地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計標準
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地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計標準范文第1篇
關(guān)鍵詞: 地下結(jié)構(gòu)， 研究現(xiàn)狀， 展望
Abstract: In recent decades, underground structures in urban construction, transportation, defense engineering, hydraulic engineering and other fields has been more widely used. In this paper, underground seismic studies surveyed in detail, and its future development were discussed.
Keywords: underground structure, status, prospects
中圖分類號：TU93文獻標識碼：A
1．引言
在我國，隨著城市化水平的快速提高，城市人口、城市規(guī)模和生態(tài)環(huán)境面臨著巨大的壓力，而地下空間的開發(fā)和利用正是緩解地上空間各種壓力的直接而有效的途徑。目前全世界高烈度地震區(qū)內(nèi)的城市地鐵等地下結(jié)構(gòu)大規(guī)模建設(shè)是在近20多年內(nèi)才出現(xiàn)的，大多數(shù)還沒有經(jīng)過強地震的檢驗，因此災(zāi)難性的震害記錄不多。1995年日本阪神大地震中，神戶市地鐵車站及區(qū)間隧道遭到嚴重破壞，世界各國學(xué)者對地下鐵道遭受震害問題給予了極大的重視，使地下結(jié)構(gòu)抗震研究出現(xiàn)前所未有的熱潮，成為地震工程界重要的研究方向。
2． 應(yīng)對地震的兩種途徑
縱觀人類的建筑歷史,人類應(yīng)對地震對建筑物破壞的措施主要通過兩種途徑來解決,即: (1)通過減小地震動的輸入來控制地震動對建筑物的影響,使這種影響被控制在建筑物能夠承受的范圍之內(nèi);(2)通過改變建筑物本身的性能來適應(yīng)或應(yīng)對地震動,來減小地震動對建筑物的影響,使建筑物能夠承受這種影響。該分類是從施力體和受力體的角度來闡述,如果從建筑物采用剛性應(yīng)對和延性適應(yīng)的角度定義,這兩種途徑也可以這樣表述: (1)通過加強建筑物本身的強度來抵抗地震對建筑物的影響,從而使這種影響被控制在建筑物能夠承受的范圍之內(nèi); (2)通過采取適當?shù)拇胧﹣硖岣呓ㄖ飳Φ卣饎铀a(chǎn)生影響的適應(yīng)能力,使建筑物能夠承受該影響。這兩種途徑是通常所說的抗震和減震。無論是采取哪種措施,其最終目的是使地震動對建筑物使用功能的影響達到最小。
3．地下結(jié)構(gòu)減震措施
在結(jié)構(gòu)動力學(xué)的范疇里,“隔振”是指隔離振動,而“隔震”是指隔離地震。從以上定義可知,“隔震”是“隔振”的一個特定內(nèi)容。“減振”控制是指對振動進行抑制,盡量減少有害的振動;“減震”控制是指對地震的振動進行抑制,盡量減少振動對建筑物的有害影響。這樣就可以很容易地理解減震實際上屬于隔振的范疇。隔振可以分成兩類:一類是用隔振器將振動著的振源與地基隔開,以減少動力的傳遞;另一類是用隔振器將需要保護的設(shè)備與振動著的地基隔離開。前者稱為主動隔振,后者稱為被動隔振。在這里所指的地下結(jié)構(gòu)減震主要是指被動隔振。在實際工程中,主要采用三種措施進行減震。
1加固圍巖，通過對圍巖進行注漿,使圍巖剛度相對于襯砌剛度發(fā)生變化,從而使襯砌在地震中的響應(yīng)減小,這是減震的主要途徑之一。
2改變地下結(jié)構(gòu)本身性能。該方法主要是通過改變地下結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量、強度、阻尼等動力特性來減輕地震對地下結(jié)構(gòu)的影響。這種方法主要有以下幾種措施可以采納。(1) 減輕地下結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。(2) 利用柔性管片接頭和采用鋼筋混凝土材料等措施,增加地下結(jié)構(gòu)的延性和阻尼。(3) 改善結(jié)構(gòu)的形狀,盡量使結(jié)構(gòu)形狀圓順,避免尖角,或采用抗震縫、仰拱等構(gòu)造措施。
3設(shè)置減震系統(tǒng)。從廣義上講,這種減震技術(shù)屬于結(jié)構(gòu)控制技術(shù)的范疇。所謂的結(jié)構(gòu)控制,即減震系統(tǒng),就是對結(jié)構(gòu)本體施加控制機構(gòu),由控制機構(gòu)與結(jié)構(gòu)共同承受地震作用,以協(xié)調(diào)和減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。結(jié)構(gòu)控制可分為主動控制、被動控制、半主動控制和混合控制等幾種。對于地面的高聳結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)控制已經(jīng)得到了應(yīng)用,尤其在多震的日本應(yīng)用較多,并且取得了實際的效果。而在目前的地下結(jié)構(gòu)工程中,結(jié)構(gòu)控制幾乎沒有得到大范圍的應(yīng)用。單純設(shè)置減震層的情況,只是在考慮爆炸沖擊荷載的軍事工程項目中得到了實際應(yīng)用。
4 。目前國內(nèi)外抗震、減震研究方法
地下結(jié)構(gòu)的抗震理論是隨著地上結(jié)構(gòu)抗震理論的發(fā)展而發(fā)展的。20世紀50代以前，地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計是以靜力理論為基礎(chǔ)計算地下結(jié)構(gòu)的地震作用。20世紀60年代初，前蘇聯(lián)學(xué)者將彈性力學(xué)理論用于地下結(jié)構(gòu)，以此求解均勻介質(zhì)中地下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。60年代末，美國舊金山海灣地區(qū)在建設(shè)速地鐵運輸系統(tǒng)(BART)時，對地鐵地下結(jié)構(gòu)的抗震進行了深入的研究，提出了地下結(jié)構(gòu)并不抵御慣性力而是具有吸收強加變形的延性，同時不喪失其承受靜荷載能力的設(shè)計思想，并以此為基礎(chǔ)提出了抗震設(shè)計標準。70年代，日本學(xué)者基于地震觀測資料，提出了反應(yīng)位移法、應(yīng)變傳遞法、地基抗力法等實用計算方法，使地下隧道和成層地基的抗震研究獲得重大進展。此后眾多學(xué)者又進行了詳細研究，并提出了一系列實用的抗震分析方法。
研究地下結(jié)構(gòu)抗震性能的主要途徑有：原型觀測、模型試驗和數(shù)值模擬。目前還無法采用單一手段完全實現(xiàn)對地下結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)全面而真實的解釋和模擬，一般通過原型觀測和模型試驗來部分地或定性地再現(xiàn)實際現(xiàn)象、解釋物理機制、推斷變化過程、總結(jié)特性規(guī)律和分析災(zāi)變后果；在此基礎(chǔ)上建立合理地能夠反映實際動力相互作用規(guī)律的數(shù)理分析模型，發(fā)展相應(yīng)的數(shù)值分析方法；再通過模型試驗和原型觀測結(jié)果加以驗證。然后對不同抗震設(shè)計方案進行計算分析，盡可能地再現(xiàn)和模擬結(jié)構(gòu)的實際動力反應(yīng)，研究其抗震性能，提出相應(yīng)的抗震對策。這是研究和評價地下結(jié)構(gòu)抗震性能的較為合理有效的途徑 。
