抗震技術論文大全11篇

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篇（1）

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

正文：

隨著經濟的發展，橋梁結構在不同水準地震作用下的抗震設防要求不斷提高，橋梁抗震由原來的單一設防水準一階段設計逐漸發展為雙水準或三水準設防兩階段設計、三階段設計，以及基于性能的多水準設防、多性能目標準則的抗震設計。這就要求工程師深入理解橋梁抗震設計規范。

1抗震設防標準

抗震設防標準是抗震設計的依據，橋梁抗震設計應首先確定抗震設防標準。橋梁抗震設防標準是根據地震動背景，為保證橋梁結構在壽命期內的地震損失不超過規定的水平，規定橋梁結構必須具備的抗震能力[1]。現行橋梁抗震設計規范[2-3]對抗震設防標準只作了籠統的定性描述，針對這種現狀，本文對橋梁抗震設防標準作系統的闡述。

（1）對于地震動背景的考慮，定義3種橋梁抗震設防水準,設防水準Ⅰ：重現期約為50～100年或25年的地震作用，超越概率約為50年63％～39％或86.4％，即“小震”；設防水準Ⅱ：重現期約為475年的地震作用，超越概率約為50年10％，即“中震”；設防水準Ⅲ：重現期約為2000年的地震作用，超越概率約為50年3％～2％，即“大震”。（2）對于地震損失的考慮，定義3種橋梁抗震性能目標，性能目標Ⅰ：一般不受損壞或不需要修復可以繼續使用，結構完全保持在彈性工作狀態，即“不壞”；性能目標Ⅱ：可發生局部輕微損傷，不需修復或經簡單修復可以繼續使用，結構整體保持在彈性工作狀態，即“可修”；性能目標Ⅲ：應保證不致倒塌或產生嚴重的結構損傷，經臨時加固后可供維持應急交通使用，即“不倒”。（3）為實現橋梁抗震設防目標，對截面進行纖維單元劃分(見圖1)并進行數值計算，利用墩柱截面的彎矩―曲率曲線（見圖2），定義相應于各性能目標的驗算準則。驗算準則Ⅰ：M

圖1截面纖維單元劃分圖

圖2彎矩－曲率曲線

通過對梁抗震設防水準、抗震性能目標和驗算準則的系統分析，歸納出方便工程設計的各設防類別橋梁的抗震設防標準。

2隔震周期

現行橋梁抗震設計規范均要求，減隔震設計的橋梁基本周期應為非減隔震設計的橋梁基本周期的2倍以上。實際工程設計時，必須明確這2種周期的定義，才能保證設計的可靠性。

2.1規范研究

日本規范[4]對“減隔震設計的橋梁基本周期應為非減隔震設計的橋梁基本周期的2倍以上”解釋為：采用減隔震支座的橋的固有周期比不采用減震支座橋固有周期的2倍短，變形就有可能不集中于減隔震支座而集中于下部結構，減震支座就不能有效地發揮作用。其中不采用減隔震支座橋的固有周期是把所有支座都看作固定支座時橋的固有周期。采用減隔震目的是使得減隔震裝置充分發揮其隔震耗能的作用，降低橋梁結構的地震響應。而要實現這個目的，一方面是盡可能延長結構周期以避開場地地震能量集中的頻譜區段，另一方面就是使橋墩的剛度盡可能遠大于隔震裝置的等效剛度，這樣就使得變形主要集中于減隔震裝置。采用了減隔震裝置的橋梁即為減隔震橋梁，設置“板式橡膠支座”的橋梁屬于隔震橋梁，板式橡膠支座能提供柔性，設置“鉛芯橡膠支座”的橋梁也屬于隔震橋梁。

2.2工程案例

某規則橋梁為5×25m先簡支后連續T梁橋，橋面寬度為12m，橋面鋪裝為10cm厚瀝青混凝土+8cm厚C50混凝土，采用墩高10m的1.4m×1.4m雙柱矩形墩，主梁采用C50混凝土，墩柱、蓋梁采用C40混凝土，墩柱受力鋼筋采用HRB335鋼筋。橋梁有限元模型見圖3。比較“固定鉸支座”、“板式橡膠支座”、“鉛芯橡膠支座”3種支座方案的結構自振特性，基本周期對照見表2。通過對比，3種支座方案結構基本振型均為縱飄，方案1（非隔震方案）基本周期為0.8158s，方案2和方案3（隔震方案）基本周期分別為1.3295s和1.6675s，隔震方案的隔震效果較明顯，尤其是采用彈性剛度較小的鉛芯支座方案的基本周期達到非隔震的2倍以上。

圖3橋梁整體有限元模型

2.3設計建議

隔震是相對非隔震而言的，非隔震橋梁指橋梁所有橋墩與梁體采用鉸接（橋墩處墩梁無相對線位移），隔震橋梁指橋墩部分或者全部采用隔震支座，如板式橡膠支座、鉛芯橡膠支座等（橋墩處墩梁產生相對線位移）。非隔震橋梁的基本周期反映橋梁總質量和橋墩本身的剛度，隔震橋梁的基本周期反映橋梁總質量和支座與橋墩的串聯剛度。隔震支座作為結構一部分，其剛度影響橋梁的整體剛度，而且隔震支座的剛度較小，所以隔震橋梁的基本周期比非隔震橋梁的基本周期大。抗震設計時，希望盡量延長周期，當然不是越長越好，達到一個合適的剛度是設計的目標。研究發現當加入隔震支座后橋梁周期延長到原來非隔震周期的2倍或2.5倍時，支座剛度是合適的，日本規范認為這樣的隔震支座設計達到了較好的隔震率。我國城市橋梁抗震規范，認為這種隔震方案可以近似采用單自由度簡化計算，而在公路橋梁抗震設計細則中，相關條文沒有明確解釋。

3墩柱斜截面抗剪強度

在地震過程中，當橋墩出現了塑性鉸，進入了彎曲延性工作狀態后，塑性鉸區域內彎剪裂縫寬度增加，使得骨料咬合所能傳遞的剪力降低。因而在設計公式中對于塑性區域應當包含彎曲延性對剪切強度的折減。墩柱斜截面抗剪強度計算機理一般都采用拱－桁架理論，其計算公式組成大致分為如下2種：（1）考慮混凝土提供的抗剪能力Vc和箍筋提供的抗剪能力Vs，Vn=Vc+Vs，目前各國規范（如美國加州規范[5]）基本都采用此種形式；（2）考慮混凝土提供的抗剪能力Vc、箍筋提供的抗剪能力Vs及軸向力提供的抗剪能力Va，Vn=Vc+Vs+Va。我國現行公路橋梁抗震設計規范只給出了墩柱塑性鉸區域沿順橋向和橫橋向的斜截面抗剪強度，采用了Vn=Vc+Vs的形式，具體公式為：

（1）式（1）的局限性主要表現在：（1）該公式主要是針對實心矩形和實心圓形截面，薄壁空心截面的約束混凝土的面積相對較少，空心薄壁截面和實心截面在水平地震力作用下的抗力機制是不同的，空心截面剪力流的傳遞類似于薄管截面，依賴于翼緣寬厚比；（2）該公式主要針對墩柱塑性鉸區域內抗剪驗算，未進入塑性的墩柱直接采用上述抗剪計算公式不妥。目前，國外對于橋墩在地震作用下的抗剪強度計算公式有比較多的研究成果，Myoungsu等人對7個1/4比尺矩形空心薄壁柱進行了試驗研究，推導出矩形空心薄壁截面的抗剪強度計算公式：

如果墩柱未屈服，《公路橋梁抗震設計細則》JTG/TB02-01―2008里的公式過于保守，可以參考美國加州規范[5]的抗剪強度計算公式：

4結語

我國公路橋梁抗震設計為雙水準兩階段設計，現行橋梁抗震設計規范對抗震設防標準、隔震周期及墩柱抗剪強度闡述比較籠統。本文通過研究國外先進抗震設計規范，并進行工程實例驗算，探討了橋梁抗震設防標準，就目前國內關于墩柱抗剪強度計算的問題，改進了驗算方法。

參考文獻

［1］葉愛君.橋梁抗震［M］.北京:人民交通出版社,2011.

篇（2）

 

2008年5月12日，在我國四川省汶川縣發生了里氏8.0級大地震，震害較為嚴重地集中在砌體結構房屋，最典型的就是預制板結構的多層住宅樓和學校教學樓。汶川地震中砌體結構房屋的震害情況，為我們敲響了警鐘，同時也提供了十分重要的借鑒經驗，對改進建筑抗震設計和抗震加固技術具有十分重要的意義。

對砌體結構進行抗震加固的方法有很多，主要有增設抗震墻、外加圈梁-鋼筋混凝土柱加固、鋼筋網砂漿面層加固、鋼筋混凝土板墻加固、支撐加固、包角加固等等，本文在如何選擇抗震加固技術時，本著從結構體系——結構材料——結構構件——構件連接——非結構構件的順序原則來進行抗震加固。

1、建筑層數及總高度超限：歷次震害證明，砌體建筑的層數越多，高度越高，其地震破壞就越大。因為建筑層數及高度值越大就意味著側向地震作用就越大，同時也加大了建筑底部的傾覆力矩。因此在地震中，傾覆力矩過大使得底部墻體產生過大的壓力和剪力而被破壞。《建筑抗震鑒定標準》（GB50023-2009）第5.2.2節和第5.3.1節中分別對A類建筑和B類建筑做出了具體規定，《建筑抗震設計規范》（GB 50011-2001）（2008年版）第7.1.2節中對C類建筑也做出了具體規定。

當砌體房屋的總高度及層數均超限時，應采用改變結構體系的加固方案，具體有以下兩種形式：（1）雙面普遍加鋼筋混凝土板墻形成組合墻的方法；（2）增設一定數量的鋼筋混凝土單面或雙面板墻的方法，混凝土板墻厚度單面不小于140mm，雙面合計不小于140mm，且結構全部地震作用分別由兩個方向增設的鋼筋混凝土板墻承擔，并應計入豎向壓應力滯后的影響，墻體配筋按混凝土剪力墻結構計算確定（原砌體墻不承擔地震作用）。

2、平立面不規則、具有明顯扭轉效應：合理的建筑布置在抗震設計中是頭等重要的，提倡平、立面簡單對稱。因為震害表明，簡單、對稱的建筑在地震時較不容易破壞。而且道理也很清楚，簡單、對稱的結構容易估計其地震時的反應，容易采取抗震構造措施和進行細部處理。“規則”包含了對建筑的平、立面外形尺寸，抗側力構件布置、質量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。碩士論文，綜合抗震能力指數。。建筑平面、立面應盡可能簡潔、規整，使結構質量中心與剛度中心相一致。建筑立面應避免頭重腳輕，房屋的重心盡可能降低，避免采用錯落凹凸的立面，突出建筑屋面部分的高度不應過高，以免地震時發生鞭梢效應，同時應控制好結構豎向強度和剛度的均勻性。

