土木工程毕业论文110427165

1、对建筑抗震设计概念的认识目 录前 言31、建筑抗震设计思想42、建筑地震灾害及启示62.1房屋建筑地震破坏的直接原因62.2 历次地震房屋建筑震害概况62.3 房屋建筑地震震害经验与启示172.3.1 场地地基方面172.3.2房屋体形方面182.3.3结构体系方面182.3.4刚度分布方面192.3.5构件形式方面192.3.6非结构方面203、工程场址的合理选择213.1 选择有利地段213.2避开危险地段213.3慎重对待不利地段214、建筑和结构布置原则234.1建筑不规则布置与震害234.1.1平面形状234.1.2竖向体型244.1.3房屋高度与高宽比244.1.4毗领建筑244.

2、2结构不合理布置与震害255、抗震结构体系的优化配置275.1多道抗震防线275.2足够的侧向刚度275.3足够的冗余度285.4良好的结构屈服机制285.5构件设计准则296、妥善处理非结构构件31结 束 语33参考文献34前 言当一位结构工程师面临一项工程结构的抗震设计任务时，首先要把握的基本原则是什么呢？结构抗震设计与结构抗御其它荷载的设计有什么区别，这是我们关心的问题，是结构抗震设计的重要问题，也是我们必须要搞清楚的最基本问题。一些结构工程师对抗震设计概念模糊。关键词：抗震概念设计 1、建筑抗震设计思想众所周知，当我们设计一般的结构时，往往要求结构在规定荷载作用下处于或基本处于弹性工作

3、阶段，结构设计要有足够的强度，保证安全，又要有足够的刚度，保证结构的变形在使用证可范围之内。例如，我们设计楼板或大梁时，在竖向恒载及活载作用下，除了必须满足强度要求外，其挠度变形也必须控制在许可范围之内，从而使之在使用功能上和外观上均能满足要求。又如，在设计高耸结构时，设计者将会考虑在大风作用下结构依然保持弹性状态。总之，结构抗御一般的荷载作用时，设计得必须遵循的基本原则是使结构在预期荷载作用下保持在或基本保持在弹性工作状态，结构内力的分析与设计一般采用弹性分析方法。在实际工作中，按照这样原则设计出来的结构，如果没有遇到特别的情况，在预期的荷载作用下，极少出现严重破坏、过度变形等不正常状态。而

4、地震作用则不同，由于地震本身的随机性很强，在某一地区，在某一基准期内，可能出现的最大地震动是一个随机变量，事先无法预知。相对于上述荷载，地震动的影响次数少，作用时间短，各次地震的强度差异很大。若要求在各种强度地震动下，结构仍然保持弹性状态是很不经济的，甚至是不可能的。因此，结构的抗震设计与结构抗御其它荷载作用的设计是不同的，对于结构工程师而言，在进行工程抗震设计时，必须要清楚地震作用有别于其他荷载的特殊情况，进而准确理解与把握符合这一特殊情况的结构设计基本原则，即结构抗震设计思想。2、建筑地震灾害及启示21房屋建筑地震破坏的直接原因根据以往地震经验概括起来，地震期间导致建筑破坏的直接原因，可分

5、为以下三种情况：（1）地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂缝或错位等地面变形，对其上部 建筑物的有直接危害。（2）地震引起的砂土液化，软土震陷等地基失效，对上面建筑物所造成的破坏。（3）建筑物在地面运动激发下产生剧烈震动过程中，因结构强度不足，过大变形，连接破坏，构件失稳或整体倾覆而破坏。2.2 历次地震房屋建筑震害概况房屋建筑的破坏状况和破坏程度，一方面取决于地震动的特性，另一主面还取决于结构自身的力学特性。地震动特性受着发震机制、震源深度、震级、震中距、地形、场地等多种条件的影响；结构力学特性又受着建筑的平面布置、体形、结构材料、抗侧力体系、刚度分布等多种因素的制约。所以，每一次地震，不同类

6、型建筑的破坏程度都存在着较大的差异，建筑的破坏状况也各具特点。这些不同地震经验的逐步积累，将有助于加深对房屋建筑地震作用和破坏机理的全面认识。以下将简要介绍自1906年美国旧金山地震以来较有代表性的一些大地震中，房屋建筑的震害情况和经验教训，以使从中吸取正反两方面经验，改进我们的设计与施工。（1）美国1906年4月18日旧金山地震，8.3级，震中烈度10度。当时还没有钢筋混凝土建，这次地震突出的经验教训是因房屋倒塌，引起了火灾，自来水管道破坏，消防系统失灵，从此在地震区开始推广钢筋混凝土结构。（2）1957年10月28日，在墨西哥城的南部发生7.6级地震。地震时，该市55栋8层上的建筑中，11

