發(fā)布時(shí)間：2023-03-22 17:40:16
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的建筑抗震論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
1.1建筑的平面布局設(shè)計(jì)
建筑的平面布局在建筑設(shè)計(jì)中占有很重要的位置，一個(gè)建筑擁有良好的平面布局該建筑的使用功能也必然很好，而且平面布局布置的是否合理對(duì)建筑的抗震性能也有著一定的影響。考慮建筑設(shè)計(jì)在抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，第一步就是要保證建筑的剛性程度和建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，在布置上要求二者有著相互的對(duì)稱(chēng)性，避免結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生嚴(yán)重的變形狀況產(chǎn)生?？拐鹗芰σ欢ㄒc抗震結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)，剛度較大的建筑空間樓板還有高強(qiáng)度電梯的安置盡可能的放在建筑的中心位置，防止建筑發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。進(jìn)行平面布局設(shè)計(jì)時(shí)，不能忽略建筑結(jié)構(gòu)中抗側(cè)移結(jié)構(gòu)布局需要注意的因素，保證建筑的使用功能和建筑的抗震性能都不會(huì)受到任何不利的影響，使建筑的抗震設(shè)計(jì)能夠完美的發(fā)揮出其技術(shù)的優(yōu)良特點(diǎn)。
1.2建筑的縱向布局設(shè)計(jì)
縱向布局中包含的內(nèi)容較少，主要包括建筑工程中外沿的高度設(shè)計(jì)，還有建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量以及建筑物整體的剛度布置。無(wú)論建筑的使用功能是房屋建筑還是商業(yè)建筑，也不論建筑是高層建筑還是多層建筑，在縱向布局中都會(huì)涉及到這些問(wèn)題。設(shè)計(jì)師再設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，嚴(yán)格控制建筑物沿與建筑剛度的比值，對(duì)于結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置，要遵守兩點(diǎn)：第一剪力墻的分布要十分均勻，第二點(diǎn)對(duì)于剪力墻的構(gòu)建一定要貫穿整個(gè)建筑一直延伸到建筑的底部，一定要避免中間發(fā)生斷裂的情況。
1.3建筑的整體布局設(shè)計(jì)
建筑的整體布局設(shè)計(jì)，主要是指建筑的平面和立體空間上的設(shè)計(jì)。在建筑的整體布局中，要使建筑平面和建筑空間在形狀上，既規(guī)則又簡(jiǎn)潔。建筑的平面形狀可以是圓形、矩形、方形等，這樣的形狀能夠提高建筑抗震的水平。在建筑的整體布局設(shè)計(jì)中，要避免凹凸行的設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震起到了一定的制約作用。嚴(yán)重是還會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。要設(shè)計(jì)出具有立體美和具有藝術(shù)性的建筑，就一定要將建筑藝術(shù)和建筑所具備的功能，與建筑抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)結(jié)合到一起。例如：南昌綠地紫峰大廈，該建筑的高位268m，其框架是核心筒結(jié)構(gòu)，對(duì)該建筑的抗震設(shè)計(jì)，在建筑三分之二處，東西里面內(nèi)凹，其內(nèi)凹部分的荷載通過(guò)結(jié)構(gòu)柱支撐在41層與43層之間的跨懸臂轉(zhuǎn)換墻上。其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)融入了新年功能化設(shè)計(jì)的思想，并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行小震下的反譜計(jì)算，以及中震彈性復(fù)核。
2建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)重視的抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題
2.1建筑物屋頂抗震設(shè)計(jì)
屋頂太高或太重，是目前建筑設(shè)計(jì)最主要的問(wèn)題。屋頂過(guò)高或者過(guò)重，會(huì)加重地震的作用，導(dǎo)致建筑變形，對(duì)建筑物自身的抗震能力有所制約。建筑屋頂?shù)闹匦暮徒ㄖ撞康闹匦牟辉谝粭l線上，那么就會(huì)導(dǎo)致建筑抗側(cè)力不能連續(xù)，從而加劇建筑的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，制約建筑的抗震水平。所以，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要避免屋頂超高超重的現(xiàn)象，使得整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)與剛度均勻的分布下來(lái)，讓屋頂與建筑的重心保持在同一條線上。如果建筑物的屋頂設(shè)計(jì)的過(guò)高，那么就一定要保證建筑具有良好的抗震穩(wěn)固性，降低建筑扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
2.2設(shè)計(jì)限值控制
相關(guān)文件規(guī)定，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮抗震要求的限值控制。房屋的建筑高度和樓層的數(shù)量。在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，有的建筑高度超標(biāo)，有的建筑層數(shù)超標(biāo)，有的建筑高度沒(méi)有超標(biāo)，但是其寬度超標(biāo)。這些超標(biāo)，都將會(huì)給建筑抗震帶來(lái)一定的安全隱患，特別是一些高度和寬度超標(biāo)的建筑，因此，在建筑設(shè)計(jì)中，只要完全融合建筑抗震設(shè)計(jì)，就能夠有效的進(jìn)行限值控制。例如：防裂度為8的時(shí)候，粘土磚等對(duì)稱(chēng)建筑的總高度要低于18m，建筑的層數(shù)一不能超過(guò)6層；底層框架為磚房的建筑高度應(yīng)該保持在16m，層數(shù)保持在5層以?xún)?nèi)；建筑材料為鋼筋混泥土框架房屋的時(shí)候，其高度要保持在45m以下，而框架的抗震墻高度應(yīng)該保持在100m以?xún)?nèi)。
3結(jié)論
基于性能的抗震設(shè)計(jì)首先需要根據(jù)地震水準(zhǔn)確定性能目標(biāo)，地震動(dòng)水準(zhǔn)可選用規(guī)范的多遇地震、設(shè)防地震和罕遇地震的地震作用影響最大值，比如當(dāng)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震基本加速度為0.15g時(shí)，多遇地震、設(shè)防地震和罕遇地震影響系數(shù)最大值分別為0.12，0.34，0.72。性能目標(biāo)依據(jù)地震時(shí)建筑允許破壞的程度，可不拘泥于計(jì)算數(shù)值，但不應(yīng)低于抗震三水準(zhǔn)?？拐鹦阅芩疁?zhǔn)根據(jù)高規(guī)分為5個(gè)水準(zhǔn)，性能目標(biāo)1承載力要求最高，延性最低，性能目標(biāo)5承載力要求最低，延性要求最高。抗震性能通過(guò)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(lái)反應(yīng)破壞程度，性能化設(shè)計(jì)尋求在承載力和變形能力中尋找合理平衡點(diǎn)。下面通過(guò)抗震性能化設(shè)計(jì)的實(shí)例講述設(shè)計(jì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
2抗震性能化設(shè)計(jì)的實(shí)例
2.1工程概況
本工程位于內(nèi)蒙古烏海市烏達(dá)區(qū)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)，本單項(xiàng)為內(nèi)蒙古東源科技有限公司年產(chǎn)72萬(wàn)噸/年電石項(xiàng)目3#配料站，建筑高度23.2m，該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速0.2g，建筑物安全等級(jí)為二級(jí)，建筑物設(shè)防類(lèi)別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)別，結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年，建筑物場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)，基本風(fēng)壓為0.75kN/m2，地面粗糙度為B類(lèi)。本工程特殊之處在于全廠物料運(yùn)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(cāng)，共約840m3，料倉(cāng)的跨高比小于2.5，本結(jié)構(gòu)層具有較大質(zhì)量，收進(jìn)約30%的情況下仍是下層質(zhì)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(zhuǎn)不規(guī)則，在規(guī)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(guī)則，局部收進(jìn)水平尺寸大于相鄰下一層的25%。綜合判定屬于特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)。
2.3抗震性能目標(biāo)設(shè)定
由于本項(xiàng)目的超限情況和全廠的重要性，除按照規(guī)范的要求及目標(biāo)進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)外，提出了基于性能的抗震設(shè)計(jì)。綜合考慮抗震設(shè)防類(lèi)別，場(chǎng)地條件和結(jié)構(gòu)的特殊性，震后損失和修復(fù)的難易程度，確定結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)為D級(jí)。在多遇地震作用下結(jié)構(gòu)能做到完好無(wú)損，不需修理即可繼續(xù)使用（性能水準(zhǔn)1級(jí)），在設(shè)防烈度地震作用下結(jié)構(gòu)只有中等破壞，修復(fù)后可繼續(xù)使用，（性能水準(zhǔn)4），在預(yù)估的罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)損壞比較嚴(yán)重，需排險(xiǎn)大修，但不倒塌（性能水準(zhǔn)5）。具體抗震性能目標(biāo)。
