序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇抗震理念論文范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

【關(guān)鍵詞】樓梯；建筑抗震；剛度；影響；分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一．引言

樓梯是建筑的一個(gè)重要組成部分，是最重要的疏散工具，在抗震防災(zāi)中起著舉足重輕的作用。所以樓梯的設(shè)計(jì)是十分重要的工作，樓梯設(shè)計(jì)的好壞也直接影響到建筑的抗震能力。從地震被損壞的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋來(lái)看，其中一個(gè)特點(diǎn)是樓梯構(gòu)件的破壞，影響了逃生通道安全，造成人員傷亡。根據(jù)2008年汶川地震震害的相關(guān)報(bào)告，樓梯對(duì)結(jié)構(gòu)安全以及疏散時(shí)人身安全的意義非常重大。因此，我們有必要認(rèn)真研讀規(guī)范的有關(guān)要求，結(jié)合工程實(shí)際情況，認(rèn)真對(duì)待抗震設(shè)計(jì)時(shí)的樓梯設(shè)計(jì)。

二．抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算的重要性

現(xiàn)代建筑工程抗震性能的需求要求建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算工作的重要性。以抗震樓梯設(shè)計(jì)對(duì)建筑物主體結(jié)構(gòu)抗震性能的促進(jìn)作用促進(jìn)建筑物的抗震性能提升。建筑工程設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中樓梯設(shè)計(jì)對(duì)建筑物主體工程的影響強(qiáng)化抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算工作，實(shí)現(xiàn)建筑物抗震性能的提高，促進(jìn)現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)目標(biāo)的達(dá)成

在現(xiàn)代建筑工程的設(shè)計(jì)中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)勢(shì)使得其在現(xiàn)代建筑工程的設(shè)計(jì)中有著極為廣泛的應(yīng)用。在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，樓梯能夠?qū)翘蓍g結(jié)構(gòu)起到斜撐作用，增加主體結(jié)構(gòu)的剛度。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于計(jì)算方式與設(shè)計(jì)理論的限制使得樓梯及樓梯間不參與整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算。隨著現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)理論的日趨成熟以及建筑物抗震等級(jí)要求的不斷提高，建筑工程抗震樓梯設(shè)計(jì)參與整體結(jié)構(gòu)計(jì)算已經(jīng)納入相關(guān)規(guī)范要求。在抗震樓梯與樓梯間增加剛度的同時(shí)，還應(yīng)與水平隔板、樓蓋板等做好鏈接，以此形成整體、提高建筑物的抗震性能。在汶川地震震后調(diào)查中，樓梯梯段板斷裂的情況非常普遍，嚴(yán)重影響了震后的自救與救災(zāi)。而且，樓梯系統(tǒng)的斷裂也造成了對(duì)主體結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，造成了余震中建筑物抗震性能的下降。

三．樓梯和結(jié)構(gòu)主體

樓梯對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)有兩個(gè)方面，樓梯對(duì)豎向構(gòu)件的影響以及樓梯自身的傳力。由于樓梯傳力，豎向構(gòu)件往往會(huì)出現(xiàn)短柱或錯(cuò)層。而樓梯本身傳力需得到保障，從而實(shí)現(xiàn)疏散功能。

理論研究以及一些震害調(diào)查表明，樓梯對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響大小，主要取決于樓梯與主體結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛度比。主體結(jié)構(gòu)整體剛度越大，比如抗震墻結(jié)構(gòu)，框架一抗震墻結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)主體自身的剛度很大，整體性能好，樓梯剛度對(duì)于主體而言相對(duì)很小，那么它對(duì)主體影響就很小，有時(shí)可以忽略不計(jì)；而當(dāng)采用框架結(jié)構(gòu)，裝配式結(jié)構(gòu)，特別是砌體結(jié)構(gòu)的時(shí)候，樓梯對(duì)其主體的影響就不容小視了，在多遇地震作用下，結(jié)構(gòu)基本是處于彈性工作狀態(tài)，填充墻、砌體承重墻沒(méi)有開(kāi)裂或者開(kāi)裂程度不高，剛度尚未退化，樓梯剛度在主體結(jié)構(gòu)中依舊可以認(rèn)為不大，而在超出設(shè)防烈度及罕遇地震的時(shí)候，結(jié)構(gòu)一般進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，墻體開(kāi)裂，剛度驟然降低，樓梯剛度在主體剛度中所占的比重就越加增大，現(xiàn)澆梯板可視為剛性樓板，承擔(dān)傳遞水平地震作用的重任，從而導(dǎo)致樓梯梯板拉裂，樓梯間短柱破壞，最終導(dǎo)致主體破壞甚至坍塌。

經(jīng)過(guò)工程實(shí)例對(duì)比發(fā)現(xiàn)，樓梯構(gòu)件是否參與結(jié)構(gòu)整體計(jì)算，不僅影響地震作用效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，也可能由于改變恒載、活載的傳遞途徑而對(duì)相關(guān)構(gòu)件計(jì)算產(chǎn)生影響。

對(duì)比發(fā)現(xiàn)當(dāng)其他區(qū)域荷載小于樓梯間時(shí)，不考慮樓梯影響計(jì)算結(jié)果顯示位移比較大，考慮樓梯剛度后剛心與質(zhì)心的重合程度有所改善，位移比有所減小。

結(jié)合條文說(shuō)明，規(guī)范允許根據(jù)不同的具體結(jié)構(gòu)，判斷樓梯構(gòu)件對(duì)整體的可能影響很大或不大，然后區(qū)別對(duì)待，并不要求一律參與整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算，但樓梯構(gòu)件自身應(yīng)計(jì)算抗震。現(xiàn)行規(guī)范對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓梯間抗震設(shè)計(jì)的基本要求可歸納為：是否參與整體抗震計(jì)算，視情況而定；樓梯構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)計(jì)算；加強(qiáng)樓梯間填充墻與主體結(jié)構(gòu)的拉結(jié)。

由于地震動(dòng)的不確定性、地震的破壞作用、結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)理的復(fù)雜性，以及結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的各種假定與實(shí)際情況的差異，．目前，依據(jù)所規(guī)定的地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算，不論計(jì)算理論和工具如何發(fā)展，計(jì)算怎樣嚴(yán)格，計(jì)算的結(jié)果還是比較粗略，過(guò)分地追求數(shù)值上的精確是不必要的。然而，從工程的震害看，這樣的抗震驗(yàn)算是有成效的，不可輕視。

四．樓梯抗震設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

考慮樓梯對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響時(shí)，應(yīng)根據(jù)主體結(jié)構(gòu)與樓梯的側(cè)向剛度大小，采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施：

1.樓梯采用現(xiàn)澆式或者裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用裝配式結(jié)構(gòu)。

2.對(duì)框架結(jié)構(gòu)，砌體結(jié)構(gòu)及其他整體性不好的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)計(jì)算中應(yīng)注意考慮樓梯對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響和主體結(jié)構(gòu)對(duì)樓梯的影響，采用包絡(luò)設(shè)計(jì)的方法。基于現(xiàn)行規(guī)范，在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)則性判斷和位移計(jì)算時(shí)，可不計(jì)樓梯的影響。而構(gòu)件設(shè)計(jì)則需要考慮樓梯的作用，按計(jì)入和不計(jì)人樓梯分兩種情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.對(duì)主體結(jié)構(gòu)剛度很大，整體性較好的結(jié)構(gòu)，如抗震墻結(jié)構(gòu)、框架一抗震墻結(jié)構(gòu)等，一般不考慮樓梯的影響，不過(guò)在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，應(yīng)重視樓梯間周?chē)呢Q向構(gòu)件，類(lèi)似于電梯井，盡量使抗震墻位置合理，這樣，既可以使樓梯對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響減小，同時(shí)也保護(hù)了樓梯構(gòu)件。

4.需特別注意設(shè)置樓梯形成的框架短柱或錯(cuò)層柱，柱箍筋除應(yīng)滿足計(jì)算要求外，箍筋應(yīng)全高加密，宜按抗震等級(jí)提高一級(jí)配置。

5.樓梯處梁上立柱時(shí)，柱子截面一般都很難做大，但該柱也應(yīng)按照框架柱要求設(shè)計(jì)，保證其截面面積不小于300mmX300mm，柱最小邊長(zhǎng)不應(yīng)小于200mm，并相應(yīng)增加另一邊高度。￡在以往的設(shè)計(jì)中，當(dāng)?shù)讓訜o(wú)地下室時(shí)，樓梯直接支撐在孤立的樓梯梁上，而根據(jù)震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，此做法不妥，地震時(shí)樓梯板吸收的水平地震作用在樓梯梁處的水平傳力路徑中斷，孤立的樓梯梁很難擔(dān)當(dāng)由梯板傳遞的水平推力，梯板邊緣的梁截面處往往開(kāi)裂甚至破環(huán)，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免。

五．結(jié)束語(yǔ)

樓梯是建筑的一個(gè)重要組成部分，是最重要的疏散工具，在抗震防災(zāi)中起著舉足重輕的作用。從地震被損壞的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋來(lái)看，其中一個(gè)特點(diǎn)是樓梯構(gòu)件的破壞，影響了逃生通道安全，造成人員傷亡，所以建筑樓梯設(shè)計(jì)是非常重要的工作。綜上所述，不管是對(duì)規(guī)范理解出發(fā)，還是結(jié)合工程實(shí)際，樓梯設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震的影響應(yīng)當(dāng)被廣大設(shè)計(jì)師高度重視。目前來(lái)看，各種軟件的樓梯參與建筑抗震計(jì)算情況并不夠理想，不能過(guò)分依賴。設(shè)計(jì)可在比較合理的基礎(chǔ)上利用計(jì)算軟件，不拘泥于細(xì)節(jié)，不追求過(guò)高的計(jì)算精度，強(qiáng)調(diào)按概念設(shè)計(jì)進(jìn)行各種調(diào)整。讓樓梯參與建筑抗震計(jì)算和加強(qiáng)抗震措施，使得樓梯對(duì)建筑抗震的影響降到最低，從而讓建筑結(jié)構(gòu)更為合理。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)微 不同樓梯在地震下的反應(yīng)分析[學(xué)位論文]， 2010 - 太原理工大學(xué)：結(jié)構(gòu)工程

淺談樓梯設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震的影響

[2]喬銳 [期刊論文] 《黑龍江科技信息》 -2012年7期

[3]孫燁SUN Ye樓梯剛度對(duì)震區(qū)塔式建筑抗震設(shè)計(jì)的影響分析 [期刊論文] 《浙江建筑》 -2009年9期

[4]吳波 樓梯結(jié)構(gòu)的抗震性能分析及地震作用下對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響 [學(xué)位論文]， 2009 - 西南交通大學(xué)：結(jié)構(gòu)工程

[5]王亞勇 戴國(guó)瑩WANG YayongDAI Guoying《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的發(fā)展沿革和最新修訂[期刊論文] 《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)》 ISTIC EI PKU -2010年6期

[6]孟凡林 孟祥瑞 張維學(xué)Meng Fan-linMeng Xiang-ruiZhang Wei-xue考慮樓梯影響的框架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析 [期刊論文] 《工程抗震與加固改造》 ISTIC PKU -2012年1期

篇(2)

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震性能；理念；具體方法

Abstract: the world's population increased continuously, make the per capita living space gradually reduce, and then make the emergence of the high-rise building become an inevitable result. In recent years, such as earthquake disaster for high-rise building with the great damage and loss makes people have to of high-rise building in the design and construction of the construction of the seismic performance increase of consideration. This article describes and analyzes the structure of the high-rise building aseismic design of many of the idea of the foundation, and further puts forward the specific methods of seismic design.

