前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇簡述結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

簡述結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則范文第1篇

【關(guān)鍵詞】抗震；概念設(shè)計；問題；必要性

1 建筑抗震設(shè)計的簡述

地震是一種突發(fā)的自然災(zāi)害，是由地下某處薄弱巖層破裂或地球板塊互相擠壓、沖撞引起振動，并以波的形式傳至地表引起的地面運動。在歷史上我國就是世界上的地震多發(fā)國家之一，1976年7月28日發(fā)生的唐山地震帶給人民的災(zāi)難極為慘重，死亡達(dá)24萬多人，地震之所以造成人民生命財產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重的損失，直接原因有三：一是地震引起滑坡、地裂、斷層等嚴(yán)重的地面變形，直接損害結(jié)構(gòu)物；二是地震引起結(jié)構(gòu)物地基的震陷、砂土液化，使地基失效；三是結(jié)構(gòu)物在劇烈的振動中因承載力不足、變形過大、連接接頭破壞、構(gòu)件失穩(wěn)甚至整體傾覆而破壞。建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計主要針對后一種情況而言，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011(以下簡稱抗震規(guī)范)規(guī)定：對位于抗震設(shè)防區(qū)的建筑物必須進(jìn)行抗震設(shè)計，以預(yù)防為主，使建筑經(jīng)抗震設(shè)防后，減輕地震破壞，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟(jì)損失，實踐證明，若想防控建筑工程質(zhì)量出現(xiàn)問題，工程的設(shè)計質(zhì)量是第一道關(guān)口。由于在設(shè)計上出現(xiàn)的問題，會給工程施工階段與交付使用等方面帶來很多安全質(zhì)量隱患，所以一定要嚴(yán)格的管理建筑的抗震設(shè)計，20世紀(jì)以來,中國共發(fā)生6級以上地震近千次。最近100里,中國死于地震的人數(shù)高達(dá)55萬之多,占全球地震死亡人數(shù)的53%。所以城市中的地震災(zāi)害主要是由建筑物的倒塌、破壞直接或間接造成的，因而提高各類工程的抗震能力就成為減輕城市震害的重要對策之一?？茖W(xué)地確定抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工程設(shè)計，認(rèn)真按照抗震設(shè)計施工和監(jiān)理，工程就會具有較強的抗震能力，強震發(fā)生時才能有效減輕震害。

2 建筑設(shè)計在抗震中的問題

我國地震活動頻度高、強度大、震源淺、分布廣,是一個地震多發(fā)國家。地震是一種多發(fā)性的隨機震動,其復(fù)雜性和不確定性很難把握,要準(zhǔn)確預(yù)測建筑物震害的特性和參數(shù),目前還很難做到?？拐鹂畹脑O(shè)計強調(diào),在工程設(shè)計一開始,就應(yīng)把握好場地條件和場地土的穩(wěn)定性、能量輸入、建筑物的平、立面布置及其體形、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布、抗側(cè)力構(gòu)件的布置、構(gòu)件延性;材料與施工質(zhì)量等幾個主要方面，其中主要的問題有以下幾點：

2.1 設(shè)計人員“思想保守”與過于“開放”

“思想保守”體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面比較多，例如：現(xiàn)在很多高層住宅，剪力墻過多過厚，由于剛度過大，導(dǎo)致相對側(cè)移值過小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范的規(guī)定值，一來不利于建筑物抗震，二來不經(jīng)濟(jì)。

2.2 專業(yè)技術(shù)知識不扎實，專業(yè)之間配合不到位

有些設(shè)計人員沒有扎實的專業(yè)技術(shù)知識，自然設(shè)計出的建筑圖紙會出現(xiàn)很多問題，給施工帶來難度。不具備扎實的專業(yè)知識，在施工過程中出現(xiàn)的臨時性問題更是難以應(yīng)付，有的甚至對施工工藝都不太了解。

2.3 平面布局的剛度不均?？拐鹪O(shè)計要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對稱，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，否則應(yīng)考慮其不利影響。但有的平面設(shè)計存在嚴(yán)重的不對稱：一邊進(jìn)深大，一邊進(jìn)深??；一邊設(shè)計大開間，一邊為小房間；一邊墻落地承重，一邊又為柱承重。平面形狀采用L、π形不規(guī)則平面等，造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車庫的住宅，一側(cè)為進(jìn)出車需要，取消全部外縱墻，另一側(cè)不需進(jìn)出車輛，因而墻直接落地，造成橫向剛度不均。這些都對抗震極為不利。

2.4 抗震構(gòu)造柱布置不當(dāng)。如外墻轉(zhuǎn)角處，大廳四角未設(shè)構(gòu)造柱或構(gòu)造柱不成對設(shè)置；以構(gòu)造柱代替磚墻承重；山墻與縱墻交接處不設(shè)抗震構(gòu)造柱；過多設(shè)置抗震構(gòu)造柱等。

上述這些問題的存在，倘若不能得到改正，勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的存在，倘若不能得到改正，勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的原因是多方面的，有認(rèn)識方面的原因有計劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化過程中出現(xiàn)的原因，有設(shè)計人員忽視了抗震概念設(shè)計方面的原因(未能從整體、全局上把握好)，有法律建設(shè)方面的原因(在工程抗震設(shè)防管理方面缺乏國家政府法律依據(jù)，特別是處罰方面)，通過這些問題來研究中短柱的問題，并且根據(jù)實際建筑結(jié)構(gòu)及其在強震作用下的破壞過程是很復(fù)雜的，目前難以對此進(jìn)行較為精確而可靠的計算。因此，20世紀(jì)70年代以來，各國標(biāo)準(zhǔn)強調(diào)了工程技術(shù)人員必須重視“結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計”，即根據(jù)地震災(zāi)害調(diào)查、科學(xué)研究和工程經(jīng)驗等所形成的基本原則和設(shè)計思路，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的總體布局并確定細(xì)部構(gòu)造。這種設(shè)計理念將有助于明確結(jié)構(gòu)抗震思想，不但有利于提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，而且也為有關(guān)抗震計算創(chuàng)造有利條件，使計算分析結(jié)果更能反映今后地震時結(jié)構(gòu)的實際地震反應(yīng)。

3 建筑設(shè)計在抗震方面的必要性

近幾十年來結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法的研究與進(jìn)展,尤其是各國歷次大地震對人類造成嚴(yán)重災(zāi)害的經(jīng)驗教訓(xùn),使世界各國地震工程學(xué)者及工程抗震設(shè)計人員逐步取得了較為一致的認(rèn)識。用形象語言來概括,即遵循“小震不壞,大震不倒”的設(shè)計原則。這已成為當(dāng)今世界各國公認(rèn)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計準(zhǔn)則,并開始在各國規(guī)范中有所體現(xiàn)，根據(jù)城市和經(jīng)濟(jì)高速穩(wěn)步發(fā)展，對抗震設(shè)防提出了更高要求，也打造了良好的物質(zhì)平臺。有效提高工程抗震能力，越來越成為社會共識。建筑抗震可歸納為：1、慎重選擇場地；2、科學(xué)確定工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，特殊工程要進(jìn)行地震安全性評價；3、不同類型建筑要采用適合的結(jié)構(gòu)形式；4、合理布置，平面立面要規(guī)則些，底層層高跨度不宜過大；5、盡量采用隔震減震技術(shù)；6、注重施工質(zhì)量；地震是地殼運動在某些階段發(fā)生急劇變化時的一種自然現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，全世界每年發(fā)生的地震約達(dá)500萬次，其中絕大多數(shù)地震由于發(fā)生在地球深處或者它所釋放的能量小而人們難以感覺到；而人們感覺到的地震，也即有感地震，僅占總量的1%左右；能造成災(zāi)害的強烈地震則為數(shù)更少，平均每年十幾起。然而，就是這些每年為數(shù)不多的地震，卻給人們帶來了無可挽回的巨大經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失和觸目驚心的人身傷亡事故。據(jù)有關(guān)方面對世界上130次傷亡巨大的地震震害資料所做的統(tǒng)計表明，95%以上的傷亡是因為無抗震能力或抗震能力低的建筑物倒塌而造成的。典型的例子如，日本是個多地震國家，政府一貫重視建筑物抗震設(shè)計，其防震設(shè)施和技術(shù)相當(dāng)先進(jìn)，建筑物通常具備了抗御7~8級地震的能力；而阿爾及利亞當(dāng)?shù)胤课萁ㄖ|(zhì)量普遍低劣，抗震性能差，地震時易坍塌。由此可見，對建筑物進(jìn)行有效的抗震設(shè)計是減輕地震災(zāi)情最有效、最根本的措施，

