简述结构抗震设计原则精选(九篇)

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第1篇：简述结构抗震设计原则范文

关键词：建筑工程；结构设计；抗震设计

在进行建筑结构抗震设计时，设计人员一定要了解地震中地面运动对周围建筑造成的破坏，建筑结构设计中，严格按照抗震等级进行设计，相关的抗震性能指标也要符合设计要求。最终确保构件质量、结构型式、设计外形都达到设计要求，在地震发生时建筑可以表现出很好的抗震性能，将地震对人们生命及财产造成的损失降到最低，确保居住人们的安全。

1建筑结构抗震设计的内涵

由于地震是一种难以预测的自然灾害，一旦发生带来的直接后果十分严重，所以，应该从提高建筑结构整体的抗震性能出发，加强其抗震设计。具体来说，在建筑工程建设期间，相关企业和工程师需要结合实际情况来综合考虑建筑结构的抗震设计，不同结构单元之间应该采取有效分离或连接的方式。一般情况下，建筑应该采用加强连接的方式，设置多道抗震防线来避免或减小地震后余震对建筑本身的破坏。而正确处理不同构件间的强弱关系有利于形成多道防线，以此来提高整个建筑的抗震性能。只有保证建筑构件具备较强的稳定性、刚度以及延性等特征，才能在真正意义上体现建筑结构的抗震性能，进而保证建筑结构的完整性。

2建筑结构设计中抗震设计的现状

当发生地震之后，在地壳中会快速释放能量，在能量传播的过程中出现振动，同时还伴有地震波的发生，地震属于一种自然现象，当地球板块和板块之间相互挤压碰撞，就会出现错动和破裂，振动波会从震源向地面扩散。地面建筑如果隔震措施不完善，就会整体坍塌、墙体裂缝、建筑倾斜等问题。传统建筑抗震设计中，设计工程师不重视抗震设计，导致地震发生后很多建筑发生整体性坍塌，造成大量人员伤亡，在08年汶川地震之后的震害调查显示，在相同地区严格执行01抗震规范设计的建筑出现重大危害的情况相对较少，而多数出现较大震害的建筑为未经设计或设计位严格执行01抗震规范，从事建筑的各个行业都逐渐认识到抗震设计的重要性和必要性，结构设计也将抗震设计作为重要的设计环节。

3建筑结构设计中抗震设计应遵循的原则

3.1规则性原则

建筑结构抗震设计中要遵循规则性原则，规则建筑结构构件布置规则可以缓解地震造成的破坏，对不同的结构进行设计时，确保设计建筑外观的规则性，这样不仅可以保证建筑外观的美观，提高视觉效果，当发生地震之后，由于建筑自身规则或对称，那么所发生的位移也是有一定规律的，双向受力和变形可以基本保持一致，如果建筑外形设计不均匀，那么在双向地震作用时受力和变形出现严重偏差，同层构件、层与层之间位移差过大引起结构性破坏。抗震缝设计要科学，如果建筑要求有不规则的结构设计，简单有效的方式就是设置抗震缝将不规则建筑分隔为规则的若干块规则单体建筑，在最大程度上保证房屋整体结构的抗震性能。

3.2连续性原则

对建筑进行抗震设计中一定要遵循连续性，结构构件水平、竖向的连续是结构体系抗震性能的保障，结构构件设计不连续，引起建筑整体在构建不连续处刚度突变，在局部区域引起应力集中，引起结构局部破坏。在房屋结构设计中，建筑平面的规则性和竖向的规则性都对结构抗震性能有重大影响，平面不规则对建筑扭转不利，建筑竖向不规则对地震水平力的竖向传导不利。顶部凸出就是竖向不规则的一种，突出部分刚度、高度都要严格控制，如果发生地震，在震动后就会出现鞭梢效应，在建筑顶部凸出部分出现地震水平力成倍放大，对房屋造成的损害非常大。

3.3构件布置简洁性

结构构件布置简洁，结构体系的竖向和水平荷载的传导明确直接。构件布置越简洁，结构整体或构件的内力与变形分析结果与结构实际受力与变形越一致，有利于设计时做出有效的补强措施，提高建筑的抗震性能。

4建筑结构设计中抗震设计的方法与措施

4.1采取滑动抗震的设计方式

很多建筑结构中进行抗震设计时，都选用了摩擦滑动技术，为了将抗震效果达到最佳，通常会和限位装置一起配合使用。当前使用的水平滑移材料有很多种，例如有石磨砂浆、聚四氟乙烯滑板、滑石粉、不锈钢板等，该技术在运用过程中科学使用了滚轴、滚珠，二者具有很好的几何复位效果，对于摩擦摆隔震系统而言，主要应用了滑动支撑技术和多层橡胶技术，要求不锈钢的表面必须是凹球面，具体在建筑结构中应用之后，在结构自重的作用下产生恢复力，施工设计中使用的摩擦滑移装置具有很好的初始刚度，地震发生之后这一结构可以在水平方向进行滑移，但却没有增加结构的刚度，避免这一建筑结构遭到地震的破坏。如果发生了小型地震，应用的摩擦装置会产生很大的摩擦力，有效抑制结构发生水平位移，这样建筑整体结构和地面都会在同一个运动节奏上，地震的水平力增大后，如果超过了这一装置的最大摩擦力，在装置的滑移面发生滑移，摩擦滑移装置在最大程度上发挥其隔震作用，实际传递到建筑结构内部的地震力就会变小，虽然地面震动变得激烈，但是建筑震动幅度并不大，有效避免了结构发生的破坏。

4.2采取加强结构构件抗震的设计方式

设置多道抗震防线，设计使建筑有足够的刚度和变形能力，使结构构件体系能有效抵抗地震作用下产生的地震力。设置必要的抗力构件和吸能构件，抗力构件抵抗地震作用时建筑所承受的地震作用力，吸能构件通过破坏等方式吸收消耗地震能量，保护其他重要构件的安全。抗力构件既要有足够的刚度，还得有一定的协调变形能力，足够的刚度为保证在地震作用下大部分内力有这部分构件承担，一定的协调变形能力为保证耗能构件先于破坏吸收消耗地震能量，从而保证结构安全。耗能构件作用主要是在地震作用时吸收消耗地震能量，是结构体系中首先破坏的构件，其破坏后吸收地震能量，结构体系内力重分布，但同时又不影响结构体系的整体安全。

4.3分析建筑结构隔震的处理技术

为了达到很好的抗震效果，在建筑结构设计中可以选用不同的抗震处理方式，其中悬挂隔震作用效果好，因此在设计中被广泛应用。悬挂隔震设计原理是将所有结构重量都悬挂起来,这样当发生地震后，地面会发生震动，但是由于和地面接触的结构重量都被悬挂后，地震波就不会将破坏力传递到建筑上层，传递的破坏力十分有限，产生不了惯性力了,最终起到很好的隔震作用。一些大型的钢结构中很大范围使用这种隔震方式,因为大型钢结构主要材料为钢，钢构结构自重较轻，应用这种悬挂隔震措施有一定的优势，操作简单，作用效果好，提高建筑整体的隔震效果。大型钢结构重量都分布在主框架、子结构上，在子结构框架中使用吊杆进行悬挂,将离主框架与子结构进行隔离，发生地震后，只有主要的承载结构会承受地震波，而所有的悬挂装置都不会受到地震波的影响，有效控制结构在地震发生时的反应幅度。当地震波传递到悬挂位置后，破坏力会被削弱,建筑结构中的子结构不会受到惯性力的破坏。

5结语

综上所述，通过以上对建筑结构设计中的抗震设计分析，在设计中必须遵循规则性和连续性，保证建筑结构设计符合国家标准，建筑不同结构之间有很好的联系，将建筑形成一个整体，做好建筑的隔震设计，当发生地震后，通过隔震作用传递给建筑上层的破坏力减少，当地面发生运动后，由于建筑是一个整体结构，各个结构之间的连接性很好，建筑结构对称，这样不会出现局部受力较大，进而破坏整体结构效能的问题，有效保证建筑结构的安全。

作者:唐福 单位:贵州新基石建筑设计有限责任公司

参考文献

[1]薄睛心.浅议建筑结构设计中的抗震措施[J].科技创新与应用,2014,22:229.

