建筑结构抗震设计范文

导语：如何才能写好一篇建筑结构抗震设计，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】建筑结构；抗震设计；问题；措施

我国处于亚欧板块和太平洋板块交接地带，是世界上受地震危害较严重的国家之一。尤其是近半个世纪以来，唐山、汶川和玉树等地地震频发，建筑结构的抗震设计受到各部门人员的重视，巍然不倒的建筑才是人们真正的家。建筑物要根据不同类型做出不同的设计，建筑物结构设计既要有足够的安全强度保证居住安全，又要防护允许范围内建筑物的变形，通过结构设计，提高对抗地震的强度。我们无法预知地震，但可以预防地震对我们的伤害。

一、建筑结构抗震设计的基本思想

上世纪80年代国际上关于建筑结构抗震设计出现了新趋势，基于此我国当时经济实力下的89规范作了如下规定：

（1）在遭受本地区规定的基本烈度地震影响时，建筑可能有损坏，但不致危及人民生命财产安全，不需修理或稍加修理即可恢复使用；

（2）在遭受较常遇到的、低于本地区规定的基本烈度的地震影响时，建筑不损坏；

（3）在遭受预估的、高于基本烈度的地震影响时，建筑不致倒塌或发生危机人民生命财产的严重破坏；

按照上述规定的建筑物进行抗震结构设计，可以做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”，从而保证地震发生时在建筑物里面的人的生命安全[1]。

二、建筑结构抗震设计中存在的问题

1、建筑结构抗震设计中参考方法不先进

地震尤其强烈地震的破坏性很大，但这种自然灾害并不经常发生。我们对地震的认识正在逐步加深，可仍然无法了解其中奥妙。对于建筑结构设计来说，已经可以针对已知、普遍地震发生的原因进行抗震设计，而地震诱发因素的不确定性和复杂性（如人们铭记的唐山大地震），使可靠度设计的方法失去了基本的依据。目前，还没有可靠的方式来预测未来时间可能发生地震的频谱特性和强度等，所以，建筑结构抗震设计的可靠性方法就不那么可靠了。

2、建筑结构构件承载力设计依据不准确

时至今日，我国建筑行业仍然参照原来颁布的建筑抗震设计规范，它不可避免的存在一定缺陷：我国提高抗震设计水平部分依赖于借鉴学习外国的经验和方法，但是国家不同，抗震设计的做法就不同，地震作用的取值也就存在较大的差别，也就不容易进行各种方法的比较和交流学习；我国采用小震作用进行结构构件承载力的设计，却又用各种和抗震有关的内力增大系数作为考虑因素，这就造成了设计的调整系数过多，影响设计人员对建筑物整体构造和关键构件安全的把握。

3、建筑场地选择不适当

场地条件是地震造成建筑物破坏的重要原因之一。地震造成地表错动与地裂，地基土的小均匀沉陷、滑坡和粉砂土液化等，都会引起建筑结构抗震能力的减弱[2]。另外，在建筑工程中，Ⅱ类场地较为常见，对建筑物的地基形成一定的不稳定性。

4、建筑结构的抗震性与规则性的冲突

除了结构稳定之外，业主和建筑师对建筑物的使用功能和建筑外形等有许多其他的想法和要求，这样就会带来建筑物结构复杂和外形不规则的问题。一味追求建筑物的独特外形或业主理想的功能会使结构不规则，从而减弱建筑物的抗震能力，例如，一座建筑原来有较为完整的筒形墙体结构，由于不能满足各种要求改变墙体结构，这样就削弱了结构的平动刚度，虽然满足了要求，但结构的抗压性能更差了。而简单、传统的建筑往往不能引起较多的关注，也不能更好的适应市场的发展。如何最大限度的满足建筑师和业主多元化的要求，同时又保证建筑结构的抗震性是当下结构工程师所要面对的挑战。

三、建筑结构抗震设计中的问题解决措施

1、结构抗震设计采用多安全系数设计方法

地震发生带来的后果是无法预估的。有学者曾经提出质疑并指出：与科学相比，规范的设计方法更多的是一种工程技术，更应注意整体的综合。随着近年来对中震和大震作用的分析增加，可靠度设计方法实质上已经改变。结构抗震设计采用多安全系数设计方法，能让人以退为进，抗震因素增加了，设计建筑物抗震结构就需要多方面的考量，不用再为一些执拗的问题大费周章，许多安全的的问题也自然迎刃而解。

2、采用科学的地震震动参数进行结构构件承载力设计

我国可以依据中震地震动参数设计构件承载力而不是用小震参数，这样提高了对抗震设计的规范要求，能更好的保证“小震不坏”[3]。各个国家的地理位置和地貌特征都不一样，这些都可能影响地震的作用，进而影响构件的承载力，我国应该投入力量以更适合自己的建筑抗震设计规范，并严格制度实施规范，摒除模棱两可的规定，使规定明确、准确，使建筑结构有规范可依。

3、慎重选择建筑场地

增强建筑结构抗震性应选择合适的工程场地，应选土密实均匀的中硬场地；对抗震不利的地段应该回避，如地势不平的山丘、地下已被采空的地区、河流的两旁等；危险的地段不能建造违规建筑。

同一建筑单元的地基应该相同；建筑物的地基应秉承能深埋不浅埋的原则，做好基槽回填和夯实；加强地下根基和地上建筑物结构的整体性，地基尽可能采取直线并拉通，避免切断；如果地基是软土的要有充足的安全措施，加强基础的整体性。

4、建筑结构设计更注重安全性

安全是建筑的重要保证，结构工程师应该在先保证结构抗震设计的同时尽量满足其他需求[4]。工程师们必须学会熟练运用概念设计，并使这一理念贯穿于结构设计工作的整个过程当中，既要严格把握好设计的大原则，又要全面考虑诸多因素，最终才能保证设计的科学性和严谨性。结构工程师应对自己的任务多加研究，敢于挑战现有的不合理规范。

在设计中，遇到不规则的建筑物，要在适当位置设置防震缝；质量重的建筑物地震发生时破坏性更大，因此建筑物的质量宜轻不宜重，各部分应采用轻的材料；重视圈梁和构造柱的布置，设构造柱及芯柱。

四、不同的建筑结构有不同的抗震设计方法

现代建筑结构多样，基于不同的建筑结构的抗震设计方法的侧重点就不同。例如：基于承载力的结构抗震设计，其特点是与传统的设计方法接近，便于人员理解操作，但是它没有考虑地震有持续性；基于能量的结构抗震设计，其特点是地震原理清晰简洁，对结构损伤性能的控制尤为重要意义；基于损伤的结构抗震设计，特点是能够定量描述结构在地震发生时的破坏情况，损失可以明确衡量，而且从设计开始就引入损伤指标的做法是非常先进的。此外还有基于位移的结构 抗震设计和基于性能的结构抗震设计等。

结束语：

建筑物一般是人们风雨来临时的避难所，而地震发生时却成了人们获得一线生机的最大阻碍。我们不能预知地震的发生，因此结构设计有很多不确定或不确知的因素，也就不能保证建筑的抗震功能。如果我们采用规则的结构，明确的计算简图，选取对建筑适宜的建筑场地，并提高敬业精神和责任心，在总结大量地震灾害的基础上，做出合理的结构设计概念，灵活运用抗震设计原则，这样才能有牢固坚挺的高楼大厦，才能容下我们的蓬勃生机。

参考文献

[1] 覃邵文. 论述建筑结构抗震设计相关问题 [J] 广州科模，2009（11）：63-64

[2] 雷磊，韩小雷等. 直接基于位移的抗震设计方法的研究 [J] 华南地震，2007（2）：26-33

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【关键词】建筑结构抗震设计

前言

由于我国是一个地震多发的国家，分布广、频率高、强度大、震源浅，是世界上地震灾害最严重的国家之一。近几年来，各国历次地震对人类造成了严重灾害，通过总结大量的经验教训，促使结构抗震设计不断发展。建筑抗震的实践表明，一个地震区建筑物，如果没有良好的建筑总体布置方案，单靠结构抗震计算和抗震的构造措施，在较强烈的地震作用下，仍是难以取得建筑抗震的较好效果，甚至减轻不了建筑物的震害程度。因此，只有建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来，建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。

