時間：2022-10-18 12:12:17
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇抗震設計論文，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
摘要；文章闡述了抗震設計方法的轉變，并介紹了兩種不同設計方法的優(yōu)缺點，對能量分析方法在抗震結構計算中的應用進行了分析。
關鍵詞：推覆分析方法；結構能量反應分析；地震動三要素；耗散能量
目前世界各國的抗震設計規(guī)范大多數都以保障生命安全為基本目標，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設防水準，據此制定了各種設計規(guī)范和條例。依此設計思想設計的各種建筑物在地震中雖然基本保證了生命安全，卻不能在大地震，甚至在中等大小的地震中有效的控制地震損失。特別是隨著現代工業(yè)社會的發(fā)展，城市的數量和規(guī)模不斷擴大，城市變成了人口高度密集、財富高度集中的地區(qū)，一般的地震和1995年的日本阪神地震，造成了巨．大的經濟損失和人員傷亡。嚴重的震害引起工程界對現有抗震設計思想和方法上存在的不足進行深刻的反思，進一步探討更完善的結構抗震設計思想和方法已成為迫切的需要。上個世紀九十年代，美國地震工程和結構工程專家經過深刻總結后，主張改進當前基于承載力的設計方法。加州大學伯克利分校的J.P.Moehlelll提出了基于位移的抗震設計理論；日本建設省建筑研究院根據建筑物的性能要求，提出了一個有關抗震和結構要求的框架，內容包括建議方案，性能目標，檢驗性能水準等：我國學者已認識到這一思潮的影響，并在各自研究領域加以引用和研究，如王亞勇、錢鎵茹、方鄂華、呂西林分別發(fā)表了有關剪力墻、框架構件的變形容許值的研究成果，程耿東采用可靠度的表達形式，將結構構件層次的可靠度應用水平過渡到考慮不同功能要求的結構體系，王光遠把這一理論引入到結構優(yōu)化設計領域，提出基于功能的抗震優(yōu)化設計概念。
我國現行的結構抗震設計，主要是以承載力為基礎的設計，即用線彈性方法計算結構在小震作用下的內力、位移；用組合的內力驗算構件截面，使結構具有一定的承載力；位移限值主要是使用階段的要求，也是為了保護非結構構件；結構的延性和耗能能力是通過構造措施獲得的。結構的計算分析方法基本上可以分為彈性方法和彈塑性方法。當前在建筑結構抗震設計和研究中廣泛地采用底部剪力法和振型分解反應譜法等。這些方法沒有考慮結構屈服之后的內力重分布。實際上結構在強震作用下往往處于非線性工作狀態(tài)，彈性分析理論和設計方法不能精確地反映強震作用下結構的工作特性，讓結構在強震作用下處在彈性工作狀態(tài)下工作將造成材料的巨大浪費，是不經濟的。隨著人們認識的提高，結構的地震反應分析設計方法經過了兩個文獻的轉變：(1)靜力分析方法到動力分析方法的轉變：(2)從線性分析方法到非線性分析方法的轉變。其中動力分析方法就經過了從振型分解反應譜法到時程分析法、從線性分析到非線性分析、從確定性分析到非確定性分析的三個大的轉變。作為一種簡化實用近似方法，目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到眾多學者的重視。它屬于彈塑性靜力分析，是進行結構在側向力單調加載下的彈塑性分析。具體做法是在結構分析模型上施加按某種方式(研究中常用的有倒三角形、拋物線和均勻分布等側向力分布方式)模擬地震水平慣性力作用的側向力并逐步單調加大，使結構從彈性階段開始，經歷開裂、屈服直至達到預定的破壞狀態(tài)甚至倒塌。這樣可了解結構的內力、變形特性和能量耗散及其相互關系，塑性鉸出現的順序和位置，薄弱環(huán)節(jié)及可能的破壞機制。這種方法彌補了傳統(tǒng)靜力線性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了動力時程分析方法過程中，計算工作量大的問題，僅用于近似評估結構抵御地震的能力。但是，傳統(tǒng)的推覆分析方法基本上只適用于第一振型影響為主的多層規(guī)則結構，對于高層建筑或不規(guī)則的建筑，高階振型的影響不容忽視，并且對于非對稱結構，還必須考慮正、反側反推覆的不同所帶來的影響。此外推覆分析方法無法得知結構在特定強度地震作用下的結構反應和破壞情況，這限制了它在抗震性能設計中的使用。地震動能量是刻畫地震強弱的綜合指標，它綜合體現了地面最大加速度和地震持時兩個反映地面運動特性的重要因素。結構地震反應的能量分析方法是一種能較好地反映結構在地震地面運動作用下的非線性性質及地震動三要素(幅值、頻譜特性和持時)對結構抗震性能影響的方法。地震時，結構處于能量場中，地面與結構之間有連續(xù)的能量輸入、轉化與耗散。研究這種能量的輸入與耗散，以估計結構的抗震能力，是結構抗震能量分析方法所關心的問題。結構在地震(反復交變荷載)作用下，每經過一個循環(huán)，加載時先是結構吸收或存儲能量，卸載時釋放能量，但兩者不相等。兩者之差為結構或構件在一個循環(huán)中的“耗散能量”(耗能)，亦即一個滯回環(huán)內所含的面積。能量等于力與變形的乘積。一個結構(構件)所耗散的地震能量多，不僅因為它承擔了較大的地震作用，還因為它產生了較大的變形。從這個意義上來看，耗能構件是用它自身某種程度破壞所作的犧牲，來維持整個結構的安全。所以，每次大的地震作用之后，人們看到那些沒有其它途徑耗散所吸收的地震作用的能量的結構，只有通過結構自身的破壞來釋放所有的多余能量。因此，結構的抗震設計應當注意保證結構剛度、強度和變形能力的協(xié)調與統(tǒng)一，如結構的延性設計就是在傳統(tǒng)的單一強度概念條件下進行的彈性抗震設計的基礎上，充分考慮結構和構件的塑性變形能力，在設防烈度下允許結構出現可能修復的損壞，當地震作用超過設防烈度時，利用結構的彈塑性變形來存儲和消耗巨大的地震能量，保證結構裂而不倒。
能量法在近半個世紀的研究中發(fā)現較快，但由于地震本身的復雜性能量與結構反應之間的關系仍需我們進行進一步的探索。
摘要；文章闡述了抗震設計方法的轉變，并介紹了兩種不同設計方法的優(yōu)缺點，對能量分析方法在抗震結構計算中的應用進行了分析。
關鍵詞：推覆分析方法；結構能量反應分析；地震動三要素；耗散能量
目前世界各國的抗震設計規(guī)范大多數都以保障生命安全為基本目標，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設防水準，據此制定了各種設計規(guī)范和條例。依此設計思想設計的各種建筑物在地震中雖然基本保證了生命安全，卻不能在大地震，甚至在中等大小的地震中有效的控制地震損失。特別是隨著現代工業(yè)社會的發(fā)展，城市的數量和規(guī)模不斷擴大，城市變成了人口高度密集、財富高度集中的地區(qū)，一般的地震和1995年的日本阪神地震，造成了巨．大的經濟損失和人員傷亡。嚴重的震害引起工程界對現有抗震設計思想和方法上存在的不足進行深刻的反思，進一步探討更完善的結構抗震設計思想和方法已成為迫切的需要。上個世紀九十年代，美國地震工程和結構工程專家經過深刻總結后，主張改進當前基于承載力的設計方法。加州大學伯克利分校的J.P.Moehlelll提出了基于位移的抗震設計理論；日本建設省建筑研究院根據建筑物的性能要求，提出了一個有關抗震和結構要求的框架，內容包括建議方案，性能目標，檢驗性能水準等：我國學者已認識到這一思潮的影響，并在各自研究領域加以引用和研究，如王亞勇、錢鎵茹、方鄂華、呂西林分別發(fā)表了有關剪力墻、框架構件的變形容許值的研究成果，程耿東采用可靠度的表達形式，將結構構件層次的可靠度應用水平過渡到考慮不同功能要求的結構體系，王光遠把這一理論引入到結構優(yōu)化設計領域，提出基于功能的抗震優(yōu)化設計概念。
我國現行的結構抗震設計，主要是以承載力為基礎的設計，即用線彈性方法計算結構在小震作用下的內力、位移；用組合的內力驗算構件截面，使結構具有一定的承載力；位移限值主要是使用階段的要求，也是為了保護非結構構件；結構的延性和耗能能力是通過構造措施獲得的。結構的計算分析方法基本上可以分為彈性方法和彈塑性方法。當前在建筑結構抗震設計和研究中廣泛地采用底部剪力法和振型分解反應譜法等。這些方法沒有考慮結構屈服之后的內力重分布。實際上結構在強震作用下往往處于非線性工作狀態(tài)，彈性分析理論和設計方法不能精確地反映強震作用下結構的工作特性，讓結構在強震作用下處在彈性工作狀態(tài)下工作將造成材料的巨大浪費，是不經濟的。隨著人們認識的提高，結構的地震反應分析設計方法經過了兩個文獻的轉變：(1)靜力分析方法到動力分析方法的轉變：(2)從線性分析方法到非線性分析方法的轉變。其中動力分析方法就經過了從振型分解反應譜法到時程分析法、從線性分析到非線性分析、從確定性分析到非確定性分析的三個大的轉變。作為一種簡化實用近似方法，目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到眾多學者的重視。它屬于彈塑性靜力分析，是進行結構在側向力單調加載下的彈塑性分析。具體做法是在結構分析模型上施加按某種方式(研究中常用的有倒三角形、拋物線和均勻分布等側向力分布方式)模擬地震水平慣性力作用的側向力并逐步單調加大，使結構從彈性階段開始，經歷開裂、屈服直至達到預定的破壞狀態(tài)甚至倒塌。這樣可了解結構的內力、變形特性和能量耗散及其相互關系，塑性鉸出現的順序和位置，薄弱環(huán)節(jié)及可能的破壞機制。這種方法彌補了傳統(tǒng)靜力線性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了動力時程分析方法過程中，計算工作量大的問題，僅用于近似評估結構抵御地震的能力。但是，傳統(tǒng)的推覆分析方法基本上只適用于第一振型影響為主的多層規(guī)則結構，對于高層建筑或不規(guī)則的建筑，高階振型的影響不容忽視，并且對于非對稱結構，還必須考慮正、反側反推覆的不同所帶來的影響。