當建筑的平立面、質量、剛度分布和墻體等抗側力構件的布置在平面內明顯不對稱時，應進行地震扭轉效應不利影響的分析，盡量在適當部位設置抗震縫，將體型復雜、平面不規則的建筑分割成幾個相對規整的獨立單元；當結構豎向構件上下不連續或剛度沿高度分布突變時，應在缺失部位補砌筑新墻體，使主要受力墻體沿豎向上下連續，并選擇合適部位用鋼筋網砂漿面層加固墻體，使加固后的樓層綜合抗震能力指數大于1.0，且不宜超過下一樓層綜合抗震能力指數的20%。

3、房屋的整體性不滿足要求：在地震中多層砌體結構的縱、橫向地震作用主要由相應墻體承擔。因此，縱、橫墻的合理布置且控制橫墻的間距，可控制縱、橫墻的側向變形，增強了空間剛度和整體性，對承受縱、橫兩個方向的水平地震作用及抗彎、抗剪都非常有利。碩士論文，綜合抗震能力指數。。墻體布置時，應盡量采用縱墻貫通的平面布置，而當縱墻不能貫通布置時，則應在墻體交接處采取加強措施。

當縱橫墻連接教差時，可采用鋼拉桿、外加柱及圈梁的方法來加固；當墻體布置在平面內不閉合時，應增設墻段形成閉合，在開口處增設現澆鋼筋混凝土框；當構造柱和圈梁的布置不滿足構造要求時，可采用外加柱及圈梁內加拉桿的方法，或者采用鋼筋網砂漿面層或鋼筋混凝土板墻加固，在面層及板墻內設置配筋加強帶來代替構造柱及圈梁的作用，從而全面提高房屋的整體性及剛度。

4、砌塊及砂漿強度不滿足：采用鋼筋網水泥砂漿面層。水泥砂漿面層的厚度宜為20mm，鋼筋網砂漿面層的厚度宜為35ram，再厚則己不 經濟 。鋼筋外保護層厚度不應小于10mm鋼筋網與墻面的空隙不宜小于5mm；這是因為鋼筋的外保護層要確保鋼筋避免銹蝕，而試驗和現場檢測表明，鋼筋網豎筋緊靠墻面將會導致鋼筋與墻體無粘結，加固效果不好，而采用5mm的間隙有較強的粘結能力，使得鋼筋網砂漿與原墻體共同作用。鋼筋網的試驗結果表明，鋼筋間距不宜太小或太大，網格尺寸實心墻宜300mm×300mm，空斗墻宜為200mm×200mm，這樣鋼筋的作用才能發揮出來。單面加面層的鋼筋網應采用L形錨筋，用水泥砂漿固定在墻體上；雙面加面層的鋼筋網應采用S形穿墻筋連接，L形錨筋的間距宜為600mm，S形穿墻筋的間距宜900mm，呈梅花狀布置。鋼筋網四周應與樓板或大梁、柱或墻體連接，可采用錨筋、插入短筋、拉結筋等連接方法進行連接。碩士論文，綜合抗震能力指數。。

5、預制板抗震能力差：屋面和樓層處開間大于11m的房間需對預制板進行加固，具體做法有兩種：底部加角鋼來或上部增設鋼筋混凝土整澆層。底部加角鋼，角鋼型號可以取L100×6，在墻體和花籃梁上都可使用，采用螺栓和加勁勒可以有效的把預制板和下部墻或梁連成整體，施工比較麻煩，會破壞吊頂和弄臟整個房間，并且在施工期間得停止使用；在屋面增設鋼筋混凝土整澆層也是相當麻煩的，要把屋面的保溫層和防水層都破壞掉，成本比較高，優點是不影響到房屋的正常使用，在住宅中建議使用增設鋼筋混凝土整澆層，特別是結合“平改坡”工程一起做就更好了。

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中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

一.前言

建筑設計中的抗震設計，關乎民生，關乎經濟發展，社會穩定，對房屋建筑實施結構設計，主要涉及對建筑高度，承載力，總體結構，各個部件的性能規劃等一系列的因素，要求通過對各個構件和整體規劃的基礎上，既實現滿足居民生活生產保障安全的需要，又具有值得欣賞的美學價值。增強房建結構的抗震設計，必須綜合考慮地基，房屋的結構體系選擇，綜合布局等多方面建設因素，是一項及其專業，嚴謹，復雜的高技術工作。

二.建筑設計和抗震設計的作用和關系分析

建筑設計對建筑抗震起重要的基礎作用。建筑的結構設計難以對建筑設計有很大的改動，建筑設計已經初步形成了，建筑結構就必須按照原則服從建筑設計的要求。設計師在建筑方案能夠全面的考慮到抗震設計的要求，那么結構設計人員按照建筑方案對結構部件進行科學、合理的布置，保證建筑結構質量與結構剛度均勻分布，結構受力和結構變形共同協調，提高建筑結構抗震性能和抗震承載能力；如果建筑方案沒有考慮到抗震的要求，直接給結構抗震設計帶來更大的難題，建筑布局設計限制結構抗震布局設計。為了進一步提高結構部件抗震承載能力，就必須增大結構構件的截面面積，這樣又會造成很多不必要的浪費。所以，在建筑抗震設計的過程中建筑單位要對建筑體型設計、建筑平面布置設計、屋頂建筑抗震設計等問題加以關注。

三．我建筑抗震設計的現狀

在建筑抗震設計領域，雖然我國在近年來有了長足的發展，但是，相比西方發達國家而言，發展緩慢，尤其是在抗震設計上，沒有能夠正確的處理好建筑設計和抗震設計的關系，雖然引進了一些西方歐美抗震設計理念，但缺乏符合本國實際的理論技術創新。很大方面存在著缺陷，主要表現在以下幾個方面。

1.建筑抗震設計中缺乏科學規范的理論指導，缺乏實際經驗的積累；我國對地質地震的認識尚不夠完善，對地震的成因，預測，防治研究不夠深入，地震防治規范不夠科學。因此，在進行建筑結構抗震設計時候，缺乏一定的科學依據，或依據的是不完善的理論。因此，難以在建筑結構設計中完美融合防震設計理念。

2.建筑抗震設計中，設計立足于固定參數，而忽視了實際情況，設計完全依據“計算設計”完成。而且將一定的地震或力學參數做出固定的規范，比如，在我國地震設計研究中，把地震的降級系數統一規定為2.81，將小震賦予固定統計意義。而小震多用于結構設計中，結構截面承載能力設計和變形的檢驗計算，需要依據一定的實際情況而行的。

3.設計中，沒有能夠深入研究地震對建筑結構破壞的層次和順序，難以做到重視主體的設計而兼顧細節問題。沒有能根據實際情況靈活變通的運用抗震設計準則。

四，我國建筑結構抗震設計標準

1.我國的建筑結構抗震設計要遵循中華人民共和國GB 500112010建筑抗震設計規范。辯證靈活運用其中抗震設計原則，嚴格執行設計施工標準，借鑒其中經驗，結合房建本地實際，科學設計。

2.要堅持實施多級防震措施。傳統房建結構多采取的是三級設防措施，即小震不壞、中震可修、大震不倒。但在新的時期，房建結構必須是采取的多級設防模式，保護建筑主體抗震能力，減輕經濟損失，使得建筑抗震中更加安全。

3.將概念設計理論和基于性能的設計理論相結合。結合建筑結構設計施工地的具體實際情況，做出科學嚴謹勘探，掌握第一手資料，綜合分析考慮，做出最優勢的戰略設計組合。

五.建筑設計在建筑抗震設計中的幾個主要設計問題

1.建筑體型設計問題

建筑體型包括建筑的平面形狀和立體的空問形狀的設計。在建筑體型的設計中，應盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規則，在平面形狀上，矩形、圓形、方形等對抗震來說，都是較好的體型。盡可能少做外凸和內凹的體型，盡量避免不對稱的側翼和過長的側翼，在體型布置上使建筑結構的質量和剛度比較均勻地分布，避免產生因體型不對稱導致質量與剛度不對稱而引起建筑物在抗震時發生扭轉反應。在建筑設計中，為了建筑立面美觀和藝術上的創意，復雜的建筑體型是難以避免的，但是，在設計時一定要把建筑藝術、建筑使用功能同結構抗震安全很好地結合起來。

2.建筑平面布置設計問題

建筑物的平面布置在建筑設計中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求，同時它與建筑抗震關系很大，因此從概念上要解決的一個核心問題是，建筑平面設計上要盡可能做到使結構的質量和剛度分布均勻，對稱協調，避免突變，防止產生扭轉效應。在墻體布置上要均勻對稱；在抗震墻(剪力墻)布置上盡量與結構抗震要求相結合；對剛度很大的樓、電梯井簡要居中布置，避免偏心扭轉地震效應。在建筑平面布置的總體設計上要盡可能為結構抗側力構件的合理布置創造條件，使建筑使用功能要求與建筑結構抗震要求融合成一體，充分發揮建筑設計在建筑抗震中的基礎作用。

3.建筑豎向布置設計問題

建筑的豎向布置設計問題在建筑設計中主要反映在建筑物沿高度(沿樓層)建筑結構的質量和剛度分布設計上。在工業和民用建筑中，無論單層和多層都存在此類問題。在建筑設計中，盡可能使建筑物沿豎向的剛度分布比較接近，應特別重視使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑底部，不應中斷或不到底；盡量避免某一樓層剛度過小；盡量避免產生

4.屋頂建筑抗震設計問題

設計高層和超高層建筑時，屋頂建筑抗震設計也是整個設計的一個重要環節。近幾十年來，從多數高層建筑抗震設計評定結果看，屋頂建筑設計還存在一些問題，例如：屋頂設計較高或者設計過重。屋頂設計較高或者設計過重，無形當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，如果屋頂的抗側力墻和屋頂之下的抗側力強出現間斷，在地震發生時，帶來的地震扭轉作用也會更嚴重，對抗震更不利。所以，進行屋頂建筑設計過程中時，應該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強度較高、輕質、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，盡量避免發生扭轉效應。

六.結束語

建筑行業關系到我國的經濟發展和社會穩定，關系到國民的生命財產安全，加強建筑抗震設計，設計，提高抗震能力，是促進社會和諧穩定的客觀要求。因此實施科學合理的設計方法，科學處理建筑設計和抗震設計的關系。建筑設計是整個建筑抗震設計的重要環節，二者存在著密切的聯系，共同為提高建筑整體抗震性能提供了強大的支撐。在進行建筑的抗震設計時候，必須要將建筑的建筑設計和結構設計綜合協調起來，實現二者的配合，共同為建筑整體的抗震設計發揮出更強大的作用。

參考文獻：

[1] 蔣山 淺談建筑設計在建筑抗震設計中的作用 [期刊論文] 《中國房地產業》 -2011年10期

[2] 陸偉權 淺析建筑設計在建筑抗震中的作用 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2012年14期

