抗震理念論文范文

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第1篇

關鍵詞：工建筑工程；抗震結構；設計

Abstract: In recent years the quality requirements for construction projects showing increased year by year trend, especially in the construction of related facilities for construction projects, is to become the focus of attention, the earthquake construction of the building construction project is one of the important part. This paper will combine with many years of practical experience, civil engineering seismic analysis focus on the simple exposition, for reference.Key words: construction work projects; seismic structure; design

中圖分類號：TU3文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）06-0020-02

0引言

由于我國處于地殼運動中的兩條地震帶上，導致我國相關城市經常會遭受到地震災害的影響，從上世紀六、七十年代的幾次地震中足以看出，因建筑物倒坍、傾斜等而造成的人員傷亡和財產損失占到了整體災害損失80%左右，因此，加強對建筑工程抗震結構施工，從而提高建筑項目的穩定性能已刻不容緩。

加強對建筑工程的抗震結構建設，首先需要對建筑結構進行抗震結構分析工作，以使其在建設施工過程中抗震效益得到最大程度的發揮，因此起初的設計分析工作尤為關鍵。當然，在對建筑工程進行抗震結構設計時，應充分對相關的影響因素進行考慮，使其整體概念符合設計施工的標準規范。簡言之，抗震結構概念設計是指在特定的建筑空間及地理條件下，通過整體概念對結構的總體方案進行分析，依據結構總體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的基本設計原則和設計思想，從整體的角度來確定建筑結構的總體布置和抗震細部構造措施的宏觀控制。概念設計受到國內外工程界的普遍重視，并將發揮更大的作用。

1概念設計的重要性和必要性

隨著社會經濟的發展和生活水平的提高，人們對建筑結構設計也提出了更高的要求。發展先進計算理論，加強計算機的應用，加快新型高強、輕質、環保建材的研究與開發，使建筑結構設計更加安全、適用、可靠、經濟已成為當務之急。而且針對建筑結構設計的現狀，提倡采用概念設計思想來促進結構工程師的創造性，推動結構設計的發展，是非常有必要的。這就需要工程界和教育界共同的努力，而推廣概念設計思想是一種有效的辦法，分析如下：

1.1建筑抗震設計規范（GB50011-2001）（以下稱新抗震規范）

以可靠度理論為基礎，吸收了延性設計的思想。但對于一些具體問題，例如“中震可修”的設防目標等，規定相當模糊。所以我們不能盲目地照搬照抄規范，應該把規范作為一種指南和參考，并在實際工程應用中作出正確的選擇。這就要求我們對整體結構體系與各基本分體系之間的力學關系有透徹的認識，把概念設計應用到實際工作中去。

長期以來，人們認為結構設計很簡單，只需遵循規范和手冊，等建筑師完成建筑設計后，使用計算機就可以完成結構設計。但這不能充分地運用結構設計者的知識和技能，而且還會與建筑設計方案產生分歧和矛盾。所以我們應考慮在結構設計中如何運用概念設計，比如結構的抗風設計與抗震設計，抗震設計要求能消減外荷載，吸收或轉換震動的能量；而抗風設計則要求結構在風的作用下動力效應較小，剛度較大。這一矛盾必然影響結構體系的抗風和抗震性能。為了彌補這一缺陷，需要合理的概念設計與延性構造措施來加以保證。

1.2概念設計的重要性，還體現在方案設計階段。初步設計過程是不能借助計算機來實現的，這就需要結構工程師綜合運用結構概念，選擇最為可靠、經濟的結構方案。為此，需要工程師不斷地豐富自己的設計理念，深入了解各類結構的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。運用概念性近似估算方法，可以在設計方案階段迅速、有效地對結構體系進行構思、比較與選擇。所得方案往往概念清晰、定性準確，避免后期設計階段一些不必要的繁瑣運算，具有較好的經濟可靠性能。同時，這也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。美國一些著名學者和專家曾說過：“誤用計算機造成結構破壞而引起災難只是一個時間的問題?！庇嬎丬浖倪x擇和使用不當，也會造成結構設計的不合理，甚至影響到建筑物本身的安全性。應用概念設計的思想，可以避免此類情況的發生。

1.3新抗震規范提出了在建筑物內設置地震反應觀測系統的要求，并提出了結構兩個主軸方向的動力特性（周期和振型）相近的抗震概念。所以在結構概念設計中還應該注意結構與場地的共振問題。例如在唐山地震時，天津塘沽地區的7-10層框架結構房屋破壞嚴重，而3-5層的磚混結構住宅卻只有輕微損壞。后來經調查發現，框架房屋的自振周期和場地的卓越周期一致導致共振，而3-5層磚混住宅的自振周期遠低于場地的卓越周期，因此破壞較輕。