此外推覆分析方法無法得知結構在特定強度地震作用下的結構反應和破壞情況，這限制了它在抗震性能設計中的使用地震動能量是刻畫地震強弱的綜合指標，它綜合體現了地面最大加速度和地震持時兩個反映地面運動特性的重要因素。結構地震反應的能量分析方法是一種能較好地反映結構在地震地面運動作用下的非線性性質及地震動三要素(幅值、頻譜特性和持時)對結構抗震性能影響的方法。地震時，結構處于能量場中，地面與結構之間有連續(xù)的能量輸入、轉化與耗散。研究這種能量的輸入與耗散，以估計結構的抗震能力，是結構抗震能量分析方法所關心的問題。結構在地震(反復交變荷載)作用下，每經過一個循環(huán)，加載時先是結構吸收或存儲能量，卸載時釋放能量，但兩者不相等。兩者之差為結構或構件在一個循環(huán)中的“耗散能量”(耗能)，亦即一個滯回環(huán)內所含的面積。能量等于力與變形的乘積。一個結構(構件)所耗散的地震能量多，不僅因為它承擔了較大的地震作用，還因為它產生了較大的變形。從這個意義上來看，耗能構件是用它自身某種程度破壞所作的犧牲，來維持整個結構的安全。所以，每次大的地震作用之后，人們看到那些沒有其它途徑耗散所吸收的地震作用的能量的結構，只有通過結構自身的破壞來釋放所有的多余能量。因此，結構的抗震設計應當注意保證結構剛度、強度和變形能力的協(xié)調與統(tǒng)一，如結構的延性設計就是在傳統(tǒng)的單一強度概念條件下進行的彈性抗震設計的基礎上，充分考慮結構和構件的塑性變形能力，在設防烈度下允許結構出現可能修復的損壞，當地震作用超過設防烈度時，利用結構的彈塑性變形來存儲和消耗巨大的地震能量，保證結構裂而不倒。
能量法在近半個世紀的研究中發(fā)現較快，但由于地震本身的復雜性能量與結構反應之間的關系仍需我們進行進一步的探索。
由于地震的不可預知性，高層建筑結構在設計過程中很難準確地預測建筑物所遭遇的地震特性和基本參數，只靠計算很難使高層建筑結構具備良好的抗震性能，這就要求每個結構工程師必須重視建筑結構的抗震概念設計。因此，高層建筑結構在抗震設計中，應注意以下幾點:
1)建筑結構的平面布置。建筑結構的平面布置是影響結構抗震的重要因素，合理的建筑平面布置對建筑結構設計是至關重要的。大量地震災害表明，平面布置簡單、對稱規(guī)則、質量和剛度分布比較均勻并且具有明確傳力途徑的建筑結構在地震時不容易發(fā)生破壞。規(guī)則結構能較為準確地預估結構的作用效應和地震時的反應，較容易采取有效的抗震措施及相應的結構措施來加強其抗震性能。相反，平面布置復雜、不對稱且不規(guī)則的結構，其地震作用效應很難估計的。因此，高層建筑結構中規(guī)范規(guī)定，宜采用規(guī)則結構，不應采用嚴重不規(guī)則的結構。
2)建筑結構的體系選擇。高層建筑結構設計中，就優(yōu)先采用具有多道防線的結構體系。例如:框架—剪力墻結構、剪力墻結構和筒體結構。這三種結構可以作為地震區(qū)高層建筑的首選體系。當建筑物高度不高且層數不多時，可采用框架結構。但當建筑物位于地震區(qū)，且高度均較高時，應避免采用框架結構、板柱剪力墻結構。因為，地震具有強破性且持續(xù)時間很長，往復次數較多，能夠對建筑物造成累積破壞。單一的結構體系在遭遇地震時，一旦發(fā)生破壞，很容易造成房屋倒塌，危及人們的生命及財產的安全。當結構體系具有多道防線時，當遭遇地震時，第一道防線遭破壞后，后續(xù)的防線仍然能抵抗地震的沖擊力，可以最低限度的防止建筑物的倒塌，給人們以充分的時間進行逃生，保證人民的生命安全。因此，高層建筑結構抗震設計中的多道防線是進行抗震設計時所必須設置的。
3)結構薄弱層。當建筑結構的側向剛度分布不均勻、豎向抗側力構件不連續(xù)和樓層承載力突變時，容易產生薄弱層。薄弱層在地震中是最先遭受破壞的部位。因此，對有明顯薄弱層的結構，應采用相應的抗震構造措施來提高其抗震能力。結構構件的實際承載能力是判斷薄弱層部位的基礎，有意識、有目的地控制薄弱層部位，讓它有足夠的變形能力，而且不使薄弱層發(fā)生轉移是提高結構抗震性能的重要手段。
2高層建筑抗震設計常見問題
1)高層建筑結構的地基問題。高層建筑結構在設計階段，應有完善的巖土工程勘察報告，為結構工程提供基本的設計依據。建筑結構場地應選擇在有較穩(wěn)定的基巖、開闊、平坦、土層堅硬或較密實的有利地段，不應建造在容易發(fā)生滑坡、地陷、崩塌和泥石流等不利地段及抗震的危險地段，有利地段的建造對建筑物的抗震是十分有利的。有時由于建設單位工期要求，在確定方案后設計人員就直接進入了施工圖設計階段，從而忽略了巖土工程勘察資料和場地的選擇，從而給后續(xù)工作帶來不必要的麻煩。
2)高層建筑結構平面布置問題。高層建筑為了追求外立面效果的美觀而設計成平面不規(guī)則、不對稱且有較大凹進或較大開洞的結構，這種結構對抗震十分不利。因此，在建筑方案正式確定前，結構工程師就應對建筑平面布置、體型方面的內容提出自己的見解，及時和建筑師進行溝通，盡量選用平面、豎向規(guī)則對稱、質量和剛度、承載力均勻的平面布置，這對抗震十分有利。
3)高層建筑結構的高度問題。如今的高層建筑結構的高度越來越高，甚至出現了很多超高層的高層建筑，這就對結構工程師的專業(yè)知識提出了更高的要求。不同的高度對應不同的結構體系，規(guī)范上有明確規(guī)定。一旦結構超過了規(guī)范規(guī)定的限制高度，就應通過專門的審查、論證進行更嚴格的計算分析和研究。
4)高層建筑抗震設防等級的選取問題。抗震等級是結構抗震設計的重要依據，抗震等級選取不當將給建筑物的安全帶來許多隱患，對工程造價也會帶來不必要的浪費。抗震等級根據房屋的場地類別、抗震設防烈度、建筑高度、結構類型等因素綜合評定。每個結構工程師應當熟練掌握結構的抗震概念設計和規(guī)范知識，做到該提高的應當提高其抗震等級，該降低則應適當降低。
5)計算軟件的合理應用。高層建筑結構抗震設計時，應該應用正規(guī)的結構設計軟件進行設計，軟件中的各個參數指標能夠正確反映建筑物的特征。結構工程師能正確分析結構軟件所計算的結果，并做出正確的判斷。但有時計算機設計會給結構工程師帶來一種錯覺，有的結構工程師往往過分依賴計算結果，而減少了結構的概念學習。一旦選擇了錯誤的計算參數，就會導致結構設計出現問題，對結構的安全和經濟方面造成影響。因此，結構工程師應加強自身的業(yè)務學習和抗震概念設計的理解，做到熟練掌握相關的結構概念設計，并且根據自身的專業(yè)知識配合計算結果選擇最佳的結構設計方案。
3結語
關鍵詞：建筑方案設計；抗震；作用分析
中圖分類號： TU2文獻標識碼： A
1、建筑方案設計在建筑抗震設計中的幾個主要設計問題分析
1.1 建筑體型設計問題
建筑體型包括建筑的平面形狀和立體的空間形狀的設計。震害表明，許多平面形狀復雜，例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。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(guī)則的建筑（包括單
層和多層建筑）在地震中都未出現較重的破壞；有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復雜ss和不規(guī)則，例如相鄰單元的高差過大、出屋面建筑部分的高度過高、有的建筑裝飾懸伸過大過高，這些沿高度形狀上的變化，在地震時都會造成震害，特別是在建筑結構剛度發(fā)生突變的部位更易產生破壞。在歷次地震中工業(yè)與民用建筑都有此類震例。
所以，在建筑體型的設計中，應盡可能的使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)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形，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，避免產生因體形不對稱導致質量與剛度不對稱而引起建筑物在地震時發(fā)生對抗震極不利的扭轉反應。在建筑方案設計中，特別是高層建筑的建筑方案設計中，為了建筑立面美觀和藝術上創(chuàng)意，復雜的建筑體型是難以避免的，但是，在設計時一定要把建筑藝術、建筑使用功能同結構抗震安全很好的地結合起來。
1.2 建筑平面布置設計問題
建筑物的平面布置在建筑方案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
的不同，每個樓層的布置有可能差異很大。因此，這就帶來一個建筑平面布置的多樣化如何同時考慮結構抗震要求的問題。一個比較突出的問題是，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）布置不對稱；墻體與柱的分布不對稱，不
協(xié)調；造成建筑結構質量與剛度在平面上分布的不對稱，不協(xié)調；使建筑物在地震時產生扭轉地震作用，對抗震很不利。根據抗震設計審查結果統(tǒng)計，有的城市在建筑平面布置上不合理的達17%，在墻體設置上不符合抗震要求的達24%。
1.3 地展力問題
在高層建筑方案設計中，除了考慮垂直荷載和水平荷載外，還要考慮地展力。往往由水平地震力產生的內力，成為設計控制的主要因素。高層建筑的結構體系有多種，當地震烈度低于8度時，只要建筑物體型合理。垂直剛度均勻，九層以下的高層建筑，仍可采用鋼筋混凝土框架結構。然而，由于高層建筑結構體系自身的柔性較大。加上設計師在建筑方案設計時因商業(yè)要求，無法建筑結構上進行合理的設計，從而引起建筑結構設計不合理，造成這類建筑抗震性能先天不足，加上臨街一面底層抗震墻設簧減少，引起底層的側移剛度比縱橫墻較多的第二層要小，這種結構的建筑物其地震傾覆力矩主要由鋼筋砼框架柱承擔，使得底層鋼筋砼框架柱的承載能力大為降低，當地震時，因為下柔上剛，從而危及整座建筑的安全。如何才能克服這些閑難就是建筑方案設計者所面臨問題。
1.4 缺乏理論指導和經驗
