抗震技术论文大全11篇

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篇（1）

中图分类号：S611文献标识码： A

正文：

随着经济的发展，桥梁结构在不同水准地震作用下的抗震设防要求不断提高，桥梁抗震由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐发展为双水准或三水准设防两阶段设计、三阶段设计，以及基于性能的多水准设防、多性能目标准则的抗震设计。这就要求工程师深入理解桥梁抗震设计规范。

1抗震设防标准

抗震设防标准是抗震设计的依据，桥梁抗震设计应首先确定抗震设防标准。桥梁抗震设防标准是根据地震动背景，为保证桥梁结构在寿命期内的地震损失不超过规定的水平，规定桥梁结构必须具备的抗震能力[1]。现行桥梁抗震设计规范[2-3]对抗震设防标准只作了笼统的定性描述，针对这种现状，本文对桥梁抗震设防标准作系统的阐述。

（1）对于地震动背景的考虑，定义3种桥梁抗震设防水准,设防水准Ⅰ：重现期约为50～100年或25年的地震作用，超越概率约为50年63％～39％或86.4％，即“小震”；设防水准Ⅱ：重现期约为475年的地震作用，超越概率约为50年10％，即“中震”；设防水准Ⅲ：重现期约为2000年的地震作用，超越概率约为50年3％～2％，即“大震”。（2）对于地震损失的考虑，定义3种桥梁抗震性能目标，性能目标Ⅰ：一般不受损坏或不需要修复可以继续使用，结构完全保持在弹性工作状态，即“不坏”；性能目标Ⅱ：可发生局部轻微损伤，不需修复或经简单修复可以继续使用，结构整体保持在弹性工作状态，即“可修”；性能目标Ⅲ：应保证不致倒塌或产生严重的结构损伤，经临时加固后可供维持应急交通使用，即“不倒”。（3）为实现桥梁抗震设防目标，对截面进行纤维单元划分(见图1)并进行数值计算，利用墩柱截面的弯矩―曲率曲线（见图2），定义相应于各性能目标的验算准则。验算准则Ⅰ：M

图1截面纤维单元划分图

图2弯矩－曲率曲线

通过对梁抗震设防水准、抗震性能目标和验算准则的系统分析，归纳出方便工程设计的各设防类别桥梁的抗震设防标准。

2隔震周期

现行桥梁抗震设计规范均要求，减隔震设计的桥梁基本周期应为非减隔震设计的桥梁基本周期的2倍以上。实际工程设计时，必须明确这2种周期的定义，才能保证设计的可靠性。

2.1规范研究

日本规范[4]对“减隔震设计的桥梁基本周期应为非减隔震设计的桥梁基本周期的2倍以上”解释为：采用减隔震支座的桥的固有周期比不采用减震支座桥固有周期的2倍短，变形就有可能不集中于减隔震支座而集中于下部结构，减震支座就不能有效地发挥作用。其中不采用减隔震支座桥的固有周期是把所有支座都看作固定支座时桥的固有周期。采用减隔震目的是使得减隔震装置充分发挥其隔震耗能的作用，降低桥梁结构的地震响应。而要实现这个目的，一方面是尽可能延长结构周期以避开场地地震能量集中的频谱区段，另一方面就是使桥墩的刚度尽可能远大于隔震装置的等效刚度，这样就使得变形主要集中于减隔震装置。采用了减隔震装置的桥梁即为减隔震桥梁，设置“板式橡胶支座”的桥梁属于隔震桥梁，板式橡胶支座能提供柔性，设置“铅芯橡胶支座”的桥梁也属于隔震桥梁。

2.2工程案例

某规则桥梁为5×25m先简支后连续T梁桥，桥面宽度为12m，桥面铺装为10cm厚沥青混凝土+8cm厚C50混凝土，采用墩高10m的1.4m×1.4m双柱矩形墩，主梁采用C50混凝土，墩柱、盖梁采用C40混凝土，墩柱受力钢筋采用HRB335钢筋。桥梁有限元模型见图3。比较“固定铰支座”、“板式橡胶支座”、“铅芯橡胶支座”3种支座方案的结构自振特性，基本周期对照见表2。通过对比，3种支座方案结构基本振型均为纵飘，方案1（非隔震方案）基本周期为0.8158s，方案2和方案3（隔震方案）基本周期分别为1.3295s和1.6675s，隔震方案的隔震效果较明显，尤其是采用弹性刚度较小的铅芯支座方案的基本周期达到非隔震的2倍以上。

图3桥梁整体有限元模型

2.3设计建议

隔震是相对非隔震而言的，非隔震桥梁指桥梁所有桥墩与梁体采用铰接（桥墩处墩梁无相对线位移），隔震桥梁指桥墩部分或者全部采用隔震支座，如板式橡胶支座、铅芯橡胶支座等（桥墩处墩梁产生相对线位移）。非隔震桥梁的基本周期反映桥梁总质量和桥墩本身的刚度，隔震桥梁的基本周期反映桥梁总质量和支座与桥墩的串联刚度。隔震支座作为结构一部分，其刚度影响桥梁的整体刚度，而且隔震支座的刚度较小，所以隔震桥梁的基本周期比非隔震桥梁的基本周期大。抗震设计时，希望尽量延长周期，当然不是越长越好，达到一个合适的刚度是设计的目标。研究发现当加入隔震支座后桥梁周期延长到原来非隔震周期的2倍或2.5倍时，支座刚度是合适的，日本规范认为这样的隔震支座设计达到了较好的隔震率。我国城市桥梁抗震规范，认为这种隔震方案可以近似采用单自由度简化计算，而在公路桥梁抗震设计细则中，相关条文没有明确解释。

3墩柱斜截面抗剪强度

在地震过程中，当桥墩出现了塑性铰，进入了弯曲延性工作状态后，塑性铰区域内弯剪裂缝宽度增加，使得骨料咬合所能传递的剪力降低。因而在设计公式中对于塑性区域应当包含弯曲延性对剪切强度的折减。墩柱斜截面抗剪强度计算机理一般都采用拱－桁架理论，其计算公式组成大致分为如下2种：（1）考虑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，目前各国规范（如美国加州规范[5]）基本都采用此种形式；（2）考虑混凝土提供的抗剪能力Vc、箍筋提供的抗剪能力Vs及轴向力提供的抗剪能力Va，Vn=Vc+Vs+Va。我国现行公路桥梁抗震设计规范只给出了墩柱塑性铰区域沿顺桥向和横桥向的斜截面抗剪强度，采用了Vn=Vc+Vs的形式，具体公式为：

（1）式（1）的局限性主要表现在：（1）该公式主要是针对实心矩形和实心圆形截面，薄壁空心截面的约束混凝土的面积相对较少，空心薄壁截面和实心截面在水平地震力作用下的抗力机制是不同的，空心截面剪力流的传递类似于薄管截面，依赖于翼缘宽厚比；（2）该公式主要针对墩柱塑性铰区域内抗剪验算，未进入塑性的墩柱直接采用上述抗剪计算公式不妥。目前，国外对于桥墩在地震作用下的抗剪强度计算公式有比较多的研究成果，Myoungsu等人对7个1/4比尺矩形空心薄壁柱进行了试验研究，推导出矩形空心薄壁截面的抗剪强度计算公式：

如果墩柱未屈服，《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB02-01―2008里的公式过于保守，可以参考美国加州规范[5]的抗剪强度计算公式：

4结语

我国公路桥梁抗震设计为双水准两阶段设计，现行桥梁抗震设计规范对抗震设防标准、隔震周期及墩柱抗剪强度阐述比较笼统。本文通过研究国外先进抗震设计规范，并进行工程实例验算，探讨了桥梁抗震设防标准，就目前国内关于墩柱抗剪强度计算的问题，改进了验算方法。

参考文献

［1］叶爱君.桥梁抗震［M］.北京:人民交通出版社,2011.

篇（2）

 

2008年5月12日，在我国四川省汶川县发生了里氏8.0级大地震，震害较为严重地集中在砌体结构房屋，最典型的就是预制板结构的多层住宅楼和学校教学楼。汶川地震中砌体结构房屋的震害情况，为我们敲响了警钟，同时也提供了十分重要的借鉴经验，对改进建筑抗震设计和抗震加固技术具有十分重要的意义。

对砌体结构进行抗震加固的方法有很多，主要有增设抗震墙、外加圈梁-钢筋混凝土柱加固、钢筋网砂浆面层加固、钢筋混凝土板墙加固、支撑加固、包角加固等等，本文在如何选择抗震加固技术时，本着从结构体系——结构材料——结构构件——构件连接——非结构构件的顺序原则来进行抗震加固。

1、建筑层数及总高度超限：历次震害证明，砌体建筑的层数越多，高度越高，其地震破坏就越大。因为建筑层数及高度值越大就意味着侧向地震作用就越大，同时也加大了建筑底部的倾覆力矩。因此在地震中，倾覆力矩过大使得底部墙体产生过大的压力和剪力而被破坏。《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）第5.2.2节和第5.3.1节中分别对A类建筑和B类建筑做出了具体规定，《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）（2008年版）第7.1.2节中对C类建筑也做出了具体规定。

当砌体房屋的总高度及层数均超限时，应采用改变结构体系的加固方案，具体有以下两种形式：（1）双面普遍加钢筋混凝土板墙形成组合墙的方法；（2）增设一定数量的钢筋混凝土单面或双面板墙的方法，混凝土板墙厚度单面不小于140mm，双面合计不小于140mm，且结构全部地震作用分别由两个方向增设的钢筋混凝土板墙承担，并应计入竖向压应力滞后的影响，墙体配筋按混凝土剪力墙结构计算确定（原砌体墙不承担地震作用）。

2、平立面不规则、具有明显扭转效应：合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的，提倡平、立面简单对称。因为震害表明，简单、对称的建筑在地震时较不容易破坏。而且道理也很清楚，简单、对称的结构容易估计其地震时的反应，容易采取抗震构造措施和进行细部处理。“规则”包含了对建筑的平、立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至承载力分布等诸多因素的综合要求。硕士论文，综合抗震能力指数。。建筑平面、立面应尽可能简洁、规整，使结构质量中心与刚度中心相一致。建筑立面应避免头重脚轻，房屋的重心尽可能降低，避免采用错落凹凸的立面，突出建筑屋面部分的高度不应过高，以免地震时发生鞭梢效应，同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。

当建筑的平立面、质量、刚度分布和墙体等抗侧力构件的布置在平面内明显不对称时，应进行地震扭转效应不利影响的分析，尽量在适当部位设置抗震缝，将体型复杂、平面不规则的建筑分割成几个相对规整的独立单元；当结构竖向构件上下不连续或刚度沿高度分布突变时，应在缺失部位补砌筑新墙体，使主要受力墙体沿竖向上下连续，并选择合适部位用钢筋网砂浆面层加固墙体，使加固后的楼层综合抗震能力指数大于1.0，且不宜超过下一楼层综合抗震能力指数的20%。

