建筑抗震设计论文

导语：在建筑抗震设计论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。

第1篇

不确定性的地面运动的影响。地震动是地壳快速释放能量过程中产生具有不确定性的多维振动，它是通过地震波的传播实现的，它的随机性和复杂性让人难以预测。地震动的各个分量对建筑都具有危害作用，即一个竖向分量、两个水平分量和一个转动分量。地震灾害具有突发性、破坏性、难以预测性，甚至是毁灭性的。结构动力特性的影响。影响结构动力分析的因素主要有：结构质量分布不均匀；基础与上部结构的协同作用；节点的非刚性转动；偏心扭转可能使位移增加；柱的轴向变形可能会使周期变长，加速度降低；材料的影响。混凝土的弹性模量随着时间的增长或应变的增大而降低，这意味着自振周期可能增长，而加速度反应将减小。阻尼变化的影响。钢筋混凝土结构阻尼比受震松动以后会变大，且自振周期变长。基础不同沉降量的影响。按一般荷载设计的框架结构，当地震系数大于0，基础差异沉降可能造成实际弯矩与设计弯矩出现较大的误差，而这种误差在设计中一般未予考虑。建筑结构的施工质量。施工质量是影响结构抗震能力的一个重要因素。施工的任一环节都可能对建筑结构的抗震性能造成重要影响。这就是为什么“豆腐渣工程”的抗震性能总是和设计值相差甚远。

2.建筑结构抗震设计方法

2.1结构地震分析法

结构抗震设计的首要任务就是对结构最大地震反应的分析，需要确定内力组合及截面设计的地震作用值。常用的地震分析法有底部剪力法、弹性时程分析方法、振型分解反应谱法、非线弹性静力分析法以及非线弹性时程分析法。其中最为简单的属底部剪力法，其在质量、刚度沿高度分布较均匀的结构中较为适用。假设结构的地震反应以线性倒三角形的第一振型为主。并通过第一振型周期的估计来确定地震影响系数。对于较为复杂的结构体系，采用振型分解反应谱法来计算，它的思路就是根据振型叠加原理，将各种振型对应的地震作用、作用效应以一定方式叠加起来得到结构总的地震作用、作用效应。而弹性时程分析适用于特别不规则和特别重要的结构中，将建筑物看作弹性或弹塑性振动系统，直接输入地面振动加速度记录，对运动方程积分，从而得到各质点的位移、速度、加速度和剪力时程变化曲线。非线弹性时程分析法可以准确完整的反映结构在地震作用下反应的全过程。按非线弹性时程分析法进行抗震设计，能改善结构抗震能力和提高抗震水平。非线弹性静力分析法考虑了结构弹塑性特性，在结构分析模型上施加某种特定倾向力模拟地震水平侧向力，并逐级单调增大，构件一旦屈服，修改其刚度直到结构达到预定的状态。

2.2建筑结构抗震设计方法

为了确保建筑结构的抗震能力最佳，所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面都达到最佳，质量分布均匀，平面对称、规则抗侧向力较好的体系及刚度与承载能力变化连续的结构体系是优先考虑的设计方案，从而经济地实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。

（1）根据我国的抗震设计规范，建筑持力层的选择非常重要，它关系着整个建筑物的安全性能，同时规范还指出，建筑的形体要适当，要求建筑的形状及抗侧力构件的平面布置宜规则，并有整体性，不宜用轴压比很大的钢筋混凝土框架柱作为第一道防线。

（2）抗震结构体系布置是建筑结构抗震设计的关键问题，如房屋建造中框架结构体系和砌体结构的选择问题。地震后会有余震，抗震结构体系应具有多道抗震防线。如框架结构设计中为了避免部分构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力，将不承受重力荷载的构件用作传递途径。

（3）传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性)来抵御地震作用的，即由结构本身储存和消耗地震能量。消能减震设计指在结构中设置消能器来消耗地震输入的能量，减轻结构的地震反应，减小结构发生破坏和避免结构物直接倒塌以达到预期防震减震要求。隔震设计指在建筑物基础与上部结构之间设置隔离层，即安装隔震装置，通过隔震装置延长结构的基本周期，避免地震能量集中使结构发生屈服和破坏。这是一种以柔克刚积极主动的抗震对策,是一种新方法、新对策、新途径。

（4）尽可能多设置几道抗震防线，一个较好的抗震建筑结构由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。强烈地震之后往往伴随多次余震，如果只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。如像教学楼这种相对大开间、单跨、大窗口、悬臂走廊的纯框架结构，其纵、横方向的刚度不均匀，很容易发生扭转破坏，而整个结构只有框架一道防线，一旦柱子发生破坏，没有其他约束措施，整个框架因丧失全部承载能力而倒塌。防止脆性和失稳破坏，增加延展性。设计不良的细部结构常常发生脆性和失稳破坏，应该防止。刚度的选择有助于控制变形，在不增加结构的重量的基础上，改变结构刚度，提高结构的整体刚度和延展性是有效的抗震途径。

（5）场地条件就是导致建筑震害过于严重的关键因素，所以选择最为有利的地形最大限度的防止建筑物出现在不利于抗震功能发挥的区域。选择在抗震过于危险的区域来建造房屋，有可能对人们的生命财产安全带来危害。在汶川地震时，北川县城西的房屋建造在有滑坡隐患的山体之下，在地震的作用下，山体崩塌、滑坡，将大量的房屋掩埋，死亡1600人，损失惨重。

3结语

第2篇

关键词:房屋建筑；结构分析；抗震设计

一、抗震设计的重要性

从我们现在的经济发展状况来讲，城市人口越来越密集，房屋建筑也越来越多，若突然发生大的地震灾难就会造成难以估量的损失。房屋建筑根本性质就是为了给人们提供一个安全舒适的住宿，为人们的一个防护所，避免人们经受风吹日晒以及其他极端天气。地震则是我们目前所知的自然灾害中最严重的一个灾害，它所给人们造成极大的影响，地震不仅是简单的震动，也会引起一系列海啸、泥石流等自然灾害，其破坏性不可小觑。由此可见，当一个破坏性极大的灾难发生在人们最需要安全的避难所时，我们就不得不重视对于这一灾难的防护。再加上我们目前生活水平的提高，我们目前对于房屋建筑的要求应该是更为舒适，使用寿命更强，这就进一步要求我们对于房屋建筑的整体抗震性有更加完善的技术从而更好地保证我们生活的舒适性。

二、房屋建筑结构抗震设计规定

在我国，房屋建筑结构抗震设计的标准一般分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类等四个类别，简称甲、乙、丙、丁。在甲乙类建筑体系设计中应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，9度时应按比9度更高要求采取抗震措施。而丙类建筑应按本地区抗震设防确定其抗震措施。在丁类建筑中地震作用应按本地抗震设防烈度确定，但抗震措施（6度除外）允许比本地抗震设防烈度的要求适当降低。在多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型中，当平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构出现时，适用最大高度应适当减少。在钢筋混凝土房屋抗震等级的要求中，它的抗震设计一般要满足，如果是框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％的话，那么它的框架抗震等级应按框架结构来定。另外当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层一下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级。对于那些筒体房屋结构抗震的设计要求来说，筒体部分与框架部分楼板一般采用梁板体系。在施工程序及连接构造上我们采取减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层影响措施来解决。当低于9度采用加强层时，加强层的大梁或桁架与周边框架柱的连接宜采用铰接或半刚性连接。需要注意的是如果是9度的情况出现时就不要采用加强层了。

