关键词:高层建筑;抗震;结构设计;探讨
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：
1 高层建筑发展概况与存在问题
80年代,是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店,它是一座现代化的高级宾馆,总高153.52m,全部采用框架一芯墙全钢结构体系,深圳发展中心大厦43层高165.3m,加上天线的高度共185.3m,这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。深圳于1995年6月封顶的地王大厦,81层高,385.95m为钢结构,它居目前世界建筑的第四位。
我国高层建筑的结构材料一直以钢筋混凝土为主。随着设计思想的不断更新,结构体系日趋多样化,建筑平面布置与竖向体型也越来越复杂,出现了许多超高超限钢筋混凝土建筑,这就给高层建筑的结构分析与设计提出了更高的要求。尤其是在抗震设防地区,如何准确地对这些复杂结构体系进行抗震分析以及抗震设计,已成为高层建筑研究领域的主要课题之一。
2 建筑抗震的理论分析
2.1 建筑结构抗震规范
建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。
2.2高层建筑结构抗震结构设计分析
设计阶段的结构动力特性分析。高层建筑进入初步设计阶段后,首先按方案阶段确定的结构布置进行计算分析。计算模型取自±0. 000至塔顶,假定楼板为平面内刚度无限大,其地震反应分析基本参数列于,以及可以看出,随着楼层高度的增加,结构X方向(纵向)自振周期及地震力基本正常,而结构Y方向(横向)自振周期偏长、结构刚度偏低,对应于水平地震作用的剪力较小,结构的抗震能力偏弱,结构偏于不安全。为增加Y方向(横向)的抗侧移刚度,提高其抗震能力,在现代高层建筑的设计中,可以在建筑核心筒的两侧增设四道剪力墙。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),抗震设计时,框架-剪力墙结构中剪力墙的数量必须满足一定要求,在地震作用时剪力墙作为第一道抗震防线必须承担大部分的水平力。但这并不意味着框架部分可以设计得很弱,而是框架部分作为第二道防线必须具备一定的抗侧力能力,在大震作用下第一道抗震防线剪力墙遭受破坏时,整个结构仍具备一定的抵抗能力,不至于立即破坏倒塌,这就需要在结构计算时,对框架部分所承担的剪力进行适当调整。
3结构抗震设计方法探讨。
3.1结构抗震设计的基本步骤。
对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段设计:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段设计:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值,并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。
3.2结构抗震设计方法
3.2.1基础的抗震设计
基础是实现高层建筑安全性的重要条件。我国高层建筑通常采用钢筋混凝土连续地基梁形式,在基础梁的设计中,为充分发挥钢筋的抗拉性和混凝土的抗压性的复合效应,把设计重点放在梁的高度和钢筋的用量上,在钢筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基础筋、基础辅筋5种钢筋的结合。为防止基础钢筋的生锈,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加钢筋表面的保护层厚度,以抑止钢筋的腐蚀。高层建筑基础处理的另一个特色是钢制基础结合垫块的应用,它是高层建筑上部结构柱与基础相连的重要结构部件。它的功能之一是使具有吸湿性的混凝土基础和钢制结构柱及上部建筑相分离,有效防止结构体的锈蚀,确保部件的耐久性。
3.2.2钢结构骨架的抗震设计
采用钢框架结合点柱壁局部加厚技术来提高结构抗震性能。一般钢框架结构,梁和柱结合点通常是柱上加焊钢制隅撑与梁端用螺栓紧固连接。在这种方式下,钢柱必须在结合部被切断,加焊隅撑后再结合,这样做技术上的不稳定性和材料品质不齐全的可能性很大,而且遇到大地震,钢柱结合部折断的危险性很大。鉴于此,可以首先该结构的梁柱采用高密度钢材,以发挥其高强抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免断柱形式,对二、三层的独立住宅而言,结构柱可以一贯到底,从而解决易折问题。与梁结合部柱壁达到两倍厚,所采用的是高频加热引导增厚技术。在制造过程中品质易下降的钢管经过加热处理反而使材料本来所具有的拉伸强度得以恢复。对于地震时易产生的应力集中,柱的增厚部位能发挥很大的阻抗能力,从而提高和强化了结构的抗震性。
3.2.3墙体的抗震设计
“三合一”外墙结构体系,首先是由日本专家设计应用的,采用外墙结构柱与两侧外墙板钢框架组合形成的“三合一”整体承重的结构体系。该体系不仅仅用柱和梁来支撑高层建筑,而是利用墙体钢框架与结构柱结合,有效地承受来自垂直方向与水平方向的荷载。由于外墙板钢框架的补强作用,该做法可以较好地发挥结构柱设计值以外的补强承载力。加强了对竖向地震力及雪荷载的抵抗能力,最大限度地发挥其抗震优势;另一方面,由于外墙板钢框架与内部斜拉杆所构成“面”承载与结构柱的结合并用,也提高了整体抗侧推力和抗变形能力。它的抗水平风载和地震力的能力比单纯墙体承重体系提高30%左右。
4增大结构抗震能力的加固与改造技术
建国几十年来，我国的抗震加固与改造技术得到了飞速发展。1976年唐山地震后，砌体结构抗震加固的问题日益突出，砌体结构抗震性能不好：砌体墙体抗震能力、变形性能的不足、房屋整体性不好。因此，增大墙体抗震性能的外包钢筋混凝土面层、钢筋网水泥砂浆面层加固技术及增大结构整体性的压力灌浆加固技术、增设圈梁(构造柱)加固技术、拉结钢筋加固技术；通过增设抗震墙来降低抗震能力薄弱构件所承受地震作用的增设墙体技术等应运而生。目前该技术广泛用于砌筑墙体的加固。
常见的混凝土柱加固技术有加大截面加固技术、外包钢加固技术、预应力加固技术、改变传力途径加固技术、加强整体刚度加固技术、粘钢加固技术以及碳纤维加固技术等。这些绝大部分都是经过长期实践检验可靠性比较高的技术，已收入国家标准《混凝土结构加固技术》(cecs25—90)。此类技术不仅有比较充分的理论依据，规范还提供了详细的计算公式。如混凝土柱的外包钢法加固技术，开始阶段的计算方法是分别计算混凝土柱和外包钢，外包钢按钢结构计算：当外包装的缀板加密并出现湿式的施工方法时，其计算按整体构件考虑；当缀板施加。
5结语
高层建筑已经逐渐成为当前时代建筑发展的主流建筑形态之一,对于高层建筑,其抗震效能的分析一直是国内外建筑抗震设计分析的研究热点,而最直接最有效的抗震措施就是在建筑设计阶段进行结构抗震设计,只有从高层建筑物内部实施结构抗震,才能够从根本上提高高层建筑的抗震效能。本论文从高层建筑结构设计的角度进行了抗震分析,对于具体的高层建筑抗震设计具有一定指导和借鉴意义。
参考文献:
[1]李忠献.高层建筑结构及其设计理论[M].北京:科学出版社,2006.
