摘要：5.12汶川大地震已經(jīng)過去有兩年的時間了。讓我們看到慘不忍睹的是由于地震導(dǎo)致的眾多房屋倒塌，給人們帶來的災(zāi)難。所以，民用建筑抗震性能的好壞，直接影響著人們的生命和財產(chǎn)。本文就幾種常見結(jié)構(gòu)的抗震性能進行了分析，重點闡述了抗震性能密切相關(guān)的幾個因素，也就是人們在選擇和使用建筑結(jié)構(gòu)時應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：民用建筑；結(jié)構(gòu)；抗震性能

通過對2008年5月12日四川汶川地震發(fā)生建筑破壞調(diào)查，認為此次系列地震震害較重的主要原因是結(jié)構(gòu)沒有按規(guī)范建設(shè)，包括抗震構(gòu)造措施不合理、施工質(zhì)量不高、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、建筑規(guī)劃和選址不當(dāng)?shù)取ｃ氪ù蟮卣鹬幸蚪ㄖp毀所帶來的嚴重人員傷亡，建筑抗震性已引起人們的高度重視。很多市民都認為高層比磚混好，其實不是這個道理。雖然磚的強度比混凝土弱一些，但是抗震性能高低主要取決于建材質(zhì)量的好壞及承重結(jié)構(gòu)的連接形式、施工質(zhì)量和地基的狀態(tài)。而磚混結(jié)構(gòu)的建筑，則通過增加圈梁、柱子的數(shù)量，增強房屋的整體性。因此在設(shè)計規(guī)范中，不同建筑結(jié)構(gòu)的樓盤抗震標(biāo)準(zhǔn)是一樣的，建筑結(jié)構(gòu)工程師都會保證抗震性能，沒有“塔樓比磚混結(jié)構(gòu)的多層效果好”等說法。本文結(jié)合實踐，分別對抗震性能密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)形式和應(yīng)注意的幾個要素分別進行了闡述。

一、幾種常見結(jié)構(gòu)的抗震性能

目前，民用建筑最常見的建筑結(jié)構(gòu)形式主要包括：鋼結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)和磚木結(jié)構(gòu)。這4種結(jié)構(gòu)的建筑在抗震方面有著一定的區(qū)別：

1、鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能。鋼結(jié)構(gòu)建筑被譽為21世紀(jì)的綠色建筑之一，其獨特的可循環(huán)使用的建筑結(jié)構(gòu)，符合發(fā)展節(jié)能省地建筑和經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展的要求。鋼結(jié)構(gòu)建筑一是重量輕、強度高。用鋼結(jié)構(gòu)建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅的二分之一左右，使用面積比鋼筋凝土住宅提高4%左右。二是抗震性能好。由于鋼材料的勻質(zhì)性、強韌性，可有較大變形，能很好地承受動力荷載，具有很好的抗震能力。從國內(nèi)外震后調(diào)查結(jié)果看，鋼結(jié)構(gòu)建筑倒塌數(shù)量最少。從理論上講鋼結(jié)構(gòu)的建筑比框架跟磚混的結(jié)構(gòu)結(jié)實的多，使用年限也長。不過，由于鋼結(jié)構(gòu)建筑的造價相對較高和其它原因，目前應(yīng)用不是非常普遍。隨著高科技的發(fā)展，人們的觀念與生活方式也將不斷更新與變化，對建筑總體質(zhì)量的要求也將不斷提高，鋼結(jié)構(gòu)建筑將是人們的首選結(jié)構(gòu)形式。

摘要：本文在對我國房屋建筑抗震現(xiàn)狀進行分析的基礎(chǔ)上，對抗震性能鑒定的重要性、步驟以及鑒定注意事項進行詳細闡述，并研究了當(dāng)前廣泛使用的抗震加固改造措施，對于房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震性能鑒定與加固具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu)；抗震性能鑒定；建筑加固改造措施

1引言

房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性直接關(guān)系到普通民眾的生命與財產(chǎn)安全，使得房屋建筑成為了影響國計民生與社會穩(wěn)定的關(guān)鍵性因素。2008年的5.12汶川大地震是震驚國內(nèi)外的災(zāi)難性事件，據(jù)民政局統(tǒng)計，汶川大地震期間，因地震造成的房屋倒塌數(shù)量高達535.22萬間，結(jié)構(gòu)受到損壞的房屋數(shù)量高達2044.72萬間，造成財物損失與人員傷亡若干，引發(fā)了社會民眾以及建筑行業(yè)從業(yè)人員對房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震性能以及房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震加固的又一輪關(guān)注[1]。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計以及房屋建筑施工過程中，應(yīng)當(dāng)及時對房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能進行檢測與鑒定，對抗震性能較弱的房屋建筑及時采取加固改造措施，從根本上提高房屋建筑的防震抗震水平，最大限度地減少因地震導(dǎo)致房屋建筑損傷或倒塌而帶來的財物損傷與人員傷亡。

