填充墙框架结构的抗震分析.
填充墙对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响

填充墙对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响
邓 强
( 重庆 市瑞 丰建筑 勘察设计有限责任公司 重庆市 璧 山县 4 0 2 7 6 0 )
摘 要: 随着我 国建筑 业的快速发 展, 人们不 断的追求更 高、 更荚 的建筑 。 钢筋混凝 土框架结 构由于质量轻 , 而且有着 良 好 的经济 性和 适用性 , 成 为当前建筑物广 泛使用 的结构体系 , 框 架结构施 工完成后再 通过填充墙 将室 内空间 隔开。在过 去几十年 中 , 框架 结构 的填充墙被认 为只能作 为围护和隔 断墙 体 , 对建筑 结构的抗震 性能没有 影响, 人们往 往忽略 了对框架 结构填 充墙的抗 震性能研 究 , 导 致我 国在最近几 年大地震 中很 多钢筋混凝 土框架 结构 损害严重 。随着对钢 筋混凝土框 架结 构填充墙 的不断深 入研究 , 研究表 明填充 墙对 框架结构 的承载 力 、 刚度及其变形 能力都有着很 大的影响 , 对结构 的抗 震性能影 响不容忽视 。 关键词 : 填充墙 ; 钢筋混凝 土框架结构 ; 抗震性 能; 影响
膨胀剂 等对砂石料 的含泥量进行控制 。
尤其是在焊接直螺纹时可 以保证接头 的强度高于母材强度。
2 . 2 高强高性 能混凝土
3 钢 结构 安 装技 术
目前我 国已利 用多种地方材 料 ( 磨细砂 渣、 无机超 细粉 、 粉煤灰 、 硅 除原钢板箱形 柱焊 接技术 、 高强螺栓施工技 术和 钢结构安装技术继 粉等)和超塑化剂在 工业 化生产水平 C 6 0 的高强混凝 土, C 8 0高强混凝 续发展 、 提 高外 , 在钢 结构预应力技术方面发展很快 。2 O世纪 9 0年代 以 土在 一些大城 市开始用 于工 程实践,也 已基本 掌握了配置 1 0 0 m高强混 后我 国大跨度公共 建筑 兴建较多 , 预应力技术在 空间钢结构 中得到较广 凝土 的技术 , 并在国家大剧院工程 中应 用。此外 , 一些特种混凝土如纤维 泛 的应用 ,创造 出多种空间钢结构 的新体 系,如预应力网架与 网壳、 索 混凝 土、 水下不分散混凝 土、 特细砂 混凝土 等, 亦成功配制和应用 。 网、 索拱、 索膜 、 斜拉体系 等, 充分发 挥受拉杆件 的强度潜力 , 结 构轻盈 , 2 . 3 大体 积 混 凝 土 浇筑 时代感强 。在空间钢 结构预应力是施工中也创造 了许 多新颖 的施加预应 大 体积 混凝土 的浇筑不 同于普 通混凝土 , 总体措施可 以归结为 以下 力 的方法 , 有张拉整体下压整体顶升等多种 , 工艺简易 、 经济而且可靠 。 几步 : 4 建 筑 防水 技术 ( 1 ) 确 定材料 配合 比, 进行试配 ; 防水能力是评定建筑工程整体质量的一大要素。防水能力不仅取 决 ( 2 ) 预估混 凝土的用量 , 组织建 设混 凝土储备站 、 泵车 、 备 用电源等, 于建筑防水技术 , 防水材料也至关重要 。根据 市场调查显示 目前主要 的 定要保证混凝土的供给, 不能间断旖工: 防水 材料还是 S B S和 A P P沥青防水卷材 ,一些高分子材料 也在稳步 发 ( 3 ) 混凝土 的下料采用分层下料 、 斜面推进 , 然后逐层浇筑搅拌 ; 展 中。 ( 4 ) 采 用专业的大体积测温仪 , 及时掌握混凝土 的内外温 差并调整 , 5 结 语 以免出现温 差过大导致裂缝现象。 自改革开放 以来 , 我 国的建筑 行业发展迅速 , 经过 多年 的发展和 实 2 . 4 预 应 力 混 凝 土技 术 践, 建筑施工 技术 已经得 到了长足 的进 步, 局部领 域更是处于 世界领 先 新 Ⅲ级钢筋和低松弛 高强度钢 绞线的推广 , 以及开 发研究的新型预 水平 。