抗震设计的基本原则精选(九篇)

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第1篇：抗震设计的基本原则范文

关键词：抗震概念设计；抗震计算方法；提高结构抗震性能的措施

中图分类号：TU37 文献标识码：A

1 抗震概念设计及思路

抗震设防的基本目的是在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏，保障人民生命财产的安全。为了实现这一目的，抗震设计规范以“小震不坏，中震可修，大震不倒”，即三水准的抗震设防要求作为建筑抗震设计的基本原则。

一般来说，建筑抗震设计包括三个方面的内容与要求：概念设计、抗震计算与构造措施。概念设计在整体上把握抗震设计的主要原则，减少由于建筑结构自身带来地震作用及结构地震反映的复杂性而造成抗震计算不准确；抗震计算为结构抗震设计提供定量依据；构造措施则是抗震概念设计与抗震计算的有效保障。结构抗震设计三个方面的内容是一个不可分割的整体，忽略其中任何一部分都可能造成抗震设计的失效。

建筑结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，从而避免结构出现比较敏感的薄弱部位，导致结构过早的破坏。假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用是抗震设计方法的前提之一，在此前提下才能以多遇地震作用进行结构计算与构造措施。

建筑结构抗震设计的基本原则包括：（1）结构的简单性，即结构在地震作用下具有比较明确的传力途径，结构的计算、内力及位移分析都易于把握。（2）结构的规则及均匀性，造型和结构布置比较均匀可以避免刚度、承载能力与传力途径的突变，以限制结构在竖向出现敏感的薄弱部位，建筑平面比较规则可以使建筑物质量分布与结构刚度分布协调，限制质量与刚度之间的偏心。（3）结构的刚度与抗震能力，结构布置应使结构在两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力、足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。

2 结构抗震计算方法及抗震验算

结构抗震计算可分为地震作用计算和结构抗震验算两部分。进行结构抗震设计时，在确定结构方案后，首先应计算地震作用，然后计算结构和构件的地震作用效应，最后再将地震作用效应与其他荷载效应进行组合，验算结构和构件的承载力与变形，以满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防要求。

结构抗震计算的方法包括：（1）底部剪力法，特点是忽略高振型的影响，假定结构地震反应以基本振型为主，将基本振型简化为倒三角形进行计算，但是计算精度稍差。（2）振型分解反应谱法，利用振型分解的原理和反应谱理论进行结构最大地震反应分析，计算精度稍高。（3）时程分析法，选用一定的地震波直接输入到所设计的结构，然后对结构的运动微分方程进行逐步数值积分，求得结构在整个地震时程范围内的地震反应，计算精度高。

为了满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防标准，《建筑抗震设计规范》规定进行下列内容的抗震验算：（1）多遇地震下结构允许弹性变形验算，防止非结构构件的破坏，如隔墙、幕墙、建筑装饰等的破坏。（2）多遇地震下结构强度验算，防止结构构件因承载力不足而破坏。（3）罕遇地震下结构弹塑性变形验算，以防止结构因过大变形发生倒塌。

3 提高结构抗震性能的措施

结构的抗震性能决定于结构的整体性、延性，而结构的整体性和延性与结构布置、结构整体刚度、结构节点和构件的延性和强度密切相关。

结构布置时宜考虑多道抗震防线，一个抗震结构应由若干延性较好的分体系组成，通过构件的链接协同作用，有意识地在结构内部、外部建立一系列分布的屈服区，使结构在先屈服的部分耗散大量的地震能量，而使最后的“防线”得以保存，便于结构修复。即通常所说的“小震不坏，中震可修，大震不倒”，同时设计中应做到的“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”。

如框架结构抗震设计原则为强柱弱梁设计，梁屈服后柱仍能保持稳定；框架--剪力墙结构抗震设计原则为连梁首先屈服，然后是墙肢，框架作为第三道防线；剪力墙结构抗震设计原则为通过构造措施保证连梁首先屈服，并通过空间整体性形成高次超静定。

结构应具有合理的刚度和承载力分布，建筑物的侧移刚度越大，则自振周期越短，地震作用也越大，要求结构构件具有较高的承载力。提高结构的抗侧刚度，往往以提高造价和降低结构变形能力为代价，因此在确定结构体系时，需要在刚度、承载力之间寻求较好的匹配关系。

垦利县育才华都工程为高层剪力墙结构，结构地上一层的侧向刚度小于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍，故采用地下室顶板作为上部结构的嵌固部位。在进行初步整体计算时，地震作用下局部X向最大层间位移角为1/900，超过了规范规定的1/1000。受地块限制，没有足够的场地布置车位，规划设计条件又要求车位比为1：1，所以地下二层必须设计为车库。受限于车库门最小净宽的要求，该部分剪力墙的长度无法再加长，经过多次试算，通过增加剪力墙连梁的高度提高了该部位的抗侧刚度，从而使层间位移角得到改善，满足了规范要求。

结构应采取的构造措施，对于多层砖砌体结构，在构造上应采取设置构造柱、现浇混凝土圈梁、在砖砌体内配置横向和竖向钢筋等措施。对于多层砌块结构在构造上应采取设置钢筋混凝土芯柱、圈梁等措施。对于钢筋混凝土结构，应通过混凝土材料、截面尺寸、纵向和横向的配筋来避免剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土的压碎先于钢筋的屈服、钢筋的锚固黏结破坏先于构件的破坏。

山东威迪车轮有限公司倒班宿舍工程为四层砌体结构，依据《建筑抗震设计规范》在纵横墙相交处及楼梯间四角分别设置了现浇钢筋混凝土构造柱，并在每层楼面或屋面处设置现浇钢筋混凝土圈梁，使得构造柱、圈梁及钢筋混凝土楼板现浇为一空间整体，增强了结构整体稳定性，从而提高了该工程的抗震能力。

4 结束语

近几年，四川汶川、雅安及青海玉树等多地发生地震，且震害较严重，因此做好抗震设计是十分必要的，不仅要掌握好结构的抗震计算及抗震措施，更要注重结构的抗震概念设计。

参考文献

[1] 混凝土结构设计规范 GB 50010-2010 中国建筑工业出版社

[2] 建筑抗震设计规范 GB50011-2010 中国建筑工业出版社

[3] 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010 中国建筑工业出版社

[4] 高层建筑钢筋混凝土结构概念设计方鄂华编著，机械工业出版社

第2篇：抗震设计的基本原则范文

关键词：抗震设计；设防目标；基本原则；结构体系

引言：随着我国经济的快速发展和城镇化进程的加速推进，城市人口越来越密集，城市规模也越来越大，人们对住房的需求也越来越多，这无疑给建筑行业提供了良好的发展机遇。然而，近年来随着地震的多发，尤其是汶川大地震后，人们对建筑结构的安全性能提出了更高的要求。因此，探讨建筑结构的抗震设计具有非常重要的现实意义。

一、抗震设防目标及抗震设计方法

1.1抗震设防目标

与风荷载相比，地震作用并不常发生，且持续的时间很短，但强烈的地震对建筑物造成的破坏和引起人员伤亡、财产损失却非常大，这从汶川地震、玉树地震、智利地震等中国和世界其他各国发生的大地震我们可以看出。针对地震这一特点，从安全、合理、经济的角度出发，我国现行的抗震规范把抗震设防目标定为“三水准”目标，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。 小震不坏，当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用，此时建筑结构应保持弹性状态而不损坏；中震可修，当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用，此时建筑结构进入非弹性工作阶段，但非弹性变形或结构体系损坏控制在可修复的范围；大震不倒，当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物可能发生严重破坏，但不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏，此阶段结构有较大的塑性变形。

