導(dǎo)語：如何才能寫好一篇建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：新抗震規(guī)范；發(fā)電廠主廠房；土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TM62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引 言

自2010年國家對(duì)新規(guī)范進(jìn)行修改以來，土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨著許多新的挑戰(zhàn)，眾多專家也迫切的需要對(duì)電力土建技術(shù)進(jìn)行研究和開發(fā)。通過對(duì)舊規(guī)范進(jìn)行修訂，也標(biāo)志著國內(nèi)的土建標(biāo)準(zhǔn)正在逐漸開始拉近與世界先進(jìn)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)之間的距離。施工技術(shù)和土建設(shè)計(jì)需要滿足大容量機(jī)組火電廠更加嚴(yán)格、更新、更高的需求。其修改過程對(duì)國際慣例以及國際的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了參照，修改后涵蓋內(nèi)容更廣，安全水平更高。尤其是對(duì)執(zhí)行強(qiáng)制性條文的把握上十分明顯。新版行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂會(huì)遵循新抗震規(guī)范允許對(duì)行業(yè)有特殊要求的工業(yè)建筑按專門行業(yè)規(guī)定執(zhí)行這一原則，并根據(jù)一些在電廠使用的特殊設(shè)計(jì)工藝，對(duì)一些條文的修改會(huì)與國家的抗震規(guī)范條文有所區(qū)別，但是要嚴(yán)格執(zhí)行涉及到結(jié)構(gòu)安全的重要強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，并且有針對(duì)性的制定相關(guān)的規(guī)定限制。新規(guī)范中新增了結(jié)構(gòu)抗震分析、抗震變形驗(yàn)算、樓層地震剪力控制和不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)等的相關(guān)規(guī)定，并對(duì)抗震措施設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了改進(jìn)。針對(duì)諸如大容量、高參數(shù)機(jī)組廠房此類的電廠主廠房排架結(jié)構(gòu)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系在改進(jìn)過程中新出現(xiàn)的問題，為確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)，需要深入的對(duì)抗震設(shè)計(jì)理論進(jìn)行研究。

1 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)原則

概念設(shè)計(jì)是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，將廠房的結(jié)構(gòu)總體地震反應(yīng)放在考慮的第一位，然后根據(jù)結(jié)構(gòu)的破壞過程以及破壞機(jī)制對(duì)地震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行靈活地運(yùn)用。新抗震規(guī)范中新增對(duì)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的強(qiáng)制性要求，并且對(duì)限制指標(biāo)進(jìn)行了具體要求，使嚴(yán)重不規(guī)則、特別不規(guī)則以及不規(guī)則程度的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)更加明確。根據(jù)這一衡量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)豎向和平面不規(guī)則、荷載不均勻分布等框排架結(jié)構(gòu)在電廠主廠房實(shí)際應(yīng)用過程中存在的一些超標(biāo)情況，提出與之相對(duì)應(yīng)的條件對(duì)其進(jìn)行限值。設(shè)計(jì)人員在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置有足夠的重視，在盡可能對(duì)工藝設(shè)計(jì)要求進(jìn)行滿足的同時(shí)，要對(duì)布置進(jìn)行調(diào)整，為滿足結(jié)構(gòu)布置比較規(guī)則的要求，要對(duì)斷面、層高進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行均勻布置，最大程度地使結(jié)構(gòu)布置中存在錯(cuò)層、短柱和薄弱層的現(xiàn)象得到減少或避免。所以在規(guī)定中還需要限值下列幾個(gè)方面：

（1）若框架在由于工藝布置受到限值的情況下而使用錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，則對(duì)其采取的抗震措施需要嚴(yán)格進(jìn)行。同時(shí)在 8、9 度區(qū)以及 7 度Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地時(shí)，不應(yīng)將錯(cuò)層結(jié)構(gòu)用在該鋼筋混凝土框架相鄰跨上。

（2）宜在樓層或接近樓層的地方布置行車荷載作用點(diǎn)。

（3）鋼梁與混凝土樓板之間應(yīng)在結(jié)構(gòu)分析需要考慮到樓板的剛度并且樓板梁采用鋼梁時(shí)有可靠的連接。

（4）宜在樓層處梁高范圍內(nèi)布置框架與排架跨的聯(lián)結(jié)點(diǎn)。在 8、9 度區(qū)以及7度Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地時(shí)，不應(yīng)在層間設(shè)置。

（5）應(yīng)力求在沿豎直方向布置各層框架梁的過程中使各層間剛度的差異盡可能的減少，以防止薄弱層的形成。

（6）宜考慮將水平支撐設(shè)置在相鄰的樓層或盡可能地讓其他料斗或者煤倉的重心與支承點(diǎn)所在的樓層處靠近，以讓地震作用得到傳遞，并且應(yīng)使相應(yīng)的樓層在水平方向具有足夠的剛度。

2 發(fā)電廠合理的支撐布置形式

一般采用鋼框架一中心支撐體系或者混凝土框架一抗震強(qiáng)墻（支撐）體系搭建高烈度區(qū)大機(jī)組發(fā)電廠的主廠房，有支撐結(jié)構(gòu)承擔(dān)地震引起的水平荷載。由于為了配合工作量的減少以及工藝布置的要求，結(jié)構(gòu)往往被工藝專業(yè)要求將支撐布置減少甚至對(duì)布置于廠房兩端的支撐進(jìn)行嚴(yán)格限制。這樣會(huì)造成地震作用因主廠房的支撐過于集中的布置而集中于某幾個(gè)支座上。從實(shí)際上來講，如果能夠均勻的沿著縱向?qū)χ芜M(jìn)行布置，雖然主廠房的總地震反應(yīng)會(huì)增大、剛度會(huì)增大，但是支座反力在地震作用下卻會(huì)減小得十分明顯。對(duì)支撐進(jìn)行合理的布置，能夠使整體承載能力以及整體結(jié)構(gòu)剛度分布得更加均勻，使剛度在各軸線側(cè)向之間相互接近。對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的差異在兩個(gè)主軸方向的差異進(jìn)行減小，并對(duì)汽機(jī)廠房外側(cè)柱列的縱向剛度進(jìn)行加強(qiáng)：宜在荷載較大的柱間布置支撐，對(duì)上下貫通。結(jié)構(gòu)自振周期會(huì)隨著整體結(jié)構(gòu)的剛度的增加而減少，同時(shí)也會(huì)增大結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。在不改變支撐在鋼框架一支體系中的布置方式以及數(shù)量的情況下，若要使地震反應(yīng)得到減小，可通過對(duì)支撐截面面積進(jìn)行減小以讓結(jié)構(gòu)的剛度得到減少的方式來解決。所以并不是支撐的截面越大抗震反應(yīng)越好，如果要既具有一定的經(jīng)濟(jì)性又能夠滿足結(jié)構(gòu)安全，就需要通過精確的計(jì)算要求進(jìn)行合理的選擇。

3 抗震構(gòu)造的改進(jìn)

因?yàn)楣に噷?duì)發(fā)電廠主廠房有很高的要求，同時(shí)各個(gè)廠房都具有其本身獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體較為復(fù)雜，導(dǎo)致主廠房的開間尺寸、荷載以及結(jié)構(gòu)跨度較大，由此也就增大了與之相應(yīng)的梁柱的斷面。這就使電廠主廠房比民用建筑在抗震規(guī)范條文的執(zhí)行上要困難許多，并且有時(shí)在執(zhí)行過程中也不是十分適合實(shí)際情況。結(jié)合一系列的試驗(yàn)分析以及震駭?shù)慕?jīng)驗(yàn)，并采取措施對(duì)一些相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)進(jìn)行了加強(qiáng)。平面布置在主廠房中要力求有規(guī)則、整齊合理、簡(jiǎn)單、質(zhì)量和剛度均勻?qū)ΨQ、受力明確。應(yīng)在局剛度中心比較近的位置設(shè)置質(zhì)量大的設(shè)備，不適合在結(jié)構(gòu)單元的邊緣布置質(zhì)量大的跨間，較長的懸臂結(jié)構(gòu)要盡量減少使用，并且較重的設(shè)備不適合布置在懸臂結(jié)構(gòu)上。

（1）新型技術(shù)以及新型材料的使用，有相對(duì)充裕的資金投入到新建建筑當(dāng)中，在重要的設(shè)備以及重要的結(jié)構(gòu)中，韌性、可焊性以及延性較好的專用鋼筋應(yīng)被優(yōu)先使用到鋼筋混凝土當(dāng)中。布置工藝應(yīng)與主廠房的豎向布置緊密結(jié)合起來，并盡可能低位布置相關(guān)的設(shè)備。并且為了就愛你各地主廠房的重心和高度，要對(duì)結(jié)構(gòu)的自重以及工藝荷載進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕档汀Ｒ挪捎脺p少廠區(qū)挖方的階梯式布置形式，并對(duì)地形進(jìn)行充分的利用，對(duì)廠區(qū)進(jìn)行豎向布置。

（2）只有廠房的整體性得到了保證才能夠讓結(jié)構(gòu)在經(jīng)過大震之后不倒不塌，這就需要對(duì)支撐體系進(jìn)行加強(qiáng)。首先要保證有齊備的支撐系統(tǒng)，使天窗架以及支撐柱間的抗震能力同時(shí)得到加強(qiáng)。其次屋面板的連續(xù)整體性也需要得到保證。

（3）應(yīng)在設(shè)計(jì)中采用質(zhì)量較輕的輕質(zhì)墻板作為主廠房的圍護(hù)，若砌體維護(hù)必須使用，則要加強(qiáng)在原有規(guī)范基礎(chǔ)上的連接構(gòu)造措施。

（4）在對(duì)汽機(jī)房屋面板的設(shè)計(jì)過程中，三個(gè)點(diǎn)焊接也十分重要，要減小端柱間的相對(duì)變形，并對(duì)端柱間的整體剛度進(jìn)行加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)該類型面板的焊接構(gòu)造也要十分明確。

（5）建筑物的平面布置力求方正簡(jiǎn)潔，一些曲折凹凸的變化要盡量避免，空間和平面剛度要盡可能的保證均勻，盡量讓剛度中心與房屋的質(zhì)量中心接近或留有一定的重合。

4 結(jié)束語

綜上，通過對(duì)發(fā)電廠主廠房土建結(jié)構(gòu)進(jìn)行一系列的抗震改造，相較于以前已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)步，通過對(duì)一系列的理論的分析以及研究，大機(jī)組廠房面臨的新問題都得到了進(jìn)一步的解決，抗震措施已經(jīng)變得經(jīng)濟(jì)有效。對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的制定來講，對(duì)比新老規(guī)范，并開展具有代表性的實(shí)驗(yàn)會(huì)讓其可行性得到顯著的提高。從行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行預(yù)測(cè)和判斷，未來主廠房設(shè)計(jì)的基本規(guī)定將是三維空間分析，鋼結(jié)構(gòu)在主廠房中的應(yīng)用將更加廣泛，在高地震區(qū)尤為顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]康靈果．大型火力發(fā)電廠少墻型鋼混凝土框架主廠房抗震性能試驗(yàn)與設(shè)計(jì)方法研究．西安建筑科技大學(xué)．2009．

[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《．建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范）GB50011-2010．

篇2

關(guān)鍵詞：建筑工程；工程抗震；工程設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)；性能技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU198文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

