建筑結構設計中的抗震設計精選(九篇)

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第1篇：建筑結構設計中的抗震設計范文

關鍵詞：建筑結構；抗震；設計

抗震設計在建筑設計中具有十分重要的意義。與普通建筑工程相比，建筑的構造與之明顯不同，無論是規模還是構件都存在著較大差異。一旦建筑質量出現問題，所帶來的后果不堪設想。因此，在設計階段就要充分落實好質量控制。其中抗震設計與高層建筑工程整體質量存在著密切關聯。通過有效的抗震設計，可讓建筑結構的剛度、延性、整體性達到相關要求，使建筑整體穩定性得以提升。換句話說，抗震設計是否合理直接關系到建筑物的質量，應給予重視。

1 建筑結構抗震設計基本原則

1.1 保證建筑結構構件具備必要的功能

建筑結構抗震設計過程當中，要確保建筑結構構件具備良好的承載性能、剛性、延性以及穩定性，建筑結構構件要按照‘強剪弱彎、墻底層柱、強節點弱’的構件設計基本原則，構件設計的過程當中針對有可能造成構件薄弱的位置采取相應的促使結構抗震性能提升的有效方法。一般情況下，主要耗能構件是不以承受豎向的承載為主的。

1.2 盡可能多的進行抗震防線的設置

一個良好的抗震結構系統通常是由幾個具備良好延性的分體系共同構成的，同時良好的延性結構構件可起到各構件之間良好的連接作用。譬如：框剪結構是由延性框架與剪力墻兩個分體共同構成。通常情況下，當地震發生之后會在接下來的一段時間會有多次余震的發生，若在建筑結構設計中只有一道防線，那建筑結構必將在第一地震之后有接下來出現的幾次余震遭受巨大的影響，久而久之，甚至還會有建筑倒塌的事情發生。建筑抗震結構系統要盡最大限度上滿足建筑的冗余度要求，建筑結構設計的過程當中要做到下意識的創建屈服區分布系統，這樣可達到最大限度上吸取及消耗地震能量的作用，進而可促使建筑抗震能力得到大幅度的提升。

2 建筑結構設計中抗震設計的要點分析

2.1 建筑場地的選擇

在進行建筑結構抗震設計時應該選擇合適的建筑場地，這是做好建筑抗震設計的首要工作，建筑結構設計人員應該盡可能的選擇開闊、平坦的地段作為建筑工程的建設場所，同時保障建筑工程現場范圍內土地具有足夠的硬性和密度，保證其硬度和密度能夠滿足建筑結構的荷載承重要求。在進行建筑場地選擇時應該盡可能的避免河岸邊緣、采空區、山岳、軟土等地段，主要是因為上述場地土體的凝結度、堅硬度以及密實度等，不能夠很好的抵抗地震災害過程中對土地造成的影響，出現土地承載力不足的問題。

2.2 抗震結構的選擇

選擇合適的抗震結構對于提高建筑結構的抗震性能具有至關重要的作用，通過選擇剛度高、強度優的建筑主體結構設計方案，在很大程度上能夠降低建筑結構變形的概率，以此保障建筑結構的安全性。在選擇抗震結構時應該注意以下幾個方面：（1）建筑結構設計人員應該對抗震結構進行全面、細致的分析，同時還應該考慮非結構構件的抗震性，特別是注意非結構構件的強度、剛度等；（2）抗震結構必須具有足夠的承載能力、良好的變性能力以及消耗地震能量的能力，鋼筋混凝土結構的塑性內力重分布能力較好，能夠有效的吸收與消耗地震能量；（3）抗震結構應該具有明確的計算簡圖與地震作用傳遞途徑，樓屋蓋梁系布置過程中應該盡可能的選擇垂直重力荷載，這樣能夠以最短的路徑將地震荷載傳遞到柱、墻等豎向構件上，在進行轉換結構布置時，應該盡可能的保證其能夠對上部結構豎向構件傳來的垂直重力荷載進行一次或者兩次轉換，真挑剔抗側力結構體系由支撐結構、剪力墻、框架結構等組成；（4）在進行抗震結構體系設計過程中應該盡可能的避免出現由于部分構件或者結構受損，導致整個抗震結構喪失對重力荷載的能力或者抗震能力，因此應該保證抗震結構具有內力充分配功能以及足夠的贅余度，即使在地震過程中建筑部分構件或者結構退出工作，其他構件依然能夠承擔豎向荷載，避免出現建筑整體結構失穩或者失效的現象；（5）在進行建筑抗震結構設計時應該從建筑結構的整體抗震性能出發，保證建筑結構的底層結構、內部結構以及樓蓋等能夠形成一個有機的整體，保證建筑整體連接過程中力傳遞的合理性，在地震災害的沖擊力作用下始終以一個整體進行抵御，這樣能夠有效的防止出現建筑單一結構抵抗性不足造成的建筑整體結構崩塌的現象；（6）建筑結構在受到地震作用時，為了提高建筑結構的整體抗震性能應該保證結構能夠抵擋來自所有方向的作用力，保證主軸方向上具有足夠的穩定性、剛度以及強度抵抗地震災害帶來的作用力，并且建筑結構的穩定性越好、剛度越強、強度越高，則建筑結構抵抗平面方向上地震沖擊力的能力越強。

2.3 建筑結構參數計算工作

建筑結構參數設計對于提高建筑的整體抗震性能具有至關重要的影響，設計人員在進行建筑結構設計過程中應該對建筑結構需要承受的作用力進行明確、清晰的計算，同時完成對不同建筑結構類型在地震沖擊力作用下需要具備的荷載作用承受參數的計算工作，模擬地震災害發生過程中的建筑結構抗震模型，采用計算機技術對建筑結構的各參數進行計算，保證建筑結構設計與施工過程中各種受力參數的科學性和合理性，能夠顯著的提高建筑結構的整體抗震性能。

2.4 多重抗震防線的設置

通過設置多重抗震防線，能夠有效的提高建筑的抗震性能。在進行建筑結構抗震設計時，應該選擇具有良好延展性的構件作為第一道抗震防線，同時設置其他的抗震防線，形成完整的抗震防線體系，當第一道抗震防線破壞之后，其他抗震防線發揮作用，以便于提高建筑的整體抗震性能，為人們的生命和財產安全提供可靠的保障。

3 結語

綜上所述，現在有關地震作用的研究越來越深入，抗震理論的總結也越來越全面，經過幾次地震災害之后，工程人員和研究人員更加重視對地震設計的總結，抗震設計也更加的被關注，也有很多專注于抗震設計的研究會不斷的成立。現代的塑性分析已經到了相對完善成熟的程度，但是還有很多問題需要進一步的研究和解決，這也將會成為以后抗震分析的重要方向。建筑結構的抗震作用與人類的生命安全和財產安全關系密切，結構的抗震性亟待提高，抗震理論的分析也需要不斷的完善。目前，我國建筑行業迅速發展，高層建筑不斷出現，這就要求在結構設計中要更加重視抗震性能的設計。

參考文獻

[1] 張志峰，姜歆瑗.芻議建筑結構抗震設計[J]房地產導刊，2014（7）.

[2] 華穎.抗震概念設計在高層建筑結構設計中的應用[J].中華民居（下旬刊），2013（06）.