1.2抗震设计方法

对于如何实现“三水准”抗震设防目标，我国规范则要求采用二阶段的设计方法来实现。第一阶段设计是承载力和使用状态下的变形验算；第二阶段设计是弹塑性变形验算。对大多数的结构，可只进行第一阶段设计，而通过概念设计和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求。对特殊要求的建筑和地震时易倒塌的结构，除进行第一阶段设计外，还要按大震作用时进行薄弱部位的弹塑性层间变形验算和采取相应的构造措施，实现第三水准 （大震不倒）的设防要求。

二、建筑结构抗震设计中的一些基本原则

为了使建筑结构具有良好的抗震性能，确保设计方案的科学性和可行性，达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的要求，在进行抗震设计的过程中需要讲求方法，并且遵循如下几项原则：

2.1合理选择结构体系

抗震结构体系是抗震设计应考虑的最关键问题，对安全和经济起决定性的作用，是综合的系统决策。按结构形式来分，目前比较常见的结构体系有框架结构、剪力墙结构、框剪结构、框筒结构、筒体结构等。每种结构体系都有自身的优点和缺点，结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多因素影响，是一个综合的技术经济问题，需进行周密考虑确定。选择一个合理的结构体系，不但能够保证建筑的安全，还能降低成本，达到安全与经济的平衡。

2.2尽量设置多道抗震防线

一个抗震性能良好的结构体系需要有多个延性较好的分体系组合而成，并且由延性较好的结构构件连接协同工作，从而形成多道抗震防线。由于在一次地震之后将会伴随着多次余震的出现，如果在结构设计时只有一道防线，那么在房屋建筑遭到第一次破坏之后再遭余震，就会因为损伤积累导致房屋建筑物坍塌。抗震结构体系应该有最大可能数量的内部和外部冗余度，在设计中需要有意识的建立起一系列分布的屈服区，这样能够使结构吸收和消耗大量的地震能量，从而能够提高房屋建筑的抗震性能。如框架结构采用强柱弱梁设计，梁屈服后柱仍能保持稳定，框架-剪力墙结构设计成连梁首先屈服，然后是墙肢，框架作为第三道防线，剪力墙结构通过构造措施保证连梁先屈服，并通过空间整体性形成高次超静定等。

2.3 重视概念设计

概念设计是结构抗震设计的首要问题。抗震概念设计是指一些在计算中或在规范中难以作出具体规定的问题，必须由工程师运用“概念”进行分析，作出判断，以便采取相应的措施。例如结构破坏机理的概念，力学概念以及由震害试验现象等总结提供的各种宏观和具体的经验等，这些概念及经验要贯穿在方案确定及结构布置过程中，也体现在计算简图或计算结果的处理中。有很多专家通过总结历次地震灾害后发现，对于结构抗震设计来说，“概念设计”比“数值计算”更为重要。因此，在设计中过程更加重视概念设计，可以有效地提高结构自身的整体抗震能力。

三、建筑专业对抗震设计的一些影响

单从结构专业自身来讲，结构形式越简单在地震作用下的传力途径就越明确，结构的计算模型、内力和位移分析以及限制薄弱部位出现也较易于把握，对结构抗震性能的估计也比较可靠。但这往往受到建筑平面、立面等因素的影响。

3.1建筑平面对抗震设计的影响

建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。内墙的布置、房间的数量和布置、柱距、通道和楼梯的位置、电梯井的布置等，对结构布置往往有着非常重要的影响。有的建筑平面布置上，经常出现内隔墙不对齐或中断，使刚度发生突变和地震力传递受阻，对抗震也带来不利，客易引起应力集中，导致结构的局部破坏。因此，建筑平面布置尽量简单规则，尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀，对称协调，避免突变，防止产生扭转效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件，使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体，充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。

3.2建筑竖向对抗震设计的影响

建筑竖向布置对抗震设计的影响主要反映在建筑的竖向变化使得结构布置在竖向上出现质量和刚度、承载力不均匀变化甚至是突变的情况。无论是单层或多层，还是高层建筑或超高建筑，这个问题是比较突出的。存在的这个主要问题是，由于建筑使用功能的不同要求，如底层或下面几层是商场、购物中心，建筑上要求是大柱距、大空间；而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼，低层设柱、墙很少，而上面则是以墙为主，柱很少。有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅，在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。沿建筑物竖向，建筑造型和结构布置应当比较均匀，避免刚度、承载能力和传力途径的突变，避免结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层形成薄弱部位，这些部位会产生过大的应力集中或过大的变形，容易导致结构过早的破坏。

四、抗震设计时盲目加大配筋的影响

在以往的实际项目设计过程中，有时会遇到建筑使用功能未确定或者多变的情况，在建立模型时加大荷载，在配置梁钢筋时心里没底又盲目加大梁钢筋。实际上，这种层层加大的做法对抗震设计是不利的。因为不合理的加强梁配筋或者是在施工中以大代小、改变抗侧力构件配筋的这些做法会导致结构一些部位设计超强，其他部位出现相对薄弱的现象，违反强柱弱梁、强剪弱弯、强底层柱、强节点等这些设计原则，最终导致结构整体抗震性能下降。因此，在设计的过程中需要正确处理好构件的强弱关系，不能在该薄弱的地方加强，而该加强的地方却出现薄弱。

五、结束语

建筑结构抗震设计对一个建筑物在地震作用下的安全性起着至关重要的作用。如何做到发生地震时最大限度地保护人民的生命财产安全，要求每个结构设计人员提高专业技术水平和加强理论修养，结合世界其他国家先进的抗震经验和先进技术，切切实实地运用到抗震设计中去。此外，一个优良的抗震设计，除了要求结构设计人员有着良好的专业素养，还需要建筑专业与结构专业相互配合，紧密合作。在此基础上，才能既保证建筑的安全性，又兼顾建筑造型，满足使用功能要求，得到一个安全、美观、经济的建筑，从而真正实现我们国家规定的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标。

参考文献

[1]寇秀梅.结构设计中的抗震设计问题[J].中国西部科技，2008（06）.

[2]李智建，石延明.浅谈建筑结构设计中的抗震设计[J].科技资讯，2009（12）.

第3篇：抗震设计的基本原则范文

关键词：现代住宅建筑；抗震；抗震设计

中图分类号：TU2 文献标识码：A建筑结构工程师是住宅建筑抗震性能好坏的主要责任人，其建筑进行的抗震设计目标是竣工后的住宅建筑结构在刚度上、强度上、延性性能等多种性能可以到到最大值，从而可以实现我们常说的“小震不坏，中震可修，大震不倒”。但是，地震往往存在着诸多的不确定的因素，它对住宅建筑的破坏机理是十分复杂的，地震又都是往复循环的对建筑进行破坏，所以建筑设计师是很难充分的考虑到建筑结构的空间作用、材料时效、非弹性性质等诸多的结构内力因素的，计算机的水平也不够完善，因此现代的住宅建筑结构在遭遇地震时并没有特别良好的抗震能力。

1 现代住宅建筑抗震设计的基本原则

1.1 尽可能多的设置抗震防线。①若干个延性较好的体系才可以组成一个良好的抗震结构体系，并且这若干个延性较好的分体系的结构构件还应该协同工作的。②往往地震都不是只发生一次，特别是级别较高的地震，其第一次地震之后往往伴随着多次的余震，如果只设置一道抗震防线，当建筑面对地震之后伴随而来的余震时，建筑往往会失去抗震能力而导致倒塌。住宅建筑的抗震结构体系应有意识建立屈服区并尽可能多的留有外部及内部的冗余度，而主要的消耗地震震能的结构构件也应具有较好的刚度及延性，这样抗震结构便可以最大化的消耗地震震能，从而提高建筑的抗震性能，建筑也不会在地震中倒塌。③要准确处理好抗震结构构件的强弱关系，当主要耗能的结构构件达到屈服状态时，同一楼层内的其他构件应当仍处于弹性状态，这样有效的屈服便可以保持的时间更长，也就提高了结构构件的抗震性能及延性。④在抗震结构的设计中对结构设计不应差距过大，如果某一部分的结构设计太强，那么其他部位的结构构件也就相对较为薄弱，这样就可能会导致在地震到来时，过强的结构还没有展现抗震能力，住宅建筑的建筑结构已经瞬间倒塌了。

