建筑结构抗震

建筑结构抗震（精选12篇）

建筑结构抗震 篇1

0前言

房屋建筑结构设计人员经常接触到的普通建筑, 自1989年《建筑抗震设计规范》GBJ11-1989发布以来, 均应达到“多遇地震不坏, 设防烈度地震可修和罕遇地震不倒”的设防目标, 上述设防目标可保障:房屋建筑在遭遇设防烈度地震影响时不致有灾难性后果, 在遭遇罕遇地震影响时不致倒塌———实现生命安全的目标。

相对于上述普通建筑, 本文想要讨论的是某些特殊要求的建筑, 其设防目标要求高于一般的普通建筑, 根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008中的相关条文规定, 该建筑的抗震设防等级为“重点设防类” (简称乙类建筑) , 包括地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑, 以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果, 需要提高设防标准的建筑。

1 项目概述

某建筑总高度42 m, 所在城市的抗震设防烈度7度, 地震加速度0.10 g, 地震分组第三组, 结构形式为钢筋混凝土的框架-剪力墙结构, 地下2层, 地上8层。地上部分1～3层为裙房, 主要功能为办公室、大会议厅、多功能厅、密集资料库等, 层高4.8～6.0 m;4～8层为L型塔楼, 主要功能为标准客房, 层高3.9 m。隔墙采用砖砌体材料, 有较大面积玻璃幕墙, 顶层与外部较大体量的装饰性钢构架相连。房屋要求在地震时使用功能不能中断。

2 项目结构抗震性能目标的分析

2.1 性能目标的简述

建筑抗震性能目标按照《建筑抗震设计规范》提出的“三个水准”为抗震设防基本目标。具体来说即为:

(1) 当遭受低于本地区设防烈度7度的多遇地震 (地震重现期50年) 影响时, 结构在地震后基本完好, 一般不需要修理即可继续使用, 人们不会因结构损伤造成伤害, 可以安全出入和使用。

(2) 当遭受本地区设防烈度7度的地震 (地震重现期475年) 影响时, 结构在地震后基本完好, 仅个别构件轻微裂缝, 一般不需要修理或稍加修理即可继续使用, 人们不会因结构损伤造成伤害, 可以安全出入和使用。

(3) 当遭受高于本地区设防烈度7度的罕遇地震 (地震重现期1600年) 影响时, 结构在地震下发生明显损坏, 多数构件中等损坏, 进入屈服, 有明显的裂缝, 部分构件严重损坏, 但整个结构不致于倒塌, 也不发生局部倒塌, 人员会受到伤害, 但不危及生命安全。

2.2 建筑抗震性能化设计

因为本项目的使用功能要求, 按《抗规》3.10.3条第2款, 选定了高于 (一) 中所描述的抗震设防基本目标, 对设防目标, 提出了更高的要求。按照建筑抗震性能设计的要求, 分以下几个方面进行抗震性能设计。

2.2.1 承载力性能设计

本建筑设计时, 建筑结构主体选用性能3进行设计, 重要部位 (如:裙房顶层和塔楼首层的竖向构件) 选用性能2进行设计。

2.2.2 变形性能设计

本建筑设计时, 结构形式为框架-剪力墙结构的普通建筑, 其弹性层间位移角限值[θe]为1/800, 最终控制该建筑在小震下的变形<1/1400, 中震下的变形<1/400, 大震下的变形<1/200。

从最终设计控制的位移限值来看, 满足了性能3的要求。

2.2.3 结构构件的细部构造性能设计

因为该建筑承载力和位移均满足性能3, 且主要主体结构承载力未高于多遇地震提高一度, 故延性性能仍按常规设计的规定采用, 未降低要求。

3 设计方法及措施

本建筑设计时严格按照《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定和要求, 以及上述关于性能设计的要求, 进行结构构件承载力验算和结构弹性变形验算, 采取了以下措施。

(1) 主体结构承载力计算时, 采用7度 (0.10g) 第三组下的多遇地震作用, 进行计算配筋。抗震措施选用时, 结构抗震等级提高一度, 钢筋混凝土框架剪力墙结构, 框架部分抗震等级二级, 剪力墙部分抗震等级一级。

(2) 重要结构部位承载力计算时, 采用7度 (0.10g) 第三组下的设防地震作用, [水平地震影响系数最大值αmax=0.224, 约为7度 (0.10g) 时多遇地震αmax=0.08的2.8倍, 约小于8度 (0.30g) 时多遇地震的max=0.24]。

(3) 主体结构变形控制计算时, 采用7度 (0.10g) 第三组下的多遇地震作用, (水平地震影响系数最大值αmax=0.08) , 控制最大层间位移角要远小于1/800的弹性变形极限, 为建筑物内人员在地震时提供最大舒适度, 并保证砌体填充墙的安全以及电梯运行的安全性。

(4) 主体结构变形控制计算时, 采用7度 (0.10g) 第三组下的设防地震作用, (水平地震影响系数最大值αmax=0.224) , 控制弹性最大层间位移角<1/400。

(5) 主体结构变形控制计算时, 采用7度 (0.10g) 第三组下的罕遇地震作用, (水平地震影响系数最大值αmax=0.50) , 控制弹性最大层间位移角<1/200。

(6) 抗震构造措施选用时, 结构抗震等级提高一度, 钢筋混凝土框架剪力墙结构, 框架部分抗震等级二级, 剪力墙部分抗震等级一级。

(7) 砌体填充墙设计时, 按抗震等级提高一度 (8度) 选用。墙体拉接筋通长设置, 采用较严格的构造柱布置措施。

(8) 采取的其他结构加强措施。

1) 在建筑周边适当增加剪力墙的设置, 减小结构的平动及扭转位移。

2) 竖向刚度变化处 (地下室顶板和裙房屋面) 加强梁板截面及配筋, 提高关键部位的强度和延性。塔楼平面L型转角处, 加强楼板截面及配筋。

3) 增加竖向刚度突变处上下楼层的剪力墙配筋, 提高薄弱部位的第一道防线抗侧力构件的强度和延性。

4) 加大底部加强区墙体边缘构件的配筋, 并从严控制剪力墙的轴压比, 提高结构整体的抗震延性。

5) 提高女儿墙等屋顶附属物的牢固性。

(9) 其余相关专业采取的加强措施。因为该建筑在地震时使用功能不中断, 仅仅只是结构专业提供更为可靠的房屋结构抗震性能是远远不够的, 还需要各专业均在设计时考虑到地震工况下的特殊设计, 从以下几个方面保证其功能不中断的设计目标:

1) 建筑引入的供电线路, 应为两路独立的外线, 并具备楼内应急电源。

2) 建筑装饰结构的幕墙体系, 应具备更高的强度和适应结构主体变形的能力。

3) 建筑装饰结构的外墙饰面材料, 应尽量采用新型轻质板材, 避免采用自重较大且脱落易伤人的石材, 加强饰面连接件的强度及适应结构主体变形的能力;脱落容易伤人的饰面材料避免布置于主要疏散通道进出口上方, 最大限度保证高烈度地震下的人员安全。

4) 顶棚连接件、附属构件如标志及广告牌等的连接件应具备更高的强度和适应结构主体变形的能力。

5) 进出建筑物的管道应采取措施适应结构主体变形的能力。

6) 电梯应具备地震时就近平层, 具有备用电源等特殊功能, 其支撑结构、导轨、支架、轿箱导向构件具备更高的可靠性。

7) 避免采用悬挂式灯具。

8) 较高的柜体应采用措施固定于墙面。

4 结语

综上所述, 一个乙类建筑设计之初, 首先需要明确其有别于普通建筑的性能水准目标, 根据性能水准目标, 确定承载力设计时选用的地震力, 确定不同地震作用下对房屋整体变形能力的控制指标, 在此基础上才能明确建筑选用的结构形式和极限高度。同时, 项目投资方和设计人员也必须明确这样一个观点, 所有安全性、可靠性的提高, 都是基于很大幅度地提高经济投入的前提下的, 性能目标越高, 其经济性越低, 不能盲目的提高控制指标的要求, 盲目的追求更高的性能水准。需要设计人员在满足功能目标的前提下, 通过更准确的控制, 实现可靠性与经济性的平衡。

参考文献

[1]GB50223-2008, 建筑工程抗震设防分类标准[S].

[2]GB50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].

建筑结构抗震 篇2

第1章地震基础知识、抗震设防 1.地震波有类型、各有特点。

2.地震常用术语，地震按震源深度分类。3.震级、地震烈度的概念！地震烈度如何分类 4.基本烈度区划与地震动参数区划。

5.建筑物的抗震设防类别划分、抗震设防标准。6.工程结构的抗震设防依据、抗震设防的目标、两阶段设计方法。

第2章场地、地基和基础

1.场地的概念、建筑物选择场地的原则。2.场地土类型、土层等效剪切波速、覆盖层厚度。3.场地类别划分的依据。

4.地基抗震承载力确定，地基和基础的抗震验算。5.可不进行天然地基基础的抗震承载力验算范围。6.液化的概念，液化产生的震害，影响场地土液化的因素。

7.液化判别方法，可液化地基的抗液化措施。第3章地震反应分析和结构抗震验算 1．结构的地震反应概念，结构抗震设计步骤。2．场地条件、震中距对地震反应谱的影响特点。3．动力系数、地震系数、地震影响系数的概念。4．多质点体系的简化计算简图，各层重力荷载代表值的求法。

5．振型分解反应谱法的计算公式和每个参数的含义。6．底部剪力法的适用范围、计算步骤、注意要点。7．结构构件截面抗震承载力验算、荷载效应组合。8．多遇地震作用的结构抗震变形验算目的、方法。9．罕遇地震烈度下弹塑性位移验算目的、范围、方法。

10．薄弱层弹塑性层间位移简化计算方法：楼层屈服强度系数、薄弱层（部位）。

11．薄弱层弹塑性层间变形计算方法。第4章建筑抗震概念设计

建筑的平立面布置；结构选型与结构布置；多道抗震防线；刚度、承载力、延性；结构整体性；非结构构件处理。

第5章多高层钢筋混凝土房屋抗震设计

1．了解钢筋混凝土结构常见的震害，分析其原因。

2．抗震设计的基本要求：适用高度、高宽比、抗震等级、结构布置。

3．框架结构抗震计算：抗震设计步骤。

4．房屋适用高度的概念、限制房屋的高宽比意义。5．钢筋混凝土结构划分抗震等级意义、划分依据。6．截面设计、延性设计原则、框架结构抗震构造措施。7．框架梁、框架柱的内力调整。8．框架梁、框架柱的截面承载力计算。9．节点核心区钢筋的锚固和搭接要求。

10．轴压比计算、限制钢筋混凝土柱的轴压比意义。11．框架结构要对梁柱端进行箍筋加密作用。第6章砌体结构抗震设计

1．震害、震害分析。砌体结构房屋的概念设计。2．限制砌体房屋抗震横墙最大间距目的。3．楼层剪力在各墙体间的分配原则。4．墙体截面抗震承载力的验算方法。5．墙体承载力验算位置选择。

6．各类砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度计算方法。

7．圈梁、构造柱作用及设置原则。8．楼梯间的构造要求。

9．底部框架—抗震墙房屋的抗震设计要点。第7章多、高层钢结构房屋抗震设计 1.高层钢结构结构体系 2.高层钢结构结构的布置原则

第8章单层钢筋混凝土柱厂房抗震设计 1.单层厂房结构的主要震害。2.单层厂房结构在平面布置要求。

3.单层厂房在屋盖系统、柱、柱间支撑和围护墙体等的要求。

4.单层厂房横向抗震计算有哪些基本假定、横向抗震计算方法、步骤。

5.单层厂房纵向计算的修正刚度法和拟能量法的基本原理及其应用范围。

建筑结构中抗震设计研究 篇3

1.选择场地地基

在进行建筑场地的选择时，要根据工程需要，以及地震活动情况和工程地质有关资料进行综合评价。对于不同的场地，应对天然地基时的抗震承载力进行分析，对震陷、震动液化可能性与液化危害度进行分析。必要时，对其处理可采用规范的相应的地基来进行。根据地震烈度、场地土的厚度和断裂的地质历史来对避让距离进行确定，从而确定场地范围内的地震断裂。在选择场地地基时，要避开对建筑不利的地段，如果没法避开时，采用适当的抗震措施。

