時(shí)間：2022-07-05 19:05:44
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇抗震設(shè)計(jì)論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關(guān)鍵詞：抗震規(guī)范
1．R-μ-T關(guān)系及其應(yīng)用
在二十世紀(jì)五十年代，當(dāng)美國(guó)的權(quán)威人士G.W.Houser導(dǎo)出了第一條地震反應(yīng)譜和對(duì)地震激勵(lì)下的彈性反應(yīng)規(guī)律的研究很快被學(xué)術(shù)界接受后，人們很快發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與當(dāng)時(shí)的抗震設(shè)計(jì)方法相矛盾的問題，那就是例如對(duì)一個(gè)第一振型周期為0.5s~1.5s,阻尼比為0.05的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)加速度約為地面運(yùn)動(dòng)峰值加速度的1.5~2.5倍，比如賦予上述結(jié)構(gòu)一個(gè)不大的地面運(yùn)動(dòng)加速度0.15g,則根據(jù)反應(yīng)譜導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)反應(yīng)加速度已達(dá)到0.23g~0.375g，而世界各國(guó)當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)規(guī)定中一般用來確定水平地震力大小的加速度只有0.04g~0.15g，但讓人不解是，震害表明，雖然設(shè)計(jì)用的反應(yīng)加速度很小，但結(jié)構(gòu)在地震中的損傷卻不太大。這么大的差距是不能用安全性或設(shè)計(jì)誤差來解釋的，于是，各國(guó)的學(xué)術(shù)界加緊了對(duì)這一問題的研究，大家通過對(duì)單自由度體系的屈服水準(zhǔn)、自振周期（彈性）以及最大非彈性動(dòng)力反應(yīng)之間的關(guān)系；同時(shí)還研究了當(dāng)?shù)孛孢\(yùn)動(dòng)特征（包含場(chǎng)地土特征）不同時(shí)，給這種關(guān)系帶來的變化，我們把這方面的研究工作關(guān)系其中R是指在一個(gè)地面運(yùn)動(dòng)下最大彈性反應(yīng)力與非彈性反應(yīng)屈服力之間的比值，稱為彈塑性反應(yīng)地震力降低系數(shù)，簡(jiǎn)稱地震力降低系數(shù)或者反應(yīng)調(diào)節(jié)系數(shù)；µ為最大非彈性反應(yīng)位移與屈服位移的比值，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。研究表明，對(duì)于長(zhǎng)周期（指彈性周期且T>1.0s）的結(jié)構(gòu)可以適用“等位移法則”，即彈性體系與彈塑性體系的最大位移反應(yīng)總是基本相同的；而對(duì)于中周期（指彈性周期且0.12s<T<0.5s）的結(jié)構(gòu)，則適用于“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。
之所以存在上訴規(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，而又維持承載力不會(huì)下降的屬性。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)體系的無阻尼振動(dòng)來分析，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)過程中，如果進(jìn)入屈服后狀態(tài)，將通過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。
2我國(guó)現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的不足之處
抗震規(guī)范規(guī)定，我國(guó)的抗震設(shè)防目標(biāo)必須堅(jiān)持“小震不壞，中震可修，大震不倒”的原則，而建筑應(yīng)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個(gè)抗震設(shè)防類別。甲類建筑應(yīng)屬于重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑，地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，其值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定；抗震措施，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。乙類建筑應(yīng)屬于地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑，抗震措施，一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。丙類建筑應(yīng)屬于甲、乙、丁類以外的一般建筑，地震作用和抗震措施應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。我們知道，一棟建筑在大震下能否不倒，已經(jīng)不是看其承載力的大了了，而是看它的延性是否能夠到達(dá)設(shè)計(jì)要求。由上面的建筑物抗震類別劃分可以看出，我們對(duì)甲、乙、丙、丁建筑物延性的要求是依次從高到低的，此時(shí)，結(jié)構(gòu)的延性實(shí)際上是由其抗震措施來決定的，現(xiàn)以一棟乙類建筑和丙類建筑為例：
表1
設(shè)防烈度
抗震措施烈度
實(shí)際延性
6
7（6）
低
7
8（7）
中等
8
9（8）
稍高
9
比9度高（9）
高
說明：在抗震措施烈度中，括號(hào)外為乙類建筑，括號(hào)內(nèi)的為丙類建筑。
由表1可以看出，如果按規(guī)范設(shè)計(jì)，就可能會(huì)出現(xiàn)9度（設(shè)防烈度）下的丙類建筑的延性比7度（設(shè)防烈度）下的乙類建筑延性還要高的情況出現(xiàn)，而根據(jù)上面所述的R-μ-T理論關(guān)系的研究可以知道，當(dāng)R取值不變時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的延性要求也應(yīng)該是不變的，與處在什么烈度區(qū)沒有關(guān)系，如果R-μ-T理論關(guān)系的研究結(jié)果是正確的，那么我國(guó)規(guī)范對(duì)甲、乙、丙三類建筑的要求就存在概念性矛盾。
我國(guó)取R＝3.33，與國(guó)外規(guī)范相比較，我們對(duì)乙類和丙類建筑的是比較合理，而對(duì)于甲類建筑則過于偏松，對(duì)丁類建筑過于嚴(yán)格了。
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，相當(dāng)與中國(guó)的丙類建筑）、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，相當(dāng)與中國(guó)的乙類建筑）、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，相當(dāng)與中國(guó)的甲類建筑），目前中國(guó)正在進(jìn)行用地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃分圖代替基本烈度區(qū)畫圖的工作。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)業(yè)主對(duì)建筑提出的不同抗震要求
2．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的核心抗震措施
我國(guó)抗震設(shè)計(jì)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提出的基本上是“高延性要求”，也就是要求結(jié)構(gòu)在較大的屈服后塑性變形狀態(tài)下仍保持其豎向荷載和抗水平力的能力，對(duì)于有較高延性要求的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)必須使用能力設(shè)計(jì)法進(jìn)行有關(guān)設(shè)計(jì)。“能力設(shè)計(jì)法”的要求是在設(shè)計(jì)地震力取值偏低的情況下，結(jié)構(gòu)具有足夠的延性能力，具體做法是通過合理設(shè)計(jì)使柱端抗彎能力大于梁端從而使結(jié)構(gòu)在地震作用下形成“梁鉸機(jī)構(gòu)”，即塑性變形或塑性鉸出現(xiàn)在比較容易保證具有較大延性能力的梁端；通過相應(yīng)提高構(gòu)件端部和節(jié)點(diǎn)的抗剪能力以避免構(gòu)件發(fā)生非延性的剪切破壞。其核心是：
（1）“強(qiáng)柱弱梁”措施：主要是通過人為增大相對(duì)于梁的抗彎能力，使塑性鉸更多的出現(xiàn)在柱端而不是梁端，讓結(jié)構(gòu)在地震引起的動(dòng)力反應(yīng)中形成“梁鉸機(jī)構(gòu)”或“梁柱鉸機(jī)構(gòu)”，通過框架梁的塑性變形來耗散地震能量。
“強(qiáng)柱弱梁”措施是“能力設(shè)計(jì)法”的最主要的內(nèi)容。
根據(jù)對(duì)構(gòu)件在強(qiáng)震下非線線動(dòng)力分析可知，強(qiáng)震下，由于構(gòu)件產(chǎn)生塑性變形，因此可以耗散部分地震能量，同時(shí)根據(jù)桿系結(jié)構(gòu)塑性力學(xué)的分析知道，在保證結(jié)構(gòu)不形成機(jī)構(gòu)的要求下，“梁鉸機(jī)構(gòu)”或“梁柱鉸機(jī)構(gòu)”相對(duì)與“柱鉸機(jī)構(gòu)”而言，能夠形成更多的塑性鉸，從而能耗散更多的地震能量，因此我們需要加強(qiáng)柱的抗彎能力，引導(dǎo)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下形成更優(yōu)、更合理的“梁鉸機(jī)構(gòu)”或“梁柱鉸機(jī)構(gòu)”。
這一套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。這兩種思路都承認(rèn)應(yīng)該優(yōu)先引導(dǎo)梁端出塑性鉸，但是雙方對(duì)柱端塑性鉸出現(xiàn)的位置和數(shù)量有分歧。
新西蘭追求理想的梁鉸機(jī)構(gòu)，規(guī)范中底層柱的彎距增大系數(shù)比其它柱的彎距增大系數(shù)要小一些，這么做的目的是希望在強(qiáng)震下，梁端塑性鉸形成較為普遍，底層柱塑性鉸的出現(xiàn)比梁端塑性鉸遲，而其余所有的柱截面在大震下不出現(xiàn)塑性鉸的“梁鉸機(jī)構(gòu)”。但是新西蘭人也不認(rèn)為他們的理想梁鉸方案是唯一可用的方法，因此他們?cè)谝?guī)范中規(guī)定可以選用兩種方法，一種是上述的理想梁鉸機(jī)構(gòu)法，另一種就是類似與美國(guó)的方法。
