我国高层建筑抗震设计现状及国际高层抗震设计发展的趋势出发, 探求一种新型的结构与材料的应用, 应该成为地震区高层建筑发展的新方向。

参考文献

[1]刘大海.高层建筑结构方案优选[M].北京:中国建筑工业出版社, 2004.[1]刘大海.高层建筑结构方案优选[M].北京:中国建筑工业出版社, 2004.

建筑结构下建筑抗震 篇10

1.1 建筑结构的抗震设计标准

建筑结构抗震设计标准要根据国家对不同地区地震可能发生的情况以及对地震的危害程度所进行的初步预测来确定不同地区的基本设防烈度。设防烈度的确定是对抗震标准进行设计的主要参考依据, 只有抗震烈度测量预测的准确性, 才能够保障抗震设计标准的科学性与正确性。建筑施工单位根据抗震设计标准以及工程项目开发对住宅使用性能的要求, 来进行抗震设计, 提高建筑物抗震设计的烈度, 设计烈度与建筑物的抗震能力成正比, 与建筑工程造价成反比。

1.2 建筑工程抗震设计是否合理

所谓抗震设计主要是对建筑的结构形式进行合理的设计, 并对建筑结构抗震措施加以选择, 保障建筑结构具有稳定的抗震性, 在地震灾害威胁的情况下要确保建筑结构不倒。高层建筑物对抗震设计有着比普通建筑更高的设计要求, 通常选择现浇剪力墙结构、框架———剪力墙结构作为高层建筑物的首选结构类型。这种类型的建筑结构强度高、在外力的强烈作用下, 能够维持建筑结构的平稳性, 抗震效果非常明显。建筑工程抗震设计的合理性是确保建筑抗震性能的基本保障。

1.3 建筑工程施工质量

建筑工程施工质量直接影响建筑物的使用性能, 在地震振幅的强烈刺激下, 建筑物的稳固性很难得到保障, 为此必须对建筑物施工质量进行严格的控制, 规范建筑施工工序, 加强质量监督与检验工作, 提高建筑物的整体质量, 保障建筑物的高抗震性。

2 选择适合的抗震结构与高质量的建筑材料

2.1 建筑结构体系对建筑抗震性能的重要作用

现阶段在我国建筑结构体系中主要包含了框架结构体系、框架-剪力墙结构体系、剪力墙结构体系与筒体结构体系等主要结构体系表现形式。这些结构体系根据建筑物的实际需要被广泛的运用到高层建筑物中。而目前国外在地震多发区, 已经开展广泛的采用钢结构体系, 作为提高建筑结构防震的主要结构体系, 我国目前所采用的多为钢筋混凝土结构, 其抗震性能远远比不上钢结构的抗震性能。钢结构在强度、韧性以及延展性上具有明显的优势。

通过对地震区建筑房屋的倒塌情况进行调查我们可以发现, 钢结构建筑物的倒塌机率是最小的。我国工程建造开发者在进行高层建筑物设计时, 为了节省用钢数量, 往往采用框架-核心筒体系。在混合结构震层中所产生的剪应力的八成以上都由内部的混凝土来承担。钢筋混凝土结构在外力的作用下容易出现弯曲变形, 为了减少建筑结构的侧移, 往往需要采用小的钢结构对框架-核心筒结构加以辅助, 这不但没能达到节省建筑钢材用量的目的, 还增加了建筑结构的负担, 不利于建筑整体结构稳固性的发挥, 为此我国要积极推进钢结构在建筑领域的应用。

2.2 建筑材料对建筑物抗震效果的影响与应用

建筑材料的使用性能对建筑物的质量有着决定性的影响, 而高质量的建筑物又具有良好的抗震效果, 为此若想提高建筑物的抗震性, 首先要确保建筑材料的质量。在对建筑材料进行选择时, 通常要选择强度高、安全性好, 以及具有良好耐久性的建筑材料, 研究实践表明, 高性能的建筑材料在提高建筑结构的使用性能与使用寿命方面具有不可替代的作用。

