抗震设计论文十篇

抗震设计论文篇1

关键词：抗震设计，基于性能的抗震理论，性能水平，评价指标，基于位移的抗震设计

1结构的抗震设计局限

由于地震和地面运动有很大的不确定性，导致结构在其使用期限内可能遭遇预期强度等级的地震，也有可能遭遇远远大于预期强度等级的地震，这就使结构工程师很难准确了解结构的抗震需求。当前，多数国家对结构抗震设计原则为：对于一般的工程结构，设计时以本区域内多遇地震作为结构弹性阶段承载力和变形验算依据，以保证结构在小震作用的结构正常使用功能；同时以大震作为结构在极限状态下的验算依据，以满足在结构在强震下不至于倒塌危及生命安全。虽然这种设计方法较为简单，设计结果较为经济，但也在某种局限了结构的抗震设计。首先，仅仅以正常使用状态和极限状态作为设计阶段，并不能保证结构在除此两状态之外的处于其它状态时的损伤程度和功能完整性，这就要求我们对结构的其它状态的性能水平进行更深入的研究。其次，这种设计仅仅要求结构满足基本的抗震设防目标，局限了业主对结构抗震方面提出更高的设防要求，安全度已与目前的经济和社会发展不符，故我们有必要对结构的设防目标进入更进一步的研究。因此，对结构采用多级性能水平和多级抗震设防目标的基于性能的抗震设计具有重要的理论意义和实用价值。

2结构的地震反应分析了方法

自1899年日本学者大森房吉首次提出用于结构抗震设计的静力法以来，结构的地震反应分析方法经历了从静力法到动力的反应谱法和动力时程分析法这三个阶段的演变过程，在动力阶段中又可分为弹性与非弹性(非线性)两个阶段。根据所考虑的地震动特点，结构地震反应分析方法可以分为确定性方法和随机振动方法。确定性方法利用地震记录或由其他方法确定的地震波进行结构的地震反应计算，随机振动方法则把地震视为随机过程，把具有统计性质的地震动作用在结构上来求出结构的反应。到目前为止，国内外的抗震设计规范绝大多数都采用确定性方法，因此本文也仅考虑确定性方法。

由大森房吉提出的弹性静力法理论假设结构各个部分与地震动具有相同的振动，因此，地震力等于地面运动加速度与结构总质量的乘积；在大森房吉之后，佐野利器于1916年提出震度法，认为以结构10%的总重量作为水平地震力来考虑地震作用。该法把结构的动力反应特性这一重要因素忽略了，具有很大的局限性，只有当结构可近似地视为刚体时，该方法才适用。

由于缺乏对地震动特性的认识和结构振动分析理论的了解，基于动力学的地震反应分析理论一直未能得到发展；直到1930年之后，人们逐渐认识到地震动特性对确立合理的抗震设计方法的重要性，从1931年起，美国开始进行地震观测台网的布置，并在1940年ImperialValley地震中成功地收集到了包括El-Centro地震记录在内的大量地震记录资料，为抗震动力学方法的发展提供了宝贵的资料。1943年，M.A.Biot提出了反应谱的概念，并给出了世界上第一条弹性反应谱曲线。G.W.Housner于1948年提出基于加速度反应谱曲线的弹性反应谱曲线，1956年N.M.Newmark率先将该法应用于实际工程设计，并在实际地震中得到了验证，自1958年第一届世界地震工程会议之后，反应谱法被许多国家所接受，并逐渐被采纳应用到结构抗震设计规范中。我国1959年的抗震规范草案就采用了反应谱理论并在以后的各次规范修订中不断完善和发展。在弹性反应谱的概念提出不久之后，就提出了非线性反应谱的概念，试图将这一简单的概念应用于非线性地震反应分析中，目前，除新西兰抗震规范采用非线性反应谱以外，非线性反应谱基本没有直接得到应用。

动力时程分析方法是将地震动记录或人工地震波作用在结构上，直接对结构运动方程进行积分，求得结构任意时刻地震反应的分析方法，根据是否考虑结构的非线，该法义可分为线性动力时程分析和非线性动力时程分析两种。该方法是借助于强震台网收集到的地震记录和模拟电子计算机，于20世纪50年代末由美国的G.W.Housner提出的：日本于20世纪60年代初，在武藤清教授的领导下，也开始了这项研究工作。随着计算机的发展，该方法在国外于20世纪60、70年代得到了迅速的发展。我国于20世纪70年代末和80年代初在这方面开展了大量的研究工作。随着计算手段的不断发展和对结构地震反应认识的不断深入，该方法越来越受到重视，特别是对体系复杂结构的非线性地震反应，动力时程分析方法还是理论上唯一可行的分析方法，目前很多国家都将此方法列为规范采用的分析方法之一。

3对性能的抗震设计的不同定义

“基于性能”一词源于英文Performance-based。基于性能的抗震设计（PBSD）理论是20世纪90年代由美国科学家和工程师首先提出的，最早应用于桥梁抗震设计中。基于性能抗震设计的基本思想是使被设计的建筑物在使用期间满足各种预定功能或性能目标要求。这一思想影响了美国、日本和欧洲地震工程界。各国同行表现出了极大的兴趣，纷纷展开多方面的研究。

SFAOCVision2000对PBSD的定义是“性能设计应该是选择一定的设计准则，恰当的结构形式、合理的规划和结构比例。保证建筑物的结构与非结构构件的细部构造设计，控制建造质量和长期维护水平，使得建筑物在遭受一定水准地震作用下，结构的损伤或破坏不超过某一特定的极限状态”。

ATC-40对PBSD的定义为“基于性能的抗震设计是指结构的设计准则由一系列可以实现的结构性能目标来表示，主要针对钢筋混凝土结构并且建议采用基于能力谱的设计原理”。显然，ATC-40建议使用能力谱方法对钢筋混凝土结构进行抗震设计。

FFMA273和FFMA274对PBSD的定义为基于不同设防水准地震作用，达到不同的性能目标。在分析和设计中采用弹性静力和弹塑性时程分析来实现一系列的性能水准，并且建议采用建筑物顶点位移来定义结构和非结构构件的性能水准，不同的结构形式采用不同的性能水准。而且FFMA273利用随机地震动概念提出了许多种性能目标.，适合于多级性能水准结构的分析与设计方法从线性静力延伸到弹塑性时程分析。

1995年的Kobe地震后，日本启动了“建筑结构现代工程开发”研究项目，对性能设计涉及的内容进行了概述；1996年，日本建筑标准法按照基于性能的要求进行了修订；1998年，日本的建筑标准法加入了能力谱方法。

我国一些学者也对PBSD进行了定义：“基于性能的结构抗震设计是指根据建筑物的重要性和用途确定其性能目标；根据不同的性能目标提出不同的抗震设防标准，使设计的建筑在未来地震中具备预期的功能。”

PBSD已成为近几年美国、日本、新西兰等国家在抗震方面的主要研究课题。美国学者认为，基于性能的抗震设计方法应该编成指南或规定，而不是规范提供给设计人员和业主，从现行的以保障生命安全为宗旨的抗震设计规范向基于性能的抗震设计规范的选择性设计规定的转变应该是“演进”而不是“革命”，其基本思想还可以通过每三年一次的规范修订融入现行规范中去。美国国际规范委员会(ICC)1997年5月出版国际建筑规范2000(InternationalBuildingCode.IBC)草案已强调了与性能要求有关的内容。近年来，基于性能的抗震设计思想及研究成果已经纳入美国大学本科生和研究生的结构抗震设计课程教学工作中，主要内容即以Vision2000为基础。日本也在多方资助下于1995年开始了为期3a的“新建筑结构体系开发”研究项目，成立了由国内著名学者参加的新建筑构造体系综合委员会。该委员会下设性能评价、目标水准和社会机构3个分委员会。为推进和协调这一项目的进程，还建立了“新构造体系促进会议”，讨论、规划和协调各方而的工作。英国等欧洲国家和智利等拉美国家也对PBSD开展了研究。1996年在中美抗震规范学术讨论会上也对PBSD进行了交流，提出了把PBSD引入到结构优化设计领域的概念。有学者建议，中国21世纪的抗震设计应顺应国际发展的趋势，发展适合于中国国情的PBSD。

4目前国内外地震工程界学界对PBSD开展的研究工作



（1）多级性能水准的确定与统一。生命安全水准、结构损伤水准和确保使用功能水准为当前规范普遍接受的3级性能水准。生命安全水准要求建筑在罕遇地震作用下不倒塌；结构损伤水准要求建筑损伤控制在可修复的范围内；确保使用功能水准要求结构不产生影响建筑直接使用的变形等。PBSD要求细化这3级性能水准并建立相应的结构设计准则。

（2）多级地震设防水准的确定与统一：当前规范普遍采用3级性能水准所对应的最高设防水准。在建筑使用期内遭遇一次地震危险的水准和可能遭受多次地震危险的水准3级地震设防水准。PBSD同样要求细化这3级地震设防水准。

（3）可行的结构设计与分析方法：PT3SD要求建立适合于在多级水准地震作用下实现多级性能水准的结构设计与分析方法。

（4）结构安全性评估方法的完善：当前由静力推覆分析方法和能力谱分析方法结合形成的静力弹塑性方法被普遍用来评估罕遇地震作用下建筑的抗震性能。

基于性能的抗震研究是一个非常庞大和复杂的问题，就目前的发展水平，还存在以下问题需要进一步研究解决。

在结构性能方面，虽然提出了不同性能水平，但只是对结构和非结构性能的破坏程度的描述，对结构“不坏、可修、不倒”定义模糊，未给出明确的量化指标，是本文主要研究问题之一，有待进一步研究。