1.4建筑結構的抗震設計，存在著許多模糊而且不確定的因素。例如地震作用是一種隨機性很強而且循環往復的荷載，建筑物的地震破壞機理又十分復雜，要準確計算或預測建筑物所遭遇的地震特性和參數，還難以做到。風荷載的脈動性與渦流作用情況也是如此。因為建筑物受到的地震作用難以確定，所以適用、安全、經濟的結構體系必須注重概念設計。

2概念設計的理解及應用

結構抗震設計的目的是使結構在強度、剛度、延性以及節能等方面取得最佳，從而滿足“小震不壞，中震可修，大震不倒”的要求。在當前的科技水平和經濟條件下，為了保證結構具有可靠的抗震性能，概念設計應充分考慮以下因素：場地條件和場地土的穩定性，建立結構計算模型，抗震結構體系的選取，材料效用，風作用、溫度作用以及結構的空間作用等。

2.1現行抗震計算模型的理解和應用

新抗震規范規定：一般情況下，應允許在建筑結構的2個主軸方向分別計算水平地震作用并進行抗震驗算，各方向的水平地震作用應由該方向抗側力構件承擔。而實際結構難以實現強柱弱梁的主要原因則是計算模型問題。即：僅僅對相互正交的2個主軸方向進行內力分析和強度設計，不能真實反映結構的空間作用。所以，應用概念設計的原理，結合大量震害和試驗研究成果，所得出的結論是：構件的最不利受力狀態隨著構件和地震作用方向而變化。當地震作用方向與結構主軸方向一致時，梁處于最不利受力狀態；當地震作用與結構的主軸方向呈45度時，大多數柱處于最不利受力狀態。

2.2結構薄弱部位抗震構造措施的理解和應用

結構薄弱部位的處理，如建筑平面外墻轉角處的轉角窗，限制了角部結構豎向抗側力構件的設置，如果采用概念設計，解決這一問題的方法是2豎向構件間應設厚板、暗梁等可靠拉結。再如，由于節點部位的重要性，所以引入抗裂性的概念，以此來比較梁、柱節點偏心所引起的節點性能的變化。建議在地震區，不宜采取梁柱偏心過大的節點形式，而且構件節點的承載力不應低于其連接構件的承載力。

3建筑結構抗震設計的前景展望

結構抗震體系由傳統的以“硬抗”為主的抗震體系向以“柔抗”為主的結構減震控制體系發展。結構減震體系采用的是以“柔”克剛的新概念，它通過調整結構動力特性、隔震、減能或控制來達到抗震的目的，在未來的工民建中結構抗震的思路將向著減輕危害的方向發展。

4總結

經過多年的抗震探索和研究，設計中引入了概念設計的設計新理念。這種設計理念從宏觀角度對建筑抗震結構進行設計，在某些方面彌補了以往設計思路對抗震結構思考的不足之處，為今后的工民建結構抗震設計開辟了新路。

參考文獻：

[1] 楊星;;地下室結構的分析與設計探討[A];計算機技術在工程建設中的應用――第十三屆全國工程建設計算機應用學術會議論文集[C];2006年

第2篇

【關鍵詞】樓梯；建筑抗震；剛度；影響；分析

中圖分類號：TU973+.31 文獻標識碼：A 文章編號：

一．引言

樓梯是建筑的一個重要組成部分，是最重要的疏散工具，在抗震防災中起著舉足重輕的作用。所以樓梯的設計是十分重要的工作，樓梯設計的好壞也直接影響到建筑的抗震能力。從地震被損壞的鋼筋混凝土結構房屋來看，其中一個特點是樓梯構件的破壞，影響了逃生通道安全，造成人員傷亡。根據2008年汶川地震震害的相關報告，樓梯對結構安全以及疏散時人身安全的意義非常重大。因此，我們有必要認真研讀規范的有關要求，結合工程實際情況，認真對待抗震設計時的樓梯設計。

二．抗震設計樓梯參與結構計算的重要性

現代建筑工程抗震性能的需求要求建筑工程設計過程中必須考慮抗震設計樓梯參與結構計算工作的重要性。以抗震樓梯設計對建筑物主體結構抗震性能的促進作用促進建筑物的抗震性能提升。建筑工程設計單位應根據現代建筑工程設計過程中樓梯設計對建筑物主體工程的影響強化抗震設計樓梯參與結構計算工作，實現建筑物抗震性能的提高，促進現代建筑工程設計目標的達成