Keywords: high building; Seismic performance; Ideas; The specific method

中圖分類(lèi)號(hào)：[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

地震因?yàn)槠涓咂茐牧透卟淮_定性兩個(gè)特征成為一種危害人類(lèi)正常生活的重大自然災(zāi)害。同時(shí)也成為包括高層建筑在內(nèi)的絕大部分建筑設(shè)計(jì)和施工項(xiàng)目都必需考慮的一個(gè)重要因素之一[1]。因?yàn)樵谌祟?lèi)的發(fā)展歷史上，地震這一自然災(zāi)害給人們帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)和人身安全的損失，于是在很早以前抗震設(shè)計(jì)就成為了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里的一個(gè)重要考慮因素，而建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理念和方法也隨著歷史的進(jìn)步在不斷的發(fā)展。雖然人類(lèi)目前還無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地震災(zāi)害并確保建筑物在地震中免受損失和破壞，但是已經(jīng)形成了一套比較完整的理論和方法體系，在一定程度上能做到“小震不壞，中震不修，大震不倒”，并盡大可能的做到了減少因地震建筑物倒塌而給人們生命和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)的的嚴(yán)重?fù)p失。

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念

一直以來(lái)，對(duì)于建筑物的抗震設(shè)計(jì)理念和方法的研究都是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)必要考慮因素，而增強(qiáng)建筑物的抗震性能是理論研究者為之奮斗不懈的的目標(biāo)。現(xiàn)有的抗震設(shè)計(jì)理念是經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)重要的階段而總結(jié)得來(lái)的。

一是剛性設(shè)計(jì)理念。這是人們應(yīng)對(duì)地震這一自然災(zāi)害所總結(jié)和研究出的第一個(gè)設(shè)計(jì)的理念。當(dāng)時(shí)的地震工程學(xué)者對(duì)地震和抗震理論知識(shí)的了解還很少，很貧乏。學(xué)者普遍認(rèn)為建筑物在地震中損壞甚至倒塌的主要原因是因?yàn)榻ㄖ锏膭偠炔粔颍荒艿挚沟卣鸬木薮竽芰坎艜?huì)倒塌。按照這一設(shè)計(jì)理念人們?cè)诜课莸氖┕そㄔO(shè)工程中就通過(guò)增加剪力墻的厚度和承重墻的鋼筋和水泥的比例，以此來(lái)保證墻體結(jié)構(gòu)有足夠的剛度，從而時(shí)地基與整個(gè)主體建筑形成一個(gè)剛性的有機(jī)整體。但是這一理念有其自身所具備的局限性，因?yàn)閺?qiáng)調(diào)對(duì)建筑物剛度的要求，使得建筑物在高度和跨度上的發(fā)展收到限制。

二是柔性設(shè)計(jì)理念。因?yàn)榭吹搅藙傂栽O(shè)計(jì)理念的先天性不足，在剛性設(shè)計(jì)理念之后，抗震設(shè)計(jì)專家和學(xué)者們又提出了一個(gè)與剛性設(shè)計(jì)理念全然不同的柔性設(shè)計(jì)理念。這一理念放棄了對(duì)建筑物剛性的追求并且利用柔性建筑在地震中建筑物可以有效的側(cè)移和形變的優(yōu)點(diǎn)來(lái)減少地震對(duì)建筑物的損害。事實(shí)表明，這一設(shè)計(jì)理念具備了剛性設(shè)計(jì)理念所無(wú)法具備的優(yōu)勢(shì)，并且在一些小的低等級(jí)的地震中能比較好的保證建筑物的完好[2]。但是也僅僅是限于應(yīng)對(duì)低等級(jí)的地震，事實(shí)表明，當(dāng)遇到較高等級(jí)的地震時(shí)，在這一設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下所建設(shè)的房屋是沒(méi)有任何抵抗力的。

三是結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)理念。這一設(shè)計(jì)理念主要是通過(guò)對(duì)建筑物的控制結(jié)構(gòu)的設(shè)置使已有的結(jié)構(gòu)和新生的結(jié)構(gòu)共同抵御地震。最近這些年以來(lái)，這一設(shè)計(jì)理念被廣泛應(yīng)用于橋梁和高層建筑物的抗震設(shè)計(jì)中。

第四個(gè)是性能設(shè)計(jì)理念。這一設(shè)計(jì)理念的主要思想是讓建筑物在面對(duì)不同等級(jí)地震的時(shí)候能有不一樣的與之對(duì)應(yīng)的抗震能力與性能，體現(xiàn)了多級(jí)抗震設(shè)防的重要思想[3]。該理論是在之前剛性設(shè)計(jì)理念、柔性設(shè)計(jì)理念和結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)之上發(fā)展的全新的理論，因?yàn)槠漭^大的抗震優(yōu)勢(shì)，使得它成為現(xiàn)階段實(shí)際應(yīng)用最為廣泛的抗震設(shè)計(jì)理念。它具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：①盡可能增加多道抗震防線。每一個(gè)抗震機(jī)構(gòu)的體系都不是一個(gè)單一的體系，而一般都是右多個(gè)有良好延性的系統(tǒng)構(gòu)成，而每一個(gè)分系統(tǒng)又是通過(guò)有較好延伸性能和柔性的構(gòu)件相互連接配合作用的。比如說(shuō)有剪力墻-框架體系是由具有良好延性的剪力墻和柔性較高的框架組成，而剪力墻又是分為雙肢剪力墻和多肢剪力墻分體系。一般的，強(qiáng)地震都伴隨著一系列的余震，這就要求建筑物節(jié)構(gòu)具備抵抗強(qiáng)震的第一道防線之后還能有第二道，第三道防線來(lái)抵抗接下來(lái)的余震，只有這樣，才能保證建筑物在強(qiáng)震之后仍舊能夠不倒塌。這就要求每一樓層里的主要抗震耗能構(gòu)建在強(qiáng)震中屈服后其他的輔助構(gòu)建仍具有彈性性能，從而延長(zhǎng)構(gòu)件的“有效屈服時(shí)間”。 ②增強(qiáng)薄弱部位的抗震性能。構(gòu)件的實(shí)際承受能力和計(jì)算承受能力是對(duì)構(gòu)件合理布置的基礎(chǔ)，當(dāng)在實(shí)際地震過(guò)程中，構(gòu)件的實(shí)際承受里高于計(jì)算承受力，也就是構(gòu)件面臨承受力的不定集中的情況，這時(shí)候就需要通過(guò)其他的與之相連的輔助構(gòu)件對(duì)它的承受力完成轉(zhuǎn)移[4]。在薄弱部位（很有可能出現(xiàn)力的集中的部位）增強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)，提高其抗震性能，能夠有效做到保證建筑物在地震中變形小，不倒塌。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，通常要考慮高層建筑物的剛度、強(qiáng)度，和延性，因?yàn)椴粌H要保證整體結(jié)構(gòu)在地震中能夠承受一定范圍內(nèi)的軸壓力和剪力，同時(shí)還要做到在力過(guò)大的時(shí)候在允許結(jié)構(gòu)有一定的變形但是不至于嚴(yán)重倒塌。這是抗震的主要內(nèi)容，也是抗震的核心內(nèi)容。而現(xiàn)在具體的設(shè)計(jì)方法有以下這些。

一是多采用強(qiáng)剪弱彎結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)中的梁和柱子簡(jiǎn)剪力破壞比軸向扭力破壞所帶來(lái)的后果要嚴(yán)重的多，所以在設(shè)計(jì)之中要增強(qiáng)粱柱和墻體的剪力弱化軸向彎力。另外與此類(lèi)似的還應(yīng)該多采用強(qiáng)柱弱梁和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法。

二是改善高層建筑結(jié)構(gòu)均勻性設(shè)計(jì)。首先是高層建筑是一個(gè)三維結(jié)構(gòu)，在地震中作用力的方向是任意的，使其側(cè)向兩軸在剛度上均勻是保證其抗震性和抗風(fēng)性的重要因素[5]；然后是在沿豎直方向的層剪力剛性性能盡量不要發(fā)生突變；最后就是沿同一軸的各向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要避免出現(xiàn)剛度較大而延性較低的結(jié)構(gòu)。

三是加強(qiáng)短柱抗震性能。①改善建筑物整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能可以通過(guò)縮小短柱的截面積，增大剪跨比進(jìn)而提高短柱的計(jì)算受壓載重力的方式達(dá)到。具體的方法是增強(qiáng)混泥土的實(shí)際等級(jí)，降低其軸壓比。②采用鋼管混泥土的方式澆灌短柱。在由圓形鋼管構(gòu)成的構(gòu)件體系里澆筑混泥土保證了混泥土能夠在三個(gè)方向都能受到足夠強(qiáng)度的壓力，從而提高了混泥土本身的抗壓能力和極限應(yīng)力，進(jìn)而在保證剛度和強(qiáng)度的前提下增強(qiáng)了其延性。③采用分體柱結(jié)構(gòu)。這種方法是通過(guò)人為的將柱子的抗彎性能降低到其抗剪性能之下，從而用短柱在地震中的延性破壞代替它的水平斷裂進(jìn)而保證建筑物不易倒塌。

結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)和科技的進(jìn)步和發(fā)展，專家學(xué)者對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的理念也在不斷的更新進(jìn)步，進(jìn)步和先進(jìn)的理念給我們帶來(lái)的是可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。雖然人類(lèi)在戰(zhàn)勝地震這一自然災(zāi)害的路上還是任重而道遠(yuǎn)，但是我們有理由相信，隨著人們對(duì)已有地震經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，我們的抗震工程學(xué)者會(huì)研究出更好的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念理念和方法，進(jìn)而進(jìn)一步保證人類(lèi)生命和財(cái)產(chǎn)不受損失。

參考文獻(xiàn):

[1] 張彭,解林偉.試析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念及方法[J].陜西建筑,2011（08）

[2] 王欣.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)選型要點(diǎn)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2010,(15)

[3] 鄭克勤.關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J].中華民居,2011(03)

篇(3)

【關(guān)鍵詞】房屋抗震；影響因素；措施

引言

房屋的抗震性能最大程度上取決于房屋的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)越高，房屋的抗震性能就越強(qiáng)。目前，已有數(shù)百位專家在研究討論新的房屋抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，以期修改沿用多年的房屋建造抗震標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)新建房屋的抗震能力。北京地區(qū)近日已率先將農(nóng)房抗震要求提高到了能抵御8級(jí)地震的高標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)測(cè)算，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)每提高一級(jí)，建筑成本將隨之提高8%-10%。 房屋的選址是房屋抗震性能的外部主要條件，初步總結(jié)四川地震的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)可以發(fā)現(xiàn)，遭遇同等強(qiáng)度地震的不同位置的房屋，其抗震性能有所不同。位于地質(zhì)斷層附近的房屋比其他房屋更易被震塌。我國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)國(guó)家，發(fā)生過(guò)破壞性地震的城市占全國(guó)城市總數(shù)的10%以上。因此，各地今后在房屋建筑設(shè)計(jì)與施工之前，必須充分重視房屋的選址應(yīng)遠(yuǎn)離地質(zhì)斷層，防患于未然。 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量、房屋裝修是決定房屋抗震性能中受人為影響最大的兩個(gè)因素。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一般而言，剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能優(yōu)于框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)優(yōu)于磚混結(jié)構(gòu)。在施工質(zhì)量中，建筑物必須嚴(yán)格根據(jù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范施工。 居住者在房屋裝修時(shí)不得隨意更改房屋結(jié)構(gòu)，尤其是不可隨意更改房屋承重墻等一些關(guān)鍵部位，更改結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)得到專業(yè)人士的指導(dǎo)或相關(guān)許可，任何擅自改動(dòng)都有可能降低房屋抗震性能，造成致命隱患。