[3] 曾銳 重視建筑設計在建筑抗震設計中的作用 [會議論文] 2003 - 中國鐵道學會鐵路房建管理會議

[4] 程宇 建筑設計在建筑抗震設計中的分析 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2011年36期

[5] 李建平 建筑設計在建筑抗震設計中的作用 [期刊論文] 《安徽建筑》 -2004年5期

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中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

在目前的發展趨勢中，建筑結構設計的主流趨勢有低碳，環保，安全，節能，生態。其中指標之一，就是建筑的安全性，而我國目前破壞力最大的安全威脅便是地震，因此，加強對建筑結構的抗震設計，必將會被提升到建筑設計新的戰略高度。

二、建筑結構設計中抗震性能衡量標準

現行抗震設計規范對于建筑結構的性能從兩個角度進行描述，一是通過損壞的程度描述其性能，將建筑結構的損壞程度分為不損壞和屬正常維修下的損壞、可修復的破壞和倒塌；二是描述用途的重要性，即抗震設防分類。主要是氛圍甲、乙、丙、丁四類。

現行規范對于部分鋼筋混凝土結構提出了相應的定量指標，即正常維修和倒塌的層間變位角。而在設防類別上，提出了不同的抗震措施。其中乙類抗震措施的相關規定比甲類高一度。在強烈地震的影響下，乙類受到的毀壞程度比甲類輕。但是對于抗震能力，仍然缺乏確定的數量變化。借助于現行航震鑒定標攤b所引進的”綜合抗震能力由數量上的區別”有可能使不同性能要求的結構所具有的抗震能力由數量上的區別。比如在判斷結構抗力的高低中，可以采用結構樓層的受剪承載力與設計地震剪力的比值。而在結構變形能力高低方面，可以用結構所具有的變形能力與基本變形能力的比值來表征，這樣就能保證不同性能要求下所對應的抗震措施的數量化。對于丙類結構的抗震設計，主要利用抗力和變形能力進行組合，并作為綜合抗震能力的基本值。而乙類建筑，設計的綜合抗震能力要低于相應的基本值。

三、建筑結構設計對建筑抗震性能的影響

1、 砌筑體結構影響基本變化能力的構造，重點是將整個圈梁、主要構造柱數量、具置、斷面截面尺寸和配筋數量的分級，局部的墻體尺寸、樓梯間的構造等只適用于考慮局部影響。比如，5-6層磚房的主要構造柱數量，房屋四角和樓梯間四角應該設計為第一等級，用于房屋隔開間的內外墻鏈接處和樓梯間四角設計為第二等級。對于房屋每開間的內外墻鏈接位和樓梯間四角設計為第三等級；此處不用設置構造柱與抗震設計不同。當然，在相同設防烈度和性能要求的前提下，對與層數要求不同的砌筑結構，基本延性構造的要求也不同，構造柱設置就需要隨房屋層數的不斷增加而相應提高。目前主要難題是，需要根據具體實例進行計算和分析，針對同地點、同結構的房屋按照不同等級采取相應措施后，其措施的構造影響能力系數如何確定？是否可在某個范圍內取值。

2、 鋼筋混凝土結構對變形能力構造的影響，可適當的調整內力、提高結構柱箍筋和縱向鋼筋體積配箍率、抗震墻墻體和構造作為抗震能力分級的重點，而框支層、短柱、鏈接的構造作為局部的影響。不同層數鋼筋混凝土結構在相同設防烈度性能的要求，延性構造要求也不一樣。目前，內力調整、縱筋總配筋率和箍筋體積配箍筋率等都成型的分級和取值，但如何將其轉化為相應的影響系數還需要進一步的計算和研究。

3、 鋼筋結構對變形能力構造的影響，可調整內力、各節點域內構造、構件的長細比和支撐設置作為重點的分級，這時構件的寬厚就是結構的局部影響。在相同設防烈度和性能的要求下，對建筑層數不同的結構建筑，基本延性構造需求也不同。鋼結構規范中也有一些現成的定量取值，也要研究將其轉化為影響系數的方法。

四、建筑結構設計中的抗震設計措施

1、要嚴格選擇地基選址

地基選址是進行建筑結構設計的基礎，因此，在房間結構抗震設計中，要科學避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實地，利用先進技術設備，進行地質勘探，山石水土監測，并取樣論證，科學嚴謹分析。力求使得整個地基牢固可靠，地質穩定無滲漏，無坍塌，無暗河，無熔巖，無火山……從而保證整個地基不會因為承載而發生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設計。

2、確保結構的整體性

在建筑結構抗震設計中，一般而言，要尤其注意其是由諸多構件共同組合在一起，如此，要進行整體化的對待。要充分調動各個構件的作用來完成整體建筑的抗震效果。當建筑的一些構件基本都失去了原有的功能時候，那么，在地震來臨之后，很容易讓整體的建筑結構喪失對地震的抵抗能力。在這種情況下，很容易讓整個建筑坍塌，因此，要保證所有構件的功能協調，并確保所有的構件都能夠在地震作用下保證良好的性能，如此，可以讓建筑結構的整體抗震能力增強。同時，要堅持實施多級防震措施。傳統建筑結構多采取的是三級設防措施，即小震不壞、中震可修、大震不倒。但在新的時期，建筑結構必須是采取的多級設防模式，保護建筑主體抗震能力，減輕經濟損失，使得建筑抗震中更加安全。

3、屋頂建筑抗震設計也是整個設計的一個重要環節。近幾十年來，從多數建筑抗震設計評定結果看，屋頂建筑設計還存在一些問題，例如：屋頂設計較高或者設計過重。屋頂設計較高或者設計過重，無形當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，如果屋頂的抗側力墻和屋頂之下的抗側力強出現間斷，在地震發生時，帶來的地震扭轉作用也會更嚴重，對抗震更不利。所以，進行屋頂建筑設計過程中時，應該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強度較高、輕質、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，盡量避免發生扭轉效應。

4、要合理且恰當地布局地震外力的能量傳遞與吸收的途徑，在地震當中，要確保建筑的支柱、梁與墻的軸線，處于同一個平面上，從而可以形成構件的雙向抗側力結構體系。并且可以使其在地震的作用下，呈現彎剪性的破壞，并使塑性屈服情況，盡量的發生在墻的根底部，從而連梁適合在梁端產生塑性屈服，這樣還具有足夠的變形的能力。在震災中，在墻段部分充分發揮抗震功能之前，要按照"強墻弱梁"的原則，來大力加強墻肢的承載力，避免墻肢遭到剪切性的破壞現象，從而最大限度的提高建筑結構的整體的抗震能力。

5、要根據抗震等級，在對墻、柱以及梁節點設計中，采取相對應的抗震構造措施，力求確保建筑物結構，在地震的作用下可以達到三個水準的設防標準。還可以根據"強柱弱梁"、和"強剪弱彎" 、以及"強節點弱構件"幾種構造的原則，在建筑設計中，合理的選擇柱截面的尺寸，以此控制柱的軸壓比，并還要注意構造配筋的要求，還要保證，鋼筋砼結構建筑在地震的作用下，能夠具有足夠的承載能力以及具備足夠的延性。

6、在建筑設計過程中，要設置出多道抗震的防線，即，在設計一個抗震結構的體系當中，有一部分延性比較好的構件，在地震的作用下，首先可以擔負起第一道抗震防線的作用，然事，其他的構件，在第一道抗震防線屈服以后，在地震中，會依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防線，這樣的抗震結構體系的設計，在建筑設計當中，對于確保建筑結構具有的抗震安全性，是非常的行之有效的設計方法和手段。

五、結束語

建筑結構抗震設計，關乎民生，關乎經濟發展，社會穩定，對建筑實施結構的抗震設計，主要涉及對建筑高度，承載力，總體結構，各個部件的性能規劃等一系列的因素，要求通過對各個構件和整體規劃的基礎上，既實現滿足居民生活生產保障安全的需要，又具有值得欣賞的美學價值。

參考文獻：

[1]陳維東 建筑結構抗震設計存在的問題及其對策 [期刊論文] 《中國高新技術企業》 -2009年5期

[2]丁勇春 錢玉林 馬國慶 建筑結構的抗震分析和設計 [期刊論文] 《四川建筑》 -2004年4期

[3]崔燁 孫曉紅 建筑結構抗震設計與分析 [期刊論文] 《科技資訊》 -2011年17期

篇（5）

新年伊始，鄭州市商業技師學院舉行第五屆教師論文大賽。經過近6個小時的角逐，商業貿易系師利君老師和旅游烹飪系周芳老師分獲一等獎，數控車焊系李林義等3名教師分獲二等獎，醫藥化工系赫中魁等5名教師分獲三等獎，機電工程系王金有等6名教師分獲優秀獎。大賽自2012年4月啟動以來，共征集到論文285篇。大賽組委會對各系篩選出的32篇論文進行了認真評審，最終確定16篇論文進入決賽。

大連理工大學

孔憲京教授主持項目獲國家科技進步二等獎

在2012年度國家科學技術獎勵大會上，大連理工大學孔憲京教授主持完成的“高土石壩抗震設計理論研究與工程應用”獲得國家科技進步二等獎。這是孔憲京教授繼2010年榮獲核電廠工程抗震領域的國家科技進步二等獎之后，再攀科技高峰，率領團隊在土石壩抗震研究方面取得的又一項重大科研成果。孔憲京教授科研團隊的科研項目研究成果對有效保障我國高土石壩抗震安全、優化結構設計、采取有效抗震措施、節約工程投資等發揮了重要作用，創造了顯著的經濟效益和社會效益。

鹽城技師學院

與常熟觀致汽車有限公司舉行校企合作簽約儀式

近日，鹽城技師學院與常熟觀致汽車有限公司舉行了校企合作簽約儀式。常熟觀致汽車有限公司初始注冊資本為34億元，由奇瑞汽車有限公司與世界500強企業以色列集團共同投資成立。院長呂成鷹充分肯定了觀致公司對校企合作工作所做的貢獻。她說，鹽城技師學院的辦學宗旨就是為企業服務，為現代企業提供需要的綜合素質高的技能人才，希望雙方樹立起“招生即招工，員工即學生”的理念，真正實現“專家進課堂、教師進企業”的深層次合作。

唐山勞動技師學院

召開首屆大專畢業生畢業答辯啟動儀式

日前，唐山勞動技師學院舉行了河北聯合大學唐山勞動高級技工學校函授站首屆函授大專生畢業設計答辯啟動儀式。唐山勞動技師學院院長、黨委書記兼函授站站長李，河北聯合大學繼續教育學院副院長王治國，負責畢業答辯的評委教師以及200多名即將畢業的首批函授大專生參加了啟動儀式。本次啟動儀式標志著唐山勞動技師學院函授站自2010年初建站以來，在河北聯合大學的支持下，經過全院師生的共同努力，迎來采擷豐收的時刻——第一屆215名函授大專生即將順利畢業。

廣西南寧高級技工學校

醫藥校區舉辦第二屆“趣味競技拓展活動周”

