抗震結構設計精選(九篇)

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第1篇：抗震結構設計范文

【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2篇：抗震結構設計范文

【關鍵詞】：底層框架；多層磚房；抗震設計

中圖分類號： TU973+.31 文獻標識碼： A 文章編號：

從汶川大地震的建筑物損壞情況可看出：底框結構的房屋在地震中受破壞極為嚴重。為了充分利用空間，底部(1～2層)為鋼筋混凝土框架的大空間商業用房，而其上為小開間的磚混住宅，這種形式的商住房在中、小城市，尤其縣城和城鎮屢見不鮮。這種結構上重下輕，地震時破壞大多發生在底層框架部位，特別是柱頂和墻底的破壞，從而造成房屋全部倒塌，其主要原因是上部各層縱、橫墻較密，側移剛度較大，而底層側移剛度比上部要小得多。從國內外發生的多次較大破壞性震害分析看，這種結構形式遭受震害最為嚴重。因此，有必要對底層框架磚房設計中容易出現的問題進行探討，以引起設計人員注意并認真對待。

一、選擇有利的建筑平、立面

1、建筑平面體型的均勻性

建筑平面應盡量簡潔、規則，結構的剛心與質心相一致，以減小地震作用下結構產生的扭轉效應，對于結構平面布置不規則的房屋應注意偏離結構剛心遠端抗震墻或框架柱承載力的驗算。

2、建筑豎向體型均勻性

建筑里面應避免頭重腳輕，結構重心應盡量降低，突出屋面部分如女兒墻、水箱間等，由于根部與下部結構連接薄弱，剛度突變，受鞭梢效應影響嚴重，在地震時容易率先破壞傾倒。另外，其地震作用通過周邊的屋面結構傳至下部結構，屋面結構剛度不足時，在突出屋面結構的下部一定范圍內破壞相對集中。抗震設計中要求出屋面建筑部分的高度不應過高，以減小地震時產生的鞭梢效應影響。

二、結構設計要求

1、房屋高度、層高及高寬比的限制

《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)對房屋的高度、層高及高寬比有嚴格的規定，但有的設計人員常常疏忽層高的要求。底框磚房首層層高不應超過4.5m，有的工程首層層高為3.3m，但這個工程基礎持力層較深，設計人員將基頂標高定為室外地面下2m，這樣剪力墻的計算高度為5.3m，不滿足規范要求。這種情況應抬高基頂標高，減小剪力墻計算高度，使其滿足規范要求。

2、剛度比的要求

底部框架結構與上部磚混結構的剛度比是底框結構設計的最關鍵問題。若底部框架結構的剛度相對于上部磚混結構的剛度比較大，整個結構形成下剛上柔的結構體系，能較好地抵抗地震作用，是比較理想的結構體系；但下部剛度太大意味著下部框架結構中的抗震墻數量較多或柱子截面較大，這樣既影響了建筑空間的利用，又增加了工程造價。若底部框架結構的剛度相對于上部磚混結構的剛度比較小，整個結構形成下柔上剛的結構體系，下部框架結構將形成薄弱部分，不利于抵抗地震作用，是應該避免的結構體系。

調整結構剛度比的方法主要是改變底部抗震墻的數量、厚度、長度、形式與位置，將底框結構的部分抗震墻延伸到過渡層,改變底部框架柱的截面尺寸，改變上部磚混結構中縱橫墻的數量、厚度及構造柱的大小、數量等。

三、抗震墻的設計

底框抗震墻結構的薄弱部位有兩個：一是豎向剛度發生突變的最底層磚混結構，因變形容易超過極限容許變形值而發生破壞；另一個是最底層框架結構，由于承受豎向荷載和地震作用，框架柱一般可能沿斜截面出現剪切開裂，發生脆性破壞。

底框抗震墻結構設計時,在底部一層框架或兩層框架中合理設置抗震墻，來增加下部框架結構的剛度，保證結構的剛度不產生突變至關重要。

1、抗震墻的布置要求和原則

按《建筑抗震設計規范》(GB50011—2001)第7.1.8條中的第1項和第2項要求，抗震墻布置應與上部磚墻對齊，應沿縱橫兩方向均勻、對稱布置。如果臨街各開間無法布置抗震墻時，可采取寬柱布置，相當于將抗震墻均勻分成小段布置。縱橫抗震墻盡可能布置在結構，以獲得最大的側向剛度，減少底層扭轉破壞的危險性。

2、抗震墻的數量要求

抗震墻的數量以滿足規范要求的剛度比、抗震橫墻最大間距為準,沒有明確規定或強制要求。

3、抗震墻的形式

抗震墻的形式有L形、T形、［形、形、Ⅱ形、—字形等,從受力角度和使用角度分析，宜優先選用L形、T形,不宜選用—字形。因為L形或T形抗震墻在受到一個方向的水平地震作用時，另一方向的墻肢對受到水平地震作用的墻肢起約束作用；而一字形抗震墻受到水平作用時，只有端墻柱起約束作用，往往變形會較大，不利于抵抗水平地震作用；［形、形、Ⅱ形抗震墻雖然比L形、T形抗震墻整體性更強，能更好地抵抗水平作用，但會引起結構剛度的分布局部集中，且往往會影響建筑布局，因此不經常使用。

4、抗震墻的高寬比

按規范規定：抗震墻的高寬比應在1～4之間。因為當抗震墻高寬比大于4時，其等效側向剛度不予考慮，當抗震墻高寬比小于1時，此時可稱之為低矮抗震墻。低矮抗震墻的抗側向剛度和承擔的地震剪力較大，變形和耗能能力較差，受地震作用時為剪切破壞。為此，低矮抗震墻應設結構縫將墻體分開。

四、應加強過渡樓層的抗震能力

底框 磚混結構中的過渡層受力比較復雜，在地震作用下，底層墻先開裂;但第二層磚墻開裂后，其破壞狀態要比底層嚴重得多。因此，應增強過渡樓層的抗剪與抗彎能力。如：托墻梁的混凝土強度等級不應低于C30；過渡層墻體的砌筑砂漿等級不應低于M7.5；過渡層宜在底層框架柱對應位置處設置構造柱并采取加強措施，構造柱的截面不宜小于240mm×240mm，箍筋間距不大于200mm，縱向鋼筋7度時不少于4Ф16，8度時不少于6Ф16；一般情況下，縱向鋼筋應錨入下部的框架柱內，鋼筋錨固長度不小于35倍鋼筋直徑；當縱向鋼筋錨固在框架梁內時，除滿足錨固長度外，還應對框架梁相應位置采取增設吊筋、附加箍筋或必要的抗扭箍筋等措施加強。過渡層的樓板應采用現澆混凝土板，且板厚不應小于120mm，現澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋具有整體性好、水平剛度大的優點，是較理想的抗震構件,不但可消除滑移、散落問題，還能增加房屋的整體性。

五、結論

在底層框架多層磚房抗震設計時，結構體型和結構方案的選擇應以安全為前提，力求簡單、規則、對稱;抗震墻的布置也是非常重要的問題，不能因功能和造價等原因而減少，甚至忽略。總之，這類房屋的抗震設計要從“概念設計、強度驗算、構造措施”等三方面來保證，以達到規范中所提出的“三個設防水準”的原則要求，做到地震時破壞機理明確合理，達到在罕遇地震作用下裂而不倒，減少人民生命財產的損失。

