序論：寫作是一種深度的自我表達。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，好投稿為您帶來了七篇建筑抗震設(shè)計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

建筑設(shè)計作為項目建設(shè)的基本參照和框架，需要在施工前就完成。在建筑設(shè)計的過程中，需要對環(huán)境、地理、氣候等因素加以充分考慮，其發(fā)揮的指導(dǎo)作用往往是非常重要的。在工程項目建設(shè)中，最關(guān)鍵的一步就是建筑設(shè)計這項工作。只要能夠保證建筑設(shè)計的科學(xué)合理、安全性過關(guān)，那么后面的具體工作就能很好地展開。因此，在建筑設(shè)計中融入抗震理念是重要的一環(huán)，可以有效地提高建筑項目的抗震性。建筑設(shè)計是建筑抗震設(shè)計的基礎(chǔ)，一定要實現(xiàn)二者的相互協(xié)作，如此才能實現(xiàn)最佳的抗震效果；在剛確定項目建設(shè)設(shè)計方案時，就難以再進行大范圍改動，若是在此基礎(chǔ)上，未能對建筑物的抗震性能加以考慮，只是通過在具體施工中通過構(gòu)件設(shè)置的加固來提高建筑抗震性，這樣并未能將抗震問題很好地解決；若是在建筑設(shè)計過程中，對建筑物的抗震性加以充分考慮，做好材料設(shè)置和構(gòu)件安排等方面的準備，這樣才能確保建筑物的抗震性也會得到保障。

2建筑設(shè)計中要重點關(guān)注的幾個抗震設(shè)計

（1）建筑構(gòu)件和連接點處的抗震設(shè)計。如今人們的生活水平日益提高，隨之也對居住質(zhì)量有了更為嚴格的要求，就施工的整體質(zhì)量而言，與之直接相關(guān)聯(lián)的便是建筑構(gòu)件的合理搭設(shè)和對連接點的科學(xué)設(shè)置。如今新世紀出現(xiàn)了許多新的工藝和材料，這樣施工就迎來了更大的挑戰(zhàn)。例如說建筑物的外部設(shè)計，其中會用到大理石、瓷磚等新材料，室內(nèi)裝飾設(shè)計用到的則有吊頂和人工造影等技術(shù)。就實際施工而言，一定要對材料質(zhì)量和施工技術(shù)有所保證，才能使建筑物的抗震性得到保障，同時要重點監(jiān)督和管理其牢固性，以免在地震發(fā)生時意外墜落而造成人員的傷害。

（2）建筑物頂部的抗震設(shè)計。如今的建筑行業(yè)，普遍對頂部過高、過重的問題有所避免。因為頂部產(chǎn)生的壓力會導(dǎo)致建筑墻面也形成相應(yīng)的較大壓力，這會使建筑物的抗震性和牢固性在一定程度上有所減弱。在建筑設(shè)計過程中，務(wù)必要保證建筑物整體有一個合理的重心，與此同時還要花心思用于材料選擇，選取的頂部材料要盡量是重量輕、剛度較均勻的，這樣建筑結(jié)構(gòu)才能將抗震能力充分發(fā)揮出來。

（3）建筑設(shè)計中關(guān)于設(shè)計限制的問題。通常都是在建筑前期確定建筑物的抗震級別，并且這是以建筑物的實際使用情況為依據(jù)，所以要在施工過程中嚴格按照國家規(guī)定，要使建筑物的抗震性能有所保障，以免有墻體裂縫或坍塌的現(xiàn)象出現(xiàn)。

3建筑設(shè)計過程中要考慮到的抗震設(shè)計

根據(jù)上述內(nèi)容，我們了解到建筑抗震設(shè)計和建筑設(shè)計之間息息相關(guān)的聯(lián)系。為了確保最大程度的抗震性，就一定要在實際施工中緊密結(jié)合起二者的聯(lián)系，同時還要在施工過程中真正融入抗震理念，如此才能使原有的建筑常規(guī)從根本上被打破，才能使建筑物抗震現(xiàn)狀得到徹底改善，接下來從建筑物的形狀、平面和空間三方面設(shè)計來具體闡述二者的結(jié)合。

（1）形狀設(shè)計建筑物的形狀設(shè)計也就是針對建筑進行的“體型”設(shè)計，具體包括了各部分施工技術(shù)、建筑物平面布局和立體空間等的設(shè)計。在建筑行業(yè)發(fā)展的新時代，很多方面都有所創(chuàng)新就建筑物思維整體外觀而言亦是如此。由此有諸多樣式的建筑外形出現(xiàn)，所以，在形狀設(shè)計的過程中，需要對不同外形的不同特點予以充分考慮，不同的建筑外形，也會有不同的建筑特色和實際需求，施工單位應(yīng)該加以充分考慮。通常情況下，凸凹形狀的建筑體型，通常可以使建筑物的抗震性得到大大提升，然而在實際的建筑建設(shè)過程中，原有的常規(guī)形狀的建筑物已無法滿足現(xiàn)代化經(jīng)濟發(fā)展需求，所以，建筑物整體抗震性的提高，首先需要對建筑的形狀進行科學(xué)、合理的設(shè)計。

（2）建筑物的平面設(shè)計在建筑物施工，平面設(shè)計是重要的環(huán)節(jié)，對建筑物日后的使用將起到?jīng)Q定作用。例如，分別作商務(wù)和居住用途的建筑物，它們在平面設(shè)計上必然存在很大差別，為了使使用需求得到進一步滿足，就一定要按照用途，來對平面構(gòu)造進行科學(xué)設(shè)計；另外，為了將抗震元素融入到平面設(shè)計之中，不僅要對施工材料的堅固性加以重點考慮，還需要對構(gòu)架安裝的合理性、內(nèi)部各因素的協(xié)調(diào)性加以綜合考量。要想完美地實現(xiàn)平面設(shè)計和抗震設(shè)計的結(jié)合，就對設(shè)計者提出了很高的要求，不但要工作經(jīng)驗豐富，要需要深入地研究審美觀念和抗震技術(shù)，前提還得不對內(nèi)部美觀產(chǎn)生不利影響，在此基礎(chǔ)上再確保抗震性能的最大化。

（3）空間設(shè)計對建筑物進行空間設(shè)計，是在三維空間內(nèi)進行的關(guān)于建筑物的豎向設(shè)計方案。因為日益加快的城市化進程和急劇增加的城市人口，增加了城市的人口壓力，所以出現(xiàn)的建筑物樓層愈發(fā)高。為了使土地占有面積盡量減少，在現(xiàn)代社會中愈發(fā)流行高層建筑，如此就對建筑物的空間設(shè)計有了更嚴格的要求。通常說來，建筑物層數(shù)越低，穩(wěn)定性就越高，受到地震的損害也就會越?。环粗€(wěn)定性越差，受到地震的傷害也就越大。所以，融合建筑物的空間設(shè)計和抗震設(shè)計在一起，這樣建筑物的整體抗震性才能得到保證。

4結(jié)束語

篇(2)

【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計，抗震，墻體，結(jié)構(gòu)，研究

【 abstract 】 the crust activity was active in recent years, with the development of economy, the increase of population, building aseismic performance in architectural design in becomes very important. The first part of this paper from the building in the layout design problems, vertical layout design problems, building shape design problems of the three aspects such as the architectural seismic design should be paid attention to discusses. The second part of the seismic design of buildings from the roof, the design of the building should satisfy the limit control problem in two in architecture design should pay attention to the seismic question proposes the solution measures.

