建筑抗震分析精选(九篇)

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第1篇：建筑抗震分析范文

引言

我国地域内所发生的地震，绝大部份属于这种“构造地震”的类型。由火山爆发所产生的“火山地震”或因岩洞崩塌、局部地面陷落所引起的地震，在我国很少发生。

许多国家在高层建筑的抗震设计方案中，已经出现了新的结构。如美国纽约的高层建筑物，建在于基础分离的98个橡胶弹簧上，日本的建在弧型钢条上防地震建筑物，明显的在建筑结构体型上，改变了传统的插入式刚箍捆住内力的结构体系。

在2010年12月1日施行的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）和2011年10月10日开始施行的《高层建筑混凝土结构技术基础》（JGJ 3-2010）是综合了各国高层建筑设计的成功经验，同时结合我国地震灾害的特点，对我国高层建筑设计提出了新的标准和要求。

世界抗震设计经验

1.美国抗震措施

美国是一个地震较多的国家，其西海岸重要城市洛杉矶正好处在环太平洋地震带上，而整个加州也是全球地震高发地区之一。高层建筑的抗震问题以及如何将地震带来的损失降到最低，一直是人们密切关注的问题。其中关于高层建筑的一些抗震措施。

（1）控制高层建筑的层高

在地震频发的洛衫矶市，除了市中心作为地标建筑的一些超高层建筑，其余地段均是多层低层建筑。尤其值得注意的是在土层薄弱和不利地段加州政府通过立法禁止建造高层建筑。对于高层建筑而言，地震力和风力是控制荷载，且都是水平作用力，层高过高，对建筑抗震和抗风都十分不利。控制在地震区域的建筑层高，是有效降低震害的手段之一。

（2）选用轻质建材

美国大部分地区均是低层建筑，且均是木结构，围护材料和隔墙也多采用石膏板、刨花板等轻质板材。采用轻质建材的建筑，在地震力作用下，自身结构受到更小的影响，且即使受到破坏，较轻的建材也能有效减轻造成的二次破坏。

（3）选用高强度高延性建材

美国另一重要的防震措施是在高层建采用钢结构，而低层建筑就采用木结构。钢材与木材都是高延性的材料，具有足够的柔度。在地震发生时，可以通过自身变形消耗掉地震能量，在抗震要求更高的超高层建筑中，则添加上阻尼减震器，也可以大大提高建筑的延性和抗震性能。

2.日本抗震措施

日本全岛都处在地震频发区域，每年都会发生约1000余次地震，在高层建筑防震抗震方面，有丰富的经验。

（1）提高建筑物的强度和刚度

日本的高层公寓很多，大部分的住户在购买公寓中都会特别看重抗震设计水平。号称日本第一高层公寓的大楼中，采用了与美国世贸大厦相同的钢管，其抗震性能主要来源于采用高强度高刚度的优质建材，确保了建筑物的抗争性能，也是公寓能得以畅销的重要原因

（2）选用橡胶材料加强延性

日本东京的一些超高层建筑都进行了严密的抗震设计，其中一个重要措施就是在建筑使用高强度的橡胶作为基底材料，同时在建筑中心也选用天然橡胶作为基层，提高了建筑物的抗震性能。

（3）“局部浮力”抗震系统

近年来日本新研制了“局部浮力”抗震系统，将建筑物的上层结构与基础部分分离开，采用这种“局部浮力”系统进行连接，借助水的浮力来加强建筑整体的延性，其工作原理大体上与阻尼减震系统和橡胶减震系统类似，但据报告有更好的抗震效果。

新增条款的意义分析

《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术基础》新增了若干条款，本文列出对抗震设计影响较大的条款进行分析。

1. 新增的通用条款

（1）抗震设计的高层建筑混凝土结构，当其房屋高度、规则性、结构类型、场地条件或抗震设防标准等有特殊要求时，可采用结构抗震性能设计方法进行分析和论证。

此条款明确了在高层建筑设计中，抗震设计的核心地位，高层建筑采用抗震性能设计已形成一种发展趋势。

（2）楼层质量沿高度宜均匀分布，楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。

此条规定限定了荷载沿竖向的不规则分布，可有效地降低震害，明确了高层结构设计的标准。

（3）增加了结构抗连续倒塌设计基本要求。安全等级为一、二级时，应满足抗连续倒塌概念设计的要求。安全等级为一级且有特殊要求时，可采用拆除构件方法进行抗连续倒塌设计。

连续倒塌是指结构因突发事件或严重超载而造成局部结构破坏失效，继而引发与失效破坏构件相连的构件连续破坏，最终导致相对于初始局部破坏更大范围的倒塌破坏。在高层建筑抗震设计中，对上部结构进行连续性倒塌分析时，其首先要保证下部基础不会发生破坏，加强结构基础设计是整个设计工作的根本。

2.修订条款的意义分析

（1）明确将扭转位移比不规则判断的计算方法，改为“在规定的水平力作用下并考虑偶然偏心”，以避免位移按振型分解反应谱组合的结果，有时刚性楼盖边缘中部的位移大于角点位移的不合理现象。

（2）根据汶川地震的经验，提高了框架结构中框架柱的内力调整系数，而其他各类结构中框架柱的内力调整系数保持不变。

框架结构柱的最小截面尺寸，除不超过2层和四级外，比旧版增加100mm；柱纵向受力钢筋的最小总配筋率比一般框架增加0.1%、最大轴压比控制比旧版加严0.05。

（3）根据汶川震害调查，将防震缝的最小宽度由70mm提高到100mm。

相邻结构在地震过程中的碰撞是导致结构损坏甚至倒塌的主要原因之一。为防止建筑物在地震中相碰撞，防震缝必须留有足够的宽度。原则上防震缝净宽应大于两侧结构允许的地震水平位移之和。

结语

第2篇：建筑抗震分析范文

关键词：建筑抗震；设计；分析；

中途分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：

前言

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，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。在建筑设计的方案阶段，从总体出发，采用概念性近似计算方法，能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较和选择。这种方法虽有一定误差，但概念清楚、定性准确、手算简单快捷，能很快选择出最佳方案，具有较好的经济、可靠性能，同时也是施工图设计阶段判断计算机内力分析输出数据可书与否的主要依据。

1 抗震概念设计问题分析

地震是一种随机振动，有难于把握的复杂性和不确定性，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“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展性能，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，设置多道抗展防线，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。

2 结构概念设计的运用问题分析

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、深基础处处可见，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。8度超过5层有条件时，尽量加剪力墙，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。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。考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。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。这两个方面在 《高层建筑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 点限制梁端截面混凝土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”；多道抗震防线等设计原则。

