建筑抗震分析精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L(fēng)格的5篇建筑抗震分析，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞:超高層建筑，塔樓，結(jié)構(gòu)類型，抗震措施

中圖分類號:TU352．11 文獻標識碼:A

隨著山西省經(jīng)濟的不斷發(fā)展，太原作為山西省的省會城市，這座美麗的國家歷史文化名城，煥發(fā)出新的色彩，城市建設(shè)邁開了大步。“十大建筑”坐落龍城，展現(xiàn)了古城太原迷人的現(xiàn)代魅力，迎接著四方的來賓。同時各種功能的超高層建筑也拔地而起。現(xiàn)就我參與設(shè)計的一個超限高層工程進行抗震分析，采取了各種抗震加強措施，以便為今后的設(shè)計工作提供一些參考。

1工程概況

本項目為集酒店、辦公樓、商鋪為一體的綜合建筑體。建筑場地總用地面積約4806．12m2，總建筑面積約為114946．72m2，其中辦公和商鋪部分52944．86m2;酒店部分62001．86m2。地下3層，地上為1號塔樓26層，2號塔樓22層，塔樓之間裙樓5層。1號酒店塔樓建筑總高度為110．40m，2號辦公樓塔樓建筑總高度為99．60m，1號塔樓為B級高層，2號塔樓為A級高層。1號、2號塔樓地上部分通過五層裙房連接，形成雙塔結(jié)構(gòu)體系。

2結(jié)構(gòu)超限判定

塔樓采用鋼筋混凝土框架—核心筒結(jié)構(gòu)體系，各塔樓涉及超限內(nèi)容如表1所示(依據(jù)晉建質(zhì)字［2011］221號山西省抗震設(shè)防超限高層建筑工程界定規(guī)定)。1)1號酒店塔樓判定:a．采用鋼筋混凝土框架—核心筒結(jié)構(gòu)體系，建筑總高度為110．40m，規(guī)范規(guī)定的其高度限制(A級高度)為100m，本塔樓超過規(guī)范限制10．4%。b．一項不規(guī)則的內(nèi)容:無。c．三項及三項以上不規(guī)則的內(nèi)容:扭轉(zhuǎn)不規(guī)則:考慮偶然偏心大的位移比大于1．2。X向占27%，最大值1．22;Y向占100%，最大值1．37。組合平面:本塔樓平面布置屬于細腰型。尺寸突變:本塔樓屬于多塔結(jié)構(gòu)。其他不規(guī)則:局部樓層穿層柱。2)2號辦公塔樓判定:a．房屋高度超過規(guī)定:無。b．一項不規(guī)則的內(nèi)容:無。c．三項及三項以上不規(guī)則的內(nèi)容:組合平面:本塔樓平面布置屬于細腰型。尺寸突變:本塔樓屬于多塔結(jié)構(gòu)。其他不規(guī)則:局部樓層穿層柱。

3結(jié)構(gòu)超限應(yīng)對措施

1)1號酒店塔樓高度大于100m，按B級高度高層建筑進行設(shè)計，框架抗震等級為一級，核心筒抗震等級為特一級。2號辦公塔樓按A級高度高層建筑進行設(shè)計，框架抗震等級為一級，核心筒抗震等級為一級。2)1號酒店塔樓考慮偶然偏心下位移比大于1．2，結(jié)構(gòu)計算分析方面，采用兩種符合實際情況的空間分析程序SATWE和MIDAS進行分析比較，采用考慮扭轉(zhuǎn)耦連的振型分解反應(yīng)譜法，同時考慮雙向水平地震力作用影響，并取包絡(luò)。3)1號酒店塔樓、2號辦公塔樓平面布置為細腰，在相應(yīng)細腰部位采用150mm厚鋼筋混凝土樓板加強，配筋采用雙層雙向，對平面薄弱部位進行加強。相應(yīng)樓板按彈性樓板進行補充分析。4)1號酒店塔樓、2號辦公塔樓樓板采用鋼筋混凝土樓板。地下一層頂板采用180mm厚樓板，按嵌固設(shè)計。采用雙層雙向配筋。針對樓板開洞較多的樓層，按彈性樓板進行計算，樓板厚度采用150mm，雙層雙向配筋進行補強，并增強樓板開洞周圈梁的抗扭性能，提高抗扭鋼筋的配筋率，以增強結(jié)構(gòu)整體性。對局部樓層穿層柱部位采用增大柱配筋率10%的加強措施。5)1號酒店塔樓、2號辦公塔樓采用彈性時程分析方法進行多遇地震下的補充計算，采用兩條天然波一條人工波，取多條時程曲線計算結(jié)構(gòu)的包絡(luò)值與振型分解反應(yīng)譜法計算的較大值用于結(jié)構(gòu)設(shè)計。6)針對多塔結(jié)構(gòu)，1號酒店塔樓、2號辦公塔樓采取了單塔與雙塔兩種模型分別計算，并按包絡(luò)設(shè)計。同時驗算了設(shè)防地震下，主要豎向構(gòu)件，受彎中震不屈服以及受剪中震彈性驗算。7)1號酒店塔樓、2號辦公塔樓連梁部分，采取將截面較高的連梁分成兩根截面較低的連梁協(xié)同工作，減小了連梁的剛度，保證連梁在小震下的彈性工作。在罕遇地震作用下率先出現(xiàn)塑性鉸，起到耗能作用。8)1號酒店塔樓、2號辦公塔樓采用PKPM靜力彈塑性EPDA＆PUSH驗算罕遇地震下的彈塑性變形。9)1號酒店塔樓標準層周圈框梁采取加大梁截面的措施(500×900)，以減少結(jié)構(gòu)整體的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。與兩個塔樓相連接的裙房部分，考慮到功能復(fù)雜，空間變化多，同時協(xié)調(diào)兩個塔樓的共同工作，將其框架的抗震等級提高一級，按特一級框架進行設(shè)計。連接兩個塔樓之間的樓板，均采用180mm厚板，雙層雙向進行配筋，在泳池底部的大跨空間部分，采用高度為1．8m，大跨鋼筋混凝土井字梁進行設(shè)計，相應(yīng)部分的框架柱，設(shè)計為型鋼混凝土框架柱。