建筑抗震設計中缺乏科學規(guī)范的理論指導，缺乏實際經驗的積累；我國對地質地震的認識尚不夠完善，對地震的成因，預測，防治研究不夠深入，地震防治規(guī)范不夠科學。因此，在進行建筑結構抗震設計時候，缺乏一定的科學依據，或依據的是不完善的理論。因此，難以在建筑結構設計中完美融合防震設計理念。設計中，沒有能夠深入研究地震對建筑結構破壞的層次和順序，難以做到重視主體的設計而兼顧細節(jié)問題。沒有能根據實際情況靈活變通的運用抗震設計準則。
2、建筑方案設計和抗震設計的關系分析
建筑方案設計對建筑抗震起重要的基礎作用。建筑的結構設計難以對建筑方案設計有很大的改動，建筑方案設計已經初步形成了，建筑結構就必須按照原則服從建筑方案設計的要求。設計師在建筑方案能夠全面的考慮到抗震設計的要求，那么結構設計人員按照建筑方案
對結構部件進行科學、合理的布置，保證建筑結構質量與結構剛度均勻分布，結構受力和結構變形共同協(xié)調，提高建筑結構抗震性能和抗震承載能力；如果建筑方案沒有考慮到抗震的要求，直接給結構抗震設計帶來更大的難題，建筑布局設計限制結構抗震布局設計。為了進
一步提高結構部件抗震承載能力，就必須增大結構構件的截面面積，這樣又會造成很多不必要的浪費。所以，在建筑抗震設計的過程中建筑單位要對建筑體型設計、建筑平面布置設計、屋頂建筑抗震設計等問題加以關注。
3、在建筑方案設計中考慮抗震問題的作用
3.1 體型設計中能夠避免質量和剛度分布不均
建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設計。平面形狀簡單規(guī)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(guī)則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結構剛度發(fā)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(guī)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。
3.2 屋頂建筑的抗震設計作用
屋頂建筑的抗震設計人員常被人們忽視，這是因為屋頂并不是結構承重的重要部分。所以人們并不重視這一方面的設計。事實上恰恰相反。屋頂建筑是建筑方案設計的非常重要的一部分，根據現在一些地震的破壞來看。屋頂建筑是地震破壞最嚴重的地方之一。在這一部
分的設計中應該盡量降低屋頂建筑的高度，在材質上選擇用高強輕質的建筑材料和輕型的建筑造型，保證屋頂建筑的結構質量和剛度的均勻分布，這樣就能保證地震作用沿結構方向的均勻傳遞。同時在設計的過程中，要注意屋頂建筑與整體建筑的重心應該保持一致，這樣能
夠顯著提高屋頂建筑的抗震穩(wěn)定性。減少地震過程中扭轉、變形等情況對建筑物自身的破壞。
結語:
總之，建筑方案設計在建筑的抗震設計中非常重要，二者之間有著非常密切的關系。因此，對于建筑方案的抗震設計，我們要有足夠的重視并且使其能夠發(fā)揮它的作用。從而保證建筑的抗震能力，保障人們的生命財產安全。
參考文獻：
[1]蔣山.淺談建筑方案設計在建筑抗震設計中的作用，[期刊論文]中國房地產業(yè)，2011 年10 期
[2] 陸偉權.淺析建筑方案設計在建筑抗震中的作用，[期刊論文]城市建設理論研究，2012 年14 期
[3]曾銳.重視建筑方案設計在建筑抗震設計中的作用，[會議論文]中國鐵道學會鐵路房建管理會議，2010
關鍵詞：建筑方案設計；建筑物抗震；作用分析
中圖分類號： TU2 文獻標識碼： A
前言:在建筑方案設計中，建筑物的抗震設計是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它和人們的生產生活有著非常密切的關系。現有的研究和經驗表明，在建筑方案設計中全面貫徹抗震設計的主要內容，將二者結合到一起，能夠有力的提高建筑物的抗震能力。
1、建筑方案設計在建筑抗震設計中的幾個主要設計問題分析
1.1建筑體型設計問題
建筑體型包括建筑的平面形狀和立體的空間形狀的設計。震害表明，許多平面形狀復雜，例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。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(guī)則的建筑（包括單
層和多層建筑）在地震中都未出現較重的破壞；有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復雜ss和不規(guī)則，例如相鄰單元的高差過大、出屋面建筑部分的高度過高、有的建筑裝飾懸伸過大過高，這些沿高度形狀上的變化，在地震時都會造成震害，特別是在建筑結構剛度發(fā)生突變的部位更易產生破壞。在歷次地震中工業(yè)與民用建筑都有此類震例。
所以，在建筑體型的設計中，應盡可能的使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)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形，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，避免產生因體形不對稱導致質量與剛度不對稱而引起建筑物在地震時發(fā)生對抗震極不利的扭轉反應。在建筑方案設計中，特別是高層建筑的建筑方案設計中，為了建筑立面美觀和藝術上創(chuàng)意，復雜的建筑體型是難以避免的，但是，在設計時一定要把建筑藝術、建筑使用功能同結構抗震安全很好的地結合起來。
1.2 建筑平面布置設計問題
建筑物的平面布置在建筑方案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，由于建筑使用功能的不同，每個樓層的布置有可能差異很大。因此，這就帶來一個建筑平面布置的多樣化如何同時考慮結構抗震要求的問題。一個比較突出的問題是，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）布置不對稱；墻體與柱的分布不對稱，不協(xié)調；造成建筑結構質量與剛度在平面上分布的不對稱，不協(xié)調；使建筑物在地震時產生扭轉地震作用，對抗震很不利。根據抗震設計審查結果統(tǒng)計，有的城市在建筑平面布置上不合理的達17%，在墻體設置上不符合抗震要求的達24%。
1.3地展力問題
在高層建筑方案設計中，除了考慮垂直荷載和水平荷載外，還要考慮地展力。往往由水平地震力產生的內力，成為設計控制的主要因素。高層建筑的結構體系有多種，當地震烈度低于8度時，只要建筑物體型合理。垂直剛度均勻，九層以下的高層建筑，仍可采用鋼筋混凝土框架結構。然而，由于高層建筑結構體系自身的柔性較大。加上設計師在建筑方案設計時因商業(yè)要求，無法建筑結構上進行合理的設計，從而引起建筑結構設計不合理，造成這類建筑抗震性能先天不足，加上臨街一面底層抗震墻設簧減少，引起底層的側移剛度比縱橫墻較多的第二層要小，這種結構的建筑物其地震傾覆力矩主要由鋼筋砼框架柱承擔，使得底層鋼筋砼框架柱的承載能力大為降低，當地震時，因為下柔上剛，從而危及整座建筑的安全。如何才能克服這些閑難就是建筑方案設計者所面臨問題。
1.4 缺乏理論指導和經驗
建筑抗震設計中缺乏科學規(guī)范的理論指導，缺乏實際經驗的積累；我國對地質地震的認識尚不夠完善，對地震的成因，預測，防治研究不夠深入，地震防治規(guī)范不夠科學。因此，在進行建筑結構抗震設計時候，缺乏一定的科學依據，或依據的是不完善的理論。因此，難以在建筑結構設計中完美融合防震設計理念。設計中，沒有能夠深入研究地震對建筑結構破壞的層次和順序，難以做到重視主體的設計而兼顧細節(jié)問題。沒有能根據實際情況靈活變通的運用抗震設計準則。
2、建筑方案設計和抗震設計的關系分析
建筑方案設計對建筑抗震起重要的基礎作用。建筑的結構設計難以對建筑方案設計有很大的改動，建筑方案設計已經初步形成了，建筑結構就必須按照原則服從建筑方案設計的要求。設計師在建筑方案能夠全面的考慮到抗震設計的要求，那么結構設計人員按照建筑方案
對結構部件進行科學、合理的布置，保證建筑結構質量與結構剛度均勻分布，結構受力和結構變形共同協(xié)調，提高建筑結構抗震性能和抗震承載能力；如果建筑方案沒有考慮到抗震的要求，直接給結構抗震設計帶來更大的難題，建筑布局設計限制結構抗震布局設計。為了進
一步提高結構部件抗震承載能力，就必須增大結構構件的截面面積，這樣又會造成很多不必要的浪費。所以，在建筑抗震設計的過程中建筑單位要對建筑體型設計、建筑平面布置設計、屋頂建筑抗震設計等問題加以關注。
3、在建筑方案設計中考慮抗震問題的作用
3.1體型設計中能夠避免質量和剛度分布不均
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(guī)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(guī)則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結構剛度發(fā)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(guī)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。
3.2屋頂建筑的抗震設計作用
屋頂建筑的抗震設計人員常被人們忽視，這是因為屋頂并不是結構承重的重要部分。所以人們并不重視這一方面的設計。事實上恰恰相反。屋頂建筑是建筑方案設計的非常重要的一部分，根據現在一些地震的破壞來看。屋頂建筑是地震破壞最嚴重的地方之一。在這一部
分的設計中應該盡量降低屋頂建筑的高度，在材質上選擇用高強輕質的建筑材料和輕型的建筑造型，保證屋頂建筑的結構質量和剛度的均勻分布，這樣就能保證地震作用沿結構方向的均勻傳遞。同時在設計的過程中，要注意屋頂建筑與整體建筑的重心應該保持一致，這樣能
夠顯著提高屋頂建筑的抗震穩(wěn)定性。減少地震過程中扭轉、變形等情況對建筑物自身的破壞。
結語：