3 建筑选址的设防

地震引起的破坏除了直观的震动引起的建筑结构破坏,与场地和地基的条件有很大的关系。历次地震调查表明,同类型的建筑物由于建筑场地不同,其破坏程度会有很大的差别。

地质条件: 避免选择地质上断层通过或断层交汇的地带, 特别是在有活动断层的地段上进行建设。

地形地貌:宜选择地势平坦、 开阔的地方。

地基条件: 一般而言,岩石、 半岩石和密实的地基土对房屋抗震最有利,是最好的建筑场地;而松软的,软弱粘性土等, 尤其是易发生砂土液化的地区,都对房屋的抗震不利。

4 短柱设计的抗震设防

因短柱的延性较差, 尤其一些超短柱几乎没有延性,在抗震设计时,仅仅按照一般框架柱的抗震要求采取构造措施是不够的。还必须尽量提高短柱的承载力,减小短柱的截面尺寸,采取各种有效措施提高短柱的延性,改善短柱的抗震性能。

4.1使用复合螺旋箍筋

高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的, 柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。对于短柱,只要符合“强剪弱弯”和 “强柱弱梁”的要求, 是能够做到使其不发生剪切型破坏的。因此, 使用复合箍筋全高加密来提高柱子的抗剪承载力, 改善对砼的约束作用,能够达到改善短柱抗震性能的目的。

4.2采用分体柱

采用分体柱的方法虽然使柱子的抗剪承载力基本不变,抗弯承载力稍有降低, 但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高, 其破坏形态由剪切型转化为弯曲型, 从而实现了短柱变 “长柱”的设想, 有效地改善了短柱尤其是剪跨比< 1.5的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用。

5 短肢剪力墙设计的抗震设防

由于短肢剪力墙抗震性能差, 在地震区应用经验不多,因此在设计时, 首先要选则适合

的计算软件,合理地选则计算分析方法, 确定计算模型和相关参数, 并加强对计算结果合理

性判断,特别要加强概念设计。对一些不利部位加强构造措施, 在符合规范要求的情况下,短

肢墙是没问题的。这就好比纯框架结构,对地震来说也是不利的结构形式,但大家不也一直在

用。所以任何一种结构体系都有它的适用范围,只要能合理设计, 安全应该没问题。

5.1构建共同抗力筒体

高层点(板)式住宅采用短肢抗震墙结构体系,只要抗侧力构件布局合理仍然是比较理想的一种结构体系,但在地震区, 高层建筑中,剪力墙不宜过少,墙肢不宜过短,因此不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑,要求设置剪力墙筒体 (或一般剪力墙 ), 形成短肢剪力墙与筒体 (一般剪力墙)共同抵抗水平力的结构。

5.2短肢墙的形状要点

短肢墙的布置合理、 对称、 均匀、 力求质量中心与刚度中心重合,短肢墙布置应以 T形、 L形、]形、+形为主,这样可增加短肢墙抗扭和出平面外稳定。

短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢,当有扭转效应时,会加剧已有的翘曲变形,使其墙肢首先开裂,因此应加强其抗震构造措施, 如减小轴压比、 增加纵筋和箍筋的配筋率。

5.3倾覆力矩的设计

第3篇：建筑抗震分析范文

高层建筑抗震设计的重要性分析

抗震设计在高层建筑设计中具有十分重要的意义。与普通房屋建筑工程相比，高层建筑的构造与之明显不同，无论是规模还是构件都存在着较大差异。一旦高层建筑质量出现问题，所带来的后果不堪设想。因此，在设计阶段就要充分落实好质量控制。其中抗震设计与高层建筑工程整体质量存在着密切关联。通过有效的抗震设计，可让建筑结构的刚度、延性、整体性达到相关要求，使高层建筑整体稳定性得以提升。换句话说，抗震设计是否合理直接关系到高层建筑物的质量，应给予重视。

高层建筑抗震设计关键问题分析

高层建筑抗震设计过程中，以下问题是关键点：（1）高度。根据JGJ3-2002规定所述，要求高层建筑在一定设防烈度和一定结构形式下，需保持“适宜高度”。这个“适宜高度”与推荐规范体系要求是相匹配的，但很多高层建筑实际高度却超出了“适宜高度”的限制。在地震力作用下，超高限建筑产生的破坏形变会存在较大变化，导致相关参数延性、刚度、荷载都会超出规范适宜范围，会给建筑物结构的稳定性带来严重影响。（2）结构形式筛选。建筑结构形式筛选是否合理，直接关系到结构的性能。通常情况下，高度超过150m的高层建筑结构主要包括三种结构体系即框筒支撑体系、框架支撑体系及筒中筒支撑体系。我国大多数高层建筑都会采取核心筒体系进行构建。该结构中，由钢筋混凝土构成的核心筒需承受80%至90%的震层剪力，给钢结构带来了较大负担。在这种情况下就需要合理设置装换层及加强层，以控制其本身刚度。（3）材料选择。我国大多数高层建筑都是以钢结构为主。当建筑物高度过高时，由于钢结构质量较小，且较为轻柔，必然会受到风振影响。因此，需要采用混凝土材料进行加固，其中钢骨混凝土为首选材料。（4）抗震设防烈度。从客观角度来看，我国建筑结构抗震设计设防烈度与欧美等发达国家相比，还是有所不足。构造规定安全度及也存在一定差距。另外，在配筋率、轴压比等方面也不如发达国家严格。在这方面还需要进一步提升标准，并逐步完善。

完善抗震设计的有效措施

1.落实抗震验算

在进行截面抗震验算时，结构应在设防烈度下进入弹塑性状态。可将大部分结构变形转变为众值烈度地震作用下构件承载力验算的形式来表现。进行构件截面抗震验算时，可选用非抗震承载力设计值，将承载力抗争调整系数与其关联起来。计算过程中，去地震作用效应值乘以抗震调整系数来进行折减。通过完善抗震验算，保证建筑抗震设计的有效性，使抗震设计充分发挥作用。

2.设置多道抗震防线

在构建抗震结构体系时，应设置多道防线，将一些延性较好的分体系进行组合，并将这些构件相互连接，充分发挥其协同作用。抗震墙体系便可由抗震墙与延性框架构成，两者共同作用，可进一步提升抗震结构的性能。抗震结构体系当中还需要设定充足的赘余度，包括内、外两个部分。并按照相关规则构建规律分布的屈服区，让建筑结构可充分吸收或消耗地震能量。体系当中还需要增加冗余设计，以增加抗震结构的可靠性。当建筑基本周期与地震卓越周期接近时，冗余设计便可充分发挥作用。即便是第一道抗侧力防线受到破坏，第二道、第三道防线可接替第一道防线，发挥保护作用，以缓解共振，并降低地震的破坏作用。