在结构多级性能目标方面，如何进一步考虑建筑场地特征和近震的影响，以及设防水平与震后重建时间、费用之间的定量关系。

对于高层建筑或沿高度侧向刚度有变化的建筑，采用何种目标侧移曲线，侧向力分布模式是否考虑高阶振型的影响，都需要作进一步深入的研究。

如何针对复杂的混合塑性铰分布破坏机制建立位移延性和曲率延性的转化关系，从而获得结构曲率延性需求，有待进一步研究。

参考文献

［1］SEAOCVision2000Committee.Performance-BasedSeismicEngineeringofBuilding［R］.ReportPreparedbyAssociationofCalifornia,Sacramento,California,USA．1995．

抗震设计论文篇2

论文摘要:本文从抗震的角度探讨建筑的体型，建筑平面布置和竖向布置、规范中设计限值的控制、屋顶建筑等设计问题。

建筑设计是否考虑抗震要求，从总体上起着直接的控制主导作用。结构设计很难对建筑设计有较大的修改，建筑设计定了，结构设计原则上只能是服从于建筑设计的要求。如果建筑师能在建筑方案、初步设计阶段中较好地考虑抗震的要求，则结构工程师就可以对结构构件系统进行合理的布置，建筑结构的质量和刚度分布以及相应产生的地震作用和结构受力与变形比较均匀协调，使建筑结构的抗震性能和抗震承载力得到较大的改善和提高；如果建筑师提供的建筑设计没有很好地考虑抗震要求，那就会给结构的抗震设计带来较多困难，使结构的抗震布置和设计受到建筑布置的限制，甚至造成设计的不合理。有时为了提高结构构件的抗震承载力，不得不增大构件的截面或配筋用量，造成不必要的投资浪费。由此可见，建筑设计是否考虑抗震要求，对整个建筑起着很重要的作用。因此，我们在建筑抗震设计过程别要注重以下几个问题。

一、建筑体型设计问题

建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明，许多平面形状复杂，如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏，有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。因此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、扇形、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，尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置上尽可能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的扭转反应。

二、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。柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等，都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且，由于建筑使用功能不同，每个楼层的布置有可能差异很大，建筑平面上的墙体，包括填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称，墙体与柱子分布的不对称、不协调，使建筑物在地震时产生扭转地震作用，对抗震很不利。有的建筑物，其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧，结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一侧的墙体很多，而另一侧的墙体稀少，这就造成平面上刚度分布的很不对称，质量分布也偏心，使结构的受力和变形不协调，导致扭转地震作用效应，带来局部墙面的破坏。有的建筑物，如底层为商场的临街建筑，临街一侧往往不设墙体，而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭，两侧在刚度上相差很多，也将在地震时引起扭转地震作用，对抗震不利。还有的建筑平面布置上，经常出现内隔墙不对齐或中断，使刚度发生突变和地震力传递受阻，对抗震也带来不利，客易引起结构的局部破坏。建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大，从概念上要解决的一个核心问题是：建筑平面布置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。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件，使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体，充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。

三、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沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。无论是单层或多层，还是高层建筑或超高建筑，这个问题是比较突出的。存在的这个主要问题是，由于建筑使用功能的不同要求，如底层或下面几层是商场、购物中心，建筑上要求是大柱距、大空间；而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼，低层设柱、墙很少，而上面则是以墙为主，柱很少。有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅，在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。突出的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大，形成突变［3］。在刚度最差的楼层形成对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层。这是在建筑设计中必须高度重视的问题。在实际设计中，在建筑使用功能不同的情况下，很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐，柱子不对齐，墙体不连续，不到底；上层墙多，下层墙少；上层有柱，下层无柱等，使地震力的传递受阻或不通；抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。多次大震害表明，建筑物竖向楼层刚度的过大变化，给建筑物造成很多破坏，甚至是整个楼层的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中，有多栋钢筋混凝土高层建筑发生了中间楼层的整体坐落倒塌破坏。因此，尽可能使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑物底部，不宜中断或不到底。尽量避免其某楼层刚度过少，尽量避免产生地震时的钮转效应。

四、建筑上应满足的设计限值控制问题

根据大量震害的经验总结，现行《建筑抗震设计规范》(GBJll-89)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，建筑设计应予遵守：一是房屋的建筑总高度和层数；二是对房屋抗震横墙问题和局部墙体尺寸的限值控制。

五、屋顶建筑的抗震设计问题

在高层和超高层建筑设计中，屋顶建筑是一个重要的设计部分。从近几年对一些高层建筑抗震设计审查结果来看，屋顶建筑存在的主要问题，一是过高，二是过重。这样的屋顶建筑加大了变形，也加大了地震作用。对屋顶建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上，且前者的抗侧力墙与其下楼层的抗侧力墙体上下不连续时，更会带来地震的扭转作用，对建筑物抗震更不利。为此，在屋顶建筑设计中，宜尽量降低其高度。采用高强轻质的建筑材料和刚度分布比较均匀、地震作用沿结构的传递比较通畅，使屋顶重心与其下部建筑物的重心尽可能一致；当屋顶建筑较高时，要使其具有较好的抗震定性，使屋顶建筑的地震作用及其变形较小，而且不发生扭转地震作用。超级秘书网

六、结束语

总的来说，建筑设计是建筑杭震设计的一个重要方面，建筑设计与建筑

抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用。一个优良的建筑抗震设计，必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。为此，要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性，在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。

参考文献:

[1]《建筑抗震设计规范》(CBJll-89)，中国建筑工业出版社，2005。

[2]包世华、方鄂华，《高层建筑结构设计》，清华大学出版社，2003。

抗震设计论文篇3

超高层建筑高度要求与结构类型和抗震烈度密不可分，超高层结构设计要进行两种方法以上的抗震核算，并且进行抗震设防专项审查。世界超高层建筑有迪拜哈利法塔，高828m；广州塔，高600m、上海环球金融中心，高492m等。超高层建筑因其超高的高度而具有不同于普通建筑和高层建筑的特点。首先，对于超高层建筑，传统的砖、石等材料已难以适用，其结构类型也更具选择多样性，如钢筋混凝土结构、全钢结构和混合结构等。其次，超高层建筑的垂直交通与消防，由于其超高的高度，较依赖于垂直交通，同时也给消防增加了困难，这就要求超高层建筑的每一层都需设置灵敏的烟雾报警器、自动喷淋和适当的避难所。最后，超高层建筑通过对风作用效应、重力荷载作用效应、施工过程的影响、空间整体工作计算、结构整体内力与位移、抗震性能等设计计算分析，进而提高超高层的抗震性和安全性。

2超高层建筑结构抗侧刚度设计与控制

为了提高超高层建筑的抗震性，其足够的结构侧向刚度必不可少。足够的结构侧向刚度不仅可以保障建筑物的安全性、抗震性，还可在一定程度上有效抵抗建筑结构构件的不利受力情况及极限承载力下的安全稳定性。设计超高层建筑的结构抗震侧向刚度，应重点从其结构体系和刚度需求进行。

2.1结构设计。结构初步设计根据建筑高度和抗震烈度确定高度级别和防火级别。超高层结构设计首先满足规范要求的高宽比限值和平面凹凸尺寸比值限值，其次控制扭转不规则发生：在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，扭转位移比不大于1.4；最大层间位移角不大于规范限值的0.4倍时，扭转位移比不大于1.6；混凝土结构扭转周期比不大于0.9，混合结构及复杂结构扭转周期比大于0.85。最后设计过程中严格控制偏心、楼板不连续、刚度突变、尺寸突变、承载力突变、刚度突变等现象。满足结构设计规范的同时，还应考虑建筑师的设计意图和功能需求，同时满足设备专业设计要求。结构平面的规整程度直接影响着抗震设计的强弱，尽量采用筒体结构，以使得承受倾覆弯矩的结构构件呈现为轴压状态，且其中的竖向构件应最大程度的安置在建筑结构的外侧。各竖向构件和连接构件的受力合理、传力明确，降低剪力滞后效应，杜绝抗震薄弱层产生。

2.2结构侧向刚度控制。超高层建筑的抗震性能设计主要与结构侧向刚度的最大层间位移角和最小剪力限制相关。对于层间位移角限值，其是衡量建筑抗震性的刚度指标之一，地震作用应使得建筑主体结构具有基本的弹性，保证结构的竖向和水平构件的开裂不会过大。同时，因超高层建筑的底部楼层、伸臂加强层等特殊区域的弯曲变形难以起主导作用，所以应采取剪切层间位移或有害层间位移对其变形进行详细的分析与判断。对于最小地震剪力，其最重要的两个影响因素是建筑结构的刚度和质量，当超高层建筑难以达到最小地震剪力要求时，设计人员应该结合具体情况适度的增加设计内力，提高其抗震能力和稳定性，然而，当不能满足最小地震剪力时，还需通过重新设计或调整建筑结构的具体布置或提高刚度来提高建筑物在地震作用下的安全性，而非单纯增高地震力的调整系数。