抗震性能是建筑工程的一個(gè)重要內(nèi)容，尤其是在地震頻發(fā)區(qū)的建筑工程，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況提高建筑工程的抗震性能和級(jí)別。良好的抗震性能技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用可以使建筑物抵御地震帶來的破壞，減少人身生命財(cái)產(chǎn)損失。設(shè)計(jì)者應(yīng)該全面的認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中規(guī)避一些不利的因素，提高設(shè)計(jì)的水平，促進(jìn)建筑的良好使用。

一、建筑工程設(shè)計(jì)與抗震性能技術(shù)的關(guān)系

建筑工程設(shè)計(jì)與抗震性能技術(shù)之間有著緊密的聯(lián)系，只有在設(shè)計(jì)階段充分考慮抗震因素，才能為建筑后期的抗震性能打好基礎(chǔ)。建筑工程設(shè)計(jì)是抗震性能技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用的基礎(chǔ)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)的改動(dòng)較小。在建筑工程設(shè)計(jì)方案中，設(shè)計(jì)師應(yīng)充分考慮到建筑的抗震性能的要求，設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)建筑方案合理、科學(xué)布置結(jié)構(gòu)部件，保證建筑結(jié)構(gòu)剛度的均勻分布，使建筑結(jié)構(gòu)的受力與變形能相互協(xié)調(diào)，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的承載能力及抗震性能。在建筑工程設(shè)計(jì)若不考慮到建筑的抗震性能要求，就會(huì)導(dǎo)致建筑工程布局設(shè)計(jì)受到限制。通常情況下，為了提高建筑結(jié)構(gòu)部件的承載能力與抗震性能，則要增加建筑結(jié)構(gòu)的截面面積，但結(jié)果是會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。因此在提高建筑工程抗震性能技術(shù)時(shí)必須要對(duì)建筑的體型、平面布置、豎向布置及屋頂抗震性能等問題進(jìn)行系統(tǒng)合理的研究分析。

二、現(xiàn)階段我國建筑抗震存在的普遍問題

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、抗震性能不足

現(xiàn)階段，我國建筑的抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)還不明確，大多數(shù)房屋建筑的抗震性能還未能從設(shè)計(jì)方案上得到直觀的體現(xiàn)。一旦建筑物的抗震性能無法達(dá)到，會(huì)在地震強(qiáng)度過大的情況下發(fā)生瞬間坍塌，無法給建筑物內(nèi)的人們逃生預(yù)留足夠的時(shí)間和空間。我國建筑結(jié)構(gòu)的不合理設(shè)計(jì)，大多體現(xiàn)在農(nóng)村建筑物上，部分農(nóng)民自建房甚至根本不具備抗震性能，一旦遭遇地震災(zāi)害，這些先天性的設(shè)計(jì)缺陷會(huì)造成建筑結(jié)構(gòu)的巨大改變，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)部件失衡。加之農(nóng)村房屋樓間距設(shè)計(jì)的不合理，極易造成房屋的連續(xù)性垮塌，帶來的破壞將是毀滅性的

2、建筑質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

由于建筑材料市場(chǎng)價(jià)格的持續(xù)上漲和建筑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，部分企業(yè)不顧建筑質(zhì)量，一味追求低價(jià)戰(zhàn)略搶占市場(chǎng)，因此造成部分建筑質(zhì)量大面積縮水，為人民群眾的日常生產(chǎn)生活埋下了潛在的隱患。除此之外，建筑質(zhì)量的不達(dá)標(biāo)還有很大一部分原因是由于施工隊(duì)伍的違規(guī)操作造成的，為了節(jié)省成本、加快施工進(jìn)度，部分施工企業(yè)偷工減料、漠視抗震設(shè)計(jì)而施工，造成建筑物內(nèi)部承重墻地基不牢、圈梁過細(xì)、箍筋間距過大等多個(gè)分項(xiàng)均不符合抗震減災(zāi)設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。另一方面，建筑施工過程中的監(jiān)管不力，也是導(dǎo)致鋼筋混凝土質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、施工技術(shù)不到位、隨意改變建筑結(jié)構(gòu)破壞抗震性能等質(zhì)量問題的主要誘因。

三、建筑工程抗震設(shè)計(jì)的原則和基本內(nèi)容

1、原則

在建筑物抗震設(shè)計(jì)上，我國遵循這樣三條原則：“小震不壞、中震可修、大震不倒”。第一，小震不壞。當(dāng)建筑物遇到多遇地震時(shí)，其結(jié)構(gòu)沒有遭受到損壞，無需修理就可以繼續(xù)使用。在這個(gè)原則下，一般是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的承載力進(jìn)行驗(yàn)算，是建筑工程抗震設(shè)計(jì)第一階段的彈性設(shè)計(jì)。第二，中震可修。當(dāng)建筑物遇到設(shè)防地震時(shí)，建筑物可能發(fā)生一定程度的損壞，經(jīng)過修補(bǔ)之后就可以繼續(xù)投入使用。這要求建筑設(shè)計(jì)時(shí)考慮到建筑結(jié)構(gòu)的非線性彈塑性變形和承載力，是第二階段的彈塑性變形驗(yàn)算。第三，大震不倒。當(dāng)遭受到罕遇地震影響時(shí)，建筑物不會(huì)發(fā)生倒坍等威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重大事故。這一階段的設(shè)計(jì)是前面兩個(gè)階段驗(yàn)算和設(shè)計(jì)的分析過程，并采取相應(yīng)的抗震措施和技術(shù)來提高建筑物的抗震性能。

2、基本內(nèi)容

首先，當(dāng)建筑物采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和抗震墻結(jié)構(gòu)時(shí)，其高度不得超過《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的最大適用高度。當(dāng)采用的是抗震墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)時(shí)，建筑工程為9度設(shè)防時(shí)，其高度不得超過《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的最大適用高度；建筑工程為8度設(shè)防時(shí)，其最大高度應(yīng)是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定最大適用高度的120%；建筑工程為7度和6度設(shè)防時(shí)，其最大高度應(yīng)是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定最大適用高度的130%。第二，超限高層建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，其高度、高寬比和體型規(guī)則性這三者中至少有一項(xiàng)需要滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。第三，在進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，至少要采用兩種力學(xué)模型來計(jì)算分析建筑物的受力情況，其計(jì)算程序需要經(jīng)過有關(guān)行政部門的鑒定許可。第四，為保證超限高層建筑的安全性，應(yīng)采取比《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》更嚴(yán)格的抗震措施。第五，當(dāng)建筑物有明顯薄弱層時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的彈塑性時(shí)程分析。

四、提高建筑工程抗震性能技術(shù)的措施

1、做好超限高層建筑設(shè)計(jì)的前期工作

眾所周知，建筑材料對(duì)建筑工程抗震性能的影響及其的嚴(yán)重，因此在設(shè)計(jì)前要做好前期的準(zhǔn)備工作，主要對(duì)設(shè)計(jì)中涉及到的材料質(zhì)量、數(shù)量、規(guī)格等做好相應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，通過對(duì)材料的了解再進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，尤其是材料的性能參數(shù)一定要做好詳細(xì)的分析，因?yàn)橛泻芏嗖牧项愋筒畈欢啵牵€是有著細(xì)節(jié)上的差別。另外，還應(yīng)對(duì)建筑地點(diǎn)的地質(zhì)地貌、周邊環(huán)境等進(jìn)行詳細(xì)的分析，這些因素對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)也有著一定的影響。因此，要做好前期的材料搜集、整理的工作，要確保相關(guān)數(shù)據(jù)材料收集的全面性和準(zhǔn)確性。通過做好前期的準(zhǔn)備工作，不管是在建筑的整體設(shè)計(jì)還是對(duì)建筑的抗震設(shè)計(jì)需要將這些數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，進(jìn)而確保設(shè)計(jì)過程中避免出現(xiàn)一些誤差。

2、采用合理的結(jié)構(gòu)形式

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循相應(yīng)的原則，首先，建筑結(jié)構(gòu)必須具備足夠的延展性能，以便于在強(qiáng)度過大的地震作用下，建筑能夠保證應(yīng)有的安全性；其次，建筑結(jié)構(gòu)必須具備足夠的剛度，以防止地震災(zāi)害來襲時(shí)建筑產(chǎn)生大幅度的位置轉(zhuǎn)移和形狀扭曲；最后，建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)構(gòu)件必須具備一定的的承載能力，以便于地震作用下不會(huì)瞬間坍塌，因而為人們逃生預(yù)留足夠的時(shí)間。其具體的方法首先，墻體砌筑的砌塊要通過合理配比的砂漿和高標(biāo)號(hào)水泥來確保強(qiáng)度，采用成組砌筑的方法保證砂漿到位，達(dá)到抗震設(shè)防的相關(guān)要求；其次，磚混結(jié)構(gòu)的建筑，通常需要合理增設(shè)柱子和圈梁的實(shí)際數(shù)量，以確保建筑房屋的整體性；最后，墻體拉結(jié)筋必須按照相關(guān)規(guī)范布置、配筋最好一次性準(zhǔn)備齊全、墻體內(nèi)部預(yù)理鋼筋的位置需要從軸線和標(biāo)高等多種方面來確定，從而保證拉結(jié)筋設(shè)置處于最優(yōu)狀態(tài)。

3、明確建筑工程抗震設(shè)計(jì)中的受力體系

隨著社會(huì)不斷的發(fā)展，人們不僅對(duì)建筑的質(zhì)量要求提高了，同時(shí)也對(duì)建筑物的外觀有著一定的要求，美觀、大氣、上檔次是建筑外觀表現(xiàn)出來的典型特點(diǎn)，但是有很多建筑物只考慮到外觀設(shè)計(jì)，卻忽略了建筑的受力體系，對(duì)建筑物的抗震性能帶來直接的影響，如果這種現(xiàn)象出現(xiàn)在超限高層建筑的設(shè)計(jì)中，勢(shì)必會(huì)為建筑物帶來更大的安全隱患，因此，在對(duì)超限高層建筑物抗震設(shè)計(jì)中一定要明確建筑物的受力體系。建筑的外觀要求是要滿足的，而在達(dá)到這個(gè)要求的同時(shí)，還需要設(shè)計(jì)者充分考慮到建筑整體的抗震設(shè)計(jì)，要盡量以后者為主，畢竟后者是關(guān)乎到建筑物使用的安全性。可以通過力學(xué)的知識(shí)來尋找建筑抗震設(shè)計(jì)受力體系中的平衡點(diǎn)，以此來實(shí)現(xiàn)建筑工程抗震性能的要求。

4、做好建筑屋頂?shù)目拐鹪O(shè)計(jì)

屋頂設(shè)計(jì)是建筑抗震性能設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要設(shè)計(jì)內(nèi)容，尤其是在現(xiàn)代高層與超高層建筑設(shè)計(jì)中，屋頂設(shè)計(jì)問題更為重要。根據(jù)近年來高層建筑抗震性能設(shè)計(jì)的審查結(jié)果可以看出，在建筑屋頂設(shè)計(jì)中主要存在過高或過重兩個(gè)問題。當(dāng)建筑屋頂設(shè)計(jì)過高或過重時(shí)，不僅會(huì)使建筑的變形量較大，還會(huì)使地震作用加大，都會(huì)影響建筑屋頂及其下建筑物的抗震性能。當(dāng)屋頂建筑與下部建筑的重心不處于同一條線時(shí)，尤其是當(dāng)屋頂建筑的抗側(cè)力墻和下部建筑的抗側(cè)力墻體不連續(xù)時(shí)，就容易產(chǎn)生地震的扭轉(zhuǎn)作用，從而影響建筑的抗震性能。因此在屋頂建筑設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡可能降低其高度，并采用一些高強(qiáng)輕質(zhì)材料，通過保證建筑結(jié)構(gòu)剛度的均勻分布，使屋頂與下部建筑的重心點(diǎn)相一致，從而減少屋頂建筑的變形量及地震作用，提高建筑的整體抗震性能。

結(jié)束語

總而言之，抗震性能設(shè)計(jì)作為建筑工程設(shè)計(jì)中的重要組成部分，與建筑設(shè)計(jì)之間有著密切的聯(lián)系。良好的建筑抗震設(shè)計(jì)，必須要在建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相同配合、共同考慮的前提下完成的。因此，必須要重視抗震性能設(shè)計(jì)中建筑工程設(shè)計(jì)中的重要性，以充分發(fā)揮出抗震性能設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，從而提高建筑的整體抗震性能。

參考文獻(xiàn)：

篇3

關(guān)鍵詞：抗震概念設(shè)計(jì)基本原則 優(yōu)化準(zhǔn)則 構(gòu)造措施

Abstract: construction engineering structure seismic technology developing direction and trend of performance is based on the seismic design of base isolation, suppressing and earthquake-reduction and the structure control. These development trend from concept to implementation method mutual connection, and will be in construction engineering structure seismic performance bring big change and influence. And in the design of the building structure, the earthquake concept design is in many uncertain factors, in many irregular architecture design, commonly used is also the most effective design concept. Therefore, this requires engineering and technical personnel in building structural design process, we must make good use of the optimization of the anti-seismic concept design rules and the structure of the corresponding measures to ensure the rationality of the design of engineering and safety.