3.完善隔震及消能减震设计

隔震系统具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量，并且具有足够的水平初始刚度。即便在风载与小震作用下，整个体系依然可处于弹性范围内，满足正常需求。而中强地震时，其水平刚度较小，结构为柔性隔震结构体系。同时，隔震系统本身具有较大的阻尼，地震时能耗散足够的能量，可降低上部结构所吸收的地震能量。消能减震是在结构物某些部位设置耗能元件，通过元件产生摩擦，弯曲弹塑性滞形来消耗或吸收地震输入结构的能量，以降低主体结构的地震反应，使结构破坏程度降低。例如，可在建筑结构适当位置添加金属阻尼器，它可通过金属的屈服滞回将地震能量消耗掉，以降低结构反应程度；又如，可通过调谐减震控制体系来加强结构的减震能力，该体系利用调整结构的动力特性来消减结构的振动反应，以达到减震效果。

结语

第4篇：建筑抗震分析范文

关键词:超高层 建筑 抗震 设计

中图分类号：TU2文献标识码： A

前言

随着高层建筑的迅猛发展，建筑的多功能要求，超高层建筑越来越多，许多建筑采用底部大裙房、上部多座塔楼的建筑形式。这些复杂的建筑形式的出现给其结构抗震分析以及抗震设计带来了许多新的问题。

一、超高层建筑设计基本要求

1、针对建筑物的整体稳定性、承载程度以及整体延伸性等多个方面进行综合考虑

在工程的设计中，对于结构的构建必须要符合安全的要求，还有对可能出现薄弱部分的进行建筑加强，采取必要的措施，提高建筑物整体的抗震能力，当然对于建筑物所要承受的竖向荷载来说，基本的构建不可以成为主要的耗能构件。

2、尽量的设置多层次的抗震防线

对于每一个建筑物来说，一个良好的抗震体系必须要由多个延伸性较好的分体构成，多个构件结合在一起工作，起到很好的配合作用也不会相互影响。在高层建筑中会设立很多的抗震防线，这主要是因为在一次强烈的地震过后必定会经历多次的余震，但是如果只有一道抗震防线，那必定很难保证建筑物的整体安全性和稳定性，所以必须要在建筑中设立多个抗震防线，当然对于建筑物内部中的构件之间的关系也不能忽视，对于每一个楼层来说，在使用的主要耗能构件发生屈服之后，必须要对其进行弹性检测，使其可以拥有时间较长的抗倒塌能力。

3、地震波的选择要求

对超高层建筑，必要时考虑长周期地震波对超高层结构的影响。输入地震加速度时程曲线应满足地震动三要素要求，即有效加速度峰值、频谱特性和持时要求。对超高层建筑，在波形的选择上，在符合有效加速度峰值、频谱特性和持时要求外，满足底部剪力及高阶振型的影响，如条件许可，地震波的选取，尚应考虑地震的震源机制。

二、超高层结构反应谱分析要点

反应谱理论是现阶段建筑抗震分析的基本理论。对于设计人员，反应谱分析主要是地震动参数的选取和结构基本信息的输入。反应谱分析的关键是对计算结果进行分析，判断计算结果是否合理。

1、两个不同力学模型的三维计算软件

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)，(简称抗震规范)3．6．6条规定：复杂结构多遇地震下应采用不少于两个的不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力和位移计算：《高层混凝土结构技术规程》(JGJ3―2002)(简称高层规程)亦有相关规定。目前国内常用的计算软件如SATWE、PMSAP、ETABS、MIDAS均属于“不同力学模型的三维空间分析软件”，小震下的弹性反应谱分析可任选其中两个程序进行计算。

2、关于超长周期反应谱

超限高层建筑大多为高柔结构，周期较长，有些甚至超过6．0s。例如天津津塔项目，主楼总高度330m，结构第1周期达到7．60s。抗震规范5．1．4条规定，周期大于6．0s的建筑结构所采用的地震影响系数应专门研究。

3、层间位移角限值

超高层钢结构的层问位移角限值按照抗震规范要求取1／300。超高层混凝土结构层问侧移角限值在高层规程中规定：高度等于或大于250m的高层建筑，其层间位移角部不宜大于1／500；高度在150~250m之间的高层建筑，层间位移角限值可采用“表4．6．3数值”与1／500线性插值取用。要注意高层混凝土规程第4．6．3条小注：“楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响”。

4、剪重比调整

抗震规范5．2．5条和高层规程3．3．13条提出了“最小地震剪力系数”要求。由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期大于3．5s的结构，计算得到的水平地震作用下的底部总剪力太小。换言之，就是结构 ‘柔”，受到的地震力太小，从偏于安全的角度考虑，人为地提高地震剪力以保证结构设计的安全性。最小剪力系数取值在3．5s开始减小，至5s后不再下降。考虑大于5s的结构多为超高超限的高柔结构，适当提高地震下的抗侧移刚度和承载力是合理的。

5、层刚度比和层抗剪承载力的控制

抗震规范、高层规程均有“楼层刚度不宜小于相邻上层70％ 或其上三层侧向刚度平均值的80％”的规定。《高层民用钢结构技术规程》(GJG99―98)(高钢规)3．3．1条规定，楼层刚度不小于相邻上层的70％，且连续三层总的刚度降低不超过50％。抗震规范规定结构楼层抗剪承载力不小于相邻上层的80％，高层规程规定A级高度层抗剪承载力不小于其上一层的80％、B级高度抗剪承载力不小于上层的75％。高钢规规定任一楼层抗侧力构件的总受剪承载力不小于其相邻上层的80％。

三、实例分析

1、工程概况

项目位于昆明市高新区前所村“城中村” 改造（联邦国际）项目A2、A3号地块。总用地面积140312m2。土地用途为商业、住宅用地，其中商业占10%，住宅占90%。裙房面积为1.4 万m2，办公楼面积约为12.6万m2，上部塔楼包括： 1、2、3、5栋住宅楼36 层，标准层层高3.6m，建筑总高度129.6m。本次针对较高的1、2、3、5栋住宅楼进行结构布置，计算并探讨各种布置方案的性能。下部裙房包括：五层商业面积1.4 万m2，首层层高5.2m，其余商业层高4.5m。设置两层地下室，根据地质报告拟采用桩基础。

2、计算软件

本工程设计计算所采用的计算程序：PMCAD、SATWE。

3 结构布置

根据建筑平面功能采用三种布置方案对比，建筑平面详见图1。

图1

为解决高烈度区多遇地震、设防地震和罕遇地震的地震作用较大，针对矩形平面的短边分别采取加强措施如下：

（1）方案一：采取建筑物两侧全高设置支撑体系与型钢混凝土框架梁柱形成抗侧力体系与混凝土核心筒共同抵抗地震作用，详见图2。

（2）方案二：结合建筑功能在两侧布置开洞联肢剪力墙抗侧力构件与混凝土核心筒共同抵抗地震作用，详见图3。

（3）方案三：在21 层设置加强层，通过布置刚度较大的水平伸臂桁架和周边环带斜腹杆桁架，利用框架柱的轴力形成反向弯矩，减少内筒的倾覆力矩，进而减小结构在水平地震作用下的位移。详见图4。