当然科学 技术是在不断发展 的, 将 来的建筑行业也将越来越 多元 应力锚 夹具的应用 , 都为推广预应 力混凝土创造 了条件 目前大跨度预 化, 建筑施工人 员应当加 强 自身建筑专业 知识 , 建筑 企业应 当不断总 结 应 力框 架和高层建筑大开 间的无粘 结预应力楼板应用较 为普遍, 后者能 工程案例 , 积 累经验 并努力开拓思想 , 创新技 术, 为我 国建筑行业 的发展 减少板 厚、 减低 高度、 减轻建筑物 自重, 优越性显著 。在构筑物 中如压力 而努 力。 管道 、 水 池、 贮罐、 核 电站 、 电视塔 应用更普遍 。 如天津 电视塔采 用 了最长 束达 3 1 0 m 的竖 向预应力筋 , 其预应力束长度为 国内之最 参考 文献 2 . 5 钢筋 技术 [ 1 1 张 鑫. 浅谈高层建筑施工技术要 点[ J 】 . 技术与市场 . 2 O 1 2 ( 0 2 ) . 粗钢 筋的连接 目前最主 要的还 是 电渣压力焊接 , 除此 之外机械连接 [ 2 ] 房 哲, 伞 国涛. 建筑后浇 带施 工技术及施工注意 事项浅析【 J 】 . 黑龙江科 应用 的也比较多 。相 比于 电渣压 力焊接 , 机械连接不会受 到钢 筋化学成 技信息. 2 0 1 0 ( 墙) . 分的影 响, 而且焊接 质量 比较稳 定, 整个施工 过程 简单 明了, 安全 快速 。
钢筋混凝土框架填充墙结构抗震性能分析及评价方法研究

填充墙在地震中对主体框架的影响

填充墙在地震中对主体框架的影响地震对建筑物主体框架的影响十分重大,其中填充墙在地震中起到了关键作用。
填充墙是指将砖或混凝土砌块等材料填充在钢筋混凝土框架中的墙体结构,其作用是增加建筑物的刚度和稳定性。
在地震中,填充墙可以起到以下几个方面的影响。
首先,填充墙可以增加建筑物的整体刚度。
地震是由地壳运动引起的,地震波会在建筑物中产生振动,如果建筑物的刚度不够,容易发生倾覆、倒塌等严重事故。
而填充墙可以增加建筑物整体的刚度,可以有效地抵抗地震波的影响,降低建筑物受到的振动和应力,减少破坏的可能性。
其次,填充墙可以提高建筑物的承载能力。
填充墙可以将地震波传递到整个主体框架上,在地震作用下形成一个整体的力学系统,通过填充墙的作用,可以将地震荷载分散到整体框架各个部分,使得建筑物可以承受更大的荷载。
另外,填充墙还可以提高建筑物的变形能力。
地震波引起的振动会使建筑物产生变形,如果变形能力不足,建筑物容易发生破坏。
而填充墙能够增加建筑物的整体刚度和稳定性,提高其抗震性能,从而提高建筑物的变形能力,减少破坏的可能性。
此外,填充墙还可以提供局部支撑和加固。
填充墙可以在框架结构的一些部位提供额外的支撑和加固,使得这些部位的刚度和承载能力更高,进一步提高建筑物的抗震能力。
特别是在一些关键位置,如柱子和梁的连接处,填充墙可以通过提供额外的支撑和刚度,增加连接处的受力性能,减少破坏的可能性。
此外,在地震后的震后恢复中,填充墙还可以提供额外的保护和修复功能。
填充墙由于其本身的稳定性和耐久性,可以减少地震后的损坏和破坏。
同时,填充墙的维修和更换相对简单,可以节省时间和人力成本,在震后的修复工作中起到积极的作用。
综上所述,填充墙在地震中对建筑物主体框架的影响是十分重要的。
它可以增加建筑物的整体刚度和稳定性,提高建筑物的承载能力和变形能力,提供局部支撑和加固,以及在震后修复中提供保护和修复功能。
因此,在设计和建造建筑物时,需要合理配置填充墙的位置和数量,以提高建筑物的抗震能力,确保其在地震中的安全。
混凝土填充墙的抗震性能标准

混凝土填充墙的抗震性能标准一、前言混凝土填充墙是一种常用的结构体系,其具有良好的抗震性能。
本文将介绍混凝土填充墙的抗震性能标准。
