導(dǎo)語：如何才能寫好一篇抗震設(shè)計原則，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞: 延性抗震；能力設(shè)計原則；發(fā)展

中圖分類號：TU973+.31文獻標識碼：A

目前，各國的抗震設(shè)計規(guī)范仍都采用基于強度的設(shè)計方法，并利用結(jié)構(gòu)的延性能力來彌補結(jié)構(gòu)強度的不足，期望在結(jié)構(gòu)容許的變形范圍內(nèi)充分發(fā)揮其塑性耗能的能力，來抵御地震作用。與彈性變形相比,過大的塑性變形會使結(jié)構(gòu)開裂,混凝土脫落,甚至破壞；但另一方面,由于彈塑性階段的結(jié)構(gòu)剛度降低,改變了結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)特性,非彈性的不可恢復(fù)變形可以耗散輸入的地震能量,從而減小地震對結(jié)構(gòu)的作用; 在非線性狀態(tài)下,結(jié)構(gòu)是否破壞將取決于塑性變形能力或耗散能量的能力,而不取決于強度,強度條件并不能恰當?shù)毓纼r結(jié)構(gòu)的抗震能力。如何有效地利用結(jié)構(gòu)非線性變形的耗能能力,同時結(jié)構(gòu)又不會產(chǎn)生過大的強度損失和過大的塑性變形,避免開裂太大而不易修復(fù)或破壞,就必須對結(jié)構(gòu)的彈塑性變形特性及破壞機理作深入的研究,進行結(jié)構(gòu)延性抗震設(shè)計,以減輕甚至避免震害的產(chǎn)生。

在近年來發(fā)生的幾次大地震中,橋梁結(jié)構(gòu)的震害嚴重,如1971年圣費爾南多地震（圖2）中,許多新建橋梁遭到不同程度的破壞。在1976年我國唐山大地震（圖3）中,橋梁大多毀壞或嚴重破壞；同樣在1994年洛杉磯大地震（圖4）和1995年阪神大地震（圖5）中,許多高架橋嚴重破壞。所有這些都說明了橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計存在許多不足, ,也說明延性設(shè)計在目前規(guī)范中尚不完善,有待進一步加強研究,以改進現(xiàn)行的設(shè)計方法,使結(jié)構(gòu)的設(shè)計更合理。

美國圣弗爾南多地震爆發(fā)以后，各國都認識到結(jié)構(gòu)的延性能力對結(jié)構(gòu)抗震性能的重要意義。在1994年美國北嶺（Northridge）地震和1995年日本神戶（Kobe）地震爆發(fā)后，強調(diào)結(jié)構(gòu)總體延性能力，已成為一種共識。為保證結(jié)構(gòu)的延性，同時最大限度地避免地震破壞的隨機性，新西蘭學(xué)者Park等在70年代中期提出了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論中的一個重要原則能力保護設(shè)計原則（Philosophy of Capacity Design），并最早在新西蘭混凝土設(shè)計規(guī)范（NZS3101，1982）中得到應(yīng)用。以后這個原則先后被美國、歐洲和日本等國家的橋梁抗震規(guī)范所采用。

能力保護設(shè)計原則的基本思想在于：通過設(shè)計，使結(jié)構(gòu)體系中的延性構(gòu)件和能力保護構(gòu)件形成強度等級差異，確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件不發(fā)生脆性的破壞模式。

與常規(guī)的設(shè)計方法比較，能力設(shè)計方法的最大優(yōu)勢在于他可以確保結(jié)構(gòu)具有預(yù)知和滿意的延性性能，從而最大限度的避免地震動的不確定性，使結(jié)構(gòu)具有最大可靠度保證意義上的防止倒塌能力。能力設(shè)計方法與常規(guī)設(shè)計方法在結(jié)構(gòu)抗震性能的區(qū)別如表所示。

表1 能力設(shè)計方法與常規(guī)設(shè)計方法在結(jié)構(gòu)抗震性能的區(qū)別

基于能力保護設(shè)計原則的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程，一般都具有以下特征：

（1）選擇合理的結(jié)構(gòu)布局；

（2）選擇地震中預(yù)期出現(xiàn)的彎曲塑性鉸的合理位置，保證結(jié)構(gòu)能形成一個適當?shù)乃苄院哪軝C制；通過強度和延性設(shè)計，確保潛在塑性鉸區(qū)域截面的延性能力；

（3）確立適當?shù)膹姸鹊燃?，確保預(yù)期出現(xiàn)彎曲塑性鉸的構(gòu)件不發(fā)生脆性破壞模式（如剪切破壞、粘結(jié)破壞等），并確保脆性構(gòu)件和不宜用于耗能的構(gòu)件（能力保護構(gòu)件）處于彈性反應(yīng)范圍；

具體到鋼筋混凝土梁橋，按能力保護設(shè)計原則，應(yīng)考慮以下幾方面：

（1）塑性鉸的位置一般選擇出現(xiàn)在墩柱上，墩柱作為延性構(gòu)件設(shè)計，可以發(fā)生彈塑性變形，耗散地震能量。

（2）墩柱的設(shè)計剪力值按能力設(shè)計方法計算，應(yīng)為與柱的極限彎矩（考慮超強系數(shù)）所對應(yīng)的剪力，在計算設(shè)計剪力值時應(yīng)考慮所有潛在的塑性鉸位置以確定最大的設(shè)計剪力；

（3）蓋梁、結(jié)點及基礎(chǔ)按能力保護構(gòu)件設(shè)計，其設(shè)計彎矩、設(shè)計剪力和設(shè)計軸力應(yīng)為與柱的極限彎矩（考慮超強系數(shù)）所對應(yīng)的彎矩、剪力和軸力；在計算蓋梁、結(jié)點和基礎(chǔ)的設(shè)計彎矩、設(shè)計剪力和軸力值時應(yīng)考慮所有潛在的塑性鉸位置以確定最大的設(shè)計彎矩、剪力和軸力。

參考文獻:

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關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震；原則；注意問題

Abstract: With the increase in high-rise buildings, seismic resistant analysis and design is becoming more and more important. This paper combines personal experience on high-rise building structural design principle is analyzed, and the seismic design common problems were analyzed, and puts forward some corresponding methods and measures for improvement.

Key words: high-rise building; seismic; principle; attention problems

中圖分類號：TU761.6文獻標識碼：A 文章編號：

1、高層建筑的概述

在古代人們就開始建造高層建筑，比如埃及的亞歷山大港燈塔，高100 多米，為石結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代高層建筑發(fā)展迅速，在大中城市隨處可見。高層建筑是指超過10 層的住宅建筑和超過24 米高的其他民用建筑。高層建筑可以帶來明顯的社會經(jīng)濟效益；首先，使人口集中，可利用建筑內(nèi)部的豎向和橫向交通縮短部門之間的聯(lián)系距離，從而提高效率；其次能使大面積建筑的用地大幅度縮小，有可能在城市中心地段選址；第三，可以減少市政建設(shè)投資和縮短建筑工期。由于高層建筑的高度比較高，所以解決水平抗剪問題成為關(guān)鍵，而抗震是解決水平抗剪 問題的一個重要因素。然而對于不同的結(jié)構(gòu)形式，同一設(shè)防烈度下，抵抗地震能力有很大區(qū)別，因此選擇合適的結(jié)構(gòu)形式對于高層建筑尤為重要。

2、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則

2.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能①結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)件、強底層柱(墻)”的原則。②對可能造成結(jié)構(gòu)的相對薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。③承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。

2.2 盡可能設(shè)置多道抗震防線

①一個抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架—剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。

②強烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導(dǎo)致倒塌?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時倒塌。

③適當處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強弱關(guān)系，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后，其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。

④在抗震設(shè)計中某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計超強，可能造成結(jié)構(gòu)的其他部位相對薄弱，因此在設(shè)計中不合理的加強以及在施工中以大帶小，改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的做法，都需要慎重考慮。

2.3對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力

①構(gòu)件在強烈地震下不存在強度安全儲備，構(gòu)件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。

②要使樓層(部位)的實際承載能力和設(shè)計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時，會由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。

③要防止在局部上加強而忽視了整個結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。

④在抗震設(shè)計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計應(yīng)注意的問題

3.1應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

結(jié)構(gòu)的平面布置不規(guī)則、平面布局的剛度不均都會對抗震效果產(chǎn)生不利影響。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案。在高層建筑中抗震設(shè)計中，提倡平、立面布置規(guī)正、對稱、減少偏心，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化均勻。以往震害經(jīng)歷表明，此種類型的建筑在地震時比較不容易受到破壞，容易估計出其地震反應(yīng)，易于采取相應(yīng)的抗震措施。

3.2對地基的選擇

選擇堅硬的場地土建造高層建筑，可以明顯地減少地震能量輸入，從而減輕地震的破壞程度。高層建筑宜避開對抗震不利的地段，當條件不允許時應(yīng)采取可靠措施，使建筑在地震時不致由于地基失穩(wěn)而遭受破壞，或者產(chǎn)生過度下沉、傾斜。 為了保證高層建筑的穩(wěn)定性，要求基礎(chǔ)要有一定的埋置深度。埋深基礎(chǔ)四周土壤的被動土壓力，能夠抵抗高層建筑承受水平載荷所產(chǎn)生的傾覆和滑移。天然地基基礎(chǔ)埋深為建筑高度的1/15，樁基基礎(chǔ)埋深為建筑高度的1/18。針對地下室分縫處，應(yīng)有500以上空隙用砂回填夯實；若地下室一面為開口，應(yīng)保證開口以下至少2米以上覆土。

3.3結(jié)構(gòu)的抗震性能

由于高層建筑的受力特點不同于低層建筑，因此在地震區(qū)進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，除應(yīng)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的強度和剛度外，還應(yīng)具有良好的抗震性能。通過合理的抗震設(shè)計，使建筑物達到小震不壞，中震可修，大震不倒。為了達到這一要求，結(jié)構(gòu)必須具有一定的塑性變形能力來吸收地震所產(chǎn)生的能量，減弱地震破壞的影響。

框架結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)使節(jié)點基本不破壞，梁比柱的屈服易早發(fā)生，同一層中各柱兩端的屈服歷程越長越好，底層柱底的塑性鉸宜晚形成，應(yīng)使梁、柱端的塑性鉸出現(xiàn)得盡可能分散，充分發(fā)揮整體結(jié)構(gòu)的抗震能力。為了保證鋼筋砼結(jié)構(gòu)在地震作用下具有足夠的延性和承載力，應(yīng)按照“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節(jié)點弱構(gòu)件”的原則進行設(shè)計，合理地選擇柱截面尺寸，控制柱的軸壓比，注意構(gòu)造配筋要求，特別是要加強節(jié)點的構(gòu)造措施。

