導語：如何才能寫好一篇建筑抗震設計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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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、規范中設計限值的控制、屋頂建筑等設計問題。

建筑設計是否考慮抗震要求，從總體上起著直接的控制主導作用。結構設計很難對建筑設計有較大的修改，建筑設計定了，結構設計原則上只能是服從于建筑設計的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設計階段中較好地考慮抗震的要求，則結構工程師就可以對結構構件系統進行合理的布置，建筑結構的質量和剛度分布以及相應產生的地震作用和結構受力與變形比較均勻協調，使建筑結構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計沒有很好地考慮抗震要求，那就會給結構的抗震設計帶來較多困難，使結構的抗震布置和設計受到建筑布置的限制，甚至造成設計的不合理。有時為了提高結構構件的抗震承載力，不得不增大構件的截面或配筋用量，造成不必要的投資浪費。由此可見，建筑設計是否考慮抗震要求，對整個建筑起著很重要的作用。因此，我們在建筑抗震設計過程別要注重以下幾個問題。

一、建筑體型設計問題

建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設計。震害表明，許多平面形狀復雜，如平面上的外凸和凹進、側翼的過多伸懸、不對稱的側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。平面形狀簡單規則的建筑在地震中未出現較重的破壞，有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復雜和不規則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結構剛度發生突變的部位更易產生破壞。因此在建筑體型的設計中，應盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內凹的體型，盡可能少做不對稱的側翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結構的質量和剛度比較均勻地分布，避免產生因體型不對稱導致質量與剛度不對稱的扭轉反應。

二、建筑平面布置設計問題

建筑物的平面布置在建筑設計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、內墻的布置、空間活動面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數量和布置等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來。而且，由于建筑使用功能不同，每個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、內隔墻、有相應強度和剛度的非承重內隔墻等等布置不對稱，墻體與柱子分布的不對稱、不協調，使建筑物在地震時產生扭轉地震作用，對抗震很不利。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，結果在地震中造成靠電梯一側建筑物的嚴重破壞。這是因為電梯井筒具有極大的抗側力剛度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一側的墻體很多，而另一側的墻體稀少，這就造成平面上剛度分布的很不對稱，質量分布也偏心，使結構的受力和變形不協調，導致扭轉地震作用效應，帶來局部墻面的破壞。有的建筑物，如底層為商場的臨街建筑，臨街一側往往不設墻體，而其另一側則有剛度很大的墻體封閉，兩側在剛度上相差很多，也將在地震時引起扭轉地震作用，對抗震不利。還有的建筑平面布置上，經常出現內隔墻不對齊或中斷，使剛度發生突變和地震力傳遞受阻，對抗震也帶來不利，客易引起結構的局部破壞。建筑平面布置設計對建筑抗震關系很大，從概念上要解決的一個核心問題是：建筑平面布置設計上要盡可能做到使結構的質量和剛度分布均勻，對稱協調，避免突變，防止產生扭轉效應。在建筑平面布置的總體設計上要盡可能為結構抗側力構件的合理布置創造條件，使建筑使用功能要求與建筑結構抗震要求融合成一體，充分發揮建筑設計在建筑抗震中的作用。

三、建筑豎向布置設計問題

建筑的豎向布置設計問題在建筑設計中主要反映在建筑沿高度(樓層)結構的質量和剛度分布設計上。無論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場、購物中心，建筑上要求是大柱距、大空間；而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設柱、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有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設有大會議廳、展廳、報告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質量和剛度的嚴重不均勻、不協調。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質量和剛度相差過大，形成突變［3］。在剛度最差的樓層形成對抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設計中必須高度重視的問題。在實際設計中，在建筑使用功能不同的情況下，很可能出現上下相鄰樓層的墻體不對齊，柱子不對齊，墻體不連續，不到底；上層墻多，下層墻少；上層有柱，下層無柱等，使地震力的傳遞受阻或不通；抗震用的剪力墻設置不能直通到底層、剪力墻布置嚴重不對稱或數量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來地震作用分布的不均勻、不對稱和對建筑物很不利的扭轉作用。多次大震害表明，建筑物豎向樓層剛度的過大變化，給建筑物造成很多破壞，甚至是整個樓層的倒塌。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少，盡量避免產生地震時的鈕轉效應。

四、建筑上應滿足的設計限值控制問題

根據大量震害的經驗總結，現行《建筑抗震設計規范》(GBJll-89)對房屋建筑在建筑設計中應考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規定。這些規定，建筑設計應予遵守：一是房屋的建筑總高度和層數；二是對房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。

五、屋頂建筑的抗震設計問題

在高層和超高層建筑設計中，屋頂建筑是一個重要的設計部分。從近幾年對一些高層建筑抗震設計審查結果來看，屋頂建筑存在的主要問題，一是過高，二是過重。這樣的屋頂建筑加大了變形，也加大了地震作用。對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，且前者的抗側力墻與其下樓層的抗側力墻體上下不連續時，更會帶來地震的扭轉作用，對建筑物抗震更不利。為此，在屋頂建筑設計中，宜盡量降低其高度。采用高強輕質的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結構的傳遞比較通暢，使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致；當屋頂建筑較高時，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，而且不發生扭轉地震作用。超級秘書網

六、結束語

總的來說，建筑設計是建筑杭震設計的一個重要方面，建筑設計與建筑

抗震設計有著密切關系。它對建筑抗震起著重要的基礎作用。一個優良的建筑抗震設計，必須是在建筑設計與結構設計相互配合協作共同考慮抗震的設計基礎上完成。為此，要充分重視建筑設計在建筑抗震設計中的重要性，在建筑抗震設計中更好地發揮建筑設計應有的作用。

參考文獻:

[1]《建筑抗震設計規范》(CBJll-89)，中國建筑工業出版社，2005。

[2]包世華、方鄂華，《高層建筑結構設計》，清華大學出版社，2003。

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一、建筑設計與建筑抗震設計的關系

建筑的抗震設計以及抗震性能的高低與人民群眾的生命財產安全有著直接聯系，而建筑抗震設計又是以建筑設計為基礎的。這是由于建筑結構是基于建筑設計的，當建筑設計完成后建筑結構就難以改變。因此建筑設計師在建筑設計前期就應該充分考慮到建筑抗震設計的需求。

二、基于建筑抗震設計的建筑設計措施

（一）建筑結構設計的對稱原則

我國出臺的建筑抗震設計規范中指出，我國建筑抗震的設計目標是小震不壞，中震可修，大震不倒。對于建筑師和結構工程設計師來說，在進行建筑工程設計師應該秉持著簡單、規則的建筑結構原則。一般方形、圓形、為主。建筑的豎向形態的變化要規則，一般可以選擇矩形、梯形等變化均勻的形狀。對稱結構建筑在地震地面平動作用下一般只會出現平移震動，建筑內部構件出現測位移量，內部構件受力均衡；而非對稱結構的建筑則會由于剛心和質心不重合，在地面平動的過程中也會出現扭轉振動。如建筑內部的構建離剛心較遠就會由于超出變形極限而出現損壞，進而導致結構一側失效而倒塌。

（二）注重建筑構件與連接點處質量

在建筑工程設計和施工過程中建筑構件的合理配置以及連接點處的質量與建筑施工安全質量存在直接的聯系。并且在新型建筑材料問世的同時建筑物的外部設計大都匯采用新型建筑材料，例如大理石、瓷磚等。而建筑室內裝飾也會使用到吊頂等技術。這些室內以及立面裝飾本身存在抗震性能的問題，并且其與建筑主體的牢固連接也是抗震設計的關鍵。近幾年有部分國外高層建筑在發生地震時下起了“玻璃雨”，建筑的玻璃幕墻由于地震導致破損。這是由于當前所使用的玻璃幕墻還無法適應地震中產生變形和扭轉。因此建筑如要采用玻璃幕墻則必須保證玻璃幕墻的強度與變形能力。在其與建筑主體連接處要設計為能夠在水平向實現變位能力的構造，從而在地震時玻璃幕墻能夠與建筑物地震變形脫離，減少玻璃幕墻的損壞。另外，在建筑設計中內隔墻、玻璃隔斷等結構件的設計中也要充分考慮其與建筑主體連接點的牢固性，保證其抗震性能。