三、抗震设计在房屋建筑结构设计中的运用

抗震的设计在整个建筑中可以说是十分关键的一环，我们可以从一下几个方面进行理解，从而体会抗震设计时如何在房屋建筑结构设计中进行运用，进而理解抗震设计在房屋建筑中的重要性。（1）提高房屋建筑结构的抗震力。抗震设计，顾名思义，就是保障房屋建筑能够在地震时将其破坏程度保障到最小范围。所以在进行房屋建筑结构的设计师，首先就要保障有一个稳固的地基。地基是整个建筑的基础，其抗震性能也就在一定程度上决定着整个建筑的抗震能力。其次，房屋的整体结构上要建造抗震能力强的结构。比如我们知道的一些几何图形具有稳定的效能，我们就可以将其运用在房屋的结构当中。规则、对称的建筑结构也能有利于保障房屋的稳定性，从而减少地震对于房屋建筑变形的影响。在房屋建筑中的一些小细节上注意到对于抗震的作用。（2）我们完善了房屋的抗震设计之后，可以再从地震一方面来思考如何降低地震作用对房屋建筑的影响。我们目前所采取的办法就是在建筑物的基础与主体之间加一个隔震层，也有人提出在建筑物的顶端部分设立一个“反摆”。这样的设计首先能够有效避免发生地震时建筑物之间互相碰撞，并且能够有效缓解在地震来临时房屋的震动幅度，从而保障房屋内部物品的安全。这样的设想我们目前已经有所应用，在一些实际的经验中我们也发现了这一方法的可行性。（3）保证建筑的刚度，建筑结构上的防护以及外部的防护之后，还有保障房屋建筑自身的坚硬程度。首先，就需要考虑到在进行建筑时，使用钢筋混凝土材料，保障房屋的稳固。其次，就是在我们已有的建筑结构上对整个建筑进行进一步的加固。这一方面我们目前已经有相关的规定，明确告诉我们如何对于不同建筑类型进行不同的外层加固。目前，我们也仍需对于房屋建筑的使用材料进行进一步的探究，努力寻找优化建筑材料的办法，能够帮我们在建造房屋时一方面减少不必要的材料浪费，另一方面就是将优质的材料的性能充分地体现在房屋建筑整体的抗震性能上。

四、房屋建筑结构抗震设计措施

1.房屋建筑位置的选择，房屋建筑位置的选择在一定意义上来说决定着房屋质量的好坏，一般地地震可以导致房屋建筑周围地表变化，这样就会造成地基的开裂，导致房屋出现问题。因此在地理位置的选择上，设计人员要对房屋建筑进行合理化选择：如选择开阔的坚硬场地，考虑场地土的刚度大小和场地覆盖层的厚度等。2.房屋建筑材料的选择，抗震性房屋建筑材料要选择那些质量优等的材料。要综合考虑保暖、防火等多种因素的存在，比如良好的钢、铝合金结构、木质结构及轻型复合材料等建筑材料作为主体材料。3.选择合适的建筑结构体系，结构体系要满足稳定性，要与建筑结构相配套。此外要注意建筑物传力途径的明确性，以及受力计算的明确性，保障在建筑体系中不使用转换层，这样就会保障有地震发生时候避免建筑倾斜或局部受损等现象的发生。4.做好底层框架抗震墙设计，鉴于我国的地震灾害多数发生在底层，一般突出表现为“上轻下重”的这样一个现象，所以在设计时候要突出底层的墙体比框架柱重，框架柱又要比梁重。这样的设计就会在发生地震时底层破坏的程度比房屋的底层轻得多。5.钢筋混凝土框架抗震内力设计。我们尽可能做到在地震作用下的框架呈现梁铰型延性机构，为减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性，对梁端的剪力适当调整，使斜截面受剪承载力高于正截面受弯承载力，做到“强剪弱弯”。在实际运用中如不采取这个措施，柱端很可能比梁端先出现塑性铰。因此适当调整柱计算内力并增大配筋，使塑性铰首先出现在梁端，抗震性能较好。

五、结语

地震是人类生活面临的重要的自然灾害，危及着人民的生命与财产安全。在我国，目前人们对于房屋建筑无论是安全性还是舒适性的要求越来越高，房屋建筑行业不断改善自己的设计和技术，不断为人们提供更好更优质的服务。在建筑结构设计的时候，必须充分考虑抗震设计，并有采取适当的抗震措施，尽最大可能确保房屋质量，才能减少地震的危害。我们要进行不断地探索，对于抗灾设计有所重视，不断改善我们的技术，建造更优质的建筑。

作者:王甲辉 单位:吉林供电公司

第3篇

1．1常规抗震设计和性能设计方面的区别

性能设计提出小震不坏，中震可修，大震不倒的设计宗旨。与常规抗震设计的区别在于，第一，它的设计目标主要针对小地震，中型地震还有大型地震。而且还通过对全国65个城镇的地震所发生的概率，从而再对地震的强烈程度进行衡量，确保房屋建筑不发生破坏，达到可修，不倒的目标，通过对这些要求的论述可以看出，这些大多数都是针对建筑在宏观性能方面的控制。第二，为了实际施工中的效果有有据可依，最终选用了分两个阶段的简化分析方法，第一个步骤是对结构的构建进行验算，主要是对它的承载力进行计算。对这个计算，具体是选用了在地震比较小的情况下，按照相应的弹性反映理论，通过计算得到在小震作用下的标准值，以及相应的地震作用下的内力以及形变效应。通过可靠的分析，从而得到构件承载力的具体结果。随后将概念设计有关的内力进行调整，从而放大抗震的结构构造，这种措施可以有效满足对第二水准以及第三水准在地震宏观性能方面的控制要求。第二个阶段，就是要对构件结构的弹塑性以及其中的变形进行验算，同时还要对地震在倒塌状况下的结构，或者是有特殊要求的一些建筑结构，一定要对它的薄弱部位进行加固，以此来适应在大震发生时不会倒塌，或者是发生位移的情况，。

1．2常规设计和性能设计方法的比较分析

对于常规的抗震设计而言，它的设计目标是小震不坏，中震可修，大震不倒，具体而言就是在小地震的情况下有相关的性能指标，而在大型地震下有一定的位移要求，剩下的就是宏观方面的指标，在建筑的使用功能上，具体的分为了甲乙丙丁四种级别，在这四种级别的建筑当中，对防倒塌的要求不尽相同，其余的基本都是一样的，而针对性能的抗震设计，它是按照使用的功能来划分的，并且在这个领域提出了很多的预期性能目标，其内容不仅涉及了建筑的结构，同时还包括非结构的，还有一些设施的具体指标。而在具体的实施方法上，常规的抗震设计是按照指令性和处方的形式进行规划和设计的，根据不同的建筑结构概念而进行设计，比如小型地震下的弹性设计，在经验方面的内力调整内容，以及对构造的放大处理等，这些都是为了达到预期的宏观设计而落实的具体措施。而针对性能方面的抗震设计，除了满足最基本的要求以外，还要提出一些满足预期具体要求的有利论证来作为依据。这方面的内容主要包括建筑结构的体系，依据比较细致的分析内容，还有对完成抗震指标的具体试验措施等。还要有对这些内容的专业评价等。通过这几个方面的对比分析不难发现，针对于建筑的抗震在性能要求方面的设计方法的提出，成为了当前的发展趋势，而且在目前来看，在对高层建筑的结构设计当中，其可行性是非常好的。如果想要在所有的建筑结构中进行推广，还需要对其进行更深一步的探讨，还有相关设计人员自己的理解与掌握。