7、座钢筋混凝土框架遭到破坏。其特点是5层以上的建筑震害比较大，未与骨架紧密联系的填充墙、隔墙明显裂缝。而钢筋混凝土框架裂缝与相邻建筑物的碰撞有很大关系。可以看到按现代抗震概念设计建造的高层建筑震害比较小，这有力地证实了建筑物抗震设计的重要性。在基础构造方面，作为打到坚硬地基上的钢筋混凝土桩，顶部面有拉梁连接时几乎没有破坏，而其他木桩基础和混凝土基础等的建筑物破坏较大。（3）1960年5月2日，智利发生大地震，这次地震的经验教育是： 钢筋混凝土剪力墙的抗震性能经受了考验，说明只要设计和施工，就能有效地抵抗地震力。 人形和t形平面的建筑物，会发生扭转造成破坏。 局部应力集中，全导致破坏。 不同类型的

8、场地土对上部结构有不同的反应，因此对高层建筑应充分考虑下部土的卓越周期问题。（4）1963年南斯拉夫斯科普里市发生地震，震级6级，震中烈度8-9度，震源深度5-10km，震中区范围30km2。这次地震震级虽不高，但破坏却较重。地震是冲击性的，持续时间极短，但最大加速度达0.3g。据说有三次震动，二次水平，一次垂直。在强烈震动之后，连续发生多次余震。此次地震证明，纯框架结构，当底层砌有作为围护结构的砖实心墙时震害较轻；底层完全敞开的震害较重，框架柱上下两端发生转动，造成混凝土压碎和柱子的永久性倾斜。框架剪刀墙结构普遍破坏较轻，只是在剪刀墙中由于配筋不足，施工质量不佳和材料强度不够而出现了裂缝。该

9、市地震表明：首先是设计底层为柔性房屋时必须采取慎重措施，以保证整个房屋的安全，否则造成的倾斜或破坏将是很难修复的，其次是要注意设计足够宽度的防震缝，以避免相邻建筑的互相碰撞。（5）1968年日本十胜冲地震，震害调查分析此次地震造成建筑物损害的主要原因有：柱子抗剪强度和韧性不足，经受不了地震时地震反复循环的变形。角柱的损坏，说明对角柱的设计应注意两个方向地震力。（包括轴力）的应力组合，特别是上层有抗震墙的下层柱，更应重视。由于填充墙，楼梯间等刚度较大的部分布置不均匀，或构件内力的偏心，地震时，常常发生扭转损坏。梁柱节点连接处损坏。伸缩缝碰撞破坏。楼梯间倒塌。施工质量混凝土灌注和配筋不适应，不符合

10、设计要求而造成破坏。地基不均匀沉陷。（6）1972年12月23日尼加拉瓜马那瓜地震，是一个中等强度的地震，仅6.5级，但是它的破坏是空前的，70%以上的房屋倒塌。这次地震得到的经验是：设计时应使建筑物的刚度不要偏心。因为刚复核心将导致结构构件的预期（原设计）内力发生改为。进而导致部分构件及整个结构的破坏。 当建筑物两个方向强度不一致时，必须在薄弱方向上争取足够措施以消耗地震能量。 抗弯框架的设计要求，应引申到对框架所有构件提出相应的要求。 三角形拱支撑或填充墙采用了砖墙时，柱子的受荷形式将发生改变，因此，在设计中必须予以充分考虑。 结构消耗地震能量的能力和结构的动力性能，直接决定着建筑物的抗震

11、安生性。 工艺厂房中，采用轻质，高强和具有较好延伸性的结构，能使震害大大减轻。 壳体结构应加强边缘构件的抗侧力强度和刚度。（7）1976年7月28日凌晨，中国唐山发生7.8地震，震源深度12-16km，震中烈度11度。这次地震发生在人口稠密、工矿企业集中的城市，发震时间正值人们沉睡的时候，加之震前唐山属于不设防的6度区，绝大多数建筑物没有进行抗震设防，因而，地震造成的损失和破坏极其严重。位于震中的唐山市路南区建筑荡然无存，成了一片废墟，路北区绝大多数建筑塌毁，仅少数幸存，受波及的天津、北京也有大量建筑受到不同程度的破坏。唐山地震中砖混房屋破坏严重，在10、11度区，90%以上的砖混房屋倒塌或严

12、重破坏，一些建筑群或临待建筑成片倒塌，未倒的破坏也相当严重，不能继续使用。多数钢筋混凝土框架结构房屋未进行抗震设防，地震中，这类房屋的楼板与次梁震害较轻，框架柱、主梁和砖填充墙震害较重，尤以柱端和梁柱节点震害最为严重。这次地震的经验教训是： 重视地基基础的抗震措施，地震时，由于砂土液化，喷砂，冒水，地基局部不均匀下沉，地裂缝通过房屋地基等，都可能产生上部结构倒塌，错动或严重开裂等灾害。 房屋、平、立面布置应简单合理，震害调查分析表明建筑体型复杂，平、立面布置不合理，将建筑局部震害加重，甚至倒塌。 多层砖房设置圈梁，加强内外墙的拉结，是保证房屋整体性的有效措施之一。 房屋的转角部位受力复杂，在8