美國、日本等國家都曾經(jīng)對地鐵等地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計理論進行研究，提出了一些實用的抗震設(shè)計方法與抗震設(shè)計規(guī)范，但我國在這一領(lǐng)域的研究相對滯后。迄今為止，我國還沒有獨立的地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范，《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》(GB50157—92)和《地鐵設(shè)計規(guī)范》(GB50157—2003)對地鐵的抗震設(shè)計都只給出了極為籠統(tǒng)的規(guī)定，其原因主要是研究工作開展不夠，基礎(chǔ)資料積累不足，對地下結(jié)構(gòu)災(zāi)害性動力反應(yīng)和抗震設(shè)計方法缺乏系統(tǒng)研究。長期以來，地鐵結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計基本是參照《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(GBJ111—87)中有關(guān)隧道部分的條文和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GBJ11—89，GB50011—2001)，采用地震系數(shù)法進行的，但地震系數(shù)法用于地下結(jié)構(gòu)抗震計算時具有明顯的缺陷 。因此，對地鐵等地下結(jié)構(gòu)抗震性能與破壞機理進行系統(tǒng)深入的研究對我國來說是一個現(xiàn)實而又迫切的問題 。劉晶波曾指出我國地鐵等地下結(jié)構(gòu)抗震分析與設(shè)計中存在的5個迫切需要解決的關(guān)鍵問題，在過去的幾年中，我國學(xué)者對地鐵等地下結(jié)構(gòu)的抗震問題進行了一系列研究，提到的部分關(guān)鍵問題方面已取得了一定的研究成果 ，但仍然需要在理論分析、數(shù)值模擬和模型試驗等方面開展更為深入細致的研究工作，系統(tǒng)地研究地鐵車站等地下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)與破壞災(zāi)變機理，以求在地下結(jié)構(gòu)抗震研究方法與基礎(chǔ)理論方面有更多實質(zhì)性的突破。
5． 需要解決的問題及展望
目前我國在地下結(jié)構(gòu)抗震分析與破壞災(zāi)變機理研究中仍然存在諸多問題需要解決，其中需要進一步深入研究的關(guān)鍵問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
(1) 通過對地下結(jié)構(gòu)破壞特征的分析可知,地下結(jié)構(gòu)在地震過程中的破壞主要受地震位移場的控制,而與加速度場的關(guān)系不明顯。所以應(yīng)盡快修訂《鐵路抗震設(shè)計規(guī)范》中有關(guān)隧道抗震部分的條文。該規(guī)范采用地震系數(shù)法來進行設(shè)計,對隧道采取抗震措施,但該分析方法并不符合隧道等地下結(jié)構(gòu)的實際受力機理,需要從圍巖變形和位移的角度去分析地下結(jié)構(gòu),才更加符合實際情況。考慮到目前設(shè)計單位現(xiàn)狀,在修改規(guī)范時可以使兩種方法暫時并存一段時間。
(2) 結(jié)構(gòu)模型實驗是分析地下結(jié)構(gòu)對地震反應(yīng)的一種很好的研究方法,但需要對實驗?zāi)Ｐ蛣恿ο嗨坡?以及模擬半無限地基輻射阻尼等問題加強研究,才能更好地發(fā)揮模型實驗的作用。另外,還需要加強地震觀測技術(shù)的研究和資金投入,并建立詳細的數(shù)據(jù)庫,才能使這一直觀的測量數(shù)據(jù)發(fā)揮其最大的作用。
(3) 理論研究是對工程實踐經(jīng)驗的抽象和提升。目前的地下結(jié)構(gòu)抗震減震措施僅僅停留在工程經(jīng)驗階段,需要加大力度進行理論研究工作。尤其需要對以下的研究工作重點展開:
①高烈度地震區(qū)隧道抗震與減震措施的耦合技術(shù)研究。
②高烈度地震區(qū)隧道洞口結(jié)構(gòu)抗減震技術(shù),以及不同地震烈度下的設(shè)防長度、基礎(chǔ)處理技術(shù)和減震層參數(shù)等方面的研究。
③減震機理與隨機響應(yīng)分析及動力可靠度相互關(guān)系的研究。
(4) 注意隔震機構(gòu)在大變形和后屈曲條件下的潛力、性態(tài)和必要的保護措施，進一步提高已有的橡膠支座等的各項性能指標，完善質(zhì)量保證體系；
(5) 利用現(xiàn)代化的通訊技術(shù)、計算機技術(shù)和智能材料等，開發(fā)具有自適應(yīng)能力的智能型隔震系統(tǒng)
參考文獻
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地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計標準范文第2篇
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計；理論；措施
中圖分類號：TU2文獻標識碼： A
基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計是近年來才提出的，其設(shè)計標準為“小震不壞、中震可修、大震不倒”，是目前各國采用最多的抗震設(shè)計思想。通過這種方法對建筑抗震設(shè)計進行優(yōu)化，可以有效的減少因地震災(zāi)害造成的傷亡事故，因此，該設(shè)計理念在今后將會有更加廣闊的發(fā)展前景。
一、基于性能特性研究的抗震設(shè)計理論概述
1、基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計含義
采用合理的抗震性能目標和適應(yīng)性結(jié)構(gòu)抗震措施對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使建筑結(jié)構(gòu)在各種級別地震的作用下所形成的最終的破壞程度達到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，通過對工程項目進行生命周期的費用效率分析，選擇并確定一種安全可靠且符合經(jīng)濟合理化的優(yōu)化平衡。從簡單的含義上看，就是利用性能標準選擇結(jié)構(gòu)措施，并使之符合使用標準和經(jīng)濟標準。
2、基于性能的抗震理論特征
基于性能的抗震設(shè)計理論實際上是一種在對地震災(zāi)害分析和對現(xiàn)行的抗震設(shè)計理論的反思的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，此理論的設(shè)計理念和方法與傳統(tǒng)的設(shè)計不同，但是其設(shè)計的依據(jù)卻蘊含來了現(xiàn)有的設(shè)計理論和經(jīng)驗，具體的特征如下：
1）支持采用多級設(shè)防的目標，基于性能抗震設(shè)計理論提出了多級目標設(shè)計的理念，此種分級方式即考慮到了生命安全也從經(jīng)濟性上考慮，最大限度的降低業(yè)主和社會的損失，保證在其可承受的范圍內(nèi)，以此為基礎(chǔ)更加注重非結(jié)構(gòu)件和內(nèi)部設(shè)施的保護，將經(jīng)濟效益的機制引入到了設(shè)計中，利用經(jīng)濟決策方式通過進行費用效率分析，在可靠和經(jīng)濟之間需求平衡，以確定最佳的抗震方案，達到優(yōu)化設(shè)計的目的。
2）擴展空間，體現(xiàn)設(shè)計的個性化。設(shè)計人員就可以在此性能目標的基礎(chǔ)上選擇設(shè)計方法，采用相應(yīng)的構(gòu)造措施，而此種設(shè)計更加的靈活，對調(diào)的設(shè)計積極性和新材料、新技術(shù)、新工藝等的應(yīng)用打開了方便之門，同時結(jié)構(gòu)的抗震能力是在抗震性能的目標下形成的，也是的建筑的抗震能力可以預(yù)見。