參考文獻：

【1】貢介全；劉瑱，底框結構設計應注意的若干問題，《建筑科技與管理》，2009年3期

【2】閻俊生，淺談底框磚房結構的抗震設計要點，《福建建材》，2009年第1期

【3】張海泉；張子夏；李復欣，對底框結構抗震設計的理解，《吉林勘察設計》，2007年第2期

第3篇：抗震結構設計范文

關鍵詞：建筑；抗震；結構體系；設計

中圖分類號：TU992.05 文獻標識碼：A

分析已發生震害表明，許多平面形狀復雜，如平面上的外凸和凹進、側翼的過多伸懸、不對稱的側翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。因此在建筑體型的設計中，應盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規則；盡可能少做外凸和內凹的體型，盡可能少做不對稱的側翼和過長的伸翼。

1 抗震結構設計的規定

避免或減輕砌體結構的震害，主要是加強房屋的整體性和空間剛度，提高墻體的抗震受剪承載能力，加強構件的相互連接。在具體設計時，應遵循以下各項規定。

1.1 應優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系。

1.2 縱橫墻的布置宜均勻對稱，沿平面內宜對齊，沿豎向應上下連續；同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。

1.3 樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處。

1.4 房屋有下列情況之一時宜設置防震縫，縫兩側均應設置墻體，縫寬應根據烈度和房屋高度確定，可采用50～100mm:房屋立面高差在6m以上；房屋有錯層，且樓板高差較大；各部分結構剛度、質量截然不同；煙道、風道、垃圾道等不應削弱墻體；當墻體被削弱時，應對墻體采取加強措施；不宜采用無豎向配筋的附墻煙囪及出屋面的煙囪。

1.5 不應采用無錨固的鋼筋混凝土預制挑檐。

2 建筑設計和建筑結構的規則性

建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重不規則的設計方案。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，形成多個較規則的結構單元。

3 結構體系的選擇

結構體系應根據建筑的抗震設防類別、抗震設防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結構材料和施工等因素，經技術、經濟和使用條件綜合比較確定。

結構體系應符合下列各項要求:應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載力；應具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力；對可能出現的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。

結構體系應符合下列各項要求:

宜有多道抗震防線。多道抗震防線是指:一個抗震結構，應由若干延性較好的分體系組成，通過構件的連接協同作用，有意識地在結構內部、外部建立一系列分布的屈服區，使結構在先屈服的部分耗散大量的地震能量，而使最后的“防線”得以保存，便于結構的修復。

例如，在有填充墻的框架結構中，填充墻為第一道防線，框架為第二道防線；此時填充墻本身應有一定的剛度和承載能力，并均勻、對稱地布置在框架結構中。在強烈地震的沖擊下，第一道防線遭受破壞后，結構的動力特性(如自振周期等)得以改變，可使第二道防線承受的地展作用得以緩解和受到保護。

在高層鋼筋混凝土房屋中，應用較多的另一種結構形式是框架一剪力墻體系(在抗震設計中，剪力墻也稱為抗震墻)。剪力墻是第一道防線，框架為第二道防線。

在一般情況下，應優先選擇不承受重力荷載的構件，如上述的框架填充墻、軸壓比不太大的鋼筋混凝土剪力墻或柱間支撐、豎向支撐等作為第一道防線。

宜具有合理的剛度和承載力分布。建筑物承受的靜力荷載是基本穩定的(如自重、樓面活荷載等)，而地震時所受的地震作用大小則與結構的動力特性密切相關:建筑物的側移剛度越大，則自振周期越短，地震作用也越大，要求結構構件具有較高的承載力。提高結構的側移剛度，往往以提高造價和降低結構變形能力為代價，因此在確定結構體系時，需要在剛度、承載力之間尋求較好的匹配關系。

結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近。此時，結構在兩個主軸方向的地震反應相當，不致造成一個方向過強、一個方向過弱的現象。

根據房屋高度選擇合理的結構體系。從技術經濟指標而言，各種結構體系都有其最佳適用高度。

4 對結構構件的規定

結構構件應符合下列要求:應合理選擇混凝土結構構件的截面尺寸，配置縱向受力鋼筋和箍筋，避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土的壓潰先于鋼筋的屈服、鋼筋的錨固粘結破壞先于構件破壞；砌體結構應按規定設置鋼筋混凝土圈梁和構造柱、芯柱，或采用配筋砌體等；預應力混凝土的抗側力構件，應配有足夠的非預應力鋼筋；鋼結構構件應合理控制尺寸，避免局部失穩或整個構件失穩。

結構構件的連接，應符合下列要求:構件節點的破壞，不應先于其連接的構件；預埋件的錨固破壞，不應先于連接件；裝配式結構構件的連接，應能保證結構的整體性；預應力混凝土構件的預應力鋼筋，宜在節點核心區以外錨固。

5 建筑抗震結構體系設計需要注意的問題

5.1 建筑平面布置設計問題

建筑物的平面布置在建筑設計中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內墻的布置、空間活動面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數量和布置等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來。有的建筑平面布置上，經常出現內隔墻不對齊或中斷，使剛度發生突變和地震力傳遞受阻，對抗震也帶來不利，客易引起結構的局部破壞。建筑平面布置設計對建筑抗震關系很大，從概念上要解決的一個核心問題是：建筑平面布置設計上要盡可能做到使結構的質量和剛度分布均勻，對稱協調，避免突變，防止產生扭轉效應。在建筑平面布置的總體設計上要盡可能為結構抗側力構件的合理布置創造條件，使建筑使用功能要求與建筑結構抗震要求融合成一體，充分發揮建筑設計在建筑抗震中的作用。

5.2 建筑豎向布置設計問題

建筑的豎向布置設計問題在建筑設計中主要反映在建筑沿高度(樓層)結構的質量和剛度分布設計上。無論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場、購物中心，建筑上要求是大柱距、大空間；而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設柱、墻很少，而上面則是以墻為主，柱很少。有的建筑在布置上還設有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設有大會議廳、展廳、報告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質量和剛度的嚴重不均勻、不協調。

結語

建筑抗震結構設計對建筑抗震起著重要的基礎作用。一個優良的建筑抗震設計，必須是在建筑設計與結構設計相互配合協作共同考慮抗震的設計基礎上完成。為此，要充分重視結構設計在建筑抗震設計中的重要性，在建筑抗震設計中更好地發揮建筑設計應有的作用。

參考文獻

[1]熊丹安.建筑抗震設計簡明教程[M].華南理工大學出版社，2006.

第4篇：抗震結構設計范文

關鍵詞：概念設計建筑結構

引言

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。

1概念設計的理念分析

概念設計的理念是一種設計思維方式的改進，概念的含義就是用籠統而科學的思維方式來確定一些設計上的難點，一般是不需要進行精確計算的設計問題。因為這種問題在設計中很難給出確定的答案，尤其是在抗震設計中，按照整體結構體系和分體結構之間的力學關系，來解釋地震所造成的對建筑物的損害。這種損害很難用精確的數據來衡量，因為地震本身所產生的破壞力就是一個不確定的數值，一味地提高建筑物的剛性是不恰當的。因此從抗震的角度看，利用宏觀的概念性估算的設計思維更加符合抗震的需求。這就是概念設計理念的基本內涵。

概念設計是一種先進的設計思維的體現，結構工程師可以利用其完成對特定建筑空間的設計并形成總體結構方案，同時將構件與結構、結構與結構之間的關系看得更加透徹清晰。在不借助計算機的情況下，通過簡單計算就能正確定性，幫助建筑師選擇最佳的設計方案，優化結構并降低成本。

