建筑结构设计中的抗震设计范文

导语：如何才能写好一篇建筑结构设计中的抗震设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：建筑事业；建筑结构；抗震设计

中图分类号：TU352.11文章标识码：A文章编号：1672-9129（2017）10-0114-01

前言：

隨着近些年来我国发生的地震灾害不断增多，其给人们的生命财产安全带来了巨大的威胁。为此，我们要积极采取应对措施来抵御地震等自然灾害带来的危害。在建筑结构设计工作中，加强建筑结构的稳定性是降低地震灾害的有效措施，而如何科学合理的实施建筑结构设计便成为了诸多建筑工程单位所关注的任务。因此，文章针对于建筑结构设计在抗震设计的研究具有极为重要的现实意义。

1抗震设计在建筑结构设计中的重要性分析

就我国的自然灾害形式而言，地震灾害是目前对我们建筑工程事业威胁最大的自然灾害之一，为此，在建筑结构设计中加强其抗震设计研究便十分重要。我们知道，在我们中国已知的地震灾害史上，有很多地震给我国的人民生命和财产带来了极为严重的损失，如唐山大地震和汶川地震等。随着我国城市化进程的不断加速，各种高楼大厦林立，倘若在建筑结构的抗震设计中做好充足的准备工作，那么一旦发生地震灾害其所产生的危害便会降至最低。为此，建筑结构的抗震设计是人们生命和财产安全的重要保证。建筑结构的抗震设计原则为“小震不破坏建筑结构、中震建筑可加固、大震建筑不倒”，建筑结构设计在抗震设计中若能保证以上几点原则，那么在地震灾害来临之时便会很大程度的减少人员伤亡和财产损失。由此可见，抗震设计在建筑结构设计中的研究是多么重要[1]。

2建筑结构设计中的抗震设计的要点分析

2.1选择合理的建筑场地

提高建筑结构本身的抗震性能够从多方面进行实施，其中，合理的选择建筑场地是其抗震性得以提升的首要工作。建筑结构设计人员在对建筑物建筑地形进行选择时要选用地势较为平坦的地方，这样能够降低建筑结构的抗剪力强度，从而提高整体稳定性。此外，建筑工程现场的土质情况也要做好前期调研工作，尽可能选择土层硬度和密度较高的地段进行施工建设，这样能够满足建筑结构本身的荷载力承重要求。传统的建筑物建筑基地往往存在河岸边缘、采空区和软土土质层问题，这些地段对建筑物自身的稳定性影响较大，很容易在地震来时发生沉降和塌陷问题。为此，建筑结构设计中抗震设计要合理选择建筑场地。

2.2选择科学的抗震结构

建筑结构的抗震性设计研究需要从以下几方面实施：第一，建筑结构设计人员应该对抗震结构进行全面分析。科学合理的抗震结构能够有效提升建筑物本身的稳定性，尤其是建筑结构的强度和刚度，为此，相关技术人员在进行结合设计时一定要做好抗震结构设计，选择刚性较强的建筑结构方案推进建筑结构设计。第二，提高建筑结构的承载力。钢筋混凝土结构的塑性内力重分布能力较好，能够有效的吸收地震能力，为此，必须选用科学的抗震结构，从而提高建筑结构的承载力[2]。

2.3建筑结构参数计算工作

对建筑结构的参数计算工作进行合理推进十分重要，其能够对可能形成的损害进行针对性的预防。为此，负责建筑结构参数计算的工作人员要结合多方影响因素进行分析，对地震发生时建筑结构受承受的各种力进行计算，从而明晰建筑物可能承受力的数值。此外，为了能够保证参数计算工作的有效性，相关技术人员可以对建筑结构进行模型设计，并通过地震模拟来观测模型所承受的力是多少，最后通过合理的参数设计和整改对建筑结构的抗震性设计参数进行修正，这样便有效的提高了建筑结构的抗震可能性。

2.4多重抗震防线的设置

多重抗震防线的设计能够进一步提升建筑结构设计的抗震性能。通常情况下，抗震防线多能够给建筑结构更多的时间和空间来抵御地震所带来的威胁。为此，在对建筑结构进行抗震设计时，要对第一道抗震防线的采取延展性构建，延展性构建对建筑物本身的抗剪力作用有着更高的适应性，且即便在地震中发生损坏也能让其它的防线继续发挥着抗震作用[3]。如此多重抗震防线的设置能够将建筑结构设计的稳定性得以最大化发挥，从而为人们的生命和财产安全提供可靠的保障。

3结语：

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关键词：建筑结构设计；抗震设计

中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：

1影响建筑抗震的因素

1.1建筑抗震取决于所采用的抗震设防标准

一般建筑按照基本烈度设防，重要建筑需提高设防烈度，但建筑造价也会随之提高。

1.2建筑抗震取决于所选取建筑结构形式

为实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标，新版《建筑抗震设计规范》中取消了砖混内框架结构，提高了砖混结构建筑的设计要求。目前普遍使用的框架－剪力墙结构、剪力墙结构、框架结构三种结构形式中，框架－剪力墙结构的抗震性能最为突出，剪力墙次之。单纯的框架结构造价虽然抗震性能不如前两种，但其造价较低，施工技术成熟，是目前最为常见的结构形式。根据建筑当地的实际情况，结合建筑的使用功能，选取合适的结构形式，对于建筑抗震意义重大。

1.3建筑抗震取决于适宜的抗震措施

在场地类型不同的情况下，抗震措施主要由建筑的不同等级决定。在确定建筑等级及场地类型之后，将先进的抗震理念和系统的分析计算纳入到抗震措施设计中，即可改善建筑抗震设计，提高建筑抗震效果。

1.4影响房屋建筑抗震性能的因素

房屋建筑抗震性能取决于场地选择、施工质量等其他因素。建筑工程场地选择不当等造成施工质量下降，这些因素都可能对建筑结构的抗震性能造成重要影响。选择建好的工程场地、加强施工质量监督，对于提高建筑抗震性能是十分必要的。

2现有抗震设计中的不足

我国的抗震设计思路是在借鉴其他国家抗震成果的基础上，结合我国实际逐步确立并完善的。其中有符合现代抗震设计理念的创新部分，但是也有考虑欠妥的地方，需要我们今后加以完善。

2.1我国抗震规范在确定抗震关系上存在误区

国外在划定抗震的延性要求等级时，多结合当地实际情况，利用不同的地震作用降低系数来确定抗震延性，即“小震”取值越高，延性要求越低，反之亦然。与此同时，有些地区还结合了高烈度区使用高延性、低烈度区使用低延性的抗震设计理念。这两种抗震设计都与实际需要的抗震效果是一致的。而我国将地震作用降低系数统一取值，并且将小震定义为一个固定的统计数字。这样对于抗震延性而言，其性能就是由抗震等级来决定，这就造成同一个数值对应不同抗震效果，也就间接造成低烈度区建筑结构延性要求无法满足实际建筑抗震需要。

2.2我国规定的“小震不坏，中震可修，大震不倒”抗震设防目标也有待商榷

该设防目标并不完全适用甲、乙、丙三类重要性不同的建筑。一栋建筑在大震下能否不倒，已经不是看其承载力的大小，而是看它的延性是否能够到达设计要求。而实际上，我国规范对甲、乙、丙三类建筑的要求就存在概念性矛盾。我国规范要求，与国外规范相比较，对乙类和丙类建筑的是比较合理，而对于甲类建筑则过于偏松，对丁类建筑过于严格了。

3保证钢筋混凝土结构的抗震措施

“高延性”是我国对钢筋混凝土结构抗震设计提出的设计目标，即在较大的塑性变形状态下仍保持其竖向荷载和抗水平力的能力。为实现该要求，在进行建筑结构抗震式设计时主要选取“梁铰机构”，采取“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等设计方法，并通过提高构件的承担各类荷载引起的内力及有效控制结构的水平力等能力，避免发生由于剪切力过大造成的构件损坏。该设计可以保证建筑具有一个相对稳定的塑性耗能整体和相对较大的塑性耗能能力。

为实现结构抗震延性的设计要求，就要严格遵循:

(1)控制好受拉钢筋的配筋率，即需要控制好最大配筋率和最小配筋率。

(2)保证箍筋用量，用法，以实现箍筋抗剪、保证纵筋不过早局部失稳的设计目标。

(3)增加梁内有受压钢筋保护措施，以分担其所受剪力，减小对整体结构造成的危害。

4提高建筑结构抗震能力的措施

4.1设计方案的选择

为实现建筑结构的抗震效果，在对建筑物进行结构抗震设计(不考虑工程造价)时，设计方案应以体形简单、规则、平面对称为主，建筑结构应以框架－剪力墙结构和剪力墙结构为主。这些设计可以尽量减少由于各类荷载引起不必要内力的出现，避免由于结构不均匀的设计理念造成抗侧向力的体系刚度过大、承载能力变化频率过快等现象的出现。

4.2选择有利的施工场地

应在充足的勘测数据基础上，结合周围地区的地形地貌、地质状况，选择最为有利于的施工场地，避开地质灾害的地方。

4.3确保主体结构与其他构件之间连接可靠

在进行建筑结构设计时，需确保主体结构与其他构件之间连接可靠、传力途径明确、截面形式合理。为达到这个目的，设计者就必须对建筑内部所有出现的连接情况进行合理设计。这并不会增加设计的难度，却能尽可能地减小震害出现时带来的损失。

4.4把好施工质量关

除建筑物结构设计方面的因素外，影响建筑抗震效果的主要是施工因素。严格按照建筑抗震设计内容，保质保量的完成施工，是决定建筑物抗震性能的关键。

4.5选择对抗震有利的建筑平面、立面和竖向剖面建筑抗震

设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。1990年江苏常熟发生里氏5．1级地震，震中区那些平、立面布局不合理，门窗洞口过多、过大，大开间，大进深房间太多的二、三层砖混结构房屋遭到严重破坏，造成了很大的损失。

4.6选择技术和经济合理的结构体系结构体系应根据建筑的

抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径，避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。要具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。对可能出现的薄弱部位的结构体系，应采取措施提高抗震能力。另外，结构体系宜设置多道抗震防线。

5结束语

综上所述，在我国现在的建筑结构设计中，结构抗震的本质就是延性，提高延性可以增加结构抗震潜力，增强结构抗倒塌能力。设计人员在合理体现框架结构的延性设计时，应进一步增大作用效应以提高结构设计的可靠度和建筑物的抗震性能。

参考文献

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［2］李灿灿，陆洲导，李凌志．建筑结构基于性能的抗震设计［J］．四川建筑科学研究．2005(10)．

［3］叶列平，曲哲，陆新征，等．提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想与方法［J］．建筑结构学报．2008(8)．

［4］吴智，李贵男，段壮志．民房建筑结构抗震能力分析与抗震措施探讨［J］．山西建筑，2009(10)．

［5］付永峰，郭明明．钢筋混凝土建筑结构抗震的发展［G］．河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集．2010－03－01．

［6］刘欣．由汶川地震引发对建筑结构抗震设计的思考［J］．中国新技术新产品，2010(8)．

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【关键词】建筑结构；结构设计；抗震设计

引言

经过多年来对建筑结构中抗震设计的研究，我国的抗震设计方法已经逐渐趋于成熟，但是还有许多需要完善的地方。我们要在严格按照建筑抗震规范要求的基础上上，科学地合理地进行建筑抗震设计，保证建筑物的稳定性和可靠性，促进我国建筑结构抗震设计向着高水平方向发展。

一、建筑抗震结构设计的基本原则

1、要尽最大的可能性安排许多的抗震的防线，使得多个延展性比较好的分体也可以形成完整的抗震的结构和体系，运用这样一个具有延展性的结构构件进行一定的合作，也可以使得这样的框架形成一个良好得结构。在经过了级数较大的地震之后，随后还会有余震。如果只设计了第一道防线，那么余震很可能会给建筑物再带来很大的风险，也有可能会造成建筑物的倒塌。如果设计得当，可以在很大程度上对建筑物抗震的程度进行提高。

2、采取相应的措施在可能出现的薄弱部位加强其抗震能力。对于薄弱部分判断基本的因素是构件承载能力，在发生地震的过程之中，构件并没有一定强度的安全的储备，因此在设计的过程里面，还需要进行楼层实际承载能力和设计上计算的承受弹力的比值也在一个均匀的变化趋势。而且不能过分的重视局部的强度和承载力对整体的协调程度。从整体式进行抗震性能的手段进行加强，效果比较明显的手段是对层次的设计，还可以对变形的能力进行转化。

二、建筑结构设计中抗震设计的措施

建筑结构抗震性能的强弱同建筑物业主及周边环境有非常直接的联系，不好的抗震能力会直接威胁到建筑物周边行人的人身安全，周边建筑和设施或多或少也会受到影响，切实提高建筑结构的抗震能力显得十分重要。通过自身多年的亲身实践与切实观察，对提高建筑结构抗震性能提出笔者自己的一些建议，主要包括谨慎选择抗震结构、合理布局减少地震能量以及设置多重抗震防线等，现具体阐述如下：

1、谨慎选择抗震结构

审慎选择抗震结构是有效提高建筑结构抗震性能的重要保障，通过选择强度较优、刚度较高的建筑主体结构设计方案，能最大限度的降低建筑结构的变形概率，保障建筑物的安全性能。另外，设计员要认真仔细的分析抗震结构，要进行抗震结构分析时要保证其全面性，部分非结构构件也要在分析中得到体现，尤其是注意对非结构构件的刚度和强度等方面的分析。对非结构构件的主题部分也要进行必要的考究，针对易出现安全隐患的短柱部位要进行相应的措施，加强短柱部位的抗震能力，防止安全问题的出现，在整体性原则的指导下统筹结构构件和非结构构件。

2、合理布局减少地震能量

在防震设计中采用以位移为基点的结构设计和定量分析能有效的减少地震灾害的能量输入，增强建筑物的抗震效果。通过对设计的定量分析，反复核算构件的总承载力，控制强震感下建筑下层的位移延性比，满足建筑物在受地震侵害时的结构变形要求。在建筑施工中地基要尽量选在坚硬的场地，要尽量避开地震的活跃周期范围，减少余震同建筑结构的共振，降低建筑物对地震能量的输入，降低地震带来的破坏。

3、设置多重抗震防线

进行抗震设计时设置多重抗震防线可以最大限度的降低地震侵害带来的危害。在进行设计工作时，可以将一些延展性能良好的构件纳入到抗震防线体系中，将其视为第一道抗震防线，将另一些建筑构件作为第二、第三道防线，在第一道抗震防线遭破坏后，利用其他防线抵抗地震的后续冲击力，保障人员生命安全。

4、对材料和结构系统进行的选择

在地震经常发生的地区，对于建筑材料以及建筑结构类型的选择至关重要，需要高度重视。通常，对于高度在150米以上的建筑，主要结构类型为框架筒、筒中筒以及组合筒，它们在高层建筑中应用比较广泛。在国外一些地震高发地区，主要的建筑材料为钢结构，在我国主要是以钢筋混凝土和混合类型为主的结构模式。对于这种结果内筒，在地震中，所受到的力量为80%左右。鉴于整个结构的关键和核心为钢筋混凝土，因此，结构变形的极限即为混凝土结构变形的标准，要以此为基础，绝对不能超过。在弯曲变形的条件下，侧向位移增大，依靠钢结构实现对位移幅度的减少，但是效果不显著。一般情况下，为了提升结构刚度和强度，可以加强混凝土的刚度来实现，也可以增设伸臂结构，以促进抗震效果的提升。

5、对于轴压比和短轴进行的相关设计

针对建筑机构抗震设计，为了实现抗震效果的提升，要减小柱的轴压比，同时，增加其截面的面积。对于轴压比的降低，其目的是将柱子设置于偏心受压的状况中，防止纵向受力钢筋脱离受拉屈服，出现混凝土破损的情形。对于柱本身，其具有较大的刚度和强度，但是，与之相适应的是结构的延性发生变化，出现延性较差的情况，一旦发生地震，整个结构在消耗地震能量方面就显现的十分差，结构发生变形、受到侵害的几率就大幅上升。因此，在进行高层建筑结构设计的时候，墙柱若梁是比较常见、有效的设计模式，主要是梁的延性较好，能够将适当的变形控制在合理的范围内，极大降低了柱子达到屈服强度的几率，在具体设计的时候，可以对轴压比进行合理范围内的增大。另外，通常情况下，在高层建筑的底层，柱子的长细比控制在4，但不是以此作为短柱的唯一判断标准。因为，短柱的关键影响因素为柱的剪跨比，当其数值被控制在2的范围，才能将其判断为短。

6、对抗震设计的级别进行不断提升

在近些年，地震发生的频率较高，给整个社会带来巨大损失。对于地震灾害的研究，将50年作为一个探索周期，而小型地震再次发生的时间间隔为50年，这种地震的危害已经超过了结构抗震设计安全烈度概率的60%以上，而中型地震周期为475年，概率达到10%，而大型地震周期为2000年，概率达到2%，为此，要将建筑结构的抗震等级进行适时调整，提升到新的等级，对抗震设计进行全面、科学、合理的设计，实现较为稳定的抗震效果。 .

