抗震設(shè)計(jì)論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇抗震設(shè)計(jì)論文范文，愿它們成為您寫作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

論文摘要:本文從抗震的角度探討建筑的體型，建筑平面布置和豎向布置、規(guī)范中設(shè)計(jì)限值的控制、屋頂建筑等設(shè)計(jì)問(wèn)題。

建筑設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求，從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很難對(duì)建筑設(shè)計(jì)有較大的修改，建筑設(shè)計(jì)定了，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則上只能是服從于建筑設(shè)計(jì)的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計(jì)階段中較好地考慮抗震的要求，則結(jié)構(gòu)工程師就可以對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行合理的布置，建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào)，使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高；如果建筑師提供的建筑設(shè)計(jì)沒(méi)有很好地考慮抗震要求，那就會(huì)給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)帶來(lái)較多困難，使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計(jì)受到建筑布置的限制，甚至造成設(shè)計(jì)的不合理。有時(shí)為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力，不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量，造成不必要的投資浪費(fèi)。由此可見(jiàn)，建筑設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求，對(duì)整個(gè)建筑起著很重要的作用。因此，我們?cè)诮ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)過(guò)程別要注重以下幾個(gè)問(wèn)題。

一、建筑體型設(shè)計(jì)問(wèn)題

建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計(jì)。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過(guò)多伸懸、不對(duì)稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡(jiǎn)單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞，有的甚至保持完好無(wú)損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時(shí)都會(huì)造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡(jiǎn)潔、規(guī)則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對(duì)抗震來(lái)說(shuō)都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡可能少做不對(duì)稱的側(cè)翼和過(guò)長(zhǎng)的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對(duì)稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對(duì)稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。

二、建筑平面布置設(shè)計(jì)問(wèn)題

建筑物的平面布置在建筑設(shè)計(jì)中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內(nèi)墻的布置、空間活動(dòng)面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數(shù)量和布置等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來(lái)。而且，由于建筑使用功能不同，每個(gè)樓層的布置有可能差異很大，建筑平面上的墻體，包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強(qiáng)度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等等布置不對(duì)稱，墻體與柱子分布的不對(duì)稱、不協(xié)調(diào)，使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震很不利。有的建筑物，其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側(cè)，結(jié)果在地震中造成靠電梯一側(cè)建筑物的嚴(yán)重破壞。這是因?yàn)殡娞菥簿哂袠O大的抗側(cè)力剛度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一側(cè)的墻體很多，而另一側(cè)的墻體稀少，這就造成平面上剛度分布的很不對(duì)稱，質(zhì)量分布也偏心，使結(jié)構(gòu)的受力和變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng)，帶來(lái)局部墻面的破壞。有的建筑物，如底層為商場(chǎng)的臨街建筑，臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體，而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉，兩側(cè)在剛度上相差很多，也將在地震時(shí)引起扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震不利。還有的建筑平面布置上，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對(duì)齊或中斷，使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻，對(duì)抗震也帶來(lái)不利，客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震關(guān)系很大，從概念上要解決的一個(gè)核心問(wèn)題是：建筑平面布置設(shè)計(jì)上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻，對(duì)稱協(xié)調(diào)，避免突變，防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計(jì)上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件，使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震中的作用。

三、建筑豎向布置設(shè)計(jì)問(wèn)題

建筑的豎向布置設(shè)計(jì)問(wèn)題在建筑設(shè)計(jì)中主要反映在建筑沿高度(樓層)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計(jì)上。無(wú)論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個(gè)問(wèn)題是比較突出的。存在的這個(gè)主要問(wèn)題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場(chǎng)、購(gòu)物中心，建筑上要求是大柱距、大空間；而上面的樓層則是開(kāi)間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設(shè)柱、墻很少，而上面則是以墻為主，柱很少。有的建筑在布置上還設(shè)有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設(shè)有大會(huì)議廳、展廳、報(bào)告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質(zhì)量和剛度的嚴(yán)重不均勻、不協(xié)調(diào)。突出的問(wèn)題是沿上下相鄰樓層的質(zhì)量和剛度相差過(guò)大，形成突變［3］。在剛度最差的樓層形成對(duì)抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設(shè)計(jì)中必須高度重視的問(wèn)題。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，在建筑使用功能不同的情況下，很可能出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對(duì)齊，柱子不對(duì)齊，墻體不連續(xù)，不到底；上層墻多，下層墻少；上層有柱，下層無(wú)柱等，使地震力的傳遞受阻或不通；抗震用的剪力墻設(shè)置不能直通到底層、剪力墻布置嚴(yán)重不對(duì)稱或數(shù)量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來(lái)地震作用分布的不均勻、不對(duì)稱和對(duì)建筑物很不利的扭轉(zhuǎn)作用。多次大震害表明，建筑物豎向樓層剛度的過(guò)大變化，給建筑物造成很多破壞，甚至是整個(gè)樓層的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中，有多棟鋼筋混凝土高層建筑發(fā)生了中間樓層的整體坐落倒塌破壞。因此，盡可能使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑物底部，不宜中斷或不到底。盡量避免其某樓層剛度過(guò)少，盡量避免產(chǎn)生地震時(shí)的鈕轉(zhuǎn)效應(yīng)。

四、建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)限值控制問(wèn)題

根據(jù)大量震害的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJll-89)對(duì)房屋建筑在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)予遵守：一是房屋的建筑總高度和層數(shù)；二是對(duì)房屋抗震橫墻問(wèn)題和局部墻體尺寸的限值控制。

五、屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題

在高層和超高層建筑設(shè)計(jì)中，屋頂建筑是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)部分。從近幾年對(duì)一些高層建筑抗震設(shè)計(jì)審查結(jié)果來(lái)看，屋頂建筑存在的主要問(wèn)題，一是過(guò)高，二是過(guò)重。這樣的屋頂建筑加大了變形，也加大了地震作用。對(duì)屋頂建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上，且前者的抗側(cè)力墻與其下樓層的抗側(cè)力墻體上下不連續(xù)時(shí)，更會(huì)帶來(lái)地震的扭轉(zhuǎn)作用，對(duì)建筑物抗震更不利。為此，在屋頂建筑設(shè)計(jì)中，宜盡量降低其高度。采用高強(qiáng)輕質(zhì)的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結(jié)構(gòu)的傳遞比較通暢，使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致；當(dāng)屋頂建筑較高時(shí)，要使其具有較好的抗震定性，使屋頂建筑的地震作用及其變形較小，而且不發(fā)生扭轉(zhuǎn)地震作用。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)

六、結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，建筑設(shè)計(jì)是建筑杭震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，建筑設(shè)計(jì)與建筑

抗震設(shè)計(jì)有著密切關(guān)系。它對(duì)建筑抗震起著重要的基礎(chǔ)作用。一個(gè)優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計(jì)，必須是在建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成。為此，要充分重視建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要性，在建筑抗震設(shè)計(jì)中更好地發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn):

[1]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(CBJll-89)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005。

[2]包世華、方鄂華，《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》，清華大學(xué)出版社，2003。

篇(2)

關(guān)鍵詞：橋梁基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)日本規(guī)范

一、引言

近十年來(lái)，世界相繼發(fā)生了多次重大地震，1989年美國(guó)LomaPrieta地震（M7.0）、1994年美國(guó)Northridge地震（M6.7)、1995年日本阪神地震（M7.2）、1999年土耳其伊比米特地震（M7.4）、1999年臺(tái)灣集集地震（M7.6）等等。因此，專家們預(yù)測(cè)全球已進(jìn)入一個(gè)新的地震活躍期。隨著現(xiàn)代化城市人口的大量聚集和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，地震造成的損失越來(lái)越大。地震災(zāi)害不僅是大量地面構(gòu)筑物和各種設(shè)施的破壞和倒塌，而且次生災(zāi)害中因交通及其他設(shè)施的毀壞造成的間接經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大。以1995年日本版神地震為例，地震造成大量高速公路及高速鐵路橋隧的毀壞，經(jīng)濟(jì)總損失高達(dá)1000億美元。

近幾次大地震造成的大量橋梁的破壞給了全世界橋梁抗震工作者慘痛的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。各國(guó)研究機(jī)構(gòu)紛紛重新對(duì)本國(guó)橋梁抗震規(guī)范進(jìn)行反思，并進(jìn)行了一系列的修訂工作。日本1995年阪神地震后，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的基本問(wèn)題重新進(jìn)行了大量的研究，并十分重視減振、耗能技術(shù)在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。橋梁、道路方面的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)重新編寫，并于1996年頒布實(shí)施。美國(guó)也相繼在聯(lián)邦公路局（FHWA）和加州交通部（CALTRANS）等的資助下開(kāi)展了一系列的與橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范修訂有關(guān)的研究工作，已經(jīng)完成了ATC－18，ATC－32T和ATC-40等研究報(bào)告和技術(shù)指南。與舊規(guī)范相比，新規(guī)范或指南無(wú)論在設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)手法、設(shè)計(jì)程序和構(gòu)造細(xì)節(jié)上都有很大的變化和深入。