（三）關注建筑頂部抗震

在高層或超高層的建筑設計過程中，建筑的頂部抗震設計是十分關鍵的。當前高層或超高層建筑的屋頂普遍存在過高和過重的問題。屋頂過高或過重會導致建筑變形加重，進而強化了地震的破壞作用。對于屋頂建筑以及下層建筑物的安全性能有著極大的負面影響。如建筑的屋頂與下層建筑的重心沒有位于同一條直線上，那么建筑屋頂的抗側力墻也會與下層建筑的抗側力墻出現分離，當地震出現時則會加劇損壞。因此在高層或超高層建筑設計中應該使用新型高強度輕質的建筑材料，盡可能保證屋頂的重心與下層建筑的重心位于通一條直線。當建筑屋頂的較高時要保證其抗震定性，緩解地震帶來的變形作用。

（四）建筑豎向布置

建筑豎向布置主要體現在建筑物的高度結構質量以及剛度的設計中，特別是在高層或超高層建筑中建筑的豎向布置對于建筑抗震設計來說更加重要。建筑樓層的使用功能差異導致建筑物樓層分布的質量和剛度均不一致，例如樓層包括游泳池、會議室、健身房等。樓層的功能需求導致樓層上下之間的剛度差異過大。高層建筑中剛度最差的樓層的抗震性能最為薄弱，在出現地震時即為變形嚴重的薄弱層。在建筑設計中由于樓層功能不同導致的墻體不連續，柱子不對稱等極大的限制了抗震性能。因此在建筑抗震設計中應該盡量保證豎向的剛度分布靠近，尤其是在結構上剛度轉換層更加要著重注意。

三、結束語

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關鍵詞：建筑結構；抗震設計；相關問題；

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A

引言：由于開發商對于建筑物的地震破壞原因和破壞程度沒有足夠的了解,導致建筑物在抗震設計方面存在十分大的困難。所以,我們不僅要追求建筑物的造型美觀,還有考慮建筑物的抗震設計。要為人們營造一個安全舒適的生活環境。針對地震問題我們要在房屋結構找突破點。只有設計出抗震、牢固的建筑結構,才能保障人類的人身安全。

一、房屋建筑結構設計相關因素分析

建筑物按建筑結構分類可分為：砌體結構、磚混結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構等。建筑物結構形式的確定，與其抗震能力是密切相關的。相關的科學研究表明，在遭遇相同等級的地震災害后，采用鋼結構的建筑物受損壞的程度明顯要低于鋼筋混凝土結構的建筑物。日本也是一個多地震的國家，其鋼結構的房屋建筑占全國建筑的半數以上，也是其在遭遇地震后人員傷亡較少的主要原因之一。目前，我國的建筑抗震系數系統依舊是不完善的，不能確保結構設計人員準確、有效地應用。歷次地震災害表明，影響抗震系數的因素是很多的，比如其抗震的等級、建筑物的類別、場地類別、建筑物總高度等。為了促進其實際工作的需要，應對各種相關因素和相關參數展開一系列的優化分析，得到一個最優的設計方案。房屋建筑的抗震性能與許多因素有關系，比如其建筑的體型設計。汶川地震震害表明 , 許多平面形狀復雜 , 例如平面上的較大外凸和凹陷、不對稱的側翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。海城地震和唐山地震中有不少這樣的震例。而平面形狀簡單規則、傳力途徑明確的建筑在地震中都未出現較重的破壞；有的甚至保持完好。上述情況表明，很多損害嚴重的建筑物的設計方案不是很合理，如果能夠選擇一個好的設計方案，震后損失可能會減小很多。

二、建筑結構抗震設計的要點

在我國,對于建筑物抗震設計的要求是采取“三水準設防、兩階段設計”的標準。在這種標準的影響下,建筑結構設計經歷了柔性設計、剛性設計、結構控制設計和延性設計四個階段。但是由于地震產生了很多不確定因素,導致建筑結構存在非常大的偶然性和復雜性,甚至還有計算模擬與實際情況的不符的情況出現,導致計算結果誤差很大。所以,我們不僅要考慮建筑物良好的概念設計,還要提高建筑結構抗震性能。具備完善的建筑結構體系。一個良好的建筑體系,對于建筑業是十分有必要的。在實際的建筑抗震設計時,要注重依賴建筑結構體系的協同工作,從而使建筑物中的每個構件都能夠共同工作。所以,這就需要建筑結構構件在允許受力的情況下不僅能夠具有良好的耐久性,還要能夠在高壓,強力的作用下共同工作。在砌體結構的建筑中避免建筑結構單純的依靠建筑結構自身剛度來承受載荷。充分提高建筑物材料利用率的協同工作。從建筑物抗震設計經驗表明,材料的利用率越高,結構的協同工作能力也就越高。

三、建筑結構抗震設計中的主要問題

1、建筑結構體系的合理選擇。建筑結構設計中最主要的一方面就是結構體系的選擇,它的合理選擇決定著建筑物的安全性。對于建筑結構體系的合理選擇應注意以下兩個方面的設計:(l)體系應具有合理的地震傳遞途徑和明確的計算簡圖。在這個過程當中,房屋內部結構的布置,應使得更多的受力在主梁上,并且使垂直重力以最短的路徑傳遞到主受力部位;豎向構件的布置,要讓豎向構件的壓應力接近均勻(2)建筑體系應具有合理的強度。一個良好的建筑物必須要有合理的強度進行支撐,一些建筑的薄弱部位要由合理的強度防止:在框架結構設計方面,要保證節點不受破壞,要使梁、柱端的塑性盡可能的分散;對于容易出現的薄弱環節,必須提高薄弱部位的抗震能力。

2、抗震場地的選擇。抗震場地的選擇直接影響建筑物的抗震設計工作,應選擇有利的抗震場地,要避開對建筑抗震不利的地段。地震對于地面的危害是十分巨大的。地震造成的地裂和地表錯動,直接使得房屋倒塌,結構損壞。所以,選擇抗震場地不能選擇易液化土地、軟弱場地、狀態明顯不均勻等場地;如果不能避免不理的場地,可以采用適當的抗震措施進行加強強度:對于地震時有可能存在的地裂或者滑坡的場地,必須采取科學合理的措施進行穩定;如果地基需要建立在最近填土和土層十分不均勻或者軟弱粘性土層時,必須采用樁基、地基加固和加強基礎和上部結構的處理措施。

建筑工程選址應注意的問題：四川汶川地震的震害情況表明，那些建在斷裂帶上和斷裂帶沿線的建筑物都完全倒塌，破壞極其嚴重。因此，建筑物建設地點的確定是極其重要的，它是決定建筑物抗震性能的前提條件，只有正確的選址方案，才能保證建筑物滿足建筑抗震設計的相關要求，保證其安全性、可靠性。選擇建筑場地時應根據工程的實際需要和工程地質、地震活動情況等相關資料，選擇對建筑物抗震有利的地段，避開對抗震不利的地段，嚴禁在地震斷裂帶及斷裂帶沿線附近建造甲、乙、丙類建筑物。應避開地震時可能發生山體滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等次生災害地段。汶川地震發生時，北川老縣城發生規模較大的山體滑坡，王家巖山體在地震作用下瞬間崩塌，崩塌的山體傾瀉而下瞬間摧毀山下及周邊的建筑物，北川老縣城的 5個街區的大部分建筑物被厚厚的土體掩埋，造成大量人員傷亡。這樣的結果不是靠提高抗震設防等級、提高建筑物的抗震性能和措施所能避免的。所以避開此類危險地段，才能避免因選址不當所造成的嚴重的人員傷亡和財產損失。

3、重視建筑平面布置的規則性。在建筑平面布置方面,應盡可能的采用抗震概念設計原則,不能使用嚴重不規則的設計方案。有關資料表明,對于一些樓板布局不夠規范時,要采取相應的樓板計算模型;對于平面不規則、立體不規則的建筑結構,必須采用空間結構計算模型。結構的規則性具體分為三個部分:第一是建筑主體必須具備良好的抗壓能力,側力結構不能變形,要盡可能的均勻;第二是建筑主體抗側力結構的平面布置,建筑主體抗側力結構的布置要注重同一側的強度要均勻;第三是建筑主體抗側力結構的布置要與周圍的結構具有相同的剛度,必須保障良好的抗扭剛度。總之,重視建筑平面布置的規則性對于建筑的抗震設計十分重要。