4、结构小震作用下及风荷载作用下弹性计算分析如下表

5、结论分析

（1）风荷载作用下建筑结构均能满足规范要求的层间位移角。

（2）抗震设防烈度8 度（0.2g）区，一般地震作用下位移角较大，分别对比方案一（全高支撑方案）、方案二（两层剪力墙方案）、方案三（伸臂加强层方案）在小震作用下，方案一与方案二能满足规范对位移角要求，方案三不满足。

（3）本次计算结果对比表明，在高烈度去小震作用下，伸臂加强层方案提给抗侧刚度有限，且引起楼层受剪承载力严重突变，造成结构竖向产生薄弱层，对抗震十分不利。方案一和方案二在小震作用下弹性计算和多遇地震下弹性时程分析法进行补充计算，均表现出较好的抵抗水平力性能。方案一要求全楼设置钢构件侧向支撑，在造价成本上比较大，且仍然存在楼层受剪承载力突变，产生竖向薄弱层。

（4）方案二结合建筑方案，在弱侧适当布置剪力墙方案能较好的满足结构性能要求，且由于采用常规施工做法，从经济角度和方便施工角度考虑均为合适方案。

【参考文献】

第5篇：建筑抗震分析范文

关键词 建筑设计;抗震;设计

【中图分类号】 TU352 文献标识码:B 文章编号:1673-8500(2012)10-0015-01

建筑设计是否考虑抗震要求,从总体上起着直接的控制主导作用。结构设计很难对建筑设计有较大的修改,建筑设计定了,结构设计原则上只能是服从于建筑设计的要求。如果建筑师能在建筑方案、初步设计阶段中较好地考虑抗震的要求,则结构工程师就可以对结构构件系统进行合理的布置,建筑结构的质量和刚度分布以及相应产生的地震作用和结构受力与变形比较均匀协调,使建筑结构的抗震性能和抗震承载力得到较大的改善和提高;如果建筑师提供的建筑设计没有很好地考虑抗震要求,那就会给结构的抗震设计带来较多困难,使结构的抗震布置和设计受到建筑布置的限制,甚至造成设计的不合理。有时为了提高结构构件的抗震承载力,不得不增大构件的截面或配筋用量,造成不必要的投资浪费。由此可见,建筑设计是否考虑抗震要求,对整个建筑起着很重要的作用。因此,我们在建筑抗震设计过程别要注重以下几个问题。

1 建筑体型设计问题

建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明,许多平面形状复杂,如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏,有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。因此在建筑体型的设计中,应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则;在平面形状上,矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型,尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布,避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。

2 建筑平面布置设计问题

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。柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等,都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且,由于建筑使用功能不同,每个楼层的布置有可能差异很大,建筑平面上的墙体,包括填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称,墙体与柱子分布的不对称、不协调,使建筑物在地震时产生扭转地震作用,对抗震很不利。有的建筑物,其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧,结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度,吸引了地震作用的主要部分[3]。有的建筑物,在平面布置上一侧的墙体很多,而另一侧的墙体稀少,这就造成平面上刚度分布的很不对称,质量分布也偏心,使结构的受力和变形不协调,导致扭转地震作用效应,带来局部墙面的破坏。有的建筑物,如底层为商场的临街建筑,临街一侧往往不设墙体,而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭,两侧在刚度上相差很多,也将在地震时引起扭转地震作用,对抗震不利。还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,客易引起结构的局部破坏。建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大,从概念上要解决的一个核心问题是:建筑平面布置设计上要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 建筑竖向布置设计问题

建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。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。突出的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大,形成突变[3]。在刚度最差的楼层形成对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层。这是在建筑设计中必须高度重视的问题。在实际设计中,在建筑使用功能不同的情况下,很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐,柱子不对齐,墙体不连续,不到底;上层墙多,下层墙少;上层有柱,下层无柱等,使地震力的传递受阻或不通;抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。多次大震害表明,建筑物竖向楼层刚度的过大变化,给建筑物造成很多破坏,甚至是整个楼层的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中,有多栋钢筋混凝土高层建筑发生了中间楼层的整体坐落倒塌破坏。因此,尽可能使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑物底部,不宜中断或不到底。尽量避免其某楼层刚度过少,尽量避免产生地震时的钮转效应。

4 建筑上应满足的设计限值控制问题

根据大量震害的经验总结,现行《建筑抗震设计规范》(GBJll-89)对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定,建筑设计应予遵守:一是房屋的建筑总高度和层数;二是对房屋抗震横墙问题和局部墙体尺寸的限值控制。

5 屋顶建筑的抗震设计问题

在高层和超高层建筑设计中,屋顶建筑是一个重要的设计部分。从近几年对一些高层建筑抗震设计审查结果来看,屋顶建筑存在的主要问题,一是过高,二是过重。这样的屋顶建筑加大了变形,也加大了地震作用。对屋顶建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上,且前者的抗侧力墙与其下楼层的抗侧力墙体上下不连续时,更会带来地震的扭转作用,对建筑物抗震更不利。为此,在屋顶建筑设计中,宜尽量降低其高度。采用高强轻质的建筑材料和刚度分布比较均匀、地震作用沿结构的传递比较通畅,使屋顶重心与其下部建筑物的重心尽可能一致;当屋顶建筑较高时,要使其具有较好的抗震定性,使屋顶建筑的地震作用及其变形较小,而且不发生扭转地震作用。

6 结束语

总的来说,建筑设计是建筑杭震设计的一个重要方面,建筑设计与建筑抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用。一个优良的建筑抗震设计,必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。为此,要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性,在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。

参考文献

[1] 《建筑抗震设计规范》(CBJll-89),中国建筑工业出版社[M],2005。

[2] 包世华、方鄂华,《高层建筑结构设计》,清华大学出版社[M],2003。

第6篇：建筑抗震分析范文

【关键词】 建筑抗震设计；细节；问题

一、前言

随着建筑施工技术的飞速发展和建筑行业对于建筑抗震设计的需要，现在的建筑工程对于建筑抗震设计提出了更高的要求。本文首先讲述了建筑抗震设计在建筑工程中的重要作用，并论述了建筑工程设计是结构抗震设计的基础。建筑工程设计过程中是否能够很好的满足建筑抗震的要求， 会直接影响建筑物抗震能力的强弱。要做好好建筑抗震的设计必须要将结构设计与建筑设计互相结合以及完美配合才能实现。但是据官方数据统计，近些年来，我国在建筑行业在建筑抗震设计这一方面做的不够好，还存在很多问题，文章中提出了建筑设计中在抗震设计这一块存在的问题，例如： 建筑平面、竖向布置以及建筑体型要有利于建筑的抗震性。然后在结合地震灾害，论述了建筑体型简面、竖向以及对称布置中刚度和质量分布协调均匀的设计对于建筑抗震作用的重要性。文章主要讲述了建筑抗震设计中存在的细节问题，同时提出了相关问题的解决方案。

