防震论文参考文献

房屋基础隔震技术应用的探究工学论文

摘要： 笔者经过实践并进行理论总结后，在本文中就房屋基础隔震技术的原理和施工技术要点做了详细和系统的介绍，并且通过比较将房屋基础隔震技术抗震性能好和节约成本等优越性展现出来。最后笔者还就目前该技术的应用情况做出了总结。

关键词： 房屋基础隔震原理技术要点优势现状

2008年的5·12汶川地震在给我们带来伤痛的同时也引起了各界对房屋建设的关注，对于每一名房屋设计和建设者来说如何提高房屋的抗震能力成了必须思考和探索的问题。广木线穿心店站的货运楼在其周围房屋基本倒塌的情况下仍然可以保持房屋上部结构的基本完整性这一特殊的现象为我们有效提高房屋抗震性能提供了一种可能。经过调查发现该楼房在修建过程中应用房屋基础隔震技术，这就提示我们房屋基础隔震技术能有效提供房屋抗震性能，而这一点在国家现行的GB50011．2001建筑抗震设计规范中得到证明。下面就介绍一下房屋基础隔震技术的基本原理和优越性，并且探讨一下其应用的方法。

1房屋基础隔震技术的基本原理

房屋基础隔震技术的基本原理就是在房屋的上部结构同地基之间实现柔性连接——一般是在上下结构的中间增加水平刚度低且具有适当的隔震和增加结构系统的柔性，使上部结构得以同可能造成破坏的地面运动分离，以达到降低房屋上部结构的地震能量加速，且提高房屋对于地震的抵抗能力的目的。可以说基础隔震技术通过“以柔克刚”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。当地震破坏程度较小时，“隔震装置的初始刚度足以使房屋屹立不动”[1]，在遇到破坏性大的地震时这种设计就可以保持房屋的基本结构让房屋不至完全倒塌，就像5·12地震中的广木线穿心店站的货运楼。

房屋结构应用基础隔震措施后,其周期是没有应用基础隔震结构的2～3倍，依据反应谱理论可知较长的隔震建筑的周期可以使地震对房屋的影响大幅度减小。但就传统对原理的解释来看，这种隔震设计一般多用于层数较少的楼房，而目前我国在高层建筑中也开始了基础隔震技术的使用。虽然，这用传统的理论很难解释其合理性，但是从实际运用中来看，我们仍旧可以发现其合理因素所在，即就隔震能力本身而言基础隔震技术降低房屋上部结构的地震能量加速。

2房屋基础隔震设计的优越性

无论是从理论上还是实践中基础抗震设计较传统抗震设计在抗震能力和节约成本方面都有很大的优势。

抗震能力更好明显有效地提高了地震对房屋结构的影响。基础隔震技术使得房屋结构的加速度降低60%左右，也就是相当于没有运用基础抗震技术结构的1／10～1／4。如此一来房屋上部结构的地震反应也刚体平动十分类似，从而能让房屋的整体结构得到有效的保护，同时也因结构的震动得以保持在较为轻微的水品内而让房屋的内部设施。同时在地震时，应用了基础抗震设计的房屋能够保持上部结构的弹性工作状态的正常运作，这可以给某些重要的建筑物以可靠的保护。

节约成本从目前国内的房屋建设实例来看，采用了基础隔震设计的房屋在初始造价上往往较非基础隔震设计的房屋高，但是我们在计算隔震设计的经济性时不能只考虑初始的工程费用，而应该从其抗震性能、抗震安全性、震后维护等方面来进行评估。首先，房屋基础隔震可以有效的保护房屋内部的浮放设备，防止内部物品的破损，减少了受灾群众的经济损失和次生灾害的发生。其次，抗震措施简单明了，隔震设计仅考虑隔震装置，“这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上”[2]，因此建筑结构的设计与施工得以简化。最后，地震后无需对隔震建筑进行过多的维修。

