地质工程师抗震设计方向职称论文发表范文

　　摘 要：地质工程师是指掌握并运用基础地质学、地球物理学、地球化学、水文地质学、工程地质学、地质工程等方面的基本理论知识，从事资源勘查、工程勘察、设计、施工、管理等领域的资源勘查与技术、经济评价以及对工程建设地质进行管理的高级工程技术人才。本文发表在《四川地震》上，是地质工程师职称论文发表范文，文章从设计要求、设计原则和设计中应注意的问题对框架结构抗震设计进行了详细的分析，并提出了一些提高延性的措施。

　　关键词：框架结构;抗震设计;设计原则;措施

　　1、 设计要求

　　1.1“强柱弱梁”原则：底部框架抗震墙砖房框架设计遵循的一个基本原则就是：“强柱弱梁”、“强节点弱构件”原则。目的是使框架结构在强烈地震作用下,塑性铰先出现在梁端，后出现在柱端。如果框架的任一柱端先出现塑性铰，可能会引起同一层其它柱端相继出现塑性铰，房屋因此而倒塌。但是底层框架梁因为要承担竖向荷载引起的较大弯矩，截面较大，因而在截面抗弯强度的计算上满足“强柱弱梁”的要求很困难,所以在构造上特别是箍筋的配置上应尽量实现“强柱弱梁”的设计原则。

　　1.2 结构平面设计讲究均匀性、整体性：建筑平面布置应简洁、规则、对称，并尽可能减少上部砖房单元形式。上部砖房纵横墙均匀对称布置，沿平面内宜对齐，同一轴线的窗间墙宽度宜均匀。楼梯间不设置在房屋的尽端和转角处，烟道、风道等不宜削弱墙体。下部框架抗震墙结构，则要求柱网对应上部砖房布设，尽可能使较多墙体落于柱网上。尽可能的将抗震墙对称分散布置，使纵横向抗震墙相连，纵向抗震墙应布置在外纵轴线，增强抗倾覆能力，避免出现低矮抗震墙(高宽比小于1)，使层间刚度比使得结构的刚度中心与质量中心重合，减少地震作用下结构产生的扭转效应。

　　1.3 结构立面的均匀性、连续性：底部框架抗震墙砖房结构的显著特点就是“上重下轻”。为尽可能降低结构重心，应严格控制房屋层数和总高，根据《建筑抗震设计规范》(GN50011-2001)，底部结构层高不应超过4.5m。上部砖房各层建筑功能保持一致，墙体竖向应对称连续。对于出屋面的楼梯间,水箱间由于刚度突变,地震时容易引起鞭稍效应，所以要尽可能地降低层高。只有建筑设计做到竖向规则连续才能保证竖向强度和刚度的均匀性，避免上部砖房出现薄弱层，减少应力集中和变形集中。

　　2、设计原则

　　2.1 抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时，尽量加剪力墙，可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系，但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计，从震害分析，规范给出的垂直地震作用明显不足。

　　2.2 雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。

　　2.3 框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级;由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时，应验算构件的最小配筋率。

　　2.4 建筑长度宜满足伸缩缝要求，否则应采取措施。如：增大配筋率，通长配筋，改善保温，铺设架空层，加后浇带等。

　　2.5 柱子轴压比宜满足规范要求;当采用井字梁时，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁。采用扁梁时，应注意验算变形。

　　2.6 突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时应向下延伸一层，不宜直接锚入顶层梁内，并且托梁上铁应适当拉通。错层部位应采取加强措施。女儿墙内加构造柱，顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高，均加构造柱，并应加密。错层处可加一大截面梁，上下层板均锚入此梁。

　　2.7 基底附加压力时基础沉降并不同;应避免将大梁穿过较大房间，在住宅中严禁梁穿房间;当建筑布局很不规则时，结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状)，此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚，并双层配筋。

　　2.8 较大跨度的挑梁下柱子内跨梁传来的荷载将大于梁荷载的一半。挑板道理相同;挑梁、板的上部筋，伸入顶层支座后水平段即可满足锚固要求时，因钢筋上部均为保护层，应适当增大锚固长度或增加一10d的垂直段。

　　3、设计中应注意的问题

　　3.1 注重概念设计

　　选择对抗震有利的建筑场地，简化建筑体型，讲究规则对称，质量和刚度变化均匀，抗震结构体系合理、明确等是确保抗震设计合理的基本设计内容。同时抗震设计应满足“小震”不坏“中震”可修和“大震”不倒的设防目标。《建筑抗震设计规范》(GBJ50011-2001)的第7.1.8条规定，底部应沿纵横两方向均匀对称布置框架-抗震墙体系，并重点强调底部抗震墙应是双向、对称布置并纵横抗震墙相连。由于底部框架墙结构中的剪力墙属低矮墙，其抗剪刚度相对较大，如果布置的墙肢较长、平面形式复杂，很容易出现局部刚度过大，受力过于集中的现象，甚至经常出现只布置极少的剪力墙就满足上下层抗侧刚度比限值的情况。如果不作处理，则会造成建筑的刚度中心对质量中心的偏心距较大，地震力作用下会对结构产生扭转效应。

　　底部框墙结构的柱网不宜过大，一般控制在7.5m左右，并且框架梁上悬墙数目不应超过一道。首先从使用功能上，底框结构大多为商住楼，该跨度对应上部可分割为两开间，无论上部为住宅楼，还是办公楼，开间尺寸都必须以满足砌体结构所能实现的功能。

　　3.2 严格控制侧移刚度比

　　现行抗震规范对底层框架砖房第二层与底层的侧移刚度比不仅会影响地震作用下的层间弹性位移，而且对层间极限剪力系数分布、薄弱楼层的位置和薄弱楼层的弹塑性变形集中都有很大影响。因此应严格的限制侧移刚度比，设计中并对此作控制性验算。这是因为该比值分析结果表明，当>2时，在强烈地震作用下会造成薄弱的底层弹塑性变形集中，弹性位移增大，会加速底层的破坏;但当<1.2，特别是<1.0时，由于底层纵横向抗震墙设计过多，底层过强，又会使薄弱楼层转移到上部抵抗变形能力相对较差的砖房层，这也是不利的。所以，规范GBJ50011-2001规定，6度、7度时不应大于2.5，8度时不应大于2.0，且均不应小于1.0，实际设计时控制在1.5左右为宜。

　　3.3 结构体系要合理

　　底部框架砖房的底层或底部两层均应设置纵横向的双向框架体系，因为底部的地震剪力按各抗侧力构件的刚度分配，在这些结构混用的体系中，砖墙较框架的抗侧力刚度大得多，在地震作用下，砖墙先开裂破坏，而砖墙的变形能力较框架要差得多，这样会形成砖墙构件先退出工作，导致加重半框架或部分框架的破坏。

　　4、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。

　　参考文献

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