抗震設計論文全文(5篇)

本文作者：崔玉萍、孫瑋澤、董軍、董飛 單位：中交路橋技術有限公司、北京建筑工程學院土木學院

本文擬結合北京地鐵10號線車站的工程背景，引用相關文獻提出的剛度折減理論，探索對結構損傷缺陷的簡化描述；同時基于數值模擬仿真，研究其在不同運營階段的地震動力響應規律。目的是為了揭示地鐵隧道在疲勞損傷積累作用下的抗震動力學機理，并為進一步合理地改進和優化地鐵隧道等地下結構的設計和施工、地下結構抗震設計規范的制定提供一定的參考依據。

初始損傷缺陷的描述與長期累積效應表達

根據相關的試驗及文獻研究，在長期的荷載及環境腐蝕等作用下，結構的劣化過程是由于諸如微裂縫、微孔洞等這樣的初始損傷缺陷隨運營時間的增加在不斷發展，最后導致結構失效。事實上，對于既有地鐵隧道而言，引起結構初始損傷缺陷的因素是多方面的，初始損傷缺陷的定義也是多方面的。例如，可以定義為施工質量方面導致的初始缺陷、工后運營過程中由于沉降導致的初始缺陷以及受鄰近或穿越施工影響帶來的初始缺陷等等。為了保證隧道結構在運營期間的安全，地鐵隧道結構在長期運營動載作用下隨時間的動力響應及初始缺陷的演變機理在不斷得到人們的關注，尤其是初始缺陷長期累積作用下結構的抗震動力學行為。這里不妨采用前人文獻試驗研究，采用剛度折減理論來體現隧道結構襯砌初始缺陷及其在列車不同運營階段的抗震動力特性。

力學模型與計算參數

1工程背景

本文以10號線雙井車站由于列車振動所引起的隧道襯砌結構的動力響應為研究背景。10號線雙井站為地下三層兩跨（局部三跨）島式站臺車站，全長181．0m。車站地下一層為設備層，地下二層為站廳層，地下三層為站臺層。車站南、北兩段為地下三層明挖結構，中間段為地下一層暗挖結構。在圖1中可以看出，北側三層結構與中間暗挖段及中間暗挖段與南側三層結構之間均有寬20mm的變形縫。由于變形縫的存在，因此，構想以變形縫為界，只考慮對雙井站中間暗挖段結構襯砌進行動力響應分析。此舉目的在于，變形縫起著減振的作用，三段結構彼此振動影響不大；建立模型時能使計算單元的數量大大減少，即提高了計算運行速度，又能得到較理想的計算精度。

1抗震設計中的若干問題分析

1.1技術滯后

我國建筑行業相比歐美一些建筑業比較發達的國家起步比較晚，而且在建筑行業起步初期人們只是一味的重視建筑的美觀性，認為只有修建的奢華和富麗堂皇才能彰顯出自己的社會地位和身份象征。只有符合人們審美趨勢的建筑才是好的建筑，就比如蘇州園林和一些南方比較具有代表性的園林等等。因此在這樣的社會背景下一個階段中阻礙了建筑業的發展,局限了建筑業的發展方向。人們對他的牢固性和抗災害性能沒有更高的要求，這也就使得一些建筑師為了迎合大眾的口味，不至于被社會所淘汰而沒有進行創造設計，因此設計的建筑也沒有長足的發展，抵擋不了天災的發生，對人們的生命財產構成了一定的威脅。

1.2沒有處理好建筑設計與抗震設計之間的關系

建筑設計是在建筑施工之前就需要完成的工作,設計圖紙就像一張標注明確的地圖，它會指導人們應該去哪里，如何去哪里。因此建筑設計是十分重要的，一張表美的建筑圖紙就相當于工程量完成了三分之一,將抗震理念融入到這張圖紙中也是對抗震設計提出了更高層次的要求。但是由于目前的技術有限，建筑師還不能很好的將抗震設計融人到建筑設計中去，不能使兩者更好的協作，發揮很好的作用。因此說不能協調建筑設計與抗震設計的關系是抗震設計常見的最根本問題。

