建筑抗震設計概念精選(九篇)

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第1篇：建筑抗震設計概念范文

【關鍵詞】建筑結構；抗震；概念設計

過去我國結構計算理論經歷了許多階段,曾經有經驗估算、容許應力法計算、破損階段計算、極限狀態計算，一直到目前普遍采用的概率極限狀態理論計算等階段。現行的《建筑結構可靠度設計統一標準》（GB50068-2001）則是采用以概率理論為基礎的結構極限狀態設計準則，從而使建筑結構的設計符合技術先進、經濟合理、安全適用的原則。概率極限狀態理論計算法更科學合理，但是此方法在運算過程中帶有一定程度近似，只能把它作為近似概率法，而且只靠極限狀態設計很不易估算出建筑物的實際承載力。其實，建筑物是一個空間結構，各種構件以相當復雜的方式共同工作，并不是脫離結構體系整體的單獨構件。

地震通常具有隨機性、不確定性和復雜性，因此目前很難做到準確預測建筑物所遭遇地震的特性和參數。建筑物其本身又是一個很龐大很復雜的系統，在遭受地震作用后其破壞機理和破壞過程非常復雜。而且在結構分析方面，因為不能充分考慮結構的空間作用、非彈性性質、材料時效、阻尼變化等諸多因素，也將存在著不確定性。所以結構工程抗震問題不能全部依賴“計算設計”解決。應該立足于工程抗震的基本理論以及長期工程抗震經驗總結的工程抗震基本概念，從“概念設計”的角度著眼于結構的總體地震反應，按照結構的破壞過程，靈活運用抗震設計準則，全面合理地解決結構設計中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關鍵部位的細節構造，從根本上提高結構的抗震能力。

建筑結構抗震概念設計要從如下幾個因素考慮:

1 選擇對抗震有利場地，避開不利的場地

造成建筑物震害的原因是多方面的，場地條件是其中之一。由于場地因素引起的震害往往特別嚴重，而且有些情況僅僅依靠工程措施來彌補是很困難的。因此，選擇工程場址時，應進行詳細勘察，搞清地形、地質情況，挑選對建筑抗震有利的地段，盡可能避開對建筑抗震不利的地段。

對建筑抗震有利的場地，一般是指位于開闊平坦密實均勻中硬土地段。建造于這類場地上的建筑一般不會發生由于地基失效導致的震害，從而可從根本上減輕地震對建筑物的影響。對建筑抗震不利的場地，一般是指軟弱土、易液化土、山嘴孤丘、陡坡河岸、采空區和土質不均勻的場地。

2 建筑物形狀力求簡單、規則

建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結構布置。如果建筑布局簡單合理，結構布置符合抗震原則，那么就能從根本上保證房屋具有良好的抗震性能。

經驗表明，簡單、規則、對稱的建筑抗震能力強，在地震時不易破壞；反之，如果房屋體形不規則，平面上凸出凹進，立面上高低錯落，在地震時則容易產生震害。而且，簡單、規則、對稱結構容易準確計算其地震反應，可以保證地震作用具有明確直接的傳遞途徑，容易采取抗震構造措施和進行細部處理。

3 選擇對于抗震合理的結構形式

抗震結構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題。按結構材料分類，目前主要應用的結構體系有砌體結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構、鋼-混凝土結構等；按結構形式分類，目前常見的有框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、簡體結構等。結構體系的確定受到抗震設防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經濟條件等諸多因素影響，是一個綜合的技術經濟問題，需進行周密考慮確定。

抗震規范對建筑結構體系主要有以下規定：

3.1 結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；

3.2 結構體系宜具有多道抗震防線，應避免因部分結構或構件破壞而導致整個體系喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力；

3.3 結構體系應具有必要的抗震承載力，良好的變形能力和耗能能力；

3.4 結構體系宜具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產生過大的應力集中或塑性變形集中，對可能出現的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力；

3.5 結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近，在結構布置時，應遵循平面布置對稱、立面布置均勻的原則，以避免質心和剛心不重合而造成扭轉振動和產生薄弱層。

4 確保結構的整體性

結構是由許多構件連接組合而成的一個整體，并通過各個構件的協調工作來有效地抵抗地震作用。若結構在地震作用下喪失了整體性，則結構各構件的抗震能力不能充分發揮，這樣容易使結構成為機動體而倒塌。因此，結構的整體性是保證結構各個部分在地震作用下協調工作的重要條件，確保結構的整體性是抗震概念設計的重要內容。

為了充分發揮各構件的抗震能力，確保結構的整體性，在設計的過程中應遵循以下原則：

4.1 結構應具有連續性。結構的連續性是使結構在地震作用時能夠保持整體的重要手段之一。

4.2 保證構件間的可靠連接。提高建筑物的抗震性能，保證各個構件充分發揮承載力，關鍵的是加強構件間的連接，使之能滿足傳遞地震力時的強度要求和適應地震時大變形的延性要求。

4.3 增強房屋的豎向剛度。在設計時，應使結構沿縱、橫兩個方向具有足夠的整體豎向剛度，并使房屋基礎具有較強的整體性，以抵抗地震時可能發生的地基不均勻沉降及地面裂隙穿過房屋時所造成的危害。

5 提高結構的延性

結構的延性可定義為結構在承載力無明顯降低的前提下發生非彈性變形的能力。結構的延性反映了結構的變形能力，是防止在地震作用下倒塌的關鍵因素之一。

結構良好的延性有助于減小地震作用，吸收與耗散地震能量，避免結構倒塌。而結構延性和耗能的大小，取決于構件的破壞形態及其塑化過程，彎曲構件的延性遠遠大于剪切構件，構件彎曲屈服直至破壞所消耗的地震輸入能量，也遠遠高于構件剪切破壞所消耗的能量。因此，結構設計應力求避免構件的剪切破壞，爭取更多的構件實現彎曲破壞。始終遵循“強柱弱梁，強煎弱彎、強節點、弱錨固”原則。構件的破壞和退出工作，使整個結構從一種穩定體系過渡到另外一種穩定體系，致使結構的周期發生變化，以避免地震卓越周期長時間持續作用引起的共振效應。

參考文獻：

[1]高淑英；加強結構抗震設計中的概念設計.河北工程技術高等專科學校學報，2001年09月（第3期）.

[2]李慶憲; 鄒銀生; 陳俊; 甘袁華; 論建筑抗震設計中的概念設計[J]. 基建優化 2004年02期

[3]趙祜茂; 抗震概念設計在鋼筋混凝土結構中的應用[J]. 山西建筑 2004年09期

[4]葛學禮; 朱立新; 張海明; 建筑抗震概念設計重要性[J]. 建設科技 2005年02期

[5]劉輝; 淺談結構的概念設計[J]. 廣西土木建筑 2000年04期

[6]肖桂清；建筑結構抗震設計的若干對策及改進建議[D].武漢:武漢大學,2004.