【 key words 】 architectural design, earthquake, wall body, structure, research

中圖分類號：TU973+.31 文獻標識碼：A文章編號：

在建筑設(shè)計中是否對抗震予以考慮，起著直接的控制主導(dǎo)作用。對于建筑設(shè)計來說，當設(shè)計完成后，在結(jié)構(gòu)上就很難有較大的修改，在原則上結(jié)構(gòu)設(shè)計此時也只能依照建筑設(shè)計的相關(guān)要求。如果一個項目的建筑師在最初的建筑方案中、以及在初步的設(shè)計階段等中可以較多地考慮抗震等因素，此時結(jié)構(gòu)工程師便可以在結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)方面進行有效合理的布置，如果建筑結(jié)構(gòu)在質(zhì)量和剛度分布方面等的抗震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形能夠均勻協(xié)調(diào)，那么在一定程度上可以改善并提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能及抗震承載力；如果建筑師所提供的建筑設(shè)計中并沒對抗震要求多加考慮，那么就會給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計帶來很多不必要的麻煩與困難，此時，抗震的設(shè)計受到了建筑布置的制約、限制。有時增大構(gòu)件的配筋量或者截面是為了提高構(gòu)件的抗震承載力，在一定程度上由此可能會造成不必要的浪費。由此可見，在建筑設(shè)計中能否對抗震要求加以考慮，對整個建筑都起著十分重要的作用。

一、建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中應(yīng)該考慮的關(guān)鍵性問題

1、建筑在平面布置設(shè)計方面的問題

建筑物在平面的布置是建筑設(shè)計中非常重要的組成部分，它能夠直接的反映建筑的使用功能和要求。柱子的間距、對內(nèi)墻的布置、以及活動空間的面積、樓、電梯的空間分布，房間的分布及數(shù)量都需要在建筑的平面設(shè)計中明確的展現(xiàn)出來。另外，由于不同建筑物在使用功能方面存在很大的差異，所以對每個樓層都要進行不同的布置，建筑在平面上的墻體是由的填充墻、以及具有相應(yīng)強度和剛度的非承重內(nèi)隔墻共同組成的，這些墻體在布置當中存在不對稱的現(xiàn)象，墻體與柱子在分布上的不對稱及不協(xié)調(diào)，對地震時建筑物的抗震作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)，不利于建筑的抗震。有些建筑物將剛度很大的電梯井筒等布置在建筑物平面的角部或者平面的側(cè)面，一旦地震發(fā)生，對靠近電梯一側(cè)的建筑物將產(chǎn)生十分嚴重的破壞。這是由于電梯井筒具有很大的抗側(cè)力剛度，對地震產(chǎn)生很強的吸引作用。

2、建筑在豎向布置設(shè)計方面的問題

建筑在豎向布置方面的設(shè)計問題主要反映在在建筑設(shè)計中的建筑的樓層結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及其剛度分布的設(shè)計上。這個問題無論是單層建筑還是多層建筑，無論是高層建筑還是超高層建筑中等都是一個比較突出的問題，存在這個問題的主要原因在于，由于建筑的使用功能不同，所以對樓層的結(jié)構(gòu)質(zhì)量與剛度分布的要求也各不相同。比如說，如果建筑下面的幾層或底層是商場及購物中心，那么在建筑上便提出了大空間，大柱距的要求；如果相對較高的樓層是寫字樓或者公寓，則要求以墻為主，用柱較少；部分建筑設(shè)計還設(shè)計的有面積相對很大的公共天井大廳、在不同樓層還都設(shè)有展廳、大會議室等。

建筑在使用功能方面的不同，便形成了建筑物在高度分布上對質(zhì)量和剛度的要求不同，這些不同在一定程度可能會導(dǎo)致嚴重的不均勻與不協(xié)調(diào)。上下相鄰間的樓層在質(zhì)量和剛度方面相差過大的問題十分突出，容易發(fā)生突變。在剛度較差的樓層由于其在抗震承載力方面存在的不足以及容易形成很大的變形形成薄弱層。在建筑設(shè)計中這是必須予以高度重視的嚴重問題。在實際的設(shè)計當中，由于建筑在使用功能方面存在不同，上下相鄰樓層在墻體上可能會出現(xiàn)無法對齊的現(xiàn)象，由于柱子不對齊，所以墻體就無法實現(xiàn)連續(xù)；另外如果是上層墻體多，下層墻體少；上層有柱子，下層無柱子等，也容易阻擋地震力的傳遞；做抗震用的剪力墻等設(shè)置不能夠直通到底層的、剪力墻在布置時不對稱或者數(shù)量較少等都給建筑物在抗震方面帶來不利影響。由多次大地震的數(shù)據(jù)表明，由于建筑物的豎向樓層剛度過大會給建筑物帶來更大的破壞，甚至?xí)鹫麄€樓層的坍塌。

3、建筑在體型設(shè)計方面的問題

建筑體型主要指的是建筑物的平面形狀以及其主體在空間形狀方面的設(shè)計。地震事實證明，平面形狀復(fù)雜的建筑物更易遭受迫害，比如說在平面上存在外凸和凹進的建筑、以及側(cè)翼伸懸過多的建筑等在地震中遭受的破壞程度更大。以我國的唐山大地震為例，地震中平面形狀相對簡單而且規(guī)則的建筑，在地震中遭受到重創(chuàng)的機率比其他建筑要少，部分平面形狀簡單的建筑在地震中甚至可以完好無損的保留下來。在高度立體空間上形狀相對復(fù)雜以及不規(guī)律等在地震中等遭受的震害更大。特別是建筑結(jié)構(gòu)的突變更容易造成建筑的破壞。所以，在對建筑體型進行設(shè)計時，應(yīng)該在平面及空間上采用形狀相對簡潔及規(guī)則的形狀，比如說，圓形、矩形等都是抗震效果較好的體型；盡量少用外凸或者內(nèi)凹的形態(tài)。

二、建筑設(shè)計中應(yīng)該關(guān)注的抗震問題

1、屋頂建筑中的抗震設(shè)計問題

在屋頂中建筑中往往存在過高及過重等問題。這就加大的建筑物的變形程度，在一定程度也就削弱了抗震作用，對屋頂建筑以及其下建筑的抗震等都不利。如果屋頂建筑和下部建筑的重心出現(xiàn)不在一條線上的情況、或者屋頂建筑的抗側(cè)力墻體與下部建筑的抗側(cè)力墻體不能形成連續(xù)時，便會削弱整個建筑物的抗震作用。因此，在設(shè)計屋頂建筑的時候，應(yīng)該盡量降低其高度，或者采用比較輕便的新型建筑材料進行裝飾造型。

2、建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計限值控制問題

我國現(xiàn)行的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中對房屋建筑在抗震方面提出了一定的要求。這些規(guī)定，都是建筑在設(shè)計中應(yīng)該遵循的。第一，對房屋建筑在高度和層數(shù)方面做了規(guī)定。比如說：如果設(shè)防的烈度為8度，此時由粘土磚建造的多層房屋的總高度應(yīng)該控制在18m內(nèi)，樓層數(shù)則應(yīng)該控制在6層以內(nèi)；而底層框架多層的磚房在總高度方面要控制在16m以內(nèi)，樓層數(shù)要小于等于5層；如果采用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的框架房屋，此時的總高度則應(yīng)該控制在40m內(nèi)；采用框架抗震墻的高層建筑也應(yīng)把總高度控制在100m以內(nèi)。在目前的實際設(shè)計當中，或?qū)偢叨然驅(qū)倢訑?shù)都進行了超規(guī)，有的在具體的建筑設(shè)計雖然對總高度未進行超規(guī)，但對房屋在高寬比等方面進行了超過規(guī)定。所有諸如上述超規(guī)，對建筑物在抗震安全方面都可能帶來不利影響，特別是在高寬比過大的多層中產(chǎn)生的不利影響更大。這此情況下，房屋在整體上就存在抗震穩(wěn)定等問題。第二，便是對房屋在抗震橫墻的間距以及局部墻體的尺寸等方面的限值以及控制。在對建筑的平立面進行布置設(shè)計時，要根據(jù)具體的實際震害經(jīng)驗來進行設(shè)計控制規(guī)定，為建筑設(shè)計在抗震方面打好堅實的基礎(chǔ)。