一、目前我国抗震设计中存在的不足

通过多年对于建筑抗震设计的研究，我国逐渐形成了自己的一套较为先进的抗震设计方法而且日益成熟，但是也有许多考虑欠妥的地方，需要我们今后加以完善。首先，与国外规范相比，我国抗震规范在对关系的认识上还存在一定的差距。美国UBC规范按同样原则来划分延性等级，但在高烈度区推荐使用高延性等级，在低烈度区推荐使用低延性等级。这几种抗震思路都是符合规律的，而目前我国将地震作用降低系数统一取为2．86，而且还把用于结构截面承载能力设计和变形验算的小震赋予一个固定的统计意义。另外，我国规定的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准抗震设防目标也存在一定的问题。该设防目标对甲类、乙类、丙类这三类重要性不同的建筑来说，并不都是恰当的。最后，由于不同类别建筑的不同重要性，不宜再笼统的使用以上同一个性态目标。此外，还应该考虑建筑所有者的不同要求，选择不同的设防目标，从而做到在性态目标的选择上更加灵活。

二、结构抗震的可靠度

在结构所有的功能中，首先需要满足的是结构的安全性。由于在震源的发生机制、地震波的传播路径和场地条件中存在很多不确定性，以及在循环荷载作用下的性能和分析计算模型中的不确定性，结构的地震反应非常随机，并且安全性只能采用抗震可靠度进行描述。按照可靠度理论，服役期内结构的抗震可靠度同时体现了环境和结构两方面的、特征，采用可靠度作为设防参数在概念上似乎更充分一些，在方法上也比较统一。这种方法实质上是认为工程结构自身以及所处环境存在着不确定性，使所设计的结构在遭受未来可能发生的地震作用时绝对安全既不可能也不经济，人们使用这些结构时必须承受一定的风险。因此需要确定一个可以接受的安全度水准，这个水准被定义为目标可靠度，它可以作为结构抗震设防的参数，所有抗震结构实际的抗震可靠度应该不低于规定的目标可靠度。

由于结构抗震可靠度中包含了场地可能遭遇的各种强度地震动对结构安全性的影响，以目标可靠度进行抗震设防时就不必再去区分“小震 、“中震”和“大震”，从而也就避免了为解决该问题所产生的各种困难。结构抗震可靠度的大小同结构服役期限的长短有关，它不仅描述了结构建造完成前规划、设计、施工等过程中的安全性，而且考虑了结构服役过程的安全影响因素，因此采用目标可靠度进行抗震设防既可以完成基于生命的抗震设防目标，也可以实现基于性态的设防目标，对于具有不同服役功能的工程结构，只需适当调节目标可靠度的具体取值，就可以方便地实现多级抗震设防的目标了。

三、结构抗震设计中概念设计

所谓 “建筑抗震概念设计”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，是进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。地震动是一种随机振动，有难于把握的复杂性和不确定性，要准确预测建筑物所遭遇的特性和参数，目前尚难做到。在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等诸多因素，也存在着不确定性。因此抗震问题不能完全依赖计算结果。而是应该立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，往往是构造良好结构性能的决定性因素。抗震概念设计主要有如下几点：

3.1建筑选址。避免抗震危险地段，选择对抗震有利的场地、地基和基础在进行设计时，应根据工程需要，掌握地震活动情况和工程地质的有关资料，作出综合评价，宜选择坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土等有利地段；避开软弱土、液化土、河岸和边坡边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层等不利地段；同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上，也不宜部分采用天然地基，部分用桩基，当地基有软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时，宜加强基础的整体性和刚度。

3.2合理的平立面布置。建筑物的动力性能基本上取决于它的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，从而确保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层。对体形复杂的建筑物合理设置变形缝，在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施，严格控制建筑物的高度和高宽比。

3.3 结构选型和结构布置。结构选型根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，经技术、经济条件比较综合确定。单从抗震角度考虑，作为一种好的结构形式，应具备下列性能：延性系数高；匀质性好；正交各向同性；构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性，并能发挥材料的全部强度。结构布置遵循的原则是平面布置力求对称，使构件分配的力均匀；竖向布置力求均匀，尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀，避免出现薄弱层，并应尽可能降低房屋的重心。

3.4多道抗震防线的设置。多道设防就是人为加强某些竖向抗侧力结构，提高部分的可靠度；并且有意识地设置一些薄弱环节，使其在强震作用下退出工作。将建筑物自振周期与地震动卓越周期错开，使建筑物的共振现象得以缓解，减轻地震的破坏作用。

3.5刚度、承载力和延性的匹配。当结构具有较高的抗力时，其总体延性的要求可有所降低；反之，较低的抗力需要较高的延性要求相配合。地震时建筑物所受地震作用的大小与其动力特性密切相关，具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。提高结构的抗侧刚度，往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物具有很强的抗倒塌能力，最理想的是使结构中的所有构件都具有较高的延性，然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性是比较经济有效的办法。

四、建筑结构消能减震与隔震设计

消能减震隔震是指在结构体系中设置隔震层以隔离地震能量，或在抗侧力结构中设置消能器吸收地震能量，从而达到减轻震害的目的。由于它是一种新型的结构体系，且隔震层以上结构部分的使州要求高于非隔震建筑，因此，在目前的设计中应用较少。其主要原理为：在房屋底部设置橡胶隔震支座和阻尼器等，以延长构件的自振周期、增大阻尼，或在结构中设置消能装置，通过局部变形提供附加阻尼，消耗地震能力，而达到保护上部结构的目的。结构空间刚度房屋是由纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系，其抗震能力的高低取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。

刚性楼盖体系是保证所有竖向抗侧力构件共同受力的先决条件，建议采用现浇楼屋盖，对于砖混结构体系采用现浇楼屋盖不仅可消除滑移、散落问题，提高房屋的整体性，增大楼板的刚度，而且对平面上墙体对齐的要求也可以予以适当的放宽，因为作为以剪切变形为主的砖混结构，层间变形是可控制性的，较强的楼、屋盖水平刚度使荷载传递具有良好的条件，平面上当上下墙体不对齐时，现浇楼、屋盖能起到一定的传递水平力的作用，同时楼、屋盖现浇增加了楼板对墙体的约束。砖混结构房屋采用纵墙或横墙承重，由于其另一方向的约束墙体少、间距大，因而房屋的另一方向刚度较弱，空间刚度和整体性都较差，抗震能力低。在中强地震作用下，墙体由于平面外的失稳而先行破坏，进而引起整个房屋的倒塌。而在两个方向布置适当的纵横墙混合承重房屋。由于其限制了纵墙的侧向变形，增强了空间刚度和整体性，对承受纵横两个方向的水平地震作用，以及抗弯、抗剪都非常有利，抗震性能较纵墙或横墙承重好得多。

五、抗震构造措施的设置

抗震构造措施在结构设计中具有非常重要的作用，构造设置是否合理，直接影响到结构防震的效果，由于上部主体结构类型不同，构造措施也不尽相同，以下列出常见结构类型所需采取的一般构造措施。砖混结构房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁，加强了内外墙的连接，增强房屋的整体性。圈梁能够有效地约束预制板的散落，使砖墙出平面倒塌的可能性降低；另外，圈梁作为边缘构件，可以提高楼、屋盖的水平刚度。在地震作用下限制了墙体斜裂缝的开度与延伸，减轻了不均匀沉降对房屋的影响。并且构造柱设置合理，可以起到增强房屋整体性、改善结构脆性和增加延性的作用。每间设置构造柱的墙体，可以大大提高变形能力，即使墙体开裂以后，还可以利用其塑性变形和滑移、摩擦，来消耗地震能量。但是，设置圈梁和构造柱后，多层砖混房屋的抗裂能力并没有多大的改善，难于保证砖混结构房屋实现“小震”不坏的目标，设计中应该加以注意。

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关键词：建筑结构；抗震；设计

1 引言

目前，地震是我们人类最常见的也是面临的最严重的自然发生灾害之一。我们知道，如果在人们的居住地发生了地震，那么损失的后果将会十分严重，这也就警示我们要在建筑结构的抗震设计方面要很重视。诚然，我们确实也在时刻不断地努力研究探索着抵抗地震发生的新方法，使得建筑结构的抗震设计就成为了工程研究领域关注的热点。现在的建筑结构关于抗震设计的一些理论经历了一个很漫长的发展过程，伴随着人们对地震的理解与认识在不断地加深，建筑结构的抗震设计分析已经成为我国建筑行业中发展的一个关注点，与其相互对应的建筑结构的抗震技术也已经成为建筑结构工程中比较重点研究的一些理论知识。

建筑结构工程的抗震设计方面不要全部依赖于建筑结构抗震经过计算设计来解决，更应该立足于建筑结构工程的抗震基础理论与经过长时间的建筑结构工程的抗震经验总结。从建筑结构的抗震设计的问题来看，按照建筑结构的损坏过程与破坏的原理，还有建筑结构整体的对于地震的反应，精确地运用建筑结构抗震设计的基本准则，全面科学合理地解决建筑结构关于抗震设计中最基本的问题。对于这个地震灾害，最好应该以预防为主，而这其中最基本的就是做好抗震设计的预防工作，加强建筑结构工程的抗震能力要求。这个最重要的就是既符合建筑结构工程整体格局布置上的原则，又要涉及到其中重要部分的细节构造，使得最终达到提高建筑结构抗震方面的能力。