總之，建筑方案設計在建筑的抗震設計中非常重要，二者之間有著非常密切的關系。因此，對于建筑方案的抗震設計，我們要有足夠的重視并且使其能夠發(fā)揮它的作用。從而保證建筑的抗震能力，保障人們的生命財產安全。
參考文獻：
[1]蔣山.淺談建筑方案設計在建筑抗震設計中的作用，[期刊論文]中國房地產業(yè)，2011年10 期
摘要：我國是一個地震多發(fā)的國家。因此，現在越來越多的人非常重視建筑結構的抗震設計問題。所以，本文主要就建筑結構的抗震設計中關鍵問題、具體的抗震設計舉措進行研究與分析。
關鍵詞：建筑結構；抗震設計；關鍵問題；具體舉措
【中圖分類號】TU318【文獻標識碼】A【文章編號】2236-1879（2017）20-0217-01
引言：隨著我國經濟快速發(fā)展，一棟棟高樓大廈拔地而起，但與此同時，在我國是地震多發(fā)國家的背景下，建筑抗震等安全因素成為設計需要考慮的因素之一，現階段，我國的建筑抗震水平較高，但因地震導致房屋倒塌的情況時有發(fā)生，為了能更好的提高建筑抗震水平，在建筑抗震設計方面更加合理，作為中學生了解建筑結構的抗震設計中關鍵問題、具體的抗震設計舉措是很有必要的。建筑結構抗震設計關鍵問題
（一）場地的科學選擇。
建筑場地的科學選擇，直接關系到建筑結構抗震設計的水平與質量。因此，有關的工程設計人員需要對于建筑物建設的場地進行全面的考察工作，選擇具有土質松軟、地質元素分布不均衡的區(qū)域來進行地段的選擇，避免地震發(fā)生時產生出地裂或者是地表錯動問題。
（二）建筑結構的合理化抗震設計。
建筑結構的合理化設計也對于提升建筑抗震設計的質量與水平發(fā)揮著重要的作用。比如：使用高強度的建筑材料使得建筑物的結構框架具有完整性的構造。而高質量設計圖紙的應用，可以使得建筑物的各個部位進行更加合理、科學的布局，最終形成強有力的抗震效果。
（三）建筑平面布置的規(guī)則性。
進行滿足有關抗震設計要求的施工，可以極大提高建筑的抗震水平與能力。比如：綜合的考慮到各個方面的因素，應用現代的網絡信息技術進行對稱性的結構設計，將會對于建筑的抗震實際效果進行科學的提升。同時，我們需要清楚的了解到各種科學的設計需要真正的落實到施工實踐中，使得設計的成果真正轉變?yōu)閷嶋H的應用成果[1]。
一、建筑結構抗震設計的具體舉措
（一）基礎隔震措施。
所謂的基礎隔震指的是應用各種各樣的減震裝置來完成有關建筑物的結構抗震設計。具體來講，將有效的抗震、隔震的裝置應用到建筑物自身的部位中，從而達到保護建筑物，使其具有良好抗震、隔震效果的一種方式。但是，這種方式不適用于高大的建筑物中。原因在于，在高大建筑物中應用抗震裝置會導致建筑物產生出自振周期問題，無法達到應有的抗震效果。在我國的生活中常見的抗震裝置有橡膠墊裝置、混合隔震裝置等。對于這些裝置應用摩擦移動或者是粘彈性隔震的方式就可以進行有效的防震，保障建筑物具有良好的防震要求[2]。
（二）特殊材料在地基隔震中的應用。
應用特殊的材料全面保障建筑物的地基具有良好的防震性能，也是一個重要的防震舉措。具體來講，應用高效的瀝青原料與粘土、砂子等進行混合性的應用，可以提高建筑物整體的質量與水平，保障建筑物的安全。目前這種方法已經在建筑物的防震設計中進行了一定程度的應用，并且取得了不錯的應用效果[3]。
（三）建筑結構懸掛隔震。
所謂的建筑結構懸掛隔震指的是在進行建筑物結構設計工作中，應用懸掛的方式來對于建筑物大部分結構或者是整體的結構進行有效減震處理，使得地震發(fā)生時地震災害的破壞力量對于懸掛的建筑結構沒有非常大的影響，最終減輕地震對建筑的破壞程度，避免重大的人員傷亡與財產損失。比如：在一些大型鋼結構建筑中應用懸掛的方式來進行有關的設計，使得有關的子框架通過鎖鏈或者是吊桿方式的應用懸掛在主框架上。這種設計方式應用的意義在于地震發(fā)生之后，地震一部分破壞力量會傳導在這些鎖鏈或者是吊桿上，降低了地震對于建筑物地基以及墻面的影響，提高了建筑物地基抗震的實際效果[4]。
（四）建筑層間的隔震。
對于建筑物層間進行有效的隔震是一種操作簡單、工序簡單的應用方式。但是，這種方式與其它方面的隔震使用舉措比較起來只能對于地震破壞力量的10%到30%進行有效的預防，無法從根本上形成強有力的抗震效果。因此，這種方式需要與其它模式的抗震舉措進行綜合性的應用，形成對于建筑物的有力保護，全面提高其應對地震破壞力量的能力。
（五）建筑結構的加固隔震。
為了全面提高建筑物結構的抗震能力，我們需要采取各種的方式對于建筑物進行必要的加固處理，提升建筑物的質量。具體來講，第一，在建筑物竣工之后，有關的工程施工技術人員可以應用阻尼的方式對于建筑物進行全面的加固，最終使得建筑結構的抗震效果得到加強。第二，為了提高高層建筑的抗震效果，我們可以應用消能減震裝置來提高其抗震的能力，使得高層建筑也可以在地震發(fā)生時具有對地震破壞力的抵御能力，避免重大的財產損失與人員傷亡。比如：消能減震裝置在建筑物隔震夾層中進行應用，可以極大提高建筑物結構的抗震效果[5]。
二、結論：
通過上述幾個方面，對于建筑物結構抗震若干問題進行科學的研究與探討，有利于建筑物施工的企業(yè)應用眾多的具體方法全面提高建筑物結構抗震的質量與水平，保障建筑物在地震發(fā)生時具有強有力抵御地震的能力，減少人員的傷亡與財產上的損失。如今總體的設計理念與方式比較先進，但也需要與時俱進，不斷提高建筑抗震等級，為人們的生命和財產安全提高保障。
參考文獻
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關鍵詞：建筑工程；建筑結構設計；抗震設計；抗震研究
近年來，我國經濟不斷發(fā)展，人民生活水平不斷提高，但是地震災害卻不斷發(fā)生，地震災害不斷威脅著我國人民的生命財產安全。眾所周知，地震災害的后果十分嚴重，然而，以現有的技術很難對其進行控制或者提前預測，因此，對地震災害進行根本性的防治是無法做到的，但是，在建筑結構設計中加入抗震設計，大幅度提高建筑的抗震能力，從而確保建筑在遭受地震災害時有一定的穩(wěn)定性，進而減少地震災害發(fā)生帶來的危險。
一、在建筑結構設計中加入抗震設計的意義
毫無疑問，地震災害是眾多自然災害中破壞了最強的災害之一，對人們生命財產的安全有著極大的威脅，不僅如此，地震災害對建筑工程有著極強的破壞力，也因此，怎樣提高建筑物的抗震能力是是從事建筑工程設計的相關工作人員重點想要解決的問題，在我國歷史上，出現過許多次破壞力極強的地震，例如，唐山大地震，汶川地震。而我國經濟不斷發(fā)展，城市化發(fā)展迅速，建筑需求不斷增加，人口激增，高層建筑的需求量不斷擴大，建筑人群比較集中，所以，建筑人群集中的區(qū)域如果發(fā)生了地震，相應的損失是無法估量的。眾所周知，地震這一自然災害，以現有的技術手段無法提前預測并實施有效的防護措施，因此，在建筑結構設計中加入抗震設計，提高建筑物的抗震能力是比較有效的防護手段，因此在建筑結構設計中加入抗震設計是十分重要的。
二、建筑結構設計中的抗震設計需要達到的相關要求
首先，需要明確得是，我國對于建筑結構設計中的抗震設計是有著十分明確的要求的，因此，在實際建筑結構設計過程中需要遵循相應的設計準則，以相關設計準則為標準嚴格施工，在實際建筑結構設計過程中，相關設計師們要善于總結以往的設計經驗，再根據當前的建筑設計實際需求，完成建筑結構設計，從而使建筑結構設計科學合理。其次，在選擇防震措施時一定要選擇多級防震。以往的建筑物通常選擇得是三級防震措施，即需要建筑物做到小震沒有損壞，中震可以修理，大震不會倒塌，然而，根據相關實際狀況來看，建筑結構的防震措施必須選擇多級防震，從而最大程度地提升建筑物的抗震性能，只有這樣，在地震發(fā)生時，才可以盡可能地減少建筑物搖晃倒塌帶來的危害，減少人民群眾的經濟損失。最后，在實際建筑結構設計過程中，需要將概念設計理論與性能設計理念有效結合起來，在對建筑施工地點進行嚴謹科學地考察后，綜合多方面具體狀況進行全面的分析，從而設計出科學的建筑設計方案。
三、建筑結構設計抗震設計重點
（一）確保建筑物連接處的質量
在進行建筑結構設計工作時，不僅需要設計師們對建筑構件實施科學配置，還要確保建筑物連接處的質量問題，確保建筑構件之間的連接十分牢固，從而最大限度地降低因為建筑構件之間連接不牢固降低抗震性能情況的出現。如今，許多建筑物外壁都會使用一定的裝飾物品，相應的裝飾材料一般為大理石，瓷磚等，不僅如此，在對建筑物進行裝修時很有可能會使用新的裝修技術，而這些裝飾會依附于建筑結構而存在，從某種程度上來說，這些裝飾物的存在對建筑結構設計的抗震性能會產生一定的影響，這些裝飾物很有可能會降低建筑物的抗震能力，從而在地震來臨時增加建筑物遭到破壞倒塌時帶來的危害，比如，在地震發(fā)生時出現的玻璃雨，玻璃雨的出現通常是因為地震發(fā)生時，強大的破壞力使建筑物的玻璃幕墻產生變形，隨后在地震的破壞力作用下破碎。因此，在建筑結構設計中需要確保建筑構件連接處的質量，進而避免出現玻璃幕墻因為地震破壞力變形破碎從而帶來危險。不僅如此，在進行玻璃隔斷，內隔墻等工作時必須確保連接處的質量，讓建筑物主體連接更加穩(wěn)固，從而確保建筑物的抗震性能。
（二）重視抗震措施的作用
設計師們在進行抗震設計時可以綜合運用基礎性防震措施來提高建筑物的防震性能，然而在實際運用過程中，需要根據建筑物的實際狀況進行科學選擇。比如，基礎隔震技術，這種技術在使用過程中，必須將隔震層放置于建筑項目的上部和基礎位置連接處，這樣放置能夠有效地降低建筑結構上部受到地震能的影響，從而減少地震能從地基傳遞到上層的可能性。目前，比較常用的抗震裝置包括夾層橡膠隔層，混合隔震裝置等。而間層隔震技術一般可以用來吸收地震產生的沖擊余力，最大程度地削弱地震的沖擊力量，從而保護建筑物不受地震沖擊力的較大影響，通常情況下，間層隔震使用于原始結構層。
（三）注意建筑結構的空間設計
在進行建筑結構設計抗震設計工作過程中，需要注意空間設計工作，即既要做好平面設計工作，也需要完成立體空間設計工作，從而確保建筑物的抗震效果達到最大，與此同時，在進行空間設計時需要確保設計方案科學合理。首先，需要確保方案設計的均衡性。在進行建筑設計工作的過程中，需要考慮地震發(fā)生時產生的多方面的作用力，確保設計方案的均衡性能夠有效地削減地震的沖擊力。其次，在不影響建筑物使用功能的同時簡化建筑結構，從而確保結構穩(wěn)定性不會受到建筑結構的影響。最后，設計師們需要重視結構的整體性。