7、重视建筑结构平面布置的规则性和对称性

在建筑的平面布置之中就要坚持抗震的理念的设计，适宜采取比较规则的抗震的结构的方案。不能采取不规则的设计方案。所有的建筑的额抗震的设计还要符合设计的规定，对平面不规则或竖向不规则，或平面、竖向都不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型；对凹凸不规则或楼板局部不连贯时，应采用符合楼板平面内的实际刚度强度变化的计算模型；对薄弱部位应乘以内力增大系数，应按规范的有关规定分析弹塑性变形。要采取多种多样的措施保障抗震的稳定性和结构性。

结束语

总之，建筑物的抗震性设计应引起重视，使其设计与技术进一步提高，以确保人们的安全。在建筑开发项目设计与施工的各个具体环节之中，相关部门也要根据自身的职责做好相应的工作，确保建筑物的工程质量与抗震性能，监理单位更应该严格地做好监理的工作，而勘察单位就应该如实出具勘察报告，从而确保房屋建筑的安全性。

参考文献

[1]陈教洪.谈概念设计在建筑结构设计中的应用[J]建材与装饰，2013，（5）.

[2]黄鹤，王佳蕾.建筑结构基于性能的抗震设计理论及方法[J].中国高新技术企业，2012（3）.

[3] 方小丹，魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报，2011，（12）.

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关键词：建筑设计；抗震；设计 建筑体型；设计问题

中图分类号：TU2；文献标识码：A；文章编号：2095-2104（2013）

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。

1建筑设计在抗震方面的必要性

近几十年来结构抗震设计方法的研究与进展，尤其是各国历次大地震对人类造成严重灾害的经验教训，使世界各国地震工程学者及工程抗震设计人员逐步取得了较为一致的认识。用形象语言来概括，即遵循“小震不坏，大震不倒”的设计原则。这已成为当今世界各国公认的结构抗震设计准则，并开始在各国规范中有所体现，根据城市和经济高速稳步发展，对抗震设防提出了更高要求，也打造了良好的物质平台。有效提高工程抗震能力，越来越成为社会共识。建筑抗震可归纳为：1、慎重选择场地；2、科学确定工程的抗震设防标准，特殊工程要进行地震安全性评价；3、不同类型建筑要采用适合的结构形式；4、合理布置，平面立面要规则些，底层层高跨度不宜过大；5、尽量采用隔震减震技术；6、注重施工质量；地震是地壳运动在某些阶段发生急剧变化时的一种自然现象。据统计，全世界每年发生的地震约达500万次，其中绝大多数地震由于发生在地球深处或者它所释放的能量小而人们难以感觉到；而人们感觉到的地震，也即有感地震，仅占总量的1%左右；能造成灾害的强烈地震则为数更少，平均每年十几起。然而，就是这些每年为数不多的地震，却给人们带来了无可挽回的巨大经济财产损失和触目惊心的人身伤亡事故。据有关方面对世界上130次伤亡巨大的地震震害资料所做的统计表明，95%以上的伤亡是因为无抗震能力或抗震能力低的建筑物倒塌而造成的。典型的例子如，日本是个多地震国家，政府一贯重视建筑物抗震设计，其防震设施和技术相当先进，建筑物通常具备了抗御7～8级地震的能力；而阿尔及利亚当地房屋建筑质量普遍低劣，抗震性能差，地震时易坍塌。由此可见，对建筑物进行有效的抗震设计是减轻地震灾情最有效、最根本的措施。

2 建筑设计在抗震中的问题

我国地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广，是一个地震多发国家。地震是一种多发性的随机震动，其复杂性和不确定性很难把握，要准确预测建筑物震害的特性和参数，目前还很难做到。抗震慨念的设计强调，在工程设计一开始，就应把握好场地条件和场地土的稳定性、能量输入、建筑物的平、立面布置及其体形、结构体系、刚度分布、抗侧力构件的布置、构件延性；材料与施工质量等几个主要方面，其中主要的问题有以下几点：

2.1设计人员“思想保守”与过于“开放”

“思想保守”体现在结构设计方面比较多，例如：现在很多高层住宅，剪力墙过多过厚，由于刚度过大，导致相对侧移值过小，远远小于规范的规定值，一来不利于建筑物抗震，二来不经济。

2.2 专业技术知识不扎实，专业之间配合不到位

有些设计人员没有扎实的专业技术知识，自然设计出的建筑图纸会出现很多问题，给施工带来难度。不具备扎实的专业知识，在施工过程中出现的临时性问题更是难以应付，有的甚至对施工工艺都不太了解。

2.3 平面布局的刚度不均

抗震设计要求建筑的平、立面布置宜规正、对称，建筑的质量分布和刚度变化宜均匀，否则应考虑其不利影响。但有的平面设计存在严重的不对称：一边进深大，一边进深小；一边设计大开间，一边为小房间；一边墙落地承重，一边又为柱承重。平面形状采用L、π形不规则平面等，造成了纵向刚度不均，而底层作为汽车库的住宅，一侧为进出车需要，取消全部外纵墙，另一侧不需进出车辆，因而墙直接落地，造成横向刚度不均。这些都对抗震极为不利。

2.4 抗震构造柱布置不当

如外墙转角处，大厅四角未设构造柱或构造柱不成对设置；以构造柱代替砖墙承重；山墙与纵墙交接处不设抗震构造柱；过多设置抗震构造柱等。

3防震设计的主要策略

3.1 推广使用隔震和消能减震设计

目前，建筑工程设计时一般都是采用延性结构体系（传统抗震结构体系），这个体系是适当控制结构物的刚度，地震发生时，允许结构构件进入非弹性状态，并具有较大的延性，通过这样的方式来消耗地震产生的能量，减轻地震对建筑物造成的破坏，使建筑物出现裂缝但对整体结构没有大的影响。随着新技术和新材料的产生，在传统抗震结构体系中加入软垫隔震，滑移隔震，摆动隔震，悬吊隔震等措施，通过这些措施改变结构构件的力学特性，减少地震能量输入，减轻结构地震反应，是一种很有前途的防震措施。

3.2 减少地震能量输入

建筑工程结构防震设计时，采用基于位移的结构抗震设计，这样可以减少地震能量的输入，设计时要进行定量分析，在地震发生时，结构的变形能力满足定量分析的变形要求。定量分析师不仅要验算构件的承载力，还要控制结构在地震震感很强的作用下层间位移角限值或位移延性比。在建筑工程中，选择坚硬的场地作为地基建造的高层建筑，可以很大程度上减少地震能量输入，减轻地震的破坏程度。错开地震的活跃周期，防止地震余震与结构产生的共振破坏。

3.3 建筑工程结构材料的选用

建筑工程结构设计中结构材料选用也很重要。如果结构设计的很完善，同时也符合防震的要求，但是如果结构材料的选用不当，就可能达不到预期的防震效果。在防震结构设计时必须要对结构材料参数随机性的防震模糊可靠度进行分析，这与以往的结构抗震可靠度的研究不同，以往的研究中只考虑荷载的不确定性而不考虑别的因素。设计时应该综合考虑了材料参数的随机性，地震烈度的不确定性以及烈度等级界限的模糊性等因素，确保设计时考虑因素的全面性。

