砌体结构抗震概述
作者：林雪松
学院：建筑工程学院
班级：建工071班
学号：
指导老师：刘小敏
砌体结构抗震概述
关键词:砌体结构;抗震;技术措施
论文摘要:根据目前国家地震专家预测及分析，目前我国仍处于第五个地震活跃期，特别是在四川发生的汶川8度地震造成了巨大的人员伤亡和财产损失。使得人们对日常生活和居住的建筑的安全性有了更高的关注。对此国家也对建筑抗震规范进行了及时的修改，同时也要求我们工程技术人员对地震灾害的预防措施的研究应有更深的认识。
砌体结构在我国不仅有悠久的应用历史，而且至今仍在我国墙体材料中占有绝对优势。据不久前的统计，全国墙体材料中以砌体为承重和非承重（填充、围护）材料约占85%左右，因此，砌体材料可以说是我国的主要墙体材料，也是我国的传统材料。
砌体结构是采用砌块和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。其是通过砌块和砂浆的互相作用及纵横墙的拉结而达到具有一定整体性和承重能力。但砌体的抗拉、弯、剪的强度又较其抗压强度低，导致建筑变形能力小，因而抗震性能较差。而我国六度和六度以上地震区占全国面积的三分之二以上，广大地区都处于地震破坏的威胁之中。历次地震表明，砌体结构在地震中破坏或倒塌较多。历史上在印度、希腊、日本关东大地震以及汶川地震等都证明了这一点。因此改善砌体的延性，提高建筑物的整体稳定性和抗震性能具有重要意义。地震后摆在我们面前有两条出路：一是淘汰砖砌体，像日本1923年以后那样，一律使用其他材料建造房屋。但是，显然不符合我国国情。我国有广阔的黄土和砂石资源，有传统的生产和施工工艺，尤其是因为它的地方特色和经济实用，要淘汰砌体材料是不可能的。因此，只能走另一途径，即改进砌体的抗震性能，提高它的延性和抗倒塌能力，使之能满足裂而不倒的要求。
图1：地震后砌体建筑的受损情况
一、砌体建筑抗震常用处理措施
砌体结构的震害比较严重，砌体结构技术的发展主要就是抗震技术的发展，必须改进砌体结构的抗震性能，包括延性性能和抗倒塌能力。从提高砌体结构抗震性能的角度来看，大致可将砌体结构形式划分为三类：无筋砌体；
约束砌体；
配筋砌体结构。
1、无筋砌体结构
无筋砌体结构的墙体配筋率在0.07%以下，抗震性能较差，不宜在地震区建造。
2、约束砌体结构
约束砌体结构的墙体配筋率在0.07%以上，0.2%以下，这类砌体结构抗震性能较好，适于在地震区建造多层砌体结构。在这类结构体系中，大家较为熟悉的就是构造柱体系。
图2：构造柱和圈梁示意
我国在1977年提出了在砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱的做法。即在内外墙连接处、墙体交接部位、大洞口及楼梯间角墙等部位，设置后浇的钢筋混凝土柱。目的在于约束受地震开裂后砌体不在地震持时内突然倒塌。这一设想在全国通过了一千多片单层墙体和十余幢建筑整体模型试验得到了证实。
构造柱的试验研究表明：砌体中的构造柱对初裂荷载影响不大，提高
不多；对砌体的刚度增加也很少；对提高承载能力约在10%-30%左右；但对延性的提高十分明显，可比无构造柱墙体提高3-5倍；特别是对防止房屋突然塌落起到决定性作用。实践经验证明，砌体中带有构造柱做法的房屋，己在多次地震中得到了考验，烈度最高时达到9度，震后墙体有开裂，但无一倒塌。因此，宏观震害调查表明：钥筋硅构造柱，对减轻砌体结构震害，防止房屋倒塌具有明显的抗震作用。
目前在我国，构造柱的构造做法为一种有效、经济而成功的抗震措施已广泛用于各类砌体结构。七十年代开始被列入抗震设计规范，八、九十年代进一步得到充实和发展。如组合柱体系，即在砌体墙中段设置钢筋砼组合柱，在墙体平面内每间隔一定距离设置钢筋混凝土组合柱，其宽度一般同墙厚、长度和间距根据设计要求。此类设置有组合柱的墙体一般在两端均有按规定设置的构造柱。以这类组合柱组成的墙体称为组合墙体，其抗震性能，特别是墙体的抗剪能力有较大幅度的提高，并对整个建筑的整体弯曲十分有利，是较多层数的砌体结构的一种较好的做法。
在提高砌体结构抗震性能、改善砌体脆性性质方面，我国还进行了大量的试验研究工作和试点实践。砌体墙中配置水平钢筋，利用实心或多孔砖中沿墙的高度方向相隔60-300mm配置水平钢筋，砌体墙中设置混凝土水平条带。即在沿砌体墙每隔一定高度上，以现浇细石混凝土60-100mm 厚并配置若干根细钢筋或钢筋网。这种做法可以改善砖砌体的脆性性质，使砌体墙裂缝不出现对角主拉应力轨迹的主裂缝，并且使裂缝比较均匀地分布在整个墙面。这样，对砌体墙的抗剪强度可提高15%-30%左右，延性的改善方面也很明显。水平配筋作用的发挥与钢筋两端的锚固程度有直接关系，锚固可靠时，其抗剪性能可比无锚固再提高13%左右。
约束砌体结构体系主要用于多层结构，当需要突破抗震设计规范对砌体结构高度的限制时，可以采用配筋砌体体系，从墙体配筋率来衡量，在0.2%以上。近年来以混凝土小型空心砌块为代表的配筋砌体结构发展迅速，在北京、上海、辽宁等地建成了层数达18层的中高层建筑。此类结构从墙体材料、配筋情况来看，完全可纳入钢筋混凝土结构之列，只是从块材型式及砌筑方式，仍将其看作砌体结构。
经过二十多年的实践考验证明，设有构造柱的砌体房屋，在经受九度地震后未发现有倒塌的实例，此种做法是安全的。但应注意以下几点：1）约束墙体的构造柱截面不宜过大，配筋不宜过多。且必须是先砌墙后浇构造柱混凝土，使柱与墙体能够紧密结合，共同工作。此类构造柱在墙体受水平地震作用初期应力极小,刚度也不大。但当墙体开裂后柱内应力逐步增大,直到裂缝贯通墙体,构造柱才明显受力直到钢筋屈服。此时的墙体已破碎,构造柱的约束使得墙体破碎而不至于倒塌,从而达到“裂而不到”的目标。如果构造柱截面和配筋过大，由于混凝土刚度远大于砌体墙体，所以构造柱会吸收大多数的地震力，结果构造柱先于墙体破坏，起不到约束墙体的作用。
2）构造柱的设置不能改变砌体刚性的性质。墙体在竖向和水平地震作用下首先沿45°主拉应力的轨迹开裂，并逐步延伸，形成对角的“x”形裂缝；如果墙段的高宽比较大，则在墙体中段会出现水平裂缝段。因此构造柱的间距不能过大，否则将会消弱对墙段砌体的约束作用，基本上是纵墙内每开间均设，横墙内间距不大于层高的两倍。
图3：对角的“x”形裂缝
3）构造柱必须依靠楼层上下楼盖圈梁的拉结。构造柱作为一种竖向构件，一般沿墙截面不变，配筋也少有变化。因此，在各楼层柱高处必须有圈梁作为锚固点，以形成上下和左右墙段的约束作用。
4）楼盖圈梁在多层结构中很难准确计算，它的作用是多方面的，如增强拉接，提高结构的整体性，抵御地基的不均匀沉降，加强楼板与墙体的连接等。而构造柱的作用也是如此，它在加强墙体之间的连接方面是明显的，但它的约束作用一般要在墙体开裂以后才能发挥，这是构造柱的特点之一。
