建筑抗震論文范文

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第1篇

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、規范中設計限值的控制、屋頂建筑等設計問題。

建筑設計是否考慮抗震要求，從總體上起著直接的控制主導作用。結構設計很難對建筑設計有較大的修改，建筑設計定了，結構設計原則上只能是服從于建筑設計的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設計階段中較好地考慮抗震的要求，則結構工程師就可以對結構構件系統進行合理的布置，建筑結構的質量和剛度分布以及相應產生的地震作用和結構受力與變形比較均勻協調，使建筑結構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計沒有很好地考慮抗震要求，那就會給結構的抗震設計帶來較多困難，使結構的抗震布置和設計受到建筑布置的限制，甚至造成設計的不合理。有時為了提高結構構件的抗震承載力，不得不增大構件的截面或配筋用量，造成不必要的投資浪費。由此可見，建筑

設計是否考慮抗震要求，對整個建筑起著很重要的作用。因此，我們在建筑抗震設計過程別要注重以下幾個問題。

一、建筑體型設計問題

建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設計。震害表明，許多平面形狀復雜，如平面上的外凸和凹進、側翼的過多伸懸、不對稱的側翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡單規則的建筑在地震中未出現較重的破壞，有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復雜和不規則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結構剛度發生突變的部位更易產生破壞。因此在建筑體型的設計中，應盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內凹的體型，盡可能少做不對稱的側翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結構的質量和剛度比較均勻地分布，避免產生因體型不對稱導致質量與剛度不對稱的扭轉反應。

二、建筑平面布置設計問題

建筑物的平面布置在建筑設計中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內墻的布置、空間活動面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數量和布置等，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、內隔墻、有相應強度和剛度的非承重內隔墻等等布置不對稱，墻體與柱子分布的不對稱、不協調，使建筑物在地震時產生扭轉地震作用，對抗震很不利。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，結果在地震中造成靠電梯一側建筑物的嚴重破壞。這是因為電梯井筒具有極大的抗側力剛度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一側的墻體很多，而另一側的墻體稀少，這就造成平面上剛度分布的很不對稱，質量分布也偏心，使結構的受力和變形不協調，導致扭轉地震作用效應，帶來局部墻面的破壞。有的建筑物，如底層為商場的臨街建筑，臨街一側往往不設墻體，而其另一側則有剛度很大的墻體封閉，兩側在剛度上相差很多，也將在地震時引起扭轉地震作用，對抗震不利。還有的建筑平面布置上，經常出現內隔墻不對齊或中斷，使剛度發生突變和地震力傳遞受阻，對抗震也帶來不利，客易引起結構的局部破壞。建筑平面布置設計對建筑抗震關系很大，從概念上要解決的一個核心問題是：建筑平面布置設計上要盡可能做到使結構的質量和剛度分布均勻，對稱協調，避免突變，防止產生扭轉效應。在建筑平面布置的總體設計上要盡可能為結構抗側力構件的合理布置創造條件，使建筑使用功能要求與建筑結構抗震要求融合成一體，充分發揮建筑設計在建筑抗震中的作用。

三、建筑豎向布置設計問題

建筑的豎向布置設計問題在建筑設計中主要反映在建筑沿高度(樓層)結構的質量和剛度分布設計上。無論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場、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有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設有大會議廳、展廳、報告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質量和剛度的嚴重不均勻、不協調。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質量和剛度相差過大，形成突變［3］。在剛度最差的樓層形成對抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設計中必須高度重視的問題。在實際設計中，在建筑使用功能不同的情況下，很可能出現上下相鄰樓層的墻體不對齊，柱子不對齊，墻體不連續，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；抗震用的剪力墻設置不能直通到底層、剪力墻布置嚴重不對稱或數量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來地震作用分布的不均勻、不對稱和對建筑物很不利的扭轉作用。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，盡量避免產生地震時的鈕轉效應。