2.选择抗震体系类型

首先，建筑的体型要简单，平立面布置宜规则。建筑物要是体型简单且规则，其不仅具有明确地受力性能，而且在设计时在地震作用下的实际反映及其内力很容易分析。并且也比较容易处理结构细部的构造。因此，此结构在遭遇地震使迫害程度很轻。其次，建筑地震作用的产生、传递和分配受结构体系类型的规则性影响，并且建筑物的固有周期和抗震延性也受其建筑材料和结构体系的影响。因而，影响了建筑的抗震作用。因此，对于体型复杂、平立面特别不规则的就建筑结构的适当位置设置防震缝。如果平面不规则的建筑结构，应进行水平地震作用计算和内力调整，并且采用有效的抗震结构措施，其应用到较薄弱位置。在体型复杂的建筑中，不设防震缝时，计算模型应选择符合实际的结构来进行精细的抗震分析，对局部应力和变形集中以及扭转影响进行估计、对易损部位进行判别，从而提高抗震能力。如果设置防震缝时，将建筑分成规则的结构单元，防震缝留有足够的宽度，应完全分开其两侧上部结构。

3.选择抗震结构体系

—般情况下，应优先选择不负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或选用轴压比不太大、延性较好的抗震墙等构件，作为第一道抗震防线的抗侧力构件。框架—抗震墙结构体系中的抗震墙、处于第一道防线，当抗震墙在一定强度的地震作用下遭受可允许的损坏，刚度降低而部分退出工作并吸收相当的地震能量后，框架部分起到第二道防线的作用。这种体系的设计既考虑到抗震墙承受大部分的地震力。对于强栓弱梁型的延性框架。应具备必要的强度，良好的变形能力和耗能能力。如果抗震结构体系有较高的抗侧力强度，但缺乏足够的延性，则这样的结构在地震时很容易破坏（如元筋砌体）；但如结构有较大的延性、而抗侧力强度不高，在不大的地震作用下结构产生较大的变形（如纯框架结构），如果砌体结构加上届边约束构件，使其只有较好的变形能力。如果框架中设琶抗震墙，使其抗例力强度增加，则上述两种结构的抗震潜力都增大了。宜具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位。产生过大的应力或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。结构在强烈地震下不存在强度安全储备、构件的实际强度分布是判断薄弱层（部位）的基础。

抗震计算中的延性保证。延性控制准则的一般要求都包括对两个物理量的要求：一是所讨论的部件（如包括节点在内的梁柱接头区）在预定部位（如梁端）屈服后所能达到的变形量的大小；另一个是直到变形量增大到预期值为止，部件各部位都必须保持其应具备的承载力而不发生先期承载力失效。其中第一个物理量是被衡量和控制的量，第二个量是第一物理量的基本保障。对节点而言，就是要求节头区梁端或柱端屈服后达到某个必要的变形之前不会先行发生破坏或剪切失效。具体框架节点延性设计准则表达如下。提高抗震结构构件的延性、改变其变形能力，力求避免脆性破坏；为此砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯校，或采用配筋砌体和组合砌体柱等；钢筋混凝土构件应合理的选择尺寸、配置纵向钢筋和箍筋。为了保证强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件的抗震设计理念，在配置纵向钢筋和箍筋时，应考虑梁翼缘板的作用和梁裂缝宽度验算或超配而增加梁纵筋的影响。框架纵向钢筋的最小配筋率，应与《建筑抗震设计规范》一致，或者略小。在配置柱纵筋和箍筋时，应考虑这部分的梁纵筋的影响，柱增加的单向纵筋和箍筋可按以下简化计算确定：

柱增加的单边纵筋：

柱增加的箍筋：

其次，保证抗震结构构件之间的连接具有较好的延性、是充分发挥各个构件的强度、变形能力，从而获得整个结构良好抗震能力的重要前提。为了保证连接的可靠性，构件节点的强度不应低于其连接构件的强度，预埋件的锚固强度不应低于其连接构件的强度；装配式结构构件之间应采取保证结构整体性的连接措施。

4.常用的抗震分析方法

在结构设计中，需要将用来进行内力组合及截面设计的地震作用值进行确定。计算地震作用值通常采用底部剪力法、弹性时程分析方法以及振型分解反应谱法，这三种方法都是弹性分析法。其中最为简单的属底部剪力法，其在质量、刚度沿高度分布较均匀的结构中较为适用。其思路就是对地震影响系数的确定通过对结构的第一振型周期的估计来进行，总的水平地震作用确定是结合结构的重力荷载来进行，然后分配至各层按照一定方式来进行结构设计。对于较为复杂的结构体系的抗震计算，采用振型分解反应谱法来进行，它的思路就是根据振型叠加原理，将各种振型对应的地震作用、作用效应以一定方式叠加起来得到结构总的地震作用、作用效应。对于弹性时程分析而言，其适合用于特别不规则和特别重要的结构中，此方式为直接动力分析方法。

现代抗震设计理论越来越先进，世界各国已经在抗震方面取得了较好的成绩，例如，大量钢筋混凝土构件的抗震性能试验的进行。在这样的大背景下，我国的抗震设计也应该进行完善，不断向前发展。

参考文献

[1] 凌燕. 建筑结构设计的基本方法及存在的问题[J]. 科技咨询导报，2007（29）.

[2] 刘程彦. 建筑结构的抗震设计探讨[J]. 四川建材，2010（01）.

[3] 张爱菊，王强. 论建筑结构的抗震设计[J]. 知识经济，2010（15）.

[4] 何玉红. 我国建筑工程结构抗震设计探讨[J]. 中外企业家，2009（06）.

