抗震設(shè)計論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：橋梁基礎(chǔ)抗震設(shè)計日本規(guī)范

一、引言

近十年來，世界相繼發(fā)生了多次重大地震，1989年美國LomaPrieta地震（M7.0）、1994年美國Northridge地震（M6.7)、1995年日本阪神地震（M7.2）、1999年土耳其伊比米特地震（M7.4）、1999年臺灣集集地震（M7.6）等等。因此，專家們預(yù)測全球已進(jìn)入一個新的地震活躍期。隨著現(xiàn)代化城市人口的大量聚集和經(jīng)濟的高速發(fā)展，地震造成的損失越來越大。地震災(zāi)害不僅是大量地面構(gòu)筑物和各種設(shè)施的破壞和倒塌，而且次生災(zāi)害中因交通及其他設(shè)施的毀壞造成的間接經(jīng)濟損失也十分巨大。以1995年日本版神地震為例，地震造成大量高速公路及高速鐵路橋隧的毀壞，經(jīng)濟總損失高達(dá)1000億美元。

近幾次大地震造成的大量橋梁的破壞給了全世界橋梁抗震工作者慘痛的經(jīng)驗教訓(xùn)。各國研究機構(gòu)紛紛重新對本國橋梁抗震規(guī)范進(jìn)行反思，并進(jìn)行了一系列的修訂工作。日本1995年阪神地震后，對結(jié)構(gòu)抗震的基本問題重新進(jìn)行了大量的研究，并十分重視減振、耗能技術(shù)在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的應(yīng)用。橋梁、道路方面的抗震設(shè)計規(guī)范已經(jīng)重新編寫，并于1996年頒布實施。美國也相繼在聯(lián)邦公路局（FHWA）和加州交通部（CALTRANS）等的資助下開展了一系列的與橋梁抗震設(shè)計規(guī)范修訂有關(guān)的研究工作，已經(jīng)完成了ATC－18，ATC－32T和ATC-40等研究報告和技術(shù)指南。與舊規(guī)范相比，新規(guī)范或指南無論在設(shè)計思想，設(shè)計手法、設(shè)計程序和構(gòu)造細(xì)節(jié)上都有很大的變化和深入。

中國現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》（JTJ004－89）在80年代中期開始修訂，于1989年正式發(fā)行。隨著中國如年代經(jīng)濟起飛，交通事業(yè)迅猛發(fā)展，特別是高速公路興建、跨越大江，大河的大跨橋梁、大型立交工程以及城市中大量高架橋的興建，規(guī)范已大大不能適應(yīng)。但是目前所有國內(nèi)的橋梁設(shè)計，對抗震設(shè)計均在設(shè)計書上標(biāo)明的參照規(guī)范即是《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》和《鐵道工程抗震設(shè)計規(guī)范》。與國外如日本、美國的同類規(guī)范相比，中國現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》水準(zhǔn)遠(yuǎn)落后于國外同類規(guī)范。若不進(jìn)行改進(jìn)，則必將給中國不少橋梁工程留下地震隱患。

本文主要介紹了各國橋梁抗震設(shè)計規(guī)范中基礎(chǔ)部分的抗震設(shè)計�；�礎(chǔ)部分對全橋的地震響應(yīng)以及墩柱力的分布均有非常重要的影響�；�礎(chǔ)設(shè)計不當(dāng)會導(dǎo)致橋梁墩柱在地震中發(fā)生剪斷、變形過大不能使用等等，有時甚至是樁在根部直接剪斷破壞�；�礎(chǔ)設(shè)計需要考慮的方面除了基礎(chǔ)形式的選擇以外還包括抗彎強度、抗剪強度樁基礎(chǔ)連接部分的細(xì)部構(gòu)造、錨固構(gòu)造等方面。本文首先對中、美、日、歐洲、新西蘭五國或地區(qū)抗震設(shè)計規(guī)范中有關(guān)基礎(chǔ)的部分進(jìn)行了一般性的比較。筆者認(rèn)為，相對而言中國的規(guī)范在基礎(chǔ)抗震設(shè)計方面較為粗糙、可操作性不強。而日本規(guī)范在這方面作的最為細(xì)致，技術(shù)也較為先進(jìn)。因此，在隨后的部分中詳細(xì)介紹了日本抗震規(guī)范的基礎(chǔ)設(shè)計方法。

二、主要國家橋梁抗震規(guī)范基礎(chǔ)抗震設(shè)計的概況

本文將中國橋梁抗震規(guī)范與世界上的幾種主要抗震規(guī)范（美國的AASHTO規(guī)范、Cal－tans規(guī)范、ATC32美國應(yīng)用技術(shù)協(xié)會建議規(guī)范，新西蘭規(guī)范NZ，歐洲規(guī)范EC8，日本規(guī)范JAPAN）進(jìn)行基礎(chǔ)抗震設(shè)計方面的比較。

中國橋梁抗震設(shè)計規(guī)范有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)計的部分十分籠統(tǒng)，只以若干定性的條款，從工程選址方面加以考慮，而對基礎(chǔ)本身的抗震設(shè)計，特別是對于樁基礎(chǔ)等輕型基礎(chǔ)抗震設(shè)計重視不夠。這方面，日本的橋梁抗震設(shè)計規(guī)范和準(zhǔn)則規(guī)定得比較詳細(xì)，是我們應(yīng)當(dāng)學(xué)亂之處�；�于阪神地震的經(jīng)驗，地震后橋梁上部結(jié)構(gòu)的修復(fù)和重建都比下部基礎(chǔ)經(jīng)濟和省時、省力，因此橋梁基礎(chǔ)的抗震能力的要求應(yīng)比橋墩高。

三、日本橋粱基礎(chǔ)抗震設(shè)計方法細(xì)節(jié)