3）設(shè)計方法多元化。目前基于性能的抗震理論還沒形成統(tǒng)一的研究方法，很多學(xué)者采用結(jié)構(gòu)層間變形或者定點移位作為性能指標，其從傳統(tǒng)的以力學(xué)為基礎(chǔ)的設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)橐孕巫優(yōu)榛A(chǔ)的設(shè)計，從彈性設(shè)計的方法轉(zhuǎn)變?yōu)閺椝苄缘脑O(shè)計方法，解決了傳統(tǒng)設(shè)計理論上的缺憾，盡可能的是的建筑結(jié)構(gòu)的預(yù)期功能和實際地震中起到的功能相一致，以保證設(shè)計的有效性。
二、基于性能的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容
1、地震設(shè)防的水準設(shè)定
地震設(shè)防的標準是指設(shè)定未來可能作用在建筑上的地震等級和作用效果，美國工程師協(xié)會曾提出，基于結(jié)構(gòu)性設(shè)計理論追求能控制結(jié)構(gòu)所可能發(fā)生的各種地震破壞的水準，因此需要根據(jù)不同的重現(xiàn)期選擇可能發(fā)生的對應(yīng)不同的地震動參數(shù)。結(jié)構(gòu)損壞嚴重威脅生命安全，雖然損傷但沒有倒塌，經(jīng)濟上的損失已經(jīng)超過了業(yè)主可以接受的最大上限。
2、結(jié)構(gòu)抗震的性能目標設(shè)定
從地震設(shè)防的角度看，規(guī)范提出的抗震目標實際上是最低的設(shè)防標準，而結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計則是根據(jù)業(yè)主需求采用的設(shè)防標準，其要高于規(guī)范設(shè)定的范圍。使用者可以根據(jù)自身的情況出發(fā)，設(shè)定一個合理的性能目標。為了方便結(jié)構(gòu)設(shè)計，這些定性的性能指標最終將被量化，成為具體結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要參數(shù)依據(jù)。
3、基于性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計實施
此項內(nèi)容就是要求將結(jié)構(gòu)的性能要求轉(zhuǎn)化為合理的性能參數(shù)以此形成具體的指導(dǎo)設(shè)計的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。為了達到這一目標，需要配合合理的處理和分析方法，將前面的目標轉(zhuǎn)化為與性能指標相關(guān)量化數(shù)據(jù)，使之作為指導(dǎo)設(shè)計的具體指標。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計
按照前面的理論分析的思路，下面就某個高層項目的性能抗震設(shè)計的過程進行例舉闡述，以說明在高層建筑中實施性能抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的流程和措施。
1、工程基本情況
某城市的高層建筑，按照建筑的整體設(shè)計要求，工程項目地下結(jié)構(gòu)為三層，地上為三層裙樓，主要塔樓設(shè)計為45層，從工程的高度超過了150m。項目的主體采用的是混凝土框架加核心筒的結(jié)構(gòu)形式。按照業(yè)主的需要，建筑的設(shè)計使用年限為50年，整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為二級，根據(jù)地域情況，此建筑為丙級，抗震設(shè)防為7。
2、對結(jié)構(gòu)性能的目標選擇
通過對工程具體情況的分析，設(shè)計人員通過對工程的具體情況的把握，并與業(yè)主方進行了溝通，取得了一致意見，整體結(jié)構(gòu)在震中出現(xiàn)的逐級的損壞，即整體結(jié)構(gòu)都會出現(xiàn)不同程度的損壞，而大部分為輕微，部分出現(xiàn)中等損壞構(gòu)件進入到屈服階段，出現(xiàn)裂縫，整個樓體的安全性降低，結(jié)構(gòu)需要進行安全性的支護方可允許人員進出，如果恢復(fù)使用將需要進行大面積維修。
3、性能目標的實現(xiàn)措施
1）小震目標
工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，設(shè)計人員通常采用的是計算機輔助設(shè)計，即利用軟件將性能目標和實際的結(jié)構(gòu)的參數(shù)聯(lián)系起來，從而獲得可以指導(dǎo)工程建設(shè)的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)。在計算中主要遵循的是高層建筑結(jié)構(gòu)空間的有限元分析和計算方法，利用三維建模的方式進行模擬分析，如表1所示，為具體的計算后的結(jié)構(gòu)參數(shù)。同時在具體的模型仿真對比中，估算其經(jīng)濟指標，使之滿足業(yè)主的經(jīng)濟效益。表格中各種參數(shù)都達到比超過出了國標的要求。
2）中等地震的目標實現(xiàn)
結(jié)合前面的設(shè)計參數(shù)，對中等地震中所要達成的目標進行細化，并在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對某些參數(shù)進行修正，使之到達設(shè)計的目標。根據(jù)目標要求，中震情況下，地震對結(jié)構(gòu)件的影響使之超過了彈性變形范圍，結(jié)構(gòu)的損壞將出現(xiàn)硬性的結(jié)構(gòu)損傷，但是其范圍是可以修復(fù)，此時的重點就是通過結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計保護重點結(jié)構(gòu)的安全，即舍棄某些結(jié)構(gòu)件的完整，而保護主體框梁的安全。在此設(shè)計的思路上對整個設(shè)計的參數(shù)進行細部調(diào)整。對抗震承載力系數(shù)進行調(diào)整等，通過這些措施結(jié)構(gòu)的初步設(shè)定參數(shù)得到必要的調(diào)整，使的滿足小震目標的某些參數(shù)提升達到中等地震的設(shè)防目標。
3）大震情況的目標實現(xiàn)
在設(shè)計中，與中震目標實現(xiàn)相似，在利用軟件進行分析和比對的時候，將其設(shè)定的范圍進一步擴大，模擬在罕見的高烈度地震的影響下結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的應(yīng)力改變和相互作用，實際上就是將結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的水平和豎向位移設(shè)定為最大，并以此對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行調(diào)整，使之達到：結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的效果；第一批塑性鉸出現(xiàn)在某些樓層的梁上；在水平應(yīng)力的作用下底部的剪力墻再進入塑性變形，以此保證剪力墻為建筑的“脆弱”部位，消除地震的某些應(yīng)力效應(yīng)，而保證框架結(jié)構(gòu)的安全，使之始終不能達到塑性階段。這樣將就可以是結(jié)構(gòu)在大震中只出現(xiàn)剪力墻的損壞，而保證主體框架的安全，最終達到大震下的性能目標。
四、構(gòu)造設(shè)計的措施
該項目中對剪力墻的設(shè)計采取了一些控制措施，如：剪力墻加強范圍進行了適當?shù)臄U大，向下和向上進行了必要的拓展，在地下一和地上一層的范圍內(nèi)進行了剪力墻的增強，主要是增加了約束構(gòu)件，控制其形變范圍。邊緣約束構(gòu)件設(shè)計使得箍筋范圍符合國標要求，并增加了縱筋的配筋率，同時對剪力墻的控制達到其剪應(yīng)力標準，構(gòu)件的長度為剪力墻的25%，在強化區(qū)域采用箍筋和型鋼進行加固處理。