3超高层建筑的性能化抗震设计

超高层建筑的抗震性能设计，国内主要根据“三个水准，两个阶段”，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。超高层建筑来说，其建筑工程复杂、高度极高、面积大、成本高，一旦受到地震损害，其损失程度会更高，因此，必须充分考虑各方理论、实际情况和专家意见，兼顾经济、安全原则，定量化的展开超高层建筑的性能化抗震设计。同时，相关文件虽针对超高层建筑结构的性能化设计制定了较具体且系统的指导理念，涉及宏观与微观两个层面。但是，由于结构构件会受到损坏，且损坏与整体形变情况的分析计算都需进行专业的弹塑性静力或动力时程计算，而目前我国尚未形成相关的定量化的评价体系，因此，设计人员应在积极参考ATC-40和FEMA273/274等规范。此外，对于弯曲变形为主导的建筑结构，在大震作用后应尤其注重构件承载力的复核。

4超高层建筑多道设防抗震设计

除了上述注意事项外，针对超高层建筑进行抗震性设计时，还因注重设计多道的抗震防线。多道抗震防线是指一个由一些相对独立的自成抗侧力体系的部分共同组成的抗震结构系统，各部分相互协同、相互配合，一同工作。当遭遇地震时，若第一道防线的抗侧移构件受到损害，其后的第二道和第三道防线的抗侧力构件即会进行内力的重新调整和分布，以抵御余震，保护建筑物。目前，我国超高层建筑主要依靠内筒和外框的协同工作来达到提供抗侧刚度的目的，包含两种受力状态：首先，建筑的内外结构通过楼板和伸臂析架来协调作用，进而使得外部结构承受了较多的倾覆弯矩和较少的剪力，而内筒则承受了较大的剪力和一些倾覆弯矩，广州东塔就是此受力方式的典型；其次，以交叉网格筒或巨型支撑框架为代表的建筑外部结构，其十分强大，依靠楼板的面内刚度，外部结构即可同时承受较大的倾覆弯矩和剪力，如广州西塔。

5结语

抗震设计论文篇4

高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。随着大城市的发展，城市用地紧张，市区地价日益高涨，促使近代高层建筑的出现，电梯的发明更使高层建筑越建越高。宏伟的高层建筑是经济实力的象征，具有重要的宣传效应，在日益激烈的商业竞争中，更扮演了重要的角色。

自从1886年世界上第一栋近代高层建筑——美国芝加哥家庭保险公司大楼（HomeIuranceBuilding，10层，高55m）建成以来，至今已有100多年的历史了。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化，而且在高度上也有大幅度增长。而一次又一次地震灾难及教训，警示人们：防震减灾任重道远，刻不容缓。

从上个世纪开始，各国的专家、学者对抗震设计进行了一系列研究。进入90年代，结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的历史日程。特别是我国处于地震多发区（地震基本烈度6度及其以上的地震区面积约占全国面积的60%），高层抗震设计设防更是工程设计面临的迫切的任务。作为工程抗震设计的依据，高层建筑抗震分析更处于非常重要的地位。

二、材料的选用和结构体系问题在地震多发区，采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到人们的重视。

我国高层建筑中常采用的结构体系有：框架、框架-剪力墙、剪力墙和筒体等几种体系，这也是其他国家高层建筑采用的主要体系。但国外，特别地震区，是以刚结构为主，而在我国钢筋混凝土结构几混合结构却占了90%.如此高的钢筋混凝土结构及混合结构，国内外都还没有经受较大的考验。钢结构同混凝土结构相比，具有优越的强度、韧性和延性，强度重量比，总体上看抗震性能好，抗震能力强。

震害调查表明，钢结构较少出现倒塌破坏情况。在高层建筑中采用框架-核心筒体系，因其比钢结构的用钢量少，又可减少柱子断面，故常被业主所看中。混合结构的钢筋混凝土内往往要承受80%以上的震层剪力，有的高达90%以上。由于结构以钢筋混凝土结构的位移值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大，靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不仅增加了钢结构的负担，而且效果不大，有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值；

此外，在结构体系或柱距变化时，需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成刚度而导致结构刚度突变，常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大，加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。因此在需要设置加强层及转换层时，要慎重选择其结构模式，尽量减小其本身刚度，减小其不利影响。

唐山钢铁厂震害调查资料统计参数结构形式总建筑面积（万㎡）倒塌和严重破坏比例（%）中等破坏比例（%）钢结构3.6709.3钢筋混凝土结构4.0623.247.9砌体结构3.0941.220.9在高层建筑中，应注意结构体系及材料的优选。现在我国钢材产量已居世界前列，建筑钢材的类型及品种也在逐渐增多，钢结构的加工制造能力已有了很大提高，因此在有条件的地方，建议尽可能采用型钢混凝土结构（SRC）、钢管混凝土结构（CFS）或钢结构（S或），以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。

在超过一定高度后，由于钢结构质量较轻而且较柔，为减小风振而需要采用混凝土材料，钢骨（钢管）混凝土，通常作为首选。工程经验表明：利用钢管混凝土承重柱自重可减轻65%左右，由于柱截面减小而相应增加使用面积，钢材消耗指标与钢筋混凝土结构相近，而工程造价和钢筋混凝土结构相比可降低15%左右，工程施工工期缩短1/2.此外钢管混凝土结构显示出良好的延性和韧性。

1995年日本阪神地震震害说明，在钢骨混凝土构件中，采用格构式的型钢时，震害严重，采用实腹式的大型型钢或焊接工字钢的，则震害轻微。因此，在高层建筑结构中，若用钢骨混凝土构件，建议使用后者。

抗震设计论文篇5

关键词：抗震砌体设计

1前言

我国位于四川西部的南北地震构造带,其地震的频度高、强度大。我国大陆地震活动目前正处于本世纪以来的第五个活跃期。四川已经缺震7级以上地震近23年,缺震6级以上地震近10年。目前,四川的地震形势十分严峻。

地震造成人民生命财产损失的主要原因,是由地震引起的建筑物(绝大部分是砖房)和工程设施的破坏,以及次生灾害。国内外历次地震的经验告诉我们:抓好抗震设防地区建设工程的抗震设计,是减轻未来地震灾害损失最积极、最有效和最根本的措施。

据文献［4］记载,全国城镇民用建筑中以砖砌体作为墙体材料的占90%以上;据有关部门近两年对四川省的16个城镇各类公建房屋统计显示,多层砖房(含底框砖房)所占(面积)比例达89%;筠连县城的这类房屋,预计所占比例在90%以上。所以,砖房是我国房屋建筑的主体。同时,砖房在历次地震中的震害又是严重的。据对1976年我国唐山7.8级地震震害统计,砖房是100%破坏,其中85%以上倒塌。砖房之所以地震破坏比例如此大,主要原因是砖砌体是一种脆性结构,其抗拉和抗剪能力均低,在强烈地震作用下,砖结构易于发生脆性的剪切破坏,从而导致房屋的破坏和倒塌。如果在多层砖房的设计中再过度追求大开间、大门洞、大悬挑,甚至通窗效果等,必将大大削弱房屋的抗震能力

2目前多层砖房抗震设计中存在的主要问题

(1)城市住宅砖房建设中,房屋超高或超层时有发生,尤其是底层为“家带店”的砖房,高度超过限值1m以上。

(2)在“综合楼”砖房中,底层或顶层有采用“混杂”结构体系的,即为满足部分大空间需要,在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构。有的仅将构造柱和圈梁局部加大,当作框架结构。

(3)住宅砖房中为追求大客厅,布置大开间和大门洞,有的大门洞间墙宽仅有240mm,并将阳台作成大悬挑(悬挑长度大于2m)延扩客厅面积;部分“局部尺寸”不满足要求时,有的不采取加强措施,有的采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢;住宅砖房中限于场地或“造型”,布置成复杂平面,或纵、横墙沿平面布置多数不能对齐,或墙体沿竖向布置上下不连续等等。

(4)多层砖房抗震设计中,未作抗震承载力计算的占多数,加之缺乏工程经验,使相近的多层砖房采用的砌体强度等级相距甚远。

(5)多层砖房抗震设计中,所采取的抗震措施区别较大。构造柱和圈梁的设置:多数设计富余较大,部分设计设置不足(含大洞口两侧未设构造柱);抗震连接措施:多数设计不完整或未交待清楚,有的设计还采用“一本图集打天下”的作法,不管具体作法和适用与否,全包在“图集”身上。

3多层砖房抗震设计意见

我国建筑抗震设防的目标是三个水准。多层砖房可通过一阶段设计达到下列要求:满足抗震承载力要求,房屋可“小震不裂”;满足结构体系、平立面布置和抗震措施等要求,房屋可符合“中震可修”;满足房屋高度和层数及构造柱和圈梁等要求,房屋可做到“大震不倒”。

确保多层砖房抗震设计质量,主要有以下三个方面的内容。

3.1抗震概念设计

3.1.1房屋的高度和层数

实心粘土砖的多层砖房,墙厚不小于240mm,总层数不应超过文献［1］表5.1.2的规定,总高度不宜超过表5.1.2的规定,高度允许稍有选择的范围应不大于0.5m。需要特别指明的是,表5.1.2是适用于横墙较多的多层砖房。横墙较多是指同一层内开间大于4.2m的房间占该层总面积的1/4以内。对于医院、教学楼等横墙较少的多层砖房总高度,应比表5.1.2的规定降低3m,层数相应减少一层;对横墙很少的多层砖房,应根据具体情况,在横墙较少的基础上,再适当降低总高度和减少层数;对抗震横墙最大间距超过文献［1］表5.1.5要求的多层砖房,已不属于侧力作用下的刚性房屋,不能按多层砖房设计,应按空旷房屋进行抗震设计。多层砖房总高度与总宽度的最大比值,不应超过文献［1］表5.1.3的要求。