四、建筑上應滿足的設計限值控制問題

根據大量震害的經驗總結，現行《建筑抗震設計規范》(GBJll-89)對房屋建筑在建筑設計中應考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規定。這些規定，建筑設計應予遵守：一是房屋的建筑總高度和層數；二是對房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。

五、屋頂建筑的抗震設計問題

在高層和超高層建筑設計中，屋頂建筑是一個重要的設計部分。從近幾年對一些高層建筑抗震設計審查結果來看，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，且前者的抗側力墻與其下樓層的抗側力墻體上下不連續時，更會帶來地震的扭轉作用，對建筑物抗震更不利。為此，在屋頂建筑設計中，宜盡量降低其高度。采用高強輕質的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結構的傳遞比較通暢，使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致；當屋頂建筑較高時，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，而且不發生扭轉地震作用。

六、結束語

總的來說，建筑設計是建筑杭震設計的一個重要方面，建筑設計與建筑

抗震設計有著密切關系。它對建筑抗震起著重要的基礎作用。一個優良的建筑抗震設計，必須是在建筑設計與結構設計相互配合協作共同考慮抗震的設計基礎上完成。為此，要充分重視建筑設計在建筑抗震設計中的重要性，在建筑抗震設計中更好地發揮建筑設計應有的作用。

參考文獻:

[1]《建筑抗震設計規范》(CBJll-89)，中國建筑工業出版社，2005。

[2]包世華、方鄂華，《高層建筑結構設計》，清華大學出版社，2003。

第2篇

1.1材料對超限高層建筑抗震設計的影響

質量是建筑的核心，而建筑的抗震性能是體現建筑質量的主要因素，對建筑質量的影響極大，然而，在當今超限高層建筑抗震設計中，卻由于由于多種原因造成抗震設計的質量出現了嚴重的問題，材料對其造成的影響只是其中一個重點要素。材料的影響主要現在材料的質量、材料的不匹配等問題，在超限高層建筑工程設計中，有很多工作人員為某一己之私而在施工中用一些質量不達標的材料，嚴重影響的建筑的抗震性能；另外，還有些工作人員在設計中會將一些其他的建筑抗震設計方案引入到該建筑物中，而由于建筑物的高度以及整體結構都有所不同，導致出現“張冠李戴”的現象，與實際的建筑缺乏匹配度，導致超限高層建筑抗震設計受到了一定的影響，使建筑的安全性降低達不到超限高層建筑抗震的標準。

1.2平面結構設計對超限高層建筑物抗震設計的影響

超限高層建筑物的平面結構設計是與建筑物外形有著直接的聯系，當然也與建筑物抗震設計有著密切的關系，同時超限高層建筑的平面設計與施工難度有著直接的聯系，然而，在當今超限高層建筑平面設計中卻存在一定的問題，平面結構設計引起的施工難度過大，而導致的超限高層建筑抗震的施工也受到了一定的阻礙，即使能順利施工也會因為結構設計的不合理對超限高層建筑抗震性能造成一定的影響，在后期的使用中依舊存在重大的安全隱患[3]。另外，如果平面結構設計的不合理，會造成無法準確的確定超限高層建筑抗震的均衡點的位置，尤其是超限高層建筑設計中需要考慮的因素較多，可能會在平面結構設計中會漏掉某些細節的設計，一些結構細節出現問題也會導致超限高層建筑整體的抗震性安全性受到一定的影響。

1.3受力體系對超限高層建筑抗震設計帶來的影響

受力體系是建筑抗震設計中需要考慮的重要因素，而且每個建筑的受力體系也各不相同，這與設計者的經驗沒有太大的聯系，因此，在設計的過程中不能光憑經驗來完成設計，而且，確實有這種情況發生，覺得自己有著多年的設計經驗，就沒有詳細的對建筑受力體系進行分析，通過以前的經驗直接按部就班的放到設計里，最終導致建筑的受力體系與抗震設計發生了矛盾，造成超限高層建筑抗震的性能降低，使得建筑整體缺乏安全性和穩定性。