第2篇：简述结构抗震设计原则范文

关键词：底框、抗震墙;措施

底商多层住宅近年来在城市很常见,即将一层作为商店、车库等,上部为住宅、写字楼等建筑。类似建筑的一般都是采用底框、抗震墙结构的设计。这种结构优点在于房屋的底部可提供较大较灵活的空间做商业,在上部可盖空间规整、不露柱子、造价低廉的砖混住宅。规范严格控制相邻侧移刚度,合理布置上下楼层的墙体,并提高底部框架的抗震等级。这就使底框结构的适用范围更加推广。现将底框、抗震墙设计应注意的问题简述如下,供大家参考。

1 抗震墙的设计

1.1 抗震墙布置原则

底框、抗震墙结构的薄弱部位有两个:1）竖向刚度发生突变的最底层砖混;2）最底层框架。因此,底框、抗震墙结构设计时,在底部框架和两层框架结构设计时,合理设置一定数量的抗震墙,增加底部框架的刚度,保证结构的刚度不发生突变至关重要。

首先,抗震墙间距要满足最大横墙间距限制,6度、7度、8度设防区最大横墙间距分别为18m,15m和11m。

其次,剪力墙应沿2个主轴方向都有布置,使之形成直角以更好地发挥抗震作用。

另外要克服矫枉过正的偏见,有些设计人员认为既然底框结构底层薄弱就多布置一点剪力墙,越强越好,实际上是走向另一个极端。剪力墙的设置应与上部砌体结构相协调,抗震设计的原则是沿楼层间侧移刚度应均匀变化,而不允许各层间发生突变。

1.2 抗震墙的布置方式

框剪结构剪力墙布置有8字方针,即“周边,均匀,对称,相交”。对底框结构中山墙一般要布置剪力墙,因为只在每个住宅单元楼梯间两侧布置混凝土剪力墙的底框结构是不宜采用的。

相关试验表明,加大底层空旷房屋两端平面刚度,对底层框架端部竖向位移进行控制,可有效增加底层框架的安全储备,但尽管如此,布置也并不全周边,中间还需要很多剪力墙。因此底框结构8字方针可概括为“竖直,均匀,对称,相交”,所谓竖直就是在布置底层剪力墙时应尽量对应上部上下竖直、中间不间断的墙体,否则即使底层布置的剪力墙刚度再大,若竖向无对应的上部墙体,不仅传力途径不直接,且上下层刚心相距较远,地震时上部墙体与底层剪力墙间会形成很大扭矩,极易破坏。

2 抗震墙结构刚度比的要求

底部框架结构与上部砖混结构的刚度比设计是底部抗震墙设计最关键的问题。若底部框架结构的刚度相对于上部砖混结构的刚度比较大,整个结构形成下刚上柔的结构体系,能较好的抵抗地震的作用,是比较理想的结构体系,但下部刚度太大就意味着下部框架结构中的抗震墙数量过多或柱子截面较大,这样既影响了建筑空间的利用,又增加了工程造价。若底部框架结构的刚度相对于上部砖混结构的刚度比较小,整个结构形成下柔上刚的结构体系,下部框架结构将形成薄弱部分,不利于抵抗地震的作用,是应该避免的结构体系。

因此GB50011-2010建筑抗震设计规范第7.1.8条同时对底部框架、抗震墙房屋纵横两个方向底层或底部二层与二层或三层的侧向刚度之比作了规定。对于6度、7度抗震设防地区,规定其侧向刚度比不应大于2.5,对于8度抗震设防地区规定其侧向刚度比不应大于2.0,且均不应小于1.0。底部两层框架―抗震墙砌体房屋纵横两个方向,底层与底部二层侧向刚度应接近,第三层计入构造柱影响的侧向刚度与底部第二层侧向刚度的比值,6度、7度时不应大于2.0,8度时不应大于1.5且均不应小于1.0。根据工程经验和满足规范要求的前提下,建议底部一层框架结构的刚度比在1.2-1.8之间（根据不同的地震烈度选用）;底部两层框架结构的刚度比在1.2-1.5之间（根据不同的地震烈度选用）。调整结构刚度比的方法主要是改变底部抗震墙的数量、厚度、长度、形式与位置,将底框结构的部分抗震墙延伸到过渡层,改变底部框架柱的截面尺寸,改变上部砖混结构中纵横墙的数量、厚度及构造柱的大小、数量等。视具体情况而定。

3 抗震墙结构抗震构造措施

3.1 框架、抗震墙房屋的上部砌体结构

由于底部框架、抗震墙与上部砌体为两种不同的结构体系,两种不同的材料,其抗震性能和变形能力均相差较大。为保证上部结构的强度,提高砌体结构的延性同样重要。因此《建筑抗震设计规范》第7.5.1条规定底部框架―抗震墙房屋的上部砌体应设置构造柱,在过渡层尚应在底部框架柱对应位置设置构造柱。特别是过渡层的墙体,除提高砖及砂浆标号外,宜沿墙体全长配置水平钢筋,此外合理设置圈梁和构造柱是保证上部砌体结构强度和延性的关键,过渡层构造柱可适当加密,其间距可控制在2.5m-3.0m之间。

3.2 框架、抗震墙房屋的托墙梁

托墙梁是底部框架―抗震墙房屋的底部与上部的转换构件。因此GB50011-2010建筑抗震设计规范第7.5.8条对底部框架―抗震墙房屋的托墙梁的截面尺寸、箍筋的直径、间距及加密区范围都有明确的规定。由于底部框架―抗震墙房屋的托墙梁与一般的抗震结构房屋框架梁有一定的差异,突出的特点是截面应力分布的中和轴上移。因此规范规定托墙梁应沿梁截面高度设置2Φ14@200的腰筋,同时还规定托墙梁的主筋和腰筋应按受拉钢筋的要求锚入柱内,且支座上部的纵向钢筋在柱内的锚固长度应符合钢筋混凝土框支梁的有关要求。

3.3 框架、抗震墙房屋的过渡层楼盖

过渡层楼盖:底部框架―抗震墙房屋过渡层的楼盖是房屋的重要部位,也起着底部地震剪力的传递、各抗侧力构件间的分配、房屋倾覆力矩在底部的分配、各层砌体结构与底部框架―抗震墙结构的过渡等重要作用。因此《建筑抗震设计规范》第7.5.7条规定:过渡层板厚不应小于120mm,对过渡层楼板开洞也作了规定。

第3篇：简述结构抗震设计原则范文

关键词：抗震概念是设计；建筑结构；分析及讨论

中途分类号：TU973 文献标识码：A

2013年4月20日8时02分，四川省雅安市芦山县发生了7.0级地震，震源深度13公里，这是即2008年以来，四川发生的第二次大地震。

当年的汶川地震是我国目前为止破坏力最大、范围最广的一次地震，当时，山河颤动、大地移位、满目疮痍。

在2011年11日，日本东北部也发生了9.0级地震，造成了日本核电站爆炸，辐射物质外泄，周边人员受到威胁。

伴随着社会经济的逐渐进步，城市范围逐渐扩张，地震所带来的经济损失也越来越高。所以，怎样准确的对地震进行预防，降低所产生的经济损失，并且防止地震出现后衍生的次生灾害（例如：核电站爆炸、火灾等），就变成了当前建筑工程部门首要处理的问题。人们在对数次的地震灾害进行分析，总结出：对于建筑抗震性能的设计来讲，其结构概念设计比计算设计更为关键。

一、建筑设计中抗震概念的必要性

当前，我国正处速发展的阶段，其建筑速度及建筑规模都超越了以往。那么，增强先进计算理论的发展、提高计算机的使用、发展新型轻质、高强、环保的建筑材料利用，将建筑结构设计同安全、可靠、经济相关联就成为了建筑部门首要解决的问题。但是，在飞速提升的背后，隐藏的是粗糙、盲目的建筑设计，其对于建筑结构设计是十分危险的事情。对于当前的情况，应倡导利用概念设计的方法帮助设计师发挥创造性，同时推动建筑行业的发展，所以，概念设计是十分重要的理念。

那么，抗震概念设计又是什么呢？抗震概念设计是鉴于地震灾害和工程经验建立的抗震设计基本原则和思想，进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。对于建筑结构的抗震设计来讲，概念设计、抗震计算和构造措施三个层次同等重要，缺一不可。那么，也可以说“概念设计”是建筑结构的抗震设计中最为关键的问题。