四、總結
隨著我國經濟的發(fā)展，人民生活水平不斷提高，而經濟的發(fā)展，城市化進程的發(fā)展使得建筑需求越來越大，高層建筑的需求量越來越大，在這樣的情況下，考慮建筑結構設計中的抗震設計是十分重要且有必要的。本論文從建筑結構設計中抗震設計的重要性開始談起，簡述了抗震設計的相關要求，提出了幾項抗震設計重點，希望對抗震設計有一定的幫助。
參考文獻：
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關鍵詞：曲線連續(xù)剛構地震響應時程分析反應譜
中圖分類號： P315 文獻標識碼： A 文章編號：
1前言
橋梁是交通運輸系統(tǒng)的樞紐工程,是生命線工程的重要組成部分,在現代化社會生活和經濟運行中起著越來越重要的作用。地震中,橋梁結構的破壞不僅導致交通中斷,還會引起次生災害,導致更為嚴重的生命財產及經濟損失。
近年來，隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，為了滿足線形要求或功能要求，已經修建了很多曲線高墩連續(xù)剛構橋。這些大橋往往成為線路的生命線工程，一旦在地震中發(fā)生破壞，將造成巨大的經濟損失。曲線高墩連續(xù)剛構橋的動力特性與直線橋有很大差別，因此開展曲線高墩連續(xù)剛構橋地震響應分析有著重要的現實意義和工程必要性。
2計算模型的建立及其處理
本文所述的大跨度高墩連續(xù)剛構橋如圖1 所示，為65+120+65m三跨連續(xù)剛構橋，主橋上部構造為三跨預應力混凝土連續(xù)剛構箱梁，左幅主橋平面位于緩和曲線和半徑為R=2500m圓曲線上，本文簡化為整個左幅主橋位于半徑為R=2500m圓曲線上。本區(qū)地震基本烈度為 6 度，按7度設防。場地土特征周期為0.45s。
本文采用MIDAS/CIVIL2010專業(yè)有限元軟件行動力特性計算及相應的地震響應計算。模型中主梁、橋墩均采用梁單元模擬。主梁與橋墩之間的連接采用剛性連接，墩底固結。對于結構二期恒載，主要是橋面鋪裝等重量轉化為等效質量施加在模型相應節(jié)點上。不考慮樁—土相互作用，視墩底為固結，墩頂與主梁采用剛性連接。假定主梁梁端均限制其豎向和橫向位移。圖2 為其有限元分析模型。
圖1大橋左幅主橋立面展開圖（單位：m）
圖2 大橋有限元分析模型
3結構的地震響應分析方法
對于多自由度體系的復雜橋梁，其在單一水平方向地震動作用下的動力平衡方程可以表示為[2]：
（1）
式中，為多質點系的質量矩陣；
為多質點系的阻尼矩陣；
為多質點系的剛度矩陣；
為質點對地面的相對位移矢量，是時間t的函數。
利用振型的正交性對該式進行正交分解，可以得到類似于單自由度體系的動力平衡方程，采用振型分解法求解以上聯(lián)立微分方程組，再利用振型的正交特性，分解微分方程組為相互獨立的振動方程。
則第j質點水平方向上，由第i振型引起的最大地震力為（考慮結構綜合影響系數后）：
（2）
式中，為第i階振型的參與系數。
需要注意的是，以各個振型為獨立振動方程所求得各項反應最大值的時刻并不都是相同的，因此各個振型上所求得的最大反應值需要通過一定的方法進行組合，目前常用的反應譜組合方法是基于隨機振動理論所提出的各種組合方案，如CQC和SRSS法。
4橋梁結構的地震響應
4.1橋梁結構的自振特性計算
本文首先對大跨度高墩連續(xù)剛構橋的動力特性進行了分析,表1 列出其前十階的自振特性。
表1前十階振型的頻率及振型特征
大橋的基本振型如圖3所示（前四階）:
第一階振型（正視） 第二階振型（俯視）
第三階振型（俯視）第四階振型（正視）
4.2橋梁結構的反應譜分析
本文主要研究不同方向水平地震荷載作用下橋梁結構的地震響應，因此本文計算均只考慮水平地震荷載的作用，不考慮自重及豎向地震荷載的作用。另外，為了簡化模型，本文也不考慮樁—土相互作用、結構非線性、多點地震動輸入問題以及行波效應等因素。
反應譜的輸入采用《公路橋梁抗震設計細則》（JTG/T B02-01-2008）規(guī)定的設計加速度反應譜。本區(qū)地震基本烈度為 6 度，按7度設防，水平向設計基本地震動加速度峰值為0.1g。，場地類型為Ⅱ類，場地系數為1.0，橋梁重要性系數為1.7，阻尼比為0.05。反應譜的組合方法選用SRSS法。
結合本文所建模型，本文分別選取沿橋曲線切線方向（0°）、沿橋橫橋方向（90°）、30°、60°、-30°、-60°、-90°等幾個方向進行地震波激勵。
比較不同方向地震波激勵下模型地震響應結果見圖4~5所示。
圖4 1號墩墩底彎矩變化曲線（kN*m） 圖5 2號墩墩頂剪力變化曲線（kN）
比較不同地震波激勵方向下結構位移響應對比如下表：
表2不同方向地震波激勵下結構位移響應對比表
通過以上數據分析可以看出：較大內力截面總位于跨中、墩梁結合部和墩底截面。因此，對于橋墩的抗震設計需要在橋墩兩端局部區(qū)域加強。在地震荷載作用下，連續(xù)剛構橋的位移以水平位移為主，豎向位移相對較小。通過各個激勵方向反應值的對比分析可以看出：不同的內力和位移響應值的峰值，對應著不同的地震激勵方向。總的來說，沿橋曲線切線方向（0°）和沿橋橫橋方向（90°）激勵時內力較大。
4.3橋梁結構的時程分析分析
本文選用El-Centro波，時間步長0.01秒。但需對該地震波進行振幅調整，使其水平向設計基本地震動加速度峰值為0.10g。調整后的El-Centro波加速度時程曲線如圖6。
圖6調整后的El-Centro波加速度時程曲線
時程分析法中地震激勵方向采用與上一節(jié)反應譜分析中地震激勵方向相同，即分別選取沿橋曲線切線方向（0°）、沿橋橫橋方向（90°）、30°、60°、-30°、-60°、-90°等幾個方向進行地震波激勵。
比較不同方向地震波激勵下墩底內力如下表：
表3不同方向地震波激勵下墩底內力
時程分析結果同樣說明：不同的內力和位移響應值的峰值，對應著不同的最不利的地震激勵方向。但總的來說，沿橋曲線切線方向（0°）和沿橋橫橋方向（90°）激勵時內力較大。
4.4反應譜法與時程分析結果比較
經過反應譜分析和時程分析，分別得出了大橋的地震反應譜分析結果和時程分析結果。為了比較兩種方法下橋梁地震反應的差異，將部分模型關鍵點的位移和內力結果列表進行對比，見表4至表5。
表4跨中位移比較
表5墩底內力比較
從上表可以看出：對于墩底內力，反應譜法和時程分析結果較為接近，差值均在30%以下。結合其他方向激勵結果發(fā)現，對于軸力，反應譜較時程分析結果偏大；而對于彎矩和剪力，反應譜和時程分析比較有增有減，規(guī)律不明顯。
為了更加直觀比較反應譜和時程分析結果，下面給出部分激勵方向關鍵截面的位移和內力結果示意圖如圖7至8。
圖7切線方向激勵墩頂縱向彎矩比較圖8跨中橫向位移比較
由以上分析可以看出，采用反應譜法和時程分析，兩種方法結果基本一致，這說明計算得到的內力和位移能很好地反映地震荷載作用下結構的地震響應。在實際橋梁抗震設計時，應偏安全地選擇兩種方法中的較大值進行控制設計。
5.結論
通過對該橋的地震響應分析可知,本文對曲線高墩橋梁的抗震分析以及設計提出四點建議：
較大內力截面總位于跨中、墩梁結合部和墩底截面。因此，對于橋墩的抗震設計需要在橋墩兩端局部區(qū)域加強。
在水平地震荷載作用下，連續(xù)剛構橋的位移以水平位移為主，豎向位移相對很小。
曲線連續(xù)剛構橋沒有比較明確的主方向，順橋向地震輸入時結構的最不利激勵方向為沿橋曲線切線方向（0°）。
采用反應譜法和時程分析，兩種方法結果基本一致，抗震設計時應選擇兩種方法中的較大值進行控制設計。
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關鍵詞：性能；結構；抗震結構；設計
一、前言
目前，我國建筑在抗震方面還存在很多不足，其中，抗震的性能設計就是一個至關重要的環(huán)節(jié)，所以，對基于性能的結構抗震設計方法進行研究和分析很有現實意義。
二、基于性能的結構抗震設計的概念
盡管目前基于性能的抗震設計得到國際上廣泛的重視與研究，也得到了一些初步的成果。但是對于基于性能的抗震設計，現在還沒有一個統(tǒng)一的定義。比較有權威性的是美國SEAOC，ATC和FEMA等組織給出的基于性能設計的描述。其中SEAOC對基于性能抗震設計的描述是“性能設計應該是選擇一定的設計標準，恰當的結構形式，合理的規(guī)劃和結構比例，保證建筑物的結構與非結構的細部構造設計，控制建造質量和長期維護水平，使得建筑物在遭受一定水平地震作用下，結構的破壞不超過一個特定的極限狀態(tài)”。ATC對基于性能抗震設計的描述為“基于性能抗震設計是指結構的設計標準由一系列可以取得的結構性能目標來表示。主要針對混凝土結構并且采用基于能力的設計原理”。FEMA對基于性能抗震設計的描述為“基于不同強度地震作用，得出不同的性能目標。在分析和設計中采用彈性靜力和彈塑性時程分析來得到一系列的性能水平，并且采用建筑物頂點位移來定義結構和非結構構件的性能水平，不同的結構形式采用不同的性能水平”。
三、基于性能的抗震設計理論特點
PBSD的根本目的在于要求結構在整個壽命期內，在一定的條件下，花在抗震上的費用最少，即追求建筑物在服役期內的最佳經濟效益―成本比。其主要的特點如下：
1、采用了多級設防目標
多級目標的設計理念是在不同地震設防水準下，能夠有效地控制建筑物的破壞狀態(tài)實現不同性能水平，使建筑物在整個生命周期內，在遭受可能發(fā)生的地震作用下，總體費用達到最小，因此它不僅注重結構的性能設計，也注重非結構構件和內部設施的保護。
2、引入投資―效益準則
PBSD理論的著重點從現行的僅注重結構安全可靠轉變到全面注重結構的功能、安全及經濟等多方面。根據投資―效益準則，進行費效分析，在可靠和經濟之間選擇一種合理的平衡，以確定最佳抗震設計方案，達到優(yōu)化設計的目的。
3、具有更大的自由度