5）设置构造柱之后，墙体的抗剪能力一般提高20%左右，因此应当认为提高砌体抗剪强度不是在墙两端设置构造柱的主要目的，构造柱的主要作用在于较大幅度的增大墙体的变形能力，特别是对墙段塑性变形后的约束作用。墙段两端的构造柱既不能阻止墙体裂缝的出现，也不能大幅度的提高墙段的抗剪能力，但它使墙段和房屋取得了较大的延性，从而减小了突然发生倒塌的危险性。
6）构造柱间距应该分两种情况区别对待。一种是单一作为约束边缘构件的构造柱，此类构造柱的设置主要考虑约束墙段的长度需要，以往抗震规范中尚不明确，无论在砌体横墙或纵墙中均为提出间距的要求。事实证明构造柱的约束作用是有限的。例如在以往的纵墙中设置构造柱时只要求在两端设构造柱，数十米长的构造柱难以约束墙段的破坏此时构造柱的数量是远远不够的。即使横墙中的构造柱间距一般可能达到11-12米，构造柱作用也难以完全发挥。
根据工程实践经验和有关试验研究资料分析结果，新规范对此做了补充和完善：
（a) 当层数和房屋高度接近或者达到砌体结构限定高度时横墙内的
构造柱间距不宜大于层高的2倍，即一般不宜超过5.4米；纵墙内的构造柱一般不超过3.9米（外纵墙）和4.2米（内纵墙），即大致每开间均应设置一根构造柱。如此要求是十分必要的，实验证明墙段的宽高比超过2时，构造柱的约束作用降低。
（b) 在开间较大、横墙较少的多层住宅中，当层数和房屋高度接近和达到砌体高度限定高度时对构造柱的设置间距要求更高。在横墙内的柱间距不宜大于层高，在纵墙内的柱间距不宜大于4.2米；同时在所有纵横墙交接处及横墙的中部也均应设有构造柱以约束相应墙段的砌体。
通过上面规定可以看出构造柱作为一种约束边缘构件限定其最大间距是十分必要的，否则将难以发挥其应有的作用，新规范完善了对多层砌体结构构造柱设置的规定，在一定程度上也提高了砌体结构的抗震安全性，有效的保证了大震不倒的抗震设防的总目标的实现。
7）构造柱的计算
按照提高墙段的抗剪强度要求，设置构造柱是对构造柱作用的一种新发展。设置构造柱的目的不同因此设置部位也不同，此类构造柱一般均布置在墙段中段。当房屋的设防烈度要求较高或横墙较少，墙段不能承受所承担的地震作用时可采用增设构造柱的做法来提高墙段的抗剪强度，满足抗震设防地区对多层砌体结构的抗剪要求，因此中段构造柱的作用不同与设置在墙段边缘的约束构造柱，两者从概念上不能混为一谈。
3、配筋砌体结构
配筋砌体结构是由配置钢筋的砌体作为建筑物主要受力构件的结构。是网状配筋砌体柱、水平配筋砌体墙、砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组合砌体柱(墙)、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙和配筋砌块砌体剪力墙结构的统称。
几年来的工程实践表明，采用配筋砌块砌体，同现浇混凝土剪力墙结构相比具有更多的优越性。一是降低配筋率，节约钢材近一半；二是在一定程度上减轻结构自重（15%）；三是降低造价（工程造价可减少10-20%、工效提高50%）；四是改善了变形和延性性能。因此，是一种可供推广应用的新结构体系。
图4：配筋砌体结构
目前我国采用配筋砌体有：
1）网状配筋砖砌体
在砌体水平灰缝中配置双向钢筋网，可加强轴心受压或偏心受压墙
(或柱)的承载能力（图a）。
2)纵向配筋砖砌体
在砌体的竖向灰缝中配置纵向钢筋(图b)，施工麻烦。
3)组合砌体
由砌体和钢筋混凝土组成，钢筋混凝土薄柱也可用钢筋砂浆面层代替(图c)。主要用于偏心受压墙、柱。
对于中高层配筋砌块结构，其地震作用计算及结构抗震验算同以往砌体结构均有所不同。由于高度增加，其计算模型也不能再沿用以剪切变形为主的多层砌体结构，而必须考虑结构的弯曲影响。同时，由于高度增加，结构的自振周期变长，也不能再按多层砌块结构一律假设其基频处于反应谱平台段，应通过计算确定。在内力和位移计算时，如果房屋高度不超过40m,以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度分布比较均匀时，可采用底部剪力法进行地震作用的简化计算，反之就应该采用振型分解反应谱法。
在配筋混凝土砌块结构的承载力计算时，也不单是计算砌块墙的受剪承载力，而应按剪力墙结构计算在偏心受压和偏心受拉时砌块砌体剪力墙的斜截面受剪承载能力；配筋砌块砌体剪力墙过梁的斜截面受剪承载能力等。同时，对配筋砌体剪力墙结构中的构造措施，也有了更高的要求。
配筋砌体结构基本计算思想在砌体结构设计过程中把抗侧力构件分成两部分，即“主抗侧力体系”和“次抗侧力体系”。“主抗侧力体系”由主要抗侧力构件组成，一般情况下这些构件也是主要的承重构件，它们的作用是，在罕遇地震作用下保证结构不发生倒塌，为“生命安全”提供最后的保障，在多遇地震作用下它们保持弹性状态，在常遇地震下，根据抗震等级，它们可以保持弹性或进入弹塑性状态；“次抗侧力体系”由“主抗侧力体系”以外的其他抗侧力构件组成，可以包括结构中的隔墙、较小的墙垛及部分非主要承重墙，也可以包括耗能减震器件，它们的作用是，在常遇和罕遇地震发生时进入弹塑性状态，吸收大部分地震能量，以起到保护主要抗侧力构件的作用，从某种意义上讲次要侧力构件的作用相当于耗能器，为了达到耗能的作用，结构中“次抗侧力体系”所占比例不能太小。按照以上思想，三水准设防目标可表述为：小震“次抗侧力体系”不坏、中震“次抗侧力体系”可修、大震“主抗侧力体系”可修。
在进行砌体结构设计时首先确定“主抗侧力体系”及“次抗侧力体系”的组成，然后根据设计地震作用，完成主要侧力构件的强度设计，再通过合理的细部设计使“次抗侧力体系”构件的开裂（极限）位移小于“主抗侧力体系”构件的开裂（极限）位移，以保证在遭受强烈地震作用时，砌体结构中抗侧力构件分批进入弹塑性状态，从而达到牺牲一部分墙片保护另一部分墙片达到结构安全的目的，而且要通过构造措施提高“次抗侧力体系”构件的延性耗能能力。
根据多道抗震设防的思想，并且充分发挥次抗侧力体系的延性耗能能力，更好的保护主抗侧力构件，设计时应力求在主抗侧力体系开裂前，使次抗侧力构件经历较长的耗能阶段，即希望次抗侧力构件较早发生开裂。就配筋砌体构件而言，一个理想条件是：使次抗侧力体系的极限位移与主抗侧力体系的开裂位移相等，在设计初期可以按照此目标进行设计。设计过程中首先知道的是构件的截面尺寸，由此即能确定刚度，再根据设计开裂位移确定极限承载力并进行配筋计算即可完成设计。按此，设计步骤如
下：
1）按结构重要程度确定楼层允许危险系数，进而确定主、次抗侧力体系的允许危险系数
2）确定主、次抗侧力体系的比例，将构件进行分组；
3）按抗震承载力要求，设计主抗侧力体系；
4）令次抗侧力体系的极限位移等于主抗侧力体系的开裂位移，并利用刚度确定其极限承载力；
5) 按前步确定的极限承载力设计次抗侧力构件；
6) 满足构造要求，及其他验算。