2高层结构的抗震性能优化

在地震水准不同的情况下，对高层的建筑结构在性能水准，还有性能目标方面的要求也不同，具体而言，它的抗震结构性能可以分为下面几个标准。第一，高层结构在发生地震之后，最好是完好无损伤，同时在一般的情况下，是不需要进行修理就可以继续使用的，而且建筑还要可以进行正常的安全出入以及使用。第二，如果地震发生后，其结构发生了非常明显的损坏，而且大多数的构件都发生了中等的损坏，从而进入屈服状态，在有比较明显的裂缝下，大部分的构件都有很严重的损坏程度，但是其整体的结构并不会发生倒塌，同时也没有局部倒塌的情况，建筑中的人员会有一定程度的伤害，但是对他们的生命安全却没有太大的威胁。

3结构抗震优化计算及试验要求

3．1建筑结构的模型设计分析

对高层建筑结构，尤其是在性能设计方面的计算要特别严格，不仅要对构件的承载力，还有变形进行计算，还要考虑构件在屈服之后其性能发生的变化。对这些方面的正确计算，对分析建筑的抗震性能，还有结构的实际所受应力情况都能够直观表现出来。但是这些计算都是要在合理的力学模型上来计算，而且结果不能脱离实际，否则没有任何参考价值的，在对结构抗震性能在弹性方面的计算，还有非线性方面的计算中，一定要分析结构的整体模型状况，还有构件以及节点的各种数据参数，必须保证其正确合理。如果建筑结构中拥有水平转换的构件，同时在区分这些问题的时候，还要对楼层的层数和层高进行计算。在涉及到剪力墙的计算方面，一定要关注对非线性的计算和分析，这对计算出模型的相关参数方面至关重要。如果建筑设计中选用了滑动的支座结构，必须对支座两侧的结构，以及它们之间的相互作用关系进行考虑，否则会对整体的计算模型产生严重的影响。

3．2结构抗震试验的设计要求

在进行高层建筑结构抗震方面的设计时候，在某些方面没有设计理念，缺乏一些相关的依据时，进行相关的模型试验很有必要。比如说选用的混凝土要有很高的含钢率，用这种材料来建设梁柱和剪力墙，在对拥有型钢的异形截面构件，或者是一些新型的构件进行使用的时候，对这些构件必须要进行相关的模型试验。在使用杆件比较多的铸铁点，还有多级的转换层，以及让楼梁侧面的楼板发生开洞，使楼梁本身和梁柱的节点地方不和楼板产生直接有相连接的关系时，对这些新设计结构的部件必须进行模型试验。

4总结

第4篇

关键词：建筑方案设计；建筑物抗震；作用分析

中图分类号： TU2 文献标识码： A

前言:在建筑方案设计中，建筑物的抗震设计是一个非常重要的环节，它和人们的生产生活有着非常密切的关系。现有的研究和经验表明，在建筑方案设计中全面贯彻抗震设计的主要内容，将二者结合到一起，能够有力的提高建筑物的抗震能力。

1、建筑方案设计在建筑抗震设计中的几个主要设计问题分析

1.1建筑体型设计问题

建筑体型包括建筑的平面形状和立体的空间形状的设计。震害表明，许多平面形状复杂，例如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。海城地震和唐山地震中有不少这样的震例。而平面形状简单规则的建筑（包括单

层和多层建筑）在地震中都未出现较重的破坏；有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂ss和不规则，例如相邻单元的高差过大、出屋面建筑部分的高度过高、有的建筑装饰悬伸过大过高，这些沿高度形状上的变化，在地震时都会造成震害，特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。在历次地震中工业与民用建筑都有此类震例。

所以，在建筑体型的设计中，应尽可能的使平面和空间的形状简洁、规则；在平面形状上，矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说，都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体形，尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼，在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度

比较均匀地分布，避免产生因体形不对称导致质量与刚度不对称而引起建筑物在地震时发生对抗震极不利的扭转反应。在建筑方案设计中，特别是高层建筑的建筑方案设计中，为了建筑立面美观和艺术上创意，复杂的建筑体型是难以避免的，但是，在设计时一定要把建筑艺术、建筑使用功能同结构抗震安全很好的地结合起来。

1.2 建筑平面布置设计问题

建筑物的平面布置在建筑方案设计中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距离，内墙的布置，空间活动面积的大小，通道和楼梯的位置，电梯井的布置，房间的数量和布置等等，都要在建筑的平面布置图上明确下来；而且，由于建筑使用功能的不同，每个楼层的布置有可能差异很大。因此，这就带来一个建筑平面布置的多样化如何同时考虑结构抗震要求的问题。一个比较突出的问题是，建筑平面上的墙体（包括填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙）布置不对称；墙体与柱的分布不对称，不协调；造成建筑结构质量与刚度在平面上分布的不对称，不协调；使建筑物在地震时产生扭转地震作用，对抗震很不利。根据抗震设计审查结果统计，有的城市在建筑平面布置上不合理的达17%，在墙体设置上不符合抗震要求的达24%。

1.3地展力问题

在高层建筑方案设计中，除了考虑垂直荷载和水平荷载外，还要考虑地展力。往往由水平地震力产生的内力，成为设计控制的主要因素。高层建筑的结构体系有多种，当地震烈度低于8度时，只要建筑物体型合理。垂直刚度均匀，九层以下的高层建筑，仍可采用钢筋混凝土框架结构。然而，由于高层建筑结构体系自身的柔性较大。加上设计师在建筑方案设计时因商业要求，无法建筑结构上进行合理的设计，从而引起建筑结构设计不合理，造成这类建筑抗震性能先天不足，加上临街一面底层抗震墙设簧减少，引起底层的侧移刚度比纵横墙较多的第二层要小，这种结构的建筑物其地震倾覆力矩主要由钢筋砼框架柱承担，使得底层钢筋砼框架柱的承载能力大为降低，当地震时，因为下柔上刚，从而危及整座建筑的安全。如何才能克服这些闲难就是建筑方案设计者所面临问题。

1.4 缺乏理论指导和经验

建筑抗震设计中缺乏科学规范的理论指导，缺乏实际经验的积累；我国对地质地震的认识尚不够完善，对地震的成因，预测，防治研究不够深入，地震防治规范不够科学。因此，在进行建筑结构抗震设计时候，缺乏一定的科学依据，或依据的是不完善的理论。因此，难以在建筑结构设计中完美融合防震设计理念。设计中，没有能够深入研究地震对建筑结构破坏的层次和顺序，难以做到重视主体的设计而兼顾细节问题。没有能根据实际情况灵活变通的运用抗震设计准则。

2、建筑方案设计和抗震设计的关系分析

建筑方案设计对建筑抗震起重要的基础作用。建筑的结构设计难以对建筑方案设计有很大的改动，建筑方案设计已经初步形成了，建筑结构就必须按照原则服从建筑方案设计的要求。设计师在建筑方案能够全面的考虑到抗震设计的要求，那么结构设计人员按照建筑方案

对结构部件进行科学、合理的布置，保证建筑结构质量与结构刚度均匀分布，结构受力和结构变形共同协调，提高建筑结构抗震性能和抗震承载能力；如果建筑方案没有考虑到抗震的要求，直接给结构抗震设计带来更大的难题，建筑布局设计限制结构抗震布局设计。为了进

一步提高结构部件抗震承载能力，就必须增大结构构件的截面面积，这样又会造成很多不必要的浪费。所以，在建筑抗震设计的过程中建筑单位要对建筑体型设计、建筑平面布置设计、屋顶建筑抗震设计等问题加以关注。

