抗震技术论文范文第1篇

[论文摘要]汶川大地震抗震救灾有三条宝贵经验：一是快速救援；二是快速自救；三是快速发展。根本经验是党的领导。

汶川大地震是突如其来的。我们抗击这次新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广、救灾难度最大的地震，已经取得了重大阶段性胜利。虽然当前依然形势严峻、任务艰巨，但最危急的时刻毕竟已经过去，我们“入川赶考”——接受历史罕见大地震的考验，全国人民高度满意，国际社会普遍赞誉。

胜利来之不易，却有规律可循，总结此次抗震救灾，有三条宝贵经验。

第一条：快速救援

5月12日14时28分，汶川大地震发生，党中央在第一时间得悉，总理随即赶到能够抵达的距震中最近的地点。在党中央、国务院和中央军委的坚强领导下，在全国抗震救灾总指挥部的直接指挥下，各省区市、各部门、各行业和各派、各人民团体、社会各界紧急动员起来，全党全军全国各族人民万众一心、众志成城，一方有难、八方支援，信息公开透明权威及时，一场史无前例的人道主义大救援开始了。此次救援首先是快速。灾情就是命令，时间就是生命，不快则没有任何意义。真实灾情在第一时间上报中央并及时通报全社会全世界，引起境内外、国内外广泛高度关切，自上而下组织起有计划有步骤的救援；克服难以想象的困难，救援人员争分夺秒抢达现场施救。此次救援不但快速，而且规模庞大。汶川地震是历史罕见的特大地震，救援这样的震灾，杯水车薪无济于事。大规模超大规模投入人力物力财力，短时间内即形成规模救援效果。此次救援不但是快速大规模投入人力物力财力，而且是快速大规模源源不断投入人力物力财力。救援这样的震灾，投入断断续续必将半途而废、前功尽弃。正是快速大规模源源不断投入人力物力财力，确保了抗震救灾取得重大阶段性胜利。快速救援或快速大规模源源不断投入人力物力财力，对处理突发严重自然灾害事件特别有用，国外负面的例子不少。2005年美国南部墨西哥湾沿岸遭罕见飓风袭击，由于救援不快不力，新奥尔良市沦为“人间地狱”。汶川大地震前不久，缅甸遭罕见台风暴雨袭击，同样由于救援不快不力，加上国力弱小，灾情异常惨烈。

第二条：快速自救

汶川大地震灾区的外援是前所未有的。仅人民解放军就投入十几万精锐部队，还有大批武警特警，物资不计其数，捐赠款物总计467亿多元人民币，各方志愿者自觉参与，香港同胞、澳门同胞、台湾同胞、海外华侨华人和国际社会踊跃捐钱捐物，汇成了抗震救灾的强大外力。但外援外力毕竟是外因。内因是事物变化的根据，外因是事物变化的条件，外因通过内因而起作用。无论外援外力多强大，外因条件多充分，没有内因根据，没有灾区广大党员和人民群众的奋力自救，救灾难度将更大。汶川大地震灾区的外援是前所未有的，而灾区的自救也是前所未有的。从5月12日14时28分那一刻起，四川、甘肃、陕西、重庆4省市灾区的广大党员和人民群众，冒着余震不断的危险，在救援人员到达之前，就开始奋力生命自救财产自救生产自救。他们不怕苦不怕死，不等不靠，忍着伤痛，忍着失去亲人的痛苦，自强不息，大难面前不低头，演出了一幕幕惊天地泣鬼神的悲壮之剧。灾区人民不愧是英雄的人民!正是快速救援、快速大规模源源不断投入人力物力财力同快速自救、灾区广大党员和人民群众奋力生命自救财产自救生产自救，两股强大的力量交织在一起，确保了抗震救灾取得重大阶段性胜利。