二、砌体结构发展展望
在我国当前和今后的发展趋势中，砌体结构仍将是一种重要的结构形式，砌体材料也将仍为我国建筑的主要墙体材料，并且在以下几方面可作进一步深入的研发：
1、砌体结构材料方面：开展高强材料(如高强砌块及块型)、高性能砂浆和注芯混凝土的基本材料研究。
我国砌块应用的实践已经证明，大孔隙率薄壁大体积的砌块仍然采用普通粘土砖砌体使用的砌筑砂浆和注芯材料是不合适的，它粘结性差，强度低，收缩大，使砌块砌体强度低，整体性差、抗震能力弱，这无疑限制了砌块建筑的发展。为此需研制砌块建筑配套的专用材料，即专用砂浆（粘结性高、流动性低、和易性保水性强、强度增长快）、注芯混凝土（高流动性、低收缩和高强度）保证浇注密实与砌块内壁粘结好，不产生收缩裂缝和与砌块匹配的芯柱混凝土强度，才能保证将砌块、钢筋粘结成整体，成为高强度高延性的配筋砌体结构。
2、在砌体结构体系方面：开展砌体结构构件力学性能试验、整体结构动力性能研究、房屋抗震性能包括弹塑性性能研究。
3、完善标准体系：在上述研究的基础上编制出有关砌块结构的材料标准，配筋砌块建筑结构设计及施工规范，还必须编制配筋砌块建筑设计计算及绘图软件，以及配筋砌块结构设计构造图集等。
4、科技投入方面：建议政府部门加大科技投入。
参考文献：
1、唐岱新、许淑芳、盛洪飞主编《砌体结构》高等教育出版社
2、人民共和国建设部《建筑抗震设计规范》中国建筑工业出版社
3、周德源主编《砌体结构抗震设计》武汉理工大学出版社
州大学建筑科学与工程学院 建筑力学与结构 课程试卷（B ） 2008 ╱ 2009 学年 第一学期 一、概念题（6×4分）。 1， 如果F 1=F 2+F 3且F 2>F 3，则 是正确的。 A ，F 1>F 2>F 3； B ，F 2>F 3>F 1； C ，F 2>F 1>F 3； D ，F 2>F 3，但F 1与F 2、F 3的关系不能确定。 2， 某段梁（一根杆）上受集中力偶作用，当该集中力偶在该段梁上移动时， 该段的＿＿＿＿。 A ，弯矩图不变，剪力图改变； B ，弯矩图改变，剪力图不变； C ，弯矩图、剪力图全不变； D ，弯矩图、剪力图全改变。 3，梁弯曲时，横截面上 。 A ，m ax σ发生在离中性轴最远处，m ax τ发生在中性轴上； B ，m ax σ发生在中性轴上，m ax τ发生在离中性轴最远处； C ，m ax σ、m ax τ全发生在中性轴上； D ，m ax σ、m ax τ全发生在离中性轴最远处。 4，平面一般力系简化时，其主矢与简化中心位置 关；若主矢非零，则主矩 与简化中心位置 关。 5，力大小、方向、作用点如图所示，该力对坐标原点的矩为 ，
转向为时针。 6，在原来承受的荷载基础上加上新的荷载，则该杆件一定变得更危险了。 此说法是（对/错）的。 二、对图示体系作几何组成分析。（12分） 三、求图示结构支座的约束反力。（12分）
四、求图示平面图形的形心位置并求其形心主惯性矩。（12分） 五、画出图示梁的内力图。（12分）
六、图示结构CD为正方形截面木杆，其容许正应力为10Mpa，试选择 该杆的边长。（14分） 七、图示矩形截面梁，其容许正应力为170Mpa，容许剪应力为100Mpa，梁的 高宽比为2/1，试确定图示荷载下所需的横截面尺寸。（14分） 装订线
浅析建筑抗震结构设计要点及其策略 发表时间：2019-09-21T22:48:52.813Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：边思捷 [导读] 摘要：抗震结构设计对建筑结构工程建设具有重要影响，因此为了提升建筑结构的抗震能力以及整个建筑的抗震性能，本文阐述了建筑抗震相关理论及其设计原则，对建筑抗震结构设计要点及其策略进行了探讨分析。 上海原构设计咨询有限公司天津分公司 摘要：抗震结构设计对建筑结构工程建设具有重要影响，因此为了提升建筑结构的抗震能力以及整个建筑的抗震性能，本文阐述了建筑抗震相关理论及其设计原则，对建筑抗震结构设计要点及其策略进行了探讨分析。 关键词：建筑抗震；理论；设计原则；结构设计；要点；策略 1.建筑抗震的相关理论及其设计原则的分析 1.1建筑抗震相关理论分析。主要包括： 1.1.1动力理论。动力理论也称地震时程分析理论，其主要对地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而保障抗震的有效性。 1.1.2拟静力理论。拟静力理论是在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力大小等于结构的重量乘以地震系数。 1.1.3反应谱理论。反应谱理论是以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的分析，以及结构动力反应特性的研究为基础，是对地震动加速度记录的特性进行分析后的研究成果。 1.2建筑抗震设计原则分析。 1.2.1结构性原则。建筑结构设计要始终保证建筑结构的合理性，从建筑整体布局和整体结构进行考虑，最大限度保证建筑结构的合理性。对于建筑物的布局应考虑平衡和稳定，尽可能减少建筑物的侧向拉力，保证建筑物结构的稳定性。 1.2.2整体性原则。建筑结构设计需要注意建筑的整体合理性。虽然建筑结构设计需要注意相关抗震设计，但在抗震设计过程中还是对建筑整体的合理性给予关注，防止其与相关建筑规范相悖。 1.2.3垂直统一原则。建筑结构设计中的抗震设计时，需要对建筑自身的竖向均匀给予关注，在出现地震时，建筑自身会承担比较大的外力，这时就会使得建筑产生形变。假如建筑自身的竖向设计不均匀，在不均匀的应力影响下，一旦建筑自身强度和刚度出现不足，就会使得建筑产生扭曲，令建筑整体存在形变的可能，使得建筑自身的危险系数持续提升。所以在涉及建筑自身结构抗震时候，需要尽可能保证建筑自身的竖向均匀，针对建筑竖向受力情况给予详尽分析与了解，保证建筑竖向力可以被抑制在合理范围内。另外，还需要保证建筑物中墙柱等承重结构上下保持一致的链接，这样可以令建筑自身的整体性得到提升，令建筑具备吸收地震力的能力，减少地震对建筑结构造成的破坏。 2.建筑抗震结构设计要点的分析 2.1合理选择建筑场地。建筑抗震结构设计过程中，需要选择持力层土壤结构密度，性能好的场地，尽量稳定的土壤组成。作为建筑结构工程的场地，应确保施工场地内的持力层更加均匀地承受上层建筑的负荷。设计人员应避开软土和液化土，采空区和河岸边等相关地段的选址，以避免由于上述地质区域内土壤的密度，硬度和凝结而造成的土壤性能差对地震进行反应的过程。对于一些易发生山体滑坡，泥石流的危害，在设计的时候需要尽可能的避开。同时尽量避免在地震断层带选址，这样才能够提升上部建筑结构对地震灾害作用力的抵抗性能。 2.2严格建筑结构抗震材料的选择。