3.4抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件應(yīng)設(shè)計成延性結(jié)構(gòu)或構(gòu)件

目前我國采用的傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系是延性結(jié)構(gòu)體系，即適當?shù)乜刂平Y(jié)構(gòu)的剛度，但容許結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時進入非彈性狀態(tài)，并具有較大的延性，提高結(jié)構(gòu)的耗能能力，以消耗地震能量，減輕地震作用，減小樓層地震剪力，使結(jié)構(gòu)物裂而不倒。在施工時應(yīng)采取軟墊隔震、滑移隔震、擺動隔震、懸吊隔震等措施，改變結(jié)構(gòu)的動力特性，減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。

3.5多道設(shè)防

多道設(shè)防，就是設(shè)有多道抗震防線，避免因部分結(jié)構(gòu)的破壞而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力。一個好的抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接來協(xié)同工作。強烈的地震后往往伴隨多次余震，倘若只有一道設(shè)防，在首次受到破壞后再遭余震，建筑結(jié)構(gòu)將會因損傷積累而導(dǎo)致倒塌?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，并建立一系列分布的屈服區(qū)，主要的耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當剛度，以提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，盡量避免倒塌。

4、如何做好防范高層建筑抗震意識

4.1應(yīng)當注意防震縫的設(shè)計，必須留有足夠的寬度。

4.2平面形狀或剛度不對稱，會使建筑物產(chǎn)生顯著的扭轉(zhuǎn)，震害嚴重。

4.3凸出屋面的塔樓受高振型的影響，產(chǎn)生顯著的鞭梢效應(yīng)，破壞嚴重。

4.4高層部分和低層部分之間的連接構(gòu)造不合理。

4.5框架柱截面太少，箍筋不足，柱子的延性和抗震能力不夠而發(fā)生剪切破壞或柱頭壓碎。

4.6由于沿豎向樓層質(zhì)量與剛度變化太大，是樓層變形過分集中而產(chǎn)生破壞。

4.7地基的穩(wěn)定性問題要特別注意。

4.8伸縮縫和沉降縫寬度過小，碰撞破壞很多。

4.9不應(yīng)在建筑物端部設(shè)置樓梯間，樓板有大洞口，因剛度不均勻而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。

4.10外縱墻門窗洞口過大，連梁尺寸太小，容易產(chǎn)生破壞。

4.11中間部分樓層柱子截面和材料改變或取消了部分剪力墻，產(chǎn)生剛度或承載力突變，形成結(jié)構(gòu)薄弱層。

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[關(guān)鍵詞]橋梁工程 抗震設(shè)計 方法

中圖分類號：[TU997] 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2013）36-0489-02

抗震概念設(shè)計是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，正確地解決結(jié)構(gòu)總體方案、材料使用和細部構(gòu)造，以達到合理抗震設(shè)計的目的。合理的抗震設(shè)計，要求設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)在強度、剛度和延性等指標上有最佳的組合。

一、橋梁結(jié)構(gòu)地震破壞的主要形式

根據(jù)橋梁過去的地震破壞情況，除了如液化、斷層等凼地基失效引起的破壞以外，混凝上橋梁最常見的破壞形式有以下四種：

1、彎曲破壞。結(jié)構(gòu)在水平地震荷載作用下由于過大的變形導(dǎo)致混凝土保護層脫落、鋼筋壓屈和內(nèi)部混凝土壓碎、崩裂，結(jié)構(gòu)失去承載能力。整個過程可以用以下四個階段來描述：①當彎矩達到開裂強度時，截面出現(xiàn)水平彎曲裂縫；②隨著裂縫的發(fā)展和荷載強度的提高，受拉側(cè)的縱筋達到屈服強度；③隨著變形量的增大，混凝土保護層脫落、塑性鉸范圍擴大；④鋼筋壓屈（或拉斷）和內(nèi)部混凝土壓碎、崩裂。

1.2 剪切破壞（彎剪破壞）。在水平地震倚戟作用下，當結(jié)構(gòu)受到的剪切力超過截而剪切強度時發(fā)生剪切破壞，整個破壞過程可以用以下四個階段來描述：①截血彎矩達到開裂強度時，截面出現(xiàn)水平彎曲裂縫；②隨著裂縫的發(fā)展和荷載強度的提高，柱內(nèi)出現(xiàn)斜方向的剪切裂縫；③局部剪切裂縫增大，箍筋屈服導(dǎo)致剪切裂縫進一步增長；④發(fā)生脆性的剪切破壞。

3、落梁破壞。當梁體的水平位移超過梁端支撐長度時發(fā)生落梁破壞。落梁破壞是由于梁與橋墩（臺）的相對位移過大，支座喪失約束能力后引起的一種破壞形式。發(fā)生在橋墩之間地震相對位移過大、梁的支撐長度不夠、支座破壞、梁間地震碰撞等情況。

4、支座損傷。上部結(jié)構(gòu)的地震慣性力通過支座傳到下部結(jié)構(gòu)，當傳遞荷載超過支座設(shè)計強度時支座發(fā)生損傷、破壞。支座損傷也是引起落梁破壞的主要原因。對于下部結(jié)構(gòu)而言，支座損傷可以避免上部結(jié)構(gòu)的地震荷載傳到橋墩，避免橋梁發(fā)生破壞。

二、橋梁抗震設(shè)計原則

合理的抗震設(shè)計，要求設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)在強度、剛度和延性等指標上有最佳的組合，使結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)濟的實現(xiàn)抗震設(shè)防的目標。要達到這個要求，就需要設(shè)計工程師深入了解對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)有重要影響的基本因素，并具有豐富的經(jīng)驗和創(chuàng)造力，而不僅僅是按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行[2]。以下為抗震設(shè)計應(yīng)盡可能遵循的一些基本原則，這些原則基于歷次的橋梁震害教訓(xùn)和當前公認的理論認識。

①場地選擇。除了根據(jù)地震危險性分析盡可能選擇比較安全的廠址之外，還要考慮一個地區(qū)內(nèi)的場地選擇。選擇的原則是：避免地震時可能發(fā)生地基失效的松軟場地，選擇堅硬場地。②體系的整體性和規(guī)則性。橋梁的整體性要好，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能是連續(xù)的。較好的整體性可防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時被震散掉落，同時它也是結(jié)構(gòu)發(fā)揮空間作用的基本條件。無論是在平面還是在立面上，結(jié)構(gòu)的布置都要力求使幾何尺寸、質(zhì)量和剛度均勻、對稱、規(guī)整，避免突然變化。③提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的強度和延性。橋梁結(jié)構(gòu)的地震破壞源于地震動引起的結(jié)構(gòu)振動，因此抗震設(shè)計要力圖使從地基傳入結(jié)構(gòu)的振動能量為最小，并使結(jié)構(gòu)具有適當?shù)膹姸取偠群脱有?，以防止不能容忍的破壞。在不增加重量、不改變剛度的前提下，提高總體強度和延性是兩個有效的抗震途徑。剛度的選擇有助于控制結(jié)構(gòu)變形；強度與延性則是決定結(jié)構(gòu)抗震能力的兩個重要參數(shù)。由于地震動可造成結(jié)構(gòu)和構(gòu)件周期反復(fù)變形，使其剛度與強度逐漸退化，因此，只重視強度而忽視延性絕對不是良好的抗震設(shè)計。④能力設(shè)計原則。能力設(shè)計思想強調(diào)強度安全度差異，即在不同構(gòu)件（延性構(gòu)件和能力保護構(gòu)件-不適宜發(fā)生非彈性變形的構(gòu)件統(tǒng)稱為能力保護構(gòu)件）和不同破壞模式（延性破壞和脆性破壞模式）之間確立不同的強度安全度。通過強度安全度差異，確保結(jié)構(gòu)在大地震下以延性形式反應(yīng)，不發(fā)生脆性的破壞模式。在我國以前的建筑抗震設(shè)計中，普遍采用“強柱弱梁，強剪弱彎，強節(jié)點弱構(gòu)件”的設(shè)計思想。⑤多道抗震防線。應(yīng)盡量使橋梁成為具有多道抵抗地震側(cè)向力的體系，則在強地震動過程中，一道防線破壞后尚有第二道防線可以支撐結(jié)構(gòu)，避免倒塌。因此，超靜定結(jié)構(gòu)優(yōu)于同種類型的靜定結(jié)構(gòu)。但相對于建筑結(jié)構(gòu)，橋梁在這方面可利用的余地通常并不大。

三、橋梁抗震設(shè)計方法相關(guān)問題

1、橋梁抗震概念設(shè)計 抗震概念設(shè)計是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，正確地解決結(jié)構(gòu)總體方案、材料使用和細部構(gòu)造，以達到合理抗震設(shè)計的目的。合理抗震設(shè)計，要求設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)，在強度、剛度和延性等指標上有最佳的組合，使結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)濟地實現(xiàn)抗震設(shè)防的目標。應(yīng)當指出，強調(diào)概念設(shè)計重要，并非不重視數(shù)值計算，而是為了給抗震計算創(chuàng)造出有利條件，使計算分析結(jié)果更能反映地震時結(jié)構(gòu)反應(yīng)的實際情況。橋梁抗震概念設(shè)計階段的主要任務(wù)是選擇良好的抗震結(jié)構(gòu)體系，主要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的一般要求進行。對于采用延性抗震概念設(shè)計的橋梁，還包括延性類型選擇和塑性耗能機制選擇。

2、橋梁延性抗震設(shè)計 目前延性抗震驗算所采用的破壞準則主要有：強度破壞準則、變形破壞準則、能量破壞準則、基于低周疲勞特征的破壞準則以及用最大變形和滯回耗能來表達的雙重指標破壞準則等。Housner在對懸臂式單質(zhì)點系統(tǒng)的非線性地震反應(yīng)進行分析后，將其破壞機理總結(jié)為：在形成完全的塑性反應(yīng)之前，出現(xiàn)某種程度的塑性應(yīng)變，由此而消耗的能量自然的構(gòu)成結(jié)構(gòu)等效粘滯阻尼的一部分；當完全進入塑性變形后，產(chǎn)生塑性漂移，并在單方向發(fā)展直到倒塌發(fā)生。他認為塑性反應(yīng)階段，保證結(jié)構(gòu)不破壞的條件是讓其保有足夠的耗能能力。

