建筑設計在建筑抗震設計中的應用

1、建筑科學112建筑設計在建筑抗震設計中的應用張建江（烏魯木齊新華筑建筑設計有限責任公司，新疆，烏魯木齊，832000）【摘要】對抗震分析與設計在高層建筑結構中的應用進行了介紹。主要分析了現(xiàn)行規(guī)范抗震分析與設計的內(nèi)容、我國高層建筑抗震的抗震分析與設計中常見問題以及抗震分析與設計的新趨勢?！娟P鍵詞】抗震；概念設計；問題；必要性1建筑抗震設計的簡述地震是一種突發(fā)的自然災害，是由地下某處薄弱巖層破裂或地球板塊互相擠壓、沖撞引起振動，并以波的形式

2、傳至地表引起的地面運動。在歷史上我國就是世界上的地震多發(fā)國家之一，1976年7月28日發(fā)生的唐山地震帶給人民的災難極為慘重，死亡達24萬多人，地震之所以造成人民生命財產(chǎn)和國民經(jīng)濟嚴重的損失，直接原因有三：一是地震引起滑坡、地裂、斷層等嚴重的地面變形，直接損害結構物；二是地震引起結構物地基的震陷、砂土液化，使地基失效；三是結構物在劇烈的振動中因承載力不足、變形過大、連接接頭破壞、構件失穩(wěn)甚至整體傾覆而破壞。建筑結構的抗震設計主要針對后一種

3、情況而言，《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011(以下簡稱抗震規(guī)范)規(guī)定：對位于抗震設防區(qū)的建筑物必須進行抗震設計，以預防為主，使建筑經(jīng)抗震設防后，減輕地震破壞，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟損失，實踐證明，若想防控建筑工程質量出現(xiàn)問題，工程的設計質量是第一道關口。由于在設計上出現(xiàn)的問題，會給工程施工階段與交付使用等方面帶來很多安全質量隱患，所以一定要嚴格的管理建筑的抗震設計，20世紀以來中國共發(fā)生6級以上地震近千次。最近100里中國死于地震的人數(shù)

4、高達55萬之多占全球地震死亡人數(shù)的53%。所以城市中的地震災害主要是由建筑物的倒塌、破壞直接或間接造成的，因而提高各類工程的抗震能力就成為減輕城市震害的重要對策之一?？茖W地確定抗震設防標準，嚴格按照標準進行工程設計，認真按照抗震設計施工和監(jiān)理，工程就會具有較強的抗震能力，強震發(fā)生時才能有效減輕震害。2建筑設計在抗震中的問題我國地震活動頻度高、強度大、震源淺、分布廣是一個地震多發(fā)國家。地震是一種多發(fā)性的隨機震動其復雜性和不確定性很難把握要

5、準確預測建筑物震害的特性和參數(shù)目前還很難做到。抗震慨念的設計強調在工程設計一開始就應把握好場地條件和場地土的穩(wěn)定性、能量輸入、建筑物的平、立面布置及其體形、結構體系、剛度分布、抗側力構件的布置、構件延性材料與施工質量等幾個主要方面，其中主要的問題有以下幾點：2.1設計人員“思想保守”與過于“開放”“思想保守”體現(xiàn)在結構設計方面比較多，例如：現(xiàn)在很多高層住宅，剪力墻過多過厚，由于剛度過大，導致相對側移值過小，遠遠小于規(guī)范的規(guī)定值，一來不利

6、于建筑物抗震，二來不經(jīng)濟。2.2專業(yè)技術知識不扎實，專業(yè)之間配合不到位有些設計人員沒有扎實的專業(yè)技術知識，自然設計出的建筑圖紙會出現(xiàn)很多問題，給施工帶來難度。不具備扎實的專業(yè)知識，在施工過程中出現(xiàn)的臨時性問題更是難以應付，有的甚至對施工工藝都不太了解。2.3平面布局的剛度不均?？拐鹪O計要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對稱，建筑的質量分布和剛度變化宜均勻，否則應考慮其不利影響。但有的平面設計存在嚴重的不對稱：一邊進深大，一邊進深??；一邊設計

7、大開間，一邊為小房間；一邊墻落地承重，一邊又為柱承重。平面形狀采用L、π形不規(guī)則平面等，造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車庫的住宅，一側為進出車需要，取消全部外縱墻，另一側不需進出車輛，因而墻直接落地，造成橫向剛度不均。這些都對抗震極為不利。2.4抗震構造柱布置不當。如外墻轉角處，大廳四角未設構造柱或構造柱不成對設置；以構造柱代替磚墻承重；山墻與縱墻交接處不設抗震構造柱；過多設置抗震構造柱等。上述這些問題的存在，倘若不能得到改正，勢必對