3、在建筑方案设计中考虑抗震问题的作用

3.1体型设计中能够避免质量和刚度分布不均

建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明，许多平面形状复杂，如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏，有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。因此在建筑体型的设计中，应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则：在平面形状上，矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型，尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。

3.2屋顶建筑的抗震设计作用

屋顶建筑的抗震设计人员常被人们忽视，这是因为屋顶并不是结构承重的重要部分。所以人们并不重视这一方面的设计。事实上恰恰相反。屋顶建筑是建筑方案设计的非常重要的一部分，根据现在一些地震的破坏来看。屋顶建筑是地震破坏最严重的地方之一。在这一部

分的设计中应该尽量降低屋顶建筑的高度，在材质上选择用高强轻质的建筑材料和轻型的建筑造型，保证屋顶建筑的结构质量和刚度的均匀分布，这样就能保证地震作用沿结构方向的均匀传递。同时在设计的过程中，要注意屋顶建筑与整体建筑的重心应该保持一致，这样能

够显著提高屋顶建筑的抗震稳定性。减少地震过程中扭转、变形等情况对建筑物自身的破坏。

结语：

总之，建筑方案设计在建筑的抗震设计中非常重要，二者之间有着非常密切的关系。因此，对于建筑方案的抗震设计，我们要有足够的重视并且使其能够发挥它的作用。从而保证建筑的抗震能力，保障人们的生命财产安全。

参考文献：

[1]蒋山.浅谈建筑方案设计在建筑抗震设计中的作用，[期刊论文]中国房地产业，2011年10 期

第5篇

关键词：建筑结构、抗震设计、现代抗震设计理念、国际抗震设计新理念

中图分类号：TU3文献标识码： A

一、建筑抗震设计的重要意义

不同的变量可以体现出建筑结构的地震反应，在抗震设计中具体使用哪一种设计的变量，要与结构自身的类型相结合，与地震反应的特性以及地震破坏的模式相结合。结合结构抗震设计变量的不同，对结构抗震的设计方法进行分类，一般可以分为以下四种：基于承载力的抗震设计法、基于能量的抗震设计方法、基于位移的抗震设计方法及基于损伤的抗震设计方法。

通过抗震设防目标的角度可以看出，现在的抗震设计方法说到底是以对生命安全进行保护的单一设防目标。现代社会在不断的发展，抗震设计不但要预防建筑物的倒塌破坏，更要结合建筑物的重要性以及用途进行有效的控制它的破坏状态。这对于抗震设防目标来讲要求更多级化，基于性能的抗震设计方法的提出就是为了对此问题的解决。性能这一概念具有宏观性，与力或位移这样的物理概念不同，不能作为设计变量在抗震设计中直接运用，更多是与建筑物的破坏程度联系在一起，建筑物的破坏程度可以用位移、力、能量以及损伤等反应参数进行表示，所以，基于性能的抗震设计与基于承载力或者基于位移等抗震设计相比，其设计的理念更为广义，如今，在进行有针对性的基于位移、损伤以及能量等抗震设计方法的研究中，一般的主导思想都是基于性能的抗震设计。

二、现代抗震设计综述

第一，基于承载力的结构抗震设计，基于承载力的结构抗震设计，建立在静力分析的理论之上，以惯性力的形式来反映地震作用，并按弹性方法来计算结构地震作用效应的大小、进行结构弹性位移验算，把结构构件的强度是否达到特定的极限状态作为结构失效的准则。一是设计地震作用的确定，在基于承载力的结构抗震设计方法中，设计地震作用取值由设防烈度的地面运动有效峰值加速度考虑放大效应和地震作用效应降低系数的综合影响后得来的，可以用如下公式表示：f = kβig/r式中：f―建筑结构总水平地震作用；k―地震系数(不同地震分区所取的相当于设防烈度水准的地面运动有效峰值加速度或地面运动峰值加速度与重力加速度的比值，它反映了不同地区设防烈度地震的强弱)；β ―动力放大系数(对应于不同周期的结构反应峰值加速度与地面运动有效峰值加速度或峰值加速度比值的拟合值，它反映了不同周期体系对地震作用的动力放大效应)；i―建筑重要性系数；r―地震作用降低系数；g―结构重力荷载代表值（取恒载和可能与设计地震作用同时出现的活载之和）。地震系数k 反映的是不同地区设防烈度地震的强弱，根据各地区不同的地震危险性将其细分为不同地震区域，并对每个地区根据统计结果重现期给出其地震系数。动力放大系数β反映了不同周期弹性单自由度体系的动力放大效应，它通常是从相对于地面运动有效峰值加速度作归一化处理后的多条弹性加速度反应谱曲线中经归纳和简化后得到的。加速度反应谱是确定的地面运动通过一组阻尼比相同自振周期不同的单自由度体系所引起的各体系最大加速度反应与相应体系自振周期间的关系曲线。二是基于承载力结构抗震设计方法的研究现状，基于承载力的抗震设计法作为产生较早的方法，从20世纪年代中期开始广泛应用，经过多年的研究发展较之其他抗震设计方法相对成熟。目前加速度反应谱的短周期段的精度已基本满足工程使用要求，研究主要关注反应谱的不合理性。随着高层、超高层等长周期结构的发展，对反应谱长周期的研究也逐渐开展。考虑到现有的科技水平及设计习惯，弹性加速度反应谱仍是现阶段结构抗震设计计算的最基本依据，研究工作主要集中在结合场地影响、强震观测改进及结构时程分析对加速度反应谱的长周期段进行修正，以求使地震作用计算更加合理准确。

第二，基于能量的结构抗震设计，基于能量的抗震设计理论主要是通过能量的角度在地震地面运动对结构的作用进行考虑，具有明确的概念，也能把地震的动强度、频谱以及持时对结构带来的破坏进行很好的反映，通过输入能量与耗散能量的角度对结构进行捕捉到在强烈的地震作用下的变形过程。因为能量分析具有一定的复杂性，基于能量的结构抗震设计的方法还正在研究的阶段，要在实际工程设计中进行运用，到现在为止还没有真正建立起来。在抗震研究中有两个非常重要的论题就是能量概念与破坏模型，尤其是现在提出的基于性能的抗震设计的思想，对于抗震结构的耗能力以及性能的研究又提出更高的要求。此方法能够对结构滞形而对结构破坏影响的特点进行全面的考虑，并且对于基于性能的抗震设计理念有着非常重要的意义，所以，基于能量的抗震设计的方法对于抗震理念的进一步发展起着很大的促进作用，也是传统抗震设计方法得到改进的重要发展方向。

第三，基于损伤的结构抗震设计，近些年以来，经过各国的学者的研究表明，因为地震具有往复性，而且地震动持的时间比较短，所以，受地震的作用，其损伤不但与最大变形有关系，同时，与结构的低周疲劳效应带来的累积损伤也有关系。通过反映结构的变形以及累积损伤效一些的损伤性能参数能把结构的非弹性性能更好的描述出来。因为计算损伤指数是把计算结构的累积滞回耗能作为基础的，而结构能量分析的重点是累积滞回耗能计算，因此，也可把基于损伤的设计方法作为能量法结合性能设计思想的一种应用的方法。基于损伤的抗震设计就是对结构损伤指数的反映，对地震损伤模型的损伤指数进行适当的选取，再进行验算看是否与预定的损伤性能目标相符合。