二、混凝土填充墙的结构形式混凝土填充墙的结构形式主要有两种,一种是框架-填充墙结构,另一种是剪力墙-填充墙结构。
框架-填充墙结构的抗震性能主要依赖于填充墙的刚度,而剪力墙-填充墙结构的抗震性能则主要依赖于剪力墙的刚度。
三、混凝土填充墙的抗震性能指标混凝土填充墙的抗震性能可以从以下几个方面进行评估:1. 局部破坏指标:包括混凝土和钢筋的破坏以及填充墙的破坏。
2. 全局破坏指标:包括墙体的倾覆和屈曲,以及整个结构的全局破坏。
3. 功能性能指标:包括结构的可修复性、可重建性、可用性等。
四、混凝土填充墙的抗震性能评估方法混凝土填充墙的抗震性能评估方法主要有以下几种:1. 经验公式法:经验公式法是根据现有的实验数据和工程实践经验得出的一种估算方法。
该方法计算简便,但精度较低。
2. 等效静力法:等效静力法是将地震荷载转化为相应的等效静力荷载,然后进行静力分析。
该方法适用于结构的动力响应不明显的情况。
3. 时程分析法:时程分析法是利用地震波时程对结构进行分析,可以较为准确地评估结构的抗震性能。
五、混凝土填充墙的抗震性能设计要求混凝土填充墙的抗震性能设计要求主要包括以下几个方面:1. 墙体的宽厚比应符合规范要求,一般不应大于12。
2. 墙体的钢筋配筋应符合规范要求,其中纵向钢筋的配筋率应不小于0.4%。
3. 墙体应具有足够的刚度和强度,以满足设计要求。
4. 墙体应设置足够的水平和竖向连接件,以提高整个结构的抗震性能。
5. 墙体应进行足够的破坏控制设计,以确保在地震作用下能够控制局部破坏。
六、混凝土填充墙的施工要求混凝土填充墙的施工要求主要包括以下几个方面:1. 混凝土的配合比应符合规范要求。
2. 砌体应按规范要求进行砌筑。
3. 墙体的钢筋应按规范要求进行加工和安装。
4. 竖向和水平连接件应按规范要求安装。
填充墙对框架结构的抗震性能的影响分析

对多次地震灾 害的努力研 究 , 填充墙 对框架结 构抗震性 能 的影 响 在整个 时间范围内获得 的结构 反应结 果 的处理 。G B 5 0 0 1 1 - 2 0 1 0 不容小觑 。但是在结构分 析中 , 一般忽 略其对框 架结构 侧移 刚度 建筑抗震设计规 范对 于结构地震作用 的计 算提供两 种方法 : 底部 的影 响。根 据建 筑抗震设 计规 范 , 在结 构设计 中 , 计 算结 构 的 自 剪 力法 和振型分解法 。底部剪力法 只考 虑结构 的第 一振 型 , 对 于 振周期 时 , 采用 0 . 6~ 0 . 7的折 减系数 来粗 略考 虑填 充墙 对 整个 第 一振 型起 控制作用的较低结构是基本 可 以接受 的 , 但 是对于 高 结构 的影 响。在 通常的框架结 构体系设计 时 , 一 般把填 充墙 折算 层建筑会带来 较大的误差 , 因此规 范规定高层 建筑宜采 用振型 分 成线荷 载附加 到墙 体对 应 的框 架结 构 中 , 而建 模 时按 纯框 架 考 解反应谱法 。本 文所 采用 的反应 谱分 析方法 为振 型分 解法 。规 虑 。在现有 的框架结构 分析及 设计 的有 限元 模 型中 , 结 构工 程师 范要求振 型分解 法采 用两种振型组合方法 S R S S和 C Q C 。C Q C法
填 充 墙 对 框 架 结 构 的抗 震 性 能 的影 响 分析
张 利 军
( 太原市建筑设计研究院 , 山西 太原 0 3 0 0 0 2)
摘Байду номын сангаас
要: 采用大型通用有限元分析软件 E T A B S建立 了一框 架结构 的有 限元模型 , 并采 用有 限元法和 对 比分 析法研 究填充墙 对框
浅谈填充墙对结构抗震的影响

浅谈填充墙对结构抗震的影响框架填充墙结构在水平荷载作用下框架与填充墙二者之间相互作用,包括框架对墙性能的影响以及墙对框架的影响。
框架对墙具有约束作用,极大地提高了填充墙抵抗水平荷载的能力,同时也改善了填充墙在水平荷载下的变形能力。