这里说的“概念设计”指的是在进行建筑结构设计时，不但要对建筑整体结构的抗震性能进行关注，同时要根据结构的破坏过程及机制，灵活将抗震标准应用到设计中。不仅要把握整体布局，并且还要兼顾重要部位，进而使结构抗震设计中的问题得到根本的解决，更好的提升建筑整体结构的抗震性能。

建筑设计中，抗震概念设计的内容主要包含工程整体结构及细部的布置构造；对于地震灾区建筑工程的结构概念设计中，抗震概念设计、结构抗震计算及抗震构造措施三方面内容应进行关注；从建筑及构造方面进行综合设计。

对于建筑结构中的抗震概念的设计来说，基本为规范。当前，世界各国都将建筑思想逐渐转变为应用多级设防的观念。当前的建筑抗震设计标准通过修改及设定已经趋于完善。在设计规范中，应用了“两个阶段、三个水准”的概念，即“小震不坏、中震可复、大震不倒”。

在建筑结构的抗震概念设计中，包含着一些不确定或模糊不清的条件。例如：地震作用是一种循环往复且随机性很强的荷载，建筑物受到地震破坏的原因也比较复杂，想要准确预测遭受地震后的情况并进行计算是十分困难的。

二、建筑设计应注重场地的选择

我国现行抗震规范按场地上建筑物的震害轻重程度把建筑场地划分为对建筑抗震有利、一般、不利和危险的地段。地震造成建筑的破坏，除地震直接引起结构破坏外，还有场地条件的因素；因此抗震设防区的建筑工程宜选择有利和一般地段，避开不利地段，并不在危险的地段进行建设。

工程地质条件对地震破坏影响很大，常有地震烈度异常现象，即“重灾区里有轻灾，轻灾区里有重灾”，其产生的原因是局部地区的工程地质条件不同。例如：芦山县太平镇一座百年老宅，在“4.20”地震中地处震中9度烈度区，震后建筑安然无恙、毫发未损，该宅地处位置就是老百姓常说的“风水宝地”。实际上就是抗震规范中提到的有利地段的一种体现。

三、合理把握建筑的体型

无数次的地震灾害表明，规则、简单、对称的建筑在地震时较不容易破坏，对建筑设计规则性的要求，已普遍得到了高度重视。在设计建筑方案时，建筑形体和布置应符合抗震概念设计原则，尽量采用规则的建筑方案。也就是说，建筑的平面、立面应力求规则、简单、对称，抗侧力体系的刚度和承载力，材料强度和质量分布应均匀、连续、无突变。震害表明，不规则的建筑在地震作用下容易产生扭转振动，进而破坏。

规则性在抗震概念设计中是一个重要的概念。然而建筑设计创作是工程技术和人文艺术的结合，可构造某种认为环境体系，以满足人们物质和精神上的要求。为达此目的，建筑设计不可避免会出现一些复杂的建筑体型，这些复杂的建筑体型很难准确的用若干简单的定量指标来划分不规则程度。因此，就需要有经验的、有抗震知识素养的建筑师和结构工程师相互配合，区分不规则、特别不规则和严重不规则等不规则程度；对所设计的建筑的抗震性能有所估计，这样才能设计出抗震性能良好的建筑。并按实际需要合理设置建筑抗震缝，可以将体型复杂的建筑物划分为“规则”的建筑，从而降低抗震设计的难度，提高抗震设计的可靠度。

四、利用结构的延性

一个结构的抗震性能，主要取决于对地震“能量吸收和耗散”能力的大小，而又取决于结构延性的大小。延性好，则结构通过弹塑性变形耗散大量地震能量，使结构免于倒塌。利用结构的塑性变形的发展来抗御地震，吸收地震能量，因此增加结构的延性，不仅能削弱地震反应，而且提高了结构抗御强烈地震的能力。

在结构设计中，对于框架结构体系，按规定应采用梁端屈服型框架，使框架结构塑性铰出现在梁端，这就是所谓“强柱弱梁”型的延性框架；以提高结构整体的变形能力和抗地震倒塌能力，防止建筑物在强烈地震作用下倒塌。同时要求，使钢筋混凝土构件正截面受剪承载力大于构件弯曲时实际达到的剪力，即“强剪弱弯”，用以改善构件自身的抗震性能，“强柱弱梁、强剪弱弯”是结构抗震概念设计中的两个重要概念。

对于砌体结构房屋，按规定应优先采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖，设置圈梁和构造柱，或采用配筋砌体，加强对砌体的约束，提高砌体结构的延性和整体性，使砌体结构在地震力的作用下，发生裂缝后不致倒塌。

五、设置多道防线

多道抗震防线对结构在强震作用下的安全性是极其重要的，在建筑结构中建立多重抗侧力体系，当第一道防线的抗侧力构件在强烈地震袭击下遭到破坏后，后备的第二道及至第三道防线的抗侧力构件立即接替，抵挡后续的地震力的冲击，可保证建筑物最低限度的安全，免于倒塌，赢得救援时间，便于救援人员及时施救，提高了对生命的保护。

例如目前广泛采用的框架-剪力墙结构体系，主要抗侧力构件是剪力墙，也就是第一道防线，一旦剪力墙开裂或屈服，框架部分将起到第二道防线的作用；又例如框架-填充墙结构体系，如设计得当，在地震作用下，填充墙就是第一道防线，一旦填充墙遭到破坏，框架梁将起到第二道防线的作用，框架柱则为第三道防线。

六、注重非结构因素

根据芦山“4.20”地震破坏现象分析，多数钢筋混凝土框架结构建筑的砌体填充墙率先破坏，耗散了大部分地震能量，拖延了震害过程，限制了框架变形，减少了整体结构的地震侧移幅值，使主体结构免遭厄运，确实充当了抗震防线的“第一卫士”。

在建筑抗震设计中，设计师应注重填充墙对整个结构抗震性能的影响，填充墙的布置在建筑平面上，应力求对称均匀，以免造成结构偏心；沿房屋的竖向，填充墙应连续贯通，以避免在填充墙中断的楼层出现框架剪力的骤增。

结语

总而言之，抗震概念设计是决定建筑安全性能的关键所在，从建筑整体方案设计起始，就应利用对建筑结构抗震标准去应对工程中将出现的问题，例如：建筑体型、结构体系、刚度分布、构件延性等。从宏观角度去进行思考、判断、选择，再辅助必要的计算和构造措施，从根本上消除建筑中的薄弱环节，提升建筑整体抗震性能。也可以说，抗震概念的设定是基于建筑整体空间及地理问题基础上，运用整体概念总结构件方案，依据力学原理选取设计思路，更好的保证建筑整体性能，维护人民生命、财产安全。对建筑设计过程中如何把握抗震概念设计进行探讨是值得相关工作人员深入思考的事情。

参考文献

[1]范红兵，浅谈建筑设计过程中如何把握抗震概念设计[J].广东科技，2012（19）.

[2]段敬民，钱永久，张方，底部框剪砌体及结构房屋抗震分析及抗震概念设计；

第4篇：简述结构抗震设计原则范文

关键词：概念设计 抗震设计 结构设计 偶合作用

结构设计分为理论设计和概念设计两个步骤。理论设计是结构工程师根据计算理论和当时的规范，在对结构进行计算模型的假设及受力状态的假定的前提下，对结构进行计算分析，得出数据式的结果，然后利用计算分析结果进行设计。概念设计则是指不经数值计算，尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。

1. 概念设计的必要

概念设计应用范围较广泛，几乎组成包含了所有的结构设计。在不确定因素多、受力状态变化较大的抗震设计、基础设计、高层建筑设计中，概念设计的应用尤显重要和突出。概念设计的重要性，主要体现在三方面：

（1）因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性。为了弥补计算理论的缺陷，或实现对世界存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要用概念设计来满足结构设计的目的。

（2）由于在方案设计阶段，初步设计过程是不可能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案。概念设计在设计人员中提得比较多，但往往被人们片面地理解，认为其主要是用于一些大的原则，如确定结构方案、结构布置等。其实，在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。

（3）由于计算机计算结果的高精度，容易给结构设计人员带来对结构工作性能出现的可能误解，过分地依赖于计算机和设计软件，进行习惯性、传统的结构设计，对计算结果明显不合理、甚至错误的地方不能及时发现，使许多的建筑结构留下安全隐患。因此，概念设计在结构设计中具有重要的地位。