第2篇：建筑結構設計中的抗震設計范文

關鍵詞：建筑結構，抗震設計，方法。

中圖分類號：TU973+.31 文獻標識碼：A 文章編號：

一、建筑結構抗震設計

一般來說，所謂的建筑結構的抗震設計就是指通過地震時對建筑結構的破壞，結合建筑結構工程長期實踐所積累的經驗，總結形成的一種基本的設計方法與設計思想，也是進行建筑與結構整體布置并且確定細部構造措施的一個過程。地震動理論上來說就是一種隨機的振動，它具有人們難以把握的隨機性、復雜性與不確定性，要想很精確地預測某建筑物可能遭遇的地震的特性與參數，就目前來說我們還很難有更好的方法。在建筑結構的抗震設計分析這個方面，由于我們不能夠很充分地考慮建筑結構的空間作用、建筑結構的性質、建筑的材料以及外界引起變化等等很多種不同的因素，因此有著一種不確定性的存在。所以建筑結構的抗震設計不能夠全部的取決于計算結果，更應該以建筑結構工程抗震設計的基礎理論以及經過長時間建筑工程抗震經驗所能夠總結出來的建筑工程抗震設計方法為基本出發點，進而更好的提高建筑結構的抗震性能。

二、結構抗震概念設計的重要性

2.1 概念設計是解決地震不確定性的好方法。我們對地震破壞機理還不十分清楚, 對地震的破壞現象也只是停留在感性認識階段,建筑物抗震計算的原理只是一種近似方法，卻不能代表建筑本身在地震中的真實反應。概念設計的思想不妨是個解決這個問題的好方法。地震是一種隨機振動，有著難以把握的復雜性和不確定性,要準確地預測建筑物遭遇地震的特性和參數，尚難以做到。在建筑抗震理論未達到科學嚴密的今天，單靠計算很難使建筑具備良好的抗震能力。因此，結構工程師必須重視建筑總體抗震能力的概念設計。

2.2 概念設計是工程師進行結構設計創新的原則和方法。概念設計是展現先進設計思想的關鍵，一個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。一般認為，概念設計做得好的結構工程師，隨著他的不懈追求，其結構概念將隨年齡與實踐的增長而越來越豐富，設計成果也越來越創新、完善。

三、常用建筑結構抗震設計方法

3.1 根據建筑結構基本構造來進行抗震設計

一般情況下，采用鋼筋混凝土框架結構時，是通過控制鋼筋砼構件的截面尺寸，以及最小配筋率來實現抗震設計。建筑的磚混結構，一般比較常見的構造方法有限制房屋的整體高度和建筑的層數與層高；在建筑的橫縱墻中設置鋼筋混凝土構造柱，并且還要設置一些防震縫等等。在修訂后的建筑結構抗震設計規范中增加了一些強制性的條例，例如：突出建筑屋頂的樓、電梯，要求構造柱延伸到建筑的頂部，并且與頂部的圈粱連接在一起，以此來拉結突出部分與主體結構成為整體，提高整體的承載力，并且對結構自身的剛度有著比較大的提高，這個應該在抗震設計中加以充分的思考。

3.2 根據建筑結構性能目標來進行抗震設計

建筑物在發生地震的時候有高度的安全性，是抗震設計的最終目的，所以建筑結構的抗震設計要求以將要建設建筑物的地區可能會發生的大地震的烈度為基本的設計標準，而且還要以建筑自身以及建筑物的內部沒有造成破壞為最終目標來確定建筑結構的抗震性能指標。建筑結構的某些非抗震的下部結構以及建筑結構的基礎部位也需要有一定程度上的抗震能力，在發生大地震的時候建筑結構要基本保持在所能承受的彈性范圍之內。另外，建筑結構的抗風性能也應得到重視。因由于風壓所產生的建筑水平振動很有可能導致建筑的安全使用性能降低，以及使得抗震構造構件的耐久性能受到破壞。因此，建筑結構要有一定的比較好的性能指標，以便達到高的抗震設計要求。

3.3 根據建筑場地和建筑規劃來進行抗震設計

建筑結構要有較好的抗震性，需要選擇比較穩定性的建筑場地。另外，具有抗震性的建筑需要有抗震層的設置，而且建筑結構的外部空間應該進行包括鄰棟間距、建筑外觀等等的一些舒適感以及安全性能的角度的考慮。而且在進行建筑結構的場地規劃的時候，也應該從適應建筑上部結構的位移等特點與性能方面的角度來考慮。建筑物在經過長時間的使用后，建筑結構的整體可能發生移動的范圍之內不應該存在障礙物。在建筑結構可能發生移動的范圍之內一般來說會設置一些建筑的出入口，并且還要注意不能因此而使得人受到一些傷害，最好為了避免人或者車輛比較容易通過出入口，應該設置一些門墻或者指示標記等等。

四、加強建筑工程抗震措施

4.1 選址要科學合理

《中華人民共和國防震減災法》規定，對于重大建設工程和可能發生嚴重次生災害的建設工程，必須進行地震安全性評價；并根據地震安全性評價的結果，確定抗震設防要求，進行抗震設防。建筑物建造在軟弱地基或可液化場地或臨近地震斷層，地震對場地的液化作用導致地基失效，建筑物傾斜而易于倒塌。務必重視社會經濟系統的安全，規劃時應注意避免導致地震次生災害或使次生災害限于局部。新設計建筑物時，要選擇對抗震有利的地段，避開對建筑不利的地段，不應在危險地段建造各類工業與民用建筑。

4.2 采用合理的結構形式

目前我國建筑常用結構形式有磚混結構、鋼筋混凝土結構、鋼-混凝土組合結構、鋼結構。可根據不同的地區，不同設防烈度選擇不同的結構形式。鋼筋混凝土本身具有柔性，因而這種結構的建筑物變形能力好，承載能力高，一般來說抗震能力也強。在確定結構方案時，應根據建筑的功能要求和抗震要求進行合理選擇。從抗震角度來說，結構的側移度是選擇結構體系時要考慮的重要因素，特別是對于高層建筑的設計，這一點起控制作用，隨著多層和高層房屋高度的增加，結構在地震作用以及其他荷載作用下產生的水平位移迅速增大，要求結構的抗側移剛度必須隨之增大。而不同類型的鋼筋混凝土結構體系，由于構件及其組成方式的不同和受力特點的不同，在抗側移剛度方面有很大差別，他們具有各自不同的合理使用高度。

4.3 切實提高設計質量

地震尤其是震級和烈度較高地震，危害性非常大，建筑物的抗震性能就顯得尤為重要。目前我國抗震設計的目標是"小震不壞，大震不倒"。目前我國建筑結構設計水平還很低，大量的建筑所采用的建筑方案不是很合理，導致結構方案無法合理布置，增加材料用量。其實，從建筑設計的角度出發，在正確的抗震理論指導下，依據合理的設計原則，同樣可提高甚至保證建筑結構的安全可靠性。其原則包括：結構構件應具備足夠大的承載能力；結構應具有足夠大的剛度以減小地震作用下的扭轉和位移；結構應具有足夠大的延性和耗能能力，這一點對結構在強震作用下的安全性尤為重要。

五、結束語

綜合運用抗震原則，以提高承載力、剛度和延性為主導目標，多道防線剛柔結合，同時保證結構體型簡單，結構受力和傳力途徑直接，整體結構與結構構件共同作用，如此一來就可以從設計上確保建筑結構在地震作用下的安全性。

參考文獻：

[1]張文銀,高莉.建筑結構抗震設計[J].山西建筑.2008 第32 期.

第3篇：建筑結構設計中的抗震設計范文

【關鍵詞】建筑結構設計；抗震設計；重要性；作用

為了使人民群眾的生命、財產在地震的自然災害中減少傷害損失，因此我們需要對在建的建筑進行抗震設計防護評估，需要對抗震設計在建筑結構設計中的應用進行探討，進而增加其應用范圍，最大限度的減少損失。

一.建筑結構設計中抗震設計的重要性

建筑的結構設計在整個建筑施工中造價比重較大，建筑的結構設計中心理念在于“實用、經濟和安全”，抗震設計在建筑結構設計中的應用基于這一中心理念而產生。

1、是保護人民群眾的生命財產安全。人類社會在發展過程中，首先要解決的就是溫飽與安全的需求，如據有關報道，在2008 年的汶川地震的主震區內，完好的建筑幾乎沒有。除卻地震本身的烈度較高，破壞性較強的原因之外，一個更重要的問題值得我們的深思，就是建筑結構的抗震能力非常差，一方面在技術水平上缺乏突破，另一方面一部分人受利益驅動，往往在施工過程中，存在偷工減料等行為，導致了建筑物抗震能力薄弱，加強建筑結構抗震設計的重要性，對于保護人民群眾的生命財產安全不言而喻。

2、是具有良好的社會正向效應。整個社會發展是一個復雜的系統，從這一戰略高度加以認識的話，我們不難發現，建筑物抗震結構設計的加強對于構建和諧社會具有重要意義，良好的建筑物抗震能力，有利于維護社會穩定，對于建設“美麗中國”，實現“中國夢”，具有良好的社會效應。因此，不能孤立的片面的靜止的對待建筑結構抗震設計。