概念設計的理念優勢還在于對它可以彌補一些結構設計理論和計算理論中存在的一些缺陷和不可預見性。如：對混凝土結構的設計。內力計算公式基于彈性理論，而截面積的計算是建立在塑性理論的基礎上，這兩種方法從根本上看是矛盾的，因此計算的結果跟實際情況是有差距的，用概念設計的思路可以彌補這類計算的漏洞。

概念設計也是施工圖設計階段判斷計算機計算結果可靠與否的主要依據。例如：結構模型的簡化與實際情況不符，程序的計算假定與實際情況不符，輸入數據的錯誤、參數選擇的錯誤等，都會影響最終的計算結果，這時就要運用概念設計對計算結果加以判斷和甄別。

2抗震概念設計

2．1傳統設計思維對建筑抗震的影響

傳統結構設計的計算理論為建筑設計提供的是結構設計中對結構抗力的研究和計算。這種傳統的設計思維使得結構工程師過度注重細節。而不是整體結構形式。抗震設計中傳統的設計思路不能完全適用于結構設計，完全的照本宣科只能讓結構趨向不合理。

2．2抗震概念設計

在抗震設計中，概念設計的應用已經成為設計者關注的設計理念。建筑抗震概念設計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，是保證結構具有優良抗震性能的一種方法。概念設計包含極為廣泛的內容，選擇對抗震有利的結構方案和布置。采取減少扭轉和加強抗扭剛度的措施，設計延性結構和延性結構構件，分析結構薄弱部位，并采取相應的措施，避免薄弱層過早破壞，防止局部破壞引起連鎖效應，避免設計靜定結構，采取二道防線措施等。應該說，從方案、布置、計算到構件設計、構造措施每個設計步驟中都貫穿了抗震概念設計內容。

3概念設計的應用分析

3．1概念設計應重視結構規律

在建筑的概念設計中應當對建筑的體型設計進行合理的概念化修正，力求簡單、規則、對稱、在質量和剛度上分布應當均勻，避免局部剛性過大。建筑和結構的布局是否對抗震有利是概念設計中首先要思考的問題。簡單對稱的建筑在地震中的實際反映和應力分析都是容易做到的，且容易達到一致。凹凸的立面和錯層設計雖然可以達到很好的藝術效果。但是在地震時卻會產生復雜的地震效應。很難實現抗震的最佳效果。

3．2概念設計在結構體系上的應用

任何建筑結構都是由水平構件和豎向構件組成的空間結構，豎向荷載由水平構件承擔并傳遞給豎向構件。最后傳遞給基礎。水平荷載由水平構件和豎向構件共同組成抗側力體系承擔并傳遞給基礎。不同的豎向構件組成不同的抗側力體系，常見的抗側力體系有框架、剪力墻、框架-剪力墻、框架-核心筒、筒中筒、束筒等以及這些抗側力體系的組合。抗側力體系是結構是否安全、合理、經濟的關鍵。概念設計在結構體系上的應用就是依據建筑物的抗震等級和建筑物的高度選擇合適的抗側力體系并合理布置，通過概念近似手算來確定結構設計方案的可行性及主要構件的基本尺寸。延性是建筑結構一個很重要的特性。建筑結構的承載力和延性是一對矛盾，概念設計就是要選擇合適的結構體系并合理布置，使結構的承載力和延性相協調。地震中的扭轉對結構的危害很大，剛度大的抗側力構件沿結構布置有利于結構抵抗扭轉。

3．3概念設計在結構構件上的應用

抗震的實現還要有構件的支持，因此在抗震結構中各種構件都應當具備合理的強度和剛度，并且形成可靠性連接。建筑結構是一個多次超靜定結構。抗震結構應設置多道抗震防線，在地震作用下允許部分構件先屈服或破壞，剩余的結構依然能形成獨立的結構，可以承受豎向荷載和地震力，這是結構抗震耗能的一種措施。合理預見并控制結構先屈服或破壞的部位，適當處理構件強弱關系。使結構形成多道抗震防線，是結構概念設計的重要內容。

概念設計中應避免非結構構件的設置不合理，從而影響到整個結構的受力情況，導致抗震效果的下降。所以在設計中可以采用如下方法：做好細部構造的設計，防止非結構構件直接進入到抗震體系：防止非結構構件在地震的作用下出現平面性的損毀；避免非結構性構件的連續損毀。

4概念設計的新發展

目前在抗震設計中創新了很多新措施。如隔振和消能的設計思路等。隔振和消能就是利用某些科學的結構或者方法減小地震對建筑物的影響，隔振的基本法就是利用一些柔性結構消除地震對建筑地震力，如增設鋼板橡膠隔振墊，增加消能支撐、阻尼器、頂部增加反擺等，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，以此減少建筑的“擺動”，降低地震波的破壞作用。

5結語

總之，概念設計必然會成為今后結構設計的主流思想，這就要求我們需要不斷的學習和提高，為結構設計的發展作出應有的貢獻。概念設計中最重要的是分析、預見、控制結構的耗能和薄弱部位，找到能支持結構不倒塌的關鍵部分。

參考文獻

第5篇：抗震結構設計范文

關鍵詞：建筑；抗震；結構設計

中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼：A 文章編號：

地震是一種自然現象，至今尚不能科學地定量、定時、定點預測，其破壞具有多發性、連鎖性和嚴重性等特點。對于一些高層建筑物，目前很多設計已經不再局限于“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設防標準，對重要結構必要時可以高于上述標準，很多抗震設計思想和方法是在總結國內外工程震害經驗的基礎上提出來的。

建筑抗震結構設計對建筑抗震起著重要的基礎作用。一個優良的建筑抗震設計，必須是在建筑設計與結構設計相互配合協作共同考慮抗震的設計基礎上完成。為此，要充分重視結構設計在建筑抗震設計中的重要性，在建筑抗震設計中更好地發揮建筑設計應有的作用。 分析已發生震害表明，許多平面形狀復雜，如平面上的外凸和凹進、側翼的過多伸懸、不對稱的側翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。因此在建筑體型的設計中，應盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規則；盡可能少做外凸和內凹的體型，盡可能少做不對稱的側翼和過長的伸翼。

1 建筑抗震結構設計的規定

避免或減輕砌體結構的震害，主要是加強房屋的整體性和空間剛度，提高墻體的抗震受剪承載能力，加強構件的相互連接。在具體設計時，應遵循以下各項規定。

1.1 應優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系。

1.2 縱橫墻的布置宜均勻對稱，沿平面內宜對齊，沿豎向應上下連續；同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。

1.3 樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處。

1.4 房屋有下列情況之一時宜設置防震縫，縫兩側均應設置墻體，縫寬應根據烈度和房屋高度確定，可采用50～100mm:房屋立面高差在6m以上；房屋有錯層，且樓板高差較大；各部分結構剛度、質量截然不同；煙道、風道、垃圾道等不應削弱墻體；當墻體被削弱時，應對墻體采取加強措施；不宜采用無豎向配筋的附墻煙囪及出屋面的煙囪。

1.5 不應采用無錨固的鋼筋混凝土預制挑檐。

2 建筑設計和建筑結構的規則性

建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重不規則的設計方案。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，形成多個較規則的結構單元。

3 結構體系的選擇

結構體系應根據建筑的抗震設防類別、抗震設防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結構材料和施工等因素，經技術、經濟和使用條件綜合比較確定。

結構體系應符合下列各項要求:應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載力；應具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力；對可能出現的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。

