第一篇：从汶川地震震害分析看概念设计在结构抗震设计中的重要性
5.12汶川大地震，最明显的灾情就是建筑倒塌、道路破坏、人员伤亡。汶川等震中烈度要超过10度。本次地震是继唐山大地震以来，我国发生的最为严重的一次。从这次地震的震害资料中不难看出，很多房屋的破坏程度跟结构体系及抗震构造措施设计的合理性是密切相关的，作为一名结构设计人员，认真总结震害经验教训、分析研究建筑结构破坏的原因、提出改进设计与施工的方法是义不容辞的职责。
概念设计就是以工程概念为依据从有利于提高结构抗震力的概念上 ,用符合工程客观规律和本质的方法 ,对所设计的对象作宏观的控制。1990年以来 ,结构工程师将概念设计应用于实际工程中取得了很好的效果。同时随着建筑业的发展 ,建筑的体型、功能的日新月异的变化与要求 2002年 1月实施的ＧＢ50 011—2001《建筑抗震设计规范》(以下简称新抗震规范)对概念设计的要求作了更全面、更符合实际的规定 ,尤其是增加了“不规则建筑结构的概念设计” ,使得概念设计在工程中的应用更具体更明确地落到实处 ,切实提高了结构的抗震能力。“概念设计”愈来愈受到国内外工程界的普遍重视。
建筑抗震概念设计是广大科技人员通过对大量建筑地震震害实例进行分析，归纳总结出来的实践经验。建筑抗震概念设计在地震区的建筑抗震设计中是非常重要的贯穿于抗震设计的各个环节，大多数结构是用抗震概念设计与抗震构造措施共回来保证抗震设防第三水准目标（即大震不倒）的。可以说，未经抗震概念设计的结构不能称其为抗震结构。
建筑抗震概念设计主要有以下几方面的内客:1.房屋平立面规则性要求。2.抗震结构体系要求。3.结构构件要求。4.结构构件之间的连接要求。5.非结构构件要求等
地震是一种自然现象 ,为保证结构具有足够的抗震可靠性而对建筑工程结构做的概念设计主要考虑以下因素：场地条件和场地土的稳定性，建筑物的平、立面图布置及其外形尺寸、抗震结构体系的选取、抗侧力构件的布置以及结构质量的分布、非结构构件与主体结构的关系等，同时为了避免它给人类带来大的灾难 ,要求建筑师、结构工程师根据新抗震规范运用好抗震概念设计。做到:结构功能与外部条件一致；充分发展先进的设计理念；发挥结构的功能并取得与经济的协调；更好地解决构造处理；利用定量的计算进行抗震分析；用概念来判断计算的合理性。
第二篇：结构抗震概念设计论文
结构抗震概念设计论文
在平平淡淡的日常中，大家肯定对论文都不陌生吧，论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题，下面是小编精心整理的结构抗震概念设计论文，欢迎大家分享。
一、结构抗震概念设计的提出原因及必要性
每栋建筑物都是一个空间结构体，在荷载作用下各构件并非是以脱离体系的单一构件独自工作，而是以相当复杂的方式共同工作，精确计算其作用和受力是相当困难的，在计算地震作用时尤其如此，由于地震作用下的结构构件受力状态的复杂性及不确定性、人们对地震时结构响应认识的局限性和模糊性、理论计算中的假定与实际情况的差异性，注定了在现阶段无论计算工具再如何发展，计算过程再如何严格，其结果也只能是一种比较粗略的估计，甚至有时还根本无法计算。
显然在结构设计中，仅依靠现有理论进行抗震计算往往不能满足结构安全性、可靠性的要求，无法达到预期的设计目标。因此在不确定因素众多，受力状况复杂的结构抗震设计中，抗震概念设计的提出和应用就显得尤为重要了。
二、结构抗震概念设计的涵义
所谓抗震概念设计，一般是指不经过计算，尤其在难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系与分结构体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、实验现象和工程经验中所获得的基本设计原则和设计思想，从总体的角度来进行建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制，从而从根本上保证结构的抗震性能。
三、结构抗震概念设计的基本原则和具体要求
（一）建筑场地的选择
地震造成建筑的破坏，除地震动直接引起结构破坏以外，还有场地条件的原因，诸如：地震引起的地表错动与地裂，地基土的不均匀沉陷、滑坡和土体液化等。因此选择有利于抗震的建筑场地是减轻建筑物地震灾害的第一道重要工序。
（二）建筑物的平面、立面及竖向剖面的布置建筑物平面和立面的规则性是抗震概念设计中需要考虑的一个重要因素。