第三条：快速发展

抗击汶川大地震的快速救援及快速自救是在30年快速发展打下的雄厚物质技术基础上进行的。没有30年快速发展打下的雄厚物质基础，快速救援及快速自救就无法落实。如果汶川大地震提前30年，损失和惨状将比唐山大地震更严重。30年前的中国，国民经济濒于崩溃，物资极端匮乏，人民极端贫困，社会极端封闭，交通通信极端落后，人民解放军技术装备水平落后。总之，30年前的中国，积贫积弱，民贫国弱。在这种情况下，32年前，1976年7月28日发生了唐山大地震。虽然唐山大地震的震级和烈度均低于汶川大地震，唐山地处河北大平原，距北京咫尺之遥，但地震的消息竟迟迟传不到中央。灾情上达尚如此困难，组织有效救援和自救就难上加难了。唐山大地震伤亡惨重，仅死亡人数就差不多是汶川大地震的3倍。不是当时的人们不关心不想知道灾情，是要保密而对他们封锁消息。不是当时的人们没有爱心不捐款，是他们有爱心没财力。不是当时的灾区人民不积极有效自救，是他们积极自救了但自救能力不强。经过30年改革开放和现代化建设，经过30年经济增长年均10%以上，今天，我国已是世界第四大经济体、第二大出口国、第一大外汇储备国、第一大原材料进口国、第二大石油进口国等，社会生产力和科学技术显著进步，综合国力和国际话语权显著增强，人民生活水平和质量显著提高。经过30年快速发展而且是快速持续发展，今天的中国早已不是30年前的中国。正是凭借30年快速持续发展打下的雄厚物质技术基础，抗击汶川大地震才得以顺利快速救援及快速自救，取得重大阶段性胜利。

根本经验：党的领导

进一步总结此次抗震救灾，三条宝贵经验最后都归之于一条根本经验：党的领导。

汶川大地震一发生，一场史无前例的人道主义大救援开始了。一方有难、八方支援，有力出力、有钱出钱，万众一心、众志成城，快速救援，快速大规模源源不断投入人力物力财力。做到这一点，完全取决于党的坚强领导。只有在党的领导下，才会有全国一盘棋，举全国之力，集中力量办大事办急事，充分发挥社会主义制度的优越性。

抗震技术论文范文第2篇

【关键词】钢结构；抗震设计；建筑

1引言

地震灾害会对建筑物的安全性以及稳定性产生严重影响，如果建筑物的抗震等级没有达到要求，就会发生断裂，甚至是倒塌等问题，对人们的生命财产安全造成直接威胁。为有效提高建筑物在地震灾害中的抵抗能力，设计人员加大了对抗震设计的研究，并着重对钢结构的抗震设计内容展开了相关分析与研究。

2建筑钢结构及结构抗震设计重要性

钢材料具有质量轻及弹塑性理想等方面的优势，机械性能较为突出，在建筑行业中有着广泛应用。随着钢结构的大量应用，其具备的良好抗震性能也逐渐显现出来了，得到了设计方与施工方的青睐。在对钢结构进行设计的过程中，可以按照国家规范展开结构抗震设计，明确抗震结构的设置方式和方法，以便最大限度地对结构的安全性进行保障[1]。在相同载荷工况中，采用钢结构能使构件的厚度更薄且截面尺寸更小，其优势在钢结构施工中能得到充分的体现，但钢结构也存在着稳定性较差的不足，容易出现结构失稳的问题。为保证对该项问题进行妥善处理，实现理想化的钢结构应用模式，需要通过对单个构件进行分析，对整体结构的稳定性展开推演，做好简化计算，从而科学展开整体钢结构的设置。设计人员在进行钢结构的设计过程中，需要做好梁柱的设计，应对结构中构件的相互影响关系展开研究，确定是否存在结构失稳问题。