从地震的角度来看，作为建筑材料应该是较轻并保持高强度；部件之间的连接应具有良好的整体性，延展性，并能充分发挥材料的强度。根据这一原理，钢结构最符合抗震材料的要求，多次地震的例子表明，钢结构的抗震性能好，但钢材的成本和维修费用较高。现浇钢筋混凝土结构完整性好，其自身的成本相对较低，抗侧向刚度较大，设计可以保证结构具有一定的延性。但是这种材料也有不可逾越的弱点：当地震长期存在时，在反复的地震荷载作用下，由于裂缝的萌生，构件的刚度下降，混凝土被压碎。组合式钢筋混凝土结构易于施工，但其地震弱点在于框架节点等节点的强度和变形能力低于构件本身的强度，并且预制构件在进行装配的时候会出现次应力，整体结构缺少连续性与整体性；所以这种结构不应该在高烈度地区进行使用。所以在建筑结构进行设计的过程中，为了使得建筑抗震性能得到提升，一定要科学合理的去选择适合该建筑的建筑材料。 2.3科学布局建筑结构平立面体型。建筑抗震结构设计过程中，如果建筑结构布局合理，符合抗震规范要求，就可以有效提升建筑结构抗震能力。建筑结构平面布局是指建筑物体型尺寸设计过程中，在保证功能使用的基础上，合理选择平面规则进行布局，从而保证同一楼层同一建筑楼层刚度一致；同时需要减少建筑物的竖向不平度，使建筑物的竖向刚度变化稳定，避免不同刚度之间的不稳定性。 2.4做好结构参数计算工作。建筑抗震结构设计过程中，需要结合该地区的自然条件，选择合适的地震级别和合理的建筑物抗震策略。根据不同类型结构在地震冲击力作用下的荷载作用力，完成抗震设计参数的选取。采用先进的计算机技术，建立相应的建筑结构抗震计算模型，清晰地计算出建筑物的抗震力，确保选定的抗震等级和抗震策略，以及抗震设计参数还有相关的抗震计算模型能够达到抗震性能需要，确保建筑结构抗震设计过程中的应力合理性和科学性。 3.建筑抗震结构设计策略的分析 3.1充分考虑位移问题。我国建筑抗震结构设计大多以承载力作为基础，而设计人员则采取线弹性方法，对小幅度震动情况下的结构变形力、内力等进行分析，采取组合内力方法，对构件的截面进行验证，以此确保结构的可靠性、稳定性。另外，为了更好地针对基础位移状况实行抗震设计，应该充分了解结构变形情况和配筋之间的关系，有针对性地采取设计方法，当建筑结构进入到抗震阶段后，对其变形力进行细致分析与探讨。 3.2设置多道抗震防线。发生强烈地震后通常会发生多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。 3.3提升薄弱部位的抗震能力。 3.3.1在强烈的地震影响下，构件并不存在强度安全储备，其实际承载能力是判断薄弱部位的重要依据。
结构抗震试验方法概述 严健南京林业大学研究生院 摘要：地震的多发性和破坏性，使得结构抗震试验研究越来越受到人类的广泛关注。目前人类已经发明了很多结构抗震试验研究的方法，本文详细介绍了目前结构抗震试验常用的四种方法，分别是（1）拟静力试验方法；（2）多维拟静力试验方法；（3）地震模拟振动台试验方法；（4）拟动力试验方法，并对其各自特点及存在的问题进行了概述。关键词:抗震试验；拟静力试验；振动台试验；拟动力试验；概述 The Summary of the Dynamic Testing Method of Structures Abstract More and more people pay more attention to the seismic research of structures which due to the multiple and devastating earthquake. Some dynamic test means were developed by human in the recent years. In this paper, four kinds of commonly used structure seismic test methods were describe, including The Pseudo Static experiment method, Dimensional Quasi-Static test methods, seismic simulation shaking table experiment method, Pseudo-dynamic test method. Key words dynamic testing; the pseudo-static experiment; shaking table experiment; pseudo-dynamic test;aseismatic design methods; summary 0 前言
《建筑力学与结构》静定结构的内力分析 【学习目标】 1、能够计算多跨静定梁、刚架、桁架的内力 2、能够画出多跨静定梁、静定平面刚架的内力图。 【知识点】 静定梁、静定平面刚架、静定平面桁架的内力计算。 【工作任务】 任务多跨静定梁的计算 任务静定平面刚架的内力计算及内力图绘制 任务静定平面桁架内力计算 【教学设计】通过对静定梁、静定平面刚架、静定平面桁架例题的求解让同学们对静定结构的内力计算及内力图的绘制有个清楚的认识。 8.1静定梁的计算 若干根梁用铰相连，并和若干支座与基础相连而组成的静定梁，称为多跨静定梁。在实际的建筑工程中，多跨静定梁常用来跨越几个相连的跨度。下图(a) 8-1所示为一公路或城市桥梁中，常采用的多跨静定梁结构形式之一，其计算简图如图8-1 (b)所示。 图8-1 在房屋建筑结构中的木檩条，也是多跨静定梁的结构形式，如图8-2(a)所示为木檩条的构造图，其计算简图如图8-2(b)所示。 连接单跨梁的一些中间铰，在钢筋混凝土结构中其主要形式常采用企口结合 (上图8-1a)，而在木结构中常采用斜搭接并用螺栓连接(图8-2b)。 从几何组成分析可知，上图8-1(b)中AB梁是直接由链杆支座与地基相连，是 几何不变的。且梁AB本身不依赖梁BC和CD就可以独立承受荷载，称之为基本部分。如果
仅受竖向荷载作用，CD梁也能独立承受荷载维持平衡，同样可视为基本部分。短梁BC是依靠基本部分的支承才能承受荷载并保持平衡，所以，称为附属部分。同样道理在下图8-2(b)中梁AB、CD和EF均为基本部分，梁BC和梁DE为附属部分。为了更清楚地表示各部分之间的支承关系，把基本部分画在下层，将附属部分画在上层，如上图8-1(c)和下图8-2（c)所示，我们称它为关系图或层叠图。 从受力分析来看，当荷载作用于基本部分时，只有该基本部分受力，而与其相连的附属部分不受力；当荷载作用于附属部分时，则不仅该附属部分受力，且将通过铰把力传给与其相关的基本部分上去。因此，计算多跨静定梁时，必须先从附属部分计算，再计算基本部分，按组成顺序的逆过程进行。例如上图8-1（c），应先从附属梁BC计算，再依次考虑CD、AB 梁。这样便把多跨梁化为单跨梁，分别进行计算，从而可避免解算联立方程。再将各单跨梁的内力图连在一起，便得到多跨静定梁的内力图。 图8-2 【例8-1】试作下图8-3 (a)所示多跨静定梁的内力图。 【解】 (1)作层叠图 如图(b)所示，AC梁为基本部分，CE梁是通过铰C和D支座链杆连接在AC梁上，要依靠AC梁才能保证其几何不变性，所以CE梁为附属部分。 (2)计算支座反力 从层叠图看出，应先从附属部分CE开始取隔离体，如下图(c)所示。 ΣM B =0 -80×6+V D×4=0 V D=120KN ΣM D=0 -80×2+V C×4=0 V C=120KN 将V C反向，作用于梁AC上，计算基本部分