4 總結(jié)：

地震是一種突發(fā)式的自然災(zāi)害現(xiàn)象，從世界各國減輕地震災(zāi)害所采取的措施來看，主要有三條：一是加強地震預(yù)報，力爭在地震發(fā)生前采取行動以減少損失；二是在設(shè)計和施工方面提高各類建筑物對地震的抵抗能力，包括對已建建筑進(jìn)行抗震能力鑒定及加固；三是加強地震時應(yīng)急指揮和救援工作。總之，從各個環(huán)節(jié)上重視和把關(guān)，把地震災(zāi)害盡量降到最小、最輕。

參考文獻(xiàn)：

[1]現(xiàn)行建筑設(shè)計規(guī)范大全[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]王崇杰，崔艷秋.建筑設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

簡述結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則范文第2篇

關(guān)鍵字：三水準(zhǔn)，剛度，地震烈度，屈服機制。

抗震設(shè)計中的基本概念在抗震設(shè)計中占有及其重要的地位，是每一位結(jié)構(gòu)工程師都要遵循的指導(dǎo)思想，它是建筑抗震設(shè)防的政策、方針、及基本目的，同時給出了現(xiàn)階段抗震設(shè)防的基本思想，下面結(jié)合震害分析簡述抗震設(shè)計基本概念的重要性

我國的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中提出實行以預(yù)防為主的方針，使建筑經(jīng)抗震設(shè)計后，減輕建筑的地震破壞，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟(jì)損失。地震中由于建筑物的倒塌造成大量人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失，為此提出了“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)計思想。即“小震不壞、中震可修、大震不到”。這三個水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)是通過“兩階段設(shè)計”來實現(xiàn)，第一階段設(shè)計：第一步采用第一水準(zhǔn)烈度的地震動參數(shù)，先計算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)，與風(fēng)、重力等荷載效應(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，從而滿足第一水準(zhǔn)的強度要求；第二步是采用同一地震動參數(shù)計算出結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角，使其不超過規(guī)定限制；同時采取相應(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，從而自動滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。第二階段設(shè)計：采用第三水準(zhǔn)烈度的地震動參數(shù)，計算出結(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，使之滿足規(guī)范要求；并結(jié)合必要的抗震構(gòu)造措施，從而滿足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。

通過對國內(nèi)外一些地震中建筑物的破壞情況的分析，總結(jié)歸納出幾個主要方面：場地地基方面；房屋體形方面；結(jié)構(gòu)體形方面；剛度分布方面；結(jié)構(gòu)形式方面；非結(jié)構(gòu)方面等幾個主要方面。

1985年9月墨西哥地震后，墨西哥“國家重建委員會首都地區(qū)規(guī)范與施工規(guī)程分會”對地震中房屋破壞原因進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果表面，拐角形建筑的破壞率達(dá)到42%。明顯高于其他形狀的房屋；從有利建筑抗震的角度出發(fā)，地震區(qū)的房屋建筑平面形狀應(yīng)為方形、矩形、圓形為好，結(jié)構(gòu)工程師可以通過設(shè)置抗震縫將平面不規(guī)則的建筑分解，使其成為平面簡單規(guī)則的建筑，這樣可大大減小由平面不規(guī)則引起的震害。

一般而言，房屋越高，所受的地震力和傾覆力矩越大，破壞的可能性也越大。在抗震設(shè)計中，房屋的高寬比是一個比房屋高度更要慎重考慮的問題，建筑物的高寬比值越大，即建筑物越瘦高，地震作用下的側(cè)移越大，地震引起的傾覆作用越嚴(yán)重。巨大的傾覆力矩在柱中和基礎(chǔ)中引起的壓力和拉力會導(dǎo)致嚴(yán)重的破壞。1967年委內(nèi)瑞拉的加拉加斯地震，曾發(fā)生明顯由于傾覆力矩引起的破壞的案例，該市一棟11層旅館，底部三層為框架結(jié)構(gòu)，以上各層為剪力墻結(jié)構(gòu)底部三層框架，由于傾覆力矩引起的巨大壓力使軸壓比達(dá)到很大數(shù)值，延性降低，柱頭均發(fā)生剪壓破壞。另一棟18框架結(jié)構(gòu)的Caromay公寓，地上各層均為有磚填充墻，地下室空曠。由于上部磚墻增加了剛度，加大了的傾覆力矩在地下室柱中引起很大的軸力，造成地下室很多柱在中段被壓碎，鋼筋彎曲呈燈籠狀。1985年墨西哥地震，墨西哥市一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因地震時產(chǎn)生的傾覆力矩使建筑物傾倒，埋深2.5米的箱形基礎(chǔ)翻轉(zhuǎn)45°，并將下面的摩擦樁拔出。由此可見控制建筑的高寬比是很重要的。

結(jié)構(gòu)平面布置時，應(yīng)盡量均勻，對稱，特別注意具有很大抗側(cè)剛度的鋼筋混凝土墻和鋼筋混凝土芯筒的位置，力求居中和對稱，使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心盡可能的靠近重合，以減小由偏心造成的扭轉(zhuǎn)。此外，抗震墻宜沿建筑物周邊布置，以使結(jié)構(gòu)具有較強的抗扭剛度和較強的抗傾覆能力。天津754廠11號車間，為高25.3米的5層鋼筋混凝土框架體系，全長109米，房屋兩端的樓梯間采用490mm厚的磚承重墻，剛度很大；建筑物長度的中央設(shè)置雙柱伸縮縫，將建筑物分成獨立的兩個區(qū)段，就一個獨立的區(qū)段而言，因為伸縮縫處是開口的，無填充磚隔墻，結(jié)構(gòu)偏心很大。1976年唐山地震時，由于強烈的扭轉(zhuǎn)震動導(dǎo)致2層有11根中柱嚴(yán)重破壞，柱身出現(xiàn)很寬的X形裂縫；1985年墨西哥地震中，一棟建筑，兩面臨街，全部為大玻璃窗，背街的兩面框架內(nèi)用磚墻填實，剛度增大很多，造成結(jié)構(gòu)偏心，地震時發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞；1972年尼加拉瓜的馬那瓜地震，位于市中心的兩棟相鄰高層建筑的震害對比，有力的說明結(jié)構(gòu)偏心會帶來多么大的危害，15層的中央銀行，有一層地下室，采用框架結(jié)構(gòu)體系，兩個鋼筋混凝土電梯井和兩個樓梯間均集中布置在平面右端，同時，右端山墻還砌有填充墻，造成很大的偏心，地震時強烈的扭轉(zhuǎn)震動造成較嚴(yán)重的破壞，一些框架節(jié)點損壞，個別柱子屈服，圍護(hù)墻等非結(jié)構(gòu)部件破壞嚴(yán)重，修復(fù)費用高達(dá)房屋原造價的80%。另一棟是18層的美洲銀行，有2層地下室，采用對稱布置的鋼筋混凝土芯筒。地震后，僅3~17層連梁上有細(xì)微裂縫，幾乎沒有其他非結(jié)構(gòu)部件的損壞。

