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摘要；文章阐述了抗震设计方法的转变，并介绍了两种不同设计方法的优缺点，对能量分析方法在抗震结构计算中的应用进行了分析。
关键词：推覆分析方法；结构能量反应分析；地震动三要素；耗散能量
目前世界各国的抗震设计规范大多数都以保障生命安全为基本目标，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防水准，据此制定了各种设计规范和条例。依此设计思想设计的各种建筑物在地震中虽然基本保证了生命安全，却不能在大地震，甚至在中等大小的地震中有效的控制地震损失。特别是随着现代工业社会的发展，城市的数量和规模不断扩大，城市变成了人口高度密集、财富高度集中的地区，一般的地震和1995年的日本阪神地震，造成了巨．大的经济损失和人员伤亡。严重的震害引起工程界对现有抗震设计思想和方法上存在的不足进行深刻的反思，进一步探讨更完善的结构抗震设计思想和方法已成为迫切的需要。上个世纪九十年代，美国地震工程和结构工程专家经过深刻总结后，主张改进当前基于承载力的设计方法。加州大学伯克利分校的J.P.Moehlelll提出了基于位移的抗震设计理论；日本建设省建筑研究院根据建筑物的性能要求，提出了一个有关抗震和结构要求的框架，内容包括建议方案，性能目标，检验性能水准等：我国学者已认识到这一思潮的影响，并在各自研究领域加以引用和研究，如王亚勇、钱镓茹、方鄂华、吕西林分别发表了有关剪力墙、框架构件的变形容许值的研究成果，程耿东采用可靠度的表达形式，将结构构件层次的可靠度应用水平过渡到考虑不同功能要求的结构体系，王光远把这一理论引入到结构优化设计领域，提出基于功能的抗震优化设计概念。
我国现行的结构抗震设计，主要是以承载力为基础的设计，即用线弹性方法计算结构在小震作用下的内力、位移；用组合的内力验算构件截面，使结构具有一定的承载力；位移限值主要是使用阶段的要求，也是为了保护非结构构件；结构的延性和耗能能力是通过构造措施获得的。结构的计算分析方法基本上可以分为弹性方法和弹塑性方法。当前在建筑结构抗震设计和研究中广泛地采用底部剪力法和振型分解反应谱法等。这些方法没有考虑结构屈服之后的内力重分布。实际上结构在强震作用下往往处于非线性工作状态，弹性分析理论和设计方法不能精确地反映强震作用下结构的工作特性，让结构在强震作用下处在弹性工作状态下工作将造成材料的巨大浪费，是不经济的。随着人们认识的提高，结构的地震反应分析设计方法经过了两个文献的转变：(1)静力分析方法到动力分析方法的转变：(2)从线性分析方法到非线性分析方法的转变。其中动力分析方法就经过了从振型分解反应谱法到时程分析法、从线性分析到非线性分析、从确定性分析到非确定性分析的三个大的转变。作为一种简化实用近似方法，目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到众多学者的重视。它属于弹塑性静力分析，是进行结构在侧向力单调加载下的弹塑性分析。具体做法是在结构分析模型上施加按某种方式(研究中常用的有倒三角形、抛物线和均匀分布等侧向力分布方式)模拟地震水平惯性力作用的侧向力并逐步单调加大，使结构从弹性阶段开始，经历开裂、屈服直至达到预定的破坏状态甚至倒塌。这样可了解结构的内力、变形特性和能量耗散及其相互关系，塑性铰出现的顺序和位置，薄弱环节及可能的破坏机制。这种方法弥补了传统静力线性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了动力时程分析方法过程中，计算工作量大的问题，仅用于近似评估结构抵御地震的能力。但是，传统的推覆分析方法基本上只适用于第一振型影响为主的多层规则结构，对于高层建筑或不规则的建筑，高阶振型的影响不容忽视，并且对于非对称结构，还必须考虑正、反侧反推覆的不同所带来的影响。此外推覆分析方法无法得知结构在特定强度地震作用下的结构反应和破坏情况，这限制了它在抗震性能设计中的使用。地震动能量是刻画地震强弱的综合指标，它综合体现了地面最大加速度和地震持时两个反映地面运动特性的重要因素。结构地震反应的能量分析方法是一种能较好地反映结构在地震地面运动作用下的非线性性质及地震动三要素(幅值、频谱特性和持时)对结构抗震性能影响的方法。地震时，结构处于能量场中，地面与结构之间有连续的能量输入、转化与耗散。研究这种能量的输入与耗散，以估计结构的抗震能力，是结构抗震能量分析方法所关心的问题。结构在地震(反复交变荷载)作用下，每经过一个循环，加载时先是结构吸收或存储能量，卸载时释放能量，但两者不相等。两者之差为结构或构件在一个循环中的“耗散能量”(耗能)，亦即一个滞回环内所含的面积。能量等于力与变形的乘积。一个结构(构件)所耗散的地震能量多，不仅因为它承担了较大的地震作用，还因为它产生了较大的变形。从这个意义上来看，耗能构件是用它自身某种程度破坏所作的牺牲，来维持整个结构的安全。所以，每次大的地震作用之后，人们看到那些没有其它途径耗散所吸收的地震作用的能量的结构，只有通过结构自身的破坏来释放所有的多余能量。因此，结构的抗震设计应当注意保证结构刚度、强度和变形能力的协调与统一，如结构的延性设计就是在传统的单一强度概念条件下进行的弹性抗震设计的基础上，充分考虑结构和构件的塑性变形能力，在设防烈度下允许结构出现可能修复的损坏，当地震作用超过设防烈度时，利用结构的弹塑性变形来存储和消耗巨大的地震能量，保证结构裂而不倒。
能量法在近半个世纪的研究中发现较快，但由于地震本身的复杂性能量与结构反应之间的关系仍需我们进行进一步的探索。
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从我们现在的经济发展状况来讲，城市人口越来越密集，房屋建筑也越来越多，若突然发生大的地震灾难就会造成难以估量的损失。房屋建筑根本性质就是为了给人们提供一个安全舒适的住宿，为人们的一个防护所，避免人们经受风吹日晒以及其他极端天气。地震则是我们目前所知的自然灾害中最严重的一个灾害，它所给人们造成极大的影响，地震不仅是简单的震动，也会引起一系列海啸、泥石流等自然灾害，其破坏性不可小觑。由此可见，当一个破坏性极大的灾难发生在人们最需要安全的避难所时，我们就不得不重视对于这一灾难的防护。再加上我们目前生活水平的提高，我们目前对于房屋建筑的要求应该是更为舒适，使用寿命更强，这就进一步要求我们对于房屋建筑的整体抗震性有更加完善的技术从而更好地保证我们生活的舒适性。
二、房屋建筑结构抗震设计规定
在我国，房屋建筑结构抗震设计的标准一般分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类等四个类别，简称甲、乙、丙、丁。在甲乙类建筑体系设计中应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，9度时应按比9度更高要求采取抗震措施。而丙类建筑应按本地区抗震设防确定其抗震措施。在丁类建筑中地震作用应按本地抗震设防烈度确定，但抗震措施（6度除外）允许比本地抗震设防烈度的要求适当降低。在多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型中，当平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构出现时，适用最大高度应适当减少。在钢筋混凝土房屋抗震等级的要求中，它的抗震设计一般要满足，如果是框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％的话，那么它的框架抗震等级应按框架结构来定。另外当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层一下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级。对于那些筒体房屋结构抗震的设计要求来说，筒体部分与框架部分楼板一般采用梁板体系。在施工程序及连接构造上我们采取减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层影响措施来解决。当低于9度采用加强层时，加强层的大梁或桁架与周边框架柱的连接宜采用铰接或半刚性连接。需要注意的是如果是9度的情况出现时就不要采用加强层了。
三、抗震设计在房屋建筑结构设计中的运用