3、是促進建筑結構設計技術與理念的創新與發展。以地震多發地區的日本為例，1880年橫濱地震之后，日本成立了日本地震學會，1891 年在濃尾地震之后，鑒于地震給建筑物造成的重大損害，日本成立了“震災預防調查委員會”，開始著手進行抗震結構設計研究。經過近百年的發展，日本的建筑物結構抗震設計無論是在技術還是在理念上都處于領先的地位，但只解決了大部分問題，地震持續時間對震害的影響始終在設計理論中沒有得到反映。

二.建筑結構設計中的抗震設計

1、建筑結構設計中的抗震設計理念。我國《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求，“三水準”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時，結構處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。因此，要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態驗算，要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服進入非彈性變形階段，建筑物可能出現一定程度的破壞。但經一般修理或不需修理仍可繼續使用。因此，要求結構具有相當的延性能力（變形能力）不發生不可修復的脆性破壞。

2、建筑中的建筑結構抗震規范。建筑結構抗震規范實際上是各國建筑抗震經驗帶有權威性的總結，是指導建筑抗震設計（包括結構動力計算，結構抗震措施以及地基抗震分析等主要內容）的法定性文件它既反映了各個國家經濟與建設的時代水平，又反映了各個國家的具體抗震實踐經驗。它雖然受抗震有關科學理論的引導，向技術經濟合理性的方向發展，但它更要有堅定的工程實踐基礎，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半點冒險和不實。

3、抗震措施。在對結構的抗震設計中，除要考慮概念設計、結構抗震外，歷次地震后人們在限制建筑高度，提高結構延性等方面總結的抗震經驗一直是各國規范重視的問題。當前，在抗震設計中，從概念設計，抗震驗算及構造措施等三方面入手，在將抗震與消震結合的基礎上，建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法，直至進一步通過一些結構措施來減震，即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。

三、抗震設計在建筑結構設計中的作用

由于地震的不確定性和破壞性特點，因此在建筑結構設計中應用抗震設計體現了設計的安全概念以及對自然災害的預防措施。下面筆者從提高建筑結構的抗震力和降低地震作用對建筑的影響幾個方面論述抗震設計在建筑結構設計中的應用。

1、降低地震對建筑的影響。現最被工程界認可的一個辦法是在建筑基礎與建筑的主體部分之間加設一個隔震層，有的設計師在建筑物的頂端部分加設一個“反擺”。此反擺的作用是能夠在地震時使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，降低地震的作用。根據相關研究分析，如果對“反擺”設置合理，那么對降低地震作用的概率可達65%，也能最大限度地減少建筑物內的物品受損程度。這一方式在國內外正被廣泛地研究，并應用到了實際的工程建筑中，取得了較好的成效。

2、提高建筑結構的抗震力。出于對建筑結構抗震功能的保證，在建筑結構設計中要特別注意做到以下幾點：a.在建筑結構設計中要考慮地基的穩定性因素，挑選對抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能；b.同一建筑結構單元要設計在性質一樣的地基上，要把地基最大潛力融入建筑的結構設計，有利于發揮地基的抗震功能；c.建筑結構設計盡量做到規則、對稱，以降低地震作用導致的建筑變形度以及避免地震作用力集中導致建筑扭曲的狀況發生；d.建筑的整體結構設計中要多加幾道抵抗防線，以提高建筑結構的抗震力，同時建筑結構受力設計要明確，防止存在建筑結構局部薄弱。

3、保證建筑的剛度。在建筑結構的設計過程中，合理地設計和確定建筑物的剛度非常重要。因此首先要考慮到的是采用大量的鋼筋混凝土。主要是在已有的鋼筋混凝土之上使用“鋼結構”對其進行進一步加層加固。加固分為兩種情況：a.如果所需要進行加層的建筑結構的體系是鋼結構，而國家規定：上部是鋼結構、下部是鋼筋混凝土兩種不同的體系結構是不符合抗震規范的。b.假設屋蓋的部分是采用鋼結構，而鋼筋混凝土仍然是作為整個建筑結構的抗側力的主要體系，則必須根據相關的規定進行抗震設計。

4、設防標準。我國明確規定，建筑的使用價值被區分成4個類別：甲乙丙丁。甲類和乙類建筑：當抗震設防的烈度是6度～8度時，應該符合本地的抗震設防再高1度；丙類建筑：丙類建筑的抗震措施以及抗震作用都應該要符合本地的抗震設防要求；丁類建筑：在通常情況之下，地震措施可以相對于本地抗震設防的要求適度降低，但地震作用必須符合本地的抗震設防要求。

結束語

綜上所述，在面對地震這樣的自然災害時，人類無法控制只能夠進行力所能及的防護。提高建筑建筑的抗震能力是防護和減少人民生命財產損失的一種途徑.

參考文獻：

[1]宋海燕 談抗震設計在建筑結構設計中的應用 [J] 《山西建筑》 -2013年27期-

第4篇：建筑結構設計中的抗震設計范文

關鍵詞：建筑結構；抗震；設計；理論；措施

中圖分類號：TU2文獻標識碼： A

基于性能的結構抗震設計是近年來才提出的，其設計標準為“小震不壞、中震可修、大震不倒”，是目前各國采用最多的抗震設計思想。通過這種方法對建筑抗震設計進行優化，可以有效的減少因地震災害造成的傷亡事故，因此，該設計理念在今后將會有更加廣闊的發展前景。

一、基于性能特性研究的抗震設計理論概述

1、基于性能的結構抗震設計含義

采用合理的抗震性能目標和適應性結構抗震措施對建筑結構進行優化，使建筑結構在各種級別地震的作用下所形成的最終的破壞程度達到相應的結構設計要求，通過對工程項目進行生命周期的費用效率分析，選擇并確定一種安全可靠且符合經濟合理化的優化平衡。從簡單的含義上看，就是利用性能標準選擇結構措施，并使之符合使用標準和經濟標準。

2、基于性能的抗震理論特征

基于性能的抗震設計理論實際上是一種在對地震災害分析和對現行的抗震設計理論的反思的基礎上產生的，此理論的設計理念和方法與傳統的設計不同，但是其設計的依據卻蘊含來了現有的設計理論和經驗，具體的特征如下：

1）支持采用多級設防的目標，基于性能抗震設計理論提出了多級目標設計的理念，此種分級方式即考慮到了生命安全也從經濟性上考慮，最大限度的降低業主和社會的損失，保證在其可承受的范圍內，以此為基礎更加注重非結構件和內部設施的保護，將經濟效益的機制引入到了設計中，利用經濟決策方式通過進行費用效率分析，在可靠和經濟之間需求平衡，以確定最佳的抗震方案，達到優化設計的目的。

2）擴展空間，體現設計的個性化。設計人員就可以在此性能目標的基礎上選擇設計方法，采用相應的構造措施，而此種設計更加的靈活，對調的設計積極性和新材料、新技術、新工藝等的應用打開了方便之門，同時結構的抗震能力是在抗震性能的目標下形成的，也是的建筑的抗震能力可以預見。

3）設計方法多元化。目前基于性能的抗震理論還沒形成統一的研究方法，很多學者采用結構層間變形或者定點移位作為性能指標，其從傳統的以力學為基礎的設計轉變為以形變為基礎的設計，從彈性設計的方法轉變為彈塑性的設計方法，解決了傳統設計理論上的缺憾，盡可能的是的建筑結構的預期功能和實際地震中起到的功能相一致，以保證設計的有效性。

二、基于性能的抗震結構設計的內容

1、地震設防的水準設定

地震設防的標準是指設定未來可能作用在建筑上的地震等級和作用效果，美國工程師協會曾提出，基于結構性設計理論追求能控制結構所可能發生的各種地震破壞的水準，因此需要根據不同的重現期選擇可能發生的對應不同的地震動參數。結構損壞嚴重威脅生命安全，雖然損傷但沒有倒塌，經濟上的損失已經超過了業主可以接受的最大上限。

2、結構抗震的性能目標設定

從地震設防的角度看，規范提出的抗震目標實際上是最低的設防標準，而結構抗震設計則是根據業主需求采用的設防標準，其要高于規范設定的范圍。使用者可以根據自身的情況出發，設定一個合理的性能目標。為了方便結構設計，這些定性的性能指標最終將被量化，成為具體結構設計的重要參數依據。