2建筑结构的抗震设计的概述

一般来说，所谓的建筑结构的抗震设计就是指依据发生的地震灾害与建筑结构工程经过长期所积累的经验等等所形成的一种基本的设计方法与设计的基本思想，也是进行建筑与结构整体上布置并且认真确定的建筑细部构造的一种过程。地震动按理来说就是一种随机的振动，它有一种很难以把握的随机性、复杂性与不确定性，要想很精确地预测所在建筑物可以遭遇地震的特性与参考数据，就目前来说我们还很难有更好地做到。

在建筑结构的抗震设计分析这个方面，由于我们不能够很充分地考虑建筑结构的一种空间作用、建筑结构的性质、建筑的材料以及外界引起变化等等很多种不同的因素，也有着一种不确定性的存在。所以建筑结构的抗震设计不能够全部的取决于它的计算得到的结果，更应该能够以建筑结构工程抗震设计的基础理论以及经过长时间建筑工程抗震经验所能够总结出来的建筑工程抗震设计方法为基本出发点，可以有更好的建筑结构性能的起决定性作用的影响因素。那么，建筑结构抗震设计应该注意以下几点：

（1）建筑物的选择地址应该选择对建筑结构抗震设计比较有利的地方，要尽量避开那些对建筑结构抗震设计不利的地方；

（2）建筑结构的整体要求比较简单，而且还要整体比较规则，看起来比较对称，以及它的整体刚度与质量有着基本上比较均匀的变化；

（3）建筑结构的抗震设计基本要求，应该符合下面的几点：首先，应该具有简单明了而且比较精确的建筑结构计算的简图，还有科学合理的地震作用所传递的各种不同的途径；然后，还应该具有多种不同选择的抗震防线，以此来避免那些因为建筑的部分结构或者建筑的基本构件损坏，而引起了建筑整体的体系失去抗震的能力或者其对重力负载的一种承受能力；最后，还应该具有科学合理的建筑刚度与建筑强度的比较精确的分布，尽量避免由于一些局部的地方削弱或者变化而形成的薄弱部位，导致于产生过分大的一种集中应力或者一种集中塑性变形，那么对于这些可能出现的问题，就应该及时采取有效措施以便提高建筑结构的抗震能力。

（4）建筑结构的抗震设计的各个种类不同构件应该具有一定程度上的强度与一种可以承受的变形能力；而且它们之间还应该具有一定可靠的连接性；至于一些其他的非建筑结构的构件，比如填充墙、隔墙、围护墙等等，它们之间要有比较合理的设置。

3 建筑结构抗震设计的主要方法

建筑结构要在整体上遵循抗震设计的一些主要原则，以便来填补那些因为地震灾害的作用以及震后反应的那些复杂性而导致抗震计算不准确带来的一些不足。那么，建筑结构的抗震设计主要采取的方法有以下几种：

（1）建筑结构的基本构造

一般情况下，建筑采取的混凝土结构，是通过建筑钢筋砼构件的截面高宽比来限制取值，那么，建筑要求的最小配筋率，是由承重柱的轴压比来控制的。建筑的砖混结构，一般比较常见的构造方法有限制建筑房屋的整体高度与建筑的层数与层高；在建筑的横纵墙中来设置一些钢筋混凝，并且还要设置一些防震缝等等。在经过修订以后的建筑结构抗震设计的规范标准中要求增加一些具有强制性的条例，要突出建筑屋顶的楼、电梯，要求建筑构造柱应该延伸到建筑的顶部，并且要与建筑顶部圈的粱连接在一起，以此来拉结建筑的填充墙来加入总体建筑结构的承受力，并且对建筑结构自身的刚度有着比较大的作用，这个应该在抗震设计中加以充分的思考。

（2）建筑结构抗震设计的一些性能目标

建筑物在发生地震的时候有高度的安全性，是在抗震设计中应该具有的很大特点，所以建筑结构的抗震设计要求以将要建设建筑物的地区可能会大地震的烈度为基本的标准。而且还要以建筑自身以及建筑物得室内物品没有造成破坏为最终目标来确定建筑结构的一些抗震性能指标。建筑结构的一些非抗震的下部结构以及建筑结构的一些基础部位也需要有一定程度上的抗震能力，在发生大地震的时候建筑结构要基本保持在所能承受的弹性范围之内。另外，建筑结构的抗风性能是因为抗震的建筑水平所具有的刚度比较小而容易发生一些比较小的波动，这个应该思考那些因为发生的季节风等所带来的作用发生的影响。所以由于风压所产生的建筑水平振动很有可能会导致建筑的安全使用性能以及建筑抗震部分的耐久性能受到破坏。因此，建筑结构要有一定的比较好的性能指标，以便达到高的抗震设计要求。

（3）建筑的场地和建筑规划

建筑结构要有好的抗震性，需要选择比较有稳定性的场地，这样会有比较好的基础。另外，具有抗震性的建筑需要有抗震层的设置，而且建筑结构的外部空间应该做包括邻栋间距、建筑外观等等的一些舒适感以及安全性能的角度来考虑。而且在进行建筑结构的场地规划的时候，也应该从适应建筑上部结构的位移等特点与性能方面的角度来考虑。建筑物在经过长时间的使用后，建筑结构的整体可能发生移动的范围之内不应该堆放一些障碍杂物。在建筑结构可能发生移动的范围之内一般来说会设置一些建筑的出口与入口，并且还要注意不能因此而使得人受到一些伤害，最好为了避免人或者车辆比较容易通过出入口，应该设置一些门墙或者指示标记等等。

4 结束语

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【关键词】建筑结构；抗震；概念；设计

1.概念设计

概念设计涵盖了从用户需求分析到概念产品生成的设计活动全过程，这一系列设计活动是有顺序、目标和组织的。概念设计表现出了一个理念从模糊到清晰、从具体到抽象、从粗到精不断变化的过程。它是从设计概念出发，以设计概念作为主线贯穿于整个设计过程的一种设计方法。作为全面完整的设计过程，概念设计通过设计概念把设计师感性思维与瞬间思维统一上升为理性思维，进而实现整个设计。在现代建筑业中，概念设计被广泛用在建筑的结构设计中，有其特殊的含义和重要性。

1.1含义

在建筑的结构设计中有理论设计与概念设计之分。理论设计是指结构工程设计师在计算理论与规范的基础上，假设结构的计算模型与受力状态，并通过分析计算结构获得数据式结果，进而根据结果来进行结构设计这样的设计方法。而概念设计则是无需计算数值，只根据整体的结构体系和分结构体系间存在的力学关系、震害、结构被破坏的机理以及工程现象和实验现象的设计基本原则及思想，来完成建筑结构整体布置和细部构造过程确定。

1.2重要性

作为结构工程师，其主要的任务就是运用整体概念在特定建筑空间当中完成结构整体方案设计活动，并要有意识地对结构与构件以及不同结构之间的关系问题进行处理设计。在现代社会，几乎在全部的结构设计中都运用到了概念设计的设计理念。概念设计在结构设计中有着重要意义，其重要性的体现如下：

（1）目前的结构设计与计算的理论都存有很多的缺陷及不可计算性，概念设计的运用可以弥补计算理论当中的缺陷，并完成现实中存在的不可计算的结构构件设计活动，从而满足结构设计需求。

（2）在结构方案设计的最初阶段，其设计过程不能依靠计算机完成。这就要求结构工程设计师在确定性价比最高的结构方案时综合运用概念设计中蕴含的设计概念。

（3）通过计算机的分析计算所得结果具有高精度的特点，有些结构设计师过度依靠计算机与设计软件，对于结构工作的性能产生误解，在结构设计中走上传统性、习惯性的方向，盲目相信计算机计算的结果，对其不合理性与错误性有所忽视，导致建筑结构产生安生隐患。概念设计要求设计师从实际工程的结构需求出发，综合考虑各种因素，可以破除结构工程师对计算机设计软件的盲目信赖，对于结构设计的发展和革新具有重要的推动作用。

2.防震概念设计

这一概念设计涵盖了从建筑防震需求分析到防震结构成形的全过程，是按照地震灾害的基本情况与多发带建筑工程经验等所形成的设计基本原则与思想，进行建筑结构整体安排和细部构造的设计活动。由于地震破坏作用与机理具有复杂性与不确定性，且结构模型假定情况有别于现实状况。

