建筑抗震设计概念精选(九篇)

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第1篇：建筑抗震设计概念范文

【关键词】建筑结构；抗震；概念设计

过去我国结构计算理论经历了许多阶段,曾经有经验估算、容许应力法计算、破损阶段计算、极限状态计算，一直到目前普遍采用的概率极限状态理论计算等阶段。现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）则是采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则，从而使建筑结构的设计符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。概率极限状态理论计算法更科学合理，但是此方法在运算过程中带有一定程度近似，只能把它作为近似概率法，而且只靠极限状态设计很不易估算出建筑物的实际承载力。其实，建筑物是一个空间结构，各种构件以相当复杂的方式共同工作，并不是脱离结构体系整体的单独构件。

地震通常具有随机性、不确定性和复杂性，因此目前很难做到准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数。建筑物其本身又是一个很庞大很复杂的系统，在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程非常复杂。而且在结构分析方面，因为不能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等诸多因素，也将存在着不确定性。所以结构工程抗震问题不能全部依赖“计算设计”解决。应该立足于工程抗震的基本理论以及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。

建筑结构抗震概念设计要从如下几个因素考虑:

1 选择对抗震有利场地，避开不利的场地

造成建筑物震害的原因是多方面的，场地条件是其中之一。由于场地因素引起的震害往往特别严重，而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。因此，选择工程场址时，应进行详细勘察，搞清地形、地质情况，挑选对建筑抗震有利的地段，尽可能避开对建筑抗震不利的地段。

对建筑抗震有利的场地，一般是指位于开阔平坦密实均匀中硬土地段。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害，从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的场地，一般是指软弱土、易液化土、山嘴孤丘、陡坡河岸、采空区和土质不均匀的场地。

2 建筑物形状力求简单、规则

建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。如果建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，那么就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。

经验表明，简单、规则、对称的建筑抗震能力强，在地震时不易破坏；反之，如果房屋体形不规则，平面上凸出凹进，立面上高低错落，在地震时则容易产生震害。而且，简单、规则、对称结构容易准确计算其地震反应，可以保证地震作用具有明确直接的传递途径，容易采取抗震构造措施和进行细部处理。

3 选择对于抗震合理的结构形式

抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。按结构材料分类，目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等；按结构形式分类，目前常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。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。

抗震规范对建筑结构体系主要有以下规定：

3.1 结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；

3.2 结构体系宜具有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力；

3.3 结构体系应具有必要的抗震承载力，良好的变形能力和耗能能力；

3.4 结构体系宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力；

3.5 结构在两个主轴方向的动力特性宜相近，在结构布置时，应遵循平面布置对称、立面布置均匀的原则，以避免质心和刚心不重合而造成扭转振动和产生薄弱层。

4 确保结构的整体性

结构是由许多构件连接组合而成的一个整体，并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。若结构在地震作用下丧失了整体性，则结构各构件的抗震能力不能充分发挥，这样容易使结构成为机动体而倒塌。因此，结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。

为了充分发挥各构件的抗震能力，确保结构的整体性，在设计的过程中应遵循以下原则：

4.1 结构应具有连续性。结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持整体的重要手段之一。

4.2 保证构件间的可靠连接。提高建筑物的抗震性能，保证各个构件充分发挥承载力，关键的是加强构件间的连接，使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。

4.3 增强房屋的竖向刚度。在设计时，应使结构沿纵、横两个方向具有足够的整体竖向刚度，并使房屋基础具有较强的整体性，以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿过房屋时所造成的危害。

5 提高结构的延性

结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。结构的延性反映了结构的变形能力，是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。

结构良好的延性有助于减小地震作用，吸收与耗散地震能量，避免结构倒塌。而结构延性和耗能的大小，取决于构件的破坏形态及其塑化过程，弯曲构件的延性远远大于剪切构件，构件弯曲屈服直至破坏所消耗的地震输入能量，也远远高于构件剪切破坏所消耗的能量。因此，结构设计应力求避免构件的剪切破坏，争取更多的构件实现弯曲破坏。始终遵循“强柱弱梁，强煎弱弯、强节点、弱锚固”原则。构件的破坏和退出工作，使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系，致使结构的周期发生变化，以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。

参考文献：

[1]高淑英；加强结构抗震设计中的概念设计.河北工程技术高等专科学校学报，2001年09月（第3期）.

[2]李庆宪; 邹银生; 陈俊; 甘袁华; 论建筑抗震设计中的概念设计[J]. 基建优化 2004年02期

[3]赵祜茂; 抗震概念设计在钢筋混凝土结构中的应用[J]. 山西建筑 2004年09期

[4]葛学礼; 朱立新; 张海明; 建筑抗震概念设计重要性[J]. 建设科技 2005年02期

[5]刘辉; 浅谈结构的概念设计[J]. 广西土木建筑 2000年04期

[6]肖桂清；建筑结构抗震设计的若干对策及改进建议[D].武汉:武汉大学,2004.

[7] 龚思礼；建筑抗震设计手册，2002

第2篇：建筑抗震设计概念范文

【关键词】结构设计；抗震设计；概念设计

1 概念设计的定义

结构设计分为理论设计和概念设计。理论设计是结构工程师根据计算理论和规范，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，然后利用结果进行设计。概念设计是指不经数值计算，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，进行建筑和结构的总体布置，并确定细部构造的过程。

2 概念设计的意义

概念设计的应用面非常广泛，几乎包含了所有的结构设计。概念设计的重要性，主要体现在三方面：一是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，或实现对实际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。二是由于在方案设计阶段，初步设计过程是不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。三是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的误解，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。

3 抗震概念设计

抗震概念设计就是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。由于地震是一种随机振动，其破坏作用和破坏机理的复杂性和不确定性，以及结构计算模型的各种假定与实际情况的差异，使得至今为止，依据所规定的地震作用进行结构抗震验算，无论计算理论和工具如何发展，计算怎样严格，计算的结果总还是一种比较粗略的估计，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“计算设计”解决，而必须立足于“概念设计”。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。地震能量的聚散，如果仅集中在少数薄弱部位，必会导致结构过早破坏，目前各种抗震设计方法的前提之一就是假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用，在此前提下才能以多遇地震（小震）作用进行结构计算、构件截面设计并辅以相应的构造措施，必要时采用弹性时程分析法进行补充计算，试图达到罕遇地震（大震）作用下结构不倒塌的目标。

