建筑结构的抗震措施

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建筑结构的抗震措施范文第1篇

结构抗震措施的衡量标准，提出建筑结构设计的有效抗震措施。

关键词：建筑场地 隔震措施 减震措施 建筑材料

中图分类号：TU5 文献标识码：A

一.建筑场地的选择

1.选择对建筑抗震有利地段，如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土等地段；

2.应避开对建筑抗震不利地段，如软弱场地土，易液化土，条状突出的山嘴等地段，当无法避开时，应采取有效的抗震措施；

3.不应在危险地段建造甲乙丙类建筑。危险地段指地震时可能发生崩塌、地陷、泥石流、地表错位等地段。活动断层及其附近地区;饱含水的松砂层、软弱的淤泥层、松软的人工填土层;古河道、旧池塘和河滩地;容易产生开裂、沉陷、滑移的陡坡、河坎;细长突出的山嘴、高耸的山包或三面临水的台地等。

二.隔震措施

在整个建筑结构的抗震设计中对隔震技术的运用，不仅能减弱突发地震对建筑上层部位的破坏，还可以使建筑物室内的装饰物、各种大型生活用具、家电设备得到较好的保护，减少地震发生时造成的经济损失。

1.地基隔震

地基隔震指建筑的隔震层设置在建筑基础下的地基当中，通过使用砂垫层、糯米垫层、软粘土等方式，使地震在发生时其能量波在建筑地基当中被多次吸收、反复吸收，从而达到减弱地震能量的效果。

2.基础抗震

基础抗震指建筑的隔震层设置在建筑基础与上层结构部分之间，采用夹层橡胶垫隔震、基底滑移隔震、混合隔震等装置，使用粘弹性隔震、滚轴滑移隔震、摩擦摆隔震、摩擦滑移隔震等形式，达到衰减地震能量波向建筑上层部分的传递总量，从而减弱建筑上层部分在地震发生时产生的摇摆、破裂等地震反应。

3.层间隔震

层间隔震这种方式是将建筑结构的隔震技术与抗震技术相互结合，通过在建筑结构上安装耗能减震装置，减弱地震发生时产生的能量，吸收地震能量波，从而降低建筑结构的地震反应强烈程度。

4.悬挂隔震

悬挂隔震通过将建筑结构进行悬挂设计和建造，减低地震发生时产生的能量波对建筑主体结构的冲击，减弱地震作用时的能量传递，起到控制建筑结构的地震反应程度，从而得到建筑结构的隔震作用。

弹簧隔震

在四川雅安地震中的芦山县人民医院门诊综合楼在地震中表现出了良好的隔震效果。经历7.0级强震后，除了少许墙面乳胶漆层脱落，建筑内部梁柱和墙构件竟没有出现任何裂纹，就连窗户的玻璃没有任何毁坏，成为震后地震区抢救伤员的主要医院之一。根据专家解析，该楼的无损秘密就在于“弹簧隔震”技术，该建筑结构抗震设防烈度7°。通过分析与设计，采用83个直径为500mm和600mm的橡胶隔震支座。橡胶隔震技术，就是在上部结构和下部结构之间设置一层水平较柔的橡胶隔震支座，以隔离或耗散地震输入的能量，从而确保建筑结构在地震作用下的安全。用北京清华城市规划设计研究院建筑分院结构工程师徐珂的话来说，隔震相当于在建筑物下面做了一个弹簧，用这个弹簧把地震的作用给隔开，类似自行车车座下的弹簧作用。一般抗震是指建筑靠本身的结构来抵抗地震的作用，如果无法抵抗，建筑会坍塌。是采用传统抗震结构，还是采用隔震结构，并没有特别规定。 但是我们需要考虑的是隔震技术比普通正常的抗震技术的建筑造价要高10%～50%左右，造价不得不被考虑在建筑范畴内，酌情处理。

三.减震措施

1.消能减震技术

消能减震技术在建筑结构设计中对减震原理与技术的应用，是凭借建筑结构附加阻力值的提高来减弱建筑结构地震反应程度。使用特别制造的加注结构元件对地震发生时产生的能量波进行消减和吸收，从而达到保护建筑主体结构的安全与稳定。通过消能器增加结构阻尼来减少结构在风荷载作用下的位移是公认的事实,对减少结构水平和竖向的地震反应也是有效的。

此类技术仍有部分的缺陷，因消能的元件与主体结构无法分离，所以当主体结构发展变形后面对消能元件产生一定的影响，从而影响到减震的效果。

机械减震支撑体系

无粘结钢支撑减震体系就是一种机敏的减震体系，它采用科学的设计，使建筑结构内部钢支撑和外包钢管之间的不粘结性或是在内部钢支撑与外包钢筋、钢管混凝土上涂抹无粘结漆，从而形成滑移界面。在滑移界面建造中所使用的机械材料，在材料尺寸上要精心设计、施工，形成内部和外包层之间的相对滑动，防止内部钢支撑结构发生横向变形、整体弯曲或局部弯曲。

跷动振动控制减震设计

目前跷动减震设计分成两种：其中之一是在设计上对建筑上部结构与下部基础在竖向上的不紧固设计；另一种是对建筑结构中承受地震能量较大的柱、支撑等结构与建筑下部基础的不紧固设计。