建筑结构抗震 篇4

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 篇5

第九篇多层和高层钢结构房屋抗震设计规章与计算标准

第一章抗震设计一般规定

第二章多层和高层钢结构的结构体系

第十篇工厂厂房项目工程抗震设计规范与计算标准

第一章单层钢筋混凝土柱厂房

第二章单层钢结构厂房

第十一篇构筑物严格抗震设计要求与技术规范

第一章震害现象及其分析

第二章构筑物抗震概念设计

第十二篇桥梁与地下结构工程抗震设计耍点与技术规范

第一章桥梁工程结构抗震

第二章桥梁结构抗震分析方法

第十三篇农村民居建筑抗震设计规范应用

第一章概论

第二章被加国构件表面粗糙度及植筋技术

第十四篇建设工程连续倒塌防止技术与设计标准规范

第十五篇建设工程基础隔震结构设计施工规范与质量检测监督管理第十六篇建设工程抗震试验标准规范与技术方法

第十七篇建设项目工程抗震鉴定与加固标准规范及技术要求

第十八篇建筑工程抗震设计规范算例应用操作规范

第十九篇《建筑抗震设防分类标准》与《建筑抗震设计规范》解读及探讨第二十篇建筑工程抗震设防分类国家标准规范及强制性条文

第二十一篇建筑工程抗震设防设计监督管理国家法规政策制度

超高层建筑结构抗震设计 篇6

关键词：超高层;结构方案;抗震设计

1   工程概况

项目为集商业、餐饮、办公于一体的多功能建筑，设3层地下室，底板面标高为-14.9m;地面以上53层，下部5层为裙楼，裙楼层高为 5.1～6m，标准层层高为4.2m，总建筑面积为 126560.42m2;结构总高度237.8m，属乙类超高层建筑。采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。

根据规范[1，2]，工程结构安全等级为一级，结构重要性系数为 1.1，建筑结构抗震设防类别为乙类，地基基础设计等级为甲级，结构抗震设防烈度为 8 度（0.20g），建筑场地类别为Ⅱ类，基本风压按《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2001）取值，为 0.30 kN/ m2。

2   结构方案需重点解决的问题及思路

2.1 结构方案选择

项目位于 8 度区，结构高度达 237.8m，高宽比为 6.3，其核心筒高宽比偏大（核心筒 Y 向的高宽比为13.6）。如何控制结构在地震作用下的最大位移处于规范[1，2]限值内的同时，又使结构构件尺寸、造价在可接受的范围内是结构设计的重点。结构方案从控制造价出发，优先考虑钢筋混凝土结构;从减少结构刚度突变的不利影响考虑，应尽量减少加强层的使用;另外也可减小结构自重。为此，项目方案阶段共做了 4 种方案比选。

方案一：钢筋混凝土方案 1。其标准层典型梁高为 700mm，配合建筑平面功能及立面造型的需要，沿建筑外围共布置了16根框架圆柱，其中23层及以下为型钢混凝土柱，23 层以上为钢筋混凝土柱，典型柱直径为1600mm。

方案二：钢筋混凝土方案 2。梁柱平面布置基本同方案一，但通过在设备层增设伸臂桁架，在满足刚度要求的前提下，将结构梁高减小。其标准层典型梁高为 500mm，典型柱直径为 1 600mm。

方案三：混合结构方案 1。梁柱平面布置基本同方案一，但梁采用钢梁，柱采用钢管混凝土柱。其标准层典型梁高为 700mm，典型钢管混凝土柱直径为 1 600mm。

方案四：混合结构方案 2。梁柱平面布置基本同方案一，同样采用钢梁及钢管混凝土柱，但通過在设备层增设伸臂桁架，并加大钢管混凝土柱截面，在满足刚度要求的前提下，将结构梁高减小。其标准层典型梁高为 400mm，典型钢管混凝土柱直径为1 800mm。

各方案标准层造价比较见表 1，方案三、方案四因采用了钢梁及钢管混凝土柱，相应构件造价高于方案一、方案二，业主决定采用钢筋混凝土方案，而加强层需进一步比选其优劣性。

表1  各方案标准层造价比较

为进一步比较加强层的敏感性，根据建筑功能需求及结构受力要求，对可能采用的结构方案进行了进一步分析比较，各方案层间位移角比较见表 2。

表2  小震作用下各方案层间位移角比较

注：方案二中 C 工况的刚度不满足规范[1，2]要求，其他均满足规范1/530的要求。

经对比分析设加强层与不设加强层的小震计算结果发现，不设加强层时，结构仍能满足规范[1，2]有关整体计算指标，且避免了加强层带来的刚度和内力突变，故最后决定采用不设加强层的外框架 + 核心筒体系。主要框架梁采用截面为600mm×700mm 的框架梁。

2.2 结构体系

为配合建筑平面功能及立面造型的需要，沿建筑外围共布置了 16 根框架圆柱，其中23层及以下为型钢混凝土柱，23层以上为钢筋混凝土柱，框架柱直径由底部的 1600mm 渐收至顶部的1400mm;中部的钢筋混凝土核心筒沿建筑全高连续贯通布置，核心筒周边剪力墙厚度由底部的1300mm（X向），1200mm（Y向）渐收至顶部的 500mm（X向），400mm（Y向）。外框柱与核心筒共同构成两道抗震防线，为结构提供必要的重力荷载承载能力和抗侧刚度。水平荷载作用下产生的剪力和倾覆力矩由外框架和核心筒两道防线共同承受，其中核心筒承担了结构大部分剪力和弯矩。

3   结构分析及计算结果

3.1 结构超限类型

工程超限有两项：1）扭转位移比超过 1.2（最大值为 1.31），属于扭转不规则;2）建筑高度超过了规范[1]中 B 级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度，此项为本项目结构设计的难点和重点。针对本工程的结构特点，参照规范[1]，设定结构的抗震性能目标为 C，不同地震水准下的结构构件的抗震性能目标见表 3。

表3  结构构件的抗震性能目标

注：轻微损坏为稍加修理即可继续使用，承载力按标准值复核;轻度损坏为一般修理后可继续使用，承载力按极限值复核;中度损坏为修复或加固后可继续使用，承载力达到极限值后能维持稳定，降低少于 5%;比较严重损坏为需排险大修，承载力达到极限值后能维持稳定，降低少于 10%。

3.2 风荷载和小震作用下的弹性分析按规范[1，2]要求，本项目采用 2 个不同力学模型结构分析软件（SATWE，ETABS）进行小震作用下的结构整体计算。结构嵌固部位设在首层，整体计算时输入地下室以考虑其对上部塔楼的影响。在规定水平力作用下，结构底层（首层）框架和核心筒剪力墙承担的剪力比例结果表明，工程各项整体指标均能满足相关规范[1，2]的要求;墙、柱的轴压比和各构件的强度及变形也均能满足要求，完全能达到小震作用下“完好无损坏、变形小于弹性位移限值”的第一阶段的抗震性能目标。