3、房屋的整体性不满足要求：在地震中多层砌体结构的纵、横向地震作用主要由相应墙体承担。因此，纵、横墙的合理布置且控制横墙的间距，可控制纵、横墙的侧向变形，增强了空间刚度和整体性，对承受纵、横两个方向的水平地震作用及抗弯、抗剪都非常有利。硕士论文，综合抗震能力指数。。墙体布置时，应尽量采用纵墙贯通的平面布置，而当纵墙不能贯通布置时，则应在墙体交接处采取加强措施。

当纵横墙连接教差时，可采用钢拉杆、外加柱及圈梁的方法来加固；当墙体布置在平面内不闭合时，应增设墙段形成闭合，在开口处增设现浇钢筋混凝土框；当构造柱和圈梁的布置不满足构造要求时，可采用外加柱及圈梁内加拉杆的方法，或者采用钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固，在面层及板墙内设置配筋加强带来代替构造柱及圈梁的作用，从而全面提高房屋的整体性及刚度。

4、砌块及砂浆强度不满足：采用钢筋网水泥砂浆面层。水泥砂浆面层的厚度宜为20mm，钢筋网砂浆面层的厚度宜为35ram，再厚则己不 经济 。钢筋外保护层厚度不应小于10mm钢筋网与墙面的空隙不宜小于5mm；这是因为钢筋的外保护层要确保钢筋避免锈蚀，而试验和现场检测表明，钢筋网竖筋紧靠墙面将会导致钢筋与墙体无粘结，加固效果不好，而采用5mm的间隙有较强的粘结能力，使得钢筋网砂浆与原墙体共同作用。钢筋网的试验结果表明，钢筋间距不宜太小或太大，网格尺寸实心墙宜300mm×300mm，空斗墙宜为200mm×200mm，这样钢筋的作用才能发挥出来。单面加面层的钢筋网应采用L形锚筋，用水泥砂浆固定在墙体上；双面加面层的钢筋网应采用S形穿墙筋连接，L形锚筋的间距宜为600mm，S形穿墙筋的间距宜900mm，呈梅花状布置。钢筋网四周应与楼板或大梁、柱或墙体连接，可采用锚筋、插入短筋、拉结筋等连接方法进行连接。硕士论文，综合抗震能力指数。。

5、预制板抗震能力差：屋面和楼层处开间大于11m的房间需对预制板进行加固，具体做法有两种：底部加角钢来或上部增设钢筋混凝土整浇层。底部加角钢，角钢型号可以取L100×6，在墙体和花篮梁上都可使用，采用螺栓和加劲勒可以有效的把预制板和下部墙或梁连成整体，施工比较麻烦，会破坏吊顶和弄脏整个房间，并且在施工期间得停止使用；在屋面增设钢筋混凝土整浇层也是相当麻烦的，要把屋面的保温层和防水层都破坏掉，成本比较高，优点是不影响到房屋的正常使用，在住宅中建议使用增设钢筋混凝土整浇层，特别是结合“平改坡”工程一起做就更好了。

篇（3）

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一.前言

建筑设计中的抗震设计，关乎民生，关乎经济发展，社会稳定，对房屋建筑实施结构设计，主要涉及对建筑高度，承载力，总体结构，各个部件的性能规划等一系列的因素，要求通过对各个构件和整体规划的基础上，既实现满足居民生活生产保障安全的需要，又具有值得欣赏的美学价值。增强房建结构的抗震设计，必须综合考虑地基，房屋的结构体系选择，综合布局等多方面建设因素，是一项及其专业，严谨，复杂的高技术工作。

二.建筑设计和抗震设计的作用和关系分析

建筑设计对建筑抗震起重要的基础作用。建筑的结构设计难以对建筑设计有很大的改动，建筑设计已经初步形成了，建筑结构就必须按照原则服从建筑设计的要求。设计师在建筑方案能够全面的考虑到抗震设计的要求，那么结构设计人员按照建筑方案对结构部件进行科学、合理的布置，保证建筑结构质量与结构刚度均匀分布，结构受力和结构变形共同协调，提高建筑结构抗震性能和抗震承载能力；如果建筑方案没有考虑到抗震的要求，直接给结构抗震设计带来更大的难题，建筑布局设计限制结构抗震布局设计。为了进一步提高结构部件抗震承载能力，就必须增大结构构件的截面面积，这样又会造成很多不必要的浪费。所以，在建筑抗震设计的过程中建筑单位要对建筑体型设计、建筑平面布置设计、屋顶建筑抗震设计等问题加以关注。

三．我建筑抗震设计的现状

在建筑抗震设计领域，虽然我国在近年来有了长足的发展，但是，相比西方发达国家而言，发展缓慢，尤其是在抗震设计上，没有能够正确的处理好建筑设计和抗震设计的关系，虽然引进了一些西方欧美抗震设计理念，但缺乏符合本国实际的理论技术创新。很大方面存在着缺陷，主要表现在以下几个方面。

1.建筑抗震设计中缺乏科学规范的理论指导，缺乏实际经验的积累；我国对地质地震的认识尚不够完善，对地震的成因，预测，防治研究不够深入，地震防治规范不够科学。因此，在进行建筑结构抗震设计时候，缺乏一定的科学依据，或依据的是不完善的理论。因此，难以在建筑结构设计中完美融合防震设计理念。

2.建筑抗震设计中，设计立足于固定参数，而忽视了实际情况，设计完全依据“计算设计”完成。而且将一定的地震或力学参数做出固定的规范，比如，在我国地震设计研究中，把地震的降级系数统一规定为2.81，将小震赋予固定统计意义。而小震多用于结构设计中，结构截面承载能力设计和变形的检验计算，需要依据一定的实际情况而行的。

3.设计中，没有能够深入研究地震对建筑结构破坏的层次和顺序，难以做到重视主体的设计而兼顾细节问题。没有能根据实际情况灵活变通的运用抗震设计准则。

四，我国建筑结构抗震设计标准

1.我国的建筑结构抗震设计要遵循中华人民共和国GB 500112010建筑抗震设计规范。辩证灵活运用其中抗震设计原则，严格执行设计施工标准，借鉴其中经验，结合房建本地实际，科学设计。

2.要坚持实施多级防震措施。传统房建结构多采取的是三级设防措施，即小震不坏、中震可修、大震不倒。但在新的时期，房建结构必须是采取的多级设防模式，保护建筑主体抗震能力，减轻经济损失，使得建筑抗震中更加安全。

3.将概念设计理论和基于性能的设计理论相结合。结合建筑结构设计施工地的具体实际情况，做出科学严谨勘探，掌握第一手资料，综合分析考虑，做出最优势的战略设计组合。

五.建筑设计在建筑抗震设计中的几个主要设计问题

1.建筑体型设计问题

建筑体型包括建筑的平面形状和立体的空问形状的设计。在建筑体型的设计中，应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则，在平面形状上，矩形、圆形、方形等对抗震来说，都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型，尽量避免不对称的侧翼和过长的侧翼，在体型布置上使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称而引起建筑物在抗震时发生扭转反应。在建筑设计中，为了建筑立面美观和艺术上的创意，复杂的建筑体型是难以避免的，但是，在设计时一定要把建筑艺术、建筑使用功能同结构抗震安全很好地结合起来。

2.建筑平面布置设计问题

建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求，同时它与建筑抗震关系很大，因此从概念上要解决的一个核心问题是，建筑平面设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀，对称协调，避免突变，防止产生扭转效应。在墙体布置上要均匀对称；在抗震墙(剪力墙)布置上尽量与结构抗震要求相结合；对刚度很大的楼、电梯井简要居中布置，避免偏心扭转地震效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件，使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体，充分发挥建筑设计在建筑抗震中的基础作用。

3.建筑竖向布置设计问题

建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑物沿高度(沿楼层)建筑结构的质量和刚度分布设计上。在工业和民用建筑中，无论单层和多层都存在此类问题。在建筑设计中，尽可能使建筑物沿竖向的刚度分布比较接近，应特别重视使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑底部，不应中断或不到底；尽量避免某一楼层刚度过小；尽量避免产生

4.屋顶建筑抗震设计问题

设计高层和超高层建筑时，屋顶建筑抗震设计也是整个设计的一个重要环节。近几十年来，从多数高层建筑抗震设计评定结果看，屋顶建筑设计还存在一些问题，例如：屋顶设计较高或者设计过重。屋顶设计较高或者设计过重，无形当中加大了屋顶建筑变形，而且地震作用也加大了，尤其对自身和屋顶之下的建筑物的抗震作用都不利。有时屋顶建筑的重心和屋顶之下的中心不在同一直线上，如果屋顶的抗侧力墙和屋顶之下的抗侧力强出现间断，在地震发生时，带来的地震扭转作用也会更严重，对抗震更不利。所以，进行屋顶建筑设计过程中时，应该最大限度的降低屋顶建筑的高度。选用强度较高、轻质、刚度均匀的材料，使得地震作用传递不受阻碍；屋顶重心和屋顶之下的建筑中心在同一直线上；如果屋顶建筑非常高，屋顶建筑就必须具有较强的抗震性，让屋顶建筑地震作用和突变降低到最小，尽量避免发生扭转效应。

六.结束语

建筑行业关系到我国的经济发展和社会稳定，关系到国民的生命财产安全，加强建筑抗震设计，设计，提高抗震能力，是促进社会和谐稳定的客观要求。因此实施科学合理的设计方法，科学处理建筑设计和抗震设计的关系。建筑设计是整个建筑抗震设计的重要环节，二者存在着密切的联系，共同为提高建筑整体抗震性能提供了强大的支撑。在进行建筑的抗震设计时候，必须要将建筑的建筑设计和结构设计综合协调起来，实现二者的配合，共同为建筑整体的抗震设计发挥出更强大的作用。

参考文献：

[1] 蒋山 浅谈建筑设计在建筑抗震设计中的作用 [期刊论文] 《中国房地产业》 -2011年10期

[2] 陆伟权 浅析建筑设计在建筑抗震中的作用 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年14期

[3] 曾锐 重视建筑设计在建筑抗震设计中的作用 [会议论文] 2003 - 中国铁道学会铁路房建管理会议

[4] 程宇 建筑设计在建筑抗震设计中的分析 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2011年36期

[5] 李建平 建筑设计在建筑抗震设计中的作用 [期刊论文] 《安徽建筑》 -2004年5期

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一、前言

在目前的发展趋势中，建筑结构设计的主流趋势有低碳，环保，安全，节能，生态。其中指标之一，就是建筑的安全性，而我国目前破坏力最大的安全威胁便是地震，因此，加强对建筑结构的抗震设计，必将会被提升到建筑设计新的战略高度。

二、建筑结构设计中抗震性能衡量标准

现行抗震设计规范对于建筑结构的性能从两个角度进行描述，一是通过损坏的程度描述其性能，将建筑结构的损坏程度分为不损坏和属正常维修下的损坏、可修复的破坏和倒塌；二是描述用途的重要性，即抗震设防分类。主要是氛围甲、乙、丙、丁四类。