规则的建筑方案体现在：建筑物的平面布置基本对称；结构体型简单；抗侧力体系的刚度和承载力上下变化连续、均匀。因为，简单、对称的结构容易估算其在地震时的反应，容易有针对性的采取抗震措施并对其进行细部处理。因此，这就要求建筑专业的设计人员具有一定的抗震知识素养，应该对所设计的建筑的抗震性能有所估计，避免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案。
（三）结构体系的确定和结构布置
结构体系的.确定是结构设计中头等重要的大事。结构设计时应通过综合分析使结构体系尽量合理且经济，应优先采用抗震能力强、延性好、耗能能力强、便于施工且具有多道防线的结构体系（如框架-剪力墙结构，框架-筒体结构，设置耗能连梁的剪力墙结构等），避免采用抗震能力较低的结构体系（如板柱-剪力墙结构，单跨框架结构等），尤其应避免采用看似“合法”（符合规范）但不合理的结构体系（如当房屋高度接近规范框架结构类适用高度上限时，仍采用框架结构，震害表明，框架结构的侧向刚度较小，整体性较差，结构的抗震性能较差，此情况下应采用抗震性能较好的框架-剪力墙结构为宜）。
而在结构布置时，应采用概念清晰、传力途径明确的布置方式，尽量避免造成结构扭转、平面和立面的里出外进、竖向传力杆件的间断与不连续等问题。
（四）多道抗震防线的设置
单一结构体系只有一道抗震防线，一旦破坏就会造成建筑物倒塌的严重后果。特别是当建筑物的自振周期与地震动卓越周期相近时，建筑物由此而发生的共振，更加速其倒塌进程。而如果建筑物采用的是多重抗侧力体系时，第一道防线的抗侧力构件在当第一道抗侧力防线因共振而破坏，第二道防线接替工作，建筑物自振周期将出现较大幅度的变动，与地震动卓越周期错开，使建筑物的共振现象得以缓解，避免再度严重破坏。在双重结构体系中一般应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或轴压比值较小的抗震墙、实墙筒体等构件作为第一道防线的抗侧力构件，如框架-剪力墙结构中的剪力墙，框架-填充墙结构中的填充墙，单层厂房纵向体系中的柱间支撑，均可作为各自体系中的第一道抗震防线。如因条件限制，只能采用单一的框架体系，则框架就成为整个体系中唯一的抗侧力构件，此时应采用“强柱弱梁”型的延性框架。
在地震作用下，框架梁成为第一道抗震防线，框架柱为第二道抗震防线，用框架梁的变形去消耗地震能量，使框架梁的屈服先于框架柱的屈服，从而保护了框架柱的相对完整，最终达到“大震不倒”的要求。
（五）结构抗震设计关键点的把握
在结构抗震概念设计中，还应注重对结构体系中的关键部位（如薄弱层，加强层等）、关键部位中的关键构件（如加强层的重要竖向构件、转换层的水平转换构件等）、关键构件中的关键节点（如梁柱节点，柱根部位等）几个关键点的把握，从而实现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固、强柱根弱杆件”的设计理念。
结构抗震概念设计不是拒绝进行复杂结构设计，而是要求在处理复杂结构设计时明确：什么是结构设计的最佳选择？采用不合理的结构方案或结构布置可能会带来什么样的后果？需要采取哪些补救或加强措施，并对这些措施的合理性和有效性做出客观的评价，以保证结构性能目标的实现，确保房屋安全。结构抗震概念设计不是指手画脚的空洞说教，而是具有丰富内涵的实实在在的工作。
第三篇：从玉树震害反思建筑抗震设计
从玉树地震震害反思建筑抗震设计
黎生南1 王再军2湖北 荆州 43402
3（1.长江大学城市建设学院； 2.长江大学基本建设处）
摘要：2010年4月14日7时49分发生在青海省玉树县Ms7.1级地震，为破坏性较大的浅震，当地有近90%的房屋在地震中倒塌了。残酷的现实让我们反思：为什么历史又再次重现，在玉树地震中还是看到唐山地震的老问题。本文以砌体结构、钢筋混凝土结构等建筑的震害为例，对照抗震概念设计的要求，进行检讨，希望能得到一些启示，供工程技术人员在进行结构抗震设计时参考。
关键词：地震；抗震防线；概念设计；砖混结构；框架结构；
1.引言
2010年4月14日7时49分发生在青海省玉树藏族自治州玉树县的地震，震级：M7.1，震中位于北纬33.2°，东经96.6°，震源深度：14km，为破坏性较大的浅震。地震类型：走滑型地震。据国土资源部4月22日发布的最新数据，玉树地震地表破裂断续分布约23公里，一条小溪被破裂错断，震中区域地面水平位移最大可达1.75米。震区地理复杂，属高海拔地区，地形以山地为主，平均海拔4493米。玉树地区抗震设防标准不高，房屋大部分是土木结构的房子，或者石块搭起来的房子，抗震性能较差，当地有近90%的房屋在地震中倒塌了。残酷的现实让我们反思：为什么类似于三十年前唐山大地震的震害又一次发生？其实，唐山地震后总结了不少关键性的经验教训，对相关的设计规范进行了修订。按理说设计中的大问题不应该再出现了，可是三十年过去，历史又再次重现，在玉树地震中还是看到唐山地震的老问题。看来认真研究震害特征，总结经验，思考《建筑抗震设计规范》(50011-2001)的规定与设计、施工中的问题，对于灾后恢复重建，建造更为耐震的建筑结构，修订抗震设计规范，具有重要意义。本文以砌体结构、钢筋混凝土结构等建筑的震害为例，对照抗震概念设计的要求，进行检讨，希望能得到一些启示，供工程技术人员在进行结构抗震设计时参考。