3钢结构稳定性设计的影响因素

对钢结构整体稳定性设计产生影响的因素较多，本文将重点对非线性因素展开分析。影响钢结构承载能力的非线性因素主要有以下4个方面：1）几何非线性。在结构加载过程中存在旋转过大以及位移过大的问题，在对屈曲等问题进行处理时，小变形几何方程并不适用[2]。需要在问题处理过程中对材料非线性进行研究，需要将有位移二次方的项融入大位移以及旋转问题的研究中，对变形平衡问题进行充分考量，禁止出现对线性方程进行简化的状况。2）初始缺陷。在具体进行钢结构设计的过程中，可能会因为结构出现的各种缺陷，对结构承载能力以及稳定性造成不良影响。一般以偏心值和初始弯曲等几何缺陷为主，初始缺陷与钢筋力学参数以及初始应力参数等有着密切关联。3）残余应力。钢结构中的残余应力会导致结构出现扭转，屈曲载荷发生改变的状况，但不会对欧拉临界载荷产生干扰。因为应力存在会使压弯构件出现屈服强度过小的状况，会造成变形过大以及刚度下降的问题，会在没有达到预定载荷数值时，出现屈服状况，进而造成承载能力下降，二阶效应出现增加的情况。4）弯扭失稳。为保证钢结构极限承载能力计算的精准度，需要在进行结构设计的过程中对材料非线性以及几何非线性等内容展开深入分析，以便制订出最佳的结构设计方案。对结构产生影响的几何非线性因素主要包括P-δ效应与P-△效应2部分内容。构件弯曲与构件刚体旋转会直接完成2个效应。P-△效应与钢构架结构稳定性有密切关联，如果没有出现不同二阶效应，钢构件几何非线性由P-△效应进行控制。对于多层建筑钢结构而言，P-△效应是结构在水平力的作用之下，出现水平横向位移状况，导致载荷发生偏心问题，进而产生额外弯矩。在弯矩的作用下，会出现结构横向位移进一步增大的状况，非对称结构会出现扭转问题，会因为扭转问题的作用，导致抗侧力构件发生偏心问题，从而导致扭矩增加。如果竖向荷载与横向增加内力能够处于平衡的状态，结构也会保持相对稳定的状态，反之就会发生失稳问题。因为高层钢结构框架结构纵横方向的距离相对较大，容易在地震以及强风的影响下，出现水平位移，所以会直接造成竖向的二阶效应失稳问题。鉴于此，在进行设计的过程中，需要对位移产生附加水平力的影响展开分析与研究。钢结构框架结构要比钢筋混凝土框架结构的截面积更小，所以其灵活度也会更高，需要更加注重其稳定性。如果建筑物层数相对较多且设防烈度相对较高，可能会因为地震的作用而产生较大横向位移，会直接造成框架结构的几何形状发生明显改变的状况。

4钢结构技术规程的抗震设计与应用

4.1抗震计算方式

可运用底部剪力方法，对钢结构展开抗震计算。如果结构的整体高度相对较高，则需要用分解反应谱法进行计算。抗震方案设计需要满足地区的具体抗震要求，一般抗震等级在4~6级时，需要按照地区的具体抗震要求展开科学设计，结合建筑物自身情况以及地质等情况合理展开设置，确保建筑整体抗震强度能够达到实际需求的标准。设计人员还需要对建筑场地的类型展开分析，需要按照地区抗震设防烈度的具体情况，科学展开抗震设计。但需要注意的是，如果建筑属于丙类建筑，需要在原有基础上进行降度处理。进行地震作用计算时，在对选用重力荷载代表值进行计算的过程中，需要将恒荷载标准值以及活荷载组合值相加，其中活荷载的组合值系数为0.5，各结构具体活荷载组合值系数也为0.5，屋面部分的活荷载数值并不记入其中[3]。

4.2水平地震影响系数确定

在对结构地震影响系数进行确定的过程中，需要按照结构自振周期、阻尼比以及设计地震分组等各项情况，做好分析与判断[4]。在进行系数研究的过程中，对其最大值进行分析，通过对数据的合理选取，保证最终计算结果的精准度。在对特征周期数据进行选择的过程中，需要按照地震情况实施分组，做好工程场地类别的划分以及确定工作。如果场地的抗震设防烈度级别相对较高，一般计算时的特征周期都会设置为0.05s。

4.3钢结构设计要求分析

在进行钢结构设计的过程中，需要做好衰减指数的分析与研究，根据相应的方程式展开计算操作[5]。需要通过对阻尼比以及降斜率等各项参数的合理计算，完成最终的衰减指数的计算，并要根据公式展开调整系数以及阻尼调整系数的计算，明确调整系数以及阻尼调整系数的具体情况。通过对建筑钢结构技术规程的抗震设计的分析可以发现，如果建筑的抗震等级为Ⅵ，并不需要对其地震作用进行计算，也不需要展开抗震截面的计算工作，只需要保证所有设计能够满足抗震工作的具体要求即可[6]。

5钢结构抗震性能提升建议

5.1做好建筑场地的选择

为保证钢结构建筑的抗震性能能够达到预期，需要做好钢结构建筑的建设地址选择。一方面需要对各地的具体情况展开分析，明确地区是否处于地震带，掌握地质以及水文等各项信息，以便在此基础上选择最优的施工地址，保证钢结构的性能；另一方面，如果需要在复杂地区进行建设，需要对该地区的灾害发生情况以及以往历史等各项情况展开研究，要在此基础上制订出较为详细的应对方案，并将其融入抗震结构设计之中，以便最大限度降低地震灾害对钢结构所产生的不利影响，保证民众的居住安全[7]。