Keywords: anti-seismic concept design basic principles optimal criteria structural measures

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

地震是危害最大的自然災(zāi)害之一。它是一種隨機(jī)的震動(dòng)，具有難于把握的復(fù)雜性和不確定性，就目前的預(yù)測(cè)地震技術(shù)，還不能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)到建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)。建筑工程在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，在結(jié)構(gòu)分析方面，由于不能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、結(jié)構(gòu)材料的非彈性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種因素，同時(shí)也存在著諸多的不確定性。因此，建筑工程抗震問題必須立足于“概念設(shè)計(jì)”，而不能完全依賴“計(jì)算設(shè)計(jì)”來解決。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括理論設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)兩種。其中，理論設(shè)計(jì)是指結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)計(jì)算理論和規(guī)范，在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算模型的假設(shè)及受力狀態(tài)的假定的前提下，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，得出數(shù)據(jù)式的結(jié)果，然后利用結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。而概念設(shè)計(jì)則是指設(shè)計(jì)人員從結(jié)構(gòu)的宏觀整體出發(fā)，用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的觀點(diǎn)，著眼于結(jié)構(gòu)整體反應(yīng)，正確地解決總體方案、材料使用、分析計(jì)算、截面設(shè)計(jì)和細(xì)部構(gòu)造等問題，力求得到最為經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，從總體出發(fā)，采用概念設(shè)計(jì)的方法，能迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較和選擇。這種方法雖有一定誤差，但概念清楚、定性準(zhǔn)確、手算簡(jiǎn)單快捷，能很快選擇出最佳方案，具有較好的經(jīng)濟(jì)、可靠性，同時(shí)也是施工圖設(shè)計(jì)階段判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)是否可行的主要依據(jù)。

結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮消能減震的作用，并避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果只集中在某些薄弱部位，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的過早被破壞。因此，目前各種抗震設(shè)計(jì)方法的前提之一就是假定整個(gè)結(jié)構(gòu)能發(fā)揮消能減震的作用。在此前提下才能以常見的小地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)件截面設(shè)計(jì)并輔以相應(yīng)的構(gòu)造措施，必要時(shí)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算，以達(dá)到罕遇大震作用下結(jié)構(gòu)也不會(huì)倒塌的目的。不論是現(xiàn)行的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》還是《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，都明確指出在各種建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)尤其是高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，抗震概念設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能起決定性作用，因此新規(guī)范（規(guī)程）均在相關(guān)條文中強(qiáng)調(diào)了建筑與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性，并要求建筑師和結(jié)構(gòu)工程師在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)特別重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)。

二、抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則及優(yōu)化準(zhǔn)則

建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的基本原則有以下幾個(gè)方面

（一）建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和勻稱性。

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求，“建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面布置宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。”建筑平面應(yīng)采用規(guī)則的平面布置，對(duì)A、B 級(jí)高度建筑宜平面簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、減小偏心；均勻規(guī)則的平面布置，既可以使建筑物分布質(zhì)量產(chǎn)生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞，又能使質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào)，限制質(zhì)量與剛度之間的偏心。結(jié)構(gòu)布置均勻、建筑平面規(guī)則。同時(shí)，又有利于防止薄弱的抗側(cè)力構(gòu)件過早出現(xiàn)破壞或倒塌的現(xiàn)象，使地震作用能在各抗側(cè)力構(gòu)件之間重新分布，增加結(jié)構(gòu)的贅余度數(shù)量，發(fā)揮整個(gè)結(jié)構(gòu)消能減震的作用。

（二）建筑結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力。

水平地震的作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能夠抵抗任意方向的地震作用。一般情況下，可使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個(gè)主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力。結(jié)構(gòu)的抗震能力則是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及延性的綜合反映。結(jié)構(gòu)剛度的選擇既要減少地震作用的效應(yīng)，也要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大。建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力。現(xiàn)今的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算中并不考慮地震地面運(yùn)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)分量，因而在概念設(shè)計(jì)中一定要注意提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力。

建筑結(jié)構(gòu)的整體性原則

在建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋對(duì)于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用。樓蓋相當(dāng)于水平隔板，它不僅聚集和傳遞慣性力到各個(gè)豎向抗側(cè)力構(gòu)件，而且要求這些構(gòu)件能協(xié)同承受地震作用，特別是當(dāng)豎向抗側(cè)力構(gòu)件布置不均勻或布置復(fù)雜或抗側(cè)構(gòu)件水平變形特征不同時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)就要依靠樓蓋使抗側(cè)力構(gòu)件能協(xié)同工作。

（四）建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化準(zhǔn)則

結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化準(zhǔn)則，即“四強(qiáng)四弱”。“強(qiáng)柱弱梁”是指節(jié)點(diǎn)處柱端實(shí)際受彎承載力大于梁端實(shí)際受彎承載力；“強(qiáng)剪弱彎”是防止構(gòu)件剪切的破壞，要求桿件的受剪承載力高于受彎承載力；“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”是防止節(jié)點(diǎn)的破壞先于構(gòu)件；對(duì)于桿件截面而言，“強(qiáng)壓弱拉”是為避免桿件在彎曲時(shí)發(fā)生受壓混凝土破裂的脆性破壞，使受拉區(qū)鋼筋的承載力低于受壓區(qū)混凝土受壓承載力。

三、抗震概念設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施

建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施有兩個(gè)方面：一是調(diào)整或限制構(gòu)件的荷載效應(yīng)，二是強(qiáng)制規(guī)定必要的結(jié)構(gòu)抗震措施。具體說來，抗震概念設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施就是設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁和與框架柱及抗震墻相關(guān)的截面尺寸、軸壓比、配筋率、箍筋的要求等。比如，多層磚砌體房屋的抗震構(gòu)造措施主要是構(gòu)造柱、圈梁等，而在高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中，豎向抗側(cè)力構(gòu)件（如框架柱、抗震墻）的布置及與其相關(guān)的抗震措施。具體的構(gòu)造措施要求如下：

（1）構(gòu)造柱應(yīng)該設(shè)置在墻體的兩端或墻體的交接部位。它主要不是承擔(dān)豎向荷載的，而是抗擊剪力,抗震等橫向荷載的。近年來為了提高砌體結(jié)構(gòu)的承載能力或穩(wěn)定性，而又不增大截面尺寸，墻中的構(gòu)造體長按需要設(shè)置在墻體的中間部位，圈梁的設(shè)置必須是封閉狀態(tài)。

（2）圈梁的設(shè)置應(yīng)該在裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木樓、屋蓋的磚房中，并且圈梁最好與預(yù)制板在同一標(biāo)高或緊靠板底，圈梁應(yīng)閉合，遇有洞口應(yīng)上下搭接。

（3）一般情況下，抗震墻布置在豎向荷載較大處，平面形狀變化處以及樓梯間和電梯間。縱橫向抗震墻，宜合并布置為L形、T形、工字形，使縱橫墻互為翼緣，從而提高其強(qiáng)度和剛度。抗震墻的間距不應(yīng)過大，以防止樓板在自身平面內(nèi)變形過大。抗震墻之間樓（屋）蓋的長寬比應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。抗震墻的配筋率，抗震等級(jí)為一、二、三級(jí)應(yīng)≥0.25%，四級(jí)應(yīng)≥0.2%。鋼筋直徑≥8mm，同時(shí)≤墻厚/10，間距應(yīng)≤300mm。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)框架柱和抗震墻的截面尺寸、軸壓比、配筋率、箍筋等的規(guī)定是非常重要的抗震構(gòu)造措施。

以上幾項(xiàng)只是簡(jiǎn)單列舉了設(shè)計(jì)規(guī)范中結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施中的部分內(nèi)容，作為工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行建筑工程的抗震設(shè)計(jì)。

總之，作為土木工程技術(shù)人員在高層建筑的研究和工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)該從整體宏觀的觀點(diǎn)出發(fā)，把概念設(shè)計(jì)更好地運(yùn)用整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，綜合處理好建筑功能、技術(shù)、藝術(shù)、安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理等幾方面內(nèi)容，從而創(chuàng)作出更加安全、適用、經(jīng)濟(jì)美觀的建筑。

參考文獻(xiàn)：

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[2].陳龍洪.談概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建材與裝飾.2010.02

篇4

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);抗震;概念設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào):F407.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

地震災(zāi)害具有突發(fā)性,至今可預(yù)報(bào)性很低,給人類社會(huì)造成的損失嚴(yán)重是各類自然災(zāi)害中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。隨著建筑結(jié)構(gòu)抗震相關(guān)理論的不斷發(fā)展,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思路也經(jīng)歷了一系列的變化。設(shè)計(jì)思路經(jīng)歷了從彈性到非線性,從基于經(jīng)驗(yàn)到基于非線性理論,從單純保證結(jié)構(gòu)承載能力的“抗”到允許結(jié)構(gòu)屈服,并賦予結(jié)構(gòu)一定的非彈性變形能力的“耗”的一系列轉(zhuǎn)變。由于地震作用的隨機(jī)性、復(fù)雜性、藕聯(lián)性,每次地震所產(chǎn)生的波形各異,因而其對(duì)建筑物的作用各不相同,所產(chǎn)生的破壞程度也千差萬別。因此,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮多方面因素,而切實(shí)做好抗震概念設(shè)計(jì)又顯得尤為重要。

一、抗震概念設(shè)計(jì)的含義

建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)是指在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,從概念上,特別是從結(jié)構(gòu)總體上考慮抗震的工程決策,即正確地解決總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造,以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。

二、抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

1、建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對(duì)抗震能力重要影響的認(rèn)識(shí)始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。馬那瓜有相距不遠(yuǎn)的兩幢高層建筑,一幢為十五層高的中央銀行大廈,另一幢為18層高的美洲銀行大廈。當(dāng)?shù)氐卣鹆叶裙烙?jì)為8度。一幢破壞嚴(yán)重,震后拆除;另一幢輕微損壞,稍加修理便恢復(fù)使用。研究發(fā)現(xiàn)破壞較輕的建筑平、立、剖均較規(guī)則、對(duì)稱;結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度、材料強(qiáng)度和質(zhì)量的分布也較均勻、連續(xù),而另一棟建筑則恰恰相反,導(dǎo)致產(chǎn)生嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)、抗剪不足等而破壞嚴(yán)重。