3房屋基础隔震设计的应用方法

隔震装置的选择现阶段常用的隔震装置有：加铅芯的多层橡胶支座、橡胶隔震支座、摩擦滑动层隔震装置、阻尼器。这些隔震装置都各有其优缺点，具体什么选择还得按照房屋的总体设计需要来，但总的来讲要想隔震装置在地震中发挥作用，保证房屋整体的抗震性能和安全性，就必须就有适当的阻尼及消能能力基础隔震装置必须具有一定的阻尼、消能能力和竖向承载能力。下面我们就以叠层橡胶隔震支座为例。叠层橡胶隔震支座一般用天然橡胶或者人工合成橡胶制作，呈圆柱形，直径在300mm以上1000mm以下，单个可以承重500KN到700KN。其有点是有很好的自复能力。其缺点是“由于上部结构的粱是由叠层橡胶支座为其竖向支座的，为了减小梁的跨度，就需要放置比较多的`叠层橡胶支座，那么就提高了整个隔震体系的成本。”[3] 确定水平向减震系数水平向减震系数取值必须大于等于，而且隔震作用发挥后，地震作用的总水平应该是隔震结构相对的减震系数的百分之七十。为了更加合理化水平向减震系数，我们要根据具体情况配合相应的防烈度，具体来说可看下表：

水平向减震系数防裂度

基础设计要点当我们进行抗震设计的基础设计时可以不考虑隔震产生的减震效果，只需按原设防烈度着手设计即可。

隔震层设计要点隔震层能在地震中起到应有作用是设计的根本，因而就必须确保整体隔震结构得以协调工作，这样一来我们在将具有合适刚度的梁板体系安排在隔震结构的项部的同时要做到让该层隔震装置的两种负荷——永久、可变负荷的“竖向平均压应力限值不超过相关规范规定，且在罕遇地震下不出现拉应力。”[4]还有一点需要我们注意，就是虽然在前面已经列出了防烈度的相应系数，但是考虑到在遇到竖向地震是隔震层的相对无力，在上部结构设计是我们有必要把水平向换算烈度提高。基础隔震设计不是单靠哪一个部分就能够完成的，要想使得隔震设计的性能得到良好的发挥，就必须保证设计的每个部分都不能脱节，要重视连接点的重要性，从全局出发着手设计。

隔震层设计注意事项隔震层的抗震性能还收其以下结构的影响，因此我们要注意一下的设计要点：①对于支柱、支墩等地相连且有相当大的承重任务的结构，在设计时要以高标注也就是罕见破坏性地震作为隔震底部相关力如竖向力和水平力的计算依据。②要具体问题具体分析，不同的地区对于隔震建筑地基有这不同的要求和标准，所以我们在作出精确计算和设计时不能忽略相应地区抗震防烈度。

4房屋基础隔震设计在我国的应用情况和前景展望

基础隔震的概念早在1881年就已提出，但其真正开始在工程上运用是到上世纪20年代才开始。而我国却是到了60年代才开始有学者关注这一技术，所以该技术的应用在我国起步较晚，不过经过不断的推广，目前国内已经有包括北京、天津、汕头、西安、南京、深圳等在内的地方进行了基础隔震技术工程的试点建设和推广。但是我们发现在西部，这一技术的应用并不充分，而我国西部一些人口密集的城市地处地震带，汶川、玉树的地震给我们提了个醒，我们应该重视推广该技术的应用辐射地区，特别是西部地区。

参考文献：

[1]张文福.房屋基础隔震的概念与设计方法.石油规划设计.1998年第3期

[2]岑巍.浅述房屋基础隔震技术的应用.山西建筑.2010年第20期

[3]张立涛.橡胶隔震支座与滑移隔震支座并联的基础隔震体系研究.硕士论文.2005年3月

[4]倪文军.房屋建筑基础隔震结构设计初探.管理观察.2010年第12期

谈谈高层钢筋混凝土建筑结构抗震延性设计

人们通常使用钢筋混凝土建造高层建筑物，增强钢筋混凝土的延性就能够增加高层建筑物的抗震能力，增加建筑物抗倒塌能力。

摘要: 钢筋混凝土结构是高层建筑结构中最普通、应用最广的结构。高层钢筋混凝土建筑结构抗震的本质就是结构的延性，提高了结构的延性就能够增强高层钢筋混凝土建筑的抗震能力。高层钢筋混凝土建筑结构的塑性铰能够消耗地震的能量，降低地震对建筑物的影响，因此，需将高层钢筋混凝土建筑结构设计成延性结构。主要阐述了高层钢筋混凝土建筑结构抗震延性的作用及设计。

