時(shí)間：2022-07-02 06:18:41
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
[關(guān)鍵詞]：汶川地震震害鋼筋混凝土框架建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范
Abstract: Combined with the reinforced concrete frame beam, column, node, filling wall damage and structure collision damage in Wenchuan earthquake, analyzes the frame structure of " strong column and weak beam ", " strong shear weak bending ", " strong joint and weak member " seismic design problem, as well as structure filler wall and prevention of collision measure the contrast between new and old criterion, which can be reference to structure design.
Key words: Wenchuan earthquake; earthquake damage; reinforced concrete frame; seismic design code for buildings
中圖分類號(hào)：TU323.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)
1 引 言
汶川地震給我國造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，建筑結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重震害給廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者留下了深刻反思和學(xué)習(xí)的資料。筆者結(jié)合5.12汶川大地震實(shí)際鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)震害，對《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）關(guān)于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的修訂，進(jìn)行了分析。
2. 結(jié)構(gòu)主要受力構(gòu)件的震害
汶川地震中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件－框架梁、柱及節(jié)點(diǎn)均有嚴(yán)重震害發(fā)生，且并未按照設(shè)計(jì)者預(yù)想的“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”形式出現(xiàn)，給廣大結(jié)構(gòu)工作者留下了深刻的反思資料。
2.1 關(guān)于“強(qiáng)柱弱梁”
在大多數(shù)現(xiàn)澆樓板框架結(jié)構(gòu)體系中，由于樓板對梁承載能力的增強(qiáng)作用尚不明確，而導(dǎo)致框架柱成為抗震的薄弱環(huán)節(jié)。汶川地震中，大量鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)發(fā)生的是“強(qiáng)梁弱柱”型的破壞，圖1為某框架發(fā)生的震害，可以看出，結(jié)構(gòu)破壞集中于柱端，而相比之下，框架梁則基本沒有震害發(fā)生。
圖1 汶川地震中框架發(fā)生的“強(qiáng)梁弱柱”型破壞
實(shí)現(xiàn)框架“強(qiáng)柱弱梁”抗震能力，我國《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2001）（GB 50011-2010）設(shè)計(jì)基本思路是：對同一節(jié)點(diǎn)，使其在地震作用組合下，柱端的彎矩設(shè)計(jì)值大于梁端的彎矩設(shè)計(jì)值或抗彎能力。按以下公式保證：
式中，為框架節(jié)點(diǎn)上下柱端彎矩設(shè)計(jì)值之和，為框架梁端彎矩設(shè)計(jì)值之和，為柱端彎矩增大系數(shù)，為框架節(jié)點(diǎn)梁端按實(shí)配鋼筋截面積和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的彎矩值之和。
在（GB 50011-2001）中的取值，一級(jí)框架取為1.4，二級(jí)為1.2，三級(jí)取1.1；在（GB 50011-2010）中，提高了框架結(jié)構(gòu)的柱端彎矩增大系數(shù)，并補(bǔ)充了四級(jí)框架的柱端彎矩增大系數(shù)，一、二、三、四級(jí)分別取1.7、1.5、1.3、1.2。同時(shí)（GB 50011-2010）明確提出：計(jì)算梁端實(shí)配抗震受彎承載力時(shí)，還應(yīng)計(jì)入梁兩側(cè)有效翼緣范圍的樓板。
在構(gòu)造上，修訂后的（GB 50011-2010）對一、二、三級(jí)且層數(shù)超過2層的房屋，增大了柱截面最小尺寸的要求，將柱軸壓比限值減小了0.05，增加了四級(jí)框架的柱的軸壓比值，以有利于實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”。
2.2 關(guān)于“強(qiáng)剪弱彎”
汶川地震中，大量鋼筋混凝土框架柱發(fā)生了嚴(yán)重的剪切破壞，如圖3所示。
圖3 鋼筋混凝土框架柱發(fā)生的剪切破壞
保證鋼筋混凝土梁、柱構(gòu)件發(fā)生延性彎曲破壞，防止脆性剪切破壞是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者追求的重要目標(biāo)。根據(jù)“強(qiáng)剪弱彎”原則進(jìn)行設(shè)計(jì)的思路是使構(gòu)件在地震組合下的剪力設(shè)計(jì)值大于按設(shè)計(jì)彎矩或?qū)嶋H抗彎承載力反算出的剪力。我國《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2001）（GB 50011-2010）規(guī)定，對一、二、三級(jí)框架柱剪力設(shè)計(jì)值則按下式調(diào)整：
式中，為柱剪力增大系數(shù)，為柱凈高，、分別為柱上下端彎矩設(shè)計(jì)值，、分別為按柱上下端按實(shí)配鋼筋面積、材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和軸力確定的正截面抗彎承載力。
在（GB 50011-2001）中的取值，一級(jí)框架取為1.4，二級(jí)為1.2，三級(jí)取1.1；在（GB 50011-2010）中，提高了框架結(jié)構(gòu)柱的增大系數(shù)，并補(bǔ)充了四級(jí)框架的柱端彎矩增大系數(shù)，一、二、三、四級(jí)分別取1.5、1.3、1.2、1.1。
2.3 框架節(jié)點(diǎn)“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”抗震設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)
汶川地震中，大量鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)發(fā)生嚴(yán)重破壞，主要是由于框架節(jié)點(diǎn)抗剪承載力不足而發(fā)生的剪切破壞，如圖4所示。因此，能否正確計(jì)算框架節(jié)點(diǎn)實(shí)際抗剪承載力，對保證結(jié)構(gòu)抗震安全具有重要意義。
圖4 框架節(jié)點(diǎn)的剪切破壞
我國《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2001）（GB 50011-2010）對框架梁柱節(jié)點(diǎn)的受剪承載力，按下列公式計(jì)算：
式中，為正交梁對節(jié)點(diǎn)的約束影響系數(shù)，為框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的截面有效驗(yàn)算寬度，為節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的截面高度，為核心區(qū)有效驗(yàn)算寬度范圍內(nèi)同一截面驗(yàn)算方向箍筋各肢的全部截面面積，為梁截面有效高度，為框架柱寬度。（GB 50010-2010）增加了三級(jí)框架的節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)應(yīng)進(jìn)行抗震驗(yàn)算的規(guī)定，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)予以重視。
3. 框架填充墻震害及對結(jié)構(gòu)抗震能力的影響
填充墻對框架結(jié)構(gòu)抗震能力的影響較為復(fù)雜，由于地震中填充墻先破壞，可耗散地震能量。但其缺陷也比較明顯，一方面由于填充墻約束作用易使框架柱形成短柱而發(fā)生剪切破壞，如圖5所示。另外，若填充墻不均勻布置，則使得結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度分布不均勻，易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部破壞；同時(shí)，填充墻與主體拉結(jié)過弱，尤其是作為主要逃生通道的樓梯間，地震中破壞嚴(yán)重，如圖6所示。
1976年唐山地震后，中國的建筑抗震開始得到重視，最終提出了“小震不壞、中震可修、大震不倒”的要求，并延續(xù)至今。
但對于偏遠(yuǎn)民族地區(qū)而言，這個(gè)目標(biāo)一直受制于經(jīng)濟(jì)發(fā)展而舉步維艱。
中國建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所原所長王亞勇，曾多次參與建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的編寫。他告訴《望東方周刊》，建國后多年，建筑抗震方面的研究很少，主要集中在中科院工程力學(xué)研究所，即現(xiàn)在的中國地震局工程力學(xué)研究所。
1964年該機(jī)構(gòu)參照蘇聯(lián)規(guī)范起草了《地震區(qū)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》草案，但沒有形成正式規(guī)范條例。1966年的邢臺(tái)地震，成為中國地震工程研究的起點(diǎn)。
唐山地震發(fā)生后，國家召集力量，修改頒布了1978年的《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。
王亞勇說，中國真正大規(guī)模的建筑抗震研究始自唐山地震，總結(jié)唐山地震經(jīng)驗(yàn)而取得的一些基本房屋建筑抗震方法，沿用至今。
當(dāng)時(shí)震區(qū)有兩座寺廟沒有倒掉，原因在于支撐寺廟的四根柱子下面都有一塊石頭，其中一座寺廟底部連接地面的地板甚至可以滑動(dòng)，可以有效消除地震波的沖擊，正是隔震技術(shù)的具體體現(xiàn)，后來被廣泛模仿。
而寺廟頂部的木榫結(jié)構(gòu)，消耗地震能量，也被應(yīng)用于后來的消能減震技術(shù)。
唐山地震對建筑抗震研究的影響，在王亞勇看來主要有幾大方面：首先是開展了強(qiáng)震地面運(yùn)動(dòng)的研究，發(fā)展了強(qiáng)震觀測技術(shù)；其次，改善了各類房屋的抗震方法、設(shè)計(jì)技術(shù)。包括房屋砌體結(jié)構(gòu)，各類建筑和工業(yè)設(shè)施，比如煙囪、輸煤棧道、水壩等抗震研究；再一方面，開展防災(zāi)規(guī)劃，把城市建設(shè)的抗震問題放在重要位置。
自唐山地震后，每年國家出資十幾億元，由原國家建委統(tǒng)一安排，在全國范圍內(nèi)進(jìn)行抗震加固。這筆延續(xù)約10年的資金越來越少，最后約為七八億元。
唐山地震后抗震建設(shè)的成果體現(xiàn)在1988年的云南瀾滄耿馬地震。瀾滄縣城的醫(yī)院經(jīng)過震前加固，安然無恙。震前加固的瀾滄縣城影劇院，也沒有造成人員傷亡。
瀾滄耿馬地震既是對1978年規(guī)范的檢驗(yàn)，也為1989年《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的編寫起了推進(jìn)作用。后者在唐山、云南、四川等地的地震經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上形成了一個(gè)“標(biāo)志性的規(guī)范”，并明確提出“小震不壞、中震可修、大震不倒”的地震設(shè)防思想。
相關(guān)規(guī)范的下一次修改則要到2001年，一直到2008年，除了修訂新的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，在1995年日本阪神大地震等影響下，我國中央政府于1999年啟動(dòng)“首都圈防震減災(zāi)示范區(qū)工程”。
此時(shí)，面對國際上的多次大震經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)抗震設(shè)防思想從過去的“硬抗”轉(zhuǎn)為“軟抗”，消能減震技術(shù)、隔震技術(shù)等都在2001年的規(guī)范中明確體現(xiàn)。
2013年蘆山地震中蘆山縣人民醫(yī)院大樓就是一個(gè)例子。這個(gè)由澳門特區(qū)政府援建的建筑，由于采用了在地基部分增添橡膠隔震墊等隔震技術(shù)，成為“抗震明星”。
關(guān)鍵字：抗震設(shè)防 設(shè)防烈度 管理工作
為了提高我國工程抗震性能，減少地震災(zāi)害對我國工程設(shè)施的破壞程度，國家于2002年元旦實(shí)施《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011）國家標(biāo)準(zhǔn)，以此強(qiáng)制性推行提高地區(qū)設(shè)防烈度。實(shí)施該規(guī)范也取得了很好的成效，例如隴縣城區(qū)原抗震設(shè)防烈度為7度，在積極響應(yīng)國家《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》下，該地區(qū)抗震設(shè)防烈度提升至8級(jí)，且該地區(qū)亦成為了陜西省提高抗震設(shè)防烈度唯一的地區(qū)。在本案，筆者將結(jié)合隴縣城區(qū)提高設(shè)防烈度之后的抗震設(shè)防管理工作，探析抗震設(shè)防管理工作。
一、案例概況
隴縣縣城城區(qū)有3.1萬人口，總面積2km2，建筑物占地面積290萬m2。自2002年元旦，即《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011）實(shí)施之后，隴縣新建建筑工程共4萬m2。