建筑物平面設計應該注意的問題：建筑物的平面布置規則與否、是否對稱和具有良好的整體性，也是影響建筑物抗震性能的重要因素之一。例如酒店、公寓、商場、住宅、體育館等不同建筑物的使用功能不同，其平面布置也千變萬化，其柱距、開間、進深、隔墻的布置、樓梯的位置、電梯井的布置等也有很大差別，如果柱子、墻體等布置不對稱、不規則，使得平面剛度急劇變化，遭遇地震后，將發生嚴重的扭轉破壞。因此，建筑設計時，應使柱子和抗震墻（剪力墻）等抗側力構件均勻、對稱布置，剛度較大的樓梯間、電梯井應盡可能居中布置，不要布置在建筑物的轉角處。要盡可能作到使結構的質量和剛度分布均勻、對稱協調，避免突變，防止在地震作用下產生扭轉效應。

4、建筑物豎向設計應該注意的問題

建筑物的豎向布置設計也將對其抗震性能產生巨大的影響。近些年來，由于國民經濟的迅速發展，商場、寫字樓等高層、超高層建筑越來越多，其要求底層或下面幾層大開間、大空間，這就形成了建筑物下面幾層柱子和抗震墻（剪力墻）較少，層間質量和抗側剛度沿建筑物高度分布不均勻，在抗側剛度較差的樓層形成了對抗震極為不利的薄弱層，在地震作用下，引起較為嚴重的破壞。汶川地震中，有許多底層框架—抗震墻砌體房屋底層柱子直接破壞，建筑物由原來的 4 層直接變為 3層。主要原因就是，沿著建筑物高度方向，質量和抗側剛度發生突變，底層柱子較少，抗側剛度較小，地震作用下，底層柱子直接壞掉。所以，建筑物的豎向布置設計時，應盡可能使其沿豎向的抗側剛度分布比較均勻，抗震墻（剪力墻）并使其能沿豎向貫通到建筑底部，不宜中斷或不到底，盡量避免某一樓層抗側剛度過小，以避免在地震作用下，因薄弱層的存在引起建筑物的倒塌。

四、提高建筑結構抗震能力的建議

建筑結構抗震設計是在不斷的實例驗證中逐漸分析,日益總結歸納出來的。在目前的房屋建設當中,抗震設計是十分有必要的。所以,建筑抗震設計在建筑設計中應該引起十分重視。為了設計出高抗震性的建筑物,在我看來需要注意以三點:第一,科學合理的建筑布局是不可缺少的,于此同時還有保證各個主要受力物體處在同一平面,在地震來臨時要能禁得住壓力。在墻段沒有發揮作用之前,需要依照“強墻弱梁”的標準實施加強建筑物的承受力,防止地震強大的破壞力。第二,要按照不同的抗震等級,對梁、柱以及墻的節點使用相對應的抗震措施,確保建筑結構在地震作用下達到相關標準。為了保障鋼筋混凝土在地震作用下不受破壞,要科學合理的添加合適的化學試劑,加強混凝土的強度與剛度,還有注意構造配筋的要求,尤其是要加強節點的構造措施。第三,必須設置多層抗震防線,一個良好的抗震體系對于地震的壓力是十分重要的。抗震體系就如果人類身體的三道防線,不同等級的地震采取不同的防線。第一層不行,還有多層防線保護。這樣的保護體系對于防震將是十分有效的。

五、結語

通過多年對于建筑結構抗震設計的研究，我國已經逐漸形成了自己的一套較為先進的、有效的抗震設計方法并日趨成熟，但是也有很多不足之處，需要我們在實踐中加以完善。總之，要確保建筑結構中抗震設計能高效完成，應在遵循相關建筑抗震規范要求的原則上，進行科學的、合理的設計，確保建筑物具有穩定的、可靠的抗震性能，達到建筑物小震不壞、中震可修、大震不倒的標準。我們有理由相信，隨著相關技術人員抗震設計水平的不斷提高，我國的建筑工程結構抗震設計也會邁上更高的臺階。

參考文獻:

[l]倪廣林.對建筑結構抗震設計的若干思考田.山西建筑,2010.

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基于性能的抗震設計首先需要根據地震水準確定性能目標，地震動水準可選用規范的多遇地震、設防地震和罕遇地震的地震作用影響最大值，比如當抗震設防烈度為7度，設計地震基本加速度為0.15g時，多遇地震、設防地震和罕遇地震影響系數最大值分別為0.12，0.34，0.72。性能目標依據地震時建筑允許破壞的程度，可不拘泥于計算數值，但不應低于抗震三水準。抗震性能水準根據高規分為5個水準，性能目標1承載力要求最高，延性最低，性能目標5承載力要求最低，延性要求最高。抗震性能通過承載力和變形雙重控制，以抗震承載力為主，層間彈塑性變形為輔，可以采用層間位移變形來反應破壞程度，性能化設計尋求在承載力和變形能力中尋找合理平衡點。下面通過抗震性能化設計的實例講述設計目標實現過程。

2抗震性能化設計的實例

2.1工程概況

本工程位于內蒙古烏海市烏達區經濟開發區內，本單項為內蒙古東源科技有限公司年產72萬噸/年電石項目3#配料站，建筑高度23.2m，該地區抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速0.2g，建筑物安全等級為二級，建筑物設防類別為標準設防類別，結構抗震等級為二級，設計使用年限為50年，建筑物場地類別為Ⅱ類，基本風壓為0.75kN/m2，地面粗糙度為B類。本工程特殊之處在于全廠物料運輸樞紐，連接三條鋼棧橋，其中一條棧橋在19.1m層樓面處，10.000m-16.200m為石灰和碳材料倉，共約840m3，料倉的跨高比小于2.5，本結構層具有較大質量，收進約30%的情況下仍是下層質量的1.2倍。

2.2本工程超限情況

本工程超限情況如下：

①扭轉不規則，在規定水平力下考慮偶然偏心Y方向最大層間位移與平均層間位移的比值：1.32。

②豎向剛度不規則，局部收進水平尺寸大于相鄰下一層的25%。綜合判定屬于特別不規則結構。

2.3抗震性能目標設定

由于本項目的超限情況和全廠的重要性，除按照規范的要求及目標進行計算和設計外，提出了基于性能的抗震設計。綜合考慮抗震設防類別，場地條件和結構的特殊性，震后損失和修復的難易程度，確定結構的性能目標為D級。在多遇地震作用下結構能做到完好無損，不需修理即可繼續使用（性能水準1級），在設防烈度地震作用下結構只有中等破壞，修復后可繼續使用，（性能水準4），在預估的罕遇地震作用下，結構損壞比較嚴重，需排險大修，但不倒塌（性能水準5）。具體抗震性能目標。

2.4小震彈性計算結構及分析

小震彈性計算按照正常設計，采用整體建模，考慮偶然偏心，雙向地震，扭轉耦聯，及施工模擬，在抗震規范規定的地震影響系數曲線下，多遇地震標準值作用下樓層最大水平位移與層高之比小于1/550。作用組合的效應設計值按照1.2（DL+0.8LL）+1.3SEhk組合下抗震承載力滿足彈性。（本工程重力荷載代表值的可變荷載組合系數0.8）構件配筋無超筋現象，軸壓比，梁混凝土的相對受壓區高度均能符合我國規范要求。

2.5中震計算結構及分析

按照“中震可修”的原則：和本工程的特點。需要對中震作用下主要抗側力構件的承載力進行復核，以便確定其能達到設定的性能指標。取其中一個關鍵構件驗算內容及結果如下：由于結構已經進入彈塑性狀態，采用pushover推覆分析法，驗算在1.0D+0.8L+1.0SEhk工況下的受力情況，其中一個料倉下的框架柱驗算正截面結果如表2，其中材料強度取標準值。根據結果顯示承載力滿足設計要求。在設防地震標準值作用下，樓層最大水平位移與層高之比最大為1/170，也在規范要求3~4倍的[Δue]區間內，地震破壞等級可滿足要求。

2.6大震計算結果及分析

按照性能化設計，罕遇地震作用下，按照彈塑性分析和SATWE軟件對等效彈性計算，取結果較大值，關鍵構件的抗震承載力不屈服，允許較多豎向構件（40%）進入屈服階段，關鍵構件的驗算方法與中震驗算方法相同，結果宜滿足設計要求。性能水準5允許部分框架梁發生嚴重破壞，鋼筋混凝土豎向構件的受剪截面應符合式VGE+V*EK燮0.15fckbh0。取其中一個關鍵構件進行斜截面承載力驗算結果，其中材料強度取標準值。在預估的罕遇地震標準值作用下，樓層最大水平位移與層高之比最大為1/63，規范要求小于[Δup]，在此范圍內，表面結構整體不會倒塌。