混凝土是目前我国建筑工程领域所普遍运用的人工石材, 它产生于1824年, 它的出现极大的改变了世界建筑工程领域的发展状况, 为促进我国建筑工程领域的发展起到了极大的推动作用。但混凝土建筑材料却属于脆性材料, 从建筑结构抗震的角度进行分析, 混凝土材料不利于建筑结构的抗震性, 为此不应作为结构性材料应用到建筑结构当中。为解决这一问题, 建筑工程领域展开了广泛的研究与讨论。目前主要通过对建筑结构进行科学合理设计以及采用钢筋来化解混凝土的脆性。同时也可以通过对混凝土自身的性能加以改变来实现对混凝土脆性的改良, 达到提高混凝土材料抗震效果的目的。

通常状况下对混凝土自身的性能进行改良, 提高混凝土建筑结构的抗震性能主要从以下几个方面加以着手:首先, 要对混凝土搅拌过程中的用水量进行严格的控制, 水对混凝土的水化反应以及混凝土的和易性都产生至关重要的影响, 决定混凝土的性能, 为此在混凝土加工、搅拌、运输、使用的全过程要通过会混凝土用水量的控制, 来确保混凝土的强度及其耐久性。然而为了确保混凝土建筑结构的抗震性能, 我们不能一味的增加混凝土的强度, 因为混凝土强度与极限压成反比, 当混凝土的强度达到一定高度时, 在外力作用下一旦混凝土遭到破坏, 此时混凝土的脆性特征就会变得更加明显, 为此必须在考虑增强混凝土强度的同时要考虑增强混凝土的韧性, 只有这样才能够确保混凝土具有较好抗震性能。

提高混凝土的使用性能还可以采用聚合物改性, 这样可以显著提高混凝土的抗渗性、抗侵蚀能力, 改善浆体与集料界面的结合, 而且掺加达到一定量时, 脆性的混凝土开始呈现聚合物良好的延性特征, 在国际上已经开发成功的超高强水泥弹簧, 即是该应用的一个极端例证。

在保证混凝土足够的碱度防止钢筋锈蚀破坏以及碳化破坏的同时, 适宜掺加掺合料可降低混凝土结构中主要存在于孔隙和浆体与集料界面的氢氧化钙的含量, 改善界面结构, 提高混凝土的抗渗性。

集料质量也是影响混凝土质量、尤其是混凝土的耐久性的重要因素。例如, 用碱活性集料或含有害组分的集料制备的混凝土不仅可导致混凝土耐久性的降低和寿命的缩短, 而且可能在突发灾害中加速破坏而导致巨大损失。2003年土耳其地震后对倒塌建筑调查的结果表明, 由于不当使用含氯离子高的海砂作为集料制备混凝土是导致增强钢筋加速锈蚀而使混凝土建筑在震中倒塌的主要原因。

当然, 从通用水泥自身也可提出许多有益于提高混凝土耐久性的要求, 如适宜控制水泥比表面积和水化热、降低水泥中氯离子含量、碱含量等。此外, 还可以从根本上调整水泥品种, 例如选用低水化放热、高后期强度、尤其是抗折强度高、抗侵蚀性好的低热硅酸盐水泥, 即高贝利特水泥, 对于重点工程建设是一种更好的技术途径。高贝利特水泥低热高强的特性表明, 它是配制高强高性能混凝土的理想的胶凝材料, 所配制的高贝利特大体积混凝土抗裂性优越、且具有良好的体积稳定性和优越耐久性, 已在国家重点工程应用中得到证明。

结束语

良好的抗震设计与抗震结构对建筑物抵抗地震灾害的威胁起到良好的保护作用, 为确保我国建筑使用者的生命财产安全提供了可靠的保障, 我国必须努力通过合理的设计创造出高性能的抗震结构, 提高我国建筑物的抗震效果, 对人们的生命财产安全实施全面的保护, 避免汶川地震的惨剧再次上演。

参考文献

[1]王丽霖.我国高层建筑抗震结构设计初探[J].山西建筑, 2011, (03) .

