建筑抗震設(shè)計(jì)論文

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建筑抗震設(shè)計(jì)論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；超限抗震

1基本情況

廣州琶洲香格里拉酒店項(xiàng)目位于廣州市海珠區(qū)，廣州國際會(huì)議展覽中心東側(cè)，在建的黃洲大橋西側(cè)，北臨珠江，南靠新港東路，長約240米，寬約200米。整個(gè)項(xiàng)目包括一座37層的酒店（塔樓高32層，裙樓5層）和宴會(huì)大廳，以及2層地下車庫。

2抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

（1）抗震設(shè)防烈度：7度。

（2）本工程屬丙類建筑，按本地區(qū)設(shè)防烈度采取抗震措施。

3基本數(shù)據(jù)

（1）場地類別：Ⅱ類。

（2）土層等效剪切波速為168.4m/s-173.8m/s,場地覆蓋層厚度約13.5m-17.4m，砂土液化等級綜合評定為嚴(yán)重，屬于抗震不利地段。

（3）持力層名稱：微風(fēng)化巖層，埋深約10.90m-23.70m，地基承載力特征值fak=4500KPa，巖石天然濕度下單軸抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值fr=13.5Mpa。

（4）樁型為沖孔/鉆孔灌注樁，樁端埋深約15-20m。

4建筑結(jié)構(gòu)布置和選型

（1）主樓高度（±0.00以上）140.7m，地面以上結(jié)構(gòu)層為38層，其中出屋面一層，高度為4.7m。

（2）裙房高度（±0.00以上）29.0m，地面以上結(jié)構(gòu)層為4層。

（3）塔樓主體部分、裙樓和宴會(huì)廳之間設(shè)兩道110mm寬抗震縫分開。建筑物總高度為136.0m，總平面尺寸為195m×122m。其中塔樓部分（轉(zhuǎn)換層以上）平面尺寸為72米×18米，長寬比L/B＝4<［6］，高寬比H/B＝6.0<［7］；裙樓部分平面尺寸110m×45m，長寬比L/B=2.4，高寬比H/B=0.5；宴會(huì)大廳平面尺寸65m×53m，長寬比L/B＝1.2，高寬比H/B=0.3。

（4）塔樓質(zhì)心有微小的向上偏心（以底端為原點(diǎn)）。

（5）結(jié)構(gòu)形式簡單、平面形狀規(guī)則、布置均勻；結(jié)構(gòu)層第5層為轉(zhuǎn)換層，豎向構(gòu)件布置不連續(xù)。

（6）本工程為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓蓋整體性好。

（7）結(jié)構(gòu)類型：框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，屬于復(fù)雜類型。

（8）抗震等級：本工程塔樓的框架和核心筒為一級抗震。由于地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，地下一層的抗震等級與上部結(jié)構(gòu)相同。其余部分裙樓及其地下一層與主樓相連，一級抗震。

（9）結(jié)構(gòu)概況：

整個(gè)大樓的設(shè)計(jì)采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)形式，分為兩級結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層以下布置了21根巨型框支柱，剪力墻及承重柱均落地直至基礎(chǔ)，由剪力墻、的框架柱和框架梁形成第一級結(jié)構(gòu)，承受水平力和豎向荷載，而樓面及次梁作為第二級結(jié)構(gòu)，只承受豎向荷載并傳遞到第一級結(jié)構(gòu)上。5結(jié)構(gòu)分析主要結(jié)果

（1）計(jì)算軟件：PKPM系列結(jié)構(gòu)分析軟件SATWE模塊（2002規(guī)范版本）中國建筑科學(xué)研究院PKPMCAD工程部編制。

（2）樓層自由度為3（剛性樓板）。

（3）周期調(diào)整系數(shù)：0.8。

（4）主樓結(jié)構(gòu)總重：2291152.81KN（SATWE）。

（5）基底地震總剪力：32581KN（X向）36421KN（Y向）（SATWE）。

（6）扭轉(zhuǎn)位移比：1.3。

（7）轉(zhuǎn)換層的上下剛度比：0.6027。

（8）最大軸壓比：n=0.85。

（9）最大層位移角為1/941，在17層（SATWE）。

（10）時(shí)程分析采用人工模擬的加速度時(shí)程曲線，選用了兩組實(shí)測波和一組場地人工波進(jìn)行彈性動(dòng)力時(shí)程分析。彈性階段的時(shí)程分析，構(gòu)件內(nèi)力，側(cè)向位移小于采用振型分解反應(yīng)譜法的構(gòu)件內(nèi)力和側(cè)向位移。

6計(jì)算結(jié)果小結(jié)（與規(guī)范要求對比）：

（1）在風(fēng)荷載及地震作用下各構(gòu)件的強(qiáng)度和變形均滿足有關(guān)規(guī)范的要求。

（2）墻、柱的軸壓比均符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《高規(guī)》的要求，轉(zhuǎn)換層以上柱子軸壓比小于［0.85］，框支柱軸壓比小于［0.6］。

（3）按彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位移與層高之比Δμ/h=1/941滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）第4.6.3條要求的1/800。

（4）塔樓滿足（JGJ3-2002）關(guān)于復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主的第一自振周期之比最大值為0.729，不大于0.85的規(guī)定。