2.7工程結論

綜上所述，本工程通過性能設計及彈塑性時程分析，計算結果表明本工程各項指標達到預定的抗震性能目標，所選結構體系合理、安全、可靠，能滿足“小震不壞，中震可修，大震不倒”的設計要求。

3結語

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關鍵字：抗震設防 設防烈度 管理工作

為了提高我國工程抗震性能，減少地震災害對我國工程設施的破壞程度，國家于2002年元旦實施《建筑抗震設計規范》（GB50011）國家標準，以此強制性推行提高地區設防烈度。實施該規范也取得了很好的成效，例如隴縣城區原抗震設防烈度為7度，在積極響應國家《建筑抗震設計規范》下，該地區抗震設防烈度提升至8級，且該地區亦成為了陜西省提高抗震設防烈度唯一的地區。在本案，筆者將結合隴縣城區提高設防烈度之后的抗震設防管理工作，探析抗震設防管理工作。

一、案例概況

隴縣縣城城區有3.1萬人口，總面積2km2，建筑物占地面積290萬m2。自2002年元旦，即《建筑抗震設計規范》（GB50011）實施之后，隴縣新建建筑工程共4萬m2。

隴縣縣城地震地質環境復雜，即隴縣位于龍山山斷裂帶，受控于隴西旋扭性活動斷裂帶，且縣城北部有隴縣-馬召斷裂帶。針對這一情況，隴縣提高抗震設防烈度勢在必行。自從提高了抗震設防烈度，該地區抗震設防標準大大提高。下表比較了隴縣縣城抗震設防標準提高前后。

由圖表可得，建筑物現行設計基本地震加速度值高出原加速度值的1倍；相對于調查估算工程造價，實際造價高出約13%；據，Ⅱ類場地內建筑結構地震影響系數高出原地震影響系數的2.3倍。

二、抗震設防管理工作

在實施《建筑抗震設計規范》（GB50011）之后，隴縣面臨新的問題，即如何解決原有建筑物抗震設防性能低、如何管理新建高抗震設防性能建筑物。這不僅僅只是隴縣面臨的問題，也是若干類似于隴縣的地區共同面臨的問題。在本案，筆者將針對以上問題做一系列探索性研究：

（一）加固原有抗震水平較低的建筑工程

2002年元月之前，隴縣已建建筑物占地面積約280萬m2，為96%總建筑面積。調查結果顯示，隴縣已建建筑物抗震設防性能均不符合《建筑抗震設計規范》，其嚴重影響了隴縣城區建筑物總體抗震性能。針對這一問題，筆者認為應該堅持“詳細調查已建建筑物實際抗震能力、針對性加固抗震性能不足建筑物結構”管理思路。

工程建設行政主管部門應積極配合工程技術人員普查鑒定已建建筑物抗震性能，并根據鑒定結果創建數據庫。針對這一問題，筆者認為應該突出重點，即重點普查鑒定震時抗震指揮系統、生命線系統及震時次生災害嚴重的建筑物等。從而對隴縣已建建筑物進行綜合性評估，制定針對性強、可操作性強的抗震加固計劃，并分期、不步驟開展，以此提高隴縣已建建筑物抗震水平。

此外，擴大抗震宣傳范圍，適時轉變城區人民觀念，并積極提高城區人民8度區抗震設防意識；新建工程抗震設防管理部門、強化建設行政主管部門監督檢查力度，以此為施行《建筑抗震設計規范》保駕護航；加固已建建筑工程，提升其抗震設防標準。

（二）強化提高抗震設防宣傳力度

提高抗震設防烈度事關該地區社會活動及經濟活動的正常開展，且對人民生命財產安全也至關重要。所以，地區領導應該及時掌握所管轄地區建筑工程抗震性能，并針對發現的問題，制定切實可行的解決措施。此外，地區管理部門應該適時向設計單位、勘察單位及建筑施工企業傳達中央相關思想及文件，并通過開展學習班，組織專業技術人員學習抗震規范，以此充分轉變其觀念及8度區抗震設防意識。充分利用大眾傳媒，向當地人民傳達中央相關思想，以此提高當地人民抗震防災意識。

（三）新建工程抗震設防管理部門

新建工程抗震設防管理部門要求充分發揮建設行政主管部門監督檢查職能，以確保《建筑抗震設計規范》落實到位。

筆者在結合多年研究結果及實踐經驗基礎上，提出要強化建設行政主管部門監督檢查職能應著手于以下三個方面：

1.強化管理新建工程場址選擇

規范新建工程場址選擇是提高設防烈度的要求，更是適應現代社會發展的需要。通過綜合分析《建筑抗震設計規范》、《隴縣縣城抗震防災規劃》、地震地質資料及工程地質資料，根據分析結果綜合評價抗震危險地段、不利地段及有利地段。新建工程場址應該盡可能避開抗震不利地段，若新建工程無法避開抗震不利地段，則應該制定針對性的、切實可行的工程抗震措施。關于新建工程場址選擇相關事項，筆者認為應該適時納入隴縣城市總體規劃。

2.建立健全工程施工圖設計審查機制

施工圖設計審查制度為建筑物抗震設防標準的保障措施之一，則應該將施工圖設計審查作為新建工程抗震設防管理工作的重中之重來抓。施工圖設計審查即檢查抗震設防規范于建筑工程設計圖的落實情況。據相關權威調查數據顯示，工程項目設計均不同程度地存在問題，例如：就工程設計文件而言，設計單位說明該工程抗震設防烈度是8度，而就工程結構設計而言，該工程抗震構造措施均為7度。但針對這一問題，施工圖審查機構往往不容易察覺，由此可得，施工圖審查單位及工程設計單位均未完全轉變抗震設防觀念，且對提高建筑工程抗震設防標準概念認識不完全面。由此可得，抗震設防管理部門應該強化管理力度，并經常性監督檢查施工圖審查工作及施工圖設計工作，以確保工程抗震設防標準落到實處。

3. 加大工程抗震設防管理部門與質量監督部門合作力度

質量監督部門應積極配合工程抗震設防管理部門跟蹤檢查新建工程抗震設防情況，并嚴格執行《中華人民共和國防震減災法》，對減漏抗震構造措施致建筑工程抗震設防標準不達標的施工企業予以最嚴厲的懲罰。

結束語

綜上，針對提高設防烈度地區抗震設防管理工作，筆者認為應該建立健全相關管理機制，并適時調整及探索新工作思路，以此確保提高設防烈度地區能夠有效抵御未來破壞性地震災害，并最大程度降低人民生命財產損失等。

參考文獻：

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【關鍵詞】房屋，建筑結構，抗震設計，要求

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：

一.前言

由于經濟發展速度加快，社會需求不斷增多，使得建筑的高度不斷加高，形態愈加復雜，建筑結構中抗震設計也趨于多樣化。我國作為一個多震國家，結構設計中應注重抗震設計，良好的抗震設計和抗震措施至關重要。抗震設計中，要進行地基基礎的抗震設計。抗震構造措施是結構設計的重要內容。針對房屋建筑結構中的抗震設計要求，進行結構抗震設計和抗震措施，在結構設計與建筑施工中，應熟悉各種結構設計的抗震構造措施。

二.建筑結構抗震設計的基本要求

地震作用越大，房屋抗震要求越高。不同設防烈度和場地上，結構的實際抗震能力會有差別，結構可能進入彈塑性狀態的程度不同。震害表明，未經抗震設計的鋼筋混凝土結構，在7度區只有個別構件破壞，8度、9度破壞增多，因此，對不同設防烈度和場地可以有明顯差別。結構的抗震能力主要取決于主要抗側力構件的性能，主、次要抗側力構件的要求可以有區別。如框架結構中的框架與框架――抗震墻結構中的框架應有所不同。房屋越高，地震反應越大，其抗震要求越高。綜合考慮地震作用，結構類型和房屋高度等因素劃分抗震等級進行抗震設計，可以對同一設防烈度的不同高度的房屋采用不同抗震等級設計；對同一建筑物中結構部分采用不同抗震等級。

三.影響建筑抗震的因素分析

1.建筑抗震取決于所選取建筑結構形式

為實現“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標，新版《建筑抗震設計規范》中取消了磚混內框架結構，提高了磚混結構建筑的設計要求。目前普遍使用的框架－剪力墻結構、剪力墻結構、框架結構三種結構形式中，框架－剪力墻結構的抗震性能最為突出，剪力墻次之。單純的框架結構造價雖然抗震性能不如前兩種，但其造價較低，施工技術成熟，是目前最為常見的結構形式。根據建筑當地的實際情況，結合建筑的使用功能，選取合適的結構形式，對于建筑抗震意義重大。