[2]和佳一.浅谈高层建筑结构抗震设计[J].中国新技术新产品, 2011, (12) .

基于建筑结构抗震加固方法应用 篇11

关键词：建筑结构；抗震加固方法；应用研究

新时期，随着经济的发展，城市建设取得了飞越发展，对于建筑而言，安全性至关重要，虽然经过长期发展，建筑无论是结构选型还是施工技术，均取得了重大进展，但有的建筑结构性能依然难以满足抗震要求，尤其是在地震多发、易发地区，对建筑结构采取抗震加固措施尤为必要，也唯有如此，方可有效抵抗地震灾害，并降低影响和损失。下面就建筑结构的抗震加固进行研究，以供同行参考。

一、建筑结构抗震加固的必要性

众所周知，我国属于多地震国家，因此早在 20 世纪 60 年代便开展了有关建筑抗震技术的研究，且经过不断发展，我国建筑抗震技术取得了实质性进展，像高层框架、简体结构、剪力墙等建筑抗震加固方法日益丰富。即便如此，在地震灾害面前，仍有很多建筑难以抵抗其强大的破坏力，从而使得建筑结构出现了不同程度的损坏，甚至是瞬间倒塌。受此影响，住宅、学校、商场、医院、办公楼等建筑结构的安全性再度成为众人的关注焦点，加强建筑结构抗震加固研究显然是大势所趋。

与此同时，因建筑结构抗震设计有失规范、加固方法有待优化、施工操作亟待提高等，致使建筑结构抗震性能有所弱化，若此时用于改善结构刚度和强度的抗震加固方法不当，往往会适得其反。故在采取建筑结构抗震加固措施时，我们必须紧密联系建筑情况和实际需求，不仅要针对延性不足或刚性不足的构件作粘钢、包钢等一般加固处理，还需从构件整体性能出发予以抗震加固；不仅要立足地震作用下结构构件的破坏情况，更要对整个结构的承载能力、抗震性能进行考虑，只有这样，才有助于进一步提高建筑结构的稳定性和安全性，从而创造更多的经济效益和社会效益。换句话说，借助抗震加固技术增强建筑抗震能力是最为有效的一种途径。

二、建筑结构抗震加固方法探讨

由上可知，对建筑结构进行抗震加固已是必然选择，但关键在于采取何种加固措施，在此就常见的抗震加固方法进行分析：

1.增设合适的构件

就当下而言，通过设置必要的构件，用于改善建筑结构的变形能力、抗震能力和整体性能，是最基本也是最有效的建筑结构抗震加固方法，具体涉及增设支撑、抗震墙、钢架等几种加固形式。

其中设置抗震墙法多见于建筑结构中具有抗震作用的墙体承载力明显不足或间距无法满足相关要求的情况，即由新砌筑的抗震墙分担地震作用，以此将结构变形量降低最低，但前提是必须妥善处理建筑原有构件与新增墙体的连接问题，既要使其连接可靠，也要减少损坏原有构件，同时还要将加固后的建筑结构强度考虑在内，以免因其不均匀引发薄弱层的转移；相对而言，该抗震加固方法经济可靠、强度刚度较高且便于应力传递，不过必须确保其基础结构有着足够的承载力。而针对钢结构或钢筋混凝土等由梁柱连接构成的框架空间，可采取增设钢支撑这一抗震加固方法，其拥有施工快、支撑轻、可满足延性、强度要求等特点，而且不会对建筑内部情况造成严重影响，但因耗能有限，故通常在震后对其支撑构件予以更换。