关键词:高层建筑;钢筋混凝土;抗震;延性

0引言

钢筋混凝土具有足够的强度、良好的延性、较强的整体性，虽然钢筋混凝土建筑结构有良好的抗震性，但如果没有科学合理设计结构，仍会对高层钢筋混凝土建筑结构造成危害。

1高层钢筋混凝土建筑结构抗震设计中延性的作用

延性是指建筑承载能力不降低的情况下，建筑结构在屈服后有足够塑性变形能力的性能。延性的作用主要表现在以下方面:

①防止脆性破坏。脆性破坏是突发性的、是没有任何预兆的，高层建筑在使用时，高层钢筋混凝土结构就会发生脆性破坏，因此，需要保证高层钢筋混凝土建筑结构有足够的变形能力，需要确保有较高的可靠指标，以防止发生脆性破坏，防止损害人们的生命财产安全。

②承受偶然因素的作用。在使用高层建筑时，高层钢筋混凝土建筑结构可能会遇到偶然的超载、基础的不均匀沉降、温度变化等在设计过程中没有考虑过的偶然因素的作用，使得结构会发生体积变化或变形，建筑结构的延性设计能够作为发生意外情况时内力和变形的安全储备。

③重新分配塑性内力。延性结构具有转动的能力，在建筑结构发生变形时，延性设计能够促使塑性铰的形成，重新分配结构的内力。

④抗震。发生地震时，建筑结构的延性设计不仅能够通过塑性铰区域吸收和耗散地震的能量，还能够降低建筑结构的刚度，这就会减少地震对高层钢筋混凝土建筑结构的影响。

2高层钢筋混凝土建筑结构抗震延性设计

强柱弱梁

塑性铰的分布情况影响到高层钢筋混凝土建筑结构的延性，如果框架梁首先形成梁铰结构，那么塑性铰的分布会比较均匀，抗震延性也容易实现，如果框架柱首先出现柱铰结构，那么抗震延性很难实现，这就要求设计强柱弱梁。强柱弱梁是柱端的抗弯能力大于梁端抗弯能力。强柱梁弱就是为了保证框架柱有足够的`抗弯能力，为了减少框架柱的弯曲程度。当发生地震时，高层钢筋混凝土建筑结构的框架梁上首先出现塑性铰，这时地震产生的能量会通过梁上塑性铰来消散，从而减少地震对高层钢筋混凝土建筑的损害。与柱铰相比，梁铰或梁柱铰能够形成更多的塑性铰，因此，需要增强柱的抗弯能力，以便形成更多的、更好的梁铰或梁柱铰，从而消耗更多的地震能量。当高层钢筋混凝土建筑结构经受较大的侧向位移时，必须将非弹性变形限制在框架梁内，这样就能够保证框架柱有足够的抗弯能力，从而维护建筑结构的稳定性。

强剪弱弯

如果建筑结构的构件和框架节点发生脆性破坏会影响到建筑结构的延性。在发生地震时，高层钢筋混凝土建筑结构会按照结构构件实际的承受能力重新分配结构的内力，因此，为了防止建筑结构构件和框架节点出现脆性破坏，就需要遵循强剪弱弯的原则，即建筑结构构件的受剪承载力大于构件屈服时的剪力。强剪弱弯主要体现在设计剪力计算、抗剪承载力计算公式的选取、必要的构造措施等方面。与抗弯承载力计算相比，设计剪力计算更严格，其是根据地震的等级来调整地震效应系数的，同时建筑结构框架梁柱设计剪力需与梁柱极限抗弯强度相对应，以减少梁柱发生剪切破坏。抗震的等级不同，抗剪承载力计算公式不同。根据地震的反复性以及剪切的离散性，在辅以抗震结构措施的情况下选择纵筋屈服后的偏下限抗弯承载力计算公式。加强构造措施能够有效的保证建筑结构的延性。