通過對歷次地震的震害分析表明，在同一次地震中，體型復(fù)雜的房屋比體型規(guī)則的房屋容易破壞甚至倒塌，因此建筑方案的規(guī)則性對建筑結(jié)構(gòu)的抗震安全性來說十分重要，這里的“規(guī)則”包括對建筑平面、立面外形尺寸，抗測力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》對建筑的規(guī)則性提出了明確的要求，“建筑設(shè)計應(yīng)符合抗震概念的要求，不規(guī)則的建筑方案應(yīng)按規(guī)定采取加強措施；特別不規(guī)則的建筑方案應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證，采取特別的加強措施；不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的建筑方案”。作為抗震設(shè)計的強制性條文，要求業(yè)主、建筑師、結(jié)構(gòu)工程師必須嚴(yán)格執(zhí)行，優(yōu)先采用符合抗震概念設(shè)計原理的、規(guī)則的設(shè)計方案；對于一般不規(guī)則的建筑方案應(yīng)按規(guī)范的有關(guān)規(guī)定采取加強措施；對于特別不規(guī)則的建筑方案要求進(jìn)行專門研究和論證采取高于規(guī)范、規(guī)程規(guī)定的加強措施，對于特別不規(guī)則的高層建筑應(yīng)嚴(yán)格按建設(shè)部令111號文進(jìn)行抗震設(shè)防專項審查；對于嚴(yán)重不規(guī)則的建筑方案應(yīng)要求建筑師予以修改、調(diào)整。

在實際工程中，對于各種不規(guī)則的判斷與把握，可參照建質(zhì)[2006]220號文件《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，該規(guī)定量化了一般不規(guī)則，特別不規(guī)則的界定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)按其規(guī)定執(zhí)行，控制建筑物的規(guī)則性，并采取有效的加強措施，從而減小地震時由此帶來的震害。

一次地震產(chǎn)生的地面運動，能造成建筑物破壞的強震持續(xù)時間，少則幾秒，多則幾十秒，有的甚至更長（比如汶川地震的強震持續(xù)時間達(dá)到80s以上）。如此長時間的地震，一個接一個的強脈沖對建筑物產(chǎn)生往復(fù)式的沖擊，造成積累式的破壞。如果建筑物采用的僅有一道防線的結(jié)構(gòu)體系，一旦該防線破壞后，在后續(xù)地面運動的作用下，就會導(dǎo)致建筑物的倒塌。特別是當(dāng)建筑物的自振周期與地震卓越周期相近時，建筑物會由此而發(fā)生共振，更加速其倒塌進(jìn)程。如果建筑物采用多重抗側(cè)力體系，第一道防線的抗測力構(gòu)件破壞，后備的第二道乃至第三道防線的抗測力構(gòu)件立即接替，抵擋住后續(xù)的地震沖擊，進(jìn)而保證建筑物的最低限度安全，避免倒塌。因此，設(shè)置合理的多道防線，是提高建筑抗震能力、減輕地震破壞的必要手段。

自1906年洛杉磯地震以來，通過國內(nèi)外的建筑地震震害分析表明，對于一般的高層建筑，剛比柔好，采用剛性結(jié)構(gòu)方案的高層建筑，不僅主體結(jié)構(gòu)破壞輕，而且由于地震時結(jié)構(gòu)變形小，隔墻、圍護(hù)墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到到保護(hù)，破壞也較輕。而采取柔性結(jié)構(gòu)方案的高層建筑，由于地震時產(chǎn)生較大的層間位移，不但主體破壞嚴(yán)重，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件也大量破壞，經(jīng)濟(jì)損失慘重，甚至危機人身安全。所以，層數(shù)較多的高層建筑，不易采用剛度較小的框架體系，而應(yīng)采用剛度較大的框架―抗震墻體系、框架―支撐體系或筒中筒體系等抗測力體系?；谏鲜鲈?，規(guī)范給出各類結(jié)構(gòu)多遇地震下彈性層間位移角限值以及各類結(jié)構(gòu)罕遇地震下彈塑性層間位移角限值，以確保建筑物有足夠的剛度，達(dá)到抗震設(shè)計三水準(zhǔn)的要求。

一般而言，結(jié)構(gòu)的屈服機制可以分為兩個基本類型，即樓層屈服機制和總體屈服機制。所謂的樓層屈服機制，是指結(jié)構(gòu)在側(cè)向荷載作用下，豎向桿件先于水平桿件屈服，導(dǎo)致某一樓層或某幾個樓層發(fā)生側(cè)向整體屈服。所謂總體屈服機制，是指結(jié)構(gòu)在側(cè)向荷載作用下，全部水平桿件先于豎向桿件屈服，然后才是豎向桿件的屈服。從建筑抗震設(shè)防角度，我們要有意識的配置結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度與強度，確保結(jié)構(gòu)實現(xiàn)總體屈服機制。為實現(xiàn)這一目的，結(jié)構(gòu)中桿件發(fā)生強度屈服的順序應(yīng)該是符合下列條件：桿先于節(jié)，梁先于柱，彎先于剪，拉先于壓。就是說，一棟建筑遭遇地震時，其抗側(cè)力體系中的桿件的損壞過程應(yīng)該是：梁、柱、墻、斜撐桿件的屈服先于節(jié)點，梁的屈服先于柱，而且梁和柱又是彎曲屈服在前，剪切屈服在后；桿件截面產(chǎn)生塑性鉸的過程，是受壓屈服在前，受壓破壞在后。這樣，構(gòu)件發(fā)生變形時，均具有較好的延性，而不是混凝土被壓碎的脆性破壞。即各環(huán)節(jié)的變形中，塑性變形成分遠(yuǎn)大于彈性變形成分。那么，建筑物就具有較高的耐震性能，遭遇等于或高于設(shè)防烈度不超過一度的地震時，建筑不會發(fā)生嚴(yán)重破壞；遭遇高于設(shè)防烈度一度的地震時，建筑不至于倒塌。為使抗側(cè)力構(gòu)件的破壞狀態(tài)和過程能夠符合上述準(zhǔn)則，進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計時，需要遵循以下設(shè)計準(zhǔn)則：強節(jié)點弱桿件，強柱弱梁，強剪弱彎，強壓弱拉。

非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。一般不屬于主體結(jié)構(gòu)的一部分，非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件在抗震設(shè)計時往往容易被忽略，但從震害調(diào)查來看，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件處理不好往往在地震時倒塌傷人，砸壞設(shè)備財產(chǎn)，破壞主體結(jié)構(gòu)，堵塞逃生通道。對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震對策，可根據(jù)不同的情況區(qū)別對待：做好細(xì)部構(gòu)造，考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量、剛度、強度和變形；加強連接防止倒塌；加強設(shè)備支架等與主體的連接與錨固，盡量避免發(fā)生次生災(zāi)害等等。2008年在我國汶川地震中，出現(xiàn)很多樓梯間填充墻倒塌堵塞樓梯間造成樓梯間無法使用。人員無法逃生。樓梯間作為緊急逃生的豎向通道是至關(guān)重要的，在抗震設(shè)計時對其圍護(hù)構(gòu)件應(yīng)采取加強措施。

總之，抗震設(shè)計基本概念是非常重要的，其所涵蓋的內(nèi)容也很廣，是抗震設(shè)計的指導(dǎo)思想，他是結(jié)構(gòu)工程師必須遵循的基本原則。

參考文獻(xiàn)

[1]建筑抗震設(shè)計規(guī)范北京：中國建筑工業(yè)出版社

[2]王亞勇，戴國瑩。建筑抗震設(shè)計規(guī)范疑問解答。北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006

[3]李愛群，高振世。工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)。南京：東南大學(xué)出版社，2003

[4]黃世敏，楊沈等建筑震害與設(shè)計對策。北京：中國計劃出版社2009

智偉季鵬

工作單位： 中國建筑東北設(shè)計研究院有限公司

摘要：簡述抗震設(shè)計“三水準(zhǔn)”兩階段設(shè)計的基本理念及在抗震設(shè)計中的重要地位；結(jié)合震害分析論述建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則時的破壞情況、劃分界限及應(yīng)對策略；建筑設(shè)置多道抗震防線的原理和必要性；建筑結(jié)構(gòu)的屈服機理及設(shè)計準(zhǔn)則，結(jié)合實際震害論述非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞及抗震設(shè)計。