2.适当强化构件性能

若建筑结构不适合采用增设构件这一抗震加固方法，可从原有构件着手，对其承载力、延性等进行强化，如粘贴钢板、外粘型钢、粘贴纤维复合材料等多种方法。

具体而言，针对建筑结构钢筋混凝土中的大偏心受压、受弯或者受拉构件，建议选用粘贴钢板法，即利用专用的建筑结构胶在构件表面位置粘贴钢板，其不仅可以补足原有钢筋构件的不足，也可增强构件的抗裂能力和结构的承载能力，且刚度增加很小，能够与原有构件形成一个受力均匀的整体，而不会出现应力集中，所以是国际上公认的加固方法，但必须确保粘接剂性能和施工质量；若建筑结构中的梁、柱等对截面承载力、抗震能力等要求較高，可选用外粘型钢法，即通过焊接或灌浆等手段在构件两角或四周包设型钢，使其与原有构件一起承受荷载，并在约束原有构件的同时使其变形能力和承载能力得到改善，若在混凝土柱、梁等构件需要显著提升承载能力且又不允许增大截面尺寸时选用该抗震加固方法，施工便捷、工作量小、增重较少不说，还可显著增强构件延性、刚度和承载能力；此外为钢筋混凝土中轴心受压、受弯、受拉等构件粘贴增强型纤维复合材料也不失为一种有效的抗震加固方法，但必须保证材料合适、可靠，唯有如此，其强度、抗化学腐蚀以及保护加固构件的能力才会充分发挥，进而改善建筑结构的加固效果和耐久性，当然简单的操作、较小的施工噪音和环境影响也是其一大优势。

3.做好建筑隔震减震处理

随着建筑结构抗震加固研究的不断深入，隔震技术和减震技术逐渐发展起来。其中防震技术是指借助布置隔震层集中地震变形，以此降低地震对建筑原有结构的影响，从而限制能量继续上传，实现增强建筑抗震能力的目的，可见其加固效果理想，抗震安全性好，无需再次加固非结构构件，那么建筑功能和用途自然不会受到干扰，可是在采用该方法时，必须注意合理连接穿过隔震层的设备配管、配线等；而减震技术则是通过设置必要的耗能阻尼减震装置弱化地震反应，但其需要增加结构的能量耗力，而非结构延性和刚度，同时实践证明，较之普通抗震结构，耗能减震结构可降低 40-60%的抗震反应，结构造价也有所降低，像粘性流体、附加阻尼刚度、粘弹性等阻尼器是常见的耗能装置。

三、建筑结构设计中抗震加固定法的应用

1.建筑结构设计中的抗震措施

在建筑结构设计中，一定要考虑到地质条件、建筑物本身的基础结构、材料、地理位置等，结合建筑类型和抗震设计标准，有针对性地进行双重抗震设计，运用有效的抗震技巧，全面提升建筑物在可能发生的地质灾害中的稳定性，确保建筑物的稳固。

2.建筑结构设计中的建材选择

建筑材料是建筑结构设计中最重要的承重原料，抗震结构对建材的塑性、刚度都有较高要求。在运用建材的过程中，要以保证建筑物的稳定性为目标，参照当地地震史，并经过科学的理论分析，选用最合适的建材。通常在不影响建筑物的结构和使用效果的情况下，应选用质量小的材料，因为在地震中，此类材料相比之下破坏力低，不易造成人员伤亡。

例如，在我国东北，建筑物经常使用钢筋混凝土作为主要材料，大型建筑物还会运用伸缩缝的方法，这样不但保证了建筑结构的完整性，还能很程度上防御地震的破坏。

3.建筑结构设计中的效能减震

效能减震的原理采用阻尼器、效能器对地震力进行主动消耗和吸收，从而减少地震对建筑主体的破坏，确保建筑主体安全。这种减震技术目前应用也很广，在，新、旧建筑物抗震加固中均能起到很好的抗震作用。

四、建筑结构抗震加固实例分析

由上可知，建筑结构抗震加固方法丰富多样，但都有自己的优势和不足，故需要我们根据实际情况进行全面分析，以此选择最佳的抗震加固措施。

如某一历史性建筑经结构检查和材料试验后，确定需要采取抗震加固措施，后经方案比较和分析选择了基底隔震加固这一方式，一来发挥隔震效用，二来不会破坏原有建筑，并最大限度的使其保持原样。其中隔震层采用的是直径为500mm和600mm的天然橡胶叠层支座和铅阻尼器，使其分开布置并予以适当调整，以此避免上部建筑结构自重会因分布不均而发生扭转振动；同时为强化隔震效果，不仅加大了结构固有周期，还在拆除楼板后换了较大厚度的钢筋混凝土现浇楼板；此外为保险起见，还对建筑上部结构作了适当的处理，如增设了木桁架支撑，用于屋面水平刚度的增强，增设了外围墙垛和不连续墙体配筋等，并在隔震层下方设置了具有支撑作用的筏板基础，以期进一步改善该建筑结构整体性能，提高其抗震能力。其中图 1 为抗震加固方案。实践证明，该建筑抗震加固措施实施效果良好。