通过SATWE软件，采用振型分解反应谱（CQC）法和时程分析法对结构进行小震作用下的弹性时程分析。结果表明，在多遇地震作用下，CQC 法的计算结果大于 7 条波时程分析结果的平均值。在进行施工图设计时，按 CQC 法的计算结果进行配筋设计。

3.3 中震分析及结构抗震性能评价

根据规范[1]，综合考虑抗震设防烈度、结构体型规则性、超限程度等因素，本工程采用相对简化的等效弹性方法进行中震作用下的性能分析，分析时结构阻尼比取 0.06，连梁刚度折减系数取 0.4。采用 SATWE 软件计算，荷载及承载力均采用标准值，不考虑与抗震等级有关的最大系数和承载力抗震调整系数。中震分析的地震动参数按规范[1，2]取值：αmax= 0.45，Tg= 0.45s。中震作用下的最大层间位移角计算结果见表4。

表4  中震作用下的最大层间位移角

中震验算结果表明，其最大层间位移角满足所设定的性能目标要求，标准层除部分连梁出现受弯屈服（受剪不屈服），进入“中度损坏”外，其他大部分连梁以及竖向构件和框架梁均能达到不屈服，满足“轻微损坏”的要求;经复核，墙、柱未出现拉力。故抗震构件能满足表 3 中所设定的性能目标要求。

3.4 大震动力弹塑性分析及结构抗震性能评价

采用 PERFORM-3D 软件进行动力弹塑性时程分析，构件性能水准参考美国 FEMA 的相关规定。通过各组地震波下结构主要整体计算指标，可见最大层间位移角为 1/128，小于表 3 中预设的性能目标（1/110）。

由大震作用下动力弹塑性分析结果可知：

（1）结构的基底剪力和能量耗散表明，结构在大震作用下基本处于中等的非线性状态。

（2）在滞回耗能中，剪力墙约占 20%，连梁及框架梁约占 80%，柱基本不参与耗能。可见连梁是主要的耗能构件。

（3）有大量的连梁或者框架梁出现弯曲塑性铰，并达到“中度损坏、部分比较严重损坏”的程度，满足表 3 中预先设定的抗震性能要求。连梁先行屈服形成铰机制有重要意义，其进入塑性状态后，一方面使整体结构刚度退化，有效地降低了整体结构和剪力墙所承受的地震作用，另一方面又通过自身的塑性变形耗散了较大部分的地震能量，实现了其作为第一道设防体系来消能和保护墙肢的目的，是其“保险丝”功能得以实现的体现。

（4）框架柱出现弹塑性变形：对于轴弯受拉，塔楼范围内的柱均未超过輕微损坏，裙楼范围内的少量柱进入中度损坏;对于轴弯受压，局部柱达到轻度损坏，混凝土没有压碎;对于抗剪，柱没有出现脆性剪切破坏，通过对薄弱部位进行加强配筋，可满足抗剪不屈服的要求;而且中度损坏的柱主要为裙楼顶层的柱，主要原因为其轴力小、弯矩大，受力情况基本类似于梁，实质上也可看作耗能构件。施工图设计时拟对裙楼顶层柱截面及配筋适当加强。因此，框架柱基本可达到表 3 中设定的“轻度损伤”的性能目标。

（5）剪力墙出现弹塑性变形：对于轴弯，墙端受拉最大超过了轻微损坏，但均没超过轻度损坏，墙端受压除底层个别两片墙肢外均没有超过轻度损坏;对于抗剪，剪力墙的剪力均未超过抗剪截面限制条件，通过对剪应力较大部位的相应加强，可使剪力墙在大震作用下满足抗剪不屈服的性能要求。因此剪力墙能达到表 3 中设定的“轻度损伤”的抗震性能目标。

（6）动力弹塑性时程分析显示结构能够满足大震性能目标。

3.5 抗震加强措施

抗震的主要加强措施有：1）核心筒剪力墙的抗震等级均按特一级，外框架地下 1 层～地上 20 层为特一级，20 层以上为一级;2）23 层以下采用型钢混凝土柱，以提高框架柱的抗震延性;3）地下 2 层 ～地上 5 层采用型钢混凝土剪力墙筒体，加强底部加强区剪力墙的延性;4）加强剪力墙的构造配筋，以保证剪力墙在大震作用下不率先出现剪切破坏，并具有良好的延性。

4   结论

（1）在小震作用下，结构的周期比、侧向刚度、竖向规则性、扭转位移比等指标均符合现行规范[1，2]的相关要求，能达到“小震完好”的性能目标;在中震作用下，结构能满足“重要和一般构件不屈服，仅耗能连梁少量屈服”的抗震性能目标;在大震作用下，结构能满足“不严重破坏”的抗震性能目标，因此可以认为本工程的结构体系在遭遇地震作用时，结构整体能达到性能 C以上的抗震设防目标。

（2）因本工程属位于高烈度区的超高层建筑，为提高结构的抗震性能，23层以下采用型钢混凝土柱，以提高框架柱的抗震延性，地下2层～地上 5层采用型钢混凝土剪力墙筒体，加强底部加强区剪力墙的延性。

（3）本工程虽然属于高烈度区的超高层建筑，结构高度达到 237.8m，但通过细致的分析及结构布置，达到使用普通的结构形式即满足各项性能目标的效果，有效地节约了工程造价。

参考文献：

[1]JGJ 3—2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

建筑结构抗震 篇7

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) .

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.

砖混结构的抗震性能以及抗震措施 篇9

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) .