房屋的总高度指室外地面到檐口的高度,半地下室可从地下室室内地面算起,全地下室和嵌固条件好的半地下室(符合文献［2］第250页半地下室在地面下嵌固的条件)可从室外地面算起;顶层利用阁楼坡屋面设跃层时应算到山尖墙的半高处。多层砖房的层高不宜超过4m。房屋总宽度的确定,可分下列四种情况:对于规则平面,可按房屋的总体宽度计算,不考虑平面上局部凸出或凹进;对于凸出或凹进的较规则平面,房屋宽度可按加权平均值计算或近似取平面面积除以长度;对悬挑单边走廊或单边由外柱承重的走廊房屋,房屋宽度不包括走廊部分的宽度;对设有外墙的单面走廊房屋,房屋宽度可以包括1/2走廊部分的宽度。

3.1.2结构体系

应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。同一结构单元中应采用相同的结构类型,不应采用砖房与底框砖房或内框架砖房或框架结构等“混杂”的结构类型。墙体布置应满足地震作用有合理的传递途径。纵横向应具有合理的刚度和强度分布,应避免因局部削弱或突变造成薄弱部位,产生应力集中或塑性变形集中;对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力。

3.1.3平、立面布置

建筑的平面布置和抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,平面形状应具有良好的整体作用。纵、横墙沿平面布置不能对齐的墙体较少,楼梯间不宜设在房屋的尽端和转角处;建筑的立面和竖向剖面力求规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,墙体沿竖向布置上下应连续,避免刚度突变;竖向抗侧力结构的截面和材料强度等级自下而上宜逐渐减小,避免抗侧力构件的承载力突变。8度和9度时,当房屋的立面高差较大、错层较大和质量及刚度截然不同时,宜采用防震缝将结构分割成平面和体形规则的独立单元。房屋的顶层不宜设置大会议室、舞厅等空旷大房间,房屋的底层不宜设铺面等通敞开大门洞。当确需设置时,应采取弥补薄弱部位的加强型措施或进行专门研究。

多层砖房门窗间墙的局部尺寸宜符合文献［1］表5.1.6的要求。当部分的局部尺寸不满足要求时,如该部位已设构造柱,可对已设构造柱增大截面及配筋;如该部位原未设构造柱,则可用增设构造柱来满足要求。房屋转角处的门窗间墙承受双向侧向应力,其局部尺寸应不小于1m;其余外纵墙的门窗间墙局部尺寸部分不满足1m要求时,其限值可放宽到0.8m;内墙门间墙局部尺寸不满足要求时,可用设构造柱来满足。

值得指出的是,近几年在多层砖房的抗震设计中,较普遍存在为了客厅开大门洞,不惜牺牲门间墙宽度的现象。这是个对局部尺寸认识不足的概念设计问题,一是认为部分不满足局部尺寸要求关系不大;二是认为只要用扩大了的构造柱替代门间墙就没有问题了,在设计中将构造柱当作“灵丹妙药”到处使用。应当明白,砖砌体和砼的变形模量差别很大,虽然砖砌体与构造柱和圈梁可以协同工作,增加房屋的延性,但是它们不能同时段进入工作状态,在“中震”阶段的抗震承载力主要由砖砌体承担。因此,砌体结构中过多配置砼的杆系构件,其作用是有限的。

3.2抗震计算

抗震计算是抗震设计的重要组成部分,是保证满足抗震承载力的基础。多层砖房的抗震计算,可采用底部剪力法。对平面不规则和竖向不规则的多层砖房,宜采用考虑地震扭转影响的分析程序。目前,多层砖房的抗震设计中,不作抗震验算是较普遍的现象,这样就必然存在一是不安全二是浪费的问题。多层砖房的抗震计算比较容易,文献［2］中有较完整的计算实例,可供手算时参考。笔者经对7度区若干幢规则的7层住宅砖房抗震计算分析显示,底层所用混合砂浆的强度等级不能低于M10。

3.3抗震措施

保障多层砖房的抗震措施,是多层砖房“大震不倒”和不作“二阶段设计”的关键。多层砖房的抗震措施内容较多,概括起来,可分为三部分。

3.3.1构造柱和圈梁的设置

对横墙较多的多层砖房,应按文献［1］表5.3.1的要求设置构造柱;对横墙较少或横墙很少的多层砖房,应根据房屋增加一层或二层后的层数,按表5.3.1的要求设置构造柱。表中的“较大洞口”,设计中可界定为:门洞宽不小于2m和窗洞宽不小于2.3m;“大房间”可界定为:层高超过3.6m或长度大于7.2m。

对横墙承重或纵横墙共同承重的装配式钢筋砼楼、屋盖或木楼、屋盖的多层砖房,应按文献［1］表5.3.5的要求设置圈梁;对于隔开间或每开间设置构造柱的多层砖房,应沿设有构造柱的横墙及内、外纵墙在每层楼盖和屋盖处均设置闭合的圈梁。

值得注意的是,圈梁的截面和配筋不宜过大,通常按文献［1］第5.3.6条要求的数值或提高一个等级采用就可以了,不宜无限提高。同理,圈梁的作用也是有限的。

3.3.2构件间的连接措施

多层砖房各构件间的抗震构造连接是多层砖房抗震的关键。抗震构造连接的部位较多,重要部位的连接措施有下列几项。

a)构造柱与楼、屋盖连接

当为装配式楼、屋盖时,构造柱应与每层圈梁连接(多层砖房宜每层设圈梁);当为现浇楼、屋盖时,在楼、屋盖处设240mm×120mm拉梁(配4φ10纵筋)与构造柱连接。

b)构造柱与砖墙连接

构造柱与砖墙连接处应砌成马牙槎,并沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋,每边伸入墙内不小于1m。

c)墙与墙的连接

7度时层高超过3.6m或长度大于7.2m的大房间,以及8度和9度时,外墙转角及内外墙交接处,当未设构造柱时,应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋,每边伸入墙内不小于1m。

d)屋顶间的连接

突出屋面的楼梯间等,构造柱应从下一层伸到屋顶间顶部,并与顶部圈梁连接。屋顶间的构造柱与砖墙以及砖墙与砖墙的连接,可按上述抗震措施采取。

(5)后砌体的连接

后砌的非承重砌体隔墙,应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋与承重墙连接,每边伸入墙内不小于0.5m。8度和9度时,长度大于5.1m的后砌墙顶,应与楼、屋面板或梁连接。

(6)栏板的连接

砖砌栏板应配水平钢筋,且压顶卧梁应与砼立柱相连,压顶卧梁宜锚入房屋的主体构造柱。

(7)构造柱底端连接

构造柱可不单独设基础(承重构造柱除外),但应伸入室外地面下500mm,或锚入室外地面下不小于300mm的地圈梁。

3.3.3悬臂构件的连接

(1)女儿墙的稳定措施

6～8度时,240mm厚无锚固女儿墙(非出入口处)的高度不宜超过0.5m,当超过时,女儿墙应按抗震构造图集要求采取稳定措施。女儿墙的计算高度可从屋盖的圈梁顶面算起,当屋面板周边与女儿墙有钢筋拉结时,计算高度可从板面算起。

(2)悬挑构件

悬臂阳台挑梁的最大外挑长度不宜大于1.8m,不应大于2m。

不应采用墙中悬挑式踏步或竖肋插入墙体的楼梯。

4结语

多层砖房在城乡建设中量大面广,又是人类活动和生活的主要场所。因此,加强多层砖房抗震设计,重视多层砖房抗震设计中的三个环节,就能使多层砖房的地震破坏降低到最低限度。

参考文献

1建筑抗震设计规范(GBJ11—89)及1993年局部修订.中国建筑工业出版社,1989辽宁科学技术出版社,1993

2建筑结构设计手册丛书编委会.建筑抗震设计手册.中国建筑工业出版社,1994

3四川省行业技术规定.四川省新建工程抗震设计评定标准(试行).1997

抗震设计论文篇6

关键词：

结构抗震设计；教学方法；课程联系；震害分析

中图分类号：TU3521；G6420文献标志码：A文章编号：

10052909（2018）02008004

中国属于地震多发国家，减轻地震灾害、保护人民生命安全，对保障社会经济发展和人民生活有着重要的作用，其中建筑结构抗震减震是减轻地震灾害的有效技术手段。建筑结构抗震设计是土木工程学科的专业课之一，是一门建立在震害调查基础上的理论性与实践性很强的课程[1]，该课程对培养抗震意识、理解抗震理念、掌握抗震设计的专门人才有重要作用，目前很多学校的建筑结构抗震设计都是必修课程。