中國(guó)現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ004－89）在80年代中期開(kāi)始修訂，于1989年正式發(fā)行。隨著中國(guó)如年代經(jīng)濟(jì)起飛，交通事業(yè)迅猛發(fā)展，特別是高速公路興建、跨越大江，大河的大跨橋梁、大型立交工程以及城市中大量高架橋的興建，規(guī)范已大大不能適應(yīng)。但是目前所有國(guó)內(nèi)的橋梁設(shè)計(jì)，對(duì)抗震設(shè)計(jì)均在設(shè)計(jì)書(shū)上標(biāo)明的參照規(guī)范即是《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《鐵道工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。與國(guó)外如日本、美國(guó)的同類規(guī)范相比，中國(guó)現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》水準(zhǔn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外同類規(guī)范。若不進(jìn)行改進(jìn)，則必將給中國(guó)不少橋梁工程留下地震隱患。

本文主要介紹了各國(guó)橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中基礎(chǔ)部分的抗震設(shè)計(jì)?；A(chǔ)部分對(duì)全橋的地震響應(yīng)以及墩柱力的分布均有非常重要的影響。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致橋梁墩柱在地震中發(fā)生剪斷、變形過(guò)大不能使用等等，有時(shí)甚至是樁在根部直接剪斷破壞?；A(chǔ)設(shè)計(jì)需要考慮的方面除了基礎(chǔ)形式的選擇以外還包括抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度樁基礎(chǔ)連接部分的細(xì)部構(gòu)造、錨固構(gòu)造等方面。本文首先對(duì)中、美、日、歐洲、新西蘭五國(guó)或地區(qū)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)基礎(chǔ)的部分進(jìn)行了一般性的比較。筆者認(rèn)為，相對(duì)而言中國(guó)的規(guī)范在基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)方面較為粗糙、可操作性不強(qiáng)。而日本規(guī)范在這方面作的最為細(xì)致，技術(shù)也較為先進(jìn)。因此，在隨后的部分中詳細(xì)介紹了日本抗震規(guī)范的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法。

二、主要國(guó)家橋梁抗震規(guī)范基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)的概況

本文將中國(guó)橋梁抗震規(guī)范與世界上的幾種主要抗震規(guī)范（美國(guó)的AASHTO規(guī)范、Cal－tans規(guī)范、ATC32美國(guó)應(yīng)用技術(shù)協(xié)會(huì)建議規(guī)范，新西蘭規(guī)范NZ，歐洲規(guī)范EC8，日本規(guī)范JAPAN）進(jìn)行基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)方面的比較。

中國(guó)橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的部分十分籠統(tǒng)，只以若干定性的條款，從工程選址方面加以考慮，而對(duì)基礎(chǔ)本身的抗震設(shè)計(jì)，特別是對(duì)于樁基礎(chǔ)等輕型基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)重視不夠。這方面，日本的橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和準(zhǔn)則規(guī)定得比較詳細(xì)，是我們應(yīng)當(dāng)學(xué)亂之處?；谮嫔竦卣鸬慕?jīng)驗(yàn)，地震后橋梁上部結(jié)構(gòu)的修復(fù)和重建都比下部基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)和省時(shí)、省力，因此橋梁基礎(chǔ)的抗震能力的要求應(yīng)比橋墩高。

三、日本橋粱基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)方法細(xì)節(jié)

1.按流程，先用震度法設(shè)計(jì)。震度法基本概念是把設(shè)計(jì)水平震度

Kh乘以結(jié)構(gòu)Kh的計(jì)算方法如下：

其中Cz--地區(qū)調(diào)節(jié)系數(shù)；

Kh0--設(shè)計(jì)水平震度的標(biāo)準(zhǔn)值。

其中，δ是把抗震設(shè)計(jì)所確定的地基面以上的下部結(jié)構(gòu)質(zhì)量的80％或100％和該下部結(jié)構(gòu)所支承的上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量的100％之和作為外力施加到結(jié)構(gòu)上在上部結(jié)構(gòu)慣性力作用點(diǎn)位置發(fā)生的位移。

2．用震度法設(shè)計(jì)以后，如果基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是橋臺(tái)基礎(chǔ)或者橋墩的擴(kuò)大基礎(chǔ)，不需要用地震時(shí)保有水平耐力法設(shè)計(jì)。這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)橋臺(tái)基礎(chǔ)時(shí)，地震時(shí)動(dòng)力壓力的影響非常大，此外結(jié)構(gòu)背面存在的主體也使結(jié)構(gòu)不容易發(fā)生振劾。而對(duì)于擴(kuò)大基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)一般地基條件非常好，因此，地震時(shí)基礎(chǔ)某些部位轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生非線變形可以消耗許多地震能量。

3．用地震時(shí)保有水平耐力法設(shè)計(jì)時(shí)，首先要判斷基礎(chǔ)水平耐力有沒(méi)有超過(guò)橋墩的極限水平耐力。這是因?yàn)榈卣饡r(shí)保有水平耐力法的基本概念是盡量使地震時(shí)在橋墩而不是在基礎(chǔ)出現(xiàn)的塑性鉸。如果在基礎(chǔ)出現(xiàn)塑性鉸，發(fā)生損傷后，修復(fù)很困難。所以，我們要把基礎(chǔ)的行為控制在屈服范圍內(nèi)。

如果基礎(chǔ)水平耐力小于橋墩的極限水平耐力，則要判斷橋墩在垂直于橋軸方向的抗震能力是不是足夠大（按式（3))。因?yàn)槿绻麡蚨赵诖怪庇跇蜉S方向具有足夠大的抗震能力（例如壁式橋墩），而且基礎(chǔ)的塑性反應(yīng)在容許范圍以內(nèi)，則基礎(chǔ)的非線能吸收大量的振動(dòng)能量并且基礎(chǔ)仍然是安全的。

橋墩的極限水平耐力Pu≥1.5KheW（3）

Khco--設(shè)計(jì)水平震度的標(biāo)準(zhǔn)值；

Cz--地區(qū)調(diào)節(jié)系數(shù)；

μa--容許塑性率；

W－一等價(jià)質(zhì)量（W=Wu十CpWp）；

Wu--振動(dòng)單位的上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量；

Wp--振動(dòng)單位的橋墩質(zhì)量；

Cp--等價(jià)質(zhì)量系數(shù)（剪斷破壞時(shí)1.0，剪斷破壞以外是0.5）。

4．橋墩的極限水平耐力滿足Pu≥1.5KheW時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)塑性率進(jìn)行對(duì)照檢查。雖然基礎(chǔ)的非線行為能吸收大量振動(dòng)能量，但是對(duì)于有的基礎(chǔ)部件來(lái)說(shuō)，可能會(huì)遭受過(guò)大的損傷。所以要控制基礎(chǔ)的反應(yīng)塑性率，按如下要求：

μFR≤μFL（4）

式中μFR--基礎(chǔ)反應(yīng)塑性率；

μFL--基礎(chǔ)反應(yīng)塑性率的限度。

5．發(fā)生液化時(shí)，要降低土質(zhì)系數(shù)。隨后的計(jì)算（對(duì)照和檢查）同上述方法基本一致。

6．在地震時(shí)保有水平耐力法的流程中，最后是對(duì)基礎(chǔ)水平位移、轉(zhuǎn)角的對(duì)照和檢查。要求是基礎(chǔ)最大水平位移為40cm左右，基礎(chǔ)最大容許轉(zhuǎn)角為0.025rad左右。

篇(3)

不確定性的地面運(yùn)動(dòng)的影響。地震動(dòng)是地殼快速釋放能量過(guò)程中產(chǎn)生具有不確定性的多維振動(dòng)，它是通過(guò)地震波的傳播實(shí)現(xiàn)的，它的隨機(jī)性和復(fù)雜性讓人難以預(yù)測(cè)。地震動(dòng)的各個(gè)分量對(duì)建筑都具有危害作用，即一個(gè)豎向分量、兩個(gè)水平分量和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)分量。地震災(zāi)害具有突發(fā)性、破壞性、難以預(yù)測(cè)性，甚至是毀滅性的。結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響。影響結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的因素主要有：結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布不均勻；基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用；節(jié)點(diǎn)的非剛性轉(zhuǎn)動(dòng)；偏心扭轉(zhuǎn)可能使位移增加；柱的軸向變形可能會(huì)使周期變長(zhǎng)，加速度降低；材料的影響?；炷恋膹椥阅Ａ侩S著時(shí)間的增長(zhǎng)或應(yīng)變的增大而降低，這意味著自振周期可能增長(zhǎng)，而加速度反應(yīng)將減小。阻尼變化的影響。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)阻尼比受震松動(dòng)以后會(huì)變大，且自振周期變長(zhǎng)。基礎(chǔ)不同沉降量的影響。按一般荷載設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)卣鹣禂?shù)大于0，基礎(chǔ)差異沉降可能造成實(shí)際彎矩與設(shè)計(jì)彎矩出現(xiàn)較大的誤差，而這種誤差在設(shè)計(jì)中一般未予考慮。建筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。施工質(zhì)量是影響結(jié)構(gòu)抗震能力的一個(gè)重要因素。施工的任一環(huán)節(jié)都可能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能造成重要影響。這就是為什么“豆腐渣工程”的抗震性能總是和設(shè)計(jì)值相差甚遠(yuǎn)。

