建筑抗震论文范文

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1．2新疆村镇建筑抗震研究进展新疆地域辽阔，村镇建筑的建筑风格、结构形式、建造材料及建造方式等因所处的地理环境、气候条件、历史传统、生活习惯、民族习俗等不同而有较大差别。根据调查，新疆地区的建造材料主要利用当地材料采用传统的建造方法，常见的结构形式有石木结构、木构架-生土墙结构、木板夹心结构、砖木结构、砖混结构、木结构和木构架土坯围护墙等。新疆对现有建筑的抗震设计标准都是参照国家现行标准来控制的，还没有根据新疆村镇建筑所处区域的特点来单独研究并制定抗震设防要求。例如，砖混结构房屋按照国家现行多层砌体设计规范进行设计、施工;砖木结构房屋墙体抗震构造措施按普通砖混结构进行设置;对于木板夹芯结构与木构架-土坯墙结构只是给出了防止房屋倾倒的建议;对单层石木结构仅是给了简单的抗震建议措施。目前，有个别学者针对新疆村镇建筑的特点进行了抗震研究。曾广群等阐述了新疆村镇建筑的抗震性能及目前主要存在的问题，并提出了相应的解决和改进措施。阿肯江•托呼提等通过对历次大地震中新疆村镇土坯房屋的震害特点研究，提出了木柱、梁-土坯组合墙结构体系，以简便易行的手段提高新疆土坯房屋结构的抗震能力。王瑾采用理论分析和试验相结合的方法对石木结构进行抗震性能研究。陈汉清对木柱梁-土坯组合墙体进行数值模拟及抗震性能分析。陈嘉对生土结构材料的物理性质及力学性能进行了试验研究。赵成对改性土坯砌体进行了试验研究。夏多田分析了新疆村镇建筑的抗震性能，提出了未来村镇建筑抗震技术发展的趋势。

2新疆村镇房屋节能研究现状

就新疆村镇建筑建造现状节能而言，村镇建房节地、节材、资源的重复利用及房屋保温隔热意识非常淡薄。

2．1村镇房屋使用土地资源状况砌体结构材料主要以粘土砖为主，而粘土砖的生产原料又主要来自于耕地。随着建设的迅速发展，建筑材料需求量急剧增加，加剧了对粘土资源的破坏性使用，造成大量土地毁坏，生态环境遭到破坏。

2．2村镇房屋使用建筑材料状况农村居民文化水平不高，节能与环保意识欠缺。有些地区，农村居民在住宅建设中，房屋高度不仅有攀比现象，还普遍认为层高越高夏天会越凉爽。其实，增加层高不仅使建筑材料用量增加，而且加大了建筑物采暖与制冷的能耗。现有极少一部分经济条件较好的地方，在政策鼓励下，建造时选用轻质高性能的材料，并且尽量使材料循环使用。

2．3村镇建筑保温状况村镇建筑围护结构的热工性能差，围护结构是建筑物构成的主体，据统计通过护结构的热损失约占建筑物总耗热量的70%～80%。绝大部分农村住宅墙体均无保温层，且窗户、屋顶等密封性差。近些年，随着农村经济水平的提高、农民收入的增长，农民在建造新房时片面地追求面积大、外观美，但只是改变了瓦材、墙体、窗户等面层材料，而忽视了保温隔热材料的重要性。有极个别的学者认识到新疆地区村镇建筑节能的重要性，对其村镇建筑节能进行了研究。原甲在对新疆不同寒区村镇住宅建设现状进行调研的基础上，提出住宅节能设计的方法与思路。冯伟刚研究了棉秆植物纤维砌块用来替代粘土砖，既充分利用新疆当地充足的棉秆资源，又同时使村镇建筑抗震性能和保温性能得到极大的提高。姜曙光等通过对新疆暴风雪灾害的调研，分析了村镇建筑砖木结构、砖混结构和轻型钢结构的房屋受损特点，提出了建筑修复加固的原则和方法，以及在修复加固的同时兼顾对既有建筑保温节能的改造方案。

3绿色建筑展望

新疆地域辽阔，村镇区域地理位置复杂，各地区灾害分布不均，经济发展水平相差很大，缺乏具有针对性、切实可行的新型抗震节能绿色建筑结构体系的研究。随着村镇经济结构的变化和居住生活水平的提高，村镇建筑应将逐步由“粗放型”向“细致化”转变，由“面积型需求”向“舒适型需求”转变。为此，需加大研究力度，针对各个地区的特点，把村镇建筑建成绿色建筑，把村镇建筑的抗震、节地、节材、资源的重复利用及房屋保温隔热有机结合起来，在各要素间寻找到平衡点，精心构思、设计、精选材料、合理构造，同时严格控制建设成本，研究出抗震、节能、经济、适用并且村镇居民能接受的绿色建筑，这也是新农村建设、村镇防震减灾和节能减排以及国家对绿色建筑的战略需求。新疆村镇绿色建筑面临着抗震与节能的迫切要求，从设计、施工技术、质量验收和管理等方面，将村镇绿色建筑的抗震与节能有机结合，使绿色建筑抗震与节能实现协调统一，进行抗震节能综合研究设计。新疆村镇绿色建筑应从以下几个方面来考虑抗震与节能结构体系的研究与设计:

1)考虑抗震问题时，必须保证采取的抗震措施造价低，适应性强，村镇居民能接受，易于推广。

2)研究的结构体系，应易于就地取材，并充分利用秸秆，建筑垃圾等生态绿色环保建材，遵循经济、实用、生态、环保、抗震、节能的原则。

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2建筑结构抗震设计的要点

地震的影响范围一般情况下都很大，一定区域内的建筑物都会受到一定的破坏。所以建筑物场所的选择对于结构的抗震设计及其总要。在选择建筑场地时要注意以下几个方面：地质结构坚硬、避开有较大坡度的山脚，周围地势开阔和避免地震多发地带。在结构的抗震结构设计中对于建筑物的高度有一定的规定和标准。因此建筑物的高度要严格按照国家标准设计。在一些地震多发地区，不仅仅要设计合理科学，还要注重建筑材料的性能。通常情况下，不同高度的建筑对于建筑材料也有一定的要求。一般都采用不同规格的钢筋混凝土结构。同时，为了提高结构的抗震性，在建筑结构抗震设计中，需要减小柱的轴压比，增大柱的截面尺寸。从抗震设计的科学角度来讲，减小柱轴压比主要是为了使柱子处于大偏心受压状态，从而避免这样的情况发生比如：纵向受力钢筋未达到受拉屈服但混凝土却被压碎。在建筑的抗震设计时，很多专家认为应该会提高建筑物抗震设计的等级。这主要是考虑到我国是地震多发国家。大型地震容易出现重现。或是50年，或是200年。建筑的抗震设计还存在一些其他的问题，比如在选择结构体系选型时，尽量可以采取承载能力高、延展性好和充足耗能性能的体系，主要是为了在地震发生时，建筑结构能够有足够的抗倒塌能力。同时在结构的刚性和强度方面要水平方向和竖直方向均匀分布。防止出现局部结构出现问题导致整体结构的倒塌。

3抗震设计对结构抗连续倒塌的影响

3.1地震作用及倒塌机制地震

可以造成建筑倒塌是地震造成一切破坏的主要形式，是为结构在外部作用力下的倒塌。连续性的倒塌是因为内部内力发生重新分布而造成的。在地震作用下，构建的受力和质量分布有关系，构建受力分布在整个结构之中。整个结构的非弹性形变能够很好的减轻地震队构建的破坏。建筑结构的倒塌开始于结构中大部分梁柱节点的损坏。近而造成其他部件和结构的倒塌和破坏，这也叫做建筑结构的连续性倒塌。

3.2抗震设计与抗连续倒塌设计的关系

抗连续倒塌设计的主要目的在于防止建筑结构倒塌的连续性，连锁性的发生。抗震设计的标准是比较小的地震，建筑没有出现任何的结构的问题。较大的地震建筑结构不会倒塌。一般中等地震造成的破坏仍旧可以重新的进行结构的维修。抗震设计和抗连续性设计都有一个共同点就是都特别的注重结构的整体性和连续性。在地震作用性，建筑结构造成结构一定的破坏，抗倒塌能力的作用主要是在梁抵抗内力重分布上。然而结构的抗震设计能够使梁中纵向受力钢筋增加，也提高了结构的抗倒塌能力。建筑结构的抗震设计和抗连续倒塌设计存在很多的相同点，同时也有不同和相互的影响。