关键词：钢筋混凝土，结构抗震，加固方法
0引言
地震灾害是人类面临的严重自然灾害之一。地震具有突发性特点，至今可预报性仍然很低。强烈地震常造成人身和财产的巨大损失。我国属地震多发国家，特别是近年来地震活动频繁，一些特大地震已经给人类社会带来了不可估量的损失，这就迫使工程人员不得不去深入研究土木工程结构的抗震设计理论和方法，最大限度地减少地震给人们带来的影响。
抗震加固是对未进行抗震设防或已进行抗震设防但达不到设防标准的建筑物，进行结构补强和提高其抗震力的措施。建筑结构加固方法随着经济水平、技术水平和人们观念的发展而发展，但有些构件加固方法（如加大截面法）将使结构和构件的刚度发生变化，从而引起结构动力特性、构件内力的变化以及刚度软弱层和强度薄弱层的出现，而这些变化对结构承载力及弹塑性变形能力带来的不利或有利影响，是目前的加固方法所没有考虑的。因此对钢筋混凝土结构抗震加固技术进行论述有着重要的意义。
1 钢筋混凝土抗震常规加固技术
混凝土结构抗震常规加固方法包括加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、受弯构件外部粘贴加固法以及其他加固方法等，每种加固方法各有其特点和适应范围，应根据具体条件加以选择。
1.1 加大截面加固法
加大截面加固法即采用增大混凝土结构或构筑物的截面面积，以提高其承载力和满足正常使用要求的一种加固方法，可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固。但由于截面尺寸加大，有时受使用上限制。
1.2 外包型钢加固法
外包钢加固法即在混凝土构件四周包以型钢的加固方法（分干式和湿式两种形式），适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构加固。当采用化学灌浆外包钢加固时，型钢表面温度不应高于60℃；当环境具有腐蚀性介质时，应有可靠的防护措施。
1.3预应力加固法
即采用外加预应力的钢拉杆（一般分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆3种）或撑杆对结构进行加固的方法，适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占空间小的混凝土承重结构。此法不宜用于高温环境下的混凝土结构，也不适用于混凝土收缩徐变大的混凝土结构。
2 改变结构传力途径加固法
2.1增设支点法
该方法是以减少结构的计算跨度和变形，提高其承载力的加固方法。按支承结构的受力性质又分为刚性支点和弹性支点2种。毕业论文，加固方法。刚性支点法是通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其它承重结构的一种加固方法。增设支点法适用于房屋净空不受限制的大跨度结构加固。
2.2托梁拔柱法
该法是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。按其施工方法的不同又分为有支撑托梁拔柱、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿托梁柱等方案。适用于要求房屋使用功能改变、增大空间的老厂改造等结构加固。其中双托梁反牛腿托梁拔柱，则适用于保留上柱的型钢加固。
2.3 受弯构件外部粘贴钢板、碳纤维或其它抗拉强度较高的材料加固法
此法是用建筑结构胶将钢板等材料粘贴在钢筋混凝土受弯构件表面，具有良好的共同工作性能，所占空间小、加固施工周期短、消耗材料少，其加固部位、范围与强度可视设计构造需要而定，是近几年来新发展的加固技术。本加固法适用于承受静力作用的一般受弯构件，且环境温度不应超过60℃， 相对湿度不大于70％及无化学腐蚀的使用环境中。
3钢筋混凝土结构抗震加固新技术
3.1 结构基础隔震技术
基础隔震技术是在上部结构和基础之间设置隔震装置，阻隔地震能量向上部结构传递，从而减少结构地震反应的一种抗震技术。目前研究开发的基础隔震技术主要有：叠层橡胶垫隔震、摩擦滑移隔震、滚珠及滚轴隔震、支撑式摆动隔震和混合隔震等。其中，叠层橡胶隔震支座已被广泛应用，具有很好的应用前景。纵观隔震技术的发展，可以看出近年来隔震技术有以下特点：
（1）隔震技术的应用范围越来越广，数量越来越多。隔震技术不仅在新建工程中获得广泛应用，而且在现有建筑的加同工程中得到应用。
（2）隔震建筑的结构形式日趋多样化，已从早期主要应用于砌体结构、钢筋混凝土结构发展到钢结构、组合结构、木结构。
（3）可供选择的隔震装置越来越多，新的隔震方法不断提出，并且采用混合隔震技术已经成为发展趋势。
3.2消能隔震技术
传统的抗震设计方法是靠结构的延性来耗散地震能量。但问题在于结构受到1次强烈地震时，结构构件在利用自身的延性耗散地震能量的同时，也会受到严重的损伤。为了解决这个矛盾，在结构上附加各种阻尼器，通过阻尼器大量耗散地震输入到上部结构的能量，从而达到保护主体结构免遭破坏的目的。常用的阻尼器有金属屈服阻尼器（Metallic Yielding Damper）、摩擦阻尼器（Friction Damper）、黏弹性阻尼器（ViscoelasticDamper）、粘滞液体阻尼器（Viscous Fluid Damper）等。消能减震技术近年来被大量应用在已有建筑物的抗震加固上，与传统的加固技术相比主要优势有：
（1）施工现场无湿作业，基本不影响原建筑的正常使用功能；
（2）能在保持原建筑外貌不变的前提下，实现了提高抗震能力和改善使用功能的协调；
（3）消能效果明显，结构经过合理的设计，可以满足各种设防烈度下的抗震要求；
（4）可以有效地节约经费和缩短工期。
3.3 高性能钢丝网复合砂浆薄层（HPFL）加固技术
高性能钢筋网复合砂浆薄层（HPFL）加固混凝土结构，是指对混凝土构件进行表面处理后，铺设钢筋网，再粉抹或喷射上高性能复合砂浆，使加固层与原构件共同工作，达到提高构件工作性能的目的。
采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固混凝土构件能有效提高构件的承载力、刚度、抗裂性和延性。毕业论文，加固方法。毕业论文，加固方法。该加固方法与碳纤维加固法相比具有施工简单，经济实用的优点，在结构工程加固中的应用前景十分广阔。毕业论文，加固方法。毕业论文，加固方法。
随着抗震技术理论的不断发展和完善，抗震加固方法已从传统的方法不断趋向多样化。毕业论文，加固方法。目前新发展起来的减震控制技术在工程应用上有明显优势，为建筑的抗震设计和抗震加固提供了一条崭新的途径，它克服了传统结构“硬碰硬”式的抗震设计方法，具有概念简单、减震机理明确、减震效果显著和安全可靠的特点。
参考文献：
[1]李科,魏延良.钢筋混凝土结构的抗震加固方法述评[J]. 地震工程与工程振动, 2005, 25 (4):126—129.