2.建筑抗震取決于適宜的抗震措施

在場地類型不同的情況下，抗震措施主要由建筑的不同等級決定。在確定建筑等級及場地類型之后，將先進的抗震理念和系統的分析計算納入到抗震措施設計中，即可改善建筑抗震設計，提高建筑抗震效果。

3.影響房屋建筑抗震性能的因素

房屋建筑抗震性能取決于場地選擇、施工質量等其他因素。建筑工程場地選擇不當等造成施工質量下降，這些因素都可能對建筑結構的抗震性能造成重要影響。選擇建好的工程場地、加強施工質量監督，對于提高建筑抗震性能是十分必要的。

四.建筑抗震設計具體分析

抗震設計的重要基本要求就是要確保房屋基礎構造的延性設計要求得以保證，能夠在建筑結構延性問題上設立多道防線，以此才能避免建筑結構脆性過大造成的構造強度失衡、失控的現象發生，從而影響其抗震性能及成果。因此，這就需要做好以下幾點把握。

1.周全考慮房屋建筑選址問題在房屋工程項目立項之初，就要周全考慮好能夠發揮抗震成果的選址問題，如健全周到考慮好土體結構、地質、地貌等問題，并要預測分析地震活動發生時建筑構造的承受能力，且要記錄相關技術資料檔案中，待實地考證時能夠綜合評價。此外，還要避開影響建筑構造抗震效果發揮的不利區域、地段等，當避無可避時應當立足實際采取合理控制措施

2.加強建筑構造規劃研究

由于地震發生時建筑結構本身會發生應力過于集中、突破塑性變形彈性極限等的可能，進而形成結構抗震薄弱部分。因此，建筑構造設計應能保證建筑結構延性、安全度、以及選取合適的建筑平面、剖面進行設計，既要保證建筑結構強度穩定，又能避免建筑脆性過大而延性過小的負面現象發生。

3.保證地基與基礎設計要求當房屋項目工程的地基土體為粘性土、軟土、液化土、以及不均勻沉降土時，應當評估好地基的基礎沉降是否在預控范疇之內，是否發生嚴重不規則沉降現象，從而才能有針對性的采取防控措施。

4.滿足建筑構造體系設計要求

抗震性能價值體現是建筑構造體系設計中的重要組成部分。因此在構造設計上就要綜合分析、周全考慮、能夠統籌把握好各項綜合因素。如考慮好抗震防御等級、抗震強度控制指標、項目建設場地、以及基礎地基處理、供應材料的質量體系要求、現有技術規模等問題。

5.確保建筑構造的構件要求

（一）房屋建筑工程的結構基礎構件設計應當滿足相關規程標準、要求，如混凝土的圈梁、構造柱、芯柱、或者配筋砌體等的質量建設體系要求就必須能夠保證。

（二）要保證混凝土結構合理設計，在建筑的具體結構構件應能具備尺寸合理、縱向承重鋼筋及箍筋的強度達到設計標準，目的是控制剪切破壞先于彎曲破壞發生的可能，以及防止鋼筋屈服而引起的構件塑性變形遭受破壞發生。

（三）鋼結構建筑施工時能夠保證其構件尺寸、規格、數量合理，進而才能避免整體構造抗震成果發揮不利、結構失穩的現象發生。最后，還要周全考慮好建筑構造構件之間的鏈接、銜接性的體現，控制好構件節點的穩定性，保證其在地震發生時的塑性破壞能夠晚于其他結構構件，進而才能增強建筑結構的整體穩定性與安全度。

五.建筑結構設計抗震關鍵措施和設計方法

1.建筑結構抗震措施要點

（一）房屋建筑結構設計要從建筑的全局出發，全面考慮各種建筑部位的功能，在此基礎上，科學設計每個部分的構件，保證每個部件之間的契合，促使每個部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設計要求，滿足一定的現實需求，同時，通過抗震設計，使得每個構件都可以具有相應的承載力，當地震來襲，每個構件都可以有著一定的次序先后破會，整體組合構件將會有著更強大的承載力和柔性，從而延緩地震破壞的速度，消耗爆發的能量。增強建筑的整體抗震能力。

（二）要嚴格選擇地基選址，地基選址是進行建筑結構設計的基礎，因此，在建筑結構抗震設計中，要科學避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實地，利用先進技術設備，進行地質勘探，山石水土監測，并取樣論證，科學嚴謹分析。力求使得整個地基牢固可靠，地質穩定無滲漏，無坍塌，無暗河，無熔巖，無火山……從而保證整個地基不會因為承載而發生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設計。

（三）采用合理的建筑平立面。建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結構布置。建筑布局簡單合理，結構布置符合抗震原則，通過無數次的實驗表明，簡單、規則、對稱的建筑結構抗震能力強，對延緩地震烈度范圍延伸，消耗地震的能量，減少地震對整體結構的破壞，而且，對稱結構容易準確計算其地震反應。

（四）選擇合理的結構形式。抗震結構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題。建筑結構抗震設計中，不同結構的抗震結構體系的承載力受到抗震設防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經濟條件等多種條件的影響，因此房建結構抗震設計要綜合考慮，做到科學選擇，嚴謹設計。

（五）結構良好的延性有助于減小地震作用，吸收與耗散地震能量，避免結構倒塌。因此，結構設計應力求避免構件的剪切破壞，爭取更多的構件實現彎曲破壞。

六.結束語

因為涉及到人類生命財產安全的重要問題，建筑物的抗震問題是目前建筑結構設計界討論比較多的話題之一。因此，我們在對建筑物進行結構設計的時候，必須把房屋建筑結構中的抗震設計要求放到非常重要的位置，并采取適當的措施，盡量避免地震對建筑物的損壞，為保障人民的生命及財產作出應有貢獻。

參考文獻：

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關鍵詞：高層建筑；混凝土房屋；抗震設計；抗震設防

Abstract: This article researches and analyzes the seismic design of the tall reinforced concrete building, according to the author’s practical experience and summarized relevant materials,.

Key words: high-rise building; concrete building; seismic design; seismic fortification

中圖分類號：TU3文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

在建筑工程項目建設中，設計階段是整個工程最為關鍵的一個環節，在設計中要考慮到多方面的因素。本文結合工作實踐對高層建筑結構抗震設計進行理論上的研究，從設計理念、設計原則到設計方法進行了探討，雖然有些粗淺，希望對同行們有一定的參考作用。

地震是人類在繁衍生息、社會發展過程中遇到的一種可怕的自然災害。強烈地震常常以其猝不及防的突發性和巨大的破壞力給社會經濟發展、人類生存安全和社會穩定、社會功能帶來嚴重的危害。據統計，歷史上各種自然災害曾毀滅了世界各地 52 個城市，其中因地震而毀滅的城市有 27 個。地震之外的其它各種災害，如水災、火災、火山噴發、風災、沙災、旱災等毀滅的城市為 25 座。因此，地震占災害總數的 52%。可見地震災害確系“群害之首”。研究表明，在地震中造成人員傷亡和經濟損失最主要的因素就是房屋倒塌及其引發的次生災害（約占 95%）。無數次的震害告訴我們，抗震設計是防御和減輕地震災害最有效、最根本的措施。

1 建筑抗震的理論分析

1.1 建筑結構抗震規范 建筑結構抗震規范實際上是各國建筑抗震經驗帶有權威性的總結,是指導建筑抗震設計（包括結構動力計算,結構抗震措施以及地基抗震分析等主要內容）的法定性文件它既反映了各個國家經濟與建設的時代水平，又反映了各個國家的具體抗震實踐經驗。它雖然受抗震有關科學理論的引導,向技術經濟合理性的方向發展，但它更要有堅定的工程實踐基礎,把建筑工程的安全性放在首位，容不得半點冒險和不實。正是基于這種認識，現代規范中的條文有的被列為強制性條文，有的條文中用了“嚴禁，不得，不許，不宜”等體現不同程度限制性和“必須，應該，宜于，可以”等體現不同程度靈活性的用詞。