1 建筑物的重要性決定了其不同程度上的抗震性能

不同結(jié)構(gòu)型式是不同建筑物功能需求和性價(jià)比所決定的，不能單單片面的說(shuō)地震來(lái)臨時(shí)，哪種結(jié)構(gòu)型式就一定好哪種結(jié)構(gòu)型式就一定不好；因?yàn)榘茨壳暗目拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，它們有一個(gè)共同的設(shè)防目標(biāo)：小震不壞 、中震可修 、大震不倒。

國(guó)家按建筑物發(fā)生災(zāi)害時(shí)對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)可能造成損失的程度，按建筑物分為甲乙丙丁四類(lèi)。主要的、重要的水電站、醫(yī)院、電力、通訊等生命救援保障和人員密集建筑被定為甲類(lèi)或乙類(lèi)，一般的住宅、辦公等均定義為乙類(lèi)，設(shè)防的目標(biāo)也不同：丙類(lèi)建筑在設(shè)計(jì)時(shí)按設(shè)防目標(biāo)進(jìn)行；甲乙類(lèi)建筑設(shè)計(jì)時(shí)至少要提高1度，請(qǐng)注意，這里均指是烈度而不是震級(jí)，這也很好理解，好的地基要比差的地基抗震性能好，處在地震活動(dòng)帶的建筑自然發(fā)生地震的幾率大，抗震性能也很難保證。

2 建筑物得抗震性能首先取決于建筑物的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家根據(jù)地震發(fā)生的可能性和震害的嚴(yán)重性確定各地區(qū)基本設(shè)防烈度，這是各地區(qū)抗震設(shè)計(jì)的基本參數(shù)，主要代表地面加速度的大小。設(shè)防烈度一般分6~9度，上海地區(qū)設(shè)防烈度主要為7度，崇明、金山為6度。對(duì)具體建筑物，需要結(jié)合建筑使用功能的重要性確定建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，即確定設(shè)計(jì)烈度和抗震等級(jí)。對(duì)一般建筑，設(shè)計(jì)烈度就是本地區(qū)設(shè)防烈度。設(shè)計(jì)烈度愈高，抗震能力愈強(qiáng)，但建筑物造價(jià)也愈高。

2.1 房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能與合理的抗震設(shè)計(jì)密切相關(guān)。

抗震設(shè)計(jì)就是要選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，確定合理的抗震措施，保證結(jié)構(gòu)的抗震性能，確保建筑物滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標(biāo)。所謂中震，指設(shè)防烈度，小震比中震小約1.55度，而大震則比中震增加約1度。合理的抗震設(shè)計(jì)主要基于先進(jìn)的抗震理念、系統(tǒng)的分析計(jì)算和恰當(dāng)?shù)目拐鸫胧＜纫⒁饪刂瓶拐鹬笜?biāo)如軸壓比、相對(duì)變形等，又要采取合適的抗震構(gòu)造措施。

目前高層住宅主要采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-核心筒或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，具有較好的強(qiáng)度和變形能力，抗震性能相對(duì)較好。因此，無(wú)論板式住宅還是點(diǎn)式住宅，只要設(shè)計(jì)合理，都可滿足抗震要求。多層住宅大部分采用磚混結(jié)構(gòu)，目前多采用現(xiàn)澆樓板，并采取設(shè)構(gòu)造柱和圈梁等抗震措施，或者采用框架結(jié)構(gòu)，大大增強(qiáng)了抗震能力。部分建筑外形怪異，平立面不規(guī)則，傳力體系復(fù)雜甚至需要多次結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，這既增加了建筑物造價(jià)，也影響了建筑物的抗震性能。

2.2 房屋抗震性能還與施工質(zhì)量等其他因素有關(guān)。因此加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)督，規(guī)范既有建筑的使用管理是十分必要的。

3 建筑物抵抗地震的能力不確定性

為了搞好抗震結(jié)構(gòu)的施工，首先要了解地震力對(duì)建筑物可能引起的破壞作用。因?yàn)榈卣饡r(shí)不確定性和復(fù)雜性，我們很難用“數(shù)值設(shè)計(jì)”來(lái)有效控制結(jié)構(gòu)的抗震性能，因此不能完全依賴于計(jì)算。根據(jù)目前對(duì)地震規(guī)律的認(rèn)識(shí)，抗震設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是：房屋在使用期間，對(duì)不同強(qiáng)度的地震應(yīng)具有不同的抵抗能力，一般小震發(fā)生的可能性較大，因此，要求做到結(jié)構(gòu)不損壞，這在技術(shù)上，經(jīng)濟(jì)上是可以做到的。近幾年臺(tái)灣發(fā)生三次地震，福建沿海受其余震波影響，沒(méi)有造成建筑物嚴(yán)重?fù)p壞。如果要求結(jié)構(gòu)遭受大震時(shí)不損壞，這在經(jīng)濟(jì)上是不合理的，因此可以允許結(jié)構(gòu)破壞。但是在任何情況下，不應(yīng)導(dǎo)致建筑物倒塌，概括起來(lái)說(shuō)，抗震設(shè)防的一般目標(biāo)就是要做到“小震不壞，大震不倒”。從另一方面看，一個(gè)地區(qū)的基本地震烈度也是難以準(zhǔn)確估計(jì)的，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刂罚匦魏蜌v史地震情況等確定，因此房屋抗震能力很難確定。那就要在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上和構(gòu)造上下功夫，才能做到建筑物裂而不倒。這種危中脫險(xiǎn)的工作主要依賴于良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。

4 施工質(zhì)量和房屋抗震性能的關(guān)系

在強(qiáng)烈地震的作用下，要使建筑物裂而不倒，關(guān)鍵在施工過(guò)程的控制，以保證結(jié)構(gòu)本身具有足夠的強(qiáng)度和各部件間有可靠的連接。對(duì)混合結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，一是砌體強(qiáng)度，也就是磚塊本身和砂漿標(biāo)號(hào)。二是內(nèi)外磚墻的咬槎以及構(gòu)造柱，圈梁和墻體的連接構(gòu)造。對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)一是混凝土和鋼筋本身的強(qiáng)度。二是節(jié)點(diǎn)間的連接構(gòu)造，兩者都和施工的質(zhì)量密切相關(guān)，強(qiáng)度和構(gòu)造連接的施工質(zhì)量好，建筑就能抵抗地震，否則建筑物就要遭到嚴(yán)重破壞，以致倒塌，人民生命財(cái)產(chǎn)遭到嚴(yán)重?fù)p失。

5 目前影響建筑物抗震的施工質(zhì)量問(wèn)題

對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)的建筑物，在材料選用、施工質(zhì)量上應(yīng)當(dāng)引起足夠重視。砌體強(qiáng)度不足，砂漿不飽滿，砂漿標(biāo)號(hào)低，砌筑前磚塊不濕潤(rùn)，冬季施工不澆水都會(huì)降低砂漿的粘結(jié)力和砌體的抗剪強(qiáng)度；加之砌體結(jié)構(gòu)通常采用單塊的材料和砂漿砌筑，抗拉壓力低，且主要以手工操作，容易喪失承載能力。圈梁和構(gòu)造柱的配筋不合理：圈梁和構(gòu)造柱依靠其中的鋼筋將建筑上下各層，各片墻體連在一起，哪里連接不好，哪里就容易出問(wèn)題。我們?cè)谑┕がF(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鋼筋搭接長(zhǎng)度不夠，鋼筋接頭該錯(cuò)開(kāi)的不錯(cuò)開(kāi)，該彎鉤的不彎鉤，鋼筋位置偏差大等等，都會(huì)直接影響到結(jié)構(gòu)整體連接。 構(gòu)造柱與墻體拉接筋放置不準(zhǔn)確，構(gòu)造柱混凝土振搗不密實(shí)，都直接影響構(gòu)造柱的抗震能力，關(guān)系到磚混結(jié)構(gòu)建筑物能否滿足抗震要求。

對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物，當(dāng)前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工存在問(wèn)題比較多，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能極為不利。首先混凝土強(qiáng)度問(wèn)題，混凝土水泥用量，水灰比和含砂率控制不嚴(yán)，對(duì)混凝土濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)不重視，振搗不密實(shí)，柱頭施工縫遺留木屑、焊渣等造成柱的斷層，這些都是削弱結(jié)構(gòu)支撐豎向荷載能力的重要因素，嚴(yán)重影響房屋抗震能力。

6 總結(jié)

前面談到影響房屋抗震的施工質(zhì)量問(wèn)題，這些都不是很難做到，只要我們?cè)谑┕み^(guò)程中認(rèn)真負(fù)責(zé)，引起重視，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整改，嚴(yán)格按照施工規(guī)程操作，控制好每一個(gè)分項(xiàng)、分部工程，絕不片面追求施工速度不顧工程質(zhì)量，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)要有高度負(fù)責(zé)的態(tài)度。只有這樣，才能使建筑物的抗震安全性能得到進(jìn)一步保證，人民生命財(cái)產(chǎn)免遭損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊佑發(fā);鄒銀生 底部框剪砌體、房屋空間彈塑性地震反應(yīng)分析 [期刊論文] -振動(dòng)與沖擊2003(01) .

[2]楊佑發(fā) 底部框剪砌體房屋抗震及隔震性能研究 [學(xué)位論文] 1998 .

[3]楊佑發(fā);魏建東 結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的非線性擬動(dòng)力方程法 [期刊論文] -世界地震工程2002(02) .

[4]郭子雄 RC低矮抗震墻的變形性能及恢復(fù)力模型研究 1998(01) .