1.2 抗震结构构件必须具有足够的承载力、刚性、延性等抗震性能。①住宅建筑的抗震结构构件应遵守四强三弱原则，即“强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件，强底层墙”。②抗震的主要耗能结构构件应当采用承受横向荷载的构件，不宜采用承受纵向荷载的构件。③对于在地震中可能抗震性能较为薄弱的结构构件，应采取一定的措施从而提高其抗震性能。具体有以下四种措施：由于在强烈的地震条件下，结构构件是不存在安全储备的，因此往往判断构件抗震性能是否薄弱的基础就是抗震构件的实际的承受荷载的能力；当楼层部位的实际的承载能力与在进行建筑设计时所设计的弹性受力的比值有突变时，便会导致塑性变形的集中，从而减弱楼层部位的抗震性能，因此这个比值必须是均匀的；应注意建筑抗震结构个部位的抗震性能的协调，避免结构局部抗震性能的加强；在进行建筑结构的抗震设计时，应有意识的控制控制抗震性能较为薄弱的部位，在不产生位移的情况下具有足够的抗变形能力，这也是提高薄弱部位抗震性能的有效的措施。

2　现代住宅建筑抗震设计的常见的问题

2.1 抗震结构的平面布置的问题：在同一结构单元内，抗震结构的刚度不均匀，平面形状不对称，结构的平面长度太长，抗震结构整体的外形凹凸变化尺度过大以不对称、不规则。

2.2　两种不同的受力体系存在与同一个抗震结构的单元中。如同一结构单元中一半采用全框架承重受力，而另一半采用砌体承重受力；又或是一般采用砖墙落地承重受力，而另一半采用底框承重受力。当存在两种受力体系时，抗震结构的纵向刚度与横向刚度会产生抵消甚至是突变，这对结构的抗震性能是非常不利的。

2.3　抗震结构中的抗震构造柱设置不当。有的结构不设置抗震构造柱，如大厅死角；有的抗震结构有设置了过多的抗震构造柱，如纵墙和山墙的交接处。

2.4　抗震结构平面布局的刚度不均匀。根据抗震的设计要求，建筑的平面及立面应对称并规正，平面布局的刚度应分布均匀。

2.5　抗震结构的抗震等级掌握不准确。有的抗震等级需要高，设计时却降低了；相反的有的低设计时却提高了，设计抗震结构时，应对建筑的土类型、结构类型、建筑高度等做综合评定，如果这些综合评定评定不准，则抗震等级也不准确。

2.6　抗震结构的其他问题。有的抗震结构南侧是柱子，而北侧是纵墙，这会造成建筑的南北刚度不均匀；有的设计抗震结构时纵墙不落地而横墙，这就变成了纵向框支；有的抗震结构只有框支，底层却没有横向落地抗震墙；有的内框砌体抗震结构没有纵墙，取而代之的是大空间的隔断设计。上述种种的抗震结构问题都存在着严重的抗震隐患，这些是需要引起建筑结构设计师高度的重视的。

3　提高住宅建筑抗震性能的措施

有抗震要求的住宅建筑应同时满足强度、刚度及延性的要求，由于钢筋混凝土的自重较大，住宅建筑的承担的轴力会随着楼层高度的增加而增加，提高结构构件的延性就必须将轴压比控制在一定的范围内，这样就会导致柱的截面面积增加，也就是形成了短柱甚至是超短柱。由于短柱本身的延性很差，所以在发生地震时建筑就会因短柱结构破坏而倒塌。因此，提高了混凝土短柱的延性也就是提高了混凝土短柱的抗震性能，可以从以下三方面，提高混凝土短柱的抗震性能。

3.1　提高短柱的受压承载力。短柱的受压承载力提高了，也就是意味着短柱截面减小了，短柱的剪跨比提高，也就是提高了建筑结构的抗震性能。提高混凝土的强度等级是提高短柱受压承载力的最直接的方法，但是需要注意的是高强度等级的混凝土本身延性较差，所以使用高强度的混凝土时应其他抗震措施配合使用。另外，钢管混凝土也可以提高短柱的受压承载能力。

3.2　采用分体柱。当地震到来时，短柱往往是因为自身的抗剪强度不够而导致实效倒塌，短柱本身的抗弯强度比抗剪强度要高很多，所以认为降低短柱的抗弯强度，使短柱的抗弯强度低于抗剪强度，这样地震到来时，短柱便不会失效。降低短柱抗弯强度的方法就是采用分体柱，即将原有的短柱分为2个或4个柱肢组成的分体柱。

3.3　采用钢管混凝土柱。钢管混凝土是将混凝土填入到圆形钢管内而形成的钢管混凝土的组合材料。混凝土在钢管内部受到约束并呈现三面受压状态，这样混凝土的抗压强度便得到了很大的提高，混凝土的延性也得到了提高。如果选用钢管混凝土和合适的套箍指标做成柱子，柱子的承载便会大幅度的提高，钢管混凝土柱的柱截面比普通的钢筋混凝土柱的柱截面要小一半以上，这样便消除了短柱并且提高了柱本身的抗震性能。

通过以上论述，我们对现代住宅建筑抗震设计的基本原则及建筑抗震设计所存在的问题进行了详细的分析，并提出了提高住宅建筑抗震结构的抗震性能几种方法。只有做好了住宅建筑的抗震设计，住宅的居住居民住的才能够安心，建筑业才可以蓬勃的发展起来。

参考文献

[1]郭继武.建筑抗震设计[M].中国建筑工业出版社，2006.

[2]胡庆吕.钢筋混凝土房屋抗震设计[M].地震出版社，1991.

[3]刘大海.高层结构抗震设计[M].中国建筑工业出版社，1998.

第4篇：抗震设计的基本原则范文

【关键词】土木工程；结构；设计；抗震

中图分类号：S611文献标识码： A

一、前言

随着我国社会的发展，我国的建筑结构设计也有了很大的发展。因此在对土木工程进行结构设计时，要加入对建筑物的抗震性能的相关设计，从而控制建筑结构的抗震性，使土木工程有更高的安全保障。所以对土木工程结构设计中的抗震研究是一件非常有意义的事情。

二、抗震概念设计的基本原则

1.建筑场地选择的基本原则

场地条件是造成建筑物震害的重要原因，因此在选择建筑物场地时，工程师应该注意掌握场地的工程地质、地震活动和地震地质等会影响工程的因素，并结合工程的实际需要，对抗震有利、不利和危险地段做出综合评价。选择对建筑抗震有利的地段，例如平坦、开阔的坚硬场地土；避开对建筑抗震不利的地段，当无法避开时，要采取有效的抗震措施。

2.建筑体型的确定原则

建筑物体型应力求简单、规则、对称，质量和刚度变化均匀，以减少地震作用产生的形、应力集中及扭转反应。

3.选择合理的抗震结构体系

结构布置应具备多道抗震防线，多道设置抗震防线是为了防止由于地震的连续性对建筑物带来的多次冲击，以提高建筑物的防震能力。

结构应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和耗能能力，避免地震对抗震结构体系的破坏，同时结构的刚度和强度需分配合理，避免薄弱环节出现。而一旦薄弱环节的出现，就要采取有效的加强措施。

4.非结构构件的处理

考虑到结构可能在地震中会变形，建筑幕墙等应采用可靠的连接方法，加强非结构构件件的预埋件锚固部位，承受来自建筑非结构构件带给建筑主体的震力。墙体材料方面要优先考虑轻质材料。刚性护墙沿纵向宜均匀对称布置，与主体连接可靠，才能适应结构向不同方向的位移。