2.多道抗震防线
多道抗震防线是《建筑抗震设计规范》(50011-2001)[1]对结构抗震设计提出的一个非常重要的基本概念，对于在大震作用下结构抗倒塌具有重要意义。当结构受到超过设防烈度的所谓“大震”作用时，作为第一道防线的某些构件，如框、排架结构的柱间支撑或者柱子的翼墙、剪力墙结构的连梁等率先破坏，消耗了地震能量并改变了整体结构的动力特性，从而减低了地震力，保护了作为第二道防线的构件，如框、排架结构的柱子、剪力墙结构的墙体，它们的存在避免了结构倒塌。砌体结构中的构造柱、圈梁除作为砌体的约束构件以提高墙体延性之外，也可视为第二道防线，在“大震”作用下，砌体墙可能严重破坏，但是由于构造柱和圈梁的存在，结构不会倒塌。
一般说来，钢筋混凝土结构的抗震性能要优于砌体结构的，但2008年5月汶川地震中的某中学3层的框架结构教学楼的倒塌却出乎意料。图1(a)所示为教学主楼的一层倒塌情况。而图1(b)附近的4层、局部5层的砌体结构办公楼，尽管破坏非常严重，但是并没倒塌；为什么在强震作用下，性能比较好的钢筋混凝土结构反而不如抗震性能相对较差的砖混结构？其主要原因就是纯框架结构只有一道防线，在大震时，一旦这道防线被破坏，结构就丧失了全部的承载力而倒塌。而砌体结构住宅和办公楼，由于小开间布置，纵、横墙体较多，只要按规定设置构造柱和圈梁，结构整体性和延性较好，砌体裂缝被约束在钢筋混凝土框格内，不致发生脆性破坏而倒塌。
图1教学楼倒塌图2办公楼裂而不倒
3.结构整体性
我国历次大地震以后，都会总结出宝贵的经验。1966年邢台地震后，提出了“基础深一点、墙体厚一点、屋顶轻一点”的概念；1976年唐山地震以后，创造了构造柱和圈梁的结构形式；1988年澜沧——耿马地震以后，修订89规范时，明确提出了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三设防水准。这是科学的经验总结，也是目前国际地震工程界普遍认同的一种抗震设计理念。现结合两种常见的结构形式的抗震设计进行论述。
3.1 砖混结构
3.1.1设置构造柱与圈梁的重要性
《抗震规范》（GB50011-2001）第3.5.5条第3款规定，装配式结构构件的连接，应能保证结构的整体性。因为砌体结构的墙体是用砂浆将松散的块体（砖、石材或砌块）砌筑起来的，材料本身是脆性材料，仅依靠两者之间的粘结力进行工作，从而使砌体结构的整体很差，如果没有较好的抗震构造措施，砌体结构是非常危险的。这种结构的墙体在地震中大都飞散、倒塌(图4)，剩下来还未倒塌的房子也破坏严重。我国规范从1976年唐山地震后一直强调采用圈梁和构造柱提高砖混结构的整体性，防止产生严重震害。只要严格按照规范要求设置构造柱和圈梁，完全可以达到抗震设防目标要求。但玉树地震中还是发现大量不设圈梁和构造柱的砖混建筑(图5、6)。规范同时还要求圈梁和构造柱应有足够的截面尺寸和配筋，否则地震时很容易震断，丧失拉结、约束砖墙的功能。抗震规范规定：构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋，每边伸入墙内不宜小于1m。构造柱与圈梁连接处，构造柱的纵筋应穿过圈梁的主筋，保证构造柱纵筋上下贯通[2]。施工时，应先砌墙后浇构造柱，以保证砌体结构的整体性。
图4土木房屋被震倒图5 无构造柱和圈梁图6 圈梁尺寸过小导致破坏
3.1.2加强纵横墙的拉结，避免纵墙承重
在砌体结构中，除了圈梁对所有墙体起拉结作用外，纵横墙交会处的拉结构造措施也非常重要。横墙应设马牙槎，即沿端部砌成凹凸形，伸入纵墙内。还要设置拉结钢筋，拉结钢筋宜每六皮砖一道，至少2φ6钢筋，伸入砖缝长度不少于400mm。如果不设凹凸马牙接槎，横墙根本拉不住纵墙，地震时纵墙向外倒塌(图7)。
规范还规定砌体结构应优先采用横墙承重或纵横墙
共同承重的结构体系。但在住宅楼中预制板搭在外纵墙
上，是非常常见的结构做法。砖混结构中纵横墙交接处
是抗震的一个薄弱环节，此处如没有设置构造柱应同时