3、多階段設(shè)計方法 隨著對地震產(chǎn)生機理、地震動特性以及地震作用下各類結(jié)構(gòu)動力特性、破壞機理、構(gòu)件能力研究認識的加深以及對結(jié)構(gòu)在不同發(fā)生概率地震作用下預(yù)期性能目標的不同，促使結(jié)構(gòu)設(shè)計在設(shè)計原則、設(shè)防水準等各個方面進行不斷改進。由原來的單一設(shè)防水準一階段設(shè)計逐漸改進為雙水準或三水準兩階段設(shè)計、三階段設(shè)計，以及多水準設(shè)防、多性能目標準則的基于結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計等。

篇4

關(guān)鍵詞:橋梁，抗震設(shè)計，規(guī)范，發(fā)展

中圖分類號：U452.2+8 文獻標識碼：A

一、前言

隨著我國90年代經(jīng)濟起飛,交通事業(yè)迅猛發(fā)展,特別是高速公路的興建、跨越大江、大河的大跨橋梁、大型立交工程以及城市中大量高架橋的興建,規(guī)范已大大不能適應(yīng).但是目前所有國內(nèi)的橋梁設(shè)計,對抗展設(shè)計均在設(shè)計書上標明的參照規(guī)范即是《公路工程抗展設(shè)計規(guī)范》和《鐵道工程抗展設(shè)計規(guī)范》.2008-10-01 起，我國開始實施《公路橋梁抗震設(shè)計細則》，新規(guī)范總結(jié)了我國橋梁抗震設(shè)計方面

的經(jīng)驗教訓(xùn)并借鑒了國外抗震設(shè)計規(guī)范的先進思想和方法，在整體抗震設(shè)防思想和設(shè)計方法上較舊規(guī)范有較大改進，大大提高了中國橋梁抗震設(shè)計能力。然而，我國幅員遼闊，地震區(qū)分布廣泛，地質(zhì)條件有著較大差異，又由于各地區(qū)經(jīng)濟水平發(fā)展不均衡，新規(guī)范并非十分完善。.

二、 橋梁抗震設(shè)防標準

中國對橋梁等級的劃分首先是根據(jù)橋梁的單跨跨徑，以 150 m 為界，超過 150 m為最高設(shè)防類別，其次根據(jù)公路等級劃分橋梁的抗震等級，對不同等級的橋梁制定不同的抗震設(shè)防目標；對橋梁類別的劃分考慮了橋梁構(gòu)件、土壤液化以及橋梁基本周期，對符合要求的橋梁統(tǒng)一進行抗震設(shè)防；對地震頻發(fā)地區(qū)的橋梁劃分為高等級設(shè)防；對維持交通通行非常重要的橋梁，特別是震后救災(zāi)的生命通道劃分為高設(shè)防等級，保證震后正常的交通通行，但較定性化，工程人員不易判斷橋梁抗震設(shè)防分類?？傮w來說，各國規(guī)范都是根據(jù)結(jié)構(gòu)重要性、抗震救災(zāi)作用、地震可能造成的經(jīng)濟損失和人員傷亡、修復(fù)的難易程度等對橋梁進行設(shè)防分類，但又都較定性化，缺乏考慮對震后救災(zāi)有較大影響的非結(jié)構(gòu)性因素。

三、設(shè)計地震

（一）、地及區(qū)劃

設(shè)計地震動是繼設(shè)計思想之后的影響到橋梁抗震設(shè)計全局的重要問題。地震作用強度是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中最重要的地震動參數(shù)之一。在當前各國的橋梁抗震設(shè)計規(guī)范中采用兩種方式描述這一參數(shù),一種方式是使用“烈度”這個量,如我國《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》,另一種是直接使用地震動參數(shù)。

（二）、場地分類

實際上,目前各國橋梁抗震設(shè)計規(guī)范中都考慮了場地條件對設(shè)計地震動參數(shù)的影響。具體做法是:根據(jù)一定規(guī)則對場地進行分類,然后分別給出各類別場地的地震設(shè)計反應(yīng)譜。橋梁抗展設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢是場地剪切波速(或場地特征周期)和地表覆蓋層厚度。

（三）、地展設(shè)計譜的阻尼修正

阻尼比是影響反應(yīng)譜值一個重要參數(shù)。當結(jié)構(gòu)阻尼比較小時,其變化會顯著地改變反應(yīng)譜值,從而影響結(jié)構(gòu)所受地震力的大小.一般規(guī)范設(shè)計反應(yīng)譜均以一個標準阻尼比值(通常取0.05)為基準,當結(jié)構(gòu)主要振型的阻尼比偏離此標準值較多時,需要對設(shè)計反應(yīng)譜進行修正。AASHTO、ATC一32、Caltrans和NZ規(guī)范不對反應(yīng)譜進行阻尼修正,而EC一8、JAPAN和中國公路規(guī)范對設(shè)計譜進行阻尼修正。

四、地震反應(yīng)分析和計算方法

我國橋梁抗展設(shè)計規(guī)范采用的地展反應(yīng)分析方法,目前規(guī)范計算地震反應(yīng)的方法有四種,即等效靜力法、線性動力法、非線性靜力法和非線性動力法.其中等效靜力法和彈性動力法是目前規(guī)范中廣泛應(yīng)用的方法.非彈性靜力分析方法主要是用來確定結(jié)構(gòu)的倒塌機制和能力。

五、對我國城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范的建議

前面幾節(jié)對我國的橋梁抗震設(shè)計規(guī)范進行了總結(jié),總的來說,我國現(xiàn)行的《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》在設(shè)計思想、設(shè)計方法、構(gòu)造措施和條文可執(zhí)行性等方面顯得落后許多.近十幾年發(fā)生在世界各地的大地展給橋梁結(jié)構(gòu)造成了重大破壞,同時也促進了橋梁抗震設(shè)計規(guī)范的修訂工作.規(guī)范的修訂主要參考了近十幾年來的地震震害經(jīng)驗,同時借鑒了結(jié)構(gòu)抗震研究領(lǐng)域的最新研究成果.概況起來,新規(guī)范的發(fā)展動向有以下幾個方面:

(1)抗震設(shè)防標準.這是橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的最基本問題.過去的幾十年的時間里,橋梁抗展設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢師都提出分級抗震設(shè)防的原則:即小震不壞;中震發(fā)生有限的結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞;大震發(fā)生嚴重的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞,但不產(chǎn)生嚴重的人員傷亡;而在可能襲擊工程場地最嚴重的地震作用下,結(jié)構(gòu)不倒塌。這些基本的結(jié)構(gòu)性能目標今天被大多數(shù)的設(shè)計規(guī)程所采用。但傳統(tǒng)的作法是,只針對單一的地震作用水平進行結(jié)構(gòu)的抗展設(shè)計?，F(xiàn)在的問題是針對每一個目標都給出相應(yīng)的具體設(shè)計程序。這樣一來,就需要對目前實際上還是單一水準強度抗震設(shè)計原則進行修訂,采用多水準、多設(shè)防目標和多階段的抗震設(shè)計原則。

(2)撓度和位移.傳統(tǒng)的橋梁抗震設(shè)計采用強度設(shè)計方法,即使考慮到延性和位移,也是通過強度指標間接地實現(xiàn).現(xiàn)在人們越來越認識到了位移在橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的重要性,很多研究者和工程師建議在抗震設(shè)計中直接使用位移為設(shè)計參數(shù),這樣就將形成多參數(shù)抗震設(shè)計方法。在這方面,各種非彈性反應(yīng)譜的研究和應(yīng)用工作一直在進行.一些建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計指南和準則已經(jīng)引人了位移設(shè)計的概念和方法。

(3)耗材和減震設(shè)計.橋梁結(jié)構(gòu)減、隔震和耗能技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的研究和開發(fā)后,已經(jīng)逐漸進人實用階段.未來橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計規(guī)范應(yīng)對這些技術(shù)在橋梁抗震設(shè)計中的應(yīng)用作出具體、細致的規(guī)定。實際上,日、美、歐、新西蘭等主要地展國家的橋梁抗震設(shè)計規(guī)范已經(jīng)引人相應(yīng)的條款,我國新的《城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范》和即將修訂的《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》也應(yīng)有相應(yīng)的章節(jié)規(guī)范這一技術(shù)的使用.應(yīng)當注意,這一技術(shù)對橋梁的實際減震效果雖有少量的驗證,但其減震規(guī)律變化和經(jīng)濟合理性都有待深人論證。

篇5

關(guān)鍵詞:性能;建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計

隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)方面提出抗震的設(shè)計要求。我國傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)，在抗震性能上有不同程度的缺陷，不利于建筑結(jié)構(gòu)的可靠性及穩(wěn)定性，為了提高建筑結(jié)構(gòu)抗震的水平與性能，應(yīng)該在性能的基礎(chǔ)上，按照建筑結(jié)構(gòu)抗震功能的需求，完善抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，保證抗震結(jié)構(gòu)在建筑工程中的效果，以此來延長建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命。