2我國房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震現(xiàn)狀分析

我國地處亞歐板塊，周圍環(huán)繞的地震帶較多，包括華北太行山沿線與京津唐地震帶、臺灣和福建沿海地震帶、西南青藏高原與四川、云南西部地震帶、西北新疆、甘肅與寧夏地震帶，地震帶的廣泛分布使得我國飽受地震災(zāi)害的侵襲。建筑年代較早的房屋并未充分考慮其抗震性能，即使有將抗震性能作為房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的一部分，其房屋建筑抗震規(guī)范也僅僅規(guī)定了震級為7級以上的地震區(qū)，也未曾對抗震性較差的房屋建筑進行加固處理，使得早期的房屋建筑無論是抗震性還是耐久性都存在較大的缺陷。我國早期的房屋建筑多采用預(yù)制板，與框架結(jié)構(gòu)相比，預(yù)制板的整體穩(wěn)定性較差，在面臨強烈地震波時，以預(yù)制板為結(jié)構(gòu)的房屋建筑容易發(fā)生倒塌，雖然現(xiàn)今很多房屋建筑已經(jīng)開始采用框架結(jié)構(gòu)，但是仍有很多縣城與鄉(xiāng)村沿用早期的預(yù)制板，房屋建筑的抗震性較差，也未曾采用抗震技術(shù)進行加固處理。同時，與多地震國家相比，我國對房屋建筑的抗震標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置較低，例如2001年制定的各地區(qū)建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)中將成都市的房屋建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為100伽，而周邊的綿陽、重慶等地區(qū)房屋建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為50伽，遠低于日本等國所設(shè)置的300~400伽[2]。較低的房屋建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)使得國內(nèi)房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能在面對強震時容易發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞或房屋倒塌現(xiàn)象。

【摘要】以貴州山區(qū)某高速橋梁為例，圍繞山區(qū)橋梁高墩的抗震性能評價展開研究，并針對山區(qū)中常見的薄壁墩和圓柱墩，進行抗震性能對比，分析了抗震設(shè)計中的困難。

【關(guān)鍵詞】山區(qū)高墩；抗震分析；抗震性能評價

1背景分析

目前，對高墩橋梁進行地震反應(yīng)分析主要以規(guī)范公式法和靜力推倒分析法為主。對于橋墩抗震性能的評價，JTG/TB02-01—2008《公路橋梁抗震設(shè)計細則》【1】并沒有給出量化的計算方法，只是提出了兩水準(zhǔn)設(shè)防、兩階段設(shè)計的抗震設(shè)計理念。實際發(fā)生破壞性地震時，雖結(jié)構(gòu)未倒塌，但因損傷過大，造成的經(jīng)濟損失往往超出建設(shè)單位的承受能力。針對以上問題，本文嘗試引入量化指標(biāo)對橋墩抗震性能進行評估，可作為社會經(jīng)濟性評價參考。本文研究分析山區(qū)橋梁中普遍存在的柱式墩、薄壁墩，指出了其在高烈度地震下可能會出現(xiàn)非設(shè)計的預(yù)期結(jié)果，并從構(gòu)造措施上給出了優(yōu)化抗震建議。

2典型山區(qū)高墩橋梁

本橋是貴州山區(qū)某高速上1座非常典型的高墩橋梁，上構(gòu)為40m預(yù)制T梁，單向2車道，橋?qū)?2.25m，全橋共3聯(lián)：2×（3×40m）+4×40m；上部結(jié)構(gòu)采用結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁。本地區(qū)場地類型為Ⅱ類，地震參數(shù)為抗震設(shè)防烈度7度，地震動峰值加速度0.15g。墩高分為空心薄壁墩（6.5m×3.0m，壁厚0.5m，墩身主筋HRB500D32）和雙柱式墩，該類橋墩均為貴州山區(qū)非常常見的橋墩。全橋下構(gòu)共9個橋墩，1～5#和9#墩為圓柱墩，直徑2m；6～8#墩為6.5m×3.0m空心薄壁墩；3#、6#為分聯(lián)墩；7～9#墩梁固結(jié)；1～9#墩高分別為：13.5m、27.2m、17.1m、11.9m、27.4m、56.2m、67.1m、59.8m、33.3m。