3、基于性能的結構設計實施

此項內容就是要求將結構的性能要求轉化為合理的性能參數以此形成具體的指導設計的基礎性數據。為了達到這一目標，需要配合合理的處理和分析方法，將前面的目標轉化為與性能指標相關量化數據，使之作為指導設計的具體指標。

三、高層建筑結構基于性能的抗震設計

按照前面的理論分析的思路，下面就某個高層項目的性能抗震設計的過程進行例舉闡述，以說明在高層建筑中實施性能抗震結構設計的流程和措施。

1、工程基本情況

某城市的高層建筑，按照建筑的整體設計要求，工程項目地下結構為三層，地上為三層裙樓，主要塔樓設計為45層，從工程的高度超過了150m。項目的主體采用的是混凝土框架加核心筒的結構形式。按照業主的需要，建筑的設計使用年限為50年，整體鋼筋混凝土結構為二級，根據地域情況，此建筑為丙級，抗震設防為7。

2、對結構性能的目標選擇

通過對工程具體情況的分析，設計人員通過對工程的具體情況的把握，并與業主方進行了溝通，取得了一致意見，整體結構在震中出現的逐級的損壞，即整體結構都會出現不同程度的損壞，而大部分為輕微，部分出現中等損壞構件進入到屈服階段，出現裂縫，整個樓體的安全性降低，結構需要進行安全性的支護方可允許人員進出，如果恢復使用將需要進行大面積維修。

3、性能目標的實現措施

1）小震目標

工程在結構設計的過程中，設計人員通常采用的是計算機輔助設計，即利用軟件將性能目標和實際的結構的參數聯系起來，從而獲得可以指導工程建設的具體結構參數。在計算中主要遵循的是高層建筑結構空間的有限元分析和計算方法，利用三維建模的方式進行模擬分析，如表1所示，為具體的計算后的結構參數。同時在具體的模型仿真對比中，估算其經濟指標，使之滿足業主的經濟效益。表格中各種參數都達到比超過出了國標的要求。

2）中等地震的目標實現

結合前面的設計參數，對中等地震中所要達成的目標進行細化，并在基礎數據的基礎上對某些參數進行修正，使之到達設計的目標。根據目標要求，中震情況下，地震對結構件的影響使之超過了彈性變形范圍，結構的損壞將出現硬性的結構損傷，但是其范圍是可以修復，此時的重點就是通過結構的合理設計保護重點結構的安全，即舍棄某些結構件的完整，而保護主體框梁的安全。在此設計的思路上對整個設計的參數進行細部調整。對抗震承載力系數進行調整等，通過這些措施結構的初步設定參數得到必要的調整，使的滿足小震目標的某些參數提升達到中等地震的設防目標。

3）大震情況的目標實現

在設計中，與中震目標實現相似，在利用軟件進行分析和比對的時候，將其設定的范圍進一步擴大，模擬在罕見的高烈度地震的影響下結構所產生的應力改變和相互作用，實際上就是將結構所產生的水平和豎向位移設定為最大，并以此對結構參數進行調整，使之達到：結構不出現扭轉的效果；第一批塑性鉸出現在某些樓層的梁上；在水平應力的作用下底部的剪力墻再進入塑性變形，以此保證剪力墻為建筑的“脆弱”部位，消除地震的某些應力效應，而保證框架結構的安全，使之始終不能達到塑性階段。這樣將就可以是結構在大震中只出現剪力墻的損壞，而保證主體框架的安全，最終達到大震下的性能目標。

四、構造設計的措施

該項目中對剪力墻的設計采取了一些控制措施，如：剪力墻加強范圍進行了適當的擴大，向下和向上進行了必要的拓展，在地下一和地上一層的范圍內進行了剪力墻的增強，主要是增加了約束構件，控制其形變范圍。邊緣約束構件設計使得箍筋范圍符合國標要求，并增加了縱筋的配筋率，同時對剪力墻的控制達到其剪應力標準，構件的長度為剪力墻的25%，在強化區域采用箍筋和型鋼進行加固處理。

五、結束語

總之，在性能設計中核心的思路就是按照建筑的實際情況和客戶需求，并參考國標設定建筑的抗震設防的目標，并按照結構的性能特性計算出結構所需要的基本參數，以此獲得較好的抗震效果，同時結合經濟性指標是項目達到安全和經濟的雙贏。

參考文獻：

[1]閆旭梅.高層建筑結構抗震設計分析[J].科技傳播，2010（08）

第5篇：建筑結構設計中的抗震設計范文

【關鍵詞】建筑設計；抗震結構；設計分析

引言

有關建筑工程的抗震設計已經引起了世界各地的高度認識，它對人們的生產生活有著重要的影響。在建筑設計的過程中，設計人員要重視抗震方面的問題并采取有效的措施來降低地震對建筑工程的破壞，進而保障人們的切身利益。

1.抗震設計的基本原則

為了使建筑物達到抗震的效果，在對建筑工程進行設計的過程中首先要考慮建筑物的整體結構，然后注意某一結構在地震情況下的整體反應，隨后對其進行分析，通過分析計算、材料的選擇和方案的規劃來進一步的提高建筑工程的抗震效果。在地震發生的過程中，盡量的避免建筑物因薄弱部分而引起的一定程度的破壞。在建筑設計的國政中要遵循以下幾點原則。

1.1 對建筑結構進行整體的規劃

設計人員在進行建筑設計的過程中要綜合規劃抗側力的結構，進而保證建筑設計的均勻、對稱和規整。在進行實際設計的過程中，設計人員要將規則的圖形或者是對稱的圖形作為構造形式并在此基礎上調整調整建筑結構的整體性，進一步的實現慣性力的聚集和傳遞，將地震過程中的破壞力分開，以此來保證建筑物在地震過程中的安全。

1.2 保證建筑物的結構剛度

在對建筑物進行設計的過程中，要考慮地震作用力的雙向性，進而保證建筑物能夠從各個方向對作用力進行抵抗。設計者還要將主軸方向上的剛度控制在合理的范圍。另外，結構剛度方面的設計還要能夠防止建筑物的過度變形，柔性結構對外力進行分擔，進而避免地震作用力下的整體結構變形，導致人員傷亡和財務損失。

1.3 抗震防線的設置

建筑工程的結構體系包括很多的結構分體，這些結構分體進行協調合作，進而降低地震對建筑物的影響。有些地震在發生之后還伴隨著很多次的余震，并且余震的級別不一，所以設計人員要設計多道抗震的防線，以此來保證建筑物盡量不受余震的影響。抗震的防線要通過有效的方式安置在結構在內外部，設計人員還要盡最大努力來處理結構剛和柔的關系，進而提高建筑物抵抗地震的能力。

2.建筑抗震設計中的問題

2.1 結構體系與材料方面的缺陷

建筑物所用的材料和結構體系是人們逐漸開始重視的問題，它們的正確選擇對于地震多發區有著重要的意義。目前，我國的建筑結構主要以鋼筋混凝土為主，所以在變形控制的過程中要充分考慮鋼筋混凝土的位移限制。但剛框架系統工作也很難改善較大的變形側移度。這種情況不僅不利于提高抗震效果，而且也會加大鋼結構的荷載力。從整個結構體系來考慮，結構轉換層的設置非常的重要，對加強層和轉換層強度的剛度強化，在一定程度上會造成剛度的突出，從而增加相鄰柱構件間的剪力，所以我們要謹慎的選擇結構模式，避免負面作用的產生。

2.2 高層建筑的不斷增多

隨著社會的不斷發展，高層建筑在我國逐漸的增多，但是一些高層建筑的高度已經超出了國家規定的范圍，我們要高度重視這種高層建筑。首先設計人員要進行實際的調查，并在實際案例的基礎上進行合理的論證。其次還要多次進行模型試驗。由于高層建筑的高度已經超過了國家的規定，所以在實際的地震過程中，地震作用力的破壞力就會大大的增強。隨著建筑物高度的增加，很多技術指標都超出了合理的范圍，所以地震對它的破壞程度會遠遠的增加。

2.3 短柱和軸壓比在設置過程中所存在的問題

在很多高層建筑在施工的過程中，為了保證控制柱的軸壓比例，促使柱的斷面增大，這種情況即使采用高強度的混凝土也不能進行有效的緩解。限制柱軸壓比在作用是為了使柱子在偏壓狀況下，避免產生屈服的狀況，進而造成混凝土被壓碎，導致結構的延性變差，進而影響建筑物的抗震能力。