4抗震加強措施

1)針對該項目超限內(nèi)容的相應(yīng)措施:a．采用SATWE和MI-DAS兩種不同的計算模型對結(jié)構(gòu)進行分析，確保計算的真實性。由于本工程為雙塔結(jié)構(gòu)，故采用雙塔與單塔模型分別計算，按包絡(luò)進行設(shè)計;b．增大底部加強區(qū)剪力墻、框架柱的配筋率，滿足中震下抗剪彈性、抗彎不屈服的性能目標要求;c．樓板大開洞及塔樓連體區(qū)域的樓板采用彈性樓板模型計算，根據(jù)計算結(jié)果加強其構(gòu)造措施，增加樓板厚度，采用雙層雙向配筋;d．核心筒墻體約束邊緣構(gòu)件延伸至地上8層頂板，框架柱箍筋采用全高加密，以增強結(jié)構(gòu)整體的抗剪、抗彎性能。根據(jù)大震驗算結(jié)果，針對底部墻體破壞部位增設(shè)型鋼;e．1號塔樓超A級高度10m，考慮超出A級高度較少，故其抗震等級按規(guī)范規(guī)定的B級高度高層確定為核心筒特一級、框架一級;2號塔樓雖為A級高度高層但考慮與1號塔樓的耦聯(lián)作用，抗震等級提高為同1號塔樓;裙樓范圍樓板存在大開洞情況以及其對雙塔樓的約束作用較為重要，故其框架等級提高為特一級;f．針對關(guān)鍵構(gòu)件及重要構(gòu)件(剪力墻、框架柱)箍筋采用全高加密的形式，底部加強區(qū)范圍內(nèi)將其內(nèi)力放大10%，構(gòu)件配筋按提高10%設(shè)計。其軸壓比以規(guī)范規(guī)定為基準，分別按降低0．05設(shè)計;g．裙樓框架柱及框架梁采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)形式，4層頂大跨井字梁適當增加起拱率;1號塔樓及2號塔樓與裙樓相接的框架柱及框架梁采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)形式，以增大其延性;h．裙樓頂板及其上下各一層樓板加厚，以150mm厚設(shè)計，配筋采用雙層雙向．裙樓大開洞周圈樓板、核心筒連接區(qū)域采用150mm厚，配筋雙層雙向，塔樓部分角部樓板采用120mm厚，配筋雙層雙向．針對樓板大開洞周圈框架梁配筋進行加強;k．1號塔樓核心筒外墻設(shè)置雙連梁且在±0．000至裙樓以上兩層范圍內(nèi)每層設(shè)置一道配筋加強帶(暗梁)，按不少于上下各420配置，底部加強區(qū)部位(水平筋，豎向筋，J箍筋)比計算提高10%設(shè)計，提高剪力墻的延性;l．加大1號塔樓裙樓以上各層周圈框架梁的截面，以減小其扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

5結(jié)語

根據(jù)以上分析陳述，本項目存在高度超限、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、細腰、剛度突變、穿層柱等情況。但通過結(jié)構(gòu)布置的優(yōu)化、薄弱部位及重要構(gòu)件的加強、以性能目標為基準的構(gòu)件截面設(shè)計、對鋼筋配置等構(gòu)造措施加強后，可滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”三水準抗震設(shè)計要求。

參考文獻:

［1］JGJ3—2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程［S］．

［2］GB50011—2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范［S］．

篇2

關(guān)鍵詞：地震作用；抗震概念設(shè)計；場地；抗震措施

Abstract：According to the features of earthquake action，it set forth importance of "concept design" in structural seismic design and corresponding design principles.Taking improving the integral seismic performances of structure in consideration new idea is embodies in seismic design，which can be used as references by designers in the future.

Key words：earthquake action；seismic concept design；site；seismic fortification measures

地震是地球內(nèi)部構(gòu)造運動的產(chǎn)物，是普遍存在的一種自然現(xiàn)象，由于地震作用的隨機性、復(fù)雜性、藕聯(lián)性，每次地震所產(chǎn)生的波形各異，因而其對建筑物的作用各不相同，所產(chǎn)生的破壞程度也千差萬別。地震對建筑物的作用與建筑物自身所固有的自振周期、場地土的動力特性有關(guān)，但因結(jié)構(gòu)計算中計算模型、自振周期、材料性能、基礎(chǔ)類型以及阻尼變化等均與實際情況存在差異，使得抗震計算時所考慮的地震作用無法準確估算，因而，在進行結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時，不能完全依賴地震作用計算，更要綜合考慮多種因素，切實做好建筑抗震概念設(shè)計。