美國(guó)規(guī)范的做法則希望在強(qiáng)震下塑性鉸出現(xiàn)較早，柱端塑性鉸形成較遲，梁端塑性鉸形成得較普遍，柱端塑性鉸可能要形成得要少一些的“梁－柱塑性鉸機(jī)構(gòu)”（柱端塑性鉸可以在任何位置形成，這一點(diǎn)是與新西蘭規(guī)范的做法是不同的）。中國(guó)規(guī)范和歐洲EC8規(guī)范也是采用與美國(guó)類似的方法。
（2）“強(qiáng)剪弱彎”措施：用剪力增大系數(shù)增大梁端，柱端，剪力墻端，剪力墻洞口連梁端以及梁柱節(jié)點(diǎn)中的組合剪力值，并用增大后的剪力設(shè)計(jì)值進(jìn)行受剪截面控制條件驗(yàn)算和受剪承載力設(shè)計(jì)，以避免在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脆性的剪切破壞。
我們?cè)谏蠈W(xué)期學(xué)過，鋼筋混凝土的抗剪能力由混凝土自身的抗剪能力、裂縫界面的骨料咬合力、縱筋銷栓力和箍筋的拉力4部分構(gòu)成，而通過對(duì)框架梁在強(qiáng)震下的抗剪分析可知，混凝土的梁端抗剪能力在形成塑性鉸后會(huì)比非抗震時(shí)有所下降，主要原因有幾下幾個(gè)：
1由結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)的分析可知，梁端總是正剪力大于負(fù)剪力，如果發(fā)生剪切破壞時(shí)，剪壓區(qū)一般都在梁的下部，而此時(shí)混凝土保護(hù)層已經(jīng)剝落，且梁下端又沒有現(xiàn)澆板，所以混凝土剪壓區(qū)的抗剪能力會(huì)比非抗震時(shí)偏低
2由于在強(qiáng)震下剪切破壞要發(fā)生在塑性鉸充分轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，而非抗震時(shí)的剪切破壞往往發(fā)生在縱筋屈服之前，因此在抗震條件下混凝土的交叉裂縫寬度會(huì)比非抗震情況偏大，從而使斜裂縫界面中的骨料咬合效應(yīng)慢慢退化，加之斜裂縫反復(fù)開閉，混凝土體破壞更嚴(yán)重，這使得混凝土的抗剪能力進(jìn)一步被削弱。
3混凝土保護(hù)層的剝落和裂縫的加寬又會(huì)使縱筋的抗剪銷栓作用有所退化。
我們一般在計(jì)算鋼筋混凝土的抗剪能力時(shí)，只計(jì)算了混凝土自身的抗剪能力和箍筋的抗剪能力（V＝Vc+Vsv），而把斜裂縫界面中的骨料咬合能力及縱筋的銷栓作用作為它多余的強(qiáng)度儲(chǔ)備。在抗震下梁端的塑性鉸的形成，使得骨料咬合力及縱筋的銷栓作用有所下降，鋼筋混凝土的抗剪強(qiáng)度儲(chǔ)備也會(huì)下降，同時(shí)由于混凝土的抗剪能力(Vc)的下降，V也會(huì)比非抗震時(shí)小，如果咬使V不變，那么就只有使Vsv變大，即增加箍筋用量，所以我們可以得出這樣的結(jié)論，在抗震情況下箍筋用量比非抗震時(shí)要大一些，這不是因?yàn)榈卣鹗沽旱募袅ψ兇罅硕黾庸拷钣昧浚怯捎诨炷另?xiàng)的抗剪能力下降，相應(yīng)的必須加大箍筋用量。其他構(gòu)件的原理也相似。
（3）抗震構(gòu)造措施：通過相應(yīng)構(gòu)造措施保證可能出現(xiàn)塑性鉸的部位具有所需足夠的延性，具體來說就是塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力和塑性耗能能力。
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。
對(duì)于梁而言，無論是對(duì)不允許柱出現(xiàn)塑性鉸（底層柱除外）的新西蘭方案，還是允許柱出現(xiàn)塑性鉸但控制其出現(xiàn)時(shí)間和程度的方案，梁端始終都是引導(dǎo)出現(xiàn)塑性鉸的主要部位，所以都希望梁端的塑性變形有良好的延性（即不喪失基本抗彎能力前提下的塑性變形轉(zhuǎn)動(dòng)能力）和良好的塑性耗能能力。因此除計(jì)算上滿足一定的要求外，還要通過的一系列嚴(yán)格的構(gòu)造措施來滿足梁的這種延性，如：
1控制受拉鋼筋的配筋率。配筋率包括最大配筋率和最小配筋率，前者是為了使受拉鋼筋屈服時(shí)的混凝土受壓區(qū)壓應(yīng)變與梁最終破壞時(shí)的極限壓應(yīng)變還有一定的差距（梁的最終破壞一般都以受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變，混凝土被壓碎為標(biāo)志的）；后者是保證梁不會(huì)在混凝土受拉區(qū)剛開裂時(shí)鋼筋就屈服甚至被拉斷。
2保證梁有一定的受壓鋼筋。受壓鋼筋可以分擔(dān)部分剪力，減小受壓區(qū)高度，另外在大震下，梁端可能出現(xiàn)正彎距，下部鋼筋有可能受拉，。
3保證箍筋用量，用法。箍筋的作用有三個(gè)，一是抗剪，這在前文已經(jīng)說過，這里不再充分；二是規(guī)定箍筋的最小直徑，保證縱筋在受壓下不會(huì)過早的局部失穩(wěn)；三是通過箍筋約束受壓混凝土，提高其極限壓應(yīng)變和抗壓強(qiáng)度。
4對(duì)截面尺寸有一定的要求。規(guī)范規(guī)定框架梁截面尺寸宜符合下列要求：1>截面寬度不宜小于200mm；2>截面高度與寬度的比值不宜大于4；3>凈跨與截面高度的比值不宜大于4。在施工中，如梁寬度太小，而梁上部鋼筋一般都比較多，會(huì)使混凝土的澆注比較困難，容易造成混凝土缺陷；在震害和試驗(yàn)中多次發(fā)生過腹板較薄的梁側(cè)向失穩(wěn)的事例，因此提出要求了2；一般我們把跨高比小于5的梁稱為深梁，深梁的抗彎和抗剪機(jī)理與一般的梁（跨高比大于5的梁）有所不同，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)中最好能避免設(shè)計(jì)成深梁，如果實(shí)在不能避免，就要去看專門的設(shè)計(jì)方法和規(guī)造措施。
柱的構(gòu)造措施也和梁差不多，但是柱除了受彎距和剪力以外，還要承受軸力（梁的軸力一般都很小，在設(shè)計(jì)中都不予以考慮），尤其是高層建筑，軸力就更大了，所以柱還有對(duì)軸壓比的限制，其中對(duì)不同烈度下有著不同延性要求的結(jié)構(gòu)有著不同的軸壓比限值；另外，柱端箍筋用量的控制條件不是簡(jiǎn)單的用體積配箍率，而是用配箍特征值，它同時(shí)考慮了箍筋強(qiáng)度等級(jí)和混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)配箍量的影響。
高強(qiáng)度混凝土（C60以上）的極限壓應(yīng)變都比一般混凝土（C60及其以下）要小一些，而且強(qiáng)度越高，小的越多；另外，強(qiáng)度越高，混凝土破壞時(shí)脆性特征越明顯，這些對(duì)于抗震來說是不利的。
3．常用的抗震分析方法
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就是是對(duì)結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)的分析，以下是一些常用的抗震分析方法：
1．底部剪力法
底部剪力法實(shí)際上時(shí)振型分解反應(yīng)譜法的一種簡(jiǎn)化方法。它適用于高度不超過40m，結(jié)構(gòu)以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，此時(shí)假設(shè)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)將以第一振型為主且結(jié)構(gòu)的第一振型為線性倒三角形，通過這兩個(gè)假設(shè)，我們可近似的算出每個(gè)平面框架各層的地震水平力之和，即“底部剪力”，此方法簡(jiǎn)單，可以采用手算的方式進(jìn)行，但精確度不高。
2．振型分解反應(yīng)譜法
振型分解反應(yīng)譜法的理論基礎(chǔ)是地震反應(yīng)分析的振型分解法及地震反應(yīng)譜概念，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得到結(jié)構(gòu)總的地震作用、作用效應(yīng)。此法計(jì)算精度高，但計(jì)算量大，必須通過計(jì)算機(jī)來計(jì)算。
3．彈性時(shí)程分析
彈性時(shí)程分析法，也稱為彈性動(dòng)力反應(yīng)分析。所謂時(shí)程分析法就是將建筑物作為彈性或彈塑性振動(dòng)系統(tǒng)，直接輸入地面地震加速度記錄，對(duì)運(yùn)動(dòng)方程直接積分，從而獲得計(jì)算系統(tǒng)各質(zhì)點(diǎn)的位移，速度，加速度和結(jié)構(gòu)構(gòu)件地震剪力的時(shí)程變化曲線。而彈性時(shí)程分析法就是把建筑物看成是彈性振動(dòng)系統(tǒng)。
4．非線（彈）性時(shí)程分析
非彈性時(shí)程分析法，也稱為非線性動(dòng)力反應(yīng)分析。就是將建筑物作為彈塑性振動(dòng)系統(tǒng)來輸入地面地震加速度記錄。上面所提到的基于地震反應(yīng)譜進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法，可以求出多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈性內(nèi)力和變形，同樣可以求得罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈塑性變形。但是它不能確切了解建筑物在地震過程中結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移隨時(shí)間的反應(yīng)；同時(shí)也難以確定建筑結(jié)構(gòu)在地震時(shí)可能存在的薄弱環(huán)節(jié)和可能發(fā)生的震害；由于計(jì)算簡(jiǎn)化，抗震承載力和變形的安全度也可能是有疑問的。而時(shí)程分析法就可以準(zhǔn)確而完整的反映結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下反應(yīng)的全過程狀況。所以，它是改善結(jié)構(gòu)抗震能力和提高抗震設(shè)計(jì)水平的一項(xiàng)重要措施。
論文摘要:本文從抗震的角度探討建筑的體型，建筑平面布置和豎向布置、規(guī)范中設(shè)計(jì)限值的控制、屋頂建筑等設(shè)計(jì)問題。
建筑設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求，從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很難對(duì)建筑設(shè)計(jì)有較大的修改，建筑設(shè)計(jì)定了，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則上只能是服從于建筑設(shè)計(jì)的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計(jì)階段中較好地考慮抗震的要求，則結(jié)構(gòu)工程師就可以對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行合理的布置，建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào)，使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高；如果建筑師提供的建筑設(shè)計(jì)沒有很好地考慮抗震要求，那就會(huì)給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)帶來較多困難，使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計(jì)受到建筑布置的限制，甚至造成設(shè)計(jì)的不合理。有時(shí)為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力，不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量，造成不必要的投資浪費(fèi)。由此可見，建筑設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求，對(duì)整個(gè)建筑起著很重要的作用。因此，我們?cè)诮ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)過程別要注重以下幾個(gè)問題。