强节点强

锚固高层钢筋混凝土建筑结构的框架节点直接关系到建筑架构的延性，这就不宜过早的破坏框架的节点和纵筋锚固，以便梁铰能够发挥作用。在剪力与压力共同的作用下，处于高层钢筋混凝土建筑结构核心区域的框架节点出现裂缝，甚至是拉断箍筋，同时也会拉断建筑结构的柱的纵筋。因此，为了防止过早的破坏框架节点，需要规范设计核心区域的钢筋混凝土的强度，需要设置足够的箍筋;为了保证纵筋锚固的强度，可以利用机械锚固增加抗震附加锚固的长度。在设计框架节点时需遵循的原则是强节点弱杆件，这样可以保证梁柱弯曲后框架的节点仍然有制约的作用。

3结语

人们通常使用钢筋混凝土建造高层建筑物，增强钢筋混凝土的延性就能够增加高层建筑物的抗震能力，增加建筑物抗倒塌能力。设计强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固，就能够提高建筑的延性，提高建筑物的抗震性。

参考文献:

[1]姬淑艳，祝飞水，卜长明.高层建筑钢筋混凝土结构延性分析

[2]杨宗慧.高层钢筋混凝土建筑结构抗震延性设计[J].中国新技术新产品，2011(4):303.

[3]王红伟.钢筋混凝土框架结构抗震延性设计[J].建材世界，2013(2):126-129.

一方面按照建筑抗震设计规范的有关规定进行计算，并采取相应的构造措施。另一方面，要特别注意，砌体结构倒塌很大程度上是竖向地震作用过大引起的，不仅是向下的地震加速度造成轴压比超标，而且还包括向上的地震加速度造成轴压比过小，甚至变成轴拉，从而在承受水平剪力之前就产生水平方向的轴拉裂缝。以下是参考文献。竖向地震力和抗震砌块建筑，钱培风著，中国大地出版社，1997年3月笔者认为结构抗震问题未能很好解决的主要原因是：水平地震力对结构破坏起决定性作用的传统观点不符合实际。由于地震工程存在着很多无法确定的因素，所以按照传统观点分析的结果有多大可靠性？必须用实际震害来检验。P130砖房常产生较平的裂缝，墙体应处于拉剪状态，竖向地震力应大于自重，但人们看到这种现象时，立刻就会想到是水平地震力引起的剪切破坏，极少人注意这是竖向地震力大大降低墙体的抗剪强度才能发生的。P131过去收到的强震记录，底面的竖向加速度都低于水平加速度，这对于传统观点也起了很大的维护作用。实际上即使这些强震记录没有多大问题，也不能说明水平地震力大于竖向地震力。因为结构在两个方向的阻尼、力学性能以及地基柔性的影响等并不相同。P44三十年来很多学者根据传统观点，将强震记录输入结构进行精密的分析计算得出：延性很好的结构，破坏之后还能抵抗很强的地震，地震力不会增加或增加不多，仅产生较大的位移或变形；延性很差的砖结构等破坏之后，已不能抵抗同等强烈甚至较低的地震，很快就会倒塌。上述结论引起了学者们极大的兴趣，以致将结构延性好坏视为结构抗震能力高低的重要标志。几乎所有国家的规范，都直接或间接地引用了这一成果。但大量震害的统计规律却刚好相反。如上所述，框架结构的抗倒塌能力就低于砖房很多，其原因并非学者们的分析计算有什么问题，而是传统观点本身不符合实际。按新观点考虑，情况就大大不同了。新观点认为：结构变形能力的好坏，主要是看竖向的变形能力。素砖结构在向上的竖向地震力作用下容易被拉断跳起，一般说来，跳起高度不受任何限制。可见按新观点考虑，它的变形能力很好。钢筋混凝土结构由于有钢筋的关系，混凝土被拉断之后仍不能自由上跳，所以它的变形能力不如砖结构。砖结构上部跳起落下时，将耗损大量能量，只要跳起时不产生较大的位移掉落于地，落下时不互相砸坏使砖块崩塌，地震后就能残存。