五、結(jié)束語
總之，在性能設(shè)計中核心的思路就是按照建筑的實際情況和客戶需求，并參考國標設(shè)定建筑的抗震設(shè)防的目標，并按照結(jié)構(gòu)的性能特性計算出結(jié)構(gòu)所需要的基本參數(shù)，以此獲得較好的抗震效果，同時結(jié)合經(jīng)濟性指標是項目達到安全和經(jīng)濟的雙贏。
參考文獻：
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地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計標準范文第3篇
關(guān)鍵詞：工民建；抗震設(shè)計；生命安全；施工質(zhì)量
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
引言
工業(yè)和民用建筑設(shè)計是一項十分復(fù)雜且重要的工作，設(shè)計工作包括很多方面，而抗震設(shè)計作為整個工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計中最重要的組成部分，其抗震設(shè)計工作水平和質(zhì)量將直接影響著整個工民建工程的施工質(zhì)量，關(guān)系著后期工程的抗震性能，甚至?xí)θ藗兩踩斐捎绊憽?/p>
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中的抗震問題
結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在諸多的安全隱患，場地類別設(shè)計、抗震類別設(shè)計選用不準確，都可能會導(dǎo)致整個設(shè)計結(jié)構(gòu)的不準確。部分設(shè)計者為了保證建筑底層有較大的空間，減少了對抗震墻的設(shè)計，上層砌體部分的抗震墻與底部的抗震墻無法對齊，會直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系的不合理。單跨框架屬于最簡單的建筑結(jié)構(gòu)，具體是指一排梁兩根柱子的建筑形式，從單跨框架的設(shè)計角度看，也存在不合理的地方。單跨框架的應(yīng)用可以實現(xiàn)樓道兩邊通風，并使其獲得較好的采光效果，如果再添加懸挑外廊，就可以方便居民進行多種多樣的戶外活動，但是，這種簡單的構(gòu)建模式缺乏多道防線保護，存在的弊端較多，例如，如果其中1根柱子被破壞，整座建筑便會坍塌，所以，將單跨框架變成雙跨框架可以在一定程度上增強建筑的穩(wěn)定性。此外，在現(xiàn)生活中，還存在柱子截面設(shè)計不合理的問題。部分建筑師認為，將建筑柱子截面設(shè)計得越小越好，但是，柱子截面設(shè)計得越小，建筑的鋼筋需求量便越大，軸壓就會過大，當發(fā)生地震時，橫梁就會被損壞，支撐的柱子就會倒塌。從地震頻發(fā)區(qū)看，多數(shù)民用建筑倒塌都是由于柱子截面過小引起的。此外，少數(shù)建筑用柱不僅截面小，而且進行箍筋的過程僅依賴4根鋼筋支撐，這種結(jié)構(gòu)很難抵御強震攻擊，極容易引發(fā)樓毀人亡的悲劇。
2、做好設(shè)計工作的重要性
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本定義是設(shè)計師用梁板、柱、墻等建筑結(jié)構(gòu)語言表達自己的設(shè)計理念。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計包括地上結(jié)構(gòu)設(shè)計和地下結(jié)構(gòu)設(shè)計。民用建筑包括人們的居住空間和公共活動場所，按功能差異劃分，可將其分為公共建筑和居住建筑兩大類，其中包括住宅、大專院校教學(xué)樓、醫(yī)療用房、辦公用房、科研用房、商店、招待所和旅館等。民用建筑的結(jié)構(gòu)直接影響著工程的質(zhì)量，民用建筑的工程質(zhì)量直接關(guān)系著人們的生命安全，因此，做好民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計工作，可以提高建筑物的抗震能力，減少不必要的財產(chǎn)損失和人身傷害。
3、工民建結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計方法
3.1以結(jié)構(gòu)中的基本構(gòu)造為依據(jù)
通常我們?nèi)绻凿摻罨炷量蚣茏鳛榻ㄖ饕慕Y(jié)構(gòu)，那么對工民建結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，就需要充分的考慮影響鋼筋混凝土的構(gòu)建因素，如鋼筋截面尺寸大小、最小配筋率等，通過對這些進行充分的計算，從而對抗震性能進行有效的設(shè)計。大多數(shù)情況下，如果我們選擇對房屋高度、樓層以及整個建筑的高度進行限制的構(gòu)造方法，這種方法一般用于對工民建筑的磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計。另外，設(shè)計工民建筑的橫縱墻結(jié)構(gòu)時，通常情況下主要針對鋼筋混凝土的構(gòu)造柱以及防震縫進行設(shè)置。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展也日益迅速，建筑行業(yè)中建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范得到不斷的完善，例如建筑屋頂?shù)碾娞荨菢?gòu)造的設(shè)計等。
3.2以工民建筑規(guī)劃和場地為依據(jù)
為了提高工民建的抗震水平很多開發(fā)商在建筑的前提是對建筑場地進行較為科學(xué)準確的測定和選擇。抗震層對于建筑物未來的穩(wěn)定性具有十分重要的作用。同時在建設(shè)的過程中，工民建的外部情況與其他建筑物質(zhì)之間物理空間關(guān)系也應(yīng)該進行綜合的考慮，例如鄰棟樓之間的距離、建筑物的外觀等等都十分重要。同時在設(shè)計的前期，應(yīng)該考慮到建筑物上部位移的特點、位移的性能等等方面。我們知道建筑物的使用周期較長，所以在設(shè)計的過程中，在建筑能夠移動的范圍內(nèi)不能有其他物體成為障礙物。所設(shè)計的入出口等等要保證在出現(xiàn)地震時的絕對安全。
3.3以建筑結(jié)構(gòu)性能目標為依據(jù)
工民結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計主要的目的就是在遇到地震時，能夠有效的保證建筑物的安全。因此，建筑物結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計需要考慮的設(shè)計標準是遵循建筑區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)的大地震烈度機構(gòu)性。抗震性能指標是以建筑物受到地震影響時其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)不會受到破壞。同時，還要保證建筑結(jié)構(gòu)中沒有抗震性能的結(jié)構(gòu)以及建筑物結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)部位也具有較強的抗震能力。除了對建筑物抗震性能的考慮之外，我們還要充分考慮建筑物的抗風性能。在大風或者臺風的影響下，建筑物的結(jié)構(gòu)會發(fā)生水平振動從而導(dǎo)致建筑物安全性能的降低，同時還會影響建筑物本身的抗震構(gòu)造的耐久性。因此，建筑物抗震設(shè)計的要求得到滿足就需要將建筑結(jié)構(gòu)的性能指標達到制定的標準。