13、度及8度以上裂度区转角区处墙体就会出现不同程度的破坏，轻者裂缝重者局部倒塌。 结构变形伸缩缝或沉降缝来按抗震缝要求设置或抗震缝宽度不足，地震时缝两侧建筑物相应碰撞而破坏。 屋顶局部突出部位，特别是体型细长的搭楼，地震时由于鞭梢效立破坏严重。 基本裂度6度区，要考虑抗震设防。 建筑抗震设计目标要考虑建筑物在罕遇的强烈地震作用时，不至于倒塌伤人。（8）1994年1月17日，美国北岭地震，此次地震造成震中30公里范围内高速公路，高层建筑或毁坏或倒塌，煤气、自来水管爆裂，电信中断，火灾四起，虽然死亡人数只有57人，但财产损失高达200多亿美元，这一现象引起了地震工程界对单一设防目标的反思与探索。（9）

14、1995年1月17日，日本兵库县南部发生了7.2级城市直下型地震，震源深度17km，震前，人们普遍认为日本在预防和抗御自然灾害方面处于世界各国前面，然而阪神大地震的破坏（5438人死亡，直接经济损失约1000亿美元）引起了日本全国上下和世界的震动，这次震害向现有抗震设计理论和方法提出了新的挑战。提出了软土地基的抗震，竖向地震功影响以及抗震验算模型等一系列约有待研究的课题。（10）1999年9月21日台湾等地震，这次地震建筑震害的主要原因和经验教训有： 实际地震强度大于设计地震地面运动。 要特别重视建筑场址的选择。集集地震中由于场地原因导致了大量建筑物破坏，先是断层效应，其次是地基液化。第三是盆

15、地效应。 要特别重视抗震，概念设计，集集地震中倒塌破坏的建筑中，有相当一部分是由于抗震概念设计存在明显缺陷造成的。比如建筑结构体系不合理，平立面不规则，竖向刚度，强度不均匀，结构整体冗余度不足等。 施工质量及日常使用管理时建筑性能的影响不可忽略，在震后调查中发现，存在不按图施工或施工质量不满足要求的情况，同时，还发现在使用过程中有擅自拆墙，破坏梁、柱，改变结构体系，以及违法。违规，进行不当的增层，扩建等情况。（11）2003年5月21日，在阿尔及利亚北部的布迈德斯省镇发生了里氏6.8级的强烈地震，震中位于阿尔及利严布迈德斯省的镇东北10km（东经3.78北纬36.89）的地中海底。震源深度约为

16、10km。此次地震波及首都阿可及尔及其以东约50-100km各省，形成了长达140km、50km宽的严重破坏区。这次地震的特点是震级较大、震源浅和烈度高，震中烈度达到10度。地震造成2278人死亡，直接经济损失50亿美元以上，布万德斯等重灾区约有10%房屋完全倒塌，中等和严重破坏的约30%。这次强地震引起的2m多高巨浪导致西班牙沿海地区150多条渔船受损。地震使得阿尔及利亚基础设施遭到严重破坏，部分国际通信瘫痪，国内联络不畅，灾区一度停水、停电。此次地震的经验教训：应将城镇中私人建房纳入审批管理程序。根据震区现场调研和政府所作的震损调查结果示，在521地震中私人建房损失很大，虽然私人建房绝大部

17、分为框架结构，但由于结构不合理，以及施工质量存在诸多问题，使大量私人房屋无法抵御这次强烈地震。除了建筑技术方面的原因外，根本原因是政府部门未能对该类房屋的结构设计与施工实施严格审查，现有法律没有将私人建房的结构设计纳入政府部门的审查程序。注意加强工程地质勘察工作。由于阿尔及利严没有城市规划工程地质勘察技术的标准和规范，在进行城市规划设计时，普遍缺少工程地质勘察方面的详细基础资料，特别是对工程有特殊意义的地质单元的空间分布情况不能确定位，如活动断裂带、滑坡、软弱夹层、塌陷、地震液化区等。因此在城市规划工作中，新区选址和生命线工程的布局规划上都比较盲目，此次地震有几个震害异常区域可能与活断层有关。

18、注意结构的构造措施。震后调查发生，阿尔及利亚的抗震规范对抗震构造措施重视不够，不少震害均是一些已被地震考验理错误的构造方法而造成的。如：空心砖填充墙不拉结、框架柱柱顶留施工缝、框架节点区无箍筋、梁柱端箍筋不加密等。（12）2008年5月12，在我国四川省发生了里氏8.0级特大地震。震中位于四川省汶川县的映秀镇（东经103.4，北纬31.0），震中烈度达11度。此次地震发生在四川龙门山逆冲推覆构造带上，是龙门山逆冲推覆体向东南方面推挤并伴随顺时针剪切共同作用的结果。地震破裂面南段以逆冲为主兼具右旋走滑分量，北段以右旋走滑为主兼具逆冲分量，该破裂面从震中汶川县开始破裂，并且破裂以3.1km每秒的平