三、选择抗震体系类型

合理选择建筑的抗震结构体系决定了建筑结构的安全性和经济性。具体而言，应注重以下三方面的设计：

第一，建筑结构体系应当避免因部分结构或构件的破坏而导致整个建筑结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计的一个重要原则就是结构应当具有必要的赘余度、良好的变形能力和内力重分配的功能，地震中，即使一部分构件退出工作，其余部分构件仍能承担起竖向荷载，避免整体建筑结构失稳。

第二，建筑结构体系应当具有清晰明确的计算简图和恰当合理的地震作用传递路径。在这过程中，竖向建筑构件的布置，应尽量使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平接近均匀；楼屋盖梁体系的布置，应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去；转换结构体系的布置，应尽量做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载通过转换层一次至二次转换。另外，建筑的整体抗侧力结构体系也必须明确，抗侧力结构一般由框架、简体、剪力墙、支撑等组成，它们宜尽量连续贯通。

第三，建筑结构体系应当具有合理适度的强度和刚度。宜具有合理恰当的强度和刚度分布，防止和避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的塑性变形集中或应力集中；建筑的框架结构设计应使节点基本不被破坏，底层柱底的塑性铰宜形成晚，应当使柱、梁端的塑性铰出现得尽可能地分散；对于可能出现的薄弱部位，应采取适当措施提高抗震能力。

四、抗震概念设计的几个基本点

1.震感强烈的地震在自然灾害中破坏性非常大。近年来，频繁的地震灾害造成了巨大的损失，抗震概念设计在建筑结构设计中所占的比重也越来越大，研究水平也大大提高，这就需要建筑设计师们更加精细的进行研究设计。因此,应当针对地震形态,制定结构抗震概念设计的原则,并保证其灵活的运用,使建筑物具有可靠的抗震性能。

①需要简练的形状。第一，设计建筑结构上的简练精细可以使结构一目了然，而且也更加容易清晰明了的对各个构件的受力情况进行分析，这样就能在受力数据的分析中保证并大大提高了精准程度。其次,简单的建筑构造还减轻了地震对建筑物的破坏,减少了工程整体的薄弱环节,提高了建筑物的整体抗震能力。

②均匀的进行竖向的设计。竖向的均匀在设计过程中是必须要第一个考虑的，设计过程中，对于建筑横隔层，其上下结构比例的竖向收进尺寸必须要精确把握，为了分隔层称重均匀达标，一定要对竖向受力进行具体的分析。必须要整齐规则的开设洞口，使刚度与强度在整体结构上进行提升与增强，确保不会因为突然的外力状况造成刚度的突然变化，是整体结构造成扭曲。

③进行合理有效的整体设计。按照建筑要求进行基础的设计，避免基础因为设计问题使得承载能力的刚度强度无法达标，可靠稳定的连接上部的构件。对柱体、基础、隔板、楼盖基础的链接位置要保证充足的抗力和刚度，所有的部件应当牢固并紧密的连接和协同在一起，在水平和竖向的抗震性能上一定要进行增强。

④合理整齐的进行结构的规划。结构规则能保证建筑结构有一个对称的整体布局,包括立体刚度对称和外形对称,提高建筑抗侧力。并且保证质量对称,能使建筑物均衡抵御外力,很好的避免重心偏离,从而增强结构的抗震性能。

2.重视结构抗震概念设计

第一，当下国内经济发展迅速，大大提高了科技知识的水平。当今的社会分工已经越来越细致，在这种状态下的企业，对复杂冗余的数据进行精确的计算包括运作整体系统，手工与思维已经渐渐被计算机所取代，这往往使非规范性的应用方式被人们忽视。因此,概念设计在建筑结构抗震设计中的重要性被重新提取出来,更受愈来愈多建筑行业学者的强烈关注。此外，高层建筑结构非常复杂，而地震发生时的动力也非常不确定，这样就更会造成计算结果的误差。所以，概念设计在结构抗震设计中更应该被重视。

第二，合理性与实际性是概念设计的两大特点，仅仅只是计算数据和统计资料是无法满足一个立体的实物的建筑物的设计，要满足这一条件只有靠概念设计的实施。概念设计主要是经过对结构理念的整体架构,向人们呈现出一份比较真实的、适用的客观实体,从而优化建筑结构抗震设计。比如,结构平面或者竖向出现严重不规则或整体性差,那么仅仅按现有的结构设计计算水平,很难保证结构的抗震性能。

运用有效的手段来加强结构抗震的性能。经过对大量地震灾害建筑损坏的实例分析和统计整理，通过大量的实践经验，专家们才归纳出建筑抗震概念设计理念。在建筑抗震设计中，抗震概念设计是十分重要的一项，必须要非常重视。

第一，地震的外力能量在建筑物传递的过程中所经的传递与吸收的途径，一定要进行合理的布局，要确保构件双向抗侧力体系的形成，就必须要确保支柱和墙与梁的中轴线在同一个平面上。

第二，抗震结构一定要按照抗震等级来采用相应的措施，对梁和柱还有墙的节点应当分别处理，在地震发生时应当达到三个水准的设置防护标准，保证建筑的结构安全可靠。同时也需要确保在地震来临时钢筋混凝土结构保持良好的承载力与延展性。建筑的延展性必须要得到强化，合理有效的分布构件的强度和刚度，确保地震能量能被有效的吸收。在结构设计过程中如果要保证节点基本不被破坏，那么框架结构设计一定要使同层各个柱的两端屈服历程加长。要较晚的形成底层柱的柱底塑性铰，分散梁和柱端的塑性铰，这样才能是抗震能力在整体结构上有效的体现出来。

五、结语

随着建筑行业的不断发展，土木工程作为建筑行业中的重要工程，有着极其重要的地位。在土木工程的结构设计中，抗震研究的进行对建筑结构的性能和稳定性有着非常重要的作用。所以相关工作人员要重视结构抗震的概念设计，从而更好地表现抗震理念并进行实行，促进和发展当今建筑结构的抗震设计，提高建筑结构的安全和稳定性能。

参考文献

[1]何聪，汪鹏飞 土木工程抗震研究——浅谈隔震技术在建筑结构设计上的应用 [J] 《中国科技博览》 -2011年30期-

[2]郝敏 浅谈土木工程结构设计中的抗震研究 [J] 《黑龙江科技信息 》 -2013年26期-

第5篇：抗震设计的基本原则范文

【关键词】：概念设计；建筑结构；基本原则；总体布置

中图分类号： TU3文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

The discussion of seismic concept design for buildings

【Abstract】：This article describes the definitions and basic principles of the concept design, emphasis on concept design foe building structure design significance and important. Proposed reasonable to determine the general arrangement of the building structure to make the structural design safer, more suitable, economical and reliable.

【Keyword】：Concept design; Building structure; Basic principles; General arrangement

1 前言

建筑抗震概念设计指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程[1]。为保证建筑在强烈地震下的安全，工程界许多院士、设计大师特别强调：“建筑应按抗震规范概念设计的要求，采用体系合理、具有多道抗震防线、楼屋盖整体性强的结构”。

2 抗震概念设计的基本原则

结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免结构出现敏感的薄弱部位[2]。作为一个结构工程师，首先应根据建筑功能要求、地理环境条件及所构思的结构总体系，心中有一个多道防线、刚柔结合的理想刚度目标，即应具有一定大的刚度和承载力来抵御风荷载和小震，在风和规范设防烈度水准的地震作用下，能保证结构完全处于弹性工作状态。并且还应在第一道防线的有意识屈服后，在结构变柔的同时仍具有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御未来可能遭遇的罕遇大地震。下面重点阐述结构抗震概念设计的基本原则：

2.1 结构的简单性

结构的简单性可以保证地震力具有明确而直接的传力途径，使结构的抗震分析更符合结构在地震时的实际表现，所得分析结果具有更好地可靠性，据此设计出来的结构的抗震性能更有安全可靠保证。为了保证结构的简单性，建筑体型应力求简单。