建筑结构抗震设计浅析 篇10

关键词：建筑结构,抗震设计,抗震验算

0 引言

20世纪80年代以来,人们提出了“建筑抗震概念设计”。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,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。我们掌握抗震设计概念,将有助于明确抗震设计思想,灵活、恰当地运用抗震设计原则,使我们不致陷于盲目的计算工作,从而做到比较合理地进行抗震设计。

1 建筑抗震设计要求

1.1 对场地、地基和基础的要求

选择建筑场地时,应根据工程需要,作出综合评价。选择对抗震有利地段,避开不利地段,无法避开时,应采取有效措施。为避免建筑物发生“共振”破坏,应尽量使地震动卓越周期与待建建筑物的自振周期错开,减少地震能量输入。从地震的调查结果看,存在“共振”破坏,同一场地,地震会“有选择”的破坏某一类型建筑物而“放过”其它。例如1976年唐山地震时,天津东郊工业区同为软土地带,大量较柔的单层钢筋混凝土结构厂房破坏严重,而较刚的多层砖房破坏轻微,传统上,我们总认为“钢筋混凝土比砖混”结实,而这一案例则与其相反,刚好证明了“共振”破坏的存在。再如1985年黑西哥太平洋岸发生8.1级地震,共有164幢6~20层的房屋倒塌;其中5层以下房屋破坏轻微,23层以上的大楼也未破坏;特别是高度达181m,自振周期为3.9s的42层拉美大厦,基本没有损害。该次地震持时22s,周期2s,加速度a≥0.1g。均证明了存在“共振”破坏,所以,在选择场地时,要尽量避免。《抗震规范》规定,建筑场地类别根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度分为4类,见表1。表1中vs为岩石或坚硬土的剪切波速;vse为土层等效剪切波速,可根据实测或按下式确定:。地基和基础设计应符合以下要求:(1)同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上;(2)同一结构单元不宜部分采用天然地基,部分采用桩基;(3)地基分为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时,应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响,并采取相应措施。

1.2 选择对抗震有利的建筑平面、立面和竖向剖面

建筑抗震设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。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小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。1990年江苏常熟发生里氏5.1级地震,震中区那些平、立面布局不合理,门窗洞口过多、过大,大开间,大进深房间太多的二、三层砖混结构房屋遭到严重破坏,造成了很大的损失。

1.3 选择技术和经济合理的结构体系

结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施等因素,经技术、经济和使用条件综合比较确定。结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径,避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。要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。对可能出现的薄弱部位的结构体系,应采取措施提高抗震能力。另外,结构体系宜设置多道抗震防线。

2 地震作用与结构抗震验算

目前,在我国和其他许多国家的抗震设计规范中,广泛采用反应谱理论来确定地震作用,其中以加速度反应谱应用最多。如果已知体系的自振周期,利用反应谱曲线和相应计算公式,就可确定体系反应加速度,进而求出地震作用。采用振型分解反应谱法时,不进行扭转耦联计算的结构,应按下列规定计算其地震作用和作用效应:

2.1 构j振型i质点的水平地震作用标准值,应按下列公式:

式中:Fji为j振型i质点的水平地震作用标准值;αj为相应于j振型自振周期的地震影响系数;xji为j振型i质点的水平相对位移;γj为j振型的参与系数。

2.2 抗震验算时,结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求:

式中:VEKi为第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力;λ为剪力系数,不应小于表2规定的楼层最小地震剪力系数值,对竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数;Gj为第j层的重力荷载代表值。

注:1基本周期介于3.5s和5s之间的结构,可插入取值;2括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。

3 结语

应当指出,强调抗震概念设计,是为了给抗震计算创造有利条件,并非不重视数值设计,要灵活、准确的按照建筑结构抗震基本要求进行设计施工,以做出经济、合理地且能实现功能目标的建筑结构抗震设计,节约成本,达到抗震要求,追求双赢。

参考文献

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002,11.

高层建筑结构抗震设计的讨论 篇11

关键词建筑；结构；抗震；设计

中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)042-0207-01

随着经济的不断发展，城市高层建筑如雨后春笋般的涌现，在科学技术的不断发展中，人们越来越重视高层建筑的安全，希望通过结构的抗震设计，能够在造价最小的情况下达到“小震不到，中震可修，大震不倒”的目标。本文通过对高层建筑结构抗震中容易出现的问题进行了总结，并对这些问题提出了防范要点。

1高层建筑结构抗震设计中常出现的问题

1）部分建筑物高度过高。我国在建筑物高度设置上参照《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002），规定在一定设防烈度和一定结构型式下，钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。这就要求设计单位再进行高层建筑设计时为了考虑抗震问题，设置的高度要与土建规范体系相协调。因为，建筑物高度一旦超过规定高度，就会出现很多意想不到的问题，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型的选取等都会产生变化，如果还按照以前的设计标准，在地震作用力下，超高建筑肯定会出现变形破坏形态，影响建筑物的安全。

2）地基选取不合理。地震造成建筑物破坏的情况是多种多样的，在城市空间相对狭小的地方，地基选择不合理，若进行工程措施预防有时很难达到效果，或者代价昂贵。因此，在工程选址时，要对地质状况进行详细的勘察，搞清楚地质状况，并避开对建筑物抗震不利的地段，选择开阔平坦地带，坚硬土地上，防止地震中因地基选择不合理引起人员伤亡或较大的经济损失。

3）材料选用不科学。在材料的选择上，要从结构整体性上出发，改变过去对结构抗震设计只考虑荷载的不确定性，要综合材料的性能参数。在我国建筑钢材的品种不断增多，钢结构的加工制作能力有不断的提高，因此在有条件的地方，要尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构或钢结构等，以减少柱的断面尺寸，改善结构的抗震性；在超过一定高度后，钢结构质量小而且较柔，为了减轻风荷载作用而出现的共振就要采用混凝土材料，在变形控制中，以钢筋混凝土结构的位移限制为基准。可见，为了加强高层建筑物的抗震设计必须做好材料的选择。

4）抗震设防烈度低。水平地震作用是双向的，可以使结构沿平面上的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性的综合反映，过大的变形肯定会导致结构的破坏和失稳。而我国现行抗震设防级别是比较低的，较低的抗震设防肯定会放松高层建筑的抗震要求；在抗震设防设计中，除了要考虑结构抗震验算外，还要在提高结构延性等方面总结设计方法，我国在目前的抗震设计方法和构造规定的安全度上不能和国外相比，在配筋率、轴压比等保证抗震延性的要求上远不如国外严格，这就造成了结构失效的几率大于国外，为了解决抗震设防烈度低的情况，可以在结构设计中加入弹性设计，增加高层建筑的抗震延性。