19、均速度向北偏东49方向传播，破裂长度约300km，破裂过程总持续时间近120s，地震的主要能量于前80s内释放，最大错运量达9m，震源深度约为10.0km。矩震级7.9，面波震级8.0。此次地震不仅在震中区附近造成灾难性的破坏，而且在四川省和邻近省市大范围造成破坏，其影响更是波及全国约大部分地区乃至境外，是1949年以来大陆地区发生的破坏性最为严重的地震。汶川地震发生在多山的西部地区，引起了大量的山体滑坡和泥石流。巨型山体滑塌，冲毁了许多城镇和村庄，大量的人员和房屋一起被埋没。初步总结汶川地震建筑震害的经验教训，有以下几点启示。20世纪80年代以来我国颁布执行的抗震设计规范经受了大震的考验，有

20、效地保证了人民的生命财产安全。汶川地震表明：除了危险地段山体滑坡造成的灾害外，总体上城镇倒塌和严重破坏需要拆除的房屋约10%，凡是严格按照89抗震规范或2001抗震规范的规定进行设计、施工和使用的各在房屋建筑，在遭遇到比当时设防烈度高一度的地震作用下均经受了考验，没有出现倒塌破坏，有效地保护了人民的生命安全，这个经验应充分肯定。 重视抗震概念设计和构造措施。现场调查表明，此次地震灾区破坏的房屋多数是由于抗震概念设计和构造措施方面存在的缺陷造成的。例如：平面布局不规则、抗侧力构件竖向不连续、强梁弱柱、结构整体没有二道防线、砖混结构不设圈梁和构造柱、预制空心楼板端部无连接、出屋面女儿墙无构造柱和压

21、顶梁、填充墙与主体结构拉接不足、抗震缝处置不合理、对局部突出屋面的楼电梯间等小结构的鞭梢效应考虑不足，未进行局部加强设计等。因此，对于灾后重建，一定要重视概念设计和构造措施，从概念上去把握结构的整体抗震能力。 将村镇私人建房纳入审批管理程序。现场震损房屋调查结果晃示，地震中私人建房损失很大，由于选址不当，结构设计不合理，施工质量不良等原因导致了大量震害。除了建筑技术方面的原因外，另一重要原因是，该类房屋的规划设计与施工游离于政府主管部门的管辖范围之处，现有法律没有将私人建房的设计与施工纳入政府主管部门的审查程序。 要特别加强对未成年人在地震突发事件中的保护。汶川地震中，虽然倒塌的学校建筑的比例

22、略低于其他房屋，但伤亡人数的比例明显大于其他房屋。因此，要特别注意在发生地震灾害时加强对未成年人的保护。另外，学校建筑应按抗震规范概念设计的要求，采用体系合理、具有多道抗震防线、楼屋盖整体性强的结构，确保建筑的抗震安全性。 重视场地的工程抗震措施。西部地区的建设用地主要位于山区，地形复杂，农村很多建筑依山而建，城市中有很多徒坡和挡土墙，潜在的地质灾害主要有山体滑坡、泥石流和洪灾等。因此，对于灾后重建，加强建筑工程场地的选址工作，选择有利于地段，避开危险地段是十分必要的；对于无法避让的抗震不利地段，应采取有效的工程场地抗震措施进行排除。2.3 房屋建筑地震震害经验与启示上一节简要回顾了1906年

23、洛衫叽地震以来，国内外一些主要地震中建筑物破坏的情况。尽管每一次地震建筑物的破坏各有特点，但其中仍然不乏一些共性的。规律性的情况，而这些共性的，规律性的东西对今后进行工程抗震设计无疑具有重要的参考价值和指导作用。下面将就历次地震中建筑的破坏情况加以综合总结，将其中有规律性的震害归纳如下：2.3.1 场地地基方面断层错动、滑坡、地陷等地面变形对建筑物的破坏非常严重，工程场地选址时要注意避开抗震危险地段。 砂土液化引起地基不均匀沉陷，导致上部结构破坏或整体倾斜。 在具有深厚软弱的冲积土层的场地上，高层建筑的破坏率显著增高。 当建筑的基本周期与场地卓越周期相近时，破坏程度将因共振效应而加重。2.3.

24、2房屋体形方面 平面复杂的房屋，如l形，y形等，破坏率显著增高。 有大底盘的高层建筑，裙房顶面与主楼相接处楼板面积突然减小的楼层，破坏程度加重。 房屋高度比值较大且上面各层刚度很大的高层建筑，底层框架柱因地震倾覆力矩引起的巨大压力而发生剪压破坏。 相邻结构或毗邻邦建筑，因相互间的缝隙宽度不够而发生碰撞破坏。2.3.3 结构体系方面相对于框架体系而言，采用框-墙体系的房屋，破坏程度较轻，特别有利于保护填充墙和建筑装修免遭破坏。采用“框架结构+填充墙”体系的房屋，在钢筋混凝土框架平面内嵌砌砖填充墙时，柱上端易发生剪切破坏；外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切破坏。采用钢筋混凝土板柱体