（5）塔樓滿足（GB50011-2001）第3.4.2條關(guān)于復(fù)雜高層建筑各樓層的最大層間位移不應(yīng)大于該樓層兩端層間位移平均值的1.4倍的規(guī)定。

（6）除轉(zhuǎn)換層外，塔樓各層均滿足（GB50011-2001）第3.4.2條關(guān)于各樓層的側(cè)向剛度不小于相鄰上一層的70%，并不小于其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%的規(guī)定。

（7）塔樓滿足（JGJ3-2002）第E.0.2條關(guān)于轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度不應(yīng)大于1.3的規(guī)定。

（8）除轉(zhuǎn)換層外，塔樓各層均滿足（JGJ3-2002）第4.4.3條關(guān)于樓層層間受剪承載力不宜小于相鄰上一層的80%的規(guī)定。

（9）塔樓滿足（JGJ3-2002）第5.4.4條關(guān)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的規(guī)定。

（10）塔樓滿足（JGJ3-2002）第3.3.13條關(guān)于各樓層對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的樓層水平地震剪力系數(shù)不小于表3.3.13的規(guī)定。

（11）塔樓滿足（JGJ3-2002）第3.3.5條關(guān)于按時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力不宜小于CQC法求得的底部剪力的65%的規(guī)定。

（12）結(jié)構(gòu)薄弱層彈塑性層間位移符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）第5.5.5條關(guān)于彈塑性層間位移角（1/164）小于1/100的規(guī)定。

7其它需要說明的問題

本工程在三種超限條件（高度、高寬比、體型規(guī)則性）中，高度超限13.3%，高寬比滿足規(guī)范及規(guī)程的有關(guān)要求，結(jié)構(gòu)平面形狀規(guī)則，豎向不規(guī)則。

主要超限抗震措施包括：

（1）為避免大樓整體結(jié)構(gòu)之間形狀的不規(guī)則，引起不利于抗震的情況，在主樓和裙樓之間設(shè)置110mm寬抗震縫兩道，縫的兩側(cè)設(shè)置雙柱，地下室、基礎(chǔ)不用設(shè)縫。

（2）轉(zhuǎn)換層位于第5層，框架柱和剪力墻的抗震等級根據(jù)《高規(guī)》表4.8.2和表4.8.3規(guī)定提高一級，為特一級。

（3）首層、設(shè)備夾層、避難層、屋面層樓板加強(qiáng),板厚為180mm，中央核心筒板厚加強(qiáng)為150mm,配筋相應(yīng)加強(qiáng)，設(shè)雙向雙層鋼筋網(wǎng)。

（4）薄弱層的地震剪力乘以1.15的增大系數(shù)，按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行彈塑性變形分析和驗(yàn)算，并采取有效的抗震構(gòu)造措施。

建筑抗震設(shè)計(jì)論文范文第2篇

關(guān)于高層混凝土住宅建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)該持續(xù)改進(jìn)高層混凝土住宅結(jié)構(gòu)的延展性，達(dá)到合理的剛度和強(qiáng)度要求，提升高層混凝土住宅建筑抗震結(jié)構(gòu)的抗震能力。

2高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對策

2．1場地和地基的選擇

關(guān)于高層建筑的抗震效果，地基的情況和場地狀況較會(huì)產(chǎn)生直接的作用，也稱為建筑抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。如何選擇地基和場地，一定要詳細(xì)清楚當(dāng)?shù)氐牡卣鸹顒?dòng)狀況，仔細(xì)勘查地質(zhì)情況，并獲取全方位的數(shù)據(jù)資料，從而可以有效的進(jìn)行綜合評價(jià)和研究，正確的評判當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)計(jì)等級。采用一切辦法去規(guī)避不利于抗震設(shè)計(jì)的地方，如果不能規(guī)避的場地，我們要做針對性的處理。在選擇高層建筑地基時(shí)，首選的是較高密實(shí)度的基土和巖石，將有利于提升建筑地基的抗震能力，切勿采用哪些不適合抗震的軟性地基土。務(wù)必要采用合理的措施對達(dá)不到地震需求的地基進(jìn)行改善和加固，從而讓它滿足抗震要求。

2．2建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

為了實(shí)現(xiàn)可靠性的建筑，達(dá)到合理分布承載的力量需要，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，務(wù)必要達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性需要，盡量讓抗側(cè)力結(jié)構(gòu)可以簡單明了。對于建筑結(jié)構(gòu)平面布置圖，多選用比較規(guī)整的圖形，主要是由于規(guī)則的圖形能夠確保建筑遇到何種情況時(shí)都能實(shí)現(xiàn)均勻分布的承載力。應(yīng)該盡量規(guī)避一些復(fù)雜多變的建筑結(jié)構(gòu)平面，那是由于不規(guī)則的圖形便于引起建筑結(jié)構(gòu)的鋼心和質(zhì)心間的錯(cuò)亂不堪。如果遭遇地震，鋼心距離就會(huì)變大，剛性達(dá)不到要求，從而使得建筑物出現(xiàn)倒塌的結(jié)果。