1.2 抗震設計的理論 擬靜力理論。擬靜力理論是 20 世紀 10～40 年展起來的一種理論，它在估計地震對結構的作用時，僅假定結構為剛性,地震力水平作用在結構或構件的質量中心上。地震力的大小當于結構的重量乘以一個比例常數（地震系數）。反應譜理論。反應譜理論是在加世紀 40～60 年展起來的，它以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解，以及結構動力反應特性的研究為基礎，是加理工學院的一些研究學者對地震動加速度記錄的特性進行分析后取得的一個重要成果。動力理論。動力理論是 20 世紀 70-80 年廣為應用的地震動力理論。它的發展除了基于 60 年代以來電子計算機技術和試驗技術的發展外,人們對各類結構在地震作用下的線性與非線性反應過程有了較多的了解，同時隨著強震觀測臺站的不斷增多，各種受損結構的地震反應記錄也不斷增多。進一步動力理論也稱地震時程分析理論，它把地震作為一個時間過程，選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入，建筑物簡化為多自由度體系，計算得到每一時刻建筑物的地震反應，從而完成抗震設計工作。

2 高層建筑結構抗震設計

2.1 抗震措施 在對結構的抗震設計中，除要考慮概念設計、結構抗震驗算外，歷次地震后人們在限制建筑高度，提高結構延性（限制結構類型和結構材料使用）等方面總結的抗震經驗一直是各國規范重視的問題。當前，在抗震設計中，從概念設計，抗震驗算及構造措施等三方面入手，在將抗震與消震（結構延性）結合的基礎上，建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法，直至進一步通過一些結構措施（隔震措施，消能減震措施）來減震，即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且，強柱弱梁，強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用已得到普遍的認可。

2.2 抗震設計理念 我國 《建筑抗震規范》（GB50011-2001）對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求，“三水準”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時，結構處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。因此, 要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態驗算，要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服進入非彈性變形階段，建筑物可能出現一定程度的破壞。但經一般修理或不需修理仍可繼續使用。因此，要求結構具有相當的延性能力（變形能力）不發生不可修復的脆性破壞。當遭遇第三設防烈度地震即高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震時，結構雖然破壞較重，但結構的非彈性變形離結構的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發生危及生命的嚴重破壞，從而保障了人員的安全。因此，要求建筑具有足夠的變形能力，其彈塑性變形不超過規定的彈塑性變形限值。

三個水準烈度的地震作用水平，按三個不同超越概率（或重現期）來區分的:多遇地震：50 年超越概率 63.2%，重現期 50 年；設防烈度地震（基本地震）：50 年超越概率 10%，重現期 475 年；罕遇地震：50 年超越概率 2%-3%，重現期 1641-2475 年，平均約為 2000年。對建筑抗震的三個水準設防要求，是通過“兩階段”設計來實現的，其方法步驟如下：第一階段：第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數，先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應，與風、重力荷載效應組合。并引入承載力抗震調整系數。進行構件截面設計，從而滿足第一水準的強度要求；第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角，使其不超過抗震規范所規定的限值；同時采用相應的抗震構造措施，保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能，從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段:采用與第三水準相對應的地震動參數，計算出結構（特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節）的彈塑性層間位移角，使之小于抗震規范的限值。并采用必要的抗震構造措施，從而滿足第三水準的防倒塌要求。

2.3 抗震設計方法 我國的《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）對各類建筑結構的抗震計算應采用的方法作了以下規定：高度不超過 40m，以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，以及近似于單質點體系的結構，可采用底部剪力法等簡化方法；除 1 款外的建筑結構，宜采用振型分解反應譜方法；特別不規則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑，應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算，可取多條時程曲線計算結果的平均值與振型分解反應譜法計算結果的較大值。

3 結語

要使工程建設真正達到能夠減輕以至避免地震災害，把握好抗震設計關是減輕地震災害的根本措施。

參考文獻：

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關鍵詞：鋼筋混凝土框架；強柱弱梁；抗震

中圖分類號：TU323文獻標識碼： A 文章編號：

引言

鋼筋混凝土框架體系，隨著材料性能和制作工藝的不斷提高和改善，應用范圍逐漸擴大。其建筑布置比較靈活，可以設計成具有較大空間的各類建筑。但是，由于其整體結構剛度小、冗余度低， 造成其抵抗強震和抗倒塌能力弱，在強震中易造成較大損失， 震后修復困難， 修復費用較高。鑒于以上原因，為了在地震區建設符合“小震不壞、中震可修、大震不倒”設防水準的框架結構房屋，《建筑抗震設計規范》做了相應的規定和要求， “強柱弱梁”就是保證“中震可修、大震不倒”的重要技術措施之一。由于框架結構一般不具備多道抗震防線， 因此延性框架塑性鉸要求發生在不影響整體穩定的梁上，使柱得到保護，從而保證整體結構的穩定， 做到“大震不倒”，降低危害。

1國內對“強柱弱梁”理念的研究現狀

“強柱弱梁”是鋼筋混凝土框架結構抗震設計的基本原則之一，即在地震作用下，梁先于柱發生破壞。 因為梁破壞通常是局部的，且如果梁端出現塑性鉸可以消耗掉一部分地震能量，從而更好的保證整個結構的安全。 而柱破壞則可能導致結構整體的倒塌，后果嚴重。我國現行《建筑抗震設計規范》也對“強柱弱梁”的實現做出了具體規定，即除框架頂層和柱軸壓比小于0.15及框支梁與框支柱的節點外，對于考慮地震作用組合的一、二、三級框架柱，柱端組合的設計彎矩應乘以相應的增大系數。

清華大學、西安交通大學、北京交通大學土木工程專家組[1]通過對汶川地震的震害分析指出： 由于樓板的增強作用、框架梁上增加砌體或填充墻的增強作用、增大上部結構的剛度等，使得框架梁或屋蓋的實際剛度增大， 在實際框架結構震害中， 很少看到“ 強柱弱梁”型破壞。由于地震的復雜性，現澆樓板的影響和鋼筋屈服時的超強等因素的影響， 難以實現“ 強柱弱梁”的破壞機制， 這也引出應該根據這些因素來提高柱端彎矩增大系數從而達到梁鉸機制。從單質點體系理想的荷載- 變形關系曲線[2]出發： “ 強柱弱梁”原則是延性框架結構設計的關鍵， 圍繞這個問題來進行“ 強柱弱梁”設計， 那么“ 強柱弱梁”設計原則不是通過增加柱梁剛度比，而是通過降低梁的相對強度、提高柱的相對強度來實現的。從構件層次和結構體系層次對“ 強柱弱梁”進行概率分析[3]：抗震等級越高，柱彎矩增大，系數越大，軸壓比限值越小，梁的界限受壓區高度越小， 從而使柱端形成塑性鉸的概率減小， 梁端出現塑性鉸的概率增大， 從而增大了“ 強柱弱梁”的形成概率。通過對“ 強柱弱梁”的影響因素的分析[4]：為了滿足“ 強柱弱梁”的抗震設計要求，柱端設計彎矩均應按梁端截面實配鋼筋的抗震受彎承載力進行調整放大，而且在進行抗震設計時， 應考慮框架梁的塑性內力重分布，對梁端負彎矩進行適當調幅，同時應采用柱邊緣所對應的梁端彎矩設計值進行截面配筋及裂縫驗算。另外需要合理控制框架梁底部鋼筋伸入框架柱的數量，來避免鋼筋過多帶來的超強剛度的影響，尤其應該考慮現澆樓板及其配筋對梁端截面受彎承載力的影響。

2 影響“強柱弱梁”實現的因素

“ 強柱弱梁”措施作為建筑抗震設計的一項重要設計原則， 在工程設計中占有重要的地位和作用，其最終目的就是形成延性框架設計， 從而為保證生命和財產的安全做貢獻， 將災害損失降到最低。綜上所述，影響“ 強柱弱梁”破壞機制的因素眾多，其中關鍵四個因素如下：

Ⅰ）現澆樓板的影響。在現澆結構中，樓板是與框架梁一起澆筑的， 兩者結合良好，共同工作的能力強，樓板可以顯著的提高框架梁的抗彎剛度和抗彎承載力。

Ⅱ）填充墻的影響。填充墻是一個最復雜因素， 對結構的剛度影響很大，如果是把強柱弱梁作為包括填充墻在內的整體結構抗震的屈服機制設計目標時，那么預期出鉸的框架梁上則不應設置填充墻，或者在填充墻與框架柱之間留有足夠的縫隙。

Ⅲ） 鋼筋超配置的影響。鋼筋超配會引起梁端超強，原因有以下幾點：一是實際采用的鋼筋屈服強度比設計的鋼筋屈服強度高； 二是鋼筋屈服后的應變硬化指標較高； 三是設計配筋構造， 滿足最大或最小構造要求，導致的梁端抗彎承載力提高； 四是設計人員為了保證安全系數，人為地加大梁的配筋率。