5.2合理选择钢结构类型

由于钢结构的抗震体系并不属于单一类型，种类较为丰富且较为多元化，所以在进行钢结构建筑的施工过程中，需要按照建筑施工所使用的材料以及钢结构建筑的实际高度，对相关的施工工艺展开科学选择[8]。应保证所选择的钢结构类型能够与具体的抗震等级要求相符合，可对施工活动顺利开展形成有效促进作用，从而为后续各项操作的高质量开展奠定良好基础。

5.3抗震装置以及抗震措施的设计

钢结构抗震设计过程中，要加大对重点工程的重视力度，做好设计，以便达到提高房屋建筑整体抗震等级的目标，最大限度减少地震灾害对建筑造成的不良影响。同时，需要加大对减震隔震技术的研究以及优化力度，需要通过对技术的科学应用，在切实提升房屋建筑抗震能力的同时，达到对整体建筑结构体系进行优化的目标[9]。可通过对阻尼器的合理应用，将其科学设置在构件之上，使其按照自身的变形程度对地震所带来的能量形成有效吸引与消化，减少地震在结构上的作用。

6结语

设计人员需要认识到钢结构抗震设计对于建筑结构安全使用的重要性以及必要性，需要加大对抗震设计方式方法的研究力度。不仅要按照场地的具体情况，做好场地地址选择以及钢结构抗震类型选择，同时还要科学展开钢结构的抗震计算等各项操作，保证钢结构的抗震设计能够达到预期目标，能够实现对钢结构建筑抗震性能的切实强化，从而保证建筑物使用的安全性以及稳定性，为民众的安全使用创造更加理想的建筑空间环境。

【参考文献】

[1]张海滨.多高层钢结构框架结构抗震设计研究[J].低碳世界,2021,11(6):184-185.

[2]焦亚洲.建筑工程钢结构单层单跨框架的抗震加固设计方法[J].中国住宅设施,2021(5):80-81.

[3]汤嘉虹,宋鹤.高层框架-支撑体系钢结构建筑优化设计案例[J].山西建筑,2021,47(11):60-62.

[4]张磊.抗震设计在钢结构桥梁中的应用探索[J].交通世界,2021(12):136-137.

[5]齐军帅,杨书杰,陈琛,等.高强钢结构抗震性能分析及经济性评价[J].建筑结构,2021,51(7):73-77.

[6]谢波.不规则钢结构基于不同支撑下的地震响应分析[D].合肥:安徽建筑大学,2021.

[7]钱建伟.不规则高层钢结构抗震性能分析[D].合肥:安徽建筑大学,2021.

[8]康杰.钢结构抗震设计方法探讨[J].工程建设与设计,2021(2):29-30.

抗震技术论文范文第3篇

［论文摘要］文章分析高层建筑结构的六个特点，并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。

我国改革开放以来，建筑业有了突飞猛进的发展，近十几年我国已建成高层建筑万栋，建筑面积达到2亿平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层，高325米；广州中天广场80层，高322米；上海金茂大厦88层，高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼：地王国际商会中心即地王大厦共54层，高206.3米。随着城市化进程加速发展，全国各地的高层建筑不断涌现，作为土建工作设计人员，必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系，只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。

一、高层建筑结构设计的特点

高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有：

（一）水平力是设计主要因素

在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

（二）侧移成为控指标

与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（△＝qH4/8EI）。

另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：

1.因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。

2.使居住人员感到不适或惊慌。

3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。

4.使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。

（三）抗震设计要求更高

有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。

（四）减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要

高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。

地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。

（五）轴向变形不容忽视

采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种轴向变形的差异将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁中间支座沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

（六）概念设计与理论计算同样重要

抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的，尽管分析手段不断提高，分析的原则不断完善，但由于地震作用的复杂性和不确定性，地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多，尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件局部开裂甚至破坏，这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明，在设计中把握好高层建筑的概念设计也是很重要的。

二、高层建筑的结构体系

（一）高层建筑结构设计原则

1.钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合，做到安全适用、技术先进、经济合理，并积极采用新技术、新工艺和新材料。

2.高层建筑结构设计应重视结构选型和构造，择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案，并注意加强构造连接。在抗震设计中，应保证结构整体抗震性能，使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。

（二）高层建筑结构体系及适用范围

目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等。

1.框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。

框架结构体系优点是：建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低。

框架结构的缺点是：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重。

框架结构的适用范围：框架结构的合理层数一般是6到15层，最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间，平面布置灵活，可适合多种工艺与使用的要求，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。