2．3建筑結(jié)構(gòu)材料的選取

高層建筑在遭遇地震時(shí)安全性能很大程度上都由于建筑結(jié)構(gòu)材料來決定。現(xiàn)實(shí)中，高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的本質(zhì)問題就是整合相應(yīng)構(gòu)件的延性，同時(shí)要做調(diào)和工作，最終目標(biāo)是確保遭遇地震時(shí)建筑能夠穩(wěn)定安全。而對于鋼筋來說，應(yīng)該選擇那些具備較好韌性的材料。關(guān)于垂直方向受力的鋼筋，以HRB335級、HRB400級的熱軋鋼筋為準(zhǔn)，箍筋則是采用熱軋鋼筋，型號為HPB235、HRB335、HRB40級。在選用建筑結(jié)構(gòu)材料時(shí)，務(wù)必要充分了解材料抗震的要求。同時(shí)，還要考慮其中的造價(jià)和成本控制問題。所以說，選用建筑結(jié)構(gòu)材料應(yīng)該尋求抗震新性能和建筑成本平衡點(diǎn)，只有兩者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，才能確保用最少的材料實(shí)現(xiàn)最好的抗震能力。

2．4隔震和消能減震設(shè)計(jì)

某些高層建筑需要非常嚴(yán)格的抗震要求，要滿足一般的抗震效果，還必須實(shí)現(xiàn)消能、隔振的效果。所以，要達(dá)到上述目標(biāo)，第一，正確選擇地基和場地，首選那些較高密實(shí)度的地基，這樣可以避免發(fā)生輕地震時(shí)其能量對建筑產(chǎn)生的損害，減少共振發(fā)生幾率。建筑物不同，其隔振系數(shù)也是不一樣的。所以說，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的過程中，務(wù)必要根據(jù)實(shí)際情況來詳細(xì)研究，選取適宜的隔震支座，還要綜合分析風(fēng)力產(chǎn)生的負(fù)荷作用。那些具有消能、隔振要求的建筑構(gòu)件，延性好的材料是比較適合的，強(qiáng)度能夠滿足要求，能夠確保建筑物受地震時(shí)減弱破壞。

2．5抗側(cè)力體形的優(yōu)化

在一般性構(gòu)造的高樓中，剛超過柔，那些剛性結(jié)構(gòu)方案的高樓，主體結(jié)構(gòu)遭遇的損害少，如果發(fā)生地震時(shí)其結(jié)構(gòu)變形也不大，圍護(hù)墻、隔墻等非結(jié)構(gòu)部件也會(huì)破壞較少，受到較好的保護(hù)。結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)也會(huì)增強(qiáng)，遭遇地震時(shí)的塑性鉸變大，耗費(fèi)較多的地震能量。結(jié)構(gòu)也會(huì)在強(qiáng)地震情況下更加具有承受力，而不至于傾倒。改觀結(jié)構(gòu)屈服機(jī)制，并確保結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損害時(shí)依據(jù)整體屈服機(jī)制工作，并不依靠樓層屈服機(jī)制。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的原則是強(qiáng)壓弱拉、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁和強(qiáng)節(jié)弱桿。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)理應(yīng)選擇軸力小的水平桿件，成為關(guān)鍵的耗能桿件，盡量的產(chǎn)生彎曲耗能，確保實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的較強(qiáng)的耗能能力和不小的延性。

2．6常用的加固設(shè)計(jì)

要想能夠較好的提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，加固措施務(wù)必要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)實(shí)狀況進(jìn)行，選用加固方法務(wù)必要綜合如下因素全面分析:如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)誤差和缺陷，就要結(jié)合現(xiàn)實(shí)問題來加固和增加構(gòu)件，也可以采用較高抗震能力的構(gòu)件作為替代品。如要提高整體剛度和承載力，可通過設(shè)置套箍、增大原截面和增加構(gòu)件的方法來實(shí)現(xiàn)。多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)整體性連接不滿足抗震的規(guī)范要求，應(yīng)該有目的地調(diào)整結(jié)構(gòu)，可以降低損害，分散地震力。為避免發(fā)生地震時(shí)引起破壞，應(yīng)該對于那些同建筑結(jié)構(gòu)無關(guān)緊要的構(gòu)件進(jìn)行加固處理。

3結(jié)語

建筑抗震設(shè)計(jì)論文范文第3篇

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，平面布置簡單、對稱規(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，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、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)則對稱、質(zhì)量和剛度、承載力均勻的平面布置，這對抗震十分有利。

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，這就對結(jié)構(gòu)工程師的專業(yè)知識提出了更高的要求。不同的高度對應(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)防等級的選取問題。抗震等級是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，抗震等級選取不當(dāng)將給建筑物的安全帶來許多隱患，對工程造價(jià)也會(huì)帶來不必要的浪費(fèi)。抗震等級根據(jù)房屋的場地類別、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，做到該提高的應(yīng)當(dāng)提高其抗震等級，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

建筑抗震設(shè)計(jì)論文范文第4篇

修訂后的3.4.1條w為：“建筑設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)的要求選擇建筑方案，不規(guī)則的建筑方案應(yīng)按規(guī)定采取加強(qiáng)措施：特別不規(guī)則的建筑方案應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證，并采取特別的加強(qiáng)措施；不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的建筑方案”。該條為強(qiáng)制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行，但目前不少工程設(shè)計(jì)對不規(guī)則建筑方案的定性和定量，以及如何采取加強(qiáng)措施偏差較大。為較好地執(zhí)行該條文。對如下幾個(gè)問題與同行們共同探討。