抗震的设计在整个建筑中可以说是十分关键的一环，我们可以从一下几个方面进行理解，从而体会抗震设计时如何在房屋建筑结构设计中进行运用，进而理解抗震设计在房屋建筑中的重要性。（1）提高房屋建筑结构的抗震力。抗震设计，顾名思义，就是保障房屋建筑能够在地震时将其破坏程度保障到最小范围。所以在进行房屋建筑结构的设计师，首先就要保障有一个稳固的地基。地基是整个建筑的基础，其抗震性能也就在一定程度上决定着整个建筑的抗震能力。其次，房屋的整体结构上要建造抗震能力强的结构。比如我们知道的一些几何图形具有稳定的效能，我们就可以将其运用在房屋的结构当中。规则、对称的建筑结构也能有利于保障房屋的稳定性，从而减少地震对于房屋建筑变形的影响。在房屋建筑中的一些小细节上注意到对于抗震的作用。（2）我们完善了房屋的抗震设计之后，可以再从地震一方面来思考如何降低地震作用对房屋建筑的影响。我们目前所采取的办法就是在建筑物的基础与主体之间加一个隔震层，也有人提出在建筑物的顶端部分设立一个“反摆”。这样的设计首先能够有效避免发生地震时建筑物之间互相碰撞，并且能够有效缓解在地震来临时房屋的震动幅度，从而保障房屋内部物品的安全。这样的设想我们目前已经有所应用，在一些实际的经验中我们也发现了这一方法的可行性。（3）保证建筑的刚度，建筑结构上的防护以及外部的防护之后，还有保障房屋建筑自身的坚硬程度。首先，就需要考虑到在进行建筑时，使用钢筋混凝土材料，保障房屋的稳固。其次，就是在我们已有的建筑结构上对整个建筑进行进一步的加固。这一方面我们目前已经有相关的规定，明确告诉我们如何对于不同建筑类型进行不同的外层加固。目前，我们也仍需对于房屋建筑的使用材料进行进一步的探究，努力寻找优化建筑材料的办法，能够帮我们在建造房屋时一方面减少不必要的材料浪费，另一方面就是将优质的材料的性能充分地体现在房屋建筑整体的抗震性能上。
四、房屋建筑结构抗震设计措施
1.房屋建筑位置的选择，房屋建筑位置的选择在一定意义上来说决定着房屋质量的好坏，一般地地震可以导致房屋建筑周围地表变化，这样就会造成地基的开裂，导致房屋出现问题。因此在地理位置的选择上，设计人员要对房屋建筑进行合理化选择：如选择开阔的坚硬场地，考虑场地土的刚度大小和场地覆盖层的厚度等。2.房屋建筑材料的选择，抗震性房屋建筑材料要选择那些质量优等的材料。要综合考虑保暖、防火等多种因素的存在，比如良好的钢、铝合金结构、木质结构及轻型复合材料等建筑材料作为主体材料。3.选择合适的建筑结构体系，结构体系要满足稳定性，要与建筑结构相配套。此外要注意建筑物传力途径的明确性，以及受力计算的明确性，保障在建筑体系中不使用转换层，这样就会保障有地震发生时候避免建筑倾斜或局部受损等现象的发生。4.做好底层框架抗震墙设计，鉴于我国的地震灾害多数发生在底层，一般突出表现为“上轻下重”的这样一个现象，所以在设计时候要突出底层的墙体比框架柱重，框架柱又要比梁重。这样的设计就会在发生地震时底层破坏的程度比房屋的底层轻得多。5.钢筋混凝土框架抗震内力设计。我们尽可能做到在地震作用下的框架呈现梁铰型延性机构，为减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性，对梁端的剪力适当调整，使斜截面受剪承载力高于正截面受弯承载力，做到“强剪弱弯”。在实际运用中如不采取这个措施，柱端很可能比梁端先出现塑性铰。因此适当调整柱计算内力并增大配筋，使塑性铰首先出现在梁端，抗震性能较好。
五、结语
地震是人类生活面临的重要的自然灾害，危及着人民的生命与财产安全。在我国，目前人们对于房屋建筑无论是安全性还是舒适性的要求越来越高，房屋建筑行业不断改善自己的设计和技术，不断为人们提供更好更优质的服务。在建筑结构设计的时候，必须充分考虑抗震设计，并有采取适当的抗震措施，尽最大可能确保房屋质量，才能减少地震的危害。我们要进行不断地探索，对于抗灾设计有所重视，不断改善我们的技术，建造更优质的建筑。
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1．地震震害及其特点：
地震震害表明：6、7度区单层砖柱厂房破坏较轻，少数砖柱出现弯曲水平裂缝：8度区出现倒塌或局部倒塌，主体结构产生破坏；9度区厂房出现较为严重的破坏，倒塌率较大。
从震害特点看，砖柱是厂房的薄弱环节，外纵墙的砖柱在窗台高度或厂房底部产主水平裂缝，内纵墙的砖柱在底部产生水平裂缝，砖柱的破坏是厂肩倒塌的主要原因。山墙在地震时产生以水平裂缝为代表的平面外弯曲破坏，山墙外倾、檩条拔出，严重时山墙倒塌，端开间屋盖塌落。屋盖形式对厂房抗震性能有一定的影响，重屋盖厂房的震害普遍重子轻屋盖厂房，楞摊瓦和稀铺望板的瓦木屋盖，其纵向水平刚度和空间作用较差，地震时屋盖易产生倾斜。
2．适用范围及结构布置
2．1单跨和等高多跨的单层砖柱厂房，当无吊车且跨度和柱顶标高均不大时，地震破坏较轻。不等高厂房由于高振型的影响，变截面柱的上柱震害严重又不易修复，容易造成屋架塌落。因此规定砖柱厂房的适用范围为单跨或等高多跨且无桥式吊车的中小型厂房，6－8度时厂房的跨度不大子15m且柱顶标高下大于6．6m，9度时跨度不大于12m且柱顶标高不大于4．5m。
2．2厂房的平立面应简单规则。平面宜为矩形，当平面为L、T形时，厂房阴角部位易产生震害，特别是平面刚度不对称，将产生应力集中。对于立面复杂的厂房，当屋面高低错落时，由于振动的不协调而发主碰撞，震害更为严重。
2．3当厂房体型复杂或有贴建的房屋（或构筑物）时，应设置防震缝将厂房与附属建筑分割成各自独立、体型简单的抗震单元，以避免地震时产主破坏。针对中小型厂房的特点，钢筋混凝上无檀屋盖的砖柱厂房应设置防震缝，而轻型屋盖的砖柱厂房可不设防震缝。防震缝处宜设置双柱或双墙，以保证结构的整体稳定性和刚度，防震缝的宽度应根据地震时最大弹塑性变形计算确定。一般可采用50～70mm。
3．结构体系
3.1地震时厂房破坏程度与屋盖类型有关，一般来说重型屋盖厂房震害重，轻型屋盖厂房震害轻，在高烈度区影响更为明显。因此要求6－8度时宜采用轻型屋盖，9度时应采用轻型屋盖。人之地震震害调查表明：6、7度时的单跨和等高多跨砖柱厂房基本完好或轻微破坏，8、9度时排架柱有一定的震害甚至倒塌。因此《建筑抗震设计规范》（G8Jll一89）规定：6、7度时可采用十字形截面的无筋砖柱，8度1、2类场地应采用组合砖柱，8度3、4类场地及9度时边柱宣采用组合砖柱，中柱直采用钢筋混凝土柱。经过地震震害分析发现：非抗震设计的单层砖柱厂房经过8度地震也有相当数量的厂房基本完好，所倒塌的厂肩大部份在设计和施工上也存在先天不足，因此正常设计正常施工和正常使用的无筋砖柱单层厂后，在8度区仍然具有一定的抗震能力。可见对8度区的单层砖柱厂房都配筋的要求是偏严的，在抗震规范的修订稿中将8度1、2类场地“应”采用组合砖往改为“宜”采用组合砖柱，允许设计人员根据不同情况对是否配筋有所选择。一般来说，当单层砖柱厂房符合砌体结构刚性方案条件，经抗震验算承载力满足要求时，可以采用无筋砖柱。
3.3对于单层砖柱厂房的纵向仍然要求具有足够的强度和刚度，单靠砖柱做为抗侧力构件是不够的，如果象钢筋混凝土柱厂房那样设置柱间支撑，会吸引相当大的地震剪力。使砖拄剪坏。为了增强厂房的纵向抗震承载力，在柱间砌筑与柱整体连接的纵向砖墙，以代替柱间支撑的作用，这是经济有效的方法。
3.4当厂房两端为非承重山墙时，山墙顶部与檩条或屋面板恨难连接，只能依靠屋架上弦与防风柱上端连接做为山墙顶部的支点，这不仅降低了房屋整体空间作用，对防止山墙的出平面破坏也不利，因此厂房两端均应设置承重山墙。
3．5厂房的纵横向内隔墙宣做成抗震墙，其目的充分利用培体的功能，避免主体结构的破坏。当内隔墙不能做成抗震墙时，最好采用轻质隔墙，以避免墙体对柱及柱与屋架连接节点产生不利影响，如果采用非轻质隔墙，则应考虑隔墙对柱及其与屋架节点产生的附加剪力。
3.6无窗架不应通至厂房单元的端开间，以免过份削弱屋盖的刚度。天窗架采用砖壁承重时，将产生严重的震害甚至倒塌，地震区应避免使用。
4抗震承载力计算
4.1横向抗震计算
单层砖往厂房横向抗震计算的计算简图，可按下列规定选取：（1）当厂房柱为无筋砖柱或边柱为组合砖柱、中柱为钢筋混凝土柱时，可采用下端为固接、上端为铰接的徘架结构模型；（2）当厂肩边柱为无筋砖柱、中柱为钢筋混凝士柱，在确定厂房自振周期时，砖柱下端按固接考虑，在计算水平地震作用时，砖柱下端按铰接考虑。这主要是考宅到在地震作用下，随着变形的不断增加，无筋砖柱下端开裂并退出工作，囚而全部横向地震作用由中部的钢筋混凝土柱承担。轻型屋盖单层砖柱厂房的横向抗震计算，可以忽略空间工作影响·采用平面排架进、厅计算。对于钢筋混凝上屋盖和密铺望板的瓦木屋盖厂肩，其空间作用不能忽略，应按空间分析的方法进行计算：但为了简化，对于一定条件下的厂房可以按平面排架进行计算，考虑到其空间工作影响，对计算的地震作用效应要进行调整。
4.2纵向抗震计算
对于钢筋混凝土屋盖的等高多跨砖柱厂房，当考虑屋盖为刚性时，纵向地震作用在各柱列之间的分配与柱列的侧移刚度成正比：当考虑屋盖的弹性进行空间分析时，侧移刚度较大柱列分配的地震作用比按刚性屋盖分配的地震作用小，而侧移刚度较小柱列分配的地震作用比按刚性屋盖分配的地震作用大。设计中为了利用刚性屋盖假定时纵向地震作用分配形式简单的优点，可以针对不同屋盖形式对柱列的侧移刚度乘以修正系数，做为纵向地震分配时的柱列刚度，并对所计算的厂房自振周期进行修正，以考虑屋盖的弹性影响。
对于纵墙对称布置的单跨厂房，在厂房纵向沿跨中切开，取一个柱列单独进行纵向计算与对厂房进行整体分析结果是相同的。对于轻型屋盖的多跨厂房虽然屋盖仍具有一定的水平刚度，考虑到屋盖与砖墙的弹性极限变形值相差较大，为了计算简便，仍可假定各纵向往列在地震时独立振动，按柱列法进行计算。
5抗震构造措施
5．1单层砖柱厂房采用钢筋混凝上屋盖时的抗震构造措施可参照钢筋混凝土柱厂房的有关规定。采用瓦木屋盖时，设有满铺望板的抗震能力比无望板强得多，望板能起到阻止屋架倾斜的作用。地震震害表明，未设上弦及下弦水平支撑的楞摊瓦屋盖，屋架产主倾斜甚至倒塌的震害较多，因此要有足够的屋盖支撑系统，保证屋盖沿纵向有足够的刚度和稳定，以满足抗震的要求。