3.提高建筑物抗震能力的策略

3.1 對整體構造進行有效的優化

設計人員在對建筑物進行設計的過程中，首先要考慮結構體系對于地震作用力的抵制效果，并且還要重視對不同的結構體系所財務的抗震措施以及不同體系對經濟和安全帶來的影響。設計人員要結合工程的實際情況，做好整個結構體系的優化工作。在對結構體系進行設計的過程中，要保留一定的余度，以此來保證某部分結構在遭到破壞之后，其余的架構可以對作用力進行均衡，這樣就可以保證部分構件的破壞不會影響到整體的抗震性能。在對建筑進行設計的過程中，設計人員需要把震害的傳遞路徑清晰的標注于結構圖當中，以此來保證他們在設計的過程中能夠全面的顧及抗震設計的要求，使各個部件都能保證應力傳遞過程的連續性。

3.2 對抗震位置進行合理的選擇

設計人員在進行抗震的時候要選擇比較有優勢的抗震場所，而且不可以在震害影響較大的地區進行工程建設，借助地理條件來盡可能的減輕地震的危害。在工程中不能將地質不均勻地區和軟弱地質區域設置為抗震場地。如果不可避免的在這種區域中進行抗震設計，首先要對地基進行處理設計，以此來保證地基結構達到規定的強度，在達到規定的基礎上才可以展開進一步的抗震設計。另外，設計人員要根據地基場地的實際情況來財務核實的措施。

3.3 對結構荷載進行恰當的處理

為了保證建筑物有效的抵抗地震災害，設計人員在結構設計的過程中要遵循強弱協調的設計原則，對剪、節點、柱等的位置強度進行合理的提升，并對梁、彎、拉力中心等部位的強度進行削弱。為了避免節點過早的被破壞，設計人員需要使柱端的承載力大于梁端的承載力。與此同時，設計人員要根據具體的規范要求對各個構建的荷載進行合理范圍內的調整。

3.4 在建筑設計的過程中，設計人員要根據不同的建筑結構類型，選擇適合建筑物的抗震構造，以此來保證整個建筑結構與抗震結構一起來抵抗地震，在最大程度上較少地震所帶來的危害。利用磚混結構進行建造的建筑，它的抗震設計應該使用水平圈梁加內外連續墻的構造，其中水平圈梁能夠施加一定的約束力來抵抗強大的外力。內外結構墻用來加強塑性變化和位移程度的，以此來保證工程具有很好的整體性與延展性，進而加強建筑的防震能力。

3.5 對結構的自重進行弱化

在地基條件相同的情況下，設計人員對建筑進行抗震結構的設計。如果在設計的過程中能夠低結構的自重，那么便可以合理的增加建筑的層數，進一步的控制成本，這種作用在軟土地基的情況下會更加的明顯。另外建筑的質量會直接影響地震的效應，如果建筑物的層數過多，那么在地震的作用下，就會增加坍塌的危險。為了盡可能的緩解這一現象，可以用輕質材料來減輕控制結構本身的重量。我國現代的建筑行業對建筑的抗震性能提出了更高的要求，我們要根據預期的地震作用來控制變形能力。在進行設計的過程中，要關注構建的承載力，并通過參數關系來確定構建的最終值。

4.小結

隨著經濟的發展，我國建筑行業也有了很大發展，而且高層建筑也逐漸的融入我們的生活，這種情況對抗震設計工作也提出了更高的要求。抗震設計是最有效最直接的抗震措施，世界各國也在抗震結構設計方面做出了很大努力，并有取得了很好的成果，但是地震的發生存在很多的不確定性，抗震設計方面還存在一些問題需要我們去分析和改進。我們要在現有成就的基礎上，結合實際生活對建筑物的要求，樹立先進的理念，使用科學的研究方法，使抗震結構設計獲得更快速的發展。

參考文獻：

[1]劉東輝.試析建筑結構設計中抗震理念的運用[J].中國建筑金屬結構，2013（2）：75.

第6篇：建筑結構設計中的抗震設計范文

關鍵詞：抗震概念設計;建筑結構;工程設計;抗震性

對于高層建筑結構設計，要遵守抗震設計規范，從抗震概念設計應用入手，結合工程實際情況，提出定量控制要求。值得注意的是，開展高層建筑結構抗震設計，要在概念清晰且技術可靠的基礎上，合理的設計建筑結構，以確保建筑的抗震性能。通常情況下，高層建筑結構抗震設計，需要從概念設計、抗震計算、抗震措施等方面加以把控，以確保設計的合理性。

1高層建筑結構抗震性設計的意義

貴州省位于我國南北地震帶南段的東側，省內西部部分區域位于地震帶上。貴州地震的頻度與強度為中等水平，地震平面分布不均。若發生地震，會造成極大的損失，以尼泊爾大地震為例，涉及到多個多家，地震造成近4000人死亡，約7000人受傷，對尼泊爾國造成超過50億美元的經濟損失，由此可見地震的損失性。在地震中，建筑既是人們的保護工具，也是威脅人們安全的物體，若能夠提升建筑的抗震性，對保護人們的財產與安全，有著積極的作用，因此加強高層建筑結構抗震性設計研究，有著必要性。

2抗震概念設計應用的基本要點

2.1合理選擇建筑結構

高層建筑結構抗震性設計，最為重要的是建筑體形和結構設計，占據著重要地位，多數倒塌建筑主要是因為規劃不合理造成的，所以要科學的選擇水平面與垂直面，提升建筑的抗震性能。一般來說，建筑平面形狀規則，直接影響著建筑的抗震性，平面形狀平整度越高，則建筑的抗震性能就越強，圖1為水平地震作用。規則平面能夠承擔荷載作用，建筑結構的整體性較為突出。在高層建筑結構設計中，于高度方向，需要保證結構布置的連續性，實現側向剛度保持連續，以免出現薄弱層。

2.2合理選擇傳力路線

高層建筑結構抗震設計多利用計算機程序，來確保計算的準確性，建筑結構設計人員只需要掌握簡單的計算方法即可。利用計算機，在獲取受力狀態下，形成建筑結構件計算簡圖。接著利用力學模型和數學模型，從地震反應入手，做好詳細的分析，明確計算結果，合理選擇建筑結構路徑，提高傳力路線選擇的效率。

2.3合理選擇建筑位置

通過相關研究發現，建筑物損毀與建筑所處的地形，有著直接的關系。除此之外，建筑損壞和地基、斷層等，也有著緊密關系。以覆蓋土因素為例，建筑破壞率和此因素呈現的是正相關，覆蓋土層厚度小，證明土質偏硬，具有較強的穩定性，當遇到地震時，不易發生倒塌情況，因此在設計高層建筑時，要選擇硬質地基，降低地震效應，確保建筑結構的穩定性[1]。

2.4設置多條抗震防線

高層建筑結構抗震設計時，需要設置多條抗震防線。考慮到地震時間存在差異，伴隨多次余震，受到地震反復沖擊，會給建筑結構的穩定性造成損壞，若高層建筑物設置一道防線，當建筑受到一次破壞后，難以抗衡后續破壞，因此需要設置多道保護，確保高層建筑結構的穩定性。

3抗震概念設計在高層建筑抗震設計中的具體應用

3.1提升結構延性

高層建筑抗震設計水平低于地震等級，極易因為脆性破壞，造成建筑倒塌，所以在建筑結構抗震設計中，要提高結構延性，增強建筑結構抵抗能力。可以從以下方面入手：①材料。選擇延性材料，此類材料的應用，當發生非彈性變形，或者發生反復彈性變形時，其延性不會明顯下降。②桿件。通過控制桿件的延性，包括塑性變形與能量收納與耗散等，提高結構延性，通常從墻肢與框架的柱等方面捂手。③構件。構件的延性指的是某個構件的塑性變形與能量消耗的能力，通過控制墻體或者框架延性，來提高建筑結構整體延性。總得來說，建筑結構延性指的是抗倒塌能力與塑性變形能力。在設計時，可以采取以下措施：①在平面上，增強突變處與轉角處等構件的延性；②對于豎向，則可以加強薄弱樓層的延性，比如體型突變處、主樓與裙房相接的樓層等；③增強首道抗震防線部分的構件延性[2]。