25、系的房屋，或因楼板冲切破坏，或因楼层侧移过大，柱顶、柱脚破坏，各层楼板坠落，重叠在地面。采用“底部纯框架+上部砌体结构”体系的房屋，相对柔弱的底层，破坏程度十分严重；采用“框架结构+填充墙”体系的房屋，当底层为开敞式的纯框架，底层同样遭到严重破坏。采用单跨框架结构体系的房屋，因结构整体冗余度较少，强震作用下易发生整体倒塌。2.3.4刚度分布方面采用l形、三角形等不对称平面的建筑，地震时因发生扭转振动而使震害加重。矩形平面建筑，电梯间竖筒等抗侧力构件的布置存在偏心时，同样因发生扭转振动而使震害加重。2.3.5构件形式方面钢筋混凝土多肢剪刀墙的窗下墙（连梁）常发生斜向裂缝或交叉裂缝。在框架结构中，

26、绝大多数情况下，柱的破坏程度重于梁和板。钢筋混凝土框架，如在同一楼层中出现长、短柱并用的情况，短柱破坏严重。配置螺旋箍的钢筋混凝土柱，当层间位移角达到很大数值时核心混凝土仍保持完好，柱仍具有较大的竖向承载能力；形成对照的是，配置方形箍的钢筋混凝土柱，箍筋崩开，核心混凝土破碎脱落。2.3.6非结构方面刚度较大的砖砌体填充平面布置不合理，易导致建筑平面刚度分布不均匀发生扭转破坏；竖向布置不合理易导致建筑竖向刚度突变，产生薄弱楼层破坏；局部布置不合理；容易使框架柱形成短柱，产生剪切破坏。附着于楼层面的机电设备、女儿墙等非结构，地震时易倒塌或脱落伤人，设计时应采取与主体结构可靠的连接与锚固措施。3、工

27、程场址的合理选择对于从事工程抗震设计的注册结构工程师在注册建筑师来说，选择工程场地时应着重注意把握好以下几个基本原则：3.1 选择有利地段对建筑抗震有利的地段，主要指稳定的基岩，坚硬土，开阔、平坦，密度均匀的中硬土等。从事工程抗震设计时，应优先选择工程建筑抗震有利的地段作为建筑场址。3.2避开危险地段对建筑抗震危险的地段主要是指地震时可能发生滑坡，崩塌，地陷泥石流等以及发震断裂带土，可能发生地表错位的部位。3.3慎重对待不利地段所谓对建筑抗震不利的地段，地形而言，一般是指条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，山梁的顶部，高差较大的台地边缘，非岩质的陡坡，河岸和边缘，就土质而言，一般是指软弱土易液化上

28、，故河道，疏松的断层破碎带，暗埋的塘滨沟谷和半填半挖地基等平面分布上成因，岩性，状态明显不均匀的土层。4、建筑和结构布置原则一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置.建筑布局简单合理,结构布置符合抗震原则,就从根本上保证房屋具有良好的耐震性能.反之,建筑布局奇特、复杂，结构布局存在薄弱环节，即使进行精细的地震反应分析，在构造上采取补强措施，也不一定能达到减轻震害的预期目的。国内外历次地震建筑震害也表明，凡是房屋体形不规则，平面上凸出凹进，立面上高低错浇，破坏程度均比较严重；房屋体形简单整齐的震害都比较轻。因此，对于注册建筑师和注册结构工程师业说，地震设防区进行建筑工程设计时，应优先

29、采用简单、均匀、规则、对称的建筑结构方案。41建筑不规则布置与震害4.1.1平面形状从有利于建筑抗震的角度出发，地震区的房屋建筑平面形状应以方形矩形、圆形为好，正六边形、正八边形、椭圆形、扇形次之，l形、t形、十字形、u形、h形、y形平面较差。4.1.2竖向体型一般来说，地震区建筑的竖向体型变化要均匀，宜优先采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何形状，尽量避免过大的外挑和内收。因为立面形状的突然变化，必须带来质量和抗推刚度的剧烈变化，该突变部位就会因剧烈振动或塑性变形集中效应而加重破坏。4.1.3房屋高度与高宽比一般而言，房屋愈高，所受到的地震力和倾覆力矩愈大，破坏的可能性也就愈大。而抗震设计

30、中，房屋的高度比是一个比房屋高度更需慎重考虑的问题。因为建筑的高宽比值愈大，即建筑愈瘦高，地震作用下的侧移愈大，地震引起的倾覆人用愈严重。巨大的倾覆力矩在柱中和基础中所引起的压力和拉力比较难于处理。4.1.4毗邻建筑在国内外历次地震中，曾一再发生相邻建筑物碰撞的事例。究其原因，主要是相邻建筑物之间或一座建筑物相邻单元之间的缝隙，不符合防震缝的要求。或是未考虑抗震，或是构造不当，或是对地震时的实际位移估计不足，防震缝宽度偏小。42结构不合理布置与震害对称结构在地面平动作用下，一般仅发生平移振动，各构件的侧移量相等，水平地震力按构件刚度分配，因而各构件受力比较均匀。而非对称结构，由于刚心偏在一边质