咬槎砌筑。有时为了设置教室、会议室等大空间，往往
以混凝土大梁代替横墙，梁端搁在纵墙上。这种单摆浮
搁的支承方式加上纵墙无横墙拉接或拉接较少，在地震 作用下很容易产生弯曲破坏，从而导致楼面梁或楼板坠图7纵横墙没有拉结而倒塌 落。因此《抗震规范》要求，对于教学楼、医院等横墙
较少的房屋，在大房间内外墙交接处和较大洞口两侧须设置构造柱，且纵墙承重时每层均应设置圈梁。
3.1.3加强楼梯间的抗震构造
楼梯间是住宅和学校建筑的出入口，也是地震时人群疏散的唯一通道。震害调查发现，由于设计和施工问题，造成楼梯间的倒塌破坏，直接伤人和堵塞疏散通道，阻碍人员逃生。楼梯间构件的布置和构造比较特殊，它的休息平台和主体结构楼、屋盖错层，而且楼梯踏步板刚度很大，在地震中吸收的能量大，破坏将首当其冲，楼梯间墙体很容易倒塌。但是，在抗震验算时却往往没有办法计算，因此抗震规范对楼梯间的抗震构造有严格的规定。规范第7.3.1条要求，楼、电梯间的四角，错层部位横墙与外纵墙交接处要设置构造柱；第7.3.8条要求，装配式楼梯段应与平台板的梁有可靠连接；突出屋面的楼、电梯间，构造柱应伸到顶部，并与顶部圈梁连接到等等。图8所示为一幢三层教学楼，由于楼梯间未按规范要求设置构造柱和圈梁，地震时墙体破坏导致楼梯间倒塌。
图8某三层教学楼图9施工缝留在楼梯板的三分之一处
图9是楼梯间踏步板的破坏。由于施工缝留在楼梯踏步板1/3~1/2的部位，有些钢筋还在这里进行搭接，从而引起破坏。按照规范，楼梯踏步是不允许留施工缝的。楼梯间作为人员疏散通道，地震发生时，大量人员集中于此，一旦破坏，极易造成人员伤亡，因此应严格按照施工规范进行。房屋楼梯设计和施工时有两个问题值得注意（特别是学校建筑）：1）要有位于室外的疏散楼梯，室外疏散楼梯跟主体结构的关系应松散，最好是独立的结构，有自
己的支撑体系，以便破坏时有第二个逃生通道[4]；2）楼梯间的设计要考虑踏步板的刚度和休息平台与楼板的错层。在抗震验算时应建立适当的力学模型，参与结构整体计算，在构造方面，应特别加强。构造柱应伸到顶部，并与顶部圈梁连接，内外墙交接处应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋，且每边伸入墙内不应小于1m。装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接；不应采用墙中悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯，不应采用无筋砖砌栏板。
3.2 钢筋混凝土结构框架结构
3.2.1慎用单跨框架
在我国地震区，中、小学教学楼建筑
多采用单边悬臂外廊钢筋混凝土框架结构
形式。单跨框架两根柱子一排梁，这种结
构形式用于教学楼可以两边通风采光，加
个悬挑外廊可以让孩子们进行户外活动，所以常见于中小学教室。但是这种结构形
式没有多道防线，柱子作为第一道防线且
为唯一的抗侧力构件[3]，一旦破坏，整个
结构马上倒塌（图10）。如果在外廊悬挑
端加设一柱子将单跨框架变为跨框架情况
就好一些。图10玉树某职业学校教学楼
3.2.2强柱弱梁
“强柱弱梁”是指控制对同一节点的梁柱的相对承载力，使其在地震作用下，柱端的实际抗弯承载力大于梁端的实际抗弯承载力，尽可能避免在框架柱上形成塑性铰。设计时柱端组合弯矩设计值应满足下式要求[1]：
MMccb
式中：Mc—— 框架节点上下柱端截面弯矩设计值之和；
Mb—— 框架节点左右梁端截面弯矩设计值之和；
c—— 柱端弯矩增大系数。
但在多次地震震害中看到的震害现象大多表现为“强梁弱柱”体系，破坏时，梁完好无损，而常在柱端产生柱铰而导致整个结构破坏。究其原因：一是为了造型的需要，业主和建筑师总是要求柱子截面越小越好（图11），钢筋可以多加，但柱截面尺寸没得商量，导致轴压比过大；二是在实际设计时，框架大多为现浇楼板梁柱体系，板梁一起整浇，楼板对梁究竟有多大的翼缘增强作用还难以确定。在计算梁端弯矩和配筋时，为考虑部分楼板作用，常将框架梁抗弯刚度乘以1.5~2.0的放大系数后，计算梁的配筋，再加上板的钢筋，使T形梁刚度加大，实际承载力大于梁端弯矩；一般情况下，框架柱即使按上式增大了柱端弯矩设计值，计算结果一般也只按构造配筋；规范只对抗震设防为9度且抗震等级为一级的构件才要求按照梁的实配钢筋反算柱端弯矩。对于抗震等级为二、三级的构件，实际的结构形成的是“强梁弱柱”体系。因此在地震中，钢筋混凝土框架结构大量出现的是柱铰机制而不是梁铰机制。图12所示为钢筋混凝土框架结构底层柱子底端破坏情况；图13
为框架柱柱顶出现塑