結構體系應符合下列各項要求: 宜有多道抗震防線。多道抗震防線是指:一個抗震結構，應由若干延性較好的分體系組成，通過構件的連接協同作用，有意識地在結構內部、外部建立一系列分布的屈服區，使結構在先屈服的部分耗散大量的地震能量，而使最后的“防線”得以保存，便于結構的修復。

例如，在有填充墻的框架結構中，填充墻為第一道防線，框架為第二道防線；此時填充墻本身應有一定的剛度和承載能力，并均勻、對稱地布置在框架結構中。在強烈地震的沖擊下，第一道防線遭受破壞后，結構的動力特性(如自振周期等)得以改變，可使第二道防線承受的地展作用得以緩解和受到保護。

在高層鋼筋混凝土房屋中，應用較多的另一種結構形式是框架一剪力墻體系(在抗震設計中，剪力墻也稱為抗震墻)。剪力墻是第一道防線，框架為第二道防線。

在一般情況下，應優先選擇不承受重力荷載的構件，如上述的框架填充墻、軸壓比不太大的鋼筋混凝土剪力墻或柱間支撐、豎向支撐等作為第一道防線。

宜具有合理的剛度和承載力分布。建筑物承受的靜力荷載是基本穩定的(如自重、樓面活荷載等)，而地震時所受的地震作用大小則與結構的動力特性密切相關:建筑物的側移剛度越大，則自振周期越短，地震作用也越大，要求結構構件具有較高的承載力。提高結構的側移剛度，往往以提高造價和降低結構變形能力為代價，因此在確定結構體系時，需要在剛度、承載力之間尋求較好的匹配關系。

結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近。此時，結構在兩個主軸方向的地震反應相當，不致造成一個方向過強、一個方向過弱的現象。

根據房屋高度選擇合理的結構體系。從技術經濟指標而言，各種結構體系都有其最佳適用高度。

4 對結構構件的規定

結構構件應符合下列要求:應合理選擇混凝土結構構件的截面尺寸，配置縱向受力鋼筋和箍筋，避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土的壓潰先于鋼筋的屈服、鋼筋的錨固粘結破壞先于構件破壞；砌體結構應按規定設置鋼筋混凝土圈梁和構造柱、芯柱，或采用配筋砌體等；預應力混凝土的抗側力構件，應配有足夠的非預應力鋼筋；鋼結構構件應合理控制尺寸，避免局部失穩或整個構件失穩。

結構構件的連接，應符合下列要求:構件節點的破壞，不應先于其連接的構件；預埋件的錨固破壞，不應先于連接件；裝配式結構構件的連接，應能保證結構的整體性；預應力混凝土構件的預應力鋼筋，宜在節點核心區以外錨固。

5 建筑抗震結構體系設計需要注意的問題

5.1 建筑平面布置設計問題

建筑物的平面布置在建筑設計中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內墻的布置、空間活動面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數量和布置等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來。有的建筑平面布置上，經常出現內隔墻不對齊或中斷，使剛度發生突變和地震力傳遞受阻，對抗震也帶來不利，客易引起結構的局部破壞。建筑平面布置設計對建筑抗震關系很大，從概念上要解決的一個核心問題是：建筑平面布置設計上要盡可能做到使結構的質量和剛度分布均勻，對稱協調，避免突變，防止產生扭轉效應。在建筑平面布置的總體設計上要盡可能為結構抗側力構件的合理布置創造條件，使建筑使用功能要求與建筑結構抗震要求融合成一體，充分發揮建筑設計在建筑抗震中的作用。

5.2 建筑豎向布置設計問題

建筑的豎向布置設計問題在建筑設計中主要反映在建筑沿高度(樓層)結構的質量和剛度分布設計上。無論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場、購物中心，建筑上要求是大柱距、大空間；而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設柱、墻很少，而上面則是以墻為主，柱很少。有的建筑在布置上還設有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設有大會議廳、展廳、報告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質量和剛度的嚴重不均勻、不協調。

6 結束語

地震是一種突發式的自然災害現象，從世界各國減輕地震災害所采取的措施來看，主要有三條：一是加強地震預報，力爭在地震發生前采取行動以減少損失；二是在設計和施工方面提高各類建筑物對地震的抵抗能力，包括對已建建筑進行抗震能力鑒定及加固；三是加強地震時應急指揮和救援工作。總之，從各個環節上重視和把關，把地震災害盡量降到最小、最輕。

參考文獻：

[1] 王崇杰，崔艷秋.建筑設計基礎[M].北京：中國建筑工業出版社，2009.

第6篇：抗震結構設計范文

關鍵詞：建筑結構；建筑設計；抗震

Abstract: Structural seismic design is a key structural engineer design, seismic design of building structure reliability analysis based on structural seismic design point of view, and elaborates the four elements and the calculation method of the seismic design of building structure, for reference.

Keywords: building structure; seismic design;

中圖分類號：TU318

地震是自然災害在我國比較常見的之一，它的特點是突發性強，破壞性和可預見性低，所以為了增強建筑結構的抗震性能，一定要科學合理的抗震設計，有效提高現代建筑的抗震性能，以預防為主，從根本上有效保證建筑物的抗震性能，如何盡量減少地震所造成的破壞和損失。

1 建筑結構抗震設計的可靠度

在進行建筑結構設計中，第一個是需要滿足的就是結構的安全性。由于震源機制，地震波的傳播路徑和場地條件存在很多不確定性，以及循環荷載作用下的性能分析的計算模型中的不確定性，結構的地震響應是很隨機的，安全性只能采用抗震可靠度進行描述。由于結構抗震可靠性是指建筑在各種場地可能遭遇的地震并對其結構安全的影響以目標可靠度進行抗震設防時就不必再去區分“小震、“中震”和“大震”，而也就避免了為解決該問題所產生的各種情況。它不僅描述了結構前完成建設規劃，設計，施工和其他過程安全長度的結構可靠性的大小，而且考慮了結構服役過程的安全影響因素，因此可以做到目標的可靠性。

2 建筑結構抗震設計中的四要素

建筑結構抗震設計是指根據地震災害和工程經驗，形成了基本的設計原則和思路，開展建筑物詳細結構和整體布局的過程。在結構分析方面，不能完全依賴計算結果。要考慮結構的空間作用、非彈性性質、材料時效等諸多因素，也要基于基本理論及長期工程抗震經驗總結的工程抗震基本概念，這是建立一個良好的結構性的決定性因素。抗震概念設計主要有如下幾點：

3.1 建筑工程場地的選擇

選擇工程場地時，首先應進行詳細的勘察，摸清楚地形、地質、地貌以及地下等各條件的情況，要挑選對建筑物抗震有利的地段，一般都選擇較為開闊平坦地帶的堅硬場地土或密實均勻中硬場地土，在此類場地段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，這是從根本上減輕地震對建筑物震害的方式之一。對建筑抗震不利的地段，主要分析場地土質條件，一般是指軟弱土、易液化土、舊河道、斷層破碎帶或半挖半填地基等，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非常困難的。

3.2 合理的平立面布置

建筑物的動力性能基本上取決于它的建筑布局和結構布置。建筑布局簡單合理，結構布置符合抗震原則，從而確保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜規則、對稱，質量和剛度變化均勻，避免樓層錯層。但事實上，由于城市規劃、建筑藝術和使用功能等多方面的要求，建筑不可能都設計成方形或圓形。我國《高層建筑混凝土結構技術規程》，對地震區高層建筑平面形狀作了明確規定；并提出對平面的凹角處應采取加強措施。對體形復雜的建筑物合理設置變形縫，在結構設計時要進行水平地震作用計算和內力調整，并應對薄弱部位采取有效的抗震構造措施，嚴格控制建筑物的高度和高寬比。