一、建筑體型設(shè)計(jì)問題
建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計(jì)。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過多伸懸、不對(duì)稱的側(cè)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(jiǎn)單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)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(fù)雜和不規(guī)則在地震時(shí)都會(huì)造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡(jiǎn)潔、規(guī)則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對(duì)抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡可能少做不對(duì)稱的側(cè)翼和過長(zhǎng)的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對(duì)稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對(duì)稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。
二、建筑平面布置設(shè)計(jì)問題
建筑物的平面布置在建筑設(shè)計(jì)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(nèi)墻的布置、空間活動(dòng)面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數(shù)量和布置等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來。而且，由于建筑使用功能不同，每個(gè)樓層的布置有可能差異很大，建筑平面上的墻體，包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強(qiáng)度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等等布置不對(duì)稱，墻體與柱子分布的不對(duì)稱、不協(xié)調(diào)，使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震很不利。有的建筑物，其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側(cè)，結(jié)果在地震中造成靠電梯一側(cè)建筑物的嚴(yán)重破壞。這是因?yàn)殡娞菥簿哂袠O大的抗側(cè)力剛度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一側(cè)的墻體很多，而另一側(cè)的墻體稀少，這就造成平面上剛度分布的很不對(duì)稱，質(zhì)量分布也偏心，使結(jié)構(gòu)的受力和變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng)，帶來局部墻面的破壞。有的建筑物，如底層為商場(chǎng)的臨街建筑，臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體，而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉，兩側(cè)在剛度上相差很多，也將在地震時(shí)引起扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震不利。還有的建筑平面布置上，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對(duì)齊或中斷，使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻，對(duì)抗震也帶來不利，客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震關(guān)系很大，從概念上要解決的一個(gè)核心問題是：建筑平面布置設(shè)計(jì)上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻，對(duì)稱協(xié)調(diào)，避免突變，防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計(jì)上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件，使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震中的作用。
三、建筑豎向布置設(shè)計(jì)問題
建筑的豎向布置設(shè)計(jì)問題在建筑設(shè)計(jì)中主要反映在建筑沿高度(樓層)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計(jì)上。無論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個(gè)問題是比較突出的。存在的這個(gè)主要問題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場(chǎng)、購物中心，建筑上要求是大柱距、大空間；而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設(shè)柱、墻很少，而上面則是以墻為主，柱很少。有的建筑在布置上還設(shè)有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設(shè)有大會(huì)議廳、展廳、報(bào)告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質(zhì)量和剛度的嚴(yán)重不均勻、不協(xié)調(diào)。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質(zhì)量和剛度相差過大，形成突變［3］。在剛度最差的樓層形成對(duì)抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設(shè)計(jì)中必須高度重視的問題。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，在建筑使用功能不同的情況下，很可能出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對(duì)齊，柱子不對(duì)齊，墻體不連續(xù)，不到底；上層墻多，下層墻少；上層有柱，下層無柱等，使地震力的傳遞受阻或不通；抗震用的剪力墻設(shè)置不能直通到底層、剪力墻布置嚴(yán)重不對(duì)稱或數(shù)量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來地震作用分布的不均勻、不對(duì)稱和對(duì)建筑物很不利的扭轉(zhuǎn)作用。多次大震害表明，建筑物豎向樓層剛度的過大變化，給建筑物造成很多破壞，甚至是整個(gè)樓層的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中，有多棟鋼筋混凝土高層建筑發(fā)生了中間樓層的整體坐落倒塌破壞。因此，盡可能使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑物底部，不宜中斷或不到底。盡量避免其某樓層剛度過少，盡量避免產(chǎn)生地震時(shí)的鈕轉(zhuǎn)效應(yīng)。
四、建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)限值控制問題
根據(jù)大量震害的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJll-89)對(duì)房屋建筑在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)予遵守：一是房屋的建筑總高度和層數(shù)；二是對(duì)房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。
五、屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)問題
在高層和超高層建筑設(shè)計(jì)中，屋頂建筑是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)部分。從近幾年對(duì)一些高層建筑抗震設(shè)計(jì)審查結(jié)果來看，屋頂建筑存在的主要問題，一是過高，二是過重。這樣的屋頂建筑加大了變形，也加大了地震作用。對(duì)屋頂建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上，且前者的抗側(cè)力墻與其下樓層的抗側(cè)力墻體上下不連續(xù)時(shí)，更會(huì)帶來地震的扭轉(zhuǎn)作用，對(duì)建筑物抗震更不利。為此，在屋頂建筑設(shè)計(jì)中，宜盡量降低其高度。采用高強(qiáng)輕質(zhì)的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結(jié)構(gòu)的傳遞比較通暢，使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致；當(dāng)屋頂建筑較高時(shí)，要使其具有較好的抗震定性，使屋頂建筑的地震作用及其變形較小，而且不發(fā)生扭轉(zhuǎn)地震作用。超級(jí)秘書網(wǎng)
六、結(jié)束語
總的來說，建筑設(shè)計(jì)是建筑杭震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，建筑設(shè)計(jì)與建筑