性铰，而梁与楼板共同工作，没有任何损坏，可是结构已接近倒塌。因此，抗震设计时有必要加大柱子断面和配筋，并把一定宽度楼板的配筋作为梁的配筋，从而适当减小梁的截面尺寸和配筋，真正做到“强柱弱梁”的抗震设计要求。
图11柱子截面尺寸过小图12 框架柱根部发生破坏图13 框架柱头压碎
4.结语
每一次地震震害都提醒我们，抗震设计不可掉以轻心。《建筑抗震设计规范》(50011-2001)关于抗震概念设计的规定，对于结构抗震性能具有重要意义。对于结构工程师来说，对抗震概念的准确把握要比会用软件要求高得多。结构应具有整体性和抗震设防多道防线，避免结构因个别构件的破坏导致整体破坏。应该不断总结经验教训，提高技术水平，不再重复过去的错误，这也许是我们从这次地震中所能得到的珍贵的财富。
参考文献
[1] 建筑抗震设计规范(GB50011-2001)[S] 北京 中国建筑工业出版社 2002
[2] 砌体结构设计规范(GB 50003-2001)[S] 北京 中国建筑工业出版社 2002
[3] 马成松 苏原 结构抗震设计[M] 北京 北京大学出版社 2006
[4] 王亚勇 汶川地震建筑震害启示——抗震概念设计[J] 建筑结构学报 2008 29（4）20-25
作者简介：
黎生南女（1967～），湖北荆州人，1989年毕业于江汉石油学院工业与民用建筑专业硕士讲师从事工程设计工作及工程结构教学工作。
联系方式：地址：湖北荆州长江大学城市建设学院
邮编：434023
电话： ***
第四篇：从汶川地震看建筑设计与结构的结合
从汶川地震看建筑设计与结构的结合
【摘要】建筑设计质量关乎建筑物的安全，汶川地震暴露出众多建筑设计问题，为此，建筑设计必须与结构设计相结合，建筑设计也要满足抗震设计要求。
【关键词】汶川地震；建筑设计；结构设计；抗震设计
【中图分类号】TU201【文献标识码】A【文章编号】1005-1074(2009)05-0053-01
2008年5月份我国四川汶川发生了里氏8级大地震，给人民生命财产造成了巨大损失。众所周之，建筑物结构的设计对建筑抗震能力起到了重要的作用，但由于建筑设计不合理造成建筑物抗震水平下降也是不可忽视的因素。对于建筑抗震设计，至今仍然存在一种误解：似乎建筑抗震设计只是结构工程师的事，与建筑师关系不大。建筑抗震的实践表明：一个地震区建筑物，如果没有良好的建筑总体布置方案，单靠结构抗震计算和抗震的构造措施，在较强烈的地震作用下，仍是难以取得建筑抗震的较好效果，甚至减轻不了建筑物的震害程度。因此，只有建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来，建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。
1建筑设计质量关乎建筑物的安全
建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节，对整个建筑物的外观效果、结构稳定方面起着至关重要的作用。但也有一种不好的倾向，少数建筑设计师把结构设计摆在从属地位，并要求结构必须服从建筑，应以建筑为主。许多建筑设计师强调创作的美观、新颖、标新立异，强调创作的最大自由度，然而有些创新的建筑方案却在结构上很不合理甚至无法实现，这无疑给建筑结构的安全带来隐患。
例如，某市地震设防烈度是8度，而且场地平面形状规矩开阔，对建筑平面形状的选型未构成任何限制，但建筑师所设计的某大厦(20多层)，其平面形状是三角形，虽做了切角处理，但切角很小，迎风面仍较大，在水平风力作用下，它受力的效果，即抗弯曲变形和抗侧移的能力比圆形、椭圆形、正方形、正多边形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高层建筑要弱很多。另外，在地震水平力的作用下，由于三角形它沿主轴方向不都是对称的，这样将会产生较强的扭转震动，而会使建筑物受到较严重的破坏。墨西哥城在1985年9月地震中，不少三角形建筑均遭到严重的破坏。汶川地震中凡刚度不均匀的房屋几乎不能幸免，悬挑建筑、弧形建筑、外长廊建筑、建筑中的飘窗以及一些标新立异的建筑都属倒塌之列。
2汶川地震暴露出的建筑设计问题
2.1建筑平面布置不规则如正门为做店面大开洞加玻璃橱窗。地震时柱子折断，骑楼倒塌带动主体结构前倾，层层跌落。或是底层作车库、商场，也就是正门大开洞，三面有墙，建筑平面刚度不均匀。地震时底层倒塌，带动上部结构层层跨落成“干层饼”破坏形状。