一、基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

1、結(jié)構(gòu)抗震基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震，不論是結(jié)構(gòu)體系還是非結(jié)構(gòu)體系，都比較注重參數(shù)的設(shè)計，所以建筑結(jié)構(gòu)性能抗震方面，將結(jié)構(gòu)抗震作為核心的內(nèi)容，細化建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，可以滿足整體結(jié)構(gòu)的安全目標，規(guī)避地震作用對建筑結(jié)構(gòu)抗震性的干擾［1］。站在性能的角度上，探討建筑結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造。建筑構(gòu)件或構(gòu)造方面，抗震設(shè)計時要重點考慮變形與能量，基于性能的建筑構(gòu)造抗震設(shè)計，此兩項內(nèi)容是具有特征的項目。結(jié)構(gòu)抗震方面，首先設(shè)計過程中，要明確抗震計算的方式，充分考慮結(jié)構(gòu)抗震性能目標的多樣化，合理分配線性或者是非線性的計算方法，確保結(jié)構(gòu)抗震性能的合理性，進而保證結(jié)構(gòu)抗震達到性能的規(guī)范標準;然后是結(jié)構(gòu)抗震的直觀性與多變性，結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計人員，采用直觀性和多變性的方法，解決建筑結(jié)構(gòu)抗震中的各項問題，尤其是目標參數(shù)的數(shù)值計算，促使各項參數(shù)數(shù)據(jù)，均能具備適用性;最后是結(jié)構(gòu)抗震中的概念設(shè)計，全面完善結(jié)構(gòu)抗震的概念設(shè)計，保障后期結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作的順利進行。2、抗震設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，以性能為基礎(chǔ)的設(shè)計方法，需注重抗震安全的運用，全方位的評估建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，明確抗震設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)性能中的安全程度，有效分配好強度、剛度、最大變形、累積變形等內(nèi)容，體現(xiàn)出建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的高效性［2］。不同的建筑結(jié)構(gòu)性能體系，抗震設(shè)計的方法不同，按照性能方面的相關(guān)準則，在建筑結(jié)構(gòu)抗震研究的現(xiàn)場，隨機選擇地震的發(fā)生點，明確地震的發(fā)生地點、震級以及相應(yīng)的時間，考慮到各項因素不是固定不變的，就要研究抗震設(shè)計中的地震發(fā)生概率，利用概念提高抗震性能設(shè)計的可靠度?？拐鹪O(shè)計先在要在理論上達到標準的適用性，才能應(yīng)用到實際的建筑施工中。基于性能的抗震設(shè)計指標，在建筑結(jié)構(gòu)中起到重要的作用，而且和地震隨機性，存在密切的關(guān)聯(lián)。抗震設(shè)計中，應(yīng)該采用統(tǒng)一的執(zhí)行標準，綜合研究抗震設(shè)計的整體性能，由此才能保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，達到最佳的施工狀態(tài)。

二、基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震評價

1、安全評價安全評價是基于性能建筑結(jié)構(gòu)抗震評價的指標，也是抗震設(shè)計中的重要評價方式。安全評價時，應(yīng)該確定地震動性能指標，估計抗震性能中的剛度、強度等，促使抗震安全性能，可以最大程度的保護建筑結(jié)構(gòu)。我國近幾年的建筑結(jié)構(gòu)抗震性能方面，經(jīng)過評價得出結(jié)論，安全評價下的建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，適用于建筑工程，需要按照不同的結(jié)構(gòu)體系，選擇出建筑抗震結(jié)構(gòu)，采用概率可靠度性能評價的方式，輔助對建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計進行安全評價，同時還要對性能評價中的能量、變形等，實行標準性的控制。2、效益評價建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計的效益評價，是指社會經(jīng)濟效益。社會、業(yè)主等，對建筑結(jié)構(gòu)抗震的社會經(jīng)濟效益，均有最佳的評價方案，目的是站在社會效益、經(jīng)濟效益的指標基礎(chǔ)上，對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計，實行標準的效益評價，估計出地震后，建筑結(jié)構(gòu)的損耗、相關(guān)費用等，進而實行科學(xué)的抗震設(shè)計，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的設(shè)計過程，遵守效益評價的原則，降低地震對建筑結(jié)構(gòu)的破壞力度。

三、基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震控制

首先基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計控制，遵循地震是隨機性的原則，站在安全、保護的角度上，通過科學(xué)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，完善建筑結(jié)構(gòu)的性能及施工，站在專業(yè)的角度考慮，建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的控制方面，可以分配結(jié)構(gòu)自控、設(shè)備控制的形式方法，在建筑結(jié)構(gòu)性能的應(yīng)用層上，控制好抗震結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)能力，強調(diào)建筑結(jié)構(gòu)的自控性能，促使建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，具有自我保護、自我控制的優(yōu)勢，避免增加建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的運行壓力，加強建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的控制能力。然后是基于性能考慮中，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的構(gòu)件控制。例如:現(xiàn)代高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)性能方面，耗能裝置上取消了剪力墻構(gòu)件，將抗震設(shè)計的重點放在加固、修復(fù)的方面，此類的構(gòu)件中，耗能裝置如果有破損、損壞的情況，基本是來源于小型的建筑，中型或大型的建筑，抗震構(gòu)件就會失去保護的性能，導(dǎo)致現(xiàn)場呈現(xiàn)無法修理的局面，我國高層建筑行業(yè)中，應(yīng)該積極控制抗震性能設(shè)計中的構(gòu)件，促使構(gòu)件可以滿足建筑結(jié)構(gòu)的根本需求，以免干擾建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的效果。最后在抗震設(shè)計控制中，積極推進新型耗能結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，常見的有鋼梁－混凝土柱，充分發(fā)揮抗震控制結(jié)構(gòu)的有效作用，體現(xiàn)出基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震控制的作用和運用價值。建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計的未來發(fā)展中，將新型耗能結(jié)構(gòu)作為一項重點，考慮到建筑行業(yè)的專業(yè)化、多元化發(fā)展，需要充分發(fā)揮新型耗能結(jié)構(gòu)的價值，以免影響建筑抗震設(shè)計的效果，體現(xiàn)出新型耗能結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計控制中的必要性。

結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，要以實際的性能為主，根據(jù)建筑工程抗震設(shè)計的社會、經(jīng)濟等要求，規(guī)范好建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的設(shè)計過程，在性能的基礎(chǔ)上，評價建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，加強建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的控制力度，完善相關(guān)的設(shè)計內(nèi)容，避免影響建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的穩(wěn)定性及可靠性，進而確保建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的安全度，消除潛在的抗震風險。

參考文獻

［1］汪夢甫，周錫元．基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計［J］．建筑結(jié)構(gòu)，2003，03:59－61．

篇6

關(guān)鍵詞：房屋建筑、抗震；

中圖分類號：TU8文獻標識碼： A

前言：我國地震災(zāi)害頻發(fā)不斷，為了能夠盡可能地降低地震災(zāi)害對人們生命財產(chǎn)安全的危害程度，我們必須要高度重視建筑結(jié)構(gòu)工程中的抗震設(shè)計，結(jié)合工程實踐，積極地探索總結(jié)經(jīng)驗和技術(shù)，全面提高建筑結(jié)構(gòu)工程中的抗震設(shè)計質(zhì)量，這是當今建筑領(lǐng)域需要面對和亟待解決的重要課題，需要大家的不斷努力來實現(xiàn)。

1.關(guān)于抗震概念設(shè)計的概述及其所應(yīng)遵循基本原則的分析

1.1抗震概念設(shè)計的基本涵義概述

所謂抗震概念設(shè)計是指基于建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震反應(yīng)、抗震過程及所形成的破壞機制在對一定基本原則進行遵循的基礎(chǔ)上應(yīng)用抗震設(shè)計準則來完成建筑結(jié)構(gòu)的布置。在實際當中，存在著很多方面的因素這些因素會對抗震建筑物抗震性能產(chǎn)生著極大的影響，因而進行準確估算建筑物所受地震作用的大小是相當困難的放在實際當中就“概念設(shè)計”和“數(shù)值計算”這二者所產(chǎn)生的作用來看，“概念設(shè)計”所產(chǎn)生的作用顯然要重要得多。所以，能對建筑物結(jié)構(gòu)抗震性能起著決定性作用的因素就是抗震概念設(shè)計撇好結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計是建筑設(shè)計中的一大重要問題。

1.2抗震概念設(shè)計所應(yīng)遵循的基本原則

1.2.1整體合理性原則;進行基礎(chǔ)的設(shè)置，對建筑物的相關(guān)規(guī)定要求進行有效滿足，以便能實現(xiàn)建筑物的結(jié)構(gòu)剛強度與其所對應(yīng)承載力的完美結(jié)合通過抗震概念設(shè)計完美有效地把建筑結(jié)構(gòu)中的各個荷載向基礎(chǔ)進行傳遞。通過這種整體的構(gòu)件布置，達到把各部分建筑物有效融合起來的作用從而帶來效果極佳的整體抗爭性這就是遵循整體合理性原則所帶來的效果。

1.2.2結(jié)構(gòu)合理性原則;實踐表明實現(xiàn)建筑物整體質(zhì)量布置對稱性的前提條件.是進行建筑物自身的對稱性布局;進行建筑物的對稱性布局不僅可大大增強建筑物的抗側(cè)力而且還會產(chǎn)生出一種均衡的抵抗力來應(yīng)對各種外力從而大大增強了建筑物的結(jié)構(gòu)抗震性。

1.2.3形狀簡單原則;對于建筑物形狀而言若設(shè)計得較為簡單則往往會帶來較為明確的建筑結(jié)構(gòu)，這就為進行建筑物各個構(gòu)件的具體準確受力分析，提供了極大的方便此外，這種具有較為簡單形狀的建筑物結(jié)構(gòu)，一旦遭到地震破壞，其所受影響程度也不大那些相對比較薄弱的部分區(qū)域要進行控制或進行修復(fù)也比較容易，因此.遵循這一原則來進行結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計，就可有效實現(xiàn)起建筑物抗震所需要的要求。

2. 建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計注意事項

2.1 建筑物建筑場地的選擇。

在建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計階段，建筑場地的選擇是抗震設(shè)計過程中必須要注意的關(guān)鍵技術(shù)性問題，抗震設(shè)計人員在設(shè)計時應(yīng)深入到建筑場地，對建筑場地的地質(zhì)情況和水文情況進行勘察，收集記錄數(shù)據(jù)，認真研討在該建筑場地建筑房屋對抗震設(shè)計的影響因素，比如建筑場地處于地震頻發(fā)地段或者建筑場地的地基為軟弱地基等，所以在建筑場地選擇時應(yīng)盡量避開這些地段，如果無法避開，就需要充分地運用建筑抗震設(shè)計理論知識，對建筑地基和結(jié)構(gòu)進行強化和優(yōu)化設(shè)計，保證建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，進而提升建筑的抗震能力。同時，根據(jù)建筑物地域性分布及結(jié)構(gòu)特征選擇不同的建筑材料和抗震設(shè)計方案，如果建筑場地處在地震高發(fā)區(qū)，建筑房屋的抗震防烈度要求高，這就需要對建筑結(jié)構(gòu)的柔性和延展性進行考慮。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇。

在建筑結(jié)構(gòu)體系選擇時要對建筑結(jié)構(gòu)的特征進行綜合考慮分析，在設(shè)計過程中要對建筑結(jié)構(gòu)中的任何一個構(gòu)件都要進行抗震能力的分析及試驗，避免因某個微小的房屋構(gòu)件未達到抗震設(shè)計要求，一旦地震發(fā)生，會因一個微小的建筑構(gòu)件影響整個建筑的抗震能力。因此在建筑結(jié)構(gòu)體系選擇時，首要工作是對建筑結(jié)構(gòu)中的各個構(gòu)件承重能力，構(gòu)件均勻沉重分布情況及構(gòu)件的抗震能量傳輸進行分析和計算;

2.3建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計.