5）轴压比与短柱问题。在高层建筑结构中，轴压比是控制偏心受拉钢筋先到达抗拉强度，还是受压区混凝土边缘先达到其极限压应变的指标。轴压比增大，柱的变形能力将逐渐降低，根据施工经验，高轴压比下，增加箍筋对改变柱的变形基本没有什么帮助，为了控制轴压比，采用高强混凝土或增大柱的截面尺寸，都不能很好的解决这个问题，因为限制轴压比是为了使柱子在大偏心压力状态下，防止受拉钢筋没有达到屈服强度而混凝土先行压碎，这样的柱结构的延性差，当在地震力作用下，结构容易破坏，在框架中要做好强柱弱梁设计，保证梁有良好的延性，设计时可以放松轴压比限值。

2高层建筑结构抗震设计要点

1）选择合理结构类型。高层建筑常用的结构体系有框架、框架剪力墙、剪力墙和筒体等多种，在进行结构抗震设计时要注意一下几点：结构形式简单，结构受力简单是指在地震力作用下，受力明确，传力简单，“结构体系应有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径”，只有结构简单，才能对结构抗震性的估计比较可靠；结构的规则性和均匀性能够满足建筑抗震设计规范要求，只有建筑平面较为规则，结构布置均匀，才能防止薄弱的子结构过早破坏、倒塌等问题；结构的刚度和抗震能力水平，地震力是双向的，所以在布置结构时要使结构能够抵抗任意方向的地震作用；结构的整体性，这对结构非常重要，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子结构，而且要求这些子结构能够协调抵抗地震力作用。

钢结构同混凝土结构相比，具有优越的强度、韧性和延性以及强度，在高层建筑中常常将钢结构的优点和混凝土的优点结合起来使用钢混结构，这样结构具有刚度大、整体性好、可进行多种组合等优点，能够经受地震力的作用。

2）减轻结构自重。高层建筑结构设计时，减轻结构的自重具有重大意义，可以在不增加基础或地基处理造价的情况下，可以增加建筑物的层数，如对于同样的地基承载条件，可以利用减轻自重来增加施工层数，增加使用面积。同时考虑到地震效应和建筑物的质量成正比，这样减轻建筑物的质量可以减轻地震力的作用效应，如高层建筑由于高度大，重心偏高，地震力作用的力矩变大，降低的建筑物的安全可靠性，所以可以使用轻质的填充墙减少结构的自重，降低地震力作用效应。

3）减少地震能量输入。通过采用抗震措施，积极使用基于为宜的结构抗震设计来分析结构的变形能力，并确定结构具有所需的延性抗震能力，从而保证结构在各种地震作用中实现抗震防设的目标。减少地震输入除了验算构件的承载力外，还要控制结构在地震作用下的层间位移角限值或位移延性比；确定构件的变形值；根据施工经验和施工标准图集合理确定构件的构造要求，从各个环节进行控制，减少地震能力的输入，防止地震引起的共振破坏。

4）设置多道抗震防线。高层建筑框架剪力墙结构是性能良好的多道防线的抗震结构，其中剪力墙既是主要抗侧力构件，又是第一道抗震防线。因此，剪力墙必须有相当的数量，当第一道抗震防线遭到破坏后，可以利用剪力墙结构中的联肢墙作为第二道防线，可以避免联肢墙产生较大的拉力而过早出现刚度和承载力退化的问题，而使建筑物倒塌的问题。

5）层间位移限制。做好高层建筑的高宽比设置，避免建筑在风荷载和地震等偶然荷载作用下产生的层间位移超过规定值，如钢筋混凝土结构的位移限值一般为1/400-1/700之间，而钢结构一般为1/200-1/500之间，可见钢筋混凝土结构位移限值更加严格，同时风荷载和地震荷载相比，风荷载的位移限值更加严格。因此，在高层建筑结构设计中既要满足其刚度，同时也要避免过大的层间位移，防止影响结构的承载力和稳定性，从层间位移限制中提高建筑物的抗震安全系数。

3结束语

地震力是一种偶然作用，不能准确的预测，但是在高层建筑结构设计中，设计人员必须从建筑结构安全着想，按照有关法律和规范，做好建筑结构的抗震设计，保障人民和国家生命财产安全。

参考文献

[1]朱镜清.结构抗震分析原理,2002.

[2]许福海.建筑结构抗震的发展及前景展望,2004.

小议建筑结构抗震设计 篇12

建筑抗震设计的内容包括了各方各面的知识, 比如说地震基础知识, 场地、地基和基础知识。设计者对存在民用建筑中的相关理论以及方法等要进行重点把握, 对如何进行减震进行学习。在工作过程中, 设计者应该具备较强的责任心和严谨的工作态度。地震在我国多发, 因此必须加强对建筑抗震性设计的重视程度, 提高建筑物的抗震能力, 较少地震导致的危害。

2 影响建筑结构抗震性能的因素

2.1 建筑选址不当

当建筑物的建造场地在软土、液化土等土壤分布不均等场地时, 在地震发生时可能会导致建筑物的崩塌和下陷, 这是由于地基内土壤存在软弱粘性的土壤和不均匀的土层造成的, 尤其在填土的区域, 一旦建筑物建设时如果无法避开土地和地形地势的影响, 并且没有对地基进行加固处理和建筑结构的合理设计, 建筑周围土质往往会发生地陷、和塌方滑移情况, 从而对建筑物造成破坏。

2.2 外形设计不合理

人为原因对建筑结构的抗震性能造成影响主要是建筑外形设计不合理, 其主要表现形式是建筑结构上出现凸角等。一般而言在某些建筑物的设计上, 为了追求建筑结构美观和特殊的需要, 建筑结构上会设计一些凸角, 但是在建筑结构上的凸角往往由于设计不尽合理, 在地震发生时, 受力的不平衡导致建筑结构的刚度下降, 从而对建筑造成极大的破坏。

2.3 结构设计不科学

我们应该注意建筑建构的延伸性, 增强建筑设计的防震能力。当发生较大的地震灾害时, 建筑结构的延性能力的性能十分重要, 某种程度上来说, 建筑结构构件的延性能力能够产生更大的抗震能力。建筑结构的延性能力主要是通过破坏部分次要的建筑构件来减轻地震对整个建筑结构所造成的破坏, 达到对建筑物整体的保护作用。如果在延性框架上的设计缺乏合理, 没有正确的选择一个可以受到强力作用的形变构件, 建筑结构延性构件还没有发挥其延性就遭到破坏, 从而对建筑结构造成破坏。