3.2提升結構的整體性

高層建筑結構的整體性較強，能夠確保建筑結構在地震力的作用下，處于協調運行的狀態，可避免建筑倒塌。采取以下措施：①選用鋼結構支撐結構。鋼結構作為建筑行業的新技術，其市場份額不斷擴大，貴州地區已經逐步引入鋼結構，比如貴州鋼結構發展中心樓，樓層高24層，建筑面積為26000m2，建筑承板使用的是鋼筋線桁架工藝，建筑整體性較好，抗震性能較好。高層建筑結構設計中，采取鋼結構支撐體系，對提升高層建筑框架結構中的側向剛度，有著積極的影響，可以抵抗水平荷載，提升高層建筑整體強度。與純框架架構相比，支撐結構穩定性較好，將窗臺下方-下層窗戶頂部區域位置，作為支撐位置，合理設置支撐，能夠達到結構支撐要求。采取環向封閉同一平面，能夠提高建筑鋼結構側向剛度，在強震區應用，其效果更為凸顯。②抗側力結構。若高層建筑結構為多種框架結構形式，應用鋼結構，可以承載建筑物豎向負載與部分橫向負載。采用抗側力結構，可以按照建筑的各類要求，來選用抗側力結構。若高層建筑中桁架高度和單樓層相同，可以利用交錯桁結構，來設置上下樓層，確保各單元設置的靈活性。應用此結構，在鋼結構平面內，梁柱彎矩較小，側向位移也較小。

3.3準確計算結構抗震

開展高層建筑結構抗震設計前，需要準確的計算建筑結構的地震作用，接著計算結構與構件的地震作用效應，并且和其它載荷效應，做好相互結合，檢驗建筑結構抗震承載力與變形，確保能夠達到新《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）規范相關要求。需要做好以下計算：①地震作用計算。建筑結構抗震承載力主要考慮水平地震作用，高層建筑結構設計，還需要注意豎向地震作用。②抗震驗算。主要包括截面抗震驗算、彈性變形驗算、薄弱層彈塑性變形驗算等[3]。

3.4做好非結構部件設計

非結構部件指的是建筑結構分析中，不考慮側向荷載與重力荷載的建筑部件，包括內隔墻與墻等。雖然建筑結構設計時，此類部件不參與荷載分析，但若發生地震，此類部件會起到作用，極有可能會改便建筑結構承載力，或是提升建筑抗震性，或是增加破壞性，因此需要做好非結構部件的處理。可以采取以下措施：①加強建筑框架和填充墻之間的聯系，使得填充墻可以成為建筑主體抗震結構的組成部分。對于墻體連接，可以采取柔性連接方式，削弱墻柱的聯系，避免發生嵌固作用。②對于附著在建筑樓與屋面結構的，需要做好此類非結構構件和主體結構的連接處理，以免發生地震時，造成人員傷亡。③加強幕墻和裝飾貼面等和建筑主體結構的有效連接，避免貼面損壞。

3.5做好倒塌分析

開展高層建筑結構設計時，采取倒塌分析法，做好建筑倒塌分析，以優化建筑結構抗爭性設計，達到抗震標準。可以借鑒超高層建筑經驗，譬如：某超高層建筑為Ⅷ度抗震設防烈度建筑，在建筑結構設計時，利用倒塌分析法，進行結構設計方案分析，發現采取內嵌鋼支撐剪力墻方案，能夠有效的增強建筑結構強度。基于倒塌分析，明確此工程采取全支撐方案建設總材料用量可節約11.2%，建筑結構抗倒塌儲備能力可以增加14.8%，建筑的抗震性能較好。采取對比各種最小地震剪力系數調整方案，能夠明確采取調整地震剪力，開展剛度驗算，設計建筑構件承載力，能夠獲得較好的效果，此方案和提高剛度縮短建筑結構自振周期的方案相比，具有較強的經濟性。對于建筑結構倒塌關鍵位置，能夠提高建筑結構整體的抗倒塌能力，此方案的實施，增加鋼用量約0.1%。總而言之，在建筑結構設計時，做好倒塌分析，能夠準確衡量各類結構設計方案的效果，明確各類抗震措施對建筑結構抗震性能的影響，發揮著積極的作用[4]。

4結束語

應用概念設計，開展高層建筑結構抗震設計，需要充分的借鑒工程經驗，嚴格按照建筑抗震設計相關規范，采取相應的措施，提升建筑結構的整體性能，提高結構的抗震性能。

參考文獻

[1]陸新征，楊蔚彪，盧嘯，齊五輝，劉斌，張萬開，葉列平.倒塌分析在某500m級超高層建筑抗震設計中的應用[J].建筑結構，2015（23）：91~97.

[2]劉均偉.高層建筑結構設計中抗震概念設計的運用研究[J].山西建筑，2016（20）：43~44.

[3]雷雨潤.高層建筑結構中抗震概念設計的應用[J].建設科技，2017（08）：80.

第7篇：建筑結構設計中的抗震設計范文

關鍵詞：建筑結構 抗震設計 結構動力特性 戰略規劃

一、研究背景以及結構抗震理論的發展

近年來，我國地震頻發，自2008年“5·12”汶川大地震之后，2009年6月30日云南姚安6.0級地震，2010年4月14日青海玉樹發生7.1級地震，2012年9月7日云南彝良、貴州威寧交界處發生5.7級地震，2013年4月20日四川省雅安市蘆山縣發生7.0級大地震等等。在地震中，無一例外的伴隨著大量房屋倒塌以及其他建筑物被損毀的現象，不僅僅造成了大量的財產損失，也嚴重威脅人民群眾的生命安全。而且注入日本等一些地震多發地區對于建筑物結構的抗震設計要求較高，我國近年來對此也不斷加以重視，也取得了一些進展，但是由于各方面的原因，整體建筑物的抗震能力還較差。事實上，國家在建筑物抗震設計當中，明確提出三個標準：“小震不壞，中震可修，大震不倒。”地震防烈度7度以下（含7度）為小震；8度為中震；9度以上（含9度）為大震。因此，對于建筑物結構設計中的抗震設計是應該有著明確的規劃和指導的。

自20世紀以來，結構地震反應計算方法的發展，大致可以劃分為三個階段。第一階段為靜力理論階段---靜力法。1920年，由日本大森房吉提出。假設建筑物為絕對剛體，結構所受的水平地震作用，可以簡化為作用于結構上的等效水平靜力F，其大小等于結構重力荷載G的k倍。第二階段是反應譜理論階段，地震反應譜是單自由度彈性體系在地震作用下其最大的反應與自振周期的關系曲線稱為地震反應譜。1943年美國皮奧特（ M. A. Biot）發表了以實際地震記錄求得的加速度反應譜，提出的“彈性反應譜理論”。由于反應譜理論正確而簡單地反映了地震特性以及結構的動力特性，從而得到了國際上廣泛的承認。實際上到20世紀50年代，反應譜理論已基本取代了靜力法。目前，世界上普遍采用此方法。 第三階段是動力分析（時程分析法）階段，時程分析法將實際地震加速度時程記錄作為動荷載輸入，進行結構的地震響應分析。不僅可以全面考慮地震強度、頻譜特性、地震持續時間等強震三要素，還進一步考慮了反應譜所不能概括的其它特性。時程分析法用于大震分析計算，借助于計算機計算。

二、建筑結構抗震設計的重要性分析

一是充分保護人民群眾的生命財產安全。人類社會在發展過程中，首先要解決的就是溫飽與安全的需求（馬斯洛的需要層次理論可以說明），如據有關報道，在2008年的汶川地震的主震區內，完好的建筑幾乎沒有。除卻地震本身的烈度較高，破壞性較強的原因之外，一個更重要的問題值得我們的深思，就是建筑結構的抗震能力非常差，長時期以來，國人對于建筑的抗震設計重視不夠，一方面在技術水平上缺乏突破，另一方面一部分人受利益驅動，往往在施工過程中，存在偷工減料等行為，導致了建筑物抗震能力薄弱，加強建筑結構抗震設計的重要性，對于保護人民群眾的生命財產安全不言而喻。