篇(4)

【關(guān)鍵詞】房屋，建筑結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)，要求

中圖分類(lèi)號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一.前言

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，社會(huì)需求不斷增多，使得建筑的高度不斷加高，形態(tài)愈加復(fù)雜，建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)也趨于多樣化。我國(guó)作為一個(gè)多震國(guó)家，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注重抗震設(shè)計(jì)，良好的抗震設(shè)計(jì)和抗震措施至關(guān)重要。抗震設(shè)計(jì)中，要進(jìn)行地基基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)。抗震構(gòu)造措施是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和抗震措施，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑施工中，應(yīng)熟悉各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震構(gòu)造措施。

二.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本要求

地震作用越大，房屋抗震要求越高。不同設(shè)防烈度和場(chǎng)地上，結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗震能力會(huì)有差別，結(jié)構(gòu)可能進(jìn)入彈塑性狀態(tài)的程度不同。震害表明，未經(jīng)抗震設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在7度區(qū)只有個(gè)別構(gòu)件破壞，8度、9度破壞增多，因此，對(duì)不同設(shè)防烈度和場(chǎng)地可以有明顯差別。結(jié)構(gòu)的抗震能力主要取決于主要抗側(cè)力構(gòu)件的性能，主、次要抗側(cè)力構(gòu)件的要求可以有區(qū)別。如框架結(jié)構(gòu)中的框架與框架――抗震墻結(jié)構(gòu)中的框架應(yīng)有所不同。房屋越高，地震反應(yīng)越大，其抗震要求越高。綜合考慮地震作用，結(jié)構(gòu)類(lèi)型和房屋高度等因素劃分抗震等級(jí)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，可以對(duì)同一設(shè)防烈度的不同高度的房屋采用不同抗震等級(jí)設(shè)計(jì)；對(duì)同一建筑物中結(jié)構(gòu)部分采用不同抗震等級(jí)。

三.影響建筑抗震的因素分析

1.建筑抗震取決于所選取建筑結(jié)構(gòu)形式

為實(shí)現(xiàn)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標(biāo)，新版《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中取消了磚混內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，提高了磚混結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)要求。目前普遍使用的框架－剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)形式中，框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能最為突出，剪力墻次之。單純的框架結(jié)構(gòu)造價(jià)雖然抗震性能不如前兩種，但其造價(jià)較低，施工技術(shù)成熟，是目前最為常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)建筑當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，結(jié)合建筑的使用功能，選取合適的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)于建筑抗震意義重大。

2.建筑抗震取決于適宜的抗震措施

在場(chǎng)地類(lèi)型不同的情況下，抗震措施主要由建筑的不同等級(jí)決定。在確定建筑等級(jí)及場(chǎng)地類(lèi)型之后，將先進(jìn)的抗震理念和系統(tǒng)的分析計(jì)算納入到抗震措施設(shè)計(jì)中，即可改善建筑抗震設(shè)計(jì)，提高建筑抗震效果。

3.影響房屋建筑抗震性能的因素

房屋建筑抗震性能取決于場(chǎng)地選擇、施工質(zhì)量等其他因素。建筑工程場(chǎng)地選擇不當(dāng)?shù)仍斐墒┕べ|(zhì)量下降，這些因素都可能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能造成重要影響。選擇建好的工程場(chǎng)地、加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)督，對(duì)于提高建筑抗震性能是十分必要的。

四.建筑抗震設(shè)計(jì)具體分析

抗震設(shè)計(jì)的重要基本要求就是要確保房屋基礎(chǔ)構(gòu)造的延性設(shè)計(jì)要求得以保證，能夠在建筑結(jié)構(gòu)延性問(wèn)題上設(shè)立多道防線，以此才能避免建筑結(jié)構(gòu)脆性過(guò)大造成的構(gòu)造強(qiáng)度失衡、失控的現(xiàn)象發(fā)生，從而影響其抗震性能及成果。因此，這就需要做好以下幾點(diǎn)把握。

1.周全考慮房屋建筑選址問(wèn)題在房屋工程項(xiàng)目立項(xiàng)之初，就要周全考慮好能夠發(fā)揮抗震成果的選址問(wèn)題，如健全周到考慮好土體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)、地貌等問(wèn)題，并要預(yù)測(cè)分析地震活動(dòng)發(fā)生時(shí)建筑構(gòu)造的承受能力，且要記錄相關(guān)技術(shù)資料檔案中，待實(shí)地考證時(shí)能夠綜合評(píng)價(jià)。此外，還要避開(kāi)影響建筑構(gòu)造抗震效果發(fā)揮的不利區(qū)域、地段等，當(dāng)避無(wú)可避時(shí)應(yīng)當(dāng)立足實(shí)際采取合理控制措施

2.加強(qiáng)建筑構(gòu)造規(guī)劃研究

由于地震發(fā)生時(shí)建筑結(jié)構(gòu)本身會(huì)發(fā)生應(yīng)力過(guò)于集中、突破塑性變形彈性極限等的可能，進(jìn)而形成結(jié)構(gòu)抗震薄弱部分。因此，建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)能保證建筑結(jié)構(gòu)延性、安全度、以及選取合適的建筑平面、剖面進(jìn)行設(shè)計(jì)，既要保證建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度穩(wěn)定，又能避免建筑脆性過(guò)大而延性過(guò)小的負(fù)面現(xiàn)象發(fā)生。

3.保證地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求當(dāng)房屋項(xiàng)目工程的地基土體為粘性土、軟土、液化土、以及不均勻沉降土?xí)r，應(yīng)當(dāng)評(píng)估好地基的基礎(chǔ)沉降是否在預(yù)控范疇之內(nèi)，是否發(fā)生嚴(yán)重不規(guī)則沉降現(xiàn)象，從而才能有針對(duì)性的采取防控措施。

4.滿足建筑構(gòu)造體系設(shè)計(jì)要求

抗震性能價(jià)值體現(xiàn)是建筑構(gòu)造體系設(shè)計(jì)中的重要組成部分。因此在構(gòu)造設(shè)計(jì)上就要綜合分析、周全考慮、能夠統(tǒng)籌把握好各項(xiàng)綜合因素。如考慮好抗震防御等級(jí)、抗震強(qiáng)度控制指標(biāo)、項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地、以及基礎(chǔ)地基處理、供應(yīng)材料的質(zhì)量體系要求、現(xiàn)有技術(shù)規(guī)模等問(wèn)題。

5.確保建筑構(gòu)造的構(gòu)件要求

（一）房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足相關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)、要求，如混凝土的圈梁、構(gòu)造柱、芯柱、或者配筋砌體等的質(zhì)量建設(shè)體系要求就必須能夠保證。

（二）要保證混凝土結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)，在建筑的具體結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)能具備尺寸合理、縱向承重鋼筋及箍筋的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，目的是控制剪切破壞先于彎曲破壞發(fā)生的可能，以及防止鋼筋屈服而引起的構(gòu)件塑性變形遭受破壞發(fā)生。

（三）鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時(shí)能夠保證其構(gòu)件尺寸、規(guī)格、數(shù)量合理，進(jìn)而才能避免整體構(gòu)造抗震成果發(fā)揮不利、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的現(xiàn)象發(fā)生。最后，還要周全考慮好建筑構(gòu)造構(gòu)件之間的鏈接、銜接性的體現(xiàn)，控制好構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性，保證其在地震發(fā)生時(shí)的塑性破壞能夠晚于其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件，進(jìn)而才能增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性與安全度。

五.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震關(guān)鍵措施和設(shè)計(jì)方法

1.建筑結(jié)構(gòu)抗震措施要點(diǎn)

（一）房屋建筑結(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，每個(gè)構(gòu)件都可以有著一定的次序先后破會(huì)，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。

（二）要嚴(yán)格選擇地基選址，地基選址是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，在建筑結(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……從而保證整個(gè)地基不會(huì)因?yàn)槌休d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)。

（三）采用合理的建筑平立面。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)稱結(jié)構(gòu)容易準(zhǔn)確計(jì)算其地震反應(yīng)。

（四）選擇合理的結(jié)構(gòu)形式。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。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，因此房建結(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)。

（五）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。

六.結(jié)束語(yǔ)

因?yàn)樯婕暗饺祟?lèi)生命財(cái)產(chǎn)安全的重要問(wèn)題，建筑物的抗震問(wèn)題是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)界討論比較多的話題之一。因此，我們?cè)趯?duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須把房屋建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)要求放到非常重要的位置，并采取適當(dāng)?shù)拇胧M量避免地震對(duì)建筑物的損壞，為保障人民的生命及財(cái)產(chǎn)作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴國(guó)瑩.建筑結(jié)構(gòu)基于性能要求的抗震措施初探[J].建筑結(jié)構(gòu)，2011，（08）

[2]吳智，李貴男，段壯志．民房建筑結(jié)構(gòu)抗震能力分析與抗震措施探討［J］．山西建筑，2012(10)．

[3]高利學(xué).淺談高層建筑的抗震設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2012,(03)

[4]黃星敏.房屋震害影響因素分析及應(yīng)對(duì)措施[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010，(2)

篇(5)

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土橋墩；抗彎剛度； 混凝土偏壓構(gòu)件；

1、引言

在地震荷載作用下，鋼筋混凝土橋梁墩柱結(jié)構(gòu)受到地震的水平力和豎向力的作用下，橋梁墩柱截面會(huì)有所開(kāi)裂，直接致使橋墩構(gòu)件的抗彎剛度降低有所下降。對(duì)于橋墩鋼筋混凝土而言，在受拉鋼筋或受壓區(qū)混凝土屈服前，截面剛度會(huì)因?yàn)榈卣鹆奢d的變化而變化，主要是由于混凝土截面開(kāi)裂所造成的影響，這種彈性范圍內(nèi)的剛度變化給抗震設(shè)計(jì)造成了很大的困難。

在地震力作用下，在橋梁抗震設(shè)計(jì)理論中，不管是橋墩的強(qiáng)度設(shè)計(jì)理論還是橋墩的延性設(shè)計(jì)理論，無(wú)論是需求設(shè)計(jì)理念還是能力設(shè)計(jì)計(jì)算，抗彎剛度的取值對(duì)整個(gè)抗震設(shè)計(jì)都起著非常大的重要作用，在橋梁墩柱的相關(guān)設(shè)計(jì)中，對(duì)雙筋混凝土橋墩墩柱抗彎剛度的大小取值，一直是工程界比較關(guān)心的一個(gè)重要問(wèn)題，特別是如何選取一個(gè)比較合理的橋墩墩柱截面開(kāi)裂抗彎剛度值。

2、國(guó)內(nèi)外鋼筋混凝土橋墩結(jié)構(gòu)抗彎剛度研究概況

鋼筋混凝土橋梁墩柱結(jié)構(gòu)受到地震的水平力和豎向力的作用下，鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件與橋墩墩柱有著極為相似的受力模式。區(qū)別在于：鋼筋混凝土橋墩墩柱所受到的彎矩作用很大，并且鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件開(kāi)裂程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有它嚴(yán)重。混凝土開(kāi)裂后

的鋼筋混凝土橋墩等效剛度的研究在國(guó)內(nèi)工作并不

多，國(guó)內(nèi)基本已經(jīng)做過(guò)大量試驗(yàn)研究工作的是鋼筋混

凝土偏心受壓構(gòu)件的抗彎剛度取值的研究，通過(guò)大量的試驗(yàn)研究表明, 構(gòu)件的剛度不但與配筋情況，截面

幾何尺寸、材料性能有關(guān), 而且還與截面的受力特性和內(nèi)力狀態(tài)有關(guān)。

同濟(jì)大學(xué)（1973年）對(duì)內(nèi)力重分布框架的研究時(shí)提出關(guān)于含有截面極限曲率、配筋系數(shù)、截面破壞彎矩等參數(shù)的混凝土偏心偏壓構(gòu)件破壞時(shí)的抗彎剛度計(jì)算公式。[1]

其中：Mp截面破壞彎矩，1/ρ為截面極限曲率。

南京工學(xué)院（1978年）通過(guò)對(duì)混凝土偏壓構(gòu)件的大量的試驗(yàn)研究，提出了抗彎剛度計(jì)算公式。計(jì)算公式中含有軸力水平、截面尺寸、以及配筋率等參數(shù)。[2]

其中：h0為截面有效高度，e0為偏心距， n為鋼筋與混凝土的彈性模量的比值，μ為配筋率，Rf混凝土抗裂強(qiáng)度值。當(dāng)時(shí)，以上計(jì)算公式按照計(jì)算值內(nèi)插的方法確定。

