综述建筑结构抗震设计

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摘要：建筑结构的地震反应可以用不同的交量来体现，只体在抗震设计过程中采用何种设计变量则要根据结构自身类型、地震反应特性地震破坏模式等闲素综合考虑。文中笔者介绍和总结建筑抗震设计的基本方法和思路，有助于设计人员在实际工程中加以应用。

关键词：建筑结构，抗震设计，方法

中图分类号：TU318

0引言

20世纪80年代以来，人们提出了“建筑抗震概念设计”。所谓“建筑抗震概念设计”是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。我们掌握抗震设计概念，将有助于明确抗震设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计原则，使我们不致陷于盲目的计算工作，从而做到比较合理地进行抗震设计。

1地震中被毁房屋特征

对地震中被毁掉的房屋进行研究，可以发现，破坏比较严重的建筑以下几种情况：

1)沿竖向不规则建筑．破坏情况严重。不规则建筑物。尤其是沿竖向不规则的房屋建筑，破坏较严重。典型的有两类：一是结构底层为空旷结构。下部为薄弱层；结构底层为空旷结构的房屋大多底层为大开问框架结构，方便使用。房屋震害主要表现为底层倒塌、倾斜，原因是底层形成薄弱层，刚度和强度均不足。二是突出屋面的小塔楼结构。突出屋面小塔楼由于沿竖向质量和刚度的突变，易产生鞭梢效应。在地震中绝大部分受到损坏。

2)钢筋混凝土结构未能实现“强柱弱梁”机制。震害总体情况表明，框架一剪力墙结构大部分基本完好或轻微破坏，未发现严重破坏。但有少数框架结构严重破坏或倒塌。框架结构的破坏形态大部分为柱上下端破坏，或框架梁、柱节点核心区剪切破坏或压酥。破坏形式为柱端屈服破坏，属“强梁弱柱”形式。

3)框架结构中楼梯间震害较普遍。地震中，框架结构中板式楼梯破坏严重。在有些倒塌破坏的房屋中。楼梯间本应成为重要的逃生通道，但却是倒塌破坏最严重的区域。

4)框架结构填充墙破坏。填充墙破坏是框架结构最为常见的震害，汶川地震中也尤为突出。

5)装配式楼盖破坏较严重。关于预制板结构破坏，在1976年唐山大地震中已有较多震害。地震区大量的砌体结构房屋中，普遍采用预制空心楼板，由于未按规范要求设计成装配整体式楼盖，地震中当墙体破坏或外闪，导致楼板塌落，因而达不到装配整体式楼盖的作用。

2抗震设计

为了提高房屋的抗震性能，我们在建筑结构设计的过程中，必须加强抗震设计。根据地震中被毁房屋特点，建筑结构抗震着莺从概念设计，抗震计算与构造措施三个方面进行加强。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则，抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段．构造措施可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等方面上保证抗震计算结果的有效性。

2.1概念设计

抗震概念没计，应从以下几个方面考虑：

1)房屋平面布置要规则——结构力求对称。房屋外形不规则、不对称、凹凸变化尺度大，形心质心偏心大，同一结构单元内，结构平面形状和刚度不均匀不对称，平面长度过长等，均不利于抗震。

2)强度和刚度匀称。多层建筑应该使其各层之间强度和刚度匀称，如存在薄弱搂层．则该处就会成为地震力作用下的变形集中部位，从而使建筑物首先从该部位发生严重破坏，甚至整个建筑的破坏。

3)结构超静定次数多。静定结构的杆件受力系统和传力路线单一,一根杆件的破坏，就使整个结构体系因此而失效。超静定结构在超过其荷载能力时，先使多余杆件发生塑性变形．消耗吸收一部分能量，而保证整个结构的稳定性，减少地震破坏。超静定结构次数多，则消耗地震能量也就愈多，建筑抗震能量越强。