现行规范对于部分钢筋混凝土结构提出了相应的定量指标，即正常维修和倒塌的层间变位角。而在设防类别上，提出了不同的抗震措施。其中乙类抗震措施的相关规定比甲类高一度。在强烈地震的影响下，乙类受到的毁坏程度比甲类轻。但是对于抗震能力，仍然缺乏确定的数量变化。借助于现行航震鉴定标摊b所引进的”综合抗震能力由数量上的区别”有可能使不同性能要求的结构所具有的抗震能力由数量上的区别。比如在判断结构抗力的高低中，可以采用结构楼层的受剪承载力与设计地震剪力的比值。而在结构变形能力高低方面，可以用结构所具有的变形能力与基本变形能力的比值来表征，这样就能保证不同性能要求下所对应的抗震措施的数量化。对于丙类结构的抗震设计，主要利用抗力和变形能力进行组合，并作为综合抗震能力的基本值。而乙类建筑，设计的综合抗震能力要低于相应的基本值。

三、建筑结构设计对建筑抗震性能的影响

1、 砌筑体结构影响基本变化能力的构造，重点是将整个圈梁、主要构造柱数量、具置、断面截面尺寸和配筋数量的分级，局部的墙体尺寸、楼梯间的构造等只适用于考虑局部影响。比如，5-6层砖房的主要构造柱数量，房屋四角和楼梯间四角应该设计为第一等级，用于房屋隔开间的内外墙链接处和楼梯间四角设计为第二等级。对于房屋每开间的内外墙链接位和楼梯间四角设计为第三等级；此处不用设置构造柱与抗震设计不同。当然，在相同设防烈度和性能要求的前提下，对与层数要求不同的砌筑结构，基本延性构造的要求也不同，构造柱设置就需要随房屋层数的不断增加而相应提高。目前主要难题是，需要根据具体实例进行计算和分析，针对同地点、同结构的房屋按照不同等级采取相应措施后，其措施的构造影响能力系数如何确定？是否可在某个范围内取值。

2、 钢筋混凝土结构对变形能力构造的影响，可适当的调整内力、提高结构柱箍筋和纵向钢筋体积配箍率、抗震墙墙体和构造作为抗震能力分级的重点，而框支层、短柱、链接的构造作为局部的影响。不同层数钢筋混凝土结构在相同设防烈度性能的要求，延性构造要求也不一样。目前，内力调整、纵筋总配筋率和箍筋体积配箍筋率等都成型的分级和取值，但如何将其转化为相应的影响系数还需要进一步的计算和研究。

3、 钢筋结构对变形能力构造的影响，可调整内力、各节点域内构造、构件的长细比和支撑设置作为重点的分级，这时构件的宽厚就是结构的局部影响。在相同设防烈度和性能的要求下，对建筑层数不同的结构建筑，基本延性构造需求也不同。钢结构规范中也有一些现成的定量取值，也要研究将其转化为影响系数的方法。

四、建筑结构设计中的抗震设计措施

1、要严格选择地基选址

地基选址是进行建筑结构设计的基础，因此，在房间结构抗震设计中，要科学避开山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本着坚硬，牢固，平坦，开阔的选址原则。亲身实地，利用先进技术设备，进行地质勘探，山石水土监测，并取样论证，科学严谨分析。力求使得整个地基牢固可靠，地质稳定无渗漏，无坍塌，无暗河，无熔岩，无火山……从而保证整个地基不会因为承载而发生小范围的坍塌。影响到整体承载能力和抗震能力设计。

2、确保结构的整体性

在建筑结构抗震设计中，一般而言，要尤其注意其是由诸多构件共同组合在一起，如此，要进行整体化的对待。要充分调动各个构件的作用来完成整体建筑的抗震效果。当建筑的一些构件基本都失去了原有的功能时候，那么，在地震来临之后，很容易让整体的建筑结构丧失对地震的抵抗能力。在这种情况下，很容易让整个建筑坍塌，因此，要保证所有构件的功能协调，并确保所有的构件都能够在地震作用下保证良好的性能，如此，可以让建筑结构的整体抗震能力增强。同时，要坚持实施多级防震措施。传统建筑结构多采取的是三级设防措施，即小震不坏、中震可修、大震不倒。但在新的时期，建筑结构必须是采取的多级设防模式，保护建筑主体抗震能力，减轻经济损失，使得建筑抗震中更加安全。

3、屋顶建筑抗震设计也是整个设计的一个重要环节。近几十年来，从多数建筑抗震设计评定结果看，屋顶建筑设计还存在一些问题，例如：屋顶设计较高或者设计过重。屋顶设计较高或者设计过重，无形当中加大了屋顶建筑变形，而且地震作用也加大了，尤其对自身和屋顶之下的建筑物的抗震作用都不利。有时屋顶建筑的重心和屋顶之下的中心不在同一直线上，如果屋顶的抗侧力墙和屋顶之下的抗侧力强出现间断，在地震发生时，带来的地震扭转作用也会更严重，对抗震更不利。所以，进行屋顶建筑设计过程中时，应该最大限度的降低屋顶建筑的高度。选用强度较高、轻质、刚度均匀的材料，使得地震作用传递不受阻碍；屋顶重心和屋顶之下的建筑中心在同一直线上；如果屋顶建筑非常高，屋顶建筑就必须具有较强的抗震性，让屋顶建筑地震作用和突变降低到最小，尽量避免发生扭转效应。

4、要合理且恰当地布局地震外力的能量传递与吸收的途径，在地震当中，要确保建筑的支柱、梁与墙的轴线，处于同一个平面上，从而可以形成构件的双向抗侧力结构体系。并且可以使其在地震的作用下，呈现弯剪性的破坏，并使塑性屈服情况，尽量的发生在墙的根底部，从而连梁适合在梁端产生塑性屈服，这样还具有足够的变形的能力。在震灾中，在墙段部分充分发挥抗震功能之前，要按照"强墙弱梁"的原则，来大力加强墙肢的承载力，避免墙肢遭到剪切性的破坏现象，从而最大限度的提高建筑结构的整体的抗震能力。

5、要根据抗震等级，在对墙、柱以及梁节点设计中，采取相对应的抗震构造措施，力求确保建筑物结构，在地震的作用下可以达到三个水准的设防标准。还可以根据"强柱弱梁"、和"强剪弱弯" 、以及"强节点弱构件"几种构造的原则，在建筑设计中，合理的选择柱截面的尺寸，以此控制柱的轴压比，并还要注意构造配筋的要求，还要保证，钢筋砼结构建筑在地震的作用下，能够具有足够的承载能力以及具备足够的延性。

6、在建筑设计过程中，要设置出多道抗震的防线，即，在设计一个抗震结构的体系当中，有一部分延性比较好的构件，在地震的作用下，首先可以担负起第一道抗震防线的作用，然事，其他的构件，在第一道抗震防线屈服以后，在地震中，会依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防线，这样的抗震结构体系的设计，在建筑设计当中，对于确保建筑结构具有的抗震安全性，是非常的行之有效的设计方法和手段。

五、结束语

建筑结构抗震设计，关乎民生，关乎经济发展，社会稳定，对建筑实施结构的抗震设计，主要涉及对建筑高度，承载力，总体结构，各个部件的性能规划等一系列的因素，要求通过对各个构件和整体规划的基础上，既实现满足居民生活生产保障安全的需要，又具有值得欣赏的美学价值。

参考文献：

[1]陈维东 建筑结构抗震设计存在的问题及其对策 [期刊论文] 《中国高新技术企业》 -2009年5期

[2]丁勇春 钱玉林 马国庆 建筑结构的抗震分析和设计 [期刊论文] 《四川建筑》 -2004年4期

[3]崔烨 孙晓红 建筑结构抗震设计与分析 [期刊论文] 《科技资讯》 -2011年17期

篇（5）

新年伊始，郑州市商业技师学院举行第五届教师论文大赛。经过近6个小时的角逐，商业贸易系师利君老师和旅游烹饪系周芳老师分获一等奖，数控车焊系李林义等3名教师分获二等奖，医药化工系赫中魁等5名教师分获三等奖，机电工程系王金有等6名教师分获优秀奖。大赛自2012年4月启动以来，共征集到论文285篇。大赛组委会对各系筛选出的32篇论文进行了认真评审，最终确定16篇论文进入决赛。

大连理工大学

孔宪京教授主持项目获国家科技进步二等奖

在2012年度国家科学技术奖励大会上，大连理工大学孔宪京教授主持完成的“高土石坝抗震设计理论研究与工程应用”获得国家科技进步二等奖。这是孔宪京教授继2010年荣获核电厂工程抗震领域的国家科技进步二等奖之后，再攀科技高峰，率领团队在土石坝抗震研究方面取得的又一项重大科研成果。孔宪京教授科研团队的科研项目研究成果对有效保障我国高土石坝抗震安全、优化结构设计、采取有效抗震措施、节约工程投资等发挥了重要作用，创造了显著的经济效益和社会效益。

盐城技师学院

与常熟观致汽车有限公司举行校企合作签约仪式

近日，盐城技师学院与常熟观致汽车有限公司举行了校企合作签约仪式。常熟观致汽车有限公司初始注册资本为34亿元，由奇瑞汽车有限公司与世界500强企业以色列集团共同投资成立。院长吕成鹰充分肯定了观致公司对校企合作工作所做的贡献。她说，盐城技师学院的办学宗旨就是为企业服务，为现代企业提供需要的综合素质高的技能人才，希望双方树立起“招生即招工，员工即学生”的理念，真正实现“专家进课堂、教师进企业”的深层次合作。

唐山劳动技师学院

召开首届大专毕业生毕业答辩启动仪式

日前，唐山劳动技师学院举行了河北联合大学唐山劳动高级技工学校函授站首届函授大专生毕业设计答辩启动仪式。唐山劳动技师学院院长、党委书记兼函授站站长李，河北联合大学继续教育学院副院长王治国，负责毕业答辩的评委教师以及200多名即将毕业的首批函授大专生参加了启动仪式。本次启动仪式标志着唐山劳动技师学院函授站自2010年初建站以来，在河北联合大学的支持下，经过全院师生的共同努力，迎来采撷丰收的时刻——第一届215名函授大专生即将顺利毕业。

广西南宁高级技工学校

医药校区举办第二届“趣味竞技拓展活动周”

为了活跃校园文化氛围，丰富同学们的第二课堂活动，增强班级团结力和凝聚力，广西南宁高级技工学校医药校区学生科、团总支联合举办第二届“趣味竞技拓展活动周”。此次活动周活动分三周举行，每周举办一个项目，这三个项目分别为袋鼠跳、贴长龙、夹气球。同学们以班级为单位组队参赛，每个项目参加人数上限为20人，以三个项目的总分计算成绩，共设一等奖2名、二等奖6名、三等奖8名。学生们纷纷表示很喜欢趣味竞技拓展活动，丰富了自己的课余生活，密切了自己和同学间的交流，希望学校今后能继续举办类似的活动。