二、建筑抗震设计过程中存在的问题

1、建筑材料对建筑抗震设计的影响

众所周知，建筑的材料是建筑质量的核心，建筑材料好坏的选用将直接影响建筑的抗震设计以及建筑建成后的抗震效果，建筑质量的好坏是建筑的抗震性能体现的主要因素之一，而建筑材料对建筑质量的影响非常大，但是，在现如今在建筑抗震设计的过程中，却因为很多的原因造成建筑抗震设计的质量出现比较严重的问题，而建筑材料对建筑抗震设计造成的影响也是其中一个比较重点要素。建筑材料对于建筑抗震设计的影响主要表现在材料本身的强度、质量、耐腐蚀性以及材料的不匹配等方面，在建筑工程设计的过程中，有部分工作人员或者施工但闻为某取暴利进而在建筑设计施工的过程中使用一些质量不达标的建筑材料，这些建筑材料的使用严重影响了建筑的质量以及抗震性能。

2、建筑抗震人员设计时的问题

有一部分工作人员在建筑抗震设计的过程中会将一些不是该类型建筑抗震设计方案引用到该类型建筑物中来，导致建筑在抗震设计施工过程中出现了建筑结构、建筑质量、建筑抗震性能达不到实现设定的要求，并且在建筑施工时带来很多麻烦，且不能满足建筑抗震性能的指标，像这一类的建筑抗震设计与实际的建筑缺乏匹配度。

3、短柱对于抗震设计过程中的影响

地震作为破坏性超强的自然灾害，想要最大限度降低其对建筑的破坏，保证建筑设计坚实的质量是最基本的防护措施。相比较而言，我国建筑设计水平发展较为缓慢，在地震设计方面也存在不够合理的情况，这使得很多建筑结构都出现了地震安全隐患，过大的自身重量也加大了地震危害。为了保证建筑结构抗震水平，必须要在建筑抗震设计环节中科学的运用抗震理论，根据相关设计原则，利用有效措施来提高建筑结构的可靠性与安全性。根据《建筑抗震设计规范》式6.2.9- 3，剪跨比λ=Mc/Vcho，即根据墙端或者柱端截面组合的弯矩的计算值Mo以及与其相对应的截面组合的剪力的计算值Vc 以及截面的有效高度h0来确定，同时取上下端计算的结果中的较大的值；反弯点一般位于柱高中部的框架柱可以按找柱净高与两倍柱截面高度的比来计算。在设计中可以按以下判别：

（1）自非地震设计的组合作用的情况下：短柱为Hn/2ho≤2 的柱；

（2）在地震设计的组合作用的情况下：短柱是当反弯点在柱层高的范围是Hn/2ho≤2，反之，短柱通过λ=Mc/Vcho≤2 来判定。

（3）我国现在的某些建筑，同城采用首层架空的方法，使用一些截面较大的柱来作为短柱，这样的柱体很容易形成短柱。然后，在架空层通常不设计填充墙，这样引起填充墙不能够连续，进而也在一定程度上引发刚度突变，对建筑的整体结构来讲，建筑结构对于抗震很不利。

（4）因为各种填充墙的设置，比如建筑开窗、门等等，这些都会让柱净高减小，最后形成短柱，影响建筑抗震结构。

（5）一般在设计屋面水箱的支承柱的时候，柱净高和柱截面高度的比一般都小于或等于4。

（6）在非地震组合的作用下，一般情况下使用竖向的压力来作为控制荷载的组合，在竖向压力的作用下短柱的整个横截面的应变力的分布是均匀的，但是随着荷载的不断增加应变力也在迅速的增加，到最后，混凝土等建筑材料达到极限应变时，柱就很有可能出现纵向的裂缝，柱体表面的混凝土保护层就会剥落，箍筋间的柱体的纵向钢筋就会向外凸起，这样短柱就会遭到破坏，进而对于整个建筑的稳定性造成影响，同时也大大降低了建筑物的抗震性能

（7）在地震组合的作用下，一般情况下使用水平地震力来作为控制荷载的组合，在水平力的作用下短柱将会产生比较大的水平剪力，但是短柱长期在水平剪力作用下，非常容易产生剪切的破坏，这种剪切破坏的结果将很可能导致整个建筑物的整体结构遭到严重破坏，对于建筑物建成以后的抗震效果非常不利。

三、如何加强建筑物的抗震构造方案

1、建筑的设计要比平常的多层、 高层的设计特点复杂的多，而且对建筑抗震设计的本身要求也特别高，因此在这种情况下建筑抗震设计中， 应全面的考虑各种因素，将其作为优化方案的因素。另外，在对建筑抗震设计的过程中，设计者要根据实际情况，再结合多种建筑有关设计因素，比如，建筑的抗震指数以及施工方式等，设计出多种建筑抗震设计方案，然后再通过多种方案进行相互的比较，最后选择出一种最优化的方案，通过这种优化方式， 能更好的做好超限高层建筑的抗震设计， 而且，以这种设计优化方式，一旦发现方案中存在设计问题或安全隐患能及时的比较出来，并及时的改正，对建筑抗震性能具有很大的保障。

2、效能减震是实现对地震所产生动能的消耗，来减轻地震能的传导大小，从而降低其对建筑物的破坏程度。目前，在此技术方面一般采用消能器和阻尼器，两种器械都能够实现地震能量的有效消耗和吸收，减小震力对建筑主体的破坏，以达到对建筑主体结构安全、稳性定的保护。目前，效能减震技术在我国建筑防震设计中得到了有效的应用，其在新建筑的防震设计和旧建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。

四、结束语

本文例举了两个建筑抗震设计中比较容易受到破坏的地方，并提出一些提高抗震能力的措施供同行参考、探讨。作为结构设计人员，不能固步自封，应不断在全世界的震害中学习，不断学习新规范，相互交流，才能使自己设计的建筑在地震中尽可能地保护人们的人身安全，减小财产损失。

参考文献

[1] 我国加强超高层建筑抗震设计[J]. 施工技术. 2012（09）

[2] 张卓军. 建筑抗震设计中结构平面不规则的内容[J]. 科技创新导报. 2013（31）

[3] 李雪琴. 浅谈建筑抗震设计[J]. 今日科苑. 2012（08）

[4] 乌鲁木齐严查严管公共建筑抗震设计[J]. 城市规划通讯. 2011（16）

第7篇：建筑抗震分析范文

【关键词】建筑结构；抗震设计；问题；措施

我国处于亚欧板块和太平洋板块交接地带，是世界上受地震危害较严重的国家之一。尤其是近半个世纪以来，唐山、汶川和玉树等地地震频发，建筑结构的抗震设计受到各部门人员的重视，巍然不倒的建筑才是人们真正的家。建筑物要根据不同类型做出不同的设计，建筑物结构设计既要有足够的安全强度保证居住安全，又要防护允许范围内建筑物的变形，通过结构设计，提高对抗地震的强度。我们无法预知地震，但可以预防地震对我们的伤害。