1.3缺乏實踐

為了提高建筑的抗震性，一些建筑師盲目的從國外引進先進的經驗和技術,并沒有結合我國建筑構造的自身特點加以創新改造，而是為了講究工作效率，趕進度,生搬硬套地將這些所謂的先進前沿技術強加于一些本不符合的建筑物上，沒有起到應有的抗震作用反而在一定程度上弄巧成拙，破壞了建筑本身的美感，更嚴重的還會使建筑物在地震時產生扭轉建筑物的作用，對人們的生命財產造成更大程度上的傷害。因此建筑師這種急于求成缺乏實踐精神的建造理念，不會對建筑物的抗震性能起到很好的作用。

1建筑設計方案

建筑設計方案是建筑設計的核心，建筑設計方案的初步確定，是建筑設計師根據使用者提出的建筑主要使用功能，結合該功能建筑的特點、建設地點及周邊環境特點等綜合因素考慮而形成的。同時方案設計也受到建設資金、使用方的一些想法等因素制約。現代建筑設計特點并不是一味地追求新奇特，而是讓外部立面設計上更能貼近現代審美要求，使內部空間更適用于現代生活之需要。一個優秀的建筑設計方案是在突出個性特點基礎上，更完善的處理解決各個方面產生的矛盾。

2抗震設計與建筑設計方案

抗震設計與建筑方案雖然在多方面表現是矛盾的，但不是不可協調的。設計師們廣開思路，運用現代科技手段，是可以設計出優秀的建筑作品的。

1）對于建筑外部整體平面布局的設計要求

可將復雜的建筑平面進行分割設計，采用設置變形縫的方法，將其分成若干個規整單元，既能滿足抗震規范要求，也不會破壞平面使用功能和整體造型。對于有些觀點提出的變形縫不好看，影響立面效果，設計師可以通過將該部位兩側主體錯位設計方法，即利用視覺差，弱化人們對變形縫的直觀感覺；對于要徹底消除變形縫影響，則需借助外裝飾構件，可采取外裝飾幕墻等輕質構件對外立面的變形縫進行裝飾處理。抗震設計要求結構主體設置變形縫，并規定相應變形縫寬度，是防止在地震時建筑物間晃動、碰撞造成結構主體的破壞，由于輕質外裝飾構件會在地震時變形破壞，不會對建筑物主體結構產生約束作用。所以，通過輕質外裝飾材料的設置，可以解決由于設置變形縫引來的美觀問題，并且不會影響到結構主體抗震性能。

2）對于住宅類型建筑

一、抗震概念設計重要性

高層建筑抗震設計應當非常重視概念設計，因為高層建筑結構的復雜性，發生地震時動力的不確定性，人們對地震時結構認識的局限性，摸擬地震波的模糊性，材料性能與施工安裝時的變易性等因素，致使計算結果可能和實際相差較大。簡單地依賴數值計算得出的結果不能充分解決現實中的抗震問題，特別是地質特征差異性原因，致使許多國家所制定的抗震規范有很大差距。高層建筑結構概念設計在依據數值計算的基礎上，加入了實踐經驗元素，使得這一設計理念更能滿足區域差別下從事高層建筑結構的設計需求，結構概念設計甚至比分析計算更重要。強調其重要性，目的在于結構工程師在高層建筑設計中應特別重視結構規范及規程中有關結構抗震概念設計的各款規定，在具體工程設計中不能陷入只重視計算結果的誤區。若結構平面或豎向出現嚴重不規則或整體性差，則僅按現有的結構設計計算水平，很難保證結構的抗震性能。

二、抗震概念設計的基本原則及影響因素

完成高層建筑結構設計，要建筑師與工程師的通力配合。結構工程師要統籌全面地考慮工程構件、整體結構及延性。工程師和建筑師要全程協作對結構體系的合理性進行設計。針對地震形態，高層建筑結構抗震概念設計的基本原則及影響結構抗震性能的因素主要包括以下幾方面。一是形狀簡單。簡單的設計形狀使建筑結構明了，在對各構件進行受力情況分析上易于把握，保證了受力數據的精準度。簡單的建筑構造減輕了地震對建筑物的破壞，減少了工程整體的薄弱環節，提高了建筑物的整體抗震能力。二是結構規則。保證建筑結構對稱布局，包括立體剛度對稱和外形對稱，提高建筑抗側力。保證質量對稱，使建筑物能均衡抵御外力，避免重心偏離。三是豎向均勻。這在設計上要優先考慮，在建筑橫隔層的上下結構比例上要嚴控豎向收進尺寸，詳細進行豎向受力分析，避免因分隔層導致的薄弱環節和承重不均、超標。洞口開設應保持規則整齊，增強整體結構的剛度和強度，避免外力突發下剛度突變而導致的結構扭曲。保證剛度和延性，同一層面支柱和其他連接結構剛性要一致，剛度趨于均衡，增加結構延性，使構件更能吸收和發散地震能量。合理設計抗震墻間距，上下連續受力均勻。設置填充墻將墻與柱分開，不影響整體結構的受力狀態，根據需要設置防震縫并保證其質量。四是整體合理。基礎要符合建筑要求，保證基礎的承載能力完全達到剛度強度指標，與上部構件連接可靠。柱體與基礎和隔板到樓蓋的連接上有足夠的剛度和抗力，各部件牢固連接緊密協同，增強豎向和水平的抗震能力。