關(guān)鍵字：三水準(zhǔn)，剛度，地震烈度，屈服機制。

抗震設(shè)計中的基本概念在抗震設(shè)計中占有及其重要的地位，是每一位結(jié)構(gòu)工程師都要遵循的指導(dǎo)思想，它是建筑抗震設(shè)防的政策、方針、及基本目的，同時給出了現(xiàn)階段抗震設(shè)防的基本思想，下面結(jié)合震害分析簡述抗震設(shè)計基本概念的重要性

我國的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中提出實行以預(yù)防為主的方針，使建筑經(jīng)抗震設(shè)計后，減輕建筑的地震破壞，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟(jì)損失。地震中由于建筑物的倒塌造成大量人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失，為此提出了“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)計思想。即“小震不壞、中震可修、大震不到”。這三個水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)是通過“兩階段設(shè)計”來實現(xiàn)，第一階段設(shè)計：第一步采用第一水準(zhǔn)烈度的地震動參數(shù)，先計算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)，與風(fēng)、重力等荷載效應(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，從而滿足第一水準(zhǔn)的強度要求；第二步是采用同一地震動參數(shù)計算出結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角，使其不超過規(guī)定限制；同時采取相應(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，從而自動滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。第二階段設(shè)計：采用第三水準(zhǔn)烈度的地震動參數(shù)，計算出結(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，使之滿足規(guī)范要求；并結(jié)合必要的抗震構(gòu)造措施，從而滿足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。

通過對國內(nèi)外一些地震中建筑物的破壞情況的分析，總結(jié)歸納出幾個主要方面：場地地基方面；房屋體形方面；結(jié)構(gòu)體形方面；剛度分布方面；結(jié)構(gòu)形式方面；非結(jié)構(gòu)方面等幾個主要方面。

1985年9月墨西哥地震后，墨西哥“國家重建委員會首都地區(qū)規(guī)范與施工規(guī)程分會”對地震中房屋破壞原因進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果表面，拐角形建筑的破壞率達(dá)到42%。明顯高于其他形狀的房屋；從有利建筑抗震的角度出發(fā)，地震區(qū)的房屋建筑平面形狀應(yīng)為方形、矩形、圓形為好，結(jié)構(gòu)工程師可以通過設(shè)置抗震縫將平面不規(guī)則的建筑分解，使其成為平面簡單規(guī)則的建筑，這樣可大大減小由平面不規(guī)則引起的震害。

一般而言，房屋越高，所受的地震力和傾覆力矩越大，破壞的可能性也越大。在抗震設(shè)計中，房屋的高寬比是一個比房屋高度更要慎重考慮的問題，建筑物的高寬比值越大，即建筑物越瘦高，地震作用下的側(cè)移越大，地震引起的傾覆作用越嚴(yán)重。巨大的傾覆力矩在柱中和基礎(chǔ)中引起的壓力和拉力會導(dǎo)致嚴(yán)重的破壞。1967年委內(nèi)瑞拉的加拉加斯地震，曾發(fā)生明顯由于傾覆力矩引起的破壞的案例，該市一棟11層旅館，底部三層為框架結(jié)構(gòu)，以上各層為剪力墻結(jié)構(gòu)底部三層框架，由于傾覆力矩引起的巨大壓力使軸壓比達(dá)到很大數(shù)值，延性降低，柱頭均發(fā)生剪壓破壞。另一棟18框架結(jié)構(gòu)的Caromay公寓，地上各層均為有磚填充墻，地下室空曠。由于上部磚墻增加了剛度，加大了的傾覆力矩在地下室柱中引起很大的軸力，造成地下室很多柱在中段被壓碎，鋼筋彎曲呈燈籠狀。1985年墨西哥地震，墨西哥市一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因地震時產(chǎn)生的傾覆力矩使建筑物傾倒，埋深2.5米的箱形基礎(chǔ)翻轉(zhuǎn)45°，并將下面的摩擦樁拔出。由此可見控制建筑的高寬比是很重要的。

結(jié)構(gòu)平面布置時，應(yīng)盡量均勻，對稱，特別注意具有很大抗側(cè)剛度的鋼筋混凝土墻和鋼筋混凝土芯筒的位置，力求居中和對稱，使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心盡可能的靠近重合，以減小由偏心造成的扭轉(zhuǎn)。此外，抗震墻宜沿建筑物周邊布置，以使結(jié)構(gòu)具有較強的抗扭剛度和較強的抗傾覆能力。天津754廠11號車間，為高25.3米的5層鋼筋混凝土框架體系，全長109米，房屋兩端的樓梯間采用490mm厚的磚承重墻，剛度很大；建筑物長度的中央設(shè)置雙柱伸縮縫，將建筑物分成獨立的兩個區(qū)段，就一個獨立的區(qū)段而言，因為伸縮縫處是開口的，無填充磚隔墻，結(jié)構(gòu)偏心很大。1976年唐山地震時，由于強烈的扭轉(zhuǎn)震動導(dǎo)致2層有11根中柱嚴(yán)重破壞，柱身出現(xiàn)很寬的X形裂縫；1985年墨西哥地震中，一棟建筑，兩面臨街，全部為大玻璃窗，背街的兩面框架內(nèi)用磚墻填實，剛度增大很多，造成結(jié)構(gòu)偏心，地震時發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞；1972年尼加拉瓜的馬那瓜地震，位于市中心的兩棟相鄰高層建筑的震害對比，有力的說明結(jié)構(gòu)偏心會帶來多么大的危害，15層的中央銀行，有一層地下室，采用框架結(jié)構(gòu)體系，兩個鋼筋混凝土電梯井和兩個樓梯間均集中布置在平面右端，同時，右端山墻還砌有填充墻，造成很大的偏心，地震時強烈的扭轉(zhuǎn)震動造成較嚴(yán)重的破壞，一些框架節(jié)點損壞，個別柱子屈服，圍護(hù)墻等非結(jié)構(gòu)部件破壞嚴(yán)重，修復(fù)費用高達(dá)房屋原造價的80%。另一棟是18層的美洲銀行，有2層地下室，采用對稱布置的鋼筋混凝土芯筒。地震后，僅3~17層連梁上有細(xì)微裂縫，幾乎沒有其他非結(jié)構(gòu)部件的損壞。

通過對歷次地震的震害分析表明，在同一次地震中，體型復(fù)雜的房屋比體型規(guī)則的房屋容易破壞甚至倒塌，因此建筑方案的規(guī)則性對建筑結(jié)構(gòu)的抗震安全性來說十分重要，這里的“規(guī)則”包括對建筑平面、立面外形尺寸，抗測力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》對建筑的規(guī)則性提出了明確的要求，“建筑設(shè)計應(yīng)符合抗震概念的要求，不規(guī)則的建筑方案應(yīng)按規(guī)定采取加強措施；特別不規(guī)則的建筑方案應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證，采取特別的加強措施；不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的建筑方案”。作為抗震設(shè)計的強制性條文，要求業(yè)主、建筑師、結(jié)構(gòu)工程師必須嚴(yán)格執(zhí)行，優(yōu)先采用符合抗震概念設(shè)計原理的、規(guī)則的設(shè)計方案；對于一般不規(guī)則的建筑方案應(yīng)按規(guī)范的有關(guān)規(guī)定采取加強措施；對于特別不規(guī)則的建筑方案要求進(jìn)行專門研究和論證采取高于規(guī)范、規(guī)程規(guī)定的加強措施，對于特別不規(guī)則的高層建筑應(yīng)嚴(yán)格按建設(shè)部令111號文進(jìn)行抗震設(shè)防專項審查；對于嚴(yán)重不規(guī)則的建筑方案應(yīng)要求建筑師予以修改、調(diào)整。

在實際工程中，對于各種不規(guī)則的判斷與把握，可參照建質(zhì)[2006]220號文件《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，該規(guī)定量化了一般不規(guī)則，特別不規(guī)則的界定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)按其規(guī)定執(zhí)行，控制建筑物的規(guī)則性，并采取有效的加強措施，從而減小地震時由此帶來的震害。