2、合理選擇建筑的結(jié)構(gòu)體系。抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題,結(jié)構(gòu)方案的選取是否合理,對(duì)安全性和經(jīng)濟(jì)性起決定性作用。

(1)結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑。要求結(jié)構(gòu)體系受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與實(shí)際表現(xiàn)相符合。

(2)應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則是結(jié)構(gòu)應(yīng)有必要的贅余度和內(nèi)力重分配的功能。諸多震后實(shí)例均印證了它的重要性,設(shè)計(jì)時(shí)要引起足夠重視。

(3)結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備必要的承載能力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。足夠的承載力和變形能力是需要同時(shí)滿足的。有較高的承載能力而缺少較大變形能力,如不加約束的砌體結(jié)構(gòu),很容易引起脆性破壞而倒塌。必要的承載能力和良好的變形能力的結(jié)合便是結(jié)構(gòu)在地震作用下具有的耗能能力。

3、提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性。結(jié)構(gòu)的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接的延性水平。規(guī)范對(duì)各類結(jié)構(gòu)采取的抗震措施,基本上是提高各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平。這些抗震措施如:采用水平向(圈梁)和豎向(構(gòu)造柱、芯柱)混凝土構(gòu)件,加強(qiáng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的約束,或采用配筋砌體;使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落,地震時(shí)不致喪失對(duì)重力荷載的承載能力;避免混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞(包括混凝土壓碎、構(gòu)件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結(jié)破壞)先于鋼筋的屈服;避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體和局部失穩(wěn),保證節(jié)點(diǎn)焊接部位(焊縫和母材)在地震時(shí)不致開裂等等。

4、抗震設(shè)計(jì)要注重非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機(jī)電設(shè)備,自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接,應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。結(jié)合相關(guān)震后資料,啟示如下:(1)附著于樓、屋面結(jié)構(gòu)上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接或錨固,避免地震時(shí)倒塌傷人或砸壞重要設(shè)備;(2)圍護(hù)墻和隔墻應(yīng)考慮對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的不利影響,避免不合理設(shè)置而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的破壞;(3)幕墻、裝飾貼面與主體結(jié)構(gòu)應(yīng)有可靠連接,避免地震時(shí)脫落傷人;(4)安裝在建筑上的附屬機(jī)械、電氣設(shè)備系統(tǒng)的支座和連接應(yīng)符合地震時(shí)使用功能的要求,且不應(yīng)導(dǎo)致相關(guān)部件損壞。

三、結(jié)束語

“5.12”汶川大地震后,國家對(duì)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》重新進(jìn)行了修定,不難看出新的規(guī)范對(duì)于抗震概念設(shè)計(jì)提出了更高的要求。一幢抗震性能優(yōu)良的建筑除了進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)計(jì)算之外,概念設(shè)計(jì)更為重要。作為結(jié)構(gòu)工程師來說,必須使這一理念貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程當(dāng)中,既要嚴(yán)格把握好設(shè)計(jì)的大原則,又要全面考慮諸多因素,最終才能保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性,為社會(huì)創(chuàng)造更多精品工程。

(作者單位:河北能源工程設(shè)計(jì)有限公司)

主要參考文獻(xiàn):

[1]GB50011-2001,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2008年版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.

篇5

關(guān)鍵詞：高層民用建筑；抗震理念設(shè)計(jì)；民用建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)方案

中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2015）024-000-01

一、高層民用建筑結(jié)構(gòu)抗震理念設(shè)計(jì)的必要性

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)高層民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震理念設(shè)計(jì)越來越重視，發(fā)展先進(jìn)的抗震理念，加快新型高強(qiáng)度、環(huán)保的建材的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全、可靠成為民用建筑行業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)。近幾年，伴隨地震的隨機(jī)、高強(qiáng)度、循環(huán)往復(fù)的發(fā)生，給建筑物，特別是高層民用建筑物帶來了損害。同時(shí)，有關(guān)人員對(duì)高層民用建筑所遭遇地震的特性、參數(shù)等方面的計(jì)算和測(cè)量還不夠精準(zhǔn)，因此，為了保證人們居住環(huán)境的安全和人們生活的穩(wěn)定，有必要注重高層民用建筑結(jié)構(gòu)抗震理念設(shè)計(jì)。

二、高層民用建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

我國現(xiàn)階段高層民用建筑常用的結(jié)構(gòu)形式有：框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)；按所采用的材料又可分為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)以及鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)。

高層建筑的豎向結(jié)構(gòu)體系要求有較大的柱或墻截面，除了承重自上而下的重力荷載，還必須把風(fēng)荷載或地震作用等側(cè)向荷載傳給基礎(chǔ)。與豎向荷載相比，側(cè)向荷載對(duì)建筑物的作用效應(yīng)不是線性的，而是隨著建筑物的增高而迅速增大，地震效應(yīng)甚至更加顯著。

三、高層民用建筑抗震設(shè)計(jì)所遵循的基本原則

所有高層建筑基本上都是支撐在地面上的豎向懸臂結(jié)構(gòu)。當(dāng)合理地使用下述原則時(shí)，由墻、核心筒、框架、筒式結(jié)構(gòu)和其它豎向結(jié)構(gòu)分體系，可以得到所希望的結(jié)構(gòu)方案，既能達(dá)到良好的抗震性能，同時(shí)又不需要增加成本。

（一）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分體系應(yīng)使其構(gòu)件以最有效的方式相互作用。例如：在墻的關(guān)鍵部位配置鋼筋；使框架的剛度比達(dá)到最優(yōu)；弦桿和斜桿的桁架體系。

（二）增加抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度，這是非常有效的。因?yàn)樵黾訉挾瓤梢灾苯訙p小傾覆力，在其它條件不變時(shí)，側(cè)移按寬度增加的三次方的比例減小。

（三）使大部分豎向荷載直接由主要抗彎構(gòu)件承受。這將使主要的抗傾覆構(gòu)件受到預(yù)壓而有助于傾覆拉力作用下的房屋穩(wěn)定。

（四）增大承受荷載最有效構(gòu)件的截面。例如：加大較低樓層柱子的連接大梁的翼緣截面，就能夠直接減小側(cè)向位移和增加抵抗力矩，而不會(huì)增大上層樓面的質(zhì)量。否則就更不利于抗震。

（五）在豎向結(jié)構(gòu)分體系中，合理布置實(shí)心墻或斜撐構(gòu)件，可以有效地抵抗每層樓的局部剪力。這樣不僅起到抗震效果且可降低建造成本。

（六）將大型豎向和水平構(gòu)件連接成巨形框架。

（七）每層樓蓋都應(yīng)起到水平隔板作用。這可以讓各抵抗外力的構(gòu)件共同工作，而不是單獨(dú)工作。

四、高層民用建筑結(jié)構(gòu)抗震理念設(shè)計(jì)的內(nèi)容

（一）建設(shè)場(chǎng)地的選擇。在高層民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該先對(duì)建筑物場(chǎng)地進(jìn)行抗震能力的評(píng)估，要充分分析建筑物場(chǎng)地的地形、地貌、地質(zhì)以及巖土等環(huán)境情況，從而確定較為科學(xué)的建筑場(chǎng)地。同時(shí)，要努力降低地震對(duì)建筑物上部結(jié)構(gòu)底部基礎(chǔ)的影響，建筑場(chǎng)地的選擇上要盡量避免不好開發(fā)的地段，像采空區(qū)、軟弱粘土區(qū)等，對(duì)于土層不均勻的地區(qū)要增強(qiáng)地基建筑結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。

（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要具有一定的穩(wěn)定性、承載力以及剛度等性能。抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不僅要考慮驗(yàn)算、概念設(shè)計(jì)，還要考慮建筑高度、結(jié)構(gòu)材料使用、結(jié)構(gòu)類型等方面對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響。要在抗震和消震結(jié)合的基礎(chǔ)上建立設(shè)計(jì)地震力以及結(jié)構(gòu)延伸影響的指標(biāo)，通過一些結(jié)構(gòu)措施來減震，實(shí)現(xiàn)高層民用建筑抗震性能。

（三）要設(shè)置多道抗震防線。強(qiáng)烈的地震之后會(huì)伴隨余震的發(fā)生，如果只設(shè)置一道防線，就不能保證高層建筑在余震的反復(fù)作用下安然無恙。因此，抗震結(jié)構(gòu)體系要加強(qiáng)高層民用建筑主要耗能構(gòu)件的延性和剛度，從而保證高層民用建筑結(jié)構(gòu)能夠吸收地震能量，避免地震時(shí)房屋建筑的倒塌。同時(shí)，抗震設(shè)計(jì)中一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的超強(qiáng)會(huì)削弱其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所以，抗震設(shè)計(jì)要慎重考慮建筑施工中以大結(jié)構(gòu)帶動(dòng)小結(jié)構(gòu)的做法。

（四）提高建筑薄弱部位的抗震能力，加強(qiáng)建筑局部的抗震性能。提高建筑薄弱部位的抗震能力，首先，應(yīng)使樓層的實(shí)際承載地震的能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的受力能力比值變化均勻，避免樓層比值的突變。其次，不能為了加強(qiáng)建筑局部的抗震性能而忽視整體結(jié)構(gòu)的抗?fàn)幮阅埽ＷC高層民用建筑總體剛度、承載力的協(xié)調(diào)。最后，抗震設(shè)計(jì)要有意識(shí)的關(guān)注建筑的薄弱部位，保證薄弱部位的變形能力，提高建筑的總體抗震性能。

加強(qiáng)建筑局部的抗震性能，要在仔細(xì)分析地震的破壞性發(fā)現(xiàn)地震縱波要比橫波到達(dá)地表的速度快的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)高層民用建筑的樓板以及后砌墻等部位較容易產(chǎn)生坍塌。之后，在保證建筑主體結(jié)構(gòu)和各個(gè)構(gòu)件質(zhì)量的基礎(chǔ)上，合理設(shè)計(jì)建筑的截面，在設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面高度重視抗震工作。

五、總結(jié)

現(xiàn)階段，地震已然成為人們財(cái)產(chǎn)和生命安全的嚴(yán)重威脅者，伴隨地震的頻發(fā)以及地震對(duì)于建筑的毀滅性傷害，特別是對(duì)人們生活需要的高層民用建筑的傷害，加強(qiáng)建筑的防震性能被提上日程。為了保證人們的居住安全和穩(wěn)定，有關(guān)部門和有關(guān)人員要加強(qiáng)高層民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。抗震設(shè)計(jì)是通過對(duì)地震作用分析并采取抗震措施來實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合多次的地震災(zāi)害后發(fā)現(xiàn)，對(duì)抗震結(jié)構(gòu)的理念設(shè)計(jì)要比抗震結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算重要。高層民用建筑抗震性能的優(yōu)劣受到抗震理念設(shè)計(jì)的影響，因此，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念應(yīng)該受到人們的重視，有關(guān)人員也要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，關(guān)注整體結(jié)構(gòu)在地震中的反應(yīng)，并按照一定的結(jié)構(gòu)機(jī)制靈活地進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)理念的構(gòu)思。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

