抗震结构设计精选(九篇)

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第1篇：抗震结构设计范文

【关键词】建筑设计；抗震结构；设计分析

引言

有关建筑工程的抗震设计已经引起了世界各地的高度认识，它对人们的生产生活有着重要的影响。在建筑设计的过程中，设计人员要重视抗震方面的问题并采取有效的措施来降低地震对建筑工程的破坏，进而保障人们的切身利益。

1.抗震设计的基本原则

为了使建筑物达到抗震的效果，在对建筑工程进行设计的过程中首先要考虑建筑物的整体结构，然后注意某一结构在地震情况下的整体反应，随后对其进行分析，通过分析计算、材料的选择和方案的规划来进一步的提高建筑工程的抗震效果。在地震发生的过程中，尽量的避免建筑物因薄弱部分而引起的一定程度的破坏。在建筑设计的国政中要遵循以下几点原则。

1.1 对建筑结构进行整体的规划

设计人员在进行建筑设计的过程中要综合规划抗侧力的结构，进而保证建筑设计的均匀、对称和规整。在进行实际设计的过程中，设计人员要将规则的图形或者是对称的图形作为构造形式并在此基础上调整调整建筑结构的整体性，进一步的实现惯性力的聚集和传递，将地震过程中的破坏力分开，以此来保证建筑物在地震过程中的安全。

1.2 保证建筑物的结构刚度

在对建筑物进行设计的过程中，要考虑地震作用力的双向性，进而保证建筑物能够从各个方向对作用力进行抵抗。设计者还要将主轴方向上的刚度控制在合理的范围。另外，结构刚度方面的设计还要能够防止建筑物的过度变形，柔性结构对外力进行分担，进而避免地震作用力下的整体结构变形，导致人员伤亡和财务损失。

1.3 抗震防线的设置

建筑工程的结构体系包括很多的结构分体，这些结构分体进行协调合作，进而降低地震对建筑物的影响。有些地震在发生之后还伴随着很多次的余震，并且余震的级别不一，所以设计人员要设计多道抗震的防线，以此来保证建筑物尽量不受余震的影响。抗震的防线要通过有效的方式安置在结构在内外部，设计人员还要尽最大努力来处理结构刚和柔的关系，进而提高建筑物抵抗地震的能力。

2.建筑抗震设计中的问题

2.1 结构体系与材料方面的缺陷

建筑物所用的材料和结构体系是人们逐渐开始重视的问题，它们的正确选择对于地震多发区有着重要的意义。目前，我国的建筑结构主要以钢筋混凝土为主，所以在变形控制的过程中要充分考虑钢筋混凝土的位移限制。但刚框架系统工作也很难改善较大的变形侧移度。这种情况不仅不利于提高抗震效果，而且也会加大钢结构的荷载力。从整个结构体系来考虑，结构转换层的设置非常的重要，对加强层和转换层强度的刚度强化，在一定程度上会造成刚度的突出，从而增加相邻柱构件间的剪力，所以我们要谨慎的选择结构模式，避免负面作用的产生。

2.2 高层建筑的不断增多

随着社会的不断发展，高层建筑在我国逐渐的增多，但是一些高层建筑的高度已经超出了国家规定的范围，我们要高度重视这种高层建筑。首先设计人员要进行实际的调查，并在实际案例的基础上进行合理的论证。其次还要多次进行模型试验。由于高层建筑的高度已经超过了国家的规定，所以在实际的地震过程中，地震作用力的破坏力就会大大的增强。随着建筑物高度的增加，很多技术指标都超出了合理的范围，所以地震对它的破坏程度会远远的增加。

2.3 短柱和轴压比在设置过程中所存在的问题

在很多高层建筑在施工的过程中，为了保证控制柱的轴压比例，促使柱的断面增大，这种情况即使采用高强度的混凝土也不能进行有效的缓解。限制柱轴压比在作用是为了使柱子在偏压状况下，避免产生屈服的状况，进而造成混凝土被压碎，导致结构的延性变差，进而影响建筑物的抗震能力。

3.提高建筑物抗震能力的策略

3.1 对整体构造进行有效的优化

设计人员在对建筑物进行设计的过程中，首先要考虑结构体系对于地震作用力的抵制效果，并且还要重视对不同的结构体系所财务的抗震措施以及不同体系对经济和安全带来的影响。设计人员要结合工程的实际情况，做好整个结构体系的优化工作。在对结构体系进行设计的过程中，要保留一定的余度，以此来保证某部分结构在遭到破坏之后，其余的架构可以对作用力进行均衡，这样就可以保证部分构件的破坏不会影响到整体的抗震性能。在对建筑进行设计的过程中，设计人员需要把震害的传递路径清晰的标注于结构图当中，以此来保证他们在设计的过程中能够全面的顾及抗震设计的要求，使各个部件都能保证应力传递过程的连续性。

3.2 对抗震位置进行合理的选择

设计人员在进行抗震的时候要选择比较有优势的抗震场所，而且不可以在震害影响较大的地区进行工程建设，借助地理条件来尽可能的减轻地震的危害。在工程中不能将地质不均匀地区和软弱地质区域设置为抗震场地。如果不可避免的在这种区域中进行抗震设计，首先要对地基进行处理设计，以此来保证地基结构达到规定的强度，在达到规定的基础上才可以展开进一步的抗震设计。另外，设计人员要根据地基场地的实际情况来财务核实的措施。

3.3 对结构荷载进行恰当的处理

为了保证建筑物有效的抵抗地震灾害，设计人员在结构设计的过程中要遵循强弱协调的设计原则，对剪、节点、柱等的位置强度进行合理的提升，并对梁、弯、拉力中心等部位的强度进行削弱。为了避免节点过早的被破坏，设计人员需要使柱端的承载力大于梁端的承载力。与此同时，设计人员要根据具体的规范要求对各个构建的荷载进行合理范围内的调整。

3.4 在建筑设计的过程中，设计人员要根据不同的建筑结构类型，选择适合建筑物的抗震构造，以此来保证整个建筑结构与抗震结构一起来抵抗地震，在最大程度上较少地震所带来的危害。利用砖混结构进行建造的建筑，它的抗震设计应该使用水平圈梁加内外连续墙的构造，其中水平圈梁能够施加一定的约束力来抵抗强大的外力。内外结构墙用来加强塑性变化和位移程度的，以此来保证工程具有很好的整体性与延展性，进而加强建筑的防震能力。

3.5 对结构的自重进行弱化

在地基条件相同的情况下，设计人员对建筑进行抗震结构的设计。如果在设计的过程中能够低结构的自重，那么便可以合理的增加建筑的层数，进一步的控制成本，这种作用在软土地基的情况下会更加的明显。另外建筑的质量会直接影响地震的效应，如果建筑物的层数过多，那么在地震的作用下，就会增加坍塌的危险。为了尽可能的缓解这一现象，可以用轻质材料来减轻控制结构本身的重量。我国现代的建筑行业对建筑的抗震性能提出了更高的要求，我们要根据预期的地震作用来控制变形能力。在进行设计的过程中，要关注构建的承载力，并通过参数关系来确定构建的最终值。

4.小结

随着经济的发展，我国建筑行业也有了很大发展，而且高层建筑也逐渐的融入我们的生活，这种情况对抗震设计工作也提出了更高的要求。抗震设计是最有效最直接的抗震措施，世界各国也在抗震结构设计方面做出了很大努力，并有取得了很好的成果，但是地震的发生存在很多的不确定性，抗震设计方面还存在一些问题需要我们去分析和改进。我们要在现有成就的基础上，结合实际生活对建筑物的要求，树立先进的理念，使用科学的研究方法，使抗震结构设计获得更快速的发展。

参考文献：

[1]刘东辉.试析建筑结构设计中抗震理念的运用[J].中国建筑金属结构，2013（2）：75.