1.2 對于建筑體型確定的探討

體型的確定對于建筑物的防震至關重要，尤其是限高的評價，首先要區分結構類型是否符合標準，巨型結構、懸掛結構均是不符合地震建筑的限高建筑。其次是建筑及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。第三個方面是建筑物的立面布局宜采用梯形、矩形和三角形等變化均勻的幾何形狀，盡量不要采用帶突然變化的階梯形立面、大底盤建筑，甚至倒梯形立面第三個方面是建筑物應盡量減小高度，尤其是限制高度比。

3.4 多道抗震防線的設置。

多道設防就是人為加強某些豎向抗側力結構，提高部分的可靠度；并且有意識地設置一些薄弱環節，使其在強震作用下退出工作。在遇到建筑物的基本周期與地震卓越周期相同或接近的情況時，多道防線就更顯示出其優越性。當第一道抗側力防線因共振而破壞，第二道防線接替后，建筑物自振周期將出現較大幅度的變化，與地震卓越周期錯開，使建筑物的共振現象得以緩解，減輕地震的破壞作用。

3.5 剛度、承載力和延性的匹配。

地震時建筑物所受地震作用的大小與其動力特性密切相關，建筑物應具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性。當結構具有較高的抗力時，其總體延性的要求可適當降低；反之，較低的抗力需要較高的延性要求相配合。提高結構的抗側剛度，往往是以提高工程造價及降低結構延性指標為代價的。要使建筑物具有很強的抗倒塌能力，最理想的是使結構中的所有構件都具有較高的延性，然而實際工程中很難做到。有選擇地提高結構中的重要構件以及關鍵桿件的延性是比較經濟有效的辦法。

2結構抗震設計計算方法

2．1我國結構抗震計算流程

結構的地震反應分析開始于20世紀20年代。幾十年來隨著地震觀測資料的逐步積累和豐富，抗震理論的不斷提高以及計算技術的進步，結構的地震反應分析方法也不斷改進和發展。我國現行兩階段三水準設計方法，抗震設計流程如圖1所示。

2．2基于性能抗震設計

傳統的抗震設計方法是以強度作為設計的主要控制參數，即在設計開始是以力作為設計變量。歷次震害表明：建筑結構在大震作用下倒塌的主要原因是由于其變形能力和耗能能力不足造成的。基于性能的抗震設計理論是20世紀90年代初由美國學者提出的，它使設計出的結構在未來的地震災害下能夠維持所要求的性能水平。明確規定了建筑的性能要求，而且可以用不同的方法和手段去實現這些性能要求。

圖1 抗震設計流程圖

基于性能抗震設計理論的基本內容為：根據建筑物的重要性和用途，首先確定結構預期的性能目標，再根據不同的性能目標提出不同的抗震設防標準，然后按相應的設防目標進行結構設計，并輔以相應的抗震構造措施，使所設計的建筑在未來地震中具備預期的功能。

第7篇：抗震結構設計范文

關鍵詞: 建筑；結構設計；抗震；設計；策略

中圖分類號：TU318文獻標識碼： A 文章編號：

近幾年來，全球性的地震災害的頻發，給我們的人類，帶來了更加深重的災難。從汶川地震、舟曲地震，在到雅安地震，這些災難，帶給了我們無盡的傷痛，房毀人亡，建筑損壞等的發生，使得人們更加注重起了災后依然屹立不倒的建筑，這些建筑，在災難來臨時，無疑可以為人們提供一個避風港，在一定程度上減少了人員的傷亡。為了提高建筑的抗震性能，本文對建筑結構設計中的抗震問題，進行了分析。

一、建筑抗震結構設計的基本原則

一是在最大限度上安排多道抗震防線。由于多個延性相對較好的分體系會構成一個抗震結構體系，通過有一定延性的結構構件共同協作。比合如延性框架以及剪力墻構成了框架-剪力墻結構。在經過了級數較大的地震之后，往往隨之而來是多次的余震。如果只設計了一道防線，則余震帶來的破壞在很大程度上會給已經受過損傷的建筑物帶來致命的一擊，而造成倒塌。為了防止大地震時發生倒塌，需要在抗震結構體系中設計較大的內部、外部冗余度。所運用的耗能構件需要滿足較好的延性和適當的剛度，這樣才能在很大程度上提高結構的抗震性能。

二是采取相應的措施在可能出現的薄弱部位加強其抗震能力。

判斷薄弱部位的基本因素是構件的實際承載能力，發生強烈地震的過程中，構件沒有所謂的強度安全儲備。在設計過程中，需要實現樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值處于相對均勻的變化趨勢。且不能過分重視局部的剛度和承載力而忽視了整體的協調程度。對于從總體上加強抗震性能的手段，效果較為顯著的手段是重視薄弱層的設計，能夠具備充足的變形能力而不會發生薄弱層轉移的情況。

二、建筑結構設計的抗震設計策略

1、建筑抗震場地的選擇

(1)房屋平面布置應當規則，在結構上應當力求對稱。如果房屋在建筑過程中，其外形不規則，或者是不對稱，帶有凹凸變化尺度,或者是形心質心偏大,在同一個結構的單元內部,結構的平面形狀以及剛度不均勻或是不對稱的情況下,平面的長度過長等現象,對于抗震性能均不利。

(2)強度以及剛度都要勻稱。在多層的建筑結構當中，應該使各個層面之間的強度和具備的剛度都要勻稱,無論哪一層，如果存在薄弱的一個樓層,那么這一處，就會在地震力的強大作用下導致變形或成為變形集中區,從而使得建筑物最初開始從此部位發生嚴重的變形導致破壞,最后甚至波及到整個建筑的整體遭到嚴重破壞。

(3)結構的超靜定次數多。靜定結構的桿件，其受力系統和傳力路線單一,其中一根桿件遭到破壞,就會波及整個結構體系由此而導致失效。在超靜定的結構中，超過其荷載能力的時候,會先使一些多余的桿件發生一些塑性的變形,并且容易消耗吸收一部分的能量,而保證整個的結構所具備的穩定性,并且還可以減少地震的破壞。超靜定結構次數多,那么消耗地震能量，也就越多,同時建筑的抗震能量也就越強。

2、建筑結構抗震體系的合理選擇

建筑結構中的抗震體系的合理選擇，是在建筑結構抗震結構的設計當中，應當慎重考慮的一個重要性的問題，其中建筑結構的抗震方案的選取是否合理，這是決定建筑結構的安全性以及經濟性的一個重要的組成部分。

(1)首先建筑結構體系，在地震的災害中，應當避免因為部分結構或者是構件的破壞，從而導致的整個建筑結構喪失了抗震能力，或者是對重力荷載的承載能力。建筑結構抗震設計所具備的一個重要的設計原則就是，建筑結構本身應當具有十分必要的贅余度、以及良好的變形能力，和其具備的內力重分配的功能，在地震的過程當中，即使是有一部分的構件退出了工作，但是其余部分構件，應該仍然能夠承擔起豎向的荷載能力，且還要避免整體的建筑結構失穩。

(2)建筑結構體系當中，其應當具備清晰而且明確的計算的簡圖，包括恰當而且合理的地震作用下的傳遞的路徑。在抗震設計過程當中，豎向建筑構件的布置設計，就應當盡量使得豎向建筑構件，在垂直的重力荷載的作用下，壓應力水平應當接近均勻；且其中的樓屋蓋梁體系的布置，也應當盡量的使用垂直重力荷載，主要目的是以最短的路徑來傳遞到豎向構件墻和柱的上面去；