因此，很难对建筑物遇到地震的参数与特性进行准确的预测活动。基于这样的情形，工程抗震并不能完全依靠计算机的模拟设计来解决，而是要从概念设计出发。

2.1作用原理

在建筑的结构设计中，抗震概念设计的主要作用是促使建筑整体结构耗散地震能量，以免在结构中产生薄弱敏感部位。如果地震能量聚散活动只是集中于部分薄弱区域，就会过早破坏结构。

在现代抗震设计中，一定要基于对整个结构在耗散地震能量方面的作用发挥，才能根据常见小地震的作用情况来计算结构、设计构件截面以及相应构造措施。若有需要，可以采取弹性时程分析方法来进行补充计算，并试图满足罕见大地震作用下的建筑结构稳定需求。

2.2设计要求

为保证建筑结构的抗震能力与抗震需求相适应，抗震概念设计可以从宏观角度对结构抗震性进行控制，其具体要求如下：

（1）应选择利于抗震的场地与地基，并采用相应措施来维护地基稳定性，以免由于地面变形产生直接危害；

（2）基础设计要合理。属于同一结构的单元部门不应设置于不同性质的地基土上，也不适合选取不同基础形式。在进行防震概念设计的时候，要最大程度地挖掘和发挥地基潜力；

（3）就建筑物的体型而言，应从对称、规则、简单入手，保证质量及刚度的变化时均匀的，从而达到减少地震作用下出现的变形现象、应力集中反应以及应力扭转现象的目的；

（4）结构体系的选择要合理，其抗侧构件应当均匀对称。要设置多道建筑结构抗震防线，结构布置应当传力便捷、受力明确，以免在局部产生薄弱环节；

（5）各类构件间的连接要安全可靠，且应具有一定变形能力与强度，从而提高建筑整体结构的抗震性能；

（6）要注重结构空间的整体性，加强其平面连接，并确保其竖向的整体刚度符合抗震需求；

（7）强调处理非结构构件的重要性。要充分发挥非结构构件对于主体结构有利的影响作用，避免因为不合理的构件设置危害到整个主体结构的抗震性能；

（8）结构自重应尽量减轻，减少其对地基土产生的压力，进而将传送给建筑物的地震力降低。

2.3实际运用

在传统的结构理论研究与设计中，往往只注意结构抗力的提高，使得建筑混凝土的等级不断升高，配筋量不断加大，工程造价也不断升高。过去的建筑结构设计师通常只重视最大配筋率的问题，进而导致肥梁胖柱、深基础等现象在建筑工程中随处可见。

在建筑抗震设计中，传统方法是按照最初确定的尺寸和混凝土的等级来计算结构刚度，进而根据结构刚度对地震力进行计算，然后才是配筋计算。而事实上，配筋越多，就会产生越大的刚度，而刚度越大，在地震作用下产生的反应也会越大。从这一层面来说，为抗震而配设的钢筋反而增加了结构刚度，进而增强了地震作用效应。这就使得建筑结构抗震陷入了死循环当中。

而抗震概念设计在建筑结构设计中的应用，拓宽了建筑结构设计思路。它以降低地震的作用效应为出发点，给现代建筑的抗震设计带来了新的生命力。抗震消能就是抗震概念设计中的一种理念。通常来讲，抗震消能是依靠在基础和建筑主体之间加设消能支撑等柔性隔震层来实现。也有通过在建筑物的顶部安装反摆，加大建筑物振动的阻尼作用，减少其位移的方式来达到消能抗震的目的。在进行抗震验算的时候，要注重区分场地土的类别。建筑的框架结构应当设计为双向的梁柱刚接体系，可允许部分框架梁搭接于别的框架梁上，但要加强在垂直地震作用方面的抗震设计。既可以通过对构件荷载效应进行调整和限制的方法，也可采用规定必要的强制性构造措施的方法来加强建筑结构的抗震力。

3.结束语

近年来频发的地震灾害已经导致了太大的生命财产损失，加强建筑结构的抗震能力变得越来越重要。传统的建筑结构设计过于信赖计算设计的结果，忽略了建筑结构的实际情况，没能充分发挥计算设计在建筑抗震设计中的作用。而抗震概念设计的出现，将建筑结构设计引向了人性化方向，并且拓宽了建筑结构设计的思路，为建筑抗震设计提供了新的视角，并在实际应用中发挥了良好作用。

参考文献

[1] 王天燕.建筑结构设计中的抗震概念设计【J】.中国房地产业，2012（03）.

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1地震与建筑结构概述

1．1我国地震设计规范

我国针对建筑物在抗震方面的设计已经得到逐步改善，2001年，我国颁布了《抗震设计规范》［2］，该规范不仅汲取了我国所发生的多次大型地震的经验教训，而且对建筑物的抗震能力进行了深入的研究，并提出相关设计方案，极大的提高了我国建筑物的抗震能力，从而有效的保证了人民群众的生命安全和财产安全。《抗震设计规范》的实施，标志着我国建筑结构抗震迈向了一个新的阶段。

1．2地震与建筑结构关系

地震区建筑物结构直接决定着其抗震能力，如果建筑物抗震能力较强，在经过地震灾害之后，相应的损失也会减小，反之，将会给人民的生活带来极大的危害和困难。根据以往的案例可以发现，在建筑结构设计当中融入抗震的设计，能够有效抵抗地震所带来的巨大振动，如果没有进行相应的抗震设计，建筑物就会在极短的时间内全部倒塌，这也在一定程度上威胁了人民的生命安全［3］。所以，必须在地震区将抗震作为建筑结构设计的重点内容，并在实际施工当中进行应用和实施，严格控制施工质量，将抗震设计作为保护人民群众生命安全的保障。

2建筑结构抗震设计的问题

2．1抗震场地的选择问题

要想使建筑物在地震后造成的损害最小，就必须对抗震场地进行合理的选择。首先，必须对建筑物的地基进行选择，这主要是由于地震是由地壳向地面发出的振动，地基是否牢固会直接影响到建筑物的质量和抗震性，所以，在进行地基的选择时，应避开一些对于建筑抗震不利的地方，选择一些有利于建筑抗震的地段。其次，应选择一些土地坚硬、地质元素分布均匀的地段［4］，这主要是由于地震是一种地壳的变动，如果土地不够坚硬，地质元素分布不均匀，就会在地震时产生极大的变化，稳定性不高，给建筑物带来严重的破坏，反之，则会加强建筑物的稳定性，最大程度上减少由于地震对建筑物带来的破坏。最后，尽量避免一些可能会发生泥石流、滑坡、地裂的地段进行建筑施工，地表的稳定性高也是提高建筑物抗震能力的一个重要方式。

2．2建筑物平面布置规则问题

从理论方面来说，建筑物如果按照规则进行建筑，就会大大提高其安全系数，这是由于规则建筑符合抗震设计的要求，如果没有任何建筑规则的设计方案，也是无法通过审核程序的。在《抗震设计规范》当中，明确指出建筑物抗震设计必须符合相关的计算模式，如果出现不规则建筑，则可视为不合格建筑。一般情况下，建筑物的主体抗侧力规则一般包含四个方面:第一，其结构应该沿着竖向构成一个断面，并且保证断面之间的变化十分均匀，不要出现任何突然变化的情况;第二，由于建筑物主体抗侧力存在两个主轴，所以要确保两个主轴之间的方向应该比较接近，尤其是在变形和刚度方面的距离方面;第三，在平面布置当中，必须保证建筑物周边结构能够和中心互相协调，刚度均匀，从而确保主体结构有较大的活动空间，这样，一旦在地震发生时，较大的震动并不会对主体结构造成太大的损害;第四，平面布置必须要将主轴和刚度之间保持分布均匀，才能有效提高建筑结构的抗震能力。

2．3抗震结构体系选择问题

众所周知，在建筑结构抗震能力设计当中最为重要的部分就是对抗震结构体系的选择，不仅要求抗震结构体系具有较强的安全性，也应适度考虑其经济性。一般来说，建筑结构设计大致分为三个:第一，合适的抗震体系应该保证建筑物组成部分受到震动损害之后，其整体的抗震能力并不会受到影响，所以，这就要求抗震设计当中使用内力重分布［4］，才能保证地震中部分受到损害无法工作之后，其余部分能够将全部重力进行承担，确保建筑整体的稳定性;第二，建筑物的承载能力必须十分高，但在保证承载能力的同时还应该具有良好的变形能力，这时我们可以依据当前混凝土型号方面的技术手段，将其打造成一个具有良好塑性内力重分布的能力，更好的起到抗震效果;第三，现代式建筑结构要想具备良好的抗震能力，其刚度和强度必须进行合理分布，只有这样，才能有效避免由于地震所导致的建筑物局部变化，并且针对于框架方面的设计必须注意节点的问题，必须要确保节点不被破坏，才能极大增强建筑物的抗震能力。

