浅谈抗震设计中的一些问题

摘要：从建筑结构设计及实际抗震作用的角度，依据对新的抗震规范的规定及理解并结合工作实践，浅谈抗震设计中场地类型、抗震结构体系、建筑实际使用功能以及隔震与消能减震设计等抗震要求和规定的问题，结合工程实际状况，并从中得出了几点体会。关键词：抗震设计 问题探讨 工程实际

中图分类号：TU973+.31文献标识码： A 文章编号：

自从5·12四川汶川地震以及4·14青海玉树地震后，我们国家越来越重视房屋抗震问题，并修改了新的建筑抗震设计规范，新规范内容增加和提高了一些强制性规范。在近几年的施工图设计中，对于强制性规范都会有严格的执行，但是对于非强制性规范并未严格执行。有的关键性地方出错，若不及时发现问题，在地震来临时，结构构件未能发挥应有的作用，对建筑造成安全性的危害。

1 抗震设计中的基本信息1．1 场地类型分析选择建筑场地时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、一般、不利和危险地段做出综合评价。对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效的措施。对危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。

1．2 抗震结构体系分析结构体系是抗震设计中应考虑的最关键的问题，对安全性和经济性起决定性的作用，是综合的系统决策。目前主要的抗震结构体系有：

（1）多层砌体结构：是以砌体（无筋砌体或配筋砌体）抗震墙为抗震结构体系，其中以横墙承重为主的结构体系较有利，承重横墙兼做横向抗震墙，纵向自承重墙作为纵向抗震墙，必要时也可以采用纵、横墙混合承重。

（2）框架结构：多应用于多层及高层民用建筑和多层的工业建筑，建筑平面布置灵活，易于布置较大空间。但纯框架结构侧向刚度小，属柔性结构，故其层数和高度都受到一定限制。

（3）框架—抗震墙结构：在多层和高层钢筋混凝土建筑中，纵向和横向布置适当的抗震墙，并与框架结构形成框架—抗震墙协同工作的结构体系。在地震作用下层间位移比纯框架结构显著减小，故其建筑高度可以提高很多。

（4）抗震墙结构：全部由纵、横抗震墙组成的结构体系，其抗震性能较好，在高层住宅、公寓和旅馆等建筑中广泛应用。

我们国家在建筑抗震设计要求中，规定上海的设防烈度为7度（0.10g），对于一些超高层建筑、学校、医院、政府大楼以及一些重要的基础设施，必须提高相应的抗震等级，并作出地震安全性的评价，以保证建筑达到基本的隔震与消能减震设计要求。

2 抗震设计中的实际问题2．1 实际工程抗震分析由于市场需求，高层住宅建筑会出现部分平面布置狭长、凹凸不规则的结构体系。震害经验表明：平面布置过于狭长或有较长外伸段的结构体系，容易在外伸段产生局部不规则震动，引起凹角处出现破坏。另外，在例如上海等沿海地区，若结构侧向刚度偏弱，风可能成为其控制性荷载，使得结构在正常使用情况下就可能因结构水平位移过大而引起非结构构件的损坏。因此《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）（简称高规）通过给定各项平面尺度参数的取值范围，对结构的不规则程度加以限制。

2．2 工程概况位于上海市嘉定区翔江公路与惠亚路交汇处西侧的云翔大型居住社区动迁配套基地项目（28-01地块）工程，建筑结构的安全等级为二级，结构设计使用年限为50年。工程抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，设计地震分组第一组，设计基本地震加速度为0.1s。IV类场地，场地特征周期为0.9s。剪力墙抗震等级为三级。

2.3 主体结构设计

2.3.1 结构选型 建筑平面近似长方形，南北宽14.1M，东西长34.6M，高宽比为3.7

为满足建筑使用要求，结构形式采用剪力墙结构体系，并确保剪力墙的落地不影响建筑的基本使用功能，地下室剪力墙外墙加厚至250mm（标准层墙厚200mm）。

2.3.2 结构抗震设计的预期性能目标

在满足建筑抗震设计规范GB50011-2010和高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2010的条件下，本工程的抗震设计的预期性能目标如下：

小震条件下，结构满足弹性设计要求，全部构件的抗震承载力和结构层间位移均需满足规范要求，结构构件处于弹性工作状态。

中震条件下，结构的薄弱部位和重要部位构件处于弹性工作状态，进行结构非线性分析时，允许有些选定的部位接近屈服阶段，但不允许发生剪切等脆性破坏，各构件细部构造满足中等延性要求。

大震条件下，结构重要部位的构件（底部加强部位竖向构件）不屈服，对结构进行非线性分析，允许有些选定部位的构件到达屈服阶段，但应满足变形限制要求，不发生剪切等脆性破坏，各构件的细部构造满足高延性要求。

2.3.3 结构抗震加强措施

1） 提高重要部位构件的抗震等级，提高底部加强区的剪力墙的分布钢筋配筋率，提高约束边缘构件的体积配筋率；2）加大层一（嵌固端）的板厚及配筋率，以确保楼盖的整体性和剪力传递；3）结构的竖向构件和主要水平构件按小震弹性设计（作用效应和材料强度取设计值），其抗震承载力满足规范要求；

3 结构整体分析计算

3.1 结构弹性分析

整体弹性分析主要采用SATWE，基本风压取值，W0=0.55kN/㎡，地面粗糙度B类，多遇地震影响系数Rmax=0.08，计算振型数取15，结构抗震等级为：剪力墙抗震等级为三级。

弹性计算结果

由表可知，结构的底部总剪力、最大层位移角、周期、周期比均正常，满足规范要求，结构整体稳定验算符合规范要求。总之，在小震和风荷载作用下，结构各项控制指标均在合理范围内，全部构件的抗震承载力和层间位移均满足现行规范要求，结构构件处于弹性工作状态。

3.2 地基基础

基础设计等级为乙级。依据地质勘察报告，拟建场地地貌类型属上海地区四大地貌单元之一的滨海平原类型，地形总体较为平坦。灰色粉质粘土是良好的桩端持力层，其桩长为41-43m，采用φ400先张法预应力混凝土管桩96根。本工程基础底板采用梁板式筏形基础置于淤泥质粘土层。基础计算最大沉降量为24mm，规范容许沉降量为150mm。桩位偏心率x向0.01%，y向0.22%，满足要求。

4 设计抗震总结

本工程属于高层建筑工程，设计中采用了基于性能的抗震设计方法。经过对结构进行模型的线性和非线性分析，结构的工作状态和性能均能达到设计的预期性能目标和规范要求。设计时严格遵守了抗震和高层设计规范，加固了重要部位构件的构造，提高其承载力和延性。工程结构设计已通过上海市宸基建筑咨询有限公司审核，并根据审查意见和建议，完成了结构设计。

参 考 文 献

[1] 考虑竖向地震影响的侧滑移隔震结构及其参数优化[J]，建筑结构，2008,10:50-53

[2] 建筑抗震设计规范，GB 50011-2010

[3] 陕西地区5.12汶川震害案例调查，建筑结构，2009,09:57-60