为了保证建筑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 选择对抗震有利的场地及地基，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，抗侧构件力求均匀对称，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不利影响。⑧ 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。

4 结构概念设计的运用

运用概念设计的思想，采用抗震措施，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，以致混凝土的等级越用越高，配筋量越来越大，造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率，结果肥梁、胖柱、深基础随处可见。以抗震设计为例，一般是根据初定的尺寸、混凝土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。其实，为什么不考虑降低作用效应S呢？目前在抗震设计中，隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层；加设消能支撑（类似于阻尼器的装置）；有的在建筑物顶部装一个“反摆”，地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移方向相反，从对建筑物的振动加大阻尼作用，降低加速度，减少建筑物的位移，来降低地震作用效应。

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。

抗震验算时应特别注意场地土类别。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。

雨篷不得从填充墙内出挑。大跨度雨篷、阳台等处梁应考虑抗扭。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。出屋面的楼电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混凝土破裂的脆性破坏，使受拉区钢筋承载力低于受压区混凝土受压承载力。

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。抗震构造措施就是除了地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。这两个方面在«建筑抗震设计规范»（GB50011-2010）有详细的规定，有的则是以强制性条文提出严格要求。

5 结束语

在建筑结构设计中,必须坚持“小震不坏，中震可修，大震不倒”，多道抗震防线等设计原则。以保障房屋建筑在遭遇设防地震影响时，不致于产生灾难性后果；在遭遇罕遇地震影响时不致于倒塌。2008年汶川地震表明，严格按照现行抗震规范进行设计、施工和使用的房屋建筑，均达到了规范规定的设防目标，在遭遇到高于地震区划图一度的地震作用下，没有出现倒塌破坏―实现了生命安全的目标。

参考文献

[1]《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）.

第3篇：建筑抗震设计概念范文

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

Key words: conceptual design; building structure; safety

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：

前言：建筑抗震设计一般包括三个层次的内容与要求：（1）概念设计是根据人们在学习和实践中所建立的正确概念，运用人的思维和判断力，正确和全面地把握结构的整体性能，即根据对结构品性（承载能力、变形能力、耗能能力等）的正确把握，合理地确定结构的总体布置与细部构造。（2）抗震计算是对地震作用进行定量分析，确定工程结构及构件的地震效应，再将地震效应与其他荷载组合验算结构及构件的强度与变形。（3）抗震构造措施是指采用满足计算以外的措施，以保证结构整体性、加强局部薄弱环节等，保证抗震计算结果的有效性。

1、结构概念设计的意义

强调结构概念设计的重要性，旨在要求建筑师和结构工程师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定，设计中不能陷入只凭计算的误区。若结构严重不规则、整体性差，则仅按目前的结构设计计算水平，难以保证结构的抗震、抗风性能，尤其是抗震性能。高层建筑设计尤其是在高层建筑抗震设计中，应当非常重视概念设计。这是由于高层建筑结构的复杂性，发生地震时地震动的不确定性，人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性，高层结构计算尤其是抗震分析计算的精确性，材料性能与施工安装时的变异性以及其它不可预测的因素，致使设计计算结果（尤其是经过实用简化后的计算结果）可能和实际相差较大，甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。

2、结构概念设计的原则

2.1优化选型原则

结构概念设计归根到底是确定主体结构体系及其联系。它要考虑两个方面，用比较方法进行优化选择：（1）优化结构体系。前提是掌握各类基本构件的特征（如与受力相关的几何特征，与变形相关的刚性特征等），根据环境、使用、建筑和荷载实况优化选择合用的基本构件，确定它们间的联系，形成基本结构单元和它的支承做法（如框架结构，筒体结构等）；再将基本结构单元通过线型、平面、叠合、交叉等集合形式构成主要结构体系。（2）优化结构布置。在满足使用要求和建筑意向前提下优化布置楼屋盖水平系统、柱墙竖向支承系统和基础系统。这时除比较各种布置的承载能力、竖向和侧向变形，支承做法、地质条件等结构问题的合理性、优越性外，重要的原则是平立面宜规则、对称，具有良好的整体性，竖向剖面除规整外，侧向刚度宜均匀变化，自下而上逐渐减小，避免突变。

2.2空间作用原则

建筑物本来是一个空间结构。在结构概念设计时，考虑建筑物内各部分结构的空间作用，实际上是还原到它本来的结构面貌。当然，如果这时更能有意识地利用构成构件间的空间关系，往往还会给所设计的建筑结构带来更大刚度、减小内力、受力效能好等方面的优点。

2.3合理受力原则

结构概念设计时，要经常运用力学原理来处理结构构件的一般受力分析问题。以下几个方面往往应给予注意：（1）从受力和变形看，均匀受力比集中受力好，多跨连续比单跨简支好，空间作用比平面作用好，刚性连接比铰接好，超静定的受力体系比静定的受力体系好，另外，传力简捷比传力曲折好，要避免不明确的受力状态。（2）从受力和变形的分析看，要尽可能利用结构的对称性、刚度的相对性、变形的连续性和协调性；既要分析各部分构件的直接受力状态，也要分析整体结构的宏观受力状态；要抓住主要的受力状况和它所发生的变形，忽略次要的受力状况和它的相应变形。

2.4减轻自重原则

结构所承受的荷载有两种，竖向荷载和水平荷载。竖向荷载的85％以上是建筑物自重，水平荷载中的地震作用与建筑物自重直接相关。减轻自重不仅可以减轻结构承受的荷载，而且可以降低建筑造价、加快建造速度、节约建筑材料、减少材料在生产运输方面的工作量。减轻自重可采取如下措施：a、采用轻质高强材料，如轻集料混凝土、高性能混凝土、高强度钢材、多孔或空心砌块等。b、采取高效能的结构型式，如采用予应力构件，根据结构受力特点采用组合构件或组合结构，采用薄壳、箱形结构等优越的结构型式。c、选择优越的结构体系，如采用筒体结构、网架结构、空间桁架等空间结构体系。d、选择合理的结构，如尽可能减少外墙面积、加大开间尺寸和柱网距离、降低不必要的楼层高度等。