地震具有很强的不确定性、结构地震反应的非线性以及地震作用属于动力荷载的特点，因此相对其他土木工程专业课程，结构抗震设计课程理论不够系统、成熟，课程实际教学效果中学生对抗震设计流程不熟练、抗震设计理念掌握得不扎实，不能灵活运用抗震知识。在建筑结构抗震设计课程改革方面，哈尔滨工业大学提出在教学改革中要坚持理论与实际相结合，坚持教学、科研一体化，强化师资队伍建设，注重互动、启发的教学方法，建立长效考核机制的建议[2]。同济大学提出形成以反应谱理论、概念设计为主线的教学理念，并突出结构变形能力的重要性，讨论了地震震害特点、抗震设防原则、地震作用计算和概念设计及构造措施等四个方面的教学要点[3]。湖南大学提出土木工程专业应按照“大土木”的思想，将建筑结构抗震设计课程拓展为结构抗震设计课程，在教材建设、课程教学等方面做出调整和改革建议[4]。武汉大学提出合

理安排教学内容、重视理论推导、教学与规范相结合以及重视实践教学的教学建议[5]。由此可见，突出“教、学、研”一体化，教学和科研紧密结合，课程教学和实践教学相结合是建筑结构抗震设计课程教学的共同认识，同时应充分调动学生的主动性和积极性，以达到培养建筑抗震综合素质型人才的教育目的[6]。

笔者在承担该课程的教学过程中，根据本专业学生思维特点和学习情况，总结了该课程的教学过程应主要强调基本概念、基本理论以及知识体系的宽度，尤其要重视与相关课程知识体系间的衔接，使学生系统性地掌握抗震知识。

一、建筑结构抗震设计课程现状

在土木工程专业四年制本科教学中，建筑结构抗震设计课程通常安排在第六学期或第七学期开展，一般为32学时。该课程不仅要求学生有较好的数学（微分方程、概率论）、力学（材料力学、结构力学）以及动力学（单自由度、多自由度结构动力分析）基础，而且要求学生熟知建筑材料（砌体、混凝土、钢材）、地基基础、砌体结构、混凝土结构以及钢结构等专业课程知识。如何综合运用这些知识，理解掌握抗震设计理论和方法是课程学习的关键。

建筑结构抗震设计课程的教材通常包含了大量中国抗震设计规范[7]的条文、公式以及表格，条文涉及了许多调整系数和抗震构造措施，内容相对乏味且规律性不强。另外，由于建筑结构抗震设计课程与其他课程存在联系，检验教学效果需要涉及很多其他课程的知识，过多的知识重复容易降低学生课堂注意力，且学生对相关知识掌握程度的差异影响课程教学效果。

总的来说，建筑结构抗震设计课程具有以下特点：理论难度较大、知识面广、综合性强、实践教学少。

二、建筑结构抗震设计教学方法探索

（一）加强课程间联系，拓展知识和能力的深度和宽度

结构抗震设计是土木工程专业本科生阶段以结构动力学作为主要理论基础的专业课，其前继专业基础课程有理论力学、材料力学、结构力学、混凝土结构设计原理和钢结构基本原理及设计等，它们主要以结构的静力分析和设计为主，与结构的动力分析有很大差别，而且在工程抗震设计实践中仍主要采用等效静力的设计方法。因此强调结构抗震设计课程与前继专业基础课程之间的联系和区别尤为重要。

结构抗震设计的首要任务是确定地震作用，它与混凝土结构和钢结构的设计流程完全相同，相当于结构设计的最不利荷载。反应谱理论是结构抗震设计中的核心概念，其目的就是确定结构的地震作用，同时反应谱理论又是结构动力分析和等效静力分析的联系纽带（如图1所示），是与其他课程的重要区别。因此，授课老师不仅要讲清楚反应谱理论的基本概念，更要清晰阐述如何通过反应谱理论从结构动力分析转换为等效静力分析。

单条地震动时程记录的反应谱曲线是通过单自由度结构动力时程分析直接得到，规范中的设计谱是通过统计大量地震动时程记录的加速度反应谱曲线，并结合经验进行平滑处理得到。因此通过规范中的设计谱可以近似得到单自由度结构在设计基准期内最大恢复力，将该力作为侧向荷载作用到单自由度结构的质点处进行设计，即完成了结构动力分析转换为等效静力分析的过程。

规范中的设计谱本质上是用来预估结构在设计基准期内可能遭受的地震作用，在前继课程混凝土结构设计原理和钢结构基本原理及设计中，荷载汇集同样是为了确定结构在设计基准期内的最不利荷载，其区别为恒荷载和活荷载是静力荷载，地震作用是动力荷载。因此，荷载汇集可以作为这些课程间的桥梁和纽带，以荷载汇集为课程间知识联系点讲授反应谱理论，一定程度上可拓展学生知识和能力的深度和宽度，加强课程间在培养学生知识、能力和素质等方面的内在联系，将各门课程粘合成一个联系紧密的整体。

（二）重视震害系统性分析，點面结合形成知识体系

地震给人类带来灾难的同时也给人类呈现出宝贵的抗震资料，抗震设计理论是在大量实际经验和教训的基础上发展的，几乎每经历一次大地震，都将呈现出未曾显现或重视的震害现象，抗震设计理论就会随之得到发展。由于地震的随机性和结构地震反应的滞回非线性，抗震设计理论经过一个世纪的发展，仍未形成系统成熟的理论。结构的震害，尤其是砌体结构和钢筋混凝土结构的震害还不能准确解释。因此，历史上成熟的震害经验就显得尤为宝贵，了解抗震设计理论的发展史将有助于加深学生对抗震理论的认识，拓展学生知识面。

例如，2008年汶川8.0级特大地震和2010年玉树71级地震中，中小学校舍建筑破坏较为严重，并导致许多中小学生伤亡。根据2010年玉树地震震害调查资料，中小学校舍建筑是所有调查建筑物中破坏最严重的建筑类型，严重破坏和倒塌的占76%，其中倒塌占21%。汶川地震中钢筋混凝土框架校舍建筑的震害现象为：框架柱震害明显比框架梁严重，不符合一般框架结构“强柱弱梁”原则，而且结构底层柱顶破坏比柱脚严重。通过震害照片、数值模拟分析结果系统阐述这一震害，指出震害的原因和解决方案：必须提高校舍建筑的设防标准，深化落实“强柱弱梁”的抗震措施，对学生产生知识点“爆炸冲击”，让学生从震害分析中获取抗震知识，牢固掌握结构的抗震设计理念。

（三）比较各国抗震设计方法，强化抗震设计思想

中国抗震规范采用两阶段设计方法来实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三个水准基本设防目标，大部分结构只需要进行第一阶段设计，即采用小震的地震作用进行截面承载力验算和弹性层间位移验算；通过抗震措施来实现第二和第三水准的性能要求。日本建筑基准法规定了两个水准的抗震设计，第一水准相当于中国的中震水平，按照容许应力验算结构的弹性强度；第二水准相当于中国的大震水平，进行结构层间变形、极限层剪力、刚度率和偏心率验算。美国抗震设计规范按照设计地震（相当于中国的中震水平）进行结构的抗震承载力验算和变形验算，通过选择结构的不同延性等级来满足相应设防水准的要求，采用结构反应调整系数R来折减弹性地震作用，从而考虑结构的弹塑性变形能力对弹性反应谱进行折减。

通过横向对比中、日、美抗震设计方法的异同，突出抗震設计的核心理念和中国抗震设计方法的特点。中国第二水准和第三水准抗震目标的实现属于定性设计，虽然简化了计算过程，表面上降低了运用设计方法的难度，但要求更深入地理解和掌握，务必强调第二水准和第三水准是结构抗震设计的重中之重，是保护结构抗震安全性的关键手段。通过对比各国抗震设计方法可以有助于学生理解、掌握抗震设计的关键点，更好地理解、运用中国的抗震设计方法。建筑结构的抗震设计应巧妙地顺应自然、适应自然，充分发挥结构体系、关键构件的塑性变形和耗能能力，才是降低地震灾害损失最有效的手段。

（四）加强实践教学，全方位体验抗震知识

学生对地震的认识主要通过教材和教学PPT，渠道相对单一，教学手段应充分利用网络资源和实验室资源。首先，让学生观看地震视频形成视觉冲击，如观看美国国家地理频道出品的《终极灾难·地震》片段，宏观感受地震对地球、大地、结构、室内物品的影响；观看日本E-Defense振动台的足尺结构试验录像，细致观察结构在地震作用下的振动、变形以及破坏情况。然后，利用实验室中模拟地震振动台真实再现地震过程，让学生如身临其境般感受地震，以及让学生观看结构或结构构件的静力推覆试验，了解结构抗震试验的基本情况。通过上述途径让学生全面了解地震、认识结构在地震下破坏情况，增强学生对于抗震知识的兴趣和好奇心，以便带着问题在课堂上学习抗震知识。

三、结语

抗震设计论文篇7

关键词：地震理论、建筑抗震设计

中图分类号：U452文献标识码： A

我国的城市化建设非常迅速且规模巨大，人们大量涌入城市成为其中的一员。地震作为一种破坏性很强的自然灾害，对建筑结构安全的影响尤其重大，也直接关系到每个人的安全。本文在这里就建筑结构抗震设计作一概述，使人们对抗震设计有一个初步而又清晰的认识。

地震理论概述

我国处于世界两大地震带，东部的环太平洋地震带和西部、西南部的欧亚地震带之间，据统计我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。因此我国是一个多震国家。建筑的抗震设计非常重要。