抗震設(shè)計(jì)有著密切關(guān)系。它對(duì)建筑抗震起著重要的基礎(chǔ)作用。一個(gè)優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計(jì)，必須是在建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成。為此，要充分重視建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要性，在建筑抗震設(shè)計(jì)中更好地發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)應(yīng)有的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(CBJll-89)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005。
[2]包世華、方鄂華，《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》，清華大學(xué)出版社，2003。
【關(guān)鍵詞】磚柱廠房，地震震害，抗震設(shè)計(jì)
單層磚柱廠房具有選價(jià)低廉、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，在中小型工業(yè)廠肩中得到廣泛應(yīng)用。磚柱廠房是以磚柱（墻）做為承重和抗側(cè)力構(gòu)件，由于材料的脆性性質(zhì)，其抗震性能比鋼筋混凝土柱廠房差；由于磚往廠房?jī)?nèi)部空曠、橫墻問距大，地震時(shí)的抗倒塌能力不如砌體結(jié)構(gòu)的民用建筑。因此根據(jù)磚柱廠房的震害特點(diǎn)，找出杭震的薄弱環(huán)節(jié)，提出相應(yīng)的抗震措施，提高其抗震能力是必要的。
1．地震震害及其特點(diǎn)：
·地震震害表明：6、7度區(qū)單層磚柱廠房破壞較輕，少數(shù)磚柱出現(xiàn)彎曲水平裂縫：8度區(qū)出現(xiàn)倒塌或局部倒塌，主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞；9度區(qū)廠房出現(xiàn)較為嚴(yán)重的破壞，倒塌率較大。
從震害特點(diǎn)看，磚柱是廠房的薄弱環(huán)節(jié)，外縱墻的磚柱在窗臺(tái)高度或廠房底部產(chǎn)主水平裂縫，內(nèi)縱墻的磚柱在底部產(chǎn)生水平裂縫，磚柱的破壞是廠肩倒塌的主要原因。山墻在地震時(shí)產(chǎn)生以水平裂縫為代表的平面外彎曲破壞，山墻外傾、檁條拔出，嚴(yán)重時(shí)山墻倒塌，端開間屋蓋塌落。屋蓋形式對(duì)廠房抗震性能有一定的影響，重屋蓋廠房的震害普遍重子輕屋蓋廠房，楞攤瓦和稀鋪望板的瓦木屋蓋，其縱向水平剛度和空間作用較差，地震時(shí)屋蓋易產(chǎn)生傾斜。
2．適用范圍及結(jié)構(gòu)布置
2．1單跨和等高多跨的單層磚柱廠房，當(dāng)無吊車且跨度和柱頂標(biāo)高均不大時(shí)，地震破壞較輕。不等高廠房由于高振型的影響，變截面柱的上柱震害嚴(yán)重又不易修復(fù)，容易造成屋架塌落。因此規(guī)定磚柱廠房的適用范圍為單跨或等高多跨且無橋式吊車的中小型廠房，6－8度時(shí)廠房的跨度不大子15m且柱頂標(biāo)高下大于6．6m，9度時(shí)跨度不大于12m且柱頂標(biāo)高不大于4．5m。
2．2廠房的平立面應(yīng)簡(jiǎn)單規(guī)則。平面宜為矩形，當(dāng)平面為L(zhǎng)、T形時(shí)，廠房陰角部位易產(chǎn)生震害，特別是平面剛度不對(duì)稱，將產(chǎn)生應(yīng)力集中。對(duì)于立面復(fù)雜的廠房，當(dāng)屋面高低錯(cuò)落時(shí)，由于振動(dòng)的不協(xié)調(diào)而發(fā)主碰撞，震害更為嚴(yán)重。
2．3當(dāng)廠房體型復(fù)雜或有貼建的房屋（或構(gòu)筑物）時(shí)，應(yīng)設(shè)置防震縫將廠房與附屬建筑分割成各自獨(dú)立、體型簡(jiǎn)單的抗震單元，以避免地震時(shí)產(chǎn)主破壞。針對(duì)中小型廠房的特點(diǎn)，鋼筋混凝上無檀屋蓋的磚柱廠房應(yīng)設(shè)置防震縫，而輕型屋蓋的磚柱廠房可不設(shè)防震縫。防震縫處宜設(shè)置雙柱或雙墻，以保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和剛度，防震縫的寬度應(yīng)根據(jù)地震時(shí)最大彈塑性變形計(jì)算確定。一般可采用50～70mm。
3．結(jié)構(gòu)體系
3.1地震時(shí)廠房破壞程度與屋蓋類型有關(guān)，一般來說重型屋蓋廠房震害重，輕型屋蓋廠房震害輕，在高烈度區(qū)影響更為明顯。因此要求6－8度時(shí)宜采用輕型屋蓋，9度時(shí)應(yīng)采用輕型屋蓋。人之地震震害調(diào)查表明：6、7度時(shí)的單跨和等高多跨磚柱廠房基本完好或輕微破壞，8、9度時(shí)排架柱有一定的震害甚至倒塌。因此《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（G8Jll一89）規(guī)定：6、7度時(shí)可采用十字形截面的無筋磚柱，8度1、2類場(chǎng)地應(yīng)采用組合磚柱，8度3、4類場(chǎng)地及9度時(shí)邊柱宣采用組合磚柱，中柱直采用鋼筋混凝土柱。經(jīng)過地震震害分析發(fā)現(xiàn)：非抗震設(shè)計(jì)的單層磚柱廠房經(jīng)過8度地震也有相當(dāng)數(shù)量的廠房基本完好，所倒塌的廠肩大部份在設(shè)計(jì)和施工上也存在先天不足，因此正常設(shè)計(jì)正常施工和正常使用的無筋磚柱單層廠后，在8度區(qū)仍然具有一定的抗震能力。可見對(duì)8度區(qū)的單層磚柱廠房都配筋的要求是偏嚴(yán)的，在抗震規(guī)范的修訂稿中將8度1、2類場(chǎng)地“應(yīng)”采用組合磚往改為“宜”采用組合磚柱，允許設(shè)計(jì)人員根據(jù)不同情況對(duì)是否配筋有所選擇。一般來說，當(dāng)單層磚柱廠房符合砌體結(jié)構(gòu)剛性方案條件，經(jīng)抗震驗(yàn)算承載力滿足要求時(shí)，可以采用無筋磚柱。
3.3對(duì)于單層磚柱廠房的縱向仍然要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度，單靠磚柱做為抗側(cè)力構(gòu)件是不夠的，如果象鋼筋混凝土柱廠房那樣設(shè)置柱間支撐，會(huì)吸引相當(dāng)大的地震剪力。使磚拄剪壞。為了增強(qiáng)廠房的縱向抗震承載力，在柱間砌筑與柱整體連接的縱向磚墻，以代替柱間支撐的作用，這是經(jīng)濟(jì)有效的方法。
3.4當(dāng)廠房?jī)啥藶榉浅兄厣綁r(shí)，山墻頂部與檁條或屋面板恨難連接，只能依靠屋架上弦與防風(fēng)柱上端連接做為山墻頂部的支點(diǎn)，這不僅降低了房屋整體空間作用，對(duì)防止山墻的出平面破壞也不利，因此廠房?jī)啥司鶓?yīng)設(shè)置承重山墻。
3．5廠房的縱橫向內(nèi)隔墻宣做成抗震墻，其目的充分利用培體的功能，避免主體結(jié)構(gòu)的破壞。當(dāng)內(nèi)隔墻不能做成抗震墻時(shí)，最好采用輕質(zhì)隔墻，以避免墻體對(duì)柱及柱與屋架連接節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生不利影響，如果采用非輕質(zhì)隔墻，則應(yīng)考慮隔墻對(duì)柱及其與屋架節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的附加剪力。
3.6無窗架不應(yīng)通至廠房單元的端開間，以免過份削弱屋蓋的剛度。天窗架采用磚壁承重時(shí)，將產(chǎn)生嚴(yán)重的震害甚至倒塌，地震區(qū)應(yīng)避免使用。
4抗震承載力計(jì)算
4.1橫向抗震計(jì)算
單層磚往廠房橫向抗震計(jì)算的計(jì)算簡(jiǎn)圖，可按下列規(guī)定選取：（1）當(dāng)廠房柱為無筋磚柱或邊柱為組合磚柱、中柱為鋼筋混凝土柱時(shí)，可采用下端為固接、上端為鉸接的徘架結(jié)構(gòu)模型；（2）當(dāng)廠肩邊柱為無筋磚柱、中柱為鋼筋混凝士柱，在確定廠房自振周期時(shí)，磚柱下端按固接考慮，在計(jì)算水平地震作用時(shí)，磚柱下端按鉸接考慮。這主要是考宅到在地震作用下，隨著變形的不斷增加，無筋磚柱下端開裂并退出工作，囚而全部橫向地震作用由中部的鋼筋混凝土柱承擔(dān)。輕型屋蓋單層磚柱廠房的橫向抗震計(jì)算，可以忽略空間工作影響·采用平面排架進(jìn)、廳計(jì)算。對(duì)于鋼筋混凝上屋蓋和密鋪望板的瓦木屋蓋廠肩，其空間作用不能忽略，應(yīng)按空間分析的方法進(jìn)行計(jì)算：但為了簡(jiǎn)化，對(duì)于一定條件下的廠房可以按平面排架進(jìn)行計(jì)算，考慮到其空間工作影響，對(duì)計(jì)算的地震作用效應(yīng)要進(jìn)行調(diào)整。
4.2縱向抗震計(jì)算
對(duì)于鋼筋混凝土屋蓋的等高多跨磚柱廠房，當(dāng)考慮屋蓋為剛性時(shí)，縱向地震作用在各柱列之間的分配與柱列的側(cè)移剛度成正比：當(dāng)考慮屋蓋的彈性進(jìn)行空間分析時(shí)，側(cè)移剛度較大柱列分配的地震作用比按剛性屋蓋分配的地震作用小，而側(cè)移剛度較小柱列分配的地震作用比按剛性屋蓋分配的地震作用大。設(shè)計(jì)中為了利用剛性屋蓋假定時(shí)縱向地震作用分配形式簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，可以針對(duì)不同屋蓋形式對(duì)柱列的側(cè)移剛度乘以修正系數(shù)，做為縱向地震分配時(shí)的柱列剛度，并對(duì)所計(jì)算的廠房自振周期進(jìn)行修正，以考慮屋蓋的彈性影響。
對(duì)于縱墻對(duì)稱布置的單跨廠房，在廠房縱向沿跨中切開，取一個(gè)柱列單獨(dú)進(jìn)行縱向計(jì)算與對(duì)廠房進(jìn)行整體分析結(jié)果是相同的。對(duì)于輕型屋蓋的多跨廠房雖然屋蓋仍具有一定的水平剛度，考慮到屋蓋與磚墻的彈性極限變形值相差較大，為了計(jì)算簡(jiǎn)便，仍可假定各縱向往列在地震時(shí)獨(dú)立振動(dòng)，按柱列法進(jìn)行計(jì)算。
5抗震構(gòu)造措施
5．1單層磚柱廠房采用鋼筋混凝上屋蓋時(shí)的抗震構(gòu)造措施可參照鋼筋混凝土柱廠房的有關(guān)規(guī)定。采用瓦木屋蓋時(shí)，設(shè)有滿鋪望板的抗震能力比無望板強(qiáng)得多，望板能起到阻止屋架傾斜的作用。地震震害表明，未設(shè)上弦及下弦水平支撐的楞攤瓦屋蓋，屋架產(chǎn)主傾斜甚至倒塌的震害較多，因此要有足夠的屋蓋支撐系統(tǒng)，保證屋蓋沿縱向有足夠的剛度和穩(wěn)定，以滿足抗震的要求。
5．2圈梁對(duì)增強(qiáng)廠房的整體性起到了重要作用，但預(yù)制圈梁抗震性能差，地震時(shí)在連接外容易拉斷，因此要求圈梁應(yīng)現(xiàn)澆且在廠房柱頂標(biāo)高處沿房屋外墻及承重內(nèi)墻閉合。對(duì)于8、分度區(qū)還應(yīng)沿墻高每隔3－4m增設(shè)一道圈梁，可提高磚墻的抗震性能，并能夠限制地震時(shí)墻體裂縫的開展，減輕墻體破壞。當(dāng)?shù)鼗鶠檐浫跽承酝痢⒁夯痢⑿陆钔粱驀?yán)重不均勻土層時(shí)，地震易出現(xiàn)裂縫，如果裂縫穿過廠房將使房屋撕裂，基礎(chǔ)頂面應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)圈梁，以減輕地震災(zāi)害。當(dāng)圈梁兼做門窗過梁或抵抗不均勻沉降影響時(shí)，圈梁的截面和配筋除滿足抗震構(gòu)造要求外，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際受力計(jì)算確定。