一、建筑结构抗震设计的基本思想

上世纪80年代国际上关于建筑结构抗震设计出现了新趋势，基于此我国当时经济实力下的89规范作了如下规定：

（1）在遭受本地区规定的基本烈度地震影响时，建筑可能有损坏，但不致危及人民生命财产安全，不需修理或稍加修理即可恢复使用；

（2）在遭受较常遇到的、低于本地区规定的基本烈度的地震影响时，建筑不损坏；

（3）在遭受预估的、高于基本烈度的地震影响时，建筑不致倒塌或发生危机人民生命财产的严重破坏；

按照上述规定的建筑物进行抗震结构设计，可以做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”，从而保证地震发生时在建筑物里面的人的生命安全[1]。

二、建筑结构抗震设计中存在的问题

1、建筑结构抗震设计中参考方法不先进

地震尤其强烈地震的破坏性很大，但这种自然灾害并不经常发生。我们对地震的认识正在逐步加深，可仍然无法了解其中奥妙。对于建筑结构设计来说，已经可以针对已知、普遍地震发生的原因进行抗震设计，而地震诱发因素的不确定性和复杂性（如人们铭记的唐山大地震），使可靠度设计的方法失去了基本的依据。目前，还没有可靠的方式来预测未来时间可能发生地震的频谱特性和强度等，所以，建筑结构抗震设计的可靠性方法就不那么可靠了。

2、建筑结构构件承载力设计依据不准确

时至今日，我国建筑行业仍然参照原来颁布的建筑抗震设计规范，它不可避免的存在一定缺陷：我国提高抗震设计水平部分依赖于借鉴学习外国的经验和方法，但是国家不同，抗震设计的做法就不同，地震作用的取值也就存在较大的差别，也就不容易进行各种方法的比较和交流学习；我国采用小震作用进行结构构件承载力的设计，却又用各种和抗震有关的内力增大系数作为考虑因素，这就造成了设计的调整系数过多，影响设计人员对建筑物整体构造和关键构件安全的把握。

3、建筑场地选择不适当

场地条件是地震造成建筑物破坏的重要原因之一。地震造成地表错动与地裂，地基土的小均匀沉陷、滑坡和粉砂土液化等，都会引起建筑结构抗震能力的减弱[2]。另外，在建筑工程中，Ⅱ类场地较为常见，对建筑物的地基形成一定的不稳定性。

4、建筑结构的抗震性与规则性的冲突

除了结构稳定之外，业主和建筑师对建筑物的使用功能和建筑外形等有许多其他的想法和要求，这样就会带来建筑物结构复杂和外形不规则的问题。一味追求建筑物的独特外形或业主理想的功能会使结构不规则，从而减弱建筑物的抗震能力，例如，一座建筑原来有较为完整的筒形墙体结构，由于不能满足各种要求改变墙体结构，这样就削弱了结构的平动刚度，虽然满足了要求，但结构的抗压性能更差了。而简单、传统的建筑往往不能引起较多的关注，也不能更好的适应市场的发展。如何最大限度的满足建筑师和业主多元化的要求，同时又保证建筑结构的抗震性是当下结构工程师所要面对的挑战。

三、建筑结构抗震设计中的问题解决措施

1、结构抗震设计采用多安全系数设计方法

地震发生带来的后果是无法预估的。有学者曾经提出质疑并指出：与科学相比，规范的设计方法更多的是一种工程技术，更应注意整体的综合。随着近年来对中震和大震作用的分析增加，可靠度设计方法实质上已经改变。结构抗震设计采用多安全系数设计方法，能让人以退为进，抗震因素增加了，设计建筑物抗震结构就需要多方面的考量，不用再为一些执拗的问题大费周章，许多安全的的问题也自然迎刃而解。

2、采用科学的地震震动参数进行结构构件承载力设计

我国可以依据中震地震动参数设计构件承载力而不是用小震参数，这样提高了对抗震设计的规范要求，能更好的保证“小震不坏”[3]。各个国家的地理位置和地貌特征都不一样，这些都可能影响地震的作用，进而影响构件的承载力，我国应该投入力量以更适合自己的建筑抗震设计规范，并严格制度实施规范，摒除模棱两可的规定，使规定明确、准确，使建筑结构有规范可依。

3、慎重选择建筑场地

增强建筑结构抗震性应选择合适的工程场地，应选土密实均匀的中硬场地；对抗震不利的地段应该回避，如地势不平的山丘、地下已被采空的地区、河流的两旁等；危险的地段不能建造违规建筑。

同一建筑单元的地基应该相同；建筑物的地基应秉承能深埋不浅埋的原则，做好基槽回填和夯实；加强地下根基和地上建筑物结构的整体性，地基尽可能采取直线并拉通，避免切断；如果地基是软土的要有充足的安全措施，加强基础的整体性。

4、建筑结构设计更注重安全性

安全是建筑的重要保证，结构工程师应该在先保证结构抗震设计的同时尽量满足其他需求[4]。工程师们必须学会熟练运用概念设计，并使这一理念贯穿于结构设计工作的整个过程当中，既要严格把握好设计的大原则，又要全面考虑诸多因素，最终才能保证设计的科学性和严谨性。结构工程师应对自己的任务多加研究，敢于挑战现有的不合理规范。

在设计中，遇到不规则的建筑物，要在适当位置设置防震缝；质量重的建筑物地震发生时破坏性更大，因此建筑物的质量宜轻不宜重，各部分应采用轻的材料；重视圈梁和构造柱的布置，设构造柱及芯柱。

四、不同的建筑结构有不同的抗震设计方法

现代建筑结构多样，基于不同的建筑结构的抗震设计方法的侧重点就不同。例如：基于承载力的结构抗震设计，其特点是与传统的设计方法接近，便于人员理解操作，但是它没有考虑地震有持续性；基于能量的结构抗震设计，其特点是地震原理清晰简洁，对结构损伤性能的控制尤为重要意义；基于损伤的结构抗震设计，特点是能够定量描述结构在地震发生时的破坏情况，损失可以明确衡量，而且从设计开始就引入损伤指标的做法是非常先进的。此外还有基于位移的结构 抗震设计和基于性能的结构抗震设计等。

结束语：

建筑物一般是人们风雨来临时的避难所，而地震发生时却成了人们获得一线生机的最大阻碍。我们不能预知地震的发生，因此结构设计有很多不确定或不确知的因素，也就不能保证建筑的抗震功能。如果我们采用规则的结构，明确的计算简图，选取对建筑适宜的建筑场地，并提高敬业精神和责任心，在总结大量地震灾害的基础上，做出合理的结构设计概念，灵活运用抗震设计原则，这样才能有牢固坚挺的高楼大厦，才能容下我们的蓬勃生机。