1.按流程，先用震度法設(shè)計。震度法基本概念是把設(shè)計水平震度

Kh乘以結(jié)構(gòu)Kh的計算方法如下：

其中Cz--地區(qū)調(diào)節(jié)系數(shù)；

Kh0--設(shè)計水平震度的標(biāo)準(zhǔn)值。

其中，δ是把抗震設(shè)計所確定的地基面以上的下部結(jié)構(gòu)質(zhì)量的80％或100％和該下部結(jié)構(gòu)所支承的上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量的100％之和作為外力施加到結(jié)構(gòu)上在上部結(jié)構(gòu)慣性力作用點位置發(fā)生的位移。

2．用震度法設(shè)計以后，如果基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是橋臺基礎(chǔ)或者橋墩的擴大基礎(chǔ)，不需要用地震時保有水平耐力法設(shè)計。這是因為設(shè)計橋臺基礎(chǔ)時，地震時動力壓力的影響非常大，此外結(jié)構(gòu)背面存在的主體也使結(jié)構(gòu)不容易發(fā)生振劾。而對于擴大基礎(chǔ)來說一般地基條件非常好，因此，地震時基礎(chǔ)某些部位轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生非線變形可以消耗許多地震能量。

3．用地震時保有水平耐力法設(shè)計時，首先要判斷基礎(chǔ)水平耐力有沒有超過橋墩的極限水平耐力。這是因為地震時保有水平耐力法的基本概念是盡量使地震時在橋墩而不是在基礎(chǔ)出現(xiàn)的塑性鉸。如果在基礎(chǔ)出現(xiàn)塑性鉸，發(fā)生損傷后，修復(fù)很困難。所以，我們要把基礎(chǔ)的行為控制在屈服范圍內(nèi)。

如果基礎(chǔ)水平耐力小于橋墩的極限水平耐力，則要判斷橋墩在垂直于橋軸方向的抗震能力是不是足夠大（按式（3))。因為如果橋墩在垂直于橋軸方向具有足夠大的抗震能力（例如壁式橋墩），而且基礎(chǔ)的塑性反應(yīng)在容許范圍以內(nèi)，則基礎(chǔ)的非線能吸收大量的振動能量并且基礎(chǔ)仍然是安全的。

橋墩的極限水平耐力Pu≥1.5KheW（3）

Khco--設(shè)計水平震度的標(biāo)準(zhǔn)值；

Cz--地區(qū)調(diào)節(jié)系數(shù)；

μa--容許塑性率；

W－一等價質(zhì)量（W=Wu十CpWp）；

Wu--振動單位的上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量；

Wp--振動單位的橋墩質(zhì)量；

Cp--等價質(zhì)量系數(shù)（剪斷破壞時1.0，剪斷破壞以外是0.5）。

4．橋墩的極限水平耐力滿足Pu≥1.5KheW時，對基礎(chǔ)塑性率進(jìn)行對照檢查。雖然基礎(chǔ)的非線行為能吸收大量振動能量，但是對于有的基礎(chǔ)部件來說，可能會遭受過大的損傷。所以要控制基礎(chǔ)的反應(yīng)塑性率，按如下要求：

μFR≤μFL（4）

式中μFR--基礎(chǔ)反應(yīng)塑性率；

μFL--基礎(chǔ)反應(yīng)塑性率的限度。

5．發(fā)生液化時，要降低土質(zhì)系數(shù)。隨后的計算（對照和檢查）同上述方法基本一致。

6．在地震時保有水平耐力法的流程中，最后是對基礎(chǔ)水平位移、轉(zhuǎn)角的對照和檢查。要求是基礎(chǔ)最大水平位移為40cm左右，基礎(chǔ)最大容許轉(zhuǎn)角為0.025rad左右。

抗震設(shè)計論文范文第2篇

建筑抗震設(shè)計的內(nèi)容包括了各方各面的知識，比如說地震基礎(chǔ)知識，場地、地基和基礎(chǔ)知識。設(shè)計者對存在民用建筑中的相關(guān)理論以及方法等要進(jìn)行重點把握，對如何進(jìn)行減震進(jìn)行學(xué)習(xí)。在工作過程中，設(shè)計者應(yīng)該具備較強的責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。地震在我國多發(fā)，因此必須加強對建筑抗震性設(shè)計的重視程度，提高建筑物的抗震能力，較少地震導(dǎo)致的危害。

2建筑抗震設(shè)計的思想與方法

2.1選擇建筑場地建筑設(shè)計之前，先進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)選址時，要對將要施工的現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行全面的勘測，熟悉掌握當(dāng)?shù)厮�文地質(zhì)的具體情況，對已有材料進(jìn)行分析對比，從而選擇出合適的場地。選址要有利于抗震，計算好建筑的高度和負(fù)荷，盡量選擇硬度大、地域?qū)拸V平坦的地區(qū)來建造高層大建筑。在選擇地基時，要注意避開斜坡崎嶇地段，以避免滑坡、泥石流等自然災(zāi)害。還要選擇地質(zhì)均勻的建筑場地作為地基，以避免地震時出現(xiàn)地面裂開，沉降不均勻的現(xiàn)象，因而導(dǎo)致建筑物傾斜。

．2建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則建筑物的結(jié)構(gòu)規(guī)則很重要，往往一些結(jié)構(gòu)簡單的建筑在地震中毀壞程度最低，因為結(jié)構(gòu)簡單規(guī)則的建筑受力較為均勻，在震中不易發(fā)生傾斜，穩(wěn)固性較好。據(jù)有關(guān)人士表示，在保證建筑的長寬為2比1時，能夠產(chǎn)生最大的抗震效果，此外，對稱結(jié)構(gòu)的抗震性能更好，能夠減少毀壞發(fā)生的幾率。建筑的豎直結(jié)構(gòu)不規(guī)則也很容易導(dǎo)致建筑底層的承受力傾斜，豎向規(guī)則的建筑可以在地震中保持相對平衡。