建筑材料的选择

通过不断的实践和研究可以发现，质量和周期对建筑物的抗震能力有着一定的影响。当材料的质量越小，地震的破坏效果就越低，所以在选择建筑材料时，在不影响建筑物正常使用的情况下，尽量选择一些质量轻的材料，同时围护结构的设计要尽可能的轻，承重墙也必须做到最轻的状态，由此来控制地震所带来破坏效果。对于自由体系自震周期来说，周期越长地震的破坏力就越强。

建筑结构的抗震措施范文第2篇

关键词：建筑结构，抗震，问题，措施

Abstract: with the expansion of the city and use the land for construction increasingly nervous, construction into the period of rapid growth of, the buildings were lower by to top direction. The earthquake is random, uncertainty and complexity, strengthen the building of the seismic measures it is very necessary and urgent. This article through the analysis and discuss the current our country building, the structure design in seismic problems existed, discusses how to improve structural seismic characteristics of effective measures, to reduce people's life safety and national earthquake to property of the economic losses, have important practical significance.

Keywords: building structure, earthquake, questions, measures

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1 引言

随着我国经济的快速发展，建筑物越来越多，也越来越高，在这种情况下必须做好抗震设计。抗震结构设计规范是设计人员在进行建筑结构设计过程中遵循的原则，使结构满足强度、刚度、延性及耗能能力等方面的要求，从而实现“小震不倒、中震可修、大震不倒”的目的，但是在实际设计中，却达不到这种效果。本文将从我国建筑抗震设计常见的问题进行分析探讨，提出相应的有效的抗震措施，使的建筑结构的抗震性能进一步提高。

2 建筑结构抗震设计常见的问题

地震是突发性的自然灾害，起因有很多，造成的严重损坏主要有：地震引起地面变形；建筑物地基的损坏，使地基失效；建筑结构由于强度不足在剧烈震动中失稳破坏。目前在建筑抗震设计中存在的主要问题如下：

2.1 建筑物场地选址

在初步设计阶段，场地的工程地质和水文地质情况是重要的选址依据，不同的地质条件下，建筑物在地震中的破坏程度是明显不同的。但是往往在设计阶段中，却没有充分的场地地质的勘察资料，在不充分的条件下的进行地基设计，会给建筑结构留下安全隐患。

2.2 建筑物自身的结构设计

建筑物平面布置复杂，致使几何形心、刚度中心、结构重心不重合，会出现扭转效应，在地震荷载作用下产生扭转，水平荷载载会对结构产生危害，从而加剧了地震对建筑物的破坏，现在多数高层建筑距离非常近，很容易对邻近建筑物造成危害。相关资料和一些力学分析表明，结构在凹凸拐角处容易造成应力集中，尤其体现在非对称结构中。在对称结构中也因注意凸出部位的尺寸，采取有效的补救措施。另外，结构在竖向方面的刚度的不均匀不连续，容易出现刚度突变和软弱层。

2.3 建筑平面布局

建筑的平面宜采用简单、规则、对称的形状，避免过于复杂的平面形式。大量震害的资料表明，建筑物平面布置不对称、过多的外凸、内凹等复杂形式都容易造成震害。建筑结构体系的选择、布置、构造措施比软件的计算结果是否精确更能影响结构的安全，除了考虑结构安全因素外，还要综合考虑建筑美观、结构合理及便于施工和工程造价等多方面因素。

2.4 防震缝设置

防震缝是结构整体的柔韧性的关键，建筑物存在下列三种情况时，宜设防震缝：平面各项尺寸超过《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(JGJ3- 91)中表2.2.3 的限值，同时又没有加强措施；建筑物有大的错层；结构的刚度或荷载在某些部位相差过大，没有补救措施，有的既没有防震缝，又没有有效措施。防震缝的设置与否也是建筑设计过程中容易忽视的环节。

2.5 结构抗震等级

针对建筑结构类型、跨度、高度、防震烈度以及场地岩土体类型的综合考虑，容易造成抗震等级的评估上的过大或过小，这种问题的普遍性，很容易对建筑物带来安全隐患。问题的多面性往往很复杂，抓住主要因素，结合次要因素进行各种角度的分析，是设计人员的能力体现，尽量避免这些问题的出现。

3 提高建筑结构抗震性能措施

3.1 合适的结构类型

竖向荷载产生轴向作用力，而水平荷载主要产生弯矩。随着建筑结构的高度不断增加，在竖向荷载固定不变的情况下，水平荷载增大，使得水平荷载引起的侧移非常大，而竖向荷载所引起的建筑物侧移很小。因此在建筑结构中，高度越大，越要注意对水平荷载的控制。目前建筑工程常用的结构类型主要有钢结构和钢筋砼结构，各有优缺点。钢结构的优点就是：自重轻、强度高、抗震性能好、施工工期短等，钢结构构件截面相对较小，延性较好，适合采用柔性方案的结构。其缺点是造价相对较高，在一定条件下，易发生共振。与钢结构相比，现浇钢筋砼结构空间整体性好，结构刚度较大，造价低，材料来源也比较丰富。同时，各类建筑的要求不一样，它可以组成多种结构体系，以适应各类建筑的不同需求，这点体现在高层建筑中。它的突出缺点就是自重较大，塑性变形大，施工工期较长，当场地土特征周期较短时，易产生共振。因此，不论建筑采用什么结构形式，应取决于其结构体系和材料性能，同时受限于场地岩土的类型，应尽量避免共振现象。