3.4减轻建筑结构自重

减轻建筑结构的自重，对于增强建筑物的防震能力具有很大的影响。从地基承载力来看，如果是相同的地基条件，在不增加基础或地基处理造价的情况下，减轻结构自重意味着可以增加建造层数，对于软土地基影响更为明显。地震效应与建筑物的重量成正比，建筑物结构重量的增加必然引起地震力的增大，建筑物的结构中惯性较大，地震发生时，建筑物的危害性较高。所以在建筑工程设计时尽量采用自重比较轻的结构构件。

3.5 建筑结构应设置多道抗震防线

建筑物为了提高防震性能可以设置多道抗震防线，地震发生时，第一道防线的构件在强烈地震作用下遭到破坏后，后备的第二道乃至第三道防线能抵挡后续的地震动的冲击，提高建筑物的防震能力。

参考文献：

[1] 现行建筑设计规范大全[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2] 王崇杰，崔艳秋.建筑设计基础[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

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关键词：建筑结构设计；抗震结构设计；设计理念

中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号：

1引言

由于我国地质条件比较复杂，因此在进行建筑结构设计时要考虑到建筑的抗震性能。就目前而言，建筑结构的地震反应可以用不同的变量来体现，具体在抗震设计过程中采用何种设计变量则要根据结构自身类型、地震反应特性、地震破坏模式等因素综合考虑。

2抗震概念设计的基本原则与要求

2.1 选择有利场地

造成建筑物震害的原因是多方面的，场地条件是其中之一。选择工程场址时，应进行详细勘察，搞清地形、地质情况，，尽可能避开对建筑抗震不利的地段。2.2 采用合理的建筑平立面

建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则（如下图为抗震布置），就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。

图1 抗震布置

2.3 选择合理的结构形式

抗震规范对建筑结构体系主要有以下规定：结构体系宜具有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力；结构体系宜具有合理的刚度和承载力分布；结构在两个主轴方向的动力特性宜相近，以避免质心和刚心不重合而造成扭转振动和产生薄弱层。

3具体设计

3.1场地选择

要避开抗震危险地段。建筑抗震危险的地段，一般是指地震时可能发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段，以及震中烈度为8度以上的发震短裂带在地震时可能发生地表错位的地段。发震断层：在过去3.5万年以内曾活动过一次，或在5万年内活动过两次的地质构造上的断层。非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的一般断层，在地震时一般不会发生新的错动。

3.2建筑的平立面布置

一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层。对称的结构容易估计其地震时的反应，容易采取构造措施和进行细部处理。“规则”包含了对建筑的平、立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至强度分布等诸多因素的综合要求。地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；正六边形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。不宜采用有较长翼缘的L形、T形、U形、H形、Y形等平面形状。地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何形状，尽量避免带有突然变化的阶梯形立面。建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。一般，房屋愈高，所受到的地震力和倾覆力矩愈大，破坏的可能性也愈大，但不是绝对的，与经济有关。建筑物的高宽比值愈大，建筑物就愈瘦高，地震作用下的侧移就愈大，地震引起的倾覆作用就愈大。

3.3多道抗震防线

多道防线是指一抗震结构体系，应有若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。当共振时，多道设防的优越性更为明显，当第一道防线破坏，第二道防线接替后，建筑物的自振周期变化较大，共振现象缓解。

3.4 刚度、承载力和延性的匹配

钢筋混凝土剪力墙体系的特点为抗侧移刚度大，自振周期较短，地震作用较大。若增加墙厚和数量、减小横墙间距，则刚度增加，但地震反应加大。剪力墙可能会因承载力不足而破坏。建筑并不是愈刚愈好，二者应相互匹配。框架－剪力墙体系的自振周期的大小决定于抗震墙的数量。数量少而薄，刚度低，周期就长，地震剪力就小，但抗侧移能力也低。框架体系的特点为抗侧移刚度小，水平侧移大，结构周期较长，地震反应也小。由于水平侧移大，效应增大并随高度增加而累积，会造成承载力不足而破坏。刚度与延性对于有框架和抗震墙或由框架和支撑组成的双重体系中；框架刚度小，承担的地震剪力小，而弹性极限变形大；墙体或竖向支承刚度大，承担的地震剪力大，而弹性极限变形小；在往复地震动的作用下，墙体和支承由于弹性变形能力差而出现裂缝、杆件屈曲，水平抗力降低，而此时的结构层间位移角远小于框架的弹性极限变形值，框架的水平抗力未得到发挥；由于体系中各抗侧力构件的刚度与延性的不匹配，造成各构件不能同步协调地发挥水平抗力，出现先后破坏的各个击破情况。结构不同部位的延性要求：延性是指结构承载能力无明显降低的前提下，结构发生非弹性变形的能力。对结构中重要构件的延性要求，高于对结构总体的延性要求；对构件中关键杆件或部位的延性要求，又高于对整个构件的延性要求。改善构件延性的途径：控制构件的破坏形态、减小杆件轴压比、高强混凝土的应用、钢纤维混凝土的应用和型钢混凝土的应用。

3.5非结构部件处理

所谓非结构部件，一般是指在结构分析中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧力荷载的部件，如内隔墙、楼梯踏步板、框架填充墙、建筑墙板等。考虑填充墙的影响：填充墙对框架结构的影响：使结构抗侧移刚度增大，自振周期减短，从而使作用于整个建筑上的水平地震力增大。改变了结构的地震剪力分布。限制了框架的变形，减少了整个结构的地震侧移幅值。填充墙充当了第一道抗震防线的主力构件，使框架退居为第二道防线。

填充墙的布置：砌体填充墙不同于轻型隔墙，尽管均为非承重构件，但它具有较大的抗侧移刚度，所以不能随意布置。在建筑平面上，填充墙的布置力求对称均匀，以免造成结构偏心。沿房屋竖向，填充墙应连续贯通，以避免在填充墙中断的楼层出现框架剪力的骤增。在框架结构中当必须采用砌体填充墙作维护墙时，应采用有效的措施防止床裙墙对框架柱产生的嵌固作用，防止短柱的出现。

短柱：柱的剪跨比,剪跨比＞2时，为长柱，≤2时为短柱，≤1.5时为超短柱。长柱的破坏形式多为弯曲破坏，短柱多为剪切破坏，超短柱发生剪切斜拉破坏。同一楼层各柱之间的抗侧刚度不是很悬殊，但是一旦存在少数短柱，它们的抗侧刚度远大于一般柱子的抗侧刚度，短柱将吸收较大水平地震剪力，尤其是框架结构中的少数短柱。容易出现短柱的部位：窗间墙处的柱、楼梯间柱（与平台梁连接）。处理：贴砌方案或柔性连接。

外墙板与主体结构的连接方案选择使应考虑：结构抗震分析中是否要求外墙板受力；结构抗侧移刚度的大小；抗震设防烈度的高低。如下表为设防烈度：

表1 设防烈度

4比较结构抗震的设计方法

4.1 抗震抗震性能水平

对于不同等级的抗震性能，都应根据结构类型、结构变形等方面加以定义，应该表达为量化指标，以便工程设计和评估。

4.2 结构的抗震性能目标

在一个或多个设计地震作用水准上选择更高的性能目标，虽然在一定程度上会提高建筑造价，却能减免以后可能会产生的损失。

5结束语

鉴于建筑结构设计中的抗震结构设计的重要性，因此研究抗震设计具有非常重要的现实意义。抗震设计方法理论是一个非常庞大和复杂的课题，本文对这一理论的研究由于时间和能力的有限还不够深入和细致。在未来的研究中，还有许多方面需要进一步的探讨。

参考文献

[1]王振宇,刘晶波.建筑结构地震损伤评估的研究进展[j].世界地震工程,2001,17

(3):31-35.

