建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的應(yīng)用

1、建筑科學112建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的應(yīng)用張建江（烏魯木齊新華筑建筑設(shè)計有限責任公司，新疆，烏魯木齊，832000）【摘要】對抗震分析與設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進行了介紹。主要分析了現(xiàn)行規(guī)范抗震分析與設(shè)計的內(nèi)容、我國高層建筑抗震的抗震分析與設(shè)計中常見問題以及抗震分析與設(shè)計的新趨勢?！娟P(guān)鍵詞】抗震；概念設(shè)計；問題；必要性1建筑抗震設(shè)計的簡述地震是一種突發(fā)的自然災(zāi)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(zāi)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(jié)構(gòu)物；二是地震引起結(jié)構(gòu)物地基的震陷、砂土液化，使地基失效；三是結(jié)構(gòu)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(gòu)件失穩(wěn)甚至整體傾覆而破壞。建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計主要針對后一種

3、情況而言，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011(以下簡稱抗震規(guī)范)規(guī)定：對位于抗震設(shè)防區(qū)的建筑物必須進行抗震設(shè)計，以預(yù)防為主，使建筑經(jīng)抗震設(shè)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(zhì)量出現(xiàn)問題，工程的設(shè)計質(zhì)量是第一道關(guān)口。由于在設(shè)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(zhì)量隱患，所以一定要嚴格的管理建筑的抗震設(shè)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(zāi)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(shè)防標準，嚴格按照標準進行工程設(shè)計，認真按照抗震設(shè)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(shè)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(fù)雜性和不確定性很難把握要

5、準確預(yù)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(shè)計強調(diào)在工程設(shè)計一開始就應(yīng)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(jié)構(gòu)體系、剛度分布、抗側(cè)力構(gòu)件的布置、構(gòu)件延性材料與施工質(zhì)量等幾個主要方面，其中主要的問題有以下幾點：2.1設(shè)計人員“思想保守”與過于“開放”“思想保守”體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)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(dǎo)致相對側(cè)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(shù)知識不扎實，專業(yè)之間配合不到位有些設(shè)計人員沒有扎實的專業(yè)技術(shù)知識，自然設(shè)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(yīng)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。抗震設(shè)計要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對稱，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，否則應(yīng)考慮其不利影響。但有的平面設(shè)計存在嚴重的不對稱：一邊進深大，一邊進深??；一邊設(shè)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(cè)為進出車需要，取消全部外縱墻，另一側(cè)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(gòu)造柱布置不當。如外墻轉(zhuǎn)角處，大廳四角未設(shè)構(gòu)造柱或構(gòu)造柱不成對設(shè)置；以構(gòu)造柱代替磚墻承重；山墻與縱墻交接處不設(shè)抗震構(gòu)造柱；過多設(shè)置抗震構(gòu)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(zhuǎn)化過程中出現(xiàn)的原因，有設(shè)計人員忽視了抗震概念設(shè)計方面的原因(未能從整體、全局上把握好)，有法律建設(shè)方面的原因(在工程抗震設(shè)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(jié)構(gòu)及其在強震作用下的破壞過程是很復(fù)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(diào)了工程技術(shù)人員必須重視“結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計”，即根據(jù)地震災(zāi)害調(diào)查、科學研究和工程經(jīng)驗等所形成的基本原則和設(shè)計思路，進行建筑結(jié)構(gòu)的總體布局并確定細部構(gòu)造。這種設(shè)計理念將有助于明確結(jié)構(gòu)抗震思想，不但有利于提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，而且也為有關(guān)抗震計算創(chuàng)造有利條件，使計算分析結(jié)果更能反映今后地震時結(jié)構(gòu)的實際地震反應(yīng)。3建筑設(shè)計在抗震方工的必要性近幾十年來結(jié)構(gòu)抗震設(shè)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(zāi)害的經(jīng)驗教訓(xùn)使世界各國地震工程學者及工程抗震設(shè)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(shè)計原則。這已成為當今世界各國公認的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)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(shè)防提出了更高要求，也打造了良好的物質(zhì)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(shè)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(jié)構(gòu)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(shù)；6、注重施工質(zhì)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(zāi)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(guān)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(shè)計，其防震設(shè)施和技術(shù)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|(zhì)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(shè)計是減輕地

13、震災(zāi)情最有效、最根本的措施，4總結(jié)：地震是一種突發(fā)式的自然災(zāi)害現(xiàn)象，從世界各國減輕地震災(zāi)害所采取的措施來看，主要有三條：一是加強地震預(yù)報，力爭在地震發(fā)生前采取行動以減少損失；二是在設(shè)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(yīng)急指揮和救援工作?？傊瑥母鱾€環(huán)節(jié)上重視和把關(guān)，把地震災(zāi)害盡量降到最小、最輕。參考文獻：[1]現(xiàn)行建筑設(shè)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(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.[3]王則毅，楊盛和.房屋結(jié)構(gòu)抗震[M].重慶:重慶大學出版社，2009.[4]閻興華，韓淼.工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)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(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的應(yīng)用張建江（烏魯木齊新華筑建筑設(shè)計有限責任公司，新疆，烏魯木齊，832000）【摘要】對抗震分析與設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進行了介紹。主要分析了現(xiàn)行規(guī)范抗震分析與設(shè)