為了活躍校園文化氛圍，豐富同學們的第二課堂活動，增強班級團結力和凝聚力，廣西南寧高級技工學校醫藥校區學生科、團總支聯合舉辦第二屆“趣味競技拓展活動周”。此次活動周活動分三周舉行，每周舉辦一個項目，這三個項目分別為袋鼠跳、貼長龍、夾氣球。同學們以班級為單位組隊參賽，每個項目參加人數上限為20人，以三個項目的總分計算成績，共設一等獎2名、二等獎6名、三等獎8名。學生們紛紛表示很喜歡趣味競技拓展活動，豐富了自己的課余生活，密切了自己和同學間的交流，希望學校今后能繼續舉辦類似的活動。

大連市房地產高級技工學校

多位老師在全國職業學校教學設計及說課比賽中獲獎

為了提高教學質量，更好地貫徹“做中學，做中教”的職教方針，引進更好的教學方法并實現與外校的交流，大連市房地產高級技工學校教師積極參加全國中等職業學校教師教學設計和說課比賽，并取得了驕人的成績。吳麗媛老師參加機械類專業課程“創新杯”教師教學設計和說課大賽獲得二等獎，李雯老師參加數學課程“創新杯”教師教學設計和說課大賽獲得一等獎，侯曉寧老師參加工藝美術類專業課程“創新杯”教師教學設計和說課大賽獲得一等獎。

五四一高級技工學校

篇（6）

Abstract： paper first part of the frame supported shear wall structure made ​​a brief overview, and then analyzes some of the shear wall structure supported frame design points. In the right part of the frame supported shear wall design, it should reduce the conversion, make overall planning. Meanwhile, in the design of the time to pay attention to maintaining the stability of the overall structure of a large space, as far as possible in the design calculations to be accurate and comprehensive section. Finally, the paper recommends seismic design of high-rise buildings should be performance-based seismic design, and gives the right part of the frame supported shear wall structure seismic design requirements and strategies.

Key words： section frame supported shear wall; structural design; seismic Policy

中圖分類號：TU398+.2 文章標識碼：A

0 引言

隨著我國經濟及社會的快速發展，我國城市化率越來越高，城市有限的空間及土地資源已經很難滿足人們的需求，因此為了爭取更大的建筑空間，高層建筑越來越多。同時，為了更為有效地利用地面的空間，部分框支剪力墻結構設計越來越多地應用在現代建筑的結構設計中。基于此論文對部分框支剪力墻結構設計與抗震策略進行了較為系統的研究。

1、部分框支剪力墻結構概述

部分框支剪力墻結構是現代高層建筑中常用的一種結構，具有底部大的特點，因此也被稱為底部大空間剪力墻結構。從這個界定可以看出部分框支剪力墻結構通常在高層或多層剪力墻結構的底部，這種結構的設計一般是根據實際需要，為增加底部空間的使用功能而設置的[1]。所以上層建筑的部分剪力墻不能沿用到底層，不然的話會影響底層空間的使用效率，甚至有些底層的建筑空間在設計之處就已經規劃好用途。所以在建筑的設計過程中就要設計一個結構轉換層，通過結構轉換層來減少建筑底層的壓力[2]。而轉換層下面的一層，即建筑的底層則稱為框支層，框支層中的貫穿上下層的墻則是剪力墻。同時，界定建筑的部分框支剪力墻結構的時候，不僅要看其抗側剛度，還要整個結構的特點，看是不是形成了薄弱層，抗側剛度是不是發生了突變等情況。不能僅僅依據建筑的豎向構件有沒有貫通落地。

2、部分框支剪力墻結構的設計要點分析

通過上面的分析可以看出，部分框支剪力墻結構的界定是有一定的規范的，并不是所有的貫穿轉換層與底層的墻面都屬于部分框支剪力墻結構，還要觀察整個建筑本身的特點。所以在進行部分框支剪力墻結構的設計的時候要注意以下幾個要點。

（1）在對部分框支剪力墻進行設計的時候，應該減少轉換，盡可能采用上下主體豎向布置的方式，以保證主體間的連續貫通。特別是在設計框架—核心筒結構時，要盡量保證核心筒可以上下貫通，這樣可以保證設計的安全性及可靠性。

（2）在設計時要注重統籌規劃，不要將各部分獨立開來，各構件間的關系及布置要主次分明，傳力直接，這樣便于施工，同時減少識圖錯誤的概率。而在轉換層上下主體的豎向結構設計時，要盡量減小水平方向傳力的影響，避免多級復雜的轉換，這樣可以有效地保證水平轉換結構的傳力比較直接。

（3）在設計的時候要加強轉換層下部主體結構的剛度，弱化轉換層上部主體結構的剛度，這樣就可以有效地保證下部的大空間整體結構的穩定性，轉換層上下主體結構之間的剛度及變形度也會比較接近。

（4）在部分框支剪力墻結構設計的計算階段，最為重要的一點就是要全面而且要確保準確，如果計算及計算結果出了問題，將會嚴重影響整棟建筑的質量。而且要特別注意將轉換結構作為整體結構的一個重要的組成，并采用正確的計算模型進行計算。

3、部分框支剪力墻結構的抗震設計

我國地域廣闊，橫跨環太平洋地震帶與歐亞地震帶，所以地震活動比較頻繁，而且強度比較大，同時地震常發地區分布廣，可以說我國是一個震災嚴重的國家[3],所以建筑防震性能的設計非常重要。

3.1 部分框支剪力墻結構抗震設計概述

部分框支剪力墻結構的抗震設計主要是為應對地震發生而進行的一種設計，這種設計是在地震發生的假設前提下進行的。我國高層建筑的城市幾乎都在抗震設防范圍之內，因此部分框支剪力墻結構的抗震設計是部分框支剪力墻結構設計的一項極為重要的內容。一般來說地面運動主要有三種運用描述方式，即強度、頻譜和持時。而地震的強度是由振幅來表示，振幅對建筑的破環程度跟很多因素有關，比如說時間、速度、加速度，還有建筑本身的特性。所以在進行抗震設計的時候要綜合考慮多方面的因素。

3.2 部分框支剪力墻結構的抗震設計要求分析

我國為了更好地預防地震災害，對建筑的抗震設計做了一系列的規定。上世紀80年代的抗震設防目標是“小震不壞、中震可修、大震不倒” [4]，但隨著我國經濟及技術的發展，我國在2010年對建筑的抗震設防目標進行了修改，并給定了具體的抗震設計方法，表3-1是常規的設計方法與抗震設計方法的對比表（表3-1）。通過兩種抗震設計的防震目標、實施方法及實踐運用方面的對比可以發現，我國明顯加大了地震災害的預防力度。基于性能的抗震設計雖然運用還不夠廣泛，但是對新技術、新材料的適應性比較好，而且也滿足社會發展的趨勢，未來的運用潛力比較大。同時，基于性能的抗震設計可以增加結構概念設計的內容，比如剛度盡量對稱，框支轉換梁上墻體盡量居中布置，從初設階段將一些對結構不利的東西規避掉。綜上所述，對于現代高層建筑的抗震設計應采用基于性能的抗震設計方案。

表 3-1 常規設計方法與性能設計方法的對比分析表

3.2 部分框支剪力墻結構的抗震設計策略分析

通過上面的分析，論文對部分框支剪力墻結構的抗震設計應該采用基于性能的抗震設計方案。因為部分框支剪力墻結構基本上都是高層建筑，采用的基本上都是框架—剪力墻結構，這種結構本身就具有良好的抗震性。導致抗震災害形成的原因大都是由于建筑物的造型與建筑的抗震性能不協調導致的。所以在設計的過程中要特別關注這兩部分的設計。

（1）建筑體型的抗震設計策略分析

對于建筑體型的設計主要關系到的是建筑的布局及體量等方面的設計，這也是建筑設計的一個重要的部分。很多設計師在設計的時候由于太過于關注建筑的造型及建筑本身的使用價值，很容易忽視建筑體型與建筑抗震性能之間的關系。所以在設計的過程中，設計者應該科學地設計建筑的空間體量，包括建筑的高度、比例，建筑的對稱性，還要關注建筑的轉角的設計，同時建筑周邊的抗力，建筑整體的均衡性等方面都要進行綜合的考慮。

（2）建筑立面的抗震設計策略分析

建筑立面通常來說都是由大量的建筑部件組成的，所以建筑立面的設計要關注的主要是立面材料的選擇，部件之間的比例的設計，還有其尺寸大小的控制等方面。而從抗震的角度來說，建筑的設計則要關注以下幾個要點。首先，在設計的時候，不能孤立地進行孤立面的設計，而應該將正立面、側立面及背立面各個立體面之間協調起來，是他們之間得到統一，從而形成一個完整的整體。同時，要注意立面的空間效果和立面各部件之間的均衡性和規則性。

4、結語

通過論文的分析可以看出，隨著城市化進程的進一步推進，部分框支剪力墻結構越來越多地應用在現代建筑的結構設計中，建筑防震性能的設計十分重要。而且在設計的過程中要減少建筑部件間的轉換，采用合理的布置方式，以保證建筑的安全性。同時，要注重設計的統籌規劃，將建筑的各部件之間有機地聯系起來，以實現建筑的整體性和統一性。在分框支剪力墻結構的抗震設計要采用抗震設計方法，并對建筑物的造型及立面的進行抗震設計。最后，希望論文的研究為相關工作者及研究人員提供一定的借鑒與參考價值。

【參考文獻】

[1] 京浩.建筑抗震鑒定與加固[M].中國水利水電出版社,2010.