2.4小震彈性計(jì)算結(jié)構(gòu)及分析
小震彈性計(jì)算按照正常設(shè)計(jì)，采用整體建模，考慮偶然偏心，雙向地震，扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)，及施工模擬，在抗震規(guī)范規(guī)定的地震影響系數(shù)曲線下，多遇地震標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)設(shè)計(jì)值按照1.2（DL+0.8LL）+1.3SEhk組合下抗震承載力滿(mǎn)足彈性。（本工程重力荷載代表值的可變荷載組合系數(shù)0.8）構(gòu)件配筋無(wú)超筋現(xiàn)象，軸壓比，梁混凝土的相對(duì)受壓區(qū)高度均能符合我國(guó)規(guī)范要求。
2.5中震計(jì)算結(jié)構(gòu)及分析
按照“中震可修”的原則：和本工程的特點(diǎn)。需要對(duì)中震作用下主要抗側(cè)力構(gòu)件的承載力進(jìn)行復(fù)核，以便確定其能達(dá)到設(shè)定的性能指標(biāo)。取其中一個(gè)關(guān)鍵構(gòu)件驗(yàn)算內(nèi)容及結(jié)果如下：由于結(jié)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，采用pushover推覆分析法，驗(yàn)算在1.0D+0.8L+1.0SEhk工況下的受力情況，其中一個(gè)料倉(cāng)下的框架柱驗(yàn)算正截面結(jié)果如表2，其中材料強(qiáng)度取標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)結(jié)果顯示承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。在設(shè)防地震標(biāo)準(zhǔn)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(guī)范要求3~4倍的[Δue]區(qū)間內(nèi)，地震破壞等級(jí)可滿(mǎn)足要求。
2.6大震計(jì)算結(jié)果及分析
按照性能化設(shè)計(jì)，罕遇地震作用下，按照彈塑性分析和SATWE軟件對(duì)等效彈性計(jì)算，取結(jié)果較大值，關(guān)鍵構(gòu)件的抗震承載力不屈服，允許較多豎向構(gòu)件（40%）進(jìn)入屈服階段，關(guān)鍵構(gòu)件的驗(yàn)算方法與中震驗(yàn)算方法相同，結(jié)果宜滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。性能水準(zhǔn)5允許部分框架梁發(fā)生嚴(yán)重破壞，鋼筋混凝土豎向構(gòu)件的受剪截面應(yīng)符合式VGE+V*EK燮0.15fckbh0。取其中一個(gè)關(guān)鍵構(gòu)件進(jìn)行斜截面承載力驗(yàn)算結(jié)果，其中材料強(qiáng)度取標(biāo)準(zhǔn)值。在預(yù)估的罕遇地震標(biāo)準(zhǔn)值作用下，樓層最大水平位移與層高之比最大為1/63，規(guī)范要求小于[Δup]，在此范圍內(nèi)，表面結(jié)構(gòu)整體不會(huì)倒塌。
2.7工程結(jié)論
綜上所述，本工程通過(guò)性能設(shè)計(jì)及彈塑性時(shí)程分析，計(jì)算結(jié)果表明本工程各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到預(yù)定的抗震性能目標(biāo)，所選結(jié)構(gòu)體系合理、安全、可靠，能滿(mǎn)足“小震不壞，中震可修，大震不倒”的設(shè)計(jì)要求。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；理論
中圖分類(lèi)號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 我國(guó)的高層建筑發(fā)展歷程
上世紀(jì)80年代，我國(guó)高層建筑在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)施工技術(shù)等領(lǐng)域快速發(fā)展，100m左右及以上的將建筑快速發(fā)展，多以鋼筋為主要材料，在層數(shù)與高度增加的同時(shí)，功能與類(lèi)型也日益增多。各大城市幾乎都建立了具有各自特色的建筑，以上海錦江飯店為代表：高度達(dá)到153.52m，全部采用的鋼結(jié)構(gòu)體系；而深圳的發(fā)展中心大廈有43層，高度達(dá)到165.3m，算上天線高度達(dá)到185.3m，是我國(guó)第一幢大型的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。到了90年代，我國(guó)的高層建筑結(jié)構(gòu)從設(shè)計(jì)到施工進(jìn)入到一個(gè)新的階段，除了體系與材料的多樣化，高度上也有了質(zhì)的飛躍。在1995年完工的深圳地王大廈，共有81層，高度達(dá)到385.95m，居世界第四高。
2 建筑抗震的理論
2.1 建筑結(jié)構(gòu)的抗震規(guī)范
一般的抗震規(guī)范都是各國(guó)結(jié)合具體的情況進(jìn)行的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，是指導(dǎo)抗震設(shè)計(jì)的法定文件，及反應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的發(fā)展水平，也反映了各個(gè)國(guó)家的抗震經(jīng)驗(yàn)。盡管抗震理論不斷完善，技術(shù)水平也在不斷地提高，但是必須要有實(shí)踐的指導(dǎo)，要將建筑工程的安全性放在首要位置，容不得任何的大意與疏忽。基于這一認(rèn)識(shí)，現(xiàn)代建筑部分條文被列為強(qiáng)制條文，使用了“嚴(yán)禁、不得”等絕對(duì)性的字眼，同時(shí)也有不同條文有較大的自由空間。
2.2 建筑抗震設(shè)計(jì)的理論
當(dāng)前建筑抗震設(shè)計(jì)的理論主要分為擬靜力理論、反應(yīng)譜理論及動(dòng)力理論。擬靜力理論起源于20世紀(jì)10～40年代出現(xiàn)的理論，在估測(cè)地震對(duì)結(jié)構(gòu)的影響時(shí)，假設(shè)結(jié)構(gòu)為剛性，地震水平作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的質(zhì)量中心，地震力的大小當(dāng)于結(jié)構(gòu)的重量乘以一個(gè)比例常數(shù)（地震系數(shù)）。
反應(yīng)譜理論是在上世紀(jì)40-60年展起來(lái)的，以強(qiáng)地震動(dòng)加速度觀測(cè)記錄的增多與對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)特性的進(jìn)一步了解，及結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ)，是加理工學(xué)院的學(xué)者對(duì)地震加速度記錄的特性進(jìn)行分析后獲得的成果。
動(dòng)力理論是上世紀(jì)70-80年代的應(yīng)用較為廣泛的地震動(dòng)力理論，是在60年代以來(lái)電子計(jì)算機(jī)技術(shù)與試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)，人們對(duì)各類(lèi)結(jié)構(gòu)在地震作用下的線性與非線性的反應(yīng)過(guò)程也有了較多的了解，隨著強(qiáng)震觀測(cè)臺(tái)的增加，各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)記錄也在不斷地增加。進(jìn)一步動(dòng)力理論也稱(chēng)地震時(shí)程分析理論，它將地震作為一個(gè)時(shí)間過(guò)程，選擇具有代表性的地震加速度時(shí)過(guò)程作為地震動(dòng)輸入，建筑物簡(jiǎn)化為多自由度體系，計(jì)算得到每一時(shí)刻建筑物的地震反應(yīng)，完成設(shè)計(jì)工作。
3 高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 必要的抗震對(duì)策
在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中國(guó)，出了要考慮到概念的設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行驗(yàn)算，結(jié)合地震的情況，要在高度允許的范圍內(nèi)建造，增加結(jié)構(gòu)的延性。在當(dāng)前的抗震設(shè)計(jì)中，抗震驗(yàn)算及構(gòu)造與措施等角度入手進(jìn)行分析，提高結(jié)構(gòu)的抗震性與消震性能。建立地震力與結(jié)構(gòu)延性互相影響的雙重設(shè)計(jì)指標(biāo)，直到達(dá)到預(yù)期的抗震效果。當(dāng)前強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用已得到普遍的認(rèn)可。
3.2 高層建筑的抗震設(shè)計(jì)思想
在《建筑抗震規(guī)范》中有明文規(guī)定，建筑的抗震設(shè)防要符合“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求。所謂的“三水準(zhǔn)”就是指“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當(dāng)遇到第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震時(shí)，結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段，建筑物可以正常使用。一般情況下，建筑物不會(huì)被損害，也不需要修理即可使用。所以，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足地震頻發(fā)下的承載力極限，要求建筑的彈性變形不超過(guò)規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遇到第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí)，結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段，建筑物結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生損害，但是不經(jīng)修理或者簡(jiǎn)單修理就可以繼續(xù)使用。所以，建筑結(jié)構(gòu)必須要有足夠的延性能力，不會(huì)出現(xiàn)脆性破壞。當(dāng)發(fā)生第三設(shè)防烈度地震的情況下，就是遇到本地區(qū)地震極限外的情況，結(jié)構(gòu)會(huì)受到非常嚴(yán)重的損害，但是結(jié)構(gòu)的非彈性變形距離倒塌仍有一段距離，不致產(chǎn)生危及生命的損害，保障了居住人員的安全。所以在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要保證建筑的足夠變形能力，其彈塑變形要在規(guī)范的數(shù)值之內(nèi)，保證結(jié)構(gòu)良好的抗震性能。三個(gè)水準(zhǔn)烈度的地震作用水平是根據(jù)不同超越概率進(jìn)行區(qū)分的，一般情況下是：