1 抗震概念設(shè)計的含義

抗震設(shè)計是通過地震作用的取值和抗震措施共同實現(xiàn)的，通過總結(jié)歷次地震災(zāi)害后發(fā)現(xiàn)，對于結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計來說，“概念設(shè)計”比“數(shù)值計算”更為重要。結(jié)構(gòu)抗震性能的決定因素是良好的“概念設(shè)計”，也就是說，“概念設(shè)計”是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的首要問題。所謂“概念設(shè)計”是指在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，既要著眼于結(jié)構(gòu)的整體地震反應(yīng)，又按照結(jié)構(gòu)的破壞機制和過程，靈活運用抗震設(shè)計準則；既要把握整體布置的大原則，又兼顧了關(guān)鍵部位的細節(jié)，從根本上解決了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的問題，有效地提高了結(jié)構(gòu)自身的整體抗震能力。

2 抗震設(shè)計的一般原則

2.1場地和地基

建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞情況有四種：

（1）地震時，在水平和豎向振動作用下，建筑物的內(nèi)力和變形驟增，甚至結(jié)構(gòu)的受力形式發(fā)生改變，最終導(dǎo)致建筑物承載力不足甚至于喪失或者變形過大而破壞。

（2）地震作用下，由于節(jié)點強度不足、延性不夠、錨固失效，使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件缺乏可靠的連接，建筑物喪失整體性而遭破壞。

（3）地震作用下，由于地基承載力下降或地基土液化，使得地基部分失效甚至于完全失效，最終導(dǎo)致建筑物傾斜、倒塌。

（4）由地震引發(fā)的次生災(zāi)害如火山、洪水、滑坡、泥石流等造成建筑物的嚴重破壞。

所以場地的選擇是建筑抗震設(shè)計成功的第一步，從選址工作開始就應(yīng)該選擇對抗震有利的地段，盡量避開不利的地段，避不開時應(yīng)采取有效措施確保地基的穩(wěn)定性；任何情況下均不考慮在抗震危險地段建造建筑物。

2.2規(guī)則性建筑

在建筑的方案設(shè)計階段就應(yīng)該盡量采用規(guī)則建筑方案，即建筑平、立、剖應(yīng)規(guī)則、簡單、對稱；結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度、材料強度和質(zhì)量的分布應(yīng)均勻、連續(xù)，無突變，因為不規(guī)則的建筑在水平地震作用下也會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動，進而破壞。

2.3合理的結(jié)構(gòu)體系

一個合理的結(jié)構(gòu)體系，首先應(yīng)有明確的計算簡圖和合理、簡潔的傳力途徑，對于不規(guī)則建筑，應(yīng)采用空間計算模型計算地震力，考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)影響，使其更接近實際工況。不在同一結(jié)構(gòu)單元混用受力體系，優(yōu)先選用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，在多層砌體房屋中優(yōu)先采用橫墻承重的結(jié)構(gòu)體系，在底層框架抗震墻砌體房屋中，優(yōu)先采用混凝土抗震墻。體型復(fù)雜的建筑，設(shè)置合理的抗震縫將上部結(jié)構(gòu)分割成相互獨立、相對規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。

2.4計算結(jié)果的校核

一般來說，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常采用計算軟件進行抗震分析，這就要求設(shè)計人員對所用軟件的適用范圍、技術(shù)條件、計算模型等均有深刻的認識和充分的掌握，對所有計算結(jié)果，應(yīng)經(jīng)認真分析校核，只有經(jīng)分析判斷結(jié)果合理、有效后，方可用于工程實際。

2.5抗震構(gòu)造措施

對結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用多道設(shè)防，嚴格按規(guī)范要求保證“強柱弱梁”，“強剪弱彎”，“強節(jié)點弱構(gòu)件”，加強節(jié)點連接，加強梁、柱端頭箍筋加密區(qū)的箍筋量。所用材料等級不低于規(guī)范要求的最低等級，從而有效減小材料的脆性，計算中還應(yīng)嚴格控制梁的相對受壓區(qū)高度。砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱等，有效約束砌體，提高砌體的延性和整體性。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件比如框架填充墻兩端應(yīng)與柱有效拉結(jié)，附屬構(gòu)件女兒墻、雨篷、挑檐等除保證自身整體性能外，還應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)有可靠連接和錨固。

結(jié)語

結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在日常設(shè)計工作中，必須學(xué)會熟練運用概念設(shè)計，并使這一理念貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的整個過程當中，既要嚴格把握好設(shè)計的大原則，又要全面考慮諸多因素，最終才能保證設(shè)計的科學(xué)性和嚴謹性，為社會創(chuàng)造更多精品工程。

參考文獻

[1]GB50011-2001，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008：6-14.

[2]GB50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[3]黃存漢.建筑抗震設(shè)計技術(shù)措施[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001：29-31.