[2]郭健.钢筋混凝土结构加固改造方法的研究及工程应用[D]. 长沙:湖南大学2005.
[3]卫龙武,吕志涛.建筑物评估加固与改造[M]. 南京:江苏科学技术出版社,1992.
[4]赵彤,谢剑.碳纤维布补强加固混凝土结构新技术[M]. 天津:天津大学出版社, 2001.
[5]吴英健.建筑物抗震加固[M]. 长春:长春出版社, 1991.
[6]薛彦涛,范苏榕.传统抗震加固技术与抗震加固新技术的介绍[J]. 工程建设与设计, 2006, 38(8):19—22．
[7]尚守平,熊伟.无机组合材料高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固混凝土结构新技术简介[J]. 施工技术, 2008, 3 7(4): 4—6.
关键词：钢筋混凝土，结构抗震，加固方法
0引言
地震灾害是人类面临的严重自然灾害之一。地震具有突发性特点，至今可预报性仍然很低。强烈地震常造成人身和财产的巨大损失。我国属地震多发国家，特别是近年来地震活动频繁，一些特大地震已经给人类社会带来了不可估量的损失，这就迫使工程人员不得不去深入研究土木工程结构的抗震设计理论和方法，最大限度地减少地震给人们带来的影响。
抗震加固是对未进行抗震设防或已进行抗震设防但达不到设防标准的建筑物，进行结构补强和提高其抗震力的措施。建筑结构加固方法随着经济水平、技术水平和人们观念的发展而发展，但有些构件加固方法（如加大截面法）将使结构和构件的刚度发生变化，从而引起结构动力特性、构件内力的变化以及刚度软弱层和强度薄弱层的出现，而这些变化对结构承载力及弹塑性变形能力带来的不利或有利影响，是目前的加固方法所没有考虑的。因此对钢筋混凝土结构抗震加固技术进行论述有着重要的意义。
1 钢筋混凝土抗震常规加固技术
混凝土结构抗震常规加固方法包括加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、受弯构件外部粘贴加固法以及其他加固方法等，每种加固方法各有其特点和适应范围，应根据具体条件加以选择。
1.1 加大截面加固法
加大截面加固法即采用增大混凝土结构或构筑物的截面面积，以提高其承载力和满足正常使用要求的一种加固方法，可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固。但由于截面尺寸加大，有时受使用上限制。
1.2 外包型钢加固法
外包钢加固法即在混凝土构件四周包以型钢的加固方法（分干式和湿式两种形式），适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构加固。当采用化学灌浆外包钢加固时，型钢表面温度不应高于60℃；当环境具有腐蚀性介质时，应有可靠的防护措施。
1.3预应力加固法
即采用外加预应力的钢拉杆（一般分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆3种）或撑杆对结构进行加固的方法，适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占空间小的混凝土承重结构。此法不宜用于高温环境下的混凝土结构，也不适用于混凝土收缩徐变大的混凝土结构。
2 改变结构传力途径加固法
2.1增设支点法
该方法是以减少结构的计算跨度和变形，提高其承载力的加固方法。按支承结构的受力性质又分为刚性支点和弹性支点2种。毕业论文，加固方法。刚性支点法是通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其它承重结构的一种加固方法。增设支点法适用于房屋净空不受限制的大跨度结构加固。
2.2托梁拔柱法
该法是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。按其施工方法的不同又分为有支撑托梁拔柱、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿托梁柱等方案。适用于要求房屋使用功能改变、增大空间的老厂改造等结构加固。其中双托梁反牛腿托梁拔柱，则适用于保留上柱的型钢加固。
2.3 受弯构件外部粘贴钢板、碳纤维或其它抗拉强度较高的材料加固法
此法是用建筑结构胶将钢板等材料粘贴在钢筋混凝土受弯构件表面，具有良好的共同工作性能，所占空间小、加固施工周期短、消耗材料少，其加固部位、范围与强度可视设计构造需要而定，是近几年来新发展的加固技术。本加固法适用于承受静力作用的一般受弯构件，且环境温度不应超过60℃， 相对湿度不大于70％及无化学腐蚀的使用环境中。
3钢筋混凝土结构抗震加固新技术
3.1 结构基础隔震技术
基础隔震技术是在上部结构和基础之间设置隔震装置，阻隔地震能量向上部结构传递，从而减少结构地震反应的一种抗震技术。目前研究开发的基础隔震技术主要有：叠层橡胶垫隔震、摩擦滑移隔震、滚珠及滚轴隔震、支撑式摆动隔震和混合隔震等。其中，叠层橡胶隔震支座已被广泛应用，具有很好的应用前景。纵观隔震技术的发展，可以看出近年来隔震技术有以下特点：
（1）隔震技术的应用范围越来越广，数量越来越多。隔震技术不仅在新建工程中获得广泛应用，而且在现有建筑的加同工程中得到应用。
（2）隔震建筑的结构形式日趋多样化，已从早期主要应用于砌体结构、钢筋混凝土结构发展到钢结构、组合结构、木结构。
（3）可供选择的隔震装置越来越多，新的隔震方法不断提出，并且采用混合隔震技术已经成为发展趋势。
3.2消能隔震技术
传统的抗震设计方法是靠结构的延性来耗散地震能量。但问题在于结构受到1次强烈地震时，结构构件在利用自身的延性耗散地震能量的同时，也会受到严重的损伤。为了解决这个矛盾，在结构上附加各种阻尼器，通过阻尼器大量耗散地震输入到上部结构的能量，从而达到保护主体结构免遭破坏的目的。常用的阻尼器有金属屈服阻尼器（Metallic Yielding Damper）、摩擦阻尼器（Friction Damper）、黏弹性阻尼器（ViscoelasticDamper）、粘滞液体阻尼器（Viscous Fluid Damper）等。消能减震技术近年来被大量应用在已有建筑物的抗震加固上，与传统的加固技术相比主要优势有：