在現代建筑工程的設計中，鋼筋混凝土框架結構所具有的優勢使得其在現代建筑工程的設計中有著極為廣泛的應用。在鋼筋混凝土框架結構中，樓梯能夠對樓梯間結構起到斜撐作用，增加主體結構的剛度。在傳統的結構設計中，由于計算方式與設計理論的限制使得樓梯及樓梯間不參與整體結構的計算。隨著現代建筑設計理論的日趨成熟以及建筑物抗震等級要求的不斷提高，建筑工程抗震樓梯設計參與整體結構計算已經納入相關規范要求。在抗震樓梯與樓梯間增加剛度的同時，還應與水平隔板、樓蓋板等做好鏈接，以此形成整體、提高建筑物的抗震性能。在汶川地震震后調查中，樓梯梯段板斷裂的情況非常普遍，嚴重影響了震后的自救與救災。而且，樓梯系統的斷裂也造成了對主體結構抗震性能的影響，造成了余震中建筑物抗震性能的下降。

三．樓梯和結構主體

樓梯對主體結構的影響主要表現有兩個方面，樓梯對豎向構件的影響以及樓梯自身的傳力。由于樓梯傳力，豎向構件往往會出現短柱或錯層。而樓梯本身傳力需得到保障，從而實現疏散功能。

理論研究以及一些震害調查表明，樓梯對主體結構的影響大小，主要取決于樓梯與主體結構的相對剛度比。主體結構整體剛度越大，比如抗震墻結構，框架一抗震墻結構，由于結構主體自身的剛度很大，整體性能好，樓梯剛度對于主體而言相對很小，那么它對主體影響就很小，有時可以忽略不計；而當采用框架結構，裝配式結構，特別是砌體結構的時候，樓梯對其主體的影響就不容小視了，在多遇地震作用下，結構基本是處于彈性工作狀態，填充墻、砌體承重墻沒有開裂或者開裂程度不高，剛度尚未退化，樓梯剛度在主體結構中依舊可以認為不大，而在超出設防烈度及罕遇地震的時候，結構一般進入彈塑性狀態，墻體開裂，剛度驟然降低，樓梯剛度在主體剛度中所占的比重就越加增大，現澆梯板可視為剛性樓板，承擔傳遞水平地震作用的重任，從而導致樓梯梯板拉裂，樓梯間短柱破壞，最終導致主體破壞甚至坍塌。

經過工程實例對比發現，樓梯構件是否參與結構整體計算，不僅影響地震作用效應的計算結果，也可能由于改變恒載、活載的傳遞途徑而對相關構件計算產生影響。

對比發現當其他區域荷載小于樓梯間時，不考慮樓梯影響計算結果顯示位移比較大，考慮樓梯剛度后剛心與質心的重合程度有所改善，位移比有所減小。

結合條文說明，規范允許根據不同的具體結構，判斷樓梯構件對整體的可能影響很大或不大，然后區別對待，并不要求一律參與整體結構的計算，但樓梯構件自身應計算抗震?，F行規范對鋼筋混凝土結構樓梯間抗震設計的基本要求可歸納為：是否參與整體抗震計算，視情況而定；樓梯構件應進行抗震設計計算；加強樓梯間填充墻與主體結構的拉結。

由于地震動的不確定性、地震的破壞作用、結構地震破壞機理的復雜性，以及結構計算模型的各種假定與實際情況的差異，．目前，依據所規定的地震作用進行結構抗震驗算，不論計算理論和工具如何發展，計算怎樣嚴格，計算的結果還是比較粗略，過分地追求數值上的精確是不必要的。然而，從工程的震害看，這樣的抗震驗算是有成效的，不可輕視。

四．樓梯抗震設計的幾點建議

考慮樓梯對主體結構的影響時，應根據主體結構與樓梯的側向剛度大小，采取相應的設計措施：

1.樓梯采用現澆式或者裝配整體式混凝土結構，不應采用裝配式結構。

2.對框架結構，砌體結構及其他整體性不好的結構，結構計算中應注意考慮樓梯對主體結構的影響和主體結構對樓梯的影響，采用包絡設計的方法。基于現行規范，在對結構進行規則性判斷和位移計算時，可不計樓梯的影響。而構件設計則需要考慮樓梯的作用，按計入和不計人樓梯分兩種情況進行設計。