2超限高層建筑抗震設計優化

2.1做好超限高層建筑設計的前期工作

由第一部分得知，建筑材料對超限高層建筑設計抗震設計的影響及其的嚴重，因此在設計前要做好前期的準備工作，主要對設計中涉及到的材料質量、數量、規格等做好相應的規劃設計，通過對材料的了解再進行相應的設計，尤其是材料的性能參數一定要做好詳細的分析，因為有很多材料類型差不多，但是，還是有著細節上的差別。另外，還應對超限高層建筑地點的地質地貌、周邊環境等進行詳細的分析，這些因素對超限高層建筑抗震設計也有著一定的影響。因此，要做好前期的材料搜集、整理的工作，要確保相關數據材料收集的全面性和準確性。通過做好前期的準備工作，不管是在超限高層建筑的整體設計還是對建筑的抗震設計需要將這些數據作為設計的基礎，進而確保設計過程中避免出現一些誤差。

2.2對超限高層建筑物平面結構設計的優化

超限高層建筑的設計要比平常的多層、高層的設計特點復雜的多，而且對超限高層建筑抗震設計的本身要求也特別高，因此，在這種情況下超限高層建筑抗震設計中，應全面的考慮各種因素，將其作為優化方案的因素。另外，在對超限高層建筑抗震設計的過程中，設計者要根據實際情況，再結合多種有關設計因素，如，抗震指數、施工方式等，設計出多種超限高層建筑抗震設計方案，然后再通過多種方案的相互比較，選擇出最優化的方案，通過這種優化方式，能更好的做好超限高層建筑的抗震設計，而且，以這種設計優化方式，一旦發現方案中存在設計問題或安全隱患能及時的比較出來，并及時的改正，對建筑抗震性能具有很大的保障。

2.3明確超限高層建筑抗震設計中的受力體系

隨著社會不斷的發展，人們不僅對建筑的質量要求提高了，同時也對建筑物的外觀有著一定的要求，美觀、大氣、上檔次是建筑外觀現出來的典型特點，但是有很多建筑物只考慮到外觀設計，卻忽略了建筑的受力體系，對建筑物的抗震性能帶來直接的影響，如果這種現象出現在超限高層建筑的設計中，勢必會為建筑物帶來更大的安全隱患，因此，在對超限高層建筑物抗震設計中一定要明確建筑物的受力體系。建筑的外觀要求是要滿足的，而在達到這個要求的同時，還需要設計者充分考慮到超限高層的抗震設計，要盡量以后者為主，畢竟后者是關乎到建筑物使用的安全性。可以通過力學的知識來尋找超限高層建筑抗震設計受力體系中的平衡點，以此來實現超限高層建筑的抗震要求。

3結語

第3篇

該斷裂大致沿合肥市長江路呈東西走向縱貫市區，為隱伏斷裂，在五里墩南斷面向南陡傾，為張性斷裂。該斷裂在新第三紀至第四紀初曾強烈活動，大蜀山橄欖玄武巖噴溢可能與其有關。但晚更新世以來沒明顯的活動，對小震活動的控制作用不明顯。

2合肥地區地震歷史學習分析

2.1合肥地區歷史地震記錄據史料記載

公元288年至今，區域內沒有發生過7級以上強震。

2.21970年以來地震記錄資料

2.3對地震記錄資料的分析

合肥地區據史料記載，自公元288年至今區域內沒有發生過7級以上強震；1673年3月～1962年8月史料中，1673年合肥南部發生的5級地震，位置在橋頭集-東關斷裂、大蜀山-長臨河斷裂與烏云山-合肥斷裂的交匯部位，據專家推斷該三條斷裂為活動斷裂，且合肥地區具備發生5.5級~6級地震構造。此外，鄰區地震也影響合肥，如1668年山東郯城-莒縣間發生的8.5級地震,造成合肥大約7度的破壞；1917年霍山6.25級地震和1954年在合肥六安間發生的5.5級地震均造成大約6度的破壞。據有關部門從1973年至1994年發生的MS≥1級地震震中分布與斷裂關系研究發現：合肥地區小震活動主要集中于區域東部，形成一個小震叢集區和兩個密集帶：