二是促進建筑結構設計技術與理念的創新與發展。我們知道，日本是一個地震多發地區，事實上，在1880年以前，日本對于建筑物結構的抗震設計也不是很重視。1880年橫濱地震（M=5.4）之后，日本成立了日本地震學會，1891年在濃尾地震之后，鑒于地震給建筑物造成的重大損害，日本成立了“震災預防調查委員會”，開始著手進行抗震結構設計研究。經過近百年的發展，日本的建筑物結構抗震設計無論是在技術還是在理念上都處于領先的地位，如大量的震害分析表明，反應譜理論雖考慮了振幅和頻譜兩個要素，但只解決了大部分問題，地震持續時間對震害的影響始終在設計理論中沒有得到反映。這是反應譜理論的局限性，后來，日本大規模的采用動力分析（時程分析法）。

三是具有良好的社會正向效應。整個社會發展是一個復雜的系統，從這一戰略高度加以認識的話，我們不難發現，對于建筑物抗震結構設計的加強對于構建和諧社會具有重要意義，良好的建筑物抗震能力，能夠減輕人民群眾的生命財產損失和風險，有利于維護社會穩定，對于建設“美麗中國”，實現“中國夢”，具有良好的社會效應。因此，不能孤立的片面的靜止的對待建筑結構抗震設計。

三、建筑結構設計抗震設計的對策分析

一是加強對建筑結構抗震設計的戰略規劃。建筑結構抗震設計是一個系統工程，涉及到眾多方面的內容，如建筑場地、地基與基礎；結構地震反應分析和抗震驗算；多層砌體結構抗震設計；鋼筋混凝土結構的抗震設計；多、高層鋼結構房屋的抗震設計；單層鋼筋混凝土廠房的抗震設計；結構隔震與消能減震控制等等。因此，要從戰略層面加以重視和規劃，我國有《建筑工程抗震設防分類標準》、《城市抗震防災規劃管理規定》等國家標準，對建筑物抗震設防分類、責任劃歸、防災規劃均有具體劃分。應該加強在實際工作中的執行力度。

二是優化建筑結構抗震設計的技術方法。建筑結構抗震設計的基本方法與不做包括，首先計算結構的地震作用—地震荷載；其次計算結構、構件的地震作用效應—M、Q、N及位移；再次，地震作用效應與其他荷載效應進行組合、驗算結構和構件的抗震承載力及變形。

我們知道，地震作用和結構抗震驗算是建筑抗震設計的重要環節，是確定所設計的結構滿足最低抗震設防安全要求的關鍵步驟。由于地震作用的復雜性和地震作用發生的強度的不確定性，以及結構和體形的差異等，地震作用的計算方法是不同的。

三是加強結構抗震設計的二次優化。在當前的地震多況下，尤其是烈度較大的情況下，抗震結構設計的二次優化至關重要。在多遇地震作用下結構的彈性變形驗算，屬于第一階段的抗震設計內容；在罕遇地震作用下結構的彈塑性變形驗算，屬于第二階段的抗震設計內容。經過第一階段抗震設計的結構，構件已經具備了必要的延性，多數構件可以滿足在罕遇地震下不倒塌的要求；對某些處于特殊條件的結構，尚須計算其在罕遇地震作用下的變形，即進行第二階段抗震設計，以考察安全性。在此基礎上，確定建筑物的相關結構內容，從建筑方來講，總想把外立面做得很美觀，顯得特別復雜；但從抗震角度講，外觀越復雜的，恰恰就越不抗震，因此，更應該充分重視建筑結構設計，選擇合理的建筑結構，不能因噎廢食。

參考文獻：

[1]呂西林，蔣歡軍.建筑結構抗震研究的若干進展[J].同濟大學學報（自然科學版），2004，32（10）：1278-1284.

[2]李碧雄，甘立剛，王清遠等.基于震害和數值分析的加固建筑結構抗震性能評估[J].四川大學學報（工程科學版），2010，42（5）：142-149.

[3]耿中舉.建筑結構抗震加固方法應用探析[J].城市建設理論研究（電子版），2013，（12）.

[4]夏念恩，譚正清.從汶川地震談對建筑結構抗震的幾點思考[J].黃岡職業技術學院學報，2008，10（4）：11-13.

第8篇：建筑結構設計中的抗震設計范文

地震是一種自然現象，也是一種不可抗力的自然現象。如果強烈地震發生在我們的居住地，將會發生不可預料的后果。所以，為了防止、減少建筑物的地震破壞工程技術人員與設計人員有必要對建筑結構的抗震性分析與抗震性研究。

關鍵詞： 建筑結構設計；地震下結構特點；抗震性；結構延伸性；研究

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

通過在地震下結構的特點，來確定建筑結構設計中的原則，從而找出抗震合理的應對措施。提高建筑抗震性能的重要措施就是增強結構延性，故建筑結構應設計成延性結構。結構中抵抗較大地震作用下的非彈性變形的主要是由延性來，故在地震作用下，結構的延性與結構的強度擁有非常重要的意義。地震力降低系數對設防烈度地震作用的整體降低實際上決定了結構的屈服水準和對結構延性需求的大小。目前，能力設計法已經被各國普遍接受，通過能力設計法，形成合理的耗能機制，使塑性鉸出現在延性易于保證的部位；確保結構在未達到所需要的延性前不至于發生剪切失效；并在細部構造措施上來保證延性的充分發揮。

1.在地震下結構的主要特點

地震以波的形式從震源(地面上的相對位置稱震中)向周圍快速傳播，通過巖土和地基，使建筑物的基礎和上部結構發生不規則的往復振動和激烈的變形。結構在地震時發生的相應運動叫做地震反應，包括位移、速度、加速度。另外，結構內部發生很大的內力(應力)和變形，在它們超過了材料和構件的各項極限值后，結構就會出現各種不同程度的破壞現象，比如砼裂縫，鋼筋屈服，顯著的殘余變形，局部的破損，碎塊或構件墜落，整體結構傾斜，倒塌等等。

在震中區的附近，地面運動振動激烈，且頻率高就是垂直方向方向的運動，水平方向振動是比較弱的；距震中較遠處，垂直方向的振動衰減快，其加速度峰值約為水平方向加速度峰值的1／2至1／3。故對地震區的大部分建筑來說，水平方向的振動的主要因素是引起結構強烈反應和破壞。

2.建筑結構設計抗震性的基本原則

2.1 結構構件應當具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性等方面的性能

(1)結構構件應滿足“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強底層柱(墻)”的原則。

(2)對結構可能造成的相對薄弱部位，應當采取提高抗震能力的措施。

(3)承受豎向荷載的主要構件不應作為主要耗能構件。

2.2 抗震防線應盡量設置幾道

2.2.1一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系構，并由延性較好的結構構件連接共同工作。比如由延性框架和剪力墻兩個分體共同組成的框架剪力墻結構，雙肢或多肢剪力墻體系組成。

2.2.2強烈地震通常會有余震，若只設置一道防線，在第一次破壞后再遭余震，就會因損傷積累使房屋倒塌。抗震結構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區內，主耗能構件應該具有較高的延性和適當剛度，來使結構能吸收和耗散大量的地震能量，提高結構抗震性能，防止大型震時倒塌。

2.2.3適當處理結構構件的強弱關系，同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后，其他抗側力構件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結構的延性和抗倒塌能力。

2.2.4在抗震設計中某一部分結構設計超強，很有可能造成結構的其他部位相對薄弱，故在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小，改變抗側力構件配筋的做法，都要深思熟慮。

2.3 針對可能出現的薄弱部位，提高其抗震能力采取措施

2.3.1在強烈地震下不存在強度安全儲備的構件，構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。

2.3.2要使樓層或部位的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上要保持一個相對均衡的變化，一旦樓層或部位的比值有突變時，會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。

2.3.3防止在局部上加強而沒有考慮整個結構各部位剛度、承載力的協調。

2.3.4在抗震設計時有意識、有目的地控制薄弱層或部位，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移，這是提高結構總體抗震性能的有效手段。