3.3抗震设计对结构抗连续倒塌的影响

目前，抗震设计对抗倒塌能力的影响有两种不同的观点：一种认为抗震设计通常是可以取代抗连续倒塌设计的，主要在于抗震设计的结构有整体牢固性的特点，使得结构的抗连续倒塌性能提高。另一种观点认为，抗震设计和抗连续性的倒塌设计有着不同的出发点和目的，存在较大的差别。对于每一种设计都应该充分的考虑，不能够想当然的认为抗震设计可以取代抗连续倒塌设计。因为结构抗震设计中的一点点的构造的方法可能增加了。虽然一些构造措施可增加建筑抵抗倒塌的能力，但是毕竟这样的一点点增加对于整个建筑抵抗连续倒塌能力是微乎其微的。于述强等人通过科学的方法对于抗震设计对于结构抗连续倒塌性的影响。主要采取的方法是建立模型进行分析。采用拆除构件法通进行实验的主要方法，这也是美国使用比较科学的方法。分别拆除了角柱，中柱，拆除内柱等，然后分析了模型的抗连续性倒塌能力。通过模型实验分析得到了科学的理论。一是地震作用存在较多的偶然因素在里面，但是有不同于偶然作用，存在较大的差别，所以抗震设计并不能够取代抗连续倒塌设计。二是虽然抗震设计不能够期待连续性倒塌设计，但是研究表明抗震设计对于抗连续倒塌能力有着极其重要的意义。在较小级别的抗震结构设计中对于结构抗连续倒塌能力没有一个明显的提高，但是当建筑的抗震级别高于8度时，抗震设计结构抗连续倒塌能力得到增强。

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1.1基于整体性的结构设计

民用建筑的功能比较单一，内部通常不涉及负责的功能模块，除了基础的水电煤气网等内容之外，主要提供的是居住环境和活动空间。这与生产性建筑明显不同，生产性建筑如工业车间，其内部构造的材料必须与生产能力相适应，包括地面材料也有特殊的标准。民用建筑在功能结构上侧重整体性，即通过整体性的构造来实现单一功能要求，因此在抗震设计中要尽量规避掉可能出现的不连续缺陷，例如承重墙附近的辅助部分，不能够喧宾夺主而出现裂缝。基于这一要求，抗震设计索要遵循的整体性原则并保持连续性，已经形成了建筑定势思维，甚至在会弱化建筑的风格要求和功能需求，重点突出安全性。否则，建筑结构的抗震设计就无法完成，所谓的整体性也就是一纸空谈。

1.2基于连接性的结构设计

尽管民用建筑的功能较为单一且突出整体性特点，但从建筑学角度考虑，任何一个工程都是由部分结构组成的，并通过相互连接的方式组成整个建筑。例如，楼梯与楼层之间的连接，房间墙壁分隔的连接等等，连接部分直接影响了建筑结构的抗震性能，因此在设计中必须深度考虑，即对连接性进行优化。一般的抗震元素中，良好的连接性需要承重墙的作用，保护机构的预应力也要达标，这是确保可靠性的必然要求。同时，连接性的另外一个优势是体现在震动过程中的，在出现地震灾害的过程中，物理连接性可以转化为抗震连续性，确保建筑的安全。

1.3基于刚度性的结构设计

所谓刚度性，是指建筑材料在受到震动之后产生抵抗弹性变化的能力，始于柔度相对应的一个变量。刚度设计在民用建筑中非常重要，也比较难把握，因为存在的数据信息量过少，无法进行详细的测算。建筑企业在施工过程中，主要从主承受结构的竖向刚度入手，同时将横向延展性作为抗震设计标准中的重点（地震的横波破坏性较大）。简单地说，刚度设计是综合考虑承载力之后实现的。

2影响民用建筑抗震施工构造的要素

民用建筑的抗震施工结构设计并不比其他类型建筑简单，甚至在某些方面表现的更为复杂，这关键是由于环境因素造成的。民用建筑的分布范围广泛，不同的地质环境千差万别，没有统一的施工设计标准。同时，基于受力结构而言，抗震设计中的整体性原则是在施工完成后才可以整体评估的，目前还缺乏更有效的建筑手段。作者通过研究认为，影响民用建筑抗震施工构造的因素主要有以下几种：

2.1设计结构与实际偏移量

在设计过程重要尽量减小控制结构偏移量，这样可以减小地震发生环境下的能量干预。而民用建筑结构中的偏移量，需要实现进行计算，这已经成为当前主要的方法；但存在的不利因素在于，民用建筑抗震施工构造中的偏移量计算方式缺乏有效的数据参考。为了解决这一问题，结构设计中通常会放大偏移量的数据测量范围，从而实现在建筑发生地震的环境下，结构变形的总量不会超出安全范围，尤其是建筑基础部位的位移量；地基发生的偏移量超出安全范围，必然导致建筑的坍塌，这也是地基使用抗震材料和构件较多的原因。

2.2隔震消能技术的应用

民用建筑的规模小，建筑稳定性缺乏实践标准，因此对地基以下的地质选择非常重要。为了应对地基存在的天然抗震缺陷，人们发明了隔震消能技术，并取得了很好的效果。我国对隔震消能技术的研究和应用始于上世纪六十年代，随着时间的推移，已经演化成为民用建筑中主要的抗震手段。隔震消能技术是通过控制结构的刚度来实现的，在承重部分中加入有效的抗震构件，用来抵消发生地震时的能量输入。经过长期的检验发现，使用隔震消能技术的民用建筑可以有效地提升稳定性，在发生地震（或模拟实验）过程中做到“列而不倒”。