[7] 龔思禮；建筑抗震設計手冊，2002

第2篇：建筑抗震設計概念范文

【關鍵詞】結構設計；抗震設計；概念設計

1 概念設計的定義

結構設計分為理論設計和概念設計。理論設計是結構工程師根據計算理論和規范，在對結構進行計算模型的假設及受力狀態的假定的前提下，對結構進行計算分析，得出數據式的結果，然后利用結果進行設計。概念設計是指不經數值計算，尤其在一些難以做出精確理性分析或在規范中難以規定的問題中，依據整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的基本設計原則和設計思想，進行建筑和結構的總體布置，并確定細部構造的過程。

2 概念設計的意義

概念設計的應用面非常廣泛，幾乎包含了所有的結構設計。概念設計的重要性，主要體現在三方面：一是因為現行的結構設計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性。為了彌補計算理論的缺陷，或實現對實際存在的大量無法計算的結構構件的設計，都需要用概念設計來滿足結構設計的目的。二是由于在方案設計階段，初步設計過程是不能借助于計算機來實現的。這就需要結構工程師綜合運用其掌握的結構概念，選擇效果最好、造價最低的結構方案。三是由于計算機計算結果的高精度，容易給結構設計人員帶來對結構工作性能的誤解，過分地依賴于計算機和設計軟件，進行習慣性、傳統的結構設計，對計算結果明顯不合理、甚至錯誤的地方不能及時發現，使許多的建筑結構留下安全隱患。因此，概念設計在結構設計中具有重要的地位。

3 抗震概念設計

抗震概念設計就是根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想，進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程。由于地震是一種隨機振動，其破壞作用和破壞機理的復雜性和不確定性，以及結構計算模型的各種假定與實際情況的差異，使得至今為止，依據所規定的地震作用進行結構抗震驗算，無論計算理論和工具如何發展，計算怎樣嚴格，計算的結果總還是一種比較粗略的估計，要準確預測建筑物所遭遇地震的特性和參數，目前尚難做到。在結構分析方面，由于未能充分考慮結構的空間作用、結構材料的非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素，同時也存在著不準確性。因此，工程抗震問題不能完全依賴“計算設計”解決，而必須立足于“概念設計”。結構抗震概念設計的目標是使整體結構能發揮耗散地震能量的作用，避免結構出現敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果僅集中在少數薄弱部位，必會導致結構過早破壞，目前各種抗震設計方法的前提之一就是假定整個結構能發揮耗散地震能量的作用，在此前提下才能以多遇地震（小震）作用進行結構計算、構件截面設計并輔以相應的構造措施，必要時采用彈性時程分析法進行補充計算，試圖達到罕遇地震（大震）作用下結構不倒塌的目標。

為了保證建筑具有足夠的抗震能力，通過概念設計從宏觀上控制結構的抗震性能，應充分考慮以下環節：① 選擇對抗震有利的場地及地基，避免地面變形的直接危害，采取措施保證地基的穩定性。② 進行合理的基礎設計，同一結構單元不宜設置在性質不同的地基土上，不宜采用不同的基礎形式，設計時宜最大限度地發揮地基的潛力。③ 建筑物的體型應力求簡單、規則、對稱，質量和剛度變化均勻，以減少地震作用產生的變形、應力集中及扭轉反應。④ 選擇合理的結構體系，抗側構件力求均勻對稱，設置多道抗震防線，避免局部出現薄弱部位，要求結構布置受力明確，傳力簡捷。⑤ 各類構件之間要有可靠的連接，并具有必要的強度和變形能力，從而獲得整個結構良好的抗震性能。⑥ 強調結構空間整體性，平面加強連接，豎向確保足夠整體剛度。⑦ 重視對非結構構件的處理，利用其對主體結構的有利影響，避免不合理設置導致對主體結構的不利影響。⑧ 盡量減輕結構自重，減少地基土壓力，從而降低向建筑物傳輸的地震力。

4 結構概念設計的運用

運用概念設計的思想，采用抗震措施，使得結構設計的思路得到了拓寬。傳統的結構計算理論的研究和結構設計似乎只關注如何提高結構抗力R，以致混凝土的等級越用越高，配筋量越來越大，造價越來越高。結構工程師往往只注意到不超過最大配筋率，結果肥梁、胖柱、深基礎隨處可見。以抗震設計為例，一般是根據初定的尺寸、混凝土等級算出結構的剛度，再由結構剛度算出地震力，然后算配筋。但是大家知道，結構剛度越大，地震作用效應越大，配筋越多，剛度越大，地震力就越強。這樣為抵御地震而配的鋼筋，增加了結構的剛度，反而使地震作用效應增強。其實，為什么不考慮降低作用效應S呢？目前在抗震設計中，隔震消能的研究就是一個很好的例子。隔震消能的一般作法是在基礎與主體之間設柔性隔震層；加設消能支撐（類似于阻尼器的裝置）；有的在建筑物頂部裝一個“反擺”，地震時它的位移方向與建筑物頂部的位移方向相反，從對建筑物的振動加大阻尼作用，降低加速度，減少建筑物的位移，來降低地震作用效應。

在建筑結構設計中，合理地確定建筑物的剛度是非常重要的。建筑物的剛度不宜太大，剛度大則結構自振周期就短，在地震時結構所承受的地震作用就大，相對后果較重，且造成材料的浪費；剛度也不宜過柔，過柔的建筑結構在地震時就會產生過大的變形，影響其強度、穩定性和正常使用。

抗震驗算時應特別注意場地土類別。框架結構應設計成雙向梁柱剛接體系，但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應加強垂直地震作用的設計，從震害分析，規范給出的垂直地震作用明顯不足。

雨篷不得從填充墻內出挑。大跨度雨篷、陽臺等處梁應考慮抗扭。由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時，應驗算構件的最小配筋率。出屋面的樓電梯間不得采用磚混結構。考慮地震作用時，必須充分領會和靈活運用抗震概念設計的優化準則和采取相應的構造措施。優化準則“強節弱桿”― 防止節點破壞先于構件；“強柱弱梁”― 防止桿系發生樓層傾移破壞機制，要求柱的抗彎能力高于梁的抗彎能力；“強剪弱彎”― 防止構件剪力破壞，要求桿件的受剪承載力高于受彎承載力；“強壓弱拉”― 對桿件截面而言，為避免桿件在彎曲時發生受壓區混凝土破裂的脆性破壞，使受拉區鋼筋承載力低于受壓區混凝土受壓承載力。

保證措施有兩個方面：一是調整或限制構件的荷載效應；二是強制規定必要的構造措施。抗震構造措施就是除了地震作用計算和抗力計算以外的抗震設計內容，一般不需計算而對結構和非結構各部分必須采取的各種細部要求。這兩個方面在«建筑抗震設計規范»（GB50011-2010）有詳細的規定，有的則是以強制性條文提出嚴格要求。

5 結束語

在建筑結構設計中,必須堅持“小震不壞，中震可修，大震不倒”，多道抗震防線等設計原則。以保障房屋建筑在遭遇設防地震影響時，不致于產生災難性后果；在遭遇罕遇地震影響時不致于倒塌。2008年汶川地震表明，嚴格按照現行抗震規范進行設計、施工和使用的房屋建筑，均達到了規范規定的設防目標，在遭遇到高于地震區劃圖一度的地震作用下，沒有出現倒塌破壞―實現了生命安全的目標。

參考文獻

[1]《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2002）.

第3篇：建筑抗震設計概念范文

關鍵詞：概念設計；建筑結構；安全Abstract: The conceptual design of the seismic design of building structure is the macroscopic control design of buildings. Due to the randomness, complexity of earthquake action, so that each earthquake generated waveform is different, but it will have more or less damage to the building, the engineers to analyze, summarize the experience of these accidents, the conceptual design of the. This paper analyzes the conceptual design of the seismic design of building structure.