四川省建筑科學(xué)研究所（1979年）根據(jù)截面的內(nèi)外力平衡條件和材料應(yīng)力應(yīng)變曲線關(guān)系推導(dǎo)到得出了含有關(guān)混凝土截面平均壓應(yīng)力、混凝土抗壓強(qiáng)度以及配筋率等參數(shù)的全截面偏壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件的抗彎剛度計(jì)算公式。[3]

σk為混凝土截面平均應(yīng)力，Ra為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度

近階段，橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中對(duì)開(kāi)裂后的構(gòu)件或截面剛度取值有著不同的研究成果。這也是國(guó)內(nèi)有關(guān)學(xué)者對(duì)其做的大量相關(guān)的研究工作而得出的。

其中有同濟(jì)大學(xué)的郭磊、李建中、范立礎(chǔ)在論文《橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中截面剛度的取值分析》中提出了，在反復(fù)荷載作用下，鋼筋混凝土構(gòu)件達(dá)到屈服前對(duì)剛度的如何取值有一些看法，他們認(rèn)為：在外力作用下，鋼筋混凝土構(gòu)件達(dá)到屈服前，截面發(fā)生開(kāi)裂后其剛度的取值應(yīng)為截面彈性剛度，對(duì)截面彈性剛度在屈服前的情況下進(jìn)行了分析，在毛截面剛度取值時(shí)的情況下與之進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)對(duì)比分析，繼而提出了屈服前的截面彈性剛度合理取值的重要性。[4]

式中：（圓形）；（矩形）My為橋墩墩柱等效屈服彎矩；D為橋墩截面高度；εy為鋼筋屈服應(yīng)變。

還有北京交通大學(xué)的李永哲、閻貴平等撰寫(xiě)的論文《鋼筋混凝土橋墩剛度和強(qiáng)度折減系數(shù)確定》，他們通過(guò)試驗(yàn)而得出力-位移滯回曲線，剛度和強(qiáng)度的退化因隨配筋率、配箍率、軸壓比等變化而變化的情況進(jìn)行了回歸分析而提出了相關(guān)的表達(dá)式，現(xiàn)存鋼筋混凝土橋墩的強(qiáng)度和剛度折減情況，能夠根據(jù)根據(jù)理論力-位移滯回模型的分析預(yù)測(cè)。[5]

由重慶交通科研設(shè)計(jì)院主編且剛實(shí)施的《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T B02-01-2008)對(duì)橋梁延性構(gòu)件的有效截面抗彎剛度計(jì)算也最做出了相應(yīng)的規(guī)定和參考。

My、φy分別為截面的屈服彎矩和屈服曲率

3、國(guó)外鋼筋混凝土橋墩墩柱等效剛度的研究

對(duì)混凝土橋墩墩柱有效剛度的研究，國(guó)外學(xué)者也做了許多研究工作，不少成果已經(jīng)被發(fā)表。

在受到外力的作用下，Mehanny (1999)用20個(gè)鋼筋混凝土橋墩和1片鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)做試驗(yàn)，得出的結(jié)果與以前的研究成果及設(shè)計(jì)規(guī)范相對(duì)比分析，得出橋梁墩柱結(jié)構(gòu)的等效彎曲剛度和等效剪切剛度的計(jì)算公式（如下式）。[6]

其中在無(wú)彎矩情況下，P0是構(gòu)件的軸心受到的強(qiáng)度

Panagiotakos和Fardis(2001)用以量化屈服點(diǎn)的位移代替量化剛度的方法來(lái)確定鋼筋混凝土橋梁墩柱構(gòu)件的等效剛度。Panagiotakos和Fardis以1000多個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（以循環(huán)加載為主）為基礎(chǔ)，經(jīng)驗(yàn)公式是通過(guò)三個(gè)分項(xiàng)的鋼筋混凝土橋梁墩柱構(gòu)件的等效剛度回歸出來(lái)的：橋梁墩柱構(gòu)件常量的剪切剛度；屈服曲率時(shí)的彎曲剛度；因縱筋的拉伸應(yīng)變進(jìn)入節(jié)點(diǎn)或基礎(chǔ)而導(dǎo)致的鋼筋-混凝土粘結(jié)滑移剛度。一般比較典型橋梁墩柱構(gòu)件，經(jīng)計(jì)算對(duì)比分析，其等效剛度約為0.2EcIg。[7]

Elwood 和Eberhard (2006)按照以前的120個(gè)墩柱的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及結(jié)果，提出了關(guān)于彎曲效應(yīng)及鋼筋-混凝土粘結(jié)滑移效應(yīng)的矩形鋼筋混凝土墩等效剛度、考慮剪切效應(yīng)的計(jì)算公式，橋梁墩柱構(gòu)件的等效剛度為構(gòu)件屈服點(diǎn)的割線剛度。[8]

其中當(dāng)0.2 ≤ μ ≤ 0.5時(shí)，μ的取值用線性插值的方法進(jìn)行計(jì)算，μ為軸壓比。

M.J.N.Priestley和G.M.Calvi等（2007）運(yùn)用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)已經(jīng)材料力學(xué)的相關(guān)原理，按照“直接基于位移設(shè)計(jì)法（DDBD）”，在最大位移峰值反應(yīng)下，利用 “單自由度（SDOF）”性能設(shè)計(jì)，得出了橋墩墩柱構(gòu)件的有效剛度計(jì)算公式（如下所示）。[9]

me是參與振動(dòng)的有效質(zhì)量；Te是單自由度振蕩器的有效周期。

Haselton等(2008)]通過(guò)收集國(guó)內(nèi)外大量的橋梁墩柱的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，得出墩柱等效剛度及初始剛度的計(jì)算公式，此計(jì)算公式中包含長(zhǎng)細(xì)比、軸壓比等參數(shù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)公式進(jìn)行簡(jiǎn)化（如下式）[10]。

其中：

Berry等(2008)做大量的橋墩墩柱試驗(yàn)，然后根據(jù)橋梁墩柱構(gòu)件的試驗(yàn)結(jié)果，標(biāo)定了橋梁墩柱屈服點(diǎn)的等效剛度計(jì)算公式，其參數(shù)有長(zhǎng)細(xì)比、縱筋率、軸壓比等。[11]

為墩柱構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比，ρl為橋梁墩柱的縱筋率

FEMA356(ASCE2000)中提到了鋼筋混凝土柱構(gòu)件的等效剛度的計(jì)算公式（如下式）。[12]

其中當(dāng)μ的值在0.3到0.5范圍之內(nèi)時(shí)，按線性插值的方法進(jìn)行計(jì)算。

CEN-Eurcode(1998)、Caltrans Seismic Design Cirteria(2006)也相應(yīng)的規(guī)定了橋梁延性構(gòu)件的有效截面抗彎剛度計(jì)算公式。

φy、My分別為截面的屈服曲率和屈服彎矩。

5、小結(jié)

橋梁結(jié)構(gòu)在壽命期內(nèi)，發(fā)生破壞性地震的概率一般是極小的，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照這種極端的荷載來(lái)設(shè)計(jì)就會(huì)不發(fā)生損傷或破壞，這是沒(méi)有必要的。也是非常不經(jīng)濟(jì)的。在強(qiáng)地震作用下，橋梁結(jié)構(gòu)其延性構(gòu)件進(jìn)入彈塑性變形階段時(shí)，結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷，但利用延性抗震設(shè)計(jì)理念，一般不會(huì)發(fā)生倒塌、且震后是可以修復(fù)的。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是需要對(duì)橋梁的橋墩結(jié)構(gòu)抗彎剛度進(jìn)行充分的了解。根據(jù)這些概述能夠?qū)蛄旱臉蚨战Y(jié)構(gòu)抗彎剛度有了較深的理解，對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀有充分的認(rèn)識(shí)，對(duì)后期的橋梁橋墩柱剛度的計(jì)算以及橋梁延性計(jì)算有一定的參考意義。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 鋼筋混凝土小偏心受壓構(gòu)件的曲率、剛度和桿端轉(zhuǎn)角. 同濟(jì)大學(xué)科學(xué)技術(shù)情報(bào)組編印.1973-4

[2] 南京工學(xué)院工民建專業(yè)剛度裂縫科研小組.鋼筋混凝土構(gòu)件剛度和裂縫的計(jì)算.南京工學(xué)院學(xué)報(bào)土木工程專集. 1979

[3] 四川省建筑科學(xué)研究所.鋼筋混凝土屋架考慮非彈性的試驗(yàn)分析及剛度計(jì)算.1979-12

[4] 郭磊、李建中、范立礎(chǔ). 橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中截面剛度的取值分析.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào).2004

[5] 李永哲、閻貴平等. 鋼筋混凝土橋墩剛度和強(qiáng)度折減系數(shù)確定.世界地震工程.2005

[6] Mehanny,S.S.F.Modeling and Assessment of Seismic Performance of Composite Frames with Reinforced Concrete Columns and Steel Beams. Dissertation. Department of Civil and Environmental Engineering, Stanford

University.1999

[7] Panagiotakos, T. B. and Fardis, M.N.Deformations

of Reinforced Concrete at Yielding and Ultimate.

ACI Structural Journal.2001.Vol. 98

[8] K.J. Elwood,M.O. Eberhard. Effective Stiffness of

Reinforced Concrete Columns.PEER Research

Digest 2006-1.2006

[9] M.J.N.Priestley,G.M.Calvi. Displacement-Based

Seismic Design of_Structures.IUSS.2007

[10] Curt B. Haselton, Abbie B. Liel, Sarah Taylor

Lange, and Gregory g.Beam-Column Element Model Calibrated for Predicting Flexural Response Leading to Global Collapse of RC Frame Buildings.PEER Research Report.University of California-Berkeley.May 2008

[11] Micheal P.Berry, Dawn E.Lehman, Laura N.Lowes.Lumped-Plasticity Models for Performance Simulation of bridge columns.ACI StructureJournal.2008.V.105,No.3.270-279

[12] American Society of Civil Engineers.FEMA 356: Prestandard and Commentary for theSeismic

篇(6)

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震

一.抗震設(shè)計(jì)思路發(fā)展歷程

隨著建筑結(jié)構(gòu)抗震相關(guān)理論研究的不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思路也經(jīng)歷了一系列的變化。

最初，在未考慮結(jié)構(gòu)彈性動(dòng)力特征，也無(wú)詳細(xì)的地震作用記錄統(tǒng)計(jì)資料的條件下，經(jīng)驗(yàn)性的取一個(gè)地震水平作用（0.1倍自重）用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。到了60年代，隨著地面運(yùn)動(dòng)記錄的不斷豐富，人們通過(guò)單自由度體系的彈性反應(yīng)譜，第一次從宏觀上看到地震對(duì)彈性結(jié)構(gòu)引起的反應(yīng)隨結(jié)構(gòu)周期和阻尼比變化的總體趨勢(shì)，揭示了結(jié)構(gòu)在地震地面運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)激勵(lì)下的強(qiáng)迫振動(dòng)動(dòng)力特征。但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)一個(gè)無(wú)法解釋的矛盾，當(dāng)時(shí)規(guī)范所取的設(shè)計(jì)用地面運(yùn)動(dòng)加速度明顯小于按彈性反應(yīng)譜得出的作用于結(jié)構(gòu)上的地面運(yùn)動(dòng)加速度，這些結(jié)構(gòu)大多數(shù)卻并未出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞和倒塌。后來(lái)隨著對(duì)結(jié)構(gòu)非線性性能的不斷研究，人們發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)取的地震作用只是賦予結(jié)構(gòu)一個(gè)基本屈服承載力，當(dāng)發(fā)生更大地震時(shí)，結(jié)構(gòu)將在一系列控制部位進(jìn)入屈服后非彈性變形狀態(tài)，并靠其屈服后的非彈性變形能力來(lái)經(jīng)受地震作用。由此，也逐漸形成了使結(jié)構(gòu)在一定水平的地震作用下進(jìn)入屈服，并達(dá)到足夠的屈服后非彈性變形狀態(tài)來(lái)耗散能量的現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理論。