現行抗震設計需要依照規(guī)范按部就班，缺乏靈活性，結構設計人員處于被動狀態(tài)。基于性能的抗震設計增加了業(yè)主與設計人員的交流，所有結構除了必須滿足抗震規(guī)范規(guī)定的最低性能目標，體現結構抗震設計的“共性”外，更加注重“個性”設計。
四、結構抗震性能設計方法
基于性能設計的基本思想就是使所設計的工程結構在使用期間滿足各種預定的性能目標要求，而具體性能要求可根據建筑物和結構的重要性確定。對于結構工程師來說，可明確描述結構性能狀態(tài)的物理量主要有：力、位移（剛度）、速度、加速度、能量和損傷。
基于性能的抗震設計重點考慮的是結構在大震作用下進入彈塑性的狀態(tài)。在彈塑性抗震分析方法中，非線性時程分析方法被認為是最可靠和最能被工程界所接受的分析方法，然而，這種方法前后數據處理工作繁冗，而且計算結果受到所選地震波的影響較大，該方法要求較高的專業(yè)理論水平和較豐富的工程經驗，因此，它很難應用到以優(yōu)化手段來尋求結構最佳設計的基于性能的抗震設計當中。基于性能的抗震設計常采用簡化的方法，這些方法主要有：Push-over分析方法、能力譜方法、位移影響系數法和N2方法等。
1、Push-over分析方法
Push-over：分析方法（又叫推覆分析方法）是進行結構在側向單調加載下的靜力彈塑性分析，即在結構分析模型上施加按某種方法模擬地震水平慣性力作用的側向力并逐漸單調加大，使結構從彈性階段開始，經歷開裂、屈服直至倒塌破壞。這樣可以分析結構的內力、承載力、變形特性和能量耗散及相互關系，了解塑性鉸出現的順序和位置以及可能出現的薄弱環(huán)節(jié)等。Push-over分析方法不是新方法，但是它在基于性能的抗震設計理論和方法中受到很大的關注，它是實現基于性能的抗震設計的關鍵之一。
Push-over分析方法可以對結構的整體抗震性能進行評估，然而，單純的Push-over方法不能確定結構在某一特定地震作用下的響應，它必須首先與其它方法結合求得結構在設計地震作用下的結構目標位移，才能對設計地震作用下結構的抗震能力進行具體評估。
2、能力譜方法
能力譜方法（Capacity Spectrum Method）是一種以Push-over分析方法和反應譜相結合的簡化分析方法。這種方法首先通過對結構進行Push-over分析得到結構基底剪力-頂點位移關系曲線，將該曲線轉換得到等價單自由度體系的譜加速度-譜位移關系曲線（能力譜），再結合地震需求譜來求結構在設計地震作用下結構反應的目標性能點，然后再對結構進行第二次Push-over分析，使結構達到目標性能點，由此來估計結構在設計地震作用下的彈塑性反應，這里的地震需求譜是根據單自由度體系在有效阻尼下擬加速度反應譜轉換得來的，能力譜方法的原理和具體做法在ATC-40里有比較詳細的介紹。能力譜方法的實質是目前采用的基于力的設計方法加位移、變形的校核，它也被認為是Push-over分析方法的重要發(fā)展。
3、位移影響系數法
式中，C0為等效單自由度（（SDOF）體系與建筑物頂點位移的比例因子；C1為最大非線性位移期望與線性位移的比例因子；C2為滯回環(huán)狀態(tài)對最大位移反應的影響系數；C3為P-效應對位移反應的影響系數；Sa為在實際自振周期和阻尼內的譜反應加速度；Te為實際自振周期。
位移影響系數法的關鍵是如何將多高層建筑結構的多自由體系（MDOF）轉化為等效的單自由度體系（SDOF），我國工程界對此還不熟悉，同時公式中的參數過多地依賴由實驗得到的經驗取法，其計算精度如何也有待商榷。位移影響系數法的另一個問題是：它只是一種衡量結構總體抗震水準的評估方法，無法提供具體樓層和主要構件的損壞情況。
4、N2方法
N2方法是Fajfarl997根據Ljubljana大學12年的研究成果，提出來的一種簡化的非線性分析方法。N2中的N代表非線性分析（（Nonlinear Analysis），2代表兩個數學模型（即一個多自由度體系和一個等價的單自由度體系）。這種方法利用一個代表結構一階振型的等效單自由度雙線性理想彈塑性模型來進行反應譜分析。由于局部彈塑性變形是推覆分析得到的，因此，通過Park-Ang的損傷模型，就可以確定局部和整體的損傷指數。
五、結束語
本文分析了基于性能的結構抗震設計的概念以及理論特點，進入分析了包括Push-over分析方法、能力譜方法、位移影響系數法、N2方法在內的四種主要的抗震設計方法。由于目前在抗震性能設計方面還有很多工作需要完善，具體的設計中，應該結合建筑的需要和結構的特點進行深入研究，進行科學合理的設計。
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關鍵詞：地震，災害，結構設計
地震是人類在地震區(qū)建筑結構設防與不設防,震后結果大不一樣。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。 地震是人類在繁衍生息、社會發(fā)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(fā)性和巨大的破壞力給社會經濟發(fā)展、人類生存安全和社會穩(wěn)定、社會功能帶來嚴重的危害。據統(tǒng)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(fā)、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(fā)的次生災害(約占95%)。無數次的震害告訴我們,抗震設防是防御和減輕地震災害最有效、最根本的措施。
另一方面,我國作為發(fā)展中國家,人口稠密,建筑物抗震能力低。因此,我國的地震災害可謂全球之最。上個世紀,全球因地震而死亡的人數為110萬人,其中我國就占55萬人之多,為全球的一半。因此,粗略地說,我國的國土面積占全球的1/14,人口占1/4,地震占1/3,地震災害占1/2。因此,建筑物的抗震設防問題是我國減輕自然災害、保障國民經濟建設和社會持續(xù)發(fā)展,特別是保障人民群眾生命安全的一個重要問題。
1.震害多發(fā)點
地震作用具有較強的隨機性和復雜性,要求在強烈地震作用下結構仍保持在彈性狀態(tài),不發(fā)生破壞是很不實際的;既經濟又安全的抗震設計是允許在強烈地震作用下破壞嚴重,但不倒塌。。因此,依靠彈塑性變形消耗地震的能量是抗震設計的特點,提高結構的變形、耗能能力和整體抗震能力,防止高于設防烈度的“大震”不倒是抗震設計要達到的目標。
1.1結構層間屈服強度有明顯的薄弱樓層
鋼筋混凝土框架結構在整體設計上存在較大的不均勻性,使得這些結構存在著層間屈服強度特別薄弱的樓層。在強烈地震作用下,結構的薄弱層率先屈服,彈塑性變形急劇發(fā)展,并形成彈塑性變形集中的現象。如1976年唐山大地震中,13層蒸吸塔框架,由于該結構樓層屈服強度分布不均勻,造成第6層和第11層的彈塑性變形集中,導致該結構6層以上全部倒塌。
1.2柱端與節(jié)點的破壞較為突出
框架結構的構件震害一般是梁輕柱重,柱頂重于柱底,尤其是角柱和邊柱易發(fā)生破壞。。除剪跨比小的短柱易發(fā)生柱中剪切破壞外,一般柱是柱端的彎曲破壞,輕者發(fā)生水平或斜向斷裂;重者混凝土壓酥,主筋外露、壓屈和箍筋崩脫。當節(jié)點核芯區(qū)無箍筋約束時,節(jié)點與柱端破壞合并加重。當柱側有強度高的砌體填充墻緊密嵌砌時,柱頂剪切破壞嚴重,破壞部位還可能轉移至窗洞上下處,甚至出現短柱的剪切破壞。
1.3砌體填充墻的破壞較為普遍
砌體填充墻剛度大而變形能力差,首先承受地震作用而遭受破壞,在8度和8度以上地震作用下,填充墻的裂縫明顯加重,甚至部分倒塌,震害規(guī)律一般是上輕下重,空心砌體墻重于實心砌體墻,砌塊墻重于磚墻。
2.抗震結構設計
較合理的框架地震破壞機制,應該是節(jié)點基本不破壞,梁比柱屈服可能早發(fā)生、多發(fā)生,同一層中各柱兩端的屈服歷程越長越好,底層柱底的塑性鉸宜最晚形成。即:框架的抗震設計應使梁、柱端的塑性鉸出現盡可能分散,充分發(fā)揮整個結構的抗震能力。
2.1抗震計算中的延性保證
從用樓層水平地震剪力與層間位移關系來描述樓層破壞的全過程可反映出,在抗震設防的第二、三水準時,框架結構構件已進入彈塑性階段,構件在保持一定承載力條件下主要以彈塑性變形來耗散地震能量,所以框架結構需有足夠的變形能力才不致抗震失效。試驗研究表明,“強節(jié)點”、“強柱弱梁’、“強底層柱底”和“強剪弱彎”的框架結構有較大的內力重分布和能量消耗能力,極限層間位移大,抗震性能較好。
綜合大量實驗研究成果,影響不同受力特征節(jié)點延性性質的主要綜合因素有:相對作用剪力、相對配筋率、貫穿節(jié)點的梁柱縱筋的粘結情況。
2.2構造措施上的延性保證
四川大地震實踐證明,當建筑結構在大地震中要求保持足夠的承載能力來吸收進入塑性階段而產生的巨大能量,因為此時的結構在震中進入到一個塑性階段,容易產生變形。所以,根據這種特點和抗震的要求,多發(fā)地震的國家鋼筋混凝土結構抗震設計均要求按延性框架結構進行設計,所以建筑結構的設計必須保證結構局部薄弱區(qū)的承載力與剛度,保證了建筑構造的整體性,延性的增加也就提高了變形能力,這樣可以減少地震的破壞性,提高了建筑的抗震能力。
在結構布置上,按擴大了的柱端抗彎承載力進行設計,理論上可將柱屈服的可能性減少,保證“強柱弱梁”的設計原則。但因各種原因,如梁的實際抗彎承載力可能增大,高振型使柱中反彎點的轉移等綜合因素影響,要使柱中完全避免塑性鉸是困難的,同時為實現“強剪弱彎”的要求,保證塑性鉸區(qū)域的局部延性,也必須通過一定的構造措施來保證結構的延性,具體做法如下:
（1）限制軸壓比與縱筋最大配筋率合理的受力過程可明顯提高構件延性,為實現受拉鋼筋的屈服先與受壓區(qū)混凝土壓碎的破壞形態(tài),以提高塑性鉸區(qū)域的轉動能力,規(guī)范限制軸壓比與縱筋最大配筋率,同時對混凝土受壓區(qū)高度也提出相應要求。。
（2）限制約束配筋和配筋形式。加密塑性鉸區(qū)內的箍筋間距是很重要的一點,為保證“強節(jié)點”、“強柱弱梁”、“強底層柱底”和“強剪弱彎”的設計原則及塑性鉸區(qū)域的局部延性,有必要加密塑性鉸區(qū)內的箍筋間距,這不但可提高柱端抗剪能力,還可約束核心區(qū)內混凝土,對縱向鋼筋提供側向支承,防止大變形下縱筋壓曲,從而改善塑性鉸區(qū)域的局部延性。