篇3

引言

我國地域內(nèi)所發(fā)生的地震，絕大部份屬于這種“構(gòu)造地震”的類型。由火山爆發(fā)所產(chǎn)生的“火山地震”或因巖洞崩塌、局部地面陷落所引起的地震，在我國很少發(fā)生。

許多國家在高層建筑的抗震設(shè)計方案中，已經(jīng)出現(xiàn)了新的結(jié)構(gòu)。如美國紐約的高層建筑物，建在于基礎(chǔ)分離的98個橡膠彈簧上，日本的建在弧型鋼條上防地震建筑物，明顯的在建筑結(jié)構(gòu)體型上，改變了傳統(tǒng)的插入式剛箍捆住內(nèi)力的結(jié)構(gòu)體系。

在2010年12月1日施行的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）和2011年10月10日開始施行的《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)基礎(chǔ)》（JGJ 3-2010）是綜合了各國高層建筑設(shè)計的成功經(jīng)驗，同時結(jié)合我國地震災(zāi)害的特點，對我國高層建筑設(shè)計提出了新的標準和要求。

世界抗震設(shè)計經(jīng)驗

1.美國抗震措施

美國是一個地震較多的國家，其西海岸重要城市洛杉磯正好處在環(huán)太平洋地震帶上，而整個加州也是全球地震高發(fā)地區(qū)之一。高層建筑的抗震問題以及如何將地震帶來的損失降到最低，一直是人們密切關(guān)注的問題。其中關(guān)于高層建筑的一些抗震措施。

（1）控制高層建筑的層高

在地震頻發(fā)的洛衫磯市，除了市中心作為地標建筑的一些超高層建筑，其余地段均是多層低層建筑。尤其值得注意的是在土層薄弱和不利地段加州政府通過立法禁止建造高層建筑。對于高層建筑而言，地震力和風(fēng)力是控制荷載，且都是水平作用力，層高過高，對建筑抗震和抗風(fēng)都十分不利。控制在地震區(qū)域的建筑層高，是有效降低震害的手段之一。

（2）選用輕質(zhì)建材

美國大部分地區(qū)均是低層建筑，且均是木結(jié)構(gòu)，圍護材料和隔墻也多采用石膏板、刨花板等輕質(zhì)板材。采用輕質(zhì)建材的建筑，在地震力作用下，自身結(jié)構(gòu)受到更小的影響，且即使受到破壞，較輕的建材也能有效減輕造成的二次破壞。

（3）選用高強度高延性建材

美國另一重要的防震措施是在高層建采用鋼結(jié)構(gòu)，而低層建筑就采用木結(jié)構(gòu)。鋼材與木材都是高延性的材料，具有足夠的柔度。在地震發(fā)生時，可以通過自身變形消耗掉地震能量，在抗震要求更高的超高層建筑中，則添加上阻尼減震器，也可以大大提高建筑的延性和抗震性能。

2.日本抗震措施

日本全島都處在地震頻發(fā)區(qū)域，每年都會發(fā)生約1000余次地震，在高層建筑防震抗震方面，有豐富的經(jīng)驗。

（1）提高建筑物的強度和剛度

日本的高層公寓很多，大部分的住戶在購買公寓中都會特別看重抗震設(shè)計水平。號稱日本第一高層公寓的大樓中，采用了與美國世貿(mào)大廈相同的鋼管，其抗震性能主要來源于采用高強度高剛度的優(yōu)質(zhì)建材，確保了建筑物的抗爭性能，也是公寓能得以暢銷的重要原因

（2）選用橡膠材料加強延性

日本東京的一些超高層建筑都進行了嚴密的抗震設(shè)計，其中一個重要措施就是在建筑使用高強度的橡膠作為基底材料，同時在建筑中心也選用天然橡膠作為基層，提高了建筑物的抗震性能。

（3）“局部浮力”抗震系統(tǒng)

近年來日本新研制了“局部浮力”抗震系統(tǒng)，將建筑物的上層結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)部分分離開，采用這種“局部浮力”系統(tǒng)進行連接，借助水的浮力來加強建筑整體的延性，其工作原理大體上與阻尼減震系統(tǒng)和橡膠減震系統(tǒng)類似，但據(jù)報告有更好的抗震效果。

新增條款的意義分析

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)基礎(chǔ)》新增了若干條款，本文列出對抗震設(shè)計影響較大的條款進行分析。

1. 新增的通用條款

（1）抗震設(shè)計的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)，當其房屋高度、規(guī)則性、結(jié)構(gòu)類型、場地條件或抗震設(shè)防標準等有特殊要求時，可采用結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計方法進行分析和論證。

此條款明確了在高層建筑設(shè)計中，抗震設(shè)計的核心地位，高層建筑采用抗震性能設(shè)計已形成一種發(fā)展趨勢。

（2）樓層質(zhì)量沿高度宜均勻分布，樓層質(zhì)量不宜大于相鄰下部樓層質(zhì)量的1.5倍。

此條規(guī)定限定了荷載沿豎向的不規(guī)則分布，可有效地降低震害，明確了高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的標準。

（3）增加了結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計基本要求。安全等級為一、二級時，應(yīng)滿足抗連續(xù)倒塌概念設(shè)計的要求。安全等級為一級且有特殊要求時，可采用拆除構(gòu)件方法進行抗連續(xù)倒塌設(shè)計。

連續(xù)倒塌是指結(jié)構(gòu)因突發(fā)事件或嚴重超載而造成局部結(jié)構(gòu)破壞失效，繼而引發(fā)與失效破壞構(gòu)件相連的構(gòu)件連續(xù)破壞，最終導(dǎo)致相對于初始局部破壞更大范圍的倒塌破壞。在高層建筑抗震設(shè)計中，對上部結(jié)構(gòu)進行連續(xù)性倒塌分析時，其首先要保證下部基礎(chǔ)不會發(fā)生破壞，加強結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計是整個設(shè)計工作的根本。