Key words: conceptual design; building structure; safety

中圖分類號：TU2文獻標識碼：A文章編號：

前言：建筑抗震設計一般包括三個層次的內容與要求：（1）概念設計是根據人們在學習和實踐中所建立的正確概念，運用人的思維和判斷力，正確和全面地把握結構的整體性能，即根據對結構品性（承載能力、變形能力、耗能能力等）的正確把握，合理地確定結構的總體布置與細部構造。（2）抗震計算是對地震作用進行定量分析，確定工程結構及構件的地震效應，再將地震效應與其他荷載組合驗算結構及構件的強度與變形。（3）抗震構造措施是指采用滿足計算以外的措施，以保證結構整體性、加強局部薄弱環節等，保證抗震計算結果的有效性。

1、結構概念設計的意義

強調結構概念設計的重要性，旨在要求建筑師和結構工程師在建筑設計中應特別重視規范、規程中有關結構概念設計的各條規定，設計中不能陷入只憑計算的誤區。若結構嚴重不規則、整體性差，則僅按目前的結構設計計算水平，難以保證結構的抗震、抗風性能，尤其是抗震性能。高層建筑設計尤其是在高層建筑抗震設計中，應當非常重視概念設計。這是由于高層建筑結構的復雜性，發生地震時地震動的不確定性，人們對地震時結構響應認識的局限性與模糊性，高層結構計算尤其是抗震分析計算的精確性，材料性能與施工安裝時的變異性以及其它不可預測的因素，致使設計計算結果（尤其是經過實用簡化后的計算結果）可能和實際相差較大，甚至有些作用效應至今尚無法定量計算出來。

2、結構概念設計的原則

2.1優化選型原則

結構概念設計歸根到底是確定主體結構體系及其聯系。它要考慮兩個方面，用比較方法進行優化選擇：（1）優化結構體系。前提是掌握各類基本構件的特征（如與受力相關的幾何特征，與變形相關的剛性特征等），根據環境、使用、建筑和荷載實況優化選擇合用的基本構件，確定它們間的聯系，形成基本結構單元和它的支承做法（如框架結構，筒體結構等）；再將基本結構單元通過線型、平面、疊合、交叉等集合形式構成主要結構體系。（2）優化結構布置。在滿足使用要求和建筑意向前提下優化布置樓屋蓋水平系統、柱墻豎向支承系統和基礎系統。這時除比較各種布置的承載能力、豎向和側向變形，支承做法、地質條件等結構問題的合理性、優越性外，重要的原則是平立面宜規則、對稱，具有良好的整體性，豎向剖面除規整外，側向剛度宜均勻變化，自下而上逐漸減小，避免突變。

2.2空間作用原則

建筑物本來是一個空間結構。在結構概念設計時，考慮建筑物內各部分結構的空間作用，實際上是還原到它本來的結構面貌。當然，如果這時更能有意識地利用構成構件間的空間關系，往往還會給所設計的建筑結構帶來更大剛度、減小內力、受力效能好等方面的優點。

2.3合理受力原則

結構概念設計時，要經常運用力學原理來處理結構構件的一般受力分析問題。以下幾個方面往往應給予注意：（1）從受力和變形看，均勻受力比集中受力好，多跨連續比單跨簡支好，空間作用比平面作用好，剛性連接比鉸接好，超靜定的受力體系比靜定的受力體系好，另外，傳力簡捷比傳力曲折好，要避免不明確的受力狀態。（2）從受力和變形的分析看，要盡可能利用結構的對稱性、剛度的相對性、變形的連續性和協調性；既要分析各部分構件的直接受力狀態，也要分析整體結構的宏觀受力狀態；要抓住主要的受力狀況和它所發生的變形，忽略次要的受力狀況和它的相應變形。

2.4減輕自重原則

結構所承受的荷載有兩種，豎向荷載和水平荷載。豎向荷載的85％以上是建筑物自重，水平荷載中的地震作用與建筑物自重直接相關。減輕自重不僅可以減輕結構承受的荷載，而且可以降低建筑造價、加快建造速度、節約建筑材料、減少材料在生產運輸方面的工作量。減輕自重可采取如下措施：a、采用輕質高強材料，如輕集料混凝土、高性能混凝土、高強度鋼材、多孔或空心砌塊等。b、采取高效能的結構型式，如采用予應力構件，根據結構受力特點采用組合構件或組合結構，采用薄殼、箱形結構等優越的結構型式。c、選擇優越的結構體系，如采用筒體結構、網架結構、空間桁架等空間結構體系。d、選擇合理的結構，如盡可能減少外墻面積、加大開間尺寸和柱網距離、降低不必要的樓層高度等。

3、概念設計在建筑結構設計中的應用——建筑抗震的概念設計

概念設計要考慮以下因素：場地條件和場地土的穩定性；抗震結構體系的選取、抗側力構件的布置；建筑平、立面布置及外形尺寸的確定；非結構構件與主體結構的連接等。

3.1場地和地基的選擇

歷史震害資料表明，建筑場地的地質、地形、地貌對建筑物震害有顯著影響。因此，在抗震設計中，首先要注意場地的選擇。地基和基礎的設計宜符合下列要求：（1）同一結構單元的基礎不宜設置在性質截然不同的地基上。（2）同一結構單元不宜部分采用天然地基部分采用樁基。（3）地基為軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴重不均勻土時，應估計地震時地基不均勻沉降或其他不利影響，并采取相應的措施。

3.2選擇合理的建筑體型

建筑設計及其抗側力結構的平面布置宜規則、對稱，盡量使結構剛度中心與質量中心相一致，并應具有良好的整體性，以利于減輕結構的地震扭轉效應及應力集中現象。建筑的立面和豎向剖面宜規則，結構側向剛度宜變化均勻，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸遞減，避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變產生薄弱層，造成應力集中。按《建筑抗震設計規范》的要求進行水平地震作用計算和內力調整，并對薄弱部位采取有效的抗震措施。對體型復雜、平立面特別不規則的建筑結構，可按實際需要在適當部位設置防震縫，形成多個較規則的抗側力結構單元。防震縫應根據抗震設防烈度、結構材料種類、結構類型、結構單元的高度和高差情況，留有足夠的寬度，其兩側的上部結構應完全分開。

3.3抗震結構體系的選擇

選擇合理的抗震結構體系，設置多道抗震防線。當設計既抗風又抗震的高層建筑時，希望設計成在風荷載和規范規定的地震作用下是剛性的結構體系，但當地震作用非常大時，又可

通過控制其屈服面變成有延性的結構。可將大型豎向和水平構件聯結成巨型框架，豎向構件既可單獨抵抗橫向剪力，在地震作用下，與水平構件又可組成整體結構，而豎向獨立構件與整體結構的振動周期是明顯不同的。

4、結束語

結構設計是隨著經濟發展及人們對建筑物功能要求改變，又隨著科技的進步而得以實現和解決。在結構概念設計時，只要掌握好以上原則，就能為結構設計勾勒出正確的方向，從而做出安全、美觀、經濟的結構設計。

參考文獻：

第4篇：建筑抗震設計概念范文

【關鍵詞】建筑結構；抗震；概念設計

一、地震對建筑的破壞作用

地震是一種地殼中的板塊發生了頂撞、錯動和斷裂而產生震動的自然現象。我們不能夠準確的預報在何時或是何地會發生多大級別的地震，更加不能阻止地震的到來，但是我們能夠粗略地把地震破壞的作用分成三類：①地層被錯位，地面有了開裂；②地基的液化，出現地陷或是滑坡；③地面發生振動。因為地震作用具有隨機性與復雜性，建筑物被地震破壞的機理十分復雜，存在許多不確定的以及模糊的因素。

但根據地震的破壞作用和民用建筑的常用結構形式可以把建筑結構在地震作用下的破壞分為四種情況：①在地震的時侯，水平與豎向的振動作用之下，建筑物內力與變形驟增，甚至內部結構受力的形式發生改變，導致建筑物的承載力不夠甚至會喪失或是變形過大。②在地震的作用下，因為節點的強度不足、錨固失效、延性不夠，這會使結構的構件缺乏安全可靠的連接，使建筑物喪失了整體性而被破壞。③在地震作用下，因為地基的承載力的下降或是地基土的液化，使地基的一部分已經失效甚至是完全失效，最終會導致建筑物整體傾斜或倒塌。④因為地震而引發次生災害例如火山、滑坡、洪水、泥石流等會造成建筑物被嚴重破壞。