多遇地震：50年超越概率63.2%，重現(xiàn)期50年；設(shè)防烈度地震（基本地震）：50年超越概率10%，重現(xiàn)期475年；罕遇地震：50年超越概率2%-3%，重現(xiàn)期1641-2475年，平均約為2000年。
從高層建筑的抗震水準(zhǔn)來(lái)看，設(shè)防的要求是通過(guò)“兩個(gè)階段”設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具體方法如下：第一環(huán)節(jié)，第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，提前計(jì)算出高層建筑結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)，與風(fēng)力、重力荷載進(jìn)行高效組合。同時(shí)引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)，進(jìn)行構(gòu)件截面的準(zhǔn)確射擊，進(jìn)而達(dá)到第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求；然后是運(yùn)用同一地震參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的層間位移角，使其可以在抗震規(guī)范設(shè)定的限值之內(nèi)；同時(shí)采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造對(duì)策，確保結(jié)構(gòu)可以有足夠的延性、變形能力與塑形耗能，進(jìn)而達(dá)到第二水準(zhǔn)的變形目的。而第二階段則是運(yùn)用與第三水準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，算出結(jié)構(gòu)的彈塑性層間位移角，使其在抗震規(guī)范的限值之內(nèi)，然后進(jìn)行必要的抗震構(gòu)造對(duì)策，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)第三水準(zhǔn)的防倒塌目的。
3.3 現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法
在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)各類(lèi)的建筑結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算應(yīng)該采用的方法都有明確的規(guī)定：高度要在40m之內(nèi)，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法；除1款外的建筑結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)譜方法；特別不規(guī)則的建筑、甲類(lèi)建筑和限制高度范圍的高層建筑，應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算，可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。
結(jié)語(yǔ)
地震是威脅較大的天災(zāi)之一，必須要加強(qiáng)防御，從上文的分析中我們可以看到，高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要在要求的限值之內(nèi)，保證結(jié)構(gòu)的良好性能，提高建筑的使用性能。
參考文獻(xiàn)
[1]朱鏡清.結(jié)構(gòu)抗震分析原理[M].地震出版社，2002.
[2]李彬.對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2012（02）.
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；相關(guān)問(wèn)題；
中圖分類(lèi)號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
引言：由于開(kāi)發(fā)商對(duì)于建筑物的地震破壞原因和破壞程度沒(méi)有足夠的了解,導(dǎo)致建筑物在抗震設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。要為人們營(yíng)造一個(gè)安全舒適的生活環(huán)境。針對(duì)地震問(wèn)題我們要在房屋結(jié)構(gòu)找突破點(diǎn)。只有設(shè)計(jì)出抗震、牢固的建筑結(jié)構(gòu),才能保障人類(lèi)的人身安全。
一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)因素分析
建筑物按建筑結(jié)構(gòu)分類(lèi)可分為：砌體結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等。建筑物結(jié)構(gòu)形式的確定，與其抗震能力是密切相關(guān)的。相關(guān)的科學(xué)研究表明，在遭遇相同等級(jí)的地震災(zāi)害后，采用鋼結(jié)構(gòu)的建筑物受損壞的程度明顯要低于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物。日本也是一個(gè)多地震的國(guó)家，其鋼結(jié)構(gòu)的房屋建筑占全國(guó)建筑的半數(shù)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(guó)的建筑抗震系數(shù)系統(tǒng)依舊是不完善的，不能確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確、有效地應(yīng)用。歷次地震災(zāi)害表明，影響抗震系數(shù)的因素是很多的，比如其抗震的等級(jí)、建筑物的類(lèi)別、場(chǎng)地類(lèi)別、建筑物總高度等。為了促進(jìn)其實(shí)際工作的需要，應(yīng)對(duì)各種相關(guān)因素和相關(guān)參數(shù)展開(kāi)一系列的優(yōu)化分析，得到一個(gè)最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。房屋建筑的抗震性能與許多因素有關(guān)系，比如其建筑的體型設(shè)計(jì)。汶川地震震害表明 , 許多平面形狀復(fù)雜 , 例如平面上的較大外凸和凹陷、不對(duì)稱(chēng)的側(cè)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(jiǎn)單規(guī)則、傳力途徑明確的建筑在地震中都未出現(xiàn)較重的破壞；有的甚至保持完好。上述情況表明，很多損害嚴(yán)重的建筑物的設(shè)計(jì)方案不是很合理，如果能夠選擇一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案，震后損失可能會(huì)減小很多。
二、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
在我國(guó),對(duì)于建筑物抗震設(shè)計(jì)的要求是采取“三水準(zhǔn)設(shè)防、兩階段設(shè)計(jì)”的標(biāo)準(zhǔn)。在這種標(biāo)準(zhǔn)的影響下,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)歷了柔性設(shè)計(jì)、剛性設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)和延性設(shè)計(jì)四個(gè)階段。但是由于地震產(chǎn)生了很多不確定因素,導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)存在非常大的偶然性和復(fù)雜性,甚至還有計(jì)算模擬與實(shí)際情況的不符的情況出現(xiàn),導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果誤差很大。所以,我們不僅要考慮建筑物良好的概念設(shè)計(jì),還要提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。具備完善的建筑結(jié)構(gòu)體系。一個(gè)良好的建筑體系,對(duì)于建筑業(yè)是十分有必要的。在實(shí)際的建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí),要注重依賴(lài)建筑結(jié)構(gòu)體系的協(xié)同工作,從而使建筑物中的每個(gè)構(gòu)件都能夠共同工作。所以,這就需要建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)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(qiáng)力的作用下共同工作。在砌體結(jié)構(gòu)的建筑中避免建筑結(jié)構(gòu)單純的依靠建筑結(jié)構(gòu)自身剛度來(lái)承受載荷。充分提高建筑物材料利用率的協(xié)同工作。從建筑物抗震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明,材料的利用率越高,結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作能力也就越高。
三、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的主要問(wèn)題
1、建筑結(jié)構(gòu)體系的合理選擇。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最主要的一方面就是結(jié)構(gòu)體系的選擇,它的合理選擇決定著建筑物的安全性。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)體系的合理選擇應(yīng)注意以下兩個(gè)方面的設(shè)計(jì):(l)體系應(yīng)具有合理的地震傳遞途徑和明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)的布置,應(yīng)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(gòu)件的布置,要讓豎向構(gòu)件的壓應(yīng)力接近均勻(2)建筑體系應(yīng)具有合理的強(qiáng)度。一個(gè)良好的建筑物必須要有合理的強(qiáng)度進(jìn)行支撐,一些建筑的薄弱部位要由合理的強(qiáng)度防止:在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,要保證節(jié)點(diǎn)不受破壞,要使梁、柱端的塑性盡可能的分散;對(duì)于容易出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié),必須提高薄弱部位的抗震能力。