（1）施工现场无湿作业，基本不影响原建筑的正常使用功能；
（2）能在保持原建筑外貌不变的前提下，实现了提高抗震能力和改善使用功能的协调；
（3）消能效果明显，结构经过合理的设计，可以满足各种设防烈度下的抗震要求；
（4）可以有效地节约经费和缩短工期。
3.3 高性能钢丝网复合砂浆薄层（HPFL）加固技术
高性能钢筋网复合砂浆薄层（HPFL）加固混凝土结构，是指对混凝土构件进行表面处理后，铺设钢筋网，再粉抹或喷射上高性能复合砂浆，使加固层与原构件共同工作，达到提高构件工作性能的目的。
采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固混凝土构件能有效提高构件的承载力、刚度、抗裂性和延性。毕业论文，加固方法。毕业论文，加固方法。该加固方法与碳纤维加固法相比具有施工简单，经济实用的优点，在结构工程加固中的应用前景十分广阔。毕业论文，加固方法。毕业论文，加固方法。
随着抗震技术理论的不断发展和完善，抗震加固方法已从传统的方法不断趋向多样化。毕业论文，加固方法。目前新发展起来的减震控制技术在工程应用上有明显优势，为建筑的抗震设计和抗震加固提供了一条崭新的途径，它克服了传统结构“硬碰硬”式的抗震设计方法，具有概念简单、减震机理明确、减震效果显著和安全可靠的特点。
参考文献：
[1]李科,魏延良.钢筋混凝土结构的抗震加固方法述评[J]. 地震工程与工程振动, 2005, 25 (4):126—129.
[2]郭健.钢筋混凝土结构加固改造方法的研究及工程应用[D]. 长沙:湖南大学2005.
[3]卫龙武,吕志涛.建筑物评估加固与改造[M]. 南京:江苏科学技术出版社,1992.
[4]赵彤,谢剑.碳纤维布补强加固混凝土结构新技术[M]. 天津:天津大学出版社, 2001.
[5]吴英健.建筑物抗震加固[M]. 长春:长春出版社, 1991.
[6]薛彦涛,范苏榕.传统抗震加固技术与抗震加固新技术的介绍[J]. 工程建设与设计, 2006, 38(8):19—22．
[7]尚守平,熊伟.无机组合材料高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固混凝土结构新技术简介[J]. 施工技术, 2008, 3 7(4): 4—6.
关键词：抗震施工技术；住宅建筑；建筑结构；居住环境
如何使建筑工程的抗震施工的相关技术在城市建设过程中发挥出重要的作用，已经成为城市建设当中重要的课题，我国还处于两大地震带，是多地震的国家，做好建筑工程的抗震施工意义更大。
1、关于建筑工程当中抗震施工技术的重要性
经过历次证明，房屋的倒塌大部分是由于地震灾害所造成的，这主要是因为大多数的建筑缺乏相对规范管理，而且其房屋的质量比较差，不仅不能抵挡强烈地震，而且一般在6级左右的中强地震，会出现比较强的震感，引起房屋损失，人身伤害。目前在众多建筑工程中，会出现再生钢材现象，但是因为钢筋抗拉强度达不到工程技术相关要求。所以提高房屋的抗震性能，能够避免一些地震灾害。以图1为例，在设计住宅时，需要在框架的节点上增加附加的钢筋，保证建筑架构的稳定性。
图1：住宅室内外针对抗震的设计
2、最常见的抗震结构性能的相关比较
就现在而言，我国的民用建筑最为常见的建筑结构包含了：钢结构、砖混结构、框架结构和砖木的结构，这些结构的建筑在抗震性有着一些区别。
2.1关于钢结构建筑的抗震性能
钢毕露构建筑是21世纪绿色的建筑，其独特的可循环使用建筑结构比较符合现在发展节能省地建筑，同时满足经济持续健康的发展。钢结构的建筑，首先是重量轻而且强度高，如果用钢结构构建住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一，所以其使用面积比钢筋混凝土的住宅要提高大概4%，其次是抗震性比较好，如技术钢材料具有匀质性和强韧性，会发生较大的变形，而且有可能承受比较大的动力荷载，一般情况下具有非常好的抗震性。根椐国内外震后调查，钢结构的建筑倒塌数相对比较少，而且从理论上看，钢结构的建筑比框架和砖混结构要结实得多，而且使用的年限也会比较长。
2.2关于砖混结构的构建筑抗震性能
砖混结构一般是由砖墙进行支撑、现浇以及预制钢筋混凝土构成，由于建筑质量有所不同，其抗震性也会有较大差异，所以砖的抗压性较差，在遇到六七度的地震时，会造成局开裂和慢慢散落，其裂缝会扩大。有些建筑的施工质量比较好，砖的形状和砂浆强度比较高，这类房屋在10度地震情况下极易破坏。
一般情况下这种结构的房屋容易发生问题，比如跨度大的横梁和楼梯间的墙体和较大洞口的墙体，在地震发生时，住房需要避开类似结构的部位和构件，可以进入结构相对稳定的空间，如厕所或者是小厨房。
对比砖混结构的抗震性能，明显好于砖砌体的相关结构，砖混结构在唐山地震中经受住了考验，这种结构相对比较实惠，冬暖夏凉。
3.住宅建筑抗震技术的应用和建议
根椐近年来，住宅的建筑抗震技术及相关的应用在慢慢完善，但是根椐实施过程中，我国仍然面临着许多弊端，所以需要根椐实际的工作，加强住宅建筑的抗震性。
3.1加强宅建墙体的抗震性
一般情况下住宅的建筑墙体框架结构是住宅的建筑抗震施工技术的关键，它属于围护构件的相关承重的范围，其所产生的抗震性能，是取决于建筑材料的质量，同时也需要考虑建筑承重的结构的连接，以及建筑地基的状态。在实际的抗震施工技术和应用中，需要在抗震施工中采用高标号的水泥，严格控制砂浆的比例，同样的墙体通过砂浆粘结构成墙面整体。
3.2加强住宅建筑的构造柱的抗震能力
抗震施工技术中，关于构造柱和圈梁的施工占有非常重要的位置，需要进行加强和改进其技术，所以在众多的砖混结构我们需要根椐住宅的要求，通过合理的设计构造柱和圈梁，从而保证其抗震的性能，可以实现住宅的最大的抗震的能力和相关的效果，需要特别注意构件之间的连接，注重强有力的施工的要求，这样两者就共同构成了其住宅的建筑的骨架，这样可以充分发挥有效约束的墙体的作用。以图二为例，需要根椐墙体构造柱的设置重点加强抗震的能力。
图二：墙身构造柱的重要设置
3.3加强住宅建筑的框架节点的抗震性能