(3)建筑結構體系應當具有合理適度的強度和剛度。應當具有合理而且恰當的強度以及剛度分布，這是因為在抗震過程中，為了防止以及避免因為局部的削弱或者是突然的變形而形成薄弱的部位，并且對薄弱的部位產生過大的塑性變形集中或者是應力集中的現象；建筑的框架結構設計，應當使節點基本不遭到破壞，同時底層柱底的塑性鉸應當形成的晚些，應當使柱、梁端的塑性鉸出現得盡可能地分散；這對于震中可能出現的薄弱部位，應當及時采取適當的措施來提高抗震的能力。

3、重視建筑結構平面布置的規則性和對稱性

建筑的平、立面布置應符合抗震理念設計原則，宜采用規則的建筑結構設計方案，不應采用十分不規則的設計方案。建筑結構抗震設計規范規定，對平面不規則或豎向不規則，或平面、豎向都不規則的建筑結構，應采用空間結構計算模型；對凹凸不規則或樓板局部不連貫時，應采用符合樓板平面內的實際剛度強度變化的計算模型；對薄弱部位應乘以內力增大系數，應按規范的有關規定分析彈塑性變形，并應對薄弱部位采取強有效的抗震構造措施。

4、提高建筑結構抗震能力的對策

（1）要合理且恰當地布局地震外力的能量傳遞與吸收的途徑，在地震當中，要確保建筑的支柱、梁與墻的軸線，處于同一個平面上，從而可以形成構件的雙向抗側力結構體系。并且可以使其在地震的作用下，呈現彎剪性的破壞，并使塑性屈服情況，盡量的發生在墻的根底部，從而連梁適合在梁端產生塑性屈服，這樣還具有足夠的變形的能力。在震災中，在墻段部分充分發揮抗震功能之前，要按照"強墻弱梁"的原則，來大力加強墻肢的承載力，避免墻肢遭到剪切性的破壞現象，從而最大限度的提高建筑結構的整體的抗震能力。

（2）要根據抗震等級，在對墻、柱以及梁節點設計中，采取相對應的抗震構造措施，力求確保建筑物結構，在地震的作用下可以達到三個水準的設防標準。還可以根據"強柱弱梁"、和"強剪弱彎" 、以及"強節點弱構件"幾種構造的原則，在建筑設計中，合理的選擇柱截面的尺寸，以此控制柱的軸壓比，并還要注意構造配筋的要求，還要保證，鋼筋砼結構建筑在地震的作用下，能夠具有足夠的承載能力以及具備足夠的延性。

（3）在建筑設計過程中，要設置出多道抗震的防線，即，在設計一個抗震結構的體系當中，有一部分延性比較好的構件，在地震的作用下，首先可以擔負起第一道抗震防線的作用，然事，其他的構件，在第一道抗震防線屈服以后，在地震中，會依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防線，這樣的抗震結構體系的設計，在建筑設計當中，對于確保建筑結構具有的抗震安全性，是非常的行之有效的設計方法和手段。

總之，建筑行業關系到我國的經濟發展和社會穩定，關系到國民的生命財產安全，加強對建筑結構的防震設計，提高抗震能力，是促進社會和諧穩定的客觀要求。因此實施科學合理的設計方法，選擇科學的抗震措施，重視抗震關鍵要點，具有重大的社會意義。

參考文獻：

[1] 瞿岳前 楊將 湯衛華 建筑結構基于性能的抗震設計理論與方法 [期刊論文] 《山西建筑》 -2009年35期

第8篇：抗震結構設計范文

關鍵詞：建筑結構 結構體系 抗震設計

引言：

地震作用影響因素極為復雜，它是一種隨機的、尚不能準確預見和準確計算的外部作用，目前規范給出的計算方法還是一種半經驗半理論的方法，要進行精確的抗震計算還有一定的困難，因此建筑（尤其是高層建筑）抗震安全問題必須引起建筑師們的高度重視，及時采取有效措施，防患于未然。

一. 抗震設計思路的概述

我國結構計算理論經歷了經驗估算、容許應力法、破損階段計算、極限狀態計算，到目前普遍采用的概率極限狀態理論等階段。現行的《建筑結構可靠度設計統一標準》（GB50068-2001）則采用以概率理論為基礎的結構極限狀態設計準則，以使建筑結構的設計得以符合技術先進、經濟合理、安全適用的原則。概率極限狀態設計法更科學、更合理，但該法在運算過程中還帶有一定程度近似，只能視作近似概率法，并且僅憑極限狀態設計也很難估算建筑物的真正承載力。事實上，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，并非是脫離結構體系的單獨構件。

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。

二． 合理選擇抗震結構體系

抗震結構體系的選擇,一方面應根據建筑的重要性、設防烈度、房屋高度、場地、地基、材料和施工等因素,結合技術、經濟條件綜合考慮。抗震結構體系除應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用的傳遞途徑之外、還應符合下列各項要求。

1、選擇合適的材料,減輕結構自重。、

在高層建筑的方案設計階段,應該先對材料參數隨機性的抗震模糊可靠度進行分析,綜合考慮材料參數的變異性,地震烈度的隨機性及烈度等級界限的隨機性與模糊性對結構抗震可靠度的影響。

2、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。結構在強烈地震下不存在強度安全儲備、構件的實際強度分布是判斷薄弱層(部位)的基礎。另一方面,在抗震結構體系中,應使其結構構件和連接部位具有較好的延性,以提高抗震結構的整體變形能力。

3、具備必要的強度,良好的變形能力和耗能能力

如果抗震結構體系有較高的抗側力強度,但缺乏足夠的延性,則這樣的結構在地震時很容易破壞(如元筋砌體);但如結構有較大的延性、而抗側力強度不高,在不大的地震作用下結構產生較大的變形(如純框架結構),如果砌體結構加上屆邊約束構件,使其只有較好的變形能力。如果框架中設琶抗震墻,使其抗例力強度增加,則上述兩種結構的抗震潛力都增大了。

4、設計多道抗震防線

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的承載能力。一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成. 并由延性較好的結構構件連接起來協同丁作。― 般情況下,應優先選擇不負擔重力荷載的豎向支撐或填充墻,或選用軸壓比不太大、延性較好的抗震墻等構件,作為第一道抗震防線的抗側力構件。框架―抗震墻結構體系中的抗震墻、處于第一道防線,當抗震墻在一定強度的地震作用下遭受可允許的損壞,剛度降低而部分退出工作并吸收相當的地震能量后,框架部分起到第二道防線的作用。這種體系的設計既考慮到抗震墻承受大部分的地震力。

5、抗震計算中的延性保證

延性控制準則的一般要求都包括對兩個物理量的要求:一是所討論的部件(如包括節點在內的梁柱接頭區)在預定部位(如梁端)屈服后所能達到的變形量的大小;另一個是直到變形量增大到預期值為止,部件各部位都必須保持其應具備的承載力而不發生先期承載力失效。提高抗震結構構件的延性、改變其變形能力,力求避免脆性破壞;為此砌體結構應按規定設置鋼筋混凝土圈梁和構造柱、芯校,或采用配筋砌體和組合砌體柱等;鋼筋混凝土構件應合理的選擇尺寸、配置縱向鋼筋和箍筋。避免剪切破壞先于彎曲破壞,避免混凝土的受壓破壞先于鋼筋的屈服,防止局部或整個構件失穩。保證抗震結構構件之間的連接具有較好的延性、是充分發揮各個構件的強度、變形能力,從而獲得整個結構良好抗震能力的重要前提。