2. 抗震概念设计要求

2.1 地震是一种随机难以掌握的振动，有复杂性和不确定性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，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、结构材料的非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，同时也存在着不准确性。因此，工程抗震问题不能完全依赖于“计算设计” 全部解决下了问题，而必须立足于“概念设计”。

2.2 为了保证建筑物具有足够的抗震能力，通过概念设计从宏观上控制结构的抗震性能，应充分考虑以下环节：（1）选择对控制有利的场地及地基，避免地面变形的直接危害，采取措施保证地基的稳定性。（2）进行合理的基础设计，同一结构单元不宜设置在性质不同的地基土上，不宜采用不同的基础形式，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力。（3）建筑物的体型应力求简单、规则、对称、质量和刚度变化均匀，以减少地震作用产生的变形、应力集中及扭转反应。（4）选择合理的结构体系，抗震构件力求均匀对称，设置多道抗震防线，避免局部出现薄弱部位，要求结构布置受力明确，传力简捷。（5）各类构件之间要有可靠的连接，并具有必要的强度和变形能力，从而获得整个结构良好的抗震性能。（6）强调结构空间整体性，平面加强连接，竖向确保足够整体刚度。（7）重视对非结构构件的处理，利用其对主体结构的有利影响，避免不合理设置导致对主体结构的有利影响。同时尽量减轻结构自重，减少地基土压力，从而降低向建筑物传输的地震力。

3. 结构概念设计的运用

（1）运用概念设计的思想方法，也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力r，以致使砼的强度等级越来越高，配筋量越来越大，造价也越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率，结果是肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例，一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度，再由结构刚度算出地震力，然后算配筋。但是大家知道，结构刚度越大，地震作用效应也越大，配筋越多，刚

度越大，地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋，增加了结构的刚度，反而使地震作用效应增强。 （2）同时，在目前建筑结构抗震鉴定及加固中，概念设计的思想也应得到延伸。在1976年唐山地震中，天津市加固的2万间民房无一倒塌，但天津第二毛纺厂3层的框架厂房，却因偏重于传统构部件的加固，忽视结构总体抗震性能的判断，造成不合理的加固，使抗震薄弱层转移，最终倒塌。抗震验算时不同的楼盖及布置（整体性）决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。在建筑结构设计中，合理地确定建筑物的刚度是非常重要的。建筑物的刚度不宜太大，刚度大则结构自振周期就短，在地震时结构所承受的地震作用就大，相对后果较重，且造成材料的浪费；刚度也不宜过柔，过柔的建筑结构在地震时就会产生过大的变形，影响其强度、稳定性和正常使用。

（3）抗震验算时应特别注意场地土类别。8度设防建筑物超过5层有条件时，尽量采用剪力墙，可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系，但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计，从震害分析，规范给出的垂直地震作用明显不足。

（4）雨蓬不允许从填充墙内挑出。采用的大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处板的负弯矩乘以跨度的一半。框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时，应验算构件的最小配筋率。出屋面的楼梯间不得采用砖混结构。考虑地震作用时必须充分领会和灵活运用抗震概念设计的优化准则和采取相应的构造措施。优化准则“强节弱杆”——防止节点破坏先于构件；“强柱弱梁”——防止杆系发生楼层倾移破坏机制，要求柱的抗弯能力高于梁的抗弯能力；“强剪弱弯”——防止构件剪力破坏，要求杆件的受剪承载力高于受弯承载力；“强压弱拉”——对杆件截面而言，为避免杆件在弯曲时发生受压区砼破裂的脆性破坏，使受拉区钢筋承载力低于受拉区砼受压承载力。

（5）保证措施有两个方面：一是调整或限制构件的荷载效应；二是强制规定必要的构造措施。这连个方面在《高层建筑物混凝土结构技术规程》（jgj3-2002）有详细的规定，有的则是以强制性条文提出严格要求。如《高层建筑物混凝土结构技术规程》中第6.3.2条的第1点限制梁端截面砼受压区高度与有效高度之比，就是保证梁的变形能力，而它又决定于梁端塑性转动量，而塑性转动量又与截面混凝土受压区的相对高度密切相关；试验研究结果表明，要使钢筋混凝土梁的位移延性系数达到3～4，混凝土受压区相对高度必须控制在0.25～0.35。又如：对钢筋混凝土杆件而言，杆件截面的平均剪应力过高，都会降低箍筋的抗剪效果，平均剪应力较小时，可以避免出现剪切破坏。

在建筑结构设计中还应充分考虑地震的偶合作用；坚持“小震不坏，大震不倒”；多道设防的抗震设计原则，这也是从许多教训中总结的经验。

参考文献：

第5篇：简述结构抗震设计原则范文

关键词：隔震建筑；橡胶隔震支座；设计中的运用

Abstract: this article is about what is the Seismic isolation building and the isolated principles of seismic isolation rubber pedestal. To illustrate the principle, this article also gives an example of seismic isolation rubber pedestal how to apply in architectural design.

Key words: Seismic isolation building; seismic isolation rubber pedestal; architectural design application

中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）06-0020-02

引言

地震是人类社会面临的最严重的自然灾害之一。地震留给社会最惨烈的一幕莫过于建筑物的破坏和倒塌。近十年来，全世界平均每年约有一万人在地震中丧生，五十万人无家可归。“减轻地震灾害”已经成为一项世界关注的问题。目前，一种用以柔克刚新理念建造的隔震建筑，正在日益受到人们的关注。

2什么是隔震建筑

隔震建筑是在建筑物上部结构与基础之间设置一层由建筑隔震支座组成的隔震层,把房屋上部结构和基础分开,起到隔离和吸收地震能量以阻止其向上部建筑物传递的作用,达到强震时建筑物只做轻微平动,保建筑物的安全。

3隔震原理

传统的抗震是将房屋上部结构和地基牢牢地连在一起，地震时地面运动的能量经过地基毫无障碍地传输到上部房屋结构，使房屋发生震动和变形，当结构变形过大，达到某个极限时，房屋便发生破坏甚至倒塌。由建筑隔震支座组成的隔震层，能隔断地震时产生的能量向地上建筑物的传输途径，通过隔震层有效的吸收地震能量，使建筑物的固有周期避开地震最高能量的短周期。从而达到“ 地动而房不摇 ”。大幅度减少建筑物的地震响应，避免结构损坏，地震冲击波过后建筑物能迅速复位，确保建筑物震后正常使用。

橡胶隔震支座在建筑设计中的运用

4.1工程概况

攀枝花市米易县公安局机关业务用房和公安指挥中心工程，该项目为钢筋混凝土框架结构，建筑类别为丙类建筑。建筑总高度为22.0m，总建筑面积为8963.2m2，地上5层，地下1层。地下一层层高5.7m，地上一层层高4m，第二层与第五层层高4.5m，第三层与第四层层高4.2m。

4.2抗震设计参数

4.2.1 设防烈度

该建筑场地的抗震设防烈度的7度(基本地震加速度为0.10g)。

4.2.2 场地类型及地震分组

建筑场地为Ⅱ类三组，场地特征周期Tg = 0.45s。

4.2.3 地震波加速度峰值

多遇地震时加速度峰值取为35.0 cm/s2 ，罕遇地震时加速度峰值取为220.0 cm/s2

4.2.4 减震目标

采用隔震技术使上部结构的地震响应降低一度，即将设防烈度降至6度（0.05g），改善结构的抗震性能，同时保证在风荷载和微小地震下上部建筑不产生微小振动，提高建筑的安全性能和舒适性。

4.3隔震方案

通过对建筑、结构施工图的分析研究，将隔震层设置在一层底面（-4.600m）以下，地下室（基础）以上，在一层柱底面（基础顶面）安装一个或多个建筑隔震支座，将上部结构与其下部结构隔开，以达到隔离地震能量、减小上部结构地震作用的目的。隔震支座位置按以下原则确定：

（1）隔震支座若放置在地下室柱顶面上，其形心应与柱截面形心重合；若放置在基础柱顶面，其形心应与柱截面形心重合。

（2）隔震支座顶面标高的确定原则：不同规格的隔震支座其顶面宜设计在同一标高上。具体确定方法为：由一层地面结构标高减去隔震层梁板中最大一根梁的高度。（若地下室地面的结构标高是-4.600m，假设隔震层梁板中最大一根梁的高度为0.700m，那么支座的顶面标高即为-5.300m）。