隴縣縣城地震地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，即隴縣位于龍山山斷裂帶，受控于隴西旋扭性活動(dòng)斷裂帶，且縣城北部有隴縣-馬召斷裂帶。針對這一情況，隴縣提高抗震設(shè)防烈度勢在必行。自從提高了抗震設(shè)防烈度，該地區(qū)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)大大提高。下表比較了隴縣縣城抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高前后。
由圖表可得，建筑物現(xiàn)行設(shè)計(jì)基本地震加速度值高出原加速度值的1倍；相對于調(diào)查估算工程造價(jià)，實(shí)際造價(jià)高出約13%；據(jù)，Ⅱ類場地內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)高出原地震影響系數(shù)的2.3倍。
二、抗震設(shè)防管理工作
在實(shí)施《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011）之后，隴縣面臨新的問題，即如何解決原有建筑物抗震設(shè)防性能低、如何管理新建高抗震設(shè)防性能建筑物。這不僅僅只是隴縣面臨的問題，也是若干類似于隴縣的地區(qū)共同面臨的問題。在本案，筆者將針對以上問題做一系列探索性研究：
（一）加固原有抗震水平較低的建筑工程
2002年元月之前，隴縣已建建筑物占地面積約280萬m2，為96%總建筑面積。調(diào)查結(jié)果顯示，隴縣已建建筑物抗震設(shè)防性能均不符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，其嚴(yán)重影響了隴縣城區(qū)建筑物總體抗震性能。針對這一問題，筆者認(rèn)為應(yīng)該堅(jiān)持“詳細(xì)調(diào)查已建建筑物實(shí)際抗震能力、針對性加固抗震性能不足建筑物結(jié)構(gòu)”管理思路。
工程建設(shè)行政主管部門應(yīng)積極配合工程技術(shù)人員普查鑒定已建建筑物抗震性能，并根據(jù)鑒定結(jié)果創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。針對這一問題，筆者認(rèn)為應(yīng)該突出重點(diǎn)，即重點(diǎn)普查鑒定震時(shí)抗震指揮系統(tǒng)、生命線系統(tǒng)及震時(shí)次生災(zāi)害嚴(yán)重的建筑物等。從而對隴縣已建建筑物進(jìn)行綜合性評(píng)估，制定針對性強(qiáng)、可操作性強(qiáng)的抗震加固計(jì)劃，并分期、不步驟開展，以此提高隴縣已建建筑物抗震水平。
此外，擴(kuò)大抗震宣傳范圍，適時(shí)轉(zhuǎn)變城區(qū)人民觀念，并積極提高城區(qū)人民8度區(qū)抗震設(shè)防意識(shí)；新建工程抗震設(shè)防管理部門、強(qiáng)化建設(shè)行政主管部門監(jiān)督檢查力度，以此為施行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》保駕護(hù)航；加固已建建筑工程，提升其抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。
（二）強(qiáng)化提高抗震設(shè)防宣傳力度
提高抗震設(shè)防烈度事關(guān)該地區(qū)社會(huì)活動(dòng)及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的正常開展，且對人民生命財(cái)產(chǎn)安全也至關(guān)重要。所以，地區(qū)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該及時(shí)掌握所管轄地區(qū)建筑工程抗震性能，并針對發(fā)現(xiàn)的問題，制定切實(shí)可行的解決措施。此外，地區(qū)管理部門應(yīng)該適時(shí)向設(shè)計(jì)單位、勘察單位及建筑施工企業(yè)傳達(dá)中央相關(guān)思想及文件，并通過開展學(xué)習(xí)班，組織專業(yè)技術(shù)人員學(xué)習(xí)抗震規(guī)范，以此充分轉(zhuǎn)變其觀念及8度區(qū)抗震設(shè)防意識(shí)。充分利用大眾傳媒，向當(dāng)?shù)厝嗣駛鬟_(dá)中央相關(guān)思想，以此提高當(dāng)?shù)厝嗣窨拐鸱罏?zāi)意識(shí)。
（三）新建工程抗震設(shè)防管理部門
新建工程抗震設(shè)防管理部門要求充分發(fā)揮建設(shè)行政主管部門監(jiān)督檢查職能，以確保《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》落實(shí)到位。
筆者在結(jié)合多年研究結(jié)果及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，提出要強(qiáng)化建設(shè)行政主管部門監(jiān)督檢查職能應(yīng)著手于以下三個(gè)方面：
1.強(qiáng)化管理新建工程場址選擇
規(guī)范新建工程場址選擇是提高設(shè)防烈度的要求，更是適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要。通過綜合分析《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、《隴縣縣城抗震防災(zāi)規(guī)劃》、地震地質(zhì)資料及工程地質(zhì)資料，根據(jù)分析結(jié)果綜合評(píng)價(jià)抗震危險(xiǎn)地段、不利地段及有利地段。新建工程場址應(yīng)該盡可能避開抗震不利地段，若新建工程無法避開抗震不利地段，則應(yīng)該制定針對性的、切實(shí)可行的工程抗震措施。關(guān)于新建工程場址選擇相關(guān)事項(xiàng)，筆者認(rèn)為應(yīng)該適時(shí)納入隴縣城市總體規(guī)劃。
2.建立健全工程施工圖設(shè)計(jì)審查機(jī)制
施工圖設(shè)計(jì)審查制度為建筑物抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的保障措施之一，則應(yīng)該將施工圖設(shè)計(jì)審查作為新建工程抗震設(shè)防管理工作的重中之重來抓。施工圖設(shè)計(jì)審查即檢查抗震設(shè)防規(guī)范于建筑工程設(shè)計(jì)圖的落實(shí)情況。據(jù)相關(guān)權(quán)威調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)均不同程度地存在問題，例如：就工程設(shè)計(jì)文件而言，設(shè)計(jì)單位說明該工程抗震設(shè)防烈度是8度，而就工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，該工程抗震構(gòu)造措施均為7度。但針對這一問題，施工圖審查機(jī)構(gòu)往往不容易察覺，由此可得，施工圖審查單位及工程設(shè)計(jì)單位均未完全轉(zhuǎn)變抗震設(shè)防觀念，且對提高建筑工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)概念認(rèn)識(shí)不完全面。由此可得，抗震設(shè)防管理部門應(yīng)該強(qiáng)化管理力度，并經(jīng)常性監(jiān)督檢查施工圖審查工作及施工圖設(shè)計(jì)工作，以確保工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)落到實(shí)處。
3. 加大工程抗震設(shè)防管理部門與質(zhì)量監(jiān)督部門合作力度
質(zhì)量監(jiān)督部門應(yīng)積極配合工程抗震設(shè)防管理部門跟蹤檢查新建工程抗震設(shè)防情況，并嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國防震減災(zāi)法》，對減漏抗震構(gòu)造措施致建筑工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)的施工企業(yè)予以最嚴(yán)厲的懲罰。
結(jié)束語
綜上，針對提高設(shè)防烈度地區(qū)抗震設(shè)防管理工作，筆者認(rèn)為應(yīng)該建立健全相關(guān)管理機(jī)制，并適時(shí)調(diào)整及探索新工作思路，以此確保提高設(shè)防烈度地區(qū)能夠有效抵御未來破壞性地震災(zāi)害，并最大程度降低人民生命財(cái)產(chǎn)損失等。
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關(guān)鍵詞:地震安全性評(píng)價(jià);建筑抗震;場地條件
中圖分類號(hào):TU234
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1009-2374(2009)19-0190-02
隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,建設(shè)工程規(guī)模越來越大,功能越來越復(fù)雜,對抗震設(shè)防要求也越來越高。尤其是高層、有著特殊功能的建筑,地震地質(zhì)條件復(fù)雜或地震動(dòng)參數(shù)分界線兩側(cè)的地區(qū),需針對建筑物的功能,專門研究建筑工程的場地條件及地震動(dòng)參數(shù),才能滿足建筑物對抗震設(shè)防的要求。一次地震災(zāi)害的大小,除與地震的大小、震源的深淺有關(guān)外,還與特定場點(diǎn)的斷層分布及活動(dòng)性、覆蓋土層厚度、巖土性質(zhì)、地形地貌等工程地震地質(zhì)條件有關(guān)。1985年墨西哥西南太平洋發(fā)生的地震卻使遠(yuǎn)離震中400公里的墨西哥城遭到嚴(yán)重破壞,主要原因就是軟弱場地土使該市的高層建筑對遠(yuǎn)震中長周期的地震波敏感而產(chǎn)生的震害。汶川地震產(chǎn)生的總長度300km左右的地表錯(cuò)動(dòng)帶及其附近產(chǎn)生的地表形變,是汶川地震成災(zāi)的重要因素(高孟潭等,2008)。
一、安陽及附近斷層分布特征
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.1.7條規(guī)定:“場地內(nèi)存在發(fā)震斷裂時(shí),應(yīng)對斷裂的工程影響進(jìn)行評(píng)價(jià)”,規(guī)范要求發(fā)震斷裂的最小避讓距離見表1:
據(jù)本地區(qū)的建筑場地地震安全性評(píng)價(jià)工作中的物探結(jié)果,安陽市及附近存在的主要斷裂有十條,據(jù)斷層走向可分為兩大類:北北東向和北西西向,斷層皆為正斷層。此十條斷層的活動(dòng)性據(jù)目前掌握的證據(jù),最新活動(dòng)到晚更性世(Q3)。據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.1.7條第1款“非全新世活動(dòng)斷裂可忽略發(fā)震斷裂錯(cuò)動(dòng)對地面建筑的影響”,據(jù)此,本地區(qū)的建筑抗震設(shè)計(jì)可不考慮避讓措施。但如有斷層活動(dòng)性的最新成果,有關(guān)部門要及時(shí)掌握。安陽及附近斷層特征見表2:
二、建筑場地類別特征
安陽市區(qū)地貌屬太行山前沖洪積帶,第四紀(jì)沉積變化較大,厚度從20多米至90余米,總體走勢是從西北至東南逐漸變厚。
安陽市區(qū)的覆蓋層厚度一般為15～58米,主要變化規(guī)律是從西向東漸厚,從北向南漸厚。作者對安陽市區(qū)66個(gè)工程場地的119個(gè)地震地質(zhì)鉆孔進(jìn)行了土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度統(tǒng)計(jì)。此66個(gè)場點(diǎn)遍布安陽市2010年規(guī)劃區(qū)范圍,對距離過近的鉆孔和場點(diǎn)作合并或剔除,有效統(tǒng)計(jì)場點(diǎn)樣本數(shù)62個(gè)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,等效剪切波速vs≤140的場點(diǎn)無,140
三、地震地質(zhì)災(zāi)害
地震地質(zhì)災(zāi)害是由地震動(dòng)或斷層錯(cuò)動(dòng)引起的可能影響場地上工程性能的場地失效。地震地質(zhì)災(zāi)害主要有三類:一是由于地震動(dòng)作用導(dǎo)致的對工程有直接影響的工程地基基礎(chǔ)失效,如砂土液化;二是由于地震動(dòng)作用導(dǎo)致的對工程有間接影響的工程場地失效,如巖體崩塌、滑坡;三是由地震斷層作用導(dǎo)致的地面變形(地震安全性評(píng)價(jià)宣貫教材,盧壽德等,2006)。
對于場地土液化,通過對62個(gè)地震安全性評(píng)價(jià)工作報(bào)告和多個(gè)巖土工程勘察報(bào)告查看,未發(fā)現(xiàn)有場地土液化的評(píng)價(jià)。統(tǒng)計(jì)對安陽市區(qū)未發(fā)現(xiàn)場地土地震液化評(píng)價(jià)的原因,有如下三種:一是安陽市區(qū)地下水開采嚴(yán)重,地下水位埋深較大,市中心及鐵路以西的地下水位一般都大于20米;二是安陽市地層多以粘性土為主,20米以內(nèi)少有砂和粘粒含量小于13的粉土(安陽市的抗震設(shè)防烈度為8度);三是據(jù)安陽市活斷層探測工作中的土層年齡樣測定結(jié)果,安陽市一般8~10米以下為晚更新世及以前的地層。以上三種原因,據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.3.3條,可不考慮液化問題。
對于巖體崩塌和滑坡,安陽市地處安陽沖洪積扇平原區(qū),地勢平坦,一般海拔65~73米,為第四系地層覆蓋區(qū),一般無陡坡、基巖出露,故不存在巖體崩塌和滑坡問題。
對于地震斷層錯(cuò)動(dòng)對地表的影響評(píng)價(jià),據(jù)目前掌握的證據(jù),安陽市的主要斷層只能證明其活動(dòng)到晚更新世,據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,可忽略發(fā)震斷裂錯(cuò)動(dòng)對地面建筑的影響。
四、結(jié)語
1.安陽市及附近存在的主要斷裂有十條,據(jù)目前掌握的證據(jù),最新活動(dòng)年代更新世(Q3)。但如有斷層活動(dòng)性的最新成果,有關(guān)部門要及時(shí)掌握。
2.安陽市的建筑場地類別劃分,主要為中軟場地土,Ⅱ類場地。
3.安陽市區(qū)建筑工程場地一般不存在地基土地震液化、斷層地表錯(cuò)動(dòng)、滑坡等地震地質(zhì)災(zāi)害。
參考文獻(xiàn)
[1]盧壽德.地震安全性評(píng)價(jià)宣貫教材[M].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006 .