（3）限制材料。拒絕豆腐渣工程的第一關就是把握好材料質量,材料延性對確保構件(結構)延性極為重要。
3.結語
鋼筋混凝土框架結構是我國大量存在的建筑結構形式之一,歷年震害資料表明:鋼筋混凝土框架結構的柱端與節(jié)點的破壞較為嚴重,其抗震設計中必須滿足“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節(jié)點”、“強底層柱底”等延性設計原則和有關規(guī)定。在多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設計的實踐中,由于設計人員對規(guī)范的理解和掌握尺度上,以及因地因人在結構選型、布置以及計算方法上相互差異較多而對設計產生較多的爭議,抗震設計方法值得深入研究。
參考文獻
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關鍵詞：高層建筑；抗震設計；結構體系
結構工程師按抗震設計要求進行結構分析與設計，其目標是希望使所設計的結構在強度、剛度、延性及耗能能力等方面達到最佳，從而經濟地實現“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。本文圍繞高層建筑結構，總結了高層建筑結構設計的特點以及提出了高層建筑結構分析和各種體系相對應的方法。為實際高層建筑結構分析與設計提供一定參考。
1 高層建筑抗震結構設計的基本原則
1.1結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能
(1)結構構件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構件、強底層柱(墻)”的原則。(2)對可能造成結構的相對薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。(3)承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。
1.2在設計構造上宜有多道抗震防線
(1)一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結構構件連接協(xié)同工作。例如框架―剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。(2)地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導致倒塌。抗震結構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度，提高結構抗震性能，避免大震時倒塌。(3)適當處理結構構件的強弱關系，同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后，其他抗側力構件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結構的延性和抗倒塌能力。(4)在抗震設計中某一部分結構設計超強，可能造成結構的其他部位相對薄弱，因此在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小，改變抗側力構件配筋的做法，都需要慎重考慮。
1.3對出現的薄弱部位，應采取措施提高其抗震能力
(1)構件在強烈地震下不存在強度安全儲備，構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。(2)要使樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時，會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。(3)要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協(xié)調。(4)在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉移，這是提高結構總體抗震性能的有效手段。
2 高層建筑結構靜力分析方法
2.1 框架－剪力墻結構
框架－剪力墻結構中剪力墻布置應按“均勻、分散、對稱、周邊”的基本原則考慮,內力與位移計算的方法很多，大都采用連梁連續(xù)化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉角相等的位移協(xié)調條件，可以建立位移與外荷載之間關系的微分方程來求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同，各種方法解答的具體形式亦不相同。框架－剪力墻的機算方法，通常是將結構轉化為等效壁式框架，采用桿系結構矩陣位移法求解。
2.2 剪力墻結構
計算剪力墻的內力與變形時,其剪力墻應計入端部翼緣地共同工作,剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯(lián)肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應力分布也不同，計算內力與位移時需采用相應的計算方法。剪力墻結構的機算方法是平面有限單元法。此法較為精確，而且對各類剪力墻都能適用。但因其自由度較多，機時耗費較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應力分布復雜的情況。
2.3筒體結構
筒體結構包括框筒結構?筒中筒結構以及其它筒體結構。筒體結構的分析方法按照對計算模型處理手法的不同可分為三類：等效連續(xù)化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續(xù)化方法是將結構中的離散桿件作等效連續(xù)化處理。一種是只作幾何分布上的連續(xù)化，以便用連續(xù)函數描述其內力；另一種是作幾何和物理上的連續(xù)處理，將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板，以便應用分析彈性薄板的各種有效方法。
3 高層建筑的結構體系
3.1框架－剪力墻體系。有框架結構布置靈活，使用方便的特點，又有較大的剛度和較好的抗震性能。當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時，往往需要在建筑平面的適當位置設置較大的剪力墻來代替部分框架，便形成了框架－剪力墻體系。在承受水平力時，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協(xié)同工作的結構體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。框架－剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設置，增大了結構的側向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨于均勻，所以框架－剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。
3.2剪力墻體系。剪力墻體系結構剛度大，空間整體性好，當受力主體結構全部由平面剪力墻構件組成時，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結構，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強，是一種良好的結構體系，能建高度大于框架或框架－剪力墻體系。
3.3筒體體系。凡采用筒體為抗側力構件的結構體系統(tǒng)稱為筒體體系，包括單筒體、筒體－框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構件，分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結構單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構成的空間受力構件。筒體體系具有很大的剛度和強度，各構件受力比較合理，抗風、抗震能力很強，往往應用于大跨度、大空間或超高層建筑。
4 結束語
在強烈地震作用下,建筑物的破壞機理和過程是十分復雜的,要進行精確的抗震計算是困難的,在總結大量地震災害經驗的基礎上,提出了概念設計,并認為它是結構抗震設計的首要問題,比計算設計更為重要。對設計人員來說,掌握概念設計,有助于明確抗震設計思想,靈活、恰當地運用抗震設計原則,不致陷入盲目的計算工作,從而比較合理地進行抗震設計。
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關鍵詞：地震；概念設計；構造；未成年人保護；樓梯間
Abstract: Based on the seismic damage of reinforced concrete construction and masonry structure under earthquake, based on the concept of design, construction, the protection of minors, staircases and other issues, according to " code for seismic design of buildings " ( 50011-2001 ) ( 2008 Edition), combined with work experience, analyzing the reasons, on the seismic design of buildings.