8、建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的存在，倘若不能得到改正，勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的原因是多方面的，有認識方面的原因有計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉化過程中出現(xiàn)的原因，有設計人員忽視了抗震概念設計方面的原因(未能從整體、全局上把握好)，有法律建設方面的原因(在工程抗震設防管理方面缺乏國家政府法律依據(jù)，特別是處罰方面)，通過這些問題來研究中短柱的問題，并且根據(jù)實際建筑結構及其在強震作用下的破壞過程是很復雜的，目前難以對此進行較為精

9、確而可靠的計算。因此，20世紀70年代以來，各國標準強調了工程技術人員必須重視“結構抗震概念設計”，即根據(jù)地震災害調查、科學研究和工程經(jīng)驗等所形成的基本原則和設計思路，進行建筑結構的總體布局并確定細部構造。這種設計理念將有助于明確結構抗震思想，不但有利于提高建筑結構的抗震性能，而且也為有關抗震計算創(chuàng)造有利條件，使計算分析結果更能反映今后地震時結構的實際地震反應。3建筑設計在抗震方工的必要性近幾十年來結構抗震設計方法的研究與進展尤其是各國

10、歷次大地震對人類造成嚴重災害的經(jīng)驗教訓使世界各國地震工程學者及工程抗震設計人員逐步取得了較為一致的認識。用形象語言來概括即遵循“小震不壞大震不倒”的設計原則。這已成為當今世界各國公認的結構抗震設計準則并開始在各國規(guī)范中有所體現(xiàn)，根據(jù)城市和經(jīng)濟高速穩(wěn)步發(fā)展，對抗震設防提出了更高要求，也打造了良好的物質平臺。有效提高工程抗震能力，越來越成為社會共識。建筑抗震可歸納為：1、慎重選擇場地；2、科學確定工程的抗震設防標準，特殊工程要進行地震安全性

11、評價；3、不同類型建筑要采用適合的結構形式；4、合理布置，平面立面要規(guī)則些，底層層高跨度不宜過大；5、盡量采用隔震減震技術；6、注重施工質量；地震是地殼運動在某些階段發(fā)生急劇變化時的一種自然現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，全世界每年發(fā)生的地震約達500萬次，其中絕大多數(shù)地震由于發(fā)生在地球深處或者它所釋放的能量小而人們難以感覺到；而人們感覺到的地震，也即有感地震，僅占總量的1%左右；能造成災害的強烈地震則為數(shù)更少，平均每年十幾起。然而，就是這些每年為數(shù)不多

12、的地震，卻給人們帶來了無可挽回的巨大經(jīng)濟財產(chǎn)損失和觸目驚心的人身傷亡事故。據(jù)有關方面對世界上130次傷亡巨大的地震震害資料所做的統(tǒng)計表明，95%以上的傷亡是因為無抗震能力或抗震能力低的建筑物倒塌而造成的。典型的例子如，日本是個多地震國家，政府一貫重視建筑物抗震設計，其防震設施和技術相當先進，建筑物通常具備了抗御7~8級地震的能力；而阿爾及利亞當?shù)胤课萁ㄖ|量普遍低劣，抗震性能差，地震時易坍塌。由此可見，對建筑物進行有效的抗震設計是減輕地

13、震災情最有效、最根本的措施，4總結：地震是一種突發(fā)式的自然災害現(xiàn)象，從世界各國減輕地震災害所采取的措施來看，主要有三條：一是加強地震預報，力爭在地震發(fā)生前采取行動以減少損失；二是在設計和施工方面提高各類建筑物對地震的抵抗能力，包括對已建建筑進行抗震能力鑒定及加固；三是加強地震時應急指揮和救援工作?？傊?，從各個環(huán)節(jié)上重視和把關，把地震災害盡量降到最小、最輕。參考文獻：[1]現(xiàn)行建筑設計規(guī)范大全[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.[