2.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法

2.1結(jié)構(gòu)地震分析法

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就是對(duì)結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)的分析，需要確定內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)的地震作用值。常用的地震分析法有底部剪力法、彈性時(shí)程分析方法、振型分解反應(yīng)譜法、非線彈性靜力分析法以及非線彈性時(shí)程分析法。其中最為簡(jiǎn)單的屬底部剪力法，其在質(zhì)量、剛度沿高度分布較均勻的結(jié)構(gòu)中較為適用。假設(shè)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)以線性倒三角形的第一振型為主。并通過(guò)第一振型周期的估計(jì)來(lái)確定地震影響系數(shù)。對(duì)于較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，采用振型分解反應(yīng)譜法來(lái)計(jì)算，它的思路就是根據(jù)振型疊加原理，將各種振型對(duì)應(yīng)的地震作用、作用效應(yīng)以一定方式疊加起來(lái)得到結(jié)構(gòu)總的地震作用、作用效應(yīng)。而彈性時(shí)程分析適用于特別不規(guī)則和特別重要的結(jié)構(gòu)中，將建筑物看作彈性或彈塑性振動(dòng)系統(tǒng)，直接輸入地面振動(dòng)加速度記錄，對(duì)運(yùn)動(dòng)方程積分，從而得到各質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度和剪力時(shí)程變化曲線。非線彈性時(shí)程分析法可以準(zhǔn)確完整的反映結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)的全過(guò)程。按非線彈性時(shí)程分析法進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，能改善結(jié)構(gòu)抗震能力和提高抗震水平。非線彈性靜力分析法考慮了結(jié)構(gòu)彈塑性特性，在結(jié)構(gòu)分析模型上施加某種特定傾向力模擬地震水平側(cè)向力，并逐級(jí)單調(diào)增大，構(gòu)件一旦屈服，修改其剛度直到結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的狀態(tài)。

2.2建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法

為了確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力最佳，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度、延性及耗能能力等方面都達(dá)到最佳，質(zhì)量分布均勻，平面對(duì)稱、規(guī)則抗側(cè)向力較好的體系及剛度與承載能力變化連續(xù)的結(jié)構(gòu)體系是優(yōu)先考慮的設(shè)計(jì)方案，從而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。

（1）根據(jù)我國(guó)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，建筑持力層的選擇非常重要，它關(guān)系著整個(gè)建筑物的安全性能，同時(shí)規(guī)范還指出，建筑的形體要適當(dāng)，要求建筑的形狀及抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則，并有整體性，不宜用軸壓比很大的鋼筋混凝土框架柱作為第一道防線。

（2）抗震結(jié)構(gòu)體系布置是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題，如房屋建造中框架結(jié)構(gòu)體系和砌體結(jié)構(gòu)的選擇問(wèn)題。地震后會(huì)有余震，抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有多道抗震防線。如框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中為了避免部分構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)體系喪失抗震能力，將不承受重力荷載的構(gòu)件用作傳遞途徑。

（3）傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震是通過(guò)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的抗震性能(強(qiáng)度、剛度、延性)來(lái)抵御地震作用的，即由結(jié)構(gòu)本身儲(chǔ)存和消耗地震能量。消能減震設(shè)計(jì)指在結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能器來(lái)消耗地震輸入的能量，減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，減小結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞和避免結(jié)構(gòu)物直接倒塌以達(dá)到預(yù)期防震減震要求。隔震設(shè)計(jì)指在建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔離層，即安裝隔震裝置，通過(guò)隔震裝置延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的基本周期，避免地震能量集中使結(jié)構(gòu)發(fā)生屈服和破壞。這是一種以柔克剛積極主動(dòng)的抗震對(duì)策,是一種新方法、新對(duì)策、新途徑。

（4）盡可能多設(shè)置幾道抗震防線，一個(gè)較好的抗震建筑結(jié)構(gòu)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如果只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌。如像教學(xué)樓這種相對(duì)大開(kāi)間、單跨、大窗口、懸臂走廊的純框架結(jié)構(gòu)，其縱、橫方向的剛度不均勻，很容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞，而整個(gè)結(jié)構(gòu)只有框架一道防線，一旦柱子發(fā)生破壞，沒(méi)有其他約束措施，整個(gè)框架因喪失全部承載能力而倒塌。防止脆性和失穩(wěn)破壞，增加延展性。設(shè)計(jì)不良的細(xì)部結(jié)構(gòu)常常發(fā)生脆性和失穩(wěn)破壞，應(yīng)該防止。剛度的選擇有助于控制變形，在不增加結(jié)構(gòu)的重量的基礎(chǔ)上，改變結(jié)構(gòu)剛度，提高結(jié)構(gòu)的整體剛度和延展性是有效的抗震途徑。

（5）場(chǎng)地條件就是導(dǎo)致建筑震害過(guò)于嚴(yán)重的關(guān)鍵因素，所以選擇最為有利的地形最大限度的防止建筑物出現(xiàn)在不利于抗震功能發(fā)揮的區(qū)域。選擇在抗震過(guò)于危險(xiǎn)的區(qū)域來(lái)建造房屋，有可能對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)危害。在汶川地震時(shí)，北川縣城西的房屋建造在有滑坡隱患的山體之下，在地震的作用下，山體崩塌、滑坡，將大量的房屋掩埋，死亡1600人，損失慘重。

3結(jié)語(yǔ)

篇(4)

【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計(jì)，抗震設(shè)計(jì)，作用分析

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、前言

在目前的發(fā)展趨勢(shì)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流趨勢(shì)有低碳，環(huán)保，安全，節(jié)能，生態(tài)。其中指標(biāo)之一，就是建筑的安全性，而我國(guó)目前破壞力最大的安全威脅便是地震，因此，加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，必將會(huì)被提升到建筑設(shè)計(jì)新的戰(zhàn)略高度。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震性能衡量標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的性能從兩個(gè)角度進(jìn)行描述，一是通過(guò)損壞的程度描述其性能，將建筑結(jié)構(gòu)的損壞程度分為不損壞和屬正常維修下的損壞、可修復(fù)的破壞和倒塌；二是描述用途的重要性，即抗震設(shè)防分類。主要是氛圍甲、乙、丙、丁四類。

現(xiàn)行規(guī)范對(duì)于部分鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提出了相應(yīng)的定量指標(biāo)，即正常維修和倒塌的層間變位角。而在設(shè)防類別上，提出了不同的抗震措施。其中乙類抗震措施的相關(guān)規(guī)定比甲類高一度。在強(qiáng)烈地震的影響下，乙類受到的毀壞程度比甲類輕。但是對(duì)于抗震能力，仍然缺乏確定的數(shù)量變化。借助于現(xiàn)行航震鑒定標(biāo)攤b所引進(jìn)的”綜合抗震能力由數(shù)量上的區(qū)別”有可能使不同性能要求的結(jié)構(gòu)所具有的抗震能力由數(shù)量上的區(qū)別。比如在判斷結(jié)構(gòu)抗力的高低中，可以采用結(jié)構(gòu)樓層的受剪承載力與設(shè)計(jì)地震剪力的比值。而在結(jié)構(gòu)變形能力高低方面，可以用結(jié)構(gòu)所具有的變形能力與基本變形能力的比值來(lái)表征，這樣就能保證不同性能要求下所對(duì)應(yīng)的抗震措施的數(shù)量化。對(duì)于丙類結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，主要利用抗力和變形能力進(jìn)行組合，并作為綜合抗震能力的基本值。而乙類建筑，設(shè)計(jì)的綜合抗震能力要低于相應(yīng)的基本值。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震性能的影響

1、 砌筑體結(jié)構(gòu)影響基本變化能力的構(gòu)造，重點(diǎn)是將整個(gè)圈梁、主要構(gòu)造柱數(shù)量、具置、斷面截面尺寸和配筋數(shù)量的分級(jí)，局部的墻體尺寸、樓梯間的構(gòu)造等只適用于考慮局部影響。比如，5-6層磚房的主要構(gòu)造柱數(shù)量，房屋四角和樓梯間四角應(yīng)該設(shè)計(jì)為第一等級(jí)，用于房屋隔開(kāi)間的內(nèi)外墻鏈接處和樓梯間四角設(shè)計(jì)為第二等級(jí)。對(duì)于房屋每開(kāi)間的內(nèi)外墻鏈接位和樓梯間四角設(shè)計(jì)為第三等級(jí)；此處不用設(shè)置構(gòu)造柱與抗震設(shè)計(jì)不同。當(dāng)然，在相同設(shè)防烈度和性能要求的前提下，對(duì)與層數(shù)要求不同的砌筑結(jié)構(gòu)，基本延性構(gòu)造的要求也不同，構(gòu)造柱設(shè)置就需要隨房屋層數(shù)的不斷增加而相應(yīng)提高。目前主要難題是，需要根據(jù)具體實(shí)例進(jìn)行計(jì)算和分析，針對(duì)同地點(diǎn)、同結(jié)構(gòu)的房屋按照不同等級(jí)采取相應(yīng)措施后，其措施的構(gòu)造影響能力系數(shù)如何確定？是否可在某個(gè)范圍內(nèi)取值。