篇6

关键词：概念设计建筑结构

引言

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论，加强计算机的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中，打破建筑结构设计中的墨守成规，充分发挥结构工程师的创新能力是相当必要的，因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。

1概念设计的理念分析

概念设计的理念是一种设计思维方式的改进，概念的含义就是用笼统而科学的思维方式来确定一些设计上的难点，一般是不需要进行精确计算的设计问题。因为这种问题在设计中很难给出确定的答案，尤其是在抗震设计中，按照整体结构体系和分体结构之间的力学关系，来解释地震所造成的对建筑物的损害。这种损害很难用精确的数据来衡量，因为地震本身所产生的破坏力就是一个不确定的数值，一味地提高建筑物的刚性是不恰当的。因此从抗震的角度看，利用宏观的概念性估算的设计思维更加符合抗震的需求。这就是概念设计理念的基本内涵。

概念设计是一种先进的设计思维的体现，结构工程师可以利用其完成对特定建筑空间的设计并形成总体结构方案，同时将构件与结构、结构与结构之间的关系看得更加透彻清晰。在不借助计算机的情况下，通过简单计算就能正确定性，帮助建筑师选择最佳的设计方案，优化结构并降低成本。

概念设计的理念优势还在于对它可以弥补一些结构设计理论和计算理论中存在的一些缺陷和不可预见性。如：对混凝土结构的设计。内力计算公式基于弹性理论，而截面积的计算是建立在塑性理论的基础上，这两种方法从根本上看是矛盾的，因此计算的结果跟实际情况是有差距的，用概念设计的思路可以弥补这类计算的漏洞。

概念设计也是施工图设计阶段判断计算机计算结果可靠与否的主要依据。例如：结构模型的简化与实际情况不符，程序的计算假定与实际情况不符，输入数据的错误、参数选择的错误等，都会影响最终的计算结果，这时就要运用概念设计对计算结果加以判断和甄别。

2抗震概念设计

2．1传统设计思维对建筑抗震的影响

传统结构设计的计算理论为建筑设计提供的是结构设计中对结构抗力的研究和计算。这种传统的设计思维使得结构工程师过度注重细节。而不是整体结构形式。抗震设计中传统的设计思路不能完全适用于结构设计，完全的照本宣科只能让结构趋向不合理。

2．2抗震概念设计

在抗震设计中，概念设计的应用已经成为设计者关注的设计理念。建筑抗震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，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。采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施，设计延性结构和延性结构构件，分析结构薄弱部位，并采取相应的措施，避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁效应，避免设计静定结构，采取二道防线措施等。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中都贯穿了抗震概念设计内容。

3概念设计的应用分析

3．1概念设计应重视结构规律

在建筑的概念设计中应当对建筑的体型设计进行合理的概念化修正，力求简单、规则、对称、在质量和刚度上分布应当均匀，避免局部刚性过大。建筑和结构的布局是否对抗震有利是概念设计中首先要思考的问题。简单对称的建筑在地震中的实际反映和应力分析都是容易做到的，且容易达到一致。凹凸的立面和错层设计虽然可以达到很好的艺术效果。但是在地震时却会产生复杂的地震效应。很难实现抗震的最佳效果。

3．2概念设计在结构体系上的应用

任何建筑结构都是由水平构件和竖向构件组成的空间结构，竖向荷载由水平构件承担并传递给竖向构件。最后传递给基础。水平荷载由水平构件和竖向构件共同组成抗侧力体系承担并传递给基础。不同的竖向构件组成不同的抗侧力体系，常见的抗侧力体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、框架-核心筒、筒中筒、束筒等以及这些抗侧力体系的组合。抗侧力体系是结构是否安全、合理、经济的关键。概念设计在结构体系上的应用就是依据建筑物的抗震等级和建筑物的高度选择合适的抗侧力体系并合理布置，通过概念近似手算来确定结构设计方案的可行性及主要构件的基本尺寸。延性是建筑结构一个很重要的特性。建筑结构的承载力和延性是一对矛盾，概念设计就是要选择合适的结构体系并合理布置，使结构的承载力和延性相协调。地震中的扭转对结构的危害很大，刚度大的抗侧力构件沿结构布置有利于结构抵抗扭转。

3．3概念设计在结构构件上的应用

抗震的实现还要有构件的支持，因此在抗震结构中各种构件都应当具备合理的强度和刚度，并且形成可靠性连接。建筑结构是一个多次超静定结构。抗震结构应设置多道抗震防线，在地震作用下允许部分构件先屈服或破坏，剩余的结构依然能形成独立的结构，可以承受竖向荷载和地震力，这是结构抗震耗能的一种措施。合理预见并控制结构先屈服或破坏的部位，适当处理构件强弱关系。使结构形成多道抗震防线，是结构概念设计的重要内容。

概念设计中应避免非结构构件的设置不合理，从而影响到整个结构的受力情况，导致抗震效果的下降。所以在设计中可以采用如下方法：做好细部构造的设计，防止非结构构件直接进入到抗震体系：防止非结构构件在地震的作用下出现平面性的损毁；避免非结构性构件的连续损毁。

4概念设计的新发展

目前在抗震设计中创新了很多新措施。如隔振和消能的设计思路等。隔振和消能就是利用某些科学的结构或者方法减小地震对建筑物的影响，隔振的基本法就是利用一些柔性结构消除地震对建筑地震力，如增设钢板橡胶隔振垫，增加消能支撑、阻尼器、顶部增加反摆等，都可以有效地提供附加阻尼作用，消耗一部分地震能量，降低加速度，以此减少建筑的“摆动”，降低地震波的破坏作用。

5结语

总之，概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想，这就要求我们需要不断的学习和提高，为结构设计的发展作出应有的贡献。概念设计中最重要的是分析、预见、控制结构的耗能和薄弱部位，找到能支持结构不倒塌的关键部分。

参考文献

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【关键词】房屋，建筑结构，抗震设计，要求

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

一.前言

由于经济发展速度加快，社会需求不断增多，使得建筑的高度不断加高，形态愈加复杂，建筑结构中抗震设计也趋于多样化。我国作为一个多震国家，结构设计中应注重抗震设计，良好的抗震设计和抗震措施至关重要。抗震设计中，要进行地基基础的抗震设计。抗震构造措施是结构设计的重要内容。针对房屋建筑结构中的抗震设计要求，进行结构抗震设计和抗震措施，在结构设计与建筑施工中，应熟悉各种结构设计的抗震构造措施。

二.建筑结构抗震设计的基本要求

地震作用越大，房屋抗震要求越高。不同设防烈度和场地上，结构的实际抗震能力会有差别，结构可能进入弹塑性状态的程度不同。震害表明，未经抗震设计的钢筋混凝土结构，在7度区只有个别构件破坏，8度、9度破坏增多，因此，对不同设防烈度和场地可以有明显差别。结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能，主、次要抗侧力构件的要求可以有区别。如框架结构中的框架与框架――抗震墙结构中的框架应有所不同。房屋越高，地震反应越大，其抗震要求越高。综合考虑地震作用，结构类型和房屋高度等因素划分抗震等级进行抗震设计，可以对同一设防烈度的不同高度的房屋采用不同抗震等级设计；对同一建筑物中结构部分采用不同抗震等级。

三.影响建筑抗震的因素分析

1.建筑抗震取决于所选取建筑结构形式

为实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标，新版《建筑抗震设计规范》中取消了砖混内框架结构，提高了砖混结构建筑的设计要求。目前普遍使用的框架－剪力墙结构、剪力墙结构、框架结构三种结构形式中，框架－剪力墙结构的抗震性能最为突出，剪力墙次之。单纯的框架结构造价虽然抗震性能不如前两种，但其造价较低，施工技术成熟，是目前最为常见的结构形式。根据建筑当地的实际情况，结合建筑的使用功能，选取合适的结构形式，对于建筑抗震意义重大。

2.建筑抗震取决于适宜的抗震措施

在场地类型不同的情况下，抗震措施主要由建筑的不同等级决定。在确定建筑等级及场地类型之后，将先进的抗震理念和系统的分析计算纳入到抗震措施设计中，即可改善建筑抗震设计，提高建筑抗震效果。

3.影响房屋建筑抗震性能的因素

房屋建筑抗震性能取决于场地选择、施工质量等其他因素。建筑工程场地选择不当等造成施工质量下降，这些因素都可能对建筑结构的抗震性能造成重要影响。选择建好的工程场地、加强施工质量监督，对于提高建筑抗震性能是十分必要的。

四.建筑抗震设计具体分析

抗震设计的重要基本要求就是要确保房屋基础构造的延性设计要求得以保证，能够在建筑结构延性问题上设立多道防线，以此才能避免建筑结构脆性过大造成的构造强度失衡、失控的现象发生，从而影响其抗震性能及成果。因此，这就需要做好以下几点把握。