3.2 地震能量输入缩小化

具有良好抗震性能的高层建筑结构要求结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求,因此在设计过程中除了控制构件的承载力外还应控制结构在地震作用下的层间位移极限值或位移延性比, 然后根据构件变形与结构位移的关系来确定构件的变形值，同时根据截面达到的应变大小及分布来确定构件的构造要求，选择坚硬的场地土来建造高层建筑等方法来减小地震能量的输入。

3.3 建筑结构质量减小

地震发生时，建筑物的质量越大，结构越易破坏。在相同的地基条件下，进行建筑结构设计，若减轻结构自重则可相应增加层数或减少地基处理费用，这一作用在软土基础上进行结构设计尤其明显，同时由于地震对建筑物造成的破坏与建筑物质量成正比，而建筑由于其高度大重心高等特点，在地震作用时其倾覆力矩也随之增加。因此，为了尽量减小其倾覆力矩应对结构各部分应做得轻一些，如用加气混凝土砌块、轻质材料等砌筑墙体以减轻结构自重。

3.4 设置多道抗震防线

当发生强烈地震之后会伴随多次余震，如果只设置一道防线，那么在第一次震害破坏后会再次遭到余震的冲击，将会因破坏积累导致建筑物倒塌。一个良好的抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，同时由延性较好的结构构件连接协同工作。框架-剪力墙结构是由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。最大可能数量的内部、外部冗余度是抗震结构体系应有的，还要有意识地建立一部分屈服区，分布在合理位置。提高主要耗能构件的延性和刚度，使结构能吸收和耗散大量的地震能量，从而提高结构抗震性能，避免倒塌。适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。在抗震设计中，某一部分结构抗震性能设计的很高，就会造成其他部位的相对薄弱，因此在设计中应注意这种抗震不平衡性，在施工中的这种不平衡性能，通过改变构件的配筋来调整平衡的做法，都需要慎重考虑。

4 结束语

地震是难以准确预测的自然灾害，建筑结构的抗震措施是一项复杂的任务，贯穿到建筑工程结构设计、施工、使用过程中。设计人员在研究结构设计中应从整体宏观出发，充分考虑各种因素，依据更多的工程经验和震害经验教训来不断完善设计依据，创造出更加安全的建筑。

参考文献：

[1] 国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

[2] 徐宜和，丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨[J].江苏建筑.2004(3)

[3] 丰定国，王社良.抗震结构设计[M].武汉：武汉理工大学出版社，2003.

[4] 袁建龙，石军辉.谈建筑结构的抗震加固[J]. 陕西建筑，2007(04)

建筑结构的抗震措施范文第3篇

1、 现行建筑结构抗震（理论）技术存在的错误：世界各国采用的抵抗地震破坏的建筑物体的基本类型，都是以吸收地震能量为主的插入式整体结构（对地球而言），即将建筑物的基础和上部结构设计为绝对不可分割的刚体插入地球，因而建筑物抵抗地震破坏力的受力分析和设计，就不得不从结构整体考虑建筑物的抗震性能，地震破坏力是通过土层和岩石冲击建筑物的基础并直接将冲击力传递给上部结构，上部结构的作用力（荷载）加上地震产生的内力又反作用于基础，因而建筑物基础的强度设计要求，应是地震力和上部结构反作用力的叠加。

地震破坏力是往覆水平剪切力，上部结构的反作用力是垂直于地面的。这样两个方向互相垂直，并处于运动冲击状态的作用力，在一个平面上会交了。地震破坏力以强大的往覆水平推动力，推动着（抓住）建筑物基础做水平往覆运动，因而很容易分析，在这两种力的会交面上，实质上形成了远大于地震破坏力的往覆剪切力。因此，建筑物的抗震能力在插入式整体结构中是很难达到实际抗震设计要求的，现在的建筑物一般都是偏于保守的理想设计和建造，因而投资也在大大增加，即便如此，在实际的地震灾害中，建筑物受破坏的程度依然是很严重的，进而也无法摆脱和减轻地震灾害，给人民的生命和财产造成的巨大损失。

历史的教训足已充分说明，插入式建筑结构体系受到了严峻的检验，即似地球为相当好的惯性参考系，又将建筑物体插入地球，形成不可分割的刚体。在过去的年代，建筑物还处于低层范围时，问题还不严重，而在现代化高层、重型建筑中，仍然是采用插入式刚箍捆住内力的结构，在实际的地震灾害中存在着严重的隐患。插入式整体建筑物结构体系在正常情况下，即非地震静止状态，是没有问题，而在地震灾害爆发时，插入式整体建筑物体系的结构受力传力路线明显发生混乱，建筑结构设计的极其重要的力学原则：

（1）、不论在任何情况下，结构的传力路线必须清楚。

（2）、以当地的最不利外界因素为设计依据，如很多地区必须考虑可能发生的最大地震破坏力。这就是说建筑物抵抗地震破坏的正确条件是：运动中建筑结构内力的传递必须正确、清楚。

插入式整体建筑结构在地震时，将地震破坏力直接传递给上部结构，使上部结构发生摇晃，由于上部结构是刚箍捆住内力的结构，因而在摇晃中产生的巨大能量没有释放点，而被迫返回基础，地震又很快的不断的冲击建筑物的基础，向上部结构输送地震能量。这样上部结构返回的作用力，同基础传来的地震内力发生冲撞，冲撞最厉害的集中点，就是能量集中释放的突破点，也是结构的破坏点，通常都在基础与上部结构的交面上，破坏的形式是剪切破坏，而整个建筑物不是倒塌就是倾斜。