一次地震產(chǎn)生的地面運動，能造成建筑物破壞的強震持續(xù)時間，少則幾秒，多則幾十秒，有的甚至更長（比如汶川地震的強震持續(xù)時間達(dá)到80s以上）。如此長時間的地震，一個接一個的強脈沖對建筑物產(chǎn)生往復(fù)式的沖擊，造成積累式的破壞。如果建筑物采用的僅有一道防線的結(jié)構(gòu)體系，一旦該防線破壞后，在后續(xù)地面運動的作用下，就會導(dǎo)致建筑物的倒塌。特別是當(dāng)建筑物的自振周期與地震卓越周期相近時，建筑物會由此而發(fā)生共振，更加速其倒塌進(jìn)程。如果建筑物采用多重抗側(cè)力體系，第一道防線的抗測力構(gòu)件破壞，后備的第二道乃至第三道防線的抗測力構(gòu)件立即接替，抵擋住后續(xù)的地震沖擊，進(jìn)而保證建筑物的最低限度安全，避免倒塌。因此，設(shè)置合理的多道防線，是提高建筑抗震能力、減輕地震破壞的必要手段。

自1906年洛杉磯地震以來，通過國內(nèi)外的建筑地震震害分析表明，對于一般的高層建筑，剛比柔好，采用剛性結(jié)構(gòu)方案的高層建筑，不僅主體結(jié)構(gòu)破壞輕，而且由于地震時結(jié)構(gòu)變形小，隔墻、圍護(hù)墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到到保護(hù)，破壞也較輕。而采取柔性結(jié)構(gòu)方案的高層建筑，由于地震時產(chǎn)生較大的層間位移，不但主體破壞嚴(yán)重，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件也大量破壞，經(jīng)濟(jì)損失慘重，甚至危機人身安全。所以，層數(shù)較多的高層建筑，不易采用剛度較小的框架體系，而應(yīng)采用剛度較大的框架―抗震墻體系、框架―支撐體系或筒中筒體系等抗測力體系?；谏鲜鲈?，規(guī)范給出各類結(jié)構(gòu)多遇地震下彈性層間位移角限值以及各類結(jié)構(gòu)罕遇地震下彈塑性層間位移角限值，以確保建筑物有足夠的剛度，達(dá)到抗震設(shè)計三水準(zhǔn)的要求。

一般而言，結(jié)構(gòu)的屈服機制可以分為兩個基本類型，即樓層屈服機制和總體屈服機制。所謂的樓層屈服機制，是指結(jié)構(gòu)在側(cè)向荷載作用下，豎向桿件先于水平桿件屈服，導(dǎo)致某一樓層或某幾個樓層發(fā)生側(cè)向整體屈服。所謂總體屈服機制，是指結(jié)構(gòu)在側(cè)向荷載作用下，全部水平桿件先于豎向桿件屈服，然后才是豎向桿件的屈服。從建筑抗震設(shè)防角度，我們要有意識的配置結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度與強度，確保結(jié)構(gòu)實現(xiàn)總體屈服機制。為實現(xiàn)這一目的，結(jié)構(gòu)中桿件發(fā)生強度屈服的順序應(yīng)該是符合下列條件：桿先于節(jié)，梁先于柱，彎先于剪，拉先于壓。就是說，一棟建筑遭遇地震時，其抗側(cè)力體系中的桿件的損壞過程應(yīng)該是：梁、柱、墻、斜撐桿件的屈服先于節(jié)點，梁的屈服先于柱，而且梁和柱又是彎曲屈服在前，剪切屈服在后；桿件截面產(chǎn)生塑性鉸的過程，是受壓屈服在前，受壓破壞在后。這樣，構(gòu)件發(fā)生變形時，均具有較好的延性，而不是混凝土被壓碎的脆性破壞。即各環(huán)節(jié)的變形中，塑性變形成分遠(yuǎn)大于彈性變形成分。那么，建筑物就具有較高的耐震性能，遭遇等于或高于設(shè)防烈度不超過一度的地震時，建筑不會發(fā)生嚴(yán)重破壞；遭遇高于設(shè)防烈度一度的地震時，建筑不至于倒塌。為使抗側(cè)力構(gòu)件的破壞狀態(tài)和過程能夠符合上述準(zhǔn)則，進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計時，需要遵循以下設(shè)計準(zhǔn)則：強節(jié)點弱桿件，強柱弱梁，強剪弱彎，強壓弱拉。

非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。一般不屬于主體結(jié)構(gòu)的一部分，非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件在抗震設(shè)計時往往容易被忽略，但從震害調(diào)查來看，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件處理不好往往在地震時倒塌傷人，砸壞設(shè)備財產(chǎn)，破壞主體結(jié)構(gòu)，堵塞逃生通道。對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震對策，可根據(jù)不同的情況區(qū)別對待：做好細(xì)部構(gòu)造，考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量、剛度、強度和變形；加強連接防止倒塌；加強設(shè)備支架等與主體的連接與錨固，盡量避免發(fā)生次生災(zāi)害等等。2008年在我國汶川地震中，出現(xiàn)很多樓梯間填充墻倒塌堵塞樓梯間造成樓梯間無法使用。人員無法逃生。樓梯間作為緊急逃生的豎向通道是至關(guān)重要的，在抗震設(shè)計時對其圍護(hù)構(gòu)件應(yīng)采取加強措施。

總之，抗震設(shè)計基本概念是非常重要的，其所涵蓋的內(nèi)容也很廣，是抗震設(shè)計的指導(dǎo)思想，他是結(jié)構(gòu)工程師必須遵循的基本原則。

參考文獻(xiàn)

[1]建筑抗震設(shè)計規(guī)范北京：中國建筑工業(yè)出版社

[2]王亞勇，戴國瑩。建筑抗震設(shè)計規(guī)范疑問解答。北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006

簡述結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則范文第3篇

【關(guān)鍵詞】靜力彈塑性分析；剪力墻結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)抗震性能評價；EPDA

1、前言

一般建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計都需要考慮結(jié)構(gòu)的彈塑。由于時程分析法計算工作量大， 結(jié)果處理繁雜， 相比之下， pushover法更方便于進(jìn)行抗震設(shè)計。尤其是上世紀(jì) 90年代以后， 隨著基于性能的抗震設(shè)計思想的提出和發(fā)展，pushover 方法得到了深入的研究和日益廣泛的應(yīng)用。我國在新的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范中也引入了pushover方法。

利用pushover方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的優(yōu)點在于：既能對結(jié)構(gòu)在多遇地震下的彈性設(shè)計進(jìn)行校核，也能夠確定結(jié)構(gòu)在罕遇地震下潛在的破壞機制，找到最先破壞的薄弱環(huán)節(jié)，從而使設(shè)計者僅對局部薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行修復(fù)和加強，不改變整體結(jié)構(gòu)的性能，就能使整體結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的使用功能。

對多遇地震的計算，可以與彈性分析的結(jié)果進(jìn)行驗證，看總側(cè)移和層間位移角、各桿件是否滿足彈性極限要求，各桿件是否處于彈性狀態(tài)；對罕遇地震的計算，可以檢驗總側(cè)移和層間位移角、各個桿件是否超過彈塑性極限狀態(tài)，是否滿足大震不倒的要求。

2、原理與實施步驟

2.1 原理

靜力非線性分析方法是基于性能評估現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和設(shè)計新結(jié)構(gòu)的一種方法。它是將靜力彈塑性分析和反應(yīng)譜相結(jié)合進(jìn)行圖解的快速計算方法。其原理是使結(jié)構(gòu)分析模型受到一個沿結(jié)構(gòu)高度為單調(diào)逐漸增加的側(cè)向力或側(cè)向位移 ，直至控制點達(dá)到目標(biāo)位移或建筑物傾覆為止。