关于建筑抗震结构设计的分析 摘要：本文作者介绍了建筑抗震设计的标准及设计的基本要求，提出了建筑抗震结构设计的措施。 关键词：建筑；抗震结构设计；分析 abstract: in this paper, the author introduces the building seismic design standards and the basic design requirements, and puts forward the building seismic structural design measures. key words: building; seismic structural design; analysis 中图分类号：tu3 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计，其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，从而经济地实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。但是，由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，存在着许多模糊和不确定因素，在结构内力分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，计算方法还很不完善，单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的 抗震能力。自从去年东京的大地震之后，人们对于建筑物防震性能的关注加强了，建筑物的防震性能在地震来临之时对于保护人民的财产和生命安全起着至关重要的作用，作为一名建筑工作者，对于建筑结构中有关防震设计的理念和措施，提出了一些自己的看法
浅谈建筑结构设计中抗震结构设计赵斌 发表时间：2019-07-24T10:06:15.633Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：赵斌[导读] 摘要：现当今，随着我国建筑工程的快速发展，建筑结构设计是关乎整个建筑质量的关键所在，科学合理的建筑设计能够提升建筑基础质量，并延长其使用寿命，因此与人们工作、生活、娱乐、出行等息息相关的相关建筑工程质量就成为人们越来越关注的对象。身份证号码：33068119891108xxxx 浙江诸暨 311800 摘要：现当今，随着我国建筑工程的快速发展，建筑结构设计是关乎整个建筑质量的关键所在，科学合理的建筑设计能够提升建筑基础质量，并延长其使用寿命，因此与人们工作、生活、娱乐、出行等息息相关的相关建筑工程质量就成为人们越来越关注的对象。伴随近年来生态环境的逐渐恶化，自然灾害的发生频率越来越高，与之而来的是对建筑结构的伤害，尤其是地震带来的危害，因此本文将以抗震 设计为建筑结构重点，寻求有效的设计方法为人们的日常生活加强安全保障。关键词：建筑结构设计；抗震结构设计引言我国的建筑工程行业在不断的发展中，不仅加强对施工技术方面的研究，还更加注重对建筑设计方面的研究，这是因为建筑结构设计直接关系到项目的建设质量和建设效果，建筑结构设计中最为重要的一部分就是抗震设计。地质灾害的发生具有不可控性，对于人类社会的破坏也是极其重大的，尤其是地震灾害的发生，突发性强、灾害性大，且不可预测，影响范围广，建筑物的抗震等级不够，容易发生倒塌，还会给周边建筑带来危害。建筑结构设计中的抗震设计是要考虑到建筑本身的结构特点以及当地的抗震需求，针对建筑抗震能力完成结构设计、空间设计和平面设计等，保证建筑物的稳固性，也为人民生命财产安全提供可靠的保障。 1建筑工程中抗震设计的必要性在实际生活中，对建筑结构造成巨大破坏的原因之一就是地震灾害，同时其也是使建筑物损伤最严重的自然灾害。不仅如此，地震灾害还严重威胁人类生命安全。多年来，地震给我国人民的生命财产安全带来不可估计的损失。如唐山大地震，使几十万人失去了宝贵生命，还有汶川地震也造成了大量伤亡，同时给人们的心理也带来严重伤害。随着我国经济的不断发展，城乡一体化工作也取得了很大进展，很多地区人口密集。为尽可能地减少地震灾害带来的损失，人们开始将研究重点转移到发生地震时可能给人类带来巨大伤害的建筑物上，因此建筑工程中的防震设计十分必要。在建筑结构的设计过程中加入防震设计，会使建筑本身具有很好的稳定和安全性。在地震发生时，具有较强的抵抗能力，使建筑物内人们的生命财产安全得到保障。工作人员在进行建筑工程的抗震设计时，应充分考虑建筑的用途、地理位置等因素，继而综合各种因素进行建筑结构的抗震设计。 2建筑结构设计中抗震结构设计 2.1设置多道抗震防线，明确设计注意事项从建筑结构体系基本构成要素来看，完整的建筑结构体系主要是由不同延性分体系组成，分体系通过各个延性结构进行有效连接，能起到良好的抗震作用。如常见的框架剪力墙结构，主要是将延性框架与剪力墙两大分体系构成，其中多肢剪力墙是通过多个单肢剪力墙共同组成。如果发生较为严重的地震灾害，将会导致其中相应的分体系受到损失，但仍有不同分体系能够组建成抗震防线。在内力分布中，整体结构能够通过多道防线来抵抗地震力，避免建筑物发生坍塌。此外，分体机之间的连接构件，如剪力墙的连梁，通过合理设计能够在发生地震之后产生塑性变形，削减地震影响力，对主体结构进行有效保护。在建筑结构抗震设计过程中要对结构均衡性进行分析，在设计中要对建筑质量以及刚性分布均匀性进行调控，能保障建筑在不同面上都能突出规则性。在设计过程中如果设计复杂程度较高，会导致质量呈现不均匀分布，当发生地质灾害之后会导致建筑物主体结构发生扭曲现象，加深建筑物破坏程度。如果建筑物外观属于不规则分布，内部基本组成结构较为复杂，发生地震灾害之后扭转问题会扩大，降低抗震性能。所以在抗震设计过程中要对地震灾害发生之后产生的诸多影响进行分析，确保建筑物主体结构能够满足基本施工标准规定要求，提升建筑结构稳定性。 