31、心与刚心不重合，即使在地面平动作用下，也会激起扭转振动。其结果是，远离刚心的刚度较小的构件，由于侧移量加大很多，所分担的水平地震剪刀也显著增大，很容易因超出允许抗力和变形极限而发生严重破坏，甚至导致整个结构因一侧构件失效而倒塌。1978年日本的地震中，一幢楼房因底层结构不对称而遇到严重破坏。该楼房底层未砌山墙的一端，框架远离刚心，地震时，该框架因扭转引起的过大层间侧移而折断。1985年墨西哥地震中，也有一些房屋建筑因发生扭转而破坏。一幢楼房，两面临街，全部为大玻璃窗；背街的两面，框架内用砖墙填实，刚度增大很多，造成结构偏心，地震时发生扭转而破坏。美国阿拉斯加地震中，5层框架剪力墙结构的大楼，由

32、于剪力墙的布置不对称，因结构偏心而发生扭转，大块预制板坠落，部分梁柱折断，楼层局部倒塌。1972年尼加拉瓜的马那瓜地震，位于市中心的两幢相邻高屋建筑的震害对比，有力地说明结构偏心会带来多么大的危害。15层的中央银行，有一层地下室，采用框架体系，两个钢筋混凝土电梯井和两个楼梯间均集中布置在平面右端，同时，右端山墙还砌有填充墙，造成很大偏心。地震时的强烈扭转振动，造成较严重的破坏，一些框架节点损坏，个别住子屈服，围护墙等非结构部件破坏严重，修复费用高达房屋原造价的80%。另一幢是18层的美洲银行，有两层地下室，采用对称布置的钢筋混凝土芯筒。地震后，仅3-17层加梁上有细微裂缝，几乎没有其他非结构部

33、件的损坏。在国内，天津754厂11号车间，为高25.3m的5层钢筋混凝土框架体系，全长109m，房屋两端的楼梯间采用490mm厚的砖承重墙，刚度很大；房屋长度的中央设双柱伸缩缝，将房屋分成两个独立区段。就一个独立区段而言，因为伸缩缝处是开口的，无填充砖隔墙，结构偏心很大。1976年唐山地震时，由于强烈扭转振动导致2层有11根中柱严重破坏，柱身出现很宽的x形裂缝。因此，结构平面布置是，应特别注意具有很大抗侧刚度的钢筋混凝土墙体和钢筋混凝土芯筒位置，力求在平面上要居中和对称。此外，抗震墙宜沿房屋周边布置，以使结构具有较强的抗扭刚度和较强的抗倾覆能力。除结构平面布置要合理外，结构沿竖向的布置宜等强。

34、结构抗震性能的好坏，除取决于总的承载能力、变形和耗能能力外，避免局部的抗震薄弱部位是十分重要的。5、抗震结构体系的优化配置5.1多道抗震防线设置合理的多道防线，是提高建筑抗震能力、减轻地震破坏的必要手段。多道防线的设置，原则上应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙或者选用轴压比较小的抗震墙、实墙筒体等构件作为第一道抗震防线，一般情况下，不宜采用轴压比较大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。例如，在框架抗震墙体系中，延性的抗震墙是第一道防线，令其承担全部地震力，延性框架是第二道防线，要承担墙体开裂后转移到框架的部分地震剪力。对于单层工业厂房，柱间支撑是第一道抗震防线，承担了厂房纵向的

35、大部分地震力，未设支撑的开间柱则承担因支撑损坏而转移的地震力。5.2 足够的侧向刚度自1906年洛杉矶地震以来，国内外的建筑地震震害经验（如前所述）表明，对于一般性的高层建筑，还是刚比柔好。采用刚性结构方案的高层建筑，不仅主体结构破坏轻，而且由于地震时结构变形小，隔墙，围护墙等非结构构年受到保护，破坏也较轻。而采用柔性结构方案的高层建筑，由于地震时产生较大的层间位移，不但主体结构破坏严重，非结构构件也大量破坏，经济损失惨重，甚至危及人身安全。所以，层数较多的高层建筑，不宜采用刚度较小的框架体系，而应采用刚度较大的框架抗震墙体系、框架支撑体系或向中筒体系等抗侧力体系。5.3 足够的冗余度对于建筑

36、抗震设计来说，防止倒塌是我们的最低目标，也是最重要和必须要得到保证的要求。因为只要房屋不倒塌，破坏无论多么严重也不会造成大量的人员伤亡。而建筑的倒塌往往都是结构构件破坏后致使结构体系变为机动体系的结果，因此，结构的冗余度越多，进入倒塌的过程就越长。5.4良好的结构屈服机制一个良好的结构屈服机构，其特征是结构在其杆件出现塑性铰后，竖向承载能力基本保持稳定，同时，可以持续变形而不倒塌，进而最大限度地吸收和耗散地震能量。因此，一个良好的结构屈服机构应满足下列条件：结构的塑性发展从次要构件开始，或从主要构件的次要杆件（部位）开始，最后才在主要构件上出现塑性铰，从而形成多道防线。结构中所形成的塑性铰的数

