建筑抗震設(shè)計(jì)淺談

1、<p><b>　　建筑抗震設(shè)計(jì)淺談</b></p><p>　　摘要：本文首先對地震震區(qū)砌體結(jié)構(gòu)建筑、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑、鋼結(jié)構(gòu)建筑倒塌原因進(jìn)行了分析，對建筑抗震設(shè)計(jì)基本要求（建筑的規(guī)則性要求、結(jié)構(gòu)整體性要求、砌體結(jié)構(gòu)樓梯間設(shè)計(jì)要求、防震縫設(shè)置問題、結(jié)構(gòu)多道抗震防線要求）進(jìn)行了討論，希望對我國建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的修訂有參考意義。 </p><p>　　關(guān)

2、鍵詞：抗震設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)；倒塌分析 </p><p>　　中圖分類號：TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p>　　1.建筑結(jié)構(gòu)抗震倒塌分析 </p><p>　　通過對唐山、汶川地震的建筑震害相關(guān)資料的對比研究發(fā)現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的倒塌過程大體可分為兩類：第一類是建筑在豎向及水平地震作用和豎向荷載共同作用下，在地面運(yùn)動(dòng)的過程中發(fā)生倒塌；第二類是地

3、震過程中部分豎向承重構(gòu)件破壞，地震后由于破壞構(gòu)件上部結(jié)構(gòu)不能繼續(xù)承受豎向荷載，而發(fā)生倒塌【1】【2】。從倒塌的形式看可分為整體倒塌和局部破壞引起的連續(xù)倒塌兩類。 </p><p>　　1.1砌體結(jié)構(gòu)建筑 </p><p>　　砌體結(jié)構(gòu)建筑的砌筑材料多為脆性材料，抗震性差，在地震中破壞最為嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在墻體大量開裂、倒塌，預(yù)制板脫落等方面，裂縫集中出現(xiàn)在門窗洞和樓梯間等位置，裂縫多呈X形貫

4、通縫。 </p><p>　　1.2鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑 </p><p>　　鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑在地震中的破壞方式集中表現(xiàn)在填充墻和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的大量開裂和坍塌，柱端及節(jié)點(diǎn)破壞也較為突出，大量框架結(jié)構(gòu)破壞呈現(xiàn)“強(qiáng)梁弱柱”機(jī)制。 </p><p><b>　　1.3鋼結(jié)構(gòu)建筑 </b></p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)建筑自

5、重輕、強(qiáng)度大，抵御地震能力強(qiáng)，輕微破壞主要發(fā)生在圍護(hù)結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處等部分。 </p><p>　　2.抗震設(shè)計(jì)基本要求 </p><p>　　2.1建筑的規(guī)則性要求 </p><p>　　對于建筑方案的規(guī)則性，《抗震規(guī)范》做了補(bǔ)充規(guī)定：“建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，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)行專門的研究和論證，采取特別的

6、加強(qiáng)措施；不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的建筑方案”。此規(guī)定為強(qiáng)制性條文，要求建筑師和結(jié)構(gòu)師嚴(yán)格執(zhí)行。 </p><p>　　2.2結(jié)構(gòu)整體性要求 </p><p>　　結(jié)構(gòu)的整體性除了與結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身強(qiáng)度有關(guān)之外，主要取決于構(gòu)件之間連接節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造設(shè)計(jì)?！犊拐鹨?guī)范》規(guī)定：對于鋼筋混凝土構(gòu)件，抗震設(shè)計(jì)應(yīng)做到：“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”；砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱、芯柱或采用配筋砌體；鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)

7、件應(yīng)避免局部失穩(wěn)或整個(gè)構(gòu)件失穩(wěn)。本次修訂吸取汶川地震中大量預(yù)制空心板、屋蓋優(yōu)先塌落造成人員傷亡的教訓(xùn)，特別強(qiáng)調(diào)：“多、高層的混凝土樓、屋蓋宜優(yōu)先采用現(xiàn)澆混凝土板。當(dāng)采用混凝土預(yù)制裝配式樓、屋蓋，應(yīng)從樓蓋體系和構(gòu)造上采取措施確保各預(yù)制板之間連接的整體性”。 </p><p>　　2.3防震縫設(shè)置問題 </p><p>　　《抗震規(guī)范》規(guī)定，“抗震縫應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)材料種類、結(jié)構(gòu)類型、