①一個小震叢集區位于池河-西山驛和烏云山-合肥斷裂之間，反映區域東部地殼活動性明顯強于西部；

②巢湖內的姥山-中廟一線存在著一個近東西向展布的小震密集帶，線狀特征明顯；

③元瞳-梁園-石塘一帶小震呈密集帶，暗示有北西向隱伏線性構造的存在。

3合肥地區地震評價和抗震烈度區劃現狀

合肥市是距離郯廬斷裂帶最近的省會城市，經權威部門研究認為：

①郯廬斷裂安徽段為中強震低頻地段；

②合肥地區未來的地震危險性主要來自華北地震區的長江下游-黃海地震帶和郯廬地震帶；

③未來可能發生在安徽六安-霍山地震區、渦陽—鳳臺地震區和江蘇溧陽地震區的強震，會對合肥地區有較大潛在地震影響；

④綜合各方面情況，合肥區域發生6級以上地震或受到大于7度地震影響的概率極低。國務院把合肥列為全國13個地震重點監視防御城市之一，2010年抗震規范規定合肥市四區（蜀山、瑤海、廬陽、包河）及四縣（長豐、肥東、肥西、廬江），建筑抗震設防基本烈度為7度、第一組、地震加速度為0.10g；巢湖市列為建筑抗震設防基本烈度為6度、第二組、地震加速度為0.05g。

4合肥地區工程抗震淺析

4.1合肥地區抗震措施一般不需要考慮“避讓斷裂帶”的要求

根據2010年抗震規范第4.1.7條規定“抗震設防小于8度區域，建筑抗震不用考慮避讓斷裂帶”的要求，原因是通過國內外大量地震資料在小于8度地震區，地面一般不發生斷裂錯動。合肥市四區、四縣、一市抗震設防基本烈度皆小于8度。

4.2合肥地區建設工程時地貌單元勘察要求

合肥地區要注意在河、湖岸邊漫灘及一級階地等地貌單元上建設工程時，應該注意場地土（砂土和粉土）的液化問題。在這些地貌單元勘察時必須進行有關技術測試，如對砂土要進行標準貫入試驗，對粉土要進行顆粒分析試驗和標準貫入試驗，并進行有關液化土評價和場地液化指數的綜合計算，進而提供設計對地基基礎的技術措施依據，施工中嚴格按照勘察設計要求進行，使建筑滿足抗震規范要求。必須注意：本次規范修訂依據國家標準《建筑工程抗震設防分類標準》（GB50223—2008），修訂中總結汶川大地震的經巖土工程與基礎處理336驗教訓考慮到我國經濟已有較大發展，把“未成年的學校、醫院、體育場館、博物館、文化館、圖書館、影劇院、大商場、交通樞紐等人員密集的公共服務設施”劃為重點設防類，其地基基礎抗震設防措施比基本烈度提高一度的要求進行設計。對抗震基本烈度為6度區的巢湖市，建筑抗震乙類（重點設防類，如中小學、幼兒園等）及甲類建筑，嚴格注意勘察時應對場地在7度地震力作用下有液化的土層進行技術測試與液化評價，進而在設計時考慮要按照“比基本烈度提高一度（7度）設防”的要求采取措施處理，以達到抗震規范規定的抗震要求。