2.2建筑立面布置不规则，竖向刚度突变建筑沿竖向或因层高突然变化；在某层抽掉柱子形成开阔空间；为追求大开间无梁无柱等效果„„均导致结构竖向不规则，刚度和强度突变。此类建筑在地震中破坏最为严重，而且破坏多集中在这些薄弱部位。文献【1】对房屋结构震害概况分析时指出，不规则建筑物，尤其是沿竖向不规则的房屋建筑，破坏较严重。典型的有两类：①结构底层为空旷结构，下部为薄弱层；②突出屋面的小塔楼结构。
2.3抗震构造措施不当“抗震构造措施”是指根据抗震概念设计的原则，一般不需作计算而对结构和非结构各部分所采取的细部构造，抗震构造措施要求是作为抗震验算的一种补充和保证，但在建筑设计时往往容易被人们忽视。如箍筋的135°弯钩、柱箍筋的加密区问题、构造柱的马牙槎问题、拉结筋用植筋法锚固问题、构造柱纵向筋与梁、板锚固等，他们在建筑结构中可谓小问题，但在地震时都是小鬼当家。箍筋的设计与施工不规范，在这次地震中造成大量框架柱节点剪切破坏或柱筋压屈破坏，这些都足以证明细部构造的作用。汶川地震中很多框架结构没有倒塌，但填充墙毫无例外地都倒塌了，其根源除了施工质量以外，更主要的是抗震构造措施不到位，例如构造柱及拉结筋的设置，不符合规范要求，邻近框架柱边的门窗过梁的设置等。
3建筑设计必须与结构设计相结合3.1成功范例在四川汶川地震中，绵阳九洲体育馆屹立不倒，各系统运转良好，成为绵阳市及周边灾民的避难场所，成为成功进行建筑与结构安全设计的典范。首先，该项目的建筑师在设计中正确树立了城市公共建筑除满足必要的功能外，安全防灾也是建筑必须考虑的设计理念。另外，由于规划设计了建筑外围的大面积广场，又使公众在面对灾难时有了较广阔的避难疏散空间。其次，在建筑方案的基础上成功进行了安全的结构设计。该体育馆屋盖为斜置柱面形，平面由圆弧线拟合成树叶状，其长轴为165米，短轴为105米，属目前国内最大的拱形体育馆。其主要受力结构为四榀落地的倾斜巨型格构拱架，拱架间由平面桁架联系，平面桁架间设置支撑桁架和支撑杆件，结构形成一个空间体系，在边跨中间结合机电设备竖井增加了节点，从而提高了建筑整体抗震能力。
3.2建筑抗震设计中的建筑设计问题
3.2.1建筑体型设计问题建筑体型包括建筑的平面形状和立体的空间形状的设计。在建筑体型的设计中，应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则。在平面形状上，矩形、圆形、方形等对抗震来说，都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型，尽量避免不对称的侧翼和过长的侧翼，在体型布置上使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称而引起建筑物在抗震时发生扭转反应。在建筑设计中，为了建筑立面美观和艺术上的创意，复杂的建筑体型是难以避免的，但是，在设计时一定要把建筑艺术、建筑使用功能同结构抗震安全很好地结合起来。
3.2.2建筑平面布置设计问题建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分。它直接反映建筑的使用功能和要求，同时它与建筑抗震关系很大，因此从概念上要解决的一个核心问题是，建筑平面设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀，对称协调，避免突变，防止产生扭转效应。在墙体布置上要均匀对称；在抗震墙(剪力墙)布置上尽量与结构抗震要求相结合；对刚度很大的楼、电梯井筒要居中布置，避免偏心扭转地震效应。
3.2.3建筑竖向布置设计问题建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑物沿高度(沿楼层)建筑结构的质量和刚度分布设计上。在工业和民用建筑中，无论单层和多层都存在此类问题。在建筑设计中，尽可能使建筑物沿竖向的刚度分布比较接近，应特别重视使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑底部，不应中断或不到底；尽量避免某一楼层刚度过小；尽量避免产生地震时的扭转效应。
3.2.4建筑上应满足的设计限值控制问题现行《建筑设计抗震规范》对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定，在建筑设计中应予以遵守。一是房屋的建筑总高度和层数，二是对房屋抗震横墙间距和局部墙体尺寸的限值控制。如墙体厚度设计问题，过去的设计，追求节省投资，追求使用面积利用率，不少砖混结构的承重墙采用180mm厚，非承重墙采用120mm，而这两种墙体在汶川地震中都倒了。???┆?