[關(guān)鍵詞] 獨(dú)立基礎(chǔ) 框架結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

在鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有以下幾個(gè)問題應(yīng)值得我們?cè)O(shè)計(jì)人員注意。

獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載取值不當(dāng)

鋼筋混凝土多層框架房屋多采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5001-2010) (以下簡(jiǎn)稱《抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》)第4.2.1條指出，當(dāng)?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)不存在軟弱粘性土層時(shí)，不超過8層且高度在24m以下的一般民用框架房屋或荷載相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房，可不必進(jìn)行天然地基和基礎(chǔ)抗震承載力驗(yàn)算。這就是說，在8度地震區(qū)，大多數(shù)鋼筋混凝土多層框架房屋可不必進(jìn)行天然地基和基礎(chǔ)抗震承載力驗(yàn)算。但這些房屋在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮風(fēng)荷載的影響。因此，在鋼筋混凝土多層框架房屋的整體計(jì)算分析中，必須考慮風(fēng)荷載，不能因?yàn)樵诘卣饏^(qū)高層建筑以外的一般建筑風(fēng)荷載不起控制作用就不考慮。另一種情況是，在設(shè)計(jì)獨(dú)立基礎(chǔ)時(shí)，作用在基礎(chǔ)頂面上的外荷載(柱腳內(nèi)力設(shè)計(jì)值)只取軸力設(shè)計(jì)值和彎矩設(shè)計(jì)值，無剪力設(shè)計(jì)值，或者甚至只取軸力設(shè)計(jì)值。以上兩種情況都會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)計(jì)尺寸偏小，配筋偏少，影響基礎(chǔ)本身和上部結(jié)構(gòu)的安全。

框架計(jì)算簡(jiǎn)圖不合理

當(dāng)無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋，獨(dú)立基礎(chǔ)埋置較深，在-0.06m左右設(shè)有基礎(chǔ)拉梁時(shí)，應(yīng)將基礎(chǔ)拉梁按一層輸入。以某辦公樓為例，該項(xiàng)目為3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，丙類建筑，建筑場(chǎng)地為Ⅱ類；層高為3.6m，基礎(chǔ)埋深4.0m.，基礎(chǔ)高度0.8m，室內(nèi)外高差為0.3m。根據(jù)《抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.2條，在8度地震區(qū)該工程框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)為二級(jí)。有的設(shè)計(jì)者按3層框架房屋計(jì)算，首層層高取為3.56m，即假定框架房屋嵌固在-0.06m處的基礎(chǔ)拉梁頂面；基礎(chǔ)拉梁的斷面和配筋按構(gòu)造設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)按中心受壓計(jì)算。顯然，選取這樣的計(jì)算簡(jiǎn)圖是不妥當(dāng)?shù)摹Ｒ驗(yàn)椋谝唬礃?gòu)造設(shè)計(jì)的拉梁無法平衡柱腳彎矩；第二，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010) (以下簡(jiǎn)稱《混凝土規(guī)范》)第6.2.20條規(guī)定，框架結(jié)構(gòu)的底層柱的高度應(yīng)取基礎(chǔ)頂面至一層樓蓋頂面的高度。工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明，這樣的框架結(jié)構(gòu)宜按4層進(jìn)行整體分析計(jì)算，即將基礎(chǔ)拉梁層按一層輸入，拉梁上如有作用的荷載，應(yīng)將荷載一并輸入。這樣，計(jì)算簡(jiǎn)圖的首層層高為H1=4-0.8-0.06=3.14m，2層層高3.66m，3、4層層高3. 6m.。根據(jù)《抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.2.3條，框架柱底層柱腳彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以增大系數(shù)1.5。當(dāng)設(shè)拉梁層時(shí)，一般情況下，要比較底層柱的配筋是由基礎(chǔ)頂面處的截面控制還是由基礎(chǔ)拉梁頂面處的截面控制。考慮到地基土的約束作用，在進(jìn)行電算程序(指PKPM中SATWE)的總信息輸入中，可填寫地下層數(shù)為1，在復(fù)算一次。按兩次計(jì)算結(jié)果的包絡(luò)圖進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)底層柱的配筋。

基礎(chǔ)拉梁層的計(jì)算模型不符合實(shí)際情況

基礎(chǔ)拉梁層無樓板，用電算程序(指PKPM中TAT或SATWE)進(jìn)行框架整體計(jì)算時(shí)，樓板厚度應(yīng)取零，并定義彈性節(jié)點(diǎn)，用總剛分析方法進(jìn)行分析計(jì)算，有時(shí)雖然樓板厚度取零，也定義彈性節(jié)點(diǎn)，但未采用總剛分析，程序分析時(shí)仍然會(huì)自動(dòng)按剛性樓板假定進(jìn)行計(jì)算，與實(shí)際情況不符。房屋不規(guī)則時(shí)，要特別注意這點(diǎn)。

框架結(jié)構(gòu)帶電梯小井筒

框架結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免設(shè)置鋼筋混凝土電梯小井筒。因?yàn)榫驳拇嬖跁?huì)吸收較大的地震力，相應(yīng)地減少框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)的地震剪力，而且井筒下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也比較困難，故這些井筒多采用砌體材料做填充墻形成隔墻。當(dāng)必須設(shè)置鋼筋混凝土井筒時(shí)，井筒墻壁厚度應(yīng)當(dāng)減薄，并通過開裂縫、開結(jié)構(gòu)洞等辦法進(jìn)行剛度弱化；配筋也只宜配置少量單排鋼筋，以減少井筒的作用。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，除按純框架結(jié)構(gòu)確定抗震等級(jí)并計(jì)算外，還應(yīng)按帶井筒的框架(當(dāng)平面不規(guī)則時(shí)，宜考慮耦聯(lián))復(fù)核，并加強(qiáng)與井筒墻體相連的柱子的配筋。還要特別指出，對(duì)框架結(jié)構(gòu)出屋頂?shù)碾娞蓍g和水箱間等，應(yīng)采用框架承重，不得采用砌體墻承重；而且應(yīng)當(dāng)考慮鞭梢效應(yīng)應(yīng)將地震作用效應(yīng)乘以增大系數(shù)；雨篷等構(gòu)件應(yīng)從承重梁上挑出，不得從填充墻上挑出；樓梯梁和夾層梁等應(yīng)支承在承重柱上，不得支承在填充墻上。

五、結(jié)構(gòu)計(jì)算中幾個(gè)重要參數(shù)選取問題

5.1結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)的確定 在建筑工程設(shè)計(jì)中,按照抗震設(shè)防來分類,一般的民用住宅建筑、公寓、辦公樓等,很多房屋建筑是屬于丙類建筑。當(dāng)我確定這些建筑的抗震等級(jí)時(shí),通常是根據(jù)本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型以及建筑高度,來查《抗震規(guī)范》中的6.1.2表來確的。但是對(duì)于交通、電訊、消防、能源以及醫(yī)療類建筑,大型商場(chǎng)與體育場(chǎng)館等公共建筑,首先,就應(yīng)該確定其中哪些建筑物是乙類建筑。我們通常按照抗震設(shè)防烈度來計(jì)算乙、丙類建筑的地震作用。通常情況,乙類建筑,當(dāng)抗震設(shè)防烈度在6～8度時(shí),應(yīng)該采取抗震措施。一般是在本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度的基礎(chǔ)上再增加一度,再查表來確定其抗震等級(jí)。若該乙類建筑處于7度地區(qū),而其高度又超過規(guī)定的范圍,此時(shí),就應(yīng)該采取更為有效的其他抗震措施。

5.2地震力的振型組合數(shù) 多層建筑結(jié)構(gòu),若不需要進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算,其地震力的振型組合數(shù)不應(yīng)小于3;若振型組合數(shù)大于3,則應(yīng)該取3的倍數(shù),但與小于建筑物的層數(shù);若房屋層數(shù)少于3層,振型組合數(shù)就取層數(shù)。不規(guī)則的高層建筑,當(dāng)需要考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí),其振型數(shù)不應(yīng)小于9。建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)比較多或者其剛度變化較大時(shí),其振型組合數(shù)應(yīng)越大,比如有轉(zhuǎn)換、小塔樓等建筑,其振型組合數(shù)不應(yīng)小于12,但是也不得多于3倍層數(shù)。我們一般可以采取振型參與質(zhì)量為總質(zhì)量的90%時(shí)所需要的振型數(shù)作為合適的振型數(shù)。在應(yīng)用SATWE 等程序進(jìn)行電算時(shí),便可以將這種參與質(zhì)量的比值輸入進(jìn)去。但是,有些設(shè)計(jì)人員重視程度不夠,往往比較隨意的選取振型數(shù),這是不行的。另外,只有在建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)比較明顯時(shí),才采用耦聯(lián)計(jì)算,若必要時(shí)還是需要補(bǔ)充非耦聯(lián)計(jì)算。

5.3結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)的確定 框架結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)中,因?yàn)榇嬖谔畛鋲?其實(shí)際剛度往往比計(jì)算剛度大。計(jì)算周期比實(shí)際周期大,因而,計(jì)算出來的地震剪力偏小,顯得結(jié)構(gòu)的安全性較差,所以應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼蹨p,但是折減系數(shù)不得過大。若框架結(jié)構(gòu)采用砌體填充墻,則其計(jì)算周期折減系數(shù)為0.6～0.7;若采用輕質(zhì)砌體或者砌體填充墻較少則可取0.7～0.8;當(dāng)全部用輕質(zhì)墻體板材時(shí),折減系數(shù)為0.9。而只有無填充墻的純框架,才可以不進(jìn)行計(jì)算周期折減。

限于水平，上述意見難免有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正。

參考文獻(xiàn):[1] 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB5001-2010)[M]，中國建筑出版社,2010

[2] 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB50010-2010) [M]，中國建筑出版社,2010

篇7

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)布置；抗震概念設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。掌握抗震概念設(shè)計(jì)有助于明確抗震設(shè)計(jì)思想,靈活、恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用抗震設(shè)計(jì)原則,使人們不致陷入盲目的計(jì)算工作,從而合理地進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)是以現(xiàn)有的科學(xué)水平和經(jīng)濟(jì)條件為前提的。目前地震及結(jié)構(gòu)所受地震作用還有許多規(guī)律未被認(rèn)識(shí)，因?yàn)榻ㄖ锛皹?gòu)筑物在地震作用下的破壞機(jī)理和全過程是非常復(fù)雜的，要想精確地進(jìn)行抗震計(jì)算也是困難的，據(jù)此抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011―2010提出了一個(gè)比較新的設(shè)計(jì)方法――“概念設(shè)計(jì)”。它打破了依賴“計(jì)算設(shè)計(jì)”來滿足工程抗震的要求。實(shí)踐證明僅靠“計(jì)算設(shè)計(jì)”往往滿足不了結(jié)構(gòu)在實(shí)際地震作用時(shí)要求，因而很大程度上取決于良好的“概念設(shè)計(jì)”。

通過十幾年來的設(shè)計(jì)實(shí)踐和對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)原理的學(xué)習(xí)，我們認(rèn)為建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)應(yīng)主要考慮以下內(nèi)容：