14、2]王崇杰，崔艷秋.建筑設計基礎[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.[3]王則毅，楊盛和.房屋結構抗震[M].重慶:重慶大學出版社，2009.[4]閻興華，韓淼.工程結構抗震設計[M].北京:北京計量出版社，2010.萬方數(shù)據(jù)建筑科學112建筑設計在建筑抗震設計中的應用張建江（烏魯木齊新華筑建筑設計有限責任公司，新疆，烏魯木齊，832000）【摘要】對抗震分析與設計在高層建筑結構中的應用進行了介紹。主要分析了現(xiàn)行規(guī)范抗震分析與設

15、計的內(nèi)容、我國高層建筑抗震的抗震分析與設計中常見問題以及抗震分析與設計的新趨勢?！娟P鍵詞】抗震；概念設計；問題；必要性1建筑抗震設計的簡述地震是一種突發(fā)的自然災害，是由地下某處薄弱巖層破裂或地球板塊互相擠壓、沖撞引起振動，并以波的形式傳至地表引起的地面運動。在歷史上我國就是世界上的地震多發(fā)國家之一，1976年7月28日發(fā)生的唐山地震帶給人民的災難極為慘重，死亡達24萬多人，地震之所以造成人民生命財產(chǎn)和國民經(jīng)濟嚴重的損失，直接原因有三：一

16、是地震引起滑坡、地裂、斷層等嚴重的地面變形，直接損害結構物；二是地震引起結構物地基的震陷、砂土液化，使地基失效；三是結構物在劇烈的振動中因承載力不足、變形過大、連接接頭破壞、構件失穩(wěn)甚至整體傾覆而破壞。建筑結構的抗震設計主要針對后一種情況而言，《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011(以下簡稱抗震規(guī)范)規(guī)定：對位于抗震設防區(qū)的建筑物必須進行抗震設計，以預防為主，使建筑經(jīng)抗震設防后，減輕地震破壞，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟損失，實踐證明，若想防控建

17、筑工程質量出現(xiàn)問題，工程的設計質量是第一道關口。由于在設計上出現(xiàn)的問題，會給工程施工階段與交付使用等方面帶來很多安全質量隱患，所以一定要嚴格的管理建筑的抗震設計，20世紀以來中國共發(fā)生6級以上地震近千次。最近100里中國死于地震的人數(shù)高達55萬之多占全球地震死亡人數(shù)的53%。所以城市中的地震災害主要是由建筑物的倒塌、破壞直接或間接造成的，因而提高各類工程的抗震能力就成為減輕城市震害的重要對策之一?？茖W地確定抗震設防標準，嚴格按照標準進行

18、工程設計，認真按照抗震設計施工和監(jiān)理，工程就會具有較強的抗震能力，強震發(fā)生時才能有效減輕震害。2建筑設計在抗震中的問題我國地震活動頻度高、強度大、震源淺、分布廣是一個地震多發(fā)國家。地震是一種多發(fā)性的隨機震動其復雜性和不確定性很難把握要準確預測建筑物震害的特性和參數(shù)目前還很難做到?？拐鹂畹脑O計強調在工程設計一開始就應把握好場地條件和場地土的穩(wěn)定性、能量輸入、建筑物的平、立面布置及其體形、結構體系、剛度分布、抗側力構件的布置、構件延性材料

19、與施工質量等幾個主要方面，其中主要的問題有以下幾點：2.1設計人員“思想保守”與過于“開放”“思想保守”體現(xiàn)在結構設計方面比較多，例如：現(xiàn)在很多高層住宅，剪力墻過多過厚，由于剛度過大，導致相對側移值過小，遠遠小于規(guī)范的規(guī)定值，一來不利于建筑物抗震，二來不經(jīng)濟。2.2專業(yè)技術知識不扎實，專業(yè)之間配合不到位有些設計人員沒有扎實的專業(yè)技術知識，自然設計出的建筑圖紙會出現(xiàn)很多問題，給施工帶來難度。不具備扎實的專業(yè)知識，在施工過程中出現(xiàn)的臨時性問

20、題更是難以應付，有的甚至對施工工藝都不太了解。2.3平面布局的剛度不均?？拐鹪O計要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對稱，建筑的質量分布和剛度變化宜均勻，否則應考慮其不利影響。但有的平面設計存在嚴重的不對稱：一邊進深大，一邊進深小；一邊設計大開間，一邊為小房間；一邊墻落地承重，一邊又為柱承重。平面形狀采用L、π形不規(guī)則平面等，造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車庫的住宅，一側為進出車需要，取消全部外縱墻，另一側不需進出車輛，因而墻直接落地，造成