（3）隔震支座底面标高的确定：由隔震支座顶面标高减去两块连接钢板的厚度，再减去支座的高度即为支座底面标高。

4.4隔震支座布置

根据PKPM计算文件，提取出每根柱在一层底板下的最大轴力组合值，然后参照《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）第12章第12.2.3条丙类建筑中隔震支座平均压应力限值应小于等于15.0Mpa的规定，确定出每个隔震支座的直径。本工程采用的隔震支座有LNR500型（普通叠层橡胶支座）、LRB600型（铅芯叠层橡胶支座）、LNR800型（普通叠层橡胶支座）共三种型号，数目以及支座参数详见表1。支座外形尺寸及其连接钢板尺寸由生产厂家提供。

表1隔震支座信息汇总

5结构计算模型的正确性验证及隔震结构的地震响应分析

采用CSI ETABS三维非线性结构分析软件（该软件是三维建筑结构分析的专用软件），建立隔震和不隔震计算模型，验证其计算模型的正确性并对隔震模型和不隔震模型进行多遇地震下的时程分析，并进行比较。得到以下结论

采用基础隔震后，结构的周期延长了2.0倍多，地震作用大为减小；隔震后，结构的水平位移集中在隔震层，基底剪力、层间加速度大大减小，结构呈平动型；

隔震结构在多遇地震作用下的层间剪力比值为0.270

罕遇地震作用下隔震支座变形值均小于隔震支座容许水平位移；

隔震支座竖向抗压承载力和抗拉承载力均满足规范要求，不会出现倾覆。

隔震后水平地震作用计算的水平地震影响系数按（《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）12.2.5）中的公式

计算，其中为水平向减震系数，对本工程其值为0.300,；

为调整系数，对橡胶支座取0.80；

得出隔震后水平地震作用计算的水平地震影响系数：

6隔震层施工

6.1隔震支座上部楼板与节点设计

6.1.1 隔震层与上部结构的连接

隔震层顶部应设置梁板式楼盖，隔震支座的相关部位应采用现浇混凝土梁板结构，以加强隔震层的整体性，现浇板厚度不应小于160mm。隔震层顶部梁、板的刚度和承载力，宜大于一般楼盖梁板的刚度和承载力。并且隔震支座附近的梁、柱应计算冲切和局部承压，加密箍筋并根据需要配置网状钢筋。

6.1.2 梁柱节点设计

为了保证隔震支座的安装，建议隔震支座上部梁柱节点的最小平面尺寸如表15所示。梁柱节点的高度至少应取隔震层最大一根梁的高度。梁柱节点的形状参见“建筑结构隔震构造详图，建议梁在节点处要适当加强。

表15 隔震支座上部梁柱节点的最小平面尺寸

6.2隔震支座的连接与安装

6.2.1、主要连接构造

隔震支座上下各有一块钢板，即上下连接钢板。连接钢板与支座通过埋头螺栓连接。施工时先将锚固套筒预埋在下柱混凝土中，通过连接螺栓与支座连接；然后安装支座上部锚固套筒，最后浇筑上柱混凝土。具体关系见图14：

图14 支座连接示意图

6.2.2、支座安装施工说明

（1）支座底部的中心标高偏差不大于5mm，平面位置的偏差不大于3mm。

（2）单个支座的倾斜度不大于1/300。

（3）安装次序：

1）加工螺栓、套筒和支座上下连接钢板；

2）安装螺栓套筒；

3）浇筑隔震支座下柱的混凝土，浇注过程中注意保证螺栓套筒位置固定；

4）混凝土达到强度要求后开始安装隔震支座。先将隔震支座与上下连接钢板用埋头螺栓连接好，再把下连接钢板对准下部螺栓套筒，用螺栓连接固定。其次将上连接钢板对准上部螺栓套筒，用螺栓连接固定，然后绑扎上部梁的钢筋、支模、浇筑混凝土。

（4）在支隔震层模板和浇筑混凝土时，对四周的隔震支座必须设置临时横向支撑，避免隔震支座发生水平位移。

（5）隔震支座连接板、螺栓外露部分及螺帽均应采取防锈处理。

6.3其它注意事项

通过隔震支座将下部结构与上部结构完全分隔开来，地震作用下，支座隔离了大部分地震能量，上部结构内力大大减小，但是位移会有所增大。根据计算，罕遇地震下隔震层最大位移达到8.6cm。《建筑结构抗震设计规范》（GB50011-2010）12.2.7规定，为了使隔震支座完全发挥效用，上部结构的周边应设置竖向隔离缝，缝宽不宜小于各隔震支座在罕遇地震下的最大水平位移的1.2倍且不小于200mm。根据此，需保证上部结构能够无障碍的发生200mm（最大位移值1.2倍）的平动。因此，施工中有以下主要注意事项：

1、若隔震支座不在同一标高处，为了更好的传递地震力，在错开的位置宜加大节点截面，必要时可增设剪力墙。错层处隔震逢不宜小于200mm。

2、隔震层如有砌筑墙不应阻碍隔震层自由平动，要留出200mm的隔震缝，参见图15。

3、连接上下部结构的各种管道在穿过隔震层时需要采用柔性连接。

4、采用钢筋接地的避雷设备，应设置跨越隔震层的柔性接地配线，并留大于200mm的多余长度。

5、在建筑物四周200mm范围内不应有任何高度超过隔震层的物体，以保证地震时隔震层的水平位移不受限制。隔震支座顶面标高宜位于室外地平面以上，若位于地平面以下，则需要挖掘隔震沟，沟宽不小于200mm，并做好排水。

6、通往地下的楼梯和一楼通往室外的踏步应该在隔震层标高处断开。

7、以上具体构造详见《建筑结构隔震构造详图》(03SG610-1)。

8、其它未竟事宜参见《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）。

参考文献：

1、 《建筑结构隔震构造详图》(03SG610-1)

2、 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）

第6篇：简述结构抗震设计原则范文

关键词：结构概念；建筑；结构设计；应用

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

随着我国经济及科技的不断发展，计算机的相应算法也逐步趋于成熟，结构设计更是被广泛的应用到了结构工程当中，在长时间不懈努力下，建筑结构设计取得了较大的进步，要想设计出一个优秀的结构工程，相应的工程师必须具备丰富的经验及先进的设计理念。一般而言，结构概念设计所针对的是实践当中的力学分析或制度规定无法准确或精确的问题，不用计算，按照相应的设计原则、力学关系、设计理念，从整体或全局角度解决相应建筑工程当中的布置和细微的应急措施。

简析结构概念

所谓的结构概念就是没有通过准确值进行计算，尤其是对那些难以作出准确分析的问题，根据整体结构同子结构体系之间力学关系、经验教训、试验等获取的新想设计思想，然后对建筑结构进行合理布置。在建筑结构设计中应用结构概念，大大拓宽了设计师的设计思路。可是，传统计算理论通常只强调如何提升整体建筑结构抗力，造成使用的混凝土等级也不断提高，加大了配筋量，从而逐渐提高了工程造价。如果在建筑设计过程中设计师仅仅强调配筋率，就会出现胖柱、肥梁的问题。因为建筑结构很复杂，所以如果受到地震影响，加上材料的质量、抗震的精确度、安装质量的优劣等很多不确定因素，很容易造成设计结果同实际结果具有很大差距，所以至今为止还不能准确计算出作用效应。因为影响建筑结构设计的不确定因素有很多，所以建筑企业一定要充分重视结构概念在建筑结构设计中的应用。

在建筑结构设计中应用结构概念的意义

提高建筑结构设计的精确性及立体化

建筑结构的计算理论是从破损计算、经验估算、概率极限状态计算等等阶段发展而来的。目前，我国建筑业通常采用的都是概率极限状态理论知识。现阶段，结构设计标准的基本准则就是极限状态设计理论。虽然概率理论比较先进，但其计算方法在很大程度上都是相同的，所以和概率法非常相近。此外，如果在设计过程中只采用极限状态理论难以对建筑承载能力进行准确的估计，所以建筑业一定要积极推广并应用结构概念，从而较好的解决现有的结构设计标准当中无法准确计算建筑物承载力的漏洞，提高建筑设计的准确性。此外，因为建筑为一种空间立体的结构，又有大量的构件，并且这些构件的切连方式非常复杂，所以设计师进行结构设计的时候一定要对建筑结构体系进行整体上的布置。

