有關建築結構抗震研究

導讀：破壞性地震會給國家經濟建設和人民生命財產安全造成直接和間接的危害和損失，尤其是強烈的地震會給人類帶來巨大的災害。因此，如何提高建築物的抗震能力就成為一個很關注的問題。施工質量的影響是深遠的，在整個施工過程中，任何一個環節出現問題，都可能影響建築結構本身的抗震能力。

關鍵詞：地震，建築結構，抗震能力

破壞性地震會給國家經濟建設和人民生命財產安全造成直接和間接的危害和損失，尤其是強烈的地震會給人類帶來巨大的災害。目前，每年全世界由地震災害造成的平均死亡人數達8000-10000 人，平均經濟損失每次達十億美元。儘管如此，地震造成的慘重人員傷亡和巨大的財產損失，主要卻是由建築物的破壞所引起。因此，如何提高建築物的抗震能力就成為一個很關注的問題。

1.影響建築結構抗震能力的主要因素

1.1建造結構所用的材料及施工質量

這個因素是顯而易見的，但是也容易被人們忽視。對於材料而言，我們要明確這樣一個道理：地震對結構作用的大小几乎與結構的質量成正比。一般說在相同條件下，質量大，地震作用就大，震害程度就大;質量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建築的樓板、牆體、框架、隔斷、圍護牆以及屋面構件中，廣泛採用多孔磚、矽酸鹽砌塊、陶粒混凝土、加氣混凝土板、空心塑料板材、瓦楞鐵等輕質材料，將能顯著改善建築的抗震效能。

施工質量的影響是深遠的，在整個施工過程中，任何一個環節出現問題，都可能影響建築結構本身的抗震能力。施工中造成的材料效能和截面幾何特徵在一定範圍內變動，砂漿強度、混凝土澆築質量以及延性構造措施在施工中的變動等施工質量問題，對實際結構抗震效能具有重要影響。建築結構抗震研究

1.2建築物本身的設計

建築物如果平面佈置複雜，致使質心與剛心不重合，在地震作用下產生扭轉效應，則會加劇地震的破壞作用。海城地震和唐山地震中有不少這樣的震害例項。臺灣921 地震中，一棟鋼筋混凝土結構由於結構平面不規則，在水平地震作用下，結構產生嚴重扭轉效應而破壞倒塌，同時撞壞相鄰建築上部的陽臺。抗震設計中，要求結構平面佈置儘可能地使結構的剛心和質心相一致，以減小地震作用下結構產生的扭轉效應，對於結構平面佈置不規則的房屋應注意偏離結構剛心遠端抗震牆或框架柱承載力的驗算。建築立面應避免頭重腳輕，結構重心儘可能的降低，出屋面部分如屋頂的女兒牆、水箱間等，由於根部與下部結構連線薄弱，剛度突變，受鞭梢效應影響嚴重，在地震時容易率先破壞傾倒;另外，其地震作用通過周邊的屋面結構傳至下部結構，如屋面結構剛度不夠時，在突出屋面結構的下部一定範圍內破壞相對集中。

1.3建築場地

地震造成建築物的破壞, 情況是各種各樣的。其一，由於地震時的地面強烈運動，使建築物在振動過程中，因喪失整體性或強度不足，或變形過大而破壞;其二，由於水壩倒塌、海嘯、火災、爆炸等次生災害所造成;其三，由於斷層錯動、山崖崩塌、河岸滑坡、地層陷落等地面嚴重變形直接造成。前兩種可以通過工程措施加以防治，而後一種情況，單靠工程措施很難達到預防目的，或者代價昂貴。

2.建築結構抗震能力評估方法

建築結構抗震能力評估方法是高層建築結構分析的核心內容。只有對建築結構抗震能力正確的評估，才能有預見性的研究出合理而科學的建築結構。

2.1彈塑性計量法

目前，彈塑性分析已經成為結構抗震設計的一個重要組成部分。國內外大量地震震害教訓表明，建於強震區的早期結構，具有較高的地震易損傷性。如何評定這些已建結構的抗震效能，並據此進行合理的抗震加固，對最大限度的降低地震震害損失以及保護人民生命財產安全，都具有重要意義。彈塑性分析法主要用於對現有結構或設計方案進行抗側力能力的計算，從而估計其抗震能力，自從基於效能的抗震設計理論提出之後，該方法的應用範圍逐漸擴大到新建建築結構的彈塑性抗震分析。這種方法與傳統的抗震靜力方法區別主要在於它考慮了結構的彈塑性效能並將設計反應譜引入了計算過程和計算結果的解釋。基本原理是：在結構上施加豎向荷載並保持不變，同時施加某種分佈的水平荷載，該水平荷載單調增加，構件逐步屈服，從而得到結構在橫向靜力作用下的彈塑性效能。正因為彈塑性計量法的這種特點，已經在建築結構抗震能力評估領域發揮越來越重要的作用。而其中彈塑性靜力分析作為結構彈塑性變形分析方法之一，以其實用性較強的優點正受到越來越多的關注，已經被列入我國《建築抗震設計規範》。有關建築結構抗震研究