3、概念设计在建筑结构设计中的应用——建筑抗震的概念设计

概念设计要考虑以下因素：场地条件和场地土的稳定性；抗震结构体系的选取、抗侧力构件的布置；建筑平、立面布置及外形尺寸的确定；非结构构件与主体结构的连接等。

3.1场地和地基的选择

历史震害资料表明，建筑场地的地质、地形、地貌对建筑物震害有显著影响。因此，在抗震设计中，首先要注意场地的选择。地基和基础的设计宜符合下列要求：（1）同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上。（2）同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基。（3）地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应的措施。

3.2选择合理的建筑体型

建筑设计及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，尽量使结构刚度中心与质量中心相一致，并应具有良好的整体性，以利于减轻结构的地震扭转效应及应力集中现象。建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构侧向刚度宜变化均匀，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐递减，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变产生薄弱层，造成应力集中。按《建筑抗震设计规范》的要求进行水平地震作用计算和内力调整，并对薄弱部位采取有效的抗震措施。对体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元。防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差情况，留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。

3.3抗震结构体系的选择

选择合理的抗震结构体系，设置多道抗震防线。当设计既抗风又抗震的高层建筑时，希望设计成在风荷载和规范规定的地震作用下是刚性的结构体系，但当地震作用非常大时，又可

通过控制其屈服面变成有延性的结构。可将大型竖向和水平构件联结成巨型框架，竖向构件既可单独抵抗横向剪力，在地震作用下，与水平构件又可组成整体结构，而竖向独立构件与整体结构的振动周期是明显不同的。

4、结束语

结构设计是随着经济发展及人们对建筑物功能要求改变，又随着科技的进步而得以实现和解决。在结构概念设计时，只要掌握好以上原则，就能为结构设计勾勒出正确的方向，从而做出安全、美观、经济的结构设计。

参考文献：

第4篇：建筑抗震设计概念范文

【关键词】建筑结构；抗震；概念设计

一、地震对建筑的破坏作用

地震是一种地壳中的板块发生了顶撞、错动和断裂而产生震动的自然现象。我们不能够准确的预报在何时或是何地会发生多大级别的地震，更加不能阻止地震的到来，但是我们能够粗略地把地震破坏的作用分成三类：①地层被错位，地面有了开裂；②地基的液化，出现地陷或是滑坡；③地面发生振动。因为地震作用具有随机性与复杂性，建筑物被地震破坏的机理十分复杂，存在许多不确定的以及模糊的因素。

但根据地震的破坏作用和民用建筑的常用结构形式可以把建筑结构在地震作用下的破坏分为四种情况：①在地震的时侯，水平与竖向的振动作用之下，建筑物内力与变形骤增，甚至内部结构受力的形式发生改变，导致建筑物的承载力不够甚至会丧失或是变形过大。②在地震的作用下，因为节点的强度不足、锚固失效、延性不够，这会使结构的构件缺乏安全可靠的连接，使建筑物丧失了整体性而被破坏。③在地震作用下，因为地基的承载力的下降或是地基土的液化，使地基的一部分已经失效甚至是完全失效，最终会导致建筑物整体倾斜或倒塌。④因为地震而引发次生灾害例如火山、滑坡、洪水、泥石流等会造成建筑物被严重破坏。

二、结构概念设计的原则

（一）优化选型原则

结构概念设计归根到底是确定主体结构体系及其联系。它要考虑两个方面，用比较方法进行优化选择：（1）优化结构体系。前提是掌握各类基本构件的特征（如与受力相关的几何特征，与变形相关的刚性特征等），根据环境、使用、建筑和荷载实况优化选择合用的基本构件，确定它们间的联系，形成基本结构单元和它的支承做法（如框架结构，筒体结构等）；再将基本结构单元通过线型、平面、叠合、交叉等集合形式构成主要结构体系。（2）优化结构布置。在满足使用要求和建筑意向前提下优化布置楼屋盖水平系统、柱墙竖向支承系统和基础系统。这时除比较各种布置的承载能力、竖向和侧向变形，支承做法、地质条件等结构问题的合理性、优越性外，重要的原则是平立面宜规则、对称，具有良好的整体性，竖向剖面除规整外，侧向刚度宜均匀变化，自下而上逐渐减小，避免突变。

（二）空间作用原则

建筑物本来是一个空间结构。在结构概念设计时，考虑建筑物内各部分结构的空间作用，实际上是还原到它本来的结构面貌。当然，如果这时更能有意识地利用构成构件间的空间关系，往往还会给所设计的建筑结构带来更大刚度、减小内力、受力效能好等方面的优点。

（三）合理受力原则

结构概念设计时，要经常运用力学原理来处理结构构件的一般受力分析问题。以下几个方面往往应给予注意：（1）从受力和变形看，均匀受力比集中受力好，多跨连续比单跨简支好，空间作用比平面作用好，刚性连接比铰接好，超静定的受力体系比静定的受力体系好，另外，传力简捷比传力曲折好，要避免不明确的受力状态。（2）从受力和变形的分析看，要尽可能利用结构的对称性、刚度的相对性、变形的连续性和协调性；既要分析各部分构件的直接受力状态，也要分析整体结构的宏观受力状态；要抓住主要的受力状况和它所发生的变形，忽略次要的受力状况和它的相应变形。

（四）减轻自重原则

结构所承受的荷载有两种，竖向荷载和水平荷载。竖向荷载的85%以上是建筑物自重，水平荷载中的地震作用与建筑物自重直接相关。减轻自重不仅可以减轻结构承受的荷载，而且可以降低建筑造价、加快建造速度、节约建筑材料、减少材料在生产运输方面的工作量。减轻自重可采取如下措施：a、采用轻质高强材料，如轻集料混凝土、高性能混凝土、高强度钢材、多孔或空心砌块等。b、采取高效能的结构型式，如采用予应力构件，根据结构受力特点采用组合构件或组合结构，采用薄壳、箱形结构等优越的结构型式。c、选择优越的结构体系，如采用筒体结构、网架结构、空间桁架等空间结构体系。d、选择合理的结构，如尽可能减少外墙面积、加大开间尺寸和柱网距离、降低不必要的楼层高度等。