2.2分体系建筑构件的选择抗震建筑结构需要多个分体系相互结合共同发挥作用，而分体系结构的选择也非常重要，实际进行选择时既要考虑其本身功能性，还要考虑其与其他构件的最佳搭配方式。目前我国建筑技术水平不断提高，建筑构件也逐渐呈现多元化趋势，常用的建筑分体系结构类型很多，包括砖混结构、钢结构、框架-剪力墙结构等。不同建筑结构组成材料不同，砖混结构以砖砌体为主要材料，材料相对比较脆，抗震性能也相对较弱；而钢结构主要使用钢筋和混凝土为建筑材料，既具有混凝土的承载力强度性能，又引入了钢筋材料的强韧性，生产加工过程也不是特比复杂，最重要的是抗震能力较强，可以被选择作为提高建筑抗震效果的主要设计结构，但技术人员在进行选用时必须保证其基础质量，核实其抗震实用性效果。 2.3因地制宜，选择合适的建筑场地在建筑结构设计中的抗震设计中，建筑场地的好坏是能否达到预期抗震效果的重要影响因素，合理的建筑场地能减轻后期建设中的一些不利影响：较为平坦的地方应该是场地选择的第一目标，地震发生时对周边建筑结构造成损失的程度被大大缩小，为施工工艺的施展创造了准备条件；选择好的建筑场地要满足建筑抗震设计的地段要求，包括视野开阔、地区发展较为疏松等。这对提高建筑物抗震性能同样具有重要意义，而且建筑结构的施工操作十分依赖视野开阔的场地；依据对当地区域的密度、硬实程度的数据监测，充分了解当地土质状况，并采取合理措施提高建筑结构的稳定性，有效避免地震时建筑物地基开裂的现象；在进行建筑结构抗震设计的过程中，对当前建筑区域的地震记录进行综合分析，避免在地震断裂带范围内进行建筑物作业。另外，做好软土处理工作是在软土地基进行建筑物施工时必须采取的措施，合理运用降低建筑物塌陷的手段，包括置换或硬化等。 2.4非结构构件设计建筑结构设计中的非结构构件主要是依附在主体结构上，在设计的过程中对于女儿墙、内隔墙、围护墙、填充墙这些非结构构件的设计要更加关注，加强这些部分的结构设计，可显著提高建筑抗震性。在设计雨篷、女儿墙这些附属构件时要从整体角度考虑，做好连接和锚固工作。例如填充墙的局部高度可能就会造成主体结构的短柱出现脆性破坏。填充墙、内隔墙和围护墙设计中还要减少主体结构的自震周期，对其刚度分布予以改变，使构件在地震作用下的内力分布得到有效改变，缓解其受力状态。而对于建筑结构中的顶棚、贴面、建筑装饰以及悬吊物部分，则需要综合性的采用柔性连接和刚性连接的双重手段，防止这些构件在地震中发生破坏和脱落。结语
浅谈提高砌体结构抗震能力的措施 摘要：提高砌体结构的抗震能力，能够有效的保障砌体结构房屋的使用安全，减轻地震给国家及人民的生命财产带来的损害，对我国社会的发展有着良好的推动作用。本文简要的介绍了砌体结构的特点和应用状况，并提出了提高砌体结构抗震能力的有效措施。 关键词：砌体结构；抗震能力；地震；措施 采用砌体结构进行工程建设，有着方便、经济、快捷的特点，在建筑施工领域有着广泛的应用。提高砌体结构的抗震能力，可以有效的减少地震对砌体结构建筑造成的损害，对促进我国的社会主义现代化建设有着重要的意义。 一、砌体结构的特点及其在建筑工程中的应用 所谓的砌体结构是指使用砖石或混凝土小砌块等材料修建而成的建筑结构，具有取材方便、经济实用、施工简单等特点，因此在工业及民用建筑领域有着广泛的应用。由于砌体结构是由众多小砌块结合而成，不同砌块的结合主要依靠砂浆的作用，故抗压强度、抗剪强度以及抗弯强度均远远低于其他类型的建筑结构。采用砌体结构修建的房屋，往往具有较好的抗压性能，但是抗震能力却十分有限，如果在修建时未能采取有效的防震措施，便很容易在地震来临时产生开裂，而当地震强度较大时，砌体房屋甚至会出现倒塌现象，从而给国家及人民的生命财产带来巨大的损失。纵观我国的历史，在地震时发生倒塌的房屋中，砌体结构房屋的数量占到了倒塌房屋总数的60%以上。因此，采用科学的手段，提高砌体结构的抗震能力，对保障砌体结构房屋的使用安全，维护国家及人民的生命财产安全有着重要的意义。 通常情况下，地震对砌体房屋的损害主要集中在墙角、烟囱、楼梯间、墙体连接处、房屋裂缝及凹凸不平处、钢筋混凝土预制板的连接部位以及房屋的辅助结构等部分。因此，在对砌体房屋进行设计时，应当重点针对上述结构进行抗震设计，并对砌体结构房屋的整体进行合理的规划，通过改变砌体结构房屋的设计理念、调整砌体结构房屋的施工方案，并在砌体结构房屋的建设中增加抗震结构等方式，来提高砌体结构房屋的抗震能力，使砌体房屋在面对地震时做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”，有效的降低地震对造成的损害，保护国家及人民的生命财产安全。 二、提高砌体结构抗震能力的有效措施 (一)对砌体结构房屋的进行合理的设计 1.对房屋的尺寸进行控制
浅析建筑结构设计中的抗震设计 摘要：进入21世纪，在建筑设计中，抗震设计依然在建筑设计中占重要地位， 一个好的建筑设计必定会有与之相匹配的优秀抗震设计，因此，在工程建设当中，加强工程结构的抗震性设计是工程师在设计时主要考虑的问题之一。特别是近年 来我国的工程建设脚步逐渐加快，为了应付日益频繁的地震灾害，必须要使建筑 结构具有非常高的抗震能力，减少地震带来的损失。抗震性设计是工程结构设计 中的重要环节，抗震性设计要兼顾工程实际以及地震类型以使抗震效果得到最大 发挥。该文正是基于此，研究地震发生时的特质，分析工程结构设计中的关键要素，供同行参考。 关键词：建筑结构；抗震性；设计要点；应用 当下，在面对地震这样的自然灾害时，为了使人民群众的生命、财产在地震 的自然灾害中减少伤害损失，因此我们需要对抗震设计在建筑结构设计中的应用 进行探讨，进而增加其应用范围，最大限度的减少损失。地震会对工程结构产生 复杂的机理破坏，而工程抗震设计就是为了抵消地震对建筑物的不良作用，降低 建筑的受影响程度，即：“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设计标准。在 工程结构的抗震设计上，不应将计算设计作为唯一方式，更主要的是将工程抗震 理念与实践经验相结合。解决抗震问题主要经过定性的实际现象、物理机制分析、变化过程研究以及总结特性规律和震后情况分析等方式来解决。这些理念共同组 成了抗震概念设计，即概念化设计，其主要研究结果如下。 1、我国目前工程结构抗震理论的问题 众所周知，从世界各国的建筑方式来看，普遍采用吸收消耗地震作用力为主 的插入式整体结构，但是对于工程结构抵抗地震作用力的受力设计与分析，则必 须从结构的整体来分析建筑的抗震性能。 随着建筑市场的蓬勃发展，超高层建筑的数量激增，这给建筑抗震工作带来了更 大的难度，对于这些不同种类的建筑，基础深度的差异主要对应于地震作用的强弱，建筑基础的深度与受地震影响的大小成正比，同时加上基础设施的多样化： 例如地铁、管道、电缆等地下设施都增加了地震场地的不稳定性。当前的抗震设 计没有考虑建筑本身的效果，忽略了建筑地基的地震场地效应衍生的种种问题。