另外一個需要注意的問題是建筑平面布置問題，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，除了抗震設(shè)計達到有關(guān)要求外，還需要注意建筑平面布置的規(guī)則性，做到既能滿足抗震要求又能滿足城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃要求。

2.4墻體和屋蓋的抗震設(shè)計要求

經(jīng)大量的房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計及實踐表明，房屋建筑的質(zhì)量越輕，房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性越強，受地震破壞程度越小，所以在房屋建筑墻體設(shè)計時盡可能地從減少墻體重量入手，比如采用新型的防震砌塊; 屋蓋方面也應(yīng)選擇質(zhì)量比較輕的新型建筑材料，盡量不要在屋頂設(shè)置過多的裝飾性建筑，以防增加房屋建筑的整體高寬比影響房屋建筑的抗震性能。

3.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵問題

由于我國高層建筑越來越多，在此對高層建筑的抗震設(shè)計關(guān)鍵問題進行重點說明。

對于高層建筑來說，提高其抗震能力是十分重要的工作，而要提高抗震能力，就得做好設(shè)計工作，優(yōu)化抗震設(shè)計可以從以下幾個方面入手：首先，同樣也是場地的選擇，場地選擇的好壞會直接影響高層建筑的抗震性能，還會給人們的生產(chǎn)生活帶來極大的影響，因此應(yīng)做好場地的選擇工作，其次，結(jié)構(gòu)體系的選擇，可以從三個層次來分析：第一，結(jié)構(gòu)體系需要避免對高層建筑整體抗震產(chǎn)生不利影響，在進行設(shè)計的時候，不能因為部分結(jié)構(gòu)的破壞而導(dǎo)致整個高層建筑結(jié)構(gòu)抗震能力下降或者喪失，第二，結(jié)構(gòu)體系需要有明確的計算簡圖和

合理的地震作用傳播途徑，第三，結(jié)構(gòu)體系必須具備良好的承載能力，變形能力與消耗地震能量的能力，最后，結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，結(jié)構(gòu)的規(guī)則性主要表現(xiàn)在高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)上，尤其需要注意以下問題：第一，高層建筑抗側(cè)力的主體結(jié)構(gòu)的主軸剛度要保持一致的水準，兩主軸的變形特性也應(yīng)該保持在相似的范圍之內(nèi)，因為高層建筑的主體結(jié)構(gòu)是三維立體的，地震的作用力，實際風荷載等在方向上的任意性比較大，而高層建筑的主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的主軸剛度，變形特性只要保持在一致的高度上，就可以使建筑結(jié)構(gòu)具有較好的抗震能力

和抵御強風的能力，第二，高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層剪切剛度不能突變，要保持一定的均勻性，而這種較為均勻的剛性結(jié)構(gòu)可以防止建筑因某一薄弱層的損壞而導(dǎo)致整個主體結(jié)構(gòu)的損壞，特別是處于強震區(qū)的高層建筑，對建筑結(jié)構(gòu)的主體抗側(cè)力的剛度要求更加嚴格，第三，高層建筑的主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置還要保持結(jié)構(gòu)中心與其周邊結(jié)構(gòu)在剛度上的均勻協(xié)調(diào)性，使主體結(jié)構(gòu)的剛度協(xié)調(diào)性保持均勻一致性，同時，還要保證結(jié)構(gòu)主體的抗扭剛度維持在一定的水準，這樣可以有效避免高層建筑結(jié)構(gòu)在強風或強震的扭矩作用下發(fā)生扭曲變形，避免由此而引起的結(jié)構(gòu)性或者非結(jié)構(gòu)性的變形損壞。

結(jié)束語：隨著我國建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，促使了我國房屋建筑在設(shè)計方面的要求日益提高在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計方面也日趨復(fù)雜化;建筑設(shè)計師在進行建筑外觀與平面設(shè)計時所追求的獨特新穎要求等都極大增加了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)布置的難度;在這一建筑設(shè)計過程中加果建筑設(shè)計師未能充分了解有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計這不僅會大大降低建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能而且也會給建筑在施工過程中帶來較大的施工難度以及較大的經(jīng)濟損失;因此，就建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計所起的作用而言雖然只是建筑的一個基礎(chǔ)膽在整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中卻起著極為關(guān)鍵的作用，對于整個建筑的施工質(zhì)量產(chǎn)生著極大的影響正日益受到建筑設(shè)計師的重視和認可。

參考文獻：

[1]周石，徐彤.基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的能量設(shè)計方法田［J］.地震工程與工程振動 2011.

[2]趙艷.關(guān)于改進我國抗震設(shè)計反應(yīng)譜的探討川［J］.地震工程與工程振動2006.

篇7

關(guān)鍵詞： 概念設(shè)計 ； 抗震 ；橋梁 ；匝道；延性

中圖分類號：U448文獻標識碼： A

引言

鄭州市花園路與連霍高速公路互通立交，是鄭州市城市路網(wǎng)中的一個重要節(jié)點，其中花園路是鄭州市區(qū)南北方向的主要交通通道，是鄭州市唯一的一條綠色通道，也是鄭州市主要交通北出口之一。連霍高速公路鄭州段是交通部規(guī)劃的連云港至霍爾果斯國家主干道的組成部分，也是河南省交通最繁忙的路網(wǎng)中的一段，它橫穿鄭州市北部地區(qū)，是鄭州市快速路網(wǎng)中的重要骨架道路?；▓@路立交橋梁工程：包括C匝道（跨連霍高速）橋、C匝道（跨花園路）橋、J匝道橋、K匝道橋、L匝道橋、M匝道橋、N匝道橋。本文只對C匝道（跨連霍高速）橋梁的抗震概念進行探討。

C匝道（跨連霍高速）橋：跨徑布置為（4x20m+4x20m）鋼筋混凝土連續(xù)梁+（40.5m+39.5m）鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)梁+（4x20m,4x20m）鋼筋混凝土連續(xù)梁，部分橋段位于R＝67.75m曲線上。上部結(jié)構(gòu)采用單箱多室斜腹板帶圓弧斷面，下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式橋墩，采用矩形帶弧形形式，墩頂設(shè)置橫系梁，基礎(chǔ)采用4根φ1.2m鉆孔灌注樁。

圖1C匝道(跨連霍高速)橋型布置圖（單位: cm）

圖2C匝道(跨連霍高速)橋橋墩橫斷面圖（單位: cm）

基于抗震設(shè)計在城市橋梁設(shè)計工作中的重要作用和意義，在花園路立交設(shè)計工作中， 抗震設(shè)計作為一條紅線貫穿于設(shè)計工作的全過程。橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，包括兩個范疇：概念設(shè)計和參數(shù)設(shè)計，這兩者是相輔相成的。概念設(shè)計是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，在歐美規(guī)范中，在抗震的概念設(shè)計非常重視。經(jīng)驗表明：對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計來說，概念設(shè)計比結(jié)構(gòu)計算設(shè)計更為重要，結(jié)構(gòu)抗震性能的決定因素是良好的“概念設(shè)計”。由于地震動的不確定性和復(fù)雜性，以及結(jié)構(gòu)計算模型與實際情況的的差異，難以保證理論計算分析與實際情況完全吻合。作為正確的抗震設(shè)計，必須重視抗震概念設(shè)計，靈活而又合理地運用抗震設(shè)計思想，使計算工作不至于盲目而且更有針對性；同時，通過計算，可以對橋梁的抗震概念設(shè)計進行驗證，或者對概念設(shè)計中考慮不周到的地方進行修正。

1橋梁抗震設(shè)計基本原則

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計采用的是“小震不壞，中震可修，大震不倒”的三級設(shè)防思想。《公路橋梁抗震設(shè)計細則》采用的是兩水平設(shè)防，兩階段設(shè)計。第一階段的抗震設(shè)計，采用彈性抗震設(shè)計，第二階段采的抗震設(shè)計，采用延性抗震設(shè)計方法，并引入能力保護設(shè)計原則。通過第一階段的抗震設(shè)計，即對應(yīng)E1地震作用的抗震設(shè)計，可達到和原規(guī)范基本相當?shù)目拐鹪O(shè)防水平。通過第二階段的抗震設(shè)計，即對應(yīng)E2地震作用的抗震設(shè)計，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性能力，通過驗算，確保結(jié)構(gòu)的延性能力大于延性需求。

2橋位選擇

選擇橋梁建設(shè)場址時，應(yīng)根據(jù)橋梁工程的需要，全面掌握場址處的地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料做出綜合分析。應(yīng)避免將橋址選擇在地質(zhì)情況不良的地方：斷層、易產(chǎn)生滑坡的陡峭的山區(qū)、存在容易液化砂土或軟弱夾層的坡地、大面積采空區(qū)等；而開闊、平坦地帶的基巖、堅實的碎石地基、堅硬場地土或密實均勻的中硬場地是橋梁選址的有利地區(qū)。如必須設(shè)置在可液化或松軟土層的河岸地段時，橋長應(yīng)適當增長，將橋臺置于穩(wěn)定的河岸上，而橋墩基礎(chǔ)要加強。

3結(jié)構(gòu)方案的選擇

3.1 立交匝道橋特點

互通立交的匝道橋，受地形、地物和占地面積等影響，其總體布局跟其他橋梁相比，有以下特點：

a)由于互動立交區(qū)匝道的最小平曲線半徑可達到30m，如果橋梁剛好位于小半徑曲線上，則該橋就可能做成曲線橋梁，且往往超高值較大，故橋梁的橫坡較大；

b)由于要在短距離內(nèi)實現(xiàn)高差，匝道橋往往縱坡較大；

c)橋面較窄；

d)匝道橋有時候要跨越主線或其他匝道，以及非機動車道，因此匝道橋的單跨跨徑受到限制，不能減小。

綜上所述，不難得出，匝道橋具有斜、彎、坡、異形等特點，屬于不規(guī)則橋梁，在地震作用下的響應(yīng)比較特殊，其抗震設(shè)計將更復(fù)雜，不僅要滿足常規(guī)橋梁所規(guī)定的構(gòu)造，而且在某些方面需要提出更高的要求。震害表明，曲線梁橋具有較高的地震易損性，薄弱環(huán)節(jié)較多，因此其抗震概念設(shè)計就顯得尤為重要。

3.2 上部結(jié)構(gòu)