三、建筑结构抗震设计要点

如何采取较低成本来有效地提高建筑物的抗震性能是重要课题。但抗震设计理念需要建筑物本身就具有一定的结构特性，这就需要在建筑物抗震设计前期就要考虑从概念设计的角度出发来对建筑物进行合理的设计，如确定出合理的建筑体系以及结构布置等等。随着概念设计的应用推广，越来越多的设计者接受了这一设计方式，并逐渐成为结构设计的主导思想。

（一）我国对于建筑物的抗震设计，要求采取抗震设防标准是“三水准设防、两阶段设计”

在这种抗震设计思想下，建筑结构设计经历了刚性设计、柔性设计、延性设计和结构控制设计四阶段。但是由于地震的随机性、复杂性、间接性和偶然性，在结构自振周期、材料性能、阻尼变化和基础差异沉降等因素的影响下，结构表现出极大的复杂性、计算假定与实际情况的不符的特点，甚至一些在定性分析上反应出来的结论完全相反，使计算结果差距很大。因此，要提高建筑结构抗震性能，建筑物设计时首先要考虑到良好的概念设计。

（二）确保建筑结构体系的共同工作

对建筑采取抗震设计时应充分利用建筑結构体系的协同工作，从而设计建筑物中的各个构件都处于相互协作以及共同工作的状态。也就是需要建筑结构构件在承载力极限的条件下不仅可以保持共同工作，同时也需要它们具有共同的耐久性。此外建筑结构的上部及其基础，当受到载荷时应保持着一个统一整体，共同承担载荷。在砌体结构的建筑中避免建筑结构单纯的依靠建筑结构自身刚度来承受载荷。

（三）充分提高建筑物材料利用率的协同工作

从建筑物抗震设计经验表明，材料的利用率越高，结构的协同工作能力也就越高。例如，因为梁的长度变化会引发梁弯矩的变化，同时梁的中和轴附近的材料利用率低致使实际使用中矩形截面受压构件利用率极低。分析此种情况，通过采取建筑概念设计理念来进行结构分析，调整梁截面的应变梯度，使构件保持轴心受力，以有效地提升材料的利用率，以达到提高结构抗震性能。

四、结语

第5篇：建筑抗震设计概念范文

关键词： 抗震 概念设计 高层建筑 结构设计 原则

概念设计是指工程设计人员从宏观上、总体上和原则上出发，运用“概念”进行分析，着眼于结构整体反应，决策和确定高层建筑结构设计中如总体方案的选定和布置、材料的使用、细部构造、截面设计、分析计算、结构整体稳定性保证和耗能作用的发挥、关键部位和薄弱环节的判断与加强等一些最基本、最关键的问题，并采取相应措施，以达到合理抗震设计的目的。概念设计是一种结构设计理念、设计思想和设计原则。

1、抗震概念设计的重要性

在高层建筑结构设计中，有不少结构设计软件都可计算高层结构，但这些结构设计软件都有各自的使用范围和特点，且结构的实际受力情况并不能从计算结构时所采用的计算模型中完全反应出来，因此，在高层建筑中不能仅凭结构设计软件来计算建筑结构。且在建筑抗震设计规范（GB50011-2001）和高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）等各种新规范（流程）中都强调了建筑与结构概念设计的重要性。因此，在结构设计中应重视结构的概念设计。

2、抗震概念设计的要点

2.1结构的规则性和均匀性

在国内外的大地震中因高层建筑体形不合理或结构总体布置不合理而造成的地震灾害曾出现过几次。而根据《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》中第3.4.2条规定：“建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面布置宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。”因此，在对高层建筑结构进行抗震设计时，应重视建筑体形（即建筑的平面和立面）和结构的总体布置（即结构构件的平面布置和竖向布置）。经实践证明，有利于抗震的建筑其平面形状一般较简单、对称、均匀、规则且长宽比不大，且为减少扭转效应使结构具有较好的整体性结构的质量、刚度和承载力分布较均匀且对称，质量中心和刚度中心要尽可能重合。

2.2具有合理明确的计算简图和合理的传力途径

根据《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》中第3.5.2条要求，结构体系应有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。因此，为保证计算结果的可靠性，工程设计人员在利用计算机对大多数高层建筑的结构设计进行程序运算时要熟练掌握结构的简化计算方法。为得到符合实际的计算结构，当得到荷载作用下结构构件的计算简图和简单、直接的结构传力途径时，应通过合理明确的力学模型和数学模型对其进行地震反应分析。只有结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径才能较易把握结构模型计算、结构内力与位移的分析、限制薄弱部位的出现，且能确保结构抗震性能的可靠性。

2.3结构的刚度和抗震能力

由于水平地震的作用是双向的，因此在结构布置时应确保任意方向的地震作用结构都能抵抗，通常做法是使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力。地震产生的过大的变形会产生重力二阶效应，破坏结构，使其失稳，因此，在选择结构刚度时应具有足够的抗扭强度和抵抗扭转振动的能力，以减少地震作用效应、控制结构变形的增大。

2.4选择适宜场地和地基

根据相关规定要求，高层建筑不可建造在危险地段上。在选择高层建筑场地时应尽量避开对建筑地震不利的地段，选择适宜建筑抗震的场地；而当无法避开不利地段时应采取相应的有效的抗震措施。同时，为避免建筑结构自振周期与场地地震动的卓越周期之间引起共振而加大地震的反应情况，在高层建筑结构设计前应对建筑结构的自振周期进行初步估算并跟场地的地震动的卓越周期错开或通过改变房屋类型和层数来错开两者。

2.5选择延性好的材料、构件和轻质高强度材料

延性是结构构件吸收能量的能力体现，具有延性的结构可以降低对结构承载力的要求和材料的用量，进而节约工程造价。在抗震设计原则下，应将钢筋混凝土结构设计为延性机构，允许其部分构件出现塑性铰。若在构件具有足够延性的基础上，合理控制塑性铰的部位可使高层建筑结构即使在大震作用下也不会倒坍。

在高层建筑结构中采用轻质高强材料（如室内填充墙）可减少结构对地基承载力的要求、结构的地震作用、降低建筑的倾覆力矩，从而减少P-效应。

3、结论

综上所述，地震是一种随机振动，高层建筑结构的抗震设计具有许多不确定、不确定因素的特点，且人类对地震时结构认识存在局限性、对建筑材料性能和施工安装时的变易性把握不够等因素，使得高层建筑实际受力情况分析结果与实际存在较大差别，简单地依赖设计软件来计算建筑结构不能充分解决现实中的抗震问题，因此，在进行细致的计算分析外要特别注重结构的概念设计，如采用规则结构、确定合理明确的计算简图和合理的传力途径、选取适宜建筑抗震的场地、选择延性好的材料、构件和轻质高强度材料等等，只有这样才能保证高层建筑结构的抗震性能，从而创造出更加安全、适用、经济美观的高层建筑。

参考文献：

[1]张少博.建筑抗震概念设计的重要性[J].管理学家.2010;3（12）:125-130.