1.周全考虑房屋建筑选址问题在房屋工程项目立项之初，就要周全考虑好能够发挥抗震成果的选址问题，如健全周到考虑好土体结构、地质、地貌等问题，并要预测分析地震活动发生时建筑构造的承受能力，且要记录相关技术资料档案中，待实地考证时能够综合评价。此外，还要避开影响建筑构造抗震效果发挥的不利区域、地段等，当避无可避时应当立足实际采取合理控制措施

2.加强建筑构造规划研究

由于地震发生时建筑结构本身会发生应力过于集中、突破塑性变形弹性极限等的可能，进而形成结构抗震薄弱部分。因此，建筑构造设计应能保证建筑结构延性、安全度、以及选取合适的建筑平面、剖面进行设计，既要保证建筑结构强度稳定，又能避免建筑脆性过大而延性过小的负面现象发生。

3.保证地基与基础设计要求当房屋项目工程的地基土体为粘性土、软土、液化土、以及不均匀沉降土时，应当评估好地基的基础沉降是否在预控范畴之内，是否发生严重不规则沉降现象，从而才能有针对性的采取防控措施。

4.满足建筑构造体系设计要求

抗震性能价值体现是建筑构造体系设计中的重要组成部分。因此在构造设计上就要综合分析、周全考虑、能够统筹把握好各项综合因素。如考虑好抗震防御等级、抗震强度控制指标、项目建设场地、以及基础地基处理、供应材料的质量体系要求、现有技术规模等问题。

5.确保建筑构造的构件要求

（一）房屋建筑工程的结构基础构件设计应当满足相关规程标准、要求，如混凝土的圈梁、构造柱、芯柱、或者配筋砌体等的质量建设体系要求就必须能够保证。

（二）要保证混凝土结构合理设计，在建筑的具体结构构件应能具备尺寸合理、纵向承重钢筋及箍筋的强度达到设计标准，目的是控制剪切破坏先于弯曲破坏发生的可能，以及防止钢筋屈服而引起的构件塑性变形遭受破坏发生。

（三）钢结构建筑施工时能够保证其构件尺寸、规格、数量合理，进而才能避免整体构造抗震成果发挥不利、结构失稳的现象发生。最后，还要周全考虑好建筑构造构件之间的链接、衔接性的体现，控制好构件节点的稳定性，保证其在地震发生时的塑性破坏能够晚于其他结构构件，进而才能增强建筑结构的整体稳定性与安全度。

五.建筑结构设计抗震关键措施和设计方法

1.建筑结构抗震措施要点

（一）房屋建筑结构设计要从建筑的全局出发，全面考虑各种建筑部位的功能，在此基础上，科学设计每个部分的构件，保证每个部件之间的契合，促使每个部件或者是若干部件组合起来可以完成某一特定的设计要求，满足一定的现实需求，同时，通过抗震设计，使得每个构件都可以具有相应的承载力，当地震来袭，每个构件都可以有着一定的次序先后破会，整体组合构件将会有着更强大的承载力和柔性，从而延缓地震破坏的速度，消耗爆发的能量。增强建筑的整体抗震能力。

（二）要严格选择地基选址，地基选址是进行建筑结构设计的基础，因此，在建筑结构抗震设计中，要科学避开山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本着坚硬，牢固，平坦，开阔的选址原则。亲身实地，利用先进技术设备，进行地质勘探，山石水土监测，并取样论证，科学严谨分析。力求使得整个地基牢固可靠，地质稳定无渗漏，无坍塌，无暗河，无熔岩，无火山……从而保证整个地基不会因为承载而发生小范围的坍塌。影响到整体承载能力和抗震能力设计。

（三）采用合理的建筑平立面。建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，通过无数次的实验表明，简单、规则、对称的建筑结构抗震能力强，对延缓地震烈度范围延伸，消耗地震的能量，减少地震对整体结构的破坏，而且，对称结构容易准确计算其地震反应。

（四）选择合理的结构形式。抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。建筑结构抗震设计中，不同结构的抗震结构体系的承载力受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等多种条件的影响，因此房建结构抗震设计要综合考虑，做到科学选择，严谨设计。

（五）结构良好的延性有助于减小地震作用，吸收与耗散地震能量，避免结构倒塌。因此，结构设计应力求避免构件的剪切破坏，争取更多的构件实现弯曲破坏。

六.结束语

因为涉及到人类生命财产安全的重要问题，建筑物的抗震问题是目前建筑结构设计界讨论比较多的话题之一。因此，我们在对建筑物进行结构设计的时候，必须把房屋建筑结构中的抗震设计要求放到非常重要的位置，并采取适当的措施，尽量避免地震对建筑物的损坏，为保障人民的生命及财产作出应有贡献。

参考文献：

[1]戴国莹.建筑结构基于性能要求的抗震措施初探[J].建筑结构，2011，（08）

[2]吴智，李贵男，段壮志．民房建筑结构抗震能力分析与抗震措施探讨［J］．山西建筑，2012(10)．

[3]高利学.浅谈高层建筑的抗震设计与抗震结构[J].中国新技术新产品,2012,(03)

[4]黄星敏.房屋震害影响因素分析及应对措施[J].中国高新技术企业，2010，(2)

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关键词：高层建筑；抗震概念设计

Abstract: through the introduction of the definition of anti-seismic concept design, the importance and high-rise building aseismic design according to China's present situation, proposed the in designing high-rise use the anti-seismic concept design should pay attention to the question, thus effectively improve the high-rise building extent.

Keywords: high building; Anti-seismic concept design

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

一. 抗震概念设计的定义

地震是一种随机振动，具有不确定性和复杂性，仅仅利用数值设计难以准确预测高层建筑遭遇地震的参数和特性，因此，应发展需要提出了抗震概念设计。所谓抗震概念设计是指通过分析地震灾害的特点，着眼于建筑结构的总体地震反应，结合长期积累的工程经验等所获得的基本设计思想和设计原则。

二. 抗震概念设计的重要性

相对于低层建筑而言，高层建筑结构更加复杂，增加了抗震设计的难度。加之地震的不确定性和复杂性，模拟地震波的模糊性，人们对高层建筑在地震中结构认识的局限性以及地质条件和材料性能的差异性等，导致地震数值设计与实际情况差距较大。这就提高了人们对地震概念设计的关注度，现实中，地震概念设计在高层建筑结构抗震设计中的地位非常重要。在高层建筑结构抗震设计中使用抗震概念设计，可以在原本依据数值设计的基础上，加入实践经验元素，最大限度的提高高层建筑结构的抗震性能。在很多条件下，利用抗震概念设计比利用数值设计更具有现实意义，取得的抗震效果越好。这里之所以要突出抗震概念设计的重要性，并不是否认抗震数值设计的意义，而是为了防止设计人员在具体的高层建筑结构设计中陷入只重视计算结果的误区，而要给予抗震概念设计特别的重视。

三. 在高层建筑结构设计中利用抗震概念设计时应注意的问题

1. 高层建筑结构的简单性

在高层建筑结构设计中利用抗震概念设计时，首先应保持高层建筑结构的简单性，能不用复杂结构的地方，最好都用简单结构代替。利用简单结构可以使高层建筑在地震作用下具有明确、直接的传力途径，因为复杂的传力途径容易造成结构内力和变形的不协调性，从而增加了预测结构薄弱环节的难度。如果高层建筑的关键传力构件以抗扭为主导，将会极大的降低建筑结构的抗震性能，因此在高层建筑机构设计中应尽量避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件。统计历次地震灾害的经验发现：高层建筑结构越简单，经过地震受到的破坏越轻。

2. 高层建筑结构的规则性

在高层建筑的抗震设计中，如果能采用简单的平面图形或立面图形是比较理想的，但在现实中，经常会出现复杂图形，比如平面图形或立面图形出现凹角等。面对这种情况，为了提高高层建筑的抗震能力，可以使建筑体型更加规则。所谓规则，是为了对抗震有利，但是也允许在一定的限度内具有复杂性，但是在允许的条件下，我们应尽量把不规则结构转化为规则结构。