三.保證結構延性能力的抗震措施合理選擇了結構的屈服水準和延性要求后，就需要通過抗震措施來保證結構確實具有所需的延性能力，從而保證結構在中震、大震下實現抗震設防目標。系統的抗震措施包括以下幾個方面內容：

1. “強柱弱梁”

人為增大柱相對于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現較早，在達到最大非線性位移時塑性轉動較大；而柱端塑性鉸出現較晚，在達到最大非線性位移時塑性轉動較小，甚至根本不出現塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。

2. “強剪弱彎”

剪切破壞基本上沒有延性，一旦某部位發生剪切破壞，該部位就將徹底退出結構抗震能力，對于柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節點的組合剪力值，使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發生剪切破壞。

3. 抗震構造措施

通過抗震構造措施來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。

這一系統的抗震措施理念已被世界各國所接受，但是對于耗能機構卻出現了以新西蘭和美國為代表的兩種不完全相同的思路。首先，這兩種思路都是以優先引導梁端出塑性鉸為前提。 四.結合汶川特大地震的震害實例

通過國內有關專家對震害的調查研究分析結果，結合自身的工作經驗和對目前工程設計中存在一些問題進行思考與分析，就單跨框架設計問題提出一些個人的看法：

汶川地震震害表明純框架結構只有一道防線，在大震時一旦這道防線被突破，結構就喪失了全部的承載力而倒塌，同時震害還表明：二支點受力機制單跨框架比多跨框架震害更嚴重。雖然多層單跨框架在《建筑抗震設計規范》》沒有具體限制條件，但在《高規》》第6.1.2條規定：抗震設計的框架結構不宜采用單跨框架，剛出臺的福建省建筑結構抗震設計暫行技術規定（征求意見稿）第7條（3）也規定：高層的框架結構不應采用單跨框架，多層框架結構不宜采用單跨框架。

由于多層框架結構不宜采用單跨框架，如果受限不能設計成多跨框架，則宜對框架柱提高結構抗震等級，嚴格控制彈性及彈塑性層間位移角，并驗算大震下的傾覆及零應力區，震害分析表明單跨框架房屋倒塌的最直接原因是承重構件豎向承載能力下降到低于有效重力荷載的水平，所以特別建議作為第一道抗震防線的抗側力構件不宜采用軸壓比很大的框架柱。建議單跨框架框架柱的軸壓比宜小于0.6。框架柱宜采用方柱或近方柱的截面，柱的截面長寬比宜在1―1.5。

根據震害結果顯示，建筑二個主軸方向宜布置或完善的雙向框架，不宜采用一方向為剛架，另一方向為排架的結構方案，這在《抗規》中同樣有要求。

五. 結語

總之，隨著建筑設計的發展，對結構抗震設計提出了一系列的抗震規范,要求設計人員注意抗震概念設計。建筑物的抗震設計也是衡量建筑結構設計的一個重要指標。因此對于不同的建筑、不同的設計情況，合理并準確的采用抗震設計方法,是對建筑結構設計是非常重要。

參考文獻：

[1]薛素鐸，趙均等.建筑抗震設計. 北京：科學出版社，2003

[2]周福霖.工程結構減震控制. 北京：地震出版社，1997

[3]王翠坤,楊沈. 汶川地震對建筑結構設計的啟示[J]. 震災防御技術；

第9篇：抗震結構設計范文

1.1結構抗震性能目標本工程存在扭轉偏大、樓板不連續、尺寸突變、豎向構件不連續、承載力突變等多項不規則，屬特殊類型高層建筑。結構設計確定的抗震性能目標見表1。由表1可知，本工程采用的性能目標較高，介于《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3—2010)［2］(簡稱高規)定義的A，B級之間，主要原因有兩個方面:一方面是經對比分析，與B級目標相比較，性能目標提高后僅核心筒部分需要增加較少工程造價，對于總體造價而言，增加比例很小的造價即可滿足性能目標要求;另一方面是考慮到結構懸挑比較大，且是乙類建筑，特意提高其性能目標。本工程于2012年6月通過廣東省超限高層建筑工程抗震設防專項審查。

1.2結構受力特點及分析地震作用下整個結構有比較復雜的反應，主要有以下幾個方面:一是水平和豎向震動耦合;二是懸挑端有比較大的豎向震動反應，導致核心筒遠離懸挑端一側混凝土承受拉力;三是水平地震和豎向地震引起的整體結構扭轉作用導致結構筒體有比較大的扭轉效應。(1)大震作用下懸挑端位移分析大震作用下懸挑端的位移見表2。由表2可知，X向地震作用下，懸挑遠端Z向位移比較顯著;Y向地震作用下，因結構扭轉造成懸挑遠端Y向水平位移比較顯著。X向地震作用下，懸挑遠端Z向位移由框筒部分的剪彎變形(包含繞Y軸的轉動變形)及懸挑部分自身的豎向彎曲變形組成;Y向地震作用下，懸挑遠端Y向位移由框筒部分繞Z軸的轉動變形和懸挑部分自身的水平彎曲變形組成。(2)小震Y向作用下核心筒的總力矩分析圖6給出了核心筒外筒墻、柱編號，表3給出了各墻體在Y向小震作用下的剪力及其相對于核心筒形心點O的力臂。由表3可知，核心筒外筒墻體對核心筒形心點O的力矩之和為979014kN•m。Y向地震作用為61147kN，等效力臂為979014/61147=16.01m。此巨大力矩將通過內藏鋼骨的核心筒傳遞至地下室的核心筒，再傳至基礎。(3)核心筒外筒墻體軸向內力分析表4給出了小震、大震作用下核心筒外筒墻體軸向內力，其中小震作用考慮恒荷載和活荷載及風荷載，大震作用僅考慮恒荷載和活荷載，活荷載均按最不利布置(僅懸挑部分有活荷載)。從表4可看出，小震作用下，墻體Q2，Q5均受壓，墻體Q3受拉，墻體Q1總體是以受壓為主，但其與墻體Q3相連端受拉;在大震作用下，墻體Q1，Q3受拉，墻體Q2在4層以上受壓、在4層及其以下受拉，墻體Q5在5層以上受壓、在5層及其以下受拉。(4)核心筒外筒墻體剪壓比分析圖7給出大震作用下核心筒外筒墻體的剪壓比曲線，其中剪力按照墻體中混凝土和型鋼所能承擔的比例分配，此處用于計算剪壓比的剪力為混凝土部分承擔的剪力。由圖7可見，大震作用下核心筒外筒墻體的剪壓比均小于限值0.18，滿足設定抗震性能目標的要求。圖7核心筒外筒墻體剪壓比曲線(5)懸挑部分豎向地震作用及其收斂分析通過SATWE和ETABS軟件，采用振型分解反應譜法與彈性時程分析法對比分析了豎向地震作用下結構的反應，得到了豎向地震作用下懸挑部分的豎向地震作用系數(即懸挑部分所承受的總豎向地震力與懸挑部分的重力荷載代表值的比值)。懸挑部分恒荷載總重GDL=58269kN，活荷載總重GLL=7822kN，懸挑部分結構重力荷載代表值GE=GDL+0.5GLL=62180kN，故小震作用下懸挑部分的豎向地震作用系數α小震=2641kN(小震豎向地震力)×1.25(小震放大倍數)/62180kN=0.053，在大震作用下豎向地震作用系數為α大震=16145kN(大震豎向地震力)/62180kN=0.260。高規中并未規定7度(0.10g)時的豎向地震作用系數，但參照高規插值，可以得到7度(0.10g)時的豎向地震作用系數為0.05，本文如不考慮1.25放大系數，其豎向地震作用系數僅為0.0424，小于0.05，故在采用振型分解反應譜法計算豎向地震作用時應注意其所計算的豎向地震作用是否達到高規規定值。Z向地震時程分析所得的豎向剪力平均值與彈性反應譜分析所得的豎向剪力之比為2987/3389=0.88。盡管不同位置的構件內力隨豎向振型參與系數的變化是不一致的，但是當振型參與系數在15%～90%之間時，其豎向地震引起的構件內力增長非常緩慢，此與高層結構有較大不同。