提高建筑物的抗震能力

建筑设计师分析建筑结构的时候，通常都会忽略结构材料质量、结构空间作用、阻尼变化等各种因素对建筑的影响，从而增多了不确定因素，所以，进行建筑结构设计的时候，尤其是馆员抗震设计的时候一定要充分结合结构概念，从而尽量发挥耗散地震的作用。

提升建筑设计水平

相应的结构设计师如果可以有效掌握结构概念方法，而且能够充分应用于结构设计当中，就能够有效提升建筑设计水平，促进建筑设计行业的不断发展。

结构概念在建筑结构设计中的应用

拓宽设计思路

因为传统结构实际的计算理论侧重于建筑结构抗力的提升，所以导致建筑业逐渐提高对混凝土等级要求，加大配筋量，提高了建筑造价成本。下面笔者以建筑的抗震设计做例子，说明结构概念在建筑结构设计中的应用。在传统方法中，通常都是设计师根据既定混凝土及尺寸来对结构的刚度进行准确计算，然后根据刚度的大小来计算相应地震力的大小，最终确定相应的配筋量。这种方法主要以提高建筑抗震性作用进行配筋，可是，增加结构的配筋率以后也会提高结构的刚度，所以提升了地震作用。然而，在结构设计中应用结构概念之后，就能有效过宽设计师的设计思路，进行建筑物的抗震设计的时候，绝不可以仅仅加强建筑物刚度，而要通过最科学、最合理的建筑结构来降低相应的地震作用。

结构概念应用于抗震结构设计

为了确保相应建筑物具有较高的抗震能力，设计是进行设计的时候一定要充分应用结构概念，从而在宏观上有效控制结构的抗震性，要想达到这一目标，应从这样几方面着手：首先，选择那些有利于建筑抗震性的场地，从而避免由于地面变形损坏相应建筑物的问题出现，在条件允许的情况下，可以采取相应措施稳固建筑物的地基，保证建筑结构的抗震性；其次，进行基础设计的时候，在相同的结构单元中不可以设置在不同性质地基上，还不可以使用不一致的地基形式，从而充分发挥地基的潜能；第三，建筑结构设计不仅要对称，还要尽量简单，从而保证结构的质量、刚度等都能发生比较匀称的变化，降低由于地震作用形成的扭转应力；第四，必须选择合理的结构体系，相应的抗震构件应对称，设置多个抗震的防线，从而防止某个部位成为建筑薄弱环节，结构的传力也更加简单；最后，建筑构件的连接必须特别坚固，还有具有相应的刚度，这样才能在整体上提高结构的抗震能力，降低结构自重，减轻地基向建筑物所传递的震力。

结构概念在建筑结构设计中的应用原则

选择科学合理的结构方案

一个设计的优劣，评价标准为其是否具备较强的合理性及经济性。结构设计中采用的结构体系及形式的可靠性是体现设计经济及合理的重要方面。因而，设计师一定要全面分析材料质量、建筑设计要求、施工条件等，同相关施工负责人进行充分的沟通才能确定相应的结构类型，选择最合理的结构设计方案。

科学选择设计简图

设计简图为结构计算的一项基础性内容，所以设计师可以充分利用设计简图对建筑结构进行分析。相应计算简图的悬着直接关系到建筑安全性，所以必须谨慎，一定要选择科学合理的简图进行计算，否则很容易产生结构事故。

结论：

随着生活水平的不断提高，人们对于建筑设计的要求也是日益提高，比如建筑的抗震性、稳定性、安全性等等。所以，相应的设计工程师必须充分重视对建筑结构的设计，积极应用结构概念，从而尽量设计出符合人们需求的优秀的作品。

参考文献：

[1]周建祥.建筑结构设计中的结构概念应用分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2012(5)

[2]程骏.建筑结构设计中结构概念的有效应用[J].城市建设理论研究（电子版）,2012(7)

[3]程建伟.建筑结构设计中概念设计的应用与研究[J].低温建筑技术,2009(8)

[4]韦润忠.简述建筑结构设计中的概念设计和经验[J].科技资讯,2008(5)

第7篇：简述结构抗震设计原则范文

关键词：建筑；异形柱框架结构；设计

中图分类号：TU198文献标识码： A 文章编号：

1 异型柱框架结构体系的特点

特点：①柱肢厚通常采用180～200mm，肢厚基本与填充墙等厚，框架梁宽也同墙厚，室内不凸出梁柱，便于使用又美观，同时还增加了房间的使用面积，比相同形式的砖混结构可增加约8%～10%的使用面积；②柱的平面布置很灵活，异型柱结构的围护墙通常是非承重的轻质隔墙，受建筑的限制较少，这使得房间布置更加灵活，可很好地满足业主对大开间建筑的需求；③异型柱框架与矩形框架相比，抗震性能有明显的提高，质量减轻是其抗震性提高的主要原因，此外，抗侧刚度对抗震性能的提高也有一定的影响；④虽然增加了施工难度，但因扩大了使用面积，加之自重较轻，减少了基础费用，综合考虑总体经济效益较好。

2 异型柱框架结构的设计要点

2.1 结构布置

与—般钢筋混凝土框架结构相比，异形柱框架结构在结构布置时应注意以下要点：

（1）为了避免扭转带来的不利影响，结构平面宜尽量对称，使平面和刚度均匀，两个主轴方向应协调布置；如果有明显的不对称，应考虑扭转对结构受力的不利影响。

（2）异形框架宜双向设置，框架柱应对齐，框架梁应拉通，避免纵横框架梁相互支撑，使结构形成空间受力并具有足够的承载能力、刚度和稳定性，同时具有良好的整体性和较好的抗震性能。

（3）为了避免过大的外挑和内收，防止楼层刚度沿竖向的突变，竖向布置应力求体型规则、均匀，尽量避免错层。

（4）受力复杂部位的异形柱，宜采用一般框架柱。

2.2 适用的房屋最大高度和最大高宽

异形柱框架结构在6 度（0.05 g）抗震设防烈度区，房屋最大高度24 m，高宽比不宜大于4；异形柱框架在7 度（0.10 g）抗震设防烈度区，要求房屋高度小于35 m，层数小于12 层，建筑物的高宽比不宜大于5；在8 度（0.20 g）抗震设防烈度区，房屋高度小于25 m，建筑物的高宽比不宜大于4。另外，柱净高与截面长边之比，即长细比宜大于4 小于8。长细比小于4（即短柱），容易发生脆性剪切破坏；长细比大于8，易引起失稳破坏。

2.3 抗震等级

抗震等级的高低，体现了对抗震性能要求的严格程度，它是计算和构造上保证结构延性和变形能力而采取的必要措施。抗震等级一般根据地区的抗震设防烈度、结构类型、结构高度来确定。由于异形柱框架其延性低于矩形柱框架，因此其抗震等级也高于同高度的矩形柱框架结构。

3 设计实例

3.1 工程概况

某建筑地下一层（层高3.6 m），地上7 层（层高3 m），顶层为坡屋顶，总层高为3×7＋3.6＝24.6 m。经过研究讨论，该工程确定采用异形柱框架结构设计，地下本工程抗震设防烈度为7 度，异形柱框架结构的抗震等级为三级，异形柱结构弹性层间位移角限值为1/600，弹塑性层间位移角限值为1/60，轴压比限值：L 形0.60，T 形0.65，十字形0.70。

3.2 平面布置

（1）鉴于异形柱受力复杂且抗震性能不好，能采用矩形柱的地方优先采用矩形柱，对于卧室等对空间有要求的地方采用异形柱。

（2）设计时应和建筑师商量尽量使纵横柱网轴线对齐拉通，震害表明柱网轴线不对齐形不成完整的框架，可能因扭转效应和传力路线中断等问题引发严重震害。

（3）对于异形柱结构L 形柱宜采用两肢等长的柱，但是由于建筑方案地下室一侧为停车库，为了保证车子出入的宽度，这一排异形L 柱均采用不等长的柱，但保证两肢肢高比不超过1.6。

（4）在用PKPM 建模时，因为建筑图中有部分轴线间离不大，若建两个节点容易出现短梁，而且建两个节点柱子只能布置在一个节点上，另一节点上的梁程序不可以搭在此柱上，这样程序计算时容易出错，所以对此问题的解决办法是两轴线间离不大时，一轴线上的梁柱采用偏心方式布置在另一轴线上，这样就解决了短梁和不认梁搭柱的情况。