为了提高高层建筑结构的规则性，可以在设计高层建筑结构的时候进行一些处理。首先，设计人员应尽可能的满足高层建筑的竖向均匀性。在高层建筑的立面设计中应优先考虑结构的均匀规则性。如果结构不均匀，将会导致变形集中和应力集中现象，降低高层建筑的抗震性。我们可以采用限制收进尺寸，在建筑物底层尽可能配置具有相当强韧性的构件，使每层楼房间的柱子刚度均衡分布等措施，提高高层建筑的竖向均匀性。例如，在设计填充墙的时候，我们可以利用轻质墙保持框架柱的连续性，在地震时，改善建筑结构的受力状况，提高高层建筑的抗震性。其次，设计人员应该使建筑结构尽量对称。如果高层建筑的平面刚度或立面刚度分布不均匀，地震时，结构容易出现扭转破坏。虽然难以做到绝对对称，但在设计和施工过程中，我们应该尽量提高高层建筑结构的对称性；再次，对于高层建筑中要出现洞口（如门、窗、管道出的开洞等）的地方，应使洞口的开设尽量整齐和圆滑，从而有效降低洞口处的应力集中现象；最后，根据高层建筑的体型和结构体系科学设置防震缝。

3. 高层建筑结构的延性和刚度

简单的通过提高结构的强度来提高高层建筑的抗震性这一理念是极不可取的，事实上，提高结构的延性可以很好的抵抗地震作用下的非弹性变形。结构的延性是指结构在外力作用下吸收外力能量后的变形能力。在地震作用下，如果高层建筑结构具有良好的延性，将会吸收更多的地震能，承受住更大的变形。所以，通过增加结构的延性，能够提高高层建筑的抗震性，削弱地震对高层建筑的破坏性。由于设计地震力的取值是由地震力降低系数的取值决定的，而设计地震力的取值又决定了对建筑结构延性的要求，所以我们可以根据地震力降低系数的高低来决定高层建筑对延性要求的大小。

在高层建筑结构的设计过程中，应提高结构水平方向的刚度，提高建筑物抵抗水平地震的能力，降低结构在地震作用下产生的变形。另外，在抗震概念设计中，还应考虑地震时地面运动的扭转分量，提高结构的抗扭刚度。

4. 高层建筑结构的整体性

楼盖在高层建筑结构的整体性中起到举足轻重的作用，它不仅向各个竖向抗侧力子结构传递惯性力，还会和各个竖向抗侧力子结构协同承受地震力。如果竖向抗侧力子结构水平变形特征不同或分布不均匀时，整个高层建筑都要依靠楼盖协调各个竖向抗侧力子结构，共同消耗地震的能量。因此，为了提高高层建筑结构的整体性，在高层建筑结构的设计过程中，一定要确保建筑物各部件牢固连接、紧密协同，充分保证隔板到楼盖的连接和主体与基础的连接拥有足够的抗力和刚度，增强高层建筑水平和竖向的抗震能力。

四. 总结

由于地震的随机性和高层建筑的复杂性，增加了高层建筑抗震设计的难度。如果想简单的依靠数值计算来解决现实中的抗震问题是不现实的。因此，越来越多的人把目光投向了抗震概念设计，借助抗震概念设计，可以避免设计人员陷入盲目计算，使其明确抗震设计思想，恰当应用抗震设计原则，从而合理的进行高层建筑结构的抗震设计。

参考文献：

［1］ 梁爱莉.对高层建筑结构抗震概念设计的几点认识.科技传播,2009,(1):12-13.

［2］ 苏迎社. 高层建筑结构抗震概念设计.建设科技,2010,(22):86.

［3］ 徐忠哲. 谈高层建筑结构抗震概念设计.经济技术协作信息,2006,(4):10-13.

［4］ 高峰. 高层建筑结构抗震概念设计探讨. 中国科技信息杂志,2008,(12):50-51.

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关键词：建筑结构；抗震措施；全过程分析

中图分类号：TU973+.31文献标识码：A 文章编号：

前言：在我国，建筑结构中的抗震设计是系统、全面的过程，它覆盖了建筑物从开始选址到建筑的设计、再到抗震设计的所有阶段，以抗震的思想结合多种抗震措施实现最终抗震的目标。

一、 全过程的抗震设计

1、 建筑物场地的选址.建筑物场地的选址是进行抗震分析的第一步。在选址时,应根据工程自身的特点及工程的需要结合工程地质勘查资料和相关地震活动的情况进行综合分析，不同的场地，应对天然地基的承载力进行分析，掌握不同土质、土层的相关指标特征。如：土层为软土层，则应对其震陷、震动液化可能性和其他特点进行分析，在施工中，还可根据土层自身的优缺点采取相应的措施进行基础处理，保证地基基础满足建筑物的承载力以及抗震的需要。此外，在有地震断裂的范围内构件建筑物时，一定要根据其已发生过地震的烈度、时间和土地的厚度来进行避让处理或进行特殊处理。在进行基础设计时，还应符合几个原则，首先对于同一个结构单元的建筑基础应尽量设在在同一性质的地基上。其次同一结构单元的建筑物必须使用同种地基基础形式。第三是地基的液化、软弱粘性土、新近填土，在进行建筑结构设计中应充分估计地基不均匀沉降和其他不利影响，并采取相应的措施。

2、 建筑平面和立面位置应有利于抗震

在对建筑结构抗震设计方案进行选择时应按照有“规则性”的原则，影响建筑结构抗震的因素很多，其中建筑平面和立面的位置是其中一个很重要的因素。

（1）按照概念设计的思想，建筑结构应保持“规则性”的原则，建筑的平立面刚度和质量分布力求对称，如果不按对称性原则，使建筑的刚度和质量分布不对称，就会造成扭转振动，从而造成比较严重的后果。所以，整个建筑或建筑单元应力求保证建筑的刚度和质量的对称，尽量使刚度和质量的偏心达到最小的效果。

（2）建筑的质量和刚度变化要保持均匀。建筑的质量和刚度在竖向分布上往往呈现不均匀的现象，那么，在发生地震时，地震对建筑结构的上部和下部的作用力不同，使收进处的凹角内部产生应力集中。因此，在进行设计时，应采取相应的措施对这种情况进行控制。

（3）建筑的外形要简单规则。外形简单规则的建筑结构，内部构造简单、受力明确，在设计时，容易分析发生地震时产生的反应及内力分析。所以，这类建筑在遭受地震危害时，产生的损害程度相对比较小。相反，外形复杂不规则的建筑结构，在发生地震时，易发生应力集中和变形集中的情况，形成薄弱环节，造成比较严重的后果。

3、 抗震结构体系如何正确选择

抗震结构体系选择的正确与否是决定建筑结构抗震性能高低的主要因素，体系结构的选择应充分考虑这些主要因素并结合工程自身的特点、施工技术和经济条件，对于准确的计算简图和合理的地震传递途径也是必备的条件，在具备以上重要的因素之外还应尽量满足以下几种要求：

（1）在材料的选择上，要尽量降低本身的自重。

（2）刚度和强度分布的合理性

建筑结构的刚度和强度应尽量均匀合理分布，以防止产生局部削弱和突变而形成薄弱环节，造成局部破损导致整体的破坏。其次，在抗震结构体系中，还应重点考虑整个建筑结构和连接部位的延性。

4、 多道抗震防线的设置

一个好的建筑结构体系应由多个延性较好的构件或结构通过连接成为一个可以共同工作的整体，以避免部分构件损害导致整个结构体系的破坏。一般情况下，框架—抗震墙结构中第一道抗震防线的设计，应选择不负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或者轴压比不太长的构件，在发生地震时，抗震墙首先遭到破坏，刚度逐渐有所降低而部分退出工作并吸收了一部分地震的能量后，就进入到由框架组成的第二道防线。

5、 在抗震计算中的延性的重要性

延性控制有两个方面的要求：一是所研究的部件在预定部位达到屈服强度时的变形量。二是变形量逐渐增大到预期值时，构件是否还具备应由的承载力，为了在建筑结构设计中，保证构件的延性，避免因为延性的不足而导致构件的破坏，可按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱，或者采用配筋砌体和组合砌体柱的方案，在使用钢筋混凝土结构中合理的进行钢筋配置和尺寸的选择，避免混凝土的受压破坏在钢筋达到屈服之前，以致于出现局部或整个构件的失稳的情况。