5．2圈梁对增强厂房的整体性起到了重要作用，但预制圈梁抗震性能差，地震时在连接外容易拉断，因此要求圈梁应现浇且在厂房柱顶标高处沿房屋外墙及承重内墙闭合。对于8、分度区还应沿墙高每隔3－4m增设一道圈梁，可提高砖墙的抗震性能，并能够限制地震时墙体裂缝的开展，减轻墙体破坏。当地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时，地震易出现裂缝，如果裂缝穿过厂房将使房屋撕裂，基础顶面应设置基础圈梁，以减轻地震灾害。当圈梁兼做门窗过梁或抵抗不均匀沉降影响时，圈梁的截面和配筋除满足抗震构造要求外，还应根据实际受力计算确定。采用钢筋混凝土无檩屋盖的砖柱厂房，地震时在屋盖处圈梁下一至四皮砖的砖墙上易出现水平裂缝，因此8、9度时，在墙顶沿墙长每隔1m左右埋设1根8竖向钢筋，并插入顶部圈梁内，以避免上述震害的产生。
5．3地震中屋架与砖柱连接不牢，柱头产主破坏甚至屋盖坍落的震例是较多的。为了加强屋架与砖柱的连接，柱顶垫块应与墙顶圈梁整体浇注，屋架与垫块的预埋件采用螺栓连接或焊接。当垫块厚度或配筋过小时。预埋件的锚固不能满足要求，垫块厚度丁应小于240mm，井配置两层直径不小于8间距不大于100mm的钢筋网。烈度较高时，屋盖承受的地震作用较大，与垫块整体浇注的圈粱受到较大的扭矩，垫块两侧各500mm范围内圈梁的箍筋应加密，其间距不应大子100mm。
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1抗震设防标准
1.1国外抗震设防标准
不同国家由于自身的经济条件、地震危害程度、社会因素、政治因素等方面存在差异，使得在设防标准上也存在很大的差异性。本文主要介绍美国、日本以及欧盟在抗震方面设立的抗震设计标准，希望为我国抗震设计提供一定的经验借鉴。
（1）美国抗震规范。美国抗震规范由于当时经济、政治体制的影响抗震规定也具有多种模板，主要包括抗震技术指南、地方规范、专业结构规范以及国家规范等几种类别。美国联邦紧急事务管理局规定“保证结构在合理超越概率和地震的作用下绝对安全并且不存在损伤”，并且规定了设防目标以及两级抗震设防水准。
（2）日本建筑法则。日本建筑法则对抗震设防设立了两个等级，第一个标准是在中等强度地震作用下，建筑结构要保证不遭受任何程度的破坏，确保建筑、生命、财产的安全；第二个标准是指在强震作用下，建筑物不会发生倒塌或者出现危及人身安全的事故。
（3）欧盟规范。欧盟制定了两级防震设防要求：不倒塌和限制破坏要求。地震作用期限为50年，保证建筑在50年的多次地震作用下，结构不会存在局部破坏或倒塌。
1.2我国抗震设防标准
我国抗震设防标准没有做出明确规定，只是指出在震级8级以下不用设防，9级及以上的话可以采取降低建筑高度和改善建筑平面来减少地震带来的伤害。80年代以后提出了富有时代特色的“小震不坏；中震可修；大震不倒”的设防目标，但是设防标准仍旧存在很多的缺点和问题，主要包括：
（1）设防标准设置过于死板，仅仅通过地震危险性进行等级划分，并没有实际考察设防标准对震区建筑物震害、人员伤亡以及经济损失等方面的具体影响，不能够保证未来发生地震建筑结构的安全性。
（2）对于发生的大震还是小震，全国上下都借助统一标准进行区分，没有考虑不同城市经济、社会、建筑水平、人口密集程度等方面的所存在的差异性，容易导致抗震救灾物质的浪费，而对于一些人口密集的震区还有可能存在安全隐患。
（3）当前的设防标准考虑的问题都过于片面，只是考虑建筑结构在地震时不要出现损坏或者是倒塌，并且确保人身安全，但是没有考虑要保证整座城市能够在震后继续稳定的运行。
1.3工程结构抗震设防标准
工程设防的传统思想其实就是利用最低的造价建设满足实用和安全性能的工程，通过不断的探索，人们转变了对工程建筑安全的定义，引入了针对建筑结构安全性的概念。将建筑结构强度R0外部荷载力的变化产生的效应进行比值计算得出R值，如果结构的比值大于1则表明结构安全局，如果小于1则表示结构存在安全隐患。我国的抗震设防标准原则可以用以下公式表示：
E=收益-可能存在-定的损失=最大
其中的收益指的是建筑结构在建设完成之后所获取的全部直接以及间接的精神成果；生产投资则可能是利用货币衡量，再加上建筑结构破坏所产生的各方面影响，通过人数伤亡数据以及对人们日常生活动作的影响，很难由其公式得出。费用一般是一种概念性总称，它主要包括有装修费、施工费用以及材料费等，可以发现在建筑结构设计施工时，工程造价和修复费用本身就是看似毫无关联的，所以要想对在减少工程造价的同时又不会引起维修费用的提升，可以通过优化初始造价和修复费用之间的配比，找出两者之间的一个平衡点。
2工程结构抗震设防标准问题
区地震发生的特点对工程结构进行防震设防处理十分必要。
（1）抗震设防的原则。设防原则有以下几大类别：杜绝和减少人员的伤亡；尽量减少财产的损失；采取相关措施减少人员伤亡；容许工程结构在发生地震时出现小程度的损坏；工程设施在地震发生时确保安全性，并且保证不会向外界排放有毒物质和不会导致发生严重程度的次生灾害。
（2）抗震设防的目标。工程结构在抗震设防时具有非常明确的目标：小震不坏；中震可修；大震不倒。我国也在1989年的相关设防规范文件中采用了这种思想。不过在设防目标上仍旧存在几个方面的问题。首先对大、小震的不倒还是不坏缺乏明确定义，其次只是单纯考虑设防目标并没有考虑工程结构的经济指标，最后没有根据地区的不同，规定设防目标。
（3）抗震设防的环境。一般来讲设防环境并不是一种主观量，它是取决于人们对地震危险性的评估结果和地震的评估方法，更多的是来自于一种客观评估。设防环境是确定设防标准以及设防目标的重要依据，它的准确性评估对于工程结构设防具有非常重要的意义。
（4）抗震设防的参数借鉴。在进行工程设防时，需要借助一定的物理参数进行，国内外使用最多的参数有地震动参数以及烈度参数两种。不过这几年来越来越多的国家倾向于使用地震动参数，因为随着科技的不断进步，烈度参数所暴露出的弊端也越来越多，不能够满足人们的设防需要。
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2008年汶川地震、2009年智利太子港地震、2010年玉树地震、2011年新西兰克莱斯特彻奇均对受灾地区的生命、财产造成了损坏，供水管网亦遭受了重大损失。因此对于地震的损坏影响进行科学合理的预测估计就显得尤为重要，但迄今为止的损失估计方法多集中在震后详细统计评价，少量的预测估计统计提出了一些方法，但因为其对于资料要求比较高而不大适用于供水系统的抗震规划工作，因此建立适应和尤其是对于宏观方面的损失进行战略性的估计是非常必要的。
1研究现状
M. D. Trifunac水利论文，M. I. Todorovska对于Northridge-California地震中的管道损坏密度进行了分析，研究了其与表面土体应变之间的关系，其研究中所采用的指标是每km2的管道损坏数，因素为土壤的峰值应变或者场地土震动强度，通过分析其相关关系，建立起了预测模型，可以对San Fernando Valley和Los Angeles的管网在假设的地震场景下的损坏估计其地震损坏概率，对地震危机的应急预案（例如地震后的消防规划）具有重要的指导意义[[1]]。
Walter W. Chen， Ban-jwu Shih，Yi-Chih Chen等人对Ji-Ji地震进行分析，利用GIS的数据库，在研究中建立了修复率RR和地震峰值地动加速度、峰值地动速度、地震谱强度之间的关系[[2]]。
Yarg?c?Volkan对于埋地管线进行了深入研究水利论文，针对1999年的DüZCE地震进行了基于经验的埋地管线地震反应概率分析评价方法研究。该研究建立了管线损坏指标基于土壤液化敏感性、场地土厚度（如果存在的话）、峰值地动加速度、场地变形值等因素的有限状态函数，由此建立了管线系统的修复与前述因素的相关关系，这些成果均有助于供水系统运营者做好抗震规划[[3]]。
IainTromans也研究了埋地管线在地震区的损坏特征。该研究在欧洲51次实际地震的资料基础上建立了经验公式，着重探索了管线震害率与峰值地动速度之间的关系，并认为峰值地动速度为因素建立管线震害率损坏指标的关系比较合理[[4]]。
Takao Adachi1, Bruce R. Ellingwood等人[[5]]研究认为管道损坏率（以抢修率近似）与管道损坏烈度存在关系：
（1）
RR——抢修率（RepairRatios），处/1000ft（处/305m）。
k——取决于管材、管径、土地条件的常数。
PGV——峰值地动速度（Peak Ground Velocity），in/s（2.5cm/s）。
但一般情况下地震区的地震烈度容易为供水系统的管理人员了解且直观明了，峰值地动速度比较专业且资料不易获取，故该模型应用受到限制。
2 管网损失宏观估计模型研究
2.1 地震烈度值单变量模型
管网损坏的程度采用以每km修复数目的“修复密度”和以产销差震前震后变化程度衡量的“恢复难度”两项指标来衡量，相关的影响因素考虑设防等级高于地震烈度的设防富余度、柔性管材与接头比例两项因素，对汶川各城镇的损失情况分析如图1、图2所示。可见按照修复密度损坏指标衡量的管网损失与各个因素相关度不高，如图1、图3所示；而柔性管材与接头比例也与两项损坏指标相关性不强水利论文，如图2、图4所示。故考虑基于恢复难度损坏指标与地震烈度、设防富余度因素的管网损失宏观估计模型。