Ⅳ）軸壓比的影響。在進行結構設計時，多是根據軸壓比來確定柱的截面尺寸，規范中為保證柱有一定的延性，對柱的軸壓比規定了上限。 在設計中，由于建筑美觀或者降低造價等各方面的要求，設計人員常常在滿足軸壓比的前提下盡量縮小柱截面尺寸，尤其是在結構底層柱。 因此規范中規定的軸壓比限值過高，框架柱截面尺寸偏小，也是造成實際震害中出現“強梁弱柱”的原因之一。

3 實現“強柱弱梁”的討論

通過以上分析可知， 若想實現“強柱弱梁”破壞機制，我們應該綜合各種因素來分析，使“ 強柱弱梁”原則更加明確化、具體化、規范化。

首先，嚴格控制梁端鋼筋的超配。利用概率分析的方法來確定截面超配筋對梁或柱的影響，來具體確定截面的超配筋系數以及控制伸入框架柱鋼筋的數量， 而且還要明確的確定彎矩的調幅系數或參數，以便滿足結構的“ 強柱弱梁”的設計要求， 從而最終確定最佳的柱端彎矩增大系數，減少過多鋼筋在梁柱節點區的錨固，保證節點區的混凝土的質量。

其次，應具體考慮現澆樓板對“ 強柱弱梁”機制的具體影響來提取影響參數。這里主要是綜合考慮剪跨比、軸壓比、橫向梁剛度、板內配筋情況等因素等效來確定板的有效寬度。根據最大層間位移角來計算板的有效寬度，即：T形梁的有效翼緣寬度， 主要通過考慮樓板對梁端抗負彎矩能力的貢獻、對受彎承載力的影響以及結構內力重分布的影響，來確定柱端彎矩增大系數。

此外，增加柱子的非彈性變形和耗能能力。按照現行抗震規范進行框架結構設計，無法保證框架在地震中一定不發生柱鉸破壞，而對“強柱弱梁”的設計規定也主要是為了防止框架發生倒塌。若框架柱有足夠的變形和耗能能力，就可以一定程度上防止框架發生倒塌。 增加框架柱抗震能力的措施有很多，如采用鋼套管或纖維增強復合塑料等材料對框架柱進行側向約束或者采用高強螺旋箍筋，增加對柱核心混凝土的約束，提高柱的抗倒塌能力；另外，在技術條件和工程造價允許的前提下，采用型鋼混凝土柱、鋼管混凝土柱等組合結構柱，亦可大大提高結構的抗震性能。

參考文獻：

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篇9

關鍵詞 碳纖維軸向承載力抗震加固

中圖分類號：TU528.571文獻標識碼： A 文章編號：

一.概述

粘帖CFRP片材加固修復混凝土結構的技術，主要用于鋼筋混凝土柱的抗震加固、梁柱的受剪加固、梁板的受彎加固、以及裂縫和耐久性修補。對于鋼筋混凝土柱粘帖CFRP片加固，國內外大量的試驗和理論分析均表明，目前采用一般粘帖CFRP片材加固鋼筋混凝土柱的方法，在鋼筋混凝土柱粘帖CFRP片材后，使柱中混凝土處于三向受壓狀態，提高了混凝土的抗壓強度及極限壓應變，從而提高鋼筋混凝土柱軸壓承載力及延性。與約束混凝土的機理類似，鋼筋混凝土柱粘帖CFRP片材加固后使柱中混凝土處于約束狀態，由于CFRP片材是線彈材料，使其產生的約束力是持續增長的，直至碳纖維拉斷，混凝土破壞。可以認為：當鋼筋混凝土柱粘帖CFRP片材加固軸向應力超出混凝土的抗壓強度后，應力---應變關系呈線性增長，混凝土的應力和應變同時達到最大值，呈現了CFRP片材是線彈性材料約束混凝土的特點。[1]

二、碳纖維加固混凝土柱的原理

普通混凝土結構在使用一定的年限后，混凝土腐蝕、鋼筋銹蝕，承載能力下降；一部分新建和在建的工程，由于設計或施工不當，有些工程使用功能改變，荷載增加或者提高建筑物的抗震設防等級；由于種種原因造成停建爛尾工程，又重新啟動的工程等等，這些都需要對結構進行加固。使用建筑結構膠在混凝土表面粘帖CFRP片材材料進行加固修復混凝土結構，《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》中對鋼筋混凝土柱的加固從施工到設計都有詳細的規定。

《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》中要求粘帖CFRP片材加固修復混凝土結構應由熟悉該技術施工藝的專業施工隊伍完成，并應有加固修復和施工技術措施。保證施工質量的關鍵是遵循工序要求，施工時應考慮環境溫度、濕度對結構膠固化的影響。施工過程中，為保證加固質量，應從施工準備開始對需要加固的構件進行表面修復、清理并保持干燥，應按產品供應商提供的工藝規定進行配置和涂抹結構膠。粘帖CFRP片材還應符合《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》中有關條款要求。施工中應注意安全，遠離電器設備及電源，做好防護措施。在開始施工之前，應確認CFRP片材及配套的結構膠的新產品合格證、產品出廠質量檢驗報告，各項性能指標應符合《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》中的檢驗要求。[2]

改善鋼筋混凝土柱最方便最有效的方法就是對核心區混凝土和保護層混凝土進行有效的約束，提高混凝土自身的變形能力。《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》的出現使得這一方法變得簡單易行。CFRP片材包裹在鋼筋混凝土柱，混凝土受到了外包纖維的有效約束，極大改善了混凝土的變形能力；同時外包纖維限制了裂縫的發展，在纖維拉斷前保護層的混凝土不剝落，有效防止了粘結構破壞的發生。

為了進行CFRP約束混凝土構件的力學性能和承載力設計方法的研究，必須確定混凝土在CFRP生材料約束情況下的應力―――應變關系。國內外許多學者對CFRP約束混凝土的關系進行了研究，基于試驗結果分析，建立了CFRP約束混凝土關系指數曲線+直線曲線的模型。

三、碳纖維加固鋼筋混凝土柱的軸向承載力計算抗震加固[3]

我國現行鋼筋混凝土設計規范及抗震設計規范中，對于鋼筋混凝土結構的抗震措施，主要針對不同的抗震等級，通過內力調整和限制軸壓比倆方面來控制。許多研究者指出：軸壓比影響柱的延性及破壞形式。當軸向壓力較小時，鋼筋混凝土柱為受拉破壞，主要是由于受拉側鋼筋先達到屈服而引起的，表現出一定的延性。隨著軸向壓力的增加，柱的延性不斷降低。當軸力超過界限軸力時，受拉側鋼筋達不到受屈服，構件的破壞主要是由于混凝土壓潰或主筋的壓曲造成的，因此延性很小。這就是抗震結構中限制鋼筋混凝土柱軸壓比的原因。在實際加固改造工程中，常常會遇到框架柱軸壓比超出規范限值得情況。此時采用CFRP約束混凝土的關系環向包裹對柱進行約束，可以提高柱的混凝土抗壓強度，從而降低軸壓比。對于外粘帖纖維布弱約束鋼筋混凝土柱計算；外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸壓構件，其軸承載力按下列公式計算：N0.9（

對圓形載面建議按：式中： 為外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸壓構件心抗壓強設計值； 為外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸向構件抗壓強設計值； 為外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸向構件抗拉強設計值；外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸向構件抗拉強設計值；A為加固柱截面的面積。一般情況下 不應大于的1.5倍，黨有可靠依據時混凝土強度的提高幅值可適當提高。截面的半徑或高度應小于1.0m，對矩形截面的高寬比h/b應小于1.5。

為確保核心區混凝土得到有效的約束，我國現行鋼筋混凝土設計規范及抗震設計規范給出了柱箍筋加密區的最小配箍特征值 ，為避免配箍率過小還規定了最小體積配箍率。鋼筋混凝土柱軸可以通過粘帖碳纖維來滿足《建筑抗震設計規范》（GB50011―2001）對箍筋加密區以及體積配箍率的構造要求，以提高其抗震性能。碳纖維的加固最主要課依據《建筑抗震設計規范》和《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》中（CECS146:2003）來確定。

碳纖維片材在箍筋加密區宜連續布置，且碳纖維片材兩端應搭接或采取可靠連續措施形成封閉箍。碳纖維片材條帶的搭接長度不應小于150mm，各條帶的搭接位置應相互錯開。

參考文獻：

[1] 文明才. 建筑結構加固技術及發展趨勢[J]. 湖南城市學院學報(自然科學版)[J]. 2005,14 (3):13-15.