3.4建筑結(jié)構(gòu)材料的選取
建筑結(jié)構(gòu)材料的好壞決定著建筑在地震發(fā)生時的安全性。很多在地震中破壞嚴重的建筑物在很大程度上是因為存在“豆腐渣”工程，這種偷工減料的建筑物很難經(jīng)受住地震的考驗。所以在建筑物的設(shè)計中，首先要選用優(yōu)質(zhì)的建筑材料，其次要選用合適的建筑材料。在選擇建筑鋼筋時，一定要盡量選擇那些具有較高韌性的材料。對于在垂直方向受力的鋼筋，要采用熱軋鋼筋，以HRB400級和HRB335級為標準，對于箍筋，則是以HRB335、HRB400和HPB235級熱軋鋼筋為佳。在選取建筑結(jié)構(gòu)材料過程中，一定要時時考慮材料抗震方面的性能，當然，在建筑過程中，建筑成本、造價控制也是建筑企業(yè)必須要考慮的問題，因此，在對建筑結(jié)構(gòu)材料選取的過程中，一定要找到建筑成本與抗震新性能之間的點，兼顧二者，以期實現(xiàn)以最少的材料獲取最佳的抗震效果。例如，耗能構(gòu)件的選用，以保證建筑物在遭受破壞后不至于坍塌；還有輕質(zhì)材料的選用，在房屋的隔離墻等一些不用受力的建筑時可以應(yīng)用，因為材料越輕，地震力的作用也就越小。
4、提高工民建筑工程杭震設(shè)計質(zhì)量的有效措施
4.1恰當?shù)慕ㄖ龅?/p>
地震的安全性評價工作主要是通過對相關(guān)的防震減災(zāi)法充分的分析之后，發(fā)現(xiàn)需要可能發(fā)生嚴重次生災(zāi)害且重大的建筑工程進行評價，并且按照地震安全性評價結(jié)果對抗震設(shè)防標準要求進行設(shè)置，嚴格按照設(shè)置的標準要求進行建筑物的抗震設(shè)防工作。建筑物的抗震設(shè)防分類主要分為四類: 甲、乙、丙、丁，甲類主要是指容易發(fā)生次生災(zāi)害且重大的建筑物，是最重要的。所以在選擇建筑物場地時，地理位置主要選擇能夠有效降低地震影響且不容易為建筑物帶來不利影響的地方。針對有些地基較弱、能夠液化的建筑，要加強對其防震性能的設(shè)置，避免建筑物出現(xiàn)傾斜、倒塌的現(xiàn)象。
4.2明確規(guī)定建筑結(jié)構(gòu)抗震等級
鋼筋混凝土建筑的抗震等級應(yīng)符合相關(guān)建筑計算和構(gòu)造的設(shè)計要求，抗震等級的設(shè)定應(yīng)根據(jù)地震烈度、結(jié)構(gòu)類型和建筑高度來確定。任何黏土磚和天然石砌體的建筑是不存在抗震抵御能力的，地震襲來后，這種堆積墻體極容易坍塌，就算不會坍塌，毀損程度也十分嚴重。為了防止發(fā)生嚴重的災(zāi)害，應(yīng)合理使用圈梁和構(gòu)造柱。
4.3選擇科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)形式
近些年，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑施工的材料和建筑的結(jié)構(gòu)特點也開始呈現(xiàn)多樣化的特點。現(xiàn)階段主要使用的結(jié)構(gòu)包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)以及鋼筋與混凝土互相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。在實際選擇中，由于地域不同和設(shè)防烈度等不同因素的影響也會對建筑結(jié)構(gòu)的選擇產(chǎn)生一定的影響。所以在設(shè)計抗震方案的過程中，應(yīng)該選擇科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)形式。對于以上幾種結(jié)構(gòu)形式而言，鋼筋混凝土具有一定的優(yōu)越性，它具有較強的柔韌性，在承受高壓的條件下變形能力較強，是現(xiàn)階段使用較為廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。但是實際操作的過程中，也應(yīng)該結(jié)合建筑的時期情況進行綜合的考量。我們知道隨著房屋層數(shù)的不斷增加，在發(fā)生地震的時候所能造成的水平位移也不斷增大。建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會發(fā)生一定的變化，所以在設(shè)計的過程中，應(yīng)該給予較多的考量和關(guān)注。
4.4加強抗震設(shè)計的質(zhì)量
地震發(fā)生時，對建筑物產(chǎn)生的破壞作用是非常大的，因此加強對工民建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計是十分重要的。我國的建筑行業(yè)雖然發(fā)展的較為迅速，但是相應(yīng)的關(guān)鍵性技術(shù)水平還相對較低，尤其是建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計水平，由此導(dǎo)致了沒有科學(xué)合理的建設(shè)方案以及結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，從而導(dǎo)致了建筑工程的成本費用、重量等方面顯著的提高，同時還降低了建筑物的抗震性能。因此，為了提高工民建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，首先要嚴格遵循科學(xué)合理的抗震理論知識以及設(shè)計原則。然后結(jié)合建筑物本身的特點以及性能，充分考慮建筑物的建筑環(huán)境以及結(jié)構(gòu)形式，促進建筑結(jié)構(gòu)自身的安全性和可靠性。例如，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要將結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力、耗能力以及剛度和延伸性進行充分的考慮，使建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計擁有較強的承載能力、剛度，同時還要具備較強的延性性能。
4.5恰當處理結(jié)構(gòu)荷載
設(shè)計人員將抗震理念應(yīng)用到結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要同時保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化及建筑對震害的有效抵抗，就應(yīng)當合理地提升柱、剪、節(jié)點、壓力中心等位置的強度，并適當?shù)叵趿骸潯U件、拉力中心等部位的強度。具體來講，設(shè)計人員要使柱端比梁端承受的實際承載力高，桿件具有的抗剪力比抗彎力高，避免節(jié)點早于構(gòu)件被破壞，保證桿件破壞時，受壓區(qū)域的混凝土承載力要高于受拉區(qū)域的鋼筋承載力。
結(jié)束語
工民建筑的抗震設(shè)計是判斷整個建筑質(zhì)量的重要依據(jù)，也是保證人們安全生活的重要保障，甚至可以在一定程度上，對于整個社會的穩(wěn)定都具有一定的影響。。所以在抗震設(shè)計的過程中，首先我們應(yīng)該認識到抗震意識應(yīng)該成為建筑設(shè)計的重要理念之一，并且在設(shè)計的過程中，對于該理念進行嚴格的執(zhí)行和操控。本文論述了傳統(tǒng)工民建抗震的方法，并且在實際實踐中提出了自己的建議，旨在希望可以提高建筑自身的安全性，使建筑行業(yè)朝著更加健康安全穩(wěn)定的方向發(fā)展。
參考文獻
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地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計標準范文第4篇
筆者設(shè)計的合肥一處超限高層（高度超限）已通過超限審查，并完成施工.由此對超限高層的抗震評審工作有了一定的認識和了解。本文以該工程抗震專向?qū)徟O(shè)計為例，淺述超限高層抗震專項設(shè)計的步驟和原理。