2.3增強建筑材料的延展性鋼和木材是代表性的建筑材料，具備一定的延展性能。我國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑有著良好的抗震性，在幾次地震中，我國的文物木質(zhì)建筑雖然因為年代久也有損壞，但相對浮躁的現(xiàn)代建筑受地震的影響就曉得多了。在鋼制的鋼梁結(jié)構(gòu)中，延伸性能比較好，能夠有很大程度的變化幅度，吸收作用力。對于建筑整體來說，增強建筑材料的延展性可以很好的提高建筑的強度，即使在地震中發(fā)生一次稍微偏移，地震中的能量被延展性材料吸收，短時間內(nèi)可恢復(fù)到其原本位置，這樣就可以避免建筑在地震中局部受力過大發(fā)生崩裂。

2.4減輕建筑的質(zhì)量對于高層建筑，建筑質(zhì)量越大，其中心離地面也越高，擺動周期也會變大，建筑頂點的位移也很大，建筑的危險性也就明顯變大。因此，對于特定環(huán)境下的高層建筑，要綜合各方面因素，對其進(jìn)行高度限制。在進(jìn)行建筑設(shè)計時應(yīng)該對建筑的重心進(jìn)行合理設(shè)計，保持高層的建筑質(zhì)量輕，低層的質(zhì)量重，能夠減輕建筑的傾斜力矩的產(chǎn)生。所以建筑材料最好選擇質(zhì)量輕強度大質(zhì)量好的材料。

2.5選好建筑材料建筑過程中應(yīng)該注意建筑材料的選擇，對建筑部位的承載能力進(jìn)行分析，對材料參數(shù)的誤差進(jìn)行合理的分析�？拐鹩嬎銜r應(yīng)考慮各種材料的剛度、質(zhì)量、延展性、承載力等，另外還要選擇不同振動頻率的材料，避免在地震中建筑材料共振，破壞力加倍。

2.6采用現(xiàn)澆板工藝現(xiàn)澆板是指在施工現(xiàn)場就搭好模板，然后安裝好鋼筋，再澆筑混凝土，最后拆除模板�，F(xiàn)澆樓板不僅在增強房屋的整體性和抗震性能上占有優(yōu)勢，而且具有很大的承載力，剛度和強度都相對較高。同時在隔聲，隔熱，保溫以及防水等方面與普通的預(yù)制空心板相比，也有相當(dāng)好的效果。

2.7加強建筑薄弱部分可以對建筑薄弱部分加雙重保護(hù)，使建筑重要部位第一層材料毀壞時還有第二層材料替補，延緩地震對建筑的破壞，使高層建筑中的居民有更多時間逃生，加強建筑的安全性。對建筑中受力較大，承載力薄弱的底層結(jié)構(gòu)等部位來進(jìn)行加固處理，采取有效措施增強建筑的強度和剛度。提高短柱的延展性和承載力，采用“強柱弱梁”的框架，在地震中可以利用梁的形變吸能來消耗地震的能量，這樣可以有效避免框架坍塌。

2.8抗震防線的設(shè)計為避免建筑物的局部毀壞影響整體的結(jié)構(gòu)，有必要進(jìn)行抗震系統(tǒng)的設(shè)置。比如說抗震墻能夠成為框架受損后的第二框架，抗震墻能有效的減緩建筑倒塌時間，減輕地震震波對建筑的毀壞，然而只有一道防線是不夠的，需要多設(shè)置幾道抗震防線才能加強建筑的抗震效果。此外設(shè)計木質(zhì)樓梯也能起到一個預(yù)防目的，木質(zhì)材料延性大，有諸多優(yōu)點，可作為重要逃生通道，給被困地震中的人增加生還的機會。在人流量大的建筑群里，還需要建筑特殊通道，便于人員疏散。

3結(jié)語

抗震設(shè)計論文范文第3篇

每棟建筑物都是一個空間結(jié)構(gòu)體，在荷載作用下各構(gòu)件并非是以脫離體系的單一構(gòu)件獨自工作，而是以相當(dāng)復(fù)雜的方式共同工作，精確計算其作用和受力是相當(dāng)困難的，在計算地震作用時尤其如此，由于地震作用下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)的復(fù)雜性及不確定性、人們對地震時結(jié)構(gòu)響應(yīng)認(rèn)識的局限性和模糊性、理論計算中的假定與實際情況的差異性，注定了在現(xiàn)階段無論計算工具再如何發(fā)展，計算過程再如何嚴(yán)格，其結(jié)果也只能是一種比較粗略的估計，甚至有時還根本無法計算。顯然在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，僅依靠現(xiàn)有理論進(jìn)行抗震計算往往不能滿足結(jié)構(gòu)安全性、可靠性的要求，無法達(dá)到預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。因此在不確定因素眾多，受力狀況復(fù)雜的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，抗震概念設(shè)計的提出和應(yīng)用就顯得尤為重要了。

二、結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的涵義

所謂抗震概念設(shè)計，一般是指不經(jīng)過計算，尤其在難以做出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分結(jié)構(gòu)體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、震害、實驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗中所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，從總體的角度來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制，從而從根本上保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。