二、結構概念設計的原則

（一）優化選型原則

結構概念設計歸根到底是確定主體結構體系及其聯系。它要考慮兩個方面，用比較方法進行優化選擇：（1）優化結構體系。前提是掌握各類基本構件的特征（如與受力相關的幾何特征，與變形相關的剛性特征等），根據環境、使用、建筑和荷載實況優化選擇合用的基本構件，確定它們間的聯系，形成基本結構單元和它的支承做法（如框架結構，筒體結構等）；再將基本結構單元通過線型、平面、疊合、交叉等集合形式構成主要結構體系。（2）優化結構布置。在滿足使用要求和建筑意向前提下優化布置樓屋蓋水平系統、柱墻豎向支承系統和基礎系統。這時除比較各種布置的承載能力、豎向和側向變形，支承做法、地質條件等結構問題的合理性、優越性外，重要的原則是平立面宜規則、對稱，具有良好的整體性，豎向剖面除規整外，側向剛度宜均勻變化，自下而上逐漸減小，避免突變。

（二）空間作用原則

建筑物本來是一個空間結構。在結構概念設計時，考慮建筑物內各部分結構的空間作用，實際上是還原到它本來的結構面貌。當然，如果這時更能有意識地利用構成構件間的空間關系，往往還會給所設計的建筑結構帶來更大剛度、減小內力、受力效能好等方面的優點。

（三）合理受力原則

結構概念設計時，要經常運用力學原理來處理結構構件的一般受力分析問題。以下幾個方面往往應給予注意：（1）從受力和變形看，均勻受力比集中受力好，多跨連續比單跨簡支好，空間作用比平面作用好，剛性連接比鉸接好，超靜定的受力體系比靜定的受力體系好，另外，傳力簡捷比傳力曲折好，要避免不明確的受力狀態。（2）從受力和變形的分析看，要盡可能利用結構的對稱性、剛度的相對性、變形的連續性和協調性；既要分析各部分構件的直接受力狀態，也要分析整體結構的宏觀受力狀態；要抓住主要的受力狀況和它所發生的變形，忽略次要的受力狀況和它的相應變形。

（四）減輕自重原則

結構所承受的荷載有兩種，豎向荷載和水平荷載。豎向荷載的85%以上是建筑物自重，水平荷載中的地震作用與建筑物自重直接相關。減輕自重不僅可以減輕結構承受的荷載，而且可以降低建筑造價、加快建造速度、節約建筑材料、減少材料在生產運輸方面的工作量。減輕自重可采取如下措施：a、采用輕質高強材料，如輕集料混凝土、高性能混凝土、高強度鋼材、多孔或空心砌塊等。b、采取高效能的結構型式，如采用予應力構件，根據結構受力特點采用組合構件或組合結構，采用薄殼、箱形結構等優越的結構型式。c、選擇優越的結構體系，如采用筒體結構、網架結構、空間桁架等空間結構體系。d、選擇合理的結構，如盡可能減少外墻面積、加大開間尺寸和柱網距離、降低不必要的樓層高度等。

三、建筑結構抗震設計要點

如何采取較低成本來有效地提高建筑物的抗震性能是重要課題。但抗震設計理念需要建筑物本身就具有一定的結構特性，這就需要在建筑物抗震設計前期就要考慮從概念設計的角度出發來對建筑物進行合理的設計，如確定出合理的建筑體系以及結構布置等等。隨著概念設計的應用推廣，越來越多的設計者接受了這一設計方式，并逐漸成為結構設計的主導思想。

（一）我國對于建筑物的抗震設計，要求采取抗震設防標準是“三水準設防、兩階段設計”

在這種抗震設計思想下，建筑結構設計經歷了剛性設計、柔性設計、延性設計和結構控制設計四階段。但是由于地震的隨機性、復雜性、間接性和偶然性，在結構自振周期、材料性能、阻尼變化和基礎差異沉降等因素的影響下，結構表現出極大的復雜性、計算假定與實際情況的不符的特點，甚至一些在定性分析上反應出來的結論完全相反，使計算結果差距很大。因此，要提高建筑結構抗震性能，建筑物設計時首先要考慮到良好的概念設計。

（二）確保建筑結構體系的共同工作

對建筑采取抗震設計時應充分利用建筑結構體系的協同工作，從而設計建筑物中的各個構件都處于相互協作以及共同工作的狀態。也就是需要建筑結構構件在承載力極限的條件下不僅可以保持共同工作，同時也需要它們具有共同的耐久性。此外建筑結構的上部及其基礎，當受到載荷時應保持著一個統一整體，共同承擔載荷。在砌體結構的建筑中避免建筑結構單純的依靠建筑結構自身剛度來承受載荷。

（三）充分提高建筑物材料利用率的協同工作

從建筑物抗震設計經驗表明，材料的利用率越高，結構的協同工作能力也就越高。例如，因為梁的長度變化會引發梁彎矩的變化，同時梁的中和軸附近的材料利用率低致使實際使用中矩形截面受壓構件利用率極低。分析此種情況，通過采取建筑概念設計理念來進行結構分析，調整梁截面的應變梯度，使構件保持軸心受力，以有效地提升材料的利用率，以達到提高結構抗震性能。

四、結語

第5篇：建筑抗震設計概念范文

關鍵詞： 抗震 概念設計 高層建筑 結構設計 原則

概念設計是指工程設計人員從宏觀上、總體上和原則上出發，運用“概念”進行分析，著眼于結構整體反應，決策和確定高層建筑結構設計中如總體方案的選定和布置、材料的使用、細部構造、截面設計、分析計算、結構整體穩定性保證和耗能作用的發揮、關鍵部位和薄弱環節的判斷與加強等一些最基本、最關鍵的問題，并采取相應措施，以達到合理抗震設計的目的。概念設計是一種結構設計理念、設計思想和設計原則。

1、抗震概念設計的重要性

在高層建筑結構設計中，有不少結構設計軟件都可計算高層結構，但這些結構設計軟件都有各自的使用范圍和特點，且結構的實際受力情況并不能從計算結構時所采用的計算模型中完全反應出來，因此，在高層建筑中不能僅憑結構設計軟件來計算建筑結構。且在建筑抗震設計規范（GB50011-2001）和高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ3-2002）等各種新規范（流程）中都強調了建筑與結構概念設計的重要性。因此，在結構設計中應重視結構的概念設計。

2、抗震概念設計的要點

2.1結構的規則性和均勻性

在國內外的大地震中因高層建筑體形不合理或結構總體布置不合理而造成的地震災害曾出現過幾次。而根據《建筑抗震設計規范（GB50011-2001）》中第3.4.2條規定：“建筑及其抗側力結構的平面布置宜規則、對稱，并應具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面布置宜規則，結構的側向剛度宜均勻變化，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。”因此，在對高層建筑結構進行抗震設計時，應重視建筑體形（即建筑的平面和立面）和結構的總體布置（即結構構件的平面布置和豎向布置）。經實踐證明，有利于抗震的建筑其平面形狀一般較簡單、對稱、均勻、規則且長寬比不大，且為減少扭轉效應使結構具有較好的整體性結構的質量、剛度和承載力分布較均勻且對稱，質量中心和剛度中心要盡可能重合。

2.2具有合理明確的計算簡圖和合理的傳力途徑

根據《建筑抗震設計規范（GB50011-2001）》中第3.5.2條要求，結構體系應有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。因此，為保證計算結果的可靠性，工程設計人員在利用計算機對大多數高層建筑的結構設計進行程序運算時要熟練掌握結構的簡化計算方法。為得到符合實際的計算結構，當得到荷載作用下結構構件的計算簡圖和簡單、直接的結構傳力途徑時，應通過合理明確的力學模型和數學模型對其進行地震反應分析。只有結構在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑才能較易把握結構模型計算、結構內力與位移的分析、限制薄弱部位的出現，且能確保結構抗震性能的可靠性。

2.3結構的剛度和抗震能力

由于水平地震的作用是雙向的，因此在結構布置時應確保任意方向的地震作用結構都能抵抗，通常做法是使結構沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力。地震產生的過大的變形會產生重力二階效應，破壞結構，使其失穩，因此，在選擇結構剛度時應具有足夠的抗扭強度和抵抗扭轉振動的能力，以減少地震作用效應、控制結構變形的增大。