一、不規(guī)則建筑方案判定

什么叫“不規(guī)則的建筑方案”?根據(jù)《抗規(guī)》3.4.2條，可以概括為以下三類：

1)建筑的平面布置不規(guī)則，如平面復(fù)雜、不對稱、細(xì)腰形或角部重疊形、凹凸尺寸過大等。

2)建筑的豎向布置不規(guī)則，如尺寸突變、縮進(jìn)或外挑過大、多塔、連體等。

3)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件不規(guī)則，如結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則、樓板不連續(xù)、不對稱，平面整體剛度差，豎向構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度突變等。

《抗規(guī)》第3.4.1條，對建筑方案的不規(guī)則程度分為了三個(gè)層次：即一般不規(guī)則、特別不規(guī)則和嚴(yán)重不規(guī)則。

怎樣判別不規(guī)則建筑的不規(guī)則程度呢?

2006年，國家建設(shè)部以[2006]220號文件頒布了關(guān)于印發(fā)《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》的通知，在《技術(shù)要點(diǎn)》的附錄一“超限高層建筑工程主要范圍的參照簡表”中對建筑不規(guī)則性進(jìn)行了明確的歸納和分類，如表1和表2。

在《建筑工程抗震設(shè)防分類和抗震設(shè)計(jì)2008年修訂統(tǒng)一培訓(xùn)教材》中引用了表1、表2的不規(guī)則項(xiàng)，對不規(guī)則程度進(jìn)行了劃分：

1)一般不規(guī)則的建筑：建筑結(jié)構(gòu)(包括某個(gè)樓層)布置上出現(xiàn)表1中一項(xiàng)不規(guī)則，即為一般不規(guī)則建筑。

2)特別不規(guī)則的建筑：主要有三類，其一、同時(shí)具有表1所列九個(gè)方面的基本不規(guī)則項(xiàng)的三個(gè)或三個(gè)以上：其二、具有表2所列的一個(gè)不規(guī)則項(xiàng)：其三、具有表1所列兩個(gè)基本不規(guī)則項(xiàng)且其中有一項(xiàng)接近表2的不規(guī)則指標(biāo)。

3)嚴(yán)重不規(guī)則：指體型復(fù)雜，多項(xiàng)實(shí)質(zhì)性的突變指標(biāo)或界限超過抗震規(guī)范3.4.3條規(guī)定的上限值或某一項(xiàng)大大超過規(guī)定，具有嚴(yán)重的抗震薄弱環(huán)節(jié)，可能導(dǎo)致地震破壞的嚴(yán)重后果者，意味著該建筑方案在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，存在明顯的地震安全隱患。

對于多層砌體房屋建筑的不規(guī)則性，應(yīng)參照上述要求和《抗規(guī)》有關(guān)規(guī)定進(jìn)行判斷。

二、判斷不規(guī)則建筑的幾個(gè)計(jì)算參數(shù)

從表1、表2中可以看出，判斷建筑的不規(guī)則性，除了外觀體型要求的相關(guān)參數(shù)(如平面凹凸尺寸不大于相應(yīng)邊長30％，樓板有效寬度不小于50％，開洞面積不大于30％，豎向尺寸縮進(jìn)不大于25％，外挑大于10％和4m)外，還有五個(gè)參數(shù)指標(biāo)用來判斷建筑的不規(guī)則性(即扭轉(zhuǎn)位移比、扭轉(zhuǎn)周期比、層剛度比、受剪承載力比、塔樓偏置比)。它們是描述抗側(cè)力構(gòu)件不規(guī)則性的定量指標(biāo)。這些參數(shù)指標(biāo)的基本概念和作用可簡單歸納如下：

1.扭轉(zhuǎn)位移比

扭轉(zhuǎn)位移比是樓層平面不規(guī)則性的一個(gè)判斷指標(biāo)，目的是限制平面布置的不規(guī)則性，避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。它的表達(dá)形式：U=Umax/u，其中Umax為樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移，u為單向地震作用下，在樓層角點(diǎn)處豎向構(gòu)件的水平位移或?qū)娱g位移的最大值和平均值。

