建筑抗震設計淺談

1、<p><b>　　建筑抗震設計淺談</b></p><p>　　摘要：本文首先對地震震區(qū)砌體結構建筑、鋼筋混凝土框架結構建筑、鋼結構建筑倒塌原因進行了分析，對建筑抗震設計基本要求（建筑的規(guī)則性要求、結構整體性要求、砌體結構樓梯間設計要求、防震縫設置問題、結構多道抗震防線要求）進行了討論，希望對我國建筑抗震設計規(guī)范的修訂有參考意義。 </p><p>　　關

2、鍵詞：抗震設計；建筑結構；倒塌分析 </p><p>　　中圖分類號：TU973+.31 文獻標識碼：A </p><p>　　1.建筑結構抗震倒塌分析 </p><p>　　通過對唐山、汶川地震的建筑震害相關資料的對比研究發(fā)現(xiàn)，建筑結構在地震作用下的倒塌過程大體可分為兩類：第一類是建筑在豎向及水平地震作用和豎向荷載共同作用下，在地面運動的過程中發(fā)生倒塌；第二類是地

3、震過程中部分豎向承重構件破壞，地震后由于破壞構件上部結構不能繼續(xù)承受豎向荷載，而發(fā)生倒塌【1】【2】。從倒塌的形式看可分為整體倒塌和局部破壞引起的連續(xù)倒塌兩類。 </p><p>　　1.1砌體結構建筑 </p><p>　　砌體結構建筑的砌筑材料多為脆性材料，抗震性差，在地震中破壞最為嚴重，主要表現(xiàn)在墻體大量開裂、倒塌，預制板脫落等方面，裂縫集中出現(xiàn)在門窗洞和樓梯間等位置，裂縫多呈X形貫

4、通縫。 </p><p>　　1.2鋼筋混凝土框架結構建筑 </p><p>　　鋼筋混凝土框架結構建筑在地震中的破壞方式集中表現(xiàn)在填充墻和圍護結構的大量開裂和坍塌，柱端及節(jié)點破壞也較為突出，大量框架結構破壞呈現(xiàn)“強梁弱柱”機制。 </p><p><b>　　1.3鋼結構建筑 </b></p><p>　　鋼結構建筑自

5、重輕、強度大，抵御地震能力強，輕微破壞主要發(fā)生在圍護結構和鋼結構節(jié)點處等部分。 </p><p>　　2.抗震設計基本要求 </p><p>　　2.1建筑的規(guī)則性要求 </p><p>　　對于建筑方案的規(guī)則性，《抗震規(guī)范》做了補充規(guī)定：“建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不規(guī)則的建筑方案應按規(guī)定采取加強措施；特別不規(guī)則的建筑方案應進行專門的研究和論證，采取特別的

6、加強措施；不應采用嚴重不規(guī)則的建筑方案”。此規(guī)定為強制性條文，要求建筑師和結構師嚴格執(zhí)行。 </p><p>　　2.2結構整體性要求 </p><p>　　結構的整體性除了與結構構件本身強度有關之外，主要取決于構件之間連接節(jié)點的構造設計?！犊拐鹨?guī)范》規(guī)定：對于鋼筋混凝土構件，抗震設計應做到：“強柱弱梁”、“強節(jié)點弱構件”；砌體結構應設置鋼筋混凝土圈梁和構造柱、芯柱或采用配筋砌體；鋼結構構

7、件應避免局部失穩(wěn)或整個構件失穩(wěn)。本次修訂吸取汶川地震中大量預制空心板、屋蓋優(yōu)先塌落造成人員傷亡的教訓，特別強調(diào)：“多、高層的混凝土樓、屋蓋宜優(yōu)先采用現(xiàn)澆混凝土板。當采用混凝土預制裝配式樓、屋蓋，應從樓蓋體系和構造上采取措施確保各預制板之間連接的整體性”。 </p><p>　　2.3防震縫設置問題 </p><p>　　《抗震規(guī)范》規(guī)定，“抗震縫應根據(jù)抗震設防烈度、結構材料種類、結構類型、

8、結構單元的高度和高差情況，留有足夠的寬度，其兩側的上部結構應完全分開?！闭_理解本條規(guī)定應該是：建筑平、立面布置應盡可能規(guī)則，盡量避免采用抗震縫；如果必須留的話，寬度應該留夠。有的工程技術人員在進行抗震設計時，往往碰到稍微不規(guī)則的結構就留縫，留的又不夠寬；還有是在施工中，澆搗混凝土后的抗震縫兩側的模板沒有拆除，或留下許多雜物堵塞，結果等于沒留，地震時必然導致縫兩側的構建互相碰撞，嚴重的甚至引起連續(xù)倒塌【3】。 </p>&

9、lt;p>　　2.4結構多道抗震防線要求 </p><p>　　《抗震規(guī)范》對結構體系提出了多道抗震防線的要求，對于大震作用下結構抗倒塌具有重要意義。該要求的目的在于，當結構受到超過設防烈度的所謂“大震”作用時，作為第一道防線的某些構件，如：框排架結構的柱間支撐或柱子的翼墻、剪力墻結構的連梁等率先破壞，消耗了地震能量并改變了整體結構的動力特性，從而減低了地震力，保護了作為第一道防線的構件，如：框排架結構的柱

10、子剪力墻結構的墻體，它們的存在避免了結構倒塌。砌體結構的構造柱、圈梁除作為砌體的約束構件可以提高墻體延性之外，也可視為第一道防線，在“大震”作用下，墻體可能嚴重破壞，但由于構造柱和圈梁的存在不會倒塌【4】。 </p><p>　　2.5砌體結構樓梯間設計要求 </p><p>　　樓梯間是建筑的出入口，也是地震時人群疏散的惟一通道。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于設計和施工質量問題，可能使樓梯間倒塌破壞，造

11、成嚴重傷亡和堵塞疏散通道，阻礙救生。由于樓梯間的山墻較高，鋼筋混凝土樓梯構件的抗側剛度較大，而且梯段平臺與樓層存在錯層，對山墻產(chǎn)生出平面的水平剪力，地震時最容易破壞。因此，對于樓梯間的抗震設計，2008版《規(guī)范》7.3.1條特別增加要求，“樓、電梯間四角，樓梯段上下端對應的墻體處；外墻四角和對應轉角；錯層部位橫墻與外縱墻交接處，大房間內(nèi)外墻交接處，較大洞口兩側”要設置構造柱；第7.3.8條要求，“裝配式樓梯段應與平臺板的梁可靠連接，內(nèi)外

12、墻交接處應沿墻高每隔500mm設2 6通長拉接鋼筋”，這些都是保證樓梯間抗震安全的重要措施【5】。 </p><p>　　建筑抗震設計本質上仍是一種經(jīng)驗行為，因此，必須強調(diào)抗震概念設計和采用抗震措施在抗震設計中的重要性。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　蘇幼坡.唐山震后重建過程及啟示【R】.汶川地震建筑震

13、害調(diào)查與災后重建分析報告.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008,432-441. </p><p>　　張敏政.從汶川地震看抗震設防和抗震設計【J】.土木工程學報，2009,42（5）：21-24. </p><p>　　王亞勇.汶川地震建筑震害啟示-三水準設防和抗震設計基本要求【J】.建筑結構學報，2008,29（4）：26-33. </p><p>　　王亞勇.汶