3.3如何促进建筑设计与结构设计相结合设计人员要提高质量意识，清楚本职工作的重要性，同时设计单位要强化质量管理，健全和完善质量保证体系。具体有以下几点：①加强业务知识学习，提高技术素质。②有关上级行政主管部门应大力支持设计单位和有关设计人员按科学规律从事设计工作。③加强建筑专业与结构专业之间的关系。
从建筑师做建筑方案开始，就应不断地向结构专业征求意见，结构专业和其他专业的设计人员也应及时地提出各自的要求。如在高层建筑设计中。由于结构是以水平荷载为主要控制荷载，故结构体系的选型和结构布置要考虑最有利于抗震和抗风的要求。同时，结构构件截面尺寸还要满足刚度和延性的要求，这样便对建筑设计形成了一定的约束和限制，所以建筑师在进行平面和竖向构思时，不可能像设计低层和多层建筑那样自由，要多留些余地供结构工程师能合理的选型和处理某些受力较复杂的问题。另一方面，由于当前社会上建筑工程设计任务的竞争很激烈，所以，结构工程师也要尽可能创造更多的条件，使建筑师获得更大的创作自由，使其设计意图能够实现。
4结语
综上所述，影响建筑质量安全的设计因素包括建筑和结构两方面。建筑设计必须和结构设计相互协调、相互配合、相互渗透，这样才能设计出真正满意的建筑。否则，创新的建筑方案再好也无法在结构上得以实现，或者虽然可以实现，也是很不合理，最终影响建筑物的质量安全。
参考文献
[1]王翠坤，杨沈.汶川地震对建筑结构设计的启示[J].震灾防御技术，2008（3）
［2］杨赓.从汶川地震大量房屋倒塌损毁反思我们的建筑设计质量[J].广西质量监督导报，2008（12）
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［5］万杰，何梅，郭华.汶川地震后建筑构造抗震措施之反思[J].西安建筑科技大学学报，2008（5）
第五篇：【理工学论文】从汶川地震谈对建筑抗震设计的认识
从汶川地震谈对建筑抗震设计的认识
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摘要：本文通过对遭受汶川地震作用下的钢筋混凝土建筑和砌体结构的震害，针对概念设计、构造、未成年人保护、楼梯间等问题，依据《建筑抗震设计规范》（50011-2001）版条文及08年修订版变更条款（以下简称《规范》），结合工作经验，分析原因，浅谈对建筑抗震设计的认识。
关键词：汶川地震概念设计构造未成年人保护楼梯间
0引言
2008年5月12日.四川省汶川地区发生8.5级大地震
在这次地震中，“89规范”之前的建筑物多数遭受严重破坏，直至倒塌；90年以后建造的建筑大部分作到了“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准抗震设防目标。在极震区，有的钢筋混凝土建筑倒塌了，可相邻的砌体结构却“裂而不倒”。本文依据《规范》，结合工作经验，分析原因，浅谈对建筑抗震设计的认识。
1抗震设计应重概念、轻精度
地震作用计算是依据当地50年设计基准期内超越概率10%的地震烈度对应地震地面运动加速度的设计取值来计算的，原本就是一种数学上的精似计算，想得到精确准确的计算结果是非常困难的。
概念设计是根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。以达到合理抗震设计的目的。
设计时只靠提高地震作用来提高抗震能力，结构的各构件将需全面增加材料，增加投资，不符和我国国情；而提高抗震措施，着眼于把财力、物力用在增加结构薄弱部位的抗震能力上，是经济而有效的方法。
1.1结构体系合理《建筑抗震设计规范》第3.5.2条3.5.3条规定，不论是钢筋混凝土结构还是砌体结构，均要求结构体系完整，传力路径明确，但在设计中，为满足建筑师的创新突破，结构设计以拆柱子、开大洞、砌体结构中大量钢筋混凝土构件承重、转角开门窗、楼梯间凹凸于建筑转角等作为代价，结果破坏了结构整体性及传力路径，在地震中率先破坏导至结构失稳坍塌；钢筋混凝土框架结构中，围护墙和隔墙（不包括轻质隔墙）不合理布置，可使结构形成刚度和承载力突变的薄弱部位而引起倒塌，（上下楼层的数量相差很大导致上刚下柔；墙不到柱顶，形成短柱剪切破坏）;
目前的学校建筑因建筑构造要求及经济因素等的影响多采用单跨的钢筋混凝土框架结构,在结构抗震计算时，此体系结构对抗震有明显的不利因素,高烈度区的横向层间位移难以满足规范要求而倒塌,1.2设置多道抗震防线此次地震发现，在高烈度区理论上抗震性能较好的钢筋混凝土结构有倒塌的，而抗震相对较差的的砌体却也有裂而不倒的；甚至个别私人建造的砖木结构的住宅都完好无损；同一地点，同是砌体教学楼，有的损坏严重，甚至倒塌，有的却表现良好。这就是多道抗震防线起了作用。
《建筑抗震设计规范》第3.5.3条对结构体系提出了多道抗震防线的要求，对于在大震作用下结构抗倒塌具有重要意义。