[2]郁彦.高层建筑结构概念设计[J].北京：中国铁道出版社.1999;5(10):245-246.

第6篇：建筑抗震设计概念范文

关健词:概念设计 建筑结构设计 重要性 应用

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

Key words: concept design structure design application importance

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：

一、概念设计的涵义

所谓的概念设计一般指不经数值计算，尤其在一些难以作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。运用概念性近似估算方法，可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的的经济可靠性能。同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

对建筑物抗震来说，从宏观原则上进行评价、鉴别、选择等处理，再辅以必要的计算和构造措施。从而消除建筑物抗震的薄弱环节，以达到合理抗震设计的目的。也就是说概念设计是工程师运用思维和判断力，根据从大量震害经验得出的结构抗震原则，从宏观上确定结构设计中的基本问题。因此，工程师必须从主体上了解结构抗震特点，振动中结构的受力特征，抓住要点，突出主要矛盾，用正确的概念来指导概念设计，才会获得成功。由于概念设计包括的范围极广，因此不仅仅要分析总体方案确定的原则，还要顾及非材料的正确使用和关键部位的细部构造。但是首先和最重要的还是结构总体概念设计、材料选型和细部构造等问题，这些设计原则和结构概念中，较为重要的是结构总体设计。

二、概念设计的重要性

概念设计是展现先进设计思想的关键，一结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。强调概念设计的重要，主要还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，比如对混凝土结构设计，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法，这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点，往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，结构工程师只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。概念设计之所以重要，还在于在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。

三、概念设计在结构设计中的应用

所谓的概念设计一般指不经数值计算，尤其在一些难以作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。运用概念性近似估算方法，可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

运用概念设计的思想，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，以至混凝土的等级越用越高，配筋量越来越大，造价越来越高。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。其实，为什么不考虑降低作用效应S呢？目前在抗震设计中，隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层；加设消能支撑（类似于阻尼器的装置）；有的在建筑物顶部装一个“反摆”，地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反，从对建筑物的振动加大阻尼作用，降低加速度，减少建筑物的位移，来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60%，并提高屋内物品的安全性。这一研究在国内外正广泛地深入展开。在日本，研究成果已经广泛应用于实际工程中，取得良好的经济、适用效果。而我国由于经济、技术和人们认识的限制，在工程界还未被广泛地应用。

四、小结

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论，加强计算机的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中，打破建筑结构设计中的墨守成规，充分发挥结构工程师的创新能力，是相当必要的。因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。这则需要工程界和教育界进行共同的努力。推广概念设计思想是一种有效的办法。

著名的美国工程院院士林同炎教授在《结构概念和体系》一书中为结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础知识和设计实例。该书着重介绍用整体概念来规划结果总体方案的方法，以及结构总体系和个分体系尖的相互力学关系和简化近似设计方法。为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合，设计出令人满意的建筑奠定基础。这本书第二版的出版，为我们更好的加深概念设计的理解，提供有益的帮助。总之，概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想，这就让我们来共同学习、发展它吧，为结构设计的发展作出应有的贡献。

参考文献：

［1］林同炎，S．D．思多台斯伯利．结构概念和体系．中国建筑工业出版社．

［2］建筑抗震设计规范．(GB5011一2010).混凝土结构设计规范．(GB5010一2010)．

第7篇：建筑抗震设计概念范文

关键词：概念设计； 结构抗震； 结构体系； 地震作用；

前言

地震具有随机性、不确定性和复杂性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统，在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在着不确定性。因此，结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。人们在总结地震灾害经验时提出了“概念设计”的设计理念。“概念设计”就是指正确地解决总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震的目的。掌握“概念设计”，将有助于设计人员明确抗震设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计原则而不至于陷入盲目的计算工作中去。高层建筑抗震概念设计的基本内容有三个部分：一是选择合理的建设场地和地基基础设计方案；二是建筑设计应重视结构的规则性；三是建筑设计应选择合理的结构体系，考虑构件和整体结构的延性。

一、关于建筑场地的选择和地基基础设计问题分析

在选择建筑场地时应根据工程需要，掌握地震活动情况及地质资料，对抗震有利、不利及危险地段作出综合评价。同时应进行合理的地基基础设计。

1、宜选择对建筑抗震有利地段。建筑场地尽可能要求宽阔平坦而且避开斜坡和崖地，要尽量选择坚实均匀的场地。微风化、中等风化的基岩，坚实的砂土层，不含水的粘土层都属良好的场地。

2、应避开对抗震不利的地段，如无法避开时应采取有效措施。不利地段就是指软弱土、液化土、条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘等。

3、不应在地震时有可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及地震断裂带等建筑抗震危险地段建造甲、乙、丙类建筑。

4、同一结构单元不宜建设在性质截然不同德才地基土上，不宜部分采用天然地基部分采用桩基或部分采用摩擦桩部分采用端承桩，且基础埋深应一致。地基为软质粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时，应估计地震时低级的不均匀沉降或其它不利影响并采取相应措施。不宜设置局部地下室。

二、关于建筑结构的规则性问题分析

建筑物的体形是否对抗震有利是抗震设计首先遇到的问题。不规则的结构布置使结构性能复杂化，对不规则结构布置的识别和为避免或减缓其负面影响而采取补救措施的概念依赖于对结构性能的正确理解。