2.修訂條款的意義分析

（1）明確將扭轉(zhuǎn)位移比不規(guī)則判斷的計算方法，改為“在規(guī)定的水平力作用下并考慮偶然偏心”，以避免位移按振型分解反應(yīng)譜組合的結(jié)果，有時剛性樓蓋邊緣中部的位移大于角點位移的不合理現(xiàn)象。

（2）根據(jù)汶川地震的經(jīng)驗，提高了框架結(jié)構(gòu)中框架柱的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)，而其他各類結(jié)構(gòu)中框架柱的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)保持不變。

框架結(jié)構(gòu)柱的最小截面尺寸，除不超過2層和四級外，比舊版增加100mm；柱縱向受力鋼筋的最小總配筋率比一般框架增加0.1%、最大軸壓比控制比舊版加嚴0.05。

（3）根據(jù)汶川震害調(diào)查，將防震縫的最小寬度由70mm提高到100mm。

相鄰結(jié)構(gòu)在地震過程中的碰撞是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞甚至倒塌的主要原因之一。為防止建筑物在地震中相碰撞，防震縫必須留有足夠的寬度。原則上防震縫凈寬應(yīng)大于兩側(cè)結(jié)構(gòu)允許的地震水平位移之和。

結(jié)語

篇4

關(guān)鍵詞:建筑抗震;設(shè)防烈度;土建造價;影響

地震災(zāi)害是人們生存環(huán)境的重大天然災(zāi)害隱患，且地震災(zāi)害具有較大的破壞力，其災(zāi)害發(fā)生會帶來巨大的損失。在絕大多數(shù)的地震災(zāi)害發(fā)生過程中，建筑物的抵御能力是不可預(yù)估的。例如上世紀在我國發(fā)生的唐山大地震和本世紀初在四川發(fā)生的汶川地震，其地震的等級都高達8級，地震烈度高達11度，都對當?shù)氐慕ㄖ镌斐闪舜輾降拇驌簦@兩次的地震烈度都超過了抗震設(shè)防烈度，對當?shù)氐娜嗣褙敭a(chǎn)造成了災(zāi)難性的后果。因此，在提升建筑物的抗震等級同時，應(yīng)不斷增加其造價成本，綜合考慮后達到一個最優(yōu)的經(jīng)濟效果。本文對建筑物的抗震設(shè)防烈度進行重點分析，并闡述其對土建造價的影響。

1建筑物抗震設(shè)防烈度與抗震等級

地震等級是衡量地震強度的一個重要指標，而地震的強度則是建筑物受到地震影響時破壞程度最大的一個表現(xiàn)。在一般情況下，地震的抗震設(shè)防烈度都是取決于地震的基本烈度，其計算方法是根據(jù)建筑物的高度、大小和烈別來判斷的，地震的抗震設(shè)防應(yīng)具體以某種情況來確定。在正常情況下，某一個特定的地區(qū)在發(fā)生了地震的等級判斷時不能確定地震的抗震頂級。其抗震設(shè)防烈度也一般在8～6度。這樣就可以判斷出建筑物的抗震烈度是否需要提高，以提高抗震等級，才能確保有效的保護建筑物的抗震能力。在建筑物的抗震影響因素中，主要包括抗震設(shè)防烈度、地震分組和地震的設(shè)計。發(fā)生地震時，還受到加速度和建筑物結(jié)構(gòu)類型、高度、抗震設(shè)防分類的影響等。

2建筑物的土建造價

建筑物的土建造價主要包括裝修造價、設(shè)備造價以及土建造價等。土建造價主要包括基礎(chǔ)、樓板、墻柱、梁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件所耗費的工料機費用及施工過程措施費。建筑設(shè)備的造價主要由排水、電梯、安防、空調(diào)等多種設(shè)備配合組成，其裝修主要包含室內(nèi)外的各種工程費用，以此來提升建筑物的抗震等級，從而體現(xiàn)建筑物土建造價成本。

3建筑抗震設(shè)防烈度對土建造價產(chǎn)生的影響

建筑抗震設(shè)防烈度的提升可以直接表現(xiàn)在會加大建筑構(gòu)件的組成，提升內(nèi)在計算能力就可以提高配筋率，加大了截面尺寸，最顯著的影響就是加大了鋼筋、混凝土的使用量，進而極大影響建筑物造價。例如，在一個10層高度的商業(yè)辦公樓內(nèi)，將一塊框架結(jié)構(gòu)主體高度在40m，首層高度3.6m，2～10層的高度在3.3m的樓層間上利用190mm厚度的圍護墻進行混凝土加固。設(shè)定為地震一組，基本風(fēng)壓為W0=0.5kN/m2，地面的粗糙度為B類。通過地震環(huán)境下對不同的抗震設(shè)防烈度8～6度進行造價差異的比較。通過分析鋼筋和混凝土的用量對造價影響進行分析。在規(guī)范允許下，全部構(gòu)件均采用最經(jīng)濟尺寸。這里的土建造價是指包括人工費、施工機具使用費、材料費、企業(yè)管理費、利潤等在內(nèi)的所有分部分項工程費。通過分析可以看出，從8～7度的抗震設(shè)防需要增加六根柱的截面尺寸，從7～8度則需要增加到13根的截面尺寸。同時能夠發(fā)現(xiàn)在各個配件上的配筋量也同時需要增加。在不進行設(shè)防烈度比較的前提下，假設(shè)抗震烈度增長為6度，那么在單方土的建設(shè)造價增加為2%。提高到7度時，增加率約為6%，到8度時，增加率約為11%。從6～7度約提高10.96%、從7～8度約提高8.65%。