住宅建筑的框架的节点，需要充分发挥连接的框架和梁之间的重要作用，所以框架的节点需要符合抗震的相关标准，这样才能提高整体的抗震。如果框架的节点遭到破坏，那么就会导致住宅的建筑整体建筑的结构就会发生严重的移位，所以我们根椐框架的节点的抗震技术施工的现实和重要，所以全面加强框架的节点，在实际的抗震技术在施工的进程，需要将混凝土慢慢浇筑到梁底的标底，然后将框架节点连同梁板进行完美的浇筑，所以施工队伍需要不断地加强抗震施工技术应有识，坚决拒绝施工的隐患。
结束语
根椐大多数对于地震等自然灾害进行了解，所以我们和抗震有关的建筑设计的情况进行探寻和摸索，根椐现在的情况，其搞垮的相关设计还没有达到科学的程度，尤其是我国人口的分布相对比较广泛，所以单纯的依靠建筑来提高抗震性不是很科学，也不全面，这样不仅不能减少地震的损失。根椐我国发生地震的损伤来看，我们需要非常重视建筑结构的良好的抗震性能，同时还要加上强大的室内抗震设计，一起实现建筑的抗震，保证建筑物自身质量和功能的完整性。
参考文献
[1]杨文斌，韩世文，张敬军等.地震应急避难场所的规划建设与城市防灾[J].自然灾害学报，2011，（1）：126-131.
关键词：建筑框架 抗震技术 设计
我国地震多发区域所涉及的范围相对较广，08年汶川地震为国家及国民带来损失数之不尽。地震造成的巨大损失中，部分是因为建筑物建设质量不达标、建筑结构设计未达到抗震标准而造成的，所以加强建筑抗震技术设计对建筑结构设计相当重要。用当前的建筑结构计算软件会受到其本身的限制，构建出的模型很难达到准确进行建筑抗震参数及特性测试的理想效果，抗震设计的难度由此加大。针对这样的情况，在全面加强抗震计算技术研究的同时，还要运用抗震概念设计使得抗震技术的整体设计上升到一个新的高度，有效提升建筑物的抗震能力。
一、抗震概念设计
进行抗震概念设计要对以下几个方面进行考虑：
（一）力求建筑平面布置结构对称
房屋外形不对称、不规则、质心及形心偏差过大、凹凸变化过大、同一结构内刚度及形状不对称、平面的长度太长等因素都会对建筑抗震造成负面影响。
（二）保持刚度及强度的匀称
对多层建筑物进行抗震设计时，要保证建筑各层之间的刚度及强度保持匀称。薄弱楼层的存在会形成地震集中变形部位，致使建筑物从该部位开始产生破坏，随之造成整个建筑物受损。例如，对常见底商住宅进行设计时，上部是砖混住宅，底层则是框架，底层框架抗震能力低于上部抗震能力，所以底层是建筑抗震的薄弱环节。设计时要注意加强底层抗侧移的能力，按相关要求进行剪力墙纵横设置，所以底层剪力墙结构才是底层框架设计的关键点。
（三）保证多次数的结构超静定
静定结构杆件的传力线路及受力系统相对单一，只要其中一根杆件出现问题，整个建筑结构体系就会随之遭遇破坏。超静定结构的作用原理是：在超过自身承受能力的时候使多余的超静定杆件产生塑性变形，从而消耗部分地震能量，以达到保证结构稳定，减少震坏的目的。超静定结构的次数越多其消耗的地震能量也会越多，抗震能力也会随之加强。
（四）建议选用强柱弱梁结构框架
假如存在单一的框架结构，框架就会成为抗侧力的唯一构件，采用强柱弱梁框架能够使建筑物在受震时，梁先屈服于水平地震力，建筑物则利用梁产生的变形先进行地震能量的消耗，框架柱居于受震第二位，有效增强建筑物抗震能力。
（五）进行多个构件的相互连接
将多个构件连接起来，并保证连接的可靠性能够让各个构件自身强度发挥到极致，从而有效进行地震力的传递，使得每个构件都能够吸收到足够的地震力，构件整体的延续也将得以提高。只有保证构件连接可靠有效，才能保证其整体性，从而保证建筑整体的抗震能力。
二、相关计算及构造的措施
（一）结构抗震计算
应按以下几个方面进行抗震计算：
一般来说，要按照建筑结构主轴方向分别计算地震的作用力，计算完成之后还要及时进行抗震验算，不同方向所能承受的地震作用力应该由同一方向设计的抗侧力构件负责承担。假如结构中存在斜交抗侧力构件，那么当构件相交产生的角度超过15度时，各个抗侧力构件所能承担的水平地震作用力要分别进行计算。针对刚度及质量的分布存在明显不对称的情况，应将其视作水平地震双向作用情况下产生的扭转影响，其余情况则按照地震作用效应的调整方式算作扭转影响。当构件相交产生的角度达到8度、9度时，长悬臂机构与人跨度结构要计入竖向地震作用当中，角度为9度时的高层建筑也要算作竖向地震作用。
建筑框架结构计算所采用的基本方法是振型分析法及底部剪力法，另外一种补充的计算方法，即时程分析法，仅仅在对不规则程度大、非常重要及比较高的建筑物进行结构抗震计算时才会运用。抗震计算所采用的方法应该与以下要求相对应：高度不能大于40m，刚度及质量的分布相对均匀，且变形主要以剪切为主的结构及与单质点体系相近的结构要采用底部剪切法等简要方法进行结构抗震计算。对于框架结构不规则性较大的建筑，即存在凹凸程度大、扭转程度大、楼板部分位置不连续以及竖向不规则等问题的建筑、场地内进行了高度范围限制的高层建筑及甲类建筑与烈度等的抗震计算，要选用时程分析法对多遇地震的情况进行补充计算，计算后对多条时程曲线进行选取，计算其平均值和用振型分析法计算出来的较大值。
（二）构造措施
一般来说，混凝土框架结构是通过对混凝土构件横截面的宽度比限值、承重柱的轴压比及钢筋率要求的最小值来进行控制的，一般采用的构造措施是：对建筑高度及建筑层数进行限定；将钢筋砼构造柱及圈梁设置到框架结构的纵横墙中；限值控制横墙间距的部分位置的尺寸及建筑物的高度比；进行防渗缝设置。政府相关部门对框架结构抗震设计的相关规定进行了修订，新的规范中添加了部分强制性条款，要求设计时重点突出建筑顶部的楼与电梯间、构造柱要能够伸到建筑物顶部并能够连接顶部的圈梁、内墙及外墙交接的地方要在沿墙每间隔500mm的位置安设2-6根长拉结钢筋。拉结填充墙协助建筑物框架结构整体受力，并能对结构的刚度产生很大程度的影响，所以设计时要予以充分的考虑。
三、结束语
建筑框架结构设计是进行工程施工的基础，其中抗震技术设计是保证建筑物整体质量的关键之一。由于地震随机性过大，建筑结构设计中的抗震设计面临着很多技术上的问题，但是只要积极进行相关技术研究，本着精益求精的态度进行抗震计算，并结合抗震概念设计，同样能有效提升建筑抗震指数，建造出高质量的生活及办公建筑物，保护国民的生命及财产安全。
参考文献：