2、抗震場(chǎng)地的選擇?？拐饒?chǎng)地的選擇直接影響建筑物的抗震設(shè)計(jì)工作,應(yīng)選擇有利的抗震場(chǎng)地,要避開(kāi)對(duì)建筑抗震不利的地段。地震對(duì)于地面的危害是十分巨大的。地震造成的地裂和地表錯(cuò)動(dòng),直接使得房屋倒塌,結(jié)構(gòu)損壞。所以,選擇抗震場(chǎng)地不能選擇易液化土地、軟弱場(chǎng)地、狀態(tài)明顯不均勻等場(chǎng)地;如果不能避免不理的場(chǎng)地,可以采用適當(dāng)?shù)目拐鸫胧┻M(jìn)行加強(qiáng)強(qiáng)度:對(duì)于地震時(shí)有可能存在的地裂或者滑坡的場(chǎng)地,必須采取科學(xué)合理的措施進(jìn)行穩(wěn)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(shí),必須采用樁基、地基加固和加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的處理措施。
建筑工程選址應(yīng)注意的問(wèn)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(yán)重。因此，建筑物建設(shè)地點(diǎn)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(mǎn)足建筑抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，保證其安全性、可靠性。選擇建筑場(chǎng)地時(shí)應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際需要和工程地質(zhì)、地震活動(dòng)情況等相關(guān)資料，選擇對(duì)建筑物抗震有利的地段，避開(kāi)對(duì)抗震不利的地段，嚴(yán)禁在地震斷裂帶及斷裂帶沿線附近建造甲、乙、丙類(lèi)建筑物。應(yīng)避開(kāi)地震時(shí)可能發(fā)生山體滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等次生災(zāi)害地段。汶川地震發(fā)生時(shí)，北川老縣城發(fā)生規(guī)模較大的山體滑坡，王家?guī)r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(gè)街區(qū)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(jié)果不是靠提高抗震設(shè)防等級(jí)、提高建筑物的抗震性能和措施所能避免的。所以避開(kāi)此類(lèi)危險(xiǎn)地段，才能避免因選址不當(dāng)所造成的嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
3、重視建筑平面布置的規(guī)則性。在建筑平面布置方面,應(yīng)盡可能的采用抗震概念設(shè)計(jì)原則,不能使用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。有關(guān)資料表明,對(duì)于一些樓板布局不夠規(guī)范時(shí),要采取相應(yīng)的樓板計(jì)算模型;對(duì)于平面不規(guī)則、立體不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu),必須采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。結(jié)構(gòu)的規(guī)則性具體分為三個(gè)部分:第一是建筑主體必須具備良好的抗壓能力,側(cè)力結(jié)構(gòu)不能變形,要盡可能的均勻;第二是建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置,建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置要注重同一側(cè)的強(qiáng)度要均勻;第三是建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置要與周?chē)慕Y(jié)構(gòu)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(guī)則性對(duì)于建筑的抗震設(shè)計(jì)十分重要。
建筑物平面設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問(wèn)題：建筑物的平面布置規(guī)則與否、是否對(duì)稱(chēng)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(chǎng)、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?nèi)f化，其柱距、開(kāi)間、進(jìn)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(duì)稱(chēng)、不規(guī)則，使得平面剛度急劇變化，遭遇地震后，將發(fā)生嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)破壞。因此，建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使柱子和抗震墻（剪力墻）等抗側(cè)力構(gòu)件均勻、對(duì)稱(chēng)布置，剛度較大的樓梯間、電梯井應(yīng)盡可能居中布置，不要布置在建筑物的轉(zhuǎn)角處。要盡可能作到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻、對(duì)稱(chēng)協(xié)調(diào)，避免突變，防止在地震作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
4、建筑物豎向設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問(wèn)題
建筑物的豎向布置設(shè)計(jì)也將對(duì)其抗震性能產(chǎn)生巨大的影響。近些年來(lái)，由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，商場(chǎng)、寫(xiě)字樓等高層、超高層建筑越來(lái)越多，其要求底層或下面幾層大開(kāi)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(zhì)量和抗側(cè)剛度沿建筑物高度分布不均勻，在抗側(cè)剛度較差的樓層形成了對(duì)抗震極為不利的薄弱層，在地震作用下，引起較為嚴(yán)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(lái)的 4 層直接變?yōu)?3層。主要原因就是，沿著建筑物高度方向，質(zhì)量和抗側(cè)剛度發(fā)生突變，底層柱子較少，抗側(cè)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(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能使其沿豎向的抗側(cè)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(cè)剛度過(guò)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(jié)構(gòu)抗震能力的建議
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是在不斷的實(shí)例驗(yàn)證中逐漸分析,日益總結(jié)歸納出來(lái)的。在目前的房屋建設(shè)當(dāng)中,抗震設(shè)計(jì)是十分有必要的。所以,建筑抗震設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該引起十分重視。為了設(shè)計(jì)出高抗震性的建筑物,在我看來(lái)需要注意以三點(diǎn):第一,科學(xué)合理的建筑布局是不可缺少的,于此同時(shí)還有保證各個(gè)主要受力物體處在同一平面,在地震來(lái)臨時(shí)要能禁得住壓力。在墻段沒(méi)有發(fā)揮作用之前,需要依照“強(qiáng)墻弱梁”的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施加強(qiáng)建筑物的承受力,防止地震強(qiáng)大的破壞力。第二,要按照不同的抗震等級(jí),對(duì)梁、柱以及墻的節(jié)點(diǎn)使用相對(duì)應(yīng)的抗震措施,確保建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。為了保障鋼筋混凝土在地震作用下不受破壞,要科學(xué)合理的添加合適的化學(xué)試劑,加強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度與剛度,還有注意構(gòu)造配筋的要求,尤其是要加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造措施。第三,必須設(shè)置多層抗震防線,一個(gè)良好的抗震體系對(duì)于地震的壓力是十分重要的?？拐痼w系就如果人類(lèi)身體的三道防線,不同等級(jí)的地震采取不同的防線。第一層不行,還有多層防線保護(hù)。這樣的保護(hù)體系對(duì)于防震將是十分有效的。
五、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)多年對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的研究，我國(guó)已經(jīng)逐漸形成了自己的一套較為先進(jìn)的、有效的抗震設(shè)計(jì)方法并日趨成熟，但是也有很多不足之處，需要我們?cè)趯?shí)踐中加以完善?？傊?，要確保建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)能高效完成，應(yīng)在遵循相關(guān)建筑抗震規(guī)范要求的原則上，進(jìn)行科學(xué)的、合理的設(shè)計(jì)，確保建筑物具有穩(wěn)定的、可靠的抗震性能，達(dá)到建筑物小震不壞、中震可修、大震不倒的標(biāo)準(zhǔn)。我們有理由相信，隨著相關(guān)技術(shù)人員抗震設(shè)計(jì)水平的不斷提高，我國(guó)的建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)也會(huì)邁上更高的臺(tái)階。
參考文獻(xiàn):
[l]倪廣林.對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的若干思考田.山西建筑,2010.