三、總結(jié)

總而言之，建筑設(shè)計是建筑抗震設(shè)計中的一個重要組成部分，建筑設(shè)計同建筑抗震設(shè)計之間有著十分密切的關(guān)系。它是建筑抗震設(shè)計中的重要的基礎(chǔ)部分。一個良好的建筑抗震設(shè)計，必須是與結(jié)構(gòu)設(shè)計和建筑設(shè)計之間形成良好的相互配合協(xié)作關(guān)系，是在共同考慮抗震設(shè)計的基礎(chǔ)上協(xié)同完成的。因此，在建筑設(shè)計中要充分重視建筑抗震設(shè)計，另外也要在建筑抗震設(shè)計中，注重建筑設(shè)計作用的發(fā)揮。

【參考文獻】

[1]張新宇,從汶川地震看建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)的結(jié)合[期刊論文]-山西建筑,2009(22)

[2]何譽,建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的探討[J]. 中國科技財富, 2010(22)

[3]李建平, 建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的作用[J]. 安徽建筑, 2009,11(5)

篇(3)

關(guān)鍵詞:高層建筑;抗震;結(jié)構(gòu)設(shè)計;探討

中圖分類號：[TU208.3]文獻標識碼：A文章編號：

1 高層建筑發(fā)展概況與存在問題

80年代,是我國高層建筑在設(shè)計計算及施工技術(shù)各方面迅速發(fā)展的階段。各大中城市普遍興建高度在100m左右或100m以上的以鋼筋為主的建筑,建筑層數(shù)和高度不斷增加,功能和類型越來越復(fù)雜,結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化。比較有代表性的高層建筑有上海錦江飯店,它是一座現(xiàn)代化的高級賓館,總高153.52m,全部采用框架一芯墻全鋼結(jié)構(gòu)體系,深圳發(fā)展中心大廈43層高165.3m,加上天線的高度共185.3m,這是我國第一幢大型高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。進入90年代我國高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工技術(shù)進入了新的階段。不僅結(jié)構(gòu)體系及建筑材料出現(xiàn)多樣化而且在高度上長幅很大有一個飛躍。深圳于1995年6月封頂?shù)牡赝醮髲B,81層高,385.95m為鋼結(jié)構(gòu),它居目前世界建筑的第四位。

我國高層建筑的結(jié)構(gòu)材料一直以鋼筋混凝土為主。隨著設(shè)計思想的不斷更新,結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化,建筑平面布置與豎向體型也越來越復(fù)雜,出現(xiàn)了許多超高超限鋼筋混凝土建筑,這就給高層建筑的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計提出了更高的要求。尤其是在抗震設(shè)防地區(qū),如何準確地對這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系進行抗震分析以及抗震設(shè)計,已成為高層建筑研究領(lǐng)域的主要課題之一。

2 建筑抗震的理論分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實際上是各國建筑抗震經(jīng)驗帶有權(quán)威性的總結(jié),是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(包括結(jié)構(gòu)動力計算,結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容)的法定性文件它既反映了各個國家經(jīng)濟與建設(shè)的時代水平,又反映了各個國家的具體抗震實踐經(jīng)驗。它雖然受抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo),向技術(shù)經(jīng)濟合理性的方向發(fā)展,但它更要有堅定的工程實踐基礎(chǔ),把建筑工程的安全性放在首位,容不得半點冒險和不實。正是基于這種認識,現(xiàn)代規(guī)范中的條文有的被列為強制性條文,有的條文中用了“嚴禁,不得,不許,不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“必須,應(yīng)該,宜于,可以”等體現(xiàn)不同程度靈活性的用詞。

2.2高層建筑結(jié)構(gòu)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

設(shè)計階段的結(jié)構(gòu)動力特性分析。高層建筑進入初步設(shè)計階段后,首先按方案階段確定的結(jié)構(gòu)布置進行計算分析。計算模型取自±0. 000至塔頂,假定樓板為平面內(nèi)剛度無限大,其地震反應(yīng)分析基本參數(shù)列于,以及可以看出,隨著樓層高度的增加,結(jié)構(gòu)X方向(縱向)自振周期及地震力基本正常,而結(jié)構(gòu)Y方向(橫向)自振周期偏長、結(jié)構(gòu)剛度偏低,對應(yīng)于水平地震作用的剪力較小,結(jié)構(gòu)的抗震能力偏弱,結(jié)構(gòu)偏于不安全。為增加Y方向(橫向)的抗側(cè)移剛度,提高其抗震能力,在現(xiàn)代高層建筑的設(shè)計中,可以在建筑核心筒的兩側(cè)增設(shè)四道剪力墻。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001),抗震設(shè)計時,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量必須滿足一定要求,在地震作用時剪力墻作為第一道抗震防線必須承擔大部分的水平力。但這并不意味著框架部分可以設(shè)計得很弱,而是框架部分作為第二道防線必須具備一定的抗側(cè)力能力,在大震作用下第一道抗震防線剪力墻遭受破壞時,整個結(jié)構(gòu)仍具備一定的抵抗能力,不至于立即破壞倒塌,這就需要在結(jié)構(gòu)計算時,對框架部分所承擔的剪力進行適當調(diào)整。

3結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法探討。

3.1結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本步驟。

對建筑抗震的三個水準設(shè)防要求,是通過“兩階段”設(shè)計來實現(xiàn)的,其方法步驟如下:第一階段設(shè)計:第一步采用與第一水準烈度相應(yīng)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)、重力荷載效應(yīng)組合,并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù),進行構(gòu)件截面設(shè)計,從而滿足第一水準的強度要求;第二步是采用同一地震動參數(shù)計算出結(jié)構(gòu)的層間位移角,使其不超過抗震規(guī)范所規(guī)定的限值;同時采用相應(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的變形要求。第二階段設(shè)計:采用與第三水準相對應(yīng)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,使之小于抗震規(guī)范的限值,并采用必要的抗震構(gòu)造措施,從而滿足第三水準的防倒塌要求。

3.2結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法

3.2.1基礎(chǔ)的抗震設(shè)計

基礎(chǔ)是實現(xiàn)高層建筑安全性的重要條件。我國高層建筑通常采用鋼筋混凝土連續(xù)地基梁形式,在基礎(chǔ)梁的設(shè)計中,為充分發(fā)揮鋼筋的抗拉性和混凝土的抗壓性的復(fù)合效應(yīng),把設(shè)計重點放在梁的高度和鋼筋的用量上,在鋼筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基礎(chǔ)筋、基礎(chǔ)輔筋5種鋼筋的結(jié)合。為防止基礎(chǔ)鋼筋的生銹,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加鋼筋表面的保護層厚度,以抑止鋼筋的腐蝕。高層建筑基礎(chǔ)處理的另一個特色是鋼制基礎(chǔ)結(jié)合墊塊的應(yīng)用,它是高層建筑上部結(jié)構(gòu)柱與基礎(chǔ)相連的重要結(jié)構(gòu)部件。它的功能之一是使具有吸濕性的混凝土基礎(chǔ)和鋼制結(jié)構(gòu)柱及上部建筑相分離,有效防止結(jié)構(gòu)體的銹蝕,確保部件的耐久性。