第2篇：抗震结构设计范文

【关键词】：底层框架；多层砖房；抗震设计

中图分类号： TU973+.31 文献标识码： A 文章编号：

从汶川大地震的建筑物损坏情况可看出：底框结构的房屋在地震中受破坏极为严重。为了充分利用空间，底部(1～2层)为钢筋混凝土框架的大空间商业用房，而其上为小开间的砖混住宅，这种形式的商住房在中、小城市，尤其县城和城镇屡见不鲜。这种结构上重下轻，地震时破坏大多发生在底层框架部位，特别是柱顶和墙底的破坏，从而造成房屋全部倒塌，其主要原因是上部各层纵、横墙较密，侧移刚度较大，而底层侧移刚度比上部要小得多。从国内外发生的多次较大破坏性震害分析看，这种结构形式遭受震害最为严重。因此，有必要对底层框架砖房设计中容易出现的问题进行探讨，以引起设计人员注意并认真对待。

一、选择有利的建筑平、立面

1、建筑平面体型的均匀性

建筑平面应尽量简洁、规则，结构的刚心与质心相一致，以减小地震作用下结构产生的扭转效应，对于结构平面布置不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端抗震墙或框架柱承载力的验算。

2、建筑竖向体型均匀性

建筑里面应避免头重脚轻，结构重心应尽量降低，突出屋面部分如女儿墙、水箱间等，由于根部与下部结构连接薄弱，刚度突变，受鞭梢效应影响严重，在地震时容易率先破坏倾倒。另外，其地震作用通过周边的屋面结构传至下部结构，屋面结构刚度不足时，在突出屋面结构的下部一定范围内破坏相对集中。抗震设计中要求出屋面建筑部分的高度不应过高，以减小地震时产生的鞭梢效应影响。

二、结构设计要求

1、房屋高度、层高及高宽比的限制

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对房屋的高度、层高及高宽比有严格的规定，但有的设计人员常常疏忽层高的要求。底框砖房首层层高不应超过4.5m，有的工程首层层高为3.3m，但这个工程基础持力层较深，设计人员将基顶标高定为室外地面下2m，这样剪力墙的计算高度为5.3m，不满足规范要求。这种情况应抬高基顶标高，减小剪力墙计算高度，使其满足规范要求。

2、刚度比的要求

底部框架结构与上部砖混结构的刚度比是底框结构设计的最关键问题。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，能较好地抵抗地震作用，是比较理想的结构体系；但下部刚度太大意味着下部框架结构中的抗震墙数量较多或柱子截面较大，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，不利于抵抗地震作用，是应该避免的结构体系。

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。

三、抗震墙的设计

底框抗震墙结构的薄弱部位有两个：一是竖向刚度发生突变的最底层砖混结构，因变形容易超过极限容许变形值而发生破坏；另一个是最底层框架结构，由于承受竖向荷载和地震作用，框架柱一般可能沿斜截面出现剪切开裂，发生脆性破坏。

底框抗震墙结构设计时,在底部一层框架或两层框架中合理设置抗震墙，来增加下部框架结构的刚度，保证结构的刚度不产生突变至关重要。

1、抗震墙的布置要求和原则

按《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)第7.1.8条中的第1项和第2项要求，抗震墙布置应与上部砖墙对齐，应沿纵横两方向均匀、对称布置。如果临街各开间无法布置抗震墙时，可采取宽柱布置，相当于将抗震墙均匀分成小段布置。纵横抗震墙尽可能布置在结构，以获得最大的侧向刚度，减少底层扭转破坏的危险性。

2、抗震墙的数量要求

抗震墙的数量以满足规范要求的刚度比、抗震横墙最大间距为准,没有明确规定或强制要求。

3、抗震墙的形式

抗震墙的形式有L形、T形、［形、形、Ⅱ形、—字形等,从受力角度和使用角度分析，宜优先选用L形、T形,不宜选用—字形。因为L形或T形抗震墙在受到一个方向的水平地震作用时，另一方向的墙肢对受到水平地震作用的墙肢起约束作用；而一字形抗震墙受到水平作用时，只有端墙柱起约束作用，往往变形会较大，不利于抵抗水平地震作用；［形、形、Ⅱ形抗震墙虽然比L形、T形抗震墙整体性更强，能更好地抵抗水平作用，但会引起结构刚度的分布局部集中，且往往会影响建筑布局，因此不经常使用。

4、抗震墙的高宽比

按规范规定：抗震墙的高宽比应在1～4之间。因为当抗震墙高宽比大于4时，其等效侧向刚度不予考虑，当抗震墙高宽比小于1时，此时可称之为低矮抗震墙。低矮抗震墙的抗侧向刚度和承担的地震剪力较大，变形和耗能能力较差，受地震作用时为剪切破坏。为此，低矮抗震墙应设结构缝将墙体分开。

四、应加强过渡楼层的抗震能力

底框 砖混结构中的过渡层受力比较复杂，在地震作用下，底层墙先开裂;但第二层砖墙开裂后，其破坏状态要比底层严重得多。因此，应增强过渡楼层的抗剪与抗弯能力。如：托墙梁的混凝土强度等级不应低于C30；过渡层墙体的砌筑砂浆等级不应低于M7.5；过渡层宜在底层框架柱对应位置处设置构造柱并采取加强措施，构造柱的截面不宜小于240mm×240mm，箍筋间距不大于200mm，纵向钢筋7度时不少于4Ф16，8度时不少于6Ф16；一般情况下，纵向钢筋应锚入下部的框架柱内，钢筋锚固长度不小于35倍钢筋直径；当纵向钢筋锚固在框架梁内时，除满足锚固长度外，还应对框架梁相应位置采取增设吊筋、附加箍筋或必要的抗扭箍筋等措施加强。过渡层的楼板应采用现浇混凝土板，且板厚不应小于120mm，现浇钢筋混凝土楼板及屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点，是较理想的抗震构件,不但可消除滑移、散落问题，还能增加房屋的整体性。

五、结论

在底层框架多层砖房抗震设计时，结构体型和结构方案的选择应以安全为前提，力求简单、规则、对称;抗震墙的布置也是非常重要的问题，不能因功能和造价等原因而减少，甚至忽略。总之，这类房屋的抗震设计要从“概念设计、强度验算、构造措施”等三方面来保证，以达到规范中所提出的“三个设防水准”的原则要求，做到地震时破坏机理明确合理，达到在罕遇地震作用下裂而不倒，减少人民生命财产的损失。

参考文献：

【1】贡介全；刘瑱，底框结构设计应注意的若干问题，《建筑科技与管理》，2009年3期

【2】阎俊生，浅谈底框砖房结构的抗震设计要点，《福建建材》，2009年第1期

【3】张海泉；张子夏；李复欣，对底框结构抗震设计的理解，《吉林勘察设计》，2007年第2期

第3篇：抗震结构设计范文

关键词：建筑；抗震；结构体系；设计

中图分类号：TU992.05 文献标识码：A

分析已发生震害表明，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。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；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。