4提高建筑抗震設(shè)防烈度的方法

第一，抗震烈度的設(shè)防是從6度增長到8度的，在此情況下可以通過對構(gòu)件的橫截面尺寸以及配筋率的配比辦法來提升建筑物的抗震能力。在建筑物的抗震設(shè)防烈度大于8度時，就需要各種抗震設(shè)防烈度的提升。由此看來，可以通過對橫截面的尺寸、配筋率的改變來提升抗震性能。但是，這不僅降低了使用面積的有效性，而且增加了構(gòu)件的縱向尺寸，更增加了地震的作用力，所以這不是最經(jīng)濟有效的方式。第二，在科學(xué)技術(shù)水平不斷發(fā)展的今天，建筑物的抗震技術(shù)也在進行日新月異的變化。在大多數(shù)情況下，建筑物的抗震造價具有明顯的對比性，其效果好的抗震性能材料也具有絕對的傾斜支撐能力。建筑結(jié)構(gòu)的橫縱向構(gòu)建也是目前承載的壓力之一，對于一旦承載水平壓力就變彎的構(gòu)件就需要考慮對橫截面的尺寸加大，進而增加了鋼筋和混凝土使用量，非常不經(jīng)濟。通過傾斜支撐體系中構(gòu)件的主要性能可以發(fā)現(xiàn)，目前的抗震材料還主要以拉壓式的構(gòu)件為主，這種構(gòu)件的水平拉壓能力非常具有抵抗能力，并且從相對應(yīng)構(gòu)件的尺寸上也滿足建筑物的配筋率的條件，這樣能夠大大降低土建的造價成本。第三，在建筑物的本身造價上，也受到建筑結(jié)構(gòu)本身的影響。如果采用較好的減震和隔震材料，就會加大建筑抗震的安全保障，這種措施的加強無疑在造價上需要增加，也降低了建筑構(gòu)件上的地震作用，從而降低了建筑結(jié)構(gòu)尺寸和配筋量，對建筑造價的增加產(chǎn)生了影響。部分設(shè)計者不考慮建筑物的抗震性能、安全性，而只考慮奇特的建筑造型、奢侈的室內(nèi)外裝修，反而降低了抗震、安全等方面的造價投入，這樣“輕結(jié)構(gòu)、重外觀”的建筑物在地震時讓人們付出的代價非常慘痛。建筑物的立足之本是結(jié)構(gòu)，必須提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性，方能使人們的生命財產(chǎn)安全得到保障。在很多設(shè)計者和施工人員的觀點中，不同的建筑造型往往可能會花費較大的造價成本，為城市建筑增加一個亮點，但是在抗震結(jié)構(gòu)和安全的角度考慮就放棄很多抗震材料，從而達到節(jié)約土建造價成本的目的，這類建筑物的建設(shè)實際上是華而不實，重在外觀的設(shè)計，而疏漏了內(nèi)部質(zhì)量和減震效果，一旦災(zāi)害來臨，將帶來慘痛的后果和教訓(xùn)。

5結(jié)語

近些年來，我國的經(jīng)濟水平不斷提高也給建筑行業(yè)標準帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)，尤其是在費用日益增加的室內(nèi)裝潢上，需要各種儀器設(shè)備的投入，還需要請專業(yè)的設(shè)計人員進行設(shè)計。且在目前我國的建筑總造價整體上升的一個趨勢來看，單純的土建造價相對來說也是重外觀而輕質(zhì)量。從人類長期發(fā)展的角度來考慮，人類的日常生活離不開建筑，目前抗震性強、高穩(wěn)定、高安全性的建筑物已經(jīng)越來越被人們所重視。不同地區(qū)地域的建筑所采取的抗震設(shè)防烈度不同。在建筑施工過程中，建筑物的抗震、安全性能取決于建筑的結(jié)構(gòu)。不能僅僅重視建筑造型新穎、室內(nèi)外高昂的裝修，提高結(jié)構(gòu)的安全度，建筑物土建造價增幅并不大，相對于整個建筑物的造價，只占很小比例，特別對于那些昂貴的地價和豪華裝修的費用，所占比例就更小。而結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形或破壞，昂貴的裝修和設(shè)備管線等也將付之東流，甚至引起失火、漏電等次生災(zāi)害，造成人身傷亡。所以，加強建筑結(jié)構(gòu)抗震性、安全性的投資力度非常有必要。只有這樣才能確保結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性、抗震性，必須做到合理、科學(xué)、經(jīng)濟地建筑建設(shè)投資。

參考文獻:

［1］阿不來提•買提尼亞孜.提高建筑抗震設(shè)防烈度對土建造價的影響［J］．中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2011，(04):87－89.

［2］劉曉東.新版國家標準《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306—2015)的主要變化［J］．中國標準導(dǎo)報，2015，(09):72－74.

［3］高小旺，李荷，肖偉，等.工程抗震設(shè)防標準若干問題的探討［J］．土木工程學(xué)報，1997，(06):90－95.

［4］李凱文，鄒昀，禇騰峰.抗震設(shè)防烈度的提高對高層建筑工程量的影響分析［J］．四川建筑科學(xué)研究，2011，(03):36－37.