而墙对框架的影响既有有利的方面,也有不利的一面:一方面填充墙与框架共同工作,对整个框架的承载力、刚度、变形以及耗能能力等都有明显的改善:另一方面,填充墙沿层高的不均匀布置造成结构出现薄弱层而破坏,沿平面不均匀布置造成结构出现扭转破坏,墙的约束效应造成结构形成短柱破坏。
1、填充墙对框架抗震的有利影响历次地震灾害的资料表面,框架结构中因填充墙的加入,在地震中有明显的优势,填充墙与框架联系在一起共同工作,对整个结构的承载能力、刚度以及耗能能力都有明显的改善。
1.1 填充墙对框架结构承载力的影响。
填充墙在构造上与框架联系在一起,二者相互作用改变了整个结构体系的抗侧力,在水平荷载的作用下,填充墙由于受到框架的约束作用而具有相当大的阻力,裂缝发展缓慢,直到结构倒塌破坏以前,填充墙始终分担了一部分水平荷载作用。
因此填充墙框架结构的承载力比纯框架结构有明显的提高。
1.2 填充墙对框架结构刚度的影响。
在框架-填充墙结构体系中,由于填充墙本身具有较大的抗侧刚度,在结构遭受水平荷载作用时,填充墙对框架结构起到一定的约束作用,使结构的早期刚度大大增加,限制了框架的变形,从而减小了整个结构的地震侧移幅值。
1.3 填充墙对结构耗能的影响。
在框架内部有了填充墙之后,结构耗能能力大为增加。
《建筑抗震设计规范》指出在进行抗震概念设计时结构应设计成多道抗震防线,结构应有最大可能数量的内部、外部赘余度,以使结构能吸收和耗散大量地震能量。
对框架而言,砌体填充墙具有很大的初期刚度,建筑物遭受地震力之前几个较大的加速度脉冲时,填充墙承担了大部分地震力,并利用自身的变形以及墙面裂缝的出现和开展,可以大量吸收和消耗建筑物的地震能量,以后随着填充墙的刚度退化和强度减弱,框架所承担的地震力逐渐增多,框架才渐渐变为抗震主要构件。
框架结构中填充墙对结构抗震性能影响

架 的 明 显增 大 , 到 的 地 震 作 用 也 比纯 框 架 的 大 得 多 。 框 架 受
填 充 墙 结 构 的力 学 模 型 简 图 见 图 l 由 图可 知 . 充 墙 的 增 加 。 填 可 以使 框 架 柱 产 生 附加 剪 力 和 轴 力 . 粱 端 产 生 附 加 剪 力 和 使
对 框 架 能 够 起 到 很 大 的 增 强 作 用 , 大 大增 加 了框 架 的 抗 侧 它 刚 度 。 国 内外 的试 验 研 究 结 果 表 明11 算 采 用 的 是 轻 质 填 - 就 2, - 3
充 墙 . 填 充 墙 的框 架 结 构 的刚 度 也 可 以 比 纯框 架结 构 大 5 带 ~
共 同作 用 为 机 理 , 出 了框 架 填 充 墙 结 构 的 力 学模 型 , 析 了框 架 填 充 墙 结 构 体 系的 层 问侧 移 刚度 , 讨 填 充 墙 给 分 探
对 框 架结 构 的 不利 影 响 。
关 键 词 框 架 ; 充墙 ; 学模 型 ; 问 刚 度 ; 震 填 力 层 抗
荷 载 来 考 虑 ,而 没 有 考 虑 填 充 墙 对 整 个 框 架 结 构 的 刚 度 、 自
墙 参 与 了抵 抗 水 平 力 。 由 于 砌 体 墙 在 平 面 内 的 刚 度很 大 , 与 同条 件 下 没 有 砌 体 墙 的 柔 性 框 架 相 比 , 架 填 充 墙 中的 墙 体 框
为 剪 切 型 。填 充 墙 在 初 始 弹性 阶段 对 结 构 层 刚 度 贡 献 很 大 , 与 框 架 在 初 始 阶 段 能 较 好 地 协 同工 作 ,水 平 地 震 作 用 下 , 由
个 三 层 五 跨 的框 架 空 心 砖 填 充 墙 结 构 ( 间 跨 未 设 置 填 充 中
填充墙刚度的框架结构抗震设计影响分析

■ 朱 海 涛 1 述 . 概
3O . m,结构采用单 跨框架 ,跨度 为81 .m,每 个框架 的距 离为 45 . m。该工程建成即遭遇 汶川 大地震 ,工程所处位置 实际烈度