【關(guān)鍵詞】 超限高層；結(jié)構(gòu)分析；彈性時程分析；構(gòu)造措施
一、項目工程概況
本項目位于合肥市，地上共47層，高174.1m，標準層均為3.6m，地下設(shè)2層整體地下室，用作車庫和設(shè)備用房。總建筑面積約8.8萬m2。結(jié)構(gòu)屬性為B級高度高層結(jié)構(gòu)。安全等級為二級；結(jié)構(gòu)耐火等級為一級；結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年。擬采用人工挖孔樁地基，筏型基礎(chǔ)；上部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架核心筒結(jié)構(gòu)體系（局部采用鋼骨混凝土梁、柱）。
圖1 結(jié)構(gòu)模型軸測圖
圖2 標準層結(jié)構(gòu)平面圖
二、進行超限高層抗震專向?qū)彶榈谋匾?/p>
超限高層建筑不同于一般建筑，由于建筑本身一般體量大，功能復(fù)雜，社會和經(jīng)濟地位比較重要，對于抗震設(shè)防的要求有更加嚴格的要求。建設(shè)部在2002年就了111號令《超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定》，明確了在各省、自治區(qū)、直轄市對此類工程管理，應(yīng)由相應(yīng)省級建設(shè)行政主管部門負責。并規(guī)定若在抗震設(shè)防區(qū)內(nèi)要進行超限高層建筑工程建設(shè)時，建設(shè)單位應(yīng)在初步設(shè)計階段向當?shù)厥〖壗ㄔO(shè)行政主管部門提出專項報告。尤其是經(jīng)歷了這次汶川地震后，我們更加深刻地認識到抗震設(shè)防是關(guān)系到生命的重要工作，必須加以重視。在結(jié)構(gòu)設(shè)計理論上，基于以下幾點原因也應(yīng)對超限高層進行抗震專項審查。
首先，我們現(xiàn)在設(shè)計高層建筑的規(guī)范與抗震分析方法，都是建立在目前的科學(xué)技術(shù)水平之上的。規(guī)范中所推薦的反應(yīng)譜法與時程分析法等并不完滿，它們都采用了一系列假定。特別是反應(yīng)譜法，它把一高層建筑假定為一個質(zhì)量串，認為它們的重心都在一條垂線上，而且它對地震三要素：峰值加速度、頻譜組成與持續(xù)時間，只考慮了峰值加速度，頻譜組成僅近似地考慮了振型耦合，對持續(xù)時間根本不考慮，而這對結(jié)構(gòu)輸入地震能的大小是十分關(guān)鍵的。
其次，我們選用的結(jié)構(gòu)類型都有一定的適用范圍，超過這個范圍，我們采取的構(gòu)造措施會缺乏實踐的經(jīng)驗，而且會給經(jīng)濟性、技術(shù)合理性、可行性帶來大問題，因此對各種類型的結(jié)構(gòu)，規(guī)范都限定了它的適用高度，如果設(shè)計人員一味要超過某種結(jié)構(gòu)的限值高度，就會帶來技術(shù)上的可行性與可靠性問題，并且還會帶來經(jīng)濟性問題。如果A級高層建筑超過了限值高度，那么就要按B級高度的高層建筑進行設(shè)計，其實質(zhì)即是要提高其結(jié)構(gòu)的抗震等級。
再次，對高寬比的控制，主要是為了保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，并對總剛度、承載能力、經(jīng)濟合理性進行宏觀控制，使主結(jié)構(gòu)受力合理均衡、易滿足變位條件，以保證正常的使用與降低造價。
由于以上原因，在超限高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要工作就是抗震的專項審批，通過多種模型的結(jié)構(gòu)計算和專家的經(jīng)驗判斷，確保建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的可行性。
三、建筑結(jié)構(gòu)布置和選型
（一）結(jié)構(gòu)布置
主樓采用混凝土框架-核芯筒結(jié)構(gòu)體系。塔樓平面為50.0m×50.0m矩形，柱網(wǎng)尺寸為6.3m，9m，兩向均為5跨。一個正方形筒體構(gòu)成的核芯筒位于長向的第2和第4跨，這樣的芯筒布置可使主樓平面內(nèi)剛度分布均勻，受力合力。墻厚由650～300mm，外框柱尺寸為1.0m×1.0m，以上則減小為0.8m×0.8m。豎向構(gòu)件的混凝土標號由C60逐漸過渡為C40。
（二）水平抗側(cè)力體系
主塔樓的核芯筒和外框柱共同抵抗水平地震作用和風荷載作用，其中核芯筒承擔了大部分的水平剪力和傾覆力矩。
由于主塔樓呈正方形平面布置，結(jié)構(gòu)體型合理的協(xié)調(diào)其兩個方向的剛度，使結(jié)構(gòu)主體在兩個方向具有形同的抗側(cè)剛度，有利于抗震。
（三）豎向承重體系
主塔樓的框架柱、剪力墻均上下連續(xù)貫通，一直延伸到基礎(chǔ)。
主塔樓采用現(xiàn)澆混凝土樓板。
四、建筑超限情況的判別
本工程建筑高度173米，超過了“A級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度”，但未超過“B級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度”。
建筑高寬比為3.5，滿足B級高度鋼筋混凝土高層建筑適用的最大高寬比的要求。
本建筑平面為正方形，無平面凹凸和樓板大開洞，層高均勻豎向構(gòu)件連續(xù)，平面和豎向規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度均勻變化，屬于抗震規(guī)則建筑。
平面內(nèi)質(zhì)量分布和抗側(cè)力構(gòu)件的布置均勻?qū)ΨQ，分析結(jié)果表明，局部樓層扭轉(zhuǎn)位移比均〈1.4，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)規(guī)則。
五、針對超限情況的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計和相應(yīng)措施
超高層辦公樓結(jié)構(gòu)高度173米，長寬均為50.0m。無平面凹凸和樓板大開洞，平面和豎向規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度均勻變化。采用鋼筋混凝土框架—核心筒結(jié)構(gòu)承重體系，滿足“B級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度”。框架抗震等級為一級，剪力墻（筒體）抗震等級為一級。建筑高寬比為3.5，滿足最大高寬比的要求。為了減小鋼筋混凝土框架柱斷面，增加建筑使用面積和建筑凈高，本工程43樓以下采用由混凝土包裹型鋼做成的鋼骨混凝土柱，44層以上采用普通鋼筋混凝土柱.對于平面中樓板開洞處及局部凹進處，洞口周邊樓板局部加厚，雙層雙向配筋，并適當加大配筋率以減小樓板開裂.嚴格控制底層柱和墻的軸壓比。
六、結(jié)構(gòu)分析的主要結(jié)果匯總及比較
（一）計算軟件
（二）主要計算參數(shù)
1、結(jié)構(gòu)分析模型層數(shù)：結(jié)構(gòu)建模包括主體樓層和機房。地下室頂層作為結(jié)構(gòu)的嵌固端。
2、抗震設(shè)防7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.15g，設(shè)計地震分組為第一組（Tg=0.35s），場地類別II類，阻尼比5%，周期折減系數(shù)0.80，計算雙向地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)并考慮偶然偏心。
3、振型組合方法CQC，計算振型數(shù)21個，以考慮高階振型的影響。振型參與有效質(zhì)量系數(shù)>90%。
4、多遇地震作用下彈性時程分析，加速度時程最大值為55gal。
（三）反應(yīng)譜法主要計算結(jié)果
1、結(jié)構(gòu)動力特性