图 1 建筑结构抗震加固方案设计

五、结束语

综上所述，为安全起见，对建筑结构采取合理的抗震加固措施十分关键，不容忽视，毕竟其事关建筑质量安全和使用效益。这就要求我们强化建筑结构抗震设计，并结合当地实际情况和建筑结构特点，选择合适的主动或被动抗震加固措施，以此提高建筑抗震能力，降低风险隐患，同时还需加强抗震方法研究和创新，以期推动我国建筑抗震技术健康发展。

参考文献：

[1]解增银，陶小林.浅析如何做好高层建筑结构抗震设计[J].建筑科學，2013（15）：273.

[2]薛彦涛，范苏榕.传统抗震加固技术与抗震加固新技术的介绍[J].抗震防震工程设计专栏：19-22.

[3]温晓阳，尹永静.浅谈建筑结构抗震加固方法[J].施工技术，2014（2）：158.

浅析建筑结构抗震设计 篇12

房屋建设中, 抗震结构设计是结构设计的一个重要环节。设计的合理与否直接影响房屋的质量和人民的生命、财产安全。我国属地震多发国, 应在民用房屋结构设计中对抗震技术提出更高的要求。

2 建筑抗震结构设计的基本原则

2.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能

结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱 (墙) ”的原则;对可能造成结构的相对薄弱部位, 应采取措施提高抗震能力;承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

2.2 尽可能设置多道抗震防线

2.2.1 一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成, 并由延性较好的结构构件连接协同工作。

例如框架-剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成, 双肢或多肢剪力墙体系组成。

2.2.2 强烈地震之后往往伴随多次余震, 如只有一道防线, 则在第一次破坏后再遭余震, 将会因损伤积累导致倒塌。

抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度, 有意识地建立一系列分布的屈服区, 主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度, 以使结构能吸收和耗散大量的地震能量, 提高结构抗震性能, 避免大震时倒塌。

2.2.3 适当处理结构构件的强弱关系, 同一楼层内宜使主要耗

能构件屈服后, 其他抗侧力构件仍处于弹性阶段, 使“有效屈服”保持较长阶段, 保证结构的延性和抗倒塌能力。

2.2.4 在抗震设计中某一部分结构设计超强, 可能造成结构的

其他部位相对薄弱, 因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小, 改变抗侧力构件配筋的做法, 都需要慎重考虑。

3 结构抗震设计中概念设计

所谓“建筑抗震概念设计”是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想, 是进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。地震动是一种随机振动, 有难于把握的复杂性和不确定性, 要准确预测建筑物所遭遇的特性和参数, 目前尚难做到。在结构分析方面, 由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等诸多因素, 也存在着不确定性。因此抗震问题不能完全依赖计算结果。而是应该立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念, 往往是构造良好结构性能的决定性因素。抗震概念设计主要有如下几点:

3.1 建筑选址。

避免抗震危险地段, 选择对抗震有利的场地、地基和基础在进行设计时, 应根据工程需要, 掌握地震活动情况和工程地质的有关资料, 作出综合评价, 宜选择坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土等有利地段;避开软弱土、液化土、河岸和边坡边缘, 平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层等不利地段;同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上, 也不宜部分采用天然地基, 部分用桩基, 当地基有软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时, 宜加强基础的整体性和刚度。