1 抗震结构设计的规定

避免或减轻砌体结构的震害，主要是加强房屋的整体性和空间刚度，提高墙体的抗震受剪承载能力，加强构件的相互连接。在具体设计时，应遵循以下各项规定。

1.1 应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。

1.2 纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。

1.3 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。

1.4 房屋有下列情况之一时宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用50～100mm:房屋立面高差在6m以上；房屋有错层，且楼板高差较大；各部分结构刚度、质量截然不同；烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体；当墙体被削弱时，应对墙体采取加强措施；不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱及出屋面的烟囱。

1.5 不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。

2 建筑设计和建筑结构的规则性

建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。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，形成多个较规则的结构单元。

3 结构体系的选择

结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。

结构体系应符合下列各项要求:应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载力；应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

结构体系应符合下列各项要求:

宜有多道抗震防线。多道抗震防线是指:一个抗震结构，应由若干延性较好的分体系组成，通过构件的连接协同作用，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，便于结构的修复。

例如，在有填充墙的框架结构中，填充墙为第一道防线，框架为第二道防线；此时填充墙本身应有一定的刚度和承载能力，并均匀、对称地布置在框架结构中。在强烈地震的冲击下，第一道防线遭受破坏后，结构的动力特性(如自振周期等)得以改变，可使第二道防线承受的地展作用得以缓解和受到保护。

在高层钢筋混凝土房屋中，应用较多的另一种结构形式是框架一剪力墙体系(在抗震设计中，剪力墙也称为抗震墙)。剪力墙是第一道防线，框架为第二道防线。

在一般情况下，应优先选择不承受重力荷载的构件，如上述的框架填充墙、轴压比不太大的钢筋混凝土剪力墙或柱间支撑、竖向支撑等作为第一道防线。

宜具有合理的刚度和承载力分布。建筑物承受的静力荷载是基本稳定的(如自重、楼面活荷载等)，而地震时所受的地震作用大小则与结构的动力特性密切相关: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。提高结构的侧移刚度，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。

结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。此时，结构在两个主轴方向的地震反应相当，不致造成一个方向过强、一个方向过弱的现象。

根据房屋高度选择合理的结构体系。从技术经济指标而言，各种结构体系都有其最佳适用高度。

4 对结构构件的规定

结构构件应符合下列要求:应合理选择混凝土结构构件的截面尺寸，配置纵向受力钢筋和箍筋，避免剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土的压溃先于钢筋的屈服、钢筋的锚固粘结破坏先于构件破坏；砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱，或采用配筋砌体等；预应力混凝土的抗侧力构件，应配有足够的非预应力钢筋；钢结构构件应合理控制尺寸，避免局部失稳或整个构件失稳。

结构构件的连接，应符合下列要求:构件节点的破坏，不应先于其连接的构件；预埋件的锚固破坏，不应先于连接件；装配式结构构件的连接，应能保证结构的整体性；预应力混凝土构件的预应力钢筋，宜在节点核心区以外锚固。

5 建筑抗震结构体系设计需要注意的问题

5.1 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。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。

5.2 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。

结语

建筑抗震结构设计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，要充分重视结构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]熊丹安.建筑抗震设计简明教程[M].华南理工大学出版社，2006.

第4篇：抗震结构设计范文

关键词：概念设计建筑结构

引言

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。

1概念设计的理念分析

概念设计的理念是一种设计思维方式的改进，概念的含义就是用笼统而科学的思维方式来确定一些设计上的难点，一般是不需要进行精确计算的设计问题。因为这种问题在设计中很难给出确定的答案，尤其是在抗震设计中，按照整体结构体系和分体结构之间的力学关系，来解释地震所造成的对建筑物的损害。这种损害很难用精确的数据来衡量，因为地震本身所产生的破坏力就是一个不确定的数值，一味地提高建筑物的刚性是不恰当的。因此从抗震的角度看，利用宏观的概念性估算的设计思维更加符合抗震的需求。这就是概念设计理念的基本内涵。

概念设计是一种先进的设计思维的体现，结构工程师可以利用其完成对特定建筑空间的设计并形成总体结构方案，同时将构件与结构、结构与结构之间的关系看得更加透彻清晰。在不借助计算机的情况下，通过简单计算就能正确定性，帮助建筑师选择最佳的设计方案，优化结构并降低成本。

概念设计的理念优势还在于对它可以弥补一些结构设计理论和计算理论中存在的一些缺陷和不可预见性。如：对混凝土结构的设计。内力计算公式基于弹性理论，而截面积的计算是建立在塑性理论的基础上，这两种方法从根本上看是矛盾的，因此计算的结果跟实际情况是有差距的，用概念设计的思路可以弥补这类计算的漏洞。

概念设计也是施工图设计阶段判断计算机计算结果可靠与否的主要依据。例如：结构模型的简化与实际情况不符，程序的计算假定与实际情况不符，输入数据的错误、参数选择的错误等，都会影响最终的计算结果，这时就要运用概念设计对计算结果加以判断和甄别。

2抗震概念设计

2．1传统设计思维对建筑抗震的影响

传统结构设计的计算理论为建筑设计提供的是结构设计中对结构抗力的研究和计算。这种传统的设计思维使得结构工程师过度注重细节。而不是整体结构形式。抗震设计中传统的设计思路不能完全适用于结构设计，完全的照本宣科只能让结构趋向不合理。

2．2抗震概念设计

在抗震设计中，概念设计的应用已经成为设计者关注的设计理念。建筑抗震概念设计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，是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。概念设计包含极为广泛的内容，选择对抗震有利的结构方案和布置。采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施，设计延性结构和延性结构构件，分析结构薄弱部位，并采取相应的措施，避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁效应，避免设计静定结构，采取二道防线措施等。应该说，从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计步骤中都贯穿了抗震概念设计内容。

3概念设计的应用分析

3．1概念设计应重视结构规律

在建筑的概念设计中应当对建筑的体型设计进行合理的概念化修正，力求简单、规则、对称、在质量和刚度上分布应当均匀，避免局部刚性过大。建筑和结构的布局是否对抗震有利是概念设计中首先要思考的问题。简单对称的建筑在地震中的实际反映和应力分析都是容易做到的，且容易达到一致。凹凸的立面和错层设计虽然可以达到很好的艺术效果。但是在地震时却会产生复杂的地震效应。很难实现抗震的最佳效果。

3．2概念设计在结构体系上的应用

任何建筑结构都是由水平构件和竖向构件组成的空间结构，竖向荷载由水平构件承担并传递给竖向构件。最后传递给基础。水平荷载由水平构件和竖向构件共同组成抗侧力体系承担并传递给基础。不同的竖向构件组成不同的抗侧力体系，常见的抗侧力体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、框架-核心筒、筒中筒、束筒等以及这些抗侧力体系的组合。抗侧力体系是结构是否安全、合理、经济的关键。概念设计在结构体系上的应用就是依据建筑物的抗震等级和建筑物的高度选择合适的抗侧力体系并合理布置，通过概念近似手算来确定结构设计方案的可行性及主要构件的基本尺寸。延性是建筑结构一个很重要的特性。建筑结构的承载力和延性是一对矛盾，概念设计就是要选择合适的结构体系并合理布置，使结构的承载力和延性相协调。地震中的扭转对结构的危害很大，刚度大的抗侧力构件沿结构布置有利于结构抵抗扭转。