由于匝道橋自身的特殊性，受力復(fù)雜，需要采用抗扭剛度較大的截面，且橋梁上部結(jié)構(gòu)的整體性要好。因此，盡量選取具有連續(xù)的上部結(jié)構(gòu)形式，避免采用松散的簡支梁形式，減少伸縮縫，以防止落梁。抗彎、抗扭性能強，整體性強的現(xiàn)澆箱型的截面形式，是較為理想的城市橋梁抗震設(shè)計的備選結(jié)構(gòu)截面形式。

3.3 下部結(jié)構(gòu)

3.3.1 橋墩的形式

匝道橋一般相對較窄，橋墩一般采用雙柱墩或者獨柱墩，橋墩的剛度相對較小。在地震作用下墩身的彎矩和剪力一般不大，但是位移相對較大，如有較好的限位措施，對于抗震來說，未必是不利的。而對于小半徑匝道橋來說，地震作用下，可能會導(dǎo)致橋墩會產(chǎn)生較大的扭矩，所以橋墩墩身宜采用抗扭剛度相對較大且整體性較好的結(jié)構(gòu)，如獨柱實心墩或者空心墩，如采用雙柱式墩，應(yīng)對其進行全橋空間地震響應(yīng)分析，對關(guān)鍵部位進行加強。

3.3.2 橋墩的剛度

對于連續(xù)梁橋，同一聯(lián)內(nèi)各橋墩的高度不同而導(dǎo)致其抗推剛度相差較大，則水平地震力在各墩間的分配不均衡，剛度大的墩將承受較大的水平地震力，嚴重時可能導(dǎo)致剛度較大的橋墩發(fā)生破壞，從而導(dǎo)致全橋損毀。如果剛度中心和質(zhì)量中心偏離，上部結(jié)構(gòu)還將伴隨產(chǎn)生水平轉(zhuǎn)動，又可能導(dǎo)致落梁或者上部結(jié)構(gòu)的碰撞，而匝道橋恰好容易符合這兩個條件：縱坡較大，橋墩高差將會比較大；在小半徑曲線上，地震作用下可能會出現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的水平轉(zhuǎn)動。

雖然匝道橋的橋墩高度相差較大，可以通過改變橋墩截面的形式或大小來對其抗推剛度進行調(diào)節(jié)。對于相對較高的橋墩，可以采用剛度較大的截面形式，或者增加其截面尺寸。如此一來，可以使得地震作用下各橋墩的水平地震相應(yīng)達到均衡。

如果橋梁位于小半徑曲線上，地震來臨時，橋墩承受的水平力方向是不確定的，且有扭矩的存在。因此，橋墩截面的剛度在各個方向大致相同將會是比較好的處理方法。

3.3.3 橋墩的配筋方式

提高橋墩的延性對其抗震性能作用巨大，配置數(shù)量足夠的，錨固合理的橫向鋼筋，對于墩柱來說，可以起到三個方面的作用：約束塑性鉸區(qū)域內(nèi)的混凝土，提高混凝土的抗壓強度和延性；提高抗剪能力；防止縱向鋼筋壓曲。因此，箍筋或螺旋筋的間距應(yīng)小一些。各國抗震設(shè)計規(guī)范對塑性鉸區(qū)橫向鋼筋的最小配筋率都作了具體的規(guī)定。

圖3C匝道(跨連霍高速)橋橋墩橫斷面配筋圖（單位: cm）

4橋梁細節(jié)構(gòu)造

4.1 支座

為保證橋梁剛度和質(zhì)量的平衡，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先考慮采用等跨徑、等墩高、等橋面寬度的結(jié)構(gòu)形式。如不能滿足也可通過調(diào)整墩柱的截面尺寸和支座等方法來改善橋的平衡情況。其中，調(diào)整支座可能是最簡單易行的辦法了，效果也顯著。當采用橡膠支座后，由墩和支座構(gòu)成的串聯(lián)體系的水平剛度為:

Kt=KzKp/(Kz+Kp)

其中：Kt是由墩和支座構(gòu)成的串聯(lián)體系的水平剛度，Kz和Kp分別為橡膠支座的剪切剛度和橋墩的水平剛度。

水平地震力就是根據(jù)各墩串聯(lián)體系的水平剛度按比例進行分配的。從上式可以看出，調(diào)整支座的剛度可以有效的調(diào)整各墩位處的剛度平衡。另外，如果地震設(shè)防烈度較高，須考慮將支座設(shè)計成抗震支座，以達到減、隔震的目的。

4.2 梁連接方式

匝道橋，尤其處于小半徑曲線上的橋梁，橋梁應(yīng)采用擋塊、螺栓連接和鋼夾板連接等防止縱橫向落梁的措施。

圖4C匝道(跨連霍高速)橋梁縱向抗震連接構(gòu)造立面圖（單位: cm）

圖5C匝道(跨連霍高速)橋橋墩橫向抗震擋塊構(gòu)造立面圖（單位: cm）

5橋梁延性設(shè)計

我國在2008年頒布實施的《公路橋梁抗震設(shè)計細則》中增加了橋梁延性抗震設(shè)計和能力保護原則有關(guān)規(guī)定，增加了延性構(gòu)造細節(jié)設(shè)計的有關(guān)規(guī)定，以期增加初始強度沒有明顯變化的情況下的非彈性變形能力，避免結(jié)構(gòu)在大震中倒塌。

新西蘭學(xué)者鮑雷等提出了能力設(shè)計原理。在新西蘭最先廣泛應(yīng)用能力設(shè)計方法，其他國家也先后在各自的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范中采納應(yīng)用了能力設(shè)計原理的一些基本概念。能力設(shè)計強調(diào)構(gòu)件之間的安全度差異，通過這種差異，保證結(jié)構(gòu)在強震中延性形式的出現(xiàn)，避免發(fā)生脆性破壞。同時為了保證結(jié)構(gòu)在強震中延性形式的出現(xiàn)，在高烈度震區(qū)橋梁設(shè)計中應(yīng)該重視延性構(gòu)建的細部設(shè)計。

6結(jié)語

匝道橋由于其特殊性，在抗震設(shè)計中應(yīng)予以特別關(guān)注。概念設(shè)計可以總體上把握橋梁的抗震性能，在橋梁抗震設(shè)計中起到指導(dǎo)性的重要作用。只有根據(jù)具體工程，始終堅持將橋梁的抗震思想貫徹于橋梁設(shè)計的全過程，按照橋梁抗震原則，具體實施設(shè)計工作，采取一系列有效的抗震措施。才能達到結(jié)構(gòu)的良好的抗震效果。

參考文獻

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[2] CJJ 166-2011，城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

篇8

關(guān)鍵詞：橋梁 抗震 設(shè)計

中圖分類號： TU997文獻標識碼： A

一、橋梁的抗震設(shè)計原理

目前橋梁的抗震設(shè)計計算原理是建立在一定假設(shè)條件基礎(chǔ)上的，盡管分析的手段不斷的在提高，分析的理論不斷的在完善，但由于地震作用的復(fù)雜性，地基影響的復(fù)雜性以及橋梁結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，可能會導(dǎo)致理論計算分析和實際情況相差很大?，F(xiàn)常見的橋梁抗震設(shè)計方法有：設(shè)計靜力法、反應(yīng)譜法和動態(tài)時程分析法。下面就分別對應(yīng)不同的假設(shè)條件和設(shè)計原理做一探討。

（一）靜力法

靜力法把地震加速度看作是橋梁結(jié)構(gòu)破壞的惟一因素，忽略了結(jié)構(gòu)本身動力特性對結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響，應(yīng)用存在較大局限性[

]。事實上只有絕對剛性的物體才能認為在振動過程中各個部分與地震動具有相同的振動，所以只對剛度很大的結(jié)構(gòu)例如重力橋墩、橋臺等結(jié)構(gòu)適用靜力法近似計算。

（二）反應(yīng)譜法

反應(yīng)譜方法是目前我國公路及鐵路橋梁采用的重要方法。其思路是對橋梁結(jié)構(gòu)進行動力特性分析，對各主振動應(yīng)用譜曲線作某強震記錄的最大地震反應(yīng)計算，最后一般通過統(tǒng)計理論對各主振型最大反應(yīng)值進行組合，近似求得結(jié)構(gòu)的整體最大反應(yīng)值。

（三）動態(tài)時程分析法

動態(tài)時程分析法是上世紀60年代以后伴隨有限元法、計算機技術(shù)兩方面的發(fā)展而出現(xiàn)的。該法把大型橋梁結(jié)構(gòu)離散成多節(jié)點、多自由度的結(jié)構(gòu)有限元動力計算模型，將地震強迫振動的激振直接輸入，借助計算機逐步積分求解結(jié)構(gòu)反應(yīng)時程。

二、橋梁抗震設(shè)計原則  

合理的抗震設(shè)計，要求設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)在強度、剛度和延性等指標上有最佳的組合，使結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)濟的實現(xiàn)抗震設(shè)防的目標。要達到這個要求，就需要設(shè)計工程師深入了解對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)有重要影響的基本因素，并具有豐富的經(jīng)驗和創(chuàng)造力，而不僅僅是按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行[]。以下為抗震設(shè)計應(yīng)盡可能遵循的一些基本原則，這些原則基于歷次的橋梁震害教訓(xùn)和當前公認的理論認識。  

1場地選擇

除了根據(jù)地震危險性分析盡可能選擇比較安全的廠址之外，還要考慮一個地區(qū)內(nèi)的場地選擇。選擇的原則是：避免地震時可能發(fā)生地基失效的松軟場地，選擇堅硬場地。 

2體系的整體性和規(guī)則性

橋梁的整體性要好，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能是連續(xù)的。較好的整體性可防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時被震散掉落，同時它也是結(jié)構(gòu)發(fā)揮空間作用的基本條件。無論是在平面還是在立面上，結(jié)構(gòu)的布置都要力求使幾何尺寸、質(zhì)量和剛度均勻，對稱、規(guī)整，避免突然變化。 

3提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的強度和延性

橋梁結(jié)構(gòu)的地震破壞源于地震動引起的結(jié)構(gòu)振動，因此抗震設(shè)計要力圖使從地基傳入結(jié)構(gòu)的振動能量為最小，并使結(jié)構(gòu)具有適當?shù)膹姸?、剛度和延性，以防止不能容忍的破壞。在不增加重量、不改變剛度的前提下，提高總體強度和延性是兩個有效的抗震途徑。剛度的選擇有助于控制結(jié)構(gòu)變形；強度與延性則是決定結(jié)構(gòu)抗震能力的兩個重要參數(shù)。由于地震動可造成結(jié)構(gòu)和構(gòu)件周期反復(fù)變形，使其剛度與強度逐漸退化，因此，只重視強度而忽視延性絕對不是良好的抗震設(shè)計。 