3.建筑結構設計中抗震性能力的應對措施

3.1 增強建筑物的剛度和整體性

建筑物是由縱、橫向承重構件和樓蓋構成成的結構體系，它必須有足夠大的整體剛度和整體穩定性。還要考慮抗側力構件的布置以和結構質量的分布。剛性樓蓋能保證各個抗側力的構件按各自側移剛度合理分配地震作用。較理想的抗震構件是使用現澆鋼筋混凝土砼樓板和屋蓋，它具有良好的整體性、水平剛度大的優點，可減少滑移、散落問題，它還可適當放寬平面上墻體對齊的要求，可以有效地控制層間變形。較強的樓板及屋蓋水平剛度還能有效地傳遞荷載，尤其是在上下墻體在平面上沒對齊時，它們起到一定的傳遞水平力的作用，對樓板和屋蓋現澆還能增強其對墻體的約束。由此說明，采現澆樓、屋蓋能有效增強建筑結構空間剛度和整體穩定性，從而提高房屋的抗震性能。

3.2保證結構的延性能力

為滿足建筑物在遭受大地震時還具有較強的抗震能力，可以采用使部分結構構件破壞來延性耗散地震能量，來減少整體承受的地震能量。結構延性能抵抗地震作用下的非彈性變形，其對于結構抗震性能的作用絲毫不遜于結構的強度。為使結構在地震中表現出必要的延性，就要盡可能使塑性變形更多地集中在具有一定延性能力的構件上。

3.3 提高短柱的受壓承載力

短柱的受壓承載力的提高可以通過減小柱截面、提高剪跨比，來改善整個結構設計中的性能。減小柱截面和提高剪跨比，提高混凝土的強度等級就是最直接的方法有效的方法，也就是采用高強混凝土來增加柱子的受壓承載力，降低其軸壓比；但是因為高強度混凝土材料本身的延性較差，應謹慎采用或配合使用其它措施。

3.4采用鋼管砼柱

鋼管砼是套箍砼的一種特殊形式，將砼填入薄壁圓形鋼管內形成組合結構材料。因為鋼管內的砼受到鋼管的側向約束，造成砼處于三向受壓狀態，從而使砼的抗壓強度和極限壓應變得到很大的提高，砼特別是高強度砼的延性得到顯著改善。同時，鋼管既是縱筋，又是橫向箍筋， 其管徑與管壁厚度的比值至少都在九十以下，相當于配筋率至少都在4.6%。

當采用了高強度砼和合適的套箍指標后，可大幅度提高柱子的承載力，通常柱截面可比普通鋼筋砼柱減小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。

3.5加強建筑工程過程中的施工管理工作。科學合理的建筑抗震設計，必須是由高質量高水平的施工才能完成實現。如果說設計是“理論”，那么施工必然就是“實踐”了，施工是實施設計意圖，施工質量的好差，這將直接影響到建筑物的抗震能力。如果施工質量存在重大問題和隱患，倘若遭遇強烈地震問題將會暴露無遺。做好施工質量的關鍵在于嚴格按施工規范或編制施工組織設計并按規定施工。現在使用的抗震設計規范與施工規程，對于施工標準、施工技術與措施和施工質量等都作了明確詳細的規定，要求嚴格執行國家制定的建筑抗震設計規范，特別是強制性抗震技術規范。

4 結束語

我們已經經歷過汶川大地震，玉樹大地震，我們看到了一座座倒塌的建筑，看到了一個個鮮活的生命埋葬在建筑物中。我們已經沒有能力和勇氣再看到這樣的事件再次發生。所以工程技術設計人員應對建筑結構進行充分研究和合理設計，使在地震作用下結構的薄弱環節得到有效控制，進而提高建筑的抗震性能。

參考文獻：

[1]劉伯權，劉鳴，葉燎原.建筑結構抗震設計[M].北京建材工業出版社，1996.

[2]王社良.抗震結構設計[M].3版.武漢理工大學出版社，2007.

第9篇：建筑結構設計中的抗震設計范文

關鍵詞：高層建筑；結構分析；結構布置；概念設計

0 引言

現行建筑結構抗震設計準則是“小震不壞”、“中震可修”、“大震不倒”，即以滿足截面承載力要求保證“小震不壞”；由結構非線性反應計算進行變形條件的驗算從而實現“大震不倒”；以特定配筋增強截面及構件延性達到“中震可修”。現行抗震規范的這種設計思想在建筑結構的設計實踐中遇到了很大的困難。首先是“大震”作用下建筑結構的變形驗算基本上沒有進行，原因是缺乏有說服力的結構非線性地震反應分析方法；其次是“小震”作用下建筑結構線性地震反應分析方法要么過于粗糙、簡單，要么過于復雜、耗時，有的甚至無法進行精確分析。而現行的高層建筑結構的抗震構造措施過于強調提高截面構件的延性，缺乏提高整體結構抗震性能的有效構造措施。近十幾年來，國外中、強地震震害表明，依此種設計思想設計的建筑結構倒塌的極少，能基本保證生命安全，但其財產損失往往超過了社會和業主所能承受的范圍。社會和業主希望能震前預知結構可能的損失，更希望能按照其意圖制定并實現結構的抗震性能目標。

一、抗震結構設計的性能目標

結構抗震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。

它表明傳統的地震危險性概率分析方法仍然是地震動性能劃分的有力工具，但已不是單一用途的地震危險性分析方法，多種用途的危險性分析才能適應這種設計方法的要求。因而對各種梁、柱、墻構件乃至整體結構實驗結果及震害調查結果的定性定量分類，用強大的數據庫進行綜合非常必要。這種數據庫甚至可提供構件及結構性能標準的圖形形式。

圖1即為性能目標的詳圖，明確了性能目標所要求的定量標準、分析方法，指明了性能的抗震設計理論的研究方向及應著重研究的關鍵技術問題。

圖1 性能目標詳圖

二、例案

例1、地震區的底框房屋設計時應注意到上下是兩類受力性質截然不同的結構，極限變形能力相差懸殊。在小震作用下是上部磚房起控制作用，當處于彈性階段時，驗算的重點是磚墻部分；當磚墻開裂時，驗算的重點是框架部分。另一方面還要注意底框房屋其側向變形協調是靠樓板有足夠的水平剛度來實現的。因此，底層樓板不僅需要現澆來達到其應有的水平剛度，且還需要有一定的厚度。

例2、 1972年某區域地震，一幢15層的大廈其平面布置圖見圖2，結構嚴重破壞。分析其結構體系，存在許多概念設計的錯誤。平面、立面布置嚴重不均勻、不連續等，地震時產生較大的偏心扭轉效應，最終導致柱子嚴重開裂，鋼筋被壓曲，電梯井、樓梯間也遭到嚴重破壞。

圖2 某大廈平面布置圖

例3、一位著名結構設計大師在1963年某市設計的大廈，其平面布置圖見圖3。這幢樓的設計是這位大師運用概念設計思想的早期代表之作，堪稱概念設計之典范。在1972年某市發生的強烈地震，多座樓房倒塌，而這座大廈雖位于震中，承受了比設計地震作用0.06 g大六倍的地震作用而未倒塌，墻體僅有很小裂縫。該建筑由四個柔性筒組成，對稱地由連梁連接起來，在風荷載和多遇地震作用下，結構表現為剛性體系，在大震作用下，通過連梁的屈服，四個柔性筒相對獨立，成為具有延性的結構體系，結構的地震作用明顯減小，由于結構對稱布置，防止了明顯的扭轉效應。

圖3 某大廈平面布置圖

三、優化準則及其保證措施

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，并采取相應的構造措施。

（1）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。

（2）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。這兩個方面在高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ3-2002）有詳細的規定，有的則是以強制性條文提出嚴格要求。如：高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ3-2002）中第6.3.2條的第1點限制梁端截面混凝土受壓區高度與有效高度之比，就是保證梁的變形能力，而它又決定于梁端塑性轉動量，而塑性轉動量又與截面混凝土受壓區的相對高度密切相關；試驗研究結果表明要使鋼筋混凝土梁的位移延性系數達到3～4，混凝土受壓區相對高度必須控制在0.25～0.35。又如：對鋼筋混凝土桿件而言，桿件截面的平均剪應力過高，都會降低箍筋的抗剪效果，平均剪應力較小時，可以避免出現剪切破壞，所以建筑抗震設計規范（GB50011-2001）中第6.2.9條規定鋼筋混凝土結構的梁、柱、抗震墻和連梁的截面組合剪力設計值應符合下式要求：

總之，高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ3-2002）中許多條文以及強制性條文都是與這“四強四弱”密切相關的。因此，必須在充分理解規范、規程中的具體條文的基礎上，運用相應的構造措施。

四、結論