3.2.2鋼結(jié)構(gòu)骨架的抗震設(shè)計

采用鋼框架結(jié)合點柱壁局部加厚技術(shù)來提高結(jié)構(gòu)抗震性能。一般鋼框架結(jié)構(gòu),梁和柱結(jié)合點通常是柱上加焊鋼制隅撐與梁端用螺栓緊固連接。在這種方式下,鋼柱必須在結(jié)合部被切斷,加焊隅撐后再結(jié)合,這樣做技術(shù)上的不穩(wěn)定性和材料品質(zhì)不齊全的可能性很大,而且遇到大地震,鋼柱結(jié)合部折斷的危險性很大。鑒于此,可以首先該結(jié)構(gòu)的梁柱采用高密度鋼材,以發(fā)揮其高強抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免斷柱形式,對二、三層的獨立住宅而言,結(jié)構(gòu)柱可以一貫到底,從而解決易折問題。與梁結(jié)合部柱壁達到兩倍厚,所采用的是高頻加熱引導(dǎo)增厚技術(shù)。在制造過程中品質(zhì)易下降的鋼管經(jīng)過加熱處理反而使材料本來所具有的拉伸強度得以恢復(fù)。對于地震時易產(chǎn)生的應(yīng)力集中,柱的增厚部位能發(fā)揮很大的阻抗能力,從而提高和強化了結(jié)構(gòu)的抗震性。

3.2.3墻體的抗震設(shè)計

“三合一”外墻結(jié)構(gòu)體系,首先是由日本專家設(shè)計應(yīng)用的,采用外墻結(jié)構(gòu)柱與兩側(cè)外墻板鋼框架組合形成的“三合一”整體承重的結(jié)構(gòu)體系。該體系不僅僅用柱和梁來支撐高層建筑,而是利用墻體鋼框架與結(jié)構(gòu)柱結(jié)合,有效地承受來自垂直方向與水平方向的荷載。由于外墻板鋼框架的補強作用,該做法可以較好地發(fā)揮結(jié)構(gòu)柱設(shè)計值以外的補強承載力。加強了對豎向地震力及雪荷載的抵抗能力,最大限度地發(fā)揮其抗震優(yōu)勢;另一方面,由于外墻板鋼框架與內(nèi)部斜拉桿所構(gòu)成“面”承載與結(jié)構(gòu)柱的結(jié)合并用,也提高了整體抗側(cè)推力和抗變形能力。它的抗水平風(fēng)載和地震力的能力比單純墻體承重體系提高30%左右。

4增大結(jié)構(gòu)抗震能力的加固與改造技術(shù)

建國幾十年來，我國的抗震加固與改造技術(shù)得到了飛速發(fā)展。1976年唐山地震后，砌體結(jié)構(gòu)抗震加固的問題日益突出，砌體結(jié)構(gòu)抗震性能不好：砌體墻體抗震能力、變形性能的不足、房屋整體性不好。因此，增大墻體抗震性能的外包鋼筋混凝土面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固技術(shù)及增大結(jié)構(gòu)整體性的壓力灌漿加固技術(shù)、增設(shè)圈梁(構(gòu)造柱)加固技術(shù)、拉結(jié)鋼筋加固技術(shù)；通過增設(shè)抗震墻來降低抗震能力薄弱構(gòu)件所承受地震作用的增設(shè)墻體技術(shù)等應(yīng)運而生。目前該技術(shù)廣泛用于砌筑墻體的加固。

常見的混凝土柱加固技術(shù)有加大截面加固技術(shù)、外包鋼加固技術(shù)、預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)、改變傳力途徑加固技術(shù)、加強整體剛度加固技術(shù)、粘鋼加固技術(shù)以及碳纖維加固技術(shù)等。這些絕大部分都是經(jīng)過長期實踐檢驗可靠性比較高的技術(shù)，已收入國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)》(cecs25—90)。此類技術(shù)不僅有比較充分的理論依據(jù)，規(guī)范還提供了詳細的計算公式。如混凝土柱的外包鋼法加固技術(shù)，開始階段的計算方法是分別計算混凝土柱和外包鋼，外包鋼按鋼結(jié)構(gòu)計算：當外包裝的綴板加密并出現(xiàn)濕式的施工方法時，其計算按整體構(gòu)件考慮；當綴板施加。

5結(jié)語

高層建筑已經(jīng)逐漸成為當前時代建筑發(fā)展的主流建筑形態(tài)之一,對于高層建筑,其抗震效能的分析一直是國內(nèi)外建筑抗震設(shè)計分析的研究熱點,而最直接最有效的抗震措施就是在建筑設(shè)計階段進行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,只有從高層建筑物內(nèi)部實施結(jié)構(gòu)抗震,才能夠從根本上提高高層建筑的抗震效能。本論文從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度進行了抗震分析,對于具體的高層建筑抗震設(shè)計具有一定指導(dǎo)和借鑒意義。

參考文獻:

[1]李忠獻.高層建筑結(jié)構(gòu)及其設(shè)計理論[M].北京:科學(xué)出版社,2006.

篇(4)

關(guān)鍵詞：高層建筑；混凝土房屋；抗震設(shè)計；抗震設(shè)防

Abstract: This article researches and analyzes the seismic design of the tall reinforced concrete building, according to the author’s practical experience and summarized relevant materials,.

Key words: high-rise building; concrete building; seismic design; seismic fortification

中圖分類號：TU3文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

在建筑工程項目建設(shè)中，設(shè)計階段是整個工程最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，在設(shè)計中要考慮到多方面的因素。本文結(jié)合工作實踐對高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計進行理論上的研究，從設(shè)計理念、設(shè)計原則到設(shè)計方法進行了探討，雖然有些粗淺，希望對同行們有一定的參考作用。

地震是人類在繁衍生息、社會發(fā)展過程中遇到的一種可怕的自然災(zāi)害。強烈地震常常以其猝不及防的突發(fā)性和巨大的破壞力給社會經(jīng)濟發(fā)展、人類生存安全和社會穩(wěn)定、社會功能帶來嚴重的危害。據(jù)統(tǒng)計，歷史上各種自然災(zāi)害曾毀滅了世界各地 52 個城市，其中因地震而毀滅的城市有 27 個。地震之外的其它各種災(zāi)害，如水災(zāi)、火災(zāi)、火山噴發(fā)、風(fēng)災(zāi)、沙災(zāi)、旱災(zāi)等毀滅的城市為 25 座。因此，地震占災(zāi)害總數(shù)的 52%。可見地震災(zāi)害確系“群害之首”。研究表明，在地震中造成人員傷亡和經(jīng)濟損失最主要的因素就是房屋倒塌及其引發(fā)的次生災(zāi)害（約占 95%）。無數(shù)次的震害告訴我們，抗震設(shè)計是防御和減輕地震災(zāi)害最有效、最根本的措施。

1 建筑抗震的理論分析

1.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實際上是各國建筑抗震經(jīng)驗帶有權(quán)威性的總結(jié),是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計（包括結(jié)構(gòu)動力計算,結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容）的法定性文件它既反映了各個國家經(jīng)濟與建設(shè)的時代水平，又反映了各個國家的具體抗震實踐經(jīng)驗。它雖然受抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo),向技術(shù)經(jīng)濟合理性的方向發(fā)展，但它更要有堅定的工程實踐基礎(chǔ),把建筑工程的安全性放在首位，容不得半點冒險和不實。正是基于這種認識，現(xiàn)代規(guī)范中的條文有的被列為強制性條文，有的條文中用了“嚴禁，不得，不許，不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“必須，應(yīng)該，宜于，可以”等體現(xiàn)不同程度靈活性的用詞。