基于結(jié)構(gòu)行為設(shè)計使用Pushover分析，包括形成結(jié)構(gòu)近似需求曲線和能力曲線，并確定曲線交點。需求曲線基于反應(yīng)譜曲線，能力曲線基于靜力非線性Pushover分析。在Pushover分析中，結(jié)構(gòu)受到逐漸增加的荷載作用，從而得到需求曲線和能力曲線的交點，即性能點。由于性能點定義了結(jié)構(gòu)的底部剪力和位移，因此通過結(jié)構(gòu)在性能點的行為和現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行比較，從而確定結(jié)構(gòu)是否滿足要求。

2.2實施步驟

（1）準(zhǔn)備工作：建立結(jié)構(gòu)模型，包括幾何尺寸、物理參數(shù)以及節(jié)點和構(gòu)件的編號，并輸入構(gòu)件的實配鋼筋以便求出各個構(gòu)件的塑性承載力。

（2）求出結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力。這時還要求出結(jié)構(gòu)的基本自振周期。

（3）施加一定量的水平荷載。水平力大小的確定原則是：水平力產(chǎn)生的內(nèi)力與第（2）步豎向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力疊加后，恰好能使一個或一批構(gòu)件進(jìn)入屈服。

（4）對在上一步進(jìn)入屈服的構(gòu)件的端部，設(shè)定塑性鉸點變更結(jié)構(gòu)的剛度，這樣，相當(dāng)于形成了一個新的結(jié)構(gòu)。求出這個“新”結(jié)構(gòu)的自振周期，在其上再施加一定量的水平荷載，又使一個或一批構(gòu)件恰好進(jìn)入屈服。

（5）不斷地重復(fù)第（4）步，直到結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移達(dá)到預(yù)定的破壞極限。記錄每一次有新的塑性鉸出現(xiàn)后結(jié)構(gòu)的周期，累計每一次施加的荷載。

（6）成果整理：將每一個不同的結(jié)構(gòu)自振周期及其對應(yīng)的地震影響系數(shù)繪成曲線，也把相應(yīng)場地的各條反應(yīng)譜曲線繪在一起，如圖1所示。這樣如果結(jié)構(gòu)反應(yīng)曲線能夠穿過某條反應(yīng)譜，就說明結(jié)構(gòu)能夠抵抗那條反應(yīng)譜所對應(yīng)的地震烈度。還可以在圖中繪出相應(yīng)的變形，更便于評價結(jié)構(gòu)的抗震能力。

3、工程實例

某工程為28層剪力墻結(jié)構(gòu)，用SATWE進(jìn)行過振型分解法分析，現(xiàn)用EPDA進(jìn)行push-over法的分析，判斷結(jié)構(gòu)的抗震性能，并與SATWE程序的計算結(jié)果進(jìn)行對比。

4、結(jié)論及問題討論

4.1樓板對梁剛度的影響

從以上工程實例與SATWE的對比結(jié)果可以看出，在多遇地震下，當(dāng)SATWE的“中梁剛度增大系數(shù)”Bk=1時，結(jié)構(gòu)的自振周期SATWE與push-over的結(jié)果基本一致，而當(dāng)Bk=2時，SATWE計算的自振周期比push-over要短，說明了push-over計算中并未考慮樓板對梁剛度的影響，程序中也沒有提供相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，建議程序?qū)Υ俗鬟M(jìn)一步改進(jìn)。

4.2周期折減系數(shù)Tc的影響

從以上的對比中，還可以看出“周期折減系數(shù)”Tc的影響，在多遇地震下，當(dāng)Tc

周期折減系數(shù)的取值要注意的是當(dāng)結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形達(dá)到一定范圍后，由于填充墻的逐漸破壞，周期折減系數(shù)要相應(yīng)調(diào)整，以反映填充墻抗側(cè)剛度的降低甚至消失。

4.3混凝土本構(gòu)關(guān)系模型的假定

簡述結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則范文第4篇

中圖分類號：TU375文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

前言：

延展結(jié)構(gòu)是指如果一個建筑結(jié)構(gòu)在承載力基本保持不變的情形下，仍能有較大塑性變形能力。延性結(jié)構(gòu)在地震作用下進(jìn)入彈塑性狀態(tài)時，能吸收耗散大量地震能量，此時雖然變形較大但不會出現(xiàn)超出抗震要求的嚴(yán)重破壞或倒塌， 故結(jié)構(gòu)都應(yīng)按照延性要求進(jìn)行抗震設(shè)計。

具備一定經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)設(shè)計師都知道，延性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)即使在大震下結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到屈服，仍然可以通過屈服截面的塑性變形來耗散地震能，避免發(fā)生脆性破壞。下面分別對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計做一簡述。

1.框架結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計要點

1）強柱弱梁

從抗彎角度講，要求柱端截面的屈服彎矩要大于梁端截面的屈服彎矩，使塑性鉸盡可能首先出現(xiàn)在梁的端部，不會引起結(jié)構(gòu)局部或整體破壞耗能的梁塑性鉸早出多出，結(jié)構(gòu)仍能繼續(xù)承受外荷載而只有當(dāng)柱根也出現(xiàn)塑性鉸時結(jié)構(gòu)才達(dá)到破壞，從而形成強柱弱梁，但不允許在梁的跨中出角。底層柱柱根的塑性鉸應(yīng)較晚出現(xiàn)，各層柱子的屈服順序應(yīng)錯開，不要集中在某一層。

2)強剪弱彎

強剪弱彎的設(shè)計要點實質(zhì)是控制梁柱構(gòu)件的破壞形態(tài)， 使其發(fā)生延性較好的彎曲破壞， 避免脆性的剪切破壞。適筋梁或大偏壓柱具有較好的延性，可耗散地震能量，使內(nèi)力重分布得以充分發(fā)展，而鋼筋混凝土梁柱在受到較大的剪力時，往往呈現(xiàn)脆性破壞。故應(yīng)使構(gòu)件的受剪承載力大于受彎承載力，且保證構(gòu)件在塑性鉸出現(xiàn)之后也不過早剪切破壞。下面根據(jù)國家抗震規(guī)范中與此相關(guān)的具體設(shè)計指標(biāo)逐一闡述。

①梁柱的剪跨比 λ 限制λ=M/(Vh0)，M 為計算截面上與剪力設(shè)計值對應(yīng)的彎矩設(shè)計值；h0 為截面計算高度剪跨比 λ 反映了構(gòu)件截面承受的彎矩與剪力的相對大小，是影響梁柱變形能力的主要因素之一。對于柱，λ≥2 的屬于長柱，只要設(shè)計構(gòu)造合理，通常會發(fā)生延性的彎曲破壞；1.5≤λ

②梁柱的剪壓比限制設(shè)計中應(yīng)使梁柱的剪壓比即， V/(fcbh0)不超過規(guī)范允許的限值， 它實質(zhì)上是對構(gòu)件最小截面尺寸的規(guī)定。規(guī)范對不同情況下的剪壓比規(guī)定了最大值。梁柱滿足剪壓比要求，可以有效地防止斜裂縫的較早出現(xiàn)， 減輕混凝土破壞程度， 這是因為如構(gòu)件截面尺寸過小或混凝土強度過低，按抗剪承載力公式算出的箍筋面積會很大， 則箍筋還未充分發(fā)揮作用之前，構(gòu)件就會過早地出現(xiàn)脆性斜壓破壞。

③框架柱的最大軸壓比 μN 和最小體積配箍率 ρV軸壓比 μN=N/(fCA),其中N 為包含地震作用組合的柱軸壓力設(shè)計值；fC 為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；A 為柱的全截面面積。

試驗究表明，軸壓比大小與柱的破壞形態(tài)和變形能力密切相關(guān)。軸壓比過大時，柱會出現(xiàn)受拉鋼筋并不屈服的小偏心受壓破壞；而軸壓比適中時，柱可出現(xiàn)受拉鋼筋首先屈服的大偏心受壓破壞，受拉鋼筋可以較好地耗散地震能量。且軸壓比是影響柱的延性的重要因素之一，柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低，尤其在高軸壓比下， 增加箍筋對改善柱的變形能力作用并不明顯。因此在設(shè)計中應(yīng)按規(guī)范的最大軸壓比限值要求， 嚴(yán)格限制不可過大，以使框架柱在地震作用下仍能實現(xiàn)大偏心受壓下的彎曲破壞，使柱具有足夠的延性變形能力。