4能力設(shè)計原則

能力設(shè)計思想強調(diào)強度安全度差異，即在不同構(gòu)件(延性構(gòu)件和能力保護構(gòu)件-不適宜發(fā)生非彈性變形的構(gòu)件統(tǒng)稱為能力保護構(gòu)件)和不同破壞模式(延性破壞和脆性破壞模式)之間確立不同的強度安全度。通過強度安全度差異，確保結(jié)構(gòu)在大地震下以延性形式反應(yīng)，不發(fā)生脆性的破壞模式。在我國以前的建筑抗震設(shè)計中，普遍采用“強柱弱梁，強剪弱彎，強節(jié)點弱構(gòu)件”的設(shè)計思想。 

三、橋梁的抗震設(shè)計方法和抗震要點

1、橋梁抗震的設(shè)計方法

采用減隔震支座。

采用減、隔震支座(鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座等)在梁體與墩、臺的連接處增加結(jié)構(gòu)的柔性和阻尼以減小橋梁的地震反應(yīng)；采用減、隔震支座橋梁結(jié)構(gòu)的梁體通過支座與墩、臺相聯(lián)結(jié)，大量的試驗和理論分析都表明采用減震支座對橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)有很大的影響，在梁體與墩、臺的聯(lián)結(jié)處安裝減、隔震支座能有效地減小墩、臺所受的水平地震力。

利用橋墩延性減震。

利用橋墩的延性減震是當前橋梁抗震設(shè)計中常用的方法，橋墩延性減震是將橋墩某些部位設(shè)計得具有足夠的延性，以便在強震作用下使這些部位形成穩(wěn)定的延性塑性鉸產(chǎn)生彈塑性變形來延長結(jié)構(gòu)周期、耗散地震能量。

采用減震的新結(jié)構(gòu)。

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是在混凝土上包裹型鋼做成的結(jié)構(gòu)。它與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有一系列優(yōu)點,其承載力可以高于同樣外形的鋼筋混凝土構(gòu)件承載力一倍以上，具有較好的抗剪能力，延性比明顯高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，滯回曲線較為飽滿，耗能能力有顯著的提高，從而呈現(xiàn)出良好的抗震性能。能夠隔離、吸收和耗散地震能量，同時可以節(jié)約材料，降低造價。

2、減震設(shè)計中的要點

(1)結(jié)構(gòu)的剛度對稱有利于抗震，不等跨的橋梁容易發(fā)生震害。

特別是一座橋內(nèi)墩身高度相差過大，在較矮的橋墩上會產(chǎn)生很大的地震水平力，跨徑不同。在大跨徑的橋孔的橋墩上也產(chǎn)生大的地震力。設(shè)計上應(yīng)盡量避免在高烈度區(qū)采用這種橋型，如無法避免,宜在不利墩上設(shè)置消能措施降低墩頂集成剛度，如設(shè)置抗震支座等。

斜橋的抗震性能較差。

由于斜交橋的質(zhì)心和扭轉(zhuǎn)中心并不重合,導(dǎo)致了在地震反應(yīng)當中上部結(jié)構(gòu)有旋轉(zhuǎn)的趨勢。在地震中，斜交橋相對于正交橋更易遭到破壞。另外，地震時橋臺處河岸不穩(wěn)，易向河心滑移，使橋長縮短,橋孔發(fā)生錯動或扭轉(zhuǎn),造成墩臺身開裂或折斷。如地基條件允許，可采用T型或型這類整體性強、抗扭剛度大的橋臺。如在松軟的地基上，橋梁宜正交,并適當增加橋長，使橋臺放在穩(wěn)定的河岸上。

四、小結(jié)：

橋梁結(jié)構(gòu)有效的抗震措施還有許多， 此我們在橋梁設(shè)計過程中須認真分析和了解結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)和特性，精心設(shè)計并采取一系列有效的抗震措施。橋梁抗震設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，體現(xiàn)在設(shè)計的各個階段，需要認真對待。

參考文獻：

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作者簡介：黃神忠（1984.09～），男，漢族，廣西賀州人，大學(xué)本科學(xué)歷，廣西華藍設(shè)計（集團）有限公司助理工程師，主要從事道路、橋梁設(shè)計工作和研究。

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關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計；平面布置

1、引言

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全球每年發(fā)生約500萬次地震。而我國是一個地震多發(fā)的國家，縣級及縣級以上的城鎮(zhèn)約2900個，其中具有抗震設(shè)防的城鎮(zhèn)約為2500個。近些年來，我國特大地震頻發(fā)，給地震區(qū)帶來了毀滅性的打擊，這進一步提高了人們對地震的重視程度。為了減少地震帶來的人員和財產(chǎn)損失，必須做好建筑的抗地震設(shè)計工作，尤其是在地震頻發(fā)區(qū)，更應(yīng)該對該區(qū)域的建筑進行合理的抗震設(shè)計。因此，本文將對幾種典型的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法進行論述，同時對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要注意的關(guān)鍵內(nèi)容予以重點論述。

2、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的主要方法

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計所采用的方法是多樣的，在抗震設(shè)計過程中不但要設(shè)計出完美的方案，還應(yīng)該做好建筑物的不就措施。因此，通常建筑師在抗震設(shè)計過程中需要進行綜合分析，合理的對結(jié)構(gòu)的布置與材料使用進行探討，這將直接影響到建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的效果。所以，在設(shè)計過程中要合情合理，不偷工減料，這樣才能夠最大程度的減輕地震帶來的破壞。

2.1 建筑抗震結(jié)構(gòu)體系的選擇

建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計需要重點考慮的內(nèi)容，建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇是否合理對整個建筑的安全性與經(jīng)濟性起著至關(guān)重要的作用。具體來看，應(yīng)該從以下幾個方面進行設(shè)計：首先，建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該盡量避免由于部分結(jié)構(gòu)或作建筑構(gòu)件破壞而造成整個結(jié)構(gòu)失去抗震能力，甚至失去其自身的承載能力?？拐鸾Y(jié)構(gòu)設(shè)計的一個基本原則就是要求結(jié)構(gòu)具有足夠的贅余度以及內(nèi)力的重分配能力，即使由于地震而使得建筑結(jié)構(gòu)的部分構(gòu)件喪失，其他的構(gòu)件依然可以承擔其建筑載荷的能力，保證整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；其次，建筑的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有清晰的計算簡圖以及科學(xué)的地震力傳遞途徑。在該過程中，豎向構(gòu)建布置時要盡量使得其在垂直載荷力的作用下棋應(yīng)力水平趨于均勻。建筑屋蓋梁系的布置應(yīng)該通過最短的途徑傳遞至豎向構(gòu)件的墻、柱結(jié)構(gòu)中，而且盡量保證期上部結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件傳來的垂直重力載荷通過一到兩層轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換。同時，整個結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系也應(yīng)該予以明確，通過有框架、剪力強、簡體與支撐等形成，其應(yīng)該盡量貫通使用，使得其豎向載荷盡量均勻；再次，建筑結(jié)構(gòu)體系必須具有足夠的承載能力，其良好的變形能力能夠很好的消耗地震能量。且建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠很好的對其塑性內(nèi)力重新分布，可以更加充分的發(fā)揮其耗散地震能量的作用；最后，應(yīng)該保證建筑結(jié)構(gòu)體系具有足夠的強度和剛度。通過合理分布強度和剛度使得建筑局部不會出現(xiàn)被削弱或突變的問題，從而有效控制了應(yīng)力集中或者塑性變形的問題。同時，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要保證節(jié)點不會被破壞，對于結(jié)構(gòu)薄弱的部位，可以適當采取提高抗震能力的相關(guān)措施。

2.2 合理選擇結(jié)構(gòu)形式

當前，我國建筑所使用的結(jié)構(gòu)形式主要包括磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土結(jié)構(gòu)與全鋼結(jié)構(gòu)幾種。在抗震設(shè)計過程中要根據(jù)不同的地震區(qū)域以及需要的抗烈度能力選擇對應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式。其中，鋼筋混凝土具有較強的柔性，使得其具有較強的變形能力，而且承載能力較高，因此其具有較強的抗震能力。在選擇抗震結(jié)構(gòu)方案的過程中，可以根據(jù)建筑的功能需要以及抗震要求進行綜合選擇，尤其是對于高層建筑的設(shè)計，該原則起著至關(guān)重要的作用。隨著建筑樓層與高度的增加，抗震結(jié)構(gòu)在地震的作用以及使用載荷的作用下產(chǎn)生的位移將迅速增加，這時就需要抗震結(jié)構(gòu)具有更大的抗側(cè)移剛度。因為不同類型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)件與組合方式的不同，其受力特點也不一樣，其抗側(cè)移剛度同樣存在較大的差別，因此其適應(yīng)不同高度的樓層。這些因素在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中都必須考慮到。

3、注重建筑平面體系的布置

建筑的平面與立面布置必須符合建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的相關(guān)原則，適合選擇規(guī)則的建筑設(shè)計方案，不宜采用明顯不規(guī)則的設(shè)計方案。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的相關(guān)規(guī)范，對于不規(guī)則平面或者豎向不規(guī)則的平面、立面，可以采用空間結(jié)構(gòu)進行計算。而對于凹凸不規(guī)則或者樓板局部存在的不連續(xù)問題時，可以采用與樓板平面內(nèi)實際剛度變化相吻合的模型進行計算。對平面中的薄弱部位應(yīng)該乘以對應(yīng)的內(nèi)力增大系數(shù)，按照設(shè)計規(guī)范中的相關(guān)要求你進行結(jié)構(gòu)的彈塑性變形分析，同時對薄弱部位采用有效的抗震構(gòu)造措施。

我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，對稱性結(jié)構(gòu)主要是指建筑的抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)對稱。對于對稱性結(jié)構(gòu)，例如平面對稱的簡體結(jié)構(gòu)、框架式結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)等，通常都容易實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的堆成。