砌体结构的构造柱、圈梁虽然不能提高结构的抗震承载力，但作为砌体的约束构件，可以提高墙体的延性。在大震作用下，作为“第二防线”延长建筑物变形时间，约束紧箍建筑物裂而不倒，保证居住者有足够的逃生时间。
框架结构，尤其是教学楼这种大空间结构，如果合理设置柱间支撑或柱子翼墙（不影响空间采光和美观），增加结构纵向刚度；剪力墙结构合理设置连梁，让其作为结构的“第一道防线”在大震来临时，率先破坏，消耗地震能量并改变整体结构的动力特性，降低地震力，来保护主体结构的安全。
多层框架设计时可考虑将楼梯间墙体设置成剪力墙，大跨度的公共建筑适当在墙体位置处增设剪力墙，形成抗震的多道防线。
1.3有意识作到“强柱弱梁”《规范》第6.2条钢筋混凝土框架的设计计算应遵循“强柱弱梁”的原则。但在这次地震中，应该要求的“梁铰机制”在毁坏的钢筋混凝土框架建筑没有出现，反而出现了大量的“柱铰”。
在实际设计中，考虑到部分楼板作用形成T形梁，将框架梁的抗弯刚度放大到
1.5-2.0后，梁的实际承载力大于梁端弯矩；一般情况下，框架柱即使增大了柱端弯矩设计值，计算结果只能按构造要求配筋；只有当构件抗震等级为9度一级时，规范才要求按照梁的实配钢筋反算柱端弯矩。因此对于占建筑大比重的抗震等级为二、三级的构件，实际的结构设计再精确，形成的还是“强梁弱柱”。因此，设计时要意识的减小框架梁的断面和配筋，尤其是层数低跨度大的框架结构，有必要加大框架柱截面和配筋。合理确定梁的放大系数，计算后切记不要人为再放大框架梁的配筋。
2抗震构造的合理设置是提高抗震能力的有效途径
汶川地震中，有许多建筑因构造的不规范、不合理，甚至是因为构造缺失造成整体的跨塌：预制楼板不拉结，砌体结构不设构造柱、圈梁，地震时墙体外闪而楼板瘫塌、楼梯板施工缝留在最大弯矩处；楼梯与主体结构连接薄弱，地震时先于主体破坏，堵塞逃生通道；抗震缝宽度不够，或因施工堵塞，不同结构的相邻建筑物在地震中碰撞而相互挤坏；框架结构节点钢筋锚固不足，箍筋不加密或不够长度，造成节点先行破坏；填充墙不到顶形成短柱时没有全高加密，造成柱剪切破坏。《规范》提到的构造都是根据以往的地震灾难和工程经验积累出来的有效且必要措施，提高抗震措施，着眼于把财力、物力用在增加结构薄弱部位的抗震能力上，是
经济而有效的方法。
砌体结构应严格按《规范》设构造柱、圈梁。尤其是楼梯、电梯间的四角，楼梯段上下端对应墙体；错层部位、不规则部位纵横墙交接处；较大洞口两侧；较小墙垛处；外墙四角均设构造柱砌体结构受力集中部位应构造可靠，加强混凝土大梁与墙体的连接，7-9度时不得采用独立砖柱，大跨度梁应采用组合砌体，即在支撑部位仅设置构造柱是不够的，是需要进行沿楼面大梁平面内、平面外的静力和抗震承载力验算。
框架结构节点钢筋须满足锚固要求，梁柱箍筋按规范加密，注意箍筋与纵筋的比例；填充墙不到顶形成短柱时，框架柱应全高加密，从构造上保证强剪弱弯、强节点强锚固；保证大震来临时，梁的塑性铰能发挥作用，避免柱及节点破坏形成几何可变体系而倒塌。
女儿墙等非结构构件应与结构主体可靠连接，且应具有良好的变形能力，尤其是建筑物出入口上部的挑檐、女儿墙、玻璃幕，吊顶避免地震时脱落伤人；严禁采用无锚固的预制混凝土挑檐。
当设计必须采用预制装配式楼板时，则应做好预制板间拉接锚固，设置板边圈梁，板缝现浇配筋带，并设置板端现浇配筋腱鞘，可有效提高楼盖的整体性。3重视未成年人的保护
根据震害,国家再次加强了对未成年人密集居住建筑的抗震设防标准,规定教育建筑中,幼儿园、小学、中学的教学用房及学生宿舍和食堂，抗震设防类别应不低于重点设防类。与大型体育场管（人口密集）同类设置。
4生命通道——楼梯间的安全
由于楼梯段侧向刚度较大、山墙较高、休息平台与楼层存在错层，地震是最容易破坏。作为逃生通道，楼梯间的抗震设计应予以充分重视。
4.1楼梯间的混凝土梯段、梁、板应参与计算，并考虑对楼梯间山墙造成的不利影响。
4.2在教学楼、医院等人群密集的建筑有必要在室外另设疏散楼梯，以便室内楼梯间破坏时有第二个逃生通道。
4.3楼梯间构造合理，形成应急疏散的安全岛。
严格按规范设置构造柱，拉结钢筋，钢筋混凝土带，可靠连接或锚固。
4.4不应采用墙中悬挑是踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯，不应采用无筋砖砌栏板。
4.5楼梯间不宜设置在房屋的端部或转角处，更不宜设置突出建筑物的转角圆形楼梯间，这都是宜引起地震时集中变形破坏的地方。
5结语
汶川地震表明，只要严格按《建筑抗震设计规范》设计和保证施工质量，以及震前经过抗震加固的建筑都能达到“三水准”的抗震设计要求。
参考文献：
《建筑抗震设计规范》（50011-2001）
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