3 建筑抗震设计的思想与方法

设计者在进行建筑设计时, 为提高建筑的抗震性能, 应该对建筑的特点进行重点分析, 以材料、工艺和地基结构等层次出发。保证整体的建筑性能的同时, 加强对薄弱环节的调整, 促进抗震措施有效实施。

3.1 选择建筑场地

建筑设计之前, 先进行建筑结构选址时, 要对将要施工的现场环境进行全面的勘测, 熟悉掌握当地水文地质的具体情况, 对已有材料进行分析对比, 从而选择出合适的场地。选址要有利于抗震, 计算好建筑的高度和负荷, 尽量选择硬度大、地域宽广平坦的地区来建造高层大建筑。在选择地基时, 要注意避开斜坡崎岖地段, 以避免滑坡、泥石流等自然灾害。还要选择地质均匀的建筑场地作为地基, 以避免地震时出现地面裂开, 沉降不均匀的现象, 因而导致建筑物倾斜。

3.2 建筑结构规则

建筑物的结构规则很重要, 往往一些结构简单的建筑在地震中毁坏程度最低, 因为结构简单规则的建筑受力较为均匀, 在震中不易发生倾斜, 稳固性较好。据有关人士表示, 在保证建筑的长宽为2比1时, 能够产生最大的抗震效果, 此外, 对称结构的抗震性能更好, 能够减少毁坏发生的几率。建筑的竖直结构不规则也很容易导致建筑底层的承受力倾斜, 竖向规则的建筑可以在地震中保持相对平衡。

3.3 增强建筑材料的延展性

钢和木材是代表性的建筑材料, 具备一定的延展性能。我国传统的木结构建筑有着良好的抗震性, 在几次地震中, 我国的文物木质建筑虽然因为年代久也有损坏, 但相对浮躁的现代建筑受地震的影响就晓得多了。在钢制的钢梁结构中, 延伸性能比较好, 能够有很大程度的变化幅度, 吸收作用力。对于建筑整体来说, 增强建筑材料的延展性可以很好的提高建筑的强度, 即使在地震中发生一次稍微偏移, 地震中的能量被延展性材料吸收, 短时间内可恢复到其原本位置, 这样就可以避免建筑在地震中局部受力过大发生崩裂。

3.4 减轻建筑的质量

对于高层建筑, 建筑质量越大, 其中心离地面也越高, 摆动周期也会变大, 建筑顶点的位移也很大, 建筑的危险性也就明显变大。因此, 对于特定环境下的高层建筑, 要综合各方面因素, 对其进行高度限制。在进行建筑设计时应该对建筑的重心进行合理设计, 保持高层的建筑质量轻, 低层的质量重, 能够减轻建筑的倾斜力矩的产生。所以建筑材料最好选择质量轻强度大质量好的材料。

3.5 选好建筑材料

建筑过程中应该注意建筑材料的选择, 对建筑部位的承载能力进行分析, 对材料参数的误差进行合理的分析。抗震计算时应考虑各种材料的刚度、质量、延展性、承载力等, 另外还要选择不同振动频率的材料, 避免在地震中建筑材料共振, 破坏力加倍。

3.6 采用现浇板工艺

现浇板是指在施工现场就搭好模板, 然后安装好钢筋, 再浇筑混凝土, 最后拆除模板。现浇楼板不仅在增强房屋的整体性和抗震性能上占有优势, 而且具有很大的承载力, 刚度和强度都相对较高。同时在隔声, 隔热, 保温以及防水等方面与普通的预制空心板相比, 也有相当好的效果。

3.7 加强建筑薄弱部分

可以对建筑薄弱部分加双重保护, 使建筑重要部位第一层材料毁坏时还有第二层材料替补, 延缓地震对建筑的破坏, 使高层建筑中的居民有更多时间逃生, 加强建筑的安全性。对建筑中受力较大, 承载力薄弱的底层结构等部位来进行加固处理, 采取有效措施增强建筑的强度和刚度。提高短柱的延展性和承载力, 采用“强柱弱梁”的框架, 在地震中可以利用梁的形变吸能来消耗地震的能量, 这样可以有效避免框架坍塌。

3.8 抗震防线的设计

为避免建筑物的局部毁坏影响整体的结构, 有必要进行抗震系统的设置。比如说抗震墙能够成为框架受损后的第二框架, 抗震墙能有效的减缓建筑倒塌时间, 减轻地震震波对建筑的毁坏, 然而只有一道防线是不够的, 需要多设置几道抗震防线才能加强建筑的抗震效果。此外设计木质楼梯也能起到一个预防目的, 木质材料延性大, 有诸多优点, 可作为重要逃生通道, 给被困地震中的人增加生还的机会。在人流量大的建筑群里, 还需要建筑特殊通道, 便于人员疏散。

4 结语

目前, 我国建筑施工技术在不断发展进步, 建筑结构形式也多种多样, 然而, 抗震设计依然在建筑设计中占重要地位。我国地域广阔, 同时却也是地震多发国家, 在多次地震灾害血的教训下, 人们的抗震意识增强, 建房的施工质量和抗震性能相比以前也有了很大的提高。

摘要：近几年来, 我国有很多地区发生了地震, 像唐山、汶川、玉树等地区都发生较大规模的地震, 给人们带来了重大灾难。对建筑抗震能力的提升以及有效减少悲剧产生进行探讨。要想提高建筑的抗震性, 必须先从抗震设计着手, 分析建筑在地震中毁坏严重的部分分析原因, 进而探讨建筑需要改进的部分, 提出有效的减震方法, 本文将主要从建筑的结构、材料、工艺等方面来探究建筑的抗震设计。

关键词：建筑结构设计,抗震设计,减震措施

参考文献

[1]王亚勇.建筑抗震设计规范疑问解答.中国建筑工业出版社.2006.

[2]王翠坤.汶川地震对建筑结构设计的启示.震灾防御技术.2008.

[3]肖燕武.浅谈建筑结构设计的安全度.科技创新导报.2007.