3提高建筑结构抗震设计建议

3．1依据抗震等级优化抗震设计

我们知道，在进行建筑物结构抗震设计时，必须要参照地震的等级情况，才能针对性的对建筑的地基、梁柱、墙体等采取相应的预防措施，确保建筑物能够在地震发生时，从至少三个方面对建筑物进行保护。主要包括对建筑物节点的有效控制，增强墙柱梁板的刚性和强度，并且设计师应该将梁柱的界面进行精确的计算，从而将其控制在一个合理的尺寸范围之内，最后，对于钢筋方面的要求是承载能力，保证钢筋在较大震动状态下仍然能够发挥强大的支撑能力。

3．2对地震力的吸收和传递进行合理设计

在对建筑物进行抗震设计时，必须着重重视建筑物对地震力的吸收和传递作用，这样才能有效分解地震所带来的破坏力。所以，在设计过程中，应将建筑物的墙柱梁板轴控制在同一个平面当中，这样能够保证建筑物自身形成一个具有双向抗震的结构模式，一旦发生地震时，建筑物的各个组成部分会将这个破坏力进行传递，并逐渐吸收，最大程度上确保建筑的稳定性和安全性，有效提高建筑物的抗震能力。

3．3抗震防线的多个设计

从正常建筑物的建筑设计来看，最多只会有一个抗震防线，但是针对于建筑物抗震设计来看，存在多个抗震防线，这样才能有效提高建筑的抗震能力。从实际地震当中可以看出，多个抗震防线能够起到更好的抗震效果，在时间较久、危害性较大的地震当中，一旦建筑物的第一道抗震防线被破坏后，建筑物的第二道抗震防线就会起到抗震的作用，以此类推，从而极大的增加了建筑物在地震当中的防御能力。需要注意的是，我国国土面积广阔，不同的地区存在着不同的地质，在抗震防线的设计中应当针对当地的地质特点进行设计，才能使抗震防线在地震发生时发挥其真正应有的价值。

3．4建筑物抗震标准的设计

由于各个地区所处的地理位置存在较大不同，其地震强度也会有所不同，在一些地震频发的地区，如我国四川地区，经常发生一些或大或小的地震，所以，对于这些地区的建筑物抗震设计的要求就相对较高。在抗震设计考虑到多种因素之后，要在最终保证建筑的抗震水平达到规定的标准。随着科学技术的不断发展和进步，市场上出现了多种新型的抗震材料和技术手段，所以，合理的应用这些新材料、新技术，也是提高建筑物抗震标准的重要设计内容。

4结语

在原有建筑结构抗震设计的基础上，合理的选择施工地点，并不断提高建筑物的抗震等级和抗震标准，进行多个抗震防线的设计，确保地震过程中能够对其所带来的破坏力进行合理的吸收和传递，才能确保建筑的安全性，最终实现保障人民群众的生命安全和财产安全的目的。

作者:段耀美 邓南沙 单位:太原理工大学建筑设计研究院 国家知识产权局专利审查协作北京中心

参考文献:

［1］李伟．建筑结构抗震设计若干问题研究探讨［J］．民营科技，2014(1):175．

［2］杨甲奇．关于建筑结构抗震设计若干问题的探讨［J］．门窗，2014(2):99．

［3］陈晓蕾．对于建筑结构抗震设计的思考［J］．建筑•建材•装饰，2014(19):39-40．

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关键词： 民用建筑；抗震设计；理论分析；问题；方法

引言：由于我国是一个地震多发的国家，分布广、频率高、强度大、震源浅，是世界上地震灾害最严重的国家之一。近几年来，各国历次地震对人类造成了严重灾害，通过总结大量的经验教训，促使结构抗震设计不断发展。这就要求结构工程师不仅要运用好抗震计算分析，而且要重视结构概念设计，使建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来，建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。

1、民用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

1.2.1、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。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数（地震系数）。

1.2.2、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。

1.2.3、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、民用建筑结构的抗震设计需注意的问题

2.1.考虑质量偶然偏心的依据和方法

国外多数抗震设计规范认为，需要考虑由于施工、使用等因素所引起的质量偶然偏心或地震地面运动的扭转分量的不利影响。现行国家标准《抗震规范》中，对平面规则的结构，采用增大边榀结构地震作用效应的简化方法考虑偶然偏心的影响。对于高层建筑而言，规定直接取垂直于地震作用方向的建筑物每层投影长度的5%作为该层质量偶然偏心来计算单向水平地震作用，是和国外有关标准的规定一致的。实际计算时，可将每层质心沿参考坐标系的同一方向（正向或负向）偏移，分别计算地震作用和作用效应；也可近似按照原始质量分别情况计算地震作用，再按规定的质量偶然偏心位置分别施加计算的地震作用，分别计算结构的地震作用效应。对于连体结构、多塔楼结构，相对分离的塔块可按自身的边长确定相应楼层的质量偶然偏心值。

2.2.楼层扭转位移控制条件

正常情况下，楼层位移比的上限条件是不应超过的，根据文献，"规则性要求的严格程度，可依设防烈度不同有所区别。当计算的最大水平位移、层间位移值很小时，扭转位移比的控制可略有放宽。"因此，特殊条件下，个别楼层扭转位移比值超过规定的上限要求也是允许的，可由有关超限审查机构审查确定。

所谓"最大水平位移、层间位移值很小"，一般要求层间位移角不大于位移角限制的1/3。

2.3.连梁刚度折减系数

首先，连梁刚度折减是针对抗震设计而言的，对非抗震设计的结构，通常不宜对连梁刚度进行折减。其次，抗震设计时，连梁刚度折减系数的取值，应满足连梁正常使用极限状态的要求，一般与设防烈度有关，设防烈度高时可多折减一些，设防烈度低时可少折减一些，但一般不小于0.5。当连梁刚度折减系数取值小于0.5时，与之相连的剪力墙肢设计应加强，连梁本身必须满足非抗震设计的承载能力和正常使用极限状态的设计要求。

3、完善民用建筑的抗震设计方法

完善民用建筑的抗震结构设计主要涉及三个方面，其中包括建筑结构的整体性、结构之间的连接性、结构材料的刚度设计等。

3.1.提高建筑结构的整体性

具备一定特殊性的民用建筑结构在设计环节方面容易出现考虑不周全的情况。忽略了建筑结构的整体性，就会影响到结构的抗震性能。因此，在建筑物的结构设计当中，我们应当遵循结构整体性的原则，让建筑物在地震的环境中仍然能保证整体的稳定性，以此增强自身的抗震性能。另外，由于民用建筑在设计过程中会呈现出不同的结构风格，这些结构风格也将在很大程度上影响到建筑结构的稳定性和抗震性。因此，在提高建筑结构整体性的过程中我们应当增强彼此之间的相互作用能力，提高建筑物的稳定性和抗震性。

3.2加强建筑结构之间的连接性

建筑结构之间存在着连续性，这种连续性将极大影响到建筑的稳定性和抗震性。民用建筑只有基于良好的结构连接，才能够承载地震的外来力量并实现良好的结构预应力。具体来说就是建筑结构之间的连接性能够满足民用建筑物在地震环境中承受得住外界增强的力，确保自身的安全性。

3.3. 加强民用结构的刚度设计

在民用建筑结构的抗震设计上，设计人员和建筑人员通常都对刚度有着较为严格的要求。刚度设计主要涉及到两个方面，其中包括横向岩性、竖向刚度等内容。由于民用建筑有着较为复杂的受力特性，这就要求在抗震性能的设计中，更加注重他们在结构竖向和横向方面的计算，以此提高结构的整体稳定性，减小在地震环境中的破坏。

3.4.注重民用建筑结构类型的选择

民用建筑结构类型的选择成为了抗震设计中的重要环节之一 ，它实际上是影响建筑结构抗震性的关键因素。

在抗震结构类型的选择上，我们应当将施工进度、施工计划纳入选择条件之中来，这不仅仅会影响到施工的进度而且会影响到建筑的造价，因此，我们需要科学的选择各个方面的内容，进行科学的抗震结构类型的选择。当今，我们的建筑物一般的都是采用钢筋混凝土结构，因此设计人员和建筑人员在抗震结构类型的选择方面应当选择以钢筋为主的方法，减少建筑物的自重，有效提高结构的整体刚性，满足抗震设计的需要。

4、结束语：现代建筑结构的设计，尤其是针对民用建筑来说，设计人员和建筑人员应当更加注重抗震性能和稳定性能的突出，明确安全性的设计原则，采用先进的抗震方式，以此来保障民用建筑良好的抗震性，实现现代建筑结构的安全性和舒适性。