参考文献

[1] 覃邵文. 论述建筑结构抗震设计相关问题 [J] 广州科模，2009（11）：63-64

[2] 雷磊，韩小雷等. 直接基于位移的抗震设计方法的研究 [J] 华南地震，2007（2）：26-33

第8篇：建筑抗震分析范文

关键词: 高层建筑；结构设计；抗震概念；应用

中图分类号：TU97文献标识码： A

0引言；近年来，由于人类对于自然环境的不断破坏，各类自然灾害发生的较为频繁。高层建筑结构设计中抗震概念设计是对建筑抗震设计的宏观控制，合理的运用抗震概念和原则是建筑结构抗震设计的必要前提，在高层建筑工程一开始从建筑的场地选择、平立面形式、结构布置以及延性等方面进行考虑，从根本上消除高层建筑中抗震的薄弱环节，再通过计算与结构措施，能够保证设计出的高层建筑具有良好的抗震能力，显著的提高高层建筑的抗震可靠度。

一．高层建筑结构设计中抗震概念设计的意义

高层建筑结构设计中应该非常重视抗震概念设计，因为高层建筑结构非常复杂，当发生地震时具有动力不确定性特点，人们对地震时对结构认识的局限性，再加上材料性能和施工安装的变易性、模拟地震波的模糊性等因素，导致计算结果和实际之间具有很大的差异。简单的依赖数值计算获得结构并不能有效的解决高层建筑的实际抗震问题，尤其是地质特征的差异性原因，导致许多国家甚至是地区指定的抗震规范都有明显的差异。高层建筑结构抗震概念设计在依据数值计算的基础上，还增加了实践经验元素，并且结构概念设计甚至比分析计算更重要，使得这一抗震设计理念能够满足区域差别下从事高层建筑结构设计的实际需求。强调高层建筑结构设计中抗震概念设计的重要性，其目的是为了引起高层建筑结构工程是在进行建筑结构设计时，特别重视相应的结构规程以及抗震概念设计中的相关规定，从而摆脱传统的结构设计中只重视计算结果的误区，要求结构工程师严格的按照结构设计计算原则，再结合地区的抗震规范，以此保证高层建筑结构的抗震性能。

二．影响建筑物抗震效果的因素

2.1 建筑结构建造过程中所使用的材料和施工过程在实际抗震设计时，抗震 效果与建筑结构的材料具有十分密切的关系。但在许多时候工作人员往往意识不到这一点。建筑材料的质量的好坏与建筑物所受到的地震作用力有直接的关系，质量好的材料所受到的地震作用力就小，则质量差的则所受到的力就大。因此一些轻型材料的应用，对于提高建筑物的抗震性能具有非常好的效果，不仅施工材料对于抗震性能有所影响，施工过程中的每一个具体环节都会对抗震效果有所影响，所以在高层建筑施工中，要控制好施工的质量，做好相应的监管工作，从而保证高层建筑的施工质量，使建筑的抗震效果有所保证。

2.2 建筑物自身的结构设计

结构设计的好坏直接关乎建筑物的质量，同时也是对抗震效果具有关键性的影响因素，所以在实际建筑物结构设计中，保证抗震效果是非常必要的。目前在建筑物抗震结构设计时通常以在震不坏、大震不倒为目标，因此在建筑设计时，无论是点式还是板式建筑，其合理的结构设计都是十分重要的，这对提高建筑物的抗震效果将起到积极的作用。另外建筑物在平面结构布置时，其尽量做到质心和刚心的重合，因为在建筑物平面布置时一般都较为复杂，一旦发生地震如果质心和刚心不一致时则会导致地震的作用力加剧，从而形成较大的破坏性，所以为了有效的提高地城的抗震能力，则需要做到质心与刚心的重合。

2.3 建筑物所处地质环境情况

建筑物所处位置的地质情况对建筑抵抗各种自然灾害发生时的破坏性具有非常重要的意义。通常在地震发生时，如果建筑物位于岩石地带、山体附近、容易产生滑坡的地质情况下时，则一旦发生地震所造成的破坏是十分巨大的。所以为了有效的增强建筑的抗震性能，可以在进行建筑位置选择时即做好详细的勘测工作，尽量避开容易在地震中由于导致地表发生变化的不利地段，选择有利的地点进行建筑物建造。

三.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用

3.1抗震概念设计应该重视高层建筑的结构规律。在高层建筑的抗震概念设 计应用中，应该对高层建筑的体型设计进行科学的修正，保证在质量、刚度、对称、规则上分布均匀，保证设计的整体性，避免局部出现刚度过大的问题。高层建筑的结构布局对抗震概念设计具有十分重要的作用，简单、对称的建筑在地震中的应力分析和实际反映很容易做到，并且能够达到相一致，但是在凹凸的立面与错层设计的高层建筑中，当地震发生时将会产生复杂的地震效应，很难做到对高层建筑抗震效果的最佳分析。因此，高层建筑的抗震概念设计应该重视结构的规律性。

3.2抗震概念设计在结构体系上的应用。高层建筑抗震结构体系是抗震概念设计的关键，抗震概念设计在结构体系上的应用依据高层建筑物的高度以及抗震等级选择合适的抗侧力体系，通过概念近似手算确定结构设计方案的可行性以及主要构件的基本尺寸。抗震结构方案选择的合理性，直接影响建筑抗震概念设计的经济性与安全性。合理的选择建筑结构体系，应该注意以下三个方面: 其一，选择建筑结构体系时，应该对因为部分结构或者部分构件的破坏而导致整体建筑结构体系丧失对抗震能力或者重力荷载的承载能力，应该坚持抗震设计原则中的赘余度功能和内力重分配功能，这一原则的重要性在许多建筑物地震后的实际状况中都得到了很好的印证; 其二，选择建筑结构体系时，不仅仅应该要求建筑体系的受力明确、传力合理以及传力路线，还应该有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图，这些都应该和不间断的抗震分析相符合; 其三，其中延性是建筑结构中的重要特性之一，结构体系的变形能力取决于组成结构的构件和连接的延性水平，提高结构构件的延性水平，是提高高层建筑抗震设计概念在建筑结构设计应用中的重点问题，通过采用竖向和水平向混凝土构件，能够增强对砌体结构的约束，当配筋砌体在地震中即使产生裂缝也不会倒塌或者散落，保证高层建筑早地震中不至于丧失对重力荷载的承载能力。