3．3概念设计在结构构件上的应用

抗震的实现还要有构件的支持，因此在抗震结构中各种构件都应当具备合理的强度和刚度，并且形成可靠性连接。建筑结构是一个多次超静定结构。抗震结构应设置多道抗震防线，在地震作用下允许部分构件先屈服或破坏，剩余的结构依然能形成独立的结构，可以承受竖向荷载和地震力，这是结构抗震耗能的一种措施。合理预见并控制结构先屈服或破坏的部位，适当处理构件强弱关系。使结构形成多道抗震防线，是结构概念设计的重要内容。

概念设计中应避免非结构构件的设置不合理，从而影响到整个结构的受力情况，导致抗震效果的下降。所以在设计中可以采用如下方法：做好细部构造的设计，防止非结构构件直接进入到抗震体系：防止非结构构件在地震的作用下出现平面性的损毁；避免非结构性构件的连续损毁。

4概念设计的新发展

目前在抗震设计中创新了很多新措施。如隔振和消能的设计思路等。隔振和消能就是利用某些科学的结构或者方法减小地震对建筑物的影响，隔振的基本法就是利用一些柔性结构消除地震对建筑地震力，如增设钢板橡胶隔振垫，增加消能支撑、阻尼器、顶部增加反摆等，都可以有效地提供附加阻尼作用，消耗一部分地震能量，降低加速度，以此减少建筑的“摆动”，降低地震波的破坏作用。

5结语

总之，概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想，这就要求我们需要不断的学习和提高，为结构设计的发展作出应有的贡献。概念设计中最重要的是分析、预见、控制结构的耗能和薄弱部位，找到能支持结构不倒塌的关键部分。

参考文献

第5篇：抗震结构设计范文

关键词：建筑；抗震；结构设计

中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号：

地震是一种自然现象，至今尚不能科学地定量、定时、定点预测，其破坏具有多发性、连锁性和严重性等特点。对于一些高层建筑物，目前很多设计已经不再局限于“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防标准，对重要结构必要时可以高于上述标准，很多抗震设计思想和方法是在总结国内外工程震害经验的基础上提出来的。

建筑抗震结构设计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，要充分重视结构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。 分析已发生震害表明，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。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；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。

1 建筑抗震结构设计的规定

避免或减轻砌体结构的震害，主要是加强房屋的整体性和空间刚度，提高墙体的抗震受剪承载能力，加强构件的相互连接。在具体设计时，应遵循以下各项规定。

1.1 应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。

1.2 纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。

1.3 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。

1.4 房屋有下列情况之一时宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用50～100mm:房屋立面高差在6m以上；房屋有错层，且楼板高差较大；各部分结构刚度、质量截然不同；烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体；当墙体被削弱时，应对墙体采取加强措施；不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱及出屋面的烟囱。

1.5 不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。

2 建筑设计和建筑结构的规则性

建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。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，形成多个较规则的结构单元。

3 结构体系的选择

结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。

结构体系应符合下列各项要求:应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载力；应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

结构体系应符合下列各项要求: 宜有多道抗震防线。多道抗震防线是指:一个抗震结构，应由若干延性较好的分体系组成，通过构件的连接协同作用，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，便于结构的修复。

例如，在有填充墙的框架结构中，填充墙为第一道防线，框架为第二道防线；此时填充墙本身应有一定的刚度和承载能力，并均匀、对称地布置在框架结构中。在强烈地震的冲击下，第一道防线遭受破坏后，结构的动力特性(如自振周期等)得以改变，可使第二道防线承受的地展作用得以缓解和受到保护。

在高层钢筋混凝土房屋中，应用较多的另一种结构形式是框架一剪力墙体系(在抗震设计中，剪力墙也称为抗震墙)。剪力墙是第一道防线，框架为第二道防线。

在一般情况下，应优先选择不承受重力荷载的构件，如上述的框架填充墙、轴压比不太大的钢筋混凝土剪力墙或柱间支撑、竖向支撑等作为第一道防线。

宜具有合理的刚度和承载力分布。建筑物承受的静力荷载是基本稳定的(如自重、楼面活荷载等)，而地震时所受的地震作用大小则与结构的动力特性密切相关: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。提高结构的侧移刚度，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。

结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。此时，结构在两个主轴方向的地震反应相当，不致造成一个方向过强、一个方向过弱的现象。

根据房屋高度选择合理的结构体系。从技术经济指标而言，各种结构体系都有其最佳适用高度。

4 对结构构件的规定

结构构件应符合下列要求:应合理选择混凝土结构构件的截面尺寸，配置纵向受力钢筋和箍筋，避免剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土的压溃先于钢筋的屈服、钢筋的锚固粘结破坏先于构件破坏；砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱，或采用配筋砌体等；预应力混凝土的抗侧力构件，应配有足够的非预应力钢筋；钢结构构件应合理控制尺寸，避免局部失稳或整个构件失稳。

结构构件的连接，应符合下列要求:构件节点的破坏，不应先于其连接的构件；预埋件的锚固破坏，不应先于连接件；装配式结构构件的连接，应能保证结构的整体性；预应力混凝土构件的预应力钢筋，宜在节点核心区以外锚固。

5 建筑抗震结构体系设计需要注意的问题

5.1 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。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。

5.2 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。

6 结束语

地震是一种突发式的自然灾害现象，从世界各国减轻地震灾害所采取的措施来看，主要有三条：一是加强地震预报，力争在地震发生前采取行动以减少损失；二是在设计和施工方面提高各类建筑物对地震的抵抗能力，包括对已建建筑进行抗震能力鉴定及加固；三是加强地震时应急指挥和救援工作。总之，从各个环节上重视和把关，把地震灾害尽量降到最小、最轻。

参考文献：

[1] 王崇杰，崔艳秋.建筑设计基础[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

第6篇：抗震结构设计范文

关键词：建筑结构；建筑设计；抗震

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

Keywords: building structure; seismic design;

中图分类号：TU318

地震是自然灾害在我国比较常见的之一，它的特点是突发性强，破坏性和可预见性低，所以为了增强建筑结构的抗震性能，一定要科学合理的抗震设计，有效提高现代建筑的抗震性能，以预防为主，从根本上有效保证建筑物的抗震性能，如何尽量减少地震所造成的破坏和损失。

1 建筑结构抗震设计的可靠度

在进行建筑结构设计中，第一个是需要满足的就是结构的安全性。由于震源机制，地震波的传播路径和场地条件存在很多不确定性，以及循环荷载作用下的性能分析的计算模型中的不确定性，结构的地震响应是很随机的，安全性只能采用抗震可靠度进行描述。由于结构抗震可靠性是指建筑在各种场地可能遭遇的地震并对其结构安全的影响以目标可靠度进行抗震设防时就不必再去区分“小震、“中震”和“大震”，而也就避免了为解决该问题所产生的各种情况。它不仅描述了结构前完成建设规划，设计，施工和其他过程安全长度的结构可靠性的大小，而且考虑了结构服役过程的安全影响因素，因此可以做到目标的可靠性。