2.2反應譜法

用動力方法計算質點體系地震反應，建立反應譜;再用加速度反應譜計算結構的最大慣性力作為結構的等效地震荷載;然後按靜力方法進行結構計算設計的方法。因此，是一種擬靜力方法。我國抗震規範及高層規範都要求在高層建築中用反應譜方法計算等效地震力，一般有兩種方法：第一種是反應譜底部剪力法：當結構高度小於40m，沿高度方向質量剛度分佈比較均勻，以第一振型為主的高層建築;第二種反應譜振型疊加法：當把結構簡化為平面結構進行分析時，採用平方和的平方根法(srss 方法);當採用空間協同分析或空間分析方法時，考慮空間各振型的相互影響，採用完全二次方程法(cqc 方法)。

3.提高我國建築結構抗震能力的建議

3.1對舊有建築進行加固行動

建成於七十年代前後的建築物，限於當時的具體條件，基本上都沒有或者很少考慮抗震問題，很多房屋現在已經開始出現基礎沉降、牆體裂縫、傾斜、面層剝落等現象或隱患，其中部分建築已影響使用，甚至出現危房。免費論文參考網。鑑於拆舊建新投資費用較大，為了確保人民生命財產的安全，充分利用原有舊房，對不符合抗震要求的進行加固，對部分部位及構件進行修繕，以滿足抗震設防目標，是十分必要的。而通常的方法是將結構隔震、消能減震技術應用到建築物的抗震加固中。這種方法在某些方面具有獨特的優點，它擺脫了常規加固中以構件承載力為主的加固模式，尋求通過減小建築物上地震作用的途徑，使結構及構件滿足承載力要求，從而達到加固目的。我國人口眾多，地震災害頻繁，因此多途徑研究探索既有建築物的抗震改造加固方法，以滿足不同的改造加固要求，對工程結構抗震具有積極的意義。

3.2研究開發更為合理的結構形式

隨著科技日益高速發展，自重輕、跨度大、功能多樣、施工週期短成為現代建築結構的發展方向。免費論文參考網。因而，研製出輕質高強的新型建築材料，研究開發合理的結構形式成為各種新型結構體系應運而生的前提和基礎。

我們可以推薦開合屋蓋結構。這種結構是一種在很短時間內部分或全部屋蓋結構可以移動或開合的結構形式，它使建築物在屋頂開啟和關閉兩個狀態下使用。開合屋蓋是將一個完整的屋蓋結構劃分成幾個可動和固定單元，使可動單元能夠按照一定軌跡移動達到屋蓋開合運轉的目的。根據開合機理，屋蓋體系的開合移動方式可分為：水平移動方式、水平旋轉移動方式、空間移動方式、繞樞軸轉動方式、摺疊移動方式和組合移動方式等。開合屋蓋結構的設計與施工涉及到建築、結構、機械、控制諸多方面的影響和控制，是一種全方位的知識的理解與運用的結晶。開合結構體系運用的好壞與它的造型、功能相關，還與其屋蓋在開啟狀態下的開啟率、天空形狀和亮度，屋蓋關閉後的形狀、運轉和施工難度等許多方面的因素相關。該種結構在屋頂中心設定液壓阻尼器減震，避免了在開合過程中振幅過大導致附屬材料之間的互相碰撞。屋蓋移動的軌道上裝有地震儀，這一裝置保證了該結構在發生地震時的結構安全和正常運轉。雖然現在我國的開合結構還處於起始狀態，但是由於開合結構具有的獨特優越性，我國的建築師和結構工程師們已經開始關注這一新型結構體系。建築結構抗震研究

參考文獻

[1] 王彥興. 框剪結構在地震作用的時程分析[j]. 山西建築，xx, (01) .

[2] 鄭國棟，李校兵. 不同方法對某橋樑抗震分析的影響比較[j]. 公路，xx，(03).

[3] 郭熾斌，尹益輝，朱寶龍. 雙索麵斜拉橋主樑抗震強度的模糊可靠性分析[j]. 青島理工大學學報，xx，(01).