[1]王晓莉，陈洪斌，李绍祥等.框架-砖砌体混合结构抗震加固探讨[C].//第十三届高层建筑抗震技术交流会论文集.2011
[2]王刚.框剪结构设计之抗震技术分析[J].商品与质量・建筑与发展，2011，（6）
关键词：抗震 ；结构设计；加固
一、建筑结构性能抗震设计
（一）基于性能的抗震设计含义 基于结构性能的抗震设计理论是以结构抗震性能分析为基础,根据设防水准的不同,将结构的抗震性能划分为不同的等级,设计者可根据业主的要求,采用合理的抗震性能目标和合理的结构措施进行抗震设计。除了抗震设计方法,基于性能的抗震设计理论还包括目标性能的确定,它是整个设计的基础和关键,主要包括以下三个方面:
1.地震设防水准
在设计基准期内,定义一组参照的地震风险和相应的设计水平,是基于性能设计理论的一个重要目标。基于性能的设计理论应追求能控制结构可能发生的所有地震波谱的破坏水准,为此,需要根据不同重现期选择所有可能发生的对应于不同等级的地震动参数的波谱,这些具体的地震动参数称为地震设防水准,分为常遇、偶遇、罕遇和稀遇地震,并给出了其重现期和超越概率。 2.结构的性能水平及其量化指标
结构的抗震性能水平表示结构在特定的某一地震水准下一种有限程度的破坏,包括结构和非结构构件破坏以及因它们破坏引起的后果,主要用结构易损性、结构功能性和人员安全性来表达。按照不同的地震动水平,结构的性能水准可分为四级,即功能完好、功能连续、控制破坏与损失、保证安全。其中,简化的三级性能水准,即可继续使用、修复后可再使用、保证安全。
3.抗震设计的目标性能
结构的抗震设计的目标性能是针对某一地震设防水准而期望达到的抗震性能等级,抗震设计目标性能的建立需要综合考虑场地特征、结构功能与重要性、投资与效益、震后损失与恢复重建、潜在的历史或文化价值、社会效益及业主的承受能力等诸多因素。我国抗震规范的目标性能实际是:小震不坏,中震可修,大震不倒。
（二）抗震设计的常见问题
1.建筑体形
由于建筑地形的限制,或为了形成街景,业主常要求设计单位在建筑体形上赋予变化,以求美化。主要表现在:a.建筑平面因地势需要设计转折;b.结构平面凹凸不规则,有的凸出或凹进的尺寸大于相应尺寸的30%;c.上部砌体总层数不一致,有的层面差达到两层甚至以上;d.楼板局部不连续或刚度突变,出现楼板错层,或楼板开洞率太大,有效楼板面积不足结构典型平面的50%;e.为了满足下部大空间的利用,下部框架投影面积大大超过上部砖房面积,质量出现较大偏心,使结构出现较大的不规则扭转;f.楼层之间大刚度和承载力变化明显,变化率超过20%～30%以上。
2.框架结构
框架的设计问题出现的形式多样:a.框架柱网不规则,开间不均匀;b.底部框架梁跨度太大,曾出现9m的跨度,必然导致“强梁弱柱”;c.框架梁柱截面偏小,表现为“剪压比”和“轴压比”超标;d.梁、柱的纵向配筋率和体积配筋率小于抗震要求;e.起转换作用的楼面的次梁设置不合理,有的偏少,有的不便于施工。
3.抗震墙
底框结构没有按要求设置抗震墙，追求经济效益,减少抗震墙数量；强调空间功能分布,抗震墙分布不对称、不均匀；有的工程抗震墙布置过多,使薄弱层上移,由于多层砌体房屋结构变形、耗能能力差,地震时破坏往往更加严重；剪力墙没有注明抗震等级。
二、抗震概念设计的重要性
大量的震害表明,结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。概念设计的目的就在于合理地选择结构形式,并通过构造措施来满足“大震不倒”的要求。设计师在提高抗震设计意识和水平的同时,建筑方案的选择不受业主的干扰,避免建筑的形状、尺寸、布局等表现出明显的抗震缺陷;结构方案更不能受业主的经济观念和使用功能的影响,降低下部结构的延性,使抗震墙的数量、形式、布置严重不合理,包括构件的构造措施不力等。
三、我国建筑抗震加固发展的过程
抗震鉴定的结论是抗震加固的目标和依据，抗震加固是抗震鉴定延续。回顾过去.我国建筑结构的抗震鉴定及加固经历了试点起步、蓬勃发展到综合开发的三个阶段。
第一阶段，大致由1966年邢台地震开始到1976年唐山地震，是抗震鉴定及加固的试点起步阶段。这个阶段的主要特点是：探索抗震鉴定及加固的基本技术和管理方法，在实践中证明了抗震鉴定及加固的必要性和有效性。
第二阶段，自1976年唐山大地震后至1989年基于概率可靠度理论的国家标准《建筑抗震设计规范》(GBJ 111.89)正式，是抗震鉴定及加固蓬勃发展阶段。这个阶段的这种主要特点是：建立了抗震鉴定及加同的基本管理体制，制定了主要着眼于安全的《工业与民用建筑抗震鉴定标准》(TJ 23-77)，在国家计划的统一安排下，7度及以上抗震设防地区完成了一批现有建筑的鉴定和加固，使我国城市现有建筑的抗震能力得到了明显提高。在这个阶段.抗震加固提出了提高强度、提高变形能力和加强整体性的三种同标，以外加圈梁、构造柱、夹板墙和钢构套为基本手段，形成了增强自身法、外加构件法和替换法等基本加固力法。
第三阶段，大致由《建筑抗震设计规范》(GBJlI-89)开始执行起，是抗震鉴定及加固综合发展阶段。这个阶段的特点是：抗震鉴定及加固的要求扩大到6度设防区，制定了与GBI11.89设计规范配套的鉴定及加固的技术标准，强调建筑结构抗震能力的综合分析开发，随着经济体制的改革，抗震鉴定、加固与建筑功能改造紧密地结合在一起，抗震加固，不仅要考虑安全，还要考虑扩大使用面积，改善使用功能，并保持建筑造型的美观。此阶段不断有新技术、新材料应用于结构抗震加固中，如碳纤维片加固技术、钢筋化学锚固技术、隔震和消能减震技术等。 四、建筑结构加固改造技术
新的加固材料的研制是推动加固技术发展的动力。以往的经验告诉我们,检测鉴定技术的发展依赖于检验测试仪器的发展,加固技术的发展依赖于新材料的发展。由轻质、高强、抗腐蚀、耐高温的新材料构成的效果好、易施工的加固方法可推动加固材料的发展。加固改造理论的提高是该项技术发展的另一个方面。目前的加固基本上是针对构造和承载能力不足的构件,缺乏从结构总体上的把握与判别。在结构设计领域则有相应的理论,如建筑抗震设计中的概念设计,混凝土结构设计中的强柱弱梁强节点等。目前的加固有时会适得其反。例如:对多层砖混结构的某一层墙体做夹板墙加固,使得该层墙体的钢度大幅度增加,形成与相临楼层的钢度差,对结构的抗震不利。此外还有加固后构件的承载能力提高,防火等级大幅度下降等问题。这些问题需要从总体上把握,靠加固理论的提高来解决。 加固改造技术的提高还体现在施工技术改善和提高及施工机具上,而在这方面的研究一直相对较少。