（5）电算建模中柱子配筋要采用双偏压原则，考虑双向地震作用计算。

3.4 PKPM 计算

PKPM 计算结果，见表1、表2。

表1 周期、地震力与振型输出文件（侧刚分析方法）

表2 SATWE 位移输出文件

PKPM 系统完成了异形柱的布置、计算、施工图设计，但在异形柱布置时，要注意偏心、转角的应用；在TAT 或SATWE计算时要知道异形柱的刚度计算、刚域计算、整体内力到柱肢内力的分配计算，特别是轴力的分配计算和异形柱的配筋计算；在绘制施工图时要了解异形柱的构造要求和角点筋的配置，架立分布筋的设置。

3.5 其他方面

顶层托斜层顶的柱，规程没涉及，它所受轴力、弯矩均不大，柱本身强度没问题，关键是顶部结构的整体性能。设计人员自动把握抗震设计的异形柱结构不应有的错层，原因是避免形成短柱，但楼梯处容易形成短柱，所以，在楼梯间两侧布置剪力墙，其他地方可用异形柱，但能用方柱的地方尽量用方柱。

4 结束语

第8篇：简述结构抗震设计原则范文

关键词：连续梁结构；震害损伤；震害控制

1.连续梁结构震害的损伤因素分析

根据桥梁结构震害的调查文献研究，以及结合实际的工程施工经验和规范标准，我们基本可以确定连续梁结构震害损伤的因素，具体情况如：

（1）上部结构震害。其中包括移位震害和碰撞震害两种，前者是桥梁伸缩缝和支座在地震的破坏作用力下，梁板出现纵向移动、横向错位和平面转动等；后者则结构梁板之间、边跨和搭板之间、边跨和桥台之间在地震的破坏作用力下，出现互相碰撞的破坏现象。（2）支座震害。连续梁的支座连接部位，是抵抗地震作用相对薄弱的位置，在破坏性的地震作用力下，如果支座存在缺陷，或者所采用的材料存在质量问题，则容易出现位移、与上下部结构脱离、丧失承载力等破坏现象。（3）下部结构震害。其中包括桥墩弯曲破坏、墩柱剪切破坏、框架墩破坏、桥台破坏四种，桥墩弯曲破坏属于塑性的破坏，表现出墩柱体开裂、混凝土块剥落、内部钢筋外露等现象，主要是因为在地震破坏作用力下，搭接或者焊接不牢固的纵向钢筋，或者配筋不合理的箍筋，降低了墩柱的延性能力；墩柱剪切破坏属于脆性破坏，容易造成墩柱和墩柱上部结构的坍塌，属于较为严重的破坏现象；框架墩破坏是因为本身剪切强度不足，地震破坏作用力下，盖梁、墩柱和节点等出现破坏；桥台破坏，是在地震破坏作用力下，桥台的地基失去承载力，从而出现滑移、碰撞、倾斜等震害现象。（4）基础震害。表现为基础土体滑动和软化，主要是因为在地震破坏作用力下，地基的承载力下降，出现扩大基础和重力式基础，另外还会产生沙土液化现象，降低了沙土的摩擦力，同时在上部结构的惯性作用下，形成各种形式的桩基础损伤破坏。

2.连续梁结构震害损伤的控制方法

鉴于连续梁结构震害损伤客观存在的损伤因素，我们需要在评估分析连续梁结构抗震性能的基础上，掌握桥梁震害风险的决策控制方法，最后针对损伤的连续梁，提出具体的控制方法。

2.1结构抗震性能的评估分析

连续梁结构震害损伤的控制，其前提是做好结构抗震性能的评估分析工作，以便选择合适的加固方法，其中常见的评估分析方法包括以下三种：首先是正常使用极限状态评估分析。具体原理是连续梁在地震破坏作用力下，结构处于极限状态，损伤结构在经过维修之后，整体结构依然可以继续使用，此时的评估分析对象主要是结构的损伤程度。其次是破坏控制极限状态评估分析。这种极限状态的评估分析，前提条件是结构在地震破坏作用力下，能够将地震的反应控制在允许范围内，并且一旦超出规定要求的范围之外，就会出现后期加固维修技术困难和成本叠加。再次是结构倒塌极限状态评估分析。这种极限状态，表明结构在地震破坏作用力下，已经出现严重的结构破坏，即便进行维修，也没有任何再次利用的价值，但仍然需要保证在没有任何外部附加荷载力的情况下，整体结构不会倒塌，以免造成人员的伤亡和国家财产的加剧损失。以上三种连续梁结构抗震性能的评估分析方法，适用于桥梁不同震害因素损失分析，但同时需要借助反映普法、非线性经理分析法和非线性时程分析法，方有可能全面掌握结构震害损伤的破坏情况，为连续梁的结构加固设计施工提供可靠依据。

2.2结构震害风险的评估分析

作为连续梁结构震害损伤的控制决策前提，桥梁震害风险的评估分析，是建立在全面了解结构抗震性能评估分析基础之上的，属于控制决策理论的重要组成部分，我们应该从应用的层面，将其提升到方法理论体系的高度，在对震害风险评估基本问题进行归纳总结之后，结合相关的数字分析模型，建立震害风险评估的理论框架。在此，我们一方面需要掌握震害风险的发生概率，另一方面是从震害风险损失模型中，得出结构震害风险事态，藉此让研究人员与决策人员在同一项目层面上展开充分交流。关于连续梁结构震害风险的评估流程，是在连续连使用期间遇到地震损害风险，针对具体的结构震害损伤，展开震害风险的评估分析，如果分析结果表示桥梁状况良好，则依据规范进行常规的养护维修；如果分析结果表示桥梁损伤状况严重，则需要分析和筛选风险源，并分析结构的力学性能和划分风险等级，然后做出合理的科学控制措施决策。至于桥梁震害风险的决策方法，主要有如下两种：一种是基于满意准则的决策方法，这种方法是秉着有效控制桥梁震害风险的基本原则，结合相关的决策效用函数，确定风险发生的概率和估测损失的大小，然后决策基本风险事态的控制；另外一种是基于最优原则的决策方法，旨在有效组合各种风险，然后利用贝叶斯等概率精算方式，预估风险发生概率和风险损伤程度，以及利用随机的优势，进行震害风险控制的决策。

2.3震害结构加固决策的总体构思

连续桥梁震害的结构加固决策，需要根据桥梁结构具体的震害损伤程度，制定具体的控制方案。在对于所有遭受地震破坏的连续梁结构，加固控制需要满足四方面的基本要求：一是提高桥梁结构的承载能力，确保可以满足正常使用状态的承载要求；二是改善截面腹板受力情况，控制裂缝损伤的扩大；三是改善截面翼缘部分的受力情况，防止桥梁上部结构混凝土受到挤压破坏；四是提高整体结构外形的完整性，满足行车的基本要求。为此，桥梁的加固控制，首先需要处理震害结构裂缝，采用压浆法修补宽度大于或者等于0.1m的裂缝；对于宽度小于0.1m的裂缝，采用封闭法进行修补；对于梁间位移产生的裂缝，要采用布筋修补法进行修补。其次是修补掉块或者剥落的混凝土，主要针对受力过大时，局部构件混凝土剥落或者松动掉块的问题，需要将这些混凝土剔凿，然后在清洗干净后，利用环氧砂浆进行修补。再次是增强腹板，将钢板固定在腹板位置，或者粘贴碳纤维，以增强腹板的截面刚度，提高桥梁下部结构的抗拉力和承载力。最后是加固改造翼缘，可以置换混凝土或者增设钢筋的方法，提高桥梁上部结构截面的抗压能力。除此之外，我们还需要结合结构震害损伤的具体情况，动载试验和静载试验损伤结构，合理安排加固施工的顺序，避免加固过程中造成损伤结构的二次损伤，一般的加固施工顺序为：清洗上部结构混凝土畸形表面―复位错位梁体结构―修补梁体结构裂缝―将铆钉打入腹板―将构造钢筋和钢筋网片植入翼缘破损位置―将混凝土灌注到翼缘破损位置―将防腐剂涂抹于加固钢板上。

3.结束语

综上所述，连续梁结构震害的损伤，常见的有上部结构震害、支座震害、下部结构震害、基础震害几种，这些震害损伤因素，严重威胁桥梁使用的安全性。为此，我们在评估分析连续梁结构抗震性能的基础上，同时借助反映普法、非线性经理分析法和非线性时程分析法，全面掌握结构震害损伤的破坏情况和掌握桥梁震害风险的决策控制方法，最后针对损伤的连续梁，提出合适的加固方法。

参考文献

[1]孙立，霍立飞，周锡元.桥梁结构地震损伤评估简化分析方法[J].北京工业大学学报，2008，（10）：1408-1052.