目前，许多国家在高层建筑的抗震设计方案中，已经出现了新的结构，如：美国纽约的42层高层建筑物，建在于基础分离的98个橡胶弹簧上，日本的建在弧型钢条上防地震建筑物，前苏联的建在与基础分离的沙垫层上的建筑物，以及在中国已经获得了美国、中国和英国发明专利权的，刚柔性隔震、减震、消震建筑结构与抗震低层楼房加层结构，都十分成功的应用于工程实践中，都明显的在建筑结构体型上，改变了传统的插入式刚箍捆住内力（吸收地震能量）的结构体系。 总之都在建筑设计的结构方面设法摆脱在地震灾害时，严重威胁着人们的生命安全的插入式刚箍捆住内力的结构体系。其实质都反映了对“似地球为相当好的惯性参考系”为指导理论，所制定的现行抗震硬抗、死抗地震打击设计规范的动摇，本质上也是改变了建筑结构受力体系，而不在似地球为绝对静止不动的惯性参考系了。

1、 现行建筑结构抗震设计与地震场地效应的问题现行建筑结构的抗震设计，是根据结构力学和建筑结构设计的理论基础而来的。结构力学和结构抗震设计规范，将地震破坏力简化并规定为在建筑物上部结构中的水平运动力，对建筑物的水平作用力与反作用力的硬抗平衡，这一规定实质上存在着严重的问题和错误。

其一：地震爆发时，首先是大地在做往覆水平运动，由于建筑物基础插入大地，因而必然随大地的往覆水平运动而运动，建筑物上部结构也因此被迫运动，但是建筑物上部结构的运动形式不是水平运动（因而根本就没有受水平的作用），而是因基础在受地震水平力运动中，产生的运动力传递到上部结构，迫使上部结构沿地震受力方向，作反方向S形式倾斜摆动；

其二：地震爆发时的冲击波只有两个方向，而现在所有城市的建筑物的规划设计，是根据城市的道路按东西南北方向和建设的需要各自排列的。将建筑物上部结构视为受水平运动，也只能有30%的建筑物的结构抗震设计受力方向与地震冲击波受力方向相同，而70%的建筑物的抗震设计受力方向与实际地震冲击波的冲击方向，处于非常不利的位置，当地震爆发时，只有少数正好与地震冲击波方向协调一致的建筑物不一定破坏，而大多数与地震冲击波方向不一致的建筑物，自然就很难逃脱地震冲击破坏倒塌的后果。地震对建筑物的冲击破坏，主要是对建筑物基础产生的水平往覆冲击剪切力，从而使基础被冲击破坏失去稳定后，造成上部建筑物的破坏和倒塌，地震冲击波首先是破坏了基础，而不是破坏上部建筑结构，所谓万丈高楼从地（基）起，就是这个道理。基础都破坏了，上部建筑自然就保不住了；

其三：城市中建筑物的类型是多种多样的，主要反映在超高层、高层、多层和轻重型建筑之分，而这些不同类型的建筑，又以基础深度的差别体现在地震冲击波的大小上，基础越深、越大，受地震冲击波的冲击自然很大，在加上城市地下建筑设施不少（如：地下建筑、地铁、地下大型管道等），都是构成城市地震场地效应发生互相变化的种种直接因素。现行抗震设计中，都没有考虑地下建筑设施的自身抗震，以及对地面建筑物基础和地基的地震场地效应所产生的严重问题。

2、 现行建筑结构抗震桩基设计与地震场地效应的严重问题现行抗震设计中的桩基础的设计有两种类型，一种是端承桩类型，另一种是摩擦桩类型。端承桩是将深层的地基反作用力通过桩传递给地面，构成对上部建筑物作用力（压力）的平衡。摩擦桩是通过桩基础与一定深度的地基土层十分紧密的挤压结合中产生足够的反作用力，通过桩传递到地面，构成对上部建筑物的作用力（压力）的平衡。这里必须指出的是，这两种类型的桩基础在对上部建筑物的作用力（压力）构成平衡的充分条件是：静力荷载，即在没有外力的作用下成立的。

在端承桩中，端桩是反作用力的顶点，桩身是传递反作用力的通道，桩身四周的土层是给桩身起到了极其重要的稳定作用，由此，可以定义：桩端的承载力，桩身的强度是和桩身四周的土层构成了端桩基础的整体，缺一不可。

在摩擦桩中，桩身的强度与桩身四周土层紧密挤压所产生的反作用力，构成了摩擦桩基础的整体，也是缺一不可的。这两种类型的桩基础在地震爆发时，强大的地震水平往覆冲击波，完全改变了上述状态，使端承桩在地震冲击波中，使端承桩的承载力发生水平往覆运动，不但失去对桩身的稳定，反而对桩身构成了往覆水平冲击，其结果：端承桩不是破坏，就是下沉失稳。随着端承桩的破坏和失稳，建筑物上部结构自然也就处于破坏倒塌的危险境地，而摩擦桩的危险就来的更快了，地震冲击波迫使摩擦桩桩身必须与四周土层与桩基松开，失去摩擦桩身必须与四周土层紧密挤压的必要条件，并且土层对桩身构成水平冲击力，随着摩擦桩中四周土层与桩身摩擦力的解除和改变，桩不是破坏就是失稳，其上部建筑物随之处于时刻会破坏和倒塌的危险之中。