综上所述，在合理确定结构型式和体系后,结构的布置就成为建筑抗震的重要问题,抗震不利的结构布置会导致严重震害。所以一定要做好结构方案，做好抗震设计。
参考文献：
【关键词】抗震设计；性能减震；结构减震思路；结构减震技术
1 土木工程结构抗震性能原理分析
1.1 基本原理
当代土木工程抗震的研究已经进入到了一个新的阶段，人们对位移、能量等对建筑的影响进行了深入的研究。在上个世纪的末期学者对地震的研究中提出了性能抗震的设计方式，即土木减震结构在设计中满足使用功能外，利用不同的位移指标对结构进行性能调整，从而产生抗震效果。此种结构设计实际上就是对地震破坏进行定量或者半定量的控制，对地震的反应和损伤程度进行评价与预防，使其在预期的控制范围，从而在最经济的条件下控制地震造成的负面影响，其不仅仅可以保证生命安全也可以从性能目标上对建筑结构进行控制。性能目标所包括的有土木工程的场地、结构、重要性、投资效益、地震损失与重建因素等，以此对不同的抗震设计要求可以规定其结构到达适当的性能标准，即土木工程结构在某一个地震设防的水准下达到最大的损伤程度。同时其控制可以从土木工程的经济性上进行控制，即出现损坏时降低其使用功能与恢复的费用，将损失控制在最小。
目前结构抗震性能设计的方法有：承载力、位移分析、能量设计等，这些设计方式所考虑的基础不同也就形成了不同的结构抗震设计结果。基于承载力的设计已经成为了国际规范采用的主要设计标准。能量设计则是在上个世纪中期被提出，提出结构和内部设施被破坏的程度是由地震所产生的输入能量与结构消耗能量共同作用而形成最终的破坏结果，此方法可以直接对结构损坏情况进行评估，但是参数的选择则比较困难，因为无法选定一个相对固定的标准，因此使用起来较为困难。
1.2 性能设计理念
所谓性能抗震是设计就是先选定一个标准，将其确定为设计的目标，利用恰当的设计形式与合理的规划与结构选择、比例确定。保证土木工程的结构与非结构的细部构造设计更加合理，并控制其建造的质量与维护措施，使得工程在一定等级的地震影响下将破坏控制在一定的范围内。总结国内外的性能抗震设计思路主要有：对工程的整体结构进行合理协调；确定建筑的性能水平与性能目标，并保证其合理；概念性设计与西部抗震构造的结合；合理设计方法实现合理的性能目标等。
2 结构性减震技术
2.1 结构减震的基本原理
减震的思路是根据结构的地震反应，通过自动控制或者执行系统，主动的对结构施加一定的控制力，达到减小地震对结构的负面影响。从控制理论上看结构减震的方式主要有两种：一是被动控制技术，此种方法没有外部能源的供给，也称之为无源控制技术。主要包括了隔震与减震两种。主动控制技术则是为系统提供能源供给，也是一种有源减震技术。
2.2 减震技术的优势
目前在实际的土木工程中应用的减震技术有隔震与减震，其中隔震的措施应用较为广泛。此两种方式研究与应用都起始于上个世纪中期，末期技术提高了发展的速度与研究水平。这些积极的结构抗震方法与传统的消极抗震方式相比较优势如下：
2.2.1 结构性抗震与减震可以大幅度降低结构在地震作用中的变形，尽量使非结构件产生较少的破坏，从而减少震后的维修成本，对于一些典型的现代建筑非结构部分如：幕墙、饰面、公用设施等造价逐步提高，甚至可以达到建筑造价的五成以上，因此减少其损坏有现实意义。
2.2.2 可以大幅度降低结构部件受到的地震的影响，从而降低结构抗震的成本支出，提高结构抗震的可靠性。同时隔震方法可以准确的控制传导至结构上的最大地震应力，从而克服了设计抗震结构的难度，不需要准确确定载荷。
2.2.3 隔震与减震设施在地震后会产生变形与损坏，对其进行复位与修理也相对与结构修复更加的简单与经济，因此可以降低建筑震后的恢复费用。
2.3 结构减震的适应性
在对结构减震的实践中，证明采用隔震结合消能减震的技术可以对高烈度的地震进行防范，在7度的地震中检测表明其土木工程结构所承受的地震作用大致相当与5.5级的地震烈度对建筑产生的破坏性影响，其结构在遭遇地震的时候工作范围仍然在弹性范围内，降低了结构在地震中产生的加速度、位移、速度等不良反应，从而减轻或者消除了结构部件的损坏，对土木工程起到了很好的保护效果。同时将隔震与消能减震的设计可以将非线性与大变形组件统一进行控制与保护，利用阻尼器与隔震支座对其进行保护，这样就可以将设计、试验、建造的重点放在这些构件上，使得减震设计更加的具有目的性。因为结构处在弹性变形中因此对其进行分析与设计就更加的简单，分析结果越发可靠。
3 结束语
结构减震的技术从提出到今天已经有了长足的进步，在着几十年的时间里证明其相对于延性设计的方法而言，结构减震技术可以认为是对传统抗震设计的变革。全球多个地区的学者对此都作出了贡献，他们在此研究领域作出了大量的试验与理论研究，整个研究呈现出多元化发展的局面，且都获得了一定的成果。如：日本的学者在减震理论、设计方法、产品开发等方面都处在较为先进的位置。结构减震对地震破坏的控制理论种类多样，而产生的减震装置也类型众多，减震控制技术已经可以应用在大多数的土木工程中，从桥梁到建筑，从多层结构到高层结构，从钢筋混凝土结构到钢结构。在众多结构减震技术中研究成果较为成熟且应用广泛的就是前面提及的隔震与消能减震技术。其中隔震的技术在各类型的减震技术中效果较好，但是其应用的范围较为狭窄，对于超高层或者高宽比较大的土木工程建筑并不适用，因此其研究的方向集中在：高程减震的隔震设计理论与方法研究；从土体-基础-结构共同协调作用入手的隔震结构的受力分析；高阻尼橡胶减震设施、位移支座的开发等。虽然消能减震技术的抗震效果不如隔震技术措施，但是其应用的范围广泛，目前研究发展的重点是：消能减震结构的应用设计；隔震阻尼其的研发与标准化制定。总之，未来的抗震结构设计应在消除地震负面影响的思路上发展，并以此为基础设计出更加实用的隔震与减震结构，保证建筑在地震中受到的破坏最小。
参考文献：
[1]王卫勇. 浅议结构减震在建筑中的应用[J].山西建筑, 2008,(19)
【关键词】高层建筑；抗震；结构设计；探讨