参考文献：

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关键词抗震设计；概念设计；抗震计算；构造措施

中图分类号TU691文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0221-01

多年来，人们对建筑结构抗震设计理论不断探索和研究，更多、更适用的抗震设计方法相继被提出。从最初的弹性理论到现在的非线性理论，从单一的保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服，同时还经历了结构非弹性变形性能力的“耗”的一系列转变。目前，结构抗震设计主要涉及三个方面：结构的概念设计、结构的抗震计算及构造措施。

1抗震概念设计

1.1概念设计的含义

1）一般指不通过数值计算，只根据结构体系震害、力学关系、结构破坏机理、试验现象与工程经验，对一些比较复杂、难以做出精确、理性的分析或规范中难以规定的工程问题，而获得的基本设计构思。

2）从宏观的角度来看，概念设计是运用一定的手段宏观控制建筑结构的总体布置与抗震细部构造。

3）有了概念设计的初步估算，在设计阶段，设计师能够更快速有效地对结构体系进行构思、对比与选择，大大降低了手算的难度，降低了成本，增强了设计方案的可靠性。

1.2概念设计的重要性

1）地震的无法预知性与随机性以及地面运动的随机性与复杂性，对结构的影响十分复杂。这种情况下，概念设计就显得尤为重要了。

2）结构地震计算的相关理论并不能充分反映地震中结构破坏复杂的过程。于是，概念设计在抗震设计中便起到了决定性的作用。

3）抗震设计仅根据抗震计算来确定，往往是不够准确的，甚至是偏于不安全的。

1.3概念设计的发展现状

社会经济快速发展及人们生活水平不断提高，建筑结构设计的要求随之提高。为了适应这种发展的要求，概念设计应运而生。当前，概念设计已成为工程设计必不可少的组成部分。于是，探索先进的理论计算，提高计算机水平，探索新型、轻质、高强、环保的建材，已成为当前做好结构概念设计的首要任务。

在传统的抗震设计中，单纯地通过配置钢筋来减少结构震害，这种做法加强了结构的刚度，但是，根据结构刚度与地震作用效应的相关性，结构刚度的增强反而加强了地震作用效应。为了纠正这种错误的抗震设计理论，专家利用结构的概念设计提出了隔震消能的思想。现有的隔震消能装置就是在基础和主体之间设置柔性层或增加消能支撑（相当于阻尼器），或在建筑物顶部装一个“反摆”（地震时，其位移方向和建筑物顶部的位移相反，形成附加阻尼，大大减少了结构的动力反应）。这种装置可以将地震作用效应可降低至60%，且屋内物品安全性也提高了。隔震耗能装置的研究在国内外已经引起了高度重视，而在日本，相关研究成果已广泛应用于工程实践中，并取得了较好的工程

效果。

2抗震计算

结构抗震计算包括地震作用计算和结构抗震变形验算。

2.1地震作用计算

底部剪力法和时程分析法是结构抗震计算的基本方法。

1）底部剪力法。适用于高度不超过40 m、以剪切变形为主、质量与刚度在竖直方向分布均匀的结构，以及可简化成单质点体系的结构。

2）时程分析方法。适用于不规则的建筑（如扭转、凹凸、楼板不连续和竖向形体不规则等)、甲类建筑与烈度、限定高度的高层建筑；多遇地震作用的计算也可采用时程分析法，计算时，将多条时程曲线计算结果的平均值作为计算结果。

采用上述两种方法计算地震作用设计时，须满足以下计算要点。

1）因为建筑结构两个主轴方向的构件抗侧力是地震变形验算的主要对象，所以，这两个方向要分别进行水平地震作用的

计算。

2）对质量与刚度的分布明显不对称的结构，需考虑双向水平地震作用下的扭转效应。其他结构的扭转效应可以通过对地震作用修正得到。

3）8、9级地震中的大跨度结构和长悬臂结构，9级地震中的高层建筑，都要进行竖直方向地震作用的计算。

4）对于结构中相交角度大于15°的斜交构件，需对有抗侧力的该种构件进行水平各向地震作用计算。

2.2结构抗震变形验算

结构抗震变形验算包括遇地震下的抗震变形验算和罕遇地震下的抗震变形验算两部分。

1）多遇地震下的抗震变形验算。各种结构都要进行多遇地震下的抗震变形验算，楼层最大层间位移需满足规范中规定的限制。

2）罕遇地震下的抗震变形验算。与多遇地震下的抗震变形验算不同，罕遇地震下的抗震变形验算只需对一些特定的结构进行。①必须进行弹塑性变形验算的结构：7～9度且屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构；8度Ⅲ、Ⅳ类场地与9度较高单层钢筋混凝土柱厂房的排架结构（横向）；重要建筑或抗震要求较高的建筑，且结构类型是钢筋混凝土结构或钢结构；采用隔震消能设计的结构；高度大于150 m的钢结构；②建议进行弹塑性变形验算的结构：抗震烈度、场地内有高度限定，且竖向形体不规则的结构；板柱、抗震墙结构和底部框架的砌体结构；7度Ⅲ、Ⅳ类场地、8度乙类建筑，且其建筑结构是钢筋混凝土结构或钢结构；不高于150 m的高层钢结构。

3抗震构造措施

3.1砖混结构

砖混结构的抗震构造要求包括：加设圈梁、加设构造柱、对墙体加固构造。

1）圈梁用于增强房屋的整体性，可以提高房屋的整体抗震

能力。

2）构造柱与圈梁配合适用，二者形成封闭骨架，可以提高砌

体结构的抗震能力。一般来说，在内外墙交接处、外墙转角处以及楼梯间的四角处，都应加设构造柱。

3）墙体加固构造可以有效提高砌体结构的水平承载力，一般做法是用高标号水泥砂浆或布钢筋网砂浆代替原墙体的粉刷

抹灰。

3.2混凝土结构

混凝土结构的抗震构造要点包括：①构件截面的高宽比要满足规定的限值；②满足最小配筋率要求；③将承重柱的轴压比控制一定的范围内；④一般填充墙中应设置拉结筋，较长的填充墙还应设置构造柱、芯柱、角柱并要求短柱箍筋全高加密。

4结束语

建筑结构的抗震设计是一个复杂、综合、系统且整体性很强的过程，它包括建筑结构的概念设计、抗震计算及构造措施，三方面缺一不可。如今，随着地球的生态环境的破坏越来越严重，地震灾害也日趋频繁，建筑结构的抗震设计成了衡量建筑结构设计是否有效的一向重要指标。因此，对各种结构进行更准确、合理的抗震设计，将成为建筑工程中尤为重要的研究方向。

参考文献

[1]张映超.浅谈房屋建筑结构的抗震设计[J].科技风,2011.

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【关键词】房屋建筑；结构分析；抗震设计

1、房屋建筑结构抗震设计规定

在我国， 房屋建筑结构抗震设计的标准一般分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类等四个类别，简称甲、乙、丙、丁。在甲乙类建筑体系设计中应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，9度时应按比9度更高要求采取抗震措施。而丙类建筑应按本地区抗震设防确定其抗震措施。在丁类建筑中地震作用应按本地抗震设防烈度确定，但抗震措施（6度除外）允许比本地抗震设防烈度的要求适当降低。

在多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型中，当平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构出现时，适用最大高度应适当减少。在钢筋混凝土房屋抗震等级的要求中，它的抗震设计一般要满足，如果是框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%的话，那么它的框架抗震等级应按框架结构来定。另外当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层一下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级。

2、抗震技术在房屋结构设计中的应用

1） 房屋结构水平和垂直布局设计。构件的水平和垂直两个方向上的合理布置，是房屋结构设计中的一项基础性内容，因为抗震性能很大程度上受墙、柱的水平和垂直位移的影响。所以，在房屋结构的设计中，要想提高其抗震性能，则应当遵循以下原则： 水平和垂直方向上的构件都要简洁整齐，且其质量与刚度的中心应当重合。在垂直方向的设计中，应当尽可能的使构件的中心靠下，杜绝上重下轻的情况出现，同时严格控制其刚度和均匀性。

2） 提高房屋结构整体抗震性的设计。a. 科学合理的选择地基。地基的好坏是影响房屋结构抗震性的基础性因素，在设计初一定要经过充分的调查研究，科学合理的选择地基，特别注意避免地基的变形情况。b. 连续性设计。房屋结构设计要想提高抗震性能，应当保证房屋结构在整体上的连续性，确保房屋的各个构件的连接可靠，使房屋结构是一个完整的整体，当发生地震时，房屋依靠其结构上的整体性，能有效的化解和分散地震产生的能量。c. 规则性设计。房屋结构的设计中规则性对于抗震性的影响也很大，在实际设计时应当最大可能的采用规则设计，凭借对称性的结构来抵御地震，避免一些损害。d. 减轻结构重量。房屋结构设计时，我们应当最大程度的降低其重量，减小房屋整体结构对地基的压力，缓解地震发生时所释放的能量对房屋的冲击作用。