1．建筑和結(jié)構(gòu)的布置

1．1建筑結(jié)構(gòu)豎向應(yīng)力求均勻：

建筑結(jié)構(gòu)的豎向應(yīng)均勻布置，不均勻布-置會(huì)產(chǎn)生剛度和；強(qiáng)度的突變，引起豎向應(yīng)力集中或變形集中，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。要想解決好這些問題，應(yīng)按照建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求，限制收進(jìn)的尺寸；把復(fù)雜的結(jié)構(gòu)；體型變成若干簡(jiǎn)單的規(guī)則欽單元體型，有條件的可以做動(dòng)力分析；對(duì)剛度突變的樓層，應(yīng)對(duì)構(gòu)件采取加強(qiáng)措施；對(duì)柔性層設(shè)計(jì)中：應(yīng)配置相應(yīng)強(qiáng)韌性的結(jié)構(gòu)來承受大的側(cè)向位移或加設(shè)抗震墻來補(bǔ)償抗側(cè)力能力的不足，對(duì)于同層柱子剛度不一的；應(yīng)盡量調(diào)整剛度，避免在剛度大的柱子上產(chǎn)生較大的內(nèi)力。對(duì)抗震墻不連續(xù)的，規(guī)范規(guī)定：連續(xù)墻剛度不應(yīng)小于50％，數(shù)量不宜少于50％，連續(xù)墻的間距不宜大于四開間，且落地抗震墻之間樓蓋長寬以及樓蓋的厚度均有相應(yīng)的要求。

1．2建筑形狀力求規(guī)則：

大家都知道，形狀比較簡(jiǎn)單的建筑在地震作用時(shí)破壞較輕，這是因?yàn)椋螤詈?jiǎn)單的建筑物，受地震作用時(shí)受力性能明確，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布基本一致。

但是，什么樣的建筑是簡(jiǎn)單的：什么樣的建筑是復(fù)雜的，從建筑上講是很難區(qū)別的。但是有一個(gè)基本思路是：凸形的結(jié)構(gòu)不易造成建筑在剛度和強(qiáng)度上的突變而引地震時(shí)應(yīng)力集中和變形集中；有凹角的結(jié)構(gòu)則容易形成抗震不利或薄弱地方。抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)此做了限制，如：房屋的平面突出部分的長度不大于其寬度，且不大于該方向總長度的30％；房屋立面局部收進(jìn)的尺寸不大于該方向尺寸的25％；由于立面上的形狀突變或抗震力構(gòu)件的變化，導(dǎo)致建筑豎向剛度的變化，但樓層剛度不小于其相鄰上層剛度的70％，且連續(xù)三層的剛度降低不超過50％時(shí)，應(yīng)認(rèn)為是規(guī)則的或是比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。

1．3。建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)力求對(duì)稱：

對(duì)于建筑的平、立面，剛度和質(zhì)量的分布力求對(duì)稱，以減少地震產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。這是抗震設(shè)計(jì)中十分重要的一個(gè)原則。在很多設(shè)計(jì)中，往往由于種種因素不能做到對(duì)稱分布。如在某設(shè)計(jì)中，一層為車庫，二～五層為辦公室的建筑，周邊構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度不對(duì)稱，要求一邊為敞口，三邊為磚墻，這類建筑剛度中心和質(zhì)量明顯不重合，地震時(shí)會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。在這種情況下，應(yīng)本著這樣的處理原則：力求在總體布置上減少剛度偏心；在計(jì)算上估計(jì)敞D一側(cè)的較大位移,并估計(jì)由于在較大位移引起敞口邊和垂直于敞口一側(cè)的柱或墻段的內(nèi)力和變形；加強(qiáng)與敞口處相鄰接的橫向抗側(cè)力構(gòu)件的強(qiáng)度和變形能力。

1．4建筑結(jié)構(gòu)中的防震縫設(shè)置：

防震縫的位置與建筑體型有著密切的聯(lián)系，從建筑上講防震縫的設(shè)置直接影響到建筑立面。―防震縫的設(shè)置應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際需要考慮，當(dāng)建筑形狀復(fù)雜又不設(shè)防震縫時(shí)，應(yīng)選擇符合實(shí)際的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，進(jìn)行精細(xì)抗震分析，估計(jì)局部應(yīng)力和變形集中及扭轉(zhuǎn)影響，判別易損壞部位，采取措施，提高抗震能力；當(dāng)設(shè)防震縫時(shí)，應(yīng)將建筑分成規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。

各部分結(jié)構(gòu)的剛度以及質(zhì)量變化不同的建筑，都應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置防震縫，而且還要根據(jù)結(jié)構(gòu)間的變形多少來確定防震縫的寬度。

1． 5建筑結(jié)構(gòu)中開洞應(yīng)規(guī)則：

在建筑結(jié)構(gòu)中由于建筑要求進(jìn)行開洞，應(yīng)盡量規(guī)則，并在不削弱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度下進(jìn)行。如有嚴(yán)重降低最大傳力點(diǎn)的開洞，應(yīng)經(jīng)計(jì)算分析，對(duì)應(yīng)力集中處及最大傳力點(diǎn)處配置足夠的鋼筋；以避免局部提早產(chǎn)生塑性變形集中而破壞。

2、抗震結(jié)構(gòu)的確定

抗震結(jié)構(gòu)是抗震設(shè)計(jì)考慮的關(guān)鍵問題：結(jié)構(gòu)方案選擇是否合理，對(duì)結(jié)構(gòu)安全及經(jīng)濟(jì)起決定作用。它與地震性質(zhì)、場(chǎng)地條件、建筑材料施工技術(shù)等有關(guān)。

2．1 建筑結(jié)構(gòu)與地震性質(zhì)、場(chǎng)地條件有關(guān)：

在抗震概念設(shè)計(jì)中應(yīng)把地震及其影響的不確定性和規(guī)律性相結(jié)合起來，了解場(chǎng)地條件的地震危險(xiǎn)性等因素，選擇的建筑抗震結(jié)構(gòu)方案，其細(xì)部構(gòu)造能具備較好的抗震能力及變形能力，才能達(dá)到最佳理想效果。

2．2建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有多道抗震防線：

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)在概念設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮多道的抗震設(shè)防。多道抗震防線的概念，一是要求結(jié)構(gòu)具有良好的吸收能量的能力；二是要求結(jié)構(gòu)具有盡可能多的贅余度。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的吸能和耗能能力，主要依靠結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在預(yù)定部位產(chǎn)生塑性鉸。

結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干具有延性良好的分部結(jié)構(gòu)組成，各部分結(jié)構(gòu)之間用聯(lián)系構(gòu)件連接，作為結(jié)構(gòu)的“耗能元件”，這種“耗能元件”應(yīng)進(jìn)行精細(xì)的計(jì)算和采取合理的構(gòu)造措施，使在地震作用下，整個(gè)結(jié)構(gòu)不被破壞，同時(shí)又能消耗相當(dāng)?shù)牡卣鹉芰浚瑥亩_(dá)到結(jié)構(gòu)及構(gòu)件 “裂而不倒”的設(shè)計(jì)要求。

2．3 抗震結(jié)構(gòu)必須有良好的“強(qiáng)韌性”

結(jié)構(gòu)有良好的是指在結(jié)構(gòu)有較高的抗側(cè)力強(qiáng)度基礎(chǔ)上韌性。滿足了這些要求，結(jié)構(gòu)在地震作用中就能充分顯示出很好的吸能能力和變形能力。如抗側(cè)力構(gòu)件就具有很高強(qiáng)度，而框架結(jié)構(gòu)的變形性能比較好，這樣組合的結(jié)構(gòu)體系就大大增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的抗震能力。

2．4建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)避免豎向強(qiáng)度與剛度突變：

建筑抗震性能好壞，取決于總體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、變形和吸能能力等。位間結(jié)構(gòu)屈服強(qiáng)度是指結(jié)構(gòu)各層實(shí)際配筋和材料標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度計(jì)算的抗剪承載力同該層彈性剪力的比值。剛度變化不連續(xù)和不均勻的部位，就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，如梁在設(shè)計(jì)時(shí)不考慮加強(qiáng)，使其先于相鄰部位進(jìn)入屈服，在地震反復(fù)作用下，塑性變形就會(huì)集中，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。屈服強(qiáng)度的變化不均勻，同樣將導(dǎo)致塑性變形集中現(xiàn)象。所以在抗震設(shè)計(jì)中對(duì)剛度及強(qiáng)度的突變必須重視，達(dá)到總體結(jié)構(gòu)的剛度及強(qiáng)度的均勻和連續(xù)性。

3． 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件

非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的概念設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的問題，如果處理好，將直接提高構(gòu)件的抗震能力。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要有：女兒墻，雨蓬，裝飾構(gòu)件及圍護(hù)墻體，內(nèi)隔墻體等。對(duì)于女兒墻應(yīng)采取抗震措施，使女兒墻與主體結(jié)構(gòu)有可靠的聯(lián)接，保證建筑的整體穩(wěn)定性。對(duì)裝飾物要防止脫落，與主體結(jié)構(gòu)要有可靠連接。對(duì)圍護(hù)墻，內(nèi)隔墻與主體結(jié)構(gòu)，必須有抗震連接措施，防止墻體平面外的失穩(wěn)而破壞。同時(shí)還要考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度，剛度及變形和吸能能力。

篇8

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；延性；荷載；設(shè)計(jì)

延性包括材料、截面、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的延性。延性是指屈服后，強(qiáng)度和承載能力沒有顯著降低時(shí)的塑性變形能力。延性大，說明塑性變形能力大，強(qiáng)度或承載力的降低緩慢，從而有足夠大的能力吸收和耗散地震能量，避免結(jié)構(gòu)倒塌；延性小，說明達(dá)到最大承載能力后承載力迅速降低，變形能力小，呈現(xiàn)脆性破壞，引起結(jié)構(gòu)倒塌。

結(jié)構(gòu)延性可以來自材料延性、截面曲率延性、構(gòu)件位移延性和結(jié)構(gòu)位移延性。一般來說，對(duì)截面延性的要求高于對(duì)構(gòu)件延性的要求，對(duì)構(gòu)件延性的要求高于對(duì)結(jié)構(gòu)延性的要求。我國規(guī)范沒有對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的延性系數(shù)和耗能能力做定量的規(guī)定，只規(guī)定了罕遇地震作用下各結(jié)構(gòu)體系的彈塑性層問位移角限值。例如，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的屈服層間位移角為1／200左右，規(guī)范規(guī)定其彈塑性層間位移角限值為1／50。

建筑物的延性設(shè)計(jì)合理必然會(huì)提高建筑物延性，即提高建筑物承載能力，從而使得一旦發(fā)生荷載作用力較大、引起建筑塑性變形時(shí)，就不至于建筑物出現(xiàn)塑性變形過量破壞、脆性突出的不利局面。也就是說，建筑物延性良好，其抗震能力、極限彈性必然會(huì)很高；反之，建筑物延性較差，其抗震能力、極限彈性也就很低，從而導(dǎo)致荷載作用過大、超越極限彈性允值范疇，引起塑性輕易破壞的可能，即這時(shí)建筑物的脆性就很大，同時(shí)這也是建筑物脆性的一種體現(xiàn)。基于此，文章中就建筑結(jié)構(gòu)延性問題作為切入視角進(jìn)行了研究，并與之提出了建筑延性設(shè)計(jì)、控制舉措。

1 建筑物延性設(shè)計(jì)定義概述

由建筑延性設(shè)計(jì)而來的問題很多，其中最為明顯的是載荷、建筑變形、以及與其相對(duì)的脆性問題。總的來說，建筑延性設(shè)計(jì)包括對(duì)建筑構(gòu)造的設(shè)計(jì)，同時(shí)也包括建筑結(jié)構(gòu)中的組成構(gòu)件設(shè)計(jì)。當(dāng)然，在具體延性設(shè)計(jì)處理過程中，必然也是通過位移延性、曲率延性、以及塑性等指標(biāo)去體現(xiàn)。如，在塑性鉸區(qū)定量配置約束箍筋，就能夠提高建筑結(jié)構(gòu)混凝設(shè)計(jì)的極限應(yīng)變能力，進(jìn)而使建筑構(gòu)造構(gòu)件具備強(qiáng)大的延性能力。