15、計的內(nèi)容、我國高層建筑抗震的抗震分析與設(shè)計中常見問題以及抗震分析與設(shè)計的新趨勢?！娟P(guān)鍵詞】抗震；概念設(shè)計；問題；必要性1建筑抗震設(shè)計的簡述地震是一種突發(fā)的自然災(zāi)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(zāi)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(jié)構(gòu)物；二是地震引起結(jié)構(gòu)物地基的震陷、砂土液化，使地基失效；三是結(jié)構(gòu)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(gòu)件失穩(wěn)甚至整體傾覆而破壞。建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計主要針對后一種情況而言，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011(以下簡稱抗震規(guī)范)規(guī)定：對位于抗震設(shè)防區(qū)的建筑物必須進行抗震設(shè)計，以預(yù)防為主，使建筑經(jīng)抗震設(shè)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(zhì)量出現(xiàn)問題，工程的設(shè)計質(zhì)量是第一道關(guān)口。由于在設(shè)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(zhì)量隱患，所以一定要嚴格的管理建筑的抗震設(shè)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(zāi)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(shè)防標準，嚴格按照標準進行

18、工程設(shè)計，認真按照抗震設(shè)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(shè)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(fù)雜性和不確定性很難把握要準確預(yù)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(shè)計強調(diào)在工程設(shè)計一開始就應(yīng)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(jié)構(gòu)體系、剛度分布、抗側(cè)力構(gòu)件的布置、構(gòu)件延性材料

19、與施工質(zhì)量等幾個主要方面，其中主要的問題有以下幾點：2.1設(shè)計人員“思想保守”與過于“開放”“思想保守”體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)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(dǎo)致相對側(cè)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(shù)知識不扎實，專業(yè)之間配合不到位有些設(shè)計人員沒有扎實的專業(yè)技術(shù)知識，自然設(shè)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(yīng)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。抗震設(shè)計要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對稱，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，否則應(yīng)考慮其不利影響。但有的平面設(shè)計存在嚴重的不對稱：一邊進深大，一邊進深??；一邊設(shè)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(cè)為進出車需要，取消全部外縱墻，另一側(cè)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(gòu)造柱布置不當。如外墻轉(zhuǎn)角處，大廳四角未設(shè)構(gòu)造柱或構(gòu)造柱不成對設(shè)置；以構(gòu)造柱代替磚墻承重；山墻與縱墻交接處不設(shè)抗震構(gòu)造柱；過多設(shè)置抗震構(gòu)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(zhuǎn)化過程中出現(xiàn)的原因，有設(shè)計人員忽視了抗震概念設(shè)計方

22、面的原因(未能從整體、全局上把握好)，有法律建設(shè)方面的原因(在工程抗震設(shè)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(jié)構(gòu)及其在強震作用下的破壞過程是很復(fù)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(diào)了工程技術(shù)人員必須重視“結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計”，即根據(jù)地震災(zāi)害調(diào)查、科學研究和工程經(jīng)驗等所形成的基本原則和設(shè)計思路，進行建筑結(jié)構(gòu)的總體布局并確定細部構(gòu)造。

23、這種設(shè)計理念將有助于明確結(jié)構(gòu)抗震思想，不但有利于提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，而且也為有關(guān)抗震計算創(chuàng)造有利條件，使計算分析結(jié)果更能反映今后地震時結(jié)構(gòu)的實際地震反應(yīng)。3建筑設(shè)計在抗震方工的必要性近幾十年來結(jié)構(gòu)抗震設(shè)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(zāi)害的經(jīng)驗教訓(xùn)使世界各國地震工程學者及工程抗震設(shè)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(shè)計原則。這已成為當今世界各國公認的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)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(shè)防提出了更高要求，也打造了良好的物質(zhì)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(shè)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(jié)構(gòu)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(shù)；6、注重施工質(zhì)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(zāi)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(guān)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(shè)計，其防震設(shè)施和技術(shù)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|(zhì)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(shè)計是減輕地震災(zāi)情最有效、最根本的措施，4總結(jié)：地震是一種突發(fā)式的自然災(zāi)害現(xiàn)象，從世界各國減輕地震災(zāi)害所采取的措施來看，主要有三條：一是加強地震預(yù)報，力爭在地震發(fā)生前采取行動以減少損失；二是在設(shè)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(yīng)急指揮和救援工作?？傊?，從各個環(huán)節(jié)上重視和把關(guān)，把地震災(zāi)害盡量降到最小、最輕。參考文獻：[1]現(xiàn)行建筑設(shè)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(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.[3]王則毅，楊盛和.房屋結(jié)構(gòu)抗震[M].重慶:重慶大學出版社，2009.[4]閻興華，韓淼.工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計[M].北京:北京計