[關(guān)鍵詞]抗震設(shè)計(jì) ；基于性能 ；地震設(shè)防水準(zhǔn) ；設(shè)計(jì)方法 ；位移影響系數(shù)法 ；能力譜法 ；直接位移設(shè)計(jì)法
中圖分類(lèi)號(hào)：TE577 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）04-0313-01
一、基于性能的抗震設(shè)計(jì)的產(chǎn)生
20世紀(jì)初期，日本的森房吉教授（1868―1923）在對(duì)當(dāng)時(shí)的地震災(zāi)害和理論認(rèn)識(shí)進(jìn)行研究之后，提出了最早的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法。在之后的一百年間，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)地震的反映特征和發(fā)展特征的研究和把握不斷深入，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論及方法也在不斷進(jìn)步當(dāng)中。
目前 “大震不倒，中震可修，小震不壞”，作為抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想被國(guó)際普遍認(rèn)可。至此，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以說(shuō)已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步，此類(lèi)建筑在地震中也表現(xiàn)出較好的抗震性能。但是，目前的三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)理念主要是以保護(hù)人類(lèi)生命安全為目的，對(duì)于地震造成的其他破壞不能很好地進(jìn)行控制。尤其是現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展使得大量人群、財(cái)富和資源可能集中在某一區(qū)域，如大城市中。在這些區(qū)域一旦發(fā)生地震，將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)生還者的心里造成嚴(yán)重打擊，也是十分不利于震后重建工作的開(kāi)展。因此，要求人們?cè)谶M(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)不僅防止地震對(duì)生命安全造成傷害，也要盡可能減少房屋倒塌對(duì)其他方面造成破壞?；谝陨峡紤]，在1994年美國(guó)洛杉磯大地震和1995年日本阪神大地震之后，基于性能的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)被廣泛研究推廣，并被認(rèn)為是未來(lái)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要指導(dǎo)思想。
這項(xiàng)設(shè)計(jì)最早出現(xiàn)在橋梁抗震設(shè)計(jì)中，用量化的抗震指標(biāo)來(lái)控制抗震性能，從而改進(jìn)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。1995年，這一理念被美國(guó)放眼21世紀(jì)委員會(huì)提出了之后，便得到了美國(guó)政府的大力支持，日本、新西蘭、澳大利亞、英國(guó)、智利等國(guó)家也先后投入研究。
二、基于性能抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
通過(guò)與現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)理念的對(duì)比，可得到基于性能抗震設(shè)計(jì)理念的特點(diǎn)。
1.采用多級(jí)設(shè)防。與現(xiàn)階段“大震不倒、中震可修、小震不壞”的三階段設(shè)防目標(biāo)
相比，基于性能的抗震設(shè)計(jì)注重多級(jí)防護(hù)，注意保護(hù)建筑的內(nèi)部設(shè)施與非結(jié)構(gòu)件，從而達(dá)到了在地震發(fā)生時(shí)既保護(hù)業(yè)主安全又減輕了業(yè)主和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)損失。
2.投資準(zhǔn)則效益。投資準(zhǔn)則效益反映了抗震設(shè)計(jì)思想的重要轉(zhuǎn)變，是基于性能抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)基本原則。即從只注重安全變?yōu)橥瑫r(shí)注重安全、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)方面。根據(jù)這一準(zhǔn)則，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照結(jié)構(gòu)性能的要求，考慮到所擁有的所有資源，在安全和經(jīng)濟(jì)之間找到平衡、合理的切入點(diǎn)，得到優(yōu)化的最佳方案。
三.設(shè)防水平
1.地震設(shè)防水平。地震設(shè)防水平是指在未來(lái)可能作用于建筑結(jié)構(gòu)的地震強(qiáng)度大小。由于地震設(shè)防水平直接決定了建筑物的抗震能力，所以它在基于性能的抗震設(shè)計(jì)的理論中占有重要的位置，應(yīng)充分考慮到已優(yōu)化的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，并根據(jù)地震參數(shù)具體確定。
2.結(jié)構(gòu)性能水平。結(jié)構(gòu)性能水平是在預(yù)期地震等級(jí)的作用下對(duì)建筑物破壞的最大程度。由于基于性能的抗震設(shè)計(jì)是考慮到結(jié)構(gòu)構(gòu)件、內(nèi)部設(shè)施、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、裝修等多種因素，因此除了應(yīng)該對(duì)對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)帶來(lái)的損失有控制力外，還要充分考慮到對(duì)非主體的損壞的控制。所以說(shuō)，能兼顧主體與非主體結(jié)構(gòu)破壞程度的結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)才是科學(xué)的、合理的。
四、基于性能抗震設(shè)計(jì)的方法
目前基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法主要有：位移影響系數(shù)、直接位移、能力譜設(shè)計(jì)等方法。
1.位移影響系數(shù)法。該方法基于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)，即通過(guò)分析預(yù)先得到位移的最大期望值，然后利用模態(tài)、等效的方法進(jìn)行確定，從而修正此系數(shù)。但是此方法目前也存在著一些問(wèn)題，比如無(wú)法具體地體現(xiàn)出抗震水準(zhǔn)與具體結(jié)構(gòu)、樓層的損壞情況。
2.直接位移設(shè)計(jì)法。本方法適用于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)，即根據(jù)地震等級(jí)預(yù)期計(jì)算位移，使結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)期位移。本方法最大的特點(diǎn)是概念簡(jiǎn)單，但是只能從建筑材料的極限變化確定相應(yīng)數(shù)值，不能考慮到預(yù)期之外的地震效應(yīng)。
3.能力譜法。能力譜法是將地震反應(yīng)譜與能力譜曲線轉(zhuǎn)化成需求譜，從而評(píng)判該建筑的抗震性能。本方法側(cè)重于對(duì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際性能進(jìn)行評(píng)估與檢驗(yàn)。另外，能力譜法只適用于分布比較均勻且平面結(jié)構(gòu)可化簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)。
總結(jié)：
基于性能的抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)涵蓋范圍很廣的體系，與現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)相比，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）基于性能的抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)多而且具體，具有更強(qiáng)的可操作性與適應(yīng)性，也具有更
大的實(shí)際作用意義。
（2）基于性能的抗震設(shè)計(jì)提供給了設(shè)計(jì)者更大的靈活性。在符合相關(guān)規(guī)定與要求的前
提下，設(shè)計(jì)者可自行選擇能實(shí)現(xiàn)業(yè)主抗震目標(biāo)的設(shè)計(jì)方案與相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施，充分發(fā)揮了設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性與創(chuàng)新性。
（3）基于性能的抗震設(shè)計(jì)將之前單一的以保障業(yè)主生命安全的抗震目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诓煌?/p>
的地震風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)下滿(mǎn)足不同的抗震需求，并綜合了經(jīng)濟(jì)、安全等多方面因素，充分考慮到了投資、震后損失、災(zāi)后重建、社會(huì)效益與業(yè)主的承受能力等多方面因素，更符合當(dāng)今社會(huì)的需求。
基于性能的抗震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路已經(jīng)成為了未來(lái)抗震設(shè)計(jì)的主要發(fā)展思想，，得到了國(guó)際社會(huì)的廣泛認(rèn)可。特別是美日兩國(guó)，在這一方面進(jìn)行了大量的研究，并得到了一定成果。我國(guó)在這個(gè)項(xiàng)目的研究上起步較晚，但是為達(dá)到與國(guó)際社會(huì)同步，我國(guó)與國(guó)際社會(huì)上在這方面取得先進(jìn)成果的專(zhuān)家多次進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，中國(guó)許多高校目前也已經(jīng)開(kāi)展了此項(xiàng)研究，從而發(fā)展出適合我國(guó)國(guó)情的基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法。
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【關(guān)鍵詞】高層建筑，混凝土，抗震設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào)：TU973+.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、前言