篇（7）

中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A 文章編號：

一．引言

隨著我國現代高層建筑高度的不斷增加，建筑的功能也日趨復雜，在高層建筑豎向立面上的造型也呈現多樣化。在某些建筑結構中，通常會要求上部的框架柱或是剪力墻不落地，在建筑結構中需要設置較大的橫梁和桁架來作為支撐，甚至有時要改變豎向的承重體系，此時就要求設置轉換構件，將上部和下部兩種不同的豎向結構進行過度和轉換，通常這種轉換構件占據約為一至二層，這種轉換構件即為轉換層。結構轉換層在很大程度上改變了建筑的結構體系，在進行設計時要慎重考慮。

二.轉換層結構施工特點

由于高層建筑結構下部樓層受力很大,上部樓層受力較小,正常的結構布置應是下部剛度大、墻體多、柱網密,而到上部則逐漸減少墻體及柱的布置,以擴大柱網。這樣,結構的正常布置與建筑功能對空間的要求正好相反。因此,為了適應建筑功能的變化,就必須在結構轉換的樓層設置水平轉換構件,部分豎向構件在轉換層處被打斷,使豎向力的傳遞被迫發生轉折,而轉換層就是實現轉折功能的大型水平構件。轉換層的結構形式一般有以下幾種構成：箱式轉換、梁式轉換、空腹桁架式轉換、桁架式轉換、板式轉換和斜撐式轉換等。 帶轉換層的高層建筑是一受力復雜、不利抗震的結構體系,該結構及其支撐系統有自身的特點。眾多高層建筑采用梁式轉換層進行結構轉換,這主要是由于:

1.轉換層設計帶轉換層的多高層建筑,轉換層的下部樓層由于設置大空間的要求,其剛度會產生突變,一般比轉換層上部樓層的剛度小,設計時應采取措施減少轉換層上、下樓層結構抗側剛度及承載力的變化,以保證滿足抗風、抗震設計的要求。轉換構件為重要傳力部位,應保證轉換構件的安全性。2.8度抗震設計時除考慮豎向荷載、風荷載或水平地震作用外。還應考慮豎向地震作用的影響,轉換構件的豎向地震作用,可采用反應譜方法或動力時程分析方法計算;作為近似考慮,也可將轉換構件在重力荷載標準值作用下的內力乘以增大系數1.1。

2.經濟指標

從抗剪和抗沖切的角度考慮,轉換板的厚度往往很大。一般可2.0m~2.8m 。這樣的厚板一方面重量很大,增大了對下部垂直構件的承載力設計要求,另一方面本層的混凝土用量也很大。

轉換梁常用截面高度為1.6~4.0m,只有在跨度較小以及承托的層數較少時才轉換梁常用截面高度0.9~1.4m,而跨度較大且承托較大且承托的層數較多時,或構件條件特殊時才采用較大的截面高度4.0~8.2m 。

3.抗震性能

由于厚板集中了很大的剛度和質量,在地震作用下,地震反應強烈。不僅板本身受力很大,而且由于沿豎向剛度突然變化,相鄰上、下層受到很大的作用力,容易發生震害。以往的模型振動臺試驗研究表明,厚板的上、下相鄰層結構出現明顯裂縫和混凝土剝落。另外,試驗還表明,在豎向荷載和地震力共同作用下,板不僅發生沖切破壞,而且可能產生剪切破壞,板內必須三向配筋。

4.轉換層結構的基本功能

從結構角度看，轉換層結構的功能主要有：

(1)上、下層結構形式的轉換

這種轉換層廣泛用于剪力墻結構和框架--剪力墻結構，將上部的剪力墻轉換為下部的框架。

(2)上、下層結構軸網的轉換

轉換層上下結構形式沒有改變，但通過轉換層使下層柱的柱距擴大，形成大柱網，這種形式常用于外框筒的下層以形成較大的入口。

(3)下、下層結構形式和結構軸網同時轉換

上部樓層剪力墻結構通過轉換層改變為下部框架結構的同時，下部柱網軸線與上部剪力墻的軸線錯開，形成下、下結構不對齊的布置。

5.轉換層結構設計方法存在的問題

目前在多、高層建筑中，絕大多數的開發商都會要求建筑物具有完備的建筑功能，建筑師在建筑設計中也往往首先想到采用結構轉換層來完成上、下層建筑物功能的轉換。但一些結構設計人員在實際進行轉換層設計時顯得無從下手，沒有可操作、可遵循的設計思路、設計原則來進行結構設計。造成這種現象的主要原因是當前轉換層設計沒有相關的可遵循的設計準則，使設計人員難以進行結構選型、截面確定、計算模型確定、計算方法確定，計算結果應用以及配筋方法的實施等一系列結構設計步驟。這種現狀與我國當前高層建筑的迅猛發展足不適應的。轉換結構層具有與一般結構層相比結構重量大、結構層剛度大、幾何尺寸超大、受力復雜等特點。這樣的尺寸和重量意味著轉換結構組成了建筑物的主要構件。它們設計的是否合理、安全、經濟對整個結構的安全性、結構造價、施工費用等有著重要影響。現有的轉換層設計方法，主要是針對形式簡單、受力相對簡單的轉換梁，對于受力復雜的轉換梁還沒有深入研究。即便是對于形式簡單的轉換梁，其受力性能也沒有完全清楚，而往往是互相混淆，設計概念小明確，設計原則不準確。

三. 帶結構轉換層的高層建筑結構設計

1. 帶轉換層的高層建筑結構設計原則

高層建筑中轉換層的設置造成建筑物豎向剛度的突變，地震作用時在轉換層上下容易形成薄弱環節，對結構抗震不利，故轉換層結構在設計時應遵循以下原則：

（1）為防止沿豎向剛度變化過于懸殊形成薄弱層，設計中應考慮使上、下層剛度比γ≤2，盡量接近1。這樣才能保證結構豎向剛度的變化不至于太大，使上柱有良好的抗側力性能，減少豎向剛度變化，有利于結構整體受力。

（2）盡可能減少需結構轉換的豎向構件，直接落地的豎向構件越多，轉換結構越少，轉換層造成的剛度突變就越小，對結構抗震更有利。

（3）設計中應保證轉換層有足夠的剛度，一般應使梁高度不小于跨度的1/6，才能保證內力在轉換層及其下部構件中分配合理，轉換梁、剪力墻柱有良好的受力性能，能較好的起到結構轉換作用。

（4）必須控制框支剪力墻與落地剪力墻的比例，當剪力墻較多且考慮抗震時，橫向落地剪力墻數目與橫向墻總數之比不宜少于50%，非抗震時不宜少于30%。

（5）轉換層以上的剪力墻和柱子應盡量對稱布置，梁上立柱應盡量設在轉換梁跨中，以免轉換梁變形時，在梁上立柱的柱腳處產生較大轉角，帶動立柱柱腳產生較大變形，引起柱的彎曲及剪切，使立柱產生很大的內力而超筋。

（6）轉換層結構在高層建筑豎向的位置宜低不宜高。轉換層位置較高時，易使框支剪力墻結構在轉換層附近的剛度、內力和傳力途徑發生突變，并易形成薄弱層，對抗震設計不利，其抗震設計概念與底層框支剪力墻結構有較大差異。當必須采用高位轉換時，應控制轉換層下部框支結構的等效剛度，即考慮彎曲、剪切和軸向變形的綜合剛度，這對于減少轉換層附近的層間位移角及內力突變是十分必要的，效果也很顯著。另外，對落地剪力墻間距的限制應比底層框支剪力墻結構更嚴一些。對平面為長矩形的建筑，落地剪力墻的數目應多于全部橫向剪力墻數目的一半。

2.轉換層的應用

（1）梁式轉換層

作為目前高層建筑結構轉換層中應用最廣的結構形式，它具有傳力直接明確及傳力途徑清晰，同時受力性能好、工作可靠、構造簡單、計算簡便、造價較低及施工方便等優點。轉換梁不宜開洞，若必須開洞則洞口宜位于梁中和軸附近。轉換梁有托柱與托墻兩種形式，其截面設計有4種方法，即普通梁截面設計法、偏心受拉構件截面設計法、深梁截面設計法和應力截面設計法。轉換梁的截面尺寸一般由剪壓比（mv=Vmax/febh0）計算確定，應具有合適的配箍率，以防發生脆性破壞，其截面高度在抗震和非抗震設計時應分別小于計算跨度的16和18。（2）厚板轉換層 當轉換層上、下柱網軸線錯開較多而難以用梁直接承托時，可采用厚板轉換層，但厚板的巨大荷載會集中作用于建筑物中部，振動性能復雜，且該層剛度很大、下層剛度相對較小，容易產生底部變形集中，其傳力途徑十分復雜，是一種對抗震十分不利的復雜結構體系，應進行整體內力分析、動力時程分析及板的內力分析等。厚板的厚度可由抗彎、抗剪、抗沖切計算確定；可局部做成薄板，厚薄交界處可加腋或局部做成夾心板，一般厚度可取2.0～2.8m，約為柱距的1/3～1/5。厚板應沿其主應力方向設置暗梁，一般可在下部柱墻連線處設置。轉換層厚板上、下一層的樓板應適當加強，樓板厚度不宜小于150mm。

(3）箱式轉換層

當需要從上層向更大跨度的下層進行轉換時，若采用梁式或板式轉換層已不能解決問題，這種情況下，可以采用箱式轉換層。

它很像箱形基礎，也可看成是由上、下層較厚的樓板與單向托梁、雙向托梁共同組成，具有很大的整體空間剛度，能夠勝任較大跨度、較大空間、較大荷載的轉換。

(4)桁架式轉換層

這種形式的轉換層受力合理明確，構造簡單，自重較輕，材料節省，能適應較大跨度的轉換，雖比箱式轉換層的整體空間剛度相對較小，但比箱式轉換層少占空間。

(5)空腹桁架式轉換層

這種形式的轉換層與桁架式轉換層的優點相似，但空腹桁架式轉換層的桿系都是水平、垂直的，而桁架式轉換層則具有斜撐竿。空腹桁架式轉換層在室內空間上比桁架式轉換層好，比箱式轉換層更好。

四．結束語

高層建筑的迅速發展，從以往的簡單體型和功能單一的時代開始走向體型復雜，建筑的功能呈現多樣化發展。在高層結構設計中，帶轉換層結構設計不能簡單設置成“承上啟下”，而要在實際結構上實現上部結構和下部結構的過度和轉換。

參考文獻：

[1] 熊進剛 李艷 帶結構轉換層的高層建筑結構設計[期刊論文] 《南昌大學學報(工科版)》 ISTIC -2002年4期

[2]季靜 韓小雷 楊坤 鄭宜 Ji Jing Han XiaoLei Yang Kun Zheng Yi帶主次梁轉換層的超限高層建筑結構設計[期刊論文] 《結構工程師》 ISTIC -2005年2期

[3]丁奇峰 帶結構轉換層的高層建筑結構設計 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2013年6期

[4]韓小雷 楊坤 鄭宜 季靜 帶梁式轉換層的超限高層建筑結構設計[期刊論文] 《昆明理工大學學報（理工版）》 ISTIC PKU -2004年6期

[5]黃瑛 帶轉換層高層結構綜合樓設計 [期刊論文] 《鐵道標準設計》 ISTIC PKU -2005年1期

篇（8）

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A

引言

隨著建筑高層化的發展，對剪力墻性能及施工質量提出了更高要求。對于從事高層結構設計的工程師來說，只有對框架結構剪力墻結構的優缺點和技術要點全面把握，并能夠吸收當代高層建筑結構設計的一些成功經驗，并把結構的經濟性、合理性與結構抗震的安全性等諸多因素加以統籌考慮，才能很好的與建筑師配合并設計出經濟合理的高層建筑結構體系。

一、框架、剪力墻的受力特點

1 框架結構的受力特點

柱子是承重的關鍵，柱子上方架著橫梁，橫梁上面鋪設樓板。框架結構的建筑物往往有粗大的柱子，這樣才能夠能夠保證柱子有足夠的強度支撐建筑物的重量。框架結構的這一受力特點導致采用框架結構的建筑物對橫向受力的抵抗力不足，尤其是如果遇到地震，樓層間甚至可能出現移動。