1.2 抗震設(shè)計的理論 擬靜力理論。擬靜力理論是 20 世紀 10～40 年展起來的一種理論，它在估計地震對結(jié)構(gòu)的作用時，僅假定結(jié)構(gòu)為剛性,地震力水平作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的質(zhì)量中心上。地震力的大小當于結(jié)構(gòu)的重量乘以一個比例常數(shù)（地震系數(shù)）。反應(yīng)譜理論。反應(yīng)譜理論是在加世紀 40～60 年展起來的，它以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解，以及結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ)，是加理工學(xué)院的一些研究學(xué)者對地震動加速度記錄的特性進行分析后取得的一個重要成果。動力理論。動力理論是 20 世紀 70-80 年廣為應(yīng)用的地震動力理論。它的發(fā)展除了基于 60 年代以來電子計算機技術(shù)和試驗技術(shù)的發(fā)展外,人們對各類結(jié)構(gòu)在地震作用下的線性與非線性反應(yīng)過程有了較多的了解，同時隨著強震觀測臺站的不斷增多，各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)記錄也不斷增多。進一步動力理論也稱地震時程分析理論，它把地震作為一個時間過程，選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入，建筑物簡化為多自由度體系，計算得到每一時刻建筑物的地震反應(yīng)，從而完成抗震設(shè)計工作。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

2.1 抗震措施 在對結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，除要考慮概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)抗震驗算外，歷次地震后人們在限制建筑高度，提高結(jié)構(gòu)延性（限制結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)材料使用）等方面總結(jié)的抗震經(jīng)驗一直是各國規(guī)范重視的問題。當前，在抗震設(shè)計中，從概念設(shè)計，抗震驗算及構(gòu)造措施等三方面入手，在將抗震與消震（結(jié)構(gòu)延性）結(jié)合的基礎(chǔ)上，建立設(shè)計地震力與結(jié)構(gòu)延性要求相互影響的雙重設(shè)計指標和方法，直至進一步通過一些結(jié)構(gòu)措施（隔震措施，消能減震措施）來減震，即減小結(jié)構(gòu)上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經(jīng)濟的抗震性能是當代抗震設(shè)計規(guī)范發(fā)展的方向。而且，強柱弱梁，強剪弱彎和強節(jié)點弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用已得到普遍的認可。

2.2 抗震設(shè)計理念 我國 《建筑抗震規(guī)范》（GB50011-2001）對建筑的抗震設(shè)防提出“三水準、兩階段”的要求，“三水準”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當遭遇第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時，結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此, 要求建筑結(jié)構(gòu)滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗算，要求建筑的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當遭遇第二設(shè)防烈度地震即相當于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時，結(jié)構(gòu)屈服進入非彈性變形階段，建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞。但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求結(jié)構(gòu)具有相當?shù)难有阅芰Γㄗ冃文芰Γ┎话l(fā)生不可修復(fù)的脆性破壞。當遭遇第三設(shè)防烈度地震即高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震時，結(jié)構(gòu)雖然破壞較重，但結(jié)構(gòu)的非彈性變形離結(jié)構(gòu)的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發(fā)生危及生命的嚴重破壞，從而保障了人員的安全。因此，要求建筑具有足夠的變形能力，其彈塑性變形不超過規(guī)定的彈塑性變形限值。

三個水準烈度的地震作用水平，按三個不同超越概率（或重現(xiàn)期）來區(qū)分的:多遇地震：50 年超越概率 63.2%，重現(xiàn)期 50 年；設(shè)防烈度地震（基本地震）：50 年超越概率 10%，重現(xiàn)期 475 年；罕遇地震：50 年超越概率 2%-3%，重現(xiàn)期 1641-2475 年，平均約為 2000年。對建筑抗震的三個水準設(shè)防要求，是通過“兩階段”設(shè)計來實現(xiàn)的，其方法步驟如下：第一階段：第一步采用與第一水準烈度相應(yīng)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)、重力荷載效應(yīng)組合。并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)。進行構(gòu)件截面設(shè)計，從而滿足第一水準的強度要求；第二步是采用同一地震動參數(shù)計算出結(jié)構(gòu)的層間位移角，使其不超過抗震規(guī)范所規(guī)定的限值；同時采用相應(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的變形要求。第二階段:采用與第三水準相對應(yīng)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，使之小于抗震規(guī)范的限值。并采用必要的抗震構(gòu)造措施，從而滿足第三水準的防倒塌要求。

2.3 抗震設(shè)計方法 我國的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）對各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計算應(yīng)采用的方法作了以下規(guī)定：高度不超過 40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法等簡化方法；除 1 款外的建筑結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)譜方法；特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑，應(yīng)采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算，可取多條時程曲線計算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的較大值。

3 結(jié)語

要使工程建設(shè)真正達到能夠減輕以至避免地震災(zāi)害，把握好抗震設(shè)計關(guān)是減輕地震災(zāi)害的根本措施。

參考文獻：

[1]朱鏡清.結(jié)構(gòu)抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.

[2]鄭文忠，王英.對既有房屋套建增層改造的認識與思考[J].工業(yè)建筑，2008.6.

[3]計靜．套建增層預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土框架抗震性能與設(shè)計方法研究.哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文，2008.

篇(5)

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土框架；強柱弱梁；抗震

中圖分類號：TU323文獻標識碼： A 文章編號：

引言

鋼筋混凝土框架體系，隨著材料性能和制作工藝的不斷提高和改善，應(yīng)用范圍逐漸擴大。其建筑布置比較靈活，可以設(shè)計成具有較大空間的各類建筑。但是，由于其整體結(jié)構(gòu)剛度小、冗余度低， 造成其抵抗強震和抗倒塌能力弱，在強震中易造成較大損失， 震后修復(fù)困難， 修復(fù)費用較高。鑒于以上原因，為了在地震區(qū)建設(shè)符合“小震不壞、中震可修、大震不倒”設(shè)防水準的框架結(jié)構(gòu)房屋，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》做了相應(yīng)的規(guī)定和要求， “強柱弱梁”就是保證“中震可修、大震不倒”的重要技術(shù)措施之一。由于框架結(jié)構(gòu)一般不具備多道抗震防線， 因此延性框架塑性鉸要求發(fā)生在不影響整體穩(wěn)定的梁上，使柱得到保護，從而保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定， 做到“大震不倒”，降低危害。

1國內(nèi)對“強柱弱梁”理念的研究現(xiàn)狀

“強柱弱梁”是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本原則之一，即在地震作用下，梁先于柱發(fā)生破壞。 因為梁破壞通常是局部的，且如果梁端出現(xiàn)塑性鉸可以消耗掉一部分地震能量，從而更好的保證整個結(jié)構(gòu)的安全。 而柱破壞則可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體的倒塌，后果嚴重。我國現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》也對“強柱弱梁”的實現(xiàn)做出了具體規(guī)定，即除框架頂層和柱軸壓比小于0.15及框支梁與框支柱的節(jié)點外，對于考慮地震作用組合的一、二、三級框架柱，柱端組合的設(shè)計彎矩應(yīng)乘以相應(yīng)的增大系數(shù)。