钢 筋混凝土框架结构 由于其 自身的侧 向刚度较 小 ,地 震作用引起 的侧 向位移较大 ,故合理 的抗 震措施成为框架结 构抗震性能实现 的有力保证。其中 “ 强柱弱梁 ”是一项关键
明 确 ,那 么 就跟 周 边 的 框架 有 足够 的隔开 、分 开 。 目前 规范及现有计 算手段尚无法将填 充墙 对结构刚度
3抗震计算结果对 比分析 .
31 .计算模 型 从结构平面布置情况看,该工程刚度不均匀情况出现在底 层 ,由于布 置了两个大会议室 ,造成Y方向底层填充墙只剩下
楼梯 间和 卫生问 ,底层层 高为4O .m,二至四层为标准 的小
开 问 宿舍 用 房 ,向 北 悬挑 21 .m作 为外 走 廊 ,层 高 均 为
表1楼层抗剪承载 力比值表
从 表 1 以看 到 ,不 考虑 填 充墙 的刚 度 影 D B ,结 构 是 可 [-  ̄, i
一
位 ,以采取有效 的抗震加强措施。在抗震设计计 算中,必须考
2工 程 概况 .
21 构 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ置 .结
楼 层
1 2 3
模 型 一
Y向
10 .4 12 .3 13 .1
模 型二
Y向
0 6 .7 1 1 .6 12 .6
该 四层 宿 舍 楼 采 用 外 走 廊 钢 筋 混凝 土 框 架 结 构 ,平 面 呈长 方形 ,纵 向沿 东 西 向十 个 开 间 ,底 层 东 侧 三个 开 间 为会 ’ 议室 ,接 着 是楼 梯 间 和 四 个开 间 的 大会 议 室 ,其后 是 另 一个
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结构的动力响应产生的水平地震作用必须通过 结构体系的三维荷载路径来平衡。 图 1 显示理想结构的部分荷载路径。第 4 层楼 面质量产生的水平地震作用从 A 到 B 用箭头显示。 第 4 楼层膜片传递荷载到填充结构墙 C 和 D。楼层 膜片需要足够的换向器和斜撑来传递荷载给填充结 构墙 , 并且 C 和 D 跨长内膜片需要足够的剪切和弯 曲强度。E 处墙通过剪切和弯曲传递荷载给第 2 楼 层膜片 , 本例中填充结构墙不连续。F 和 G 处支承 墙的柱需要支承竖向轴向力和倾覆弯矩。主要沿路 径 H, 第 2 楼层膜片必须传递由墙 E 传递来的荷载 , 该楼层膜片也需要有足够的与剪切、 弯曲等与力传 递有关的强度。通过剪切和弯曲, 墙 I 传递荷载给 基础高度处地面 Gr , 并且在 J 和 K 处 , Gr 要有足够 的抵抗轴向拉 和压作用的能力 , 而且在 L 方 向, Gr 要有足够的抵抗剪力的能力。
* 江苏省教育厅自然科学基金资助项目 ( UK 0510064 和 95141) 。 作 者 : 王春武 男 1965 年 8 月出生 副教授 东南大 学博士 研究生 国家一级注册结构工程师
E- mail: hjwcw@ 163. com
收稿日期 : 2006- 01- 25
14 Industrial Construction Vol 37, No 2, 2007
工业建筑
2007 年第 37 卷第 2 期
地区的设防烈度提高了, 已建房屋的抗震鉴定和加 固分析与设计仍然需要面对大量的已建的填充墙框 架房屋。 2 2 1 填充墙框架结构的震害和模型研究成果 填充墙框架结构的荷载路径
些框架柱的抵抗变形能力从而可能会不够, 如果底 层框架柱没有好的细部设计, 底层框架柱不可能没 有破坏, 在底层产生薄弱层, 该情形在居住框架建筑 中尤为常见, 类似的情况在商业框架建筑中也不是 不常见。
SEISMIC ANALYSIS OF MASONRY - INFILLED FRAME STRUCTURES
Wang Chunwu ( College of Civil Engineerang, Yangzhou University