[2]高孟譚,等.汶川特大地震災(zāi)害特點(diǎn)及其防災(zāi)啟示[J].震災(zāi)防御技術(shù),2008,(3).
關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；建筑抗震設(shè)計(jì)；重要作用
引 言：建筑行業(yè)是我國重要的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè)之一，關(guān)系到居民的切身利益。我國是多地震國家，但我國目前對地震的預(yù)防能力較弱，地震給我國帶來了及其巨大的災(zāi)害，因此，要加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)，這是進(jìn)一步保障我國居民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要措施之一。
1 我國建筑抗震設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
在建筑抗震設(shè)計(jì)領(lǐng)域，雖然我國在近年來有了長足的發(fā)展，但是，相比西方發(fā)達(dá)國家而言，發(fā)展緩慢，尤其是在抗震設(shè)計(jì)上，沒有能夠正確的處理好建筑設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)的關(guān)系，雖然引進(jìn)了一些西方歐美抗震設(shè)計(jì)理念，但缺乏符合本國實(shí)際的理論技術(shù)創(chuàng)新。很大方面存在著缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.1 設(shè)計(jì)中，沒有能夠深入研究地震對建筑結(jié)構(gòu)破壞的層次和順序，難以做到重視主體的設(shè)計(jì)而兼顧細(xì)節(jié)問題。沒有能根據(jù)實(shí)際情況靈活變通的運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
1.2建筑抗震設(shè)計(jì)中缺乏科學(xué)規(guī)范的理論指導(dǎo)，缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累；我國對地質(zhì)地震的認(rèn)識(shí)尚不夠完善，對地震的成因，預(yù)測，防治研究不夠深入，地震防治規(guī)范不夠科學(xué)。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)候，缺乏一定的科學(xué)依據(jù)，或依據(jù)的是不完善的理論。因此，難以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中完美融合防震設(shè)計(jì)理念。
1.3建筑抗震設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)立足于固定參數(shù)，而忽視了實(shí)際情況，設(shè)計(jì)完全依據(jù)“計(jì)算設(shè)計(jì)”完成。而且將一定的地震或力學(xué)參數(shù)做出固定的規(guī)范，比如，在我國地震設(shè)計(jì)研究中，把地震的降級(jí)系數(shù)統(tǒng)一規(guī)定為2.81，將小震賦予固定統(tǒng)計(jì)意義。而小震多用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)截面承載能力設(shè)計(jì)和變形的檢驗(yàn)計(jì)算，需要依據(jù)一定的實(shí)際情況而行的。
2 我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
2.1 將概念設(shè)計(jì)理論和基于性能的設(shè)計(jì)理論相結(jié)合。結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工地的具體實(shí)際情況，做出科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)勘探，掌握第一手資料，綜合分析考慮，做出最優(yōu)勢的戰(zhàn)略設(shè)計(jì)組合。
2.2我國的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要遵循中華人民共和國GB 500112010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。辯證靈活運(yùn)用其中抗震設(shè)計(jì)原則，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)，借鑒其中經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合房建本地實(shí)際，科學(xué)設(shè)計(jì)。
2.3要堅(jiān)持實(shí)施多級(jí)防震措施。傳統(tǒng)房建結(jié)構(gòu)多采取的是三級(jí)設(shè)防措施，即小震不壞、中震可修、大震不倒。但在新的時(shí)期，房建結(jié)構(gòu)必須是采取的多級(jí)設(shè)防模式，保護(hù)建筑主體抗震能力，減輕經(jīng)濟(jì)損失，使得建筑抗震中更加安全。
3 建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要作用
3.1解決了建筑豎向布置設(shè)計(jì)的問題。
建筑豎向布置設(shè)計(jì)問題，主要是在建筑設(shè)計(jì)中，反映沿著高度或樓層結(jié)構(gòu)質(zhì)量、剛度分布問題。無論是何種類型的建筑，無論是多層還是單層，都存在此類問題。尤其是在高層建筑和超高層建筑中，表現(xiàn)的更為突出。由于建筑使用功能的不同，如果建筑底層是購物中心或商場時(shí)，要求大空間和大柱距，而上部的樓層為寫字樓或多樣化的公寓時(shí)，前者要求設(shè)置柱，墻少，而后者則是以墻為主。由于建筑使用功能的不同，導(dǎo)致建筑物沿著樓層或高度分布的剛度和質(zhì)量都不協(xié)調(diào)、不均勻。其中較為突出的問題是沿著上下相鄰的樓層由于質(zhì)量和剛度相差較大，造成突變。這是建筑設(shè)計(jì)時(shí)必須要重視的問題。
在建筑設(shè)計(jì)中，要盡量確保沿著豎向結(jié)構(gòu)的剛度均勻分布，特別是在結(jié)構(gòu)不設(shè)置剛度較大的剛度轉(zhuǎn)換層時(shí)，更要注意。概念設(shè)計(jì)中，盡可能使剪力墻布置較為均勻，并沿豎向貫通到建筑的底部，同時(shí)避免某一樓層的剛度過小，避免地震時(shí)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
3.2解決了屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)難題。
設(shè)計(jì)高層和超高層建筑時(shí)，屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)也是整個(gè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。近年來，從多數(shù)高層建筑抗震設(shè)計(jì)評(píng)定結(jié)果看，屋頂建筑設(shè)計(jì)還存在一些問題，例如：屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過重。屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過重，無形當(dāng)中加大了屋頂建筑變形，而且地震作用也加大了，尤其對自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時(shí)屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上，如果屋頂?shù)目箓?cè)力墻和屋頂之下的抗側(cè)力強(qiáng)出現(xiàn)間斷，在地震發(fā)生時(shí)，帶來的地震扭轉(zhuǎn)作用也會(huì)更嚴(yán)重，對抗震更不利。所以，進(jìn)行屋頂建筑設(shè)計(jì)過程中時(shí)，應(yīng)該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強(qiáng)度較高、輕質(zhì)、剛度均勻的材料，使得地震作用傳遞不受阻礙；屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上；如果屋頂建筑非常高，屋頂建筑就必須具有較強(qiáng)的抗震性，讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小，盡量避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
3.3合理進(jìn)行建筑平面設(shè)計(jì)、布置設(shè)計(jì)，提高建筑抗震能力
建筑平面布置是建筑設(shè)計(jì)中的重要組成部分，其布置情況直接反映建筑使用功能和相關(guān)要求。平面設(shè)計(jì)布置時(shí)，要將內(nèi)墻的布置、柱子的距離、通道和樓梯的位置、空間活動(dòng)面積大小、房間數(shù)量和布置、電梯井的布置等在建筑平面布置圖上進(jìn)行明確。建筑的使用功能不同，在樓層布置上存在一定的差異。公寓、寫字樓、餐飲娛樂、商場等，在進(jìn)行建筑布置時(shí)，空間和房間劃分上的差異較大。建筑平面布置多樣化的同時(shí)，要考慮結(jié)構(gòu)的抗震要求，其中較為突出的問題是：建筑平面上的內(nèi)隔墻、填充墻、具有相應(yīng)剛度和強(qiáng)度的非承重內(nèi)隔墻等墻體的布置不對稱；柱子和墻體的分布不協(xié)調(diào)不對稱；建筑結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量在平面上分布不均勻等因素導(dǎo)致建筑物在地震發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，導(dǎo)致建筑損壞。
建筑平面布置設(shè)計(jì)對建筑抗震影響很大，進(jìn)行建筑平面布置設(shè)計(jì)是，要盡可能確保建筑結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量都均勻分布，結(jié)構(gòu)要對稱協(xié)調(diào)，盡量避免突變，防止在地震時(shí)發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。墻體布置要均勻；剪力墻或抗震墻布置要和結(jié)構(gòu)抗震要求相結(jié)合；剛度較大的電梯井要盡量居中布置，避免偏心。建筑平面布置設(shè)計(jì)要為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理分布創(chuàng)造條件，要將建筑施工功能和結(jié)構(gòu)抗震要求融為一體，以此來充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)作用。
3.4提高高層建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)能力，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震
高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的是薄弱環(huán)節(jié)的處理措施和對多道抗震設(shè)防措施的保證。結(jié)構(gòu)抗震體系包含多個(gè)具有良好延性的分體組合，具有良好延性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件通過設(shè)計(jì)連接，實(shí)現(xiàn)協(xié)同聯(lián)合工作。建筑面臨地震災(zāi)害時(shí)，通常情況下在主震過后，多次余震往往會(huì)造成比主震破壞程度更大的結(jié)構(gòu)損壞。建筑抗震結(jié)構(gòu)體系只有最大程度的增加外部和內(nèi)部的冗余度數(shù)量，有意識(shí)的增加分布屈服區(qū)，來實(shí)現(xiàn)抵御以耗能為主的抗震性能要求。進(jìn)行高度建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不可片面過分強(qiáng)調(diào)構(gòu)件強(qiáng)度，必須要綜合處理好結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，要保證構(gòu)件具有較長的有效屈服時(shí)間，能有效實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)延性，增加抗倒塌能力。
3.5優(yōu)化建筑體型設(shè)計(jì)，確保符合抗震要求
建筑體型設(shè)計(jì)主要包括建筑的平面形狀和立體空間形狀。大量的震害表明，在平面形狀復(fù)雜，如平面上外凸和凹進(jìn)及側(cè)翼過多伸懸、不對稱側(cè)翼布置等，都及其容易在地震中遭受破壞。平面形狀相對簡單、規(guī)則的單層或多層建筑，在地震中出現(xiàn)嚴(yán)重破壞的機(jī)率相對較低，有的甚至完好無損。建筑沿著高度方向上立體空間內(nèi)形狀復(fù)雜或形狀不規(guī)則，如相鄰單元的高差差距較大，高出屋面的建筑部分高度過高、建筑裝飾懸伸過大等，由于沿著高度形狀上的變化，造成在地震時(shí)、建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更容易發(fā)生破壞。
在建筑體型設(shè)計(jì)中，要盡量選擇平面和空間形狀較為簡潔和規(guī)則的體型。在建筑平面形狀上，要盡量選擇圓形、方形、扇形及矩形，要盡可能少做內(nèi)凹和外凸的體形，極可能不做非對稱的側(cè)翼和長度過長的伸翼。建筑體型布置時(shí)，要盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量均勻分布，避免因?yàn)轶w形不對稱、剛度和質(zhì)量不均勻?qū)е陆ㄖ媾R地震時(shí)，出現(xiàn)抗震不利的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。特別是在高層建筑設(shè)計(jì)中，通常為了立面美觀和藝術(shù)創(chuàng)意需要，難以避免設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的體型，但是在設(shè)計(jì)時(shí)，一定要將建筑使用功能、結(jié)構(gòu)抗震安全和建筑藝術(shù)結(jié)合起來，在確保建筑結(jié)構(gòu)安全基礎(chǔ)之上進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作。
4 結(jié)束語
綜上所述，建筑行業(yè)關(guān)系到我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定，關(guān)系到國民的生命財(cái)產(chǎn)安全，加強(qiáng)建筑抗震設(shè)計(jì)，提高抗震能力，是促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定的客觀要求。因此，在進(jìn)行建筑的抗震設(shè)計(jì)時(shí)候，必須要將建筑的建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合協(xié)調(diào)起來，實(shí)現(xiàn)二者的配合，共同為建筑整體的抗震設(shè)計(jì)發(fā)揮出更強(qiáng)大的作用。
參考文獻(xiàn)：
[1] 賈昭.概念設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)及應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009，（20）.