37、量多，塑性变形发展的过程长。构件中塑性铰的塑性转动量大，结构的塑性变形最大。一般而言，结构的屈服机制可分为两个基本类型，即楼层屈服机制和总体屈服机制，所谓楼层屈服机制，指的是结构在侧向荷载作用下，竖向杆件先于水平杆件屈服，导致一楼层或某几个楼层发生侧向整体屈服。可能发生此种屈服机制的结构有弱柱框架结构。强连梁剪力墙结构等。所谓总体屈服机制，指的是结构在侧向荷载作用下，全部水平杆件先于竖向杆件屈服，然后才是竖向杆件的屈服。可能发生此种屈服机制的结构有强柱框架结构，弱连梁剪刀墙结构等。5.5构件设计准则从国内外多次地震中建筑物破坏和倒塌的过程认识到，建筑物在地震时要免于倒塌和严重破坏，结构中杆件发

38、生强度屈服的顺序应该符合下列条件：杆先于节：梁先于柱；弯先于剪；拉先于压。就是说，一幢建筑遭遇地震时，其抗侧力体系中的构件于柱的屈服；而且梁和柱又是弯曲屈服在前，剪切屈服在后；杆件截面产生塑性铰的过程，则是受拉屈服在前，受压破坏在后。这样，构件发生变形时，均具有较好的延性，而不是混凝土被压碎的脆性破坏。即各环节的变形中，塑性变形成分远大于弹性变形成分。那么，这幢建筑就具有较高的耐震性能，遭遇等于或高于设防烈度不超过1度的地震时，建筑不会发生严重破坏；遭遇高于设防烈度1度的地震时，建筑不至于倒塌。为使抗侧力构件的破坏状态和过程能够符合上述准则，进行构件设计时，需要遵循以下设计准则：强节弹杆；强柱

39、弱梁（强竖弱平）；强剪弱弯；强压弱拉。6、妥善处理非结构构件非结构构件，一般不属于主体结构的一部分，非承重结构构件在抗震设计时往往容易被忽略，但从震害调查来看，非结构构件处理不好往往在地震时倒塌伤人，砸坏设备财产，破坏主体结构，特别是现代建筑、装修造价占总投资的比例很大。因此，非结构构件的抗震问题应该引起重视。非结构构件一般包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备。第一类是附属构件，如女儿墙、厂房高低跨封墙、雨篷等。这类构件的抗震问题是防止倒塌，采取的抗震措施是加强非结构构件本身的整体性，并与主体结构加强锚固连接。第二类是装饰物，如建筑贴面、装饰、顶棚和悬吊重物等。这类构件的抗震问题是防止脱落和装

40、饰的破坏，采取的抗震措施是同主体结构可靠连接。对重要的贴面和装饰，也可采用柔性连接，即使主体结构在地震作用下有较大变形，也不致影响到贴面和装饰的损坏。第三类是非结构的墙体，如围护墙、内隔墙、框架填充墙等，根据材料的不同和同主体结构的连接条件，它们可能对结构产生不同程度的影响，如：减小主体结构的自振周期，增大结构的地震作用。改变主体结构的侧向刚度分布，从而改变地震作用在各结构构件之间的内力分布状态。处理不好，反而引起主体结构的破坏，如局部高度的填充墙形成短柱，地震时发生柱的危性破坏。第四类是建筑附属机电设备及支架等，这些设备通过支架与建筑物连接，因此，设备的支架应有足够的刚度和强度，与建筑物应有

41、可靠的连接和锚固，并应使设备在遭遇设防烈度的地震影响后能迅速恢复运行。建筑附属机电设备的设置部位要适当，支架设计时要防止设备系统和建筑结构发生谐振现象。对非结构构件的抗震对策，可根据不同情况区别对待：做好细部构造，让非结构构件成为抗震结构的一部分，在计算分析时，充分考虑非结构构件的质量、刚度、强度和变形能力。与上述相反，在构造做法上防止非结构构件参与工作，抗震计算时只考虑其质量，不考虑其强度和刚度。防止非结构构件在地震作用下出平面倒塌。对装饰要求高的建筑选用适合的抗震结构型式，主体结构要具有足够的刚度，以减小主体结构的变形量，使之符合规范要求，避免装饰破坏。加强建筑附属机电设备支架与主体结构的