第四，基于性能的抗震设计的概念，组织描述基于性能抗震设计就是性能设计是要对设计标准进行选择，结构的形式要恰当，规划要合理，才能使建筑物的结构与非结构的细部构造设计得到保证，对建造质量进行控制并进行长期的维护，让建筑物在受到一定水平地震作用下，破坏的结构处于特定的范围内。Atc组织的描述是对基于性能抗震设计在进行结构设计中，选用的标准通过结构性能目标来体现，主要是对混凝土结构而且采用基于能力的设计原理。

三、国际抗震设计新理念分析

很多国家在进行高层建筑的抗震设计中，都有很多新的结构出现，例如：美国的纽约四十二层高的建筑物，建在基础分离的九十八个橡胶的弹簧上，日本 的建在弧型的钢条上，前苏联的建在基础分离的沙垫层上，这些都是在实际中成功的案例，都在建筑结构的体型上得到明显的提升，对传统的插入式刚箍捆住内力的结构体系进行入改变。总之，在很多建筑设计的结构中都要想办法避免地震灾害。实质上也是对似地球为相当好的惯性参考系”为指导理论的反映，现行的抗震硬抗以及死抗地震打击设计的制定，实质也是对建筑结构受力体系的改变，而不在似地球为绝对静止不动的惯性参考系了。

日本东京建造的弹性建筑达到十二座，经过6.6级地震的考验，达成非常明显的减灾效果。此种弹性的建筑物在隔离体上进行建设，隔离体的组成包括分层橡胶、硬钢板组以及阻尼器，建筑结构不会与地面发生直接的接触。阻尼器是由螺旋钢板组成，可以使颠簸的感觉得到减缓。在美国硅谷建造了一座电子工厂大厦，就是滚珠大楼，采用了一种新的抗震法，也就是在建筑物的每一根柱子或墙体下进行不锈钢滚珠的安装，通过滚珠来对整个建筑进行支撑，钢梁纵横交错，却把建筑物紧紧的固定在地基上，在地震发生的时候，富有弹性的钢梁会进行自动的伸缩，而大楼在滚珠上发生轻微的前后滑动，可以把地震带来的破坏大大的减弱。在日本的鹿岛，建筑部门对弹簧大楼发明了一种俗人的防震营造法，就是通过弹簧把与地基连接的基础部分与建筑物的主体分离开来，让建筑物的主体处于一种能对地震吸收和其他振动冲击的中介物上。不管地基发生怎样的摇晃，振动的能量在传到建筑物的时候，其振动量也会减到原来的十分之一。

四、结束语

总而言之，通过对建筑抗震设计的综合分析，以及国际抗震设计新理念的总结，可以发现建筑结构的抗震设计是一个庞大的课题，并且具有一定的复杂性，具有非常广泛的涉及面，本文中对此理念并没有深入的研究，因为时间以及能力还非常有限。在未来的研究中，在建筑抗震设计中还需要进一步探讨各个方面的知识。

参考文献：

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[2] 叶列平,经杰.论结构抗震设计方法[c].第六届全国地震工程会议论文集,2002.

第6篇

关键词：高层酒店框架―核心筒结构抗震设计 

0 引言

伴随国民经济的不断发展，高层建筑需求愈来愈大，结构形式也趋向多样化发展。其中，框架一核心筒结构体系由于整体性好、刚度大、侧向变形小、抗震性能好，而得到广泛应用。论文结合徐州市青年路117号高层酒店的设计案例从建筑设计的角度介绍了其框架一核心筒结构体系的抗震设计，并在优缺点的分析下进行了抗震结构加强措施。

1 项目概况与结构选型

项目位于徐州市CBD和火车站、汽车站中间，是一栋集商业、酒店为一体的高层建筑。大楼总建筑面积为24000平方米，共25层，其中地下一层，层高5.0米，地上一层5.0米，二至四层层高为4.5米，标准层层高3.0米，地面以上高78.5米。建筑标准层平面呈类矩形形式，是种根据建筑造型设计而变形的四边形。面积约为1430平方米。大厦4层以下与裙房相连组成健身场所、康乐设施、餐饮娱乐等灵活空间，4层以上为酒店用房。

工程抗震设防类别为乙类，建筑场地类别为II类，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，结构设计使用年限50年。

根据建筑使用功能、内部设施要求和建筑立面特点，设计采用了现浇钢筋混凝土框架一核心筒结构体系。体系包含了由两种不同的抗侧力结构，即框架结构和由剪力墙组成的核心筒结构。由于剪力墙的抗侧刚度比框架的抗侧刚度大很多，故整体结构的抗侧力能力大为加强。此外，采用框架结构能满足建筑设计中大小空间不同的需求，可以将电梯间、楼梯间及设备用房等小空间设置于贯通建筑物通高的两个核心筒内，框架柱则设置在周边区域，可以灵活分割空间(图1)。

图1标准层、一层平面结构示意图

Fig. 1The standard layer and the first layer plane structure diagram

2 抗震结构的优缺点分析

2.1 高层建筑抗震设计原则

为了达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目标，高层建筑结构设计应满足以下基本原则：①结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能，遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。②尽可能设置多道抗震防线。③对可能出现的薄弱部位，采取措施提高其抗震能力。

2.2 设计方案优缺点分析

在高层建筑抗震设计原则指导下，结合高层建筑的受力特点，下文从建筑方案设计角度对徐州市青年路117号高层酒店的抗震设计进行优缺点分析。

2.2.1 优点分析

①多道防线的设置。

地震往往伴随多次余震，如果建筑抗震设计只有一道防线，很有可能在遭遇余震的时候形成倒塌。故高层酒店的设计选取框架一核心筒结构作为主体结构，从而实现了第一道防线和第二道防线的设置：第一道防线为核心筒；第二道防线为外框架。同时，设计有意识地建立一系列分布的屈服区，作为第三道防线。即设计通过加强主要耗能构件的延性和刚度，保证结构能吸收和耗散大量的地震能量，从而提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。

②裙房与建筑主体之间抗震缝的设置。

117号高层酒店东段24层，西段4层，东西端之间防震缝的宽度为150厘米。建筑平面通过防震缝的设置，将建筑划分为“规则”的平面部分，降低了抗震设计的难度，并提高了抗震设计的可靠度。

2.2.2 缺点分析

①此酒店建筑属于高层建筑，由此引发由高度产生的短柱问题。

②建筑结构设计中薄弱环节的出现。在独特的扭转造型下，框架一核心筒结构的连梁、剪力墙的底部加强区和结构刚度突变区域都是结构设计中的薄弱环节。

3 结构加强措施

3.1 提高短柱的抗震性能

高层建筑底层柱的柱截面随着建筑物高度的增加而增大，便形成延性很差短柱，在地震发生很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌，故提高混凝土短柱的抗震性能十分必要。可以采取如下措施：

①提高短柱的受压承载力来改善整个结构的抗震性能，最直接的方法是提高混凝土的强度等级，或者采用钢骨和钢管混凝土柱。

②采用钢管混凝土柱以提高其的承载力。此类柱的柱截面可比普通钢筋混凝土柱减小一半以上，可以在消除短柱的同时可提高柱子的抗震性能。

③采用分体柱。由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多，在地震作用下其抗弯强度往往不能完全发挥作用，因此人为地削弱短柱的抗弯强度，使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度，有利于提高柱子的抗震性能。

3.2 加强薄弱环节，提高抗震性能

3.2.1 加强层的设置

因为框架一核心筒结构抗侧力刚度不能满足设计要求，所以117号高层酒店设计选取13层作为加强层。在具体的建筑设计中，13层本是作为转换层、避难层而存在的，现在可将该楼层的核心筒与框架之间设置刚度较大的水平伸臂构件或沿该层的框架设置刚度较大的周边环带作为结构设计中的加强层而存在。