图1修复密度与设防富余度关系图
图2 恢复难度与设防富余度关系图
图3 修复密度与柔性比例关系图
图4 恢复难度与柔性比例关系图
表1表明按照恢复难度指标计算的管网损失也与地震烈度基本呈正相关，因此同时考虑建立由基于地震烈度因素和恢复难度指标的单变量管网损失宏观估计模型, 利用表1的第2行与第4行的数据进行单变量非线性回归分析，借助于Microsoft Excel的散点图进行“加载趋势线”实现，趋势线选用多项式类型，得到结果如图5所示。
表1 恢复难度与设防富余度关系表
城镇名称
绵竹
青川
都江堰
绵阳
原来管网设防烈度
8
8
8
7
汶川地震实际烈度
9.5
9
9
7.5
设防富余度
-1.5
-1
-1
-0.5
恢复难度
2.53
1.8
0.67
0.42
城镇名称
江油
宁强
广元
成都
原来管网设防烈度
8
7
7
8
汶川地震实际烈度
8
7
7
7
设防富余度
1
恢复难度
篇6
一、工程抗震及其意义
建筑工程抗震是指通过编制、实施抗震防灾规划，对建设工程进行抗震设防和抗震加固，最大限度地抵抗和防御地震灾害活动。建筑物的抗震能力取决于抗震设防烈度、抗震设计和施工质量三方面，其中抗震设防烈度是基础，抗震设计是保障，而施工质量是工程抗震的关键。实践证明，在地震发生时，建筑的整体质量是保证人民群众生命安全的最重要保障，是当前预防地震的最好办法。
地震设防烈度是一个地区抗震设防规划时所依据的地震烈度，由国家主管部门对建筑工程制定必须达到的抵御地震破坏的准则和技术指标。1976 年以前，唐山地区地震设防烈度为6度，而震后修改为8 度，同时期做出修改的还有北京由6 度调整为8 度，天津由6 度调整为7 度。地震防设烈度是人为规定的，需要综合考虑地质、环境、工程重要程度等因素，以达到安全目标和经济承受能力的平衡。
1976 年后，我国对地震灾害进行了大量研究，主要成果体现在文献[1][2][3]等标准与技术文件之中，其中《GB50011-2001 建筑抗震设计规范》对于我国抗震设计具有指导和规范双重意义，既是建筑工程抗震设计的依据，也是建筑抗震安全性的衡量标准，是建筑抗震必须坚决遵照的规范。建筑抗震设计中的标准可归纳为“小震不坏、中震可修、大震不倒”。抗震设计一般分为承载力验算和弹塑性变形验算两个阶段，承载力验算是为了保证满足对于小震和中震的要求，而弹塑性变形验算是对于重点薄弱部位进行检验，并依据检验结果提出应对地震的构造措施，实现对于大震的设防要求。
建筑施工质量是工程抗震的关键。汶川特大地震中，位于重灾区的北川六汉希望小学，创造了没有一座房屋倒塌、没有一人因地震遭遇不测的奇迹，而承建该希望小学的承建商，在受灾地区所建五栋希望小学全都不倒，足以体现工程质量在抗震中的重要作用。建筑施工中的质量问题对于抗震有重要意义，应予以特别重视。
二、抗震设防存在的问题
地震烈度是一个十分复杂、模糊和笼统的主观的概念。这一概念产生于人们尚无有效的测量地震动物理参数的工具的时候。当时的地震学者用它来描述和比较某次地震在相关地区产生的影响程度的大小。地震烈度的概念发展至今，地震烈度表是其目前最精细的使用参照。不可否认，地震烈度表仍然是非常粗略的。由于地震烈度包括人的感受、地震动引起的响动之类无法量化的多重指标，这就导致了每次强震过后，强震区的烈度划分总是存在争议。由于地震烈度具有多指标综合性，在多个指标评定结果相差较多时，如何综合评定，这往往就取决于个人主观决定。不仅如此，具体到衡量地震烈度的每个指标的应用同样带有较大的随意性。目前的地震工程领域已经认识到包括结构类型，场地条件，震源机制在内的诸多因素对地震作用的影响。在实际的结构抗震工程中，认识较为成熟的影响因素已经考虑到结构抗震设计之中。地震烈度为设防指标显然没有区分种种因素造成的差异，从而也说明，在一定程度上地震烈度是一个落后的概念。总而言之，地震烈度是个十分粗略的概念，在建筑结构抗震设计中使用这一概念作为抗震设防指标是不恰当的。地震作为一个极为复杂的自然现象，地震动参数之间往往不存在明确的对应关系，事实上地震烈度和任一地震动参数之间的
对应关系更加模糊。自从20世纪30年代一50年代，人们逐渐积累了不少的地震记录，并依靠这些资料试图建立地震烈度与某个地震动参数的对应关系。最后的结论是：寻求地震动的任一单项参数与烈度的对应关系是徒劳的。这一事实的存在也就导致了在抗震工程中无法以地震烈度为出发点，直接合理的得到建筑结构的抗震设防参数，也无法经由合理的计算方法，将结构抗震验算的结果回归至地震烈度并依据三水准的设防目标来检验。考虑到地震烈度与地震动参数的对应关系极不明确，可以设想地震烈度与结构抗震概念设计要求和构造要求的对应关系更加不明确。很显然，地震烈度不是目前建筑结构抗震设防技术水准可以直接把握的概念，而在本质上，地震烈度在实际抗震设计中已经在很大程度上被绕开了。以地震烈度作为抗震设防标准的指标存在着建筑结构的抗震设计与抗震设防目标的脱节现象。
三、加强建筑工程抗震设防的措施
要适度提高建筑设防等级、提高建筑设计水平和确保工程质量等方面做到有效结合。主要措施有：
(1)建筑抗震设防，确定合理的设防等级。加固旧建筑的抗震等级。确保工程质量需适度提高设防等级的．主要是地处地震带、发生过大地震和设防级别明显偏低的地区。对于新建建筑则有必要、有可能大面积地提高抗震能力。对原有未设防的房屋，也要普遍进行抗震鉴定和抗震加固。抗震加固不仅在地震时能大大减轻房屋的破坏、保障人员的安全，就是没有发生地震，也在增加建筑物的安全、延长建筑物的使用年限、抗御其他灾害等方面具有明显的经济效益、环境效益和社会效益。
(2)完善进行抗震设防的法律依据。近年来国家为了规范抗震管理工作，建立健全建筑工程抗震设防法规体系，制定完善建筑工程抗震考核配套规章。认真做好施工单位管理规范和建筑工程抗震施工管理规范等国家标准和行业标准的制定修订工作。各地要结合
本地实际．制定和完善地方抗震设防管理审批法规规定．尽快形成国家和地方相互呼应、互为补充、比较完善的建筑工程抗震设防新体系。
(3)选择合理的地震安全性评价标准。地震安全性评价是抗震设计的一部分。它要求所设计的工程在使用期内可能遇到几次小的地震，工程基本无损，无需修理即可继续使用；在难得一遇的中震下．经修理后仍可继续使用；而在不大可能遭遇的特大地震下，可以容许工程破坏，但仍不倒塌，以保证人身安全。地震安全性评价主要包括地震危险性分析和土层地震反映，直接提供不同年限、不同概率水准的基岩与地振动工程参数。建筑工程首先要确定设防标准、设防标准定低了，工程设施安全度降低，地震时起不到抗震的效果。设防标准定高了，增加不必要的浪费，甚至工程项目因资金不足而缓建或停建。
(4)在工程建设的整个过程中抗震设防措施不容忽视。要使建筑工程真正达到能够减轻以至避免地震灾害，必须把抗震防灾工作贯穿始终，就是说在选址时选择地震危险性较小的地段作为建设场地。在抗震设计上，一定要严格按“二阶段”的设计步骤和“三个水准”的设防目标进行设计，不得马虎。在施工的各个环节上要全面贯彻抗震规范要求，充分体现抗震设计意图，使建筑物防御地震的能力得到保障，从而减轻地震灾害给人民生命财产带来的损失。
(5)加大科技投入，建立工程抗震设防管理信息化平台随着科学技术的发展。传统的管理手段已经不能满足建筑工程抗震设防的需要，迫切需要地震管理部门和建筑工程部门及建筑业业务主体三方联合起来加快建筑工程抗震设防信息化平台的构建。应用现代的通讯设备和电子计算机技术，建立健全建筑工程场地的数据库，逐步实现施工现场管理和监控的现代化．减少工程建设方因资金因素而降低工程抗震性能。可以通过工程抗震管理信息系统进行现代抗震设防管理和职能监督工作，确保建筑物在工程建设中抗震系数的真实性。
【参考文献】
[1]李国强.建筑结构抗震设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
篇7
一、工程概况
本工程为山东莱钢永锋钢铁有限公司450m高炉及有关设施升级改造项目原
料场工程一次转运系统配电室。根据甲方提供的地质勘探报告，基础坐落于第二层粉土上，地基承载力特征值为100Kpa。基础采用墙下条基，上部结构为砖混结构，因地质条件与施工工期限制，屋面板采用钢骨架轻型板。
二、钢骨架轻型屋面板
钢骨架轻型板由钢骨架、钢丝网、BAS轻质芯材复合而成，是集承重、隔热、保温、防水、防火等性能于一身的新型建筑构件。适用于抗震设防列度≤8度地区的一般多、低层民用建筑、单层厂房及加层改造或要求采用轻型楼板及屋面板的建筑。可用于无侵蚀性介质、板底表面温度不大于100℃的建筑。结构构件安全等级二级，设计使用年限50年。
三、钢骨架轻型板材的优点
1.轻质：芯材采用BAS无机轻质芯材，容重仅为300—500kg/m³，板自重为0.5—1.0kN/㎡，仅为传统屋面重量的1/4。
2.高强：采用轻钢骨架与BAS无机轻质芯材的组合结构，保持了传统钢筋混凝土板安全度高的优点。允许外加荷载设计值≥1.5kN/㎡，破坏荷载可达4 kN/㎡。
3.耐久：主要材料均为无机材质，抗老化能力强，耐久性好，能有效抵抗酸、碱、水汽的侵蚀.