2 建筑结构抗震设计中的四要素

建筑结构抗震设计是指根据地震灾害和工程经验，形成了基本的设计原则和思路，开展建筑物详细结构和整体布局的过程。在结构分析方面，不能完全依赖计算结果。要考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效等诸多因素，也要基于基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，这是建立一个良好的结构性的决定性因素。抗震概念设计主要有如下几点：

3.1 建筑工程场地的选择

选择工程场地时，首先应进行详细的勘察，摸清楚地形、地质、地貌以及地下等各条件的情况，要挑选对建筑物抗震有利的地段，一般都选择较为开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土，在此类场地段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，这是从根本上减轻地震对建筑物震害的方式之一。对建筑抗震不利的地段，主要分析场地土质条件，一般是指软弱土、易液化土、旧河道、断层破碎带或半挖半填地基等，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非常困难的。

3.2 合理的平立面布置

建筑物的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，从而确保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层。但事实上，由于城市规划、建筑艺术和使用功能等多方面的要求，建筑不可能都设计成方形或圆形。我国《高层建筑混凝土结构技术规程》，对地震区高层建筑平面形状作了明确规定；并提出对平面的凹角处应采取加强措施。对体形复杂的建筑物合理设置变形缝，在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施，严格控制建筑物的高度和高宽比。

1.2 对于建筑体型确定的探讨

体型的确定对于建筑物的防震至关重要，尤其是限高的评价，首先要区分结构类型是否符合标准，巨型结构、悬挂结构均是不符合地震建筑的限高建筑。其次是建筑及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。第三个方面是建筑物的立面布局宜采用梯形、矩形和三角形等变化均匀的几何形状，尽量不要采用带突然变化的阶梯形立面、大底盘建筑，甚至倒梯形立面第三个方面是建筑物应尽量减小高度，尤其是限制高度比。

3.4 多道抗震防线的设置。

多道设防就是人为加强某些竖向抗侧力结构，提高部分的可靠度；并且有意识地设置一些薄弱环节，使其在强震作用下退出工作。在遇到建筑物的基本周期与地震卓越周期相同或接近的情况时，多道防线就更显示出其优越性。当第一道抗侧力防线因共振而破坏，第二道防线接替后，建筑物自振周期将出现较大幅度的变化，与地震卓越周期错开，使建筑物的共振现象得以缓解，减轻地震的破坏作用。

3.5 刚度、承载力和延性的匹配。

地震时建筑物所受地震作用的大小与其动力特性密切相关，建筑物应具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。当结构具有较高的抗力时，其总体延性的要求可适当降低；反之，较低的抗力需要较高的延性要求相配合。提高结构的抗侧刚度，往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物具有很强的抗倒塌能力，最理想的是使结构中的所有构件都具有较高的延性，然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性是比较经济有效的办法。

2结构抗震设计计算方法

2．1我国结构抗震计算流程

结构的地震反应分析开始于20世纪20年代。几十年来随着地震观测资料的逐步积累和丰富，抗震理论的不断提高以及计算技术的进步，结构的地震反应分析方法也不断改进和发展。我国现行两阶段三水准设计方法，抗震设计流程如图1所示。

2．2基于性能抗震设计

传统的抗震设计方法是以强度作为设计的主要控制参数，即在设计开始是以力作为设计变量。历次震害表明：建筑结构在大震作用下倒塌的主要原因是由于其变形能力和耗能能力不足造成的。基于性能的抗震设计理论是20世纪90年代初由美国学者提出的，它使设计出的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。明确规定了建筑的性能要求，而且可以用不同的方法和手段去实现这些性能要求。

图1 抗震设计流程图

基于性能抗震设计理论的基本内容为：根据建筑物的重要性和用途，首先确定结构预期的性能目标，再根据不同的性能目标提出不同的抗震设防标准，然后按相应的设防目标进行结构设计，并辅以相应的抗震构造措施，使所设计的建筑在未来地震中具备预期的功能。

第7篇：抗震结构设计范文

关键词: 建筑；结构设计；抗震；设计；策略

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

近几年来，全球性的地震灾害的频发，给我们的人类，带来了更加深重的灾难。从汶川地震、舟曲地震，在到雅安地震，这些灾难，带给了我们无尽的伤痛，房毁人亡，建筑损坏等的发生，使得人们更加注重起了灾后依然屹立不倒的建筑，这些建筑，在灾难来临时，无疑可以为人们提供一个避风港，在一定程度上减少了人员的伤亡。为了提高建筑的抗震性能，本文对建筑结构设计中的抗震问题，进行了分析。

一、建筑抗震结构设计的基本原则

一是在最大限度上安排多道抗震防线。由于多个延性相对较好的分体系会构成一个抗震结构体系，通过有一定延性的结构构件共同协作。比合如延性框架以及剪力墙构成了框架-剪力墙结构。在经过了级数较大的地震之后，往往随之而来是多次的余震。如果只设计了一道防线，则余震带来的破坏在很大程度上会给已经受过损伤的建筑物带来致命的一击，而造成倒塌。为了防止大地震时发生倒塌，需要在抗震结构体系中设计较大的内部、外部冗余度。所运用的耗能构件需要满足较好的延性和适当的刚度，这样才能在很大程度上提高结构的抗震性能。

二是采取相应的措施在可能出现的薄弱部位加强其抗震能力。

判断薄弱部位的基本因素是构件的实际承载能力，发生强烈地震的过程中，构件没有所谓的强度安全储备。在设计过程中，需要实现楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值处于相对均匀的变化趋势。且不能过分重视局部的刚度和承载力而忽视了整体的协调程度。对于从总体上加强抗震性能的手段，效果较为显著的手段是重视薄弱层的设计，能够具备充足的变形能力而不会发生薄弱层转移的情况。

二、建筑结构设计的抗震设计策略

1、建筑抗震场地的选择

(1)房屋平面布置应当规则，在结构上应当力求对称。如果房屋在建筑过程中，其外形不规则，或者是不对称，带有凹凸变化尺度,或者是形心质心偏大,在同一个结构的单元内部,结构的平面形状以及刚度不均匀或是不对称的情况下,平面的长度过长等现象,对于抗震性能均不利。

(2)强度以及刚度都要匀称。在多层的建筑结构当中，应该使各个层面之间的强度和具备的刚度都要匀称,无论哪一层，如果存在薄弱的一个楼层,那么这一处，就会在地震力的强大作用下导致变形或成为变形集中区,从而使得建筑物最初开始从此部位发生严重的变形导致破坏,最后甚至波及到整个建筑的整体遭到严重破坏。

(3)结构的超静定次数多。静定结构的杆件，其受力系统和传力路线单一,其中一根杆件遭到破坏,就会波及整个结构体系由此而导致失效。在超静定的结构中，超过其荷载能力的时候,会先使一些多余的杆件发生一些塑性的变形,并且容易消耗吸收一部分的能量,而保证整个的结构所具备的稳定性,并且还可以减少地震的破坏。超静定结构次数多,那么消耗地震能量，也就越多,同时建筑的抗震能量也就越强。