我國地震區(qū)分布較廣，在抗震設(shè)防地區(qū)(特別是高烈度區(qū))，概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，大震作用下的延性設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)耗散地震能量、避免結(jié)構(gòu)倒塌的重要設(shè)計(jì)方法。建筑抗震概念設(shè)計(jì)主要包括建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性設(shè)計(jì)、合理的建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性設(shè)計(jì)三個(gè)主要方面。

2 建筑結(jié)構(gòu)常用延性設(shè)計(jì)與提高延性舉措

2.1 常用延性設(shè)計(jì)

2.1.1 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)柱和圈梁的砌筑墻體部分當(dāng)受到水平和豎直方向的荷載作用力，并隨著荷載作用力能夠達(dá)到墻體主裂縫形成的需求時(shí)，荷載作用力的作用結(jié)果就會(huì)使墻體發(fā)生主裂縫，且主裂縫會(huì)把墻體分為四個(gè)塊體。此時(shí)，水平載荷作用力作用下，水平兩側(cè)方向的三角形塊體就會(huì)產(chǎn)生位移，即向外逐漸移動(dòng)，自此導(dǎo)致裂縫的開裂程度加大，而此裂縫也隨時(shí)間推移不斷發(fā)展，直到與墻體脫離；在中間結(jié)構(gòu)的上下方向，兩塊墻體的承壓面積也會(huì)發(fā)生變化，即面積逐漸縮小，從而使得支護(hù)、荷載達(dá)不到原先承受要求，出現(xiàn)坍塌，墻體的承載能力也就此消失。但是，如果在建筑墻體部分設(shè)置好構(gòu)造柱與圈梁，就能夠阻止三角塊體向外移動(dòng)，從而大幅度降低了墻體剛度衰退、向外位移而坍塌的現(xiàn)象發(fā)生，提高了墻砌體的耗能能力。由此可見，墻體與構(gòu)造柱、圈梁之間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在很大程度上保證了墻體的剛度衰退、并在三者共同作用下形成了一個(gè)塑性鉸區(qū)域，進(jìn)而墻體的極限彈性也提高了，同時(shí)塑性變形破壞現(xiàn)象也能夠避免；即使大地震發(fā)生，也不至于導(dǎo)致建筑物墻體突然快速坍塌，能夠確保建筑框架結(jié)構(gòu)發(fā)揮塑性變形功能，從而確保了建筑損壞的部分能夠修復(fù)，不至于廢棄。

2.1.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都應(yīng)該設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu)。“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)原則，也就是要做到在設(shè)防烈度地震作用下，允許部分構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸，這種狀態(tài)是“中震可修”狀態(tài)；合理控制塑性鉸部位、構(gòu)件又具備足夠的延性，可做到在大震作用下結(jié)構(gòu)不倒塌的狀態(tài)。

延性結(jié)構(gòu)的塑性變形可以耗散地震能量，雖然結(jié)構(gòu)變形會(huì)加大，但內(nèi)力不會(huì)很大，對(duì)構(gòu)件的承載能力要求不會(huì)很高。也就是說，延性結(jié)構(gòu)是用它的變形能力，而不是承載力抵抗強(qiáng)烈的地震作用。因此，對(duì)于地震發(fā)生概率極少的抗震結(jié)構(gòu)，延性結(jié)構(gòu)是一種經(jīng)濟(jì)合理和安全的設(shè)計(jì)方向。

塑性變形性能良好的鋼筋混凝土構(gòu)件，應(yīng)當(dāng)確保抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度指標(biāo)參數(shù)合理，即參數(shù)值不宜過小。其衡量標(biāo)準(zhǔn)為：在鋼筋的極限強(qiáng)度為能達(dá)到時(shí)所產(chǎn)生的變形能力、以及屈服強(qiáng)度等仍然能有余量。而在設(shè)計(jì)時(shí)，可以綜合考慮，即根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理設(shè)計(jì)框架梁、柱節(jié)點(diǎn)位置、以及配筋等，從而才能強(qiáng)化梁、柱之間的建筑構(gòu)造延性。

當(dāng)然，鋼筋混凝土的強(qiáng)度高就并非一定代表其性能良好，應(yīng)因地制宜的根據(jù)實(shí)際情況加以設(shè)計(jì)、分析，如混凝土強(qiáng)度高也會(huì)導(dǎo)致脆性因素不斷提升，進(jìn)而導(dǎo)致與其相對(duì)應(yīng)的建筑延性降低。也就是說，如果結(jié)合抗震設(shè)計(jì)指標(biāo)，如9度的抗震設(shè)計(jì)，一般選用C60以下；8度選用的是C70以下，不宜超過此范疇；此外，還要根據(jù)混凝土的受壓構(gòu)件的軸壓比進(jìn)行調(diào)整、控制，從而能夠確保結(jié)構(gòu)達(dá)到合理延性標(biāo)準(zhǔn)與要求。同時(shí)，效果良好的箍筋進(jìn)行優(yōu)化、配置，也能夠受到很好的理想成效，即實(shí)現(xiàn)了增進(jìn)混凝構(gòu)件的變形能力、以及極限強(qiáng)度與耗能能力；而具體優(yōu)化箍筋時(shí)可考慮箍筋的形式、間距、以及數(shù)量等指標(biāo)之間的規(guī)律、聯(lián)系。總之，調(diào)整、控制軸壓比能夠增強(qiáng)建筑構(gòu)造的延性，同時(shí)在鋼筋混凝土的受壓區(qū)配比一定規(guī)模的受壓鋼筋，并調(diào)整好截面形式等，那么就必然會(huì)提高構(gòu)件載荷、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)延性。

結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)安全性能得到保證涉及到方方面面。而建筑結(jié)構(gòu)延性問題作為其中熱議的焦點(diǎn)問題固然有著它的現(xiàn)實(shí)意義與指導(dǎo)作用。因此，為了保證建筑結(jié)構(gòu)抗震安全、降低生命財(cái)產(chǎn)損失，就應(yīng)當(dāng)合理提高建筑結(jié)構(gòu)的延性，對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力、變形能力、抗剪能力等因素加以分析考慮，從而才能實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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[7]GB 50011―2008，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

篇9

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震設(shè)計(jì)；優(yōu)化；汶川地震

Abstract: as people living standard rise ceaselessly, the acceleration of urbanization, high-rise buildings are applied widely, because of the complexity of the earthquake damage mechanism of the seismic design of high-rise building became difficult and focus. New in our country the code for seismic design of building GB 50011-2010 (hereinafter referred to as the new fight rules) and the concrete structures of tall building technical regulation JGJ 3-2010 (hereinafter referred to as high rules) already are scheduled to December 1, 2010, and October 1, 2011 implementation; Older the code for seismic design of building GB 50011-2001 (hereinafter referred to as the old fight rules) and the concrete structures of tall building technical regulation JGJ 3-2002 (hereinafter referred to as the old high rules) shall be repealed at the same time. New rules to improve the soil liquefaction discrimination formula; Adjusted the earthquake effect of damping coefficient curve, steel structure parameters of damping ratio and bearing capacity of seismic isolation structure adjustment system, the level of shock absorption coefficient calculation to etc. Will the new standard, the relevant clauses of the requirements as a constraint conditions into component optimization design of structure optimization design more close to the engineering practice.

Keywords: high building; Seismic design; Optimization; Wenchuan earthquake

中圖分類號(hào)：TU352.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

高層建筑的發(fā)展與城市民用建筑的發(fā)展緊密相連，城市的用地緊張、人口集中以及商業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，都促進(jìn)了人們對(duì)高層建筑的需求。然而我國屬于躲地震國家，還成、唐山、汶川等地震都引發(fā)了國人嚴(yán)重的傷亡及財(cái)產(chǎn)的損失，地震是一種隨機(jī)振動(dòng)，有著難以把握的不確定性和復(fù)雜性，很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)建筑物所遭遇地震的參數(shù)和特性，尤其是高層建筑物，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更是一項(xiàng)復(fù)雜且重大的工程，其設(shè)計(jì)效果將直接影響著高層建筑的經(jīng)濟(jì)合理性、安全性、適用性等，這一難點(diǎn)也早已受到世界各國學(xué)者的廣泛關(guān)注。因此，為了確保高層建筑在罕見的地震中，不出現(xiàn)嚴(yán)重破壞及危機(jī)生命財(cái)產(chǎn)的倒塌現(xiàn)象，文中，筆者結(jié)合建筑抗震設(shè)計(jì)的新規(guī)范，將其規(guī)范約束引入抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)中，以便使結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)更加符合工程要求，不足之處，還望斧正。

1. 高層建筑抗震設(shè)計(jì)的問題

在了解高層建筑抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)之前，必須先了解目前存在的問題，知道問題的所在，才能在具體的設(shè)計(jì)施工中進(jìn)行相應(yīng)改良和優(yōu)化。

1.1高度問題

按照“新抗規(guī)及新高規(guī)”的要求，我國鋼筋混凝土高層建筑的結(jié)構(gòu)類型和最大適用高度應(yīng)符合表-1的要求。對(duì)于平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，適用的最大高度宜適當(dāng)降低。

表-1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度（m）

由此看來，在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個(gè)適宜的高度。這個(gè)高度同時(shí)也是我國目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、建筑科研水平以及施工技術(shù)水平下較為穩(wěn)妥的，與國內(nèi)整個(gè)土建規(guī)范體系相協(xié)調(diào)的。然而實(shí)際施工中，很多混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑的高度超出了規(guī)定的限制。對(duì)于這些超高限建筑物，必須采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度：首先必須有專家論證，其次要有模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。在地震力作用下，超高超限建筑物的變形破壞形態(tài)會(huì)發(fā)生很大的變化。因?yàn)殡S著建筑物高度的增加，許多影響因素也將發(fā)生質(zhì)變，一些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍，如延性要求、安全指標(biāo)、荷載取值、材料性能等。

1.2 結(jié)構(gòu)類型和材料選用問題

對(duì)于地震多發(fā)區(qū)，結(jié)構(gòu)類型及材料的合理選用同樣應(yīng)得到人們的重視。目前我國150m以上的建筑，通常采用框-筒、筒中筒、框架-支撐三種結(jié)構(gòu)類型，這些結(jié)構(gòu)類型與國外其他國家的高層建筑采用的結(jié)構(gòu)類型相一致。高層建筑中，還必須同時(shí)注意結(jié)構(gòu)類型及材料的選用。現(xiàn)在我國鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大，建筑鋼材的類型及品種也在逐步增多，鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力已有了很大提高，因此在有條件的地方，建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土(柱)結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，以減小柱斷面尺寸，并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。在超過一定高度后，由于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小而且較柔，為減小風(fēng)振需要采用混凝土材料，鋼骨(鋼管)混凝土，通常作為首選。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化策略

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，可從建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性、建筑結(jié)構(gòu)體系選擇等方面入手，在抗震與消震結(jié)合的基礎(chǔ)上，建立設(shè)計(jì)地震力與結(jié)構(gòu)延性要求相互影響的雙重設(shè)計(jì)方法和指標(biāo)，直至進(jìn)一步通過一些結(jié)構(gòu)措施來減震，即減小結(jié)構(gòu)上的地震作用，使得建筑在地震中有良好而經(jīng)濟(jì)的抗震性能。