2.2 建筑形体及构件布置的规则性

规则的建筑结构体现在体型简单，抗侧力体系的刚度和承载力上下变化连续、均匀、平面布置基本对称，没有明显的、实质的突变。避免侧向刚度和承载力突变，使荷载合力作用线通过结构刚度中心，以减少扭转的影响。

规整平面中，如果结构刚度不对称，在地震作用下仍然会产生扭转。例如：在1972年的马那瓜大地震中，国际大师林同炎设计的尼加拉瓜马那瓜市18层美洲银行采用对称布置的剪力墙核心筒结构，只有8～17层核心筒体的连系梁上有轻微的斜裂缝，其它都完好，而相距很近的15层中央银行采用双柱框架（框架梁跨度达12.50m）结构并将两个电梯井筒偏置在一端，抗侧力刚度中心和质量中心之间的偏心距太大而遭受严重破坏，甚至部分倒塌，修复费用高达房屋造价的80％，这充分证明结构概念设计的重要性。

2.3 结构的抗侧力刚度和抗震能力

结构布置应使结构能抵抗任何方向的地震作用，通常将结构构件组成正交面内的结构网格，以保证在两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力。层数较多的高层建筑，不宜采用刚度较小的框架体系，而应采用刚度较大的剪力墙、框架-剪力墙、筒体和板柱-剪力墙等抗侧力体系。

为保证建筑结构具有必要的刚度，目前世界各国的抗震设计规范都对结构的抗侧刚度提出了明确要求，具体的做法是，依据不同结构体系和设计地震水准，给出相应结构变形限值要求。

除抗侧力刚度外，结构必须有足够的抗扭转刚度，以防止在不同结构构件中产生不均匀的扭转。为此，主要的结构抗震受力构件应靠近结构周边布置，可以有效提高结构的抗扭转能力和刚度。

2.4 结构的整体性

结构抗震的整体性，涉及体系的空间整体性能、合理地传力途径、各部分动力特性的协调和分道防线等。结构的整体性是保证结构各部件在地震作用下协调工作的必要条件。结构应具有连续性，施工质量好的现浇钢筋混凝土结构具有较好的连续性和抗震整体性。构件间应有可靠连接、保证各个构件充分发挥承载力，使之能满足传递地震力时的强调要求和适应地震时大变形的延性要求[3]。

多、高层建筑结构中，宜设置多道抗震防线。所谓多道防线，通长指的是：第一，整个抗震结构体系由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。第二，抗震结构体系具有最大可能数量的内部、外部赘余度。建筑的倒塌往往都是结构构件破坏后致使体系变为机动体系的结果，因此，结构的赘余度越多，进入倒塌的过程就越长。在地震作用下，结构上每出现一个塑性铰，即可吸收和耗散一定数量的地震能量。在整个结构变成机动体系之前，能够出现的塑性铰越多，耗散的地震输入能量就越多，就更能经受住较强地震而不倒塌。

楼盖对于结构的整体抗震性能起着非常重要的作用。实际上，楼盖在水平地震作用下相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构，而且要使这些子结构能协同承受地震作用，特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼盖使抗侧力子结构能协同工作。

3 建筑结构的布置

概念设计所涉及内容很多，要考虑各个方面的影响。具体包括分析所选定结构体系的受力特点，了解地震力和竖向荷载的传递途径及内力重分布的趋向，有效的布置结构构件。预计结构的破坏过程和破坏机制，以加强结构的关键部位和薄弱环节。注意建筑结构的连接整体性，做到小震不坏，大震不倒。尽量使结构的强度和刚度在平面内沿高度均匀分布，避免应力过度集中。估计和控制塑性铰区出现的部位和范围，有针对性的进行构造布置。多布置高延性的耗能构件，使结构具有多道抗震防线。考虑非结构构件对主体结构抗震产生的有利影响和不利影响，保护和防止这类部件的破坏和坠落[4]。此外，还要与其他各专业密切配合，提高建筑的使用功能，满足造型的多样化。

2008年汶川地震灾区破坏的房屋有一定比例是由于抗震概念设计方面存在缺陷造成的。例如：平面布局不规则、抗侧力构件竖向不连续、强梁弱柱、结构整体没有二道防线、填充墙与主体结构拉接不足、抗震缝处置不合理等。因此，一定要重视概念设计，提高结构的整体抗震能力。

4 结语

随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，对建筑结构设计提出了更高的要求。在结构设计中应从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震构造措施，使建筑结构设计更加安全、适用、经济、可靠。

参考文献

[1] GB50011-2010.建筑抗震设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2] 李国胜.混凝土结构设计禁忌及实例[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2007.

第6篇：抗震设计的基本原则范文

【关键词】建筑；结构设计；抗震设计

1 导言

随着社会不断进步与发展，人们在生产生活中的用地面积逐渐增加，对物质生活的质量要求不断提高，所以在房屋建筑方面一直呈现建筑高层及超高层的趋势。这种高层建筑的结构实质上来说很复杂，为了保证这类高层建筑的抗震能力，对建筑设计中的抗震设计来说是相当大的挑战。建筑结构设计中的抗震设计是一种复杂并且系统性极强的工作，从建筑的选址到建筑的结构设计都要进行严谨的抗震设计，根据不同的建筑项目，不同的抗震方法进行不同的建筑设计及抗震设计，保证建筑的抗震能力符合其结构设计。所以在对房屋建筑进行建筑结构设计时应根据建筑的特点选择合适的抗震设计。

2 建筑结构设计中抗震设计的基本原则

2.1建筑结构构件的性能

在进行建筑设计时，承载力、稳定性等建筑结构构件是抗震设计考虑范围内的重点内容。其中应遵循强柱弱梁、强节点弱等结构构件的基本原则。对于构件的薄弱部位进行重点的抗震能力设计。

2.2抗震防线的布设点设计

延性设计是抗震设计中的重要组成部分。延性良好的体系进行组合形成抗震的整体结构，为更好的实现抗震设计需要延性良好构件之间的协作。在建筑结构设计时应尽量多布设抗震防线，预防余震的发生。

2.3建筑结构构件的强弱关系

在进行建筑结构设计时应注意构件间的强弱关系。在抗震设计的过程中若出现一部分较强情况，则必定存在其薄弱的地方，强弱两者间必须正确处理。

3 建筑结构设计中抗震设计需注重的问题

当前，一些建筑设计人员没有形成对抗震设计的正确认识，导致在设计过程中出现安全隐患，基于此，笔者针对建筑结构设计中抗震设计需注重的问题进行论述，包括选择有利的建筑抗震场地、慎重选取建筑结构体系以及强调建筑物的平面布置规则性等。

3.1选择有利的建筑抗震场地

建筑结构的抗震设计中要十分注重对建筑抗震场地的选择，对建筑抗震有影响的场地会大大降低建筑结构的整体抗震能力。地震灾害发生时会引起不同于平常的地表位置错动，在不同性质、不同结构的场地上的建筑物受地震的侵害程度也不一致。剧烈的地层震动会破坏建筑结构，若加之场地选择不当，建筑结构会被破坏的更严重，甚至会导致建筑的坍塌。因此，选择建筑场地时要避免建筑的场地，比如土层软弱或砂土易被液化等地段。如果很难避开这些地段，就需要进行适当的改造，根据确定的抗震级别进行相应的地基加固措施。