建筑行業(yè)是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)之一，關(guān)系到居民的切身利益。我國(guó)是多地震國(guó)家，但我國(guó)目前對(duì)地震的預(yù)防能力較弱，地震給我國(guó)帶來(lái)了及其巨大的災(zāi)害，因此，加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)，是進(jìn)一步保障我國(guó)居民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要措施之一。目前我國(guó)高層混凝土建筑應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛，其綜合性和高集成性都使得高層建筑的抗震設(shè)計(jì)需要更為明確的重視，加強(qiáng)對(duì)高層混凝土建筑抗震設(shè)計(jì)，已經(jīng)十分的迫切。
二、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題
高層混凝土建筑是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尤其是在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，我國(guó)雖然引進(jìn)了一些西方歐美抗震設(shè)計(jì)理念，但缺乏符合本國(guó)實(shí)際的理論技術(shù)創(chuàng)新。很大方面存在著缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.高層混凝土建筑在結(jié)構(gòu)防震設(shè)計(jì)中缺乏科學(xué)規(guī)范的理論指導(dǎo)，缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累；而且我國(guó)對(duì)地質(zhì)地震的認(rèn)識(shí)尚不夠完善，對(duì)地震的成因，預(yù)測(cè)，防治研究不夠深入。因此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)候，缺乏一定的科學(xué)依據(jù)，或依據(jù)的是不完善的理論。因此，難以在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中完美融合防震設(shè)計(jì)理念。
2.高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)立足于固定參數(shù)，而忽視了實(shí)際情況，設(shè)計(jì)完全依據(jù)“計(jì)算設(shè)計(jì)”完成。而且將一定的地震或力學(xué)參數(shù)做出固定的規(guī)范，比如，在我國(guó)地震設(shè)計(jì)研究中，把地震的降級(jí)系數(shù)統(tǒng)一規(guī)定為2.81，將小震賦予固定統(tǒng)計(jì)意義。而小震多用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)截面承載能力設(shè)計(jì)和變形的檢驗(yàn)計(jì)算，需要依據(jù)一定的實(shí)際情況而行。雙向板內(nèi)力計(jì)算時(shí),查用《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》的內(nèi)力系數(shù)時(shí),其泊松比取值為0。 而鋼筋混凝土材料的泊松比取值為1/6, 這在設(shè)計(jì)板時(shí)往往容易被忽略,在計(jì)算跨中彎矩時(shí),未考慮引入泊松比后的計(jì)算公式,導(dǎo)致內(nèi)力計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤。
3，沒(méi)有能夠深入研究地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)破壞的層次和順序，難以做到重視主體的設(shè)計(jì)且兼顧細(xì)節(jié)問(wèn)題。沒(méi)有能根據(jù)實(shí)際情況靈活變通的運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
三、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的方案
1. 高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要從建筑的全局出發(fā)，全面考慮各種建筑部位的功能，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)設(shè)計(jì)每個(gè)部分的構(gòu)件，保證每個(gè)部件之間的契合，促使每個(gè)部件或者是若干部件組合起來(lái)可以完成某一特定的設(shè)計(jì)要求，滿(mǎn)足一定的現(xiàn)實(shí)需求，同時(shí)，通過(guò)抗震設(shè)計(jì)，使得每個(gè)構(gòu)件都可以具有相應(yīng)的承載力，當(dāng)?shù)卣饋?lái)襲時(shí)，每個(gè)構(gòu)件都可以有著一定的先后破壞次序，整體組合構(gòu)件將會(huì)有著更強(qiáng)大的承載力和柔性，從而延緩地震破壞的速度，消耗爆發(fā)的能量。增強(qiáng)建筑的整體抗震能力。
2.地基設(shè)計(jì)是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，要科學(xué)避開(kāi)山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅(jiān)硬，牢固，平坦，開(kāi)闊的選址原則。親身實(shí)地，利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，進(jìn)行地質(zhì)勘探，山石水土監(jiān)測(cè)，并取樣論證，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個(gè)地基牢固可靠，地質(zhì)穩(wěn)定無(wú)滲漏，無(wú)坍塌，無(wú)暗河，無(wú)熔巖，無(wú)火山等，從而保證整個(gè)地基不會(huì)因?yàn)槌休d力不均，而發(fā)生小范圍的坍塌，影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計(jì)。
3. 高層混凝土建筑物的動(dòng)力性能基本上取決于其建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡(jiǎn)單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，通過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)表明，簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱(chēng)的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力強(qiáng)，對(duì)延緩地震烈度范圍延伸，消耗地震的能量，減少地震對(duì)整體結(jié)構(gòu)的破壞，而且，對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)容易準(zhǔn)確計(jì)算其地震反應(yīng)。
4.抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。如果按結(jié)構(gòu)材料分類(lèi)，目前主要應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系有砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土結(jié)構(gòu)；若是按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)，目前常見(jiàn)的有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，不同結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)體系的承載力受到抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場(chǎng)地條件以及建筑材料、施工條件、經(jīng)濟(jì)條件等多種條件的影響，因此高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要綜合考慮，做到科學(xué)選擇，嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)。
5.結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)倒塌。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求避免構(gòu)件的剪切破壞，爭(zhēng)取更多的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)彎曲破壞。始終遵循“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱錨固”原則。構(gòu)件的破壞和退出工作，使整個(gè)結(jié)構(gòu)從一種穩(wěn)定體系過(guò)渡到另外一種穩(wěn)定體系，致使結(jié)構(gòu)的周期發(fā)生變化，以避免地震卓越周期長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)作用引起的共振效應(yīng)。
6.在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，一般而言，要尤其注意其是由諸多構(gòu)件共同組合在一起，因此，要進(jìn)行整體化的對(duì)待。要充分調(diào)動(dòng)各個(gè)構(gòu)件的作用來(lái)完成整體建筑的抗震效果。當(dāng)高層建筑的一些基本構(gòu)件都失去了原有功能的時(shí)候，那么，在地震來(lái)臨后，很容易讓整體的建筑結(jié)構(gòu)喪失對(duì)地震的抵抗能力。在這種情況下，很容易讓整個(gè)高層建筑坍塌，因此，要保證所有構(gòu)件的功能協(xié)調(diào)，并確保所有的構(gòu)件都能夠在地震作用下保證良好的性能，如此，可以增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。
7.設(shè)計(jì)高層混凝土建筑和超高層建筑時(shí)，屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)也是整個(gè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。近幾十年來(lái)，從多數(shù)高層建筑抗震設(shè)計(jì)評(píng)定結(jié)果看，屋頂建筑設(shè)計(jì)還存在一些問(wèn)題，例如：屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過(guò)重。屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過(guò)重，無(wú)形當(dāng)中加大了屋頂建筑變形，而且也加大地震作用，尤其對(duì)自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時(shí)屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上，如果屋頂?shù)目箓?cè)力墻和屋頂之下的抗側(cè)力墻出現(xiàn)間斷，在地震發(fā)生時(shí)，帶來(lái)的地震扭轉(zhuǎn)作用也會(huì)更嚴(yán)重，對(duì)抗震更不利。所以，在進(jìn)行屋頂建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中時(shí)，應(yīng)該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強(qiáng)度較高、輕質(zhì)、剛度均勻的材料，使得地震作用傳遞不受阻礙；屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上；如果屋頂建筑非常高，屋頂建筑就必須具有較強(qiáng)的抗震性，讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小，盡量避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