3、 现行予应力建筑结构在地震中的严重问题所谓予应力建筑结构，是人为的在建筑结构的主要承力构件中，对

主要承力构件中混凝土施加予应力，一般是通过对结构中承力构件的钢筋进行张拉，利用钢筋的回弹力挤压混凝土来实现的。根据对承力构件中钢筋的张拉，与混凝土的先后关系，又可分为先张法和后张法两大类。

从建筑结构中的予应力构件，到予应力结构的发展，已经有较长的时间了，在建筑结构中应用予应力构件和发展予应力结构的优势，在很多城市的建设中，得到了较广泛的应用。在城市建设和发展中，推广和应用予应力构件和予应力结构，的确能起到一定的积极作用。但是，有一个十分重要的结构动力学问题需要特别注重，所谓建筑结构动力学方面的问题，也就是地震爆发时，地震冲击波迫使建筑结构产生振动的动态反应，地震冲击波冲击建筑结构，使其产生的内力在结构中传递，而予应力构件和予应力结构的力学模型是：1） 予应力张拉两端的固端成支座，是不允许有任何改变的；2） 予应力构件或予应力结构在使用过程中，其构件和结构是不允许发生水平推动，振动弯曲和上下振动的。也就是说，予应力构件和予应力结构，只有在没有任何外力的情况下，才能达到予应力构件和予应力结构设计的使用要求。因此可以定义：予应力构件和予应力结构的安全使用条件，是不能承受任何外力（尤其是地震冲击力）的静力使用状态。

地震冲击波在建筑结构中，将无情的迫使建筑结构中的所有梁、柱、板、墙体等受力构件发生变形，即地震冲击力能完全改变予应力构件和予应力结构的两端边界条件，使其构件和结构中的予应力偿失。任何在使用中的予应力构件和予应力结构，当予应力衰退和偿失后，其构件和结构必然破坏。因此，在地震设防城市的建设中，是不能使用予应力构件和予应力结构的。但是，现在许多城市的建设中都使用了予应力结构，这是十分危险的。因此，应尽快在地震爆发之前，采取补救措施，否则，后果一定是十分严重的。

综上所述，现行世界各国所实行的建筑结构体系，是与地震冲击波相对抗、硬抗（死抗）的捆住地震内力的结构体系。从结构动态平衡的根本原理来分析，这种与地震力相对抗的结构体系的静态平衡在地震中完全破坏了。也就是说，现行的建筑结构体系，只能满足静态（无地震冲击波）状况下的作用力与反作用力的平衡。当地震爆发时，建筑结构内力的静态平衡被破坏了。这就是现行建筑结构体系抵抗不了地震冲击破坏的根本原因所在。现行建筑结构的抗震设计，只是加大了建筑结构的刚变，使其增加了对地震冲击力的对抗力（死抗力），没有从结构动态平衡的基础上去寻求，建筑结构与地震冲击波的动态平衡，建立一个与地震内力相适应（不是相违背）的“释放地震内力的建筑结构动态平衡体系”。

总之，几百年来，人类所推行的静态（加大刚度）的建筑结构体系，违背了地球地震的客观规律。因此，给人类自己造成了巨大的灾难。人类为了在地球上更好的生存和发展下去，就得从根本上解决适应地球地震客观规律的建筑结构体系。因此，一种与地震力相适应的“释放地震内力的建筑结构动态平衡体系”的动态平衡的力学理论的建立，并制定新的建筑结构释放地震冲击波的设计标准（在也不是对抗的标准），将是人类发展的方向和目标。

二、 释放地震内力的建筑结构体系1、 释放地震内力建筑结构体系的理论基础我们从现代地球物理学家关于地球板快运动理论的力学分析中，以及对地震客观规律的不断揭示，更进一步对地球的认识，有了新的力学见解，我们认为地球是一个在运动中自身求得内力平衡的结构体系，它有两个阶段的运动规律：

（1）、地球内力的平衡阶段：地球结构体，在自转和围绕太阳周转运动的过程中，所产生的内力，在平衡阶段，地表运动处于内力平衡，地球运动处于静止状态，此阶段可似地球为惯性参考系阶段。

（2）、地球结构体系处于内力平衡阶段后，其内力仍然在不断的增加，而地球结构体不能承受日益增大的内力，而在运动中，通过地球板快的运动，地震和火山等形式释放出来，以求得新的内力平衡，这个阶段是地表的活跃阶段。其不断增加的内力将在地球内力集中点释放出来，此阶段可似为非惯性参考阶段。地球内力平衡过程中的这两个阶段，在地球内部不断循环下去，形成了地球生态平衡的必然规律。

人类是在地球生态的环境中生存的，因此，人类必须遵循地球生态环境中的各种自然规律去发展。从人们开始认识到对过去认识的不足，即理论上的不足和错误，又不断的在生活实践中，提高了对地球生态环境的认识，进而不断的揭示自然规律，掌握和运用规律为现代人类和将来造福。应该明确的指出，人类对地球认识的提高和深化，其指导人类如何适应地球生态的科学理论，也就随之进入了更高的阶段。

2、 释放地震内力建筑结构体系新技术的应用：已经获得中国、美国和英国发明专利权的新技术“建筑物抗震减震装置”、“建筑物消震装置”和“高层建筑隔震消能装置”完全改变了传统的插入式刚箍捆住地震内力的建筑结构体系，将建筑物整体有机的隔离成两个受力体系，这样地震破坏力的传递媒介改变了，由直接传递转化为间接传递。不言而喻，“建筑物抗震减震装置”将大大减少地震对上部结构的冲击，反之，上部结构对基础的作用力也大大减小。