參照表1和表2，扭轉(zhuǎn)位移比大于1，2為一般不規(guī)則，扭轉(zhuǎn)位移比大于1.4為特別不規(guī)則。《混凝土高規(guī)》4.3.5條，在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍：B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)范第10章所指復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。樓層扭轉(zhuǎn)位移比計(jì)算，不同的計(jì)算假定和計(jì)算原則會(huì)得出不同的計(jì)算結(jié)果，因此設(shè)計(jì)人員必須把握下列基本假定和計(jì)算原則：a)采用剛性樓板假定，而不應(yīng)采用彈性樓板假定：《抗規(guī)》第3.4.2條的條文說明中明確規(guī)定，樓層的扭轉(zhuǎn)位移取結(jié)構(gòu)的端部位移，目的是考慮結(jié)構(gòu)受到整體扭轉(zhuǎn)的效應(yīng)，因此采用pkpm軟件計(jì)算時(shí)應(yīng)采用剛性樓板假定。彈性樓板的假定只用于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力設(shè)計(jì)計(jì)算。b)對一般結(jié)構(gòu)可只考慮結(jié)構(gòu)的偶然偏心；c)對復(fù)雜高層建筑及超限建筑工程，應(yīng)考慮雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響和偶然偏心下的扭轉(zhuǎn)影響，并取偶然偏心和雙向地震作用的不利值判別結(jié)構(gòu)規(guī)則性：關(guān)于雙向地震作用，《抗規(guī)》和《混凝土高規(guī)》明確規(guī)定，質(zhì)量和剛度明顯不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計(jì)入雙向水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響。但對上述規(guī)定又未作出量化標(biāo)準(zhǔn)或指導(dǎo)性建議。中國建筑科學(xué)研究院朱炳寅在建筑結(jié)構(gòu)雜志文章中認(rèn)為，在計(jì)算中存在兩個(gè)問題：“一是對雙向地震作用的把握問題，雙向地震的作用是僅考慮內(nèi)力還是考慮全部效應(yīng)。我國規(guī)范未明確說明雙向地震作用是否只用于承載能力計(jì)算，因此可以理解為適用于全部效應(yīng)計(jì)算中，雙向地震作用于內(nèi)力計(jì)算和扭轉(zhuǎn)位移計(jì)算。二是對質(zhì)量和剛度明顯不規(guī)則的把握，該問題比較復(fù)雜。對復(fù)雜高層及超限結(jié)構(gòu)，當(dāng)不考慮偶然偏心時(shí)樓層扭轉(zhuǎn)位移比u≥1.2時(shí)，可判定為結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布已處于明顯不對稱狀態(tài)，此時(shí)應(yīng)計(jì)入雙向地震作用的影響，在對結(jié)構(gòu)的規(guī)則性進(jìn)行判定時(shí)，可取偶然偏心和雙向地震的不利值。而對于一般結(jié)構(gòu)的規(guī)則性進(jìn)行判定時(shí)，只考慮偶然偏心而無需考慮雙向地震作用”。

2.扭轉(zhuǎn)周期比(Tt/Tl)

扭轉(zhuǎn)周期比，是指結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期Tl之比，簡稱周期比，是衡量結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度的一個(gè)指標(biāo)。

周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對關(guān)系，而非其絕對大小，周期比控制不是在要求豎向抗側(cè)力構(gòu)件足夠結(jié)實(shí)，而是在要求抗側(cè)力構(gòu)件布局的合理性，其目的是限制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度不能太弱。若結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期比不滿足要求，說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對于側(cè)移剛度較小，一般只能通過調(diào)整平面布置來改善。《混凝土高規(guī)》4.3.5條規(guī)定：結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期Tl之比，對于A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9，對于B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85，在超限高層審查中將這一規(guī)定劃為特別不規(guī)則平面。

3.層剛度比

層剛度比是控制高層結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性的重要指標(biāo)，主要為了控制高層結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層，因此層剛度比是判定結(jié)構(gòu)薄弱層的指標(biāo)之一。《抗規(guī)》3.4.2條樓層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70％或小于上相鄰三層平均值的80％，為側(cè)向剛度不規(guī)則，表2中樓層側(cè)向剛度小于相鄰上層的50％，為特別不規(guī)則。一般情況

采用地震剪力與地震層間位移的比值(Ki=Qi/ui)，來衡量結(jié)構(gòu)的薄弱層。在《抗規(guī)》與《混凝土高規(guī)》中，計(jì)算層剛度的方法有三種，即剪切剛度、剪彎剛度、地震剪力與地震層間位移的比值。a)“剪切剛度”(Ki=GiAi，hi)帶轉(zhuǎn)換層高層底部大空間為一層及磚混結(jié)構(gòu)：b)“剪彎剛度”(Ki：Vi/i)，適用于帶轉(zhuǎn)換層高層底部大空間為多層。c)“地震剪力與地震層間位移的比值”

(Ki=Qi/ui)，適用于一般情況。一般情況下，在采用pkpm軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算時(shí)，考慮地震作用，多采用地震剪力與地震層間位移的比值：若不計(jì)算地雕作用，對于多層結(jié)構(gòu)可以選擇剪切層剛度算法，高層結(jié)構(gòu)和有斜支撐的鋼結(jié)構(gòu)可以選擇剪彎層剛度算法。

我國現(xiàn)有規(guī)范中對剛度比除了以上要求外，對于結(jié)構(gòu)特殊部位還應(yīng)滿足下列要求：

a)《抗規(guī)》附錄E2.1規(guī)定，簡體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下層的側(cè)向剛度比不宜大于2：b)《混凝土高規(guī)》第5.3.7條規(guī)定，高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中，當(dāng)?shù)叵率业捻敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固端時(shí)，地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍；c)《混凝土高規(guī)》第10.2.3條第2款對帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比有明確的規(guī)定，必須按照《混凝土高規(guī)》中的附錄E進(jìn)行驗(yàn)算，并應(yīng)滿足其上下剛度比的要求。

底部大空間為一層的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，附錄E.01規(guī)定采用剪切剛度比，即轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)等效剛度比Y，非抗震設(shè)計(jì)時(shí)Y不應(yīng)大于

3.抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大干2。

底部大空間層數(shù)大于一層時(shí)，附錄E.02規(guī)定采用剪彎剛度比，即等效側(cè)向剛度比ye，一般情況宜接近1，非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于2，抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于1.3。