目前，目前民用建筑最常見的建筑結(jié)構(gòu)形式主要包括：鋼結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)和磚木結(jié)構(gòu)。這4種結(jié)構(gòu)的建筑在抗震方面有著一定的區(qū)別：

（一）鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震級別★★★★

鋼結(jié)構(gòu)建筑被譽為21世紀(jì)的綠色建筑之一，其獨特的可循環(huán)使用的建筑結(jié)構(gòu)，符合發(fā)展節(jié)能省地建筑和經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展的要求。鋼結(jié)構(gòu)建筑一是重量輕、強度高。用鋼結(jié)構(gòu)建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅的二分之一左右，使用面積比鋼筋凝土住宅提高4％左右。二是抗震性能好。由于鋼材料的勻質(zhì)性、強韌性，可有較大變形，能很好地承受動力荷載，具有很好的抗震能力。從國內(nèi)外震后調(diào)查結(jié)果看，鋼結(jié)構(gòu)建筑倒塌數(shù)量最少。從理論上講鋼結(jié)構(gòu)的建筑比框架跟磚混的結(jié)構(gòu)結(jié)實的多，使用年限也長。不過，由于鋼結(jié)構(gòu)建筑的造價相對較高和其它原因，目前應(yīng)用不是非常普遍。隨著高科技的發(fā)展，人們的觀念與生活方式也將不斷更新與變化，對建筑總體質(zhì)量的要求也將不斷提高，鋼結(jié)構(gòu)建筑將是人們的首選結(jié)構(gòu)形式。

（二）框架結(jié)構(gòu)建筑抗震級別★★★

即由鋼筋混凝土澆灌成承重梁柱，組成骨架，再用空心磚或預(yù)制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、陶粒等輕質(zhì)板材作隔墻分戶裝配而成的建筑。墻主要是起圍護和隔離的作用，由于墻體不承重，可以用各種輕質(zhì)材料制成?？蚣芙Y(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點是抗震性能好，結(jié)構(gòu)牢固，使用壽命長，房屋的結(jié)構(gòu)可以隨客戶的意愿而改變，大開間建筑均采用此結(jié)構(gòu)。梁、板、柱等承重構(gòu)件，可以預(yù)制，也可以澆注，現(xiàn)澆的房子抗震度比較高，防水性比較好，目前大多數(shù)框架結(jié)構(gòu)都采用現(xiàn)澆。框架結(jié)構(gòu)中，還有一種框剪結(jié)構(gòu)建筑，又名框架剪力墻結(jié)構(gòu)，它是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種體系的結(jié)合，吸取了各自的長處，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗側(cè)力性能。這種結(jié)構(gòu)的建筑在抗震性能上也有不錯的表現(xiàn)。

（三）磚混結(jié)構(gòu)建筑抗震級別★★

隨著路網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，位于地形復(fù)雜的山區(qū)橋梁越來越多。而山區(qū)公路橋梁具有曲線、大縱坡、高墩等特點，通常會選擇中小跨徑的裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁橋，下構(gòu)通常采用構(gòu)造簡單、自重輕、節(jié)省鋼筋和混凝土用量、施工技術(shù)成熟的雙柱式橋墩。雙柱式墩在罕遇地震作用下通常在墩身產(chǎn)生不同的病害。歸納分類為3種：（1）橋墩墩底所受的彎矩發(fā)生彎曲破壞，表現(xiàn)為墩底塑性鉸區(qū)混凝土保護層剝落；（2）柱系梁梁端先于墩柱屈服破壞；（3）柱系梁節(jié)點處柱端發(fā)生鋼筋屈服破壞。通過比較可以發(fā)現(xiàn)，雙柱式墩潛在塑性鉸位置如圖1所示。合理地設(shè)置柱系梁位置及尺寸，可使系梁先于墩柱發(fā)生屈服，形成延性和塑性耗能能力良好的接近于“梁鉸型”的塑性耗能機構(gòu)，這符合“多道防線”的抗震概念設(shè)計。

1工程概況

某橋橋?qū)?2m，上構(gòu)采用3×30m先簡支后連續(xù)小箱梁，下構(gòu)為雙柱式橋墩，墩高18m，墩身1．5m，基礎(chǔ)采用m法模擬，樁徑1．8m。如圖2所示。