2、建筑结构抗震体系的合理选择

建筑结构中的抗震体系的合理选择，是在建筑结构抗震结构的设计当中，应当慎重考虑的一个重要性的问题，其中建筑结构的抗震方案的选取是否合理，这是决定建筑结构的安全性以及经济性的一个重要的组成部分。

(1)首先建筑结构体系，在地震的灾害中，应当避免因为部分结构或者是构件的破坏，从而导致的整个建筑结构丧失了抗震能力，或者是对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计所具备的一个重要的设计原则就是，建筑结构本身应当具有十分必要的赘余度、以及良好的变形能力，和其具备的内力重分配的功能，在地震的过程当中，即使是有一部分的构件退出了工作，但是其余部分构件，应该仍然能够承担起竖向的荷载能力，且还要避免整体的建筑结构失稳。

(2)建筑结构体系当中，其应当具备清晰而且明确的计算的简图，包括恰当而且合理的地震作用下的传递的路径。在抗震设计过程当中，竖向建筑构件的布置设计，就应当尽量使得竖向建筑构件，在垂直的重力荷载的作用下，压应力水平应当接近均匀；且其中的楼屋盖梁体系的布置，也应当尽量的使用垂直重力荷载，主要目的是以最短的路径来传递到竖向构件墙和柱的上面去；

(3)建筑结构体系应当具有合理适度的强度和刚度。应当具有合理而且恰当的强度以及刚度分布，这是因为在抗震过程中，为了防止以及避免因为局部的削弱或者是突然的变形而形成薄弱的部位，并且对薄弱的部位产生过大的塑性变形集中或者是应力集中的现象；建筑的框架结构设计，应当使节点基本不遭到破坏，同时底层柱底的塑性铰应当形成的晚些，应当使柱、梁端的塑性铰出现得尽可能地分散；这对于震中可能出现的薄弱部位，应当及时采取适当的措施来提高抗震的能力。

3、重视建筑结构平面布置的规则性和对称性

建筑的平、立面布置应符合抗震理念设计原则，宜采用规则的建筑结构设计方案，不应采用十分不规则的设计方案。建筑结构抗震设计规范规定，对平面不规则或竖向不规则，或平面、竖向都不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型；对凹凸不规则或楼板局部不连贯时，应采用符合楼板平面内的实际刚度强度变化的计算模型；对薄弱部位应乘以内力增大系数，应按规范的有关规定分析弹塑性变形，并应对薄弱部位采取强有效的抗震构造措施。

4、提高建筑结构抗震能力的对策

（1）要合理且恰当地布局地震外力的能量传递与吸收的途径，在地震当中，要确保建筑的支柱、梁与墙的轴线，处于同一个平面上，从而可以形成构件的双向抗侧力结构体系。并且可以使其在地震的作用下，呈现弯剪性的破坏，并使塑性屈服情况，尽量的发生在墙的根底部，从而连梁适合在梁端产生塑性屈服，这样还具有足够的变形的能力。在震灾中，在墙段部分充分发挥抗震功能之前，要按照"强墙弱梁"的原则，来大力加强墙肢的承载力，避免墙肢遭到剪切性的破坏现象，从而最大限度的提高建筑结构的整体的抗震能力。

（2）要根据抗震等级，在对墙、柱以及梁节点设计中，采取相对应的抗震构造措施，力求确保建筑物结构，在地震的作用下可以达到三个水准的设防标准。还可以根据"强柱弱梁"、和"强剪弱弯" 、以及"强节点弱构件"几种构造的原则，在建筑设计中，合理的选择柱截面的尺寸，以此控制柱的轴压比，并还要注意构造配筋的要求，还要保证，钢筋砼结构建筑在地震的作用下，能够具有足够的承载能力以及具备足够的延性。

（3）在建筑设计过程中，要设置出多道抗震的防线，即，在设计一个抗震结构的体系当中，有一部分延性比较好的构件，在地震的作用下，首先可以担负起第一道抗震防线的作用，然事，其他的构件，在第一道抗震防线屈服以后，在地震中，会依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防线，这样的抗震结构体系的设计，在建筑设计当中，对于确保建筑结构具有的抗震安全性，是非常的行之有效的设计方法和手段。

总之，建筑行业关系到我国的经济发展和社会稳定，关系到国民的生命财产安全，加强对建筑结构的防震设计，提高抗震能力，是促进社会和谐稳定的客观要求。因此实施科学合理的设计方法，选择科学的抗震措施，重视抗震关键要点，具有重大的社会意义。

参考文献：

[1] 瞿岳前 杨将 汤卫华 建筑结构基于性能的抗震设计理论与方法 [期刊论文] 《山西建筑》 -2009年35期

第8篇：抗震结构设计范文

关键词：建筑结构 结构体系 抗震设计

引言：

地震作用影响因素极为复杂，它是一种随机的、尚不能准确预见和准确计算的外部作用，目前规范给出的计算方法还是一种半经验半理论的方法，要进行精确的抗震计算还有一定的困难，因此建筑（尤其是高层建筑）抗震安全问题必须引起建筑师们的高度重视，及时采取有效措施，防患于未然。

一. 抗震设计思路的概述

我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算，到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则，以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。概率极限状态设计法更科学、更合理，但该法在运算过程中还带有一定程度近似，只能视作近似概率法，并且仅凭极限状态设计也很难估算建筑物的真正承载力。事实上，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，并非是脱离结构体系的单独构件。

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。

二． 合理选择抗震结构体系

抗震结构体系的选择,一方面应根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、材料和施工等因素,结合技术、经济条件综合考虑。抗震结构体系除应具有明确的计算简图和合理的地震作用的传递途径之外、还应符合下列各项要求。

1、选择合适的材料,减轻结构自重。、

在高层建筑的方案设计阶段,应该先对材料参数随机性的抗震模糊可靠度进行分析,综合考虑材料参数的变异性,地震烈度的随机性及烈度等级界限的随机性与模糊性对结构抗震可靠度的影响。

2、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。结构在强烈地震下不存在强度安全储备、构件的实际强度分布是判断薄弱层(部位)的基础。另一方面,在抗震结构体系中,应使其结构构件和连接部位具有较好的延性,以提高抗震结构的整体变形能力。

3、具备必要的强度,良好的变形能力和耗能能力

如果抗震结构体系有较高的抗侧力强度,但缺乏足够的延性,则这样的结构在地震时很容易破坏(如元筋砌体);但如结构有较大的延性、而抗侧力强度不高,在不大的地震作用下结构产生较大的变形(如纯框架结构),如果砌体结构加上届边约束构件,使其只有较好的变形能力。如果框架中设琶抗震墙,使其抗例力强度增加,则上述两种结构的抗震潜力都增大了。

4、设计多道抗震防线

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的承载能力。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起来协同丁作。― 般情况下,应优先选择不负担重力荷载的竖向支撑或填充墙,或选用轴压比不太大、延性较好的抗震墙等构件,作为第一道抗震防线的抗侧力构件。框架―抗震墙结构体系中的抗震墙、处于第一道防线,当抗震墙在一定强度的地震作用下遭受可允许的损坏,刚度降低而部分退出工作并吸收相当的地震能量后,框架部分起到第二道防线的作用。这种体系的设计既考虑到抗震墙承受大部分的地震力。