三、結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的基本原則和具體要求

（一）建筑場地的選擇

地震造成建筑的破壞，除地震動直接引起結(jié)構(gòu)破壞以外，還有場地條件的原因，諸如：地震引起的地表錯動與地裂，地基土的不均勻沉陷、滑坡和土體液化等。因此選擇有利于抗震的建筑場地是減輕建筑物地震災(zāi)害的第一道重要工序。（二）建筑物的平面、立面及豎向剖面的布置建筑物平面和立面的規(guī)則性是抗震概念設(shè)計中需要考慮的一個重要因素。規(guī)則的建筑方案體現(xiàn)在：建筑物的平面布置基本對稱；結(jié)構(gòu)體型簡單；抗側(cè)力體系的剛度和承載力上下變化連續(xù)、均勻。因為，簡單、對稱的結(jié)構(gòu)容易估算其在地震時的反應(yīng)，容易有針對性的采取抗震措施并對其進(jìn)行細(xì)部處理。因此，這就要求建筑專業(yè)的設(shè)計人員具有一定的抗震知識素養(yǎng)，應(yīng)該對所設(shè)計的建筑的抗震性能有所估計，避免采用抗震性能差的嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案。

（三）結(jié)構(gòu)體系的確定和結(jié)構(gòu)布置

結(jié)構(gòu)體系的確定是結(jié)構(gòu)設(shè)計中頭等重要的大事。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)通過綜合分析使結(jié)構(gòu)體系盡量合理且經(jīng)濟，應(yīng)優(yōu)先采用抗震能力強、延性好、耗能能力強、便于施工且具有多道防線的結(jié)構(gòu)體系（如框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，框架-筒體結(jié)構(gòu)，設(shè)置耗能連梁的剪力墻結(jié)構(gòu)等），避免采用抗震能力較低的結(jié)構(gòu)體系（如板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)，單跨框架結(jié)構(gòu)等），尤其應(yīng)避免采用看似“合法”（符合規(guī)范）但不合理的結(jié)構(gòu)體系（如當(dāng)房屋高度接近規(guī)范框架結(jié)構(gòu)類適用高度上限時，仍采用框架結(jié)構(gòu)，震害表明，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，整體性較差，結(jié)構(gòu)的抗震性能較差，此情況下應(yīng)采用抗震性能較好的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)為宜）。而在結(jié)構(gòu)布置時，應(yīng)采用概念清晰、傳力途徑明確的布置方式，盡量避免造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、平面和立面的里出外進(jìn)、豎向傳力桿件的間斷與不連續(xù)等問題。

（四）多道抗震防線的設(shè)置

單一結(jié)構(gòu)體系只有一道抗震防線，一旦破壞就會造成建筑物倒塌的嚴(yán)重后果。特別是當(dāng)建筑物的自振周期與地震動卓越周期相近時，建筑物由此而發(fā)生的共振，更加速其倒塌進(jìn)程。而如果建筑物采用的是多重抗側(cè)力體系時，第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件在強烈地震作用下遭到破壞后，第二道乃至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替，抵擋住后續(xù)的地震動的沖擊，可保證建筑物最低限度的安全，免于倒塌。在遇到建筑物基本周期與地震動卓越周期相同或接近的情況時，多道防線就更顯示出其優(yōu)越性。當(dāng)?shù)谝坏揽箓?cè)力防線因共振而破壞，第二道防線接替工作，建筑物自振周期將出現(xiàn)較大幅度的變動，與地震動卓越周期錯開，使建筑物的共振現(xiàn)象得以緩解，避免再度嚴(yán)重破壞。在雙重結(jié)構(gòu)體系中一般應(yīng)優(yōu)先選擇不負(fù)擔(dān)或少負(fù)擔(dān)重力荷載的豎向支撐或填充墻，或軸壓比值較小的抗震墻、實墻筒體等構(gòu)件作為第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件，如框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻，框架-填充墻結(jié)構(gòu)中的填充墻，單層廠房縱向體系中的柱間支撐，均可作為各自體系中的第一道抗震防線。如因條件限制，只能采用單一的框架體系，則框架就成為整個體系中唯一的抗側(cè)力構(gòu)件，此時應(yīng)采用“強柱弱梁”型的延性框架。在地震作用下，框架梁成為第一道抗震防線，框架柱為第二道抗震防線，用框架梁的變形去消耗地震能量，使框架梁的屈服先于框架柱的屈服，從而保護(hù)了框架柱的相對完整，最終達(dá)到“大震不倒”的要求。

（五）結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計關(guān)鍵點的把握

在結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計中，還應(yīng)注重對結(jié)構(gòu)體系中的關(guān)鍵部位（如薄弱層，加強層等）、關(guān)鍵部位中的關(guān)鍵構(gòu)件（如加強層的重要豎向構(gòu)件、轉(zhuǎn)換層的水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件等）、關(guān)鍵構(gòu)件中的關(guān)鍵節(jié)點（如梁柱節(jié)點，柱根部位等）幾個關(guān)鍵點的把握，從而實現(xiàn)“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點強錨固、強柱根弱桿件”的設(shè)計理念。

抗震設(shè)計論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：磚柱廠房地震震害抗震設(shè)計

單層磚柱廠房具有選價低廉、構(gòu)造簡單、施工方便等優(yōu)點，在中小型工業(yè)廠肩中得到廣泛應(yīng)用。磚柱廠房是以磚柱（墻）做為承重和抗側(cè)力構(gòu)件，由于材料的脆性性質(zhì)，其抗震性能比鋼筋混凝土柱廠房差；由于磚往廠房內(nèi)部空曠、橫墻問距大，地震時的抗倒塌能力不如砌體結(jié)構(gòu)的民用建筑。因此根據(jù)磚柱廠房的震害特點，找出杭震的薄弱環(huán)節(jié)，提出相應(yīng)的抗震措施，提高其抗震能力是必要的。