2.4選擇適宜場地和地基

根據相關規定要求，高層建筑不可建造在危險地段上。在選擇高層建筑場地時應盡量避開對建筑地震不利的地段，選擇適宜建筑抗震的場地；而當無法避開不利地段時應采取相應的有效的抗震措施。同時，為避免建筑結構自振周期與場地地震動的卓越周期之間引起共振而加大地震的反應情況，在高層建筑結構設計前應對建筑結構的自振周期進行初步估算并跟場地的地震動的卓越周期錯開或通過改變房屋類型和層數來錯開兩者。

2.5選擇延性好的材料、構件和輕質高強度材料

延性是結構構件吸收能量的能力體現，具有延性的結構可以降低對結構承載力的要求和材料的用量，進而節約工程造價。在抗震設計原則下，應將鋼筋混凝土結構設計為延性機構，允許其部分構件出現塑性鉸。若在構件具有足夠延性的基礎上，合理控制塑性鉸的部位可使高層建筑結構即使在大震作用下也不會倒坍。

在高層建筑結構中采用輕質高強材料（如室內填充墻）可減少結構對地基承載力的要求、結構的地震作用、降低建筑的傾覆力矩，從而減少P-效應。

3、結論

綜上所述，地震是一種隨機振動，高層建筑結構的抗震設計具有許多不確定、不確定因素的特點，且人類對地震時結構認識存在局限性、對建筑材料性能和施工安裝時的變易性把握不夠等因素，使得高層建筑實際受力情況分析結果與實際存在較大差別，簡單地依賴設計軟件來計算建筑結構不能充分解決現實中的抗震問題，因此，在進行細致的計算分析外要特別注重結構的概念設計，如采用規則結構、確定合理明確的計算簡圖和合理的傳力途徑、選取適宜建筑抗震的場地、選擇延性好的材料、構件和輕質高強度材料等等，只有這樣才能保證高層建筑結構的抗震性能，從而創造出更加安全、適用、經濟美觀的高層建筑。

參考文獻：

[1]張少博.建筑抗震概念設計的重要性[J].管理學家.2010;3（12）:125-130.

[2]郁彥.高層建筑結構概念設計[J].北京：中國鐵道出版社.1999;5(10):245-246.

第6篇：建筑抗震設計概念范文

關健詞:概念設計 建筑結構設計 重要性 應用

Abstract: the concept design structure from the general scheme design of the start, people use to structural seismic has some correct knowledge to deal with the problems in structural design, such as: building shape, structure, the stiffness distribution, component ductility and so on. In this paper the author peacetime work practice, to the conceptual design in the structural design of importance and application to brief discussion and explained.

Key words: concept design structure design application importance

中圖分類號：TU318文獻標識碼：A文章編號：

一、概念設計的涵義

所謂的概念設計一般指不經數值計算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規范中難以規定的問題中，依據整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的基本設計原則和設計思想，從整體的角度來確定建筑結構的總體布置和抗震細部措施的宏觀控制。運用概念性近似估算方法，可以在建筑設計的方案階段迅速、有效地對結構體系進行構思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設計階段一些不必要的繁瑣運算，具有較好的的經濟可靠性能。同時，也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。

對建筑物抗震來說，從宏觀原則上進行評價、鑒別、選擇等處理，再輔以必要的計算和構造措施。從而消除建筑物抗震的薄弱環節，以達到合理抗震設計的目的。也就是說概念設計是工程師運用思維和判斷力，根據從大量震害經驗得出的結構抗震原則，從宏觀上確定結構設計中的基本問題。因此，工程師必須從主體上了解結構抗震特點，振動中結構的受力特征，抓住要點，突出主要矛盾，用正確的概念來指導概念設計，才會獲得成功。由于概念設計包括的范圍極廣，因此不僅僅要分析總體方案確定的原則，還要顧及非材料的正確使用和關鍵部位的細部構造。但是首先和最重要的還是結構總體概念設計、材料選型和細部構造等問題，這些設計原則和結構概念中，較為重要的是結構總體設計。

二、概念設計的重要性

概念設計是展現先進設計思想的關鍵，一結構工程師的主要任務就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的設計，并能有意識地處理構件與結構、結構與結構的關系。強調概念設計的重要，主要還因為現行的結構設計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性，比如對混凝土結構設計，內力計算是基于彈性理論的計算方法，而截面設計卻是基于塑性理論的極限狀態設計方法，這一矛盾使計算結果與結構的實際受力狀態差之甚遠，為了彌補這類計算理論的缺陷，或者實現對實際存在的大量無法計算的結構構件的設計，都需要優秀的概念設計與結構措施來滿足結構設計的目的。同時計算機結果的高精度特點，往往給結構設計人員帶來對結構工作性能的誤解，結構工程師只有加強結構概念的培養，才能比較客觀、真實地理解結構的工作性能。概念設計之所以重要，還在于在方案設計階段，初步設計過程是不能借助于計算機來實現的。

三、概念設計在結構設計中的應用

所謂的概念設計一般指不經數值計算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規范中難以規定的問題中，依據整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的基本設計原則和設計思想，從整體的角度來確定建筑結構的總體布置和抗震細部措施的宏觀控制。運用概念性近似估算方法，可以在建筑設計的方案階段迅速、有效地對結構體系進行構思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設計階段一些不必要的繁瑣運算，具有較好的經濟可靠性能。同時，也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。

運用概念設計的思想，也使得結構設計的思路得到了拓寬。傳統的結構計算理論的研究和結構設計似乎只關注如何提高結構抗力R，以至混凝土的等級越用越高，配筋量越來越大，造價越來越高。結構工程師往往只注意到不超過最大配筋率，結果肥梁、胖柱、深基礎處處可見。以抗震設計為例，一般是根據初定的尺寸、砼等級算出結構的剛度，再由結構剛度算出地震力，然后算配筋。但是大家知道，結構剛度越大，地震作用效應越大，配筋越多，剛度越大，地震力就越強。這樣為抵御地震而配的鋼筋，增加了結構的剛度，反而使地震作用效應增強。其實，為什么不考慮降低作用效應S呢？目前在抗震設計中，隔震消能的研究就是一個很好的例子。隔震消能的一般作法是在基礎與主體之間設柔性隔震層；加設消能支撐（類似于阻尼器的裝置）；有的在建筑物頂部裝一個“反擺”，地震時它的位移方向與建筑物頂部的位移相反，從對建筑物的振動加大阻尼作用，降低加速度，減少建筑物的位移，來降低地震作用效應。合理設計可降低地震作用效應達60%，并提高屋內物品的安全性。這一研究在國內外正廣泛地深入展開。在日本，研究成果已經廣泛應用于實際工程中，取得良好的經濟、適用效果。而我國由于經濟、技術和人們認識的限制，在工程界還未被廣泛地應用。

四、小結

隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，對建筑結構設計也提出了更高的要求。發展先進計算理論，加強計算機的應用，加快新型高強、輕質、環保建材的研究與應用，使建筑結構設計更加安全、適用、可靠、經濟是當務之急。其中，打破建筑結構設計中的墨守成規，充分發揮結構工程師的創新能力，是相當必要的。因為他們是結構設計革命的推動者和執行者。這則需要工程界和教育界進行共同的努力。推廣概念設計思想是一種有效的辦法。

著名的美國工程院院士林同炎教授在《結構概念和體系》一書中為結構工程師提供了廣泛而又有獨特見解的結構概念設計基礎知識和設計實例。該書著重介紹用整體概念來規劃結果總體方案的方法，以及結構總體系和個分體系尖的相互力學關系和簡化近似設計方法。為結構工程師和建筑師在設計中創造性地相互配合，設計出令人滿意的建筑奠定基礎。這本書第二版的出版，為我們更好的加深概念設計的理解，提供有益的幫助。總之，概念設計必然會成為今后結構設計的主流思想，這就讓我們來共同學習、發展它吧，為結構設計的發展作出應有的貢獻。