4)提倡采用“强柱弱梁”框架。为避免框架倒塌，提倡采用“强柱弱梁”框架结构而避免“强梁弱柱”。

5)选择耗能构件。力求水平构件吸收较多的地震力，先于竖向构件破坏，从而满足建筑物震后坏而不倒的要求。

6)强构件的相互连接。多个构件有可靠的连接才能保证各个构件的强度充分发挥，才能更好地传递地震力，使各个构件都能充分地吸收地震力。提高整个构件的延性。构件连接不破坏，整个结构才能保证其整体性，各构件之间的连接必须可靠。

7)避免出现薄弱楼层。多层结构中如出现薄弱楼层，地震时该楼层就会出现较大的塑性变形集中，而楼层刚度分布均匀的多层结构，相对基础而言底层成为整个结构的薄弱楼层。在确定结构方案时，要避免出现薄弱层，如有薄弱层时应该在结构上给以加强。

8)形体突变部位加强。当建筑形体有突变部位时，应采取加强措旅。

9)填充墙的利用。砖砌围护墙和隔墙。嵌砌于框架之间，地震力作用时町减轻主体结构的破坏。

10)应用轻质材料。材料质量越小，地震力作用越小，所以在房屋的墙体、楼板框架隔墙、维护墙及房屋构件中应尽力选择轻质材料以减轻地震力的作用，提高房屋的抗震能力。

11)设置多层防线。由于地震力作用具有一定的持续性、不确定性、复杂性，将在短时间内对建筑物进行多次冲击。

12)改进加强楼梯闻的设计，进一步提高楼梯间构件的安伞度。如前所述．楼梯间本应是重要的逃生通道，但此次震害中，楼梯问倒塌破坏情况较多，需要引起我们进一步的莺况。

13)进一步推广隔震技术，提高结构抗震性能国内外多次地震以及本次地震都证明，隔震技术能极大地提高结构抗震性能，是一项比较成熟的技术，而且所增加费用有限。

2.2抗震计算与构造措施

2.2.1抗震计算

各类建筑结构的地震作用，应按下列原则考虑：

1)一般情况下，应允许在建筑结构的2个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。

2)有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15度时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。

3)质链和刚度分布明显不对称的结构，应计人双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计人扭转影响。

4)8度、9度时的人跨度结构和长悬臂结构及9度时的高层建筑，应计算嚷向地震作用。

底部剪力法和振型分解反应谱法是结构抗震计算的基本方法，而时程分析法作为补充计算方法，仅对特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑才要求采用。

抗震计算方法的采用应符合：

1)高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沼高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。

2)除第l条外的建筑结构，宜采用振捌分解反应谱法。

3)特别不规则的建筑、甲类建筑和烈度、场地内限定高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

2.22构造措施

混凝土结构，一般是通过钢筋砼构件截面高宽比限值，最小配筋率要求，承重柱轴压比来控制。砖混结构．常见构造措施有限定房屋总高度和层数层高；在纵、横墙中设置钢筋混凝土构造柱、网梁；房屋的高宽比、横墙阅距局部尺寸进行限值控制；设置防震缝等。修订后的抗震设计规范中增加了强制性条文．突出屋顶的楼、电梯问，构造柱应伸到顶部，并与顶部圈粱连接，内外墙交接处应沿墙高每隔500ram设2

3结语

众所周知，建筑结构的抗震设计是—个完整、系统的过程，从场址的选择到建筑物的结构设计，抗震设计贯穿，整个过程。而且建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。强调抗震概念设计，是为了给抗震计算创造有利条件，并非不重视数值设计，要灵活、准确的按照建筑结构抗震基本要求进行设计施工，以做出经济、合理地且能实现功能目标的建筑结构抗震设计，节约成本，达到抗震要求，追求双赢。

参考文献:

[1]李秀萍,建筑结构抗震设计浅析. 价值工程. 2010.

[2]翠坤,杨沈设川地震对建筑结构设计的启示[J].震灾防御技术，2008.

[3]梁栋,浅谈结构的基本抗震思想和设计方法[J].山西建筑，2009.

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