1．地震震害及其特點：

地震震害表明：6、7度區(qū)單層磚柱廠房破壞較輕，少數(shù)磚柱出現(xiàn)彎曲水平裂縫：8度區(qū)出現(xiàn)倒塌或局部倒塌，主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞；9度區(qū)廠房出現(xiàn)較為嚴(yán)重的破壞，倒塌率較大。

從震害特點看，磚柱是廠房的薄弱環(huán)節(jié)，外縱墻的磚柱在窗臺高度或廠房底部產(chǎn)主水平裂縫，內(nèi)縱墻的磚柱在底部產(chǎn)生水平裂縫，磚柱的破壞是廠肩倒塌的主要原因。山墻在地震時產(chǎn)生以水平裂縫為代表的平面外彎曲破壞，山墻外傾、檁條拔出，嚴(yán)重時山墻倒塌，端開間屋蓋塌落。屋蓋形式對廠房抗震性能有一定的影響，重屋蓋廠房的震害普遍重子輕屋蓋廠房，楞攤瓦和稀鋪望板的瓦木屋蓋，其縱向水平剛度和空間作用較差，地震時屋蓋易產(chǎn)生傾斜。

2．適用范圍及結(jié)構(gòu)布置

2．1單跨和等高多跨的單層磚柱廠房，當(dāng)無吊車且跨度和柱頂標(biāo)高均不大時，地震破壞較輕。不等高廠房由于高振型的影響，變截面柱的上柱震害嚴(yán)重又不易修復(fù)，容易造成屋架塌落。因此規(guī)定磚柱廠房的適用范圍為單跨或等高多跨且無橋式吊車的中小型廠房，6－8度時廠房的跨度不大子15m且柱頂標(biāo)高下大于6．6m，9度時跨度不大于12m且柱頂標(biāo)高不大于4．5m。

2．2廠房的平立面應(yīng)簡單規(guī)則。平面宜為矩形，當(dāng)平面為L、T形時，廠房陰角部位易產(chǎn)生震害，特別是平面剛度不對稱，將產(chǎn)生應(yīng)力集中。對于立面復(fù)雜的廠房，當(dāng)屋面高低錯落時，由于振動的不協(xié)調(diào)而發(fā)主碰撞，震害更為嚴(yán)重。

2．3當(dāng)廠房體型復(fù)雜或有貼建的房屋（或構(gòu)筑物）時，應(yīng)設(shè)置防震縫將廠房與附屬建筑分割成各自獨立、體型簡單的抗震單元，以避免地震時產(chǎn)主破壞。針對中小型廠房的特點，鋼筋混凝上無檀屋蓋的磚柱廠房應(yīng)設(shè)置防震縫，而輕型屋蓋的磚柱廠房可不設(shè)防震縫。防震縫處宜設(shè)置雙柱或雙墻，以保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和剛度，防震縫的寬度應(yīng)根據(jù)地震時最大彈塑性變形計算確定。一般可采用50～70mm。

3．結(jié)構(gòu)體系

3.1地震時廠房破壞程度與屋蓋類型有關(guān)，一般來說重型屋蓋廠房震害重，輕型屋蓋廠房震害輕，在高烈度區(qū)影響更為明顯。因此要求6－8度時宜采用輕型屋蓋，9度時應(yīng)采用輕型屋蓋。人之地震震害調(diào)查表明：6、7度時的單跨和等高多跨磚柱廠房基本完好或輕微破壞，8、9度時排架柱有一定的震害甚至倒塌。因此《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（G8Jll一89）規(guī)定：6、7度時可采用十字形截面的無筋磚柱，8度1、2類場地應(yīng)采用組合磚柱，8度3、4類場地及9度時邊柱宣采用組合磚柱，中柱直采用鋼筋混凝土柱。經(jīng)過地震震害分析發(fā)現(xiàn)：非抗震設(shè)計的單層磚柱廠房經(jīng)過8度地震也有相當(dāng)數(shù)量的廠房基本完好，所倒塌的廠肩大部份在設(shè)計和施工上也存在先天不足，因此正常設(shè)計正常施工和正常使用的無筋磚柱單層廠后，在8度區(qū)仍然具有一定的抗震能力�？梢妼�8度區(qū)的單層磚柱廠房都配筋的要求是偏嚴(yán)的，在抗震規(guī)范的修訂稿中將8度1、2類場地“應(yīng)”采用組合磚往改為“宜”采用組合磚柱，允許設(shè)計人員根據(jù)不同情況對是否配筋有所選擇。一般來說，當(dāng)單層磚柱廠房符合砌體結(jié)構(gòu)剛性方案條件，經(jīng)抗震驗算承載力滿足要求時，可以采用無筋磚柱。

3.3對于單層磚柱廠房的縱向仍然要求具有足夠的強度和剛度，單靠磚柱做為抗側(cè)力構(gòu)件是不夠的，如果象鋼筋混凝土柱廠房那樣設(shè)置柱間支撐，會吸引相當(dāng)大的地震剪力。使磚拄剪壞。為了增強廠房的縱向抗震承載力，在柱間砌筑與柱整體連接的縱向磚墻，以代替柱間支撐的作用，這是經(jīng)濟有效的方法。

3.4當(dāng)廠房兩端為非承重山墻時，山墻頂部與檁條或屋面板恨難連接，只能依靠屋架上弦與防風(fēng)柱上端連接做為山墻頂部的支點，這不僅降低了房屋整體空間作用，對防止山墻的出平面破壞也不利，因此廠房兩端均應(yīng)設(shè)置承重山墻。

3．5廠房的縱橫向內(nèi)隔墻宣做成抗震墻，其目的充分利用培體的功能，避免主體結(jié)構(gòu)的破壞。當(dāng)內(nèi)隔墻不能做成抗震墻時，最好采用輕質(zhì)隔墻，以避免墻體對柱及柱與屋架連接節(jié)點產(chǎn)生不利影響，如果采用非輕質(zhì)隔墻，則應(yīng)考慮隔墻對柱及其與屋架節(jié)點產(chǎn)生的附加剪力。