1、建筑形状力求规则和简单。历次地震震害经验表明：简单和规则的结构遭遇地震后的破坏较轻，因为简单的结构其受力性能比较明确，设计时容易分析结构在地震作用下的反应和内力分布规律，且结构细部的构造也好处理。通常认为简单的平、立面图形是方形或圆形的，而有凹角等平面会造成有应力集中或变形集中的薄弱环节。实际工作中要求建筑体型尽量规则和简单。

2、建筑结构尽量对称。建筑的平、立面刚度和质量的分布不对称，地震时往往产生扭转破坏，因此在设计上做到对称是十分必要的。实际工作中常常由于各种原因而造成不对称的情况，通常表现在以下几个方面：一是建筑周边构件的强度和刚度不对称；二是建筑外形对称而抗侧力系统不对称；三是具有细长伸出翼的平面；四是质量偏心。

3、尽可能满足建筑竖向均匀性。均匀性问题存在于建筑的竖向布置中，无论是几何图形还是楼层刚度变化其规则匀称应该是立面设计中优先考虑的。布置不均匀的结果产生了刚度、强度的突变，引起竖向的应力集中或变形集中，以致在中小型地震中损坏，在大震时倒塌。均匀性问题表现如下：一是竖向收进问题。竖向收进是常见的建筑处理方式，结构上产生的问题是在凹角处应力集中。由于房屋的不同部分其振动特征不同，所以在收进处的横隔（楼盖或屋面板）产生应力突变，为此，在抗震设计时，可考虑以下几种处理方法：限制收进尺寸；当设置防震缝有利时，可设缝把复杂的体型划分成若干简单、规则的独立单元，分割后的建筑体型应是均衡的，不致过分细高；不设缝时应进行较细致的空间动力分析；对刚度突变的构件采取加强措施。二是柔性层框架。建筑上往往因底层需要开敞或任意层需要大的空间，使结构处于上下不连续状况，产生竖向刚度突变。特别是柔性底层建筑，构件的应力和变形集中是非常严重的，所以在抗震设计时应力求避免或配置强韧性良好的构件以承受大的侧移。三是同一层间的柱子刚度不同。建筑上由于空间需要或由于艺术构思，使得同一层间柱子的刚度差异较大，通常在刚性较大的柱子上产生较大的内力。为此设计时宜从抗震的角度重新安排结构系统，以使刚度尽量均衡。四是抗震墙的不连续。由于建筑上的需要，可能出现上下不连续的抗震墙，这就产生了不均匀性，为此在设计时，应考虑限制上下层的刚度以及连续抗震墙的间距。五是填充墙设置的影响。框架内的填充墙若设置不当，地震时往往会改变结构的受力状态而产生不利影响，为此在设计时，应把墙同柱分开或采用轻质墙以使框架柱连续。

4、洞口的开设要整齐。建筑上往往由于门、窗、管道等的不规则、不整齐的开洞，削弱了结构的强度和刚度，形成了有应力集中的薄弱环节，这在设计的初期阶段必须引起重视。

5、防震缝。防震缝的设置应根据建筑物的体型、结构体系等具体情况区别对待。但分要分的彻底，连要连的牢固，不宜采用似分不分，似连不连的结构方案。

三、关于合理的结构体系及构件的延性问题分析

建筑抗震结构体系应符合以下原则：一是具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。比如框架及框架一剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系，主体结构不应采用铰接，梁、柱、墙的轴线宜重合在同一平面内。二是具有多道抗震防线，避免因部分结构构件的破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承受能力：比如框架一抗震墙结构系统，主要抗侧力构件是抗震墙，是第一道防线，当抗震墙在一定强度的地震作用下遭受可允许的破坏、刚度降低或部分退出工作并吸收相当的地震能量后，框架部分就起到第二道防线的作用。三是具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力。吸能和耗能能力主要依靠结构或构件在预定部位产生反复的塑性变形，如果构件的延性很差，耗能能力就会降低，构件就会发生脆性破坏，这就意味着结构可能失稳或倒塌。四是具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中。比如框架一剪力墙结构中的剪力墙宜均匀对称地设在建筑物两侧或楼、电梯间及平面形状变化较大处，剪力墙间距不宜太大，但也不宜过分集中。

四、结语

总之，对建筑结构抗震设计而言，“概念设计”比“计算设计”、“数值设计”更为重要。只有进行合理的概念设计，从场地选择、地基基础设计、平立面布置、结构体系、构件连接等各方面去研究，使它们符合一定的要求和原则，给抗震计算创造有利条件，才能有效控制结构在地震作用下的薄弱环节，达到建筑抗震的目的。

参考文献

第8篇：建筑抗震设计概念范文

关键词：结构；抗震；概念设计

建筑物本身是一个庞大而又复杂的系统，各种构件以相当复杂的方式共同工作，在遭受地震作用后它的破坏机理和破坏过程相应的都十分复杂。由于地震作用的随机性、不确定性和复杂性，结构计算模型的基本假定与实际情况的差异，在结构分析方面不能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，要准确预测结构所遭遇地震的特性和参数是很难做到的，即存在着不确定性。

因此，结构工程抗震设计问题不能完全依赖结构抗震计算设计解决，应立足于工程抗震基本理论和长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从结构抗震概念设计的角度，遵循结构的破坏过程和破坏机理，着眼于结构的总体地震反应，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构抗震设计中的基本问题，最终提高结构的抗震能力。

一、建筑结构抗震设计的内容

《抗震规范》条文说明中明确提出“结构抗震设计性能的决定因素是良好的概念设计”。概念设计是指依靠设计者的知识和经验，运用思维和判断正确地的决定结构的总体方案和细部构造，做到合理的抗震设计；计算设计是仅靠计算分析得出的数据进行的抗震设计（也称为数值设计）；抗震构造措施是指根据抗震概念设计原则，一般不需要计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求，以保证形成塑性铰的部位具有足够的塑性变形能力和塑性耗能能力，同时保证结构的整体性。

概念设计与计算设计之间存在着辩证逻辑关系。概念设计不仅弥补了计算设计的一些不足，使计算设计的结果尽可能地反映结构的实际地震反应，同时概念设计对计算设计提出了更高的要求，从而促进了计算方法和计算手段（比如三维空间分析、弹塑性时程分析等）的不断发展，而且也使概念设计的某些内容能够通过计算设计来体现。当然计算方法和计算手段的发展，也深化了概念设计。正是概念设计与计算设计之间的这种关系，促使了结构抗震设计水平的不断提高和发展。