由以上可以看出，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思路經(jīng)歷了從彈性到非線性，從基于經(jīng)驗(yàn)到基于非線性理論，從單純保證結(jié)構(gòu)承載能力的“抗”到允許結(jié)構(gòu)屈服，并賦予結(jié)構(gòu)一定的非彈性變形性能力的“耗”的一系列轉(zhuǎn)變。

二.現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路及關(guān)系

在當(dāng)前抗震理論下形成的現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路，其主要內(nèi)容是：

1.合理選擇確定結(jié)構(gòu)屈服水準(zhǔn)的地震作用。一般先以一具有統(tǒng)計(jì)意義的地面峰值加速度作為該地區(qū)地震強(qiáng)弱標(biāo)志值（即中震的），再以不同的R（地震力降低系數(shù)）得到不同的設(shè)計(jì)用地面運(yùn)動(dòng)加速度（即小震的）來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，從而確定了結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)。

2.制定有效的抗震措施使結(jié)構(gòu)確實(shí)具備設(shè)計(jì)時(shí)采用的R所對(duì)應(yīng)的延性能力。其中主要包括內(nèi)力調(diào)整措施（強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎）和抗震構(gòu)造措施。

現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理念是基于對(duì)結(jié)構(gòu)非彈性性能的研究上建立起來(lái)的，其核心是關(guān)系，關(guān)系主要指在不同滯回規(guī)律和地面運(yùn)動(dòng)特征下，結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)與自振周期以及最大非彈性動(dòng)力反應(yīng)間的關(guān)系。其中R為彈塑性反應(yīng)地震力降低系數(shù)，簡(jiǎn)稱地震力降低系數(shù)；而為最大非彈性反應(yīng)位移與屈服位移之比，稱為位移延性系數(shù)；T則為按彈性剛度求得的結(jié)構(gòu)自振周期。

60年代開(kāi)始，研究者在滯回曲線為理想彈塑性及彈性剛度始終不變的前提下，通過(guò)對(duì)不同周期，不同屈服水準(zhǔn)的非彈性單自由度體系做動(dòng)力分析，得到了有關(guān)彈塑性反應(yīng)下最大位移的規(guī)律：對(duì)T大于1.0秒的體系適用“等位移法則”即非彈性反應(yīng)下的最大位移總等于同一地面運(yùn)動(dòng)輸入下的彈性反應(yīng)最大位移。對(duì)于T在0.12－0.5秒之間的結(jié)構(gòu)，適用“等能量法則”即非彈性反應(yīng)下的彈塑性變形能等于同一地震地面運(yùn)動(dòng)輸入下的彈性變形能。當(dāng)“等能量原則”適用時(shí)，隨著R的增大，位移延性需求的增長(zhǎng)速度比“等位移原則”下按與R相同的比例增長(zhǎng)更快。由以上規(guī)律我們可以看出，如果以結(jié)構(gòu)彈性反應(yīng)為準(zhǔn)，把結(jié)構(gòu)用來(lái)做承載能力設(shè)計(jì)的地震作用取的越低，即R越大，則結(jié)構(gòu)在與彈性反應(yīng)時(shí)相同的地震作用下達(dá)到的非彈性位移就越大，位移延性需求就越高。這意味著結(jié)構(gòu)必須具有更高的塑性變形能力。規(guī)律初步揭示出不同彈性周期的結(jié)構(gòu)，當(dāng)其彈塑性屈服水準(zhǔn)取值大小不同時(shí)，在同一地面運(yùn)動(dòng)輸入下屈服水準(zhǔn)與所達(dá)到的最大非彈性位移之間的關(guān)系。也揭示出了延性能力和塑性耗能能力是屈服水準(zhǔn)不高的結(jié)構(gòu)在較大地震引起的非彈性動(dòng)力反應(yīng)中不致發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞和倒塌的主要原因。讓人們認(rèn)識(shí)到延性在抗震設(shè)計(jì)中的重要性。

之所以存在上訴的規(guī)律，我們應(yīng)該注意到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一些相關(guān)特性。首先，通過(guò)人為措施可以使結(jié)構(gòu)具有一定的延性，即結(jié)構(gòu)在外部作用下，可以發(fā)生足夠的非線性變形，而又維持承載力的屬性。這樣就可以保證結(jié)構(gòu)在進(jìn)入較大非線性變形時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)因強(qiáng)度急劇下降而導(dǎo)致的嚴(yán)重破壞和倒塌，從而使結(jié)構(gòu)在非線性變形狀態(tài)下耗能成為可能。其次，作為非線彈性材料的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在一定的外力作用下，結(jié)構(gòu)將從彈性進(jìn)入非彈性狀態(tài)。在非彈性變形過(guò)程中，外力做功全部變?yōu)闊崮埽魅肟諝庵泻纳⒌簟Ｎ覀兛梢赃M(jìn)一步以單質(zhì)點(diǎn)體系的無(wú)阻尼振動(dòng)來(lái)分析，在彈性范圍振動(dòng)時(shí)，慣性力與彈性恢復(fù)力總處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，體系能量在動(dòng)能、勢(shì)能間不停轉(zhuǎn)換，但總量保持不變。如果某次振動(dòng)過(guò)大，體系進(jìn)入屈服后狀態(tài)，則體系在平衡位置的動(dòng)能將在最大位移處轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能和塑性變形能兩部分，其中，塑性變性能將耗散掉，從而減小了體系總的能量。由此我們可以想到，在地震往復(fù)作用下，結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過(guò)程中，如果進(jìn)入屈服后狀態(tài)，將通過(guò)塑性變性能耗散掉部分地震輸給結(jié)構(gòu)的累積能量，從而減小地震反應(yīng)。同時(shí)，實(shí)際結(jié)構(gòu)存在的阻尼也會(huì)進(jìn)一步耗散能量，減小地震反應(yīng)。此外，結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性狀態(tài)后，其側(cè)向剛度將明顯小于彈性剛度，這將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)瞬時(shí)剛度的下降，自振周期加長(zhǎng)，從而減小地震作用。

隨著對(duì)規(guī)律認(rèn)識(shí)的深入，這一規(guī)律已被各國(guó)規(guī)范所接受。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)在同一烈度區(qū)的同一類(lèi)結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)情況取用不同的R，也就是不同的用于強(qiáng)度設(shè)計(jì)的地震作用。當(dāng)R取值較大，即用于設(shè)計(jì)的地震作用較小時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的延性要求就越嚴(yán)；反之，當(dāng)R取值較小，即用于設(shè)計(jì)的地震作用較大時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的延性要求就可放松。

目前，國(guó)際上逐步形成了一套“多層次，多水準(zhǔn)性態(tài)控制目標(biāo)”的抗震理念。這一理念主要含義為：工程師應(yīng)該選擇合適的形態(tài)水準(zhǔn)和地震荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑物的性態(tài)是由結(jié)構(gòu)的性態(tài)，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和體系的性態(tài)以及建筑物內(nèi)容物性態(tài)的組合。目前性態(tài)水準(zhǔn)一般分為：損傷出現(xiàn)（damageonset）、正常運(yùn)作（operational）、能繼續(xù)居住（countinuedoccupancy）、可修復(fù)的（repairable）、生命安全（lifesafe）、倒塌（collapse）。性態(tài)目標(biāo)指建筑物在一定程度的地震作用下對(duì)所期望的性態(tài)水準(zhǔn)的表述。對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)應(yīng)采用多重性態(tài)目標(biāo)，比如美國(guó)的“面向2000基于性態(tài)工程的框架方案”曾對(duì)一般結(jié)構(gòu)、必要結(jié)構(gòu)、對(duì)安全起控制作用的結(jié)構(gòu)分別建議了相應(yīng)的性態(tài)目標(biāo)――基本目標(biāo)（常遇地震下完全正常運(yùn)作，少遇地震下正常運(yùn)作，罕遇地震下保證生命安全，極罕遇地震下接近倒塌）、必要目標(biāo)（少于地震下完全正常運(yùn)作，罕遇地震下正常運(yùn)作，極罕遇地震下保證生命安全）、對(duì)安全其控制作用的目標(biāo)（罕遇地震下完全正常運(yùn)作，極罕遇地震下正常運(yùn)作）。對(duì)重要性不同的建筑，如協(xié)助進(jìn)行災(zāi)害恢復(fù)行動(dòng)的醫(yī)院等建筑，應(yīng)該按較高的性態(tài)目標(biāo)設(shè)計(jì)，此外，也可以針對(duì)甲方對(duì)建筑提出的不同抗震要求，選擇不同的性態(tài)目標(biāo)。

三.保證結(jié)構(gòu)延性能力的抗震措施

合理選擇了結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)和延性要求后，就需要通過(guò)抗震措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)確實(shí)具有所需的延性能力，從而保證結(jié)構(gòu)在中震、大震下實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防目標(biāo)。系統(tǒng)的抗震措施包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容：

1.“強(qiáng)柱弱梁”：人為增大柱相對(duì)于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現(xiàn)較早，在達(dá)到最大非線性位移時(shí)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較大；而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚，在達(dá)到最大非線性位移時(shí)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較小，甚至根本不出現(xiàn)塑性鉸。從而保證框架具有一個(gè)較為穩(wěn)定的塑性耗能機(jī)構(gòu)和較大的塑性耗能能力。

2.“強(qiáng)剪弱彎”：剪切破壞基本上沒(méi)有延性，一旦某部位發(fā)生剪切破壞，該部位就將徹底退出結(jié)構(gòu)抗震能力，對(duì)于柱端的剪切破壞還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節(jié)點(diǎn)的組合剪力值，使結(jié)構(gòu)能在大震下的交替非彈性變形中其任何構(gòu)件都不會(huì)先發(fā)生剪切破壞。

3.抗震構(gòu)造措施：通過(guò)抗震構(gòu)造措施來(lái)保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)的整體性。

這一系統(tǒng)的抗震措施理念已被世界各國(guó)所接受，但是對(duì)于耗能機(jī)構(gòu)卻出現(xiàn)了以新西蘭和美國(guó)為代表的兩種不完全相同的思路。首先，這兩種思路都是以優(yōu)先引導(dǎo)梁端出塑性鉸為前提。