2、抗震概念的关键要素 因为近年来我国几次严重的地震灾害给受灾区域的经济、群众人身安全带来 严重打击，所以目前国内抗震技术也在不断地发展，其占工程结构设计的比重也 逐渐增加。因此根据地震的形态进行抗震设计非常具有必要性。其中需要注意的 有以下几点：第一，抗震概念设计要求工程结构的形态足够简练。当工程各构件 的受力情况清晰时，抗震设计的难度也会相应降低，同时保证了受力信息分析的 准确性。且简明的建筑结构也能降低建筑的受损害程度，避免了过多的结构薄弱点，从而保证了建筑的整体性，增强了建筑的抗震能力。第二，设计当中首先要 研究竖向力的均匀分布，要保证建筑横隔层上下部分比例的竖向收进尺寸的准确性，只有合理分析结构的竖向受力情况才能使分隔层平衡达标。洞口的开设要保 证整齐规则，确保建筑整体的刚度和强度得到加强，防止因为地震外力导致刚度 不稳定变化以及整体结构变形的情况出现。另外还应保证建筑的刚度和延性，这 需要相同高度的层面支柱与相关连接构件保持统一。刚度均匀分布和强化结构的 延性，使建筑具有更强的地震抵抗能力，同时保证填充墙的墙和柱不直接接触， 必要时可以设置防震缝。第三，建筑的基础设计是工程结构设计的核心工作，为
教案
构上的集中力或分布力系，如结构自重、家具及人群荷载、风荷载等。间接作用是指引起结构外加变形或约束变形的原因，如地震、基础沉降、温度变化等。 4.按照承重结构所用的材料不同，建筑结构可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构和混合结构五种类型。 1.1.2建筑结构的功能 （1）结构的安全等级 表1.1 建筑结构的安全等级 安全等级破坏后果建筑物类型 一级很严重重要的房屋（影剧院、体育馆和高层建筑等） 二级严重一般的房屋 三级不严重次要的房屋 （2）结构的设计使用年限 表1.2结构的设计使用年限分类 类别设计使用年限（年）示例 1 5 临时性结构 2 25 易于替换的结构构件 3 50 普通房屋和构筑物 4 100 纪念性建筑和特别重要的建筑结构 （3）结构的功能要求 建筑结构在规定的设计使用年限应满足安全性、适用性和耐久性三项功能要求。（4）结构功能的极限状态举例讲解举例讲解
教案 授课题目 1.2 结构抗震知识授课时间 3.1 授课时数 2 授课方法讲授 教学目标掌握地震的类型及破坏作用，抗震设防分类、设防标准及抗震设计的基本要求 教学重点地震的破坏作用及抗震设防目标 教学难点地震的破坏作用及抗震设防目标 教学容、方法及过程附记 新课导入：1976年7月28日,在省、丰南一带发生了7.8级强烈地震， 这是我国历史上一次罕见的城市地震灾害,和市受到严重波及，地震破坏围 超过3万平方公里，有感围广达14个省、市、自治区，相当于全国面积的三分之一，这次地震的震中位于市区。 1.2.1地震的基本概念 （1）地震基本概念 1.地震俗称地动，是一种具有突发性的自然现象，其作用结果是引起地面的颠簸和摇晃。 2.地震发生的地方称为震源。 3.震源正上方的地面称为震中。 4.震中附近地面运动最激烈，也是破坏最严重的地区，叫震中区或极震区。 5.震源至地面的距离称为震源深度。 6.地震按其发生的原因，主要有火山地震、塌陷地震、人工诱发地震以及构造地震。 7.根据震源深度不同，又可将构造地震分为三种：一般把震源深度小于60Km的地震称为浅源地震；60～300Km称为中源地震；大于300Km成为深源地震。中国发生的绝大部分地震均属于浅源地震。举例讲解
建筑抗震试验 第一章：概述 一、抗震试验方法 拟静力试验： 用一定的荷载控制或变形控制对试件进行低周反复加载使试件从弹性阶段直至破坏的一种试验。 拟动力试验： 试件在静力试验台上实时模拟地震动力反应的试验。 模拟地震振动台试验： 通过振动台台面对试件输入地面运动模拟地震对试件作用全过程的抗震试验。 二、基本概念 1.试件 凡作为抗震试验的对象均称试件、为试验构件、结构的原型和模型的总称。 2.原型结构 按施工图设计建成的直接投入使用的结构。 3.足尺模型 尺寸材料受力特性与原型结构相同的结构模型。 4.弹性模型 为研究在荷载作用下结构弹性性能、用匀质弹性材料制成与原型
相似的结构模型。 5.弹塑性模型 为研究在荷载作用下结构各阶段工作性能，包括直至破坏的全过程反应，用与实际结构相同的材料制成的与原型相似的结构模型。 三、试验控制方式 1.荷载控制 以荷载值的倍数为级差的加载控制。 2.变形控制 以变形值的倍数为级差的加载控制。 第二章试件的设计 一、一般要求 1.采用模型或截取部分结构作试件时，试件应分别满足原型结构的几何、物理、力学、构造和边界的相应条件。 2.试件的尺寸应根据试验目的要求，和现有设备条件进行设计，并应满足有关规定。 3.试件设计时应进行试件的局部处理。试验时不得发生非试验目的的破坏。 4.当试件为截取的柱或墙时，其上部荷载重量应视为竖向外力。 5.当试件为构件时，同类构件不得少于2个，用于基本性质试验的构件数量，应通过各种因素用正交设计确定。 6.模型试件材料重力密度不足时，可采用均匀附加荷载弥补，此时应按附加荷载在整个试件上的作用位置与分布情况确定。
浅谈砌体结构的抗震设计 摘要：本文从抗震角度诠释了多层砌体结构设计的抗震设计，在现行抗震规范采用的“三水准两阶段”设计法下如何做好多层砌体结构的设计。 关键词：砌体结构；抗震概念设计 abstract: in this paper, the interpretation of the seismic design of multistory masonry structure seismic design from the perspective, how well the design of multi-story masonry structure is adopted in the current seismic code “ sanshui two stage design method “. key words: masonry structure; seismic concept design 中图分类号：tu973+.31 文献标识码：a文章编号： 多层砌体结构因其工程造价较低在我国目前是应用较为广泛的 结构形式，在整个建筑业中占着很大的比重。从节能和减排的角度，砌体结构仍有发展的余地。从国内外历次大地震来看，砌体结构在强烈地震作用下的破坏是极其严重的。无论我国1966年河北邢台邢台地震，1970年的云南通海地震，1976年河北唐山地震、2008年汶川地震等，还是国外如1923年日本关东地震，印度、墨西哥、希腊、俄罗斯、智利、印尼等国发生的大地震，都使砌体结构房屋大量破坏倒塌，造成人员和财产的巨大损失，教训是十分沉痛的。因此，作好砌体结构的抗震设防设计，具有十分重要的意义。 砌体结构因其构件组成和连接方式的内在原因，具有脆性性质，