2.3建筑材料的选择

建筑材料因素对民用建筑的抗震性影响很直接。我国传统的砖瓦木质建筑结构已经被逐步淘汰掉，响应的，钢筋、水泥、架构等新型的建筑形式开始成为民用建筑的主体。从建筑学的角度来说，要提高抗震性，应该减少材料自身的质量并提升刚度，例如对钢材的选取要求，要做到与建筑规模匹配的原则，将自身质量与承重能力维持在一个平衡点上。同时，建筑材料的选择，也是对建筑成本影响最大的因素。一般来说，建筑材料占建筑成本的50%左右，其次为人工成本。由于民用建筑的主体投资能力并不是很强，在针对抗震重要性不了解的情况下，会导致建筑材料不达标的现象，这是十分危险的。因此，适当出台民用建筑材料的标准型法规，对人民群众的生民财产安全具有重要保护作用。

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2橡胶隔震支座的性能

对于民用建筑的隔震装置来说，必须具备以下几种性能，否则其隔震效果就不是很明显。第一，隔震装置要承受多方的压力，不仅是建筑结构的上部，同时还有水平的应力以及竖向的负载。在承重这些压力之后不能发生较大的形变。第二，为了有效地减少建筑结构的自震性，必须要求隔震装置具有一定的刚度，减少层间剪力。第三，通常情况下建筑结构会发生位移现象，安装隔震装置要充分考虑到这一点。装置需要在减少建筑结构位移的前提下，降低振动的频率，进而达到隔震的效果。第四，需要对建筑隔震装置的支座加强重视，要尽量延长其使用寿命，通常情况下是50年左右。同时面对突发状况，支座也要具有一定的承受力。叠层橡胶支座的水平性能参数主要包括：水平极限变形能力和水平刚度。对于带有铅芯的支座还包括：等效粘滞阻尼比和屈服后水平刚度。国内外的大量试验表明，在保持恒定设计压应力时，出现水平剪切破坏时剪应变将超过400％，而剪应变小于350％时，叠层橡胶支座不会出现破坏。所以，《规范》规定：叠层橡胶支座在竖向平均压应力限值下的极限水平变位，应大于其橡胶层总厚度的3倍和有效直径的0.55倍两者中的较大值。叠层橡胶支座的水平刚度与支座的形状和橡胶的硬度有关，橡胶越硬，支座的水平刚度越大；支座越细长，水平刚度越小。设计人员应通过试验得到的“滞回曲线”确定支座的刚度。普通橡胶支座的滞回曲线所含的面积很小，说明其几乎不能消耗能量。铅芯橡胶支座的滞回曲线可等效为双线性模型。滞回环的丰满程度反映了屈服后的刚度大小，滞回环的面积大小反映了等效粘滞阻尼比的大小。

3隔震建筑的设计

3.1隔震装置设计

隔震装置是由普通叠层橡胶垫和特殊钢棒构成的阻尼器组成。建筑中各柱与基础间放入了14个叠层橡胶垫，隔震层平面内均匀布置了96个钢棒阻尼器。阻尼器是利用特殊钢棒进入弹塑性阶段后的耗能特性产生的阻尼。特殊钢棒贯穿钢板，在接触部位插入内藏滚珠轴承的转动支座，使其可以在水平方向有较大位移，并在垂直方向上容易滑动。上部的两块钢板与上部结构的底层楼板、下部的两块钢板与基础分别用螺栓固定。钢棒的布置以8根为一个单位，在对称位置每边六处共使用了96根。

3.2防护措施

3.2.1设计用地震波。设计用的地震波，其中人工地震波的做法是，家丁震级为8级，震中距为50km，输入水平各种波相同，弹性分析时，输入速度为25cm／s，弹塑性分析时为50cm／s。

3.2.2隔震装置。隔震装置在输入地震波计算时，分别取大震时固有周期的目标值为3s，等效粘性阻尼比的目标值为10％。

3.2.3上部结构的截面计算。采用基于长期应力和一次设计用剪力的地震应力，对上部结构的杆件进行容许应力设计。此时，以一次设计用剪力超过输入25cm／s的地震反应剪力。输入波为50cm／s时，以上部结构基本上不屈服为目标来进行设计。

3.2.4地震反应分析。隔振装置采用双线型恢复力模型：即标准叠合橡胶垫为弹性，钢棒为完全弹塑性，隔震结构整体为剪切多质点系模型。