參考文獻：

［1］林同炎，S．D．思多臺斯伯利．結構概念和體系．中國建筑工業出版社．

［2］建筑抗震設計規范．(GB5011一2010).混凝土結構設計規范．(GB5010一2010)．

第7篇：建筑抗震設計概念范文

關鍵詞：概念設計； 結構抗震； 結構體系； 地震作用；

前言

地震具有隨機性、不確定性和復雜性，要準確預測建筑物所遭遇地震的特性和參數，目前是很難做到的。而建筑物本身又是一個龐大復雜的系統，在遭受地震作用后其破壞機理和破壞過程十分復雜。且在結構分析方面，由于未能充分考慮結構的空間作用、非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素，也存在著不確定性。因此，結構工程抗震問題不能完全依賴“計算設計”解決。應立足于工程抗震基本理論及長期工程抗震經驗總結的工程抗震基本概念，從“概念設計”的角度著眼于結構的總體地震反應，按照結構的破壞過程，靈活運用抗震設計準則，全面合理地解決結構設計中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關鍵部位的細節構造，從根本上提高結構的抗震能力。人們在總結地震災害經驗時提出了“概念設計”的設計理念。“概念設計”就是指正確地解決總體方案、材料使用和細部構造，以達到合理抗震的目的。掌握“概念設計”，將有助于設計人員明確抗震設計思想，靈活、恰當地運用抗震設計原則而不至于陷入盲目的計算工作中去。高層建筑抗震概念設計的基本內容有三個部分：一是選擇合理的建設場地和地基基礎設計方案；二是建筑設計應重視結構的規則性；三是建筑設計應選擇合理的結構體系，考慮構件和整體結構的延性。

一、關于建筑場地的選擇和地基基礎設計問題分析

在選擇建筑場地時應根據工程需要，掌握地震活動情況及地質資料，對抗震有利、不利及危險地段作出綜合評價。同時應進行合理的地基基礎設計。

1、宜選擇對建筑抗震有利地段。建筑場地盡可能要求寬闊平坦而且避開斜坡和崖地，要盡量選擇堅實均勻的場地。微風化、中等風化的基巖，堅實的砂土層，不含水的粘土層都屬良好的場地。

2、應避開對抗震不利的地段，如無法避開時應采取有效措施。不利地段就是指軟弱土、液化土、條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖質陡坡、采空區、河岸和邊坡邊緣等。

3、不應在地震時有可能發生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及地震斷裂帶等建筑抗震危險地段建造甲、乙、丙類建筑。

4、同一結構單元不宜建設在性質截然不同德才地基土上，不宜部分采用天然地基部分采用樁基或部分采用摩擦樁部分采用端承樁，且基礎埋深應一致。地基為軟質粘性土、液化土、新近填土或嚴重不均勻土時，應估計地震時低級的不均勻沉降或其它不利影響并采取相應措施。不宜設置局部地下室。

二、關于建筑結構的規則性問題分析

建筑物的體形是否對抗震有利是抗震設計首先遇到的問題。不規則的結構布置使結構性能復雜化，對不規則結構布置的識別和為避免或減緩其負面影響而采取補救措施的概念依賴于對結構性能的正確理解。

1、建筑形狀力求規則和簡單。歷次地震震害經驗表明：簡單和規則的結構遭遇地震后的破壞較輕，因為簡單的結構其受力性能比較明確，設計時容易分析結構在地震作用下的反應和內力分布規律，且結構細部的構造也好處理。通常認為簡單的平、立面圖形是方形或圓形的，而有凹角等平面會造成有應力集中或變形集中的薄弱環節。實際工作中要求建筑體型盡量規則和簡單。

2、建筑結構盡量對稱。建筑的平、立面剛度和質量的分布不對稱，地震時往往產生扭轉破壞，因此在設計上做到對稱是十分必要的。實際工作中常常由于各種原因而造成不對稱的情況，通常表現在以下幾個方面：一是建筑周邊構件的強度和剛度不對稱；二是建筑外形對稱而抗側力系統不對稱；三是具有細長伸出翼的平面；四是質量偏心。

3、盡可能滿足建筑豎向均勻性。均勻性問題存在于建筑的豎向布置中，無論是幾何圖形還是樓層剛度變化其規則勻稱應該是立面設計中優先考慮的。布置不均勻的結果產生了剛度、強度的突變，引起豎向的應力集中或變形集中，以致在中小型地震中損壞，在大震時倒塌。均勻性問題表現如下：一是豎向收進問題。豎向收進是常見的建筑處理方式，結構上產生的問題是在凹角處應力集中。由于房屋的不同部分其振動特征不同，所以在收進處的橫隔（樓蓋或屋面板）產生應力突變，為此，在抗震設計時，可考慮以下幾種處理方法：限制收進尺寸；當設置防震縫有利時，可設縫把復雜的體型劃分成若干簡單、規則的獨立單元，分割后的建筑體型應是均衡的，不致過分細高；不設縫時應進行較細致的空間動力分析；對剛度突變的構件采取加強措施。二是柔性層框架。建筑上往往因底層需要開敞或任意層需要大的空間，使結構處于上下不連續狀況，產生豎向剛度突變。特別是柔性底層建筑，構件的應力和變形集中是非常嚴重的，所以在抗震設計時應力求避免或配置強韌性良好的構件以承受大的側移。三是同一層間的柱子剛度不同。建筑上由于空間需要或由于藝術構思，使得同一層間柱子的剛度差異較大，通常在剛性較大的柱子上產生較大的內力。為此設計時宜從抗震的角度重新安排結構系統，以使剛度盡量均衡。四是抗震墻的不連續。由于建筑上的需要，可能出現上下不連續的抗震墻，這就產生了不均勻性，為此在設計時，應考慮限制上下層的剛度以及連續抗震墻的間距。五是填充墻設置的影響。框架內的填充墻若設置不當，地震時往往會改變結構的受力狀態而產生不利影響，為此在設計時，應把墻同柱分開或采用輕質墻以使框架柱連續。

4、洞口的開設要整齊。建筑上往往由于門、窗、管道等的不規則、不整齊的開洞，削弱了結構的強度和剛度，形成了有應力集中的薄弱環節，這在設計的初期階段必須引起重視。

5、防震縫。防震縫的設置應根據建筑物的體型、結構體系等具體情況區別對待。但分要分的徹底，連要連的牢固，不宜采用似分不分，似連不連的結構方案。

三、關于合理的結構體系及構件的延性問題分析

建筑抗震結構體系應符合以下原則：一是具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。比如框架及框架一剪力墻結構應設計成雙向抗側力體系，主體結構不應采用鉸接，梁、柱、墻的軸線宜重合在同一平面內。二是具有多道抗震防線，避免因部分結構構件的破壞而導致整個體系喪失抗震能力或對重力荷載的承受能力：比如框架一抗震墻結構系統，主要抗側力構件是抗震墻，是第一道防線，當抗震墻在一定強度的地震作用下遭受可允許的破壞、剛度降低或部分退出工作并吸收相當的地震能量后，框架部分就起到第二道防線的作用。三是具備必要的強度、良好的變形能力和耗能能力。吸能和耗能能力主要依靠結構或構件在預定部位產生反復的塑性變形，如果構件的延性很差，耗能能力就會降低，構件就會發生脆性破壞，這就意味著結構可能失穩或倒塌。四是具有合理的剛度和強度分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產生過大的應力集中或塑性變形集中。比如框架一剪力墻結構中的剪力墻宜均勻對稱地設在建筑物兩側或樓、電梯間及平面形狀變化較大處，剪力墻間距不宜太大，但也不宜過分集中。