三、提高抗震構造措施

保證建筑的抗震能力，一是要保證支柱、墻和梁的軸線處于同一平面，合理布局地震外力能量的傳遞吸收途徑，形成構件雙向抗側力體系。二是要設置多道抗震防線，在某一構件損壞吸收部分地震能量后，其他構件仍能起到防線作用。三是增強建筑延性，保證構件能夠有效吸收地震能量，合理布局構件的剛度和強度。四是要按照抗震等級對梁，柱，墻的節點采取相應的抗震構造措施確保高層建筑結構在地震作用下達到三個水準的設防標準。

【摘要】本篇文章主要是對于《建筑抗震設計原理》這一門課程進行教學討論，目的是為了培養符合社會需求的應用型人才。主要是針對《建筑抗震原理》這一門課程進行分析，討論這一門課程在學習中的一些教學困難，并且做出分析，然后闡釋這一門重要的建筑抗震課程的重要性和實際的意義。最后對于課程學習中導致學習效果不好的原因進行綜合的分析，并且結合培養應用型人才的方法和提高學習效率的方法給出了一些課程教學建議課程學習問題一個有效的解答。

【關鍵詞】應用型人才；建筑抗震原理設計；教學探討

《建筑抗震設計原理》這一學科作為高等院校專業的一土木工程門重要課程，有很強的實用性，能幫助學生了解地震的基本原理，理解結構抗震設計的基本方法，掌握房屋建筑關于抗震方面的知識。這門課程綜合性強，要具備很多相關專業知識，如高等數學、線性代數、概率論、結構動力學、混凝土結構、鋼結構、土力學與地基基礎等。在實際的學習當中，這一門重要的專業課學習效果卻不盡人意，經過多年的教學經驗，分析其主要的原因是這一課程知識量大、理論內容難、專業術語較多、難以記憶，如學習地震作用計算時，要用到微分方程的求解、建立運動方程并求解等，這些都是在大二、大三學習的專業知識，部分學生對這些內容已經遺忘，這讓學生上課感到課程難度較大、聽不懂，影響學生的學習熱情；課程里包括多高層混凝土房屋的抗震設計、鋼結構的抗震設計、砌體結構的抗震設計，這些章節有很多直接引用規范的條文，內容較為枯燥，喪失對本課程的學習興趣；還有就是由于課程課時有限，但內容較多，導致講授了理論知識，沒有足夠時間講述實踐運用，也影響了本門課程的教學效果。如何讓學生學好《建筑抗震設計原理》的相關知識，在有限的學時中提高知識的吸收效率，提高學生實際運用的能力，培養符合社會發展需要的應用型人才，是我們需要探討的。

一、《建筑抗震設計原理》的重要性

1.地震的破壞

地震又被稱為地動或地震動，是自然界的一種地殼運動，在產生期間會產生一種地震波，屬于一種自然現象。其產生的原因主要是板塊的相互碰撞和擠壓。每年大約產生500多萬次地震，其中讓人有感知的不多，會造成傷害的約有十幾次，能夠造成嚴重傷害的平均一年有一兩次。目前人類所掌握的技術無法對于地震這一自然現象進行預測。而地震造成的傷害異常慘痛的，地震發生時強大的地震波會導致房屋倒塌，公路毀壞的建筑破壞；并且對于人員的傷亡更是慘重所造成的經濟損失更是難以計算。地震發生所導致的一系列災后重建問題也是需要大量的時間和金錢去解決的。所以對于地震提前做好防范準備，提高建筑的抗震能力無疑是最好的選擇。

2.抗震設計的重要性