大连市房地产高级技工学校

多位老师在全国职业学校教学设计及说课比赛中获奖

为了提高教学质量，更好地贯彻“做中学，做中教”的职教方针，引进更好的教学方法并实现与外校的交流，大连市房地产高级技工学校教师积极参加全国中等职业学校教师教学设计和说课比赛，并取得了骄人的成绩。吴丽媛老师参加机械类专业课程“创新杯”教师教学设计和说课大赛获得二等奖，李雯老师参加数学课程“创新杯”教师教学设计和说课大赛获得一等奖，侯晓宁老师参加工艺美术类专业课程“创新杯”教师教学设计和说课大赛获得一等奖。

五四一高级技工学校

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

中图分类号：TU398+.2 文章标识码：A

0 引言

随着我国经济及社会的快速发展，我国城市化率越来越高，城市有限的空间及土地资源已经很难满足人们的需求，因此为了争取更大的建筑空间，高层建筑越来越多。同时，为了更为有效地利用地面的空间，部分框支剪力墙结构设计越来越多地应用在现代建筑的结构设计中。基于此论文对部分框支剪力墙结构设计与抗震策略进行了较为系统的研究。

1、部分框支剪力墙结构概述

部分框支剪力墙结构是现代高层建筑中常用的一种结构，具有底部大的特点，因此也被称为底部大空间剪力墙结构。从这个界定可以看出部分框支剪力墙结构通常在高层或多层剪力墙结构的底部，这种结构的设计一般是根据实际需要，为增加底部空间的使用功能而设置的[1]。所以上层建筑的部分剪力墙不能沿用到底层，不然的话会影响底层空间的使用效率，甚至有些底层的建筑空间在设计之处就已经规划好用途。所以在建筑的设计过程中就要设计一个结构转换层，通过结构转换层来减少建筑底层的压力[2]。而转换层下面的一层，即建筑的底层则称为框支层，框支层中的贯穿上下层的墙则是剪力墙。同时，界定建筑的部分框支剪力墙结构的时候，不仅要看其抗侧刚度，还要整个结构的特点，看是不是形成了薄弱层，抗侧刚度是不是发生了突变等情况。不能仅仅依据建筑的竖向构件有没有贯通落地。

2、部分框支剪力墙结构的设计要点分析

通过上面的分析可以看出，部分框支剪力墙结构的界定是有一定的规范的，并不是所有的贯穿转换层与底层的墙面都属于部分框支剪力墙结构，还要观察整个建筑本身的特点。所以在进行部分框支剪力墙结构的设计的时候要注意以下几个要点。

（1）在对部分框支剪力墙进行设计的时候，应该减少转换，尽可能采用上下主体竖向布置的方式，以保证主体间的连续贯通。特别是在设计框架—核心筒结构时，要尽量保证核心筒可以上下贯通，这样可以保证设计的安全性及可靠性。

（2）在设计时要注重统筹规划，不要将各部分独立开来，各构件间的关系及布置要主次分明，传力直接，这样便于施工，同时减少识图错误的概率。而在转换层上下主体的竖向结构设计时，要尽量减小水平方向传力的影响，避免多级复杂的转换，这样可以有效地保证水平转换结构的传力比较直接。

（3）在设计的时候要加强转换层下部主体结构的刚度，弱化转换层上部主体结构的刚度，这样就可以有效地保证下部的大空间整体结构的稳定性，转换层上下主体结构之间的刚度及变形度也会比较接近。

（4）在部分框支剪力墙结构设计的计算阶段，最为重要的一点就是要全面而且要确保准确，如果计算及计算结果出了问题，将会严重影响整栋建筑的质量。而且要特别注意将转换结构作为整体结构的一个重要的组成，并采用正确的计算模型进行计算。

3、部分框支剪力墙结构的抗震设计

我国地域广阔，横跨环太平洋地震带与欧亚地震带，所以地震活动比较频繁，而且强度比较大，同时地震常发地区分布广，可以说我国是一个震灾严重的国家[3],所以建筑防震性能的设计非常重要。

3.1 部分框支剪力墙结构抗震设计概述

部分框支剪力墙结构的抗震设计主要是为应对地震发生而进行的一种设计，这种设计是在地震发生的假设前提下进行的。我国高层建筑的城市几乎都在抗震设防范围之内，因此部分框支剪力墙结构的抗震设计是部分框支剪力墙结构设计的一项极为重要的内容。一般来说地面运动主要有三种运用描述方式，即强度、频谱和持时。而地震的强度是由振幅来表示，振幅对建筑的破环程度跟很多因素有关，比如说时间、速度、加速度，还有建筑本身的特性。所以在进行抗震设计的时候要综合考虑多方面的因素。

3.2 部分框支剪力墙结构的抗震设计要求分析

我国为了更好地预防地震灾害，对建筑的抗震设计做了一系列的规定。上世纪80年代的抗震设防目标是“小震不坏、中震可修、大震不倒” [4]，但随着我国经济及技术的发展，我国在2010年对建筑的抗震设防目标进行了修改，并给定了具体的抗震设计方法，表3-1是常规的设计方法与抗震设计方法的对比表（表3-1）。通过两种抗震设计的防震目标、实施方法及实践运用方面的对比可以发现，我国明显加大了地震灾害的预防力度。基于性能的抗震设计虽然运用还不够广泛，但是对新技术、新材料的适应性比较好，而且也满足社会发展的趋势，未来的运用潜力比较大。同时，基于性能的抗震设计可以增加结构概念设计的内容，比如刚度尽量对称，框支转换梁上墙体尽量居中布置，从初设阶段将一些对结构不利的东西规避掉。综上所述，对于现代高层建筑的抗震设计应采用基于性能的抗震设计方案。

表 3-1 常规设计方法与性能设计方法的对比分析表

3.2 部分框支剪力墙结构的抗震设计策略分析

通过上面的分析，论文对部分框支剪力墙结构的抗震设计应该采用基于性能的抗震设计方案。因为部分框支剪力墙结构基本上都是高层建筑，采用的基本上都是框架—剪力墙结构，这种结构本身就具有良好的抗震性。导致抗震灾害形成的原因大都是由于建筑物的造型与建筑的抗震性能不协调导致的。所以在设计的过程中要特别关注这两部分的设计。

（1）建筑体型的抗震设计策略分析

对于建筑体型的设计主要关系到的是建筑的布局及体量等方面的设计，这也是建筑设计的一个重要的部分。很多设计师在设计的时候由于太过于关注建筑的造型及建筑本身的使用价值，很容易忽视建筑体型与建筑抗震性能之间的关系。所以在设计的过程中，设计者应该科学地设计建筑的空间体量，包括建筑的高度、比例，建筑的对称性，还要关注建筑的转角的设计，同时建筑周边的抗力，建筑整体的均衡性等方面都要进行综合的考虑。

（2）建筑立面的抗震设计策略分析

建筑立面通常来说都是由大量的建筑部件组成的，所以建筑立面的设计要关注的主要是立面材料的选择，部件之间的比例的设计，还有其尺寸大小的控制等方面。而从抗震的角度来说，建筑的设计则要关注以下几个要点。首先，在设计的时候，不能孤立地进行孤立面的设计，而应该将正立面、侧立面及背立面各个立体面之间协调起来，是他们之间得到统一，从而形成一个完整的整体。同时，要注意立面的空间效果和立面各部件之间的均衡性和规则性。

4、结语

通过论文的分析可以看出，随着城市化进程的进一步推进，部分框支剪力墙结构越来越多地应用在现代建筑的结构设计中，建筑防震性能的设计十分重要。而且在设计的过程中要减少建筑部件间的转换，采用合理的布置方式，以保证建筑的安全性。同时，要注重设计的统筹规划，将建筑的各部件之间有机地联系起来，以实现建筑的整体性和统一性。在分框支剪力墙结构的抗震设计要采用抗震设计方法，并对建筑物的造型及立面的进行抗震设计。最后，希望论文的研究为相关工作者及研究人员提供一定的借鉴与参考价值。

【参考文献】

[1] 京浩.建筑抗震鉴定与加固[M].中国水利水电出版社,2010.

篇（7）

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

一．引言

随着我国现代高层建筑高度的不断增加，建筑的功能也日趋复杂，在高层建筑竖向立面上的造型也呈现多样化。在某些建筑结构中，通常会要求上部的框架柱或是剪力墙不落地，在建筑结构中需要设置较大的横梁和桁架来作为支撑，甚至有时要改变竖向的承重体系，此时就要求设置转换构件，将上部和下部两种不同的竖向结构进行过度和转换，通常这种转换构件占据约为一至二层，这种转换构件即为转换层。结构转换层在很大程度上改变了建筑的结构体系，在进行设计时要慎重考虑。

二.转换层结构施工特点

由于高层建筑结构下部楼层受力很大,上部楼层受力较小,正常的结构布置应是下部刚度大、墙体多、柱网密,而到上部则逐渐减少墙体及柱的布置,以扩大柱网。这样,结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反。因此,为了适应建筑功能的变化,就必须在结构转换的楼层设置水平转换构件,部分竖向构件在转换层处被打断,使竖向力的传递被迫发生转折,而转换层就是实现转折功能的大型水平构件。转换层的结构形式一般有以下几种构成：箱式转换、梁式转换、空腹桁架式转换、桁架式转换、板式转换和斜撑式转换等。 带转换层的高层建筑是一受力复杂、不利抗震的结构体系,该结构及其支撑系统有自身的特点。众多高层建筑采用梁式转换层进行结构转换,这主要是由于:

1.转换层设计带转换层的多高层建筑,转换层的下部楼层由于设置大空间的要求,其刚度会产生突变,一般比转换层上部楼层的刚度小,设计时应采取措施减少转换层上、下楼层结构抗侧刚度及承载力的变化,以保证满足抗风、抗震设计的要求。转换构件为重要传力部位,应保证转换构件的安全性。2.8度抗震设计时除考虑竖向荷载、风荷载或水平地震作用外。还应考虑竖向地震作用的影响,转换构件的竖向地震作用,可采用反应谱方法或动力时程分析方法计算;作为近似考虑,也可将转换构件在重力荷载标准值作用下的内力乘以增大系数1.1。

2.经济指标

从抗剪和抗冲切的角度考虑,转换板的厚度往往很大。一般可2.0m~2.8m 。这样的厚板一方面重量很大,增大了对下部垂直构件的承载力设计要求,另一方面本层的混凝土用量也很大。

转换梁常用截面高度为1.6~4.0m,只有在跨度较小以及承托的层数较少时才转换梁常用截面高度0.9~1.4m,而跨度较大且承托较大且承托的层数较多时,或构件条件特殊时才采用较大的截面高度4.0~8.2m 。

3.抗震性能

由于厚板集中了很大的刚度和质量,在地震作用下,地震反应强烈。不仅板本身受力很大,而且由于沿竖向刚度突然变化,相邻上、下层受到很大的作用力,容易发生震害。以往的模型振动台试验研究表明,厚板的上、下相邻层结构出现明显裂缝和混凝土剥落。另外,试验还表明,在竖向荷载和地震力共同作用下,板不仅发生冲切破坏,而且可能产生剪切破坏,板内必须三向配筋。