體積配箍率 ρV箍筋對核心混凝土具有約束作用，對柱的延性非常有利， 這已被震害實例和結(jié)構(gòu)試驗所證明。一般用體積配箍率 ρV 來衡量箍筋對核心混凝土所具有約束程度：

ρV=AvLv/bhs,其中Av 為箍筋的截面積， Lv 為箍筋的總長度， 則 AvLv 為箍筋的總體積，bh 為構(gòu)件核心混凝土的截面積， s 為箍筋的間距，則 bhs 為在箍筋分布間距內(nèi)的構(gòu)件核心混凝土總體積。

規(guī)范對框架柱的體積配箍率 ρV 最小值，根據(jù)不同的軸壓比規(guī)定了不同的數(shù)值，在設(shè)計箍筋時應(yīng)嚴(yán)格遵守。同時箍筋對核心混凝土具有的約束作用，不僅與箍筋的配置量有關(guān)， 還與箍筋的配置形式密切相關(guān)。單個矩形箍筋對核心混凝土的約束作用較弱，螺旋箍筋的約束作用最好，復(fù)式箍筋對鋼筋混凝土具有的約束作用大大好于單個矩形箍筋。故在設(shè)計時，應(yīng)采用復(fù)式箍筋，最好為螺旋箍。隨柱軸壓比的升高，通過箍筋約束混凝土提高延性的效果會逐漸減弱，故只有在中等軸壓比的情況下，才可通過提高箍筋用量的辦法改善柱子延性。但在高層建筑的設(shè)計中， 底層柱子要承擔(dān)很大的軸向壓力， 很難把其軸壓比控制在較低水平。大量的試驗究表明，在柱中設(shè)置矩形核心柱（規(guī)范對于核心柱的截面尺寸和箍筋配置量均有相關(guān)規(guī)定），不僅可以提高柱子的受壓承載力，也可提高柱子的延性變形能力，尤其對于軸壓比很大的短柱。

④梁柱應(yīng)設(shè)置箍筋加密區(qū)大量震害表明，框架梁端部和柱端部破壞嚴(yán)重，是框架梁柱的薄弱部位，故按照強剪弱彎原則箍筋應(yīng)加密布置在梁柱端部的塑性鉸區(qū)，規(guī)范稱其為箍筋加密區(qū)。規(guī)范對加密區(qū)長度和箍筋間距,直徑,體積或面積配箍率有具體規(guī)定。在梁柱端部的箍筋加密區(qū)配置足夠的箍筋，可以約束核心混凝土，提高塑性鉸區(qū)混凝土的極限應(yīng)變值，提高抗壓強度，防止斜裂縫的開展，這樣塑性鉸能充分變形和耗能，提高延性。梁柱的最大和最小縱筋配筋率試驗表明：鋼筋混凝土單筋梁的變形能力，隨截面混凝土受壓區(qū)相對高度 x/h0 的增大而減小，而 x/h0 著配筋率的增大，鋼筋屈服強度的提高和混凝土強度等級的降低而增大，梁的延性性能就會降低。故國家《抗震規(guī)范》對框架梁的相對受壓區(qū)高度x/h0 和最大配筋率 ρmax 作出了具體規(guī)定；同時框架梁也應(yīng)滿足最小配筋率要求。

國家《抗震規(guī)范》 對不同等級的框架柱最小配筋率 ρmin 也作出了具體規(guī)定,設(shè)計時應(yīng)嚴(yán)格滿足要求。這是為了避免地震作用下框架柱過早進(jìn)入屈服階段，增大屈服時柱的變形能力，提高柱的延性和耗能能力。

3)強節(jié)點及強錨固

因為梁柱節(jié)點區(qū)的受力情況非常復(fù)雜，故在設(shè)計時必須保證各節(jié)點不出現(xiàn)脆性剪切破壞，才可使梁柱承載力和變形能力得以發(fā)揮，即在梁柱塑性鉸出現(xiàn)完成之前，節(jié)點區(qū)必須不能過早破壞。同時還要具有良好的延性，則其鋼筋的錨固須足夠強，不可失效，設(shè)計中應(yīng)按規(guī)范的構(gòu)造要求執(zhí)行。

2.剪力墻結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計要點

剪力墻結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計要點與框架類似又不同，因為剪力墻的抗側(cè)和抗扭剛度大，承載能力大，小震下變形小，但也應(yīng)使其具有良好的延性和耗能能力?，F(xiàn)簡述如下：

1）強墻肢，弱連梁

除小開口墻和弱連梁連接的獨立墻肢外，剪力墻大多為聯(lián)肢墻;聯(lián)肢墻的延性設(shè)計可通過 “強墻肢弱連梁” 來實現(xiàn)，使連梁先于墻肢屈服（可能是剪切或彎曲破壞），使變形和耗能分散于連梁中，墻肢之后屈服，并通過構(gòu)造措施使墻肢具有良好延性和耗能能力。抗震規(guī)范通過彈性計算時把連梁剛度折減，從而減小連梁的內(nèi)力來實現(xiàn)“強墻弱梁” 。

2) 強剪弱彎

抗震規(guī)范采用剪力增大系數(shù)來調(diào)整墻肢底部加強部位截面的剪力設(shè)計值和連梁端截面的組合剪力設(shè)計值，來實現(xiàn)墻肢和連梁的強剪弱彎。

3）墻肢和連梁的剪壓比限制

為避免墻肢或連梁發(fā)生脆性的斜壓破壞，抗震規(guī)范對二者截面的平均剪應(yīng)力和混凝土抗壓強度的比值加以限制，即設(shè)計時應(yīng)限制墻肢和連梁的剪壓比。

4）墻肢的軸壓比限制

墻肢的軸壓比是影響其延性的主要因素之一，為使墻肢具有一定的延性，應(yīng)限制墻肢截面的相對受壓區(qū)高度，該點可轉(zhuǎn)換為限制墻肢的軸壓比，故規(guī)范對不同抗震等級的墻肢的軸壓比最大值做了詳細(xì)規(guī)定。

簡述結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則范文第5篇

【關(guān)鍵詞】連體高層建筑；剪力墻； 結(jié)構(gòu)設(shè)計

隨著人們對住宅，特別是連體高層住宅平面與空間的要求越來越高，普通框架結(jié)構(gòu)和框架——剪力墻的露柱構(gòu)件對建筑空問的嚴(yán)格限定與分隔已不能滿足人們對住宅空間使用和立面美觀的要求。純剪力墻結(jié)構(gòu)既可以保證結(jié)構(gòu)安全可靠性，又可以使室內(nèi)空間合理墻面平整，所以連體高層建筑結(jié)構(gòu)中便越來越多地采用剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻的受力、變形特征，類似于框剪結(jié)構(gòu)，但比框剪結(jié)構(gòu)的剛度分配、內(nèi)力分配更合理，結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)導(dǎo)致的豎向位移差別，也比框剪結(jié)構(gòu)小，傳基礎(chǔ)荷載更均勻、合理。這樣的結(jié)構(gòu)形式能使建筑取得較好的經(jīng)濟(jì)效果和建筑功能效果。

1. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

隨著城市人口的增長，大規(guī)模的城市高層建筑越來越多。高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計上有著以下共同特征：

（1）水平荷載成為決定因素。

（2）軸向變形不容忽視。

（3）側(cè)移成為控制指標(biāo)。

（4）結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計指標(biāo)。伴隨著這些設(shè)計特點逐步發(fā)展形成了能適應(yīng)人們新的住宅觀念的高層住宅結(jié)構(gòu)形式，即“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”形式。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢的長度為厚度的5～8倍的剪力墻結(jié)構(gòu)，常用的有“T”形、“L”形、“十”形 、“Z”形、 折線形、“一”字形。