2柱系梁設(shè)置對墩柱受力的影響

2．1力學(xué)模型。雙柱式墩的超靜定結(jié)構(gòu)簡化模型如圖3、圖4所示，可知在橫橋向平面內(nèi)通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)柱系梁位置以及柱系梁尺寸來改變柱與系梁間的彎矩分配，可有效減小墩身彎矩，進而實現(xiàn)在橫向作用力下的“多道防線設(shè)防”，柱系梁作為第一道防線在橫向水平地震作用力中先于墩柱屈服。2．2分析模型。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362－2018）第9．6．5條“柱式墩臺的柱身間設(shè)置柱系梁時，其截面高度和寬度可分別取0．8～1．0倍和0．6～0．8倍的柱直徑”和以往設(shè)計經(jīng)驗，分別建立以下3個模型：模型1：橋墩間不設(shè)置柱系梁，只保留地系梁。模型2：橋墩間于0．5H（H指墩高，下同）位置處設(shè)置柱系梁，系梁尺寸為1．2m×1．4m。模型3：橋墩間于0．3H和0．7H處設(shè)置柱系梁，系梁尺寸為1．2m×1．4m。2．3動力分析。結(jié)構(gòu)的振動周期、振型等反映結(jié)構(gòu)動力特性的重要參數(shù)，是評價橋梁動力性能的重要依據(jù)。本文對模型1、模型2、模型3等3種橋梁結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，其結(jié)果如表1所示。從3種模型的周期及振型的分析比較得知，有柱系梁的柱式墩相較于無系梁的柱式墩，其自振周期明顯減小。這說明柱系梁的存在增強了墩柱的剛度，提高了雙柱式墩的整體受力能力。2．4反應(yīng)譜分析。假定橋址區(qū)特征周期為0．35s，地震加速度為0．15g，場地類別為Ⅱ類。按多振動反應(yīng)譜法分別得到E1、E2地震作用下的反應(yīng)譜如圖5、圖6所示。將其按照橫橋向輸入到以上3個模型中，得到各墩身及柱系梁梁端的最大彎矩值。其結(jié)果如表2～3所示。由表2和表3可知，在E1橫橋向地震作用下，與無柱系梁的雙柱式墩相比，隨著柱系梁的增加，墩底彎矩分別減少12．9％、12．0％；墩頂位移分別減少28．5％、37．6％。由表4、表5可知，在E2橫橋向地震作用下，與無柱系梁的雙柱式墩相比，隨著柱系梁的增加，墩底彎矩分別減少13．9％、22．4％；墩頂位移分別減少28．5％、37．7％。綜上可知，雙柱式墩增加柱系梁有益于減少橫橋向墩底彎矩和墩頂位移。隨著柱系梁根數(shù)的增加，墩頂位移和墩底彎矩減少得更明顯。

3柱系梁尺寸對墩柱的影響

根據(jù)省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、國土資源廳、水利廳、地震局《關(guān)于開展病險工程抗震性能鑒定排查工作的通知》和市人民政府辦公室《關(guān)于印發(fā)市2015年地震重點危險區(qū)應(yīng)急準(zhǔn)備工作方案的通知》及相關(guān)會議的要求,結(jié)合我縣水庫的現(xiàn)狀，組織制定了縣病險水庫抗震性能鑒定排查工作實施方案如下，請遵照執(zhí)行。

一、鑒定排查工作組織

按照“屬地管理，分級負責(zé)”的原則，縣水利局負責(zé)全縣病險水庫抗震性能鑒定排查工作的協(xié)調(diào)、指導(dǎo)及督促，成立局主要負責(zé)人為組長，分管負責(zé)人為副組長，防辦、工管所、水電股等相關(guān)科室的工作小組?？h水利局負責(zé)紅旗水庫、水庫抗震性能鑒定排查工作，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)負責(zé)本轄區(qū)內(nèi)病險水庫抗震性能鑒定排查工作，縣雷公井水電有限公司負責(zé)雷公井電站水庫抗震性能鑒定排查工作，縣九井崗水電有限公司負責(zé)九井崗電站水庫抗震性能鑒定排查工作，水電有限責(zé)任公司負責(zé)清風(fēng)巖、大關(guān)等管理范圍內(nèi)電站水庫抗震性能鑒定排查工作。

縣水利局水利水保工程建設(shè)管理所負責(zé)聯(lián)絡(luò)、協(xié)調(diào)、匯總及上報。

二、鑒定排查實施范圍

全縣2013年底以前在冊的中、小型水庫。但近五年內(nèi)已除險加固并竣工驗收合格的水庫原則上可不再進行抗震性能鑒定排查工作。近五年內(nèi)已安全鑒定但未實施除險加固的水庫，安全鑒定中抗震安全復(fù)核結(jié)論可作為抗震性能鑒定排查的依據(jù)；其余水庫應(yīng)進行抗震性能鑒定排查工作。