新技术的设计依据是以柔克刚的动态平衡原理，该技术的主要特点是：能十分有效的大大减弱地震灾害对建筑物的打击破坏。目前，发展中国家和发达国家的科学家们在研究抵抗地震灾害方面，都从过去只是单纯考虑建筑结构加大刚度的硬抗（死抗）方式，而向建筑结构隔震减震的方面发展了。原因十分清楚，过去几百年来建筑物硬抗地震灾害方法的不断失败，告诉和启发人们要寻求一种适应地震客观规律的抗震方式。用一句通俗的话来讲，以柔克刚，才能达到建筑物在地震冲击中的 动态平衡，而不被破坏，反之，以硬抗来对抗地震的打击，即以刚克刚设计的建筑物是根本抵抗不了地震的打击的。因为人们设计建筑物的刚度，不可能达到（保证）比地震破坏力还要大得多的程度。否则现代的专家们去研究建筑物的消震、隔震与减震，不就失去意义了吗？

“建筑物消震装置”发明专利技术，就是要从根本上解决地震爆发时对建筑物基础的安全保护，其形式是沿建筑物四周一定距离内，在基础底面到地面的位置，设置“建筑物消震装置”，该装置的作用是从任一方向完全切断地震波冲击基础的传力路线，使基础处于安全保护之中，基础都安全了，上部建筑自然也就安全了。如果是高层建筑，还要结合采用另一项“建筑物抗震减震装置”发明专利技术，将更加有效的保护高层建筑的安全使用。该技术还可以用于50—80年代旧建筑物的消震保护，特别是对大会堂、大礼堂、展览馆、影剧院等，对无法抗震加固的大型建筑和古建筑的消震保护是十分有效的。该发明专利技术是在不影响旧建筑物的继续使用，不用搬迁的情况进行，比常规抗震加固安全，还节省40%左右的投资，用于新建筑中，比常规设计节省20%左右，并能完全达到地震设防要求。该专利技术已经成功的应用于中央党校、国务院二招等旧建筑的加高和消震减震工程中。创新科技经评审已列为中国北京市重大科技成果推广计划，国家科委成果办发文向全国推广，中央电视一台、二台、十台均新闻和专题报道。

建筑结构的抗震措施范文第4篇

关键词：高层建筑；结构设计；提高；短柱；抗震措施

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

众所周知，我国属地震多发的国家，随着经济的全球化发展，高层建筑将会势如破竹地成为城市建设的主体。而高层建筑中的主要受力构件———柱子，在地震荷载的作用下能否承受得住脆性剪切破坏，成为建筑物倒塌与否的关键。因此，如何改善柱子特别是短柱的抗震性能成为钢筋混凝土结构加固亟待解决的一个问题。

一、“短柱”判定

我国建筑抗震设防的目标是“小震不裂，中震可修，大震不倒”。中震相当于我们地震烈度区划图中给出的50 年超越概率10％的烈度值，这里用I 表示。这时小震用I－1.55 表示，大震就用I＋I 表示，小震的地震动峰加速度为中震的1/3，而大震的峰加速度为中震的4～6 倍。《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》都规定，采用剪跨比来判断短柱。剪跨比是反映柱截面所承受的弯矩与剪力相对大小的一个参数，表示为λ＝M/Vh，其中M、V 分别指柱截面的弯矩和剪力，h 为柱截面有效高度。当λ＜2 时，称为短柱；当λ＜1.5 时，称为超短柱。

二、短柱的破坏形式

短柱一般有剪切型和粘结型两种破坏类型, 它们的破坏形式如下:

1、 剪切受压破坏。在荷载作用下, 水平弯曲裂缝斜向发展, 形成斜裂缝。如果箍筋较强, 斜裂缝不会迅速开展, 但在弯剪作用下,压区混凝土剪切错动, 混凝土挤碎而丧失承载能力。

2、剪切受拉破坏。剪跨比较小且配箍率较低的构件, 在受拉纵筋屈服以后, 随着荷载反复次数的增加或变形加大, 可能突然产生一条宽度较大的主斜裂缝, 箍筋很快达到屈服, 柱子被剪坏, 承载能力急剧下降。

3、剪切斜拉破坏。斜裂缝往往沿柱对角线出现, 箍筋达到屈服甚至被拉断, 承载能力突然下降, 但主筋未屈服。

实际上, 构件的最终破坏可能是几种破坏状态的综合反映, 有时其中某一种比较突出而明显, 有时两种破坏状态同时发生。以上几种破坏状态极限承载力不同, 极限变形能力也不同。房屋能否做到“中震可修、大震不倒”的设防要求, 在很大程度上取决于柱的延性大小。

三、高层建筑结构设计中提高短柱抗震的措施

1、 选择合适的基础方案

基础设计应根据工程地质条件, 上部结构类型及荷载分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析, 选择经济合理的基础方案。设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时还应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺地质报告的小型建筑也应进行现场查看和参考邻近建筑资料。一般情况下,同一结构单元不宜采用两种不同的类型。

2、合理选择结构方案

一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案, 即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确,传力简捷,同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。总之,必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、水、暖、电等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时还应进行多方案比较,择优选用。