3.6無窗架不應(yīng)通至廠房單元的端開間，以免過份削弱屋蓋的剛度。天窗架采用磚壁承重時，將產(chǎn)生嚴(yán)重的震害甚至倒塌，地震區(qū)應(yīng)避免使用。

4抗震承載力計算

4.1橫向抗震計算

單層磚往廠房橫向抗震計算的計算簡圖，可按下列規(guī)定選�。海�1）當(dāng)廠房柱為無筋磚柱或邊柱為組合磚柱、中柱為鋼筋混凝土柱時，可采用下端為固接、上端為鉸接的徘架結(jié)構(gòu)模型；（2）當(dāng)廠肩邊柱為無筋磚柱、中柱為鋼筋混凝士柱，在確定廠房自振周期時，磚柱下端按固接考慮，在計算水平地震作用時，磚柱下端按鉸接考慮。這主要是考宅到在地震作用下，隨著變形的不斷增加，無筋磚柱下端開裂并退出工作，囚而全部橫向地震作用由中部的鋼筋混凝土柱承擔(dān)。輕型屋蓋單層磚柱廠房的橫向抗震計算，可以忽略空間工作影響·采用平面排架進(jìn)、廳計算。對于鋼筋混凝上屋蓋和密鋪望板的瓦木屋蓋廠肩，其空間作用不能忽略，應(yīng)按空間分析的方法進(jìn)行計算：但為了簡化，對于一定條件下的廠房可以按平面排架進(jìn)行計算，考慮到其空間工作影響，對計算的地震作用效應(yīng)要進(jìn)行調(diào)整。

4.2縱向抗震計算

對于鋼筋混凝土屋蓋的等高多跨磚柱廠房，當(dāng)考慮屋蓋為剛性時，縱向地震作用在各柱列之間的分配與柱列的側(cè)移剛度成正比：當(dāng)考慮屋蓋的彈性進(jìn)行空間分析時，側(cè)移剛度較大柱列分配的地震作用比按剛性屋蓋分配的地震作用小，而側(cè)移剛度較小柱列分配的地震作用比按剛性屋蓋分配的地震作用大。設(shè)計中為了利用剛性屋蓋假定時縱向地震作用分配形式簡單的優(yōu)點，可以針對不同屋蓋形式對柱列的側(cè)移剛度乘以修正系數(shù)，做為縱向地震分配時的柱列剛度，并對所計算的廠房自振周期進(jìn)行修正，以考慮屋蓋的彈性影響。

對于縱墻對稱布置的單跨廠房，在廠房縱向沿跨中切開，取一個柱列單獨進(jìn)行縱向計算與對廠房進(jìn)行整體分析結(jié)果是相同的。對于輕型屋蓋的多跨廠房雖然屋蓋仍具有一定的水平剛度，考慮到屋蓋與磚墻的彈性極限變形值相差較大，為了計算簡便，仍可假定各縱向往列在地震時獨立振動，按柱列法進(jìn)行計算。

5抗震構(gòu)造措施

5．1單層磚柱廠房采用鋼筋混凝上屋蓋時的抗震構(gòu)造措施可參照鋼筋混凝土柱廠房的有關(guān)規(guī)定。采用瓦木屋蓋時，設(shè)有滿鋪望板的抗震能力比無望板強得多，望板能起到阻止屋架傾斜的作用。地震震害表明，未設(shè)上弦及下弦水平支撐的楞攤瓦屋蓋，屋架產(chǎn)主傾斜甚至倒塌的震害較多，因此要有足夠的屋蓋支撐系統(tǒng)，保證屋蓋沿縱向有足夠的剛度和穩(wěn)定，以滿足抗震的要求。

5．2圈梁對增強廠房的整體性起到了重要作用，但預(yù)制圈梁抗震性能差，地震時在連接外容易拉斷，因此要求圈梁應(yīng)現(xiàn)澆且在廠房柱頂標(biāo)高處沿房屋外墻及承重內(nèi)墻閉合。對于8、分度區(qū)還應(yīng)沿墻高每隔3－4m增設(shè)一道圈梁，可提高磚墻的抗震性能，并能夠限制地震時墻體裂縫的開展，減輕墻體破壞。當(dāng)?shù)鼗鶠檐浫跽承酝�、液化土、新近填土或�?yán)重不均勻土層時，地震易出現(xiàn)裂縫，如果裂縫穿過廠房將使房屋撕裂，基礎(chǔ)頂面應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)圈梁，以減輕地震災(zāi)害。當(dāng)圈梁兼做門窗過梁或抵抗不均勻沉降影響時，圈梁的截面和配筋除滿足抗震構(gòu)造要求外，還應(yīng)根據(jù)實際受力計算確定。采用鋼筋混凝土無檁屋蓋的磚柱廠房，地震時在屋蓋處圈梁下一至四皮磚的磚墻上易出現(xiàn)水平裂縫，因此8、9度時，在墻頂沿墻長每隔1m左右埋設(shè)1根8豎向鋼筋，并插入頂部圈梁內(nèi)，以避免上述震害的產(chǎn)生。

5．3地震中屋架與磚柱連接不牢，柱頭產(chǎn)主破壞甚至屋蓋坍落的震例是較多的。為了加強屋架與磚柱的連接，柱頂墊塊應(yīng)與墻頂圈梁整體澆注，屋架與墊塊的預(yù)埋件采用螺栓連接或焊接。當(dāng)墊塊厚度或配筋過小時。預(yù)埋件的錨固不能滿足要求，墊塊厚度丁應(yīng)小于240mm，井配置兩層直徑不小于8間距不大于100mm的鋼筋網(wǎng)。烈度較高時，屋蓋承受的地震作用較大，與墊塊整體澆注的圈粱受到較大的扭矩，墊塊兩側(cè)各500mm范圍內(nèi)圈梁的箍筋應(yīng)加密，其間距不應(yīng)大子100mm。