四、結語

總之，對建筑結構抗震設計而言，“概念設計”比“計算設計”、“數值設計”更為重要。只有進行合理的概念設計，從場地選擇、地基基礎設計、平立面布置、結構體系、構件連接等各方面去研究，使它們符合一定的要求和原則，給抗震計算創造有利條件，才能有效控制結構在地震作用下的薄弱環節，達到建筑抗震的目的。

參考文獻

第8篇：建筑抗震設計概念范文

關鍵詞：結構；抗震；概念設計

建筑物本身是一個龐大而又復雜的系統，各種構件以相當復雜的方式共同工作，在遭受地震作用后它的破壞機理和破壞過程相應的都十分復雜。由于地震作用的隨機性、不確定性和復雜性，結構計算模型的基本假定與實際情況的差異，在結構分析方面不能充分考慮結構的空間作用、非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素，要準確預測結構所遭遇地震的特性和參數是很難做到的，即存在著不確定性。

因此，結構工程抗震設計問題不能完全依賴結構抗震計算設計解決，應立足于工程抗震基本理論和長期工程抗震經驗總結的工程抗震基本概念，從結構抗震概念設計的角度，遵循結構的破壞過程和破壞機理，著眼于結構的總體地震反應，靈活運用抗震設計準則，全面合理地解決結構抗震設計中的基本問題，最終提高結構的抗震能力。

一、建筑結構抗震設計的內容

《抗震規范》條文說明中明確提出“結構抗震設計性能的決定因素是良好的概念設計”。概念設計是指依靠設計者的知識和經驗，運用思維和判斷正確地的決定結構的總體方案和細部構造，做到合理的抗震設計；計算設計是僅靠計算分析得出的數據進行的抗震設計（也稱為數值設計）；抗震構造措施是指根據抗震概念設計原則，一般不需要計算而對結構和非結構各部分必須采取的各種細部要求，以保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，同時保證結構的整體性。

概念設計與計算設計之間存在著辯證邏輯關系。概念設計不僅彌補了計算設計的一些不足，使計算設計的結果盡可能地反映結構的實際地震反應，同時概念設計對計算設計提出了更高的要求，從而促進了計算方法和計算手段（比如三維空間分析、彈塑性時程分析等）的不斷發展，而且也使概念設計的某些內容能夠通過計算設計來體現。當然計算方法和計算手段的發展，也深化了概念設計。正是概念設計與計算設計之間的這種關系，促使了結構抗震設計水平的不斷提高和發展。

在結構抗震設計中概念設計、計算設計和抗震構造措施應當有效地融合。針對傳統設計將規范或規程中規定的功能指標作為歸宿，一旦計算或驗算滿足設計即宣告設計的完成，而對結構的實際工作性能及結構的破壞過程、破壞模式等無法預期，應當變被動設計為主動設計，即將結構物的功能作為起點和控制的目標，反過來對結構物提出各種要求，從而克服盲目性，提高設計的自覺性。因此，結構抗震設計本身就是概念設計的具體表現，但同時它又不僅僅只是概念設計，它是一套完整的設計理念、計算方法和設計構造，即是概念設計、計算設計與構造措施的融合。

二、概念設計的內容

造成建筑物震害的原因是多方面的，針對各方面的原因，概念設計主要包括以下幾個方面的內容。

1、注意選擇有利場地

選擇工程場地時，首先應進行詳細的勘察，搞清楚地形、地質、地貌以及地下的情況，挑選對建筑物抗震有利的地段，一般指位于開闊平坦地帶的堅硬場地土或密實均勻中硬場地土，在此類場地上建造的建筑物一般不會發生由于地基失效而導致的震害。對建筑抗震不利的地段，一般是指軟弱土、易液化土、舊河道、斷層破碎帶、暗埋塘浜溝谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、巖性、狀態明顯不均勻的地段；就地形而言，一般是指條狀突出的山嘴、孤立的山包和山梁的頂部、高差較大的臺地邊緣、非巖質的陡坡、河岸和邊坡的邊緣。選擇時應盡可能避開這類地段，任何情況下都不得在抗震危險地段上建造可能引起人員傷亡或較大經濟損失的建筑物，因為由于場地因素引起的震害往往特別嚴重，而且有些情況僅僅依靠工程措施來彌補是很困難的。

2、合理選用建筑體型和結構布置

建筑結構的動力性能主要取決于建筑物的建筑體型和結構布置。建筑體型簡單合理，結構布置符合抗震原則，就能從根本上保證房屋良好的抗震性能。實踐表明，簡單、規則、對稱的建筑物抗震能力較強，容易準確計算其地震反應，可以保證地震作用具有明確直接的傳遞途徑，容易采取抗震構造措施和進行細部處理，在地震時不易被破壞；反之，如果房屋體形不規則，平面上凸出凹進，立面上高低錯落，在地震時就容易產生震害。

3、采用合理的抗震結構體系

抗震結構體系是結構抗震設計中應考慮的關鍵問題，抗震規范對建筑結構體系有明確的規定：結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。目前主要應用的結構體系按結構材料分類有砌體結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構、鋼-混凝土結構等；按結構形式分類有框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、簡體結構等。結構體系的合理與否受到抗震設防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經濟條件等諸多方面因素的影響，是一個綜合的技術經濟問題，需進行周密考慮確定。

4、提高結構的延性

延性對抗震來說是極為重要的一個性質。結構的延性可定義為結構在承載力無明顯降低的前提下發生非彈性變形的能力。結構的延性反映了結構的變形能力，是防止建筑物在地震作用下倒塌的關鍵因素之一。對于梁柱等構件，延性的影響因素最終可歸納為最根本的兩點：混凝土極限壓應變；破壞時的受壓區高度。影響延性的其他因素實質都是這兩個根本因素的延伸。在結構抗震設計中為了保證結構的延性，經常采用以下的措施：控制受拉鋼筋的配筋率，保證一定數量的受壓鋼筋，通過加箍筋保證縱筋不局部壓屈失穩，約束受壓混凝土，以及對柱子限制軸壓比等。

5、保證非結構構件的安全以確保結構的整體性

結構是由許多構件連接組合而成的一個整體，并通過各個構件的協調工作來有效地抵抗地震作用。所以建筑結構應有使結構在地震作用時能夠保持整體的結構連續性，有滿足傳遞地震力時的強度要求，有適應地震大變形的延性要求，有保證構件之間的可靠連接，有使結構沿縱、橫2個方向足夠的整體豎向剛度，并使房屋基礎具有較強的整體性，以抵抗地震時可能發生的地基不均勻沉降及地面裂隙穿過房屋時所造成的危害。若結構在地震作用下喪失了整體性，則結構各構件的抗震能力不能充分發揮，這樣容易使結構成為機動體而倒塌。因此，結構的整體性是保證結構各個部分在地震作用下協調工作的重要條件，確保結構的整體性是抗震概念設計的重要內容。

6、采用隔震消能技術

隔震消能的基本思想是使基礎和上部房屋結構分離，隔離地震能量向建筑物的輸入。實現地震時地動而建筑物基本不動，達到保證建筑物安全的目的。地震時，地面運動能量經過基礎輸入到房屋結構，致使房屋結構發生振動、變形，甚至倒塌。目前常用的基礎隔震方法是在建筑物和構筑物基礎部位設置橡膠支座，利用橡膠支座水平柔性形成的柔性隔離層吸收或散耗地震能量，阻止或減小地震能量向建筑物和構筑物上部結構傳遞，使整個建筑物和構筑物自振周期延長，從而減小建筑物和構筑物上部結構對地震的反應。