規(guī)則性結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括如下四個方面：首先，建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向剛度應(yīng)該接近，且變形特性相似；其次，建筑主體的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)沿豎向斷面、構(gòu)成的變化要均勻，不得存在突變；再次，建筑主體的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面布置必須在同一主軸方向保持均勻的抗側(cè)力剛度；最后，在對建筑主體的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)進行平面布置時，還應(yīng)該注意到構(gòu)件中央與其周邊結(jié)構(gòu)的剛度協(xié)調(diào)均勻性，確保主體結(jié)構(gòu)具有足夠的抗扭剛度，以免建筑在地震作用下產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)變形，從而造成結(jié)構(gòu)件的破壞。

3.1 平面的布置

建筑平面最好采用圓形、方形或者矩形平面，其他的對稱結(jié)構(gòu)，諸如扇形、正多邊形等同樣可以采用。雖然三角形平面看似較為簡單，且對稱，但是由于其沒有沿主軸方向完全對稱，在地震力作用下降產(chǎn)生較強的扭轉(zhuǎn)振動，因此地震頻發(fā)地區(qū)的建筑應(yīng)噶盡量避免選擇三角形平面布置。同時，對于較長翼緣的L形、U形、H形等平面也不宜使用，因為該類型平面在地震作用下降容易發(fā)生差異性側(cè)移。

3.2 立面的布置

建筑的里面也應(yīng)該盡量選擇矩形、梯形等均勻性的幾何形狀，不宜選擇帶有突然變化的立面形狀，以免造成質(zhì)量和剛度的突變，導(dǎo)致該部位在地震過程中出現(xiàn)塑性變形，從而加大了地震力的破壞效果。在地震頻發(fā)區(qū)，尤其要避免出現(xiàn)倒梯形建筑以及大底盤建筑，隨著這兩種建筑結(jié)構(gòu)形式較為流行，但是其在質(zhì)量、敢賭以及強度分布方便與抗震設(shè)計原則不符：其上部質(zhì)量大而下部質(zhì)量小，使得建筑整體重心偏高，增加了建筑傾覆力矩；上部剛度大而下部剛度小，則增大了建筑底層的薄弱程度。許多建筑都由于平面布置結(jié)構(gòu)不合理而出現(xiàn)缺陷，影響建筑的整體結(jié)構(gòu)強度及使用壽命。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：公路橋梁；抗震設(shè)計；設(shè)防目標；設(shè)防措施

1、前言

在抗震搶險救災(zāi)中，公路交通運輸是搶救人民生命財產(chǎn)、盡快恢復(fù)生產(chǎn)和重建家園的重要環(huán)節(jié)。遍布的道路交通猶如全身的血管，由此可知道路交通的重要性，而公路橋梁作為道路交通的一部分，其重要性也可想而知。而橋梁工程，作為重要的生命線工程，是交通運輸?shù)难屎?，在國家建設(shè)中起著舉足輕重的作用，而在地震發(fā)生后為了緊急救援和抗震救災(zāi)的需要，其重要性就更為明顯。

2、橋梁結(jié)構(gòu)震害及其原因分析

要想建立正確的抗震設(shè)計方法、采取有效抗震措施，對公路橋梁震害及其產(chǎn)生的原因的調(diào)查和分析是必不可少的。從世界各國的地震震例統(tǒng)計資料看，公路橋梁的震害現(xiàn)象主要有以下幾種：一、對梁式橋梁地震位移造成上部活動節(jié)點處因蓋粱寬度設(shè)置不足導(dǎo)致落梁或梁體相互磁撞引起的破壞，而對拱式結(jié)構(gòu)則主要表現(xiàn)在拱上建筑和腹拱的破壞，拱嘲在拱頂、拱腳產(chǎn)生的破損裂縫，甚至整個隆起變形。二、由于地震造成的地基土液化，加大了地面位移從而加劇了結(jié)構(gòu)反應(yīng)，大大增大了落梁的可能性。三、對支座的抗震要求考慮不足造成支座發(fā)生過大的位移和變形從而造成支座本身構(gòu)造上的破壞等，進而對結(jié)構(gòu)的其他部位產(chǎn)生不利的影響。四、橋梁下部結(jié)構(gòu)抗力不足導(dǎo)致的地震時下部開裂、變形和失效，進而對全橋的不利影響。五、地震時使得在松軟地基上的橋梁在發(fā)生河岸滑移導(dǎo)致全橋長度的縮短而造成的比較嚴重的震害。

3、公路橋梁抗震設(shè)防目標

公路工程對政治、經(jīng)濟、國防和抗震救災(zāi)具有特別重要的意義，地震時一旦發(fā)生破壞，將造成交通中斷，后果非常嚴重。進行公路工程抗震設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)不同等級公路的重要性程度，考慮重要性系數(shù)來計算水平地震作用。與建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計采用的“三水準兩階段”的抗震設(shè)計方法有所不同，目前我國橋梁抗震仍采用一次設(shè)計法，僅進行基本烈度下的抗震驗算，只進行設(shè)計地震力作用下的強度驗算，沒有考慮橋梁結(jié)構(gòu)的“變形能力”和“耗能能力”。這就導(dǎo)致鋼筋混凝土墩桂在強烈地震作用下，往往因設(shè)計彎曲延性不足或塑性鉸區(qū)設(shè)計抗剪強度不足而發(fā)生彎剪破壞或剪切破壞。因此，單一的強度設(shè)防原則是目前我國公路橋粱抗震設(shè)計中存在的主要問題。國際上公認的多級抗震設(shè)防原則是“小震不壞，中震可修，大震不倒”，建議公路橋梁的抗震設(shè)計宜采用三階段三水準設(shè)防。第一階段設(shè)計：對于小震，采用眾值裂度的地震動參數(shù)，計算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)在小震作用下不發(fā)生彈性破壞，并進行結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性驗算，滿足第一設(shè)防裂度對結(jié)構(gòu)強度、變形和穩(wěn)定性的要求，實現(xiàn)小震不壞。第二階段設(shè)計：對于中震，采用第二水準裂度的地震動參數(shù)，考慮剛度退化，計算截面開裂、屈服及破壞時的荷載位移關(guān)系，并同地震荷載效應(yīng)比較，要求有一定的安全度，從而滿足第二級設(shè)防要求，實現(xiàn)中震可修。第三階段設(shè)計：對于大震，采用第三水準裂度的地震動參數(shù)計算地震荷載效應(yīng)，并同截面的破壞荷載比較，要求有一定的安全度，并考慮結(jié)構(gòu)的倒塌機制，保證整體穩(wěn)定可靠度，實現(xiàn)大震不倒。上述三階段設(shè)計原則實際上規(guī)定了結(jié)構(gòu)在三級地震水平下相應(yīng)的反應(yīng)，即在多遇地震作用下，結(jié)構(gòu)總體處于彈性反應(yīng)范圍，結(jié)構(gòu)構(gòu)件沒有損壞，在設(shè)防烈度的地震作用下，結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)一定的塑性變形，但最大變形值應(yīng)限定在遠低于結(jié)構(gòu)的容許變形以內(nèi)，在罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)將經(jīng)歷較大的彈塑性變形循環(huán)，最大變形可能達到結(jié)構(gòu)的容許變形值，但始終不超過容許變形值。最終實現(xiàn)了“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設(shè)防原則。

4、公路橋梁抗震設(shè)防措施

由于地震反應(yīng)的不確定性和橋梁結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中尚存在許多不定的因素。現(xiàn)行的地震作用計算和結(jié)構(gòu)抗震計算的方法大都是具有一定概率水準的近似方法，除了進行合理的抗震計算外。還應(yīng)采取有效的構(gòu)造措施來提高結(jié)構(gòu)抗震性能?！豆房拐鹨?guī)范》區(qū)分不同基本烈度，分別給出了橋梁結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施。通過限制構(gòu)件之間的位移，增強柱墩的強度、剛度和延性，加強結(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性等方面來提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能。近幾十年來，盡管世界各國都在改進橋梁設(shè)計方法方面做出了巨大的努力，但是在近年來發(fā)生的幾次大地震中，橋梁結(jié)構(gòu)仍然不同程度的遭到了的損害，這說明還有待進一步地完善橋梁的抗震設(shè)計理論。大量的震害資料表明，合理的結(jié)構(gòu)形式和成功的抗震設(shè)計，即合理的概念設(shè)計可以大大地減輕甚至避免震害的發(fā)生。一個是概念設(shè)計、一個是構(gòu)造細節(jié)設(shè)計。需要注意的是，這兩個東西其實和具體的抗震計算關(guān)系不大，計算只是輔助手段，只是驗證概念和細節(jié)的合理性。所以設(shè)計師需要的是對橋梁抗震設(shè)計基本概念和原理的深刻理解。從結(jié)構(gòu)上來說，要清楚哪些結(jié)構(gòu)有利于抗震，哪些結(jié)構(gòu)抗震不利，其中包括橋型、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、墩臺、基礎(chǔ)的處理等等。構(gòu)造細節(jié)措施則包括一些基本的抗震措施，比如支座的選擇、擋塊的設(shè)置等等，還包括構(gòu)件細節(jié)的構(gòu)造措施、比如墩的箍筋配置、節(jié)點配筋構(gòu)造。國內(nèi)外橋梁抗震研究人員一直都在研究橋梁的合理構(gòu)造措施，合理的構(gòu)造措施可以提高整體的延性及滯回耗能能力。在確定路線的總走向和主要控制點時，應(yīng)盡量避開基本烈度較高的地區(qū)和震害危險性較大的地段；在路線設(shè)計中，要合理利用地形，正確掌握標準，盡量采用淺挖低填的設(shè)計方案以減少對自然平衡條件的破壞。對于地震區(qū)的橋型選擇，宜按下列幾個原則進行：盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重和降低其重心，以減小結(jié)構(gòu)物的地震作用和內(nèi)力，提高穩(wěn)定性，力求使結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量中心與剛度中心重合，以減小在地震中因扭轉(zhuǎn)引起的附加地震力，應(yīng)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)物的長度和高度，以減少各部分不同性質(zhì)的振動所造成的危害作用，適當降低結(jié)構(gòu)剛度，使用延性材料提高其變形能力，從而減少地震作用，加強地基的調(diào)整和處理，以減小地基變形和防止地基失效。

5、結(jié)語

雖然目前地震還不可有效的預(yù)測，但是只要我們通過研究認識到地震對結(jié)構(gòu)的破壞規(guī)律，我們就能通過一定的抗震設(shè)防原則制定相關(guān)的抗震設(shè)防措施并控制好施工質(zhì)量，這樣就能盡量減低震害的影響。

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