采用鋼筋混凝土無檁屋蓋的磚柱廠房，地震時(shí)在屋蓋處圈梁下一至四皮磚的磚墻上易出現(xiàn)水平裂縫，因此8、9度時(shí)，在墻頂沿墻長(zhǎng)每隔1m左右埋設(shè)1根8豎向鋼筋，并插入頂部圈梁內(nèi)，以避免上述震害的產(chǎn)生。
5．3地震中屋架與磚柱連接不牢，柱頭產(chǎn)主破壞甚至屋蓋坍落的震例是較多的。為了加強(qiáng)屋架與磚柱的連接，柱頂墊塊應(yīng)與墻頂圈梁整體澆注，屋架與墊塊的預(yù)埋件采用螺栓連接或焊接。當(dāng)墊塊厚度或配筋過小時(shí)。預(yù)埋件的錨固不能滿足要求，墊塊厚度丁應(yīng)小于240mm，井配置兩層直徑不小于8間距不大于100mm的鋼筋網(wǎng)。烈度較高時(shí)，屋蓋承受的地震作用較大，與墊塊整體澆注的圈粱受到較大的扭矩，墊塊兩側(cè)各500mm范圍內(nèi)圈梁的箍筋應(yīng)加密，其間距不應(yīng)大子100mm。
5.4山墻是磚柱廠房抗震的薄弱部位，地震時(shí)產(chǎn)生外傾、局部倒塌甚至全部倒塌，震害的主要原因是山墻頂部與屋蓋系統(tǒng)拉結(jié)不牢。為了使屋蓋與山墻可靠連接，應(yīng)在山培頂部設(shè)置鋼筋混凝上臥梁，通過臥梁內(nèi)的預(yù)埋件與屋蓋構(gòu)件錨拉。
由于山墻比較高大，在橫向地震作用下，墻體內(nèi)的平面彎曲應(yīng)力使墻體產(chǎn)主水平裂縫，墻體內(nèi)的剪力使墻體產(chǎn)生交叉裂縫；在縱向地震作用下，墻體產(chǎn)生平面外傾倒。在山墻壁柱中配筋，可以防止或減輕上述震害的產(chǎn)生，壁柱的截面和配筋不應(yīng)小于排架柱，并應(yīng)通到墻頂與臥梁、屋面構(gòu)件連接。
為了防止山墻和橫墻的剪切破壞，對(duì)其開侗應(yīng)有所限制，開洞的水平截面面積不應(yīng)超過總截面面積的50％。8、9度時(shí)在山墻和橫墻兩端應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，9度時(shí)在高大洞口兩側(cè)應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱。
參考文獻(xiàn)
摘要；文章闡述了抗震設(shè)計(jì)方法的轉(zhuǎn)變，并介紹了兩種不同設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)能量分析方法在抗震結(jié)構(gòu)計(jì)算中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：推覆分析方法；結(jié)構(gòu)能量反應(yīng)分析；地震動(dòng)三要素；耗散能量
目前世界各國(guó)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范大多數(shù)都以保障生命安全為基本目標(biāo)，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設(shè)防水準(zhǔn)，據(jù)此制定了各種設(shè)計(jì)規(guī)范和條例。依此設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)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(xiàn)代工業(yè)社會(huì)的發(fā)展，城市的數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市變成了人口高度密集、財(cái)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(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。嚴(yán)重的震害引起工程界對(duì)現(xiàn)有抗震設(shè)計(jì)思想和方法上存在的不足進(jìn)行深刻的反思，進(jìn)一步探討更完善的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思想和方法已成為迫切的需要。上個(gè)世紀(jì)九十年代，美國(guó)地震工程和結(jié)構(gòu)工程專家經(jīng)過深刻總結(jié)后，主張改進(jìn)當(dāng)前基于承載力的設(shè)計(jì)方法。加州大學(xué)伯克利分校的J.P.Moehlelll提出了基于位移的抗震設(shè)計(jì)理論；日本建設(shè)省建筑研究院根據(jù)建筑物的性能要求，提出了一個(gè)有關(guān)抗震和結(jié)構(gòu)要求的框架，內(nèi)容包括建議方案，性能目標(biāo)，檢驗(yàn)性能水準(zhǔn)等：我國(guó)學(xué)者已認(rèn)識(shí)到這一思潮的影響，并在各自研究領(lǐng)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(guān)剪力墻、框架構(gòu)件的變形容許值的研究成果，程耿東采用可靠度的表達(dá)形式，將結(jié)構(gòu)構(gòu)件層次的可靠度應(yīng)用水平過渡到考慮不同功能要求的結(jié)構(gòu)體系，王光遠(yuǎn)把這一理論引入到結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域，提出基于功能的抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)概念。
我國(guó)現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，主要是以承載力為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，即用線彈性方法計(jì)算結(jié)構(gòu)在小震作用下的內(nèi)力、位移；用組合的內(nèi)力驗(yàn)算構(gòu)件截面，使結(jié)構(gòu)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(hù)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件；結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力是通過構(gòu)造措施獲得的。結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析方法基本上可以分為彈性方法和彈塑性方法。當(dāng)前在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和研究中廣泛地采用底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法等。這些方法沒有考慮結(jié)構(gòu)屈服之后的內(nèi)力重分布。實(shí)際上結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下往往處于非線性工作狀態(tài)，彈性分析理論和設(shè)計(jì)方法不能精確地反映強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)的工作特性，讓結(jié)構(gòu)在強(qiáng)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(fèi)，是不經(jīng)濟(jì)的。隨著人們認(rèn)識(shí)的提高，結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析設(shè)計(jì)方法經(jīng)過了兩個(gè)文獻(xiàn)的轉(zhuǎn)變：(1)靜力分析方法到動(dòng)力分析方法的轉(zhuǎn)變：(2)從線性分析方法到非線性分析方法的轉(zhuǎn)變。其中動(dòng)力分析方法就經(jīng)過了從振型分解反應(yīng)譜法到時(shí)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(gè)大的轉(zhuǎn)變。作為一種簡(jiǎn)化實(shí)用近似方法，目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到眾多學(xué)者的重視。它屬于彈塑性靜力分析，是進(jìn)行結(jié)構(gòu)在側(cè)向力單調(diào)加載下的彈塑性分析。具體做法是在結(jié)構(gòu)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(cè)向力分布方式)模擬地震水平慣性力作用的側(cè)向力并逐步單調(diào)加大，使結(jié)構(gòu)從彈性階段開始，經(jīng)歷開裂、屈服直至達(dá)到預(yù)定的破壞狀態(tài)甚至倒塌。這樣可了解結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形特性和能量耗散及其相互關(guān)系，塑性鉸出現(xiàn)的順序和位置，薄弱環(huán)節(jié)及可能的破壞機(jī)制。這種方法彌補(bǔ)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(dòng)力時(shí)程分析方法過程中，計(jì)算工作量大的問題，僅用于近似評(píng)估結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，對(duì)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(duì)于非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，還必須考慮正、反側(cè)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(jié)構(gòu)在特定強(qiáng)度地震作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)和破壞情況，這限制了它在抗震性能設(shè)計(jì)中的使用地震動(dòng)能量是刻畫地震強(qiáng)弱的綜合指標(biāo)，它綜合體現(xiàn)了地面最大加速度和地震持時(shí)兩個(gè)反映地面運(yùn)動(dòng)特性的重要因素。結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的能量分析方法是一種能較好地反映結(jié)構(gòu)在地震地面運(yùn)動(dòng)作用下的非線性性質(zhì)及地震動(dòng)三要素(幅值、頻譜特性和持時(shí))對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能影響的方法。地震時(shí)，結(jié)構(gòu)處于能量場(chǎng)中，地面與結(jié)構(gòu)之間有連續(xù)的能量輸入、轉(zhuǎn)化與耗散。研究這種能量的輸入與耗散，以估計(jì)結(jié)構(gòu)的抗震能力，是結(jié)構(gòu)抗震能量分析方法所關(guān)心的問題。結(jié)構(gòu)在地震(反復(fù)交變荷載)作用下，每經(jīng)過一個(gè)循環(huán)，加載時(shí)先是結(jié)構(gòu)吸收或存儲(chǔ)能量，卸載時(shí)釋放能量，但兩者不相等。兩者之差為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在一個(gè)循環(huán)中的“耗散能量”(耗能)，亦即一個(gè)滯回環(huán)內(nèi)所含的面積。