地震多发生在距地表几十公里内的地壳层和地幔层的上部。按成因地震可分为四种类型：构造地震、火山地震、冲击地震、诱发地震。其中构造地震占绝大多数。地震的破坏程度与震级、震源深度都有关系。震级是地震发生强度的一种度量，地震越强，震级就越大。震级相差一级，能量相差约30倍。地震震级和地震烈度不同，震级代表地震本身强弱，烈度表示同一次地震在地震波及的各个地点所造成的影响程度，它与震源深度、震中距、方位角、地质构造以及土壤性质等因素有关。地震烈度是在没有仪器记录的情况下，凭地震时人们的感觉或地震后工程建筑物破坏程度、地表的变化状况而定的一种宏观尺度。一般来说震级越大、震源越浅、震中距越近，地震烈度越大。宏观的地震烈度加上各国抗震规范规定的与之相应的地震加速度，就成为指导抗震设计的依据。

二、建筑抗震理论分析的进程

1、拟静力理论。拟静力理论是20世纪10~40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小相当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。

2、反应谱理论。反应谱理论是在20世纪40~60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础。是美国的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。

3、动力理论。动力理论是20世纪70－80年代广为应用的地震动力理论。它的发展基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展，以及人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解。同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成建筑抗震设计工作。

三、建筑抗震设计

（一）建筑的抗震措施

在建筑的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构构件抗震验算外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手。在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上，建立计算地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施(隔震措施，消能减震措施)来减震，即减小结构上的地震作用。使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能，是当代抗震设计发展的方向。而且，强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件等要求在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

（二）建筑的抗震设计理念

我国《建筑抗震规范》（GB50011-2010）对建筑的抗震设计提出“三水准、两阶段”的要求。“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此，要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力（变形能力）不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保障了人员的安全。因此，要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

三个水准烈度的地震作用水平，按三个不同超越概率（或重现期）来区分的：多遇地震：50年超越概率63.2%，重现期50年；设防烈度地震（基本地震）：50年超越概率 10%，重现期475年；罕遇地震：50年超越概率 2%－3%，重现期 1642－2475年，平均约为2000年。实际应用上，多遇地震烈度可取比基本地震约低1度多，罕遇地震烈度比基本地震约高1度。

对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的。其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能能力，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段：采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构（特别是薄弱楼层）的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。

（三）建筑的抗震设计方法

我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：1、高度不超过 40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。2、除1 款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。3、特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，当取3组加速度时程曲线输入时，计算结构宜取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值；当取7组及7组以上时程曲线时，可取时程法的平均值和振型分解反应谱法的较大值。

总之，建筑的抗震设计是一个浩大而复杂的问题，也是关系到每个人切身安全的问题。本文就其作一概述，希望对人们对建筑抗震设计理解的加深有所帮助。

[1]建筑抗震设计规范

北京：中国建筑工业出版社

[2]高层建筑混凝土结构技术规程

北京：中国建筑工业出版社

[3]黄世敏 杨沈.建筑震害与设计对策

北京：中国计划出版社

[4] 赵西安.现代高层建筑结构设计【M】.

抗震设计论文篇8

Abstract: In oder to make construction projects really be able to reduce or even avoid the earthquake disaster, a good grasp of the relevant seismic design is a fundamental measure to mitigate earthquake disasters. Based on the summary of experience and relevant information, this articles studied and discussed the seismic design issues of reinforced concrete high-rise housing.

关键词：高层建筑；混凝土房屋；抗震设计；抗震设防

Key words: high-rise building；concrete housing；seismic design；seismic fortification

中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）05-0084-02

0引言

地震是人类在繁衍生息、社会发展过程中遇到的一种可怕的自然灾害。强烈地震常常以其猝不及防的突发性和巨大的破坏力给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害。据统计，历史上各种自然灾害曾毁灭了世界各地52个城市，其中因地震而毁灭的城市有27个。地震之外的其它各种灾害，如水灾、火灾、火山喷发、风灾、沙灾、旱灾等毁灭的城市为25座。因此，地震占灾害总数的52%。可见地震灾害确系“群害之首”。研究表明，在地震中造成人员伤亡和经济损失最主要的因素就是房屋倒塌及其引发的次生灾害（约占95%）。无数次的震害告诉我们，抗震设计是防御和减轻地震灾害最有效、最根本的措施。

1建筑抗震的理论分析

1.1 建筑结构抗震规范 建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计（包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容）的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识，现代规范中的条文有的被列为强制性条文，有的条文中用了“严禁，不得，不许，不宜”等体现不同程度限制性和“必须，应该，宜于，可以”等体现不同程度灵活性的用词。

1.2 抗震设计的理论拟静力理论。拟静力理论是20世纪10～40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数（地震系数）。反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40～60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。动力理论。动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。

2高层建筑结构抗震设计

2.1 抗震措施 在对结构的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构抗震验算外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性（限制结构类型和结构材料使用）等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震（结构延性）结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施（隔震措施，消能减震措施）来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且，强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

2.2 抗震设计理念 我国《建筑抗震规范》（GB50011-2001）对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求，“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力（变形能力）不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保障了人员的安全。因此，要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

三个水准烈度的地震作用水平，按三个不同超越概率（或重现期）来区分的:多遇地震：50年超越概率63.2%，重现期50年；设防烈度地震（基本地震）：50年超越概率10%，重现期475年；罕遇地震：50年超越概率2%-3%，重现期1641-2475年，平均约为2000年。对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合。并引入承载力抗震调整系数。进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构（特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节）的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。

2.3 抗震设计方法我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法；除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法；特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

3结语

在建筑工程项目建设中，设计阶段是整个工程最为关键的一个环节，在设计中要考虑到多方面的因素。本文结合工作实践对高层建筑结构抗震设计进行理论上的研究，从设计理念、设计原则到设计方法进行了探讨，虽然有些粗浅，希望对同行们有一定的参考作用。

参考文献：

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.

抗震设计论文篇9

关 键 词：桥梁结构；抗震；设计理论；综述

中图分类号：K928 文献标识码： A

桥梁是生命线工程的重要组成部分，是交通运输的枢纽工程，在抗震救灾中处于极其重要的地位。因此，如何提高桥梁的抗震能力，使桥梁在地震时能起到安全疏散、避难的作用，地震后确保抗震救灾重建家园的交通需要，是桥梁工程中的重要研究课题。中国的桥梁抗震的发展远远落后与其它西方国家。在参考国内外桥梁抗震的主要设计思想与方法后，笔者主要介绍了震害形式的和抗震理论的发展。

1. 桥梁主要的震害形式

1.1上部结构震害

桥梁上部结构震害按照产生原因的不同，可以分为结构震害、碰撞震害和位移震害。其中最常见的是移位，最严重的是落梁。桥梁碰撞震害包括：桥面伸缩缝位置混凝土裂缝及压碎变形，混凝土伸缩缝位置护栏混凝土撞损。桥梁位移震害主要表现为上部结构的纵向位移、横向位移以及扭转。一般来说，设置伸缩缝的地方比较容易发生位移震害。

1.2支座震害

支座的破坏形式主要表现为支座的位移，锚固螺栓拔出、剪断，活动支座脱落，以及支座本身构造上的破坏等。在汶川地震中，桥梁支座损坏较多，支座存在位移，剪切变形，鼓包等震害。这是因为汶川的中小跨度梁桥一般均采用板式橡胶支座，支座与墩台和粱体间无连接措施，地震中出现了梁体与支座间的相对滑动。

1.3下部结构和基础震害

汶川地震中大量桥梁盖梁抗震挡块（剪力键）的剪断或剪裂现象较为普遍。桥台的震害一般比桥墩多，由于地基土液化，使桥台向河心滑移，下沉，倾斜等；由于台背动土压力，使桥台倾斜，倾倒，台身断裂等。桥墩的震害主要是墩身下沉，倾斜及倾倒和墩身开裂，切断等。基础的震害主要表现是基础的整体移动倾斜，下沉或桩身或沉井的开裂或断裂。

2.桥梁抗震设计理论的发展

2.1一阶段抗震设计思想（基于强度抗震设计方法）

我国《公路工程抗震设计规范》（1989）和美国AASHTO（2005）等规范对于规则桥梁的抗震设计和验算均采用基于强度的抗震设计方法。其主要的设计过程为：首先，计算结构的自振周期T0 ，并根据弹性加速度反应谱计算结构的弹性地震力Fe0；然后，考虑结构进入塑性状态后与弹性工作状态的差别采用一个强度折减系数R（我国采综合影响系数Cz）对弹性地震力进行折减，得到结构的设计地震力Fd0 ；最后，取结构的屈服力与设计地震力相等，并据此来进行结构的配筋设计。

2.2基于强度的抗震设计方法的局限性

从以上可以看出，在基于强度抗震设计方法中，仅体现了结构对强度的要求，但没有明确提出结构的设计目标。基于强度的抗震设计过程和强度折减系数的取值具有较大的模糊性，这主要表现在以下几方面：

1）基于强度设计理论需首先确定结构的自振周期，结构的自振周期与结构的初始刚度直接相关，一般在进行桥梁的抗震设计时，取墩柱的毛截面刚度作为截面的弹性刚度或者通过采用一个常系数对毛截面刚度进行折减来考虑混凝土开裂的影响。这种方法，实际上隐含假定截面的刚度是与强度互不相关的。

2）影响结构的位移延性能力的因素很多，但由结构位移延性能力所确定的强度折减系数非常模糊。对桥墩，结构的位移延性能力不仅与墩底截面的轴压比、配箍率有关，而且还要受到墩柱本身的形状比L/D基础变形和橡胶支座柔性等因素的影响。