2、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)變形能力構(gòu)造的影響，可適當(dāng)?shù)恼{(diào)整內(nèi)力、提高結(jié)構(gòu)柱箍筋和縱向鋼筋體積配箍率、抗震墻墻體和構(gòu)造作為抗震能力分級(jí)的重點(diǎn)，而框支層、短柱、鏈接的構(gòu)造作為局部的影響。不同層數(shù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在相同設(shè)防烈度性能的要求，延性構(gòu)造要求也不一樣。目前，內(nèi)力調(diào)整、縱筋總配筋率和箍筋體積配箍筋率等都成型的分級(jí)和取值，但如何將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的影響系數(shù)還需要進(jìn)一步的計(jì)算和研究。

3、 鋼筋結(jié)構(gòu)對(duì)變形能力構(gòu)造的影響，可調(diào)整內(nèi)力、各節(jié)點(diǎn)域內(nèi)構(gòu)造、構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比和支撐設(shè)置作為重點(diǎn)的分級(jí)，這時(shí)構(gòu)件的寬厚就是結(jié)構(gòu)的局部影響。在相同設(shè)防烈度和性能的要求下，對(duì)建筑層數(shù)不同的結(jié)構(gòu)建筑，基本延性構(gòu)造需求也不同。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中也有一些現(xiàn)成的定量取值，也要研究將其轉(zhuǎn)化為影響系數(shù)的方法。

四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)措施

1、要嚴(yán)格選擇地基選址

地基選址是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，要科學(xué)避開(kāi)山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅(jiān)硬，牢固，平坦，開(kāi)闊的選址原則。親身實(shí)地，利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，進(jìn)行地質(zhì)勘探，山石水土監(jiān)測(cè)，并取樣論證，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個(gè)地基牢固可靠，地質(zhì)穩(wěn)定無(wú)滲漏，無(wú)坍塌，無(wú)暗河，無(wú)熔巖，無(wú)火山……從而保證整個(gè)地基不會(huì)因?yàn)槌休d而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計(jì)。

2、確保結(jié)構(gòu)的整體性

在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，一般而言，要尤其注意其是由諸多構(gòu)件共同組合在一起，如此，要進(jìn)行整體化的對(duì)待。要充分調(diào)動(dòng)各個(gè)構(gòu)件的作用來(lái)完成整體建筑的抗震效果。當(dāng)建筑的一些構(gòu)件基本都失去了原有的功能時(shí)候，那么，在地震來(lái)臨之后，很容易讓整體的建筑結(jié)構(gòu)喪失對(duì)地震的抵抗能力。在這種情況下，很容易讓整個(gè)建筑坍塌，因此，要保證所有構(gòu)件的功能協(xié)調(diào)，并確保所有的構(gòu)件都能夠在地震作用下保證良好的性能，如此，可以讓建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力增強(qiáng)。同時(shí)，要堅(jiān)持實(shí)施多級(jí)防震措施。傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)多采取的是三級(jí)設(shè)防措施，即小震不壞、中震可修、大震不倒。但在新的時(shí)期，建筑結(jié)構(gòu)必須是采取的多級(jí)設(shè)防模式，保護(hù)建筑主體抗震能力，減輕經(jīng)濟(jì)損失，使得建筑抗震中更加安全。

3、屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)也是整個(gè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。近幾十年來(lái)，從多數(shù)建筑抗震設(shè)計(jì)評(píng)定結(jié)果看，屋頂建筑設(shè)計(jì)還存在一些問(wèn)題，例如：屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過(guò)重。屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過(guò)重，無(wú)形當(dāng)中加大了屋頂建筑變形，而且地震作用也加大了，尤其對(duì)自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時(shí)屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上，如果屋頂?shù)目箓?cè)力墻和屋頂之下的抗側(cè)力強(qiáng)出現(xiàn)間斷，在地震發(fā)生時(shí)，帶來(lái)的地震扭轉(zhuǎn)作用也會(huì)更嚴(yán)重，對(duì)抗震更不利。所以，進(jìn)行屋頂建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中時(shí)，應(yīng)該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強(qiáng)度較高、輕質(zhì)、剛度均勻的材料，使得地震作用傳遞不受阻礙；屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上；如果屋頂建筑非常高，屋頂建筑就必須具有較強(qiáng)的抗震性，讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小，盡量避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

4、要合理且恰當(dāng)?shù)夭季值卣鹜饬Φ哪芰總鬟f與吸收的途徑，在地震當(dāng)中，要確保建筑的支柱、梁與墻的軸線，處于同一個(gè)平面上，從而可以形成構(gòu)件的雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。并且可以使其在地震的作用下，呈現(xiàn)彎剪性的破壞，并使塑性屈服情況，盡量的發(fā)生在墻的根底部，從而連梁適合在梁端產(chǎn)生塑性屈服，這樣還具有足夠的變形的能力。在震災(zāi)中，在墻段部分充分發(fā)揮抗震功能之前，要按照"強(qiáng)墻弱梁"的原則，來(lái)大力加強(qiáng)墻肢的承載力，避免墻肢遭到剪切性的破壞現(xiàn)象，從而最大限度的提高建筑結(jié)構(gòu)的整體的抗震能力。

5、要根據(jù)抗震等級(jí)，在對(duì)墻、柱以及梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，采取相對(duì)應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，力求確保建筑物結(jié)構(gòu)，在地震的作用下可以達(dá)到三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。還可以根據(jù)"強(qiáng)柱弱梁"、和"強(qiáng)剪弱彎" 、以及"強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件"幾種構(gòu)造的原則，在建筑設(shè)計(jì)中，合理的選擇柱截面的尺寸，以此控制柱的軸壓比，并還要注意構(gòu)造配筋的要求，還要保證，鋼筋砼結(jié)構(gòu)建筑在地震的作用下，能夠具有足夠的承載能力以及具備足夠的延性。

6、在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要設(shè)置出多道抗震的防線，即，在設(shè)計(jì)一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)的體系當(dāng)中，有一部分延性比較好的構(gòu)件，在地震的作用下，首先可以擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用，然事，其他的構(gòu)件，在第一道抗震防線屈服以后，在地震中，會(huì)依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防線，這樣的抗震結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)，在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)于確保建筑結(jié)構(gòu)具有的抗震安全性，是非常的行之有效的設(shè)計(jì)方法和手段。

五、結(jié)束語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，關(guān)乎民生，關(guān)乎經(jīng)濟(jì)發(fā)展，社會(huì)穩(wěn)定，對(duì)建筑實(shí)施結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，主要涉及對(duì)建筑高度，承載力，總體結(jié)構(gòu)，各個(gè)部件的性能規(guī)劃等一系列的因素，要求通過(guò)對(duì)各個(gè)構(gòu)件和整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，既實(shí)現(xiàn)滿足居民生活生產(chǎn)保障安全的需要，又具有值得欣賞的美學(xué)價(jià)值。

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[2]丁勇春 錢玉林 馬國(guó)慶 建筑結(jié)構(gòu)的抗震分析和設(shè)計(jì) [期刊論文] 《四川建筑》 -2004年4期

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篇(5)

【關(guān)鍵詞】房建結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，要求

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、前言

房建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，關(guān)乎民生，關(guān)乎經(jīng)濟(jì)發(fā)展，社會(huì)穩(wěn)定，對(duì)房屋建筑實(shí)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要涉及對(duì)建筑高度，承載力，總體結(jié)構(gòu)，各個(gè)部件的性能規(guī)劃等一系列的因素，要求通過(guò)對(duì)各個(gè)構(gòu)件和整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，既實(shí)現(xiàn)滿足居民生活生產(chǎn)保障安全的需要，又具有值得欣賞的美學(xué)價(jià)值。增強(qiáng)房建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，必須綜合考慮地基，房屋的結(jié)構(gòu)體系選擇，綜合布局等多方面建設(shè)因素，是一項(xiàng)及其專業(yè)，嚴(yán)謹(jǐn)，復(fù)雜的高技術(shù)工作。

二、建筑抗震的主要影響因素

1、抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

目前，國(guó)內(nèi)在不同地區(qū)設(shè)定的基本設(shè)防烈度，主要是根據(jù)該地區(qū)以及具體建筑在一段時(shí)間內(nèi)遭受地震以及地震強(qiáng)度的概率而定的。如果是一般建筑，則執(zhí)行基本烈度設(shè)防，如果是重要的建筑物，則相應(yīng)地提高設(shè)防烈度，但是，隨著設(shè)防烈度的提高，建筑的造價(jià)會(huì)相應(yīng)增加。