5、抗震计算中的延性保证

延性控制准则的一般要求都包括对两个物理量的要求:一是所讨论的部件(如包括节点在内的梁柱接头区)在预定部位(如梁端)屈服后所能达到的变形量的大小;另一个是直到变形量增大到预期值为止,部件各部位都必须保持其应具备的承载力而不发生先期承载力失效。提高抗震结构构件的延性、改变其变形能力,力求避免脆性破坏;为此砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯校,或采用配筋砌体和组合砌体柱等;钢筋混凝土构件应合理的选择尺寸、配置纵向钢筋和箍筋。避免剪切破坏先于弯曲破坏,避免混凝土的受压破坏先于钢筋的屈服,防止局部或整个构件失稳。保证抗震结构构件之间的连接具有较好的延性、是充分发挥各个构件的强度、变形能力,从而获得整个结构良好抗震能力的重要前提。

三.保证结构延性能力的抗震措施合理选择了结构的屈服水准和延性要求后，就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性能力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标。系统的抗震措施包括以下几个方面内容：

1. “强柱弱梁”

人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震下，梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。

2. “强剪弱弯”

剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。

3. 抗震构造措施

通过抗震构造措施来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。

这一系统的抗震措施理念已被世界各国所接受，但是对于耗能机构却出现了以新西兰和美国为代表的两种不完全相同的思路。首先，这两种思路都是以优先引导梁端出塑性铰为前提。 四.结合汶川特大地震的震害实例

通过国内有关专家对震害的调查研究分析结果，结合自身的工作经验和对目前工程设计中存在一些问题进行思考与分析，就单跨框架设计问题提出一些个人的看法：

汶川地震震害表明纯框架结构只有一道防线，在大震时一旦这道防线被突破，结构就丧失了全部的承载力而倒塌，同时震害还表明：二支点受力机制单跨框架比多跨框架震害更严重。虽然多层单跨框架在《建筑抗震设计规范》》没有具体限制条件，但在《高规》》第6.1.2条规定：抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架，刚出台的福建省建筑结构抗震设计暂行技术规定（征求意见稿）第7条（3）也规定：高层的框架结构不应采用单跨框架，多层框架结构不宜采用单跨框架。

由于多层框架结构不宜采用单跨框架，如果受限不能设计成多跨框架，则宜对框架柱提高结构抗震等级，严格控制弹性及弹塑性层间位移角，并验算大震下的倾覆及零应力区，震害分析表明单跨框架房屋倒塌的最直接原因是承重构件竖向承载能力下降到低于有效重力荷载的水平，所以特别建议作为第一道抗震防线的抗侧力构件不宜采用轴压比很大的框架柱。建议单跨框架框架柱的轴压比宜小于0.6。框架柱宜采用方柱或近方柱的截面，柱的截面长宽比宜在1―1.5。

根据震害结果显示，建筑二个主轴方向宜布置或完善的双向框架，不宜采用一方向为刚架，另一方向为排架的结构方案，这在《抗规》中同样有要求。

五. 结语

总之，随着建筑设计的发展，对结构抗震设计提出了一系列的抗震规范,要求设计人员注意抗震概念设计。建筑物的抗震设计也是衡量建筑结构设计的一个重要指标。因此对于不同的建筑、不同的设计情况，合理并准确的采用抗震设计方法,是对建筑结构设计是非常重要。

参考文献：

[1]薛素铎，赵均等.建筑抗震设计. 北京：科学出版社，2003

[2]周福霖.工程结构减震控制. 北京：地震出版社，1997

[3]王翠坤,杨沈. 汶川地震对建筑结构设计的启示[J]. 震灾防御技术；

第9篇：抗震结构设计范文

1.1结构抗震性能目标本工程存在扭转偏大、楼板不连续、尺寸突变、竖向构件不连续、承载力突变等多项不规则，属特殊类型高层建筑。结构设计确定的抗震性能目标见表1。由表1可知，本工程采用的性能目标较高，介于《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)［2］(简称高规)定义的A，B级之间，主要原因有两个方面:一方面是经对比分析，与B级目标相比较，性能目标提高后仅核心筒部分需要增加较少工程造价，对于总体造价而言，增加比例很小的造价即可满足性能目标要求;另一方面是考虑到结构悬挑比较大，且是乙类建筑，特意提高其性能目标。本工程于2012年6月通过广东省超限高层建筑工程抗震设防专项审查。

1.2结构受力特点及分析地震作用下整个结构有比较复杂的反应，主要有以下几个方面:一是水平和竖向震动耦合;二是悬挑端有比较大的竖向震动反应，导致核心筒远离悬挑端一侧混凝土承受拉力;三是水平地震和竖向地震引起的整体结构扭转作用导致结构筒体有比较大的扭转效应。(1)大震作用下悬挑端位移分析大震作用下悬挑端的位移见表2。由表2可知，X向地震作用下，悬挑远端Z向位移比较显著;Y向地震作用下，因结构扭转造成悬挑远端Y向水平位移比较显著。X向地震作用下，悬挑远端Z向位移由框筒部分的剪弯变形(包含绕Y轴的转动变形)及悬挑部分自身的竖向弯曲变形组成;Y向地震作用下，悬挑远端Y向位移由框筒部分绕Z轴的转动变形和悬挑部分自身的水平弯曲变形组成。(2)小震Y向作用下核心筒的总力矩分析图6给出了核心筒外筒墙、柱编号，表3给出了各墙体在Y向小震作用下的剪力及其相对于核心筒形心点O的力臂。由表3可知，核心筒外筒墙体对核心筒形心点O的力矩之和为979014kN•m。Y向地震作用为61147kN，等效力臂为979014/61147=16.01m。此巨大力矩将通过内藏钢骨的核心筒传递至地下室的核心筒，再传至基础。(3)核心筒外筒墙体轴向内力分析表4给出了小震、大震作用下核心筒外筒墙体轴向内力，其中小震作用考虑恒荷载和活荷载及风荷载，大震作用仅考虑恒荷载和活荷载，活荷载均按最不利布置(仅悬挑部分有活荷载)。从表4可看出，小震作用下，墙体Q2，Q5均受压，墙体Q3受拉，墙体Q1总体是以受压为主，但其与墙体Q3相连端受拉;在大震作用下，墙体Q1，Q3受拉，墙体Q2在4层以上受压、在4层及其以下受拉，墙体Q5在5层以上受压、在5层及其以下受拉。(4)核心筒外筒墙体剪压比分析图7给出大震作用下核心筒外筒墙体的剪压比曲线，其中剪力按照墙体中混凝土和型钢所能承担的比例分配，此处用于计算剪压比的剪力为混凝土部分承担的剪力。由图7可见，大震作用下核心筒外筒墙体的剪压比均小于限值0.18，满足设定抗震性能目标的要求。图7核心筒外筒墙体剪压比曲线(5)悬挑部分竖向地震作用及其收敛分析通过SATWE和ETABS软件，采用振型分解反应谱法与弹性时程分析法对比分析了竖向地震作用下结构的反应，得到了竖向地震作用下悬挑部分的竖向地震作用系数(即悬挑部分所承受的总竖向地震力与悬挑部分的重力荷载代表值的比值)。悬挑部分恒荷载总重GDL=58269kN，活荷载总重GLL=7822kN，悬挑部分结构重力荷载代表值GE=GDL+0.5GLL=62180kN，故小震作用下悬挑部分的竖向地震作用系数α小震=2641kN(小震竖向地震力)×1.25(小震放大倍数)/62180kN=0.053，在大震作用下竖向地震作用系数为α大震=16145kN(大震竖向地震力)/62180kN=0.260。高规中并未规定7度(0.10g)时的竖向地震作用系数，但参照高规插值，可以得到7度(0.10g)时的竖向地震作用系数为0.05，本文如不考虑1.25放大系数，其竖向地震作用系数仅为0.0424，小于0.05，故在采用振型分解反应谱法计算竖向地震作用时应注意其所计算的竖向地震作用是否达到高规规定值。Z向地震时程分析所得的竖向剪力平均值与弹性反应谱分析所得的竖向剪力之比为2987/3389=0.88。尽管不同位置的构件内力随竖向振型参与系数的变化是不一致的，但是当振型参与系数在15%～90%之间时，其竖向地震引起的构件内力增长非常缓慢，此与高层结构有较大不同。