4.保温隔热：BAS无机轻质芯材具有优良的保温性能，导热系数低，整板传热系数为0.5—0.8 w/m²k，满足屋面保温设计要求。
5.防水：采用专用防水耐磨涂层作为板材表面自带的防水层，且可根据需要在其上附加其它各种防水作法，形成天基板屋面多道设防的复合防水体系。
6.防火：在标准荷载作用下，耐火极限可达90分钟，燃烧过程中不爆裂，不放出任何有毒气体，无异味，无烟气，既具有优良的耐火性能，又符合现代建筑的环保要求。
7.抗震：轻质板材有利于建筑抗震，配合板材合理的抗震连接作法，能满足8度地震设防烈度要求。且地震发生时，板材造成的次生伤害小。
8.隔声：平均隔声量40db，具有优良的隔声效果。
9.泄爆：能用作建筑物的泄爆屋面。免费论文参考网。爆炸发生时，屋面板芯材粉碎，瞬间释放爆炸能量，既达到泄爆目的，又不会产生次生伤害。
10.美观：可根据用户需要制成彩色板面或做其他装饰处理，外形轻巧美观，富有时代气息。
11.使用灵活方便：板型规格根据建筑物特点量身订做，使用时无须铺设檩条，板上可开洞、安装采光罩、出屋面管道、风机等。免费论文参考网。
12.维护简单：正常使用时无需特别维护，使用成本低。当局部损坏可在屋面直接修复，如确有换板必要时，亦可单板更换，不影响整体结构。
13.经济：采用天基板可明显节约支撑系统用钢量，缩短施工周期，综合经济效益明显。
四、结语
采用钢骨架轻型板材可实现轻质化且降低施工难度，免去了混凝土屋面板的繁琐的施工和后期保养程序，在更好的满足设计要求的同时大大缩短了施工周期。免费论文参考网。轻钢骨架为板主要受力部件，骨架断面按承载力和跨度要求调整，轻质无机芯材为填充材料，其厚度可根据保温要求调整。板型灵活，可与混凝土结构、钢结构、网架结构配套使用，不受固定模具限制，可以按照建筑设计要求配板，最大限度满足设计要求。
参考文献：
[1] GB 50016—2006，建筑设计防火规范．
篇8
一、案例概况
陇县县城城区有3.1万人口，总面积2km2，建筑物占地面积290万m2。自2002年元旦，即《建筑抗震设计规范》（GB50011）实施之后，陇县新建建筑工程共4万m2。
陇县县城地震地质环境复杂，即陇县位于龙山山断裂带，受控于陇西旋扭性活动断裂带，且县城北部有陇县-马召断裂带。针对这一情况，陇县提高抗震设防烈度势在必行。自从提高了抗震设防烈度，该地区抗震设防标准大大提高。下表比较了陇县县城抗震设防标准提高前后。
由图表可得，建筑物现行设计基本地震加速度值高出原加速度值的1倍；相对于调查估算工程造价，实际造价高出约13%；据，Ⅱ类场地内建筑结构地震影响系数高出原地震影响系数的2.3倍。
二、抗震设防管理工作
在实施《建筑抗震设计规范》（GB50011）之后，陇县面临新的问题，即如何解决原有建筑物抗震设防性能低、如何管理新建高抗震设防性能建筑物。这不仅仅只是陇县面临的问题，也是若干类似于陇县的地区共同面临的问题。在本案，笔者将针对以上问题做一系列探索性研究：
（一）加固原有抗震水平较低的建筑工程
2002年元月之前，陇县已建建筑物占地面积约280万m2，为96%总建筑面积。调查结果显示，陇县已建建筑物抗震设防性能均不符合《建筑抗震设计规范》，其严重影响了陇县城区建筑物总体抗震性能。针对这一问题，笔者认为应该坚持“详细调查已建建筑物实际抗震能力、针对性加固抗震性能不足建筑物结构”管理思路。
工程建设行政主管部门应积极配合工程技术人员普查鉴定已建建筑物抗震性能，并根据鉴定结果创建数据库。针对这一问题，笔者认为应该突出重点，即重点普查鉴定震时抗震指挥系统、生命线系统及震时次生灾害严重的建筑物等。从而对陇县已建建筑物进行综合性评估，制定针对性强、可操作性强的抗震加固计划，并分期、不步骤开展，以此提高陇县已建建筑物抗震水平。
此外，扩大抗震宣传范围，适时转变城区人民观念，并积极提高城区人民8度区抗震设防意识；新建工程抗震设防管理部门、强化建设行政主管部门监督检查力度，以此为施行《建筑抗震设计规范》保驾护航；加固已建建筑工程，提升其抗震设防标准。
（二）强化提高抗震设防宣传力度
提高抗震设防烈度事关该地区社会活动及经济活动的正常开展，且对人民生命财产安全也至关重要。所以，地区领导应该及时掌握所管辖地区建筑工程抗震性能，并针对发现的问题，制定切实可行的解决措施。此外，地区管理部门应该适时向设计单位、勘察单位及建筑施工企业传达中央相关思想及文件，并通过开展学习班，组织专业技术人员学习抗震规范，以此充分转变其观念及8度区抗震设防意识。充分利用大众传媒，向当地人民传达中央相关思想，以此提高当地人民抗震防灾意识。
（三）新建工程抗震设防管理部门
新建工程抗震设防管理部门要求充分发挥建设行政主管部门监督检查职能，以确保《建筑抗震设计规范》落实到位。
笔者在结合多年研究结果及实践经验基础上，提出要强化建设行政主管部门监督检查职能应着手于以下三个方面：
1.强化管理新建工程场址选择
规范新建工程场址选择是提高设防烈度的要求，更是适应现代社会发展的需要。通过综合分析《建筑抗震设计规范》、《陇县县城抗震防灾规划》、地震地质资料及工程地质资料，根据分析结果综合评价抗震危险地段、不利地段及有利地段。新建工程场址应该尽可能避开抗震不利地段，若新建工程无法避开抗震不利地段，则应该制定针对性的、切实可行的工程抗震措施。关于新建工程场址选择相关事项，笔者认为应该适时纳入陇县城市总体规划。
2.建立健全工程施工图设计审查机制
施工图设计审查制度为建筑物抗震设防标准的保障措施之一，则应该将施工图设计审查作为新建工程抗震设防管理工作的重中之重来抓。施工图设计审查即检查抗震设防规范于建筑工程设计图的落实情况。据相关权威调查数据显示，工程项目设计均不同程度地存在问题，例如：就工程设计文件而言，设计单位说明该工程抗震设防烈度是8度，而就工程结构设计而言，该工程抗震构造措施均为7度。但针对这一问题，施工图审查机构往往不容易察觉，由此可得，施工图审查单位及工程设计单位均未完全转变抗震设防观念，且对提高建筑工程抗震设防标准概念认识不完全面。由此可得，抗震设防管理部门应该强化管理力度，并经常性监督检查施工图审查工作及施工图设计工作，以确保工程抗震设防标准落到实处。
3. 加大工程抗震设防管理部门与质量监督部门合作力度
质量监督部门应积极配合工程抗震设防管理部门跟踪检查新建工程抗震设防情况，并严格执行《中华人民共和国防震减灾法》，对减漏抗震构造措施致建筑工程抗震设防标准不达标的施工企业予以最严厉的惩罚。
结束语
综上，针对提高设防烈度地区抗震设防管理工作，笔者认为应该建立健全相关管理机制，并适时调整及探索新工作思路，以此确保提高设防烈度地区能够有效抵御未来破坏性地震灾害，并最大程度降低人民生命财产损失等。
参考文献：
[1] 叶献国，汪可，曹均锋等.皖东北部分地区民居抗震设防专项调研及震害预测[J].工程抗震与加固改造，2012，34（5）：126-131.
[2] 黄一天.浅述砌体结构中构造柱的作用[J].黑龙江科技信息，2012，（7）：278-278.