關(guān)鍵詞：周期比,位移比,剛度比
中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、前言
地震能對人民生命財(cái)產(chǎn)帶來極大危害，因而結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)就成為結(jié)構(gòu)工程師的一項(xiàng)重要職責(zé)和使命，由于地震的復(fù)雜性，使得抗震設(shè)計(jì)中涉及許多參數(shù)，對這些參數(shù)的正確取用以及對計(jì)算結(jié)果的合理性判斷也就顯得尤為重要。下面將對這些問題逐一描述。
二、基本概念
上下層樓層剛度比。顧名思義上下層樓層剛度比為上層樓層剛度與下層的樓層剛度的比值，但關(guān)于樓層剛度的計(jì)算，目前有三種算法：
地震剪力與地震層間位移的比值Vi/Ui(見《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.3條文說明) ;
剪切剛度Ki=GiAi/hi（見《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄E.0.1）;剪彎剛度i/Hi（見《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄E.0.2）。
其中第一種算法用于側(cè)向剛度規(guī)則性判斷時(shí)選用，適用與普通結(jié)構(gòu)，第二種算法用于底層轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，第三種算法用于高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。對帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)應(yīng)分別用第一種算法和第二種（或第三種）算法計(jì)算剛度比，并分別滿足相應(yīng)的規(guī)范限值。
剛度比超限經(jīng)常遇到的是由于上下層高的變化引起的，當(dāng)下層層高比上層層高高很多時(shí),而上下層柱和墻斷面不變時(shí)，由于下層層高大,層間位移也大, 導(dǎo)致Vi/Ui小于上層,上下層樓層剛度比就會(huì)出現(xiàn)超限情況，此時(shí)可通過加大下層柱和墻斷面,或減小上層柱和墻斷面來解決,當(dāng)超規(guī)范不太多時(shí)通過調(diào)整上下層砼強(qiáng)度等級(jí)的辦法也實(shí)現(xiàn)剛度比調(diào)整。對于帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)，則需要根據(jù)具體情況調(diào)整落地墻的數(shù)量來處理。
圖1,圖2為一帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的23層商住樓,二層為轉(zhuǎn)換層,采用梁式轉(zhuǎn)換,經(jīng)計(jì)算,剛度比結(jié)果如下:
采用的樓層剛度算法:剪彎剛度算法
采用的樓層剛度算法:剪彎剛度算法
轉(zhuǎn)換層所在層號(hào)= 2
轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)起止層號(hào)及高度= 1 28.40
轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)起止層號(hào)及高度= 3 46.00
X方向下部剛度= 0.078E+08X方向上部剛度= 0.1373E+08
X方向剛度比= 1.26
Y方向下部剛度= 0.1056E+08 Y方向上部剛度= 0.1997E+08
Y方向剛度比= 1.35
Y方向剛度比超限, X方向剛度比也接近限值.說明轉(zhuǎn)換層以下剛度較小,通過調(diào)整見圖3,在端部增加落地剪力墻,增加底部剛度,經(jīng)計(jì)算結(jié)構(gòu)如下:
X方向下部剛度= 0.091E+08X方向上部剛度= 0.1373E+08
X方向剛度比= 1.078
Y方向下部剛度= 0.1342E+08 Y方向上部剛度= 0.1997E+08
Y方向剛度比= 1.0635
X,Y向剛度比均接近1.0, 較好的滿足規(guī)范要求!
五、結(jié)束語
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，涉及的因素也遠(yuǎn)非限于上述問題，除了計(jì)算以外，還有很多抗震概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施等重要內(nèi)容需要考慮，特別是建筑體型和結(jié)構(gòu)形式的合理選用，則更需建筑師和結(jié)構(gòu)工程師相互配合.但是作為結(jié)構(gòu)工程師則一定要通過對結(jié)構(gòu)本身特性仔細(xì)分析,合理方案布置,選用正確的計(jì)算模型和計(jì)算參數(shù),得到合理的計(jì)算結(jié)果,并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)良好的抗震性能.
參考文獻(xiàn)
(1) 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ3-2002版
(2) 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-2001 2008版
(3)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) 河南科技出版社 1991版
關(guān)鍵詞:場地和地基;地震效應(yīng);場地類別;軟土震陷;活動(dòng)斷裂
一、前言
場地和地基地震效應(yīng)評(píng)價(jià)是巖土工程勘察的重要內(nèi)容之一。
現(xiàn)行的三種國家標(biāo)準(zhǔn):《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021―2001)、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007―2002)明確規(guī)定,抗震設(shè)防烈度等于或大于6度的地區(qū),勘察設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行場地和地基地震效應(yīng)評(píng)價(jià)。
場地和地基地震效應(yīng)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)內(nèi)容一般包括:場地基底的地震加速度;覆蓋層厚度和土的剪切模量不同,會(huì)產(chǎn)生不同的地面支運(yùn)動(dòng);地面運(yùn)動(dòng)是否會(huì)造成場地和地基的失穩(wěn)或失效,主要是考慮液化、震陷、滑坡、崩塌等;地表斷裂造成的破壞,主要是活動(dòng)斷裂蠕動(dòng)、突然錯(cuò)動(dòng)造成建筑物剪切破壞;局部地形、地質(zhì)構(gòu)造的局部變化引起的地面異常波動(dòng)所造成的破壞進(jìn)行建筑抗震地段劃分的主要原因。
二、關(guān)于場地地段的劃分
現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)規(guī)定,選擇建筑場地時(shí),應(yīng)按表1劃分對建筑抗震有利、不利和危險(xiǎn)地段。(見表1)
此外,對場地或場地鄰近存在巖質(zhì)陡坡時(shí),尚應(yīng)具體分析巖層(巖體)的結(jié)構(gòu)特征,尤其是軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀,及其與坡面的關(guān)系,節(jié)理、裂隙發(fā)育情況以及破碎程度,評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性,再按上述原則劃分地段。
國內(nèi)對震害實(shí)例的調(diào)查及理論分析表明,局部地形地貌、土質(zhì)條件對震害影響是明顯的,因此工程勘察中一定要根據(jù)地形地貌查明地基范圍內(nèi)有無故河道、暗濱、埋藏凹地、溝壕、淺埋基巖起伏等微地貌,特別是在地形、土質(zhì)變化的交界位置,地震時(shí)對上部結(jié)構(gòu)有較大影響。場地較大時(shí)應(yīng)對不同地段進(jìn)行分區(qū)劃分,以便選擇建筑場地時(shí)選擇有利地段,避開不利地段、不在危險(xiǎn)地段建設(shè)或采取有效措施,即工程地質(zhì)建設(shè)適宜性分區(qū)。
三、建筑場地類別的劃分
在建筑物抗震設(shè)計(jì)中,對建筑場地類別的劃分相當(dāng)?shù)刂匾?按我國目前的勘察設(shè)計(jì)體制,是由巖土工程勘察單位采用剪切波速測試結(jié)合建筑場地條件(覆蓋層厚度)確定建筑場地類別。
(一)鉆孔剪切波速的測試
關(guān)于剪切波速,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)則采用地面下20m且深度不大于覆蓋層厚度范圍內(nèi)土層的等效剪切波速值。等效剪切波速是按公式1、2計(jì)算的。
Vse=do/t 1
t=∑(di/Vsi)(i=1…n)2
式中Vse――土層的等效剪切波速;
do――計(jì)算深度(取20 m和覆蓋層厚度二者的較小值);
t――剪切波在地面至計(jì)算深度之間的傳播時(shí)間;
Vsi―― 計(jì)算深度范圍內(nèi)第i層土的剪切波速;
di――計(jì)算深度范圍內(nèi)第i土層的厚度;
n――計(jì)算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)。
(二)場地土類型的劃分
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)對場地土類型的劃分,按表2,主要依據(jù)土層的剪切波速度或其承載力特征值。(見表2)
大量的巖土工程勘察資料表明,在城市區(qū)域內(nèi),近地表人工堆積層或被擾動(dòng)的地層分布范圍很廣,而且厚度可達(dá)數(shù)米,由于填土的成分不同,其強(qiáng)度和剪切波速度一般低,但局部偏高,嚴(yán)重影響了20m以上場地土層等效剪切波速度值。對于一般高層建筑物,該層土往往被挖除,不作為基礎(chǔ)持力層。在考慮該層土是否參加場地土層等效剪切波速度值計(jì)算的問題上,以及如何取值參與計(jì)算,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。
(三)場地覆蓋層厚度的確定
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)規(guī)定,建筑場地類別的劃分應(yīng)根據(jù)土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度按表3劃分為四類。(見表3)
從上表可以看出,場地覆蓋層厚度的大小對場地類別的劃分影響是很大的,而巖土工程勘察中有時(shí)會(huì)遇到擬建場地存在大面積堆填或大面積開挖的情況。若大面積填方或挖方厚度較大時(shí),如何確定場地覆蓋層厚度,將對場地類別的劃分產(chǎn)生影響。
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)規(guī)定:場地覆蓋層厚度的確定,一般情況下,應(yīng)按地面至剪切波速大于500m/s的土層頂面的距離確定。當(dāng)建筑場地設(shè)計(jì)整平標(biāo)高與現(xiàn)有地面標(biāo)高相差不大時(shí),可按現(xiàn)有地面至剪切波速大于500m/s的土層頂面確定;若建筑場地存在大面積、大厚度的挖方或填方,場地設(shè)計(jì)整平標(biāo)高與現(xiàn)有地面標(biāo)高相差較大時(shí),本人認(rèn)為應(yīng)按整平標(biāo)高至剪切波速大于500m/s的土層頂面距離確定。
(四)建筑場地類別的劃分還應(yīng)考慮的因素
1.基礎(chǔ)埋深
建筑物基礎(chǔ)通常分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ),淺基礎(chǔ)是指建筑物基礎(chǔ)位于地面下0.0～5.0m范圍內(nèi)的基礎(chǔ)持力層上;深基礎(chǔ)是指建筑物基礎(chǔ)位于5.0m以下數(shù)米深處的基礎(chǔ)持力層上。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)給出的建筑場地類別劃分主要依據(jù)自然地面下20m范圍內(nèi)土層的性狀和覆蓋層的厚度,而不考慮建筑物的實(shí)際基礎(chǔ)埋深;如果考慮基礎(chǔ)埋深,即基礎(chǔ)下20 m 范圍內(nèi)土層的性狀,往往建筑場地類別可以提高。
對于高層建筑且有地下室好幾層,基坑開挖超過20m,樁長35m,若仍以地面下20m深度進(jìn)行評(píng)價(jià)確定場地類別,則此范圍內(nèi)僅僅包括基礎(chǔ)埋深以上的土層。
2.復(fù)合地基
換填墊層法是否可以改變建筑場地類別?