2、建筑結(jié)構(gòu)形式

為了有效地保證建筑物“小震不壞，中震可修，大震不倒”，在最新的設(shè)計(jì)規(guī)范中，磚混內(nèi)框架結(jié)構(gòu)被嚴(yán)格取締了。目前，主要采用的是框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等。框架結(jié)構(gòu)空間布置靈活，相對(duì)造價(jià)低，但是其在水平地震力作用下，容易發(fā)生剪切變形，因此，框架結(jié)構(gòu)適用的高度相對(duì)較低。剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置沒(méi)有框架靈活，但其平面內(nèi)自身剛度大，強(qiáng)度高，整體性能好，在水平荷載作用下變形小，抗震性能較強(qiáng)，適用于高度較高的高層建筑。

3、抗震措施

抗震措施主要是根據(jù)建筑的重要性決定的。在確定建筑等級(jí)及場(chǎng)地類型之后，將先進(jìn)的抗震理念和系統(tǒng)的分析計(jì)算納入到抗震設(shè)計(jì)中，即可改善建筑抗震性能，提高建筑抗震效果。

三、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本要求

有抗震性要求的框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)計(jì)成延性框架，遵守“強(qiáng)柱弱梁” 、“強(qiáng)剪弱彎”、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)構(gòu)件等設(shè)計(jì)原則，柱截面不宜過(guò)小，應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)側(cè)移變形及軸壓比的要求。在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要確定框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)，根據(jù)不同的等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要是為保證框架結(jié)構(gòu)具有較好的延性，并且能滿足合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)要求。構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足各自的基本要求：①框架結(jié)構(gòu)在進(jìn)行梁端抗震設(shè)計(jì)時(shí)，既要允許塑性鉸在梁上出現(xiàn)又不要發(fā)生梁剪切破壞，同時(shí)還要防止由于梁筋屈服滲入節(jié)點(diǎn)而影響節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的性能，使梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力，梁筋屈服后，塑性鉸區(qū)段應(yīng)有較好的延性和耗能能力。②框架柱在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該遵循強(qiáng)柱弱梁，使柱盡量不要出現(xiàn)塑性鉸，在彎曲破壞之前不發(fā)生剪切破壞，使柱有足夠的抗剪能力，同時(shí)控制柱的剪切比不要太大。③框架節(jié)點(diǎn)在地震破壞時(shí)，主要是節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪切破壞和鋼筋錨固破壞，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，要采取“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)概念，保證在多遇地震時(shí)，節(jié)點(diǎn)應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作；在罕遇地震時(shí)，節(jié)點(diǎn)承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞。

四、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施

1、框架梁的截面抗震設(shè)計(jì)尺寸，宜符合下列各項(xiàng)要求：截面寬度不宜小于 200mm；截面高寬比不宜大于 4；凈跨與截面高度之比不宜小于4。在計(jì)算出梁控制截面處考慮地震作用的組合彎矩后，可按一般鋼筋混土受彎構(gòu)件進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算。梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于 2.5％，且計(jì)入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比，一級(jí)不應(yīng)大于 0.25，二、三級(jí)不應(yīng)大于 0.35。梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值，除按計(jì)算確定外，一級(jí)不應(yīng)小于 0.5，二、三級(jí)不應(yīng)小于 0.3。梁端剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)強(qiáng)剪弱彎的原則，按的要求加以調(diào)整，對(duì)一、二、三級(jí)抗震等級(jí)分別采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系數(shù)。

2、框架柱的截面抗震設(shè)計(jì)尺寸，宜符合下列各項(xiàng)要求：截面的寬度和高度均不宜小于 300mm；圓柱直徑不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面長(zhǎng)邊與短邊的邊長(zhǎng)比不宜大于3。柱軸壓比不宜超過(guò)下表的規(guī)定；建造于Ⅳ類場(chǎng)地且較高的高層建筑，柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。柱的鋼筋配置，應(yīng)符合柱縱向鋼筋的最小總配筋率，中柱和邊柱的一、二、三、四抗震等級(jí)分別是1.0、0.8、0.7、0.6，角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等級(jí)分別是1.2、1.0、0.9、0.8。同時(shí)每一側(cè)配筋率不應(yīng)小 0.2％；對(duì)建造于Ⅳ類場(chǎng)地且較高的高層建筑,數(shù)值應(yīng)增加 0.1。 當(dāng)采用HRB400 級(jí)熱軋鋼筋時(shí)應(yīng)允許減少 0.1，混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于 C60 應(yīng)增加 0.1。

3、框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑宜按規(guī)范中的柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑，一、二、三級(jí)框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且體積配箍率分別不宜小于 0.6％、0.5％ 和 0.4％。柱剪跨比不大于 2 的框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值不宜小于核芯區(qū)上、下柱端的較大配箍特征值。

五、基于剪力墻結(jié)構(gòu)建筑體形的抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，除了要合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系外，要特別重視建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面；結(jié)構(gòu)總體布置是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能具有決定性的作用。

1、震害及抗震概念設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有許多不確定因素（地震特性、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等），進(jìn)行精確的抗震計(jì)算是非常困難的。結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)除了進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算外，要特別注重結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析，做出判斷，并采取相應(yīng)措施。根據(jù)概念設(shè)計(jì)，抗震房屋的建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置應(yīng)符合如下原則：采用規(guī)則結(jié)構(gòu)，不采用嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu)；明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的傳力路徑；具有必要的剛度和承載力，具備良好的彈塑性變形能力和消耗地震能量的能力；部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞不應(yīng)導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)倒塌，增加超靜定結(jié)構(gòu)的次數(shù)。滿足抗震設(shè)計(jì)原則：即：“強(qiáng)節(jié)弱桿”、“強(qiáng)豎弱平”、“強(qiáng)剪弱彎”；置多道抗震防線，形成兩道或多道的抗震防線，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗倒塌能力。

2、建筑平面和結(jié)構(gòu)平面布置

高層建筑的外形分為板式和塔式兩大類：板式建筑平面兩個(gè)方向的尺寸相差較大，塔式建筑平面兩個(gè)方向的尺寸接近。多數(shù)高層建筑為塔式。對(duì)抗風(fēng)有利的建筑平面形狀是簡(jiǎn)單規(guī)則的凸平面，如圓形，正多邊形、橢圓形等平面，以減小風(fēng)壓，有較多凹凸的復(fù)雜平面，對(duì)抗風(fēng)不利，如V形、Y形等。對(duì)抗震有利的建筑平面形狀是簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、長(zhǎng)寬比不大的平面。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)十分重要，加上我國(guó)今年來(lái)地震較多，加強(qiáng)房屋抗震設(shè)計(jì)對(duì)于居民的安全具有很大作用，應(yīng)該不斷的加強(qiáng)研究。

參考文獻(xiàn)：

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篇(6)

關(guān)鍵詞：型鋼混凝土結(jié)構(gòu)；抗震性能水平；容許變形值；量化指標(biāo)

abstract

combining with performance grades of reinforced concrete structures at home and abroad, the seismic

performance of steel reinforced concrete (src) structures can be induced into four levels: normal service, temporary service, life safety and collapse prevention. the failure modes and characteristics of src columns are introduced, and limit states of the four seismic performance levels and their dominating parameters are put forward. on the basis of the experiments and results of src frames and columns, the story drifts angle limitation and range of crack width on the column end are obtained for four different seismic performance levels. finally considering ideas of performance based seismic design, problems needed much further study about src structures are proposed.

keywords: steel reinforced concrete (src) structures, seismic performance levels, tolerantdeformation values, quantitative index

1. 引 言

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（src 結(jié)構(gòu)）又叫勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，是鋼-混凝 土組合結(jié)構(gòu)的一種形式。src 結(jié)構(gòu)通過(guò)把鋼和混凝土巧妙地組合在一起，充分發(fā)揮了這兩 種材料的特性，其具有比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)承載力高、強(qiáng)度剛度大、穩(wěn)定性和抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。隨 著超高層建筑的發(fā)展和理論研究的深入，src 結(jié)構(gòu)在我國(guó)將具有非常廣闊的應(yīng)用前景。目 前國(guó)內(nèi)外對(duì) src 結(jié)構(gòu)的研究工作和成果主要集中在構(gòu)件的承載能力，即針對(duì)強(qiáng)度計(jì)算開(kāi)展 研究[1]。隨著基于性能抗震設(shè)計(jì)理論的提出和發(fā)展，人們意識(shí)到這種傳統(tǒng)基于力的設(shè)計(jì)方 法還存在缺陷，開(kāi)展基于性能的 src 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論則更加科學(xué)合理，既符合當(dāng)代抗震 設(shè)計(jì)理念的發(fā)展趨勢(shì)，又為工程實(shí)踐應(yīng)用和推廣型鋼混凝土結(jié)構(gòu)提供基礎(chǔ)。