3.2慎重选取建筑结构体系

建筑结构抗震方案的设计是进行抗震设计的起点，也是非常关键的要素之一，选取恰当的建筑结构体系与建筑物的整体安全有着密切联系，需要特别以下三个方面。第一，抗震设计不能以偏概全，切忌由于个别建筑结构而影响建筑物的整体抗震性能。要保证建筑结构存在一定的赘余度，即使是在建筑物出现个别部分损坏的情况下，建筑的整体抗震性和稳定性也不会受到影响；第二，明确地震的传递路径，准确做好设计工作中的计算图。对竖向结构进行具体设计时，在垂直重力荷载条件下，设计要保证其相应条件下的压应力水平保持均匀，而对转换结构来说，上部结构的竖向构件会传来一定的垂直重力荷载，设计时要保证该荷载力要在转换层经过不少于一次、不多于两次的转换；第三，设计人员要特别注意使建筑结构体系的强度与刚度保证在适当的水平。在设计工作中，要确保每个建筑结构部件的刚度和强度得到均匀分配，符合整体设计要求，避免个别部件刚度过弱不足以支撑该部件应支撑的建筑物区域情况的出现，科学的分配刚度和强度。

3.3强调建筑物的平面布置规则性

在实际的建筑结构抗震设计中，除上述两个需特别注重的问题，建筑物的平面布置要遵循规则性原则，这也是抗震设计工作中非常重要的要素之一。在设计过程中尽量保证方案的规则性，可以有效的提高整体工作效率，达到预定的设计效果。建筑行业结构设计的相关实践表明，不规则的建筑结构设计要另行采取更为复杂的对策，比如模型计算要用到空间结构相关理论知识等。

4 建筑结构设计过程中抗震设计的主要工作内容

4.1做好建筑场地的选择工作

针对建筑结构的抗震设计工作中，选择合适的建筑场地是提升建筑结构抗震性能的首要工作内容，设计师可以在建筑场地的选择工作中尽量选择对建筑抗震作用发挥有很大程度提升的平坦性、开阔性兼备的地段来作为建筑工程的具体场地，保证建筑场地范围内的土地成飞以及土地结构能够具有较为优秀的密度和硬性，保证其密度以及硬度的均匀性能够使建筑场地范围内的土地更好的完成建筑结构的荷载承重工作。建筑场地的选择过程中应该避开软土、液化土、山岳、斗破、采空区以及河岸边缘等相关地段，避免因为上述地段范围中土体的密实度、坚硬度以及凝结度等相关性能的不够优秀而导致建筑结构在应对地震灾害的过程中出现土地承重荷载能力不够的现象，对于一些容易发生滑坡、地陷、低劣以及泥石流等山体事故的危险地段也尽量不要选择其作为建筑结构的设计场地，同时有效的避免建筑场地选择在地震断裂带上的明显位置，以免降低建筑工程结构对地震灾害作用力的抵抗性。

4.2采用科学的结构形式

在进行建筑施工的抗震设计时，应该充分考虑抗震理论，努力提升建筑主体的可靠性和安全性。从目前来看，我国建筑结构主要有钢筋混凝土结构、砌体结基础区域或者下部结构。在建筑结构设计中，必须根据抗震要求以及功能特征选用合理的结构方案，在审核结构体系中，也必须考虑结构侧移度，特别是高层建筑物结构设计。随着高层建筑结构高度增加，不仅会让建筑结构在地震作用以及其他负荷作用影响下增大水平位移，也会让建筑结构抗侧移的刚度增加。而对于不同的钢筋混凝土结构体系、组成方式、构建以及受力特征，在抵抗侧移刚度等方面都具有很大的差异性，所以在使用中，必须根据具体情况，选用合理的高度。

4.3做好建筑结构的参数计算工作

建筑结构的参数设计工作对于完成建筑结构的设计工作，保证建筑结构的抗震性能有着非常重要的影响，设计师应该在建筑结构的设计过程中对具体的建筑结构应该承受的具体作用力进行清晰明确的计算，同时对不同建筑结构类型在面对地震冲击力时应该具有的荷载作用力承受参数完成相关的计算工作，模拟地震灾害的发生过程中建立相应的建筑结构抗震模型，使用先进的计算机技术保证建筑结构的具体参数能够有效的提升建筑结构的抗震性能，保证建筑结构设计和施工过程中受力的合理性以及科学性。

结束语

建筑结构的抗震设计对于建筑整体的应用性能具有较大的影响，所以在建筑结构设计时应在建筑场地选择到建筑结构设计的整个过程中，使抗震设计符合相应的要求。建筑结构的防震设计是保证建筑物稳定的基础，也是对人们生命及财产安全的有效保障。

参考文献

第7篇：抗震设计的基本原则范文

关键词：桥梁 抗震 设计

中图分类号： TU997文献标识码： A

一、桥梁的抗震设计原理

目前桥梁的抗震设计计算原理是建立在一定假设条件基础上的，尽管分析的手段不断的在提高，分析的理论不断的在完善，但由于地震作用的复杂性，地基影响的复杂性以及桥梁结构体系本身的复杂性，可能会导致理论计算分析和实际情况相差很大。现常见的桥梁抗震设计方法有：设计静力法、反应谱法和动态时程分析法。下面就分别对应不同的假设条件和设计原理做一探讨。

（一）静力法

静力法把地震加速度看作是桥梁结构破坏的惟一因素，忽略了结构本身动力特性对结构反应的影响，应用存在较大局限性[

]。事实上只有绝对刚性的物体才能认为在振动过程中各个部分与地震动具有相同的振动，所以只对刚度很大的结构例如重力桥墩、桥台等结构适用静力法近似计算。

（二）反应谱法

反应谱方法是目前我国公路及铁路桥梁采用的重要方法。其思路是对桥梁结构进行动力特性分析，对各主振动应用谱曲线作某强震记录的最大地震反应计算，最后一般通过统计理论对各主振型最大反应值进行组合，近似求得结构的整体最大反应值。

（三）动态时程分析法

动态时程分析法是上世纪60年代以后伴随有限元法、计算机技术两方面的发展而出现的。该法把大型桥梁结构离散成多节点、多自由度的结构有限元动力计算模型，将地震强迫振动的激振直接输入，借助计算机逐步积分求解结构反应时程。

二、桥梁抗震设计原则  

合理的抗震设计，要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合，使结构能够经济的实现抗震设防的目标。要达到这个要求，就需要设计工程师深入了解对结构地震反应有重要影响的基本因素，并具有丰富的经验和创造力，而不仅仅是按规范的规定执行[]。以下为抗震设计应尽可能遵循的一些基本原则，这些原则基于历次的桥梁震害教训和当前公认的理论认识。  

1场地选择

除了根据地震危险性分析尽可能选择比较安全的厂址之外，还要考虑一个地区内的场地选择。选择的原则是：避免地震时可能发生地基失效的松软场地，选择坚硬场地。 

2体系的整体性和规则性

桥梁的整体性要好，上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落，同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。无论是在平面还是在立面上，结构的布置都要力求使几何尺寸、质量和刚度均匀，对称、规整，避免突然变化。 

3提高结构和构件的强度和延性

桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动，因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，并使结构具有适当的强度、刚度和延性，以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度的前提下，提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形；强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造成结构和构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此，只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。 

4能力设计原则

能力设计思想强调强度安全度差异，即在不同构件(延性构件和能力保护构件-不适宜发生非弹性变形的构件统称为能力保护构件)和不同破坏模式(延性破坏和脆性破坏模式)之间确立不同的强度安全度。通过强度安全度差异，确保结构在大地震下以延性形式反应，不发生脆性的破坏模式。在我国以前的建筑抗震设计中，普遍采用“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计思想。 

三、桥梁的抗震设计方法和抗震要点

1、桥梁抗震的设计方法

采用减隔震支座。

采用减、隔震支座(铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等)在梁体与墩、台的连接处增加结构的柔性和阻尼以减小桥梁的地震反应；采用减、隔震支座桥梁结构的梁体通过支座与墩、台相联结，大量的试验和理论分析都表明采用减震支座对桥梁结构的地震反应有很大的影响，在梁体与墩、台的联结处安装减、隔震支座能有效地减小墩、台所受的水平地震力。

利用桥墩延性减震。

利用桥墩的延性减震是当前桥梁抗震设计中常用的方法，桥墩延性减震是将桥墩某些部位设计得具有足够的延性，以便在强震作用下使这些部位形成稳定的延性塑性铰产生弹塑性变形来延长结构周期、耗散地震能量。