人工填土的成因具有極不均勻性,堆填時(shí)間短,成分復(fù)雜等特征,受人為影響因素控制。對待人工填土層在20m深度內(nèi)的波速貢獻(xiàn),我們可以這樣推理:一般的人工填土層沉積時(shí)間為幾十年～幾百年,近幾年甚至近期在場地的棄土仍屬人工填土的范疇。那么,某場地假定覆蓋層厚度為51m,自天然地面以下20m深度范圍內(nèi)土層等效剪切波速值為249m/s,按規(guī)范判定其建筑場地類別為III類;若在勘察以前對場地淺層人工填土挖除2m,采用均勻性及密實(shí)度好的土層碾壓處理,處理后的填土層仍然隸屬于填土層,再行勘察時(shí)20m深度范圍內(nèi)土層等效剪切波速值必然大于250m/s,由此就會(huì)得出建筑場地類別為II類的結(jié)論。
3.其它地基處理方法是否也可以改變建筑場地類別?
對于深部地基處理后,提高基礎(chǔ)下地基土的強(qiáng)度和變形模量外,還提高了地基土的抗震性能。天然地基經(jīng)加固后,地基土承載力可較大的提高,地基土的性狀得到了很大的改善。如果按照天然地基,該場地20m 范圍內(nèi)土層承載力特征值加權(quán)平均值200Kpa,則為中硬場地土。由此可以給出天然地基為Ⅲ類建筑場地、復(fù)合地基則為Ⅱ類建筑場地的結(jié)果。
4.地震動(dòng)參數(shù)的確定
《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),為工程技術(shù)人員確定地震動(dòng)參數(shù)提供了基本依據(jù),《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011_2001為我國主要城鎮(zhèn)中心地區(qū)地震動(dòng)參數(shù)確定提供了依據(jù)。巖土工程勘察要提供的地震動(dòng)參數(shù)主要為:抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本地震加速度值、抗震設(shè)防分組、場地設(shè)計(jì)特征周期、常時(shí)微動(dòng)卓越周期。
地震動(dòng)參數(shù)的確定時(shí)還應(yīng)該考慮二個(gè)方面:一是建筑物抗震設(shè)防類別,《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5001I_2001)適用于一般建設(shè)工程抗震設(shè)防,而對重大工程、可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的工程、核電站和其它有特殊要求的核設(shè)施建設(shè)工程需做專門研究,《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223-2004)所規(guī)定的甲類建筑、乙類建筑不是一般建筑,屬于抗震設(shè)防要求高的重要工程,要進(jìn)行專門研究。一般建筑允許按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施,包括丙類建筑和丁類建筑。二是建筑場地情況,就建筑場地而言下列情況也需做專門研究:(1)位于地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖分界線附近(相關(guān)規(guī)定中將地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖峰值加速度分區(qū)界限兩側(cè)各4km界定為分界線附近);(2)某些地震研究程度和資料詳細(xì)程度較差的邊遠(yuǎn)地區(qū)(地震研究較差地區(qū))。巖土勘察設(shè)計(jì)工程師要準(zhǔn)確把握這一要求,就需要注意搜集地方地震研究部門的資料。
5.地震液化問題
地震液化判別是巖土工程勘察時(shí)經(jīng)常遇到的問題。對飽和粉土、砂土進(jìn)行液化判別,首先要進(jìn)行初步判別,初步判別時(shí)考慮:(1)地質(zhì)年代;(2)細(xì)粒土含量;(3)天然地基的建筑的基礎(chǔ)埋深、地下水埋深和上覆非液化土層厚度。在依據(jù)地質(zhì)年代和細(xì)粒土含量判為可液化土層,還需要根據(jù)基礎(chǔ)埋深、地下水埋深深和上覆非液化土層厚度判別。
當(dāng)初步判別認(rèn)為需進(jìn)一步進(jìn)行液化判別時(shí)應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別法判別地面下15m深度范圍內(nèi)的液化;當(dāng)采用樁基或埋深大于5m 的深基礎(chǔ)時(shí),尚應(yīng)判別15～20m 范圍內(nèi)土的液化。當(dāng)飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)(未經(jīng)桿長修正)小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值時(shí)應(yīng),判為液化土。當(dāng)有成熟經(jīng)驗(yàn)時(shí)尚可采用其他判別方法。
在地面下15m 深度范圍內(nèi)液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值可按下式計(jì)算:
Ncr=N0[0.9+0.1(ds-dw)](3/ρc)1/2(ds≤15) (3)
在地面下15～20m 范圍內(nèi)液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值可按下式計(jì)算:
Ncr=N0(2.4-0.1ds)(3/ρc)1/2(15≤ds≤20) (4)
式中 Ncr 液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值;
N0 液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值應(yīng)按表4采用;
ds 飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度(m);
ρc 粘粒含量百分率當(dāng)小于3 或?yàn)樯巴習(xí)r應(yīng)采用3。
由液化機(jī)理可知,液化產(chǎn)生是由于地震時(shí)飽和粉土、砂土孔隙水壓力上升所致,當(dāng)基礎(chǔ)埋深較小、上覆非液化土層較厚、地下水埋深較深時(shí),初判天然地基不考慮液化影響,是由于考慮基礎(chǔ)底以下非液化土層達(dá)到一定厚度而起到的約束作用,并不代表其深部飽和粉土、砂土地震時(shí)土層不發(fā)生液化。
樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),仍然要穿透液化層,計(jì)算該層樁側(cè)摩阻力時(shí),仍然要考慮發(fā)生地震液化的影響。對于復(fù)合地基,由于處理方法很多,應(yīng)具體分析,為提高承載力而設(shè)計(jì)的樁體,樁端不可放在可液化土層及其以上;基礎(chǔ)底以下非液化土層達(dá)到一定厚度,滿足初判可不考慮液化條件時(shí),可等同天然地基對待,一般情況下,基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不再考慮液化土層影響。
6.軟土震陷問題
軟土震陷是指地震作用下軟弱土層塑性區(qū)擴(kuò)大或強(qiáng)度降低而使建筑物或地面產(chǎn)生的附加下沉,一般是較大面積的地面下沉,多見于軟弱粘性土層。雖然震陷問題在科學(xué)試驗(yàn)和理論研究中得到證實(shí),在宏觀震害調(diào)查中,也證明它的存在,但當(dāng)前很難進(jìn)行可靠預(yù)測和計(jì)算,《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021―2001)也僅作為推薦性條款列出。巖土工程師應(yīng)根據(jù)建筑物類別、在進(jìn)行地基處理等時(shí),進(jìn)行具體分析,采取適宜的抗震措施。
7.活動(dòng)斷裂的影響
全新活動(dòng)斷裂為在全新地質(zhì)時(shí)期(一萬年)內(nèi)有過地震活動(dòng)或近期正在活動(dòng),在今后一百年可能繼續(xù)活動(dòng)的斷裂;全新活動(dòng)斷裂中、近期(近500 年來)發(fā)生過地震震級(jí)M≥5級(jí)的斷裂,或在今后100 年內(nèi),可能發(fā)生M≥5級(jí)的斷裂,可定為發(fā)震斷裂;對全新活動(dòng)斷裂的準(zhǔn)確鑒別和合理評(píng)價(jià),其對建筑抗震乙、丙、丁類建筑工程的影響是斷裂勘察的核心內(nèi)容。
鑒別活動(dòng)斷裂一般從地形地貌特征、地質(zhì)特征、地震特征和歷史記錄等幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)查判定。(見表5)
活動(dòng)斷裂對工程影響,地震時(shí)老斷裂重新錯(cuò)動(dòng)直通地表,地面產(chǎn)生錯(cuò)位,對建造在位錯(cuò)影響帶上的建筑,產(chǎn)生不同和度的破壞,不是簡單地用能用工程措施避免的斷裂。
全新活動(dòng)斷裂有緩慢蠕動(dòng)和突然錯(cuò)動(dòng)兩種基本活動(dòng)方式。蠕動(dòng)在活動(dòng)斷裂帶普遍存在,現(xiàn)代活動(dòng)速率代表今天的活動(dòng)水平,可以此作為活動(dòng)斷裂工程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一,歷史的和地質(zhì)的活動(dòng)速率可以作為參考。資料研究顯示,中國東部地區(qū)的活動(dòng)斷裂,現(xiàn)代活動(dòng)速率 ≥1.0mm/a(Ⅱ級(jí)),西部地區(qū)活動(dòng)斷裂,現(xiàn)代活動(dòng)速率 ≥5.0 mm/a的活動(dòng)斷裂,將有可能發(fā)生中強(qiáng)級(jí)以上地震。突然錯(cuò)動(dòng)將導(dǎo)致地震,強(qiáng)震對工程建筑的破壞也最大,因此,活動(dòng)斷裂工程是否具有震中烈度≥6°的發(fā)震條件,特別重要的是它是否具別震中烈度≥8°的發(fā)震條件,震中烈度6°基本對應(yīng)5級(jí)地震,震中烈度8°基本對應(yīng)6級(jí)地震稍強(qiáng)。同時(shí),要考慮第四系未受錯(cuò)動(dòng)的覆蓋層對產(chǎn)生地震斷層的抑制作用,覆蓋層厚度越大,越對抗震有利。
在此還要特別強(qiáng)調(diào)三點(diǎn):第一活動(dòng)斷裂往往具有分段活動(dòng)特征,強(qiáng)震往往發(fā)生在活動(dòng)深斷帶的特殊部位,如活動(dòng)斷裂破碎交匯處、活動(dòng)斷裂兩端、多次強(qiáng)震重復(fù)發(fā)生地段等,同一斷裂在不同地段的破壞影響是不同的。第二無覆蓋層的斷裂,一旦發(fā)震破壞嚴(yán)重,應(yīng)注意判定是否為全新活動(dòng)斷裂。主要靠分析研究斷層破碎帶,采取斷層泥樣品實(shí)測地質(zhì)年齡來確定是否屬于活動(dòng)斷裂。第三平均活動(dòng)速率>1.0mm/a是《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021_2001)強(qiáng)烈全新活動(dòng)斷裂判定標(biāo)準(zhǔn)之一、震級(jí)≥6級(jí)也是《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021_2001)中等全新活動(dòng)判定標(biāo)準(zhǔn)之一。
四、結(jié)論
場地和地基地震效應(yīng)評(píng)價(jià)是巖土工程勘察設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一,關(guān)系設(shè)計(jì)人員對于基礎(chǔ)埋深、型式的選擇、地基處理方式、地基抗震設(shè)防、承壓力的驗(yàn)算等。本人結(jié)合工程實(shí)踐,就現(xiàn)行規(guī)范中該部分內(nèi)容的認(rèn)識(shí),淺談了幾點(diǎn)見解,供同行們探討。
參考文獻(xiàn):
[1]《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021―2001),中國建筑工業(yè)出版社,2002
[2]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007―2002),中國建筑工業(yè)出版社,2002
[3]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBS0011―2001),中國建筑工業(yè)出版社,2001
關(guān)鍵詞:高層建筑；抗震設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
引言
隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，我國建筑逐漸向高層建筑和超高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展。高層建筑的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，層數(shù)比較高，建筑地基承受的荷載比較大。地震發(fā)生時(shí)，震源對高層建筑結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生沖擊力，容易造成建筑梁、柱斷裂，建筑倒塌等現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅到人民群眾的安全。我國是地震災(zāi)害比較頻繁的國家，高層建筑抗震設(shè)計(jì)一直是社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)，抗震設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到高層建筑的質(zhì)量。因此高層建筑抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候要根據(jù)高層建筑的實(shí)際情況，提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。
1超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)與常規(guī)抗震設(shè)計(jì)的比較
1.1基于性能的抗震設(shè)計(jì)的概念
概念設(shè)計(jì)是目前一種比較先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，與傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)相比，概念設(shè)計(jì)不需要精準(zhǔn)的計(jì)算或參考建筑設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)的目錄，而是設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，按照建筑結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理，從建筑結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行把握設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)思想無法滿足人們對建筑結(jié)構(gòu)抗震功能的要求,為了提高建筑結(jié)構(gòu)抗震安全性能要求,抗震設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)生了較大變化。比如建筑結(jié)構(gòu)以力分析為主并兼顧力與變形，考慮到建筑結(jié)構(gòu)變形、耗能和損失，以及非線性分析和可靠性分析。基于性能的抗震設(shè)計(jì)是20世紀(jì)90年代美國建筑設(shè)計(jì)師提出來的一個(gè)全新的設(shè)計(jì)理念。它的主要核心是將抗震設(shè)計(jì)從保護(hù)居民生命財(cái)產(chǎn)安全為基本目標(biāo)轉(zhuǎn)移到不同風(fēng)險(xiǎn)水平地震作用力下滿足人們對建筑的性能要求，通過多層次、多目標(biāo)的抗震安全設(shè)計(jì)，保障建筑安全，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和投資效益的平衡，滿足人們對建筑的個(gè)性需求。