4.转换层结构的基本功能

从结构角度看，转换层结构的功能主要有：

(1)上、下层结构形式的转换

这种转换层广泛用于剪力墙结构和框架--剪力墙结构，将上部的剪力墙转换为下部的框架。

(2)上、下层结构轴网的转换

转换层上下结构形式没有改变，但通过转换层使下层柱的柱距扩大，形成大柱网，这种形式常用于外框筒的下层以形成较大的入口。

(3)下、下层结构形式和结构轴网同时转换

上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为下部框架结构的同时，下部柱网轴线与上部剪力墙的轴线错开，形成下、下结构不对齐的布置。

5.转换层结构设计方法存在的问题

目前在多、高层建筑中，绝大多数的开发商都会要求建筑物具有完备的建筑功能，建筑师在建筑设计中也往往首先想到采用结构转换层来完成上、下层建筑物功能的转换。但一些结构设计人员在实际进行转换层设计时显得无从下手，没有可操作、可遵循的设计思路、设计原则来进行结构设计。造成这种现象的主要原因是当前转换层设计没有相关的可遵循的设计准则，使设计人员难以进行结构选型、截面确定、计算模型确定、计算方法确定，计算结果应用以及配筋方法的实施等一系列结构设计步骤。这种现状与我国当前高层建筑的迅猛发展足不适应的。转换结构层具有与一般结构层相比结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受力复杂等特点。这样的尺寸和重量意味着转换结构组成了建筑物的主要构件。它们设计的是否合理、安全、经济对整个结构的安全性、结构造价、施工费用等有着重要影响。现有的转换层设计方法，主要是针对形式简单、受力相对简单的转换梁，对于受力复杂的转换梁还没有深入研究。即便是对于形式简单的转换梁，其受力性能也没有完全清楚，而往往是互相混淆，设计概念小明确，设计原则不准确。

三. 带结构转换层的高层建筑结构设计

1. 带转换层的高层建筑结构设计原则

高层建筑中转换层的设置造成建筑物竖向刚度的突变，地震作用时在转换层上下容易形成薄弱环节，对结构抗震不利，故转换层结构在设计时应遵循以下原则：

（1）为防止沿竖向刚度变化过于悬殊形成薄弱层，设计中应考虑使上、下层刚度比γ≤2，尽量接近1。这样才能保证结构竖向刚度的变化不至于太大，使上柱有良好的抗侧力性能，减少竖向刚度变化，有利于结构整体受力。

（2）尽可能减少需结构转换的竖向构件，直接落地的竖向构件越多，转换结构越少，转换层造成的刚度突变就越小，对结构抗震更有利。

（3）设计中应保证转换层有足够的刚度，一般应使梁高度不小于跨度的1/6，才能保证内力在转换层及其下部构件中分配合理，转换梁、剪力墙柱有良好的受力性能，能较好的起到结构转换作用。

（4）必须控制框支剪力墙与落地剪力墙的比例，当剪力墙较多且考虑抗震时，横向落地剪力墙数目与横向墙总数之比不宜少于50%，非抗震时不宜少于30%。

（5）转换层以上的剪力墙和柱子应尽量对称布置，梁上立柱应尽量设在转换梁跨中，以免转换梁变形时，在梁上立柱的柱脚处产生较大转角，带动立柱柱脚产生较大变形，引起柱的弯曲及剪切，使立柱产生很大的内力而超筋。

（6）转换层结构在高层建筑竖向的位置宜低不宜高。转换层位置较高时，易使框支剪力墙结构在转换层附近的刚度、内力和传力途径发生突变，并易形成薄弱层，对抗震设计不利，其抗震设计概念与底层框支剪力墙结构有较大差异。当必须采用高位转换时，应控制转换层下部框支结构的等效刚度，即考虑弯曲、剪切和轴向变形的综合刚度，这对于减少转换层附近的层间位移角及内力突变是十分必要的，效果也很显著。另外，对落地剪力墙间距的限制应比底层框支剪力墙结构更严一些。对平面为长矩形的建筑，落地剪力墙的数目应多于全部横向剪力墙数目的一半。

2.转换层的应用

（1）梁式转换层

作为目前高层建筑结构转换层中应用最广的结构形式，它具有传力直接明确及传力途径清晰，同时受力性能好、工作可靠、构造简单、计算简便、造价较低及施工方便等优点。转换梁不宜开洞，若必须开洞则洞口宜位于梁中和轴附近。转换梁有托柱与托墙两种形式，其截面设计有4种方法，即普通梁截面设计法、偏心受拉构件截面设计法、深梁截面设计法和应力截面设计法。转换梁的截面尺寸一般由剪压比（mv=Vmax/febh0）计算确定，应具有合适的配箍率，以防发生脆性破坏，其截面高度在抗震和非抗震设计时应分别小于计算跨度的16和18。（2）厚板转换层 当转换层上、下柱网轴线错开较多而难以用梁直接承托时，可采用厚板转换层，但厚板的巨大荷载会集中作用于建筑物中部，振动性能复杂，且该层刚度很大、下层刚度相对较小，容易产生底部变形集中，其传力途径十分复杂，是一种对抗震十分不利的复杂结构体系，应进行整体内力分析、动力时程分析及板的内力分析等。厚板的厚度可由抗弯、抗剪、抗冲切计算确定；可局部做成薄板，厚薄交界处可加腋或局部做成夹心板，一般厚度可取2.0～2.8m，约为柱距的1/3～1/5。厚板应沿其主应力方向设置暗梁，一般可在下部柱墙连线处设置。转换层厚板上、下一层的楼板应适当加强，楼板厚度不宜小于150mm。

(3）箱式转换层

当需要从上层向更大跨度的下层进行转换时，若采用梁式或板式转换层已不能解决问题，这种情况下，可以采用箱式转换层。

它很像箱形基础，也可看成是由上、下层较厚的楼板与单向托梁、双向托梁共同组成，具有很大的整体空间刚度，能够胜任较大跨度、较大空间、较大荷载的转换。

(4)桁架式转换层

这种形式的转换层受力合理明确，构造简单，自重较轻，材料节省，能适应较大跨度的转换，虽比箱式转换层的整体空间刚度相对较小，但比箱式转换层少占空间。

(5)空腹桁架式转换层

这种形式的转换层与桁架式转换层的优点相似，但空腹桁架式转换层的杆系都是水平、垂直的，而桁架式转换层则具有斜撑竿。空腹桁架式转换层在室内空间上比桁架式转换层好，比箱式转换层更好。

四．结束语

高层建筑的迅速发展，从以往的简单体型和功能单一的时代开始走向体型复杂，建筑的功能呈现多样化发展。在高层结构设计中，带转换层结构设计不能简单设置成“承上启下”，而要在实际结构上实现上部结构和下部结构的过度和转换。

参考文献：

[1] 熊进刚 李艳 带结构转换层的高层建筑结构设计[期刊论文] 《南昌大学学报(工科版)》 ISTIC -2002年4期

[2]季静 韩小雷 杨坤 郑宜 Ji Jing Han XiaoLei Yang Kun Zheng Yi带主次梁转换层的超限高层建筑结构设计[期刊论文] 《结构工程师》 ISTIC -2005年2期

[3]丁奇峰 带结构转换层的高层建筑结构设计 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2013年6期

[4]韩小雷 杨坤 郑宜 季静 带梁式转换层的超限高层建筑结构设计[期刊论文] 《昆明理工大学学报（理工版）》 ISTIC PKU -2004年6期

[5]黄瑛 带转换层高层结构综合楼设计 [期刊论文] 《铁道标准设计》 ISTIC PKU -2005年1期

篇（8）

中图分类号：TU97 文献标识码：A

引言

随着建筑高层化的发展，对剪力墙性能及施工质量提出了更高要求。对于从事高层结构设计的工程师来说，只有对框架结构剪力墙结构的优缺点和技术要点全面把握，并能够吸收当代高层建筑结构设计的一些成功经验，并把结构的经济性、合理性与结构抗震的安全性等诸多因素加以统筹考虑，才能很好的与建筑师配合并设计出经济合理的高层建筑结构体系。

一、框架、剪力墙的受力特点

1 框架结构的受力特点

柱子是承重的关键，柱子上方架着横梁，横梁上面铺设楼板。框架结构的建筑物往往有粗大的柱子，这样才能够能够保证柱子有足够的强度支撑建筑物的重量。框架结构的这一受力特点导致采用框架结构的建筑物对横向受力的抵抗力不足，尤其是如果遇到地震，楼层间甚至可能出现移动。

2 剪力墙结构的受力特点

剪力墙结构是利用钢筋混凝土结构的墙体作为主要承重结构，比如建筑外墙，这些墙体有着抗震，抗侧刚度大，结构的整体性好的特点。尤其是现浇的钢筋混凝土，负载高，水平荷载大，抵抗水平力的作用明显。

3 框架一剪力墙结构的受力特点

框架一剪力墙结构是由梁柱搭建框架，再在部分框架间布置剪力墙，框架间填充加气混凝土轻型墙体，让剪力墙和框架一起承重，增加建筑物的承重能力。利用框架结构的灵活多变的特点划分建筑空间，利用水平荷载能力强的剪力墙抵抗水平方向的受力。框架一剪力墙结构把框架和剪力墙的优点结合在一起，相互弥补了对方的弱点。

二、设计计算中的几个问题

1 剪力墙的布置

原则上，布置剪力墙应该尽量保证对称、均匀、分散。剪力墙应该沿着房屋的方向，纵横布置，以外墙、电梯、楼梯、拐角剂周边等处为宜。在分布上尽量满足对称原则，这样的分布可以尽量使建筑物的刚度中心和质量中心接近。增加抵抗扭转的内力臂，最大化的加强建筑物的整体强度，提高抗扭转能力。在纵向方向布置的剪力墙应该从地基一直到房顶，保证墙体刚度。每片剪力墙的尺寸不要太长，最好不超过8m，尽量分散成多片，增加一片剪力墙就等于增加了一个抵抗水平力的结构。尤其是具有一定转折的剪力墙拥有更加优秀的抗侧力效果，比如L形、十字、圆形等形状。

2 剪力墙的厚度

框架一剪力墙结构中，对于带有边框的剪力墙厚度有一定的规范。如果该建筑处于震区，或者要考虑到抗震设计，那么剪力墙的高度大于等于建筑物层高的1/16，底部的剪力墙加强部位厚度应该大于等于200mm，无论是第一级还是第二级剪力墙都应该满足这个规范。如果不考虑抗震设计，那么剪力墙的高度应该大于等于建筑物层高的1/20，且厚度大于等于160mm。而边框的梁最合适的宽度就等于剪力墙的厚度，边框梁的高以剪力墙的2倍为宜。