5.4山墻是磚柱廠房抗震的薄弱部位，地震時產(chǎn)生外傾、局部倒塌甚至全部倒塌，震害的主要原因是山墻頂部與屋蓋系統(tǒng)拉結(jié)不牢。為了使屋蓋與山墻可靠連接，應(yīng)在山培頂部設(shè)置鋼筋混凝上臥梁，通過臥梁內(nèi)的預(yù)埋件與屋蓋構(gòu)件錨拉。

抗震設(shè)計論文范文第5篇

橋梁的總體布置

1立交匝道橋的特點

互通立交的匝道橋，受地形、地物和占地面積等影響，其總體布局跟其它橋梁相比，有以下特點：

（1）由于互通立交區(qū)匝道的最小平曲線半徑可達(dá)30m，如果橋梁剛好位于小半徑平曲線上，則該橋就可能做成曲線梁橋，且往往超高值較大，故橋梁的橫坡較大。

（2）由于要在短距離內(nèi)實現(xiàn)高差，匝道橋往往縱坡較大。

（3）橋面較窄。

（4）匝道橋有時候需要跨越主線或其他匝道，以及非機動車道，因此匝道橋的單跨跨徑受到限制，不能減小。

由于匝道橋具有斜、彎、坡、異形等特點，屬于不規(guī)則橋梁，在地震作用下的響應(yīng)相對比較特殊，其抗震設(shè)計將更復(fù)雜，不僅要滿足常規(guī)橋梁所規(guī)定的構(gòu)造，而且在某些方面需要提出更高的要求。震害表明，曲線梁橋具有較高的地震易損性，薄弱環(huán)節(jié)較多，因此其抗震概念設(shè)計就顯得尤為重要。

2上部結(jié)構(gòu)

由于匝道橋很多是彎、窄橋，其在荷載作用下，包括靜力荷載和動力作用，上部結(jié)構(gòu)的扭矩較大，上部結(jié)構(gòu)受力處于彎扭耦合狀態(tài)，故需要采用抗扭剛度較大的截面，且橋梁上部結(jié)構(gòu)的整體性要好。因此，對于匝道橋，特別是在小半徑曲線上的匝道橋，宜采用箱形截面（跨度相對較大時）或者實心截面（跨度相對較小時）。也正是因為如此，為增加剛度和穩(wěn)定性，上部結(jié)構(gòu)宜采用結(jié)構(gòu)連續(xù)。所以，對于匝道橋，上部結(jié)構(gòu)采用連續(xù)箱梁或者連續(xù)實心板，將有效地提高其抗震性能。

3下部結(jié)構(gòu)

3．1橋墩的形式

匝道橋一般相對較窄，橋墩一般采用雙柱墩或者獨柱墩，橋墩的剛度相對較小。在地震作用下，墩身的彎矩和剪力一般不大，但是位移相對較大，如有較好的限位措施，對于抗震來說，未必是不利的。而對于小半徑匝道橋來說，地震作用下，可能會導(dǎo)致橋墩產(chǎn)生較大的扭矩，故橋墩的墩身宜采用抗扭剛度相對較大且整體性較好的結(jié)構(gòu)，如獨柱實心墩或者空心墩。如采用雙柱式墩，應(yīng)對其進(jìn)行全橋空間地震響應(yīng)分析，對關(guān)鍵部位進(jìn)行加強。

3．2橋墩的剛度

對于連續(xù)梁橋，同一聯(lián)內(nèi)各橋墩的高度不同而導(dǎo)致其抗推剛度相差較大，則水平地震力在各墩間的分配不均衡，剛度大的墩將承受較大的水平地震力，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致剛度較大的橋墩發(fā)生破壞，從而導(dǎo)致全橋的損毀。如果剛度扭轉(zhuǎn)中心和質(zhì)量中心偏離，上部結(jié)構(gòu)還將伴隨產(chǎn)生水平轉(zhuǎn)動，又可能導(dǎo)致落梁或者上部結(jié)構(gòu)的碰撞。而匝道橋恰好容易符合這兩個條件：縱坡較大，橋墩高差將會比較大；在小半徑曲線上，地震作用下可能會出現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的水平轉(zhuǎn)動。

雖然匝道橋的橋墩高度相差較大，可以通過改變橋墩截面的形式或大小來對其抗推剛度進(jìn)行調(diào)節(jié)。對于相對較高的橋墩，可以采用剛度較大的截面形式，或者增加其截面尺寸。如此一來，可以使得地震作用下各橋墩的水平地震相應(yīng)達(dá)到均衡。

如橋梁位于小半徑曲線上，地震來臨時，橋墩承受的水平力方向是不確定的，且有扭矩的存在。因此，橋墩截面的剛度在各個方向大致相同將會是比較好的處理方法，如采用獨柱墩或者空心薄壁墩。

3．3橋墩的配筋方式

近年來，橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)健性（robustness）越來越受到重視。穩(wěn)健性的意思，即當(dāng)參數(shù)攝動時，仍能保持整體穩(wěn)固性的能力，故亦稱為“參數(shù)攝動不敏感性”。對于工程結(jié)構(gòu)，則指意外作用下的結(jié)構(gòu)的整體牢固性，或者說結(jié)構(gòu)破壞的后果與原因的不對應(yīng)（不相稱）時的牢固性。橋梁的抗震設(shè)計，除遵守通常規(guī)范的承載力準(zhǔn)則外，還需力求避免意外的次生損毀、再次垮塌，縮小損毀范圍以及損壞的可修復(fù)、快修復(fù)性。匝道橋一般相對較窄，其橋墩要么是獨柱墩，要么是雙柱墩，沒有“冗余約束”，從結(jié)構(gòu)本身來看，其穩(wěn)健性相對較差。故需通過配筋來提高其在地震作用下的穩(wěn)健性。