采用减震的新结构。

型钢混凝土结构是在混凝土上包裹型钢做成的结构。它与钢筋混凝土结构相比具有一系列优点,其承载力可以高于同样外形的钢筋混凝土构件承载力一倍以上，具有较好的抗剪能力，延性比明显高于钢筋混凝土结构，滞回曲线较为饱满，耗能能力有显著的提高，从而呈现出良好的抗震性能。能够隔离、吸收和耗散地震能量，同时可以节约材料，降低造价。

2、减震设计中的要点

(1)结构的刚度对称有利于抗震，不等跨的桥梁容易发生震害。

特别是一座桥内墩身高度相差过大，在较矮的桥墩上会产生很大的地震水平力，跨径不同。在大跨径的桥孔的桥墩上也产生大的地震力。设计上应尽量避免在高烈度区采用这种桥型，如无法避免,宜在不利墩上设置消能措施降低墩顶集成刚度，如设置抗震支座等。

斜桥的抗震性能较差。

由于斜交桥的质心和扭转中心并不重合,导致了在地震反应当中上部结构有旋转的趋势。在地震中，斜交桥相对于正交桥更易遭到破坏。另外，地震时桥台处河岸不稳，易向河心滑移，使桥长缩短,桥孔发生错动或扭转,造成墩台身开裂或折断。如地基条件允许，可采用T型或型这类整体性强、抗扭刚度大的桥台。如在松软的地基上，桥梁宜正交,并适当增加桥长，使桥台放在稳定的河岸上。

四、小结：

桥梁结构有效的抗震措施还有许多， 此我们在桥梁设计过程中须认真分析和了解结构的地震反应和特性，精心设计并采取一系列有效的抗震措施。桥梁抗震设计是一项系统工程，体现在设计的各个阶段，需要认真对待。

参考文献：

[1] 范立础，胡世德，叶爱君.大跨度桥梁抗震设计[M].北京:人民交通出版社，2001

[2] 宋晓凯.桥梁抗震设[M].山西建筑，2007 

[3] 严家伋. 道路建筑材料第三版[M].北京：人民交通出版社，2004.01

[4] 刘滨谊．桥梁规划设计[M]．东南大学出版社，2002

[5] 赵永平，唐勇. 道路勘测设计[M].北京：高等教育出版社 ，2004.08

作者简介：黄神忠（1984.09～），男，汉族，广西贺州人，大学本科学历，广西华蓝设计（集团）有限公司助理工程师，主要从事道路、桥梁设计工作和研究。

第8篇：抗震设计的基本原则范文

关键词：道桥 抗震 设计

一、引言

随着城市现代化进程不断加快、城市人口的大量聚集和经济的高速发展 ，交通网络在整个城市生命线抗震防灾系统中的重要性不断提高，对桥梁的依赖性越发增强。而近几十年全球发生的多次破坏性大地震表明，作为抗震防灾、危机管理系统重要组成部分的桥梁工程在地震中受到破坏，将严重阻断震区的交通生命线，使地震产生的次生灾害进一步加重，给救灾和灾后重建工作带来极大困难。同时，桥梁作为重要的社会基础设施，投资大、公共性强、维护管理困难。提高桥梁的抗震性能是减轻地震损失加强区域安全的基本措施之一。根据以往地震中桥梁的震害情况，钢筋混凝土桥梁常见的破坏形式主要分为上部结构破坏、支座破坏、下部结构破坏和基础破坏等。

1.采用板式橡胶支座的桥梁，盖梁挡块在地震中破坏，可以有效减少下部结构所受地震力，但对于这种类型的桥梁抗震设计的关键是怎样采用合理的梁体限位装置、设置足够的梁敦合理搭接长度使梁移控制在不发生落梁的范围内同时又不增加墩柱地震力。

2.在高烈度地震区尽可能采用整体性和规则性较好的桥梁结构体系，结构的布置力求几何尺寸、质量和刚度均匀、对称、规则，避免突变的出现；从几何线性上看，尽量选用直线桥梁。

3.选择合理的连接形式对桥梁抗震性能十分重要。对于高墩桥梁，建议采用上部结构与下部结构有选择性的刚性连接（固结方式）；对于矮墩桥梁，上部结构和下部结构连接建议采用支座连接方式，并合理设置梁墩的搭接长度。

二、桥梁抗震的设计原则

合理的抗震设计，要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合，使结构能够经济的实现抗震设防的目标。要达到这个要求，就需要设计工程师深入了解对结构地震反应有重要影响的基本因素，并具有丰富的经验和创造力，而不仅仅是按规范的规定执行。以下为抗震设计应尽可能遵循的一些基本原则，这些原则基于历次的桥梁震害教训和当前公认的理论认识。

1.场地选择。除了根据地震危险性分析尽可能选择比较安全的厂址之外，还要考虑一个地区内的场地选择。选择的原则是：避免地震时可能发生地基失效的松软场地，选择坚硬场地。

2.体系的整体性和规则性。桥梁的整体性要好，上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落，同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。无论是在平面还是在立面上，结构的布置都要力求使几何尺寸、质量和刚度均匀、对称、规整，避免突然变化。

3.提高结构和构件的强度和延性。桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动，因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，并使结构具有适当的强度、刚度和延性，以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度的前提下，提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形；强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造成结构和构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此，只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。

4.能力设计原则。能力设计思想强调强度安全度差异，即在不同构件（延性构件和能力保护构件-不适宜发生非弹性变形的构件统称为能力保护构件）和不同破坏模式（延性破坏和脆性破坏模式）之间确立不同的强度安全度。通过强度安全度差异，确保结构在大地震下以延性形式反应，不发生脆性的破坏模式。在我国以前的建筑抗震设计中，普遍采用“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计思想。

5.多道抗震防线。应尽量使桥梁成为具有多道抵抗地震侧向力的体系，则在强地震动过程中，一道防线破坏后尚有第二道防线可以支撑结构，避免倒塌。因此，超静定结构优于同种类型的静定结构。但相对于建筑结构，桥梁在这方面可利用的余地通常并不大。

三、桥梁减隔震技术

减震是人为在结构的某些部位设置阻尼器或耗能构件，改变结构的动力性能，耗散结构吸收的地震能量，从而降低结构的地震反应。隔震则是指通过延长结构的自振周期避开地震卓越周期或减小地震能量输入，以此降低结构地震反应。对桥梁结构采用隔震技术的思想产生由来已久，减隔震技术 自诞生以来，受到了广泛的重视。第一座采用减隔震技术的桥梁是新西兰的 Mot桥，建于1973年，上部结构采用滑动支承隔震，阻尼由 U形钢弯曲梁提供。该桥建成后，减隔震技术在桥梁抗震中得到了迅速推广。美国第一次将减隔震技术用于桥梁是在 1984年，用于对Sierra Point Bridge进行抗震加固。1990年，美国新建了第一座采用减隔震技术的桥梁Sexton桥。在日本 ，第一座建成的减隔震桥梁是静岗县横跨 Keta河的宫川大桥，完成于1990年，是一座3跨连续钢桁架梁桥，采用铅芯橡胶支座作为减震构件。

桥梁的减隔震系统应满足如下三个基本功能：1）具备一定的柔度，用来延长结构周期，降低地震力；2）通过阻尼、耗能装置等对地震力进行耗散，并将支承面处的相对变形控制在设计允许的范围内；3）具备一定的刚度和屈服力，在正常使用荷载下结构不发生屈服和有害振动。进行减隔震设计时，应将重点放在提高耗能能力和分散地震力上，不可过分追求加长周期。而且应选用作用机构简单的减隔震装置，并在其力学性能明确的范围内使用。另外，减隔震装置不仅要能减震耗能，还应满足正常运营荷载的承载要求，因此选择减隔震装置时，还应注意以下一些要求：1）在不同水准地震作用下，减隔震支座都应保持良好的竖向荷载支承能力；2）减隔震装置应具有较高的初始水平刚度，使得桥梁在风荷载、制动力等作用下不发生过大的变形和有害的振动；3）当温度、徐变等引起上部结构缓慢的伸缩变形时，减隔震支座产生的抗力应比较低4）减隔震装置应具有较好的自复位能力，使震后桥梁上部结构能够基本恢复到原来位置。

第9篇：抗震设计的基本原则范文

关键词: 抗震；设计；初探

Abstract: In this paper, the author introduces the basic principles of the high-rise building seismic structure design, and elaborates on how to do well the steel structure seismic design ,from the steel structure seismic system, steel structure damage position,.