4.受剪承載力比

受剪承載力比與層剛度比一樣，都是對結(jié)構(gòu)薄弱層判斷的依據(jù)，只要受剪承載力比或?qū)觿偠缺葍烧咧徊粷M足，即可判定該樓層為薄弱層。它用來控制豎向不規(guī)則性，以免豎向樓層受剪承載力突變。

《抗規(guī)》3.4.3-2-2條的規(guī)定：樓層承載力突變時(shí)，薄弱層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于相鄰上一樓層的65％。

《高規(guī)》4.4.3條：A級高度高層建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不宜小于其上一層受剪承載力的80％，不應(yīng)小于其上一層受剪承載力的65％：B級高度高層建筑的樓層層聞抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于其上一層受剪承載力的75％。

當(dāng)一般不規(guī)則或超出限值不大時(shí)，在設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)引起關(guān)注。一般在SATWE“調(diào)整信息”的“指定薄弱層個(gè)數(shù)”中填入該樓層層號，將該樓層強(qiáng)制定義為薄弱層，軟件計(jì)算時(shí)會(huì)按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。

5.塔樓偏置比

在《混凝土高規(guī)》的復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)篇，第10.1.6條：

“多塔樓建筑結(jié)構(gòu)各塔樓的層數(shù)、平面和剛度宜接近；塔樓對底盤宜對稱布置。塔樓結(jié)構(gòu)與底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心的距離不宜大于底盤相應(yīng)邊長的20％”。而在超限高層審查限值中，增加了單塔樓，將“單塔或多塔(含雙塔)與大底盤的質(zhì)心偏心距大于底盤相應(yīng)邊長20％”均判定為特別不規(guī)則建筑。

在設(shè)計(jì)中值得關(guān)注是：當(dāng)采用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件時(shí)，應(yīng)正確填寫裙房層數(shù)，程序可以較準(zhǔn)確地計(jì)算塔樓結(jié)構(gòu)質(zhì)心與底盤(裙房)結(jié)構(gòu)質(zhì)心的距離，然后利用計(jì)算結(jié)果判斷該質(zhì)心距離是否大于底盤相應(yīng)邊長的20％。當(dāng)單塔或多塔與大底盤的質(zhì)心偏心距大于底盤相應(yīng)邊長的20％，首先應(yīng)該采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)整，例如：調(diào)整建筑設(shè)計(jì)方案、調(diào)整結(jié)構(gòu)單元的分布或調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件的布置等，若無法對建筑方案進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)進(jìn)行超限高層建筑抗震設(shè)防專項(xiàng)審查。

三、不規(guī)則建筑的處理方法

1.處理方法

抗震規(guī)范把不規(guī)則的建筑方案分為三個(gè)級別區(qū)別對待：

一般不規(guī)則――按規(guī)范、規(guī)程的相關(guān)規(guī)定采取加強(qiáng)措施；

特別不規(guī)則――經(jīng)過專門研究和論證后采取高于規(guī)范、規(guī)程規(guī)定的加強(qiáng)措施，對于高層建筑還應(yīng)嚴(yán)格按照建設(shè)部令第111號進(jìn)行抗震設(shè)防專項(xiàng)審查；

嚴(yán)重不規(guī)則――應(yīng)要求建筑師予以修改、調(diào)整。

2.對一般不規(guī)則建筑的處理方法

對一般不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并應(yīng)對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施的規(guī)定。主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：計(jì)算分析方法、計(jì)算模型和薄弱部分的抗震構(gòu)造加強(qiáng)措施。

1.)計(jì)算分析方法和計(jì)算模型

不規(guī)則的建筑應(yīng)采用振型分解反應(yīng)譜法。

平面不規(guī)則而豎向規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，當(dāng)凹凸不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時(shí)，采用符合樓板平面內(nèi)實(shí)際剛度變化的計(jì)算模型。當(dāng)平面不對稱應(yīng)計(jì)及扭轉(zhuǎn)影響。

平面規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，其薄弱層的地震剪力應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)，并按規(guī)范有關(guān)規(guī)定進(jìn)行彈塑性變形分析，當(dāng)豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時(shí)，該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)乘以1.25～1.5的增大系數(shù)。

平面不規(guī)則且豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)同時(shí)按上述要求選擇合理的計(jì)算模型、考慮扭轉(zhuǎn)影響、乘以相應(yīng)的增大系數(shù)。

2.)抗震構(gòu)造加強(qiáng)措施

a)艸字形、井字形等外伸長度較大的建筑，當(dāng)中央部分樓、電梯間使樓板有較大削弱時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)樓板以及連接部位墻體的構(gòu)造措施，必要時(shí)還可在外伸段凹槽處設(shè)置連接梁或連接板。(《高規(guī)》4.3.7)

b)樓板開大洞削弱后，宜采取以下構(gòu)造措施予以加強(qiáng)(《高規(guī)》4.3.8)：1加厚洞口附近樓板，提高樓板的配筋率：采用雙層雙向配筋，或加配斜向鋼筋：2洞口邊緣設(shè)置邊梁、暗梁；3在樓板洞口角部集中配置斜向鋼筋。

c)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑宜調(diào)整平面形狀和結(jié)構(gòu)布置，避免結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不設(shè)防震縫。當(dāng)建筑物平面形狀復(fù)雜而又無法調(diào)整其平面形狀和結(jié)構(gòu)布置使之成為較規(guī)則的結(jié)構(gòu)時(shí)，宜設(shè)置防震縫將其劃分為較簡單的幾個(gè)結(jié)構(gòu)單元。(《高規(guī)》4.3.9)