篇9
0引言
地震灾害是人类面临的严重自然灾害之一。地震具有突发性特点，至今可预报性仍然很低。强烈地震常造成人身和财产的巨大损失。我国属地震多发国家，特别是近年来地震活动频繁，一些特大地震已经给人类社会带来了不可估量的损失，这就迫使工程人员不得不去深入研究土木工程结构的抗震设计理论和方法，最大限度地减少地震给人们带来的影响。
抗震加固是对未进行抗震设防或已进行抗震设防但达不到设防标准的建筑物，进行结构补强和提高其抗震力的措施。建筑结构加固方法随着经济水平、技术水平和人们观念的发展而发展，但有些构件加固方法（如加大截面法）将使结构和构件的刚度发生变化，从而引起结构动力特性、构件内力的变化以及刚度软弱层和强度薄弱层的出现，而这些变化对结构承载力及弹塑性变形能力带来的不利或有利影响，是目前的加固方法所没有考虑的。因此对钢筋混凝土结构抗震加固技术进行论述有着重要的意义。
1 钢筋混凝土抗震常规加固技术
混凝土结构抗震常规加固方法包括加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、受弯构件外部粘贴加固法以及其他加固方法等，每种加固方法各有其特点和适应范围，应根据具体条件加以选择。
1.1 加大截面加固法
加大截面加固法即采用增大混凝土结构或构筑物的截面面积，以提高其承载力和满足正常使用要求的一种加固方法，可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固。但由于截面尺寸加大，有时受使用上限制。
1.2 外包型钢加固法
外包钢加固法即在混凝土构件四周包以型钢的加固方法（分干式和湿式两种形式），适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构加固。当采用化学灌浆外包钢加固时，型钢表面温度不应高于60℃；当环境具有腐蚀性介质时，应有可靠的防护措施。
1.3预应力加固法
即采用外加预应力的钢拉杆（一般分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆3种）或撑杆对结构进行加固的方法，适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占空间小的混凝土承重结构。此法不宜用于高温环境下的混凝土结构，也不适用于混凝土收缩徐变大的混凝土结构。
2 改变结构传力途径加固法
2.1增设支点法
该方法是以减少结构的计算跨度和变形，提高其承载力的加固方法。按支承结构的受力性质又分为刚性支点和弹性支点2种。毕业论文，加固方法。刚性支点法是通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其它承重结构的一种加固方法。增设支点法适用于房屋净空不受限制的大跨度结构加固。
2.2托梁拔柱法
该法是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。按其施工方法的不同又分为有支撑托梁拔柱、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿托梁柱等方案。适用于要求房屋使用功能改变、增大空间的老厂改造等结构加固。其中双托梁反牛腿托梁拔柱，则适用于保留上柱的型钢加固。
2.3 受弯构件外部粘贴钢板、碳纤维或其它抗拉强度较高的材料加固法
此法是用建筑结构胶将钢板等材料粘贴在钢筋混凝土受弯构件表面，具有良好的共同工作性能，所占空间小、加固施工周期短、消耗材料少，其加固部位、范围与强度可视设计构造需要而定，是近几年来新发展的加固技术。本加固法适用于承受静力作用的一般受弯构件，且环境温度不应超过60℃， 相对湿度不大于70％及无化学腐蚀的使用环境中。
3钢筋混凝土结构抗震加固新技术
3.1 结构基础隔震技术
基础隔震技术是在上部结构和基础之间设置隔震装置，阻隔地震能量向上部结构传递，从而减少结构地震反应的一种抗震技术。目前研究开发的基础隔震技术主要有：叠层橡胶垫隔震、摩擦滑移隔震、滚珠及滚轴隔震、支撑式摆动隔震和混合隔震等。其中，叠层橡胶隔震支座已被广泛应用，具有很好的应用前景。纵观隔震技术的发展，可以看出近年来隔震技术有以下特点：
（1）隔震技术的应用范围越来越广，数量越来越多。隔震技术不仅在新建工程中获得广泛应用，而且在现有建筑的加同工程中得到应用。
（2）隔震建筑的结构形式日趋多样化，已从早期主要应用于砌体结构、钢筋混凝土结构发展到钢结构、组合结构、木结构。
（3）可供选择的隔震装置越来越多，新的隔震方法不断提出，并且采用混合隔震技术已经成为发展趋势。
3.2消能隔震技术
传统的抗震设计方法是靠结构的延性来耗散地震能量。但问题在于结构受到1次强烈地震时，结构构件在利用自身的延性耗散地震能量的同时，也会受到严重的损伤。为了解决这个矛盾，在结构上附加各种阻尼器，通过阻尼器大量耗散地震输入到上部结构的能量，从而达到保护主体结构免遭破坏的目的。常用的阻尼器有金属屈服阻尼器（Metallic Yielding Damper）、摩擦阻尼器（Friction Damper）、黏弹性阻尼器（ViscoelasticDamper）、粘滞液体阻尼器（Viscous Fluid Damper）等。消能减震技术近年来被大量应用在已有建筑物的抗震加固上，与传统的加固技术相比主要优势有：
（1）施工现场无湿作业，基本不影响原建筑的正常使用功能；
（2）能在保持原建筑外貌不变的前提下，实现了提高抗震能力和改善使用功能的协调；
（3）消能效果明显，结构经过合理的设计，可以满足各种设防烈度下的抗震要求；
（4）可以有效地节约经费和缩短工期。
3.3 高性能钢丝网复合砂浆薄层（HPFL）加固技术
高性能钢筋网复合砂浆薄层（HPFL）加固混凝土结构，是指对混凝土构件进行表面处理后，铺设钢筋网，再粉抹或喷射上高性能复合砂浆，使加固层与原构件共同工作，达到提高构件工作性能的目的。
采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固混凝土构件能有效提高构件的承载力、刚度、抗裂性和延性。毕业论文，加固方法。毕业论文，加固方法。该加固方法与碳纤维加固法相比具有施工简单，经济实用的优点，在结构工程加固中的应用前景十分广阔。毕业论文，加固方法。毕业论文，加固方法。
随着抗震技术理论的不断发展和完善，抗震加固方法已从传统的方法不断趋向多样化。毕业论文，加固方法。目前新发展起来的减震控制技术在工程应用上有明显优势，为建筑的抗震设计和抗震加固提供了一条崭新的途径，它克服了传统结构“硬碰硬”式的抗震设计方法，具有概念简单、减震机理明确、减震效果显著和安全可靠的特点。
参考文献：
[1]李科,魏延良.钢筋混凝土结构的抗震加固方法述评[J]. 地震工程与工程振动, 2005, 25 (4):126—129.
[2]郭健.钢筋混凝土结构加固改造方法的研究及工程应用[D]. 长沙:湖南大学2005.
[3]卫龙武,吕志涛.建筑物评估加固与改造[M]. 南京:江苏科学技术出版社,1992.
[4]赵彤,谢剑.碳纤维布补强加固混凝土结构新技术[M]. 天津:天津大学出版社, 2001.
[5]吴英健.建筑物抗震加固[M]. 长春:长春出版社, 1991.
[6]薛彦涛,范苏榕.传统抗震加固技术与抗震加固新技术的介绍[J]. 工程建设与设计, 2006, 38(8):19—22．
篇10
地震威胁着人类社会的发展和进步，但是近几年就发生了诸如国内的汶川地震、玉树地震，国外的智利太子港、新西兰克莱斯特彻奇、日本宫城等特大地震，对于城市造成了巨大损坏，同时这些地区的供水管网也遭受了严重损失，故有必要展开供水管网的抗震预测理论研究。无小不成大，微观组成要素对于宏观效果表现具有极其重要的影响；知微见著，从一件事的苗头即可判断其发展的趋势，可见找出诱发事件的原因与兆头之重要性。本文研究即着眼于供水管网损坏的主要诱因——地震波冲击造成的管网危险性，由微观模拟实验到宏观模型预测地质论文，建立了一个完整的供水管网抗震预测模型，阐述了建模的流程、预测的步骤，并结合实际地震资料予以验证，做到了理论联系实际，研究成果可以预测管网地震相对危险点亦即抗震相对脆弱点（区域）,进行针对性的抗震加固设防，既可减少管网损坏的可能性，又可防止对设防平均用力造成资金浪费，经济、高效地保障地震期间的用水安全。
1预测方法流程
1.1 预测方法
ANSYS为一基于有限元分析的功能强大的计算软件。EPANET软件是由美国环保总署主持开发研究的水力计算软件，主要用于压力管网水力计算、管网平差、水质模拟[[1]]，。相关文献[[2]][[3]][[4]][[5]]和汶川地震调查均表明：管道在地震中损坏的主要原因多为接头的位移过大和应力集中，所以可考虑用有限元分析的方法计算出某一管道在特定条件（地震波、土质等）下的位移和应力分布以判断损坏情况。目前学术界对于单根管和两根连接管的抗震性能已有不少研究[2][3][4][5] [[6]][[7]]，但是对于地震造成的供水管网全面损坏若使用有限元工具（例如ANSYS）进行模拟分析从速度、精度方面均不现实。故考虑按照从部分到整体，微观到宏观的思路，从1根管道推广到2根管、4根管、12根管、16根管，其中考虑了接头形式（弯头、三通、四通）、环状网、末端的水源点和用水节点，输水管、用户管等形成微观模型——其演化过程如图1所示。
图1 微观模型演化过程
对微观管网模型抗震性能研究后，进行多组模型的平行模拟以积累基本数据，将实验结果推广到实际城镇的供水管网中进行宏观管网模型进行预测，按此步骤形成预测模型结构如图2所示cssci期刊目录。
图2 预测模型结构模块图
1.2 预测流程
整个预测的流程首先进行若干平行实验（模拟），每个实验中包括几何建模、单元定义和网格划分、土体约束施加，并加载地震波得到各接头的位移应力数值地质论文，然后将实验数据进行处理加工，再建立城镇供水管网宏观模型，将实验数据应用到宏观模型中对供水管网的地震危险值分布作出计算从而完成预测。预测详细流程见图3。
图3 预测模型流程图
2预测步骤实例
2.1 收集基础资料
微观、宏观模型所需资料结构及其推求关系如图4、图5所示。
图4 微观模型所需资料结构推求关系图
图5 宏观模型所需资料结构推求关系图
2.2 微观模拟实验
用ANSYS建立一田字形微观管网，如图6所示：假设各管段管长、管径、管材都相等；田字形包含四通、三通、弯头等典型接头形式，伸出的两端分别代表水源端和用户端。
图6 田字形微观模拟实验模型
管体选用梁单元类型beam188，截面设置为圆管ctube，输入外半径Ro、内半径Ri以及管材密度ρp、弹性模量E等。如图7所示，水体质量考虑并入管壁中，则计算等效密度为：
（1） 4.1）
ρ——管段模型等效密度，kg/m3；
ρp——管材密度，kg/m3；
ρw——水密度，kg/m3；
Ri——管段内半径（Radiusinside），m；
Ro——管段外半径（Radiusoutside），m。
图7 beam188截面示意图
土对于管体的作用，参考王汝樑等人的研究 [2]，用土弹簧来模拟，在ANSYS的建模中借助弹簧单元单元combin14来实现。
网格划分采用规则形式均匀划分：管段轴向以0.1m为一单元长度；横截面按径向等分8片。