在结构抗震设计中概念设计、计算设计和抗震构造措施应当有效地融合。针对传统设计将规范或规程中规定的功能指标作为归宿，一旦计算或验算满足设计即宣告设计的完成，而对结构的实际工作性能及结构的破坏过程、破坏模式等无法预期，应当变被动设计为主动设计，即将结构物的功能作为起点和控制的目标，反过来对结构物提出各种要求，从而克服盲目性，提高设计的自觉性。因此，结构抗震设计本身就是概念设计的具体表现，但同时它又不仅仅只是概念设计，它是一套完整的设计理念、计算方法和设计构造，即是概念设计、计算设计与构造措施的融合。

二、概念设计的内容

造成建筑物震害的原因是多方面的，针对各方面的原因，概念设计主要包括以下几个方面的内容。

1、注意选择有利场地

选择工程场地时，首先应进行详细的勘察，搞清楚地形、地质、地貌以及地下的情况，挑选对建筑物抗震有利的地段，一般指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土，在此类场地上建造的建筑物一般不会发生由于地基失效而导致的震害。对建筑抗震不利的地段，一般是指软弱土、易液化土、旧河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段；就地形而言，一般是指条状突出的山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘。选择时应尽可能避开这类地段，任何情况下都不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物，因为由于场地因素引起的震害往往特别严重，而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。

2、合理选用建筑体型和结构布置

建筑结构的动力性能主要取决于建筑物的建筑体型和结构布置。建筑体型简单合理，结构布置符合抗震原则，就能从根本上保证房屋良好的抗震性能。实践表明，简单、规则、对称的建筑物抗震能力较强，容易准确计算其地震反应，可以保证地震作用具有明确直接的传递途径，容易采取抗震构造措施和进行细部处理，在地震时不易被破坏；反之，如果房屋体形不规则，平面上凸出凹进，立面上高低错落，在地震时就容易产生震害。

3、采用合理的抗震结构体系

抗震结构体系是结构抗震设计中应考虑的关键问题，抗震规范对建筑结构体系有明确的规定：结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。目前主要应用的结构体系按结构材料分类有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等；按结构形式分类有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。结构体系的合理与否受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多方面因素的影响，是一个综合的技术经济问题，需进行周密考虑确定。

4、提高结构的延性

延性对抗震来说是极为重要的一个性质。结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。结构的延性反映了结构的变形能力，是防止建筑物在地震作用下倒塌的关键因素之一。对于梁柱等构件，延性的影响因素最终可归纳为最根本的两点：混凝土极限压应变；破坏时的受压区高度。影响延性的其他因素实质都是这两个根本因素的延伸。在结构抗震设计中为了保证结构的延性，经常采用以下的措施：控制受拉钢筋的配筋率，保证一定数量的受压钢筋，通过加箍筋保证纵筋不局部压屈失稳，约束受压混凝土，以及对柱子限制轴压比等。

5、保证非结构构件的安全以确保结构的整体性

结构是由许多构件连接组合而成的一个整体，并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。所以建筑结构应有使结构在地震作用时能够保持整体的结构连续性，有满足传递地震力时的强度要求，有适应地震大变形的延性要求，有保证构件之间的可靠连接，有使结构沿纵、横2个方向足够的整体竖向刚度，并使房屋基础具有较强的整体性，以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿过房屋时所造成的危害。若结构在地震作用下丧失了整体性，则结构各构件的抗震能力不能充分发挥，这样容易使结构成为机动体而倒塌。因此，结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。

6、采用隔震消能技术

隔震消能的基本思想是使基础和上部房屋结构分离，隔离地震能量向建筑物的输入。实现地震时地动而建筑物基本不动，达到保证建筑物安全的目的。地震时，地面运动能量经过基础输入到房屋结构，致使房屋结构发生振动、变形，甚至倒塌。目前常用的基础隔震方法是在建筑物和构筑物基础部位设置橡胶支座，利用橡胶支座水平柔性形成的柔性隔离层吸收或散耗地震能量，阻止或减小地震能量向建筑物和构筑物上部结构传递，使整个建筑物和构筑物自振周期延长，从而减小建筑物和构筑物上部结构对地震的反应。

第9篇：建筑抗震设计概念范文

关键词：高层 建筑 杭震 结构 设计 探析

中图分类号：TU97 文献标识码：A

正文：

一、高层建筑抗震结构的分析

现代高层建筑结构形式主要是一个垂直于地面的竖向悬臂结构。其建筑的垂直载荷主要使建筑结构产生一个与地球引力相抗衡的轴心力；建筑的水平载荷使建筑结构产生弯矩。从建筑结构的受力特点进行分析可以看出：当建筑的垂直载荷方向保持不变时，随着建筑高度的不断增加仅仅会引起量的增加而已，而这时水平载荷的方向就可以来自四面八方；而当建筑为平均分布载荷时，建筑的高度就和弯矩呈现出二次方的变化。

再从建筑的侧移特点来看：建筑竖直方向载荷引起的建筑位移是比较小的，而水平方向的载荷作为平均分布的载荷时，建筑的高度就和其侧移呈现出四次方的变化。由此可以得出，在高层混凝土建筑结构中，水平方向的载荷对建筑结构的影响是要远远大于垂直方向载荷对建筑结构的影响的，所以在进行高层混凝土建筑建设时，水平载荷是在进行结构设计时需要重点控制的影响因素，所以除了在保证高层建筑结构抵抗水平载荷产生的弯矩、剪力以及压、拉应力时，要具有较大的强度以外，还要保证高层建筑结构具有足够的刚度，使得建筑随着高度的不断升高，所引起的侧向变形能控制在结构规范允许的范围之内。

二、高层建筑抗震结构设计的要求

一方面，高层混凝土建筑在设计规划时，一定要把握好结构刚度值的大小，经过精确的计算分析，充分了解地质地形条件、所用建材性能、机械设备运行参数、物理力学知识等内容，最终确定高层结构的整体刚度强弱或者某个结构设施的刚度，依靠连接设置的调节作用，力求保证抗震能力的提高，尽量让整个建筑波动受力保持在地质所能支持的范围之间。也就是说，如果其基础结构产生小幅度的变形，结构的自我调节功能就会使得整体结构不发生大幅度改变，在经过一此维护工作之后，仍然具有使用价值。

