抗震设计论文全文(5篇)

本文作者：崔玉萍、孙玮泽、董军、董飞 单位：中交路桥技术有限公司、北京建筑工程学院土木学院

本文拟结合北京地铁10号线车站的工程背景，引用相关文献提出的刚度折减理论，探索对结构损伤缺陷的简化描述；同时基于数值模拟仿真，研究其在不同运营阶段的地震动力响应规律。目的是为了揭示地铁隧道在疲劳损伤积累作用下的抗震动力学机理，并为进一步合理地改进和优化地铁隧道等地下结构的设计和施工、地下结构抗震设计规范的制定提供一定的参考依据。

初始损伤缺陷的描述与长期累积效应表达

根据相关的试验及文献研究，在长期的荷载及环境腐蚀等作用下，结构的劣化过程是由于诸如微裂缝、微孔洞等这样的初始损伤缺陷随运营时间的增加在不断发展，最后导致结构失效。事实上，对于既有地铁隧道而言，引起结构初始损伤缺陷的因素是多方面的，初始损伤缺陷的定义也是多方面的。例如，可以定义为施工质量方面导致的初始缺陷、工后运营过程中由于沉降导致的初始缺陷以及受邻近或穿越施工影响带来的初始缺陷等等。为了保证隧道结构在运营期间的安全，地铁隧道结构在长期运营动载作用下随时间的动力响应及初始缺陷的演变机理在不断得到人们的关注，尤其是初始缺陷长期累积作用下结构的抗震动力学行为。这里不妨采用前人文献试验研究，采用刚度折减理论来体现隧道结构衬砌初始缺陷及其在列车不同运营阶段的抗震动力特性。

力学模型与计算参数

1工程背景

本文以10号线双井车站由于列车振动所引起的隧道衬砌结构的动力响应为研究背景。10号线双井站为地下三层两跨（局部三跨）岛式站台车站，全长181．0m。车站地下一层为设备层，地下二层为站厅层，地下三层为站台层。车站南、北两段为地下三层明挖结构，中间段为地下一层暗挖结构。在图1中可以看出，北侧三层结构与中间暗挖段及中间暗挖段与南侧三层结构之间均有宽20mm的变形缝。由于变形缝的存在，因此，构想以变形缝为界，只考虑对双井站中间暗挖段结构衬砌进行动力响应分析。此举目的在于，变形缝起着减振的作用，三段结构彼此振动影响不大；建立模型时能使计算单元的数量大大减少，即提高了计算运行速度，又能得到较理想的计算精度。

1抗震设计中的若干问题分析

1.1技术滞后

我国建筑行业相比欧美一些建筑业比较发达的国家起步比较晚，而且在建筑行业起步初期人们只是一味的重视建筑的美观性，认为只有修建的奢华和富丽堂皇才能彰显出自己的社会地位和身份象征。只有符合人们审美趋势的建筑才是好的建筑，就比如苏州园林和一些南方比较具有代表性的园林等等。因此在这样的社会背景下一个阶段中阻碍了建筑业的发展,局限了建筑业的发展方向。人们对他的牢固性和抗灾害性能没有更高的要求，这也就使得一些建筑师为了迎合大众的口味，不至于被社会所淘汰而没有进行创造设计，因此设计的建筑也没有长足的发展，抵挡不了天灾的发生，对人们的生命财产构成了一定的威胁。

1.2没有处理好建筑设计与抗震设计之间的关系

建筑设计是在建筑施工之前就需要完成的工作,设计图纸就像一张标注明确的地图，它会指导人们应该去哪里，如何去哪里。因此建筑设计是十分重要的，一张表美的建筑图纸就相当于工程量完成了三分之一,将抗震理念融入到这张图纸中也是对抗震设计提出了更高层次的要求。但是由于目前的技术有限，建筑师还不能很好的将抗震设计融人到建筑设计中去，不能使两者更好的协作，发挥很好的作用。因此说不能协调建筑设计与抗震设计的关系是抗震设计常见的最根本问题。