3、 使用复合螺旋箍筋

高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的，柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。对于短柱，只要符合“强剪弱弯”和“强柱弱梁”的要求，是能够做到使其不发生剪切型破坏的。因此，使用复合螺旋箍筋来提高柱子的抗剪承载力，改善对砼的约束作用，能够达到改善短柱抗震性能的目的。

4、采用分体柱

由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多，在地震作用下往往是因剪坏而失效，其抗弯强度不能完全发挥。因此，可人为地削弱短柱的抗弯强度，使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度，这样，在地震作用下，柱子将首先达到抗弯强度，从而呈现出延性的破坏状态。

人为削弱抗弯强度的方法，可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为2 或4 个柱肢组成的分体柱，分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键，以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般，连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻尼器、素砼连接键等形式。对分体柱工作形态的理论分析和试验研究表明：采用分体柱的方法虽然使柱子的抗剪承载力基本不变，抗弯承载力稍有降低，但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高，其破坏形态由剪切型转化为弯曲型，从而实现了短柱变“长柱”的设想，有效地改善了短柱尤其是剪跨比λ≤ 1.5 的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用。

5、采用钢骨砼柱

钢骨砼柱由钢骨和外包砼组成。钢骨通常采用由钢板焊接拼制或直接扎制而成的工字形、口字形、十字形截面。与钢结构相比，钢骨砼柱的外包砼可以防止钢构件的局部屈曲，提高柱的整体刚度，显著改善钢构件处平面扭转屈曲性能，使钢材的强度得以充分发挥。采用钢骨砼结构，一般可比钢结构节约钢材达5 0 % 以上。此外，外包砼增加了结构的耐久性和耐火性。与钢筋砼结构相比，由于配置了钢骨，使柱子的承载力大大提高，从而有效地减小柱截面尺寸；钢骨翼缘与箍筋对砼有很好的约束作用，砼的延性得到提高，加上钢骨本身良好的塑性，使柱子具有良好的延性及耗能能力。

由于钢骨砼柱充分发挥了钢与砼两种材料的特点，具有截面尺寸小，自重轻，延性好以及优越的技术经济指标等特点，如果在高层或超高层钢筋砼结构下部的若干层采用钢骨砼柱，可以大大减小柱的截面尺寸，显著改善结构的抗震性能。

6、采用钢管砼柱

钢管砼是由砼填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构材料，是套箍砼的一种特殊形式。由于钢管内的砼受到钢管的侧向约束，使得砼处于三向受压状态，从而使砼的抗压强度和极限压应变得到很大的提高，砼特别是高强砼的延性得到显著改善。同时，钢管既是纵筋，又是横向箍筋，其管径与管壁厚度的比值至少都在9 0 以下，相当于配筋率至少都在4.6% 以上，这远远超过抗震规范对钢筋砼柱所要求的最小配筋率限值。由于钢管砼的抗压强度和变形能力特佳，即使在高轴压比条件下，仍可形成在受压区发展塑性变形的“压铰”，不存在受压区先破坏的问题，也不存在像钢柱那样的受压翼缘屈曲失稳的问题。因此，从保证控制截面的转动能力而言，无需限定轴压比限值。因为按照规定，钢管砼单肢柱的承载力可按公式③计算。公式③：N ≤φ 1 φ e N 0 。该式中，θ =faAa／ fcAc称为套箍指标，0.3 ≤θ≤ 3。由式③可以看出，当选用了高强砼和合适的套箍指标θ后，柱子的承载力可大幅度提高，通常柱截面可比普通钢筋砼柱减小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。

总而言之, 诸多措施来改变短柱的抗震性能最终不外乎改变构件的承载能力和变形能力。因为建筑物的抗震性能主要取决于结构吸收地震能量的能力, 这种能力是由其承载力和变形能力的乘积决定的, 因而改变构件抗震性能必须从提高承载力和变形能力入手。当按剪跨比λ判定柱子不是短柱时, 按一般框架柱的抗震要求采取构造措施即可; 确为短柱, 就应当尽量提高短柱的承载力, 减小短柱的截面尺寸, 采取各种有效措施提高短柱的延性, 避免因为短柱问题所引发的破坏, 从而改善短柱的抗震性能。

参考文献：

[1] 任献坤. 框架结构柱抗震设计要点[J]. 产业与科技论坛. 2010(04)

[2] 魏大勇,吴喆. 浅谈结构设计中框架柱破坏形态及注意问题[J]. 中国房地产业. 2011(03)

[3] 冷雪睿,梁宇. 混凝土短柱加强措施[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2011(07)

建筑结构的抗震措施范文第5篇

关键词：建筑结构；设计；抗震；措施；处理

地震作为常见天灾，对大众生活环境、安全作业具有重大影响。国内地震预测能力尚未形成全面整体控制，建筑结构的抗震设计需要引起社会关注，尤其是地震多发地区的抗震结构设计，需要充分加强稳定性、缓解能力、安全控制的特点，以便充分实现对现代建筑的优化完善，提高整体结构的科学合理性。

1建筑结构设计概述

建筑结构的设计中，需要充分考虑以往地震灾害对建筑结构的影响状况，归纳总结出相应的设计形式。地震一般具有随机性强、复杂程度高、牵连程度广的特点，国内尚未形成对建筑地震灾害的精确预测，参数控制难度较大。为此，需要充分加强结构设计中的抗震处理，如建筑材料、结构框架、空间要素、环境影响等方面的控制。从这个层次分析，对应建筑结构的设计不可单独依靠抗震理论的计算，还需要结合抗震设计经验，对结构设计的具体形式进行管理分析。