Yangzhou 225009)
Abstract : Interactive mechanism of masonry - infilled walls and frame structures is analysed, mainly involving load paths, infilled wall placement, additive action, captive columns and mechanical models. Some suggestions on seismic design or retrofit are also given. Keywords : masonry - infilled frame structures masonry - infilled seismic walls seismic analysis
填充墙框架结构的抗震分析
王春武
( 扬 州大学 建筑工程学院 摘 扬州 225009)
*
要 : 对砌体填充墙与框架结构构的荷 载路径、
填充墙布置、 填充墙对框架柱和梁的附加作用、 填 充墙开 洞时框 架柱可能 形成 短 柱 以及力 学模型 , 给出 设 计或加固的建议。 关键词 : 填充墙框架结构 填充砌体抗震墙 抗震分析
a- 填充墙上部不连续 ; b- 填充墙下部不连续 图2 填充墙不连续
1 框架结构中填充墙能作为抗侧力结构构件的条 件和适用范围 建筑抗震设计规范 ( GBJ 11- 89) 规定 : 砖填 充墙能作为抗震墙的基本条件是 : 砖填充墙必须紧 密地嵌砌于框架平面内, 最好是先砌砖填充墙后浇 框架柱、 梁 , 且与框架柱有拉接钢筋连接, 砖墙厚度 不应小于 240mm, 砂浆强度等级不应低于 M5。 容许砖填充墙与框架结构共同参与抗侧力作用 的适用范围是 : 抗震等级为二级且不超过 5 层 , 三级 时不超过 8 层以及四级时的所有框架结构房屋。 建筑抗震设计规范 ( GB 50011- 2001) 规 定: 对于 6、 7 度且总层数不超过 5 层的底层框架抗震墙 房屋 , 应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙 , 但 应计入砌体墙对框架的附加轴力和 剪力。 规范 ( GB 50011- 2001) 还给出了普通砖抗震墙构造应符 合的要求。 与 规范 ( GBJ 11- 89) 比较 , 规范 ( GB 50011 - 2001) 对框架结构中普通砖填充墙能作为抗侧力 结构构件的适用范围变小了。但是, 另一方面, 很多
一般使用填充墙对框架结构进行房间分割和外 部围护。填充墙可以是实心黏土砖、 空心黏土砖、 实 心或空心的轻质砌块砌体墙或轻质隔断墙板。 如果不能保证填充墙与框架柱、 梁有足够的间 隙, 必然造成填充墙与框架柱、 梁的相互作用。在填 充墙与框架柱、 梁有足够间隙的情形下 , 如果没有有 效的结构构造措施, 那么必定会带来填充墙的不稳 定。 为了填充墙的稳定、 施工方便 , 一般采取填充墙 与框架柱、 梁周边嵌实做法, 形成刚性连接, 也利于 隔音、 防水、 保温、 隔热。 在框架结构竖向计算时, 由于填充墙后砌 , 所以 可以假定填充墙对框架柱没有影响; 与砌体结构中 砌体墙相比, 填充墙强度较低 , 不可能形成砌体结构 中墙托梁的模式 , 一般不考虑填充墙对框架梁的强 度的影响。简单地说, 在框架结构竖向计算时仅考 虑嵌砌填充墙的竖向重力。 大量的地震和水平加载试验中填充墙框架结构 的表现表明, 对于水平地震作用, 框架结构中填充墙 表现为抗侧力的结构构件。 本文就水平地震作用下填充墙框架结构的力学 模型、 填充墙带来的刚度、 强度、短柱 、 倾覆引起的 附加轴力和剪力、 扭转等 问题进行分析 , 供抗震设 计、 抗震改造和加固分析时参考。