3 重视屋面小塔楼的不利影响

现在的高层建筑物，在屋顶处常会设计小塔楼、电梯间、等突出屋顶的建筑结构。由于塔楼结构的质量和刚度比建筑物主体小很多，一旦发生地震，在鞭梢效应的影响下，小塔楼会产生水平位移。就算建筑物主体并未受到损坏，塔楼也可能会因为鞭梢效应的作用遭到破会。目前，大部分高层建筑物在设计的时候都将塔楼和建筑物主体分离设计，在抗震设计的时候也是分别进行计算。计算高层建筑物顶部小塔楼的地震作用非常重要，现在主流的计算方法是底部剪力法，计算顶部塔楼受到的地震作用需要考虑增大系数。由于底部剪力法计算比较复杂，为了简化计算方法，我们可以将小塔楼看做一个单独的结构，在地面计算小塔楼受到的地震作用，将得到的结果乘以增大系数就可以得到小塔楼在屋顶受到的地震作用了。由于设计建筑主体的时候一般都忽略塔楼对建筑主体的地震作用，仅仅计算和塔楼连接的部位。这样的算法还是存在缺陷，如果遇上强震，塔楼在鞭梢效应的影响下，必定会对建筑物主体产生不良作用。

4 框架剪力墙结构的抗震设计

在设计框架剪力墙结构的抗震性能时，必须符合相关规程。在水平力作用下，框架剪力墙结构底层的框架部分所承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩有一个比值(以下简称力矩比值)，根据这个比值的不同，要采取不同的设计：当力矩比值小于lO％时，按剪力墙结构进行设计，其中的框架部分应按框架一剪力墙结构的框架进行设计。当力矩比值大于10％时，按框架一剪力墙结构设计，力矩比值在5O％至80％之间的，可以适当的增加框架剪力墙的最大高度。框架和剪力墙的部分应该按照各自的标准设计抗震等级及轴压比。当力矩比值大于80％时，框架剪力墙的最大高度必须按照框架结构设计，在抗震等级及轴压比的设计上也和前一种情况有所不同，框架部分按照框架结构设计，剪力墙按照框架剪力墙结构进行设计。

三、高层框剪结构抗震设计的技术要点

1 提高剪力墙的抗震能力

(1)提高剪力墙的抗震能力需要加强对倾斜方向裂缝的控制，我们可以利用边框剪力墙来实现这一目的。将梁柱设计在剪力墙的边上，增加拥有倾斜方向承载力的边框结构，这些边框能够阻拦倾斜的裂缝。如果剪力墙产生裂缝，边框结构可以减低附加剪应力，阻止裂缝衍伸到其他部位。

(2)合理的肢墙面积。

如果剪力墙纵向设计有洞口，那么这片剪力墙就变成了联肢墙，联肢墙的中间受到横梁的约束。联肢墙有双肢墙和多肢墙两种情况，双肢墙上只有一列洞口，多肢墙上有多列洞口。

这样的设计降低了剪力墙的刚度，增强抗震能力。即使出现裂缝也往往是在洞口或横梁部位，降低了对墙体的伤害。

2 改善框架的抗震能力

(1)强化角柱。要增强抗震能力就应该强化框架的角柱，提高抗剪应能力。作为框架结构的关键部分，角柱起到连接梁和柱子的作用只有强化了角柱才能从整体加强框架结构。

(2)增强框架的抗震能力需要提高整体框架对推力的抗性，降低横向的位移，尤其要注意减少楼层之间的移动。可以在框架内分散布置用钢筋混凝土浇筑的剪力墙。由于这样的设计没有良好的延展性，我们可以设计一些有延展性的墙体，降低刚度。比如在剪力墙的墙体上合理的增加开口，形成耗能结构，有效的将震能释放。

(3)在框架剪力墙结构中，设计赘余构件可以有效的抵消地震部分的能量。设计赘余构件时可以使用钢筋做骨架的混凝土作为支撑构件，发生地震时，震能会首先影响这些构件，当这些构件被破坏之后，建筑物的整体结构也会发生一定的改变，同时改变了自振频率，避免和形成共振。

3 改善整体抗震能力

( 1)如果在框架剪力墙结构中的梁端和柱端安装“塑性铰”，可以在框架剪力墙结构中形成耗能结构。由于塑性铰能够承受、传递一定的弯矩，地震发生时，即使纵向钢筋发生屈服也不会瞬间破坏结构，而是在塑性铰的作用下承载。水平的构件会先于纵向构件发生屈服，

避免建筑物发生垮塌。

( 2)依照建筑物的实际情况，在框架剪力墙整体结构的刚度和承载能力之间寻求平衡。由于地震发生时，建筑物会的自振周期容易和地震产生共振，如果使用了过多的剪力墙就会减小自振周期，增加建筑物的刚度。那么，加大自振周期就可以有效减少地震作用。在设计的时候布置数量合理的剪力墙，适当的使用短肢墙来减少剪力墙的面积，既可以减轻建筑物的整体重量，有能够有效的防御地震的影响。

( 3)由于框架和剪力墙的材料，制造工艺不相同，两者的结构也不一样，他们存在着刚度、弹性和延展性等多种差异。有可能导致框架剪力墙结构的构件之前无法有效的合作，构件之前缺乏协调，降低了建筑物的抗震能力。只有在考虑协调性的基础上，经过严密的计算和设计，在结构的刚度、弹性和延展性之间做好平衡才能够最大程度抵抗地震力。

四.结语

尽管在高层建筑中框架剪力墙已经得到广泛的应用，并且也取得了前所未有的高度和成就，但是该结构复杂的受力特性使得在抗震性能上还有很大的改进空间。在进行转换层的设计构造时，严格遵循本文提到的结构设计要求，特别是抗震概念要求，在转换层附近适当提高其构造等级要求，增强整体抗震能力，使得框架剪力墙结构更好地应用到高层建筑中。

【参考文献】

[1] 文伟 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析 [期刊论文] 《城市建设》 -2010年35期

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中图分类号：TU 457 文献标识码：A

0 引言

随着我国对地下空间的开发力度的加大，地下结构工程的数量迅速增加，作为生命线工程的埋地管道在输送水、油、气、煤以及在通信交通和排水等方面得到了越来越广泛的应用，堪称现代工业和城镇生活的大动脉，其破坏可导致城市乃至区域社会经济功能的瘫痪[1] [2]，如1971 年美国圣费尔南多地震，使加里福尼亚州圣费尔南多山谷的地下输气管道和给排水管道遭受重大破坏，给排水和天然气管道有2400处遭到破坏，震中附近有25.6km管道破坏 [3] [6]；1976年中国唐山地震，7.8级地震使全市给水系统瘫痪，抢修了一个多月才基本恢复供水，秦京输油管线有4处破坏，流失原油1万余吨，造成了资源的严重浪费，且污染了大片农田、河流，次生灾害严重[4]；2008年“5.12”汶川地震使震区供水管网受到严重破坏，供气系统设施也出现不同程度的破坏，据不完全统计，供水系统共有677个水厂受损，11万处管线破坏，受损长度高达1.38万km；排水管网管道受损长度约3300km， 供气系统设施受损5.1万处，供气系统设施受损5.1万处，供气管道受损长度达到992km[5]。这些震害经验表明，现代城市对生命线工程系统具有高度的依赖性，其抗震问题也引发了各国学者的关注，地下工程结构的抗震安全和抗震设计已经成为工程界普遍关心的问题。

笔者通过对大量埋地管道震害的分析研究， 总结了埋地管道的地震反应特征和破坏类型，并对其破坏机理进行分析，以期为埋地管道的抗震设计提供科学的依据和有益的参考。

1 埋地管道的振动反应特征

根据国内外学者对原型观测（震害调查和现场试验）资料的研究分析以及近年来的研究成果，总结了埋地管道在地震波作用下反应特征的一般规律，其是进行埋地管道地震反应分析的依据[6]- [12]。

（1）破坏荷载：理论分析和实际震害均表明，埋地管道的破坏主要由地震行波的传播、场地失效（断层相对运动、土体液化等因素）引起，受地震波传播影响而引起的土体变位造成的震害较轻，但影响面广，是埋地管道破坏的最基本形式；场地失效所造成的管道破坏都相当严重，且难以避免，选址时应尽量避免此类地段。

（2）地面位移：对埋地管道地震破坏的研究发现，埋地管道振动中的主要应变与地震加速度大小的联系不很明显，而对周围岩土体应变十分敏感，周围岩土体应变越大管道破坏越严重。埋地管道的自振频率远大于土体的振动频率，管道受到周围土的阻尼影响很大，管道运动产生的惯性力，对结构自身的反应仅有非常小的影响，管道的反应性态主要取决于沿线土体的位移特征，而对土体的运动位移特征几乎无影响。

（3）地震波传播方向及频谱特性：埋地管道的振动形态受地震波传播方向的影响很大，地震波的入射方向发生不大的变化，管道各点的变形和应力可发生较大变化。埋地管道走向与地震作用方向吻合时，管道动应变最大，损坏最大；当地震作用方向垂直于管轴方向入射时，管道动应变最小。埋地管道的动应变不仅和地面应变的峰值有关，还与地震动的频率含量有关，尤其是对低频含量十分敏感。低频含量愈丰富的地震波，激起的管道动应变越大。

（4）场地条件：埋地管道的破坏程度基本随地震烈度的增大而加重，埋地管道从一种类型土壤过渡到另一类型土壤的过渡区震害较严重；软土中的管线较硬土中的管线震害严重，同一地震烈度下，复杂地基和软弱地基比基岩地基中的管道震害严重得多。

（5）管土间相互作用：现场震害资料证明，地震时埋地管道受周围土体的约束与周围岩土体一起运动，受管道本身的刚度的影响，管道的变形比未敷设管道的土体变形小，只要管土界面的剪应力未达到临界剪应力，管道就随同周围岩土体一起运动。当管土界面的剪切应力达到临界剪应力或管土间的极限摩擦力时，管土之间将发生滑移。

（6）管道变形：震害资料及理论分析均表明，直埋管道的轴向应变远较弯曲应变凸显，以轴向应变为主，而弯管、大直径管道则需要考虑弯曲变形。

（7）管道的材质及构造：埋地管道的材质、口径、壁厚、接口型式均有不同程度的影响。埋地管道的破坏大多是由于管道强度不足以抵抗周围土体传来的振动变形而引起的；震害资料表明：柔性接口的震害率明显低于刚性接口，这是由于柔性接口具有较好的延性，可以吸收较多的变形；管道横截面的刚度与管径和壁厚有关，小口径管道在土中的约束程度比大口径的约束作用大。日本、美国以及我国海城，唐山两次强震中的震害均表明，管道的破坏随管径增大而减小，这说明管道刚度的影响不可忽视，但是各国学者对管径的影响看法不一。