3.3抗震概念设计在结构构件上的应用。高层建筑抗震的实现需要各个构件的支撑，因此，抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度，并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构，因此其抗震结构也应该设置多道抗震防线，这样在地震作用下，即使一部分构件先被破坏，剩余的构件依然具备支撑的作用，形成独立的抗震结构，承受地震力与竖向荷载。因此，合理的预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位置，适当的调整构件的强弱关系，形成多道抗震防线，实现对高层建筑结构体系的合理控制，这是结构抗震耗能的一种有效措施，是建筑抗震结构概念设计的重要内容。

四．结束语

总而言之;随着高层建筑的不断兴起，其抗震结构设计成为人们关注的焦点，目前技术的进步，使高层建筑结构的抗震设计技术和方法越来越先进，越来越完善。但社会需求的不断提升，也需要设计人员不断强化自身的专业技能，同时还要做好对建筑环境及地质的分析和研究工作，从而根据实际情况来选择适合的抗震结构，从而增强高层建筑结构的抗震能力，避免在地震发生时造成严重的伤亡和损失。

参考文献

第9篇：建筑抗震分析范文

关键词：钢结构、抗震、抗震设计

中图分类号：TU391文献标识码： A

随着国家经济大发展和建筑技术的进步，钢结构建筑也越来越广泛的被应用起来。钢结构建筑的优点有：具有良好抗震性，工业化生产程度较高，钢结构施工周期较短，节能环保、延展性好。

特别重要的是钢结建筑的延展性可以能对地震波产生衰减作用，从而减少地震对钢结构建筑的破坏。针对钢结构建筑的如此突出的优点，美国、日本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。其中日本是地震多发的国家，钢结构建筑在日本建筑当中的占有率更是达到了65％左右。根据日本阪神地震后资料的显示，在地震中钢结构建筑的受损程度和受损概率要远低于混凝土结构。2008年5.12汶川地震中，钢结构建筑的绵阳体育馆几乎没有受到损坏，并成为安置地震灾民的主要场所。

从事钢结构的抗震设计的，需要设计人员从历次震害中吸取经验和教训，要在强度和刚度上提高结构的抗力，还要增大钢结构在往复荷载作用下的塑性变形能力，以及尽量减小地震作用等，做到既经济合理、又安全可靠。

1、 钢结构建筑抗震结构体系

钢结构建筑中常见的结构体系有：框架-偏心支撑结构、框架-中心支撑结构和纯框架结构等。纯框架钢结构特点是延性好，抗震性能好，但抗侧刚度较差，适宜低层建筑，不适宜于层数太高的建筑。框架-中心支撑结构的特点是抗侧刚度大，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，消耗地震的能量，同时又可以保证支撑结构不丧失整体稳定，所以其抗震性能优于框架一中心支撑结构。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-抗震墙板结构，其抗震性能优于框架-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。框筒结构与其他结构相比具有：较大的抗侧刚度和较好的抗震性能。

2、 钢结构建筑的破坏部位

钢结构建筑的震害情况主要有：结构的整体倒塌、构件的破坏和节点连接的破坏三种形式。

2.1 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，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，钢结构建筑在地震作用下易出现整体结构的倒塌，那么，钢结构建筑抗震设计就必须避免这种情况的发生，其关键就是要避免不规则不对称的钢结构设计出现，规则对称的结构体系对抗震是十分有利的。

2.2 构件的破坏

2.2.1 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，往往出现板件的整体失稳、板件的局部失稳等现象，进而引发低周疲劳和断裂破坏，这在以往的震害中较为常见。相关试验研究表明，要防止板件在往复塑性应变作用下发生局部失稳，进而引发低周疲劳破坏，必须对支撑板件的宽厚比进行严格限制，且应比塑性设计的还要严格。

2.2.2 钢柱脆性断裂

1995年日本阪神地震中，在日本芦屋市海滨城的某高层住宅小区里的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，几乎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。

有关分析认为:①有的钢柱断裂发生在拼接焊缝附近，这里可能正是焊接缺陷构成的薄弱部位;②钢柱暴露于室外，当时正值日本的严冬，钢材温度低于0摄氏度;③箱形截面柱的壁厚达50mm，厚板焊接时过热，高温使焊缝附近钢材延展性降低;④竖向地震及倾覆力矩在柱中产生较大的拉力。

2.3 节点连接的破坏

2.3.1 框架梁柱节点区的破坏原因

对节点破坏原因的分析:(1)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；(2)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；(3)焊缝存在缺陷，特别是下翼缘梁端现场焊缝的中部，因为腹板妨碍焊接和检查，出现不连续；(4)梁端焊缝通过孔边缘会出现应力集中，引发裂缝；(5)焊缝金属的冲击韧性低。

2.3.2 支撑连接的破坏

采用螺栓连接的支撑破坏形式：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三种。支撑是框架-支撑结构当中最重要的抗侧力部分，当发生地震的时候，它将首先承受水平地震作用，如果某层的支撑发生破坏，这将使这个楼层成为薄弱层，这个薄弱层一旦破坏，那么造成的后果就极为严重，甚至引起整栋建筑倒塌。

3 、钢结构抗建筑震设计的要求

3.1 选择对建筑抗震有利的场地和地基

场地和地基是影响钢结结构建筑的地震反应的直接且首要因素，钢结构建筑地震反应大小直接决定了地基上面的钢结构的震害大小，因此必须选择对建筑抗震有利的场地和地基。一般情况，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，应采取相应的补救措施，尽量使场地与坚硬的中硬土场地相同。

3.2 选择合理的抗震结构体系

(1)建筑结构必须有明确的计算简图以及合理的地震作用传递途径;

(2)结构应该设有多道抗震防线①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。②抗震体系应有足够的内部以及外部富余度，能在结构适当部位有意识地设计有利的屈服区，从而使建筑结构既能吸收和消耗大量的地震能量，又能使建筑在破坏后易于修复。③抗震结构体系应由延性较好的分体系组成，再由延性较好的联系构件连接起来。

3.3选择合理的结构总体布置

(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，实践证明，许多形状简单的建筑遭受地震时破坏很小。钢结构建筑抗震设计应：建筑形状规则，结构要求对称，从而可以减小质量中心和刚度中心的偏离；

(2)强度与刚度的变化应连续。钢结构建筑之中良好的抗震结构的刚度、承载力在楼层平面内应均匀，沿结构坚向应连续并且均匀，这样可以避免地震时结构突变而发生破坏或失稳的情况。

4 结语

钢结构建筑抗震设计涉及的因素和方面很多，以上论述仅仅是其中的一小部分。总之，钢结构建筑抗震设计应始终贯穿在设计、施工等各个阶段，它是钢结构建筑的重要组成部分。工程人员在钢结构建筑体系的设计、施工中要充分了解钢结构建筑的破坏机理和破坏过程，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、施工中的各种问题。

参考文献 ：

[1]《钢结构设计手册》编辑委员会 .钢结构设计手册[M].北京.中国建筑工业出版社.第3版.2008