能量等于力與變形的乘積。一個(gè)結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)所耗散的地震能量多，不僅因?yàn)樗袚?dān)了較大的地震作用，還因?yàn)樗a(chǎn)生了較大的變形。從這個(gè)意義上來看，耗能構(gòu)件是用它自身某種程度破壞所作的犧牲，來維持整個(gè)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，只有通過結(jié)構(gòu)自身的破壞來釋放所有的多余能量。因此，結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注意保證結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度和變形能力的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，如結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)就是在傳統(tǒng)的單一強(qiáng)度概念條件下進(jìn)行的彈性抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，充分考慮結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的塑性變形能力，在設(shè)防烈度下允許結(jié)構(gòu)出現(xiàn)可能修復(fù)的損壞，當(dāng)?shù)卣鹱饔贸^設(shè)防烈度時(shí)，利用結(jié)構(gòu)的彈塑性變形來存儲(chǔ)和消耗巨大的地震能量，保證結(jié)構(gòu)裂而不倒。
能量法在近半個(gè)世紀(jì)的研究中發(fā)現(xiàn)較快，但由于地震本身的復(fù)雜性能量與結(jié)構(gòu)反應(yīng)之間的關(guān)系仍需我們進(jìn)行進(jìn)一步的探索。
（一）支座破壞，是指上部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的地震慣性力通過支座構(gòu)件傳遞到下部結(jié)構(gòu)，當(dāng)傳遞的荷載強(qiáng)度超出支座構(gòu)件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度值時(shí)，支座發(fā)生破壞的現(xiàn)象。對(duì)于橋梁的下部結(jié)構(gòu)，支座的破壞消解了大部分的地震力，避免了地震力傳遞至墩臺(tái)結(jié)構(gòu)，避免了橋梁下部主體結(jié)構(gòu)的損害程度，但同時(shí)支座的破壞可能會(huì)引起落梁等進(jìn)一步的橋梁震害，
（二）落梁破壞，是指橋梁的梁板構(gòu)件在地震時(shí)發(fā)生的水平位移超出梁板端部的支撐長(zhǎng)度時(shí)發(fā)生梁體掉落的現(xiàn)象。落梁現(xiàn)象發(fā)生地震時(shí)在橋墩之間相對(duì)位移過大、支座喪失約束能力、梁的有效支撐長(zhǎng)度不足、梁間碰撞劇烈等情況下。
二、橋梁抗震設(shè)計(jì)的基本原則
要達(dá)到合理抗震的設(shè)計(jì)目標(biāo)要求，橋梁設(shè)計(jì)工程師需要深入的了解影響結(jié)構(gòu)對(duì)地震反應(yīng)的基本因素，并擁有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，在符合現(xiàn)行規(guī)范的前提之下充分發(fā)揮主觀的創(chuàng)造能力。基于目前的工程理論知識(shí)和歷次橋梁地震災(zāi)害的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)要遵循一些基本的設(shè)計(jì)原則。
（一）工程建設(shè)場(chǎng)地的選擇橋梁工程的建設(shè)場(chǎng)地盡量選擇地質(zhì)情況穩(wěn)定的地方，盡量選擇土質(zhì)堅(jiān)硬的區(qū)域，避免地震時(shí)可能發(fā)生的松軟場(chǎng)地的地基失效現(xiàn)象。
（二）結(jié)構(gòu)體系的整體性和規(guī)則性橋梁結(jié)構(gòu)較好整體性可以有效的防止橋梁構(gòu)件在地震發(fā)生時(shí)的掉落，并能是結(jié)構(gòu)發(fā)揮良好的空間作用，因此盡量采用連續(xù)的橋梁上部結(jié)構(gòu)以保證橋梁的整體性。除此之外，橋梁結(jié)構(gòu)的布置還要做到尺寸、剛度和質(zhì)量的均勻、規(guī)整及對(duì)稱，避免突然的變化引起地震力的集中。
（三）結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的強(qiáng)度和延性的提高地震時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)的破壞源自于地震引起的橋梁結(jié)構(gòu)的震動(dòng)，在橋梁抗震的設(shè)計(jì)中除了要盡量減少地震力從地基傳遞至橋梁結(jié)構(gòu)，還要使橋梁結(jié)構(gòu)本身具備足夠的強(qiáng)度和延性，來抵抗非預(yù)期破壞的發(fā)生。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，在盡量不增加結(jié)構(gòu)自身重力和不改變結(jié)構(gòu)剛度的前提之下，提高橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與延性兩種方式是提高橋梁結(jié)構(gòu)抗震能力的有效途徑。結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度與延性是保證結(jié)構(gòu)整體抗震能力的三個(gè)主要參數(shù)要素，剛度可以有效的控制結(jié)構(gòu)變形，而延性可以有效的控制強(qiáng)度與剛度在反復(fù)地震力作用下的衰退現(xiàn)象。
（四）能力設(shè)計(jì)的原則能力設(shè)計(jì)思想強(qiáng)調(diào)強(qiáng)度安全度差異，即在不同構(gòu)件，如延性構(gòu)件和能力保護(hù)構(gòu)件，和不同破壞模式，如延性破壞和脆性破壞模式之間建立各自不同的強(qiáng)度和安全度。通過強(qiáng)度與安全度的差異化，確保橋梁結(jié)構(gòu)在地震的作用下以延性形式進(jìn)行反應(yīng)，避免發(fā)生脆性的破壞模式。類似于建筑抗震設(shè)計(jì)中的強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì)思想
（五）設(shè)置多道抗震防線采用冗余設(shè)計(jì)的思想，盡量使橋梁結(jié)構(gòu)具備多道抵抗地震力的防護(hù)體系，以便在第一道抗震防線發(fā)生破壞后，有備用的第二道防線用于支撐橋梁結(jié)構(gòu)的抗震需求，避免發(fā)生嚴(yán)重的橋梁損壞。例如在同時(shí)設(shè)置抗震錨栓與抗震擋塊，可以有效的防止地震時(shí)落梁的發(fā)生。
三、橋梁抗震設(shè)計(jì)的幾個(gè)方法
（一）橋梁抗震的概念設(shè)計(jì)抗震概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)以往地震災(zāi)害和工程抗震的經(jīng)驗(yàn)等獲得的基本抗震設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，用以提出正確地橋梁結(jié)構(gòu)總體方案、材料的選擇和細(xì)部的構(gòu)造等，從而達(dá)到合理抗震的設(shè)計(jì)目的。合理抗震設(shè)計(jì)即要求設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)度、剛度和延性等指標(biāo)上擁有最佳的指標(biāo)組合，使結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和抗震設(shè)防的雙重目標(biāo)。橋梁抗震概念設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)體系，一般是根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范要求進(jìn)行。對(duì)于采用延性抗震概念設(shè)計(jì)的橋梁，還包括延性類型選擇和塑性耗能機(jī)制選擇。橋梁抗震的概念設(shè)計(jì)十分重要，其為抗震設(shè)計(jì)的數(shù)值計(jì)算創(chuàng)造了有利條件，使計(jì)算分析結(jié)果能更好的反映地震時(shí)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的真實(shí)情況。
（二）地震響應(yīng)分析方法的改變隨著人們對(duì)地震動(dòng)力和結(jié)構(gòu)動(dòng)力不斷了解，抗震設(shè)計(jì)的理論和地震響應(yīng)的分析設(shè)計(jì)方法也發(fā)展出多種方法。從地震動(dòng)的振幅、頻譜和持時(shí)三要素來看，抗震設(shè)計(jì)的動(dòng)力理論不但考慮了地震動(dòng)的持時(shí)，而且還考慮了地震動(dòng)中反應(yīng)譜不能概括的其他特性，較之靜力理論和反應(yīng)譜理論有著更全面的優(yōu)點(diǎn)。
（三）多階段設(shè)計(jì)方法伴隨著地震產(chǎn)生機(jī)理、地震的動(dòng)特性及地震作用下各類結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、動(dòng)力特性和構(gòu)件能力研究的不斷深入，加上不同的結(jié)構(gòu)在不同概率的地震作用預(yù)期下的性能目標(biāo)的各不相同，促使著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)原則、設(shè)防水準(zhǔn)等多個(gè)方面進(jìn)行著不斷的改變和進(jìn)步。橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)也由原來的單一設(shè)防水準(zhǔn)的一階段設(shè)計(jì)，改進(jìn)為雙水準(zhǔn)或三水準(zhǔn)的兩階段和三階段設(shè)計(jì)方式，甚至是基于結(jié)構(gòu)性能的多水準(zhǔn)設(shè)防、多性能目標(biāo)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)方式。
四、結(jié)語
建筑抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括了各方各面的知識(shí)，比如說地震基礎(chǔ)知識(shí)，場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)知識(shí)。設(shè)計(jì)者對(duì)存在民用建筑中的相關(guān)理論以及方法等要進(jìn)行重點(diǎn)把握，對(duì)如何進(jìn)行減震進(jìn)行學(xué)習(xí)。在工作過程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)該具備較強(qiáng)的責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。地震在我國(guó)多發(fā)，因此必須加強(qiáng)對(duì)建筑抗震性設(shè)計(jì)的重視程度，提高建筑物的抗震能力，較少地震導(dǎo)致的危害。