（8）管道埋深：埋地管道一般总是埋在地表下有限的深度处，1923年东京地震调查资料显示，埋深的增加破坏增加，而埋深增加到2.4m后管道的破坏率减小。浅埋管道破坏较轻是由于作用在管道上的土压力和纵向摩擦力较小，土体对管道的约束作用小，传递到管道上的地震作用就小，埋深增加约束作用增大，破坏率高；埋深增加到2.4m管道事故率降低可以解释为随深度的增加地震作用下土体的位移下降的幅度大于约束作用增大的幅度。然而在许多情况下埋地管道破坏与其埋深之间并不存在固定的关系。造成完全不同的结论是因为管道的破坏不仅取决于土移的大小，而且还取决于管道在土体中的约束程度，因而较难确定管道埋深多大时震害较轻。

2 埋地管道破坏的主要类型

地震作用下埋地管道的破坏类型主要有三种[22]- [24]：

（1）接口破坏：连续式钢管焊缝连接处的开裂，法兰螺栓松动；承插式管道接口填料松动、剪裂、插头拔出和承插口破裂等；

（2）管体破坏：管体出现纵向或斜向裂缝；地面大变形造成的管体折断，锈蚀严重钢管和铸铁管管体发生的折断等；

（3）连接破坏：管道的三通弯头、闸阀及其与其它构筑物联接处，易受应变集中，运动相位不一致而发生破坏。

三种形式的破坏中管体破坏一般是由于地面断裂、滑坡等严重地面大变形或由于管体本身缺陷和腐蚀严重而引起的破坏；接头和连接破坏是地震作用下最为普遍的破坏见图。

3 埋地管道破坏的机理分析

埋地管道的地震破坏主要由构造性地运动-断层错动、地震场地失效-土壤液化、地震波传播效应引起，下面简要分析埋地管道的破坏机理。

（1）断层滑移作用[13]- [14]

在一次强破坏性地震中，断层位错越大，震害越严重。断层滑移的主要作用是使管道产生平错运动，也可能伴随有较小的垂直移动。断层滑移区土体发生相对较大的错动滑移，埋地管道受周围土体的约束，随着土体的变形而变形，当管道与活动断层相交时，地震中产生的地表断裂运动使管道产生纵向和横向变形，纵向变形会使管道产生拉伸或缩短，管道受拉伸超过极限时就会发生破坏，管道受压缩时则会由于薄壳失稳而造成屈曲破坏；横向变形则会使管道产生折断等剪切破坏，管道发生的剪切位移、拉伸或缩短的程度取决于断层的类型、管道和断层的方位、断层错动的大小和断层平面的倾角等因素，大量的震害调查认为，具有高强度和韧性的钢管（油、气管道）一般能抗拒强烈地震的地面运动，却不能抵御断层作用和地面破坏所产生的永久地面变形。

（2）土壤液化[15]- [16]

地下水位以下的饱和松砂和粉土在地震作用下，土颗粒之间因振动而密实，但由于颗粒之间的空隙水来不及排出，使土颗粒处于悬浮状态，即由固态转化为液态，土在液化及液化后的反应极为复杂， 其中牵涉到从固相到液相及从液相到固相的转变、土骨架与水相互作用的问题、大位移与大变形以及非连续介质等。液化往往造成管道上浮或下沉，目前研究液化砂土中管的动力特性，主要集中在管道在液化和不液化的边界区域和管的上浮力，对由液化引起的大的永久性位移却没有进行足够的研究。

（3）地震波传播效应[17]- [20]

地震引发地面振动或摇晃，振动以一定速度的波的形式在地面传播，既然运动是波，不同部位的管道的位移是不同步的，引发不同类别的应变。纵波沿管道方向的传播使得土体受压或受拉，管道被周围土体夹裹着作波动变形，则土体的这种张拉和压缩力将作用于管道产生轴向应变，横波沿管道方向传播使得土体垂直管道方向发生横向变形，管道受土体约束影响而随土体一起运动，促使管道产生弯曲应变。轴向应变可能是受压或受拉，且会同时出现在一次地震中，受拉时管道接头处产生拉拔力；受压时管道产生挤压或屈曲；弯曲变形则使连接开裂、破损，剪切引起折断。

除此之外，埋地管道的变形还受周围土体的地质条件的影响。震害资料和理论研究均表明非均匀场地对埋地管道的动力特性有较大的影响，管道在穿过非均匀场地时，土体出现明显的竖向和横向位移，使管道由于变形不同而破坏。土体类型变化以及其它因素如地震波类型、地形地貌条件、断层等共同作用对管道破坏的影响很大，结合起来考虑其破坏机理十分重要。一般来说，前二种作用对埋地管道的破坏是灾难性的，均属于难以抗拒因素，实际工程中多采用避开这类地段铺设管道的措施或专门研究特殊的抗震措施。而地震波传播效应则是埋地管道破坏的最普遍原因，最早引起了人们的关注，是埋地管道抗震研究的主要对象，其在理论和试验上的研究也较深入。

4 结语

埋地管道的抗震，是生命线地震工程的重要组成部分。只有认清埋地管道在地震波作用下反应特征的一般规律、破坏机理，并将其作为埋地管道地震反应分析的依据，才能建立适合实际工程的埋地管道地震灾害防御技术，提高埋地管道的抗震能力，完善地震灾害应急预案和工程技术措施，从地震防御

到抗震理论分析，做到有的放矢，才能尽可能的减轻

埋地管道的破坏，埋地管道和地铁、隧道、共同沟、地下管廊同属于地下线形结构，其震害分析在理论上应对后者震害原因分析有一定的借鉴价值。

[参考文献]

[1] 赵成刚. 生命线地震工程[M]. 北京地震出版社.1994.

[2] 孙绍平， 韩阳. 生命线地震工程研究述评[J]. 土木工程学报.2003， 36（5）： 97-104.

[3] 尹立峰， 王坚， 高杰. 地下管道的震害特征与研究概述[J]. 高原地震. 2004，16（2）： 27-37.

[4] 刘恢先主编， 唐山大地震震害（第三册）[M]. 北京： 地震出版社， 1986.

[5] 同济大学土木工程防灾国家重点实验室.汶川地震震害[M]. 第一版.同济大学出版社，2008.

[6] 格赫曼 A C， 扎伊涅特季诺夫 X X. 管道的抗震设计与监护[M]. 刘昆， 张宗理， 译.北京： 地震出版社，1992.

[7] 侯忠良.埋地管道抗震[M]. .北京：学术书刊出版社，1990.

[8] 胡晓娜. 埋地管线的地震响应分析[D]. 北京交通大学硕士论文. 2007.

[9] Wang， L .R.L.， Cheng， K.M. Seismic response behavior of buried pipelines[J]. J of Pressure Vessel Technology ， 1979 ， 101（1）.

[10] O’Rourke， T.D.， Lane， P.A.， Liquefaction hazards and their effects on buried pipelines[J]. Cornell Univ.， Technical Report， NCEER-89-007.1989.

[11] Owens， F.C.， Seismic analysis of buried Pipelines， Optimizing Post-Earthquake Lifeline System Reliability[J]. TCLEE， ASCE. 1999， No.16， 130-139.

[12] 侯本伟. 埋地管道系统抗震评估方法研究[D]. 北京工业大学硕士论文， 2010.

[13] 王秀英. 地下结构震害类型及机理研究[J]. 中国安全科学学报，2003，13（11）： 55-58.

[14] 金浏. 断层引起的地面大变形下埋地管线非线性反应分析[D]. 南京工业大学硕士论文，2009.

[15] 甘文水， 侯忠良. 液化土中埋设管线的上浮反应[J]. 特种结构， 1989， 6（3）： 3-7.

[16] 林均岐， 李祚华， 胡明. 场地土液化引起的地下管道上浮反应研究[J]. 地震工程与工程振动，2004， 24（3）： 120-123.

[17] 谢旭， 何玉敖. 埋设管线穿过不同介质时的地震反应研究[J] 宁波大学学报（理工版）. 1988， （12）： 117-129.

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中图法分类号: TU文献标识码: A

0 引言

随着中国经济不断蓬勃发展，带动了基础设施建设，大量旧建筑物因达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，另一方面对于新建建筑所需混凝土量的不断增加，能源与环境问题日益突出。再生混凝土的提出可以解决能源问题，近几年国内学者对再生混凝土结构性能进行了相关研究，其中对再生混凝土受压构件抗震性能的试验研究为今后再生混凝土技术能够在实际工程中应用奠定了一定的基础。

国内研究进展

1.1 再生混凝土柱

崔正龙[1]等对再生混凝土柱的抗震性能进行了试验研究。通过2组再生钢筋混凝土柱与普通钢筋混凝土柱在轴压比0.2的条件下进行对比试验，试验结果表明，在混凝土强度接近的情况下，再生钢筋混凝土柱在破坏形式、承载能力以及耗能能力等方面与普通钢筋混凝土柱相比并没有明显降低，表现出良好的抗震性能，从结构力学性能角度来看，再生混凝土应用在建筑结构构件上是可行的。

哈尔滨工业大学[2] ，北京工业大学[3]，合肥工业大学[4]，北京建筑工程学院[5]，白国良[6]等相继对再生混凝土柱抗震性能也进行了试验研究，试验结果表明：再生混凝土柱与普通混凝土柱的破坏过程相似。

文献[2]通过8根再生混凝土柱和4根普通混凝土柱进行低周反复荷载试验，结果表明在小轴压比时发生延性破坏，在大轴压比时，发生脆性破坏；再生混凝土柱延性比普通混凝土柱差，粉煤灰的掺入可以改善再生混凝土柱的延性，但承载力会降低。

文献[3] 进行了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复荷载试验研究，模型按1/2缩尺，提出了基于混凝土强度折减的承载力实用计算方法。试验结果表明：随着再生骨料取代率的增加，其混凝土的弹性模量明显减小，试件初始刚度明显下降、承载力呈下降趋势、耗能值下降，抗震能力呈下降趋势。并且建议再生混凝土柱可用于多层结构轴压比较小的柱的抗震设计。

文献[4]对四根再生粗骨料为100％的再生混凝土框架柱进行抗震试验，分析其滞回性能。并通过大型有限元分析软件对各试件进行有限元的单调荷载作用下的数值模拟。同样得出再生混凝土的延性及承载力随着轴压比的增大而不断下降；再生混凝土框架柱抗震性能略低于普通混凝土框架柱。

文献[5]中试验结果表明，提高纵筋率和箍筋加密区的箍筋配置有利于改善再生混凝土柱的延性性能和极限变形性能。建议当再生混凝土框架柱的设计轴压比小于0.2时,箍筋加密区的最小配箍特征值可按《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001的规定采用，当再生混凝土框架柱的设计轴压比大于0.2时，应不低于《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001对二级框架柱箍筋加密区最小配箍的要求或具有更高的要求。

王思源[7]等提出一种在地震作用下再生混凝土柱强剪弱弯设计可靠度指标的计算方法，计算结果表明：再生混凝土强剪弱弯设计可靠度指标低于普通混凝土柱；截面尺寸影响较小，配筋率，配箍率和轴压比影响较明显。