3.2 合理的平立面布置。

建筑物的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理, 结构布置符合抗震原则, 从而确保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜规则、对称, 质量和刚度变化均匀, 避免楼层错层。但事实上, 由于城市规划、建筑艺术和使用功能等多方面的要求, 建筑不可能都设计成方形或圆形。我国《高层建筑混凝土结构技术规程》, 对地震区高层建筑平面形状作了明确规定;并提出对平面的凹角处应采取加强措施。对体形复杂的建筑物合理设置变形缝, 在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整, 并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施, 严格控制建筑物的高度和高宽比。

3.3 结构选型和结构布置。结构选型根据建筑的重要性、设防

烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素, 经技术、经济条件比较综合确定。单从抗震角度考虑, 作为一种好的结构形式, 应具备下列性能:延性系数高;匀质性好;正交各向同性;构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性, 并能发挥材料的全部强度。结构布置遵循的原则是平面布置力求对称, 使构件分配的力均匀;竖向布置力求均匀, 尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀, 避免出现薄弱层, 并应尽可能降低房屋的重心。

4 建筑结构消能减震与隔震设计

传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能来抵御地震作用, 是被动消极的抗震对策。而消能减震隔震设计是指在结构体系中设置隔震层以隔离地震能量, 或在抗侧力结构中设置消能器吸收地震能量, 从而达到减轻震害的目的, 是积极主动的抗震对策。我国已经在《建筑抗震设计规范》中纳入了隔震与消耗减震的内容, 并制定了《建筑隔震橡胶支座标准》、《夹层橡胶垫隔震技术规程》。但由于它是一种新型的结构体系, 且隔震层以上结构部分的使用要求高于非隔震建筑, 因此, 在目前的设计中应用较少。其主要原理为:在房屋底部设置橡胶隔震支座和阻尼器等, 以延长构件的自振周期、增大阻尼, 或在结构中设置消能装置, 通过局部变形提供附加阻尼, 消耗地震能力, 而达到保护上部结构的目的。

5 抗震构造措施的设置

抗震构造措施在结构设计中具有非常重要的作用, 构造设置是否合理, 直接影响到结构防震的效果, 由于上部主体结构类型不同, 构造措施也不尽相同, 以下列出常见结构类型所需采取的一般构造措施。砖混结构房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁, 加强了内外墙的连接, 增强房屋的整体性。圈梁能够有效地约束预制板的散落, 使砖墙出平面倒塌的可能性降低;另外, 圈梁作为边缘构件, 可以提高楼、屋盖的水平刚度。在地震作用下限制了墙体斜裂缝的开度与延伸, 减轻了不均匀沉降对房屋的影响。并且构造柱设置合理, 可以起到增强房屋整体性、改善结构脆性和增加延性的作用。每间设置构造柱的墙体, 可以大大提高变形能力, 即使墙体开裂以后, 还可以利用其塑性变形和滑移、摩擦, 来消耗地震能量。但是, 设置圈梁和构造柱后, 多层砖混房屋的抗裂能力并没有多大的改善, 难于保证砖混结构房屋实现“小震”不坏的目标, 设计中应该加以注意。

6 结论

总而言之, 随着高层建筑的迅速发展, 建筑高度不断增加, 高层建筑的结构设计也成为结构工程师设计工作的主要重点和难点。其抗震设计变得尤为重要, 建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念, 从场址的选择到建筑物的结构设计, 抗震设计贯穿了整个过程。建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。因此如何准确、合理的运用不同的抗震设计方法, 是非常重要的, 对于不同的建筑、不同的情况应区别对待, 从而寻求最合理的抗震设计。

摘要：由于我国是一个地震多发的国家, 分布广、频率高、强度大、震源浅, 是世界上地震灾害最严重的国家之一。近几年来, 各国历次地震对人类造成了严重灾害, 通过总结大量的经验教训, 促使结构抗震设计不断发展。这就要求结构工程师不仅要运用好抗震计算分析, 而且要重视结构概念设计, 使建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来, 建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。文章主要是在探讨建筑结构抗震设计中结构抗震设计的方法总结和发展, 供大家参考。

关键词：建筑结构,抗震设计,地震

参考文献

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社, 2002, 11.[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社, 2002, 11.