3） 减小地震对房屋结构破坏作用的设计。a. 隔震层。隔震层是减小地震对房屋破坏作用的有效手段。一般来说，隔震层都会安装在地基与结构主体的连接部分，使用诸如摩擦隔震元件和橡胶隔震支座等构件，地震发生时能够起到有效的缓冲作用，同时还能有效减小房屋内部物体移动、倒塌带来的二次破坏。b. 反摆。反摆设计是一种比较新型的减少地震破坏作用的设计，目前还不是十分的成熟，一般设置在房屋结构的顶部，当发生地震时，反摆会产生阻尼运动，能够减小地震所引发的房屋的加速度，使房屋结构的震动变小，从而降低地震对房屋结构的破坏作用。

3、房屋建筑结构抗震设计措施

3.1房屋建筑位置的选择

房屋建筑位置的选择在一定意义上来说决定着房屋质量的好坏，一般地地震可以导致房屋建筑周围地表变化，这样就会造成地基的开裂，导致房屋出现问题。因此在地理位置的选择上，设计人员要对房屋建筑进行合理化选择：如选择开阔的坚硬场地，考虑场地土的刚度大小和场地覆盖层的厚度等。表1给出的是各类建筑物场地的覆盖层厚度参照系数。

3.2 房屋建筑材料的选择

一般来说，抗震性房屋建筑材料要选择那些质量优等的材料。要综合考虑保暖、防火等多种因素的存在，比如良好的钢、铝合金结构、木质结构及轻型复合材料等建筑材料作为主体材料。

3.3 选择合适的建筑结构体系

首先结构体系要满足稳定性，其次要与建筑结构相配套。此外还要注意建筑物传力途径的明确性，同时又要注意受力计算的明确性，还要保障在建筑体系中不使用转换层，这样就会保障有地震发生时候避免建筑倾斜或局部受损等现象的发生。

3.4 做好底层框架抗震墙设计

鉴于我国的地震灾害多数发生在底层，一般突出表现为“上轻下重”的这样一个现象，所以在设计时候要突出底层的墙体比框架柱重，框架柱又要比梁重。这样的设计就会在发生地震时底层破坏的程度比房屋的底层轻得多。除此之外我们还要做到房屋的平、立面布置应规则、对称，同时还需要注意第二层与底层的侧移刚度比要控制适中，要符合：底层框架抗震墙砖房第二层与底层的侧移刚度比值在6度时不应大于3.0，当在7度时不应大于2.5，在8度时不应大于2.0，在9度时不应大于1.5；且均不应小于1.0。

表 1

注：表中系岩石的剪切波速。

3.5 钢筋混凝土框架抗震内力设计

我们尽可能做到在地震作用下的框架呈现梁铰型延性机构，为减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性，对梁端的剪力适当调整，使斜截面受剪承载力高于正截面受弯承载力，做到“强剪弱弯”。 在实际运用中如不采取这个措施，柱端很可能比梁端先出现塑性铰。因此适当调整柱计算内力并增大配筋，使塑性铰首先出现在梁端，抗震性能较好。

结语

地震是人类生活面临的重要的自然灾害，危及着人民的生命与财产安全。因此，在建筑结构设计的时候，必须充分考虑抗震设计，并有采取适当的抗震措施， 尽最大可能确保房屋质量，才能减少地震的危害。

但是我们仍需要注意的是，当地震烈度大于5度时，地震对房屋等建筑结构的稳定性产生影响，也只有在当地震烈度在设防范围内时，建筑结构物相对完好。也就是说我国现行的建筑结构设计规范有能力对地震烈度为7～8度以内的地震进行有效设防。 所以说地震设防能力相对很低的普通居民房坍塌毁损与人员伤亡所占的比例是极大的，对大型建筑结构抗震深入研究的同时，应提高对普通民房抗震能力的关注。

参考文献

[1] 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），2013：64-65.

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关键词:房屋建筑；结构分析；抗震设计

一、抗震设计的重要性

从我们现在的经济发展状况来讲，城市人口越来越密集，房屋建筑也越来越多，若突然发生大的地震灾难就会造成难以估量的损失。房屋建筑根本性质就是为了给人们提供一个安全舒适的住宿，为人们的一个防护所，避免人们经受风吹日晒以及其他极端天气。地震则是我们目前所知的自然灾害中最严重的一个灾害，它所给人们造成极大的影响，地震不仅是简单的震动，也会引起一系列海啸、泥石流等自然灾害，其破坏性不可小觑。由此可见，当一个破坏性极大的灾难发生在人们最需要安全的避难所时，我们就不得不重视对于这一灾难的防护。再加上我们目前生活水平的提高，我们目前对于房屋建筑的要求应该是更为舒适，使用寿命更强，这就进一步要求我们对于房屋建筑的整体抗震性有更加完善的技术从而更好地保证我们生活的舒适性。

二、房屋建筑结构抗震设计规定

在我国，房屋建筑结构抗震设计的标准一般分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类等四个类别，简称甲、乙、丙、丁。在甲乙类建筑体系设计中应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，9度时应按比9度更高要求采取抗震措施。而丙类建筑应按本地区抗震设防确定其抗震措施。在丁类建筑中地震作用应按本地抗震设防烈度确定，但抗震措施（6度除外）允许比本地抗震设防烈度的要求适当降低。在多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型中，当平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构出现时，适用最大高度应适当减少。在钢筋混凝土房屋抗震等级的要求中，它的抗震设计一般要满足，如果是框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％的话，那么它的框架抗震等级应按框架结构来定。另外当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层一下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级。对于那些筒体房屋结构抗震的设计要求来说，筒体部分与框架部分楼板一般采用梁板体系。在施工程序及连接构造上我们采取减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层影响措施来解决。当低于9度采用加强层时，加强层的大梁或桁架与周边框架柱的连接宜采用铰接或半刚性连接。需要注意的是如果是9度的情况出现时就不要采用加强层了。

三、抗震设计在房屋建筑结构设计中的运用

抗震的设计在整个建筑中可以说是十分关键的一环，我们可以从一下几个方面进行理解，从而体会抗震设计时如何在房屋建筑结构设计中进行运用，进而理解抗震设计在房屋建筑中的重要性。（1）提高房屋建筑结构的抗震力。抗震设计，顾名思义，就是保障房屋建筑能够在地震时将其破坏程度保障到最小范围。所以在进行房屋建筑结构的设计师，首先就要保障有一个稳固的地基。地基是整个建筑的基础，其抗震性能也就在一定程度上决定着整个建筑的抗震能力。其次，房屋的整体结构上要建造抗震能力强的结构。比如我们知道的一些几何图形具有稳定的效能，我们就可以将其运用在房屋的结构当中。规则、对称的建筑结构也能有利于保障房屋的稳定性，从而减少地震对于房屋建筑变形的影响。在房屋建筑中的一些小细节上注意到对于抗震的作用。（2）我们完善了房屋的抗震设计之后，可以再从地震一方面来思考如何降低地震作用对房屋建筑的影响。我们目前所采取的办法就是在建筑物的基础与主体之间加一个隔震层，也有人提出在建筑物的顶端部分设立一个“反摆”。这样的设计首先能够有效避免发生地震时建筑物之间互相碰撞，并且能够有效缓解在地震来临时房屋的震动幅度，从而保障房屋内部物品的安全。这样的设想我们目前已经有所应用，在一些实际的经验中我们也发现了这一方法的可行性。（3）保证建筑的刚度，建筑结构上的防护以及外部的防护之后，还有保障房屋建筑自身的坚硬程度。首先，就需要考虑到在进行建筑时，使用钢筋混凝土材料，保障房屋的稳固。其次，就是在我们已有的建筑结构上对整个建筑进行进一步的加固。这一方面我们目前已经有相关的规定，明确告诉我们如何对于不同建筑类型进行不同的外层加固。目前，我们也仍需对于房屋建筑的使用材料进行进一步的探究，努力寻找优化建筑材料的办法，能够帮我们在建造房屋时一方面减少不必要的材料浪费，另一方面就是将优质的材料的性能充分地体现在房屋建筑整体的抗震性能上。