結(jié)構(gòu)前6階模態(tài)的振動周期如表7所示。前3階振型示意圖見圖3。從表1可見，不同程序的計算結(jié)果非常接近，第一階模態(tài)為Y向平動，第二階模態(tài)為X向平動，第三階模態(tài)為扭轉(zhuǎn)振型，扭轉(zhuǎn)周期與第一階平動周期的之比定義為結(jié)構(gòu)的“扭轉(zhuǎn)/平動周期比”。扭轉(zhuǎn)/平動周期比
圖3 結(jié)構(gòu)前3階振型示意圖
2、層間位移角和位移比
反應(yīng)譜法計算得到的結(jié)構(gòu)最大位移響應(yīng)列于表2，SATWE分析采剛性板假定。ETABS采用分塊剛性板模型計算結(jié)構(gòu)響應(yīng)。
3、框架承擔的傾覆彎矩的百分比
SATWE 1層 X向10.88% Y向11.83%
39層 X向20.33% Y向21.41%
ETABS的計算結(jié)果框架承擔的地震傾覆彎矩百分比均小于50%。
4、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗算結(jié)果SATWE
X向剛重比 EJd/GH**2= 3.83
Y向剛重比 EJd/GH**2=3.44
該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH**2大于1.4，能夠通過高規(guī)（5.4.4）的整體穩(wěn)定驗算
該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH**2大于2.7，可以不考慮重力二階效應(yīng)
（四）彈性時程分析主要計算結(jié)果
彈性時程分析選用III類場地上的兩條天然地震波――TR2TG035波和TR3TG035波，以及一條人工地震波，特征周期均為0.35s。由計算可知，兩個方向的基底剪力，三條波的計算結(jié)果均小于反應(yīng)譜分析的結(jié)果，但各條波的基底剪力均不小于CQC方法的65%，三條波的平均值不小于CQC方法的80%，滿足規(guī)范要求。時程分析法的計算結(jié)果與反應(yīng)譜法計算結(jié)果基本吻合，符合設(shè)計標準的有關(guān)要求。
（五）計算結(jié)果分析
a.振型分析
兩個程序都顯示了第一、二振型以平動為主，最大扭轉(zhuǎn)振型為第三陣型。
SATWE、ETABS計算的周期比均小于0.85。
b.有效質(zhì)量分析
有效質(zhì)量系數(shù)均大于90%，說明所取得計算振型個數(shù)以滿足計算要求。
c.位移分析
層間位移均能滿足規(guī)范要求，樓層彈性扭轉(zhuǎn)位移比均小于1.4。
d.基底剪重比
基底剪重比均大于規(guī)范要求值。
f.樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力
樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力均不小于上一層受剪承載力的75%。
g.彈性時程分析
通過彈性時程分析法計算結(jié)果，可以看出本結(jié)構(gòu)整體剛度較好，位移均小于規(guī)范規(guī)定的1/800，位移比均小于1.4。各條曲線反應(yīng)值與CQC值比較接近，地震波選取合理，其他各項指標也均能滿足規(guī)范要求。
七、結(jié)構(gòu)抗震性能的綜合評價
1.超限處理措施：
a.本建筑平面規(guī)則，通過合理的剪力墻布置，使結(jié)構(gòu)的位移比和周期比均滿足規(guī)范要求，并采取提高筒體四角及墻體配筋率等構(gòu)造措施以增強結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)性能。墻體和柱沿豎向漸收，以保證側(cè)向剛度均勻變化。
b.本結(jié)構(gòu)筒體均設(shè)置框架柱，通過框架梁形成有效的抗側(cè)力體系。
c.為保證上部嵌固在地下室頂板，地下室墻體適當增厚，保證了地下室與地上一層的剪切剛度比〉2。
d.加強結(jié)構(gòu)延性，尤其是連梁等耗能構(gòu)件應(yīng)加強其合理配筋的設(shè)計。對結(jié)構(gòu)位移較大部位也應(yīng)加強其構(gòu)件的延性，以增加結(jié)構(gòu)在地震下耗能能力，強剪弱彎，強柱弱梁，以及強節(jié)點滿足抗震設(shè)計的要求。
e.對底部軸力較大的框柱采用型鋼混凝土柱，控制軸壓比〈0.75，提高縱向配筋率，提高配箍率，以提高其強度和延性，對核心筒四角配筋都適當放大，提高核心筒的強度和延性。
f. 通過彈性動力時程分析找出薄弱部位，對此部分抗震承載力予以提高，并加強該層豎向構(gòu)件配筋。采用SATWE、ETABS兩種軟件對比計算，以保證計算結(jié)果的可靠性和準確性。
g.對屋頂構(gòu)架等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件亦加強其抗震設(shè)計和構(gòu)造措施，保證其安全、可靠。
2.綜合評價：
通過以上分析可知：雖然本建筑達到了B類高層建筑的高度限值，但通過合理的結(jié)構(gòu)布置，加強的構(gòu)造措施，有效增加了其抗震性能，電算結(jié)果均能滿足規(guī)范要求，本結(jié)構(gòu)方案是合理可行的。
地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計標準范文第5篇
【關(guān)鍵詞】地下室工程，結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計優(yōu)化
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號：
一、前言
隨著我國社會和經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國地下室的建筑水平也有了很大的提高，地下工程在建筑工程中的作用也越來越重要。如果在建筑設(shè)計的過程中，對地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題不能進行解決，就會給建筑帶來很大的隱患。所以我們在地下室的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要進行科學(xué)的研究和分析，只有這樣才能保證工程的安全、經(jīng)濟。
二、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計主要存在的問題及設(shè)計難點
1. 地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計主要存在的問題
地下室工程牽涉到的專業(yè)領(lǐng)域非常廣、專業(yè)知識相對復(fù)雜。在對建筑工程的地下室進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要綜合考慮到使用功能、防火功能、人防需要，還要顧及到管道、通風、攤水、采光等各個專業(yè)的相互聯(lián)系配合。對于擁有大底盤的建筑群體來說，一般來講，在塔樓部分的使用時期，基本不會發(fā)生抗浮問題。但是地下室以及裙房部位卻會有抗浮不能滿足實際要求的毛病。其設(shè)計上的主要問題表現(xiàn)在：
（一）結(jié)構(gòu)平面的設(shè)計
（二）抗震設(shè)計
（三）地下室抗?jié)B、抗浮設(shè)計
（四）地下室的結(jié)構(gòu)超長
（五）外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計難點概述
地下室工程對于具有大底盤地下室的高層建筑群體而言，塔樓部分一般在使用階段不會存在抗浮問題，但裙房及純地下室部分經(jīng)常會有抗浮不滿足要求的問題。而且由于實際地下室抗浮設(shè)計中往往只考慮正常使用極限狀態(tài)，對施工過程和洪水期重視不足，因而也會造成施工過程中由于抗浮不夠而出現(xiàn)局部破壞，加上地下室防水工程是一項系統(tǒng)性工程，涉及設(shè)計、施工、材料選擇等諸多方面因素，因此造成了地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計難點繁多。