四、結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，在目前的發(fā)展趨勢(shì)中，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流趨勢(shì)有低碳，環(huán)保，安全，節(jié)能，生態(tài)。其中指標(biāo)之一，就是建筑的安全性，而我國(guó)目前破壞力最大的安全威脅便是地震，因此，加強(qiáng)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，必將會(huì)被提升到建筑設(shè)計(jì)新的戰(zhàn)略高度。要科學(xué)合理的設(shè)計(jì)好房間結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)抗震能力，設(shè)計(jì)人員不僅要大力提升自己的力學(xué)，建筑學(xué)，設(shè)計(jì)學(xué)等各方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和制圖技能，更要培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)縝密的態(tài)度，深刻理解設(shè)計(jì)規(guī)范，深刻了解建筑結(jié)構(gòu)中的每個(gè)構(gòu)件，做好每個(gè)構(gòu)件，從整體構(gòu)思，不斷提高設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)質(zhì)量，提升建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，為完美實(shí)現(xiàn)建筑的實(shí)用價(jià)值和美學(xué)價(jià)值的融合做出貢獻(xiàn)。
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關(guān)鍵詞：抗震施工技術(shù)；住宅建筑；建筑結(jié)構(gòu)；居住環(huán)境
如何使建筑工程的抗震施工的相關(guān)技術(shù)在城市建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮出重要的作用，已經(jīng)成為城市建設(shè)當(dāng)中重要的課題，我國(guó)還處于兩大地震帶，是多地震的國(guó)家，做好建筑工程的抗震施工意義更大。
1、關(guān)于建筑工程當(dāng)中抗震施工技術(shù)的重要性
經(jīng)過(guò)歷次證明，房屋的倒塌大部分是由于地震災(zāi)害所造成的，這主要是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的建筑缺乏相對(duì)規(guī)范管理，而且其房屋的質(zhì)量比較差，不僅不能抵擋強(qiáng)烈地震，而且一般在6級(jí)左右的中強(qiáng)地震，會(huì)出現(xiàn)比較強(qiáng)的震感，引起房屋損失，人身傷害。目前在眾多建筑工程中，會(huì)出現(xiàn)再生鋼材現(xiàn)象，但是因?yàn)殇摻羁估瓘?qiáng)度達(dá)不到工程技術(shù)相關(guān)要求。所以提高房屋的抗震性能，能夠避免一些地震災(zāi)害。以圖1為例，在設(shè)計(jì)住宅時(shí)，需要在框架的節(jié)點(diǎn)上增加附加的鋼筋，保證建筑架構(gòu)的穩(wěn)定性。
圖1：住宅室內(nèi)外針對(duì)抗震的設(shè)計(jì)
2、最常見(jiàn)的抗震結(jié)構(gòu)性能的相關(guān)比較
就現(xiàn)在而言，我國(guó)的民用建筑最為常見(jiàn)的建筑結(jié)構(gòu)包含了：鋼結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和磚木的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)的建筑在抗震性有著一些區(qū)別。
2.1關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能
鋼畢露構(gòu)建筑是21世紀(jì)綠色的建筑，其獨(dú)特的可循環(huán)使用建筑結(jié)構(gòu)比較符合現(xiàn)在發(fā)展節(jié)能省地建筑，同時(shí)滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)的建筑，首先是重量輕而且強(qiáng)度高，如果用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建住宅重量是鋼筋混凝土住宅的二分之一，所以其使用面積比鋼筋混凝土的住宅要提高大概4%，其次是抗震性比較好，如技術(shù)鋼材料具有勻質(zhì)性和強(qiáng)韌性，會(huì)發(fā)生較大的變形，而且有可能承受比較大的動(dòng)力荷載，一般情況下具有非常好的抗震性。根椐國(guó)內(nèi)外震后調(diào)查，鋼結(jié)構(gòu)的建筑倒塌數(shù)相對(duì)比較少，而且從理論上看，鋼結(jié)構(gòu)的建筑比框架和磚混結(jié)構(gòu)要結(jié)實(shí)得多，而且使用的年限也會(huì)比較長(zhǎng)。
2.2關(guān)于磚混結(jié)構(gòu)的構(gòu)建筑抗震性能
磚混結(jié)構(gòu)一般是由磚墻進(jìn)行支撐、現(xiàn)澆以及預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)成，由于建筑質(zhì)量有所不同，其抗震性也會(huì)有較大差異，所以磚的抗壓性較差，在遇到六七度的地震時(shí)，會(huì)造成局開(kāi)裂和慢慢散落，其裂縫會(huì)擴(kuò)大。有些建筑的施工質(zhì)量比較好，磚的形狀和砂漿強(qiáng)度比較高，這類(lèi)房屋在10度地震情況下極易破壞。
一般情況下這種結(jié)構(gòu)的房屋容易發(fā)生問(wèn)題，比如跨度大的橫梁和樓梯間的墻體和較大洞口的墻體，在地震發(fā)生時(shí)，住房需要避開(kāi)類(lèi)似結(jié)構(gòu)的部位和構(gòu)件，可以進(jìn)入結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定的空間，如廁所或者是小廚房。
對(duì)比磚混結(jié)構(gòu)的抗震性能，明顯好于磚砌體的相關(guān)結(jié)構(gòu)，磚混結(jié)構(gòu)在唐山地震中經(jīng)受住了考驗(yàn)，這種結(jié)構(gòu)相對(duì)比較實(shí)惠，冬暖夏涼。
3.住宅建筑抗震技術(shù)的應(yīng)用和建議
根椐近年來(lái)，住宅的建筑抗震技術(shù)及相關(guān)的應(yīng)用在慢慢完善，但是根椐實(shí)施過(guò)程中，我國(guó)仍然面臨著許多弊端，所以需要根椐實(shí)際的工作，加強(qiáng)住宅建筑的抗震性。
3.1加強(qiáng)宅建墻體的抗震性
一般情況下住宅的建筑墻體框架結(jié)構(gòu)是住宅的建筑抗震施工技術(shù)的關(guān)鍵，它屬于圍護(hù)構(gòu)件的相關(guān)承重的范圍，其所產(chǎn)生的抗震性能，是取決于建筑材料的質(zhì)量，同時(shí)也需要考慮建筑承重的結(jié)構(gòu)的連接，以及建筑地基的狀態(tài)。在實(shí)際的抗震施工技術(shù)和應(yīng)用中，需要在抗震施工中采用高標(biāo)號(hào)的水泥，嚴(yán)格控制砂漿的比例，同樣的墻體通過(guò)砂漿粘結(jié)構(gòu)成墻面整體。
3.2加強(qiáng)住宅建筑的構(gòu)造柱的抗震能力
抗震施工技術(shù)中，關(guān)于構(gòu)造柱和圈梁的施工占有非常重要的位置，需要進(jìn)行加強(qiáng)和改進(jìn)其技術(shù)，所以在眾多的磚混結(jié)構(gòu)我們需要根椐住宅的要求，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)構(gòu)造柱和圈梁，從而保證其抗震的性能，可以實(shí)現(xiàn)住宅的最大的抗震的能力和相關(guān)的效果，需要特別注意構(gòu)件之間的連接，注重強(qiáng)有力的施工的要求，這樣兩者就共同構(gòu)成了其住宅的建筑的骨架，這樣可以充分發(fā)揮有效約束的墻體的作用。以圖二為例，需要根椐墻體構(gòu)造柱的設(shè)置重點(diǎn)加強(qiáng)抗震的能力。
圖二：
墻身構(gòu)造柱的重要設(shè)置
3.3加強(qiáng)住宅建筑的框架節(jié)點(diǎn)的抗震性能
住宅建筑的框架的節(jié)點(diǎn)，需要充分發(fā)揮連接的框架和梁之間的重要作用，所以框架的節(jié)點(diǎn)需要符合抗震的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能提高整體的抗震。如果框架的節(jié)點(diǎn)遭到破壞，那么就會(huì)導(dǎo)致住宅的建筑整體建筑的結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的移位，所以我們根椐框架的節(jié)點(diǎn)的抗震技術(shù)施工的現(xiàn)實(shí)和重要，所以全面加強(qiáng)框架的節(jié)點(diǎn)，在實(shí)際的抗震技術(shù)在施工的進(jìn)程，需要將混凝土慢慢澆筑到梁底的標(biāo)底，然后將框架節(jié)點(diǎn)連同梁板進(jìn)行完美的澆筑，所以施工隊(duì)伍需要不斷地加強(qiáng)抗震施工技術(shù)應(yīng)有識(shí)，堅(jiān)決拒絕施工的隱患。
結(jié)束語(yǔ)
根椐大多數(shù)對(duì)于地震等自然災(zāi)害進(jìn)行了解，所以我們和抗震有關(guān)的建筑設(shè)計(jì)的情況進(jìn)行探尋和摸索，根椐現(xiàn)在的情況，其搞垮的相關(guān)設(shè)計(jì)還沒(méi)有達(dá)到科學(xué)的程度，尤其是我國(guó)人口的分布相對(duì)比較廣泛，所以單純的依靠建筑來(lái)提高抗震性不是很科學(xué)，也不全面，這樣不僅不能減少地震的損失。根椐我國(guó)發(fā)生地震的損傷來(lái)看，我們需要非常重視建筑結(jié)構(gòu)的良好的抗震性能，同時(shí)還要加上強(qiáng)大的室內(nèi)抗震設(shè)計(jì)，一起實(shí)現(xiàn)建筑的抗震，保證建筑物自身質(zhì)量和功能的完整性。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：高層建筑；混凝土房屋；抗震設(shè)計(jì)；抗震設(shè)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(lèi)號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）
在建筑工程項(xiàng)目建設(shè)中，設(shè)計(jì)階段是整個(gè)工程最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)中要考慮到多方面的因素。本文結(jié)合工作實(shí)踐對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行理論上的研究，從設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)原則到設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討，雖然有些粗淺，希望對(duì)同行們有一定的參考作用。