3.對主體結構剛度很大，整體性較好的結構，如抗震墻結構、框架一抗震墻結構等，一般不考慮樓梯的影響，不過在結構平面布置時，應重視樓梯間周圍的豎向構件，類似于電梯井，盡量使抗震墻位置合理，這樣，既可以使樓梯對主體結構的影響減小，同時也保護了樓梯構件。

4.需特別注意設置樓梯形成的框架短柱或錯層柱，柱箍筋除應滿足計算要求外，箍筋應全高加密，宜按抗震等級提高一級配置。

5.樓梯處梁上立柱時，柱子截面一般都很難做大，但該柱也應按照框架柱要求設計，保證其截面面積不小于300mmX300mm，柱最小邊長不應小于200mm，并相應增加另一邊高度。￡在以往的設計中，當底層無地下室時，樓梯直接支撐在孤立的樓梯梁上，而根據震害調查發現，此做法不妥，地震時樓梯板吸收的水平地震作用在樓梯梁處的水平傳力路徑中斷，孤立的樓梯梁很難擔當由梯板傳遞的水平推力，梯板邊緣的梁截面處往往開裂甚至破環，設計中應盡量避免。

五．結束語

樓梯是建筑的一個重要組成部分，是最重要的疏散工具，在抗震防災中起著舉足重輕的作用。從地震被損壞的鋼筋混凝土結構房屋來看，其中一個特點是樓梯構件的破壞，影響了逃生通道安全，造成人員傷亡，所以建筑樓梯設計是非常重要的工作。綜上所述，不管是對規范理解出發，還是結合工程實際，樓梯設計對建筑抗震的影響應當被廣大設計師高度重視。目前來看，各種軟件的樓梯參與建筑抗震計算情況并不夠理想，不能過分依賴。設計可在比較合理的基礎上利用計算軟件，不拘泥于細節，不追求過高的計算精度，強調按概念設計進行各種調整。讓樓梯參與建筑抗震計算和加強抗震措施，使得樓梯對建筑抗震的影響降到最低，從而讓建筑結構更為合理。

參考文獻：

[1]嚴微 不同樓梯在地震下的反應分析[學位論文]， 2010 - 太原理工大學：結構工程

淺談樓梯設計對建筑抗震的影響

[2]喬銳 [期刊論文] 《黑龍江科技信息》 -2012年7期

[3]孫燁SUN Ye樓梯剛度對震區塔式建筑抗震設計的影響分析 [期刊論文] 《浙江建筑》 -2009年9期

[4]吳波 樓梯結構的抗震性能分析及地震作用下對主體結構的影響 [學位論文]， 2009 - 西南交通大學：結構工程

[5]王亞勇 戴國瑩WANG YayongDAI Guoying《建筑抗震設計規范》的發展沿革和最新修訂[期刊論文] 《建筑結構學報》 ISTIC EI PKU -2010年6期

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

第3篇

【關鍵詞】地震 橋梁抗震 課程教學 本科教育 現狀分析

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）11-0247-01

引言

眾所周知，近年來世界范圍內發生了多次大震強震，特別是2008年的汶川地震、2011年的日本地震等，給人民的生命財產造成巨大的損失。橋梁作為生命線工程，在抗震救災的交通運輸中發揮著重要的作用。而《橋梁抗震》課程作為眾多高等院校土木工程專業本科生的專業必修課，它的教學效果的好壞將直接影響學生就業后處理工程實踐問題的能力和自我專業素養的發展能力，因此是土木工程專業本科生十分重要的一門基礎專業課。

筆者作為橋梁抗震課程的主講教師，在多年的教學實踐中體會到該課程的教學內容、教學方法和教學手段等很多方面存在一定的不足，尚需要進一步改革和完善。尤其在當今全球地震頻發的自然環境下，該課程的教學研究對提高本科學生分析問題和處理工程實踐問題的能力具有重要的意義。