Keywords: seismic; design; expound

中图分类号：TU7文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

钢结构抗震设计始终贯穿于钢结构设计中的各个阶段，它是钢结构建筑抗设计重要组成部分。我们在钢结构建筑体系的设计中要充分了解钢结构住宅的破坏机制以及和破坏过程，灵活运用钢结构抗震设计准则，合理地确定和解决结构设计中的各种问题。这样我们才能设计出经济、合理、安全适用的钢结构建筑。针对钢结构建筑的如此突出的优点，美国等等国家的钢结构建筑已占到所在国内建筑总量的一半以上。近年来地震频发，做好结构的抗震设计尤为重要，对于钢结构而言构抗震设计是钢结构设计的关键一环。2008年四川汶川地震中，作为钢结构建筑的绵阳体育馆也没有受到损坏，成为安置地震灾民的主要地点。

1 高层建筑抗震结构设计的基本原则

1.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能

1.1.1 结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。

1.1.2 对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

1.1.3 承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

1.2 尽可能设置多道抗震防线

1.2.1 一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架—剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。

1.2.2 强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。

1.2.3 适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。

1.2.4 在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。

1.3 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力

1.3.1 构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。

1.3.2 要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。

1.3.3 要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。

1.3.4 在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。

2 钢结构抗震结构体系

高层抗震墙住宅楼占地面积较小，基底压力较大，单幢建筑面积可观，因此在保证建筑物安全的前提下，合理的地基处理及抗震墙布置方案能够节约工程造价，避免建设资金浪费，纯地下车库则占地面积较大，基地压力较小，基坑开挖深度较深，土方量及钢筋混凝土用量较大。 本文通过对某住宅小区的初步设计文件进行结构优化设计分析，提出合理的优化方案，节约了大量的建设资金，充分说明结构优化设计的重要性。

在钢结构建筑中常见的结构体系有框架一偏心支撑结构、框架一中心支撑结构和框架结构灯等。纯框架钢结构具体延性好，抗震性能好的特点，但是由于它的抗侧刚度比较差，不适宜于层数太高的建筑当中。框架-中心支撑结构的抗侧刚度大，适用层数较多的钢结构建筑，但是由于支撑构件的滞回性能较差，耗散的地震能量比较有限，其抗震性能不如纯框架。框架-偏心支撑结构可以通过偏心连梁的剪切屈服，耗散地震德能量，同时又可以保证支撑不丧失其整体稳定，它的抗震性能优于框架一中心支撑结构。可以采用能与钢框架抗侧刚度相匹配的带竖缝剪力墙以及内藏钢板剪力墙代替支撑，可以构成框架一抗震墙板结构，它的抗震性能优于框架-中心支撑的结构。当建筑刚度更高的时候，可以采用沿建筑周边设置密柱深梁框架构成的框筒钢结构。框筒结构具体抗侧刚度大，并具有较好的抗震性能 [1]。

3 钢结构破坏部位

钢结构的震害主要有节结构的整体倒塌、构件的破坏和点连接的破坏等三种形式。

3.1 节点连接的破坏

3.1.1 框架梁柱节点区的破坏原因

对节点破坏原因的分析：a.裂缝主要出现在节点下翼缘，是因为钢结构梁上翼缘有楼板加强，并且上翼缘焊缝无腹板妨碍施焊；b.梁端焊缝通过孔边缘会出现应力集中，引发裂缝；c.梁翼缘端部全熔透坡口焊的衬板边缘形成人工缝，缝隙在竖向力作用下扩大。

3.1.2 支撑连接的破坏

采用螺栓连接的支撑破坏形式，包括支撑杆件螺孔间剪切滑移的破坏、节点板端部剪切滑移的破坏、以及支撑截面削弱处断裂。支撑是框架一支撑结构当中最重要的抗侧力部分，一旦发生地震的时候，它将首先承受水平地震作用，如某层的支撑发生破坏，将使这个楼层成为薄弱层，造成严重后果。

3.2 构件的破坏

3.2.1 支撑杆件的整体失稳、局部失稳和断裂破坏

当支撑构件的组成板件宽厚比较大时，往往伴随着整体失稳出现板件的局部失稳现象，进而引发低周疲劳和断裂破坏，这在以往的震害中并不少见。

3.2.2 钢柱脆性断裂

在1995年阪神地震当中，位于芦屋市海滨城高层住宅小区，小区当中的2l栋巨型钢框架结构的住宅楼共有57根钢柱发生了断裂现象，所有箱形截面柱的断裂都发生在14层以下的楼层里，并且都是脆性受拉断裂，断口呈水平的形状。

3.3 结构的倒塌破坏

1985年墨西哥发生的大地震中，墨西哥市的某个综合大楼的3个22层的钢结构塔楼之一发生倒塌，其余2栋钢结构塔楼也发生了严重破坏，其中1栋已经接近倒塌。这3栋塔楼的结构体系都是框架-支撑结构。有关分析证明，塔楼发生倒塌或者严重破坏的主要原因，是因为纵横向垂直支撑偏位设置，从而导致刚度中心和质量重心相距太大，所以在地震中产生了较大的扭转效应，致使钢柱的承载力小于作用力大于，引发了3栋相同的塔楼发生了严重破坏甚至倒塌。由此可见，规则对称的结构体系对抗震是十分有利的。

4 钢结构抗震设计的要求

4.1选择对建筑抗震有利的场地和地基

场地影响了钢结结构的地震反应，钢结构地震反应大小决定了钢结构的震害。因此在抗震设计的时候应选择坚硬的中硬土场地，当实在无法避开不利的或者危险的场地的时候，应采取补救措施。

4.2选择合理的结构总体布置

4.2.1 建筑形状力求规则形状较简单建筑物由于受力性能明确，遭受地震时破坏很轻。在抗震设计时要求建筑形状规则，结构要求对称，来减小质量中心和刚度中心的偏离；

4.2.2 强度以及刚度应连续变化抗震结构的刚度、承载力在楼层平面内应均匀，沿结构坚向应连续并且均匀。

4.3选择合理的抗震结构体系

4.3.1 具有明确的计算简图以及合理的地震作用传递途径；

4.3.2结构应该具有多道抗震防线a.结构应有良好“坚韧性”。就是必备的强度，刚度良好的变形和耗能能力。b.抗震体系应有最大可能数量的内部以及外部富余度，能在结构适当部位有意识地建立起有利的屈服区以使结构既能吸收和耗散大量地震能量，万一破坏易于修复。

5 结语

随着我国经济的进一步发展和建筑技术的逐渐进步，钢结构也越来越广泛的应用于建筑当中，其中在建筑结构中，钢结构具有良好抗震性，并且工业化生产程度较高，钢结构施工周期较短，并且具体节能环保、延展性好等优点，特别对于钢结构建筑具有的延展性可以对地震波产生衰减作用，减少地震对钢结构建筑的破坏。

参考文献：

[1] 丰定国，王杜良．抗震结构设计[M]．武汉：武汉工业大学出版社，2006.12-15.

[2] 朱伯龙，张琨联．建筑结构抗震设计原理[M]，上海；同济大学出版社，1999．12-13