2.1 選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)體系

高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)方案是否合理，對(duì)經(jīng)濟(jì)型和安全性起決定的作用。結(jié)構(gòu)平面形體（即建筑平面形狀和立面、豎向剖面的變化）宜簡(jiǎn)單、規(guī)則，質(zhì)量、剛度和承載力分布宜均勻。首先，建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑；其次，結(jié)構(gòu)體系盡可設(shè)置多道抗震防線，并應(yīng)考慮某一防線被突破后，引起內(nèi)力重分布的影響。第三，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性及耗能等方面的性能，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)?shù)膭偠龋惺茇Q向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要的耗能構(gòu)件，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后，其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段，使‘有約束屈服’保持較長階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。第四，合理的布置抗側(cè)力構(gòu)件，減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。結(jié)構(gòu)剛度、承載力沿房屋高度宜均勻、連續(xù)分布，避免造成結(jié)構(gòu)的軟弱或薄弱部位。第五，框架抗震設(shè)計(jì)應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁，更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)”、“強(qiáng)剪弱彎”的原則。

2.2 必須重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)重視其平面、立面和豎向剖面的規(guī)則性對(duì)抗震性能和經(jīng)濟(jì)合理性的影響，宜擇優(yōu)選用規(guī)則的形體，其抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則對(duì)稱、側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化、豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免側(cè)向剛度和承載力突變。結(jié)構(gòu)的規(guī)則性主要體現(xiàn)在以下幾方面：

2.2.1高層建筑豎向抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)連續(xù)，側(cè)向剛度應(yīng)均勻，樓層承載力不應(yīng)突變。這里主要是指主體結(jié)構(gòu)的層剪切剛度不要突變，這種均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)可以避免因薄弱層的破壞而引起的結(jié)構(gòu)整體破壞，尤以強(qiáng)震區(qū)的高層建筑結(jié)構(gòu)需特別注意。

2.2.2 高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向的剛度要比較接近、變形特性要比較相近。這是因?yàn)閷?shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)都是i維的，實(shí)際的地震作用、風(fēng)荷載具有任意的方向性，高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向的剛度比較均勻，就能具有比較良好的抗震、抗風(fēng)性。

2.2.3 高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置，應(yīng)注意同一主軸方向各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度盡量均勻，應(yīng)避免在主體結(jié)構(gòu)的布置中設(shè)置一、二片剛度特別大而延性較差的結(jié)構(gòu)，如長窄的實(shí)體剪力墻。此時(shí)，即使結(jié)構(gòu)仍滿足對(duì)稱性和剛度的要求，但由于個(gè)別結(jié)構(gòu)剛度巨大，地震發(fā)生時(shí)，將首先吸收極大的能量，應(yīng)力特別集中，容易首先導(dǎo)致破壞，從而引起整體結(jié)構(gòu)的破壞。同一主軸方向的各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度均勻，水平荷載作用下應(yīng)力分布將比較均勻，有利于結(jié)構(gòu)抗震延性的實(shí)現(xiàn)。

3. 結(jié)語

隨著建筑高度的不斷增加，影響建筑抗震設(shè)計(jì)要求的因素也日趨多元化，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須綜合考慮各種因素，使結(jié)構(gòu)具有更適宜的剛度、足夠的強(qiáng)度以及良好的延性，以便達(dá)到科學(xué)經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)要求。

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篇10

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震；結(jié)構(gòu)體系

中圖分類號(hào)：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

多層與高層建筑結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)有：都是承擔(dān)豎向荷載和水平荷載作用，設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法也是基本是相同的，不同點(diǎn)是在高層建筑中，需要用來抵抗外荷載（特別是水平荷載）的結(jié)構(gòu)材料更多，因此高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問題就是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)時(shí)也就有更多要求了。實(shí)踐證明在建筑物的高度越大，水平力作用下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化程度對(duì)材料用量的影響也就越大，特別是在地震地區(qū)，地震作用給高層建筑帶來的危害也要比多層建筑的危害大，因此，應(yīng)該更加重視高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)看，凡是水平荷載起主要作用的建筑就可以認(rèn)為進(jìn)入了高層建筑結(jié)構(gòu)的范疇了，水平荷載主要是地震作用和風(fēng)荷載為主，在地震區(qū)基本上就是地震荷載起主控作用。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要素

1 正確選擇合理的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系

其實(shí)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重中之重就是設(shè)計(jì)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。高層建筑基本的結(jié)構(gòu)構(gòu)件是梁、柱、支撐、墻和墻組合的筒，用這些構(gòu)件可以組成高層建筑眾多的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。

（1）框架結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu)由梁、柱通過節(jié)點(diǎn)組成的結(jié)構(gòu)單元，框架只能在自身平面內(nèi)抵抗側(cè)向力，必須在兩個(gè)正交的主軸方向設(shè)計(jì)框架以抵抗各個(gè)方向的側(cè)向力。抗震框架結(jié)構(gòu)的梁柱不允許鉸接，必須采用剛接，使梁端能傳遞彎矩，同時(shí)使結(jié)構(gòu)具有良好的整體性和較大的剛度。抗震設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)不宜采用單跨框架。抗震設(shè)計(jì)時(shí)，若采用砌體填充墻，填充墻的布置應(yīng)避免形成上、下層剛度變化過大，避免形成短柱，盡可能對(duì)稱布置，以減小偏心造成的扭轉(zhuǎn)；砌體墻的抗側(cè)剛度大、變形能力小，混合使用不利于結(jié)構(gòu)抗震。（2）剪力墻結(jié)構(gòu)（也稱抗震墻結(jié)構(gòu)）：剪力墻結(jié)構(gòu)承受豎向荷載和抵抗水平荷載是通過鋼筋混凝土墻（亦抗震墻）來實(shí)現(xiàn)的，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，整體性好，承載力及側(cè)向剛度大。剪力墻的延性設(shè)計(jì)的好壞直接影響著它的的抗震性能。在以往的地震災(zāi)害中，剪力墻結(jié)構(gòu)的的震害一般比較輕。（3）框架―剪力墻結(jié)構(gòu)：框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系就是把框架和剪力墻兩者結(jié)合起來，共同抵抗豎向荷載和側(cè)向力，相互彌補(bǔ)，從此產(chǎn)生更好的結(jié)構(gòu)效果。框架―剪力墻結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，又具備剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。剪力墻剛度大主要承擔(dān)層間剪力，而框架的延性要好一些，在遭遇地震作用下，先屈服剪力墻的連梁，這樣是剪力墻的剛度會(huì)減小，剪力墻抵抗的層間剪力會(huì)轉(zhuǎn)移到框架上，框架利用足夠的承載力和延性來抵抗地震作用，那么這兩種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)可以充分發(fā)揮出來，在遭遇地震作用時(shí)避免嚴(yán)重破壞甚至倒塌。因此建造較高的高層建筑通常采用這種結(jié)構(gòu)型式，目前在我國得到廣泛的應(yīng)用。要根據(jù)所設(shè)計(jì)的建筑高度，是否需要抗震設(shè)防及抗震設(shè)防烈度等因素，選擇一個(gè)與其匹配的、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系，是結(jié)構(gòu)效能得到充分發(fā)揮，建筑材料也能充分的被利用，最終會(huì)形成完美的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2 正確認(rèn)識(shí)高層建筑的受力特點(diǎn)

高層建筑可以簡(jiǎn)化成一個(gè)豎向懸臂結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)軸向力主要是垂直荷載所產(chǎn)生的，它與建筑物高度是一次方的關(guān)系；結(jié)構(gòu)的彎矩則是由側(cè)向力所產(chǎn)生，彎矩與建筑物高度是二次方的關(guān)系。由此可以看出，在高層結(jié)構(gòu)中，垂直荷載的影響不如側(cè)向力影響大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素也就是側(cè)向力，結(jié)構(gòu)除了應(yīng)有較大的強(qiáng)度來抵抗側(cè)向力產(chǎn)生的彎矩、剪力以及拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，同時(shí)結(jié)構(gòu)還要具備足夠的剛度，使隨著高度增加所引起的側(cè)向變形限制在結(jié)構(gòu)允許范圍內(nèi)。

3 建筑體型和結(jié)構(gòu)總體布置

建筑體型和結(jié)構(gòu)總體布置在高層建筑的設(shè)計(jì)中也特別重要。建筑的平立面表現(xiàn)的是建筑體型，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置反映的就是結(jié)構(gòu)的總體布置，布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)抵抗豎向荷載、抗風(fēng)、抗震的要求來布置。結(jié)構(gòu)平面布置對(duì)稱、均勻并且有較好的抗扭剛度。結(jié)構(gòu)豎向布置也要均勻，結(jié)構(gòu)的剛度、承載力和質(zhì)量分布均勻，無突變。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中很重要，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)復(fù)雜性，并且有許多不確定和不確知的因素，所以很難精確地計(jì)算出結(jié)構(gòu)的抗震能力，準(zhǔn)確的得到結(jié)構(gòu)在地震作用下的真實(shí)反映更是難上加難。因此對(duì)于結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，細(xì)致的計(jì)算分析和抗震概念設(shè)計(jì)都是非常重要的。

在地震作用下特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱部位容易造成震害的地方可以用防震縫將其劃分為若干個(gè)獨(dú)立的抗震單元，使各個(gè)結(jié)構(gòu)單元成為規(guī)則的結(jié)構(gòu)，抗震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時(shí)按照需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬。

地震區(qū)建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，除了應(yīng)保證結(jié)構(gòu)滿足承載力及側(cè)翼限制要求外，還應(yīng)滿足延性要求和具有良好的耗能性能，要實(shí)現(xiàn)“中震可修，大震不倒”的原則這是基本措施。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)延性結(jié)構(gòu)必須通過良好的延性設(shè)計(jì)。抗震高層建筑的延性通過合理選用結(jié)構(gòu)體系、合理布置結(jié)構(gòu)、對(duì)構(gòu)建及其節(jié)點(diǎn)采取各種構(gòu)造措施等才能實(shí)現(xiàn)，施工質(zhì)量的良莠對(duì)結(jié)構(gòu)的延性也有很大的影響。延性設(shè)計(jì)不是通過計(jì)算實(shí)現(xiàn)的，所以，保證結(jié)構(gòu)的延性要通過抗震機(jī)構(gòu)的抗震等級(jí)要求及加強(qiáng)構(gòu)造措施等方法。

必須保證梁、柱、墻構(gòu)建均具備足夠的延性，這樣鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)才能具有一定的延性，才能設(shè)計(jì)出延性框架和延性剪力墻。“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”是框架結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循的設(shè)計(jì)原則，截面尺寸的合理選擇，柱軸壓比，剪跨比，箍筋選配的控制，以及核芯區(qū)的構(gòu)造措施都是框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。框架―剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)延性設(shè)計(jì)應(yīng)符合“強(qiáng)墻弱梁，強(qiáng)剪弱彎”原則，還應(yīng)該限制墻肢軸壓比和墻肢設(shè)置邊緣構(gòu)件提高剪力墻的抗震性能，并且加強(qiáng)重點(diǎn)部位。

結(jié)語

通過了高層建筑的受力特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、抗震設(shè)計(jì)等多方面的規(guī)定，在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，盡可能將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做到最合理、最經(jīng)濟(jì)和最優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB50011-2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].