2 剪力墻結構的受力特點

剪力墻結構是利用鋼筋混凝土結構的墻體作為主要承重結構，比如建筑外墻，這些墻體有著抗震，抗側剛度大，結構的整體性好的特點。尤其是現澆的鋼筋混凝土，負載高，水平荷載大，抵抗水平力的作用明顯。

3 框架一剪力墻結構的受力特點

框架一剪力墻結構是由梁柱搭建框架，再在部分框架間布置剪力墻，框架間填充加氣混凝土輕型墻體，讓剪力墻和框架一起承重，增加建筑物的承重能力。利用框架結構的靈活多變的特點劃分建筑空間，利用水平荷載能力強的剪力墻抵抗水平方向的受力。框架一剪力墻結構把框架和剪力墻的優點結合在一起，相互彌補了對方的弱點。

二、設計計算中的幾個問題

1 剪力墻的布置

原則上，布置剪力墻應該盡量保證對稱、均勻、分散。剪力墻應該沿著房屋的方向，縱橫布置，以外墻、電梯、樓梯、拐角劑周邊等處為宜。在分布上盡量滿足對稱原則，這樣的分布可以盡量使建筑物的剛度中心和質量中心接近。增加抵抗扭轉的內力臂，最大化的加強建筑物的整體強度，提高抗扭轉能力。在縱向方向布置的剪力墻應該從地基一直到房頂，保證墻體剛度。每片剪力墻的尺寸不要太長，最好不超過8m，盡量分散成多片，增加一片剪力墻就等于增加了一個抵抗水平力的結構。尤其是具有一定轉折的剪力墻擁有更加優秀的抗側力效果，比如L形、十字、圓形等形狀。

2 剪力墻的厚度

框架一剪力墻結構中，對于帶有邊框的剪力墻厚度有一定的規范。如果該建筑處于震區，或者要考慮到抗震設計，那么剪力墻的高度大于等于建筑物層高的1/16，底部的剪力墻加強部位厚度應該大于等于200mm，無論是第一級還是第二級剪力墻都應該滿足這個規范。如果不考慮抗震設計，那么剪力墻的高度應該大于等于建筑物層高的1/20，且厚度大于等于160mm。而邊框的梁最合適的寬度就等于剪力墻的厚度，邊框梁的高以剪力墻的2倍為宜。

3 重視屋面小塔樓的不利影響

現在的高層建筑物，在屋頂處常會設計小塔樓、電梯間、等突出屋頂的建筑結構。由于塔樓結構的質量和剛度比建筑物主體小很多，一旦發生地震，在鞭梢效應的影響下，小塔樓會產生水平位移。就算建筑物主體并未受到損壞，塔樓也可能會因為鞭梢效應的作用遭到破會。目前，大部分高層建筑物在設計的時候都將塔樓和建筑物主體分離設計，在抗震設計的時候也是分別進行計算。計算高層建筑物頂部小塔樓的地震作用非常重要，現在主流的計算方法是底部剪力法，計算頂部塔樓受到的地震作用需要考慮增大系數。由于底部剪力法計算比較復雜，為了簡化計算方法，我們可以將小塔樓看做一個單獨的結構，在地面計算小塔樓受到的地震作用，將得到的結果乘以增大系數就可以得到小塔樓在屋頂受到的地震作用了。由于設計建筑主體的時候一般都忽略塔樓對建筑主體的地震作用，僅僅計算和塔樓連接的部位。這樣的算法還是存在缺陷，如果遇上強震，塔樓在鞭梢效應的影響下，必定會對建筑物主體產生不良作用。

4 框架剪力墻結構的抗震設計

在設計框架剪力墻結構的抗震性能時，必須符合相關規程。在水平力作用下，框架剪力墻結構底層的框架部分所承受的地震傾覆力矩與結構總地震傾覆力矩有一個比值(以下簡稱力矩比值)，根據這個比值的不同，要采取不同的設計：當力矩比值小于lO％時，按剪力墻結構進行設計，其中的框架部分應按框架一剪力墻結構的框架進行設計。當力矩比值大于10％時，按框架一剪力墻結構設計，力矩比值在5O％至80％之間的，可以適當的增加框架剪力墻的最大高度。框架和剪力墻的部分應該按照各自的標準設計抗震等級及軸壓比。當力矩比值大于80％時，框架剪力墻的最大高度必須按照框架結構設計，在抗震等級及軸壓比的設計上也和前一種情況有所不同，框架部分按照框架結構設計，剪力墻按照框架剪力墻結構進行設計。

三、高層框剪結構抗震設計的技術要點

1 提高剪力墻的抗震能力

(1)提高剪力墻的抗震能力需要加強對傾斜方向裂縫的控制，我們可以利用邊框剪力墻來實現這一目的。將梁柱設計在剪力墻的邊上，增加擁有傾斜方向承載力的邊框結構，這些邊框能夠阻攔傾斜的裂縫。如果剪力墻產生裂縫，邊框結構可以減低附加剪應力，阻止裂縫衍伸到其他部位。

(2)合理的肢墻面積。

如果剪力墻縱向設計有洞口，那么這片剪力墻就變成了聯肢墻，聯肢墻的中間受到橫梁的約束。聯肢墻有雙肢墻和多肢墻兩種情況，雙肢墻上只有一列洞口，多肢墻上有多列洞口。

這樣的設計降低了剪力墻的剛度，增強抗震能力。即使出現裂縫也往往是在洞口或橫梁部位，降低了對墻體的傷害。

2 改善框架的抗震能力

(1)強化角柱。要增強抗震能力就應該強化框架的角柱，提高抗剪應能力。作為框架結構的關鍵部分，角柱起到連接梁和柱子的作用只有強化了角柱才能從整體加強框架結構。

(2)增強框架的抗震能力需要提高整體框架對推力的抗性，降低橫向的位移，尤其要注意減少樓層之間的移動。可以在框架內分散布置用鋼筋混凝土澆筑的剪力墻。由于這樣的設計沒有良好的延展性，我們可以設計一些有延展性的墻體，降低剛度。比如在剪力墻的墻體上合理的增加開口，形成耗能結構，有效的將震能釋放。

(3)在框架剪力墻結構中，設計贅余構件可以有效的抵消地震部分的能量。設計贅余構件時可以使用鋼筋做骨架的混凝土作為支撐構件，發生地震時，震能會首先影響這些構件，當這些構件被破壞之后，建筑物的整體結構也會發生一定的改變，同時改變了自振頻率，避免和形成共振。

3 改善整體抗震能力

( 1)如果在框架剪力墻結構中的梁端和柱端安裝“塑性鉸”，可以在框架剪力墻結構中形成耗能結構。由于塑性鉸能夠承受、傳遞一定的彎矩，地震發生時，即使縱向鋼筋發生屈服也不會瞬間破壞結構，而是在塑性鉸的作用下承載。水平的構件會先于縱向構件發生屈服，

避免建筑物發生垮塌。

( 2)依照建筑物的實際情況，在框架剪力墻整體結構的剛度和承載能力之間尋求平衡。由于地震發生時，建筑物會的自振周期容易和地震產生共振，如果使用了過多的剪力墻就會減小自振周期，增加建筑物的剛度。那么，加大自振周期就可以有效減少地震作用。在設計的時候布置數量合理的剪力墻，適當的使用短肢墻來減少剪力墻的面積，既可以減輕建筑物的整體重量，有能夠有效的防御地震的影響。

( 3)由于框架和剪力墻的材料，制造工藝不相同，兩者的結構也不一樣，他們存在著剛度、彈性和延展性等多種差異。有可能導致框架剪力墻結構的構件之前無法有效的合作，構件之前缺乏協調，降低了建筑物的抗震能力。只有在考慮協調性的基礎上，經過嚴密的計算和設計，在結構的剛度、彈性和延展性之間做好平衡才能夠最大程度抵抗地震力。

四.結語

盡管在高層建筑中框架剪力墻已經得到廣泛的應用，并且也取得了前所未有的高度和成就，但是該結構復雜的受力特性使得在抗震性能上還有很大的改進空間。在進行轉換層的設計構造時，嚴格遵循本文提到的結構設計要求，特別是抗震概念要求，在轉換層附近適當提高其構造等級要求，增強整體抗震能力，使得框架剪力墻結構更好地應用到高層建筑中。

【參考文獻】

[1] 文偉 剪力墻結構在建筑結構設計中的應用分析 [期刊論文] 《城市建設》 -2010年35期

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中圖分類號：TU 457 文獻標識碼：A

0 引言

隨著我國對地下空間的開發力度的加大，地下結構工程的數量迅速增加，作為生命線工程的埋地管道在輸送水、油、氣、煤以及在通信交通和排水等方面得到了越來越廣泛的應用，堪稱現代工業和城鎮生活的大動脈，其破壞可導致城市乃至區域社會經濟功能的癱瘓[1] [2]，如1971 年美國圣費爾南多地震，使加里福尼亞州圣費爾南多山谷的地下輸氣管道和給排水管道遭受重大破壞，給排水和天然氣管道有2400處遭到破壞，震中附近有25.6km管道破壞 [3] [6]；1976年中國唐山地震，7.8級地震使全市給水系統癱瘓，搶修了一個多月才基本恢復供水，秦京輸油管線有4處破壞，流失原油1萬余噸，造成了資源的嚴重浪費，且污染了大片農田、河流，次生災害嚴重[4]；2008年“5.12”汶川地震使震區供水管網受到嚴重破壞，供氣系統設施也出現不同程度的破壞，據不完全統計，供水系統共有677個水廠受損，11萬處管線破壞，受損長度高達1.38萬km；排水管網管道受損長度約3300km， 供氣系統設施受損5.1萬處，供氣系統設施受損5.1萬處，供氣管道受損長度達到992km[5]。這些震害經驗表明，現代城市對生命線工程系統具有高度的依賴性，其抗震問題也引發了各國學者的關注，地下工程結構的抗震安全和抗震設計已經成為工程界普遍關心的問題。

筆者通過對大量埋地管道震害的分析研究， 總結了埋地管道的地震反應特征和破壞類型，并對其破壞機理進行分析，以期為埋地管道的抗震設計提供科學的依據和有益的參考。

1 埋地管道的振動反應特征

根據國內外學者對原型觀測（震害調查和現場試驗）資料的研究分析以及近年來的研究成果，總結了埋地管道在地震波作用下反應特征的一般規律，其是進行埋地管道地震反應分析的依據[6]- [12]。

（1）破壞荷載：理論分析和實際震害均表明，埋地管道的破壞主要由地震行波的傳播、場地失效（斷層相對運動、土體液化等因素）引起，受地震波傳播影響而引起的土體變位造成的震害較輕，但影響面廣，是埋地管道破壞的最基本形式；場地失效所造成的管道破壞都相當嚴重，且難以避免，選址時應盡量避免此類地段。

（2）地面位移：對埋地管道地震破壞的研究發現，埋地管道振動中的主要應變與地震加速度大小的聯系不很明顯，而對周圍巖土體應變十分敏感，周圍巖土體應變越大管道破壞越嚴重。埋地管道的自振頻率遠大于土體的振動頻率，管道受到周圍土的阻尼影響很大，管道運動產生的慣性力，對結構自身的反應僅有非常小的影響，管道的反應性態主要取決于沿線土體的位移特征，而對土體的運動位移特征幾乎無影響。