3）在基于强度抗震设计方法中，没有明确提出结构的设计目标，在设计过程中又仅体现了结构对强度的要求，从而容易造成工程技术人员偏重于保证结构的强度而忽略了对变形的要求。基于强度抗震设计方法存在的这些局限性，使得工程技术人员很难对结构的抗震性能进行有效地把握和控制，不利于实现基于性能的抗震设计思想。

2.3 基于性能抗震设计

2.3.1 发展概况

在抗震设防的早期阶段，抗震设防是以单一设防水准，采用基于强度设计方法来保证结构安全为标准的。1989年美国的洛马・普里埃塔（LomaPrieta）地震（M7.0）虽然都是中等震级的地震，但却造成了极为惨重的经济损失。基于对上述问题的深刻反思，引发了地震工程界对设防水准、结构安全和经济性之间合理关系的重新认识，美国学者于20世纪90年代初提出了基于性能的抗震设计思想。

基于性能的抗震设计理论以结构抗震性能分析为基础，针对每一种抗震作用水准，将结构的抗震性能划分成不同等级，设计者根据结构的用途，业主、使用者及邻居的特殊要求，采用合理的抗震性能目标和合适的结构抗震措施进行设计，使结构在各种水准地震作用下的破坏损失，能为业主选择和承受，通过对工程项目进行生命周期的费效分析后达到一种安全可靠和经济合理的优化平衡。

2.3.2 基于性能抗震设计的目的

基于性能的抗震设计的目的是将所设计的结构在指定强度地震下的破损状态及其造成的经济损失、人员伤亡等控制在预期的目标范围内，使结构震后的功能得以延续、维持。其中，基于性能的抗震设计方法是性能设计理论的重要内容，近年来国内外不少学者对此进行深入研究。

2.3.3 基于性能抗震设计的方法

基于性能的抗震设计方法主要有承载能力设计方法、直接基于位移进行抗震设计方法、能量设计法。（此方法最先运用于建筑结构上，可以作为桥梁结构的一种参考）

2.3.4 基于性能抗震设计的特点

与基于强度的抗震设计思想相比，基于性能的抗震设计思想主要有以下几个特点：

1）性能目标的多级性，即在不同的地震设防水准下，结构应满足不同等级的性能要求；对重要的结构，其性能目标要高于一般结构。

2）性能目标的可选性。在基于性能的抗震设计中，可以在满足规范的前提下，根据结构的用途及业主、使用者等的特殊要求，由工程师同业主、使用者共同研究制订结构的性能目标。

3）结构抗震性能的可控制性。在基于性能抗震设计中，在设计初始就明确结构的性能目标，并且使通过设计，使结构在各级地震作用的反应能够达到预先确定的性能目标，因而结构的抗震性能是可以预测和控制的。

3 结 语

中国桥梁结构抗震规范现在经历一个由基于强度抗震思想过渡到基于性能抗震思想的过渡阶段。在这关键的过渡时期，设计人员应该逐步适应基于性能的设计方法。并且应该对抗震设防水准进行比较清晰的规定，还应该对性能有合理的指标来规范（特别是在基本地震作用情况下）。

对桥梁结构抗震设计，还应该同样重视延性设计（即加强构造措施）。以此来消除或者减弱计算结果与实际情况的误差。

通过对桥梁地震灾害的研究，当前引起地震灾害主要原因是由落梁，引起落梁原因是墩梁相对位移过大，限制相对位移过大措施有：加长支撑面，纵向设计连接装置，横向设置挡块（横挡纵联）。

参考文献（References）：

[1]卓卫东，范立础.从震害教训中反思我国桥梁抗震现状[D].福州：福州大学，1999.

[2]程耿东，李刚. 基于功能的结构抗震设计中一些问题的讨论[D].大连：大连理工大学，2000.

[3]范立础，王君杰. 桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势[D].上海：同济大学，2001.

[4]梁兴文.结构抗震性能设计理论与方法[M] 北京：科学出版社. 2011：41-44.

[5]小谷俊介.日本基于性能结构抗震设计方法的发展[D].东京：日本东京大学，2000.

[6]王亚勇 .汶川地震建筑震害启示抗震概念设计[D].北京：中国建筑科学研究院，2008.

[7]王亚勇.我国2000年工程抗震设计模式规范基本问题研究综述[D].北京：中国建筑科学研究院，2000.

[8]刘勇生.桥梁结构抗震研究的文献综述 [D].北京：国家地震局.

[9]李建中，管仲国.基于性能桥梁抗震设计理论发展[D].上海：同济大学，2011.

[10]陈虎.桥梁抗震概念设计[D].武汉：武汉理工大学，2004.

[11]孙俊，刘铮，刘永芳.工程结构基于性能的抗震设计方法研究[D].昆明：昆明理工大学，2005.

[12]周定松 ，吕西林，蒋欢军.钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计方法[D].成都：中国建筑西南设计研究院，2005.

[13]刘艳辉，赵世春.城市高架桥抗震性能水准的量化[D].成都：西南交通大学，2010.

[14]欧进萍，吴斌.耗能减振结构的抗震设计方法[D].哈尔滨：哈尔滨建筑大学，1998.

[15]朱唏，江辉.桥梁墩柱基于性能的抗震设计方法[D]. 北京：北京交通大学，2009.

抗震设计论文篇10

关键词：民用建筑；结构抗震；理念

中图分类号：TU24文献标识码： A

引言

随着当前我国社会主义现代化建设以及城市化进程的逐渐向前推进，建设用地变得紧张，不断地促进了建筑功能变得多样化，民用建筑获得了加大的发展。

1、建筑抗震的理论探讨

1.1、建筑结构抗震规范

建筑结构抗震规范主要是各个国家的建筑抗震经验具备权威性的总结，同时也是指导建筑抗震设计的法定性文件。可以在一定程度之上反映出每一个国家经济以及建设的时代水平，也可以反映出每个国家的具体抗震实践经验。其收到了抗震相关科学理论的引导，逐渐转向了技术经济合理性的方向，然而其具备着坚定的工程实践基础，将建筑工程的安全性置于首位，不能出现顶点冒险以及不实。正是因为此种认识，现代规范之中的条文一些被列为强制性条文，一些条文之中使用了“严禁，不得，不许，不宜”等等表现出不同程度限制性以及“必须，应该，宜于，可以”则体现出了不同程度灵活性的用词。

1.2、抗震设计理论发展历程

1.2.1、拟静力理论

拟静力理论主要是在上个世纪的40年展起来的一种理论，其在估计地震对于结构的作用之时，仅仅假定结构是钢性，地震力水平只是作用在结构或构件的质量中心之上。

1.2.2、反应谱理论。

反应谱理论主要是在上个世纪的40~60年展起来的，其可以不断加强地震动加速度观测记录的增多以及对于地震地面运动特性的作出进一步的了解，将结构动力反应特性的研究作为基础，也是理工学院的一些研究学者对于地震动加速度记录的特性，进行分析之后得到的一个成果。

1.2.3、动力理论

动力理论则是在20世纪的70－80年代之中被广泛使用的地震动力理论。其发除过了基于60年代之后，电子计算机技术以及试验技术的发展之外，人们对于种种结构在地震作用之下的线性以及非线性反应过程具备较多的了解，也可以随着强震观测台站的逐渐的增多，种种受损结构的地震反应记录也在逐渐提升。进一步动力理论同时也可以被称之为地震时程分析理论，其将地震看成是一个时间过程，挑选具备代表性的地震动加速度时程当做地震动输入，建筑物简化成为多自由度体系，计算获得每一时刻建筑物的地震反应，这样就可以完成抗震设计工作。

2、高层建筑结构中抗震设计特点

2.1、控制建筑物的侧移是重要的指标在地震荷载作用下，建筑结构所产生的水平剪切力占主导地位，所以建筑物会产生明显的侧移，随建筑结构的高度不断曾加，结构的侧向位移迅速增大，但该变形要在一定限度之内，这样才能保证结构安全以及使用功能。

2.2、地震荷载中的水平荷载是决定因素水平荷载会使建筑物产生倾覆力矩，并且在结构的竖向构件中引起很大的轴力，这些都与建筑物高度的两次方成正比，故随建筑结构高度的增加，水平载荷大相径庭。对高度一定的建筑物而言，竖向荷载基本上是不变的，但是随着建筑物的质量、刚度等动力特性的不同，水平地震荷载和风荷载的变化是比较大的。

2.3、要重视建筑结构的延性设计高层建筑结构随着高度增加，刚度减小，显得更柔，在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有足够的变形能力，使结构进入塑性变形阶段仍然安全，需要在结构构造上采取有利的措施，使得建筑结构具有足够的延性。

3、建筑抗震的主要影响因素

3.1、抗震设计标准

现阶段，我国在各个地区设置的基本设防烈度，主要是根据该地区以及具体建筑在一定时间段内遭受的地震及其强度的概率而定的。若是一般性的建筑，就根据基本烈度设防，若是较重要的建筑物，就相应的提高设防烈度，同时造价也会随着建筑物烈度的提升而升高。

3.2、建筑结构形式

为了切实的保证建筑物“小震不坏，大震不倒”，在最新的设计规范中，砖混内框架结构被严格的取消了。目前，主要采用的是剪力墙结构、框架结构等。虽然单纯的框架结构造价相对较低，但是，它们的抗震性能差，所以，它们普遍适用于一些地震发生的概率较低、级别较小的地区。