3.對于特別不規(guī)則建筑

特別不規(guī)則建筑應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)審查，設(shè)計(jì)單位應(yīng)按照住建部《關(guān)于超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》的規(guī)定進(jìn)行分析論證，提出論證報(bào)告進(jìn)入程序性審查，論證報(bào)告重點(diǎn)要做好建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)，7合理設(shè)定結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)，提結(jié)構(gòu)計(jì)算分析模型和計(jì)算結(jié)果，提出結(jié)構(gòu)抗震加強(qiáng)的相關(guān)措施，專項(xiàng)審查的內(nèi)容主要包括下面七個(gè)方面

1) 建筑抗震設(shè)防依據(jù)；

2) 場地勘察成果：

3) 場地和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方案：

4) 建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)和性能目標(biāo)：

5) 總體計(jì)算和關(guān)鍵部位計(jì)算的工程判斷：

6) 薄弱部位的抗震措施：

7) 可能存在的其它問題，包括政府投資項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)合理性。

建筑抗震設(shè)計(jì)論文范文第5篇

【關(guān)鍵詞】樓梯；建筑抗震；剛度；影響；分析

中圖分類號：TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一．引言

樓梯是建筑的一個(gè)重要組成部分，是最重要的疏散工具，在抗震防災(zāi)中起著舉足重輕的作用。所以樓梯的設(shè)計(jì)是十分重要的工作，樓梯設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)房屋來看，其中一個(gè)特點(diǎn)是樓梯構(gòu)件的破壞，影響了逃生通道安全，造成人員傷亡。根據(jù)2008年汶川地震震害的相關(guān)報(bào)告，樓梯對結(jié)構(gòu)安全以及疏散時(shí)人身安全的意義非常重大。因此，我們有必要認(rèn)真研讀規(guī)范的有關(guān)要求，結(jié)合工程實(shí)際情況，認(rèn)真對待抗震設(shè)計(jì)時(shí)的樓梯設(shè)計(jì)。

二．抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算的重要性

現(xiàn)代建筑工程抗震性能的需求要求建筑工程設(shè)計(jì)過程中必須考慮抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算工作的重要性。以抗震樓梯設(shè)計(jì)對建筑物主體結(jié)構(gòu)抗震性能的促進(jìn)作用促進(jìn)建筑物的抗震性能提升。建筑工程設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)過程中樓梯設(shè)計(jì)對建筑物主體工程的影響強(qiáng)化抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算工作，實(shí)現(xiàn)建筑物抗震性能的提高，促進(jìn)現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)目標(biāo)的達(dá)成

在現(xiàn)代建筑工程的設(shè)計(jì)中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)勢使得其在現(xiàn)代建筑工程的設(shè)計(jì)中有著極為廣泛的應(yīng)用。在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，樓梯能夠?qū)翘蓍g結(jié)構(gòu)起到斜撐作用，增加主體結(jié)構(gòu)的剛度。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于計(jì)算方式與設(shè)計(jì)理論的限制使得樓梯及樓梯間不參與整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算。隨著現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)參與整體結(jié)構(gòu)計(jì)算已經(jīng)納入相關(guān)規(guī)范要求。在抗震樓梯與樓梯間增加剛度的同時(shí)，還應(yīng)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(diào)查中，樓梯梯段板斷裂的情況非常普遍，嚴(yán)重影響了震后的自救與救災(zāi)。而且，樓梯系統(tǒng)的斷裂也造成了對主體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)主體

樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)有兩個(gè)方面，樓梯對豎向構(gòu)件的影響以及樓梯自身的傳力。由于樓梯傳力，豎向構(gòu)件往往會(huì)出現(xiàn)短柱或錯(cuò)層。而樓梯本身傳力需得到保障，從而實(shí)現(xiàn)疏散功能。

理論研究以及一些震害調(diào)查表明，樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響大小，主要取決于樓梯與主體結(jié)構(gòu)的相對剛度比。主體結(jié)構(gòu)整體剛度越大，比如抗震墻結(jié)構(gòu)，框架一抗震墻結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)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(shí)可以忽略不計(jì)；而當(dāng)采用框架結(jié)構(gòu)，裝配式結(jié)構(gòu)，特別是砌體結(jié)構(gòu)的時(shí)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(jié)構(gòu)基本是處于彈性工作狀態(tài)，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(jié)構(gòu)中依舊可以認(rèn)為不大，而在超出設(shè)防烈度及罕遇地震的時(shí)候，結(jié)構(gòu)一般進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，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(xiàn)澆梯板可視為剛性樓板，承擔(dān)傳遞水平地震作用的重任，從而導(dǎo)致樓梯梯板拉裂，樓梯間短柱破壞，最終導(dǎo)致主體破壞甚至坍塌。

經(jīng)過工程實(shí)例對比發(fā)現(xiàn)，樓梯構(gòu)件是否參與結(jié)構(gòu)整體計(jì)算，不僅影響地震作用效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，也可能由于改變恒載、活載的傳遞途徑而對相關(guān)構(gòu)件計(jì)算產(chǎn)生影響。