加载采用地震反应谱法， 谱类型为“频率—加速度”单点响应谱，水平方向。谱分析的地震波参数包括地震影响系数、地震特征周期、阻尼比，按照《建筑抗震规范》[[8]]查找计算。如得到四川省江油市水平地震影响系数最大值为1.20，Ⅱ类场地土；地震特征周期Tg为0.4s；阻尼比取ζ=0.05。
求解过程应用ANSYS软件来自动实现地质论文，如图8所示。
图8 模型求解流程图
应力按Von Mises原则、位移按sum原则提取。通过宏命令将计算结果数值输出为EXCEL的格式。常采用*get命令将数值存储到数组，创建宏，利用*vwrite命令将其写入EXCEL表格中，关闭宏，即可完成数据传输与存储。
2.3 平行实验处理
在模拟实验中改变管径、管材等参数可形成若干组平行实验，得到丰富的损坏基础实验数据，为进一步预测评价提供基本资料，如表1所示。
表1 江油市供水管网构成
管径（mm）
管材
壁厚（mm）
长度（m）
内径（mm）
150
聚乙烯管
4.9
6
150.2
200
聚乙烯管
6.2
6
187.6
300
自应力砼管
40
4
300
400
自应力砼管
45
4
400
600
自应力砼管
60
4
600
管径（mm）
外径（mm）
弹性模量（Pa）
泊松比
密度（kg/m3）
150
160
0.0081×1011
0.45
0.965×103
200
200
300
380
0.221×1011
0.15
2.38×103
400
篇11
1 荷载作用方式
相同点：两者均为偶然荷载，均为动荷载，设计时均按一次作用考虑。不同点：人防结构构件如果暴露于空气中则直接承受空气冲击波的作用，如果埋于土中直接承受土中压缩波的作用，因此人防荷载对结构构件外表面的是直接作用，其动荷载直接作用于构件，其作用为外力；而地震动荷载则是由于地震时地面运动引起的动态作用，其实质是惯性力，是间接的作用。建筑物的所有构件（只要有质量）均会由于地震动而存在惯性力。人防动荷载一般是直接作用于人防地下室外表面的构件，一般可按同时作用于围护结构考虑，而人防地下室内部的墙柱等构件只间接承受围护构件及上部结构传来的动荷载。
2 荷载的大小
人防动荷载（即常规武器或核武器爆炸动荷载）其冲击波压力是随时间变化的，为方便设计计算《人防规范》将它简化成等效静荷载，它只代表作用效果的等效，等效静荷载并不是实际作用的力，但它方便了设计计算可以用静力分析的模式进行内力计算；设计时等效静荷载的大小的确定主要与设防抗力等级有关。
地震作用大小首先与震级、烈度、震源深度、建筑物离震源的距离等有关。其次与建筑物的质量大小、建筑物所处的场地条件及土质、及建筑物的动力特性（如自振周期、振型、阻尼等）有关。
3 设计方法：
抗震设计方法通常为“三水准、二阶段”的设计方法，设防目标为“小震不坏，中震可修，大震不倒”。为实现设防目标取小震下地震动参数计算结构弹性下的地震作用效应，进行截面承载力验算。第二阶段是大震下的结构弹塑性变形验算。并通过概念设计和抗震构造措施来满第三水准的设计要求。
人防结构设计的动力分析一般采用等效静荷载法：由于在动荷载作用下，结构构件振型与相应静荷载作用下挠曲线很相近，且动荷载作用下结构构件的破坏规律与相应静荷载作用下破坏规律基本一致，所以在动力分析时，可将结构构件简化为单自由度体系，用动力系数乘以动荷载峰值得到等效静荷载，这时结构构件在等效静荷载作用下的各项内力就是动荷载作用下相应内力的最大值。按等效静荷载分析计算的模式代替动力分析，给防空地下室结构设计带来很大方便。采用等效静荷载分析时，为满足抗力要求，结构材料参数应乘以材料强度综合调整系数。最后结构构件在动荷载作用下的变形极限用允许延性比[β]来控制。按允许延性比进行弹塑性工作阶段的防空地下室，即可认为满足防护和密闭要求。 转贴于
4 设计原则：
人防设计与抗震结构设计的设计原则一样：
4.1 结构应尽可能有足够的延性，避免脆性破坏，钢筋砼结构构件均应采取“强柱弱梁”“强剪弱弯”的设计原则。
4.2 各结构构件抗力相协调的原则，避免出现薄弱部位。防空地下室的结构，应充分考虑各部位作用荷载值不同，破坏形态不同以及安全储备不同等因素，保证在规定的动荷载作用下，结构各部位（如出入口和主体结构）都能正常地工作，防止由于存在个别薄弱环节致使整个结构抗力明显降低。如果某个部位失效，将导致整个人防区失效。同样抗震设计也十分强调避免出现薄弱环节（如薄弱层，软弱层等），因为大震时薄弱层或软弱层出失效将导致建筑物倒塌，产生严重后果。
5 提高延性的设计构造措施
核武器与常规武器爆炸均属于偶然性荷载，具有量值大，作用时间短且不断衰减的特点，结构构件承受动荷载时已经处于弹塑性工作阶段，因此，结构构件具有较大的延性，对吸收动能，抵抗动荷载是十分有利的。人防结构设计时，构造上应采取“强剪弱弯” “强柱弱梁”“强节点弱杆件”的设计原则。如可充分利用受弯构件和大偏心受压构件的变形吸收武器爆炸动荷载作用的能量，以减轻支座截面的抗剪与柱子抗压的负担，确保结构在屈服前不出现剪切破坏和屈服后有足够的延性，最终形成塑性破坏，提高结构的整体承载能力；又如受弯构件应双面配筋，对承受动荷载作用下可能的回弹和防止在大挠度情况下构件坍塌十分重要，另外在节点区应有足够的抗剪、抗压能力和足够的钢筋锚固长度。上述这些措施和抗震设计的原则是一致的。
篇12
Key words: reinforcement; seismic isolation; seismic absorbing by energy dissipation
中图分类号：TU352.1+1 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
0 引言
四川5·12大地震让每一个中国人伤痛不已,此次地震造成许多砌体结构的中小学教学楼倒塌，众多学生遇难，在此次地震中仅四川省就有7 千余间校舍倒塌,很多学校成了灾区孩子们的共同坟墓，现状之惨烈让人触目惊心。
汶川地震后，国家的抗震规范快速做了调整。《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008，按照“对学校、医院、体育场馆、博物馆、文化馆、图书馆、影剧院、商场、交通枢纽等人员密集的公共服务设施，应当按照高于当地房屋建筑的抗震设防要求进行设计，增强抗震设防能力”的要求，提高了某些建筑的抗震设防类别，特别加强对未成年人在地震等突发事件中的保护。规范第6.0.8中规定：教育建筑中，幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂，抗震设防类别应不低于重点设防类。
本次局部修订，为在发生地震灾害时特别加强对未成年人的保护，在我国经济有较大发展的条件下，对所有幼儿儿、小学和中学（包括普通中小学和有未成年人的各类初级、中级学校）的教学用房的设防类别均予以提高。本次修改后，扩大了教育建筑中提高设防标准的范围【1】。
鉴于中小学建筑抗震设防类别的提高，一些已建中小学建筑的抗震设防标准明显不满足规范要求，对存在安全隐患的校舍进行抗震加固工作迫在眉睫。
1 抗震加固新技术种类
中小学校舍结构建筑形式大多活泼开放，比如采用一些U型L型的平面不规则结构，存在高宽比超限或高度超限或竖向刚度突变等问题。对这些结构利用传统的加固方法也难以改变其高度或高宽比超限的致命弱点，必须采用隔震减震等抗震加固新技术来加强其抗震性能来满足规范要求。抗震加固新技术主要包括隔震、耗能减震、主动控制和混合控制等技术。
2 隔震技术
目前结构控制技术中，应用最为广泛和最为成熟的就是基础隔震技术。隔震加固是在结构基础部位设置专门的隔离层，阻止地面运动向上部结构传递。从抗震原理来看，实际上是增大结构周期，减小上部结构地震响应，这是一种间接抗震加固方法。并且，由于隔震装置的水平刚度远远小于上部结构的层间水平刚度，上部结构在地震中的水平变形，将从传统抗震结构的“放大晃动型”变为隔震结构的“整体平动型”，从有较大的层间变位变为只有微小的层间变位，因而上部结构在强地震中仍处于弹性状态，不需要另行采取加固措施。
建筑物隔震技术应用具有较长的历史。例如紫禁城地下的“煮过的糯米拌石灰”，又如日本的“横竖交错的多层圆木”等都是所谓的隔震装置【2】。而现代隔震技术可追溯到1881年日本学者河合浩藏的文章《地震时不遭受大震动的结构》，作者在文中提出了滚木隔震方法。我国上世纪80年代后期开始进行对橡胶隔震垫的研究。广州大学周福霖教授率先进行橡胶垫的隔震研究，并于1993年9月在广东汕头建成首栋采用叠层橡胶支座隔震的房屋建筑。此后，华中科技大学唐家祥教授在文献[3]中，在我国首次详细系统地论述了建筑结构基础隔震的发展史，隔震器与阻尼器力学性能的设计与实验及建筑结构的基础隔震设计方法。周福霖在文献[4]中完整地介绍了建筑基础隔震的动力反应分析、振动台实验、地震考验和工程使用计算方法。国内许多学者对叠层橡胶支座基础隔震结构进行了动力分析。
采用橡胶隔震支座进行隔震是一种常用的建筑物隔震方式。对建筑物破坏最大的水平地震运动，橡胶支座可以通过大幅度扭曲，大大的削弱传播到建筑物上的能量，从而有效降低水平地震作用达80%以上。这样，在碰到一般地震时，可以使建筑物结构本身不被破坏，还能使室内设备、贵重物品及信息系统安然无恙，人们的正常生产、生活及服务活动不会被中断。我国己颁布了叠层橡胶垫隔震建筑的设计规范，这必将加快隔震技术在我国推广和应用。
近年来，为使隔震层造价更为经济合理，采用由滑动摩擦隔震支座和叠层橡胶隔震支座并联组成混合隔震体系也做了相应研究，并取得了较大发展。相信这种技术应用于中小学的加固改造中会逐渐增多并不断完善。
3.消能减震技术
结构消能减震加固主要是通过增加结构阻尼来达到减小结构地震响应的目的。属于一种间接抗震加固方法。这种加固方法通常不需对原结构构件进行较多的加固处理，具有较大的适用性。在风或小震时，这些消能构件或消能装置具有足够的初始刚度，处于弹性状态，结构仍具有足够的侧向刚度以满足使用要求。当出现大震或大风时，随着结构侧向变形的增大，消能构件或消能装置率先进入非弹性状态，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震或风振能量，其消耗的能量瓦最大可达到输入结构的地震能量或风振能量的的90%，使主体结构避免出现明显的非弹性状态，并且迅速衰减结构的地震或风振反应(位移、速度、加速度等)，从而保护主体结构及构件在强地震或大风中免遭破坏【5】。
我国的一些科研院校在引进国外先进技术的基础上进行了大量卓有成效的研究，研制出加劲阻尼装置、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器和粘性流体阻尼器等，这些耗能装置正被愈来愈多地应用于抗震加固工程中。如沈阳市政府大楼采用了摩擦阻尼进行了加固，粘性阻尼器则己用在北京饭店、北京火车站、中国革命历史博物馆和北京展览馆等工程的抗震加固上。
经大量实践经验证明，消能减震技术能有效的减轻结构的变形和损伤，改善结构的抗震性能。
这种加耗能支撑的做法在日本建筑中大量普及。如果设计得当，不仅美观更能提高校舍的抗震安全性。
4 结语
通过对隔震减震新技术的介绍,本文提出了对一些不规则的已建中小学校舍加固改造的一些建议，以期为今后的中小学抗震加固工作提供思路。
5 参考文献
【1】GB50223-2008，《建筑工程抗震设防分类标准》[S].