三、建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當注重的問題分析
1.抗震設(shè)計
通常來講，地下室的抗震設(shè)計常遇到的問題有。一般來講地下室抗震設(shè)計中較為常見的問題為：在多層建筑中，地下室的埋深不夠。房屋的層數(shù)加上地下室在內(nèi)已經(jīng)達到八層，層數(shù)與高度都已經(jīng)超過設(shè)計標準要求。地下室的頂板是上段結(jié)構(gòu)嵌固。地下室的抗震等級應(yīng)當和地上部分相同。若地上結(jié)構(gòu)的抗震等級是二級，則地下部分的抗震等級也應(yīng)當是二級。
2.抗?jié)B抗浮設(shè)計
如果是在地下水位淺，或者在雨水相對較多的地區(qū)進行施工，那么，對于地下室層數(shù)為一到二層的建筑來講，常規(guī)都要考慮到使用階段的抗浮問題。純地下室的部位，以及裙房部位有可能存有抗?jié)B抗浮不符合要求的情況出現(xiàn)。均對這種實際情況，應(yīng)當采取下面的幾個措施來應(yīng)對：
（一）在設(shè)計條件允許的前提下，盡可能地提高基坑底設(shè)計標高，這樣可以起到降低抗浮設(shè)防水位的目的。高層建筑基礎(chǔ)底板應(yīng)當應(yīng)用梁板筏板基礎(chǔ)或者是平板閥板基礎(chǔ)。
（二）倡導(dǎo)應(yīng)用無梁樓蓋與寬扁梁。常規(guī)寬扁梁截面高在跨度的十六分之一和二十二分之一中間。寬扁梁可以有效降低地下部分高度。這樣，在降低抗浮水位上就占有一定的優(yōu)勢。
（三）強化抗?jié)B抗浮設(shè)計的另一個有效辦法是增大地下室自重。這個辦法大體有三種情況：其一是基板加載，其二是邊墻加載，其三是地下室的頂板加載。這種辦法的特點是設(shè)計與施工都相對簡單。但是不足之處在于當建筑物需要抵擋較大的浮力時，因為混凝士和相關(guān)的增重材料需求量太大，而使施工費用增加。
(四)設(shè)抗拔樁
此辦法是抗?jié)B抗浮設(shè)計加很常用的方法之一。抗拔均一般情況都要嵌入到埋藏淺嵌入堅硬的基巖之內(nèi)。因為受施工條件和造價因素的制約，抗拔樁入巖一般不深，這就需要施工過程中對樁端進行灌漿處理。若上覆土層厚度太大，抗拔樁進不到基巖處，那就需要在樁下部設(shè)擴大頭，提高抗拔樁的抗拔能力。
3.設(shè)計優(yōu)化
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是近年來隨著房地產(chǎn)市場的發(fā)展而日益得到重視的成本控制方法。由于地下室的造價高，對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計顯得尤為重要，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化可從以下幾個方面來考慮。
（一）在滿足功能要求的前提下盡量抬高地下室和降低地下室層高（減少地下室埋置深度）
地下室層高小，地下室外墻高度小，地下室開挖深度小（節(jié)約土方開挖和外運），施工降水深度小，抗浮措施成本低，基坑支護成本低，縮短施工工期，節(jié)省綜合造價。
（二）合理確定抗浮設(shè)防水位
抗浮設(shè)防水位取得過高，為平衡設(shè)計浮力而采取抗浮措施，地下室底板及外墻截面或配筋增大，投資費用增加，造成浪費；抗浮設(shè)計水位取得過低，水位上升使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大內(nèi)力，造成結(jié)構(gòu)開裂、滲水，甚至失效浮起，建筑安全性得不到保障，同樣造成較大的經(jīng)濟損失。
（三）樁基礎(chǔ)時應(yīng)進行樁基優(yōu)化
確定合理的單樁承載力；優(yōu)化樁型、樁徑和樁長；采用試樁結(jié)果設(shè)計樁基礎(chǔ)；合理布樁；有條件時考慮樁同工作（承臺效應(yīng)）。
（四）地下室底板結(jié)構(gòu)優(yōu)化
合理的基礎(chǔ)方案、底板厚度和計算模型；控制底板沉降位移差（可有效減小含鋼量）。
（五）地下室外墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化
多層地下室時，宜分層變截面；具備雙向板支承條件時（扶壁柱厚度大于外墻厚度的2.5 倍或有與外墻垂直相交的鋼筋混凝土長內(nèi)隔墻）宜按雙向板計算彎矩；可按考慮塑性變形內(nèi)力重分布計算彎矩；根據(jù)計算和構(gòu)造要求按實際支承情況不等量配筋（通長配筋加附加短筋）
（六）地下室頂板結(jié)構(gòu)優(yōu)化
合理的頂板樓蓋結(jié)構(gòu)類型，考慮綜合造價（頂板結(jié)構(gòu)造價和層高影響的造價）最經(jīng)濟
（七）采用性價比高的高強度鋼筋
（八）合理的荷載取值。
四、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.地下室的基礎(chǔ)設(shè)計
在進行地下室基礎(chǔ)設(shè)計之前一定要做好工程地質(zhì)的勘查工作，基礎(chǔ)設(shè)計可以采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，為了能夠滿足沉降的要求，要加強巖層的承載能力，所以基于這一個要求，持力層應(yīng)該要采用強風化巖和中風化巖層。
2.地下室頂板設(shè)計
如果有的地下室頂板有設(shè)置園林景觀的，覆土的厚度一定要建立在充分考慮設(shè)備管線高度和保護土層的基礎(chǔ)上，經(jīng)過全面的考慮才對頂板上園林景觀覆土厚度和部分室內(nèi)的覆土。
3.地下室的側(cè)壁設(shè)計
影響地下室側(cè)壁設(shè)計的因素有很多，例如結(jié)構(gòu)自重、地面堆載及活載、防核爆等效靜荷載、側(cè)向土壓力、地下水壓力等各種因素。地下室的側(cè)壁由于情況比較特殊，會受到各種不同方向荷載的共同作用，受力情況比較復(fù)雜的情況下應(yīng)該要對地下室側(cè)壁設(shè)計進行科學(xué)合理的簡化。
4.地下室底板設(shè)計
地下室底板的設(shè)計工作主要是以防滲和抗浮計算為主。地下室底板所處土層為淤泥及淤泥質(zhì)土，承載力雖然比較低但是不能低于持力層，故地下室底板設(shè)計要按倒樓蓋設(shè)計，采用無梁樓蓋的方法計算，經(jīng)計算地下室底板厚度要達到600 毫米。
在底板的設(shè)置上，一定要注意鋼筋配置的合理性。如果在底板上保持同一方向的鋼筋，一定要確保處于同一標高上面，但是不同方向的鋼筋并不需要放在同一個基礎(chǔ)面上，要過多不同方向的鋼筋處在同一個基礎(chǔ)面上，很容易會造成鋼筋保護層過大，導(dǎo)致底板窩頂情況的出現(xiàn)。
5. 地下室的抗浮驗算
最后需要注意的是進行地下室的抗浮驗算。在地下室的施工設(shè)計中應(yīng)該要對地下室進行水壓的檢驗，測試其是否超過地下室部分的恒載。在驗算過程中選取的各種系數(shù)，恒載分項系數(shù)應(yīng)該為0.9，水的分項系數(shù)應(yīng)該為1.0。如果驗算出來的結(jié)果不能夠滿足地下室抗浮的需要，可以采用抗撥樁來抵抗地下室水的浮力。
六、結(jié)語
總之，工程的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及到了很多內(nèi)容，影響因素也比較復(fù)雜。因此，設(shè)計人員必須要具有較高的專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗，在設(shè)計的過程中掌握工程要點，全面考慮，合理設(shè)計，只有這樣才能保證地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適應(yīng)。
參考文獻
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