另一方面，在结构设计以及规划时，结构工程师一定要着重关键构件和连接点的受力情况，采取相关措施进行有效调节，可以达到消灾减震的目的，尽最大程度地降低地震灾害带来的损失。根据有关地震灾害统计，刚度过于柔和的高层混凝土建筑受到强大的震动作用后，其主体结构受到了一定程度的损毁，然而在余震的相继作用之下，就会受到持续损坏导致崩塌。

总之，对于高层混凝土建筑抗震结构的设计，一定要保证其结构具备适宜的刚度，还要改善其延性等特点，进而增强其整体结构的抗震性能。

三、改善高层建筑抗震结构设计具体措施

(一)选定建设位置

根据地震灾害情况的综合分析，我们得出，如果建筑物所处的位置不同，那么其承受地震作用也会有很大的差别，究其原因就是所处地质条件存在不同点。这就需要，在建设项目位置选定时，应该注意以下两点内容：一是工程项目建设位置的地质环境应该具有良好的抗震能力；二是应该远离有重大威胁的场地，例如变电站、大型石油保存设施等等，防止除地震外其他因素带来的安个隐患问题。

(二)改进结构设计方案

结构工程师所采用的方案要求设计出的建筑能够满足国家规定建筑抗震能力的标准，实现主体结构有足够的空间进行调节变形，并且能够在结构的强大延性作用下，自动回复到正常状态，这样就大大削弱了主体变形对整个建筑结构带来的不利作用，达到高层混凝土结构长期处于稳定牢固的平衡状态。在平算不同程度的地震作用力对结构造成的影响，对其构件开展科学合理的布局，尽量协调高层混凝土建筑结构各种设施之间的受力情况，维持平衡，加大其承受外力的能力，着重考虑结构竖向重力作用的情况，使其平和匀称，达到刚度规划的要求目标，尽可能让设计结构有条理、不紊乱、有层次、不交错，实现增加整体抗震能力的目的着平研究地震灾害记录信息，根据实际要素在设计中融入相应的防震措施，对关键微小部分要严加处理应对，使整体结构由上到下所承受的重力均匀一致的降低，保持建筑整体的对称情况，这种一目了然的重力变化规建能够大大削弱地震带来的水平与竖向不规则的作用力，因而有了相应的抗震效果。

(三)控制扭转效应

地震作用有水平作用、竖向作用以及扭转作用，在多种受力的综合下，就会产生难以估量的破坏力，如地裂、房屋倒塌、地势波动较为强烈等由于地震爆发具有随时性，其中包含很多不稳定的地方，这就要求对于高层混凝土建筑抗震方面的结构设计方面，强调地震带来扭转效应如果没有设置相关结构位移的标准，就应该选取所测定的最大位移部分的刚度以及减弱最小位移带点刚度，保持结构在整体方面位移的一致性保证每一个细节都达到相关的设计要求，一旦发现不合理的地方，就应该及时作出有效的调整，尽量地控制地震扭转作用带来的不利影响。

(四)研究高层混凝土建筑各层结构参数设置

对各层参数的设置主要是在模拟地震时各种受力作用带给结构设施受力分析的计算，例如，墙体承载能力、柱梁变形方面计算等等在高层混凝土结构设计的预处理阶段，在充分了解所建项目的位置、地形条件、所选材料、施工工艺、质量检测等多个方面的基础上，把握其中要点，建立建筑设计的基本框架，应用自身的设计理念和专项技能来进行详实的设计，并对一此关键地方做出十分重要的说明，来完成建筑抗震结构设计的工作最好能够建立系统的完善的建筑结构设计信息数据库，便于结构工程师查找相关案例，总结经验，采取合理的设计方法开展工作在研究建筑复杂结构综合受理情况时，要选出相应的力学模型，例如剪切理论和主拉应力理论，来对建筑结构受理是否合理进行判断应该对由计算机运算结果开展深入的调杳研究，估定其有效程度，为以后的结构抗震能力的设计提供依据高层混凝土建筑结构所要处理的参数包括整体的震动周期、扭转角度、相关刚度比例等。因此，对于高层结构的设计不能一蹴而就，应该经过反复的计算研究和多次协调，在保证其结构具有抗震能力的基础上，确定结构方面的有关参数。

四、高层混凝土建筑的抗震结构布置

在进行高层混凝土建筑的独立结构单元布置时，应该使得建筑结构平面的形状相对简单、规则、刚度和承载力都能均匀的分布。建筑的竖直方向体型应该规则、均匀，避免有过大的外挑和内敛。建筑结构的侧向刚度应该是下部刚度大上部刚度小，并逐渐的进行变化。其高层建筑在进行结构布置时应该遵循以下几点要求：

1、在进行高层混凝土建筑的结构布置时应该具有必要的承载能力、足够大的刚度以及变形能力。

2、在进行高层混凝土建筑的结构布置时，应该注意避免因为部分建筑结构或者是构件遭受损坏，从而导致了建筑结构的整体丧失对重力、载荷以及地震的承受能力。

3、在进行高层混凝土建筑的结构布置时，对可能出现的薄弱环节进行严格的审核，并且及时采取相应的有效措施来进行应对。

4、在进行高层混凝土建筑的结构布置时，其建筑结构的竖直方向和水平方向的布置，应该使建筑的刚度以及承载力进行合理的分布，避免因地震时引起的局部突变和扭转效益的发生，具有多道抗震设防的特点。

结语

为了保证高层建筑具有良好的抗震性，在进行建筑结构的抗震设计时，就必须要通过其受力的特点、建筑结构的体系、建筑结构的布置以及计算进行详细的分析，然后再进行建造，只有这样才能保证高层混凝土建筑拥有良好的抗震能力，才能使人们的生命财产安全受到有效保护。

参考文献：

［1］ 现行建筑施工规范大全［M］． 北京： 中国建筑工业出版社，2009．

［2］ GB50011 －2010，建筑抗震设计规范［S］．