1.2 再生剪力墙

北京工业大学的曹万林等人对再生混凝土剪力墙的抗震性能进行了试验研究[8-10]。试验结果表明：与普通混凝土剪力墙相比，再生混凝土剪力墙的抗震性能略差，且随着再生骨料掺量的增加，再生混凝土剪力墙的性能呈下降趋势；暗支撑的设置能够明显改善再生混凝土低矮剪力墙的抗震性能；配筋率的提高，使再生混凝土中高剪力墙的承载力、延性、耗能能力有所提高；轴压比的提高，使再生混凝土剪力墙的承载力提高，弹塑性变形能力降低。建议在一定条件下，再生混凝土可用于一些剪力墙结构工程。

1.3 再生混凝土砌体

南京工业大学的倪天宇[11]等通过对3片不同竖向荷载作用下的再生混凝土空心砌块墙体进行了低周反复荷载试验，分析了抗震性能，结果表明：再生混凝土空心砌块墙体在无竖向荷载的情况下，破坏时的裂缝数量较少，主裂缝明显；在施加竖向荷载的情况下，破坏时无明显主裂缝，结构受力均匀，墙体的滞回曲线较饱满,延性较好，耗能能力较强，抗震性能良好。试验墙体的刚度退化趋势大致相同，墙体的初始刚度较大，开裂后刚度退化迅速。

周中一[12]等进行了2个再生混凝土砖墙体的低周反复荷载试验，1个普通再生混凝土砖墙体和1个带竖向构造筋的再生混凝土砖墙体，墙体的高宽比约为1.0。分析了两个端体的承载力、延性、破坏特征。研究结果表明：带竖向构造筋的再生混凝土砖墙体承载力较高、延性较好、抗侧移刚度退化较慢；带竖向构造筋的再生混凝土砖砌体结构，经合理设计是可以满足村镇低层房屋抗震设计要求。

2 国内再生混凝土有待研究方向及展望

1）对再生混凝土骨料破碎工艺流程及相关设备的研究，使得再生骨料能够规格化；

2）从微观方面对再生混凝土的基本力学性能进行系统深入的研究；

3）加强对再生混凝土耐久性研究，例如抗磨性、抗碳化、耐火性、抗冻融性等；

3）对再生混凝土的收缩和徐变应进行进一步研究

4）应对再生混凝土结构构件的受力性能深入研究和试验方法进行改进；

5）目前国内已有部分学者和高校对再生混凝土不同的结构形式的抗震性能进行了初步研究，但是数量仍然较少，且离散性较大，仍须继续深入。

应增加对再生混凝土技术开发研究资金的投入，加快编制相关设计规范，并且通过经济调控促进推广再生混凝土在实际工程中的应用。

参考文献:

崔正龙, 大芳贺羲喜, 北迁政文, 田中礼治.再生混凝凝土柱抗震性能的试验研究. 首届全国再生混凝土研究和应用学术交流会论文集. 2008.

卢锦.再生混凝土受压构件滞回性能试验研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学土木工程学院.2009.

尹海鹏, 曹万林, 张亚齐, 张建伟. 不同再生骨料取代率再生混凝土柱抗震试验研究. 世界地震工程. 2010(32): 341,344.

张静.再生混凝土框架柱的滞回性能分析. 工程技术 2010, 26(1):57-63.

彭有开. 再生混凝土框架柱抗震性能试验研究]. 北京建筑工程学院. 2011.

白国良, 刘超, 赵洪金, 姚菲, 朱丽华. 再生混凝土框架柱抗震性能试验研究. 地震工程与工程震动. 2011,31(1): 61-66.

王思源, 朱平华, 姚荣, 王欣, 何霞. 再生混凝土柱强剪弱弯设计可靠度分析. 南京理工大学学报(自然科学版), 2010, 34(6):814-817.

曹万林, 徐泰光, 刘强, 张建伟, 张亚齐. 再生混凝土高剪力墙抗震性能试验研究. 世界地震工程.2009(02).

曹万林, 刘强, 张建伟, 徐泰光, 朱珩. 再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究. 世界地震工程.2009(01).

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2008年的5·12汶川地震在给我们带来伤痛的同时也引起了各界对房屋建设的关注，对于每一名房屋设计和建设者来说如何提高房屋的抗震能力成了必须思考和探索的问题。广木线穿心店站的货运楼在其周围房屋基本倒塌的情况下仍然可以保持房屋上部结构的基本完整性这一特殊的现象为我们有效提高房屋抗震性能提供了一种可能。经过调查发现该楼房在修建过程中应用房屋基础隔震技术，这就提示我们房屋基础隔震技术能有效提供房屋抗震性能，而这一点在国家现行的GB 50011．2001建筑抗震设计规范中得到证明。下面就介绍一下房屋基础隔震技术的基本原理和优越性，并且探讨一下其应用的方法。

1 房屋基础隔震技术的基本原理

房屋基础隔震技术的基本原理就是在房屋的上部结构同地基之间实现柔性连接——一般是在上下结构的中间增加水平刚度低且具有适当的隔震和增加结构系统的柔性，使上部结构得以同可能造成破坏的地面运动分离，以达到降低房屋上部结构的地震能量加速，且提高房屋对于地震的抵抗能力的目的。可以说基础隔震技术通过“以柔克刚”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。当地震破坏程度较小时，“隔震装置的初始刚度足以使房屋屹立不动”[1]，在遇到破坏性大的地震时这种设计就可以保持房屋的基本结构让房屋不至完全倒塌，就像5·12地震中的广木线穿心店站的货运楼。

房屋结构应用基础隔震措施后，其周期是没有应用基础隔震结构的2～3倍，依据反应谱理论可知较长的隔震建筑的周期可以使地震对房屋的影响大幅度减小。但就传统对原理的解释来看，这种隔震设计一般多用于层数较少的楼房，而目前我国在高层建筑中也开始了基础隔震技术的使用。虽然，这用传统的理论很难解释其合理性，但是从实际运用中来看，我们仍旧可以发现其合理因素所在，即就隔震能力本身而言基础隔震技术降低房屋上部结构的地震能量加速。

2 房屋基础隔震设计的优越性

无论是从理论上还是实践中基础抗震设计较传统抗震设计在抗震能力和节约成本方面都有很大的优势。

2.1 抗震能力更好 明显有效地提高了地震对房屋结构的影响。基础隔震技术使得房屋结构的加速度降低60%左右，也就是相当于没有运用基础抗震技术结构的1／10～1／4。如此一来房屋上部结构的地震反应也刚体平动十分类似，从而能让房屋的整体结构得到有效的保护，同时也因结构的震动得以保持在较为轻微的水品内而让房屋的内部设施。同时在地震时，应用了基础抗震设计的房屋能够保持上部结构的弹性工作状态的正常运作，这可以给某些重要的建筑物以可靠的保护。

2.2 节约成本 从目前国内的房屋建设实例来看，采用了基础隔震设计的房屋在初始造价上往往较非基础隔震设计的房屋高，但是我们在计算隔震设计的经济性时不能只考虑初始的工程费用，而应该从其抗震性能、抗震安全性、震后维护等方面来进行评估。首先，房屋基础隔震可以有效的保护房屋内部的浮放设备，防止内部物品的破损，减少了受灾群众的经济损失和次生灾害的发生。其次，抗震措施简单明了，隔震设计仅考虑隔震装置，“这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上”[2]，因此建筑结构的设计与施工得以简化。最后，地震后无需对隔震建筑进行过多的维修。

3 房屋基础隔震设计的应用方法

3.1 隔震装置的选择 现阶段常用的隔震装置有：加铅芯的多层橡胶支座、橡胶隔震支座、摩擦滑动层隔震装置、阻尼器。这些隔震装置都各有其优缺点，具体什么选择还得按照房屋的总体设计需要来，但总的来讲要想隔震装置在地震中发挥作用，保证房屋整体的抗震性能和安全性，就必须就有适当的阻尼及消能能力基础隔震装置必须具有一定的阻尼、消能能力和竖向承载能力。下面我们就以叠层橡胶隔震支座为例。叠层橡胶隔震支座一般用天然橡胶或者人工合成橡胶制作，呈圆柱形，直径在300mm以上1000mm以下，单个可以承重500KN到700KN。其有点是有很好的自复能力。其缺点是“由于上部结构的粱是由叠层橡胶支座为其竖向支座的，为了减小梁的跨度，就需要放置比较多的叠层橡胶支座，那么就提高了整个隔震体系的成本。”[3] 　 3.2 确定水平向减震系数 水平向减震系数取值必须大于等于0.25，而且隔震作用发挥后，地震作用的总水平应该是隔震结构相对的减震系数的百分之七十。为了更加合理化水平向减震系数，我们要根据具体情况配合相应的防烈度，具体来说可看下表：

水平向减震系数 防裂度

0.25 6-7

0.38 6-8

0.5 6-8

0.75 7-9

3.3 基础设计要点 当我们进行抗震设计的基础设计时可以不考虑隔震产生的减震效果，只需按原设防烈度着手设计即可。

3.4 隔震层设计要点 隔震层能在地震中起到应有作用是设计的根本，因而就必须确保整体隔震结构得以协调工作，这样一来我们在将具有合适刚度的梁板体系安排在隔震结构的项部的同时要做到让该层隔震装置的两种负荷——永久、可变负荷的“竖向平均压应力限值不超过相关规范规定，且在罕遇地震下不出现拉应力。”[4]还有一点需要我们注意，就是虽然在前面已经列出了防烈度的相应系数，但是考虑到在遇到竖向地震是隔震层的相对无力，在上部结构设计是我们有必要把水平向换算烈度提高。基础隔震设计不是单靠哪一个部分就能够完成的，要想使得隔震设计的性能得到良好的发挥，就必须保证设计的每个部分都不能脱节，要重视连接点的重要性，从全局出发着手设计。

3.5 隔震层设计注意事项 隔震层的抗震性能还收其以下结构的影响，因此我们要注意一下的设计要点：①对于支柱、支墩等地相连且有相当大的承重任务的结构，在设计时要以高标注也就是罕见破坏性地震作为隔震底部相关力如竖向力和水平力的计算依据。②要具体问题具体分析，不同的地区对于隔震建筑地基有这不同的要求和标准，所以我们在作出精确计算和设计时不能忽略相应地区抗震防烈度。

4 房屋基础隔震设计在我国的应用情况和前景展望

基础隔震的概念早在1881年就已提出，但其真正开始在工程上运用是到上世纪20年代才开始。而我国却是到了60年代才开始有学者关注这一技术，所以该技术的应用在我国起步较晚，不过经过不断的推广，目前国内已经有包括北京、天津、汕头、西安、南京、深圳等在内的地方进行了基础隔震技术工程的试点建设和推广。但是我们发现在西部，这一技术的应用并不充分，而我国西部一些人口密集的城市地处地震带，汶川、玉树的地震给我们提了个醒，我们应该重视推广该技术的应用辐射地区，特别是西部地区。

参考文献：

[1]张文福.房屋基础隔震的概念与设计方法.石油规划设计.1998年第3期