加强层的设置可使周边框架柱有效地发挥作用，增强整个结构的抗侧力刚度。在风荷载作用下，设置加强层是一种减少结构水平位移的有效方法。但在地震作用下，加强层的位置往往转化为薄弱层，故设计进一步采用“有限刚度”加强层，“有限刚度”加强层弥补整体刚度之不足的同时可以适当控制加强层的刚度，减少结构刚度突变和内力的剧增。

3.2.2 加强薄弱环节的抗震性能

以框架一核心筒结构的底部加强区为例：

采取措施加强底部简体剪力墙的抗弯承载能力，方案设计针对薄弱部位采取比规范更严格的配筋构造，从而提高剪力墙的抗弯承载能力，保证其抗剪承载能力处理好连梁和墙肢的关系，达到“强剪弱弯”的抗震构造要求。

4 结论

高层建筑的造型和功能日趋多样化。高层结构设计尤其需要重视抗震设计，本文结合徐州市青年路117号高层酒店设计探讨了框架―核心筒结构在高层建筑中的抗震设计，提出了改善结构抗震性能的加强措施。

参考文献：

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⑵王学文.高层建筑结构设计. 中华民居，2010，9：19

⑶洪婷婷.浅析框架一核心筒结构设计中的几个问题. 结构工程师，2010，26（4）：15-20

第7篇

关键字：砖混房屋结构；抗震；设计

Abstract: The multi-storey brick masonry is the most widely used of building a building structure; it has a selection of convenient, simple construction, short construction period and low cost. Shock resistance are the important factors should be considered when the housing and construction design, this paper explores the multi-storey brick and concrete housing structure should be noted that in the seismic design process.Key words: brick masonry structure; earthquake; design

中图分类号:TU973+.31文献标识码： A 文章编号：

砖混房屋结构是目前我国多层建筑中应用最广泛的建筑形式，据统计，我国民用住宅建筑中大量采用这种形式。砖混结构是指采用砖（包括普通砖、多孔砖、混凝土小型空心砌块等）和混合砂浆砌筑而成的建筑结构。多层砖混房屋的建筑材料及连接方式是决定建筑抗震性能的主要因素。汶川地震是我国近年来破坏性最强的地震灾害，汶川地震中倒塌的学校大都是砖混结构，砌体结构材料的整体性差是导致校舍坍塌的主要原因。因此，在房屋的抗震设计过程中，我们主要是考虑建筑的整体性、抗剪能力以及结构的延性。根据现行建筑抗震设计规范、砌体结构设计规范，从建筑结构设计角度出发，多层砖混房屋抗震设计应注意以下几个方面。

一、控制砌体房屋的层数及总高度

实践证明，砌体房屋的层数与它的地震程度成正比关系，即房屋的总高度越高，那么发生地震时，它的破坏性也越大。因此，在建筑的设计过程中，我们要适当控制建筑的高度设计。我国多层砌体房屋的总高度及层数应满足现行建筑抗震设计规范（GB50011—2010），见表7.1.2：

建筑房屋底部的倾覆力随层数及高度的增加而增大，当倾覆力矩增大到一定程度，就会使底部墙体产生过大的压力或剪切力而被破坏。因此，减少房屋层数是改善其抗震性设计的一个有效途径。

二、合理布置建筑平面和立面

建筑平面和立面的设计是房屋设计中的主要内容。抗震设计中，应尽量遵循建筑平面规则、立面简洁的原则，使得结构质量中心和刚度中心一致。如果房屋的平面和立面设计不规则，那么建筑的结构质量中心和刚度中心不重合。一旦发生地震，由于地震产生的扭转效应，这样会加大地震的破坏力度。结构设计时，对于体型不规则的房屋，我们要注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。房屋平面布置时轮廓凹凸尺寸及楼板局部开洞口均不应过大，具体规范有要求，另外设计的时候，应该尽可能的降低房屋的重心，不采用错落的立面。虽然按照人们的习惯，建设设计的造型应该力求新颖，但是考虑到抗震设计要求，通常建筑设计不应采用严重不规则的设计方案。对于体型复杂，平面又特别不规则的建筑，我们通常将建筑布局分割成几个相对规则的小单元，然后在适当的部位设置防震缝。在实际的建筑设计中，在满足使用功能要求的前提下，设计师应尽可能的兼顾建筑造型，使建筑的平面和立面尽可能设计得比较规则、简洁，从而提高房屋建筑的抗震性。

三、合理布置纵墙和横墙

纵、横墙体是多层砖混房屋的主要承重构件，合理布置纵、墙体能有效提高房屋抗震性能。多层砖混房屋的纵、横墙体布置应力求均匀，使得纵横墙共同承担房屋荷载 。我们看到在农村地区的许多多层砖混房屋采用纵墙或横墙承重，非承重方向的约束墙体少，这样的房屋空间刚度和整体性较差，抗震能力大大降低低。墙体布置时，我们应在两个方向适当布置纵横墙混合承重，这样一来限制了纵、横墙的侧向变形，增强房屋整体性和空间刚度，对抗弯、抗剪都非常有利。我们通常采用纵墙贯通的平面布置方式，某些特殊情况下，纵墙不能贯通布置时，我们可以采用在纵、横墙交接的地方适当增设构造配筋，必要的时候还可以每隔一定高度放置水平拉结构筋。另外应注意房屋纵横墙上不宜开设大洞口。

四、增强砌体房屋的刚度及整体性

前面已经提到增强房屋整体性和空间刚度能够改善房屋抗震性能，多层砖混房屋结构的抗震性设计主要是加强空间刚度结构体系的整体刚度和整体稳定性。楼板要有较大的水平刚度，采用现浇钢筋混凝土楼板能够大大增加房屋水平刚度。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖是目前应用最广泛的抗震构件，具有整体性好、水平刚度大的优点，而且可以消除滑移、散落等问题。采用现浇钢筋混凝土楼板及屋盖设计后，不仅房屋的整体性和刚度得到很大加强，而且对平面上墙体对齐的要求也可以适当放宽。因为砌体结构是以剪切变形为主的，这种情况下，层间变形是我们可以控制的。较强的楼板及屋盖还是良好的荷载传递的良好构件，当上下墙体不对齐时，现浇楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用。总之，现浇楼板及屋盖是一种较理想的抗震构件，而且在适当的部位增设构造柱，配置些构造钢筋，能够提高房屋结构整体的稳定性，从而提高房屋抗震能力。

五、适当位置布置房屋圈梁和构造柱

圈梁的布置是多层混转房屋抗震设计中一种有效的抗震措施。在多层砖混房屋中设置水平圈梁，可增加内外墙的连接，从而提高房屋的整体性。设置圈梁以后，可以使楼盖与纵、横墙构成整体的箱形结构，这样可以增加预制板的稳定性，防止预制板的散落，使砖墙出平面倒塌的可能性大大降低，以充分发挥各片墙体的抗震能力。设计的时候，圈梁一般作为边缘构件，它对装配式楼、屋盖在水平面内有约束作用，可以提高楼盖、屋面的水平刚度。圈梁和构造柱一起可以限制墙体裂缝的开展，提高墙体的抗剪能力。另外圈梁的设计还可以减轻地震时地基不均匀沉陷造成的地表裂缝的影响。