1.3缺乏实践

为了提高建筑的抗震性，一些建筑师盲目的从国外引进先进的经验和技术,并没有结合我国建筑构造的自身特点加以创新改造，而是为了讲究工作效率，赶进度,生搬硬套地将这些所谓的先进前沿技术强加于一些本不符合的建筑物上，没有起到应有的抗震作用反而在一定程度上弄巧成拙，破坏了建筑本身的美感，更严重的还会使建筑物在地震时产生扭转建筑物的作用，对人们的生命财产造成更大程度上的伤害。因此建筑师这种急于求成缺乏实践精神的建造理念，不会对建筑物的抗震性能起到很好的作用。

1建筑设计方案

建筑设计方案是建筑设计的核心，建筑设计方案的初步确定，是建筑设计师根据使用者提出的建筑主要使用功能，结合该功能建筑的特点、建设地点及周边环境特点等综合因素考虑而形成的。同时方案设计也受到建设资金、使用方的一些想法等因素制约。现代建筑设计特点并不是一味地追求新奇特，而是让外部立面设计上更能贴近现代审美要求，使内部空间更适用于现代生活之需要。一个优秀的建筑设计方案是在突出个性特点基础上，更完善的处理解决各个方面产生的矛盾。

2抗震设计与建筑设计方案

抗震设计与建筑方案虽然在多方面表现是矛盾的，但不是不可协调的。设计师们广开思路，运用现代科技手段，是可以设计出优秀的建筑作品的。

1）对于建筑外部整体平面布局的设计要求

可将复杂的建筑平面进行分割设计，采用设置变形缝的方法，将其分成若干个规整单元，既能满足抗震规范要求，也不会破坏平面使用功能和整体造型。对于有些观点提出的变形缝不好看，影响立面效果，设计师可以通过将该部位两侧主体错位设计方法，即利用视觉差，弱化人们对变形缝的直观感觉；对于要彻底消除变形缝影响，则需借助外装饰构件，可采取外装饰幕墙等轻质构件对外立面的变形缝进行装饰处理。抗震设计要求结构主体设置变形缝，并规定相应变形缝宽度，是防止在地震时建筑物间晃动、碰撞造成结构主体的破坏，由于轻质外装饰构件会在地震时变形破坏，不会对建筑物主体结构产生约束作用。所以，通过轻质外装饰材料的设置，可以解决由于设置变形缝引来的美观问题，并且不会影响到结构主体抗震性能。

2）对于住宅类型建筑

一、抗震概念设计重要性

高层建筑抗震设计应当非常重视概念设计，因为高层建筑结构的复杂性，发生地震时动力的不确定性，人们对地震时结构认识的局限性，摸拟地震波的模糊性，材料性能与施工安装时的变易性等因素，致使计算结果可能和实际相差较大。简单地依赖数值计算得出的结果不能充分解决现实中的抗震问题，特别是地质特征差异性原因，致使许多国家所制定的抗震规范有很大差距。高层建筑结构概念设计在依据数值计算的基础上，加入了实践经验元素，使得这一设计理念更能满足区域差别下从事高层建筑结构的设计需求，结构概念设计甚至比分析计算更重要。强调其重要性，目的在于结构工程师在高层建筑设计中应特别重视结构规范及规程中有关结构抗震概念设计的各款规定，在具体工程设计中不能陷入只重视计算结果的误区。若结构平面或竖向出现严重不规则或整体性差，则仅按现有的结构设计计算水平，很难保证结构的抗震性能。

二、抗震概念设计的基本原则及影响因素

完成高层建筑结构设计，要建筑师与工程师的通力配合。结构工程师要统筹全面地考虑工程构件、整体结构及延性。工程师和建筑师要全程协作对结构体系的合理性进行设计。针对地震形态，高层建筑结构抗震概念设计的基本原则及影响结构抗震性能的因素主要包括以下几方面。一是形状简单。简单的设计形状使建筑结构明了，在对各构件进行受力情况分析上易于把握，保证了受力数据的精准度。简单的建筑构造减轻了地震对建筑物的破坏，减少了工程整体的薄弱环节，提高了建筑物的整体抗震能力。二是结构规则。保证建筑结构对称布局，包括立体刚度对称和外形对称，提高建筑抗侧力。保证质量对称，使建筑物能均衡抵御外力，避免重心偏离。三是竖向均匀。这在设计上要优先考虑，在建筑横隔层的上下结构比例上要严控竖向收进尺寸，详细进行竖向受力分析，避免因分隔层导致的薄弱环节和承重不均、超标。洞口开设应保持规则整齐，增强整体结构的刚度和强度，避免外力突发下刚度突变而导致的结构扭曲。保证刚度和延性，同一层面支柱和其他连接结构刚性要一致，刚度趋于均衡，增加结构延性，使构件更能吸收和发散地震能量。合理设计抗震墙间距，上下连续受力均匀。设置填充墙将墙与柱分开，不影响整体结构的受力状态，根据需要设置防震缝并保证其质量。四是整体合理。基础要符合建筑要求，保证基础的承载能力完全达到刚度强度指标，与上部构件连接可靠。柱体与基础和隔板到楼盖的连接上有足够的刚度和抗力，各部件牢固连接紧密协同，增强竖向和水平的抗震能力。