二 、建筑结构在抗震中的控制设计

1、 机构控制

框架和抗震墙结构在倒塌时具有多种特征，在对某种特征进行分析的基础上控制破坏机构，使在发生破坏机构形式时，建筑物或构件达到充分发挥延性的作用并且拥有足够的刚度。要想实现这两种目标，采取的方法是在特定的位置设置一定数量的人工塑性铰。提高塑性铰的要求并对重点区域进行及时控制，使得在发生强地震时形成最佳耗能机构，在多层和高层的建筑结构中，如何确定人工铰的构造、数量、布置顺序是方案实施的关键步骤。

2、 梁的延性设计

延性和耗能对建筑的抗震能力有很大的影响，利用这一特点我们在梁内设置直腰筋和交叉钢筋，会提高梁端抗震性能，特别在剪跨比小的梁中，延性和耗能都有一定程度的提高。比如：连梁剪跨比为5时，延性和耗能比较好，连梁梁端相对竖向位移的延性系数在8以上，当连梁跨高比降为1时，延性系数降为5，导致耗能很小，最后形成弯剪破坏。抗震墙的刚性连梁，跨高比一般为1左右，要使其在弹性阶段正常工作，则需要采取一定的措施。措施一是梁高的一半处的中性平面上留一条水平缝，在缝的上下两侧位置埋设钢板，钢板上留有螺栓孔，最后用高强螺栓将其连接而成。在发生竖载、风载和小震下，在高强螺栓的作用下，不仅使连梁的刚度不变，还保证了再弹性阶段内进行工作，在发生强地震时，两版之间相对滑动，并使跨高比为1 的连梁变成两根跨高比为2的小梁共同工作。

3、 新型复合材料结点

仅靠增加箍筋来提高结构的抗震性能的效果不显著，还会给工人施工带来许多困难，那么，建筑业的学者们开始把研究的方向指向了新型结点，以钢纤维砼和劲性砼梁柱节点效果较好。这种结点的优点是使劲性钢材或钢纤维与砼共同工作，大大的改善了节点区砼的受力性能，使延性和耗能也有显著的提高。

三、 结论

资料统计，全球每年发生约500万次地震，而我国占高达1/3的比例，可以看出我国是地震发生比较频繁的国家，地震的发生造成了人民大众生命财产的损失，也严重制约了我国经济的发展。通过多次发生的地震灾害表明,建筑物的破坏是城市地震灾害中最主要的形式，所以，在我国无论是普通民众还是建筑行业的专业人士对建筑结构的抗震防震性能也越来越重视，我国逐渐开始对建筑物从选址到建筑抗震设计的全过程进行抗震分析和控制，并且结合实际的工程特点和施工方法进行抗震的研究，并取得了很大的研究成果，对于建筑结构中的抗震设计是我国建筑结构设计的一项重要工作，对它的研究对我国具有重大意义。

参考文献：

［1］ 梁启智，冯建平，王中慧.高层建筑框架剪力墙结构设计实例［M］.广州：华南理工大学出版社，1992

［2］ 周昌贤.由地震引发对建筑结构抗震设计的思考[J].中国科技财富,2010,(12)

篇10

【关键词】抗震理念；高层建筑；结构设计；应用

引言

一、抗震理念设计的理论概述

（一）抗震理念设计的概念

抗震理念设计是指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，进行建筑结构总体布置，并确定细部构造的过程，概念设计指的是在不经过计算的基础上，由工程师基于设计理论基础和施工经验进行设计，并对当前的设计方案和设计概念进行评估，从而评估出符合抗震需求的设计方案。它包括分析、综合和评价三个步骤。

（二）抗震理念设计在高层建筑结构设计中的作用

高层建筑结构设计是一个复杂的过程，人们对地震时的结构认识存在局限，再加上材料性能和施工安装的变易性、模拟地震波的模糊性等因素的影响，进一步增加了高层建筑结构的不稳定性，因此，高层建筑结构设计应该重视抗震概念设计。在依据数值计算的基础上增加实践经验元素，有时甚至比分析计算更重要，抗震设计理念的应用，可以很好地满足能居民对建筑物安全性能的实际需要。高层建筑结构设计中抗震概念设计的利用必须引起高层建筑结构工程设计师的广泛重视，使其严格遵守抗震概念设计中的相关规定，摆脱传统的结构设计中只重视计算结果的误区，按照结构设计计算原则，再结合地区的抗震规范，最终保证高层建筑结构的抗震性能，保障居民的人身财产安全。

（三）抗震理念设计的基本原则

1、结构的整体性

在高层建筑结构中，楼盖的整体性对高层建筑结构的整体性作用非常重要，相当于水平隔板，具有聚集和传递惯性力至各个竖向抗侧力子结构的作用，因此，这些子结构必须具备很强的抗震能力。当竖向抗侧力子结构分布不均匀、结构布置复杂以及抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时，整个高层建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构进行协同工作。

2、结构的简单性

结构的简单性指的是结构在地震作用下具有明确、直接的传力途径。在高层建筑抗震设计规范中明确规定“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径”，只有结构简单，才能对结构的位移、内力以及模型进行准确分析，把握高层建筑抗震的薄弱环节，及时采取相应的措施，避免其出现。

3、结构的刚度

在地震作用下，结构的刚度和抗震能力大小是双向的，确定结构的刚度，然后合理的布置结构，能够抵抗任意方向上的地震作用。通常状况下，地结构沿着平面上两个主轴方向都应该具有足够的刚度与抗震能力，不仅仅要控制结构变形，还要尽可能降低地震作用对高层建筑结构的冲击。避免结构发生较大变形时产生重力二阶效应，导致结构失衡而被破坏，进而导致高层建筑的抗震性大打折扣。

4、结构的规则性与均匀性

高层建筑的竖向和立面的剖面布置应该规则，结构侧向刚度的变化应该均匀，以免传力途径、侧向刚度以及抗侧力结构承载力的突变，防止结构在竖向上的某一楼或少数楼层之间出现薄弱环节。

二、抗震理念在高层建筑结构设计中的应用

（一）抗震理念设计在结构体系上的应用

高层建筑抗震结构体系是抗震概念设计的关键，抗震概念设计在结构体系上的应用，应依据高层建筑物的高度以及抗震等级选择合适的抗侧力体系，通过概念近似计算，确定结构设计方案的可行性以及主要构件的基本尺寸。为了保证建筑抗震概念设计的经济性与安全性，应该注意以下三个方面：其一，选择建筑结构体系时，对部分结构或者部分构件的破坏而导致整体建筑结构体系丧失对抗震能力或者重力荷载的承载能力坚持抗震设计原则中的赘余度功能和内力重分配功能；其二，选择建筑结构体系时，不仅应该要求建筑体系的受力明确、传力合理以及传力路线，还应有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图，符合不间断的抗震分析；其三，鉴于结构体系的变形能力取决于组成结构的构件和连接的延性水平，延性是建筑结构设计的重要指标，提高延性水平，可以通过采用竖向和水平向混凝土构件来实现，增强对砌体结构的约束，即使地震中，配筋砌体开裂也不会倒塌或散落，保证高层建筑不至于丧失的重力荷载能力。

（二）抗震理念设计在结构构件上的应用

高层建筑抗震的实现需要各个构件的支撑，因此，抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度，并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构，因此其抗震结构也应该设置多道抗震防线，这样在地震作用下，即使一部分构件先被破坏，剩余的构件依然具备支撑的作用，形成独立的抗震结构，承受地震力与竖向荷载。因此，合理地预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位置，适当调整构件的强弱关系，形成多道抗震防线，实现对高层建筑结构体系的合理控制，是结构抗震耗能的有效措施之一，更是建筑抗震结构概念设计的重要内容。

总结

高层建筑具有层数多、体量大、工期长等特点，因此，结构设计较为复杂，抗震理念的应用更是加大了设计的难度，作为高层建筑结构设计中的重要组成部分，高层建筑结构设计应合理科学，可以有效提高高层建筑的抗震性。因此，相关设计人员应该熟练掌握设计的相关概念和知识，灵活运用抗震概念设计，全面考虑各项因素，保证高层建筑工程的质量和安全系数，尽量为我国设计出更多的精品建筑。

参考文献：

[1]华颖. 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]. 中华民居（下旬刊），2013，06：27-28.

[2]周定前. 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]. 中华民居（下旬刊），2013，05：64-65.

[3]刘华新，孙志屏，孙荣书. 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]. 辽宁工程技术大学学报，2007，02：222-224.