五、增加墙体面积与提高砂浆强度

震害调查表明，墙体面积越大，砂浆强度等级越高，多层砖混房屋的抗震能力就越强，因此，提高墙体面积和砂浆强度能够减轻地震的破坏程度。实验证明，若是6层砖混房屋，上面几层的地震作用较小，底下一层、二层的地震影响比较大，抗震计算不满足要求，如果改变墙体的承载面积，如将部分的240mm宽的承重墙改为360mm，提高砂浆的强度等级，如将砂浆等级从M5体高到M10，则能够使抗震满足要求。同样的，高层建筑也可以通过增加底部墙体面积和提高砂浆强度提高房屋的抗震性能。

七、墙段内设置水平钢筋

在抗震演算过程中，多层砖混房屋的底层往往不容易满足抗震要求，因此，我们要采取适当的措施增强底部的抗震能力。

我们常采用的方法是在抗震力不够的承重墙内配置水平钢筋，使得地震力由砌体和水平筋共同承担。而且在墙内设置水平筋可以减少墙体的脆性，增加延性，从而提高抗震能力。实验表明，水平钢筋宜采用HPB235、HRB335钢筋，配筋率不应小于0.07%，也不宜大于0.17%，间距不应大于400mm；钢筋锚固长度不宜小于180mm。

八．其他措施

以上内容是多层砖混房屋建筑抗震设计总体时应该注意的总体方向，下面再介绍一些设计过程中要注意的细节问题。例如，控制房屋的高宽比；多层砖混房屋的楼梯间应设置在每个单元中部，不能靠近山墙处，对于突出屋顶的楼梯间设计，构造柱应延伸到顶部与顶部圈梁连接。如果需要设置电梯，电梯对楼板有较大的削弱作用，布置时应尽量避开端角和凹角。如果是纯框架结构，那么电梯井不应采用钢筋混凝土井筒。房屋的局部尺寸应满足抗震规范的限值要求。对于高层建筑，设计的时候不能错层，即不能将层高不同的两部分结合在一座建筑中，这样抗震效果很差。我们应采用防震缝分开为两座单独的建筑，主楼和裙楼的关系要鲜明的表达出来，而且要联合得牢固。

总之，地震是破坏程度极大的自然灾害，给国家和人民带来巨大的损失，我们要吸取汶川地震的教训，防患于未然，建筑设计必须考虑房屋的抗震性。本文从八个方面，对多层砖混房屋结构抗震设计过程中应该注意的问题进行了总结，仅供同行参考。

参考文献：

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第8篇

关键词：剪压复合作用；混凝土空心砌块砌体；抗震抗剪强度；下降段；破坏形态

中图分类号：TU398 文献标志码：A 文章编号：16744764（2012）05000105

随着竖向压应力σy的增加，混凝土空心砌块砌体的剪切破坏依次表现为剪摩、剪压和斜压3类破坏形态[15]，如图1所示，而与之对应的分别是库仑、主拉应力和主压应力理论[1， 612]，如图2所示。但是，中国现行《砌体结构设计规范》[13]（简称砌体规范）和《建筑抗震设计规范》[14]（简称抗震规范）对混凝土空心砌块砌体的静力和抗震抗剪强度采用了各自不同形式的库仑理论公式，两者不仅在计算方法上不统一，而且在可靠度的取值上也与相对成熟的烧结普通砖砌体相差较大。具体表现在以下几个方面：

〖=D（〗 吕伟荣，等：混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度〖=〗 1）正如图1、2所示，单一的库伦理论公式仅适用于其对应的剪摩破坏，而对于另两类破坏形态，特别是具有明显下降段的斜压破坏，则拟合较差，甚至偏于不安全[1]。

2）如图3所示，尽管现行抗震规范较2001版规范在混凝土空心砌块砌体的抗震抗剪强度计算上进行了调整，但当σ0/fv大于16时，按水平段取值仍不具备下降段，与实际明显不符，不能满足日益增长的高层配筋砌体结构设计[1516]的要求。

3）以MU10、M75的烧结普通砖砌体和MU10、Mb7.5的混凝土砌块砌体为例（取永久荷载分项系数γG=1.2），如图3所示，对于国内试验数据相对较多，运用也较为成熟的烧结普通砖砌体，其静力抗剪强度曲线①普遍高于抗震抗剪强度曲线③；而对实验数据相对较少的混凝土空心砌块砌体，其静力抗剪强度曲线②普遍低于抗震抗剪强度曲线④。两本规范对于这两类砌体结构在抗剪强度计算上表现出来的不同规律，值得商榷。

综上所述，现行抗震规范采用库伦理论公式计算混凝土空心砌块砌体的抗震抗剪强度不仅不全面，而且其可靠度也值得质疑。针对以上问题，李晓文[17]、骆万康[18]、蔡勇[8， 12]、梁建国[19]等中国学者均对此进行了系统地研究，并提出了各自的计算公式，但均无法实现对剪摩、剪压和斜压三类破坏形态的全面模拟。

为此，本文作者于2008年提出了砌体剪压破坏区理。该理论认为，既然在多数的砌体剪压试验中剪摩与剪压破坏或剪压与斜压破坏共同出现，不妨将砌体的三类剪压复合破坏分为剪摩剪压破坏区和剪压斜压破坏区，通过引入权函数，推导出相应的砌体静力与动力抗剪强度简化公式[11]：

其中A、B及a需根据试验结果确定。在文[11]中，尽管也曾提出了混凝土空心砌块砌体的抗震抗剪强度公式，但该公式中A、B及a等参数的确定仅仅是在其静力抗剪强度公式的基础上，简单的对其曲线峰值折减15%得到，缺乏试验支持。

因此，本文将基于砌体剪压破坏区理论，引入近年来收集到的中国58片混凝土砌块砌体墙的剪压试验结果[19]，在保证可靠度的基础上，运用曲线拟合方法，确定式（1）的3个参数，提出了剪压复合作用下混凝土砌块砌体抗震抗剪强度设计值全曲线公式，解决了现行砌体和抗震规范中存在不合理和不安全的问题。1 剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体的抗剪强度全曲线 砌体剪压破坏区理论简化公式（1）具有下降段，能较全面的模拟砌体剪压破坏全曲线。为此，本文根据图1曲线中相关数学特征，可对公式（1）中的参数A、B及a确定如下：

根据中国现有的58片不同高宽比、不同试件尺寸、不同加载方式的混凝土空心砌块砌体结构试验结果[19]，如图4所示，同时参考相关文献研究成果，对剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体抗剪强度曲线的关键参数取值如下：

1）曲线峰值点坐标（b， ymax）的取值

如图5所示，对于坐标系统为x=σy/fm、y= fvm/fm的混凝土空心砌块砌体的剪压相关曲线而言，相关文献中横坐标b的取值各不相同：重庆建筑大学骆万康教授（1999年）对于普通粘土砖动力剪切试验回归曲线峰值点取为0502；湖南大学刘桂秋教授（2000年）对于砌体结构统一取为067[10]；而对于混凝土而言，其剪压相关曲线峰值坐标为060。综合以上取值，并考虑到动力试验的取值相对偏低，本文建议取为055。

如图4所示，文[19]的试验值与式（6）计算值比值的平均值为1.27，变异系数为0245，两者吻合较好，且式（6）的计算值偏于安全。

同时，与文[19]的公式相比，式（6）的改进在于：1）具有下降段，能全面的反映剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体的剪摩、剪压及斜压3个破坏阶段；2）解决了文[19]的计算取值偏于保守的取值，即当σy，m/fv0， m>5，文[19]取值为水平直线。同时，当σy，m/fv0， m>13.1，文[19]的计算取值由于缺乏下降段而导致不安全，无法适用于高层配筋砌块砌体结构。