（3）地震波傳播方向及頻譜特性：埋地管道的振動形態受地震波傳播方向的影響很大，地震波的入射方向發生不大的變化，管道各點的變形和應力可發生較大變化。埋地管道走向與地震作用方向吻合時，管道動應變最大，損壞最大；當地震作用方向垂直于管軸方向入射時，管道動應變最小。埋地管道的動應變不僅和地面應變的峰值有關，還與地震動的頻率含量有關，尤其是對低頻含量十分敏感。低頻含量愈豐富的地震波，激起的管道動應變越大。

（4）場地條件：埋地管道的破壞程度基本隨地震烈度的增大而加重，埋地管道從一種類型土壤過渡到另一類型土壤的過渡區震害較嚴重；軟土中的管線較硬土中的管線震害嚴重，同一地震烈度下，復雜地基和軟弱地基比基巖地基中的管道震害嚴重得多。

（5）管土間相互作用：現場震害資料證明，地震時埋地管道受周圍土體的約束與周圍巖土體一起運動，受管道本身的剛度的影響，管道的變形比未敷設管道的土體變形小，只要管土界面的剪應力未達到臨界剪應力，管道就隨同周圍巖土體一起運動。當管土界面的剪切應力達到臨界剪應力或管土間的極限摩擦力時，管土之間將發生滑移。

（6）管道變形：震害資料及理論分析均表明，直埋管道的軸向應變遠較彎曲應變凸顯，以軸向應變為主，而彎管、大直徑管道則需要考慮彎曲變形。

（7）管道的材質及構造：埋地管道的材質、口徑、壁厚、接口型式均有不同程度的影響。埋地管道的破壞大多是由于管道強度不足以抵抗周圍土體傳來的振動變形而引起的；震害資料表明：柔性接口的震害率明顯低于剛性接口，這是由于柔性接口具有較好的延性，可以吸收較多的變形；管道橫截面的剛度與管徑和壁厚有關，小口徑管道在土中的約束程度比大口徑的約束作用大。日本、美國以及我國海城，唐山兩次強震中的震害均表明，管道的破壞隨管徑增大而減小，這說明管道剛度的影響不可忽視，但是各國學者對管徑的影響看法不一。

（8）管道埋深：埋地管道一般總是埋在地表下有限的深度處，1923年東京地震調查資料顯示，埋深的增加破壞增加，而埋深增加到2.4m后管道的破壞率減小。淺埋管道破壞較輕是由于作用在管道上的土壓力和縱向摩擦力較小，土體對管道的約束作用小，傳遞到管道上的地震作用就小，埋深增加約束作用增大，破壞率高；埋深增加到2.4m管道事故率降低可以解釋為隨深度的增加地震作用下土體的位移下降的幅度大于約束作用增大的幅度。然而在許多情況下埋地管道破壞與其埋深之間并不存在固定的關系。造成完全不同的結論是因為管道的破壞不僅取決于土移的大小，而且還取決于管道在土體中的約束程度，因而較難確定管道埋深多大時震害較輕。

2 埋地管道破壞的主要類型

地震作用下埋地管道的破壞類型主要有三種[22]- [24]：

（1）接口破壞：連續式鋼管焊縫連接處的開裂，法蘭螺栓松動；承插式管道接口填料松動、剪裂、插頭拔出和承插口破裂等；

（2）管體破壞：管體出現縱向或斜向裂縫；地面大變形造成的管體折斷，銹蝕嚴重鋼管和鑄鐵管管體發生的折斷等；

（3）連接破壞：管道的三通彎頭、閘閥及其與其它構筑物聯接處，易受應變集中，運動相位不一致而發生破壞。

三種形式的破壞中管體破壞一般是由于地面斷裂、滑坡等嚴重地面大變形或由于管體本身缺陷和腐蝕嚴重而引起的破壞；接頭和連接破壞是地震作用下最為普遍的破壞見圖。

3 埋地管道破壞的機理分析

埋地管道的地震破壞主要由構造性地運動-斷層錯動、地震場地失效-土壤液化、地震波傳播效應引起，下面簡要分析埋地管道的破壞機理。

（1）斷層滑移作用[13]- [14]

在一次強破壞性地震中，斷層位錯越大，震害越嚴重。斷層滑移的主要作用是使管道產生平錯運動，也可能伴隨有較小的垂直移動。斷層滑移區土體發生相對較大的錯動滑移，埋地管道受周圍土體的約束，隨著土體的變形而變形，當管道與活動斷層相交時，地震中產生的地表斷裂運動使管道產生縱向和橫向變形，縱向變形會使管道產生拉伸或縮短，管道受拉伸超過極限時就會發生破壞，管道受壓縮時則會由于薄殼失穩而造成屈曲破壞；橫向變形則會使管道產生折斷等剪切破壞，管道發生的剪切位移、拉伸或縮短的程度取決于斷層的類型、管道和斷層的方位、斷層錯動的大小和斷層平面的傾角等因素，大量的震害調查認為，具有高強度和韌性的鋼管（油、氣管道）一般能抗拒強烈地震的地面運動，卻不能抵御斷層作用和地面破壞所產生的永久地面變形。

（2）土壤液化[15]- [16]

地下水位以下的飽和松砂和粉土在地震作用下，土顆粒之間因振動而密實，但由于顆粒之間的空隙水來不及排出，使土顆粒處于懸浮狀態，即由固態轉化為液態，土在液化及液化后的反應極為復雜， 其中牽涉到從固相到液相及從液相到固相的轉變、土骨架與水相互作用的問題、大位移與大變形以及非連續介質等。液化往往造成管道上浮或下沉，目前研究液化砂土中管的動力特性，主要集中在管道在液化和不液化的邊界區域和管的上浮力，對由液化引起的大的永久性位移卻沒有進行足夠的研究。

（3）地震波傳播效應[17]- [20]

地震引發地面振動或搖晃，振動以一定速度的波的形式在地面傳播，既然運動是波，不同部位的管道的位移是不同步的，引發不同類別的應變。縱波沿管道方向的傳播使得土體受壓或受拉，管道被周圍土體夾裹著作波動變形，則土體的這種張拉和壓縮力將作用于管道產生軸向應變，橫波沿管道方向傳播使得土體垂直管道方向發生橫向變形，管道受土體約束影響而隨土體一起運動，促使管道產生彎曲應變。軸向應變可能是受壓或受拉，且會同時出現在一次地震中，受拉時管道接頭處產生拉拔力；受壓時管道產生擠壓或屈曲；彎曲變形則使連接開裂、破損，剪切引起折斷。

除此之外，埋地管道的變形還受周圍土體的地質條件的影響。震害資料和理論研究均表明非均勻場地對埋地管道的動力特性有較大的影響，管道在穿過非均勻場地時，土體出現明顯的豎向和橫向位移，使管道由于變形不同而破壞。土體類型變化以及其它因素如地震波類型、地形地貌條件、斷層等共同作用對管道破壞的影響很大，結合起來考慮其破壞機理十分重要。一般來說，前二種作用對埋地管道的破壞是災難性的，均屬于難以抗拒因素，實際工程中多采用避開這類地段鋪設管道的措施或專門研究特殊的抗震措施。而地震波傳播效應則是埋地管道破壞的最普遍原因，最早引起了人們的關注，是埋地管道抗震研究的主要對象，其在理論和試驗上的研究也較深入。

4 結語

埋地管道的抗震，是生命線地震工程的重要組成部分。只有認清埋地管道在地震波作用下反應特征的一般規律、破壞機理，并將其作為埋地管道地震反應分析的依據，才能建立適合實際工程的埋地管道地震災害防御技術，提高埋地管道的抗震能力，完善地震災害應急預案和工程技術措施，從地震防御

到抗震理論分析，做到有的放矢，才能盡可能的減輕

埋地管道的破壞，埋地管道和地鐵、隧道、共同溝、地下管廊同屬于地下線形結構，其震害分析在理論上應對后者震害原因分析有一定的借鑒價值。

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中圖法分類號: TU文獻標識碼: A

0 引言

隨著中國經濟不斷蓬勃發展，帶動了基礎設施建設，大量舊建筑物因達到服役年限或因市政工程等需要而被拆除，造成了大量的建筑垃圾，另一方面對于新建建筑所需混凝土量的不斷增加，能源與環境問題日益突出。再生混凝土的提出可以解決能源問題，近幾年國內學者對再生混凝土結構性能進行了相關研究，其中對再生混凝土受壓構件抗震性能的試驗研究為今后再生混凝土技術能夠在實際工程中應用奠定了一定的基礎。

國內研究進展

1.1 再生混凝土柱

崔正龍[1]等對再生混凝土柱的抗震性能進行了試驗研究。通過2組再生鋼筋混凝土柱與普通鋼筋混凝土柱在軸壓比0.2的條件下進行對比試驗，試驗結果表明，在混凝土強度接近的情況下，再生鋼筋混凝土柱在破壞形式、承載能力以及耗能能力等方面與普通鋼筋混凝土柱相比并沒有明顯降低，表現出良好的抗震性能，從結構力學性能角度來看，再生混凝土應用在建筑結構構件上是可行的。

哈爾濱工業大學[2] ，北京工業大學[3]，合肥工業大學[4]，北京建筑工程學院[5]，白國良[6]等相繼對再生混凝土柱抗震性能也進行了試驗研究，試驗結果表明：再生混凝土柱與普通混凝土柱的破壞過程相似。

文獻[2]通過8根再生混凝土柱和4根普通混凝土柱進行低周反復荷載試驗，結果表明在小軸壓比時發生延性破壞，在大軸壓比時，發生脆性破壞；再生混凝土柱延性比普通混凝土柱差，粉煤灰的摻入可以改善再生混凝土柱的延性，但承載力會降低。

文獻[3] 進行了1根普通混凝土柱和3根不同再生骨料取代率的再生混凝土柱模型的低周反復荷載試驗研究，模型按1/2縮尺，提出了基于混凝土強度折減的承載力實用計算方法。試驗結果表明：隨著再生骨料取代率的增加，其混凝土的彈性模量明顯減小，試件初始剛度明顯下降、承載力呈下降趨勢、耗能值下降，抗震能力呈下降趨勢。并且建議再生混凝土柱可用于多層結構軸壓比較小的柱的抗震設計。

文獻[4]對四根再生粗骨料為100％的再生混凝土框架柱進行抗震試驗，分析其滯回性能。并通過大型有限元分析軟件對各試件進行有限元的單調荷載作用下的數值模擬。同樣得出再生混凝土的延性及承載力隨著軸壓比的增大而不斷下降；再生混凝土框架柱抗震性能略低于普通混凝土框架柱。