篇5

【關(guān)鍵詞】樓梯；建筑抗震；剛度；影響；分析

中圖分類號：TU973+.31 文獻標識碼：A 文章編號：

一．引言

樓梯是建筑的一個重要組成部分，是最重要的疏散工具，在抗震防災(zāi)中起著舉足重輕的作用。所以樓梯的設(shè)計是十分重要的工作，樓梯設(shè)計的好壞也直接影響到建筑的抗震能力。從地震被損壞的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋來看，其中一個特點是樓梯構(gòu)件的破壞，影響了逃生通道安全，造成人員傷亡。根據(jù)2008年汶川地震震害的相關(guān)報告，樓梯對結(jié)構(gòu)安全以及疏散時人身安全的意義非常重大。因此，我們有必要認真研讀規(guī)范的有關(guān)要求，結(jié)合工程實際情況，認真對待抗震設(shè)計時的樓梯設(shè)計。

二．抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算的重要性

現(xiàn)代建筑工程抗震性能的需求要求建筑工程設(shè)計過程中必須考慮抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算工作的重要性。以抗震樓梯設(shè)計對建筑物主體結(jié)構(gòu)抗震性能的促進作用促進建筑物的抗震性能提升。建筑工程設(shè)計單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代建筑工程設(shè)計過程中樓梯設(shè)計對建筑物主體工程的影響強化抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算工作，實現(xiàn)建筑物抗震性能的提高，促進現(xiàn)代建筑工程設(shè)計目標的達成

在現(xiàn)代建筑工程的設(shè)計中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)勢使得其在現(xiàn)代建筑工程的設(shè)計中有著極為廣泛的應(yīng)用。在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，樓梯能夠?qū)翘蓍g結(jié)構(gòu)起到斜撐作用，增加主體結(jié)構(gòu)的剛度。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于計算方式與設(shè)計理論的限制使得樓梯及樓梯間不參與整體結(jié)構(gòu)的計算。隨著現(xiàn)代建筑設(shè)計理論的日趨成熟以及建筑物抗震等級要求的不斷提高，建筑工程抗震樓梯設(shè)計參與整體結(jié)構(gòu)計算已經(jīng)納入相關(guān)規(guī)范要求。在抗震樓梯與樓梯間增加剛度的同時，還應(yīng)與水平隔板、樓蓋板等做好鏈接，以此形成整體、提高建筑物的抗震性能。在汶川地震震后調(diào)查中，樓梯梯段板斷裂的情況非常普遍，嚴重影響了震后的自救與救災(zāi)。而且，樓梯系統(tǒng)的斷裂也造成了對主體結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，造成了余震中建筑物抗震性能的下降。

三．樓梯和結(jié)構(gòu)主體

樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)有兩個方面，樓梯對豎向構(gòu)件的影響以及樓梯自身的傳力。由于樓梯傳力，豎向構(gòu)件往往會出現(xiàn)短柱或錯層。而樓梯本身傳力需得到保障，從而實現(xiàn)疏散功能。

理論研究以及一些震害調(diào)查表明，樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響大小，主要取決于樓梯與主體結(jié)構(gòu)的相對剛度比。主體結(jié)構(gòu)整體剛度越大，比如抗震墻結(jié)構(gòu)，框架一抗震墻結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)主體自身的剛度很大，整體性能好，樓梯剛度對于主體而言相對很小，那么它對主體影響就很小，有時可以忽略不計；而當采用框架結(jié)構(gòu)，裝配式結(jié)構(gòu)，特別是砌體結(jié)構(gòu)的時候，樓梯對其主體的影響就不容小視了，在多遇地震作用下，結(jié)構(gòu)基本是處于彈性工作狀態(tài)，填充墻、砌體承重墻沒有開裂或者開裂程度不高，剛度尚未退化，樓梯剛度在主體結(jié)構(gòu)中依舊可以認為不大，而在超出設(shè)防烈度及罕遇地震的時候，結(jié)構(gòu)一般進入彈塑性狀態(tài)，墻體開裂，剛度驟然降低，樓梯剛度在主體剛度中所占的比重就越加增大，現(xiàn)澆梯板可視為剛性樓板，承擔傳遞水平地震作用的重任，從而導(dǎo)致樓梯梯板拉裂，樓梯間短柱破壞，最終導(dǎo)致主體破壞甚至坍塌。

經(jīng)過工程實例對比發(fā)現(xiàn)，樓梯構(gòu)件是否參與結(jié)構(gòu)整體計算，不僅影響地震作用效應(yīng)的計算結(jié)果，也可能由于改變恒載、活載的傳遞途徑而對相關(guān)構(gòu)件計算產(chǎn)生影響。

對比發(fā)現(xiàn)當其他區(qū)域荷載小于樓梯間時，不考慮樓梯影響計算結(jié)果顯示位移比較大，考慮樓梯剛度后剛心與質(zhì)心的重合程度有所改善，位移比有所減小。

結(jié)合條文說明，規(guī)范允許根據(jù)不同的具體結(jié)構(gòu)，判斷樓梯構(gòu)件對整體的可能影響很大或不大，然后區(qū)別對待，并不要求一律參與整體結(jié)構(gòu)的計算，但樓梯構(gòu)件自身應(yīng)計算抗震。現(xiàn)行規(guī)范對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓梯間抗震設(shè)計的基本要求可歸納為：是否參與整體抗震計算，視情況而定；樓梯構(gòu)件應(yīng)進行抗震設(shè)計計算；加強樓梯間填充墻與主體結(jié)構(gòu)的拉結(jié)。