2.剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度，墙体同时也作为维护及房间分格构件。

剪力墙结构中，由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空间整体性好，用钢量省。历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。

剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架，形成框支剪力墙结构。

在框支剪力墙中，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形，因此，在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。

3.框架—剪力墙结构体系。在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架—剪力墙结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。

4.筒体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高，以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系，往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有：

（1）框架—筒体结构。中央布置剪力墙薄壁筒，由它受大部分水平力，周边布置大柱距的普通框架，这种结构受力特点类似框架—剪力墙结构，目前南宁市的地王大厦也用这种结构。

（2）筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成，内筒为剪力墙薄壁筒，外筒为密柱（通常柱距不大于3米）组成的框筒。由于外柱很密，梁刚度很大，门密洞口面积小（一般不大于墙体面积50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空间整体作用，类似一个多孔的竖向箱形梁，有很好的抗风和抗震性能。目前国内最高的钢筋混凝土结构如上海金茂大厦（88层、420.5米）、广州中天广场大厦（80层、320米）都是采用筒中筒结构。

（3）成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体，每个筒体都比较小，这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。

（4）巨型结构体系。巨型结构是由若干个巨柱（通常由电梯井或大面积实体柱组成）以及巨梁（每隔几层或十几个楼层设一道，梁截面一般占一至二层楼高度）组成一级巨型框架，承受主要水平力和竖向荷载，其余的楼面梁、柱组成二级结构，它只是将楼面荷载传递到第一级框架结构上去。这种结构的二级结构梁柱截面较小，使建筑布置有更大的灵活性和平面空间。

除以上介绍的几种结构体系外，还有其他一些结构形式，也可应用，如薄壳、悬索、膜结构、网架等，不过目前应用最广泛的还是框架、剪力墙、框架—剪力墙和筒体等四种结构。

［参考文献］

［1］GB50011－2001建筑抗震设计规范.

［2］GB50010－2002混凝土结构设计规范.

抗震技术论文范文第4篇

【关键词】桥梁工程；抗震；抗风；设计方法；设计理念

1引言

经过多年的快速发展，我国公路网也逐渐成型，桥梁工程的建设规模逐年增加。桥梁结构作为公路交通流通行的重要构造物，其受力特性十分复杂。随着全球地震活动和极端气候频发，桥梁工程在运营期间可能受到地震波和风荷载的双重作用，如果桥梁抗风抗震能力设计不足，可能发生失稳、颤振等病害，影响行车安全和舒适度，严重的可能会出现桥梁结构倒塌事故，造成一定程度的人员伤亡和经济损失。目前国内外很多学者和工程人员针对桥梁抗震与抗风设计开展了许多研究，但目前没有形成系统性的理论和规范来指导设计，研究成果一般局限于某种特定的计算方法，也很少有人将桥梁结构的抗震抗风设计进行对比、分析[1]。因此，研究桥梁抗震与抗风设计理念及设计方法十分重要。

2地震和风的特性分析

地震和风都是影响桥梁结构安全运营的重要因素之一，尤其是大跨度桥梁。但是地震和风由于本身特性的差异，对桥梁结构的影响并不完全相同，使得桥梁结构的抗震和抗风设计理念、设计方法也有一定的差异。地震是因为地球自转或构造而出现，其强度可用震级和烈度来表示，前者表示地震本身的强度大小，后者表示地震对构造物的破坏程度。风是冷暖空气相对于地面流动的结果，其强度可用风级、风速、风压等指标来衡量。地震和风特性的区别主要体现在以下几个方面[2]。1）重现期不同。一般情况下，地震（尤其是大震）发生次数少，重现期较长，持续时间短，破坏力大。风发生次数多，重现期较短，持续时间短，破坏力相对于地震小。2）影响因素不同。地震受地球构造、地质情况影响大，风受气候环境、地形地貌影响大，但是局部区域也可能强震与强风同时存在。3）作用方式不同。地震属于偶然作用，是以地震波的方式来传播的。由于传播介质的复杂性，地震波在传播期间容易出现反射、折射等现象，使得构造物受地震的影响也复杂。风是一种流体，不存在传播介质，在流动过程中产生的风荷载和构造物相互作用，出现自激振动现象，地震和风的作用方式如图1所示。4）设防目标不同。地震和风的预测都是基于历史资料，但是JTG/T2231-01—2020《公路桥梁抗震设计规范》提出了明确的桥梁抗震设防目标，但是风力无论大小都要考虑其对桥梁结构的影响，没有明确的设防目标。5）破坏形式不同。地震对桥梁结构的破坏形式主要有弯曲破坏、剪切破坏、落梁破坏、支座损伤等。风对桥梁结构的破坏主要有颤震、抖震、涡激共振、风雨震等。