21、橫向剛度不均。這些都對抗震極為不利。2.4抗震構造柱布置不當。如外墻轉角處，大廳四角未設構造柱或構造柱不成對設置；以構造柱代替磚墻承重；山墻與縱墻交接處不設抗震構造柱；過多設置抗震構造柱等。上述這些問題的存在，倘若不能得到改正，勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的存在，倘若不能得到改正，勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的原因是多方面的，有認識方面的原因有計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉化過程中出現(xiàn)的原因，有設計人員忽視了抗震概念設計方

22、面的原因(未能從整體、全局上把握好)，有法律建設方面的原因(在工程抗震設防管理方面缺乏國家政府法律依據(jù)，特別是處罰方面)，通過這些問題來研究中短柱的問題，并且根據(jù)實際建筑結構及其在強震作用下的破壞過程是很復雜的，目前難以對此進行較為精確而可靠的計算。因此，20世紀70年代以來，各國標準強調了工程技術人員必須重視“結構抗震概念設計”，即根據(jù)地震災害調查、科學研究和工程經(jīng)驗等所形成的基本原則和設計思路，進行建筑結構的總體布局并確定細部構造。

23、這種設計理念將有助于明確結構抗震思想，不但有利于提高建筑結構的抗震性能，而且也為有關抗震計算創(chuàng)造有利條件，使計算分析結果更能反映今后地震時結構的實際地震反應。3建筑設計在抗震方工的必要性近幾十年來結構抗震設計方法的研究與進展尤其是各國歷次大地震對人類造成嚴重災害的經(jīng)驗教訓使世界各國地震工程學者及工程抗震設計人員逐步取得了較為一致的認識。用形象語言來概括即遵循“小震不壞大震不倒”的設計原則。這已成為當今世界各國公認的結構抗震設計準則并開始

24、在各國規(guī)范中有所體現(xiàn)，根據(jù)城市和經(jīng)濟高速穩(wěn)步發(fā)展，對抗震設防提出了更高要求，也打造了良好的物質平臺。有效提高工程抗震能力，越來越成為社會共識。建筑抗震可歸納為：1、慎重選擇場地；2、科學確定工程的抗震設防標準，特殊工程要進行地震安全性評價；3、不同類型建筑要采用適合的結構形式；4、合理布置，平面立面要規(guī)則些，底層層高跨度不宜過大；5、盡量采用隔震減震技術；6、注重施工質量；地震是地殼運動在某些階段發(fā)生急劇變化時的一種自然現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，全

25、世界每年發(fā)生的地震約達500萬次，其中絕大多數(shù)地震由于發(fā)生在地球深處或者它所釋放的能量小而人們難以感覺到；而人們感覺到的地震，也即有感地震，僅占總量的1%左右；能造成災害的強烈地震則為數(shù)更少，平均每年十幾起。然而，就是這些每年為數(shù)不多的地震，卻給人們帶來了無可挽回的巨大經(jīng)濟財產(chǎn)損失和觸目驚心的人身傷亡事故。據(jù)有關方面對世界上130次傷亡巨大的地震震害資料所做的統(tǒng)計表明，95%以上的傷亡是因為無抗震能力或抗震能力低的建筑物倒塌而造成的。典

26、型的例子如，日本是個多地震國家，政府一貫重視建筑物抗震設計，其防震設施和技術相當先進，建筑物通常具備了抗御7~8級地震的能力；而阿爾及利亞當?shù)胤课萁ㄖ|量普遍低劣，抗震性能差，地震時易坍塌。由此可見，對建筑物進行有效的抗震設計是減輕地震災情最有效、最根本的措施，4總結：地震是一種突發(fā)式的自然災害現(xiàn)象，從世界各國減輕地震災害所采取的措施來看，主要有三條：一是加強地震預報，力爭在地震發(fā)生前采取行動以減少損失；二是在設計和施工方面提高各類建筑

27、物對地震的抵抗能力，包括對已建建筑進行抗震能力鑒定及加固；三是加強地震時應急指揮和救援工作?？傊?，從各個環(huán)節(jié)上重視和把關，把地震災害盡量降到最小、最輕。參考文獻：[1]現(xiàn)行建筑設計規(guī)范大全[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.[2]王崇杰，崔艷秋.建筑設計基礎[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.[3]王則毅，楊盛和.房屋結構抗震[M].重慶:重慶大學出版社，2009.[4]閻興華，韓淼.工程結構抗震設計[M].北京:北京計