2抗震措施

2.1建筑结构的抗震场地

建筑施工经验表明，地质条件差异较大的情况下，建筑体抗震效果也会有所不同。施工准备期间，根据工程规模、工程特点进行详细的地基勘测，保证整体抗震效果，一般需要充分避免建筑体设计在抗震危险区内。若无法避免该区域的建筑，则借助合理的措施降低地震的危害程度，即提高其抗震能力。对抗震区进行划分的主要依据为：地震损坏程度、地质条件、地基特点等，分类定位后需要进行合理的方式分析。《抗规》有明确要求，对抗震不利地段，应根据不利地段的具体情况乘以1.1～1.6的增大系数。

2.2建筑材料

国内钢铁业的发展较快，其规模、形式的发展随着建筑行业的进步而不断升级。在建筑体的结构设计中，从抗震角度出发进行钢结构、混凝土结构的处理控制，一般降低截面尺寸，提升结构抵抗能力。高层建筑的处理中，需要进行抗震材料的处理操作，加强对材料种类、型号、参数等进行全面综合分析，继而提高其抗震性。抗震材料的选取中不可单方从承载能力进行分析，还需综合其他应力、强度等物性参数进行处理，提高结构的延性要求。

2.3抗震设防分类

建筑工程分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类及适度设防类四类。设计人员接到工程后，确定它的抗震设防类别，对于重点设防类和特殊设防类建筑，均应按高于本地区抗震设防烈度提高1度的要求加强其抗震措施，如抗震等级、最小配筋率，钢筋直径、间距，受压屈高度等均属于抗震措施的范畴，设计时应注意采用。

3隔震措施

3.1地基隔震与基础隔震

地基隔震是根据建筑结构形式，对基础底部、土层接触区域进行的缓冲处理。一旦地震发生，可进行有效的吸收、反射控制，保证地震破坏能力的降低。国内常见的地震隔层采取沥青材料，充分进行相关技术、材料的研发，提高隔震层的新材料应用。建筑结构的基础设计中，考虑到基础对建筑体的承载、载荷传导作用较强，其基础的结构设计十分关键，对后期主体施工、上层建筑具有关键影响。设计中，为了避免地震对上层的破坏，需要进行上部结构、基础接触区的隔震设计，避免地震力从地基向上进行传播，降低对上部结构的破坏效果。基础抗震装置一般采用混合隔震装置、基底滑移隔震装置和夹层橡胶隔震装置。

3.2间层隔震与悬挂隔震

间层隔震的功能主要是吸收对应冲击余力，充分减弱地震带来的破坏作用，传统做法是在原始结构区进行隔震装置的设立，具有操作简单、控制方便的特点。悬挂隔震措施是将部分建筑物进行悬挂处理，能够充分起到隔震作用。该抗震措施一般在规模较大的建筑结构中较为常见。地震发生时，介质传导会导致悬挂体受到破坏，但子体受危害程度相对降低，避免了地震作用的扩大延伸，降低了破坏效果。该方法具有效果明显的优势，并且在钢结构的建筑体中应用更加广泛。现代建筑结构设计中，充分提高了悬挂隔震的应用，抗震效果良好。

3.3机敏减震支撑结构和效能减震技术

机敏减震支撑结构充分融合了现代科学理念，借助活塞运动，对建筑体的结构进行滑动层次的设计，一旦地震发生，可借助内外刚的滑动实现削减破坏效果的作用，减低地震灾害的传到危害；效能减震主要目的是减弱地震能、避免传到危害的方法，一般采用消能器、阻尼器进行控制，充分吸收地震能量，降低对建筑物的破坏效果，提高整体建筑结构的合理性、安全性、稳定性。该减震技术具有应用广、效果好、范围广的优势，可在新建筑、改造建筑中得到应用。

4抗震建筑平面、立面布置分析

建筑抗震理念中，需要加强结构设计、布置设计的全面控制，平面、立面需要具对称、规则、体型简单的优势。原因在于简单建筑的受力分析更加清楚，对应体型建设、布局规划更加合理，相应的抗震计算模型、位移分析、结构受力状况可充分做到精确的目的，避免应力集中带来的负面影响，降低地震对薄弱环节的破坏作用。建筑设计类型需要根据具体结构特点进行防震缝分析处理。针对体型较大、复杂度高的建筑结构，从结构单一、抗震烈度、房建结构类型等进行防震缝设计。施工经验表明，防震缝的设计具有一定宽度，宽度满足结构单一之间的宽度，保证上部结构具有可分开的特点。将结构充分转化为简单、规则的形式，避免扭转、变形带来的负面影响。抗震缝的处理中，一般需要充分保证三缝合一的效果，将抗震缝、伸缩缝、沉降缝统一考虑，合理设置。

5结束语

综上分析，地震灾害的影响较大，对国民经济、社会稳定带来巨大迫害。为此，加强建筑住宅的结构设计、抗震处理十分必要，是提高住宅建筑稳定性、功能完善性、合理性的关键举措。国内建筑结构的设计需要综合地质条件、工程特点、经验分析等方面进行处理，不断加强对应抗震效果的提升。为此，加强结构设计的抗震优化控制，对社会稳定性、安全性具有重大现实意义。

作者:杨鹏

参考文献：