Keywords: earthquake; conceptual design; structure; protection of minors; staircase
[中圖分類號] TU352[文獻標識碼]A[文章編號]
在歷次地震中，“89 規(guī)范”之前的建筑物多數遭受嚴重破壞，直至倒塌；90 年以后建造的建筑大部分做到了“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設防目標。在地震區(qū)，有的鋼筋混凝土建筑倒塌了，可相鄰的砌體結構卻“裂而不倒”。本文依據《建筑抗震設計規(guī)范》，結合工作經驗，分析原因，淺談對建筑抗震設計的幾點認識。
1、抗震設計應注重概念設計，采取較強的抗震構造措施
地震力作用計算是依據當地50 年設計基準期內超越概率10%的地震烈度對應地震地面運動加速度的設計取值來計算的，原本就是一種數學上的近似計算，想得到精確的計算結果是非常困難的。概念設計是根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程。以達到合理的抗震設計目的。設計時只靠提高地震作用來提高抗震能力，需增加結構造價，不符和我國國情；而提高抗震構造措施，增加結構薄弱部位的抗震能
力，是經濟有效的方法。
1.1 合理的結構體系《建筑抗震設計規(guī)范》第3.5.2 條3.5.3 條規(guī)定，不論是鋼筋混凝土結構還是砌體結構，均要求結構體系完整，傳力路徑明確，但在設計中，為滿足建筑師的創(chuàng)新突破，結構設計以抽柱子、開大洞、砌體結構中大量鋼筋混凝土構件承重、轉角開門窗、樓梯間凹凸于建筑轉角等作為代價，結果破壞了結構整體性及傳力路徑，這些部位在地震中率先破壞導至結構失穩(wěn)坍塌；鋼筋混凝土框架結構中，圍護墻和隔墻的不合理布置，使結構形成剛度和承載力突變的薄弱部位而引起倒塌，比如上下樓層的數量相差很大導致上剛下柔，墻不到柱頂，形成短柱剪切破壞等。目前的學校建筑因建筑要求及經濟因素等的影響多采用單跨的鋼筋混凝土框架結構,在結構抗震計算時，此結構體系對抗震明顯不利，高烈度區(qū)的橫向層間位移難以滿足規(guī)范要求而倒塌。
1.2 設置多道抗震防線在地震區(qū)發(fā)現，理論上抗震性能較好的鋼筋混凝土結構有倒塌的，而抗震性能相對較差的砌體結構卻有裂而不倒的；甚至個別私人建造的磚木結構住宅都完好無損；同一地點，同是砌體教學樓，有的損壞嚴重，甚至倒塌，有的卻表現良好。這就是多道抗震防線起了作用。《建筑抗震設計規(guī)范》第3.5.3 條對結構體系提出了多道抗震防線的要求，對于結構在大震作用下抗倒塌具有重要意義。砌體結構的構造柱、圈梁雖然不能提高結構的抗震承載力，但作為砌體的約束構件，可以提高墻體的延性。在大震作用下，作為“第二防線”延長建筑物變形時間，約束緊箍建筑物裂而不倒，保證居住者有足夠的逃生時間。框架結構，尤其是大空間結構，需合理設置柱間支撐或柱子翼墻（不影響空間采光和美觀），增加結構縱向剛度。剪力墻結構應合理設置連梁，讓其作為結構的“第一道防線”在大震來臨時，率先破壞，消耗地震能量并改變整體結構的動力特性，降低地震力，來保護主體結構的安全。多層框架設計時可考慮將樓梯間的墻體設置成剪力墻，大跨度的公共建筑在適當位置增設剪力墻，形成抗震的多道防線。
1.3 有意識做到“強柱弱梁”《建筑抗震設計規(guī)范》第6.2 條說明鋼筋混凝土框架結構的設計計算應遵循“強柱弱梁”的原則。在地震中，應該要求的“梁鉸機制”在毀壞的鋼筋混凝土框架建筑中沒有出現，反而出現了大量的“柱鉸”。在實際設計中，考慮到部分樓板作用形成T 形梁，將框架梁的抗彎剛度放大到1.5-2.0 后，梁的實際承載力大于梁端彎矩；一般情況下，框架柱即使增大了柱端彎矩設計值，計算結果只能按構造要求配筋；只有當構件抗震等級為9 度一級時，規(guī)范才要求按照梁的實配鋼筋反算柱端彎矩。因此對于抗震等級為二、三級的構件，實際的結構設計再精確，形成的還是“強梁弱柱”。因此，設計時要有意識的減小框架梁的斷面和配筋，尤其是層數低跨度大的框架結構，有必要加大框架柱的截面和配筋。合理確定梁的放大系數，計算后切記不要人為再放大框架梁的配筋。
2、抗震構造的合理設置是提高抗震能力的有效途徑
在歷次地震中，有許多建筑因構造的不規(guī)范、不合理，甚至是因為構造缺失造成整體的跨塌：預制樓板不拉結，砌體結構不設構造柱、圈梁，地震時墻體外倒而樓板垮塌、樓梯板施工縫留在彎矩最大處；樓梯與主體結構連接薄弱，地震時先于主體破壞，堵塞逃生通道；抗震縫寬度不夠，或因施工堵塞，不同結構的相鄰建筑物在地震中相互碰撞而破壞；框架結構節(jié)點鋼筋錨固不足，箍筋不加密或不夠長度，造成節(jié)點先行破壞；填充墻不到頂形成短柱時沒有全高加密，造成柱剪切破壞。
《建筑抗震設計規(guī)范》提到的構造都是根據以往的地震災害和工程經驗積累出來的有效且必要措施，提高抗震措施，應著眼于把財力、物力用在增加結構薄弱部位的抗震能力上，這是經濟而有效的方法。砌體結構應嚴格按《建筑抗震設計規(guī)范》設構造柱、圈梁。尤其是樓梯、電梯間的四角，樓梯段上下端對應墻體，錯層部位、不規(guī)則部位縱橫墻交接處，較大洞口兩側，較小墻垛處，外墻四角、砌體結構受隉阓43嘷=I力集中部位均應設構造柱；加強混凝土大梁與墻體的連接，7-9 度時不得采用獨立磚柱，大跨度梁應采用組合砌體，即在支撐部位僅設置構造柱是不夠的，是需要進行沿樓面大梁平面內、平面外的靜力和抗震承載力驗算。框架結構節(jié)點鋼筋須滿足錨固要求，梁柱箍筋按規(guī)范加密，注意箍筋與縱筋的比例；填充墻不到頂形成短柱時，框架柱應全高加密，從構造上保證強剪弱彎、強節(jié)點強錨固，保證大震來臨時，梁的塑性鉸能發(fā)揮作用，避免柱及節(jié)點破壞形成幾何可變體系而倒塌。女兒墻等非結構構件應與結構主體可靠連接，且應具有良好的變形能力，尤其是建筑物出入口上部的挑檐、女兒墻、玻璃幕，吊頂避免地震時脫落傷人；嚴禁采用無錨固的預制混凝土挑檐。當設計必須采用預制裝配式樓板時，則應做好預制板間拉接錨固，設置板邊圈梁，板縫現澆配筋帶，并設置板端現澆配筋腱鞘，有效提高樓蓋的整體性。
3、重視未成年人的保護
根據震害，國家再次加強了對未成年人密集居住建筑的抗震設防標準，規(guī)定教育建筑中,幼兒園、小學、中學的教學用房及學生宿舍和食堂，抗震設防類別應不低于重點設防類。與大型體育場管（人口密集）同類設置。轉貼于中國論文下載中心
4、生命通道“樓梯間”的安全
由于樓梯段側向剛度較大、山墻較高、休息平臺與樓層存在錯層，地震中是最容易破壞的。作為逃生通道，樓梯間的抗震設計應予以充分重視。
4.1 樓梯間的混凝土梯段、梁、板應參與計算，并考慮對樓梯間山墻造成的不利影響。
4.2 在教學樓、醫(yī)院等人群密集的建筑有必要在室外另設疏散樓梯，以便室內樓梯間破壞時有第二個逃生通道。
4.3 樓梯間構造合理，形成應急疏散的安全島。嚴格按規(guī)范設置構造柱，拉結鋼筋，鋼筋混凝土帶，可靠連接或錨固。
4.4 不應采用墻中懸挑踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯，不應采用無筋磚砌欄板。
4.5 樓梯間不宜設置在房屋的端部或轉角處，更不宜設置突出建筑物的轉角圓形樓梯間，這都是宜引起地震時集中變形破壞的地方。
5、結語
歷次的地震表明，只要嚴格按《建筑抗震設計規(guī)范》設計和保證施工質量，以及震前經過抗震加固的建筑都能達到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設計要求。
參考文獻：