2 混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计值公式2.1 γ的取值

与试验平均值公式取值不同，现行砌体规范中已明确给出了fv0和f的取值，根据砌体规范表322所列的混凝土砌块砌体类型，可计算出γ的范围在（0.015～0.050）之间，平均值为0.026，

2.2 抗震抗剪强度设计公式的确定

根据可靠度理论，砌体的强度设计设计值f与强度平均值fm的关系为：

（8）

如图5所示，本文提出的混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计公式（8）与试验平均值公式（5）相比，不仅具有可靠度保障，而且具有与试验曲线及理论分析相同的特征。为方便工程应用，本文对表1中的各种混凝土砌块砌体组合按式（8）的计算结果与现行规范中所采取的公式计算结果进行了对比，部分结果如下图6所示。

图6的计算结果表明：1）本文提出的混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度公式（8）普遍低于现行规范规定的混凝土砌块砌体静力抗剪强度计算值，不仅提高了其抗震可靠度，而且较好的统一、协调了烧结普通砖砌体和混凝土砌块砌体的抗震与静力抗剪强度设计值之间的变化关系。2）不同类型的混凝土砌块砌体按式（8）计算的抗震抗剪强度均在σy=f时趋于0，较好地实现了对砌体剪压相关曲线中3个破坏形态的模拟，避免了现行规范中抗剪强度单调递增的不合理和不安全。3 结论

1）在砌体剪压复合破坏区理论基础上，根据中国已有的58片灌芯砌块砌体墙片试验结果，推导出混凝土砌块砌体的剪压相关性试验值曲线公式（5）。与传统砌块砌体剪压相关曲线相比，该曲线不仅光滑连续，而且具有下降段。

2）通过对式（5）曲线顶点按f=0.42 fm进行折减以及起点、终点的相关处理后，本文推导出具有一定可靠度保证的混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计值公式（8）。如图5所示，经式（8）的计算得到的凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计值不仅低于现行抗震规定的抗震抗剪强度，而且也普遍低于现行规范砌体规定的静力抗剪强度，这表明式（8）不仅满足设计可靠度要求，而且较好的统一、协调了烧结普通砖砌体和混凝土砌块砌体的抗震与静力抗剪强度设计值之间的变化关系。

3）如图6所示，本文提出的混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计公式（8）不仅具有下降段，且对于不同类型的砌块砌体组合基本上均在主压应力σy=f时趋于0，较好地实现了对砌体剪压相关曲线中各种破坏形态的模拟，能直接运用于高层砌体结构设计，避免了现行规范中抗剪强度单调递增的不合理和不安全。

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第9篇

论文摘要:本文以SATWE为例，讨论了建筑结构在运用设计软件设计时，如何依据现行国家规范正确地进行参数设置，并根据计算结果判断各项设计指标的合理性。

现今，在建筑结构设计中，计算机辅助设计已经非常普及，如何正确运用设计软件进行结构设计，以满足现行国家规范的要求，是每个设计人员都非常关心的问题。下面以SATWE为例进行讨论。

1 完成整体参数的正确设置

设计计算开始以前，设计人员应该首先对软件参数进行正确设置。在一个工程中其中一些参数是关系到整体计算结果的，只有正确设置，才能保证其计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等。

(1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确反映结构的实际情况，使计算结果失真;取值太大，不仅浪费时间，还可能使计算结果发生畸变。一般情况是振型数的多少与结构层数及结构自由度有关，当结构层数较多或结构层刚度突变较大时，振型数应当取得多些。振型组合数是否取值合理，可以看软件计算书中的x，y向的有效质量系数是否大于0.9。具体操作是，首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9，若小于0.9，可逐步加大振型个数，直到x，y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。必须指出的是，结构的振型组合数并不是越大越好，其最大值不能超过结构得总自由度数。(2)最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用，结构地震反应的大小也各不相同，那么必然存在某个角度是结构地震反应最不利方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算结果中输出，设计人员如发现该角度绝对值大于15度，应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算，以体现最不利地震作用方向的影响。(3)结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值，可以保留软件的缺省值，待计算后从计算书中读取其值，填入软件的“结构基本周期”选项，重新计算即可。

2 确定整体结构的合理性

整体结构的合理性是现行规范特别强调的内容。现行规范用于控制结构整体性的指标主要有:周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。

(1)周期比是控制结构扭转效应的重要指标。它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效更合理，使结构不至出现过大的扭转。《高规》第4.3.5条对结构周期比做了规定。如果周期比不满足规范的要求，说明该结构的扭转效应明显，设计人员需要调整抗侧力构件的平面布置。

设计软件通常不直接给出结构的周期比，需要设计人员根据计算结果自行判定第一扭转(平动)周期。以下介绍实用周期比计算方法:1)扭转周期与平动周期的判断:从计算结果中找出所有扭转系数大于0.5的平动周期，按周期值从大到小排列。同理，将所有平动系数大于0.5的平动周期值从大到小排列;2)第一周期的判断:从中选出数值最大的扭转(平动)周期，查看软件的“结构整体空间振动简图”，看该周期值所对应的振型的空间振动是否为整体振动，如果其仅仅引起局部振动，则不能作为第一扭转(平动)周期，要依次查看每一个周期，至到找出不仅周期值较大而且其对应的振型为结构整体振动的值即为第一扭转(平动)周期;3)周期比计算:第一扭转周期除以第一平动周期。 　 (2)位移比(层间位移比)是控制结构平面不规则性的重要指标。其限值在《建筑抗震设计规范》和《高规》中均有明确的规定，这里不再赘述。需要指出的是，现行规范中的位移比限值是按刚性板假定做出的，如果在结构模型中设定了弹性板，则必须在软件参数设置时选择“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”，以便计算出正确的位移比。在位移比满足要求后再去掉该选择来进行后续配筋的计算。

(3)刚度比是控制结构竖向不规则的重要指标。根据《抗震规范》和《高规》的要求，软件提供了三种刚度比的计算方式，分别是剪切刚度，剪弯刚度和地震力与相应的层间位移比。正确认识这三种刚度比的计算方法和适用范围是刚度比计算的关键:1)剪切刚度主要用于底部大空间为一层的转换结构及对地下室嵌固条件的判定;2)剪弯刚度主要用于底部大空间为多层的转换结构;3)地震力与层间位移比是执行《抗震规范》第3.4.2条和《高规》4.3.5条的相关规定，通常绝大多数工程都可以用此法计算刚度比。

(4)层间受剪承载力之比也是控制结构竖向不规则的重要指标。其限值可参考《抗震规范》和《高规》的规定。

(5)刚重比是结构刚度与重力荷载之比。它是控制结构整体稳定性的重要因素，也是影响重力二阶效的主要参数。该值如果不满足要求，则可能引起整体结构失稳倒塌。

(6)剪重比是抗震设计中非常重要的参数。在长期作用下，地震影响系数下降较快，由此计算出来的水平地震作用下的结构效应可能太小。而对于长周期结构，地震动态作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用，但采用振型分解法时无法对此作出准确的计算。因此，出于安全考虑，规范规定了各楼层水平地震力的最小值，该值如果不满足要求，则说明结构有可能出现比较明显的薄弱部位，必须进行调整。

3 结语

上述以外，设计软件还会按照规范的要求对整体结构地震作用进行调整，如最小地震剪力调整、特殊结构地震作用下内力调整、0.2Q0调整、强柱弱梁与强剪弱弯调整等等，因程序可以完成这些调整，这里不再赘述。

参考文献

[1] 建筑抗震设计规范(GB50011-2001)(2008年版)中国建筑工业出版社，2008

[2] 高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3-2002)中国建筑工业出版社，2002.