清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、北京交通大學(xué)土木工程專家組[1]通過對汶川地震的震害分析指出： 由于樓板的增強作用、框架梁上增加砌體或填充墻的增強作用、增大上部結(jié)構(gòu)的剛度等，使得框架梁或屋蓋的實際剛度增大， 在實際框架結(jié)構(gòu)震害中， 很少看到“ 強柱弱梁”型破壞。由于地震的復(fù)雜性，現(xiàn)澆樓板的影響和鋼筋屈服時的超強等因素的影響， 難以實現(xiàn)“ 強柱弱梁”的破壞機制， 這也引出應(yīng)該根據(jù)這些因素來提高柱端彎矩增大系數(shù)從而達到梁鉸機制。從單質(zhì)點體系理想的荷載- 變形關(guān)系曲線[2]出發(fā)： “ 強柱弱梁”原則是延性框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵， 圍繞這個問題來進行“ 強柱弱梁”設(shè)計， 那么“ 強柱弱梁”設(shè)計原則不是通過增加柱梁剛度比，而是通過降低梁的相對強度、提高柱的相對強度來實現(xiàn)的。從構(gòu)件層次和結(jié)構(gòu)體系層次對“ 強柱弱梁”進行概率分析[3]：抗震等級越高，柱彎矩增大，系數(shù)越大，軸壓比限值越小，梁的界限受壓區(qū)高度越小， 從而使柱端形成塑性鉸的概率減小， 梁端出現(xiàn)塑性鉸的概率增大， 從而增大了“ 強柱弱梁”的形成概率。通過對“ 強柱弱梁”的影響因素的分析[4]：為了滿足“ 強柱弱梁”的抗震設(shè)計要求，柱端設(shè)計彎矩均應(yīng)按梁端截面實配鋼筋的抗震受彎承載力進行調(diào)整放大，而且在進行抗震設(shè)計時， 應(yīng)考慮框架梁的塑性內(nèi)力重分布，對梁端負彎矩進行適當調(diào)幅，同時應(yīng)采用柱邊緣所對應(yīng)的梁端彎矩設(shè)計值進行截面配筋及裂縫驗算。另外需要合理控制框架梁底部鋼筋伸入框架柱的數(shù)量，來避免鋼筋過多帶來的超強剛度的影響，尤其應(yīng)該考慮現(xiàn)澆樓板及其配筋對梁端截面受彎承載力的影響。

2 影響“強柱弱梁”實現(xiàn)的因素

“ 強柱弱梁”措施作為建筑抗震設(shè)計的一項重要設(shè)計原則， 在工程設(shè)計中占有重要的地位和作用，其最終目的就是形成延性框架設(shè)計， 從而為保證生命和財產(chǎn)的安全做貢獻， 將災(zāi)害損失降到最低。綜上所述，影響“ 強柱弱梁”破壞機制的因素眾多，其中關(guān)鍵四個因素如下：

Ⅰ）現(xiàn)澆樓板的影響。在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中，樓板是與框架梁一起澆筑的， 兩者結(jié)合良好，共同工作的能力強，樓板可以顯著的提高框架梁的抗彎剛度和抗彎承載力。

Ⅱ）填充墻的影響。填充墻是一個最復(fù)雜因素， 對結(jié)構(gòu)的剛度影響很大，如果是把強柱弱梁作為包括填充墻在內(nèi)的整體結(jié)構(gòu)抗震的屈服機制設(shè)計目標時，那么預(yù)期出鉸的框架梁上則不應(yīng)設(shè)置填充墻，或者在填充墻與框架柱之間留有足夠的縫隙。

Ⅲ） 鋼筋超配置的影響。鋼筋超配會引起梁端超強，原因有以下幾點：一是實際采用的鋼筋屈服強度比設(shè)計的鋼筋屈服強度高； 二是鋼筋屈服后的應(yīng)變硬化指標較高； 三是設(shè)計配筋構(gòu)造， 滿足最大或最小構(gòu)造要求，導(dǎo)致的梁端抗彎承載力提高； 四是設(shè)計人員為了保證安全系數(shù)，人為地加大梁的配筋率。

Ⅳ）軸壓比的影響。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，多是根據(jù)軸壓比來確定柱的截面尺寸，規(guī)范中為保證柱有一定的延性，對柱的軸壓比規(guī)定了上限。 在設(shè)計中，由于建筑美觀或者降低造價等各方面的要求，設(shè)計人員常常在滿足軸壓比的前提下盡量縮小柱截面尺寸，尤其是在結(jié)構(gòu)底層柱。 因此規(guī)范中規(guī)定的軸壓比限值過高，框架柱截面尺寸偏小，也是造成實際震害中出現(xiàn)“強梁弱柱”的原因之一。

3 實現(xiàn)“強柱弱梁”的討論

通過以上分析可知， 若想實現(xiàn)“強柱弱梁”破壞機制，我們應(yīng)該綜合各種因素來分析，使“ 強柱弱梁”原則更加明確化、具體化、規(guī)范化。

首先，嚴格控制梁端鋼筋的超配。利用概率分析的方法來確定截面超配筋對梁或柱的影響，來具體確定截面的超配筋系數(shù)以及控制伸入框架柱鋼筋的數(shù)量， 而且還要明確的確定彎矩的調(diào)幅系數(shù)或參數(shù)，以便滿足結(jié)構(gòu)的“ 強柱弱梁”的設(shè)計要求， 從而最終確定最佳的柱端彎矩增大系數(shù)，減少過多鋼筋在梁柱節(jié)點區(qū)的錨固，保證節(jié)點區(qū)的混凝土的質(zhì)量。

其次，應(yīng)具體考慮現(xiàn)澆樓板對“ 強柱弱梁”機制的具體影響來提取影響參數(shù)。這里主要是綜合考慮剪跨比、軸壓比、橫向梁剛度、板內(nèi)配筋情況等因素等效來確定板的有效寬度。根據(jù)最大層間位移角來計算板的有效寬度，即：T形梁的有效翼緣寬度， 主要通過考慮樓板對梁端抗負彎矩能力的貢獻、對受彎承載力的影響以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布的影響，來確定柱端彎矩增大系數(shù)。

此外，增加柱子的非彈性變形和耗能能力。按照現(xiàn)行抗震規(guī)范進行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，無法保證框架在地震中一定不發(fā)生柱鉸破壞，而對“強柱弱梁”的設(shè)計規(guī)定也主要是為了防止框架發(fā)生倒塌。若框架柱有足夠的變形和耗能能力，就可以一定程度上防止框架發(fā)生倒塌。 增加框架柱抗震能力的措施有很多，如采用鋼套管或纖維增強復(fù)合塑料等材料對框架柱進行側(cè)向約束或者采用高強螺旋箍筋，增加對柱核心混凝土的約束，提高柱的抗倒塌能力；另外，在技術(shù)條件和工程造價允許的前提下，采用型鋼混凝土柱、鋼管混凝土柱等組合結(jié)構(gòu)柱，亦可大大提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

參考文獻：

[1] 清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、北京交通大學(xué)土木工程結(jié)構(gòu)專家組. 汶川大地震建筑震害分析[ J] . 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報, 2008, 29( 4) : 1- 9.

[2] 朱少云, 曹維琪. “強柱弱梁”設(shè)計原則在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[ C] . 中國建筑學(xué)會. 第八屆全國混凝土結(jié)構(gòu)基本理論及工程應(yīng)用學(xué)術(shù)論文集, 重慶: 重慶大學(xué)出版社, 2004: 356- 359.