提高橋墩的延性，是提高其穩(wěn)健性的有效方法之一。配置數(shù)量足夠的、錨固合理的橫向鋼筋，對于墩柱來說，可以起到3個方面的作用：約束塑性鉸區(qū)域內(nèi)的混凝土，提高混凝土的抗壓強度和延性；提高抗剪能力；防止縱向鋼筋壓曲。因此，箍筋或螺旋筋的間距小一些。各國抗震設(shè)計規(guī)范對塑性鉸區(qū)橫向鋼筋的最小配筋率都進(jìn)行了具體的規(guī)定。對于尺寸較大的墩柱，除須配置間距足夠小的箍筋或螺旋筋外，還應(yīng)配置橫向加勁鋼筋甚至是雙層箍筋，以滿足其對核心混凝土的套箍作用（如圖1所示），以提高橋墩的延性，從而提高其地震作用下的穩(wěn)健性。

其他構(gòu)造

1支座

為保證橋梁剛度均衡，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先考慮采用等跨徑、等墩高、等橋面寬度的結(jié)構(gòu)形式。如不能滿足，也可通過調(diào)整墩的截面形式和尺寸，或者調(diào)整支座等方法來改善橋墩的剛度均衡情況。其中，調(diào)整支座可能是最簡單易行的辦法，效果也很顯著。當(dāng)采用橡膠支座后，由墩和支座構(gòu)成的串聯(lián)體系的組合抗推剛度為：式中：kt是墩和支座的組合抗推剛度，kz和kp分別為橡膠支座的剪切剛度和橋墩的水平剛度。如地震作用下，橋墩仍處于彈性狀態(tài)，其水平地震力就是按墩的組合抗推剛度的比例分配的，從上式可以看出，調(diào)整支座的剛度可以有效地改善橋的剛度均衡狀況。

另外，如果地震設(shè)防烈度較高（超過8度），須考慮將支座設(shè)計成抗震支座，以達(dá)到減、隔震的目的。

2墩梁連接方式

一般情況下，橋墩跟上部結(jié)構(gòu)之間，采用支座連接。但是，有些情況下，可以將抗推剛度較小的橋墩和上部結(jié)構(gòu)固結(jié)來考慮，剛度較大的橋墩與上部結(jié)構(gòu)之間通過支座連接。如此，一方面可以增加橋梁的整體穩(wěn)定性，另一方面，也可以讓橋墩之間的抗推剛度均衡。

3限位裝置

對于橋墩剛度較小的情況，由于地震作用下的墩頂水平位移較大，限位裝置是不可或缺的。橫橋向的限位措施主要有剪力鍵和防震錨栓，縱向限位措施包括剪力鍵、防震錨栓、鏈索式和拉桿式限位器等（如圖2所示）。限位裝置應(yīng)允許梁體在小范圍內(nèi)自由移動，該自由移動范圍的大小一般以不影響支座的正常變形為宜。為減小碰撞力和碰撞損傷，限位器常在梁間和主梁與剪力鍵間設(shè)置橡膠等緩沖材料。

工程實例

1工程概況

云南某高速公路的互通立交區(qū)橋梁，位于平曲線半徑42m的匝道上，超高0．08，最大縱坡5％，橋?qū)?．75m，設(shè)計采用3～20m現(xiàn)澆箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用樁徑1．4m獨柱墩，①號橋墩墩高8m，②號墩高13m。其立面圖如圖2所示。

原設(shè)計未進(jìn)行概念設(shè)計。橋墩高度不同，而截面相同；未設(shè)限位裝置�，F(xiàn)將原設(shè)計做局部修改，增加防震銷，橋墩截面隨高度增加，使其抗推剛度接近一致。對該橋的原設(shè)計方案和按照本文前述內(nèi)容進(jìn)行修正后的方案進(jìn)行地震響應(yīng)分析，比較其地震響應(yīng)的區(qū)別。

2有限元模型

取全橋為分析模型，主要分析縱橋向的地震響應(yīng)。墩底為完全固結(jié)。根據(jù)橋址的場地土條特性，選用El－Centro波作為非線性時程分析地震輸入，因該橋抗震設(shè)防烈度為8度，故將El－Centro波水平地震加速度峰值調(diào)至0．2g。計算模型如圖3所示。3．3地震響應(yīng)分析本文對優(yōu)化前后的橋梁地震響應(yīng)進(jìn)行分析和比較。

設(shè)置限位裝置之后的墩頂位移與原設(shè)計墩頂位移對比分析：①號墩僅有微小的變化，②號墩位移相比原來小了14．27％，抗震性能提高明顯�？梢姡�限位裝置效果的體現(xiàn)對較高的柔性墩有明顯的影響。

（2）統(tǒng)一橋墩抗推剛度后的影響（見表2）②號墩直徑加大，使其剛度與①號墩一致，計算結(jié)果分析對比：橋墩底的內(nèi)力均有不同程度的改善，其中②號墩改善最顯著，墩底內(nèi)力與墩頂位移均有大幅度的提高。

①號墩也有相對②號墩較小的變化�？梢�，讓各墩的剛度盡量相等，對整座橋橋墩的內(nèi)力和位移都有影響，優(yōu)化之后的①、②號墩剛度趨向于一致，使全橋的內(nèi)力分配更均勻，從而提高的橋梁的抗震性能。