一、總體目標(biāo)和任務(wù)

摸清我市城市房屋抗震設(shè)防的基本情況，掌握我市農(nóng)村危險房屋（以下簡稱危房）基本狀況，分類制定城市房屋抗震鑒定和加固措施，加快推進農(nóng)村危房改造，切實保障人民生命財產(chǎn)安全?！糎TH〗

二、組織領(lǐng)導(dǎo)

此次調(diào)查工作涉及面廣、時間緊、任務(wù)重、難度大，為了完成好各項具體工作，成立*市城市房屋抗震性能和農(nóng)村危房調(diào)查工作領(lǐng)導(dǎo)組。

組〓〓〓長：*（副市長）

副〓組〓長：*（市政府副秘書長、地質(zhì)災(zāi)害治理辦主任）

一、工作目標(biāo)

確保我市既有建筑物和新建工程抗震防災(zāi)質(zhì)量，全面提高我市既有房屋和城鄉(xiāng)建設(shè)工程防御地震災(zāi)害的綜合能力，保障人民生命財產(chǎn)安全。

二、組織領(lǐng)導(dǎo)

成立*市既有建筑物抗震性能普查工作領(lǐng)導(dǎo)小組。其組成人員如下：

組長：*市政府常務(wù)副市長

副組長：*市規(guī)劃建設(shè)委主任

按照《*市人民政府辦公室關(guān)于開展縣級以上城市建筑物和村鎮(zhèn)民居及公共設(shè)施抗震性能普查工作的通知》(鐵政辦明電〔20*〕9號)的要求，為進一步開展好我市城市建筑物和村鎮(zhèn)民居及公共設(shè)施抗震性能普查工作，特制定本實施方案。

一、指導(dǎo)思想

以鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導(dǎo)，全面貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，緊緊圍繞建設(shè)新興中等城市的目標(biāo)，堅持預(yù)防為主、防御與救助相結(jié)合的工作方針，依靠科技、依靠法制、依靠全社會的力量，完善地震工作三大工作體系，加強抗震設(shè)防管理，做好全市建筑物抗震性能普查工作，進一步提高全市防震減災(zāi)能力，保障人民群眾生命和財產(chǎn)安全，為防震減災(zāi)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,促進經(jīng)濟社會健康諧調(diào)發(fā)展。

二、活動依據(jù)

《國務(wù)院關(guān)于加強防震減災(zāi)工作的通知》（國發(fā)〔20*〕25號）、《國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)地震局建設(shè)部關(guān)于實施農(nóng)村民居地震安全工程意見的通知》（國辦發(fā)〔20*〕1號）、《遼寧省人民政府關(guān)于加強防震減災(zāi)工作的通知》（遼政發(fā)〔20*〕1號）及《*市人民政府關(guān)于開展縣級以上城市建筑物和村鎮(zhèn)民居及公共設(shè)施抗震性能普查工作的通知》（鐵政辦明電〔20*〕9號）。

三、工作目標(biāo)

一、指導(dǎo)思想

以鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導(dǎo)，全面貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，緊緊圍繞建設(shè)新興中等城市的目標(biāo)，堅持預(yù)防為主、防御與救助相結(jié)合的工作方針，依靠科技、依靠法制、依靠全社會的力量，完善地震工作三大工作體系，加強抗震設(shè)防管理，做好全市建筑物抗震性能普查工作，進一步提高全市防震減災(zāi)能力，保障人民群眾生命和財產(chǎn)安全，為防震減災(zāi)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,促進經(jīng)濟社會健康諧調(diào)發(fā)展。

二、活動依據(jù)

《國務(wù)院關(guān)于加強防震減災(zāi)工作的通知》、《國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)地震局建設(shè)部關(guān)于實施農(nóng)村民居地震安全工程意見的通知》、《遼寧省人民政府關(guān)于加強防震減災(zāi)工作的通知》及《鐵嶺市人民政府關(guān)于開展縣級以上城市建筑物和村鎮(zhèn)民居及公共設(shè)施抗震性能普查工作的通知》。

三、工作目標(biāo)

此次普查，將普查全市城鄉(xiāng)建筑物總量、規(guī)模、建筑年代、抗震性能及人口、經(jīng)濟、國民生產(chǎn)總值等社會環(huán)境信息。包括：