1.3结构性能化设计措施(1)为提高剪力墙连梁的延性，在连梁中配置型钢，并加强其腰筋及箍筋配置(配筋率不小于0.4%且不小于计算配筋)。(2)在核心筒剪力墙中配置型钢，一是为了承担部分剪力及弯矩;二是与墙体竖向钢筋共同承担拉力。(3)通过核心筒的连梁来实现结构耗能，虽然连梁中设置了型钢，但墙体中也设置了型钢，相对于墙肢而言，连梁截面内力远小于墙体截面，所以地震作用时是连梁首先发生弯曲破坏，起耗能作用。虽然结构承载力已按较高的性能目标实现，但为使结构具有较好的塑性变形能力，结构仍然按高延性设计，核心筒及框架柱抗震等级为一级，钢构件抗震等级为二级。

2结构计算分析

2.1振动模态采用SATWE，ETABS软件进行多遇地震作用下的计算对比分析。ETABS软件计算得到的结构的振型图如图8所示(两种软件计算得到的振型一致)，由图8可以看出，悬挑部分有较大的振动反应。

2.2整体分析结果对比由SATWE，ETABS软件计算的结构总体指标对比见表5。由表5可知，两个软件计算的结果比较接近，相符度较好。SATWE软件计算的整体稳定性验算指标刚重比X向为117.86，Y向为46.79，均大于规范限值2.7(不考虑二阶效应的限值);ETABS软件计算的整体稳定性验算指标刚重比X向为106，Y向为46.79，均大于规范限值1.4(稳定限值)和2.7(不考虑二阶效应的限值)。

2.3施工卸载模拟计算悬挑桁架部分采用满堂脚手架施工，脚手架支承于地下室顶板上，地下室顶板考虑60kN/m2的施工荷载。采用分段吊装的施工方案，桁架在现场焊接成型，采用塔吊和汽车吊相结合的方法完成吊装(图9)。全部钢结构构件安装完毕后再进行脚手架卸载，卸载顺序为由远端向根部逐渐延伸，在卸载过程中应对钢结构变形及位移进行现场测量。卸载完毕后，开始安装钢筋桁架，浇筑楼板，砌筑固定隔墙，然后封闭楼板后浇带。图9施工方案示意图本工程进行了施工卸载模拟分析，分四步拆脚手架，首先拆第四节下对应的脚手架，接着拆第三节、第二节、第一节下对应的脚手架。卸载过程远端位移模拟显示悬挑远端满足《钢结构设计规范》(GB50017—2003)［3］(简称钢规)要求，虽卸载过程与使用状态下的结构支撑条件和荷载作用条件不同，但卸载过程中构件的内力符号没有发生变化，且其应力比均小于正常使用状态下的应力比。

2.4防连续倒塌分析与设计对于防连续倒塌的分析，参考高规采用了两种方法:一是拆除构件法;二是施加表面荷载法。(1)KZ1是受荷最大、最为重要的柱，所以对其按拆除构件法验证是否满足防连续倒塌的要求。计算结果表明，与所拆除构件直接相连的构件最大应力比为［(0.69/1.35)/1.25］×2=0.818，斜拉腹杆最大应力比为(1.13/1.35)/1.25=0.67，其余各构件应力比均小于1。(2)对于桁架的主要弦杆和腹杆，采用在构件表面附加80kN/m2侧向荷载的方法进行验证分析，分三步进行:第一步是按未加侧向荷载进行计算;第二步是将构件从整体结构中取出来，施加侧向荷载进行内力计算;第三步是叠加前两步内力。计算结果见表6，由表6可知，桁架一的主要杆件应力比均小于1.0。

2.5人群荷载下楼盖振动舒适度验算由于楼盖结构的跨度比较大，故对其进行了舒适度研究，采用MIDAS/Gen进行楼盖振动舒适度分析。楼盖振动舒适度分析考虑两种人群荷载工况:工况一为21人同频率、同相位行走;工况二为60人同频率、不同相位行走的。计算结果表明，楼盖最大振动加速度为0.0452m/s2，满足规范限值0.05m/s2要求。

2.6楼盖风振时程分析基于风洞试验实测数据，结合风速时程样本，采用MIDAS/Gen软件模拟结构风振［5］，本工程中只考虑顺风向风速的影响，采用了Davenport脉动风速谱，参考深圳市气象局近年来的风速统计资料，设定参考风速，以MonteCarlo法为基础采用谐波叠加法，设定关心的频率始值和终值，随机产生风速时程曲线。局部风振时程荷载按点荷载直接施加于模型相应测点处。分析结果表明，不同风振时程样本引起的楼盖最大加速度差别较大，这主要是由于随机生成的风振时程的自身差异所导致的;基于本文的时域分析方法及风振报告提供的频率方法(其中楼盖振动最大加速度为0.221m/s2)计算出的楼盖风振效应均很明显。针对本工程而言，风荷载引起的竖向振动是设计的控制因素。

3关键节点设计及有限元分析

悬挑桁架从混凝土核心筒及外框柱伸出，第7层E，B点(图3)处节点交汇杆件达11根，节点受力比较复杂。悬挑桁架下弦杆根部弯矩非常大，尽管钢材已采用Q420GJC，但板厚仍超过100mm，基于此提出了解决桁架根部局部弯矩过大的新型节点，见图10。此节点通过对工字形截面翼缘板加下挂板的方式，变相增加了翼缘板的宽度。此种做法一是可以减小板厚，降低焊接难度;二是相对于箱形截面其便于焊接和混凝土浇捣。节点分析拟考虑两种荷载工况:一是大震作用工况;二是构件屈服工况，即加载至某构件(根据大震的分析结果，选取承载能力利用率最高的构件)发生屈服。选取桁架一下弦杆梁柱节点及桁架二下弦杆梁墙节点进行节点分析。采用MIDAS/FEA［7］进行分析。大震作用下节点应力云图如图11所示，结果表明，节点区几乎所有的钢构件均保持在弹性状态，混凝土受拉及受压均保持在弹性状态，节点区构件满足承载能力极限状态的要求。构件屈服工况下节点应力云图如图12所示，结果表明，应力最大钢构件中和轴以下全部发生屈服时，节点核心区内板件仍保持在弹性状态，节点板屈服区域仅分布在以屈服构件相连的局部区域，没有向节点板核心区扩展，满足“强节点、弱构件”的控制要求。

4结语