3桥梁结构抗震设计

3.1桥梁抗震设计理念

桥梁抗震结构在进行抗震设计时要进行技术性和经济性对比，一方面要确保结构的强度、刚度、延性等参数达到最佳，另一方面要抗震方案造价不能过高。这就要求设计人员在开展抗震设计时，不能盲目地套用相关规范，而是要结合具体工程特点、自身工作经验、科学的设计理念来选择经济可行的抗震措施。相关研究成果表明，桥梁结构在进行抗震设计时应尽量遵循以下基本设计理念[3]：1）合理选择工程场区。在选择桥梁工程场区时尽量选择不易出现地基失效的坚硬场地，碎石类地基、不稳定的坡地都是危险地区。2）确保抗震体系的完整性。桥梁上部结构应尽量连续、完整，质量和刚度均匀，这样在地震波作用下桥梁构件不容易震散掉落。3）提高构件强度和延性。桥梁结构受地震破坏主要是因为地震波传入构件中，因此，在桥梁构件质量、刚度不变的情况下，增加其强度和延性是重要的抗震措施。4）能力设计。传统的设计理念强调桥梁各构件应有相等或相似的安全度（不存在明显短板），但是各构件重要程度是不相同的，等安全度设计理念对于桥梁抗震设计并不完全适用。桥梁抗震应考虑安全度差异，确保桥梁构件在地震波作用下不发生脆性破坏即可。

3.2抗震设计方法的变化

3.2.1静力法。静力理论发展较早，它是以结构强度为破坏准则，不考虑地面运动特性和结构动力特性，而是将桥梁结构受到地震波时的动力响应视为地震惯性力，并将场地地基、结构重要性程度等对结构的影响简化为某一系数来考虑。当结构的荷载效应小于或等于抗力效应时，认为桥梁结构是安全的，能满足抗震要求。3.2.2反应谱法。反应谱法又称为动静法，是基于反应谱理论来计算最大地震力，可以用来评价地面运动和结构动力特性对桥梁结构抗震性能的影响，但仍以强度破坏为准则。3.2.3动态时程法。随着动力学理论的发展，越来越多的学者开始关注地震振动的结构—基础—土的共同作用。在地震波作用下，桥梁构件会发生各种弹性、弹塑性变形，基于此可建立地震作用下桥梁的动态时程方程。动态时程法不仅可以考虑结构强度，还考虑了结构的延性，从而使桥梁结构的抗震计算结果更加符合实际情况。3.2.4位移设计法。目前桥梁设计规范中是允许构件在地震作用下出现微小的塑性屈服变形的，但是变形不得影响桥梁安全。这也说明，强度并不是衡量桥梁结构的单一指标，故有学者提出了基于位移的设计理念，将桥梁结构的变形或应变当作变量。

4桥梁结构抗风设计

4.1桥梁抗风设计理念

桥梁结构在进行抗风设计时，首先要分析影响桥梁抗风性能的主要因素：1）风参数。根据收集到的历史资料，并结合桥梁所处的地形、风向等选择合理的风特性参数用于桥梁抗风设计。2）桥梁动力特性。这是桥梁抗风分析的前提条件，应当准确选择力学模型和边界条件。3）颤振临界风速。颤振临界风速是桥梁结构出现颤振现象的起始风速，当外界风速小于临界风速，振动呈衰减趋势，因此要确保颤振临界风速高于桥梁的设计基准风速，以提高桥梁结构的抗风稳定性。4）抖震效应。桥梁结构抖振的最大振幅应当在允许范围内，从而防止结构疲劳[4]。如果桥梁结构的设计方案抗风性能不满足规范要求，应及时修改结构方案，并选择相应的措施来提高桥梁抗风能力，减小桥梁在风力作用下的颤震和抖震幅度。