確定 src 結(jié)構(gòu)在不同性能水平下的容許變形值是實(shí)現(xiàn)其基于性能抗震設(shè)計(jì)理論的前提 和關(guān)鍵。由于結(jié)構(gòu)的性能與破壞狀態(tài)有關(guān)，而結(jié)構(gòu)的破壞狀態(tài)又可由結(jié)構(gòu)的反應(yīng)參數(shù)或者某 些定義的破壞指標(biāo)來(lái)確定，所以，結(jié)構(gòu)性能水平可以用這些主要的參數(shù)來(lái)劃分。容許變形值 被認(rèn)為是比較重要的反應(yīng)參數(shù)，但對(duì)此方面的研究還比較欠缺，本文即在此背景下研究 src 結(jié)構(gòu)功能失效的判別參數(shù)和容許變形值的大小。

2. src 結(jié)構(gòu)的性能水平和抗震設(shè)防目標(biāo)

2.1 性能水平劃分

結(jié)構(gòu)的抗震性能水平是指建筑物在某一特定設(shè)防地震水準(zhǔn)下預(yù)期達(dá)到的最大破壞程度， 或容許的損壞極限狀態(tài)。目前對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能水平的劃分比較明確，比如我國(guó)現(xiàn)行抗 震規(guī)范[2]將其分為三檔，美國(guó) vision2000、fema273 和 atc-40 分為四檔，當(dāng)然還有學(xué)者 提出其他不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)。

性能水平為基于性能的抗震設(shè)計(jì)和震后修復(fù)加固提供依據(jù)，對(duì)于 src 結(jié)構(gòu)，結(jié)合已有 的劃分方法和試驗(yàn)理論研究成果[2]，將其性能水平分為四檔，見(jiàn)表 1 所示。

表 1 src 結(jié)構(gòu)四個(gè)性能水平及其宏觀描述

tab.1 target performance levels and damage control of src structures

 

2.2 抗震性能目標(biāo)確定

結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)是指一定超越概率的地震發(fā)生時(shí)，結(jié)構(gòu)期望達(dá)到的某種功能水平。我國(guó) 現(xiàn)行抗震規(guī)范采用小震不壞、中震可修、大震不倒的三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)，但在表 1 提出的 src 結(jié)構(gòu)性能水平背景下，已有的三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)需要更加細(xì)化。按照小中大三個(gè)地震作用 水平和“四檔”性能水平，可對(duì) src 結(jié)構(gòu)建立表 2 所示的抗震性能目標(biāo)。

表 2 src 結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)

tab.2 seismic performance objectives

 

(其中：①為基本目標(biāo)，指一般使用要求的建筑應(yīng)具備的最基本性能目標(biāo)；②為重要目標(biāo)，指重要性很高

或地震后危險(xiǎn)性較大的性能目標(biāo)；③為非常重要目標(biāo)，指對(duì)安全有十分危險(xiǎn)影響的性能目標(biāo))

可以看出，排除掉不符合實(shí)際工程的情況，這里對(duì) src 結(jié)構(gòu)建立了 10 個(gè)抗震性能目標(biāo)，

其比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)有所提高，且“中震可修”的性能目標(biāo)變得更加具體 化。以上三個(gè)地震作用水平、四檔結(jié)構(gòu)性能水平和 10 個(gè)抗震設(shè)防目標(biāo)的提出為實(shí)現(xiàn) src 結(jié) 構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論奠定了基礎(chǔ)。

3. src 框架柱的破壞模式及描述

src 構(gòu)件是在混凝土中主要配置型鋼，同時(shí)配有受力和構(gòu)造鋼筋。型鋼分為實(shí)腹式和 空腹式，實(shí)腹式型鋼主要有 i 字鋼、h 形鋼和 l 形鋼等。理論和實(shí)踐均證明，實(shí)腹式 src 構(gòu)件具有較好的抗震性能，而空腹式 src 構(gòu)件的抗震性能與普通 rc 構(gòu)件的抗震性能基本 相同。因此，這里主要研究含鋼率為 4%～8%的實(shí)腹式 src 構(gòu)件。

3.1 破壞模式和特點(diǎn)

src 柱在水平荷載作用下主要產(chǎn)生三種破壞模式，破壞形態(tài)按剪跨比的不同大致分為 三種。當(dāng)剪跨比小于 1.5 時(shí)，src 柱發(fā)生剪切斜壓破壞，首先剪跨段產(chǎn)生許多大致平行的斜 裂縫，將混凝土分成斜向受壓短柱，鋼骨腹板此時(shí)基本處于純剪應(yīng)力狀態(tài)，最后鋼骨腹板在

近似純剪應(yīng)力狀態(tài)下達(dá)到屈服強(qiáng)度，剪壓區(qū)混凝土壓碎而破壞；當(dāng)剪跨比為 1.5~2.5 時(shí)，src

柱在反復(fù)荷載作用下發(fā)生剪切粘結(jié)破壞，首先在最大彎矩處出現(xiàn)剪切斜裂縫或豎向粘結(jié)裂 縫，隨著荷載的增加與往復(fù)循環(huán)，粘結(jié)裂縫擴(kuò)展成兩條沿型鋼翼緣的豎向粘結(jié)主裂縫，最后 裂縫處混凝土保護(hù)層剝落，剪切承載力下降，構(gòu)件破壞；當(dāng)剪跨比大于 2.5 時(shí)，src 柱的承 載力往往由彎曲應(yīng)力起作用，一般發(fā)生彎曲破壞，其首先在最大彎矩截面處形成水平裂縫， 隨著荷載增加，柱底縱筋屈服，緊接著型鋼翼緣屈服，隨之腹板屈服，外圍混凝土不斷剝落， 縱筋和型鋼翼緣壓屈，最后 src 柱達(dá)到最大承載力而破壞。

3.2 與 rc 柱破壞的主要區(qū)別

試驗(yàn)研究表明，src 柱比 rc 柱具有更優(yōu)越的抗震性能，其優(yōu)越性主要在于型鋼的影響。 型鋼的存在使構(gòu)件的變形能力增強(qiáng)，破壞時(shí)吸收的能量增大，延性也相應(yīng)得到提高。rc 柱 的最終破壞是由于壓區(qū)混凝土的壓酥，src 柱由于設(shè)置較強(qiáng)勁的鋼骨，壓區(qū)混凝土逐漸壓 酥后，rc 部分的承載力將向鋼骨轉(zhuǎn)移，其后期仍有相當(dāng)大的變形能力來(lái)延緩破壞?？梢?jiàn)， 無(wú)論在承載能力和剛度方面，還是在延性和耗能能力方面，src 構(gòu)件均體現(xiàn)了良好的抗震 性能，其在不同性能水平下的變形容許值也將大于傳統(tǒng) rc 結(jié)構(gòu)，這方面的研究工作值得深 入開(kāi)展。

4. src 結(jié)構(gòu)功能失效的判別標(biāo)準(zhǔn)和容許變形值大小

4.1 四個(gè)性能水平及其極限狀態(tài)

目前關(guān)于結(jié)構(gòu)性能水平的劃分方法很多，美國(guó) vision2000、fema273 和 atc-40 均將 其劃分為四種性能水平，日本和墨西哥則采取三重性能水準(zhǔn)，參照已有的劃分標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)新 的“建筑工程抗震性態(tài)設(shè)計(jì)通則（試用本）”，本文按照我國(guó)抗震設(shè)計(jì)的需要和建筑損傷加重 的程度，對(duì) src 結(jié)構(gòu)采用正常使用、暫時(shí)使用、生命安全和接近倒塌四個(gè)性能水平。

傳統(tǒng)基于力的抗震設(shè)計(jì)理論將 rc 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用 極限狀態(tài)，基于性能的抗震設(shè)計(jì)考慮到“投資-效益”因素，從結(jié)構(gòu)受力和業(yè)主損失兩方面出 發(fā)，對(duì)應(yīng)于所提的四個(gè)性能水平，將 src 結(jié)構(gòu)的破壞極限狀態(tài)分為正常使用極限狀態(tài)、暫 時(shí)使用極限狀態(tài)、生命安全極限狀態(tài)和接近倒塌極限狀態(tài)。

4.2 不同性能水平的失效判別標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)

為了確定 src 框架柱在四個(gè)性能水平下的容許變形值，首先應(yīng)該能夠?qū)Ω鞣N性能水平 的損壞極限狀態(tài)進(jìn)行描述，相應(yīng)的就必須建立 src 柱不同性能水平的失效判別標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)。 傳統(tǒng)的 rc 結(jié)構(gòu)采用層間位移角這種單一指標(biāo)作為量化參數(shù)，對(duì)于 src 結(jié)構(gòu)，可以利用層 間位移角、裂縫寬度、塑形耗能、塑形轉(zhuǎn)角和延性系數(shù)等加以描述和量化。

src 壓彎構(gòu)件經(jīng)歷了混凝土開(kāi)裂、裂縫延伸擴(kuò)展，直到壓區(qū)混凝土剝落，受壓縱筋和 型鋼受壓翼緣屈服，承載力達(dá)到峰值的一系列過(guò)程，構(gòu)件最終以受壓區(qū)混凝土破碎作為喪失 承載力的標(biāo)志。為了與上述四檔性能水平相對(duì)應(yīng)，可將其整個(gè)受力過(guò)程劃分為彈性階段、帶 裂縫工作階段、彈塑性工作階段和破壞階段。