文獻[5]中試驗結果表明，提高縱筋率和箍筋加密區的箍筋配置有利于改善再生混凝土柱的延性性能和極限變形性能。建議當再生混凝土框架柱的設計軸壓比小于0.2時,箍筋加密區的最小配箍特征值可按《建筑抗震設計規范》GB 50011-2001的規定采用，當再生混凝土框架柱的設計軸壓比大于0.2時，應不低于《建筑抗震設計規范》GB 50011-2001對二級框架柱箍筋加密區最小配箍的要求或具有更高的要求。

王思源[7]等提出一種在地震作用下再生混凝土柱強剪弱彎設計可靠度指標的計算方法，計算結果表明：再生混凝土強剪弱彎設計可靠度指標低于普通混凝土柱；截面尺寸影響較小，配筋率，配箍率和軸壓比影響較明顯。

1.2 再生剪力墻

北京工業大學的曹萬林等人對再生混凝土剪力墻的抗震性能進行了試驗研究[8-10]。試驗結果表明：與普通混凝土剪力墻相比，再生混凝土剪力墻的抗震性能略差，且隨著再生骨料摻量的增加，再生混凝土剪力墻的性能呈下降趨勢；暗支撐的設置能夠明顯改善再生混凝土低矮剪力墻的抗震性能；配筋率的提高，使再生混凝土中高剪力墻的承載力、延性、耗能能力有所提高；軸壓比的提高，使再生混凝土剪力墻的承載力提高，彈塑性變形能力降低。建議在一定條件下，再生混凝土可用于一些剪力墻結構工程。

1.3 再生混凝土砌體

南京工業大學的倪天宇[11]等通過對3片不同豎向荷載作用下的再生混凝土空心砌塊墻體進行了低周反復荷載試驗，分析了抗震性能，結果表明：再生混凝土空心砌塊墻體在無豎向荷載的情況下，破壞時的裂縫數量較少，主裂縫明顯；在施加豎向荷載的情況下，破壞時無明顯主裂縫，結構受力均勻，墻體的滯回曲線較飽滿,延性較好，耗能能力較強，抗震性能良好。試驗墻體的剛度退化趨勢大致相同，墻體的初始剛度較大，開裂后剛度退化迅速。

周中一[12]等進行了2個再生混凝土磚墻體的低周反復荷載試驗，1個普通再生混凝土磚墻體和1個帶豎向構造筋的再生混凝土磚墻體，墻體的高寬比約為1.0。分析了兩個端體的承載力、延性、破壞特征。研究結果表明：帶豎向構造筋的再生混凝土磚墻體承載力較高、延性較好、抗側移剛度退化較慢；帶豎向構造筋的再生混凝土磚砌體結構，經合理設計是可以滿足村鎮低層房屋抗震設計要求。

2 國內再生混凝土有待研究方向及展望

1）對再生混凝土骨料破碎工藝流程及相關設備的研究，使得再生骨料能夠規格化；

2）從微觀方面對再生混凝土的基本力學性能進行系統深入的研究；

3）加強對再生混凝土耐久性研究，例如抗磨性、抗碳化、耐火性、抗凍融性等；

3）對再生混凝土的收縮和徐變應進行進一步研究

4）應對再生混凝土結構構件的受力性能深入研究和試驗方法進行改進；

5）目前國內已有部分學者和高校對再生混凝土不同的結構形式的抗震性能進行了初步研究，但是數量仍然較少，且離散性較大，仍須繼續深入。

應增加對再生混凝土技術開發研究資金的投入，加快編制相關設計規范，并且通過經濟調控促進推廣再生混凝土在實際工程中的應用。

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曹萬林, 劉強, 張建偉, 徐泰光, 朱珩. 再生混凝土低矮剪力墻抗震性能試驗研究. 世界地震工程.2009(01).

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2008年的5·12汶川地震在給我們帶來傷痛的同時也引起了各界對房屋建設的關注，對于每一名房屋設計和建設者來說如何提高房屋的抗震能力成了必須思考和探索的問題。廣木線穿心店站的貨運樓在其周圍房屋基本倒塌的情況下仍然可以保持房屋上部結構的基本完整性這一特殊的現象為我們有效提高房屋抗震性能提供了一種可能。經過調查發現該樓房在修建過程中應用房屋基礎隔震技術，這就提示我們房屋基礎隔震技術能有效提供房屋抗震性能，而這一點在國家現行的GB 50011．2001建筑抗震設計規范中得到證明。下面就介紹一下房屋基礎隔震技術的基本原理和優越性，并且探討一下其應用的方法。

1 房屋基礎隔震技術的基本原理

房屋基礎隔震技術的基本原理就是在房屋的上部結構同地基之間實現柔性連接——一般是在上下結構的中間增加水平剛度低且具有適當的隔震和增加結構系統的柔性，使上部結構得以同可能造成破壞的地面運動分離，以達到降低房屋上部結構的地震能量加速，且提高房屋對于地震的抵抗能力的目的。可以說基礎隔震技術通過“以柔克剛”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。當地震破壞程度較小時，“隔震裝置的初始剛度足以使房屋屹立不動”[1]，在遇到破壞性大的地震時這種設計就可以保持房屋的基本結構讓房屋不至完全倒塌，就像5·12地震中的廣木線穿心店站的貨運樓。

房屋結構應用基礎隔震措施后，其周期是沒有應用基礎隔震結構的2～3倍，依據反應譜理論可知較長的隔震建筑的周期可以使地震對房屋的影響大幅度減小。但就傳統對原理的解釋來看，這種隔震設計一般多用于層數較少的樓房，而目前我國在高層建筑中也開始了基礎隔震技術的使用。雖然，這用傳統的理論很難解釋其合理性，但是從實際運用中來看，我們仍舊可以發現其合理因素所在，即就隔震能力本身而言基礎隔震技術降低房屋上部結構的地震能量加速。

2 房屋基礎隔震設計的優越性

無論是從理論上還是實踐中基礎抗震設計較傳統抗震設計在抗震能力和節約成本方面都有很大的優勢。

2.1 抗震能力更好 明顯有效地提高了地震對房屋結構的影響。基礎隔震技術使得房屋結構的加速度降低60%左右，也就是相當于沒有運用基礎抗震技術結構的1／10～1／4。如此一來房屋上部結構的地震反應也剛體平動十分類似，從而能讓房屋的整體結構得到有效的保護，同時也因結構的震動得以保持在較為輕微的水品內而讓房屋的內部設施。同時在地震時，應用了基礎抗震設計的房屋能夠保持上部結構的彈性工作狀態的正常運作，這可以給某些重要的建筑物以可靠的保護。

2.2 節約成本 從目前國內的房屋建設實例來看，采用了基礎隔震設計的房屋在初始造價上往往較非基礎隔震設計的房屋高，但是我們在計算隔震設計的經濟性時不能只考慮初始的工程費用，而應該從其抗震性能、抗震安全性、震后維護等方面來進行評估。首先，房屋基礎隔震可以有效的保護房屋內部的浮放設備，防止內部物品的破損，減少了受災群眾的經濟損失和次生災害的發生。其次，抗震措施簡單明了，隔震設計僅考慮隔震裝置，“這樣就可以把設計、試驗、制造的注意力集中到這些構件上”[2]，因此建筑結構的設計與施工得以簡化。最后，地震后無需對隔震建筑進行過多的維修。

3 房屋基礎隔震設計的應用方法

3.1 隔震裝置的選擇 現階段常用的隔震裝置有：加鉛芯的多層橡膠支座、橡膠隔震支座、摩擦滑動層隔震裝置、阻尼器。這些隔震裝置都各有其優缺點，具體什么選擇還得按照房屋的總體設計需要來，但總的來講要想隔震裝置在地震中發揮作用，保證房屋整體的抗震性能和安全性，就必須就有適當的阻尼及消能能力基礎隔震裝置必須具有一定的阻尼、消能能力和豎向承載能力。下面我們就以疊層橡膠隔震支座為例。疊層橡膠隔震支座一般用天然橡膠或者人工合成橡膠制作，呈圓柱形，直徑在300mm以上1000mm以下，單個可以承重500KN到700KN。其有點是有很好的自復能力。其缺點是“由于上部結構的粱是由疊層橡膠支座為其豎向支座的，為了減小梁的跨度，就需要放置比較多的疊層橡膠支座，那么就提高了整個隔震體系的成本。”[3] 　 3.2 確定水平向減震系數 水平向減震系數取值必須大于等于0.25，而且隔震作用發揮后，地震作用的總水平應該是隔震結構相對的減震系數的百分之七十。為了更加合理化水平向減震系數，我們要根據具體情況配合相應的防烈度，具體來說可看下表：

水平向減震系數 防裂度

0.25 6-7

0.38 6-8

0.5 6-8

0.75 7-9

3.3 基礎設計要點 當我們進行抗震設計的基礎設計時可以不考慮隔震產生的減震效果，只需按原設防烈度著手設計即可。

3.4 隔震層設計要點 隔震層能在地震中起到應有作用是設計的根本，因而就必須確保整體隔震結構得以協調工作，這樣一來我們在將具有合適剛度的梁板體系安排在隔震結構的項部的同時要做到讓該層隔震裝置的兩種負荷——永久、可變負荷的“豎向平均壓應力限值不超過相關規范規定，且在罕遇地震下不出現拉應力。”[4]還有一點需要我們注意，就是雖然在前面已經列出了防烈度的相應系數，但是考慮到在遇到豎向地震是隔震層的相對無力，在上部結構設計是我們有必要把水平向換算烈度提高。基礎隔震設計不是單靠哪一個部分就能夠完成的，要想使得隔震設計的性能得到良好的發揮，就必須保證設計的每個部分都不能脫節，要重視連接點的重要性，從全局出發著手設計。

3.5 隔震層設計注意事項 隔震層的抗震性能還收其以下結構的影響，因此我們要注意一下的設計要點：①對于支柱、支墩等地相連且有相當大的承重任務的結構，在設計時要以高標注也就是罕見破壞性地震作為隔震底部相關力如豎向力和水平力的計算依據。②要具體問題具體分析，不同的地區對于隔震建筑地基有這不同的要求和標準，所以我們在作出精確計算和設計時不能忽略相應地區抗震防烈度。

4 房屋基礎隔震設計在我國的應用情況和前景展望

基礎隔震的概念早在1881年就已提出，但其真正開始在工程上運用是到上世紀20年代才開始。而我國卻是到了60年代才開始有學者關注這一技術，所以該技術的應用在我國起步較晚，不過經過不斷的推廣，目前國內已經有包括北京、天津、汕頭、西安、南京、深圳等在內的地方進行了基礎隔震技術工程的試點建設和推廣。但是我們發現在西部，這一技術的應用并不充分，而我國西部一些人口密集的城市地處地震帶，汶川、玉樹的地震給我們提了個醒，我們應該重視推廣該技術的應用輻射地區，特別是西部地區。

參考文獻：

[1]張文福.房屋基礎隔震的概念與設計方法.石油規劃設計.1998年第3期