4.2桥梁风振设计方法

4.2.1桥梁抗风的静力计算。风荷载出现是因为桥梁结构改变了流场的分布特性，风荷载对构件的作用能够分解成阻力FH、升力FV和升力矩MT,计算公式如式（1）~式（3）：式中，U为平均风速；CH为阻力系数；CV为升力系数；CM为扭矩系数；D为桥梁高度；B为桥梁宽度；ρ为空气密度。将上述分力代入JTG/T3360-01—2018《公路桥梁抗风设计规范》中的桥梁倾覆失稳和扭转发散临界风速即可验算桥梁结构的抗风能力。4.2.2桥梁风振可靠性设计。桥梁结构风振可靠性指的是在风荷载作用下，桥梁结构在特定时间和条件下，发挥其设计功能的概率，该方法属于结构动力可靠性理论的一个分支。桥梁结构风振可靠性系统主要包括风荷载统计描述、系统特性概率描述、失效状态物理描述3个方面的内容[5]，具体如表1所示。

5结语

本文详细探讨了地震和风的特性，桥梁结构的抗震、抗风设计理念和设计方法，主要得到以下几方面结论：（1）地震和风在重现期、作用方式、设防目标、破坏形式等方面不同，对桥梁结构的影响也有一定的差异；（2）桥梁结构在进行抗震设计时应合理选择工程场区、确保抗震体系的完整性、提高构件强度和延性，并选择安全度差异抗震设计理念；（3）桥梁结构抗震设计方法包括静力法、反应谱法、动态时程法、位移设计法等；（4）影响桥梁抗风设计的因素有风参数、桥梁动力特性、颤振临界风速、抖震效应等，常用的设计方法有桥梁抗风的静力计算、桥梁风振可靠性设计等。

【参考文献】

[1]陈浩.桥梁抗震、抗风设计理念及设计方法研究[J].建设科技,2016(17):113-114.

[2]王英伟.桥梁抗震、抗风设计理念及方法研究[J].工程与建设,2016,30(4):492-495.

[3]郑宏刚.刘家峡悬索桥风致振动及三维非一致激振抗震分析[D].兰州:兰州交通大学,2012.

[4]李保木.大跨度桥梁抗震与抗风分析的随机振动时域显式方法研究[D].广州:华南理工大学,2019.

抗震技术论文范文第5篇

关键词：卓越周期；抗震；岩土工程；勘察

1概述

地震造成的破坏是地震力通过场地土实现的，因此确定场地土的动力特征和地震动参数至关重要。可以反映场地土地震动力特性的参数有：地震动峰值加速度、地基承载力、剪切波速、卓越周期、特征周期等。岩土工程勘察中卓越周期是最常用的参数之一。

2卓越周期的定义

日本学者金井清在20世纪30年代提出，即使在不同地震中，同一地点的地震动卓越周期也是一定的。进一步研究发现同一场地的卓越周期并不总是一定的，而且当地基是双层或多层时，卓越周期不唯一。金井清所著《工程地震学》指出，卓越周期还随震中距、震级等因素而变化。我国的研究较晚，1964年抗震建筑设计规范将卓越周期T确定为判断场地类别的参考指标之一，并进行了大量测试工作，以满足重大工程抗震设计中场地烈度的需要。近现代关于卓越周期的比较明确的定义有：《工程抗震术语标准》定义为：随机振动过程中出现概率最多的周期，这反映了地震特性及场地特性。抗震设计中研究的是地震波通过场地时的反应，它是震源、传播途径和工程场地的相互作用，用来分析结构在地震作用中的响应。《工程地质手册》描述为：地震波在土层中传播时，经过不同性质界面的多次反射，将出现不同周期的地震波。若某一周期的地震波与地表土层固有周期相近时，由于共振的作用，这种地震波的振幅将得到放大，此周期称为卓越周期。《岩土工程手册》的描述为地表土层对不同周期的地震波有选择放大作用，致使在地震记录图上某些周期的波形特别多而好，也显得卓越，这个周期称为卓越周期。场地卓越周期是地面运动的重要特征量，它与覆盖土层的厚度、构成、物理力学性质以及场地的背景振动等有密切关系。由上可知，卓越周期是地震波在场地地层中传播产生的，它与场地自身特性有关，也受地震波类型的影响。它不止是场地的固有特性，也反映了该处场地在地震中的振动特性。

3测定方法及比较

3.1测定方法

测定场地卓越周期T的方法有三种:a.当场地内有强震记录时，通过Fourier频谱分析确定地震动卓越周期，称之为记录卓越周期[4]，以Tr表示。b.应用高灵敏度波速仪进行常时微动测量，将所得记录进行Fourier变换，得到卓越周期，有时为了简便，也通过绘制地脉动记录的震动-周期曲线来确定卓越周期。称为测试卓越周期[4]，以Tm表示。c.根据场地分层剪切波速测试结果按公式(1)计算之，称为波速卓越周期[4]，以Tv表示