2. 高層建筑冀力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計計算原則

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求綜合考察結(jié)構(gòu)是否合理，就結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾個重要技術(shù)指標(biāo)調(diào)整原則簡述如下。

2.1樓層最小剪力系數(shù)（剪重比）的調(diào)整原則在滿足短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩不超過40%的前提下盡可能少布置剪力墻，以大開間剪力墻布置方案為目標(biāo)，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度，使樓層最小剪力系數(shù)接近規(guī)范限值（不小于限值），能夠減輕結(jié)構(gòu)自重，有效減小地震作用的輸入，同時降低工程造價。

2.2剪力墻連梁超限的調(diào)整原則剪力墻連梁的跨高比不宜小于2.5，跨高比小于2.5的連梁很容易出現(xiàn)剪力和彎矩超過規(guī)范限值?！陡咭?guī)》規(guī)定跨高比不小于5的連梁宜按框架梁進(jìn)行設(shè)計，即跨高比不小于5的連梁剛度不應(yīng)折減。而跨高比在5～6之間時，若連梁剛度不折減則也容易出現(xiàn)剪力或彎矩超限。該條文若能在實際工程設(shè)計中充分利用，則對節(jié)省工程造價有非常明顯的影響，即將跨高比不大于5的連梁（剛度需折減）和減小剪力墻墻肢長度使連梁跨高比變?yōu)榇笥?的框架梁（剛度不折減），而后者的鋼筋及混凝土用量均小于前者，能節(jié)省工程投資。

2.3樓層層間最大位移與層高之比（位移）的調(diào)整原則規(guī)范規(guī)定多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的樓層最大的彈性層間位移在計算時，除以彎曲變形為主的高層建筑外，可不扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲變形，應(yīng)計入扭轉(zhuǎn)變形。對于一般的高層建筑，重點是樓層間的剪切變形及扭轉(zhuǎn)變形。剪切變形的控制是以豎向構(gòu)件的多少來決定的，但豎向構(gòu)件足夠多（剪重比偏大）而布置不合理，則會造成扭轉(zhuǎn)變形過大，同樣不能滿足層問位移的要求。因此，對于高層建筑應(yīng)盡可能使扭轉(zhuǎn)變形最小，而不能僅根據(jù)層問位移不夠不加分析地增加豎向構(gòu)件的剛度。

3. 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計建議

3.1剪力墻合理定位剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向布置；抗震設(shè)計的剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式。對一般的矩形、L形、T形等平面宜沿兩個軸線方向布置；對三角形、Y形平面宜沿三個軸線方向布置，對正多邊形，圓形及弧形平面可沿徑向及環(huán)向布置。剪力墻的平面布置應(yīng)盡可能均勻、對稱，盡量使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心重合，以減少扭矩。內(nèi)外剪力墻應(yīng)盡量拉通、對直。

剪力墻墻肢截面宜簡單、規(guī)則。剪力墻的抗側(cè)力剛度不宜過大。為充分發(fā)揮剪力墻的抗側(cè)力剛度和承載能力，增大剪力墻可利用空間，剪力墻的間距不宜太密，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度。如何判斷結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度是否適宜，剪力墻數(shù)量是否合適呢？規(guī)則結(jié)構(gòu)周期的經(jīng)驗公式：T1=（0.05～0.06n，n為結(jié)構(gòu)層數(shù)。

3.2剪力墻厚度確定《高規(guī)》中對剪力墻的截面尺寸有著詳細(xì)的規(guī)定，對于設(shè)計8度區(qū)的三級抗震剪力墻的規(guī)定：按二級抗震等級設(shè)計的剪力墻的截面厚度，底部加強部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的1/16，且不應(yīng)小于200mm，其他部位不應(yīng)小于層高或剪力墻的1/20，且不應(yīng)小于160mm。如某設(shè)計中的11層小高層住宅，層高3m，剪力墻無支長度>3m，1/16為188mm，1/20為150mm。因此就是說剪力墻最小厚度為200mm，于是可確定墻體均為200mm的原則。

3.3剪力墻墻身鋼筋的分布及構(gòu)造要求《高規(guī)》中規(guī)定一般剪力墻豎向和水平分布筋的配筋率，在一、二、三綴抗震下設(shè)計時不應(yīng)低于0.25%，而對于四級抗震設(shè)計和非抗震設(shè)計時則不應(yīng)低于20%。按照這一原則，位于9度區(qū)的一級抗震剪力墻，墻身分布鋼筋配筋率必須大于0.25%。同時應(yīng)注意這個配筋率是指：“水平配筋率+垂直配筋率”的總稱，具體在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中也有具體條款規(guī)定。

3.4剪力墻中大墻肢的處理剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)具有延性，細(xì)高的剪力墻（高寬比大于2）容易設(shè)計成彎曲破壞的延性剪力墻，從而可避免脆性的剪切破壞。當(dāng)墻的長度很長時，為了滿足每個墻段高寬比大于2的要求，可通過開設(shè)洞口將長墻分成長度較小、較均勻的墻段。洞口連粱宜采用弱連梁（跨高比大于6），使其可近似認(rèn)為分成了獨立墻段。此外，墻段長度小時，受彎產(chǎn)生的裂縫寬度較小，墻體的配筋能夠較充分地發(fā)揮作用。而對于剪力墻結(jié)構(gòu)中，有少量長度大于8m的大墻肢，計算中樓層剪力主要由這些大墻肢承受。其他小的墻肢承受的剪力很小，一旦地震，尤其超烈度地震時，大墻肢容易首先遭受破壞，而小的墻肢又無足夠配筋，使整個結(jié)構(gòu)形成各個擊破，這是極不利的。當(dāng)墻肢長度超過8m時。有兩種處理方法：開施工洞或開計算洞。開施工洞，即在施工時墻上留洞，完工時砌填填充墻，把長墻肢分成短墻肢。開計算洞，即結(jié)構(gòu)計算時設(shè)有洞，施工時仍為混凝土墻，這樣計算，可使其它小墻肢的配筋得到加強。適用于地下室外墻等，不能開施工洞的位置。

3.5剪力墻連梁超筋的處理剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中連梁超筋是一種常見現(xiàn)象。連梁的超筋，實質(zhì)是剪力不滿足剪壓比要求。連粱易超筋的部位，一般剪力墻結(jié)構(gòu)中，在總高度的1/3左右的樓層；平面中當(dāng)墻段較長時，多在其中部的連梁；某墻段中墻肢截面高度大小懸殊不均勻時，在墻肢處連粱易超筋。剪力墻連梁對剪切變形十分敏感，當(dāng)剪力墻連梁不滿足連梁的尺寸要求時，《高規(guī)》處理方法：（1）減小連梁的截面高度。（2）抗震設(shè)計的剪力墻中連梁彎矩及剪力可進(jìn)行塑性調(diào)幅。（3）當(dāng)連梁破壞對承受豎向荷載無明顯影響時，可考慮在大震作用下該連梁不參與工作，按獨立墻肢進(jìn)行第二次多遇地震作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析，墻肢應(yīng)按兩次計算所得的較大內(nèi)力進(jìn)行配筋計算。

當(dāng)?shù)?、2種措施不能解決問題時，可采用第3種措施來處理，即假定連梁在大震下破壞，不再約束墻肢。另外，可在易超筋的部位，連梁按鉸接處理進(jìn)行整體計算，但應(yīng)注意結(jié)構(gòu)層間位移比尚需滿足規(guī)范要求。

4. 結(jié)語

高層剪力墻結(jié)構(gòu)因其抗側(cè)剛度大，能有效地減少側(cè)移，且具有較好的抗震性能，因而被廣泛應(yīng)用于多層和連體高層鋼筋混凝土建筑中。因此掌握剪力墻結(jié)構(gòu)受力特點，運用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則，建筑設(shè)計就會更加安全、實用、可靠、經(jīng)濟(jì)。



參考文獻(xiàn)