三、提高抗震构造措施

保证建筑的抗震能力，一是要保证支柱、墙和梁的轴线处于同一平面，合理布局地震外力能量的传递吸收途径，形成构件双向抗侧力体系。二是要设置多道抗震防线，在某一构件损坏吸收部分地震能量后，其他构件仍能起到防线作用。三是增强建筑延性，保证构件能够有效吸收地震能量，合理布局构件的刚度和强度。四是要按照抗震等级对梁，柱，墙的节点采取相应的抗震构造措施确保高层建筑结构在地震作用下达到三个水准的设防标准。

【摘要】本篇文章主要是对于《建筑抗震设计原理》这一门课程进行教学讨论，目的是为了培养符合社会需求的应用型人才。主要是针对《建筑抗震原理》这一门课程进行分析，讨论这一门课程在学习中的一些教学困难，并且做出分析，然后阐释这一门重要的建筑抗震课程的重要性和实际的意义。最后对于课程学习中导致学习效果不好的原因进行综合的分析，并且结合培养应用型人才的方法和提高学习效率的方法给出了一些课程教学建议课程学习问题一个有效的解答。

【关键词】应用型人才；建筑抗震原理设计；教学探讨

《建筑抗震设计原理》这一学科作为高等院校专业的一土木工程门重要课程，有很强的实用性，能帮助学生了解地震的基本原理，理解结构抗震设计的基本方法，掌握房屋建筑关于抗震方面的知识。这门课程综合性强，要具备很多相关专业知识，如高等数学、线性代数、概率论、结构动力学、混凝土结构、钢结构、土力学与地基基础等。在实际的学习当中，这一门重要的专业课学习效果却不尽人意，经过多年的教学经验，分析其主要的原因是这一课程知识量大、理论内容难、专业术语较多、难以记忆，如学习地震作用计算时，要用到微分方程的求解、建立运动方程并求解等，这些都是在大二、大三学习的专业知识，部分学生对这些内容已经遗忘，这让学生上课感到课程难度较大、听不懂，影响学生的学习热情；课程里包括多高层混凝土房屋的抗震设计、钢结构的抗震设计、砌体结构的抗震设计，这些章节有很多直接引用规范的条文，内容较为枯燥，丧失对本课程的学习兴趣；还有就是由于课程课时有限，但内容较多，导致讲授了理论知识，没有足够时间讲述实践运用，也影响了本门课程的教学效果。如何让学生学好《建筑抗震设计原理》的相关知识，在有限的学时中提高知识的吸收效率，提高学生实际运用的能力，培养符合社会发展需要的应用型人才，是我们需要探讨的。

一、《建筑抗震设计原理》的重要性

1.地震的破坏

地震又被称为地动或地震动，是自然界的一种地壳运动，在产生期间会产生一种地震波，属于一种自然现象。其产生的原因主要是板块的相互碰撞和挤压。每年大约产生500多万次地震，其中让人有感知的不多，会造成伤害的约有十几次，能够造成严重伤害的平均一年有一两次。目前人类所掌握的技术无法对于地震这一自然现象进行预测。而地震造成的伤害异常惨痛的，地震发生时强大的地震波会导致房屋倒塌，公路毁坏的建筑破坏；并且对于人员的伤亡更是惨重所造成的经济损失更是难以计算。地震发生所导致的一系列灾后重建问题也是需要大量的时间和金钱去解决的。所以对于地震提前做好防范准备，提高建筑的抗震能力无疑是最好的选择。

2.抗震设计的重要性