42、连接与锚固，尽量避免发生次生灾害。结束语当今，抗震科学尚处于较低水平，试验手段和技术还不能确切模拟地震对建筑的破坏作用，因而，地震区建筑物的破坏状况便成为探索地震破坏作用和结构震害机理最直接和最全面的大型结构试验。因此，有必要在充分吸取历史地震经验和教训的基础上，结合现代技术，在基本理论、计算方法和构造措施等多方面，研究改进建筑的抗震设计技术，进一步提高房屋建筑的抗震可靠度。建筑物在强烈地震作用下，建筑物的破坏机理和过程是十分复杂的，要进行精确的抗震计算是困难的，在总结大量的震灾害经验的基础上，提出了概念设计并认为它是结构抗震设计的首要问题，比计算设计更为重要，对设计人员来说，掌握概念设计有助

43、于明确抗震设计思想，灵活，恰当地运用抗震设计原则，不致陷入盲目的计算工作，从而比较合理地进行抗震设计。一定要重视概念设计和构造措施，从概念上去把握结构的整体抗震能力。参考文献1建筑抗震设计规范gb50011-2001. 北京：中国建筑工业出版社，2008。2国家基本建设委员会建筑科学研究院工业与民用建筑抗震设计规范tj11-74.北京：中国建筑工业出版社，1974。3工业与民用建筑抗震设计规范tj11-78.北京：中国建筑工业出版社，1979。4建筑抗震设计规范gbj11-89.北京：中国建筑工业出版社，1990。5工程抗震术语标准jgj/t97-95.北京：中国建筑工业出版社，1996。6国

44、家标准建筑抗震设计规范管理组建筑工程抗震设防分类标准和建筑抗震设计规范2008年修订统一培训教材.北京：中国建筑工业出版社，2009。7王亚勇、戴国莹.建筑抗震设计规范疑问解答.北京：中国建筑工业出版社。20068龚思礼、建筑抗震设计手册.北京：中国建筑工业出版社,1994。9高孟潭,韩炜.抗震设计中的大,中,小地震的确定. 地震工程研究文集. 北京:地震出版社,1992.10高小旺,鲍霭斌,抗震设防标准及各类建筑物抗震设计中“小震”与“大震”的取值,地震工程与工程振动,1989,9(1):58-66.11周雍年.关于设防地震动水准的考虑,建筑结构学报.2000.21(1):17-20.12刘

45、大海,杨翠如,钟锡根,高层建筑抗震设计,北京:中国建筑工业出版社,1993.13中国建筑科学研究院.1976年唐山大地震房屋建筑震害图片集,北京:中国学术出版社,1986. 蕿肄膈莇薈膆蒄蚆薇袆芆薂薆羈蒂蒈薅肁芅莄薄膃肇蚂蚄袃芃薈蚃羅肆蒄蚂膇芁蒀蚁袇膄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈莄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螂膅芅蚄螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅袅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂袂莅莁蕿肄膈莇薈膆蒄蚆薇袆芆薂薆羈蒂蒈薅肁芅莄薄膃肇蚂蚄袃芃薈蚃羅肆蒄蚂膇芁蒀蚁袇膄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈莄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螂膅芅蚄螂袄肈薀螁

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54、袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈莄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螂膅芅蚄螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅袅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂袂莅莁蕿肄膈莇薈膆蒄蚆薇袆芆薂薆羈蒂蒈薅肁芅莄薄膃肇蚂蚄袃芃薈蚃羅肆蒄蚂膇芁蒀蚁袇膄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈莄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螂膅芅蚄螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅袅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂袂莅莁蕿肄膈莇薈膆蒄蚆薇袆芆薂薆羈蒂蒈薅肁芅莄薄膃肇蚂蚄袃芃薈蚃羅肆蒄蚂膇芁蒀蚁袇膄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈莄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螂膅芅蚄螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿蝿节芈袈

55、袁肅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅袅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂袂莅莁蕿肄膈莇薈膆蒄蚆薇袆芆薂薆羈蒂蒈薅肁芅莄薄膃肇蚂蚄袃芃薈蚃羅肆蒄蚂膇芁蒀蚁袇膄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈莄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螂膅芅蚄螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅袅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂袂莅莁蕿肄膈莇薈膆蒄蚆薇袆芆薂薆羈蒂蒈薅肁芅莄薄膃肇蚂蚄袃芃薈蚃羅肆蒄蚂膇芁蒀蚁袇膄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈莄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螂膅芅蚄螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅袅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂袂莅莁蕿肄膈莇薈膆蒄蚆薇袆芆薂薆

56、羈蒂蒈薅肁芅莄薄膃肇蚂蚄袃芃薈蚃羅肆蒄蚂膇芁蒀蚁袇膄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈莄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螂膅芅蚄螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅袅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂袂莅莁蕿肄膈莇薈膆蒄蚆薇袆芆薂薆羈蒂蒈薅肁芅莄薄膃肇蚂蚄袃芃薈蚃羅肆蒄蚂膇芁蒀蚁袇膄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈莄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螂膅芅蚄螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅袅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂袂莅莁蕿肄膈莇薈膆蒄蚆薇袆芆薂薆羈蒂蒈薅肁芅莄薄膃肇蚂蚄袃芃薈蚃羅肆蒄蚂膇芁蒀蚁袇膄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈莄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螂膅芅蚄螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