四、房屋建筑结构抗震设计措施

1.房屋建筑位置的选择，房屋建筑位置的选择在一定意义上来说决定着房屋质量的好坏，一般地地震可以导致房屋建筑周围地表变化，这样就会造成地基的开裂，导致房屋出现问题。因此在地理位置的选择上，设计人员要对房屋建筑进行合理化选择：如选择开阔的坚硬场地，考虑场地土的刚度大小和场地覆盖层的厚度等。2.房屋建筑材料的选择，抗震性房屋建筑材料要选择那些质量优等的材料。要综合考虑保暖、防火等多种因素的存在，比如良好的钢、铝合金结构、木质结构及轻型复合材料等建筑材料作为主体材料。3.选择合适的建筑结构体系，结构体系要满足稳定性，要与建筑结构相配套。此外要注意建筑物传力途径的明确性，以及受力计算的明确性，保障在建筑体系中不使用转换层，这样就会保障有地震发生时候避免建筑倾斜或局部受损等现象的发生。4.做好底层框架抗震墙设计，鉴于我国的地震灾害多数发生在底层，一般突出表现为“上轻下重”的这样一个现象，所以在设计时候要突出底层的墙体比框架柱重，框架柱又要比梁重。这样的设计就会在发生地震时底层破坏的程度比房屋的底层轻得多。5.钢筋混凝土框架抗震内力设计。我们尽可能做到在地震作用下的框架呈现梁铰型延性机构，为减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性，对梁端的剪力适当调整，使斜截面受剪承载力高于正截面受弯承载力，做到“强剪弱弯”。在实际运用中如不采取这个措施，柱端很可能比梁端先出现塑性铰。因此适当调整柱计算内力并增大配筋，使塑性铰首先出现在梁端，抗震性能较好。

五、结语

地震是人类生活面临的重要的自然灾害，危及着人民的生命与财产安全。在我国，目前人们对于房屋建筑无论是安全性还是舒适性的要求越来越高，房屋建筑行业不断改善自己的设计和技术，不断为人们提供更好更优质的服务。在建筑结构设计的时候，必须充分考虑抗震设计，并有采取适当的抗震措施，尽最大可能确保房屋质量，才能减少地震的危害。我们要进行不断地探索，对于抗灾设计有所重视，不断改善我们的技术，建造更优质的建筑。

作者:王甲辉 单位:吉林供电公司

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关键词：抗震概念设计；底部剪力法；振型分解法；时程分析法；抗震措施

一、建筑抗震概念设计

“建筑抗震概念设计”是对建筑结构总体进行布置并确定各个细部构造的过程，它是根据地震灾害以及工程经验等所形成的基本设计思想和设计原则。地震动是一种随机振动，具有复杂性和不确定性，因此，抗震问题不能完全依赖计算结果。而是应该立足于工程抗震基本理论和长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念来优化设计。

抗震概念设计主要有如下几点：

（一）尽量避开对建筑抗震不利的地段，选择对建筑抗震有利的地段；

（二）建筑的体型尽量做到简单、质量、对称、和刚度变化均匀；

（三）抗震结构体系，必须符合下面的要求：

1.必须具有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图；

2.设置多道抗震防线，避免因构件破坏或部分结构而导致整个体系丧失对重力荷载的能力或抗震能力；

3.刚度和强度务必做到合理化，避免因突变或局部削弱形成薄弱部位，产生过大的塑性变形集中或应力集中；对可能出现的薄弱部位，应采取具体提高抗震能力的措施。

（四）抗震结构的各类构件必须具备变形能力和强度；

（五）抗震结构的各类构件之间应注意连接的可靠性；

（六）合理设置非结构构件。概念设计的主要原则是在总体上把握抗震设计，对由于地震作用及结构地震反应的复杂性而造成抗震计算不准确的不足进行弥补。同时还应当明确指出，强调抗震概念设计虽然重要，并不是不重视“数值计算”设计，目的是为抗震计算创造有利条件，使计算得出的分析结果更能准确反映地震时结构反应的实际情况。

二、建筑结构抗震的分析方法

（一）底部剪力法

凡是能看作广义单自由度体系的建筑物，均可用底部剪力法来确定水平地震作用。《建筑抗震设计规范》(GB5001l-2010)规定，对于高度不超过40m、以剪切变形为主，并且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构均可用底部剪力法。

采用底部剪力法来确定结构地震效应的计算步骤是：

（1）可采用经验公式、能量法、顶点位移法等来定结构的基本周期；（2）据场地的基本烈度、近震或远震、场地类别、结构基本周期得出地震影响系数；（3）计算出结构底部截面的水平地震力；（4）按照反应结构变形形状的地震作用倒三角形分布规律或倒三角形加顶部集中力的规律，计算出各屋盖或楼层高度处的水平地震作用；（5）计算结构各杆件截面的地震剪力和弯矩；（6）与相应的静力荷载效应组合，进行结构的抗震强度验算。

（二）振型分解反应谱法

1.振型分解反应谱的基础是单自由度体系反应谱理论，多自由度体系地震反应的计算方法通常采用振型分解原理来解决。它考虑结构的动力特性较全面，除了特别不规则和不均匀的建筑外，都能给出很满意的结果；而且计算过程简单，因而成为当前计算较复杂结构地震反应的常用方法。

振型分解法的计算方法：多质点体系中质点i以几何坐标表示的位移采取以振型在质点i处的幅值为基底的广义坐标来描述，即：（i=1,2,3，…n）

由于这些振型构成了n个独立的位移模式，并可利用振型的正交特性，使以几何坐标描述多自由度体系振动方程组中相互耦联的方程式解耦而各自独立，即分解为n个独立的广义单自由度体系的振动方程，从而可以直接利用单自由度体系地震反应谱，分别计算出相应于各个振型的位移或加速度反应。然后，按照一定的遇合法则，进行振型地震反应的遇合，得多质点系的地震总反应。

2.振型分解反应谱法计算步骤

（1）据结构的动力特性，选择合理的力学模型以及相应的多质点系或多层刚片系计算简图；

（2）立无阻尼多质点体系的自由振动方程，即；

（3）形成多质点系的动力矩阵或，并求解其特征值和特征向量，从而得结构的各阶自振周期和振型（模态分析）；

（4）选取若干个周期，按照建筑物所在地区的基本烈度（近震或远震）和场地类别，查反应谱，得相应于前若干个振型的地震影响系数、、…

（5）计算出前若干个振型的振型参与系数、、…；

（6）分别计算出前若干个振型的体系各质点的地震作用Fji，即；

（7）分别计算出前若干个振型的结构地震变形或内力；

（8）按照一定的法则进行结构振型地震内力或变形的组合，得结构各构件的实际内力或变形。反应谱方法是一种拟静力方法，虽然能够同时考虑结构各频段振动的振幅最大值和频谱两个主要要素，但对于振动持时这一要素未能得到体现，震害调查表明，有些按反应谱理论设计的结构，在未超过设防烈度的地震中，也遭受到了严重的破坏，这充分说明了持时要素在设计中应该被考虑。此外反应谱方法忽略了地震作用的随机性，不能考虑结构在罕遇地震下逐步进入塑性时，因其周期、阻尼、振型等动力特性的改变，而导致结构中的内力重新分布这一现象。

（三）时程分析法

时程分析法分为弹塑性时程分析法和弹性时程分析法，如果在计算过程中刚度矩阵、阻尼矩阵保持不变则称为弹性时程分析法，如果在计算过程中刚度矩阵、阻尼矩阵随结构及其构件所处的变形状态，在不同时刻取不同的数值则称为弹塑性时程分析。时程分析法能在工程结构抗震设计中更加真实地描述结构地震反应，校对补充反应谱分析的误差与不足。在地震反应方程中，地面振动加速度是复杂的随机函数，同时在弹塑性反应中刚度矩阵与阻尼矩阵亦随时间变化，因此不可能求出解析解，只能采取数值分析法求解。常用的数值分析方法有线性加速度法、威尔逊Wilson-θ法、纽马克Newmark-β法等。

三、抗震措施要求

抗震措施主要是指内力调整和抗震构造措施这两个方面。内力调整主要包括强剪弱弯、强柱弱梁、调整底部内力等思路。为保证梁段塑性铰区不发生剪切破坏，需按“强剪弱弯”的设计原则，增大地震作用组合后的剪力设计值。为保证柱不先于梁发生破坏，就要求同一节点处上下端弯矩承载力大于梁两侧弯矩承载力，因此采用增大柱端弯矩设计的方法和梁相似，框架柱也要采用增大剪力设计值。对底层柱底截面，还需采用增大弯矩和剪力的方法，对角柱还应再继续放大。

抗震构造措施包括：最小截面尺寸限制，梁柱墙的最小最大配筋率的限制，梁端柱端箍筋加密区的布置，梁箍筋最小配筋率，核心区的配筋率限值，柱最小体积配筋率。对混凝土柱还应控制轴压比限制等措施保证抗震要求。