2建筑抗震設(shè)計(jì)的思想與方法
2.1選擇建筑場(chǎng)地建筑設(shè)計(jì)之前，先進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)選址時(shí)，要對(duì)將要施工的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行全面的勘測(cè)，熟悉掌握當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)的具體情況，對(duì)已有材料進(jìn)行分析對(duì)比，從而選擇出合適的場(chǎng)地。選址要有利于抗震，計(jì)算好建筑的高度和負(fù)荷，盡量選擇硬度大、地域?qū)拸V平坦的地區(qū)來建造高層大建筑。在選擇地基時(shí)，要注意避開斜坡崎嶇地段，以避免滑坡、泥石流等自然災(zāi)害。還要選擇地質(zhì)均勻的建筑場(chǎng)地作為地基，以避免地震時(shí)出現(xiàn)地面裂開，沉降不均勻的現(xiàn)象，因而導(dǎo)致建筑物傾斜。
．2建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則建筑物的結(jié)構(gòu)規(guī)則很重要，往往一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的建筑在地震中毀壞程度最低，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單規(guī)則的建筑受力較為均勻，在震中不易發(fā)生傾斜，穩(wěn)固性較好。據(jù)有關(guān)人士表示，在保證建筑的長(zhǎng)寬為2比1時(shí)，能夠產(chǎn)生最大的抗震效果，此外，對(duì)稱結(jié)構(gòu)的抗震性能更好，能夠減少毀壞發(fā)生的幾率。建筑的豎直結(jié)構(gòu)不規(guī)則也很容易導(dǎo)致建筑底層的承受力傾斜，豎向規(guī)則的建筑可以在地震中保持相對(duì)平衡。
2.3增強(qiáng)建筑材料的延展性鋼和木材是代表性的建筑材料，具備一定的延展性能。我國(guó)傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑有著良好的抗震性，在幾次地震中，我國(guó)的文物木質(zhì)建筑雖然因?yàn)槟甏靡灿袚p壞，但相對(duì)浮躁的現(xiàn)代建筑受地震的影響就曉得多了。在鋼制的鋼梁結(jié)構(gòu)中，延伸性能比較好，能夠有很大程度的變化幅度，吸收作用力。對(duì)于建筑整體來說，增強(qiáng)建筑材料的延展性可以很好的提高建筑的強(qiáng)度，即使在地震中發(fā)生一次稍微偏移，地震中的能量被延展性材料吸收，短時(shí)間內(nèi)可恢復(fù)到其原本位置，這樣就可以避免建筑在地震中局部受力過大發(fā)生崩裂。
2.4減輕建筑的質(zhì)量對(duì)于高層建筑，建筑質(zhì)量越大，其中心離地面也越高，擺動(dòng)周期也會(huì)變大，建筑頂點(diǎn)的位移也很大，建筑的危險(xiǎn)性也就明顯變大。因此，對(duì)于特定環(huán)境下的高層建筑，要綜合各方面因素，對(duì)其進(jìn)行高度限制。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)建筑的重心進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保持高層的建筑質(zhì)量輕，低層的質(zhì)量重，能夠減輕建筑的傾斜力矩的產(chǎn)生。所以建筑材料最好選擇質(zhì)量輕強(qiáng)度大質(zhì)量好的材料。
2.5選好建筑材料建筑過程中應(yīng)該注意建筑材料的選擇，對(duì)建筑部位的承載能力進(jìn)行分析，對(duì)材料參數(shù)的誤差進(jìn)行合理的分析。抗震計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮各種材料的剛度、質(zhì)量、延展性、承載力等，另外還要選擇不同振動(dòng)頻率的材料，避免在地震中建筑材料共振，破壞力加倍。
2.6采用現(xiàn)澆板工藝現(xiàn)澆板是指在施工現(xiàn)場(chǎng)就搭好模板，然后安裝好鋼筋，再澆筑混凝土，最后拆除模板。現(xiàn)澆樓板不僅在增強(qiáng)房屋的整體性和抗震性能上占有優(yōu)勢(shì)，而且具有很大的承載力，剛度和強(qiáng)度都相對(duì)較高。同時(shí)在隔聲，隔熱，保溫以及防水等方面與普通的預(yù)制空心板相比，也有相當(dāng)好的效果。
2.7加強(qiáng)建筑薄弱部分可以對(duì)建筑薄弱部分加雙重保護(hù)，使建筑重要部位第一層材料毀壞時(shí)還有第二層材料替補(bǔ)，延緩地震對(duì)建筑的破壞，使高層建筑中的居民有更多時(shí)間逃生，加強(qiáng)建筑的安全性。對(duì)建筑中受力較大，承載力薄弱的底層結(jié)構(gòu)等部位來進(jìn)行加固處理，采取有效措施增強(qiáng)建筑的強(qiáng)度和剛度。提高短柱的延展性和承載力，采用“強(qiáng)柱弱梁”的框架，在地震中可以利用梁的形變吸能來消耗地震的能量，這樣可以有效避免框架坍塌。
2.8抗震防線的設(shè)計(jì)為避免建筑物的局部毀壞影響整體的結(jié)構(gòu)，有必要進(jìn)行抗震系統(tǒng)的設(shè)置。比如說抗震墻能夠成為框架受損后的第二框架，抗震墻能有效的減緩建筑倒塌時(shí)間，減輕地震震波對(duì)建筑的毀壞，然而只有一道防線是不夠的，需要多設(shè)置幾道抗震防線才能加強(qiáng)建筑的抗震效果。此外設(shè)計(jì)木質(zhì)樓梯也能起到一個(gè)預(yù)防目的，木質(zhì)材料延性大，有諸多優(yōu)點(diǎn)，可作為重要逃生通道，給被困地震中的人增加生還的機(jī)會(huì)。在人流量大的建筑群里，還需要建筑特殊通道，便于人員疏散。
3結(jié)語
由于地震的不可預(yù)知性，高層建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中很難準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)建筑物所遭遇的地震特性和基本參數(shù)，只靠計(jì)算很難使高層建筑結(jié)構(gòu)具備良好的抗震性能，這就要求每個(gè)結(jié)構(gòu)工程師必須重視建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1)建筑結(jié)構(gòu)的平面布置。建筑結(jié)構(gòu)的平面布置是影響結(jié)構(gòu)抗震的重要因素，合理的建筑平面布置對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。大量地震災(zāi)害表明，平面布置簡(jiǎn)單、對(duì)稱規(guī)則、質(zhì)量和剛度分布比較均勻并且具有明確傳力途徑的建筑結(jié)構(gòu)在地震時(shí)不容易發(fā)生破壞。規(guī)則結(jié)構(gòu)能較為準(zhǔn)確地預(yù)估結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)和地震時(shí)的反應(yīng)，較容易采取有效的抗震措施及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施來加強(qiáng)其抗震性能。相反，平面布置復(fù)雜、不對(duì)稱且不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，其地震作用效應(yīng)很難估計(jì)的。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)中規(guī)范規(guī)定，宜采用規(guī)則結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。
2)建筑結(jié)構(gòu)的體系選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，就優(yōu)先采用具有多道防線的結(jié)構(gòu)體系。例如:框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)。這三種結(jié)構(gòu)可以作為地震區(qū)高層建筑的首選體系。當(dāng)建筑物高度不高且層數(shù)不多時(shí)，可采用框架結(jié)構(gòu)。但當(dāng)建筑物位于地震區(qū)，且高度均較高時(shí)，應(yīng)避免采用框架結(jié)構(gòu)、板柱剪力墻結(jié)構(gòu)。因?yàn)椋卣鹁哂袕?qiáng)破性且持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，往復(fù)次數(shù)較多，能夠?qū)ㄖ镌斐衫鄯e破壞。單一的結(jié)構(gòu)體系在遭遇地震時(shí)，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(cái)產(chǎn)的安全。當(dāng)結(jié)構(gòu)體系具有多道防線時(shí)，當(dāng)遭遇地震時(shí)，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(shí)間進(jìn)行逃生，保證人民的生命安全。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的多道防線是進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)所必須設(shè)置的。
3)結(jié)構(gòu)薄弱層。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度分布不均勻、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)和樓層承載力突變時(shí)，容易產(chǎn)生薄弱層。薄弱層在地震中是最先遭受破壞的部位。因此，對(duì)有明顯薄弱層的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施來提高其抗震能力。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際承載能力是判斷薄弱層部位的基礎(chǔ)，有意識(shí)、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(zhuǎn)移是提高結(jié)構(gòu)抗震性能的重要手段。
2高層建筑抗震設(shè)計(jì)常見問題