第9篇：建筑抗震設計概念范文

關鍵詞：高層 建筑 杭震 結構 設計 探析

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A

正文：

一、高層建筑抗震結構的分析

現代高層建筑結構形式主要是一個垂直于地面的豎向懸臂結構。其建筑的垂直載荷主要使建筑結構產生一個與地球引力相抗衡的軸心力；建筑的水平載荷使建筑結構產生彎矩。從建筑結構的受力特點進行分析可以看出：當建筑的垂直載荷方向保持不變時，隨著建筑高度的不斷增加僅僅會引起量的增加而已，而這時水平載荷的方向就可以來自四面八方；而當建筑為平均分布載荷時，建筑的高度就和彎矩呈現出二次方的變化。

再從建筑的側移特點來看：建筑豎直方向載荷引起的建筑位移是比較小的，而水平方向的載荷作為平均分布的載荷時，建筑的高度就和其側移呈現出四次方的變化。由此可以得出，在高層混凝土建筑結構中，水平方向的載荷對建筑結構的影響是要遠遠大于垂直方向載荷對建筑結構的影響的，所以在進行高層混凝土建筑建設時，水平載荷是在進行結構設計時需要重點控制的影響因素，所以除了在保證高層建筑結構抵抗水平載荷產生的彎矩、剪力以及壓、拉應力時，要具有較大的強度以外，還要保證高層建筑結構具有足夠的剛度，使得建筑隨著高度的不斷升高，所引起的側向變形能控制在結構規范允許的范圍之內。

二、高層建筑抗震結構設計的要求

一方面，高層混凝土建筑在設計規劃時，一定要把握好結構剛度值的大小，經過精確的計算分析，充分了解地質地形條件、所用建材性能、機械設備運行參數、物理力學知識等內容，最終確定高層結構的整體剛度強弱或者某個結構設施的剛度，依靠連接設置的調節作用，力求保證抗震能力的提高，盡量讓整個建筑波動受力保持在地質所能支持的范圍之間。也就是說，如果其基礎結構產生小幅度的變形，結構的自我調節功能就會使得整體結構不發生大幅度改變，在經過一此維護工作之后，仍然具有使用價值。

另一方面，在結構設計以及規劃時，結構工程師一定要著重關鍵構件和連接點的受力情況，采取相關措施進行有效調節，可以達到消災減震的目的，盡最大程度地降低地震災害帶來的損失。根據有關地震災害統計，剛度過于柔和的高層混凝土建筑受到強大的震動作用后，其主體結構受到了一定程度的損毀，然而在余震的相繼作用之下，就會受到持續損壞導致崩塌。

總之，對于高層混凝土建筑抗震結構的設計，一定要保證其結構具備適宜的剛度，還要改善其延性等特點，進而增強其整體結構的抗震性能。

三、改善高層建筑抗震結構設計具體措施

(一)選定建設位置

根據地震災害情況的綜合分析，我們得出，如果建筑物所處的位置不同，那么其承受地震作用也會有很大的差別，究其原因就是所處地質條件存在不同點。這就需要，在建設項目位置選定時，應該注意以下兩點內容：一是工程項目建設位置的地質環境應該具有良好的抗震能力；二是應該遠離有重大威脅的場地，例如變電站、大型石油保存設施等等，防止除地震外其他因素帶來的安個隱患問題。

(二)改進結構設計方案

結構工程師所采用的方案要求設計出的建筑能夠滿足國家規定建筑抗震能力的標準，實現主體結構有足夠的空間進行調節變形，并且能夠在結構的強大延性作用下，自動回復到正常狀態，這樣就大大削弱了主體變形對整個建筑結構帶來的不利作用，達到高層混凝土結構長期處于穩定牢固的平衡狀態。在平算不同程度的地震作用力對結構造成的影響，對其構件開展科學合理的布局，盡量協調高層混凝土建筑結構各種設施之間的受力情況，維持平衡，加大其承受外力的能力，著重考慮結構豎向重力作用的情況，使其平和勻稱，達到剛度規劃的要求目標，盡可能讓設計結構有條理、不紊亂、有層次、不交錯，實現增加整體抗震能力的目的著平研究地震災害記錄信息，根據實際要素在設計中融入相應的防震措施，對關鍵微小部分要嚴加處理應對，使整體結構由上到下所承受的重力均勻一致的降低，保持建筑整體的對稱情況，這種一目了然的重力變化規建能夠大大削弱地震帶來的水平與豎向不規則的作用力，因而有了相應的抗震效果。

(三)控制扭轉效應

地震作用有水平作用、豎向作用以及扭轉作用，在多種受力的綜合下，就會產生難以估量的破壞力，如地裂、房屋倒塌、地勢波動較為強烈等由于地震爆發具有隨時性，其中包含很多不穩定的地方，這就要求對于高層混凝土建筑抗震方面的結構設計方面，強調地震帶來扭轉效應如果沒有設置相關結構位移的標準，就應該選取所測定的最大位移部分的剛度以及減弱最小位移帶點剛度，保持結構在整體方面位移的一致性保證每一個細節都達到相關的設計要求，一旦發現不合理的地方，就應該及時作出有效的調整，盡量地控制地震扭轉作用帶來的不利影響。

(四)研究高層混凝土建筑各層結構參數設置

對各層參數的設置主要是在模擬地震時各種受力作用帶給結構設施受力分析的計算，例如，墻體承載能力、柱梁變形方面計算等等在高層混凝土結構設計的預處理階段，在充分了解所建項目的位置、地形條件、所選材料、施工工藝、質量檢測等多個方面的基礎上，把握其中要點，建立建筑設計的基本框架，應用自身的設計理念和專項技能來進行詳實的設計，并對一此關鍵地方做出十分重要的說明，來完成建筑抗震結構設計的工作最好能夠建立系統的完善的建筑結構設計信息數據庫，便于結構工程師查找相關案例，總結經驗，采取合理的設計方法開展工作在研究建筑復雜結構綜合受理情況時，要選出相應的力學模型，例如剪切理論和主拉應力理論，來對建筑結構受理是否合理進行判斷應該對由計算機運算結果開展深入的調杳研究，估定其有效程度，為以后的結構抗震能力的設計提供依據高層混凝土建筑結構所要處理的參數包括整體的震動周期、扭轉角度、相關剛度比例等。因此，對于高層結構的設計不能一蹴而就，應該經過反復的計算研究和多次協調，在保證其結構具有抗震能力的基礎上，確定結構方面的有關參數。

四、高層混凝土建筑的抗震結構布置

在進行高層混凝土建筑的獨立結構單元布置時，應該使得建筑結構平面的形狀相對簡單、規則、剛度和承載力都能均勻的分布。建筑的豎直方向體型應該規則、均勻，避免有過大的外挑和內斂。建筑結構的側向剛度應該是下部剛度大上部剛度小，并逐漸的進行變化。其高層建筑在進行結構布置時應該遵循以下幾點要求：

1、在進行高層混凝土建筑的結構布置時應該具有必要的承載能力、足夠大的剛度以及變形能力。

2、在進行高層混凝土建筑的結構布置時，應該注意避免因為部分建筑結構或者是構件遭受損壞，從而導致了建筑結構的整體喪失對重力、載荷以及地震的承受能力。

3、在進行高層混凝土建筑的結構布置時，對可能出現的薄弱環節進行嚴格的審核，并且及時采取相應的有效措施來進行應對。

4、在進行高層混凝土建筑的結構布置時，其建筑結構的豎直方向和水平方向的布置，應該使建筑的剛度以及承載力進行合理的分布，避免因地震時引起的局部突變和扭轉效益的發生，具有多道抗震設防的特點。

結語

為了保證高層建筑具有良好的抗震性，在進行建筑結構的抗震設計時，就必須要通過其受力的特點、建筑結構的體系、建筑結構的布置以及計算進行詳細的分析，然后再進行建造，只有這樣才能保證高層混凝土建筑擁有良好的抗震能力，才能使人們的生命財產安全受到有效保護。

參考文獻：

［1］ 現行建筑施工規范大全［M］． 北京： 中國建筑工業出版社，2009．

［2］ GB50011 －2010，建筑抗震設計規范［S］．