3.2方法比较

前两种计算方法均基于Fourier频谱分析理论，而频谱分析结果具有多样性：a.Tr是场地条件和震源特性共同作用的体现，它来源于该工区的地震记录，因此真实地反映了工区在地震时场地的运动周期。但这是一种近似，确切的说，它计算的是地震时工区测试点的周期，这对附近区域的平均化。如果工区地质条件及地形地貌变化复杂，很显然，Tr确定场地卓越周期就是错的。所以，我们不仅要获得原始地震记录，还应知晓地震台站或测点在该场地的空间分布情况，地质条件复杂地区不宜用Tr确定场地卓越周期。b.场地常时微动卓越周期，即测试卓越周期Tm，可以较好的拟合场地卓越周期。然而，测试卓越周期仅是反映场地土层在地脉动时场地震的特性，场地卓越周期T不仅与场地本身有关，还与地震波的类型有关。Tm并不含有真实地震动时的信息，所以，Tm同样是对工区卓越周期的一种近似值，它是测试场地在常时微动下的振动特性对真实地震动下振动特性的近似。c.上式（1）中波速卓越周期Tv的计算是日本学者金井清按多重反射理论获得的。他通过在日本多地进行调查，研究各地地震震级与卓越周期之间的关系，得出：当震级在某一数值之上，对于该场地来说，地震动的卓越周期几乎是固定的，即Tv。此式的前提是场地地基土层均匀且平行。总体来说，当工程场地范围内能够获得强震记录，且场地的地层结构及地形地貌变化不剧烈时，抗震设计参数应优先选用Tr，其次可选用Tm；如果有强震记录，但该场地地形及地质情况较为复杂时，应优先选用Tm；由于式（1）是一近似公式，故应尽量避免选用波速卓越周期Tv。在工程实践中，适宜的强震记录是比较少的，而且各场地地层结构及地形地貌变化复杂，不单一，常时微动的测试简洁方便，所以工程中应用较广。（表1）

4工程实例分析

山东省菏泽市成武县一处旧村改造项目，项目位于黄河冲积平原，地形平坦，地质构造单一，地层基本呈层状分布。该场地内主要地层为：①素填土；②粉质粘土；③粉土；④粉砂。

4.1记录卓越周期

Tr在山东省地震局官网检索到一条成武县地震记录，发震时刻：2008-07-20-01:41、经度115.941°纬度34.994°，震级2.38。由上而下分别为垂向、东西向、南北向的站台响应信号。利用MATLAB软件对该数据进行傅里叶变换，处理后得到三条不同方向的频谱曲线。可知其对应的极值周期值分别为0.312s、0.448s、0.327s。取其平均可得Tr=0.282s。

4.2测试卓越周期

Tm在场地挖约50cm浅坑，清除表层浮土、平整坑底、压实。东西、南北和垂向三个方向各安置一个检波器，然后进行数据采集。资料处理得到三个方向的频谱图，进而可知测试点的平均卓越频率分别为0.23、0.199、0.259；根据T=1/f，计算出各测试点的卓越周期，得到该场地的测试卓越周期Tm=0.231s。

4.3波速卓越周期

Tv在该场地用同一仪器进行波速测井，根据式（1）可得，波速卓越周期Tv=0.554s。总的来看，本工程实例三种方法测试结果差异较大。

5结论

现行规范对抗震设计中得场地周期的界定一直以来都没有统一结论。《建筑抗震设计规范》中采用的是“特征周期Tg”，而对“卓越周期T”只是一笔带过，没有具体描述。特征周期Tg影响因素很多，它只是根据工程应用的需要，计算出的预测值，主要用来进行设计地震分组。但规范中对于特征周期的取值、测试过程等没有提及。新的《建筑抗震设计规范》及有关的背景材料都不再提及“卓越周期”，近几年公开发表的有关论文及著作也鲜有“卓越周期”的描述。笔者认为,利用场地卓越周期可以划分场地土类型,预测地震动峰值加速度值也是可行的，但需要在规范中进行统一。

参考文献

[1]工业与民用建筑抗震设计规范(GBJ11289)[S].沈阳:辽宁科学技术出版社，1990.

[2]工程地质手册3版[S].北京:中国建筑工业出版社，1992.

[3]岩土工程手册[S].北京:中国建筑工业出版社，1994.

[4]高广运.刘奋勇.场地卓越周期的讨论与测定[J].工程勘察，2000（5）:29-31.