篇(6)

關(guān)鍵詞 碳纖維軸向承載力抗震加固

中圖分類號：TU528.571文獻標識碼： A 文章編號：

一.概述

粘帖CFRP片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)，主要用于鋼筋混凝土柱的抗震加固、梁柱的受剪加固、梁板的受彎加固、以及裂縫和耐久性修補。對于鋼筋混凝土柱粘帖CFRP片加固，國內(nèi)外大量的試驗和理論分析均表明，目前采用一般粘帖CFRP片材加固鋼筋混凝土柱的方法，在鋼筋混凝土柱粘帖CFRP片材后，使柱中混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強度及極限壓應(yīng)變，從而提高鋼筋混凝土柱軸壓承載力及延性。與約束混凝土的機理類似，鋼筋混凝土柱粘帖CFRP片材加固后使柱中混凝土處于約束狀態(tài)，由于CFRP片材是線彈材料，使其產(chǎn)生的約束力是持續(xù)增長的，直至碳纖維拉斷，混凝土破壞?？梢哉J為：當鋼筋混凝土柱粘帖CFRP片材加固軸向應(yīng)力超出混凝土的抗壓強度后，應(yīng)力---應(yīng)變關(guān)系呈線性增長，混凝土的應(yīng)力和應(yīng)變同時達到最大值，呈現(xiàn)了CFRP片材是線彈性材料約束混凝土的特點。[1]

二、碳纖維加固混凝土柱的原理

普通混凝土結(jié)構(gòu)在使用一定的年限后，混凝土腐蝕、鋼筋銹蝕，承載能力下降；一部分新建和在建的工程，由于設(shè)計或施工不當，有些工程使用功能改變，荷載增加或者提高建筑物的抗震設(shè)防等級；由于種種原因造成停建爛尾工程，又重新啟動的工程等等，這些都需要對結(jié)構(gòu)進行加固。使用建筑結(jié)構(gòu)膠在混凝土表面粘帖CFRP片材材料進行加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)，《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中對鋼筋混凝土柱的加固從施工到設(shè)計都有詳細的規(guī)定。

《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中要求粘帖CFRP片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)由熟悉該技術(shù)施工藝的專業(yè)施工隊伍完成，并應(yīng)有加固修復(fù)和施工技術(shù)措施。保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵是遵循工序要求，施工時應(yīng)考慮環(huán)境溫度、濕度對結(jié)構(gòu)膠固化的影響。施工過程中，為保證加固質(zhì)量，應(yīng)從施工準備開始對需要加固的構(gòu)件進行表面修復(fù)、清理并保持干燥，應(yīng)按產(chǎn)品供應(yīng)商提供的工藝規(guī)定進行配置和涂抹結(jié)構(gòu)膠。粘帖CFRP片材還應(yīng)符合《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中有關(guān)條款要求。施工中應(yīng)注意安全，遠離電器設(shè)備及電源，做好防護措施。在開始施工之前，應(yīng)確認CFRP片材及配套的結(jié)構(gòu)膠的新產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品出廠質(zhì)量檢驗報告，各項性能指標應(yīng)符合《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中的檢驗要求。[2]

改善鋼筋混凝土柱最方便最有效的方法就是對核心區(qū)混凝土和保護層混凝土進行有效的約束，提高混凝土自身的變形能力。《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的出現(xiàn)使得這一方法變得簡單易行。CFRP片材包裹在鋼筋混凝土柱，混凝土受到了外包纖維的有效約束，極大改善了混凝土的變形能力；同時外包纖維限制了裂縫的發(fā)展，在纖維拉斷前保護層的混凝土不剝落，有效防止了粘結(jié)構(gòu)破壞的發(fā)生。

為了進行CFRP約束混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能和承載力設(shè)計方法的研究，必須確定混凝土在CFRP生材料約束情況下的應(yīng)力―――應(yīng)變關(guān)系。國內(nèi)外許多學(xué)者對CFRP約束混凝土的關(guān)系進行了研究，基于試驗結(jié)果分析，建立了CFRP約束混凝土關(guān)系指數(shù)曲線+直線曲線的模型。

三、碳纖維加固鋼筋混凝土柱的軸向承載力計算抗震加固[3]

我國現(xiàn)行鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范及抗震設(shè)計規(guī)范中，對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震措施，主要針對不同的抗震等級，通過內(nèi)力調(diào)整和限制軸壓比倆方面來控制。許多研究者指出：軸壓比影響柱的延性及破壞形式。當軸向壓力較小時，鋼筋混凝土柱為受拉破壞，主要是由于受拉側(cè)鋼筋先達到屈服而引起的，表現(xiàn)出一定的延性。隨著軸向壓力的增加，柱的延性不斷降低。當軸力超過界限軸力時，受拉側(cè)鋼筋達不到受屈服，構(gòu)件的破壞主要是由于混凝土壓潰或主筋的壓曲造成的，因此延性很小。這就是抗震結(jié)構(gòu)中限制鋼筋混凝土柱軸壓比的原因。在實際加固改造工程中，常常會遇到框架柱軸壓比超出規(guī)范限值得情況。此時采用CFRP約束混凝土的關(guān)系環(huán)向包裹對柱進行約束，可以提高柱的混凝土抗壓強度，從而降低軸壓比。對于外粘帖纖維布弱約束鋼筋混凝土柱計算；外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸壓構(gòu)件，其軸承載力按下列公式計算：N0.9（

對圓形載面建議按：式中： 為外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸壓構(gòu)件心抗壓強設(shè)計值； 為外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸向構(gòu)件抗壓強設(shè)計值； 為外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸向構(gòu)件抗拉強設(shè)計值；外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸向構(gòu)件抗拉強設(shè)計值；A為加固柱截面的面積。一般情況下 不應(yīng)大于的1.5倍，黨有可靠依據(jù)時混凝土強度的提高幅值可適當提高。截面的半徑或高度應(yīng)小于1.0m，對矩形截面的高寬比h/b應(yīng)小于1.5。

為確保核心區(qū)混凝土得到有效的約束，我國現(xiàn)行鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范及抗震設(shè)計規(guī)范給出了柱箍筋加密區(qū)的最小配箍特征值 ，為避免配箍率過小還規(guī)定了最小體積配箍率。鋼筋混凝土柱軸可以通過粘帖碳纖維來滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011―2001）對箍筋加密區(qū)以及體積配箍率的構(gòu)造要求，以提高其抗震性能。碳纖維的加固最主要課依據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》和《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中（CECS146:2003）來確定。

碳纖維片材在箍筋加密區(qū)宜連續(xù)布置，且碳纖維片材兩端應(yīng)搭接或采取可靠連續(xù)措施形成封閉箍。碳纖維片材條帶的搭接長度不應(yīng)小于150mm，各條帶的搭接位置應(yīng)相互錯開。

參考文獻：

[1] 文明才. 建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)及發(fā)展趨勢[J]. 湖南城市學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)[J]. 2005,14 (3):13-15.