新西蘭的抗震研究者認(rèn)為耗能機(jī)構(gòu)宜采用符合塑性力學(xué)中的“理想梁鉸機(jī)構(gòu)”，即梁端全部形成塑性鉸，同時(shí)底層柱底也都形成塑性鉸的“全結(jié)構(gòu)塑性機(jī)構(gòu)”。其具體做法是通過(guò)結(jié)構(gòu)分析得到各構(gòu)件組合內(nèi)力值后，對(duì)梁端截面就按組合彎矩進(jìn)行截面設(shè)計(jì)；而對(duì)除底層柱底以外的柱截面，則用人為增大了以后的組合彎矩和組合軸力進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)底層柱底截面則用增大幅度較小的組合彎矩和組合軸力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。通過(guò)這一做法實(shí)現(xiàn)在大震下的較大塑性變形中，梁端塑性鉸形成的較為普遍，底層柱底塑性鉸出現(xiàn)遲于梁端塑性鉸，而其余所有的柱截面不出現(xiàn)塑性鉸，最終形成“理想梁鉸機(jī)構(gòu)”。為此，這種方法就必須取足夠大的柱端彎矩增強(qiáng)系數(shù)。

美國(guó)抗震界則認(rèn)為新西蘭取的柱彎矩增強(qiáng)系數(shù)過(guò)大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取了較小的柱彎矩增強(qiáng)系數(shù)，這一做法使結(jié)構(gòu)在大震引起的非彈性變形過(guò)程中，梁端塑性鉸形成較早，柱端塑性鉸形成的相對(duì)較遲，梁端塑性鉸形成的較普遍，柱端塑性鉸形成的相對(duì)少一些，從而形成“梁柱塑性鉸機(jī)構(gòu)”。

新西蘭抗震措施的好處在于“理想梁鉸機(jī)構(gòu)”完全利用了延性和塑性耗能能力較好的梁端塑性鉸來(lái)實(shí)現(xiàn)框架延性和耗散地震能量，同時(shí)因?yàn)槌讓又淄獾钠渌瞬怀霈F(xiàn)塑性鉸，也就不必再對(duì)這些柱端加更多的箍筋。但是這種思路過(guò)于受塑性力學(xué)形成理想機(jī)構(gòu)概念的制約，總認(rèn)為底層柱底應(yīng)該形成塑性鉸，這樣就對(duì)底層柱底提出了較嚴(yán)格的軸壓比要求，同時(shí)還要用足夠多的箍筋來(lái)使柱底截面具有所需的延性，此外，底層柱底如果延性不夠發(fā)生破壞很容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體倒塌。這些不利因素使該方法喪失了很大的優(yōu)勢(shì)。

因此很多研究者認(rèn)為不需要被塑性力學(xué)的機(jī)構(gòu)概念所限制，只要能在大震下實(shí)現(xiàn)以下的塑性耗能機(jī)構(gòu)，就能保證抗震設(shè)計(jì)的基本要求：

1.以梁端塑性鉸耗能為主；

2.不限制柱端塑性鉸出現(xiàn)（包括底層柱底），但是通過(guò)適當(dāng)增強(qiáng)柱端抗彎能力的方法使它在大震下的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)離其塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力有足夠裕量；

3.同層各柱上下端不同時(shí)處于塑性變形狀態(tài)。

我國(guó)的抗震措施中對(duì)耗能機(jī)構(gòu)的考慮也基本遵循了這一思路，采用了“梁柱塑性鉸機(jī)構(gòu)”模式，而放棄了新西蘭的基于塑性力學(xué)的“理想梁鉸機(jī)構(gòu)”模式。

抗震設(shè)計(jì)中我們?yōu)榱吮苊鉀](méi)有延性的剪切破壞的發(fā)生，采取了“強(qiáng)剪弱彎”的措施來(lái)處理構(gòu)件受彎能力與受剪能力的關(guān)系問(wèn)題。值得注意的是，與非抗震抗剪破壞相比，地震作用下的剪切破壞是不同的。以梁構(gòu)件為例，在較大地震作用下，梁端形成交叉斜裂縫區(qū)，該區(qū)混凝土受斜裂縫分割，形成若干個(gè)菱形塊體，而且破碎會(huì)隨著延性增長(zhǎng)而加劇。由于交叉斜裂縫與塑性鉸區(qū)基本重合，垂直和斜裂縫寬度都會(huì)隨延性而增大。抗震下根據(jù)梁端的受力特征，正剪力總是大于負(fù)剪力，正剪力作用下的剪壓區(qū)一般位于梁下部，但由于地震的往復(fù)作用，梁底的混凝土保護(hù)層可能已經(jīng)剝落，從而削弱了混凝土剪壓區(qū)的抗剪能力；交叉斜裂縫寬度比非抗震情況大，以及斜裂縫反復(fù)開(kāi)閉，混凝土破碎更嚴(yán)重，從而使斜裂縫界面中的骨料咬合效應(yīng)退化；混凝土保護(hù)層剝落和裂縫的加寬又會(huì)使縱筋的銷(xiāo)栓作用有一定退化。可見(jiàn)，地震作用下，混凝土抗剪能力嚴(yán)重退化，但是試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)箍筋的抗剪能力仍可以維持。當(dāng)?shù)卣鹱饔迷絹?lái)越小時(shí)，梁端可能不出現(xiàn)雙向斜裂縫，而出現(xiàn)單向斜裂縫，裂縫寬度發(fā)育也從大于非抗震情況到接近非抗震情況，抗剪環(huán)境越來(lái)越有利。此外，抗震抗剪要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)在大震下預(yù)計(jì)達(dá)到的非彈性變形狀態(tài)之前不發(fā)生剪切破壞。因?yàn)榭蚣芗羟衅茐目偸前l(fā)生在梁端塑性鉸區(qū)，這就不僅要求在梁端形成塑性鉸前不發(fā)生剪切破壞，而且抗剪能力還要維持到塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到大震所要求的程度，這就需要更多的箍筋。同時(shí)，在梁端塑性變形過(guò)程中作用剪力并沒(méi)有明顯增大，也進(jìn)一步說(shuō)明這里增加的箍筋不是用來(lái)增大抗剪強(qiáng)度，而是為了提高構(gòu)件在發(fā)生剪切破壞時(shí)所達(dá)的延性。

綜上所述，與非抗震抗剪相比，抗震抗剪性能是不同的，其性能與剪力作用環(huán)境，塑性區(qū)延性要求大小有關(guān)。我們可以采取以下公式來(lái)考慮抗震抗剪的強(qiáng)度公式：

其中為混凝土抗剪能力，為箍筋抗剪能力，為由于地震作用導(dǎo)致的混凝土抗剪能力下降的折減系數(shù)，且隨著剪力作用環(huán)境、延性要求而改變。我國(guó)的抗震抗剪強(qiáng)度公式也以上面公式為基礎(chǔ)的，但是為設(shè)計(jì)方便，不同的烈度區(qū)取用了相同的公式，均取為0.6，與上面提到的混凝土抗剪能力隨地震作用變化而不同的規(guī)律不一致，較為粗略。

延性對(duì)抗震來(lái)說(shuō)是極其重要的一個(gè)性質(zhì)，我們要想通過(guò)抗震措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)的延性，那么就必須清楚影響延性的因素。對(duì)于梁柱等構(gòu)件，延性的影響因素最終可歸納為最根本的兩點(diǎn)：混凝土極限壓應(yīng)變，破壞時(shí)的受壓區(qū)高度。影響延性的其他因素實(shí)質(zhì)都是這兩個(gè)根本因素的延伸。如受拉鋼筋配筋率越大，混凝土受壓區(qū)高度就越大，延性越差；受壓鋼筋越多，混凝土受壓區(qū)高度越小，延性越好；混凝土強(qiáng)度越高，受壓區(qū)高度越低，延性越好（但如果混凝土強(qiáng)度過(guò)高可能會(huì)減小混凝土極限壓應(yīng)變從而降低延性）；對(duì)柱子這類(lèi)偏壓構(gòu)件，軸壓力的存在會(huì)增大混凝土受壓區(qū)高度，減小延性；箍筋可以提高混凝土極限壓應(yīng)變，從而提高延性，但對(duì)于高強(qiáng)度混凝土，受壓時(shí)，其橫向變形系數(shù)較一般混凝土明顯偏小，箍筋的約束作用不能充分發(fā)揮，所以對(duì)于高強(qiáng)度混凝土，不適于用加箍筋的方法來(lái)改善其延性。此外，箍筋還有約束縱向鋼筋，避免其發(fā)生局部壓屈失穩(wěn)，提高構(gòu)件抗剪能力的作用，因此箍筋對(duì)提高結(jié)構(gòu)抗震性能具有相當(dāng)重要的作用。根據(jù)以上規(guī)律，在抗震設(shè)計(jì)中為保證結(jié)構(gòu)的延性，常常采用以下措施：控制受拉鋼筋配筋率，保證一定數(shù)量受壓鋼筋，通過(guò)加箍筋保證縱筋不局部壓屈失穩(wěn)以及約束受壓混凝土，對(duì)柱子限制軸壓比等。

四.我國(guó)抗震設(shè)計(jì)思路中的部分不足

我國(guó)在學(xué)習(xí)借鑒世界其他國(guó)家抗震研究成果的基礎(chǔ)上，逐漸形成了自己的一套較為先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)思路。其中大部分內(nèi)容都符合現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理念，但是也有許多考慮欠妥的地方，需要我們今后加以完善。

其中，最值得我們注意的是，與國(guó)外規(guī)范相比，我國(guó)抗震規(guī)范在對(duì)關(guān)系的認(rèn)識(shí)上還存在一定的差距。歐洲和新西蘭規(guī)范按地震作用降低系數(shù)（“中震”的地面運(yùn)動(dòng)加速度與“小震”的地面運(yùn)動(dòng)加速度之比）來(lái)劃分延性等級(jí)，“小震”取值越高，延性要求越低，“小震”取值越低，延性要求越高。美國(guó)UBC規(guī)范按同樣原則來(lái)劃分延性等級(jí)，但在高烈度區(qū)推薦使用高延性等級(jí)，在低烈度區(qū)推薦使用低延性等級(jí)。這幾種抗震思路都是符合規(guī)律的。而目前我國(guó)將地震作用降低系數(shù)統(tǒng)一取為2.86，而且還把用于結(jié)構(gòu)截面承載能力設(shè)計(jì)和變形驗(yàn)算的小震賦予一個(gè)固定的統(tǒng)計(jì)意義。對(duì)延性要求則并未按關(guān)系來(lái)取對(duì)應(yīng)的，而是按抗震等級(jí)來(lái)劃分，抗震等級(jí)實(shí)質(zhì)又主要是由烈度分區(qū)來(lái)決定的。這就導(dǎo)致同一個(gè)R對(duì)應(yīng)了不同的，從而制定了不同的抗震措施，這與關(guān)系是不一致的。這種思路造成低烈度區(qū)的結(jié)構(gòu)延性要求可能偏低的結(jié)果。

另外，我國(guó)規(guī)定的“小震不壞，中震可修，大震不倒”的三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)也存在一定的問(wèn)題。該設(shè)防目標(biāo)對(duì)甲類(lèi)、乙類(lèi)、丙類(lèi)這三類(lèi)重要性不同的建筑來(lái)說(shuō)，并不都是恰當(dāng)?shù)摹＿@種籠統(tǒng)的設(shè)防目標(biāo)也不符合當(dāng)今國(guó)際上的“多層次，多水準(zhǔn)性態(tài)控制目標(biāo)”思想，這種多性態(tài)目標(biāo)思想提倡在建筑抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)靈活采用多重性態(tài)目標(biāo)。甲類(lèi)建筑指重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重此生災(zāi)害的建筑，乙類(lèi)建筑指地震時(shí)使用不能中斷或需要盡快修復(fù)的建筑，由于不同類(lèi)別建筑的不同重要性，不宜再籠統(tǒng)的使用以上同一個(gè)性態(tài)目標(biāo)（設(shè)防目標(biāo)），此外，還應(yīng)該考慮建筑所有者的不同要求，選擇不同的設(shè)防目標(biāo)，從而做到在性態(tài)目標(biāo)的選擇上更加靈活。