1.2我國常規(guī)抗震設(shè)計(jì)方法
當(dāng)前大部分國家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則，我國采用二階段抗震設(shè)計(jì)方法滿足工業(yè)建筑和民用建筑實(shí)現(xiàn)以上三個(gè)原則的抗震要求，并在這個(gè)基礎(chǔ)上根據(jù)建筑物抗震重要性分成甲、乙、丙、丁四類建筑物，根據(jù)建筑物的類別設(shè)置相應(yīng)的抗震防烈要求。二階段抗震設(shè)計(jì)方法如下:第一階段是對建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，也就是小震的地震洞參數(shù)，通過彈性模量計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)的彈性地震作用力,并與建筑物風(fēng)荷載、雪荷載、水平荷載等進(jìn)行組合，計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)截面的抗震承載力，確保建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，并通過合理的平面結(jié)構(gòu)布置，確保建筑結(jié)構(gòu)的抗拉力。第二階段則是驗(yàn)算建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性，也就是對地震作用下很容易倒塌的建筑結(jié)構(gòu)按照大震標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，處理好建筑結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，以免地震發(fā)生時(shí)首先沖擊建筑結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，影響到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。
1.3常規(guī)抗震設(shè)計(jì)方法與基于性能抗震設(shè)計(jì)方法的比較
基于常規(guī)抗震設(shè)計(jì)方法與基于性能抗震設(shè)計(jì)方法在設(shè)防目標(biāo)、設(shè)計(jì)實(shí)施方法和檢驗(yàn)方法、實(shí)現(xiàn)性能和工程應(yīng)用方面都有所不同，具體見表1。通過比較發(fā)現(xiàn)，基于性能抗震設(shè)計(jì)方法是未來建筑抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，它適應(yīng)了社會(huì)新技術(shù)和新工藝發(fā)展需求，能夠滿足建筑業(yè)務(wù)單位和使用單位對建筑結(jié)構(gòu)安全性、經(jīng)濟(jì)性等相關(guān)要求。
2超限高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)
某酒店塔樓的高度是168.9m，結(jié)構(gòu)計(jì)算高度為176m，建筑結(jié)構(gòu)為B類鋼筋混凝土高層建筑。建筑場地類別為III類，建筑抗震等級(jí)為二級(jí)。
2.1結(jié)構(gòu)的抗震性能水準(zhǔn)
按照相關(guān)規(guī)定，酒店的塔樓高度、平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則等不能超限，所以在第一、二階段抗震設(shè)計(jì)過程中，必須采取有效的方法滿足建筑工程國家以及地方相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，并將基于性能抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)概念進(jìn)行設(shè)計(jì)。按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》給出的抗震性能設(shè)計(jì)方法以及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定該酒店的性能水準(zhǔn)為C類，具體控制目標(biāo)如下:
2.2建筑結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)
超限高層建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則性、高度等方面超出了建筑工程規(guī)范中的適用限值，使得抗震設(shè)計(jì)缺乏相應(yīng)的參考依據(jù)。基于性能目標(biāo)設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要綜合考慮到建筑場地實(shí)際設(shè)防裂度、超高限值以及建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則等經(jīng)濟(jì)因素，對超高建筑的薄弱環(huán)節(jié)、主抗側(cè)力構(gòu)件等結(jié)構(gòu)變形能力和抗震承載能力有具體的性能目標(biāo)。按照建筑工程設(shè)計(jì)中相關(guān)內(nèi)容，建筑結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件由建筑結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)工程實(shí)際情況分析。比如水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件和支撐豎向構(gòu)件、大懸挑結(jié)構(gòu)的主要懸挑構(gòu)件、長短柱在同一樓層的數(shù)量相當(dāng)于在該層各個(gè)長短柱等要求。這其實(shí)是將過去常規(guī)抗震設(shè)計(jì)中的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)原則進(jìn)行量化和細(xì)化。比如將A級(jí)性能目標(biāo)設(shè)計(jì)要求建筑結(jié)構(gòu)小震不壞、中震和大震不壞，就是要求建筑結(jié)構(gòu)在中震和大震中依然保持一定的彈性。
3結(jié)語
隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，常規(guī)的建筑工程抗震設(shè)計(jì)方法已經(jīng)無法滿足當(dāng)下建筑設(shè)計(jì)的要求，基于建筑結(jié)構(gòu)性能抗震設(shè)計(jì)理念對抗震結(jié)構(gòu)的目標(biāo)進(jìn)行量化，明確抗震目標(biāo)性能，能夠提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，必將成為建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào): TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
前言
隨著社會(huì)的逐漸發(fā)展，建筑物的抗震能力逐漸受到人們的重視。怎樣提高建筑抗震設(shè)計(jì)水平成為建筑在設(shè)計(jì)過程中必須考慮的一個(gè)問題。現(xiàn)有的研究資料表明要達(dá)到抗震設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)，僅僅依靠純粹的建筑抗震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)很難完成，必須在建筑設(shè)計(jì)中認(rèn)真貫徹抗震設(shè)計(jì)的基本要求，弄清建筑設(shè)計(jì)與建筑抗震設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，并將二者有機(jī)的結(jié)合在一起，才能更好達(dá)到提高建筑物抗震能力的目標(biāo)。
1抗震設(shè)防區(qū)建筑工程設(shè)計(jì)基本概念
我國的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》是實(shí)行以預(yù)防為主，使建筑經(jīng)抗震設(shè)防后，減輕建筑的地震破壞，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟(jì)損失；我國抗震設(shè)計(jì)思想是：“小震不壞、中震可修、大震不倒”。對于建筑師和結(jié)構(gòu)工程師來說，在抗震設(shè)防區(qū)進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先采用簡單、均勻、規(guī)則、對稱的建筑結(jié)構(gòu)方案。從有利于建筑抗震的角度出發(fā)，地震區(qū)的房屋建筑平面
形狀應(yīng)以方形、矩形、圓形為好，正六邊形、正八邊形、橢圓形、扇形次之，L形、T形、十字形、U形、H形、Y形平面較差。建筑的豎向體形變化要均勻，宜優(yōu)先選用矩形、梯形、三角形等均勻變化的幾何形狀，盡量避免過大的外挑和內(nèi)收。抗震設(shè)計(jì)中，房屋的高寬比是一個(gè)比房屋高度更需慎重考慮的問題，因?yàn)榻ㄖ母邔挶戎涤螅唇ㄖ莞撸卣鹱饔孟碌膫?cè)移愈大，地震引起的傾覆作用愈嚴(yán)重。對稱結(jié)構(gòu)在地面平動(dòng)作用下，一般只發(fā)生平移振動(dòng)，各構(gòu)件的側(cè)移量相等，水平地震力按構(gòu)件剛度分配，因而各構(gòu)件受力比較均勻；而非對稱結(jié)構(gòu)，由于剛心偏在一邊，質(zhì)心與剛心不重合，即使在地面平動(dòng)作用下，也會(huì)激起扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。其結(jié)果是，遠(yuǎn)離剛心的剛度較小的構(gòu)件，由于側(cè)移量加大很多，所分擔(dān)的水平地震剪力也顯著增大，很容易因超出允許抗力和變形極限而發(fā)生破壞，甚至導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)因一側(cè)構(gòu)件失效而倒塌。建筑方案的規(guī)則性對建筑結(jié)構(gòu)的抗震安全性來說十分重要，它包含了對建筑的平、立面外形尺寸，抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。“規(guī)則”的具體界限隨結(jié)構(gòu)類型的不同而異，需要建筑師和結(jié)構(gòu)工程師互相配合，才能設(shè)計(jì)出抗震性能良好的建筑。
2建筑抗震設(shè)計(jì)的方法
2.1 抗震設(shè)計(jì)方法的發(fā)展
現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)方法始于上世紀(jì)初，隨著人們對地震動(dòng)和結(jié)構(gòu)反應(yīng)特性研究的不斷深入，結(jié)構(gòu)抗震理論研究經(jīng)歷了以結(jié)構(gòu)承載力分析為主，發(fā)展到兼顧承載力和結(jié)構(gòu)變形，再到全面分析結(jié)構(gòu)的承載力、變形、損傷和耗能的過程.在一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展過程中，大致提出了4種主要的抗震設(shè)計(jì)方法。
2.2 損傷耗能相關(guān)的抗震設(shè)計(jì)
非彈性變形對結(jié)構(gòu)抗震和防止結(jié)構(gòu)倒塌有著重要作用，但結(jié)構(gòu)自身將因此產(chǎn)生一定程度的損傷。當(dāng)非彈性變形超過結(jié)構(gòu)自身非彈性變形能力時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的倒塌。對結(jié)構(gòu)在地震作用下非彈性變形以及由此引起的結(jié)構(gòu)損傷研究就成為結(jié)構(gòu)抗震研究的一個(gè)重要方面，并由此形成基于結(jié)構(gòu)損傷的抗震設(shè)計(jì)方法。
2.3 延性相關(guān)的抗震設(shè)計(jì)
1933年美國研制出第一臺(tái)強(qiáng)地震記錄儀，并成功地取得地震記錄后，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析進(jìn)入動(dòng)力分析階段，地震波研究為地震反應(yīng)譜分析創(chuàng)造了條件在長期的工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，地震中地震峰值發(fā)生的時(shí)間很短，震害表明這種脈沖式地震作用帶來的震害相對較小；而且結(jié)構(gòu)的非彈性變形能力可使結(jié)構(gòu)在較小屈服承載力的情況下經(jīng)受更大的地震作用，由此提出了基于反應(yīng)譜的延性抗震設(shè)計(jì)方法通過地震力降低系數(shù)調(diào)整反應(yīng)譜加速度，來實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)的延性需求，如新西蘭抗震規(guī)范中混凝土框架結(jié)構(gòu)模型化的設(shè)計(jì)地震力與結(jié)構(gòu)延性需求關(guān)系，結(jié)構(gòu)延性高則取值大，結(jié)構(gòu)延性低則取值小，延性抗震設(shè)計(jì)考慮結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)，然而由于結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析的困難，因此只能根據(jù)震害經(jīng)驗(yàn)采取必要的構(gòu)造措施來保證結(jié)構(gòu)自身的非彈性變形能力，以適應(yīng)和滿足結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)的需求，結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)仍采用小震下按彈性反應(yīng)譜計(jì)算的地震力來確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件，與考慮地震重現(xiàn)期的抗震設(shè)防目標(biāo)相結(jié)合，采用反應(yīng)譜基于承載力和構(gòu)造保證延性的設(shè)計(jì)方法成為目前各國抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的主要方法。
2.4承載力相關(guān)的抗震設(shè)計(jì)
20世紀(jì)70年代以前的抗震設(shè)計(jì)基本采用基于承載力的抗震設(shè)計(jì)方法，地震分析屬于等效靜力分析階段，以結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度或剛度是否達(dá)到特定的極限狀態(tài)作為結(jié)構(gòu)失效的準(zhǔn)則，基于承載力的抗震設(shè)計(jì)方法建立在靜力分析理論之上，是在1900年大森房吉提出的地震力理論和1916年佐野利器提出的抗震結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，靜力法和早期的反應(yīng)譜法都是以慣性力的形式來反映地震作用，并按彈性方法來計(jì)算結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)。
2.5 能力相關(guān)的抗震設(shè)計(jì)
20世紀(jì)70年代，新西蘭的T.Paulay和R.Park基于對非彈性性能對結(jié)構(gòu)抗震能力貢獻(xiàn)的理解和超靜定結(jié)構(gòu)在地震作用下實(shí)現(xiàn)具有延性破壞機(jī)制的控制思想，提出了保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有足夠彈塑性變形能力的設(shè)計(jì)方法[8].能力抗震設(shè)計(jì)方法的關(guān)鍵在于將控制概念引入結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，有目的地引導(dǎo)結(jié)構(gòu)破壞機(jī)制,避免不合理的破壞形態(tài)，可有效保證和達(dá)到結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防目標(biāo)。