由于地震動的不確定性、地震的破壞作用、結(jié)構(gòu)地震破壞機理的復(fù)雜性，以及結(jié)構(gòu)計算模型的各種假定與實際情況的差異，．目前，依據(jù)所規(guī)定的地震作用進行結(jié)構(gòu)抗震驗算，不論計算理論和工具如何發(fā)展，計算怎樣嚴格，計算的結(jié)果還是比較粗略，過分地追求數(shù)值上的精確是不必要的。然而，從工程的震害看，這樣的抗震驗算是有成效的，不可輕視。

四．樓梯抗震設(shè)計的幾點建議

考慮樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響時，應(yīng)根據(jù)主體結(jié)構(gòu)與樓梯的側(cè)向剛度大小，采取相應(yīng)的設(shè)計措施：

1.樓梯采用現(xiàn)澆式或者裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用裝配式結(jié)構(gòu)。

2.對框架結(jié)構(gòu)，砌體結(jié)構(gòu)及其他整體性不好的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)計算中應(yīng)注意考慮樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響和主體結(jié)構(gòu)對樓梯的影響，采用包絡(luò)設(shè)計的方法。基于現(xiàn)行規(guī)范，在對結(jié)構(gòu)進行規(guī)則性判斷和位移計算時，可不計樓梯的影響。而構(gòu)件設(shè)計則需要考慮樓梯的作用，按計入和不計人樓梯分兩種情況進行設(shè)計。

3.對主體結(jié)構(gòu)剛度很大，整體性較好的結(jié)構(gòu)，如抗震墻結(jié)構(gòu)、框架一抗震墻結(jié)構(gòu)等，一般不考慮樓梯的影響，不過在結(jié)構(gòu)平面布置時，應(yīng)重視樓梯間周圍的豎向構(gòu)件，類似于電梯井，盡量使抗震墻位置合理，這樣，既可以使樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響減小，同時也保護了樓梯構(gòu)件。

4.需特別注意設(shè)置樓梯形成的框架短柱或錯層柱，柱箍筋除應(yīng)滿足計算要求外，箍筋應(yīng)全高加密，宜按抗震等級提高一級配置。

5.樓梯處梁上立柱時，柱子截面一般都很難做大，但該柱也應(yīng)按照框架柱要求設(shè)計，保證其截面面積不小于300mmX300mm，柱最小邊長不應(yīng)小于200mm，并相應(yīng)增加另一邊高度。￡在以往的設(shè)計中，當?shù)讓訜o地下室時，樓梯直接支撐在孤立的樓梯梁上，而根據(jù)震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，此做法不妥，地震時樓梯板吸收的水平地震作用在樓梯梁處的水平傳力路徑中斷，孤立的樓梯梁很難擔當由梯板傳遞的水平推力，梯板邊緣的梁截面處往往開裂甚至破環(huán)，設(shè)計中應(yīng)盡量避免。

五．結(jié)束語

樓梯是建筑的一個重要組成部分，是最重要的疏散工具，在抗震防災(zāi)中起著舉足重輕的作用。從地震被損壞的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋來看，其中一個特點是樓梯構(gòu)件的破壞，影響了逃生通道安全，造成人員傷亡，所以建筑樓梯設(shè)計是非常重要的工作。綜上所述，不管是對規(guī)范理解出發(fā)，還是結(jié)合工程實際，樓梯設(shè)計對建筑抗震的影響應(yīng)當被廣大設(shè)計師高度重視。目前來看，各種軟件的樓梯參與建筑抗震計算情況并不夠理想，不能過分依賴。設(shè)計可在比較合理的基礎(chǔ)上利用計算軟件，不拘泥于細節(jié)，不追求過高的計算精度，強調(diào)按概念設(shè)計進行各種調(diào)整。讓樓梯參與建筑抗震計算和加強抗震措施，使得樓梯對建筑抗震的影響降到最低，從而讓建筑結(jié)構(gòu)更為合理。

參考文獻：

[1]嚴微 不同樓梯在地震下的反應(yīng)分析[學(xué)位論文]， 2010 - 太原理工大學(xué)：結(jié)構(gòu)工程

淺談樓梯設(shè)計對建筑抗震的影響

[2]喬銳 [期刊論文] 《黑龍江科技信息》 -2012年7期

[3]孫燁SUN Ye樓梯剛度對震區(qū)塔式建筑抗震設(shè)計的影響分析 [期刊論文] 《浙江建筑》 -2009年9期

[4]吳波 樓梯結(jié)構(gòu)的抗震性能分析及地震作用下對主體結(jié)構(gòu)的影響 [學(xué)位論文]， 2009 - 西南交通大學(xué)：結(jié)構(gòu)工程

[5]王亞勇 戴國瑩WANG YayongDAI Guoying《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的發(fā)展沿革和最新修訂[期刊論文] 《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報》 ISTIC EI PKU -2010年6期

[6]孟凡林 孟祥瑞 張維學(xué)Meng Fan-linMeng Xiang-ruiZhang Wei-xue考慮樓梯影響的框架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析 [期刊論文] 《工程抗震與加固改造》 ISTIC PKU -2012年1期