對比發(fā)現(xiàn)當(dāng)其他區(qū)域荷載小于樓梯間時(shí)，不考慮樓梯影響計(jì)算結(jié)果顯示位移比較大，考慮樓梯剛度后剛心與質(zhì)心的重合程度有所改善，位移比有所減小。

結(jié)合條文說明，規(guī)范允許根據(jù)不同的具體結(jié)構(gòu)，判斷樓梯構(gòu)件對整體的可能影響很大或不大，然后區(qū)別對待，并不要求一律參與整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算，但樓梯構(gòu)件自身應(yīng)計(jì)算抗震。現(xiàn)行規(guī)范對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓梯間抗震設(shè)計(jì)的基本要求可歸納為：是否參與整體抗震計(jì)算，視情況而定；樓梯構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)計(jì)算；加強(qiáng)樓梯間填充墻與主體結(jié)構(gòu)的拉結(jié)。

由于地震動(dòng)的不確定性、地震的破壞作用、結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)理的復(fù)雜性，以及結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的各種假定與實(shí)際情況的差異，．目前，依據(jù)所規(guī)定的地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算，不論計(jì)算理論和工具如何發(fā)展，計(jì)算怎樣嚴(yán)格，計(jì)算的結(jié)果還是比較粗略，過分地追求數(shù)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(yàn)算是有成效的，不可輕視。

四．樓梯抗震設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

考慮樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響時(shí)，應(yīng)根據(jù)主體結(jié)構(gòu)與樓梯的側(cè)向剛度大小，采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施：

1.樓梯采用現(xiàn)澆式或者裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用裝配式結(jié)構(gòu)。

2.對框架結(jié)構(gòu)，砌體結(jié)構(gòu)及其他整體性不好的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)計(jì)算中應(yīng)注意考慮樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響和主體結(jié)構(gòu)對樓梯的影響，采用包絡(luò)設(shè)計(jì)的方法。基于現(xiàn)行規(guī)范，在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)則性判斷和位移計(jì)算時(shí)，可不計(jì)樓梯的影響。而構(gòu)件設(shè)計(jì)則需要考慮樓梯的作用，按計(jì)入和不計(jì)人樓梯分兩種情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.對主體結(jié)構(gòu)剛度很大，整體性較好的結(jié)構(gòu)，如抗震墻結(jié)構(gòu)、框架一抗震墻結(jié)構(gòu)等，一般不考慮樓梯的影響，不過在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，應(yīng)重視樓梯間周圍的豎向構(gòu)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(jié)構(gòu)的影響減小，同時(shí)也保護(hù)了樓梯構(gòu)件。

4.需特別注意設(shè)置樓梯形成的框架短柱或錯(cuò)層柱，柱箍筋除應(yīng)滿足計(jì)算要求外，箍筋應(yīng)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(shí)，柱子截面一般都很難做大，但該柱也應(yīng)按照框架柱要求設(shè)計(jì)，保證其截面面積不小于300mmX300mm，柱最小邊長不應(yīng)小于200mm，并相應(yīng)增加另一邊高度。￡在以往的設(shè)計(jì)中，當(dāng)?shù)讓訜o地下室時(shí)，樓梯直接支撐在孤立的樓梯梁上，而根據(jù)震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，此做法不妥，地震時(shí)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(dān)當(dāng)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(huán)，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免。

五．結(jié)束語

樓梯是建筑的一個(gè)重要組成部分，是最重要的疏散工具，在抗震防災(zāi)中起著舉足重輕的作用。從地震被損壞的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋來看，其中一個(gè)特點(diǎn)是樓梯構(gòu)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(shè)計(jì)是非常重要的工作。綜上所述，不管是對規(guī)范理解出發(fā)，還是結(jié)合工程實(shí)際，樓梯設(shè)計(jì)對建筑抗震的影響應(yīng)當(dāng)被廣大設(shè)計(jì)師高度重視。目前來看，各種軟件的樓梯參與建筑抗震計(jì)算情況并不夠理想，不能過分依賴。設(shè)計(jì)可在比較合理的基礎(chǔ)上利用計(jì)算軟件，不拘泥于細(xì)節(jié)，不追求過高的計(jì)算精度，強(qiáng)調(diào)按概念設(shè)計(jì)進(jìn)行各種調(diào)整。讓樓梯參與建筑抗震計(jì)算和加強(qiáng)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(jié)構(gòu)更為合理。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)微 不同樓梯在地震下的反應(yīng)分析[學(xué)位論文]， 2010 - 太原理工大學(xué)：結(jié)構(gòu)工程

淺談樓梯設(shè)計(jì)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(qū)塔式建筑抗震設(shè)計(jì)的影響分析 [期刊論文] 《浙江建筑》 -2009年9期

[4]吳波 樓梯結(jié)構(gòu)的抗震性能分析及地震作用下對主體結(jié)構(gòu)的影響 [學(xué)位論文]， 2009 - 西南交通大學(xué)：結(jié)構(gòu)工程

[5]王亞勇 戴國瑩WANG YayongDAI Guoying《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的發(fā)展沿革和最新修訂[期刊論文] 《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)》 ISTIC EI PKU -2010年6期

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