地震是人類(lèi)在繁衍生息、社會(huì)發(fā)展過(guò)程中遇到的一種可怕的自然災(zāi)害。強(qiáng)烈地震常常以其猝不及防的突發(fā)性和巨大的破壞力給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類(lèi)生存安全和社會(huì)穩(wěn)定、社會(huì)功能帶來(lái)嚴(yán)重的危害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歷史上各種自然災(zāi)害曾毀滅了世界各地 52 個(gè)城市，其中因地震而毀滅的城市有 27 個(gè)。地震之外的其它各種災(zāi)害，如水災(zāi)、火災(zāi)、火山噴發(fā)、風(fēng)災(zāi)、沙災(zāi)、旱災(zāi)等毀滅的城市為 25 座。因此，地震占災(zāi)害總數(shù)的 52%?？梢?jiàn)地震災(zāi)害確系“群害之首”。研究表明，在地震中造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失最主要的因素就是房屋倒塌及其引發(fā)的次生災(zāi)害（約占 95%）。無(wú)數(shù)次的震害告訴我們，抗震設(shè)計(jì)是防御和減輕地震災(zāi)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(jié)構(gòu)抗震規(guī)范 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實(shí)際上是各國(guó)建筑抗震經(jīng)驗(yàn)帶有權(quán)威性的總結(jié),是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(jì)（包括結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算,結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容）的法定性文件它既反映了各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的時(shí)代水平，又反映了各個(gè)國(guó)家的具體抗震實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。它雖然受抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo),向技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的方向發(fā)展，但它更要有堅(jiān)定的工程實(shí)踐基礎(chǔ),把建筑工程的安全性放在首位，容不得半點(diǎn)冒險(xiǎn)和不實(shí)。正是基于這種認(rèn)識(shí)，現(xiàn)代規(guī)范中的條文有的被列為強(qiáng)制性條文，有的條文中用了“嚴(yán)禁，不得，不許，不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“必須，應(yīng)該，宜于，可以”等體現(xiàn)不同程度靈活性的用詞。
1.2 抗震設(shè)計(jì)的理論 擬靜力理論。擬靜力理論是 20 世紀(jì) 10～40 年展起來(lái)的一種理論，它在估計(jì)地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用時(shí)，僅假定結(jié)構(gòu)為剛性,地震力水平作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的質(zhì)量中心上。地震力的大小當(dāng)于結(jié)構(gòu)的重量乘以一個(gè)比例常數(shù)（地震系數(shù)）。反應(yīng)譜理論。反應(yīng)譜理論是在加世紀(jì) 40～60 年展起來(lái)的，它以強(qiáng)地震動(dòng)加速度觀測(cè)記錄的增多和對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)特性的進(jìn)一步了解，以及結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ)，是加理工學(xué)院的一些研究學(xué)者對(duì)地震動(dòng)加速度記錄的特性進(jìn)行分析后取得的一個(gè)重要成果。動(dòng)力理論。動(dòng)力理論是 20 世紀(jì) 70-80 年廣為應(yīng)用的地震動(dòng)力理論。它的發(fā)展除了基于 60 年代以來(lái)電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展外,人們對(duì)各類(lèi)結(jié)構(gòu)在地震作用下的線性與非線性反應(yīng)過(guò)程有了較多的了解，同時(shí)隨著強(qiáng)震觀測(cè)臺(tái)站的不斷增多，各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)記錄也不斷增多。進(jìn)一步動(dòng)力理論也稱(chēng)地震時(shí)程分析理論，它把地震作為一個(gè)時(shí)間過(guò)程，選擇有代表性的地震動(dòng)加速度時(shí)程作為地震動(dòng)輸入，建筑物簡(jiǎn)化為多自由度體系，計(jì)算得到每一時(shí)刻建筑物的地震反應(yīng)，從而完成抗震設(shè)計(jì)工作。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)
2.1 抗震措施 在對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，除要考慮概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算外，歷次地震后人們?cè)谙拗平ㄖ叨龋岣呓Y(jié)構(gòu)延性（限制結(jié)構(gòu)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)材料使用）等方面總結(jié)的抗震經(jīng)驗(yàn)一直是各國(guó)規(guī)范重視的問(wèn)題。當(dāng)前，在抗震設(shè)計(jì)中，從概念設(shè)計(jì)，抗震驗(yàn)算及構(gòu)造措施等三方面入手，在將抗震與消震（結(jié)構(gòu)延性）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)指標(biāo)和方法，直至進(jìn)一步通過(guò)一些結(jié)構(gòu)措施（隔震措施，消能減震措施）來(lái)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)的抗震性能是當(dāng)代抗震設(shè)計(jì)規(guī)范發(fā)展的方向。而且，強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用已得到普遍的認(rèn)可。
2.2 抗震設(shè)計(jì)理念 我國(guó) 《建筑抗震規(guī)范》（GB50011-2001）對(duì)建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求，“三水準(zhǔn)”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當(dāng)遭遇第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此, 要求建筑結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算，要求建筑的彈性變形不超過(guò)規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遭遇第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí)，結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段，建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞。但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)难有阅芰Γㄗ冃文芰Γ┎话l(fā)生不可修復(fù)的脆性破壞。當(dāng)遭遇第三設(shè)防烈度地震即高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)雖然破壞較重，但結(jié)構(gòu)的非彈性變形離結(jié)構(gòu)的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發(fā)生危及生命的嚴(yán)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(guò)規(guī)定的彈塑性變形限值。
三個(gè)水準(zhǔn)烈度的地震作用水平，按三個(gè)不同超越概率（或重現(xiàn)期）來(lái)區(qū)分的:多遇地震：50 年超越概率 63.2%，重現(xiàn)期 50 年；設(shè)防烈度地震（基本地震）：50 年超越概率 10%，重現(xiàn)期 475 年；罕遇地震：50 年超越概率 2%-3%，重現(xiàn)期 1641-2475 年，平均約為 2000年。對(duì)建筑抗震的三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)防要求，是通過(guò)“兩階段”設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其方法步驟如下：第一階段：第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，先計(jì)算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)，與風(fēng)、重力荷載效應(yīng)組合。并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)。進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)，從而滿(mǎn)足第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求；第二步是采用同一地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的層間位移角，使其不超過(guò)抗震規(guī)范所規(guī)定的限值；同時(shí)采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能，從而自動(dòng)滿(mǎn)足第二水準(zhǔn)的變形要求。第二階段:采用與第三水準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，計(jì)算出結(jié)構(gòu)（特別是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié)）的彈塑性層間位移角，使之小于抗震規(guī)范的限值。并采用必要的抗震構(gòu)造措施，從而滿(mǎn)足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。
2.3 抗震設(shè)計(jì)方法 我國(guó)的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）對(duì)各類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算應(yīng)采用的方法作了以下規(guī)定：高度不超過(guò) 40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法；除 1 款外的建筑結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)譜方法；特別不規(guī)則的建筑、甲類(lèi)建筑和限制高度范圍的高層建筑，應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算，可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。
3 結(jié)語(yǔ)
要使工程建設(shè)真正達(dá)到能夠減輕以至避免地震災(zāi)害，把握好抗震設(shè)計(jì)關(guān)是減輕地震災(zāi)害的根本措施。
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