五.常用抗震分析方法

伴隨著抗震理論的發(fā)展，各種抗震分析方法也不斷出現(xiàn)在研究和設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們需要確定用來(lái)進(jìn)行內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)的地震作用值。通常采用底部剪力法，振型分解反應(yīng)譜法，彈性時(shí)程分析方法來(lái)計(jì)算該地震作用值，這三種方法都是彈性分析方法。其中，底部剪力法最簡(jiǎn)便，適用于質(zhì)量、剛度沿高度分布較均勻的結(jié)構(gòu)。它的大致思路是通過(guò)估計(jì)結(jié)構(gòu)的第一振型周期來(lái)確定地震影響系數(shù)，再結(jié)合結(jié)構(gòu)的重力荷載來(lái)確定總的水平地震作用，然后按一定方式分配至各層進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系則宜采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行抗震計(jì)算，它的思路是根據(jù)振型疊加原理，將多自由度體系化為一系列單自由度體系的疊加，將各種振型對(duì)應(yīng)的地震作用、作用效應(yīng)以一定方式疊加起來(lái)得到結(jié)構(gòu)總的地震作用、作用效應(yīng)。而對(duì)于特別不規(guī)則和特別重要的結(jié)構(gòu)，常常需要進(jìn)行彈性時(shí)程分析，該方法為直接動(dòng)力分析方法。以上方法主要針對(duì)結(jié)構(gòu)在地震作用下的彈性階段，保證結(jié)構(gòu)具有一定的屈服水準(zhǔn)。

篇(7)

關(guān)鍵詞：概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)措施、建筑

中圖分類(lèi)號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言：

概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，以顯示先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，建筑使用的整體方案設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)的概念，在一個(gè)特定的空間結(jié)構(gòu)工程師的主要任務(wù)，自覺(jué)處理的部件和結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果。普遍認(rèn)為，良好的概念設(shè)計(jì)與他的不懈追求，其結(jié)構(gòu)的概念，結(jié)構(gòu)工程師將隨他的年齡和實(shí)踐中成長(zhǎng)，已成為日益多樣化，越來(lái)越多的創(chuàng)新和完善。今天的節(jié)目集成的綜合應(yīng)用，計(jì)算機(jī)的結(jié)果顯然是不合理的，甚至是錯(cuò)誤不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。隨著年齡的增加，導(dǎo)致孤立他們?cè)诖髮W(xué)學(xué)到的概念逐漸被遺忘，就更不用說(shuō)了不斷創(chuàng)新的設(shè)計(jì)成果。

概念設(shè)計(jì)的重要性

概念設(shè)計(jì)的重要性，主要還因?yàn)楝F(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論存在許多缺陷或不可計(jì)算性，比如對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)力計(jì)算是基于彈性理論的計(jì)算方法，而截面設(shè)計(jì)卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，這一矛盾使計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn)，為了彌補(bǔ)這類(lèi)計(jì)算理論的缺陷，或者實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際存在的大量無(wú)法計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來(lái)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。同時(shí)計(jì)算機(jī)結(jié)果的高精度特點(diǎn)，往往給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)工作性能的誤解，結(jié)構(gòu)工程師只有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng)，才能比較客觀、真實(shí)地理解結(jié)構(gòu)的工作性能。

概念設(shè)計(jì)之所以重要，還在于在方案設(shè)計(jì)階段，初步設(shè)計(jì)過(guò)程是不能借助于計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，選擇效果最好、造價(jià)最低的結(jié)構(gòu)方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結(jié)構(gòu)概念，深入、深刻了解各類(lèi)結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識(shí)地、靈活地運(yùn)用它們。

協(xié)同工作的概念廣泛存在于工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中，對(duì)于任一個(gè)工業(yè)產(chǎn)品，我們均不希望其在遠(yuǎn)未達(dá)到其設(shè)計(jì)壽命（負(fù)荷、功能）時(shí)，它的某些部件（或零件）即出現(xiàn)破壞。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)，協(xié)同工作的概念即是要求結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各個(gè)構(gòu)件相互配合，共同工作。這不僅要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承載能力極限狀態(tài)能共同受力，協(xié)同工作，同時(shí)達(dá)到極限狀態(tài)，還要求他們能有共同的耐久壽命。結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作表現(xiàn)在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的關(guān)系上，必須視基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)為一個(gè)有機(jī)的整體，不能把兩者割裂開(kāi)來(lái)處理。舉例而言，對(duì)磚混結(jié)構(gòu) ，必須依靠圈梁和構(gòu)造柱將上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接成一個(gè)整體，而不能單純依靠基礎(chǔ)自身的剛度來(lái)抵御不均勻沉降，所有圈梁和構(gòu)造柱的設(shè)置，都必須圍繞這個(gè)中心。

二、概念設(shè)計(jì)的原理

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該遵循的第一個(gè)原則就是全面考慮的原則，要巨無(wú)細(xì)遺的考慮到建筑設(shè)計(jì)中的方方面面，包括建筑結(jié)構(gòu)和施工方面的考慮，從整體到局部都要進(jìn)行很好的把握，更不能忽視他們之間的關(guān)系，還有建筑完成后帶給使用者在視覺(jué)感受、功能使用方面、成本預(yù)算方面等的考慮。從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡赜蛐蕴攸c(diǎn)，根據(jù)建筑即將坐落地區(qū)的自然條件、人文條件、歷史文化、資源和材料限制等方面從現(xiàn)實(shí)的角度考慮建筑的結(jié)構(gòu)概念。高層建筑擁有自己的自重特點(diǎn)，要從減輕自重的原則出發(fā)，建筑結(jié)構(gòu)所承受的荷載大部分都是來(lái)自建筑物本身的自重，減輕自重也就減輕了結(jié)構(gòu)的負(fù)荷。要讓建筑結(jié)構(gòu)合理受力，荷載均勻分布，多跨連續(xù)、空間作用、剛性連接、超靜定的受理系統(tǒng)都可以使結(jié)構(gòu)的受力狀況均勻分布，分析結(jié)構(gòu)的受力狀況時(shí)，還要從各部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的直接受力狀況和整體結(jié)構(gòu)的宏觀受力狀況分析。材料盡可能的選用以軸向應(yīng)力為主的受力狀態(tài)，合理的組織構(gòu)件的截面。優(yōu)先選型，就是要優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)實(shí)際條件優(yōu)化選擇合適的基本構(gòu)件，并確定他們的聯(lián)系，確定構(gòu)件的基本支撐做法。

三、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的主要措施

為了保證結(jié)構(gòu)具有足夠的抗震可靠性而對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)做的概念設(shè)計(jì)主要考慮了以下因素：場(chǎng)地條件和場(chǎng)地土的穩(wěn)定性；建筑物的平、立面布置及其外形尺寸；抗震結(jié)構(gòu)體系的選取、抗側(cè)力構(gòu)件的布置以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量的分布；非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系及其兩者之間的錨拉；材料與施工質(zhì)量等。

1、選擇對(duì)建筑抗震有利的場(chǎng)地，宜避開(kāi)對(duì)建筑抗震不利的地段，不應(yīng)在危險(xiǎn)地段建造甲、乙、丙類(lèi)建筑。對(duì)于不利地段，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)提出避開(kāi)要求，當(dāng)無(wú)法避開(kāi)時(shí)，應(yīng)采取有效措施，這就考慮了地震因場(chǎng)地條件間接引起結(jié)構(gòu)破壞的原因，諸如地基土的不均勻沉陷、地震引起的地表錯(cuò)動(dòng)與地裂。

2、建筑的平立面布置應(yīng)符合概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的方案。不規(guī)則的建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施。借鑒國(guó)際的通行做法，參考外國(guó)規(guī)范，使我們的設(shè)計(jì)更加完善合理。

3、結(jié)構(gòu)材料選擇與結(jié)構(gòu)體系的確定應(yīng)符合抗震結(jié)構(gòu)的要求。采用哪一種結(jié)構(gòu)材料，什么樣的結(jié)構(gòu)體系，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件比較綜合確定。同時(shí)力求結(jié)構(gòu)的延性好、強(qiáng)度與重力比值大、勻質(zhì)性好、正交各向同性，盡量降低房屋重心，充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度，并提出了結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性(周期和振型)相近的抗震概念。

4、盡可能設(shè)置多道抗震防線。地震有一定的持續(xù)時(shí)間，而且可能多次往復(fù)作用，根據(jù)地震后倒塌的建筑物的分析，我們知道地震的往復(fù)作用使結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，而最后倒塌則是結(jié)構(gòu)因破壞而喪失了承受重力荷載的能力。適當(dāng)處理構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，使其形成多道防線，是增加結(jié)構(gòu)抗震能力的重要措施。例如單一的框架結(jié)構(gòu)，框架就成為唯一的抗側(cè)力構(gòu)件，那么采用“強(qiáng)柱弱梁”型延性框架，在水平地震作用下，梁的屈服先于柱的屈服，就可以做到利用梁的變形消耗地震能量，使框架柱退居到第二道防線的位置。

5、具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性。提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度，往往是以提高工程造價(jià)及降低結(jié)構(gòu)延性指標(biāo)為代價(jià)的。要使建筑物在遭受強(qiáng)烈地震時(shí)，具有很強(qiáng)的抗倒塌能力，最理想的是使結(jié)構(gòu)中的所有構(gòu)件及構(gòu)件中的所有桿件都具有較高的延性，然而實(shí)際工程中很難做到。有選擇地提高結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)件以及關(guān)鍵桿作的延性是比較經(jīng)濟(jì)有效的辦法。例如上剛下柔的框支墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)重點(diǎn)提高轉(zhuǎn)換層以下的各層的構(gòu)件延性。對(duì)于框架和框架筒體，應(yīng)優(yōu)先提高柱的延性。在工程設(shè)計(jì)中另一種提高結(jié)構(gòu)延性的辦法是結(jié)構(gòu)承載力無(wú)明顯降低的前提下，控制構(gòu)件的破壞形態(tài)，減小受壓構(gòu)件的軸壓比(同時(shí)還應(yīng)注意適當(dāng)降低剪壓比)，提高柱的延性。

6、確保結(jié)構(gòu)的整體性，各構(gòu)件之間的連接必須可靠。

結(jié)束語(yǔ)：

從人們從事建筑設(shè)計(jì)開(kāi)始，就不斷的在進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，雖然會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，但它是解決這些問(wèn)題的過(guò)程中，人類(lèi)將繼續(xù)取得進(jìn)展高層建筑結(jié)構(gòu)，無(wú)論在設(shè)計(jì)或計(jì)算一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)。這就要求設(shè)計(jì)師都具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，而且還具體實(shí)際的基礎(chǔ)上，加上一定程度的概念設(shè)計(jì)，只有這樣才可以設(shè)計(jì)出外觀、實(shí)用、高效和創(chuàng)造性的高層建筑。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鵬、高劍平、許開(kāi)成，建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)淺析[J]．山西建筑，2004-1 1．30

[2]楊杰、張敏、李紅培，概念設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要性和實(shí)現(xiàn)方法[期刊論文]-四川建筑 2010(4)