篇10

論文摘要：建筑抗震設計對結構構件有明確的延性要求。軸壓比和剪跨比是影響構件延性的最主要的兩個因素，也是一對互成矛盾的因素。短柱的延性很差，尤其是超短柱幾乎沒有延性，在建筑遭受本地區設防烈度或高于本地區設防烈度的地震影響時，很容易發生剪切破壞而造成結構破壞甚至倒塌，無法滿足“中震可修，大震不倒”的設計準則。為了避免短柱脆性破壞問題在高層建筑中發生，筆者認為，首先要正確判定短柱，然后對短柱采取一些構造措施或處理，提高短柱的延性和抗震性能。

1 高層建筑抗震設計常見的問題

在高層建筑的建設中，其中最主要的問題是對它的抗震問題的研究，其中又以中短柱問題為最主要的問題。現在首先介紹一下抗震設計中常見的一些問題。

1.1 缺乏巖土工程勘察資料或資料不全。有的在擴初設計階段還缺建筑場地巖土工程的勘察資料，有的在擴初設計會審之后就直接進入了施工圖設計，有的在規劃設計或方案設計會審后就直接進入了施工圖設計。無巖土工程勘察資料，設計缺少了必要的依據。

1.2 結構的平面布置。外形不規則、不對稱、凹凸變化尺度大、形心質心偏心大，同一結構單元內，結構平面形狀和剛度不均勻不對稱，平面長度過長等。

1.3 一個結構單元內采用兩種不同的結構受力體系。如一半采用砌體承重，而另一半或局部采用全框架承重或排架承重；底框磚房中一半為底框，而另一半為磚墻落地承重［這種情況常發現在平面縱軸與街道軸線相交的住宅，其底層為商店，設計成一半為底框磚房(有的為二層底框)，而另一半為磚墻落地自承，造成平面剛度和豎向剛度二者都產生突變，對抗震十分不利］。

1.4 底框磚房超高超層。如1996年，對在杭設計單位作的一次專題普查，發現有69幢底框磚房超高超層。新項目亦普遍存在此現象，1999年某地塊住宅竣工交付使用驗收中發現有三幢底框磚房超高超層，甚至有超三層的。

1.5 抗震設防標準掌握不當。有一些項目擅自提高了設防標準，按照《建筑抗震設防分類標準(GB 50223-95)》劃分應屬六度設防的，但設計中提高了一度按七度設防，提高了建筑抗震設防標準，將會增加工程投資；有的項目嚴格應按七度采取抗震措施的，但設計中又按六度設防，減低了抗震設防標準，不利抗震。

1.6 結構的豎向布置。在高層建筑中，豎向體型有過大的外挑和內收，立面收進部分的尺寸比值B1/B不滿足≥0.75的要求。

1.7 抗震構造柱布置不當。如外墻轉角處，大廳四角未設構造柱或構造柱不成對設置；以構造柱代替磚墻承重；山墻與縱墻交接處不設抗震構造柱；過多設置抗震構造柱等。

1.8 框架結構砌體填充墻抗震構造措施不到位。砌體外圍護墻砌筑在框架柱外又沒有設置抗震構造柱，框架間砌體填充墻高度長度超過規范規定要求又沒有采取相應構造措施。

1.9 結構其他問題。有的底層無橫向落地抗震墻，全部為框支或落地墻間距超長；有的僅北側縱墻落地，南側全為柱子，造成南北剛度不均；有的底層作汽車庫，設計時橫墻都落地，但縱墻不落地，變成了縱向框支；還有的底框和內框砌體住宅采用大空間靈活隔斷設計，其中幾乎很少有縱墻。不少地方都采用鋼筋混凝土內柱來承重以代替磚墻承重，實際上將磚混結構演變為內框架結構，這比底框磚房還不利，因內框磚房的層數、總高度控制比底框磚房更嚴，因此存在著嚴重抗震隱患。更為嚴重的是這種情況并未引起目前大多數結構工程師的重視。

1.10 平面布局的剛度不均。抗震設計要求建筑的平、立面布置宜規正、對稱，建筑的質量分布和剛度變化宜均勻，否則應考慮其不利影響。但有的平面設計存在嚴重的不對稱：一邊進深大，一邊進深小；一邊設計大開間，一邊為小房間；一邊墻落地承重，一邊又為柱承重。平面形狀采用L、π形不規則平面等，造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車庫的住宅，一側為進出車需要，取消全部外縱墻，另一側不需進出車輛，因而墻直接落地，造成橫向剛度不均。這些都對抗震極為不利。

1.11 防震縫設置。對于高層建筑存在下列三種情況時，宜設防震縫：①平面各項尺寸超過《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程(JGJ 3-91)》中表2.2.3的限值而無加強措施；②房屋有較大錯層；③各部分結構的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未設防震縫。

1.12 結構抗震等級掌握不準。有的提高了，而有的又降低了，主要是對場地土類型、結構類型、建筑高度、設防烈度等因素綜合評定不準造成。

上述這些問題的存在，倘若不能得到改正，勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的存在，倘若不能得到改正，勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的原因是多方面的，有認識方面的原因有計劃經濟向市場經濟轉化過程中出現的原因，有設計人員忽視了抗震概念設計方面的原因(未能從整體、全局上把握好)，有法律建設方面的原因(在工程抗震設防管理方面缺乏國家政府法律依據，特別是處罰方面)，通過這些問題來研究中短柱的問題：

2 短柱的正確判定

柱凈高H與截面高度h之比H/h≤4為短柱，工程界許多工程技術人員也都據此來判定短柱，這是一個值得注意的問題。因為確定是不是短柱的參數是柱的剪跨比λ，只有剪跨比λ＝M/Vh≤2的柱才是短柱，而柱凈高與截面高度之比H/h≤4的柱其剪跨比λ不一定小于2，亦即不一定是短柱。按H/h≤4來判定的主要依據是：①λ=M/Vh≤2；②考慮到框架柱反彎點大都靠近柱中點，取M＝0.5VH，則λ＝M/Vh＝0.5VH/Vh＝0.5H/h≤2，由此即得H/h≤4。但是，對于高層建筑，梁、柱線剛度比較小，特別是底部幾層，由于受柱底嵌固的影響且梁對柱的約束彎矩較小，反彎點的高度會比柱高的一半高得多，甚至不出現反彎點，此時不宜按H/h≤4來判定短柱，而應按短柱的力學定義——剪跨比λ＝M/Vh≤2來判定才是正確的。

框架柱的反彎點不在柱中點時，柱子上、下端截面的彎矩值大小就不一樣，即Mt≠Mb。因此，框架柱上、下端截面的剪跨比大小也是不一樣的，即λt＝Mt/Vh≠λb＝Mb/Vh。此時，應采用哪一個截面的剪跨比來判斷框架柱是不是屬于短柱呢？筆者認為，應該采用框架柱上、下端截面中剪跨比的較大值，即取λ＝max（λt，λb）。一般情況下，在高層建筑的底部幾層，框架柱的反彎點都偏上，即Mb＞Mt。

在層高一定的情況下，為提高延性而降低軸壓比則會導致柱截面增大，且軸壓比越小截面越大；而截面增大導致剪跨比減小，又降低了構件的延性。因此，在高層特別是超高層建筑結構設計中，為滿足規程對軸壓比限值的要求，柱子的截面往往比較大，在結構底部常常形成短柱甚至超短柱。

3 改善短柱抗震性能的措施

當按剪跨比λ判定柱子不是短柱時，按一般框架柱的抗震要求采取構造措施即可；確定為短柱后，就應當盡量提高短柱的承載力，減小短柱的截面尺寸，采取各種有效措施提高短柱的延性，改善短柱的抗震性能。

3.1 使用復合螺旋箍筋 高層建筑框架柱的抗剪能力是應該滿足剪壓比限值和“強剪弱彎”要求的，柱端的抗彎承載力也是應該滿足“強柱弱梁”要求的。對于短柱，只要符合“強剪弱彎”和“強柱弱梁”的要求，是能夠做到使其不發生剪切型破壞的。因此，使用復合螺旋箍筋來提高柱子的抗剪承載力，改善對砼的約束作用，能夠達到改善短柱抗震性能的目的。