在前述 src 柱破壞形態(tài)與剪跨比的定量關(guān)系基礎(chǔ)上，可以建立 src 柱三種破壞模式各 自的失效判別標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)得出的三種失效判別標(biāo)準(zhǔn)之間有很多共同點(diǎn)，因此可將 其歸納為統(tǒng)一的判別標(biāo)準(zhǔn)以便應(yīng)用。對(duì)于 src 柱，從開(kāi)始加載到沿柱身出現(xiàn)剪切斜裂縫或 彎曲裂縫為正常使用性能階段，此為彈性工作階段，以開(kāi)始出現(xiàn)斜裂縫或彎曲裂縫為正常使

用性能極限狀態(tài)；從混凝土開(kāi)始出現(xiàn)裂縫到受拉鋼筋或型鋼受拉翼緣屈服為暫時(shí)使用性能階

段，此階段是帶裂縫工作階段，以受拉縱筋或型鋼翼緣屈服為暫時(shí)使用性能極限狀態(tài)；從型 鋼開(kāi)始出現(xiàn)屈服到外圍混凝土剝落，縱筋壓屈且水平荷載達(dá)到最大值為生命安全性能階段， 此為彈塑性工作階段，以水平荷載達(dá)最大值為生命安全性能極限狀態(tài)；從 src 柱承載力達(dá) 最大值到混凝土保護(hù)層嚴(yán)重剝落，直至核芯混凝土發(fā)生局部破碎且承載力嚴(yán)重下降為接近倒 塌性能階段，此階段為塑形階段，以核芯混凝土發(fā)生局部破碎為接近倒塌性能極限狀態(tài)。

4.3 不同性能水平的容許變形值

結(jié)合上述判別標(biāo)準(zhǔn)，可分別以層間位移角、裂縫寬度、塑形耗能和延性系數(shù)等作為 src 結(jié)構(gòu)四個(gè)性能水平極限狀態(tài)的判別參數(shù)?？紤]到其中一些指標(biāo)計(jì)算的難度，并為了與我國(guó)抗 震規(guī)范的性能指標(biāo)相一致，這里以層間位移角和框架柱的裂縫寬度作為各種性能水平極限狀 態(tài)的判別指標(biāo)。

為了得到各種性能水平的層間位移角范圍，本文對(duì)國(guó)內(nèi)外 src 試驗(yàn)柱、src 平面框架 試驗(yàn)共約 90 個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，試驗(yàn)框架柱大部分為實(shí)腹式 src 構(gòu)件，軸壓比范圍為

0.3~0.8，體積配箍率為 0.8%~2.2%。通過(guò)分析文獻(xiàn)[4]-[20]中試驗(yàn)柱和平面框架的變形性能， 以及對(duì)各個(gè)性能水平極限狀態(tài)的層間位移角統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，所有試件在未開(kāi)裂彈性階段的層 間位移角分布范圍為 1/400～1/185，其中 1/400 對(duì)應(yīng)的 src 柱僅有不到 4%的配鋼率且軸壓 比較高，大部分試件的彈性位移角集中在 1/350～1/200 范圍內(nèi)；僅有少數(shù)試件測(cè)到 src 柱 受拉鋼筋或型鋼屈服時(shí)的層間位移角，分布范圍為 1/120～1/100，有的學(xué)者統(tǒng)計(jì)為 1/133～

1/100，但大部分集中在 1/120 左右；所有試件均得到了 src 構(gòu)件在接近倒塌極限狀態(tài)的層 間位移角，其分布范圍為 1/53～1/11。

表 3 src 結(jié)構(gòu)各性能水平的層間位移角分布范圍及分布比

tab. 3 distribution range and proportion of inter-storey drift

正常使用階段

 

從上表各性能階段的層間位移角分布情況來(lái)看，src律性較好。按照各個(gè)性能水平層間位移角的分布比例，在達(dá)到一定安全保證率的情況下，將

src 框架結(jié)構(gòu)正常使用、暫時(shí)使用和接近倒塌三個(gè)性能水平極限狀態(tài)的層間位移角限值定

為 1/350、1/120 和 1/35；同時(shí)，將生命安全狀態(tài)的層間位移角限值設(shè)在 1/120 和 1/30 之間， 取為 1/75。

另外，框架柱的裂縫寬度也易于作為各種性能水平極限狀態(tài)的判別指標(biāo)。文獻(xiàn)[4]-[20]

所做的 src 框架柱抗震性能試驗(yàn)中，在對(duì)層間和柱端位移角測(cè)量的同時(shí)，考察到的柱端裂

縫寬度 在正 常使用 、暫 時(shí)使用 、生 命安全 和接 近倒塌 四個(gè) 性能水 平的 分布范 圍為

0.05~0.1mm、0.5~1mm、1~2mm 和大于 2mm。

綜上所述，本文提出的 src 框架結(jié)構(gòu)在不同性能水平時(shí)的層間位移角限值和柱端裂縫 寬度可總結(jié)為表 4。

表 4 src 框架結(jié)構(gòu)性能水平量化指標(biāo)限值

tab. 4 limit value of quantitative index for src structures

 

5. 結(jié)論及建議

1) 提出基于性能的 src 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論這一新課題，結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 性能水平的劃分標(biāo)準(zhǔn)，將 src 結(jié)構(gòu)的性能水平劃分為正常使用、暫時(shí)使用、生命安全和接 近倒塌四個(gè)等級(jí)，在此基礎(chǔ)上建立了 src 結(jié)構(gòu)的 10 個(gè)抗震設(shè)防目標(biāo)；

2) 總結(jié)了 src 柱在不同剪跨比時(shí)的破壞形態(tài)，提出了四個(gè)性能水平的失效判別標(biāo)準(zhǔn)和 參數(shù)，建議各自的層間位移角限值分別取 1/350、1/120、1/75 和 1/35，并將對(duì)應(yīng)的柱端裂縫 寬度范圍定為 0.05~0.1mm、0.5~1mm、1~2mm 和>2mm；

3) 本文所提四個(gè)性能水平的容許變形值僅建立在少量試驗(yàn)基礎(chǔ)上，還需要將試驗(yàn)量測(cè) 結(jié)果和大量數(shù)值模擬結(jié)合起來(lái)，從理論上建立容許變形值的計(jì)算公式；同時(shí)，已有的 src 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究主要針對(duì)框架結(jié)構(gòu)，目前迫切需要開(kāi)展型鋼混凝土組合件和型鋼混凝土剪力墻 的試驗(yàn)研究，以便為全面實(shí)現(xiàn) src 結(jié)構(gòu)性態(tài)抗震設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

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篇(7)

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；性能；抗震設(shè)計(jì)；概念；特點(diǎn)；問(wèn)題；方法

中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)社會(huì)的需求開(kāi)始呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)，而隨著建筑物越來(lái)越高，體型變得越來(lái)越復(fù)雜，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)也變得更有挑戰(zhàn)性。人們?yōu)榱吮Ｕ献陨淼陌踩?，?duì)此便有了更多的關(guān)注，對(duì)基于性能的抗震設(shè)計(jì)也更加重視起來(lái)，在此種方法下，會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)者有所要求，那就是要對(duì)建筑物在地震作用下可能形成的性態(tài)反應(yīng)做出一定的評(píng)價(jià)。這種方法有很多好處，最主要的就是對(duì)于不安全的設(shè)計(jì),能夠正確的辨別出來(lái)，還可以提出一些方案來(lái)解決問(wèn)題，使得建筑結(jié)構(gòu)更加安全和經(jīng)濟(jì)。

1基于性能的抗震設(shè)計(jì)概念

以往提到的基于力的抗震設(shè)計(jì)或者基于位移的抗震設(shè)計(jì)，由于力和位移都是很明確的物理概念，可以被很容易地理解。但是基于性能的抗震設(shè)計(jì)，由于性能一詞是一個(gè)宏觀概念，不像力或位移可以直接成為設(shè)計(jì)參數(shù)，也可以直接應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去事實(shí)上，這里提到的結(jié)構(gòu)性能往往可以與結(jié)構(gòu)的破壞程度相關(guān)，而結(jié)構(gòu)的破壞程度又可以由結(jié)構(gòu)的反應(yīng)參數(shù)來(lái)表示（如應(yīng)力、力、位移、能量以及一些定義的破壞指標(biāo)）。所以基于性能的抗震設(shè)計(jì)是比基于力或者基于位移抗震設(shè)計(jì)更為廣泛的設(shè)計(jì)理念，更為直接地滿足個(gè)人或者社會(huì)對(duì)建筑物的要求，即要求建筑物是否安全可靠，是否滿足他們的使用需要，而不是普通使用者能提出的建筑物可以抵抗多強(qiáng)地震力，或者是變形控制在什么程度。