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。
浅谈砌体结构抗震的发展 发表时间：2016-11-30T17:06:08.313Z 来源：《基层建设》2016年17期作者：孟令梁1 李玉进2 [导读] 摘要：砌体的结构是一种传统的墙体材料，用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构，又称砖石结构。由于砌体的抗压强度较高而抗拉强度很低，因此，砌体结构构件主要承受轴心或小偏心压力，而很少受拉或受弯。砌体结构在我国的各类建筑中仍占80%以上的比例。 山东志合建筑设计院有限公司山东济南 250101 摘要：砌体的结构是一种传统的墙体材料，用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构，又称砖石结构。由于砌体的抗压强度较高而抗拉强度很低，因此，砌体结构构件主要承受轴心或小偏心压力，而很少受拉或受弯。砌体结构在我国的各类建筑中仍占80%以上的比例。近些年来，随着建筑业的蓬勃发展，新型墙体材料也不断涌现。另外,结合就地取材的原则生产的各种地方性砌体材料,如蒸压类和烧结类的非粘土多孔砖和实心砖.这都为砌体结构的应用扩大了领域和范围. 关键词：砌体抗震构造柱约束砌体 一、引言 现代砌体结构已与传统的砌体有许多区别。按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体结构、约束砌体和配筋砌体三类，它们的界限定义为：仅有少量的拉结钢筋，含筋量在0.07%以下时为无筋砌体；约束砌体适用于地震设防地区的砌体结构，如在墙段边缘设置边缘构件（钢筋混凝土构造柱），同时墙段上下设置有圈梁，此类砌体结构的特点是在砌体周边均有钢筋混凝土约束构件，砌体配筋量在0.07%-0.17%左右；配筋砌体适用于10层以上的中高层建筑，如配筋混凝土空心砌块，其实就是一种砌筑成型的剪力墙结构，其配筋率也接近于现浇钢筋混凝土剪力墙结构，即在0.2%左右。 砌体结构的抗震性能如此之差，然而在城镇建设中，由于我国人口集中，土地有限，所以我们不可能把砌体结构限制过严，而是要适应发展的需要，在研究和总结震害的基础上，改进砌体的抗震性能，提高它的建造层数和高度，满足需要。 二、约束砌体 砌体结构的脆性性质可以通过配筋或加强边缘约束来改善。唐山地震之后，研究者们开始关注如何改善砌体结构的抗震性能，寻找提高砌体结构整体性及变形能力的方法，进行了的大量试验研究，最终提出了通过设置构造柱和圈梁以约束砌体墙从而将无筋砌体转变为约束砌体以提高砌体结构整体性及变形性能的方法。此种方法贯彻在随后的历次规范修订中。因此，构造柱在砌体结构抗震中的作用就是将无筋砌体结构转变为约束砌体结构，即通过构造柱和圈梁形成构造性钢筋混凝土框架，从而实现对无筋砌体墙的约束，使其在地震中不易发生倒塌等脆性破坏。 设置构造柱和圈梁约束砌体墙此种做法是安全的。但应注意以下几点： 1、约束墙体的构造柱截面不宜过大，配筋不宜过多。且必须是先于墙后浇构造柱混凝土，墙中留马牙槎，使柱与墙体能够紧密结合，共同工作。此类构造柱在墙体受水平地震作用初期应力极小,刚度也不大。但当墙体开裂后柱内应力逐步增大,直到裂缝贯通墙体,构造柱才明显受力直到钢筋屈服。此时的墙体已破碎,构造柱的约束使得墙体破碎而不至于倒塌,从而达到“裂而不到”的目标。如果构造柱截面和配筋过大，由于混凝土刚度远大于砌体墙体，所以构造柱会吸收大多数的地震力，结果构造柱先于墙体破坏，起不到约束墙体的作用。 2、构造柱的设置不能改变砌体刚性的性质。墙体在竖向和水平地震作用下首先沿45°主拉应力的轨迹开裂，并逐步延伸，形成对角的“x”形裂缝；如果墙段的高宽比较大，则在墙体中段会出现水平裂缝段。因此构造柱的间距不能过大，否则将会消弱对墙段砌体的约束作用，基本上是纵墙内每开间均设，横墙内间距不大于层高的两倍。 3、构造柱必须依靠楼层上下楼盖圈梁的拉结。构造柱作为一种竖向构件，一般沿墙截面不变，配筋也少有变化。因此，在各楼层柱高处必须有圈梁作为锚固点，以形成上下和左右墙段的约束作用。 4、楼盖圈梁在多层结构中很难准确计算，它的作用是多方面的，如增强拉接，提高结构的整体性，抵御地基的不均匀沉降，加强楼板与墙体的连接等。而构造柱的作用也是如此，它在加强墙体之间的连接方面是明显的，但它的约束作用一般要在墙体开裂以后才能发挥，这是构造柱的特点之一。 5、设置构造柱之后，墙体的抗剪能力一般提高20%左右，因此应当认为提高砌体抗剪强度不是在墙两端设置构造柱的主要目的，构造柱的主要作用在于较大幅度的增大墙体的变形能力，特别是对墙段塑性变形后的约束作用。墙段两端的构造柱既不能阻止墙体裂缝的出现，也不能大幅度的提高墙段的抗剪能力，但它使墙段和房屋取得了较大的延性，从而减小了突然发生倒塌的危险性。 6、构造柱间距应该分两种情况区别对待。一种是单一作为约束边缘构件的构造柱，此类构造柱的设置主要考虑约束墙段的长度需要，以往抗震规范中尚不明确，无论在砌体横墙或纵墙中均为提出间距的要求。事实证明构造柱的约束作用是有限的。例如在以往的纵墙中设置构造柱时只要求在两端设构造柱，数十米长的构造柱难以约束墙段的破坏此时构造柱的数量是远远不够的。即使横墙中的构造柱间距一般可能达到11~12米，构造柱作用也难以完全发挥。 根据工程实践经验和有关试验研究资料分析结果，新规范对此做了补充和完善：当层数和房屋高度接近或者达到砌体结构限定高度时横墙内的构造柱间距不宜大于层高的2倍；下部1/3楼层的构造间距适当减小；当外纵墙开间大于3.9m时，应另设加强措施。一般不超过3.9m（外纵墙）和4.2m（内纵墙），即大致每开间均应设置一根构造柱。如此要求是十分必要的，实验证明墙段的宽高比超过2时，构造柱的约束作用降低。 通过上面规定可以看出构造柱作为一种约束边缘构件限定其最大间距是十分必要的，否则将难以发挥其应有的作用，新规范完善了对多层砌体结构构造柱设置的规定，在一定程度上也提高了砌体结构的抗震安全性，有效的保证了大震不倒的抗震设防的总目标的实现。 7、构造柱的计算 按照提高墙段的抗剪强度要求，设置构造柱是对构造柱作用的一种新发展。设置构造柱的目的不同因此设置部位也不同，此类构造柱一般均布置在墙段中段。当房屋的设防烈度要求较高或横墙较少，墙段不能承受所承担的地震作用时可采用增设构造柱的做法来提高墙段的抗剪强度，满足抗震设防地区对多层砌体结构的抗剪要求，因此中段构造柱的作用不同与设置在墙段边缘的约束构造柱，两者从概念上不能混为一谈。 三、对于配筋砌体，主要是对于当房屋层数比较高时应用，对于大量的民用建筑中，应用还不是很广泛，在此我们就不谈了。