1.3結構性能化設計措施(1)為提高剪力墻連梁的延性，在連梁中配置型鋼，并加強其腰筋及箍筋配置(配筋率不小于0.4%且不小于計算配筋)。(2)在核心筒剪力墻中配置型鋼，一是為了承擔部分剪力及彎矩;二是與墻體豎向鋼筋共同承擔拉力。(3)通過核心筒的連梁來實現結構耗能，雖然連梁中設置了型鋼，但墻體中也設置了型鋼，相對于墻肢而言，連梁截面內力遠小于墻體截面，所以地震作用時是連梁首先發生彎曲破壞，起耗能作用。雖然結構承載力已按較高的性能目標實現，但為使結構具有較好的塑性變形能力，結構仍然按高延性設計，核心筒及框架柱抗震等級為一級，鋼構件抗震等級為二級。

2結構計算分析

2.1振動模態采用SATWE，ETABS軟件進行多遇地震作用下的計算對比分析。ETABS軟件計算得到的結構的振型圖如圖8所示(兩種軟件計算得到的振型一致)，由圖8可以看出，懸挑部分有較大的振動反應。

2.2整體分析結果對比由SATWE，ETABS軟件計算的結構總體指標對比見表5。由表5可知，兩個軟件計算的結果比較接近，相符度較好。SATWE軟件計算的整體穩定性驗算指標剛重比X向為117.86，Y向為46.79，均大于規范限值2.7(不考慮二階效應的限值);ETABS軟件計算的整體穩定性驗算指標剛重比X向為106，Y向為46.79，均大于規范限值1.4(穩定限值)和2.7(不考慮二階效應的限值)。

2.3施工卸載模擬計算懸挑桁架部分采用滿堂腳手架施工，腳手架支承于地下室頂板上，地下室頂板考慮60kN/m2的施工荷載。采用分段吊裝的施工方案，桁架在現場焊接成型，采用塔吊和汽車吊相結合的方法完成吊裝(圖9)。全部鋼結構構件安裝完畢后再進行腳手架卸載，卸載順序為由遠端向根部逐漸延伸，在卸載過程中應對鋼結構變形及位移進行現場測量。卸載完畢后，開始安裝鋼筋桁架，澆筑樓板，砌筑固定隔墻，然后封閉樓板后澆帶。圖9施工方案示意圖本工程進行了施工卸載模擬分析，分四步拆腳手架，首先拆第四節下對應的腳手架，接著拆第三節、第二節、第一節下對應的腳手架。卸載過程遠端位移模擬顯示懸挑遠端滿足《鋼結構設計規范》(GB50017—2003)［3］(簡稱鋼規)要求，雖卸載過程與使用狀態下的結構支撐條件和荷載作用條件不同，但卸載過程中構件的內力符號沒有發生變化，且其應力比均小于正常使用狀態下的應力比。

2.4防連續倒塌分析與設計對于防連續倒塌的分析，參考高規采用了兩種方法:一是拆除構件法;二是施加表面荷載法。(1)KZ1是受荷最大、最為重要的柱，所以對其按拆除構件法驗證是否滿足防連續倒塌的要求。計算結果表明，與所拆除構件直接相連的構件最大應力比為［(0.69/1.35)/1.25］×2=0.818，斜拉腹桿最大應力比為(1.13/1.35)/1.25=0.67，其余各構件應力比均小于1。(2)對于桁架的主要弦桿和腹桿，采用在構件表面附加80kN/m2側向荷載的方法進行驗證分析，分三步進行:第一步是按未加側向荷載進行計算;第二步是將構件從整體結構中取出來，施加側向荷載進行內力計算;第三步是疊加前兩步內力。計算結果見表6，由表6可知，桁架一的主要桿件應力比均小于1.0。

2.5人群荷載下樓蓋振動舒適度驗算由于樓蓋結構的跨度比較大，故對其進行了舒適度研究，采用MIDAS/Gen進行樓蓋振動舒適度分析。樓蓋振動舒適度分析考慮兩種人群荷載工況:工況一為21人同頻率、同相位行走;工況二為60人同頻率、不同相位行走的。計算結果表明，樓蓋最大振動加速度為0.0452m/s2，滿足規范限值0.05m/s2要求。

2.6樓蓋風振時程分析基于風洞試驗實測數據，結合風速時程樣本，采用MIDAS/Gen軟件模擬結構風振［5］，本工程中只考慮順風向風速的影響，采用了Davenport脈動風速譜，參考深圳市氣象局近年來的風速統計資料，設定參考風速，以MonteCarlo法為基礎采用諧波疊加法，設定關心的頻率始值和終值，隨機產生風速時程曲線。局部風振時程荷載按點荷載直接施加于模型相應測點處。分析結果表明，不同風振時程樣本引起的樓蓋最大加速度差別較大，這主要是由于隨機生成的風振時程的自身差異所導致的;基于本文的時域分析方法及風振報告提供的頻率方法(其中樓蓋振動最大加速度為0.221m/s2)計算出的樓蓋風振效應均很明顯。針對本工程而言，風荷載引起的豎向振動是設計的控制因素。

3關鍵節點設計及有限元分析

懸挑桁架從混凝土核心筒及外框柱伸出，第7層E，B點(圖3)處節點交匯桿件達11根，節點受力比較復雜。懸挑桁架下弦桿根部彎矩非常大，盡管鋼材已采用Q420GJC，但板厚仍超過100mm，基于此提出了解決桁架根部局部彎矩過大的新型節點，見圖10。此節點通過對工字形截面翼緣板加下掛板的方式，變相增加了翼緣板的寬度。此種做法一是可以減小板厚，降低焊接難度;二是相對于箱形截面其便于焊接和混凝土澆搗。節點分析擬考慮兩種荷載工況:一是大震作用工況;二是構件屈服工況，即加載至某構件(根據大震的分析結果，選取承載能力利用率最高的構件)發生屈服。選取桁架一下弦桿梁柱節點及桁架二下弦桿梁墻節點進行節點分析。采用MIDAS/FEA［7］進行分析。大震作用下節點應力云圖如圖11所示，結果表明，節點區幾乎所有的鋼構件均保持在彈性狀態，混凝土受拉及受壓均保持在彈性狀態，節點區構件滿足承載能力極限狀態的要求。構件屈服工況下節點應力云圖如圖12所示，結果表明，應力最大鋼構件中和軸以下全部發生屈服時，節點核心區內板件仍保持在彈性狀態，節點板屈服區域僅分布在以屈服構件相連的局部區域，沒有向節點板核心區擴展，滿足“強節點、弱構件”的控制要求。

4結語