4.3對重要的、體型復雜的高層建筑應該進行地基動參數檢測、地震力衰減和時程分析

在地震過程中，土的剪切模量和阻尼比隨剪應變的加大而呈現出明顯的非線性變化。在有限的范圍內剪切模量G與剪切模量Gmax的比值隨剪應變γ的變化曲線僅與土類有關，故土的非線性動力特性可以用G/Gmax~r曲線描述。而Gmax由原位剪切波速測試出的S波速Vs由下式算出：Gmax=ρVS2。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)要求，地震作用計算擬采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算。通過對場地原位剪切波速測試和人工模擬的加速度時程曲線,計算各層土層地震動力反應，給出地表加速度時程,再進行有關加速度時程合成。通過地震危險性分析給出了場地基巖地震動時程的動力學特性：峰值加速度及加速度反應譜。人工合成地震動就是計算滿足這些特性的加速度時程，其方法是不斷調整初時時程Ra(t)的幅值譜，使Ra(t)的動力特性（包括加速度反應譜及峰值加速度）均滿足危險性分析的要求。地震動時程的強度包線采用如下形式：(t/c1)2×Agmaxt≤c1Agmaxc1≤t≤c2exp(-c3(t-c2)Agmaxt＞c2f(t)={其中：c1、c2、c3是確定包絡線的3個參數；Agmax是最大加速度；t是從地震初至開始的時間。對合肥周圍地區，在考察每個潛源的最大震級和潛源內發生最大震級地震對場地影響兩個方面的因素后，多遇地震各參數：c1＝17.76，c2＝26.52，c3＝0.12。為反映地震全過程，對多遇地震時程長度為20.48s，采樣步長0.02s，相應的采樣點數分別為1024。

4.4建設工程勘察、設計、施工必須嚴格按照國家抗震設防分類

標準（2008）和2010抗震規范執行新規范繼續保持著“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設防方針。所有建筑只要嚴格按規范設計和施工，可以在遇到高于區基本烈度1度的地震下沒有倒塌的危險，從而實現生命安全的目標。其中：所指的“小震即多遇地震、中震即基本烈度地震、大震即罕遇地震”，其對應的50年“超越概率63%、10%和2%~3%的地震”，對應的“重現期分別為50年一遇、約500年一遇和約2000年一遇的地震”。

4.5對既有建筑抗震的現狀分析與抗震措施的建議

4.5.1既有建筑抗震的現狀

根據筆者參加的安徽省住建廳與安徽建筑工業學院2009年對“安徽省城市重要市政基礎設施和公共建筑的抗震性能調查”研究，既有建筑物抗震隱患主要存在如下幾種情況。

①抗震設計標準的變化引起建筑物抗震性能不滿足現行規范要求，如原抗震設防分類標準為丙類而現行規范定為乙類建筑，如教育建筑、醫療建筑、大型公用建筑等，因為現在新規范要求要比基本抗震烈度提高1度設計，所以現在不能滿足新規范要求抗震。

②7度區1978年前建造使用的建筑和6度區1989年前建造使用的建筑，由于之前沒有進行抗震設計建造，因此其安全性較低，達不到現行抗震要求。

③對于1978年前建造的建筑雖然進行了一些抗震加固，但其整體性差，很多建筑根本不能抵抗基本烈度的地震作用。

④1978年以后建造的抗震房屋，但根據對部分建筑（如合肥市西苑新村某樓，6層，二層）現場檢測其承重墻砌體砂漿標號很低，已很多達不到M25，不能抵抗基本烈度7度時的地震力作用。

⑤其他問題諸如：部分建筑結構體型不規則和設計缺陷，引起的建筑結構抗震能力薄弱；部分建筑由于施工質量較差和建筑材料性能指標不合格導致結構抗震性能不滿足設計要求；有些建筑未經技術鑒定或設計許可，擅自加層或改變使用功能而導致結構抗震性能存在隱患；個別建筑建造在沒有處理的坑道上、液化場地上、可能造成的滑坡上等等。

4.5.2對既有建筑的抗震措施的建議

對重要公共建筑設施應該積極進行鑒定、加固。對過去設計符合老規范沒有達到新規范標準的如未成年的學校、醫院、體育場館、博物館、文化館、圖書館、影劇院、大商場、交通樞紐等人員密集的公共服務設施，應該重點實施加固改造。對民房、危房應積極宣傳，鼓勵自行委托鑒定、加固或拆除。

5結語