篇(7)

論文摘要：建筑抗震設(shè)計對結(jié)構(gòu)構(gòu)件有明確的延性要求。軸壓比和剪跨比是影響構(gòu)件延性的最主要的兩個因素，也是一對互成矛盾的因素。短柱的延性很差，尤其是超短柱幾乎沒有延性，在建筑遭受本地區(qū)設(shè)防烈度或高于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時，很容易發(fā)生剪切破壞而造成結(jié)構(gòu)破壞甚至倒塌，無法滿足“中震可修，大震不倒”的設(shè)計準則。為了避免短柱脆性破壞問題在高層建筑中發(fā)生，筆者認為，首先要正確判定短柱，然后對短柱采取一些構(gòu)造措施或處理，提高短柱的延性和抗震性能。

1 高層建筑抗震設(shè)計常見的問題

在高層建筑的建設(shè)中，其中最主要的問題是對它的抗震問題的研究，其中又以中短柱問題為最主要的問題?，F(xiàn)在首先介紹一下抗震設(shè)計中常見的一些問題。

1.1 缺乏巖土工程勘察資料或資料不全。有的在擴初設(shè)計階段還缺建筑場地巖土工程的勘察資料，有的在擴初設(shè)計會審之后就直接進入了施工圖設(shè)計，有的在規(guī)劃設(shè)計或方案設(shè)計會審后就直接進入了施工圖設(shè)計。無巖土工程勘察資料，設(shè)計缺少了必要的依據(jù)。

1.2 結(jié)構(gòu)的平面布置。外形不規(guī)則、不對稱、凹凸變化尺度大、形心質(zhì)心偏心大，同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度不均勻不對稱，平面長度過長等。

1.3 一個結(jié)構(gòu)單元內(nèi)采用兩種不同的結(jié)構(gòu)受力體系。如一半采用砌體承重，而另一半或局部采用全框架承重或排架承重；底框磚房中一半為底框，而另一半為磚墻落地承重［這種情況常發(fā)現(xiàn)在平面縱軸與街道軸線相交的住宅，其底層為商店，設(shè)計成一半為底框磚房(有的為二層底框)，而另一半為磚墻落地自承，造成平面剛度和豎向剛度二者都產(chǎn)生突變，對抗震十分不利］。

1.4 底框磚房超高超層。如1996年，對在杭設(shè)計單位作的一次專題普查，發(fā)現(xiàn)有69幢底框磚房超高超層。新項目亦普遍存在此現(xiàn)象，1999年某地塊住宅竣工交付使用驗收中發(fā)現(xiàn)有三幢底框磚房超高超層，甚至有超三層的。

1.5 抗震設(shè)防標準掌握不當。有一些項目擅自提高了設(shè)防標準，按照《建筑抗震設(shè)防分類標準(GB 50223-95)》劃分應(yīng)屬六度設(shè)防的，但設(shè)計中提高了一度按七度設(shè)防，提高了建筑抗震設(shè)防標準，將會增加工程投資；有的項目嚴格應(yīng)按七度采取抗震措施的，但設(shè)計中又按六度設(shè)防，減低了抗震設(shè)防標準，不利抗震。

1.6 結(jié)構(gòu)的豎向布置。在高層建筑中，豎向體型有過大的外挑和內(nèi)收，立面收進部分的尺寸比值B1/B不滿足≥0.75的要求。

1.7 抗震構(gòu)造柱布置不當。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。

1.8 框架結(jié)構(gòu)砌體填充墻抗震構(gòu)造措施不到位。砌體外圍護墻砌筑在框架柱外又沒有設(shè)置抗震構(gòu)造柱，框架間砌體填充墻高度長度超過規(guī)范規(guī)定要求又沒有采取相應(yīng)構(gòu)造措施。

1.9 結(jié)構(gòu)其他問題。有的底層無橫向落地抗震墻，全部為框支或落地墻間距超長；有的僅北側(cè)縱墻落地，南側(cè)全為柱子，造成南北剛度不均；有的底層作汽車庫，設(shè)計時橫墻都落地，但縱墻不落地，變成了縱向框支；還有的底框和內(nèi)框砌體住宅采用大空間靈活隔斷設(shè)計，其中幾乎很少有縱墻。不少地方都采用鋼筋混凝土內(nèi)柱來承重以代替磚墻承重，實際上將磚混結(jié)構(gòu)演變?yōu)閮?nèi)框架結(jié)構(gòu)，這比底框磚房還不利，因內(nèi)框磚房的層數(shù)、總高度控制比底框磚房更嚴，因此存在著嚴重抗震隱患。更為嚴重的是這種情況并未引起目前大多數(shù)結(jié)構(gòu)工程師的重視。

1.10 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)計存在嚴重的不對稱：一邊進深大，一邊進深??；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)為進出車需要，取消全部外縱墻，另一側(cè)不需進出車輛，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。

1.11 防震縫設(shè)置。對于高層建筑存在下列三種情況時，宜設(shè)防震縫：①平面各項尺寸超過《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程(JGJ 3-91)》中表2.2.3的限值而無加強措施；②房屋有較大錯層；③各部分結(jié)構(gòu)的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未設(shè)防震縫。

1.12 結(jié)構(gòu)抗震等級掌握不準。有的提高了，而有的又降低了，主要是對場地土類型、結(jié)構(gòu)類型、建筑高度、設(shè)防烈度等因素綜合評定不準造成。

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，有認識方面的原因有計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(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：

2 短柱的正確判定

柱凈高H與截面高度h之比H/h≤4為短柱，工程界許多工程技術(shù)人員也都據(jù)此來判定短柱，這是一個值得注意的問題。因為確定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比λ，只有剪跨比λ＝M/Vh≤2的柱才是短柱，而柱凈高與截面高度之比H/h≤4的柱其剪跨比λ不一定小于2，亦即不一定是短柱。按H/h≤4來判定的主要依據(jù)是：①λ=M/Vh≤2；②考慮到框架柱反彎點大都靠近柱中點，取M＝0.5VH，則λ＝M/Vh＝0.5VH/Vh＝0.5H/h≤2，由此即得H/h≤4。但是，對于高層建筑，梁、柱線剛度比較小，特別是底部幾層，由于受柱底嵌固的影響且梁對柱的約束彎矩較小，反彎點的高度會比柱高的一半高得多，甚至不出現(xiàn)反彎點，此時不宜按H/h≤4來判定短柱，而應(yīng)按短柱的力學(xué)定義——剪跨比λ＝M/Vh≤2來判定才是正確的。

框架柱的反彎點不在柱中點時，柱子上、下端截面的彎矩值大小就不一樣，即Mt≠Mb。因此，框架柱上、下端截面的剪跨比大小也是不一樣的，即λt＝Mt/Vh≠λb＝Mb/Vh。此時，應(yīng)采用哪一個截面的剪跨比來判斷框架柱是不是屬于短柱呢？筆者認為，應(yīng)該采用框架柱上、下端截面中剪跨比的較大值，即取λ＝max（λt，λb）。一般情況下，在高層建筑的底部幾層，框架柱的反彎點都偏上，即Mb＞Mt。

在層高一定的情況下，為提高延性而降低軸壓比則會導(dǎo)致柱截面增大，且軸壓比越小截面越大；而截面增大導(dǎo)致剪跨比減小，又降低了構(gòu)件的延性。因此，在高層特別是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為滿足規(guī)程對軸壓比限值的要求，柱子的截面往往比較大，在結(jié)構(gòu)底部常常形成短柱甚至超短柱。

3 改善短柱抗震性能的措施

當按剪跨比λ判定柱子不是短柱時，按一般框架柱的抗震要求采取構(gòu)造措施即可；確定為短柱后，就應(yīng)當盡量提高短柱的承載力，減小短柱的截面尺寸，采取各種有效措施提高短柱的延性，改善短柱的抗震性能。

3.1 使用復(fù)合螺旋箍筋 高層建筑框架柱的抗剪能力是應(yīng)該滿足剪壓比限值和“強剪弱彎”要求的，柱端的抗彎承載力也是應(yīng)該滿足“強柱弱梁”要求的。對于短柱，只要符合“強剪弱彎”和“強柱弱梁”的要求，是能夠做到使其不發(fā)生剪切型破壞的。因此，使用復(fù)合螺旋箍筋來提高柱子的抗剪承載力，改善對砼的約束作用，能夠達到改善短柱抗震性能的目的。