[2]邵长江，吴永红，钱永久.混凝土桥梁结构非线性地震损伤演化[J].中国公路学报，2006，（5）：41-45.

第9篇：简述结构抗震设计原则范文

市场经济高速发展的情况下，建筑开发商为降低房屋造价，较以往更为重视结构含钢量。一般在设计合同内对含钢量加以限制，这就对结构设计提出了更高的要求。作为结构设计师总是希望越安全越好，但作为投资方总是希望成本越低越好。建筑结构设计原则应该是：在安全、符合现行国家规范前提下，做到经济合理。

多高层钢筋混凝土住宅建筑要做到节省用钢量就必须从宏观上定性掌握，微观上定量控制。以下从几个方面来简述在实际工程中减少含钢量行之有效的措施。

1.合理的建筑方案

结构设计人员应积极介入建筑方案的设计过程，提醒方案设计人员在满足建筑功能布局要求的前提下尽量考虑到结构规范的限制。一般结构体系的不规则主要受建筑方案不规则的影响，主要表现为平立面形状及竖向构件的连续性等方面。影响建筑物结构用钢量的宏观因素，首先是建筑物的体型（平面长度尺寸及长宽比、竖向高宽比、立面形状等），其次是柱网尺寸、层高以及主要抗侧力构件所在位置等。优化建筑方案换言之选择适合的结构类型，这是问题的关键所在，其实这一步是建筑与结构的综合体现。一个经济性较高的工程，一开始就决定在建筑的方案里面了。

2.合理输入电算计算参数，合理控制规范要求的各项指标

目前国内使用较为普遍的电算软件SATWE，有大量的参数需要用户自定，这些参数的确定直接影响着含钢量的变化，因此， 必须弄清楚每个参数的内在核心意义，才能正确地选择。如周期折减系数、梁弯矩放大系数、梁刚度放大系数及各项地震录入信息。透彻理解《抗规》、《高规》、《高规补充规定》中提出的各项重要指标性要求，如六项比值指标：轴压比、剪重比、刚度比、位移比、周期比和刚重比，各项指标都存在间接或者直接的联系，是结构布置合理与否的真实反映；过刚或过柔的结构也是不合理的，过刚的结构换言之就是结构将吸收过多的地震力，代价就是用构件来抗力，也就是含钢量会增加。而过柔结构本来就是不符合结构稳定性的要求了，所以结构的合理性原则就是平衡和恰到好处。对于计算结果要进行认真分析，不能拿来就用。对个别计算结果明显不合理的部分，要采用多种计算方法或力学概念去分析，然后按照合理的计算结果和构造再进行配筋。

3.从常见构件设计的角度控制含钢量

3.1剪力墙配筋控制

首先必须是结构合理布置，那么边缘构件的配筋通常采用构造配筋。其次边缘构件分为加强部位和非加强部位两类，前者必须按约束边缘构件配筋，后者则按构造边缘构件配筋。不管是节点区还是其余墙段，前者的配筋量均远大于后者，因此在结构设计中严格区分抗震墙的加强部位和非加强部位，对钢筋用量而言是具有很大意义的，而随意扩大抗震墙的加强部位肯定会增加用钢量。抗震墙如能合理地布置、截面合理取值，其配筋多半不是内力控制配筋而是构造配筋，这样其节点区主筋、箍筋以及墙段的水平分布筋的配筋率都可按规范规定的最小配筋率配置。即使因建筑物的重要性等级较高而需要提高其配筋率，也应控制在较小的幅度内，否则将大幅增加用钢量。

3.2柱配筋控制

设计中应通过混凝土强度等级的合理确定来控制其截面尺寸和轴压比，使绝大部分柱段都是构造配筋而非内力控制配筋，此时柱主筋就可以按规定的最小配筋率或比其略高的配筋率选择主筋规格；至于柱箍筋的体积配筋率，由公式可以看出，采用高强度钢筋比低强度钢筋更可节省用钢量。多层及高层住宅建筑通常由于层高不大，柱主筋完全可以每两层连接一次，既减少了竖向钢筋的接头数量，又节约了钢筋。

3.3梁配筋控制

梁配筋大多由内力控制，但仍有小部分由最小配筋（箍）率控制。从梁主筋最小配筋率及梁箍筋配箍率公式中可以看出，要使梁的用钢量不太高，一是混凝土强度等级不宜过高，二是采用高强度钢筋，前者不仅可降低最小配筋（箍）率，更重要的是有利于作为受弯构件的梁的抗裂性能。对截面宽度较小的梁，当配筋量较大时往往需要放2～3 排钢筋，无疑将减小梁的有效高度，因此当不影响使用或建筑空间观感时，梁宽宜略为放大，尽量布置成单排主筋，尤其是梁截面高度不太大时，以达到节省钢筋的目的。梁承受集中荷载处要配置附加横向钢筋（加密箍筋及吊筋）。正常结构布置的楼层梁，每一处集中荷载一般都不太大，在通常情况下，仅在梁侧配置加密箍筋已经足够，若再加配吊筋则已能承受更大的集中荷载。但设计中盲目加大吊筋直径，既没必要又会造成钢材的浪费。

3.4楼板配筋控制

现浇混凝土楼板的厚度通常在100或以上，在此条件下宜将板跨增大，使其配筋为内力控制而非构造配筋，按此结果楼板配筋只有采用高强钢筋才能达到节省用钢量的目的。对于大跨度双向板，由于板底不同位置的内力存在差异，设计中不宜以最大内力处的配筋贯通整跨和整宽。为了节省用钢量，一般应分板带配筋， 其次当板底筋间距为100或150时，不需将每根钢筋都伸入支座，其中约半数钢筋可在支座前切断。当板面需要采用贯通面筋时，贯通筋的配筋通常不需也不宜超过规定的最小配筋率， 支座不足够时再配以短筋，这样既符合规范规定又可节省用钢量。

3.5构造钢筋控制

按照理论来说，当构件的配筋按照规范要求的最少配筋率来配置钢筋是最经济的，然而由于各种条件限制，对于不同类型的构件是难于实现的的。故各构件经济的配筋率如下：板配筋率控制0.25～0.5%；梁构件配筋率控制0.5～1.2%；柱、剪力墙属受压或偏心受压构件，其配筋一般由构造控制，在满足最小配筋率基础上，适当提高配筋率即可；基础等以冲切、抗剪控制的混凝土构件，满足受力及最小配筋率即可。

按照现行规范规定，构件最小配筋率与混凝土强度和钢筋强度有关。对于构造钢筋而言，选用HRB400级钢筋可大大降低最小配筋率，尤其在楼板配筋中体现的更加充分。对于剪力墙、柱、粱等构件选用HRB400级钢筋，可以充分利用其高强度，可以大大降低钢筋耗钢量，对钢筋加工、绑扎、施工周期都有很大的益处。推广使用HRB400级钢筋并不是浪费，而是充分利用钢筋的高强度，降低钢筋含量，节省成本的一种举措。故建议于结构设计过程中多采用HRB400钢筋，可大大降低结构的含钢量。

4.结语

美国抗震专家Mark Fintel说过，一个国家的抗震政策（体现在规范上），实际上是一个国家的政府愿意为他的人民在抗震方面投多少保险。所以国家富了，可多投些保险费，穷国只能适当少投。中国并非一个富有的国家，所以在某种程度抗震投入上来说相对于美国是应该减少或者是持平的。这是新时期建设对结构设计工作者提出新的要求，我们必须在确保设计满足结构安全，满足国家规范，尽可能合理的前提下，再对各结构构件进行精细化设计，使结构用钢量尽量控制在一个经济合理的范围内。

参考文献

[1] GB50010-2002混凝土结构设计规范[S]. 中国建筑工业出版社，2002.

[2] JGJ 3―2002高层建筑混凝土结构技术规程 [S]. 中国建筑工业出版社，2002.