1.《橋梁抗震》課程的本科教學現狀

1.1缺乏適合本科生教育的橋梁抗震教材

現有一些與橋梁結構抗震相關的書籍，總體上分為兩類：一類稱為工程結構抗震，如《建筑與橋梁抗震設計》、《工程結構抗震》等，這類書中較全面的涉及了各種房屋建筑結構的抗震，而對橋梁結構的抗震內容一般只涉及一章簡支梁橋或簡單的規范條文，知識量較少，內容片面且偏簡單，遠遠不能滿足本科生的專業學習需求。另一類書是專門針對各種大跨徑橋梁的橋梁抗震書籍，主要為同濟大學范立礎編寫，如《橋梁抗震》、《大跨度橋梁抗震設計》、《橋梁減隔振設計》、《橋梁抗震研究》、《高架橋梁抗震設計》等，這類書大多為研究生學習用書，理論深奧，難以理解，有的內容片面，沒有很好地結合本科學生實際的理論水平和實踐基礎，使得他們在學習時不知從何入手，使用時不知用在何處。此外，人民交通出版社出版的葉愛君等編著的《橋梁抗震》教材第2版，相比之下在章節劃分上所涉及橋梁抗震的內容點比較全面，而且在一定程度上能結合現行規范，但是該教材總頁數偏少，書中的很多基本概念描述過于簡單，對于初學橋梁抗震的本科生來講，還需要由教師補充很多資料，擴充很多基本內容。

另外，橋梁抗震課程教學所依據的重要學習資料即為抗震設計規范，但是規范的內容大多是經過提煉的結論性的條文，只能作為輔助參考工具，不能作為本科生學習基本理論基礎知識和解決實際工程問題的教學用書。

因此目前的土木工程專業本科生，迫切需要一本難度適宜、易于掌握、內容全面、指導性和實踐性較強的橋梁抗震教材。這也是作為本課程的教學老師需要進一步做的工作。

1.2　授課學時少，內容難度大

針對目前我國大學教育正經歷著從精英教育向大眾教育的轉型，橋梁抗震課程面臨學時少，內容多的問題，學生學習起來感覺很有難度?！≡蚴牵阂环矫嬖撜n程的基礎理論與基礎課（如動力學、　高等數學、　材料力學、結構力學等）聯系緊密，學生淡忘的內容不少。教師需給出本課程與其它課程的結合點及本課程知識的定位點，讓學生建立概念，順利過渡。

本課程內容的特點相對較為抽象，尤其在結構設計和計算部分理論推導占有比例較大，多為枯燥和抽象的公式，使學生難于接受并產生興趣。但是如果講課內容過于簡單，則學生所學知識缺乏深度，獲取的專業信息較少。因此本課程在教學內容與課程體系應進行相應的調整，合理安排難易知識點。

1.3教學理念和教學模式需要改進

橋梁抗震課程的目的是介紹地震作用的基本原理和橋梁結構抗震的方法，使學生掌握結構抗震的基本理論和設計方法。由于涉及知識面廣，同時對專業知識掌握程度的要求高，因此教師在授課過程中，學生普遍感覺難度較大。另外，過去對于本課程的講授過于強調理論而忽視了與實踐相結合的案例分析，缺乏實際地震和現場災害調查資料，這些是我們專業課程教師需要改進和提高的方面。

首先，在課程的教學理念上，應以培養學生獲取和應用知識的能力為目標，教學時注重學生對基本知識和基本概念的理解和把握。其次，在本課程教學中應探討和嘗試新的教學方法和教學手段，變被動學習為主動學習。目前，現代化的教學手段尚未得到充分利用，缺乏生動，適用的高質量多媒體課件。在傳授知識的同時，應調動學生的主動思維和學習興趣，通過課堂討論、撰寫小論文、觀摩抗震試驗、組織結構設計大賽等活動，提高學生學習和研究分析問題的能力。

1.4　缺少典型的優秀試題和案例分析

計算機輔助教學近年來在高等教育教學中得到較廣泛的應用，并將逐步成為教學環節的一個重要手段。但針對橋梁抗震課程的教學課件及其習題庫還不成熟，存在著分散、孤立、低水平重復的弊端。要想對課程內容有一個比較系統而全面的了解，培養學生學習的自覺性和興趣很重要，因此除了傳統的講課、批作業、面對面答疑之外，可以建立該課程相應的習題庫供學生自我訓練和測試，不僅可以減輕老師的負擔，提高教學效率，還可使學生在短時間內盡量擴大學習的信息量，有助于培養學生的獨立學習能力和思維創造能力。由于目前未形成一個系統的習題庫，制約了學生課下對本門課程的學習和進一步思考。

2.結論

《橋梁抗震》課程是土木工程本科教學中很重要的年輕的一門專業課，本文通過對本課程教學內容、教學理念、教學模式的現狀分析，對該課程的本科教學改革方向進行了研究和探討，以進一步提升本課程的教學質量，提高本科學生分析問題和處理工程實踐問題的能力。

橋梁抗震是一個復雜的系統工程，但由于課程課時有限，還需在教學過程中不斷總結前進。

參考文獻：

[1]蔣永生，李愛群，曹雙寅，邱洪興.　土木工程專業培養人才的知識結構與能力結構.高等建筑教育.1999（3）：34～36