8、結(jié)構(gòu)單元的高度和高差情況，留有足夠的寬度，其兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)應(yīng)完全分開?！闭_理解本條規(guī)定應(yīng)該是：建筑平、立面布置應(yīng)盡可能規(guī)則，盡量避免采用抗震縫；如果必須留的話，寬度應(yīng)該留夠。有的工程技術(shù)人員在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，往往碰到稍微不規(guī)則的結(jié)構(gòu)就留縫，留的又不夠?qū)挘贿€有是在施工中，澆搗混凝土后的抗震縫兩側(cè)的模板沒有拆除，或留下許多雜物堵塞，結(jié)果等于沒留，地震時(shí)必然導(dǎo)致縫兩側(cè)的構(gòu)建互相碰撞，嚴(yán)重的甚至引起連續(xù)倒塌【3】。 </p>&

9、lt;p>　　2.4結(jié)構(gòu)多道抗震防線要求 </p><p>　　《抗震規(guī)范》對結(jié)構(gòu)體系提出了多道抗震防線的要求，對于大震作用下結(jié)構(gòu)抗倒塌具有重要意義。該要求的目的在于，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到超過設(shè)防烈度的所謂“大震”作用時(shí)，作為第一道防線的某些構(gòu)件，如：框排架結(jié)構(gòu)的柱間支撐或柱子的翼墻、剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁等率先破壞，消耗了地震能量并改變了整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，從而減低了地震力，保護(hù)了作為第一道防線的構(gòu)件，如：框排架結(jié)構(gòu)的柱

10、子剪力墻結(jié)構(gòu)的墻體，它們的存在避免了結(jié)構(gòu)倒塌。砌體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱、圈梁除作為砌體的約束構(gòu)件可以提高墻體延性之外，也可視為第一道防線，在“大震”作用下，墻體可能嚴(yán)重破壞，但由于構(gòu)造柱和圈梁的存在不會(huì)倒塌【4】。 </p><p>　　2.5砌體結(jié)構(gòu)樓梯間設(shè)計(jì)要求 </p><p>　　樓梯間是建筑的出入口，也是地震時(shí)人群疏散的惟一通道。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量問題，可能使樓梯間倒塌破壞，造

11、成嚴(yán)重傷亡和堵塞疏散通道，阻礙救生。由于樓梯間的山墻較高，鋼筋混凝土樓梯構(gòu)件的抗側(cè)剛度較大，而且梯段平臺(tái)與樓層存在錯(cuò)層，對山墻產(chǎn)生出平面的水平剪力，地震時(shí)最容易破壞。因此，對于樓梯間的抗震設(shè)計(jì)，2008版《規(guī)范》7.3.1條特別增加要求，“樓、電梯間四角，樓梯段上下端對應(yīng)的墻體處；外墻四角和對應(yīng)轉(zhuǎn)角；錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處，大房間內(nèi)外墻交接處，較大洞口兩側(cè)”要設(shè)置構(gòu)造柱；第7.3.8條要求，“裝配式樓梯段應(yīng)與平臺(tái)板的梁可靠連接，內(nèi)外

12、墻交接處應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)2 6通長拉接鋼筋”，這些都是保證樓梯間抗震安全的重要措施【5】。 </p><p>　　建筑抗震設(shè)計(jì)本質(zhì)上仍是一種經(jīng)驗(yàn)行為，因此，必須強(qiáng)調(diào)抗震概念設(shè)計(jì)和采用抗震措施在抗震設(shè)計(jì)中的重要性。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　蘇幼坡.唐山震后重建過程及啟示【R】.汶川地震建筑震

13、害調(diào)查與災(zāi)后重建分析報(bào)告.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008,432-441. </p><p>　　張敏政.從汶川地震看抗震設(shè)防和抗震設(shè)計(jì)【J】.土木工程學(xué)報(bào)，2009,42（5）：21-24. </p><p>　　王亞勇.汶川地震建筑震害啟示-三水準(zhǔn)設(shè)防和抗震設(shè)計(jì)基本要求【J】.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2008,29（4）：26-33. </p><p>　　王亞勇.汶