前言
80 年代，是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高度在 100m 左右或 100m 以上的以钢筋为主的建筑，建筑层数和高度不断增加，功能和类型越来越复杂，结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店，它是一座现代化的高级宾馆，总高 153.52m，全部采用框架一芯墙全钢结构体系，深圳发展中心大厦43 层高 165.3m，加上天线的高度共 185.3m，这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入 90 年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。深圳于1995 年 6 月封顶的地王大厦，81 层高，385.95m为钢结构，它居目前世界建筑的第四位。本文在此谈了谈自己的一些观点和看法。
一、概述建筑结构抗震理论
1、建筑结构抗震规范。建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，是指导建筑抗震设计（包括结构动力计算，结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容） 的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导，向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识，现代规范中的条文有的被列为强制性条文，有的条文中用了“严禁，不得，不许，不宜”等体现不同程度限制性和“必须，应该，宜于，可以”等体现不同程度灵活性的用词。
2、抗震设计的理论。拟静力理论。拟静力理论是 20世纪10～40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数（地震系数）。反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40～60 年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。动力理论。动力理论是 20世纪70-80 年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于 60 年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。
二、高层建筑结构抗震设计问题分析
1、抗震措施。在对结构的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构抗震验算外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性（限制结构类型和结构材料使用） 等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震（结构延性）结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施（隔震措施，消能减震措施）来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且，强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
2、高层建筑的抗震设计理念。我国《建筑抗震规范》（GB50011-2001）对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求，“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此，要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力（变形能力）不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保障了人员的安全。因此，要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。三个水准烈度的地震作用水平，按三个不同超越概率（或重现期）来区分的：多遇地震：50年超越概率 63.2%，重现期 50 年；设防烈度地震（基本地震）：50 年超越概率 10%，重现期 475年；罕遇地震：50年超越概率 2%-3%，重现期1641-2475 年，平均约为 2000 年。对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段：采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构（特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节）的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。
3、高层建筑结构的抗震设计方法。我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法；除 1 款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法；特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。
三、结语
现阶段，土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善，如果可以在结构与地基的材料特性，动力响应，计算理论，稳定标准诸方面得到符合实际的发展，自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。
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