3建筑師應(yīng)學(xué)習(xí)和應(yīng)用先進(jìn)的建筑抗震技術(shù)
3.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在建筑抗震領(lǐng)域的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的開始研究出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代的發(fā)達(dá)國家，在20世紀(jì)90年代被引進(jìn)到建筑學(xué)領(lǐng)域，其中的多主體仿真技術(shù)被更多地運(yùn)用于建筑學(xué)專業(yè)中疏散模擬(包括地震災(zāi)害下人員緊急逃生)的研究。日本作為地震多發(fā)國家之一，其地震多主體計(jì)算仿真技術(shù)一直位于世界前列，并取得成效，可通過運(yùn)算將地震發(fā)生時(shí)人員的逃生路徑，出口等以3d動(dòng)畫形式顯示出來。多主體仿真技術(shù)已成為建筑物內(nèi)人員逃生的訓(xùn)練工具和建筑物抗震評(píng)價(jià)手段，并為建筑設(shè)計(jì)提供完善的科學(xué)依據(jù)。
隨著科技的不斷發(fā)展，知識(shí)的不斷更新!建筑師的設(shè)計(jì)技術(shù)也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)!思想不能停留在對原有知識(shí)的認(rèn)識(shí)上，要不斷利用先進(jìn)技術(shù)來充實(shí)專業(yè)知識(shí)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就是一種先進(jìn)工具，我們可以利用它為建筑物的防災(zāi)減災(zāi)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。
3.2計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)與建立實(shí)體模型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
當(dāng)建筑師在設(shè)計(jì)抗震重要性很高和建筑體型很特殊的建筑物時(shí)，對于建筑物的抗震設(shè)計(jì)實(shí)施可行性除了要以現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)證，還要借助計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)與建立實(shí)體模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。日本名古屋的“mode螺旋塔學(xué)園”是一座自由形體的超高層建筑，在多震國家建造體型很不規(guī)則的建筑物無疑是一個(gè)挑戰(zhàn)，然而建筑設(shè)計(jì)通過建立實(shí)體模型和計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，使得設(shè)計(jì)方案可行實(shí)施：其抗震原理是把建筑物比作一顆樹木，基礎(chǔ)是樹根!內(nèi)桁架鋼管是樹干，列柱是樹枝，邊梁和大梁是樹杈!設(shè)計(jì)中對各部位的屈服強(qiáng)度及塑性進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)、調(diào)整數(shù)據(jù)參數(shù)達(dá)到抗震要求。
4結(jié)語
為做出一個(gè)優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計(jì)，必須是在建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成。為此，要充分重視建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要性，在建筑抗震設(shè)計(jì)中更好地發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)應(yīng)有的作用。
參考文獻(xiàn)：
【關(guān)鍵詞】規(guī)定水平力；PKPM2010；位移比；地震剪力
1.扭轉(zhuǎn)不規(guī)則和規(guī)定水平地震力
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.3條：在規(guī)定水平力作用下，樓層的最大彈性水平位移或?qū)娱g位移，大于該樓層兩端彈性水平位移或?qū)娱g位移平均值的1.2倍為結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則；《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.5條：在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移，A級(jí)高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍。根據(jù)規(guī)范定義，當(dāng)位移比大于1.2時(shí)，即可判定結(jié)構(gòu)在地震作用下扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，位移比則是按照規(guī)定水平地震力作用計(jì)算得出。
2.規(guī)范引入規(guī)定水平地震力計(jì)算方法的原因
02版規(guī)范中，計(jì)算位移比采用CQC法直接得到的節(jié)點(diǎn)最大位移和平均位移的比值。各振型位移的CQC組合計(jì)算，即先求出各振型下的位移，再采用CQC組合方法計(jì)算在地震作用下各振型的總位移，這種將各個(gè)振型的響應(yīng)在概率的基礎(chǔ)上采用完全二次方開方的組合方式得到總的結(jié)構(gòu)位移，每一點(diǎn)都是最大值，可能造成樓層位移計(jì)算失真，最大位移出現(xiàn)在樓蓋的中部而不是角部。
根據(jù)10版《高規(guī)》和《抗規(guī)》的條文規(guī)定，位移比的計(jì)算如圖1所示，樓層最大水平位移取角部位移δ2，樓層位移的平均值取樓蓋中點(diǎn)即兩端位移平均值（δ1+δ2）/2，二者的比值即為位移比。如果最大位移出現(xiàn)在樓蓋的中部而非角部，上述位移比的計(jì)算式將失去意義，因此新規(guī)范用規(guī)定水平力法代替CQC法計(jì)算結(jié)構(gòu)的位移比，確保樓層最大水平位移出現(xiàn)在端部，使該算式準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
3.規(guī)定水平力法在工程中應(yīng)用
3.1 工程概況
朗潤春天住宅小區(qū)位于東營市西城區(qū)核心地段，其中8#樓為地下一層，地上四層，地下一層外接車庫，主體高度12.6m，采用鋼筋混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)。
該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.1g，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，抗震設(shè)防類別為丙類，剪力墻抗震等級(jí)為四級(jí)。
3.2 規(guī)定水平力在PKPM2010中的確定方式
2010版SATWE中按照新規(guī)范的要求，增加了“規(guī)定水平力”的計(jì)算，如圖2。SATWE軟件在“規(guī)定水平力”選項(xiàng)中提供了兩種方法，一種是最常用的“樓層剪力差方法”，一種是“節(jié)點(diǎn)地震作用CQC組合方法”。第一種是《抗規(guī)》、《高規(guī)》要求的“規(guī)定水平力法”（即規(guī)范法），用于結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、樓層概念清晰的建筑；第二種是結(jié)構(gòu)布局復(fù)雜、具有較多錯(cuò)層部位導(dǎo)致樓層劃分困難采用的計(jì)算方法。本工程采用第一種計(jì)算方法。
3.3規(guī)范法計(jì)算“規(guī)定水平力”
規(guī)范法計(jì)算規(guī)定水平力，該四層抗震墻結(jié)構(gòu)X向地震作用下，SATWE計(jì)算的WZQ.OUT輸出X向各層樓層剪力結(jié)果和SATWE軟件在WV02Q.OUT輸出各規(guī)定水平力計(jì)算結(jié)果如下：
根據(jù)規(guī)范對規(guī)定水平地震力計(jì)算方法的定義，第一層X向規(guī)定水平力FXV1=4593.62-3377.25=1216.37KN，第二層X向規(guī)定水平力FXV2=3377.25-2908.68=468.58KN，以此類推，逐層計(jì)算，人工計(jì)算出的規(guī)定水平力大小與軟件輸出結(jié)果完全一致。
3.4. CQC法與規(guī)定水平力法計(jì)算位移比結(jié)果比較
采用PKPM2010按規(guī)定水平力法計(jì)算結(jié)構(gòu)位移比，X向和Y向最大位移和位移比的
WDISP.OUT輸出結(jié)果如下
工況：X 方向地震作用下的樓層最大位移和最大位移比
4. 結(jié)語
控制位移比，減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，是抗震設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。本文介紹2010版《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》提出的規(guī)定水平力的概念和計(jì)算方法，通過工程實(shí)例，介紹規(guī)定水平力法在PKPM2010中的應(yīng)用，通過比較2008版PKPM與2010版PKPM位移比的計(jì)算結(jié)果，得出新規(guī)范對位移比的控制更加嚴(yán)格的結(jié)論，并簡要提出控制扭轉(zhuǎn)位移比的方法，為今后使用PKPM軟件計(jì)算結(jié)構(gòu)位移比，提供一定的借鑒作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50011-2010
關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；建筑抗震
中圖分類號(hào)：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
我國是地震災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)之一，而對于建筑抗震設(shè)計(jì)，直到今天也還存在著一種認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，似乎建筑抗震只是結(jié)構(gòu)工程師的事,與建筑師關(guān)系不大。因而，長期來只有對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定，卻沒有一本專門談建筑設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范或規(guī)定。在建筑抗震的實(shí)踐觀察中我們發(fā)現(xiàn)，一個(gè)地震區(qū)的工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目(建筑物)，如果沒有良好的建筑總體布置方案，單靠結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算和抗構(gòu)造措施，在較強(qiáng)烈地震作用下，仍是難以取得建筑抗震的較好效果，甚至對建筑物的震害程度都起不到一定的減緩作用。而《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ1189)》的新修訂內(nèi)容中對建筑師建筑設(shè)計(jì)應(yīng)遵守的有關(guān)規(guī)定，屆此，建筑方案的防震設(shè)計(jì)功能在建筑物的安全方面也有了較大的推進(jìn)。
一、建筑的抗震設(shè)計(jì)類別
1.甲類建筑。是屬于重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑，造成的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響損失都較大，還會(huì)出現(xiàn)水災(zāi)、火災(zāi)、爆炸、劇毒或強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)大量泄漏和其他嚴(yán)重次生災(zāi)害，都可能隨著該類建筑物在遭受地震災(zāi)害后出現(xiàn)的一系列衍生反應(yīng)。
2.乙類建筑。是屬于地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑，震后都會(huì)帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響，一般指的是城市的重要生命線工程和人流密集的多層的大型公共建筑等。
3.丙類建筑。是屬于除甲、乙、丁類建筑以外的建筑，介于兩者之間的建筑物類型。
4.丁類建筑。是屬于抗震次要建筑一般對社會(huì)影響和地震所造成的經(jīng)濟(jì)損失相對不大，儲(chǔ)存物品價(jià)值低、人員活動(dòng)少、無次生災(zāi)害的單層倉庫等。
二、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的常見問題
1.關(guān)于建筑體型問題
建筑體型包括建筑的平面形狀和立體的空間形狀的設(shè)計(jì)。在一些地震災(zāi)害的案例中，都呈現(xiàn)出了不同程度的平面形狀復(fù)雜的現(xiàn)象，唐山地震和海城地震就是最為典型的代表，而現(xiàn)實(shí)的例子則是，無論在單層建筑還是多層建筑中，那些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上平面形狀簡單單一的，經(jīng)常具有很好的防震作用，表現(xiàn)方面就是在地震災(zāi)害中建筑物的損傷較小，所以,在建筑體型的設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡可能的使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)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(nèi)凹的體形,盡可能少做不對稱的側(cè)翼和過長的伸翼，在體型的分布上，也要注意建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量與剛度的分配問題，尤其在當(dāng)今比較流行的高層建筑物中，千萬不能只為了追求外表的美觀設(shè)計(jì)而忽略了其防震功能的設(shè)計(jì)應(yīng)用。
2.關(guān)于平面和豎向布置設(shè)計(jì)問題
建筑的平面設(shè)計(jì)是影響和滿足建筑物的使用功能和要求的基本保障，主要包括柱子的距離、通道和樓梯的位置、內(nèi)墻的布置、空間活動(dòng)面積的設(shè)計(jì)、電梯井的布置、房間的數(shù)量和布置等等，只有做到各個(gè)方面的協(xié)調(diào)對稱，才能有效的降低建筑物在地震災(zāi)害中可能造成的損害。豎向布置方面主要體現(xiàn)在上下樓間的不協(xié)調(diào)對稱問題上，導(dǎo)致建筑物的扭轉(zhuǎn)功能失效，而可能引發(fā)一系列的災(zāi)害。現(xiàn)實(shí)的建筑問題是，表面看來都很美，但很多的城市建筑物中，都普遍存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的平面布置和豎向布置不合理的情況，也給地震災(zāi)害能帶來的危害帶來隱患。
3.關(guān)于屋頂建筑的設(shè)計(jì)問題