3.3、抗震措施

抗震措施主要是依据建筑物的重要性来说的。在确定建筑物等级以及其场地的类型的基础上，把先进的抗震理念和系统的分析计算纳入到抗震设计中，这样就可以改善建筑抗震设计，同时也可提高建筑抗震效果。

4、民用建筑结构抗震相关措施

4.1、合理布局地震外力能量的传递吸收途径

作为提升建筑结构抗震能力的第一步，通过这样的合理布局，可以确保支柱、墙以及梁的轴线在同一平面之内，这样就会使得构件双向抗侧力体系形成。使用这样的布局，当地震发生之时，支柱、墙以及梁呈弯剪破坏，塑性屈服尽量在墙的底部产生。同时，当地震发生的之时，连梁应该在梁端塑性屈服，需要具有充足的变形能力。通过这样的结构以及布局，当地震发生之时，在墙段可以充分发挥其的抗震作用，依照强墙弱梁的原则不断提升墙肢的承载力，那么就会使得墙肢的剪切应力破坏，这样就可以使得建筑结构的抗震能力获得提升。

4.2、选择合理的建筑结构体系

一般而言，选择合理的建筑结构体系是结构设计的项重点内容，而且结构方案选择的合理与否，会直接影响到建筑的安全性以及经济性。通常情况下，建筑结构体系的选择要满足以下要求；第一，建筑结构体系要最大限度避免由于部分机构问题所影响整个机构抗展能力。抗震设计应该遵循的原则就是具有一定的内力重分配，这样如果地震中部分的构建停止工作，也不会影响其他构件负荷承载力，最大限度防止整体结构的失灵；第二，建筑结构体系应该具备良好的变形能力、一定的承载能力以及消耗地震量的能力。由于钢筋混凝土具有较强的塑性内力重分布能力，这样就能够更好地耗散地艇能量；第三，建筑结构体系的设计应该具有较明确的计算图以及科学的地震作用传递途径.在这个环节中，布置竖向结构要选择竖向构件在垂直重力荷载状况下的压应力水平趋向均匀;布置楼屋盖梁系时，要将数值重力负荷通过最短的路径来传输到竖向的构件墙;布置转换结构，要促使上部的结构竖向构件传输的垂直重力荷载进行转换;最后，建筑结构体系具备一定的强度和刚度也是很有必要的。应该有科学的强度及刚度的分布，最大限度防止由于局部变形所产生的变形集中。而且框架结构的设计也应该保证节点不被破坏，底层柱底的塑性通常较晚形成，这样塑性胶就应该相互分散，对于明显的薄弱部分，要采取措施切实提高抗震能力。在我国建筑结构中，所说的结构对称性是指达到抗侧力主体结构的对称。通常结构的规则性体现在：第一，建筑主体抗侧力的结构两个主轴方向的刚度以及变形特性都应该相似;第二，建筑主体抗侧力的机构往往是竖向断面非常均匀，防止突变;第三，建筑主体抗侧力的结构进行平面布置时，要体现出同一个主轴的方向各片抗侧力的刚度要尽可能均匀。

4.3、房屋建筑的地基设计

首先，在建造房屋建筑期间，同一个房屋建筑不允许建造在性质不同的地基上。并且在地基应用上，尽量全然应用天然地基或是桩基，尽可能避免出现两种地基各一半的状况。从而增强房屋建筑的整体刚性，提高房屋建筑的抗震性能。其次，在埋置房屋建筑的基础时，需注意其埋置深度的控制。若基础埋置深度过浅，将会减少房屋建筑的嵌固作用，增强房屋建筑在地震期间的振幅，提高震害发生几率。因此在设计房屋建筑的基础埋置深度时，应尽量增加其埋置深度。并认真做好基槽回填工作以及夯实工作，确保回填土可基础侧面的紧密接触，提高房屋建筑地基稳定性。最后，房屋建筑是由上部建筑、基础两个部分所构成的一个整体。因此在建筑室外地坪下，不应应用内外交圈基础圈梁，以免影响上部建筑和基础的整体性。此外，应将上部结构构造柱钢筋嵌入基础圈梁内，从而加强上部建筑和基础的连接牢固性。若建筑建造地段的土质刚度较弱，则还需设置圈梁在基底底部。

4.4、房屋建筑结构设计的规则性

4.4.1、合理处理房屋建筑的防震缝若房屋建筑结构不规则，需处理好建筑的防震缝。设置防震缝期间，应将房屋建筑划分为相互独立且规则的结构。防震缝两边需具备足够宽度，彻底分开防震缝两边的上部建构。并顺着建筑高度，在防震缝两侧布置墙体。

4.4.2、合理布置房屋建筑的纵横墙墙体属于房屋建筑的主要承重构件，由于房屋建筑的刚度大小主要取决于墙体数量，若承重墙体上，将会加大墙体间隔，进而降低房屋建筑的刚度以及抗震能力。因此在设计期间，需均匀分布房屋建筑的横墙以及纵墙，从而确保房屋建筑的整体抗震性能。5.合理布置构造柱以及圈梁构造柱、圈梁等均属于提高房屋建筑抗震性能的重要组成部分。其中构造体有利于增强建筑墙体的抗剪性能，并优化建筑结构变形能力，从而使建筑结构在外力作用不大的影响下仅发生变形，不对建筑结构整体的稳定性产生影响。因此，在布置构造柱时，需以《抗震规范》作为布置依据，在墙体交叉处均设置构造柱，促使墙体材料由脆性演变为延性。另外，圈梁有利于缓解地震对于建筑的损害，提高墙体之间的连接牢固性，对于增强房屋稳固性、整体性等可起到明显的促进作用。在一定情况下，还可抑制墙体产生裂缝。

4.5、设置多道抗震防线

为了提升建筑结构抗震能力，那么应该设置多道抗震防线。而这也是在一个抗震结构体系之中，如果地震发生之时，在地震作用之下，一部分延性比较好的构件第一达到屈服，可以担负起第一道抗震防线的作用。而其他的构件同样起着抗震防护的作用。并且，只有当第一道抗震防线屈服后，其他的抗震防线才会依次屈服。设置多道抗震防线，形成第一道、第二道、第三道甚至更多的抗震防线，当一道抗震防线失去作用后另外的抗震防线便可以发挥作用。这种结构对提高建筑结构抗震能力具有非常重要的作用。

4.6、结构抗震概念设计

4.6.1、结构设计的内涵

结构设计由两部分组成:概念设计和理论设计。概念设计指的是设计过程中不需要经过较精细的、较理性的分析，也不需要处理规范中难以界定的问题，只需要根据从结构体系整体与部分间的力学关系、工作经验、地震灾害以及实验现象中总结的设计原则和理念，从而确定建筑结构的设计和细部的设计构造过程。而理论设计则是工程人员对设计好的结构模型进行计算和应力假定前提下，依据设计规范和计算原理计算出结果，再根据结果进行合理的设计。

4.6.2、结构概念设计的应用

通过运用概念设计的思想和抗震措施，减少了对结构设计的局限，拓宽了思路。由于传统结构设计配筋量不合理，所使用的混凝土等级太高，造成其造价超出正常范围。这是由于传统结构设计中，结构合计和计算理论大致注重如何增强结构抗力。之所以出现肥梁、胖柱、深基础随处可见，是因为结构工程师往往只注意到不超过最大的配筋率。而结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。概念设计包含极为广泛的内容，选择对抗震有利的结构方案和布置，采取减少扭转以及不断加强抗扭刚度的措施，设计延性结构以及延性结构构件，同时分析了结构薄弱部位，使用与之相应的措施，这样就可以避免薄弱层过早破坏，制止局部破坏导致的连锁效应，也可以避免设计静定结构，使用二道防线措施等等。应该说，从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计步骤之中都应该贯穿了抗震概念设计的内容。

4.7、合理的结构体系及构件的延性

对于整个建筑结构来讲，设计合理的结构体系并保证构件的延性相当重要，在设计过程中要遵循以下几项原则：

4.7.1、在进行结构计算时，要有明确的计算简图和说明，而且要保证建筑结构在地震作用时有合理的传力路径。

4.7.2、保证结构有足够的强度和变形能力。在地震作用时，有大量的能量瞬间传递到建筑结构构件中，如果结构构件有较好的变形能力，就可以吸收大量的地震能量，避免结构损坏。因此，在抗震设计时，要尽可能采用延性较好的构件。

4.7.3、保证结构强度和刚度合理分布。在设计时，尽可能使结构强度分布均匀，刚度在竖直方向上分布均匀，这样可以避免在地震作用时，结构物局部出现应力集中，从而造成结构物整体损坏。

5、结语

本文主要从抗震的方面进行粗略探求，在时展的推动之下，不断出现新的抗震理念，比如说在工程的结构之中使用隔震减振的措施来进行“隔”震的中心思想获得了广泛的关注。为了逐渐提升建筑物抗震的性能，我们应该确保民用建筑依照规定的抗震进行设防，同时不断进行研究以及发展新抗震设计的方法，实现较为的科学的防灾减灾。

参考文献：

[1]卢伟峰.浅谈民用建筑结构抗震理念设计[J].中华民居(下旬刊),2013,08:59-60.

[2]赵剑.基于抗震理念的民用建筑结构设计探究[J].科技与企业,2013,11:243.