【2】.唐家祥，刘再华，建筑结构基础隔震.华中理工大学出版社，1993
篇13
Key words: given intensity; high-rise structure; seismic; optimization
中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：
前言
当前，各国抗震设计理论多采用二级和三级设计思想，即以“小震不坏、中震可修，大震不倒”作为设防标准，并且据此制定相应的抗震规范和条例，按照这种以保障生命安全为基本目标的抗震设计理论设计的建筑物，在地震中基本可以保证使用者的生命安全，然而在大震甚至中小地震出现的情况下，确不能有效的控制地震破坏所造成的直接和间接经济损失，而这种破坏往往超出了设计者的预料，超过了社会和居住者所能承受的范围。抗震结构的优化设计是抗震结构设计理论的重大发展也是当今结构设计中关于抗震结构可靠度的一个重要发展方面。因为同一个结构设计任务，可以有多种不同的设计方案，从所有可用的方案中选用最满意的方案自然是理所当然的追求。
1、目前国际上几种优化设计理论的发展和特点
在工程结构的建筑方案、结构拓扑和材料确定后，优化内容就是，其主要承载结构的截面尺寸阶段的目标函数应包括结构的造价和长远的经济和社会效益，其中后者要包括结构服役期间运营的直接经济效益的期望值(效益期望)和结构失效带来的损失的期望值(损失期望)。为了解决这些问题，国内外存在几种抗震优化设计方法。包括：
l、基于损伤性能的抗震结构优化设计；
2、基于结构性能的抗震结构优化设计；
3、基于最优设防烈度的抗震结构优化。
这几种抗震结构优化设计方法的主要特点是：
基于损伤性能的抗震设计思想和方法的提出主要是理由是：其一，通过近今年震害的调查和研究发现，建筑物的地震损伤不仅与结构的层间变形有关，而且和结构在地震过程中的累积滞回耗能有关。其止，按照现行抗震设计规范总体上保证了“大震不倒”的安全目标，但地震造成的结构损伤积极严重，以至难以修复，基本上丧失了使用功能。
地震损伤模型是双参数地震损伤模型.。在强烈地震的往复作用下，结构将呈现弹塑形变形和低周疲劳效应对结构地震损伤的影响。钢筋混凝土结构基于地震损伤性能的抗震优化设计方法的简化计算步骤：一是最大弹塑性变形的简化计算。大震作用下结构的弹塑性变形计算比较复杂，可以采用楼层屈服强度系数求得结构层间的最大延性系数。二是累积滞回耗能的简化计算。
基于地震损伤性能的抗震设计方法：对于一般结构，在常遇地震作用下(对于重要结构，在设防烈度地震作用下)可按现行建筑结构抗震设计规范进行截面抗震验算和变形验算。在罕遇地震作用下可以进行薄弱层地震损伤计算。即根据结构的重要性，确定地震损伤性能目标和损伤指数限值，确定结构层恢复力模型及其参数，计算结构的破坏延性系数，计算结构在罕遇地震作用下层间弹塑性最大位移延性系数，计算正规化累计耗能参数，对结构薄弱层的地震损伤指数进行计算并验算。
基于结构性能的抗震设计理论的基本内容应包括地震设防水准、结构抗震性能目标和结构抗震设计方法等三个方面。结构抗震性能与结构的地震作用有关。通过地震等级有关的地震动参数的选择，可将结构在地震中的破坏程度控制在预计的范围内。另外，地震加速度峰值、频谱和持时是反映地震动特征的三要素，也是影响结构地震反映的重要因素，近场地震效应对结构也有较大的影响，而地震动三要素是与震源特征、传播途径、场地条件等有关的。
基于最优设防烈度的抗震优化设计研究主要是与现行规范接轨的优化设计方法。它的优化程序是：首先决策出该结构的最优设防烈度，然后按照此烈度进行结构的最小造价设计，在决策结构的最优设防烈度时，既要考虑结构的近期投资，又要考虑它的长远效益。优化程序可以分两个层次进行：
第一阶段：进行多遇地震作用下的弹性优化设计，第二阶段：对第一阶段所得到的最优结构设计方案进行一次整体弹塑性分析，验算薄弱层弹塑性变形是否满足抗震规范所规定的要求，这个方法与抗震规范的设计方法相同，可称其为“二阶段优化设计方法”，由于抗震结构的弹性优化设计相对来说研究的比较成熟，因此，在现阶段采用“二阶段优化设计方法”是比较现实的。
基于最优设防烈度优化设计理论的优点是：一是能够与现行规范较好的结合起来，便于知道现阶段的优化设计应用；二是将优化设计分成两个阶段来计算，避免了在每一次迭代中都要同时进行弹性分析和弹塑性分析，采用在第二阶段进行弹塑性分析，使结构重分析的次数大大减少。同时也解决了由于无法把弹塑性位移表示为设计向量的函数所造成的困难。另外，二阶段优化设计方法对于所有类型的抗震结构最小造价优化设计都是适用的。
2、给定烈度下高层框架结构优化设计的研究
高层框架结构优化设计的求解过程是：首先假定各构件的初始尺寸，然后对各构件(梁、柱)分别进行优化，求出各构件满足各自约束的最小造价解，将优化后的梁、柱截面尺寸组合起来重新进行内力分析，冻结此内力下分别对各构件进行单独优化，如此反复迭代，直到前后两次优化获得的最优解接近(满足精度要求)为止。这是一般的分部优化法的求解程序。考虑到在框架结构抗震设计中侧移是很重要的因互助，如何得到满足侧移的最小刚度(从而最小地震作用)以及确定各构件的刚度分布以使它们最经济地达到此刚度，应是优化的重要。
为此，我们在单个梁、柱的优化中均加入了层间侧移约束条件，这因为顶点侧移角是各层间位移角的加权平均值(以层高为权)，故层间侧移约束条件若满足，则一般顶点侧移约束条件也可满足。梁的优化模型中其截面高度、梁的宽度可按构造要求给出，在优化过程中按己知量处理。框架梁最优设计所需考虑的约束条件包括：正截面承载力约束条件、斜截面承载力约束条件、一般构造约束条件及抗震构造约束条件等。框架柱的模型中截面宜采用正方形或接近正方形的形式，所以对于柱其设计变量可取截面高度h，而取截面宽度b=h。框架柱最优设计所需考虑的约束条件包括：正截面承载力约束条件、斜截面承载力约束条件、构造约束条件及层间侧移约束条件等。对于由第一阶段弹性优化设计用分部优化方法得到的最优结构设计方案，按照我们二阶段优化设计方法，应该进行第二阶段在“大震”作用下薄弱层的弹塑性变形验算。如果满足，则取设计变量的当前值为最优解；如果不满足，则可以按50mm为模数扩大截面或者改变薄弱层构件的配筋，重新寻找薄弱层验算弹塑性变形，直至满足为止。此时的结构方案就是最终的最优设计方案。
3、结语
本文对给定烈度下工程结构抗震优化设计进行了研究，了解了国内外对该理论的发展和现状，对现行的抗震优化设计理论同现行抗震设计规范相结合，采用分部优化法对框架结构进行了优化设计，通过每个构件的最优设计，达到整体的最优设计；在构件设计时，考虑了承载力约束条件及各种构造要求；通过一个梁和一个柱的算例说明了单个构件的造价与截面间的定性规律，并说明了优化设计对减小结构造价的有效性。从而，推动抗震优化设计的发展。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准，建筑抗震设计规范（GB50011-2010），北京：中国建筑工业出版社，2010.5.31
[2]左春仁等，基于地震损伤性能的抗震设计方法.大连大学学报，2000年第21卷第6期：1-7