在近年來的高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，屋頂建筑的過高和重量過重現(xiàn)象都較為明顯，長期重壓之后會(huì)引發(fā)屋頂結(jié)構(gòu)的變形，并給地震發(fā)生時(shí)帶來更大的潛在危險(xiǎn)。而且很多屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上，這也加大了整個(gè)建筑物承重墻扭曲發(fā)生的可能性，只有保證了這兩方面的協(xié)調(diào)，才能有效的增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的防震功能。
4. 關(guān)于設(shè)計(jì)限值控制問題
根據(jù)大量震害的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對房屋建筑在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)予遵守：一是房屋的建筑總高度和層數(shù)；二是對房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。
5.不規(guī)則結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題
在現(xiàn)實(shí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中，除了設(shè)計(jì)者本身的問題外，還會(huì)增加業(yè)主、建筑師要求等外在因素，他們對使用功能更為關(guān)注，因而也就不可避免的會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)問題，如何做到既保證建筑師、業(yè)主要求的同時(shí)，又能滿足現(xiàn)實(shí)的安全防震功能需要，對設(shè)計(jì)者來著是巨大的挑戰(zhàn)。
三、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的意義
1. 能做好地震發(fā)生前的防御工作
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念，就是賭地震發(fā)生前而做出的良好的地震災(zāi)害防御工作，主要包括兩個(gè)方面，一是工程性的防御措施，另一種是非工程性的防御措施。而前者對于減輕地震等可能發(fā)生的自然災(zāi)害有著非常重大的決定性影響，也是在地震發(fā)生前有效做出預(yù)防措施的最積極有效的途徑，能起到事半功倍的效果。。
2. 能有效的減輕地震災(zāi)害的發(fā)生
工程防御措施在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，主要是通過工程的抗震設(shè)防和抗震加固來防御建筑物在地震災(zāi)害來臨時(shí)免遭破壞的一種方法，讓建筑物通過好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在地震中將損失降到最小，能有效減少地震帶來的建筑物坍塌和裂縫等損失，及因此而造成的人員損傷。
3.對建筑物防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的法規(guī)制定提供依據(jù)
在一項(xiàng)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)：在對世界上130余次傷亡較大地震災(zāi)害進(jìn)行的分類統(tǒng)計(jì)表明，由于建筑物、構(gòu)筑物破壞、倒塌造成的人員傷亡比例達(dá)到了95%以上，可見建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的防震功能在地震防御系統(tǒng)中的重要作用及突出矛盾。目前，相關(guān)的法規(guī)已經(jīng)就新建、擴(kuò)建、改建建設(shè)工程的抗震設(shè)防提出了硬性的標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到抗震設(shè)防要求。
3.1對一般工業(yè)與民用建筑建設(shè)工程
該類工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中，須嚴(yán)格按照國家頒布的《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》規(guī)定的抗震設(shè)防要求，進(jìn)行抗震設(shè)防。
3.2建設(shè)中的工程
該類工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)，須嚴(yán)格按照抗震設(shè)防要求和抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行，施工時(shí)也應(yīng)該嚴(yán)格按照抗震設(shè)計(jì)的要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)場施工的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。
3.3已建成的工程及其他
對于已經(jīng)建成的重大建設(shè)工程、以及可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建設(shè)工程，或者具有重大文物價(jià)值和紀(jì)念意義的工程，及建設(shè)在地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)的工程項(xiàng)目，如果還沒有及時(shí)采取抗震設(shè)防措施的，應(yīng)參照相關(guān)的國家有關(guān)規(guī)定，積極對其現(xiàn)有的抗震性能加以鑒定，對危險(xiǎn)系數(shù)較高的應(yīng)及時(shí)采取必要的抗震加固補(bǔ)強(qiáng)措施。
3.4重大建設(shè)工程、可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建設(shè)工程、核電站和核設(shè)施等建設(shè)工程
該類工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中須嚴(yán)格進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)，之后再根據(jù)國家和各建筑物項(xiàng)目地區(qū)省級(jí)地震行政主管部門審定，得出地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果對抗震設(shè)防要求進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)，最后再進(jìn)行抗震設(shè)防。
四、結(jié)束語
總之，建筑結(jié)構(gòu)防震設(shè)計(jì)在建筑工程安全中具有重要的意義和影響，只有充分認(rèn)識(shí)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在抗震中的重要性，才能將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與防震功能很好的結(jié)合起來，讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在防震功能中發(fā)揮更好的作用。但由于目前高層建筑的增多，建筑結(jié)構(gòu)的防震設(shè)計(jì)工作難度也在增加，建筑設(shè)計(jì)人員還需結(jié)合建筑項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐目陀^自然地質(zhì)等條件和建筑物的具體要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的變化調(diào)整，才能達(dá)到抗震標(biāo)準(zhǔn)，滿足結(jié)構(gòu)的創(chuàng)意設(shè)計(jì)要求。，只有將防震功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行完美的結(jié)合，才能成為一件成功的建筑藝術(shù)品。
參考文獻(xiàn)：
【1】陸雪松;;建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的探討[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2011年14期
關(guān)鍵詞：8度區(qū)；多層框架；少量剪力墻
Abstract: in the seismic fortification intensity is 8 areas, multi-storey frame structure to meet the elastic inter-story displacement angle can not be in the seismic checking, to "code for seismic design of buildings" (GB50011-2010) as the basis, a small amount of shear wall in the structure arrangement, meet the requirements of the 111 displacement angle, make the design more reasonable.
Keywords: 8 degree; frame; a small amount of shear wall
中圖分類號(hào)： F407.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）已經(jīng)有兩年的時(shí)間了，其對地震作用和結(jié)構(gòu)抗震分析有了改進(jìn)，對建筑結(jié)構(gòu)的可靠度有所提高，加強(qiáng)了建筑結(jié)構(gòu)延性的要求，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)中梁、柱的截面比以前增大，柱的比以前增大，最大最大軸壓比的控制更加嚴(yán)格。在抗震設(shè)防烈度8度地區(qū)的多層框架結(jié)構(gòu)如遇到了學(xué)校、幼兒園、醫(yī)院等需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，為了滿足對位移角或扭轉(zhuǎn)位移比的要求，加大了柱、梁的截面，過大的柱、梁界面給建筑使用上帶來了很大的不便，建筑材料上使用的更多，給甲方造成設(shè)計(jì)人員水平保守、浪費(fèi)的影響。
當(dāng)今的建筑造型追求奇特，框架結(jié)構(gòu)越來月不規(guī)則，在框架結(jié)構(gòu)內(nèi)布置少量剪力墻的做法日益增多。剪力墻側(cè)向剛度大，能有效抵抗水平力，框架和剪力墻協(xié)同工作，受力特征介于框架結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的一種狀態(tài)。在設(shè)計(jì)中位移是按純框架結(jié)構(gòu)的1/550控制，還是按框架-剪力墻的1/800控制，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）6.1.3條給出了規(guī)定：設(shè)置少量抗震墻的框架結(jié)構(gòu)，在規(guī)定的水平力作用下，底層框架部分所承擔(dān)的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震的50%時(shí)，其框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)確定，抗震墻的抗震等級(jí)可與其框架的抗震等級(jí)相同。設(shè)計(jì)人員結(jié)構(gòu)分析時(shí)要明確雖然設(shè)置剪力墻，但結(jié)構(gòu)體系仍是框架結(jié)構(gòu)，框架仍是主體，是主要的承受豎向荷載，也是主要的抗側(cè)力構(gòu)件，而剪力墻的設(shè)置是為了滿足規(guī)范對框架結(jié)構(gòu)的位移角的要求，剪力墻承受的底部彎矩較小，改善框架的抗震性能。
在結(jié)構(gòu)分析時(shí)，框架和剪力墻的受力變形特征不同，應(yīng)考慮框架和剪力墻的協(xié)同工作，但是規(guī)范并未給出明確的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，在結(jié)構(gòu)建模計(jì)算時(shí)不能不記剪力墻或計(jì)算完出圖時(shí)增加剪力墻，自認(rèn)為加大安全儲(chǔ)備，這樣會(huì)造成結(jié)構(gòu)剛心偏移，地震作用的扭轉(zhuǎn)也發(fā)生了變化，對結(jié)構(gòu)造成不利影響。個(gè)人是在建模時(shí)，先建純框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，查看計(jì)算結(jié)果，有針對性的在位移角較大處設(shè)置剪力墻。剪力墻設(shè)置在框架間，形成帶邊框剪力墻，要在結(jié)構(gòu)的兩主軸方向雙向設(shè)置，其間距滿足規(guī)范要求，盡量對稱布置，避免偏心。剪力墻布置盡量沿建筑的周邊、角部設(shè)置，加強(qiáng)抗扭作用，已滿足規(guī)范對位移角的要求。剪力墻的沿建筑物的全高設(shè)置，否則會(huì)引起建筑豎向的剛度突變。再反復(fù)的試算過程中要把握住‘少數(shù)’的定義，剪力墻承受的底部彎矩與基本振型地震作用下結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩的總和之比建議不大于20%左右。若比值太小，說明剪力墻布置太少，難以發(fā)揮剪力墻的結(jié)構(gòu)特性，沒有達(dá)到設(shè)置剪力墻的目的；若比值太大，說明剪力墻設(shè)置太多，違背了設(shè)置的初衷，結(jié)構(gòu)體系不夠明確，加大了設(shè)計(jì)的難度，應(yīng)在反復(fù)試算過程中注意抗傾覆力矩的比值。比值控制合適后，結(jié)構(gòu)分析要計(jì)算考慮框架-剪力墻的協(xié)同工作。框架結(jié)構(gòu)的梁、柱配筋要首先滿足純框架結(jié)構(gòu)（不計(jì)剪力墻）計(jì)算的結(jié)果，而且還要滿足按框架-剪力墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果，應(yīng)進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)，其中框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)按純框架確定。框架結(jié)構(gòu)的梁、柱配筋好要滿足框架-剪力墻的構(gòu)造要求，剪力墻的端柱的配筋要滿足計(jì)算和構(gòu)造要求，并應(yīng)不小于相鄰的框架柱的配筋，適當(dāng)?shù)姆糯蟆＜袅Φ目拐鸬燃?jí)可與其框架的抗震等級(jí)相同，具體計(jì)算和配筋按構(gòu)造結(jié)果配筋，應(yīng)符合規(guī)范對剪力墻的構(gòu)造要求和措施，如剪力墻開洞時(shí)，兩側(cè)加邊緣構(gòu)件；剪力墻只有柱無梁時(shí)，要設(shè)置墻中的暗梁。
設(shè)計(jì)人員在8度區(qū)設(shè)計(jì)多層框架加少量剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，還是需要謹(jǐn)慎、穩(wěn)妥，盡可能的不采用，若采用一定要滿足規(guī)范的各項(xiàng)要求，在設(shè)置時(shí)做到受力簡單明確合理，在計(jì)算時(shí)采取一定的必要構(gòu)造措施，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載能力，如考慮雙向地震力；柱的雙偏壓校核；重要部位的柱箍筋全高加密；樓板開大洞附近的板雙層配筋等措施。在做設(shè)計(jì)時(shí)，提前與圖審單位溝通，避免設(shè)計(jì)返工，順利完成設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn):