1)高層建筑結(jié)構(gòu)的地基問題。高層建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)有完善的巖土工程勘察報(bào)告，為結(jié)構(gòu)工程提供基本的設(shè)計(jì)依據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)場(chǎng)地應(yīng)選擇在有較穩(wěn)定的基巖、開闊、平坦、土層堅(jiān)硬或較密實(shí)的有利地段，不應(yīng)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(xiǎn)地段，有利地段的建造對(duì)建筑物的抗震是十分有利的。有時(shí)由于建設(shè)單位工期要求，在確定方案后設(shè)計(jì)人員就直接進(jìn)入了施工圖設(shè)計(jì)階段，從而忽略了巖土工程勘察資料和場(chǎng)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(jié)構(gòu)平面布置問題。高層建筑為了追求外立面效果的美觀而設(shè)計(jì)成平面不規(guī)則、不對(duì)稱且有較大凹進(jìn)或較大開洞的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對(duì)抗震十分不利。因此，在建筑方案正式確定前，結(jié)構(gòu)工程師就應(yīng)對(duì)建筑平面布置、體型方面的內(nèi)容提出自己的見解，及時(shí)和建筑師進(jìn)行溝通，盡量選用平面、豎向規(guī)則對(duì)稱、質(zhì)量和剛度、承載力均勻的平面布置，這對(duì)抗震十分有利。
3)高層建筑結(jié)構(gòu)的高度問題。如今的高層建筑結(jié)構(gòu)的高度越來越高，甚至出現(xiàn)了很多超高層的高層建筑，這就對(duì)結(jié)構(gòu)工程師的專業(yè)知識(shí)提出了更高的要求。不同的高度對(duì)應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)體系，規(guī)范上有明確規(guī)定。一旦結(jié)構(gòu)超過了規(guī)范規(guī)定的限制高度，就應(yīng)通過專門的審查、論證進(jìn)行更嚴(yán)格的計(jì)算分析和研究。
4)高層建筑抗震設(shè)防等級(jí)的選取問題。抗震等級(jí)是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，抗震等級(jí)選取不當(dāng)將給建筑物的安全帶來許多隱患，對(duì)工程造價(jià)也會(huì)帶來不必要的浪費(fèi)。抗震等級(jí)根據(jù)房屋的場(chǎng)地類別、抗震設(shè)防烈度、建筑高度、結(jié)構(gòu)類型等因素綜合評(píng)定。每個(gè)結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)當(dāng)熟練掌握結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)和規(guī)范知識(shí)，做到該提高的應(yīng)當(dāng)提高其抗震等級(jí)，該降低則應(yīng)適當(dāng)降低。
5)計(jì)算軟件的合理應(yīng)用。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該應(yīng)用正規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，軟件中的各個(gè)參數(shù)指標(biāo)能夠正確反映建筑物的特征。結(jié)構(gòu)工程師能正確分析結(jié)構(gòu)軟件所計(jì)算的結(jié)果，并做出正確的判斷。但有時(shí)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)會(huì)給結(jié)構(gòu)工程師帶來一種錯(cuò)覺，有的結(jié)構(gòu)工程師往往過分依賴計(jì)算結(jié)果，而減少了結(jié)構(gòu)的概念學(xué)習(xí)。一旦選擇了錯(cuò)誤的計(jì)算參數(shù)，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全和經(jīng)濟(jì)方面造成影響。因此，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)加強(qiáng)自身的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)和抗震概念設(shè)計(jì)的理解，做到熟練掌握相關(guān)的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，并且根據(jù)自身的專業(yè)知識(shí)配合計(jì)算結(jié)果選擇最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
3結(jié)語
1.1建筑的平面布局設(shè)計(jì)建筑設(shè)計(jì)的中心設(shè)計(jì)部分就是建筑平面布局，平面布局的好壞對(duì)建筑功能和使用的要求有一定的影響，并且平面布局還與抗震設(shè)計(jì)有著必要的聯(lián)系，所以，想要將建筑設(shè)計(jì)融入到建筑抗震設(shè)計(jì)中，首先要保證建筑的剛度和結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布勻稱，具有對(duì)稱性，避免建筑出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。在建筑的墻體設(shè)計(jì)上，一定要保持對(duì)稱性和均勻性，抗震墻的布局，一定要與抗震結(jié)構(gòu)相結(jié)合，剛度較大的樓層語電梯都要布置在中心位置，以免發(fā)生建筑扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在進(jìn)行平面布局的時(shí)候，要為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)建的合理布局制造出有利的條件，從而使得建筑的使用功能與建筑的抗震結(jié)構(gòu)需求相結(jié)合，使建筑抗震設(shè)計(jì)發(fā)揮出最大的效果。
1.2建筑的縱向布局設(shè)計(jì)建筑的縱向布局主要是建筑物巖的高度、建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量以及建筑物的剛度分布。不管是在工業(yè)建筑還是民用建筑，不論建筑的層數(shù)是多還是少，都會(huì)存在這樣的問題。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，盡可能的將建筑物沿與建筑的剛度設(shè)計(jì)成相近的系數(shù)，剪力墻的布局不僅要布局均勻，還要使其能沿著建筑縱向一直貫穿到建筑的底部，不要中途中斷或者是不到達(dá)建筑的底部。在設(shè)計(jì)過程中，一定要避免樓層之間剛度不均勻的現(xiàn)象，同時(shí)還要避免在地震中，建筑出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
1.3建筑的整體布局設(shè)計(jì)建筑的整體布局設(shè)計(jì)，主要是指建筑的平面和立體空間上的設(shè)計(jì)。在建筑的整體布局中，要使建筑平面和建筑空間在形狀上，既規(guī)則又簡(jiǎn)潔。建筑的平面形狀可以是圓形、矩形、方形等，這樣的形狀能夠提高建筑抗震的水平。在建筑的整體布局設(shè)計(jì)中，要避免凹凸行的設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震起到了一定的制約作用。嚴(yán)重是還會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。要設(shè)計(jì)出具有立體美和具有藝術(shù)性的建筑，就一定要將建筑藝術(shù)和建筑所具備的功能，與建筑抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)結(jié)合到一起。例如：南昌綠地紫峰大廈，該建筑的高位268m，其框架是核心筒結(jié)構(gòu)，對(duì)該建筑的抗震設(shè)計(jì)，在建筑三分之二出，東西里面內(nèi)凹，其內(nèi)凹部分的荷載通過結(jié)構(gòu)柱支撐在41層與43層之間的跨懸臂轉(zhuǎn)換墻上。其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)融入了新年功能化設(shè)計(jì)的思想，并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行小震下的反譜計(jì)算，以及中震彈性復(fù)核。
2建筑設(shè)計(jì)過程中應(yīng)重視的抗震設(shè)計(jì)問題
2.1建筑物屋頂抗震設(shè)計(jì)屋頂太高或太重，是目前建筑設(shè)計(jì)最主要的問題。屋頂過高或者過重，會(huì)加重地震的作用，導(dǎo)致建筑變形，對(duì)建筑物自身的抗震能力有所制約。建筑屋頂?shù)闹匦暮徒ㄖ撞康闹匦牟辉谝粭l線上，那么就會(huì)導(dǎo)致建筑抗側(cè)力不能連續(xù)，從而加劇建筑的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，制約建筑的抗震水平。所以，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要避免屋頂超高超重的現(xiàn)象，使得整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)與剛度均勻的分布下來，讓屋頂與建筑的重心保持在同一條線上。如果建筑物的屋頂設(shè)計(jì)的過高，那么就一定要保證建筑具有良好的抗震穩(wěn)固性，降低建筑扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。3
2.2設(shè)計(jì)限值控制相關(guān)文件規(guī)定，在建筑設(shè)計(jì)過程中，要考慮抗震要求的限值控制。房屋的建筑高度和樓層的數(shù)量。在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，有的建筑高度超標(biāo)，有的建筑層數(shù)超標(biāo)，有的建筑高度沒有超標(biāo)，但是其寬度超標(biāo)。這些超標(biāo)，都將會(huì)給建筑抗震帶來一定的安全隱患，特別是一些高度和寬度超標(biāo)的建筑，因此，在建筑設(shè)計(jì)中，只要完全融合建筑抗震設(shè)計(jì)，就能夠有效的進(jìn)行限值控制。例如：防裂度為8的時(shí)候，粘土磚等對(duì)稱建筑的總高度要低于18m，建筑的層數(shù)一不能超過6層；底層框架為磚房的建筑高度應(yīng)該保持在16m，層數(shù)保持在5層以內(nèi)；建筑材料為鋼筋混泥土框架房屋的時(shí)候，其高度要保持在45m以下，而框架的抗震墻高度應(yīng)該保持在100m以內(nèi)。除了在設(shè)計(jì)過程中要考慮抗震要求的限值控制之外，還要考慮房屋抗震橫墻之間的間距以及局部墻體尺寸的限值控制。抗震墻限值控制，就是避免橫墻的間距超過了原有的額定值，從而導(dǎo)致建筑平面的剛度下降，遇到水平地震力時(shí)，影響了建筑水平地震力的傳遞，因此，導(dǎo)致了建筑縱墻發(fā)生形變，制約了建筑抗震的承載力度，致使建筑倒塌。對(duì)局部墻體尺寸的限值控制，是因?yàn)檫@些局部墻體能夠增強(qiáng)建筑抗震強(qiáng)度，如果局部墻體尺寸的限值小于規(guī)定的值，那么就不能夠滿足建筑抗震設(shè)計(jì)的要求，就會(huì)出現(xiàn)墻面裂開或者是倒塌的現(xiàn)象。因此，在設(shè)計(jì)過程中要注意建筑設(shè)計(jì)限值控制。
3結(jié)束語