基于性能的抗震設(shè)計(jì)并不是一個(gè)全新的概念，盡管目前基于性能的抗震設(shè)計(jì)得到國(guó)際上廣泛的重視與研究，也取得一些初步的成果，但是對(duì)于基于性能的抗震設(shè)計(jì)，現(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義。比較有權(quán)威性的是美國(guó)SEAOC，ATC和FEMA等組織給出的基于性能設(shè)計(jì)的描述。其中，對(duì)基于性能抗震設(shè)計(jì)的描述是“性能設(shè)計(jì)應(yīng)該是選擇一定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式，合理的規(guī)劃和結(jié)構(gòu)比例保證建筑物的結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)，控制建造質(zhì)量和長(zhǎng)期維護(hù)水平，使得建筑物在遭受一定水平地震作用下，結(jié)構(gòu)的破壞不超過(guò)一個(gè)特定的極限狀態(tài)”。一些學(xué)者也對(duì)基于性能抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，可見(jiàn)，盡管不同的機(jī)構(gòu)或者個(gè)人對(duì)于基于性能的抗震設(shè)計(jì)描述不完全相同，但是這些論述中有一共同思想，就是基于性能抗震設(shè)計(jì)的主要思想：即結(jié)構(gòu)在其設(shè)計(jì)使用期間內(nèi)，在遭受不同水平的地震作用下，應(yīng)該有明確的性能水平并使得結(jié)構(gòu)在整個(gè)生命周期中費(fèi)用達(dá)到最小。

2 我國(guó)現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)理論的存在的問(wèn)題

2.1我國(guó)現(xiàn)行的建筑抗震設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)方法較為保守，缺乏新的設(shè)計(jì)理念，很大程度上阻礙了新的設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)施。同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)候，缺乏對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能的考慮，而只是根據(jù)我國(guó)一些曾經(jīng)制定的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范而行，只從刻板的標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，沒(méi)有能綜合考慮到各種實(shí)際狀況。

2.2我國(guó)的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法在很多抗震指標(biāo)上規(guī)定不清晰，抗震設(shè)計(jì)理念不明確，加上很多建筑的使用者缺乏一定的抗震建筑知識(shí)，難以對(duì)所使用的建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震能力做出一個(gè)很明確的評(píng)判。

2.3目前，我國(guó)的建筑抗震設(shè)計(jì)多是重視對(duì)建筑的整體承載力和建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行，而忽視了對(duì)其他因素的考慮比如建筑結(jié)構(gòu)的性能設(shè)計(jì)。同時(shí)，很多現(xiàn)行設(shè)計(jì)理論在進(jìn)行建筑的設(shè)計(jì)時(shí)候，更多的注意著建筑的主題結(jié)構(gòu)的抗震損失，而忽視了很多細(xì)節(jié)，對(duì)損失的控制力度不強(qiáng)。經(jīng)濟(jì)評(píng)估準(zhǔn)則并沒(méi)有在建筑業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

3 性能抗震設(shè)計(jì)理念的特點(diǎn)

通過(guò)對(duì)現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)理論的實(shí)踐，可以對(duì)兩者進(jìn)行對(duì)比，以得到性能抗震設(shè)計(jì)理念的特點(diǎn)。

3.1多級(jí)設(shè)防。

相對(duì)于現(xiàn)行的三階段設(shè)防目標(biāo)(小震不壞、中震可修、大震不倒)，性能抗震設(shè)計(jì)注重多級(jí)設(shè)防，保護(hù)非結(jié)構(gòu)件與內(nèi)部設(shè)施，后者的設(shè)計(jì)理念既保證使用者安全，又減輕業(yè)主和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)損失與壓力。

3.2投資效益準(zhǔn)則。

性能抗震設(shè)計(jì)偏重于安全、經(jīng)濟(jì)等多方面。在安全與經(jīng)濟(jì)之間找到合理、平衡的切入點(diǎn)，確定最佳方案，以優(yōu)化設(shè)計(jì)為目的。

3.3自由度大。

相比較傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)刻板的被動(dòng)狀態(tài)，性能抗震設(shè)計(jì)可根據(jù)業(yè)主的要求確定目標(biāo)，給設(shè)計(jì)帶來(lái)新的動(dòng)力。

4 建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法

作為性能設(shè)計(jì)理論的重要內(nèi)容，基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法顯得尤為重要。那么怎樣合理的運(yùn)用基于性能抗震設(shè)計(jì)理念則引起了人們的廣泛關(guān)注，為了能夠把它有效地運(yùn)用到實(shí)際中來(lái)，有很多學(xué)者都對(duì)此進(jìn)行了思考，但是卻還沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，通過(guò)他們的總結(jié)，我們可以知道讓性能設(shè)計(jì)思想運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中來(lái)主要有以下步驟和方法：

4.1性能抗震設(shè)計(jì)階段

4.1.1概念設(shè)計(jì)。根據(jù)用途和業(yè)主的要求，合理確定設(shè)防目標(biāo)，通過(guò)場(chǎng)地、建筑平面等進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。

4.1.2 計(jì)算設(shè)計(jì)。根據(jù)預(yù)定的設(shè)防目標(biāo)，計(jì)算出能影響各類因素的抗震參數(shù)，參數(shù)與預(yù)定目標(biāo)不符要及時(shí)修改，直至滿足參數(shù)需求。以基于位移的抗震性能設(shè)計(jì)為例，主要包括步驟有確定不同強(qiáng)度地震作用下性能目標(biāo)；根據(jù)初步設(shè)計(jì)，確定結(jié)構(gòu)內(nèi)的位移的極限值；通過(guò)等效阻尼比等各類等效數(shù)值，確定等效剛度；設(shè)計(jì)采用必需的構(gòu)造措施；評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求和變形能力。以嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、合理的態(tài)度進(jìn)行評(píng)估，如計(jì)算階段有不符合，則需重復(fù)計(jì)算設(shè)計(jì)步驟，以不斷完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

4.1.3性能評(píng)估。通過(guò)各類的分析法得出設(shè)計(jì)結(jié)果來(lái)確定該建筑結(jié)構(gòu)的性能。

4.2 性能抗震設(shè)計(jì)方法

目前大致主要有：位移影響系數(shù)、能力譜、直接位移設(shè)計(jì)等方法。

4.2.1位移影響系數(shù)法?；诮Y(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)方法，通過(guò)分析得出的最大期望位移值，利用等效方法、模態(tài)進(jìn)行確定。以達(dá)到此系數(shù)的修正作用。此方法還存在著由于它是整體抗震評(píng)估方法，無(wú)法具體體現(xiàn)主要結(jié)構(gòu)、樓層的損壞情況與抗震水準(zhǔn)等問(wèn)題。

4.2.2能力譜法。1975年被提出，隨后不斷改進(jìn)。能力譜設(shè)計(jì)是將能力譜曲線與地震反應(yīng)譜轉(zhuǎn)化而來(lái)的需求譜，進(jìn)行比較來(lái)評(píng)估其抗震性能。此方法側(cè)重對(duì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際性能進(jìn)行驗(yàn)算、評(píng)估。另外，能力譜設(shè)計(jì)法比較適用于平面結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化且分布較均勻的結(jié)構(gòu)，否將會(huì)產(chǎn)生不小的誤差。

4.2.3直接位移設(shè)計(jì)法。側(cè)重于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)，概念簡(jiǎn)單，根據(jù)地震等級(jí)來(lái)預(yù)期位移計(jì)算，使結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定位移。此方法也存在著只能從建筑結(jié)構(gòu)材料的極限變化得到數(shù)值，而不能考慮到預(yù)期以外的強(qiáng)震效應(yīng)的不足。

5 結(jié)語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)是比較寬泛的體系，它是現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)的延續(xù)與發(fā)展，以結(jié)構(gòu)性能分析作為基礎(chǔ)，建筑物的性能目標(biāo)以全面、科學(xué)的因素來(lái)確定，使建筑物在面對(duì)不同等級(jí)的地震時(shí)，能達(dá)到預(yù)期的抗震目標(biāo)。與傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)相比，優(yōu)點(diǎn)明顯：基于性能抗震相較于以往更系統(tǒng)化；性能抗震設(shè)計(jì)的適應(yīng)性、連貫性更好，應(yīng)用意義更大；靈活性的加大，使設(shè)計(jì)人員能發(fā)揮創(chuàng)造性，增加對(duì)新技術(shù)、新材料的推廣應(yīng)用等。性能抗震設(shè)計(jì)方法也需要解決一些設(shè)防水準(zhǔn)數(shù)據(jù)化的劃分，合理的參數(shù)取值范圍介定等問(wèn)題，才能更好的服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，達(dá)到符合我國(guó)國(guó)情的設(shè)計(jì)規(guī)范。

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