抗震设计的基本原则篇1

【关键词】高层住宅楼；高宽比；超限结构；抗震设计

1前言

近年来，随着城市建设的大力开发，为了提高土地的利用率，高层住宅楼中高宽比超限结构也越来越多，这不仅给设计计算分析带来了难度，而且加大了抗震研究的难度，需要根据具体情况具体计算分析和设计，提出合适必要的抗震加强措施。对于结构工程而言，给出结构在不同强度地震作用下的反应值，使研究和设计人员注重对结构地震作用下地震反应分析。在超限高层建筑的结构抗震设计中，有助于提高高层建筑工程抗震设计的可靠性，促进高层建筑技术发展。设计者需要根据具体工程实际的超限情况，必要时还要进行模型试验，业主也需要提供相应的资助，以期保证结构的抗震安全性能。高层建筑工程抗震设防专项审查实践表明，有的工程在抗震审查中由专家组的专家提出某些基于性能的设计要求。

2高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计的重要性和意义

城市化进程让人们的生活质量水平不断提高，而住宅楼是人们生活赖以生存的空间，住宅楼的安全是保证人们生活质量的基本保障。目前流行的高层住宅楼在安全问题上是一项挑战，特别是抗震设计方面的威胁，给设计者和施工者带来了更加严厉的要求。超高层建筑工程是一种建立在现代化技术下的建筑接哦股，在人们对空间的成分利用的前提下应运而生的，反映了人们对充满现代感和时代感的城市生活的追求。超限高层建筑工程自身的结构特点比较复杂，超出了我国对建筑工程的规定，因而其抗震设计是超高建筑工程的重大难题。建筑物的抗震安全性和人民的生命财产安全密不可分，必须认识到超限高层建筑工程抗震设计的重要性。高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计只管重要，不仅是人民生命财产安全的重要保证，同时也是社会发展的需要所在。

3高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计研究

3.1高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念

与一般的超高层结构、高宽比超限高层结构一样，高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念也是经济与性能的抗震设计。基于性能的抗震设计，是为了能够根据建筑物的重要性和用途，由不同的性能目标提出的一种抗震设计理念。设计分为不同的抗震设防标准，这是因为在建筑物整个生命期内，可能遭遇发生的地震是不同程度的。为了进一步改善结构抗震性能，相继提出一些新规范及旧规范的修改计划。基于性能的抗震设计，要求结构在不同水平地震作用下具有明确的性能水平，目标性能水平的确定要综合考虑来优化确定。基于性能的抗震设计思想，对于具体的工程结构，设计人员提出几种抗震性能目标及对应的造价，由设计人员根据所选定的性态目标进行抗震设计，使结构满足预期的抗震性能目标。

3.2高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计基本原则

从世界范围来看，抗震的主要原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。在实践过程中，大部分建筑物符合了抗震规范设计，但是在中小地震过程中，可能造成建筑物的某些结构正常使用功能的丧失。高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念是基于性能的抗震设计理念，如何把这种理念合理并且简单实用地应用到实际中，主要遵循两个基本原则。第一，传统基于力的设计原则，即首先进行基于地震作用的强度设计，然后进行变形验算，采用可靠度理论和优化思想来确定。第二，直接基于位移的抗震设计原则，即采用结构位移作为结构性能指标，这种方法采用结构对应最大位移进行变形设计，与结构实际情况更为符合。

3.3高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计要点

针对宽度和高度比超限的住宅楼的设计，其要点是一般连体板主要用来计算建筑物的连体部位和周边，同时还要考虑地震的竖向作用。对在超限高层住宅楼工程中，主要依据就是结构的抗震概念设计，防止出现过大的扭转，对于抗震薄弱部位的保护措施能够加强并得以保证，逐步改善建筑的抗震性能。综合考虑其建设过程中可能出现的各种不利因素和影响，基本要求就是要对框架结构进行超限的程度控制，以满足提高结构的延性的要求。高宽比必须要有一点或者一点以上符合规程、规范的相关规定，要对结构抗震进行计算分析，要求在超限高层建筑的设计中注意对抗震计算的控制，结构动力特性测试和抗震实验也必须进行过操作。

3.4高层住宅楼高宽比超限结构抗震措施

对于高层住宅楼高宽比超限结构来说，抗震设计措施首先是要注意底部剪力墙的厚度的加强，在连梁配筋的时候，采用交叉暗撑这种形式来加强其稳定性。在梁式转换层的设计上，同样也要注意剪力墙的厚度的加强，能够使转换层的侧向刚度符合规定的要求。超限高层建筑工程的抗震设计需要通过对已建成的工程进行分析和总结，抗震实验的验证等方面来实现。在加强构建的强度和刚度，对于每一项的超限，都需要要有相应的解决措施和方法来保证其抗震安全和受力的合理。对结构在地震作用下的内力和变形进行计算分析，应多取一些振型，振型数的取值多少应根据振型有效质量来确定，应验算结构整体的抗倾覆稳定性；并控制这些构件的轴压比，通过调整桩的布置，满足有关规范、规程的要求。

4总结

综上所述，高层住宅楼高宽比超限结构的出现，顺应了国家城市化的进程，也是城市土地资源紧缺情况的必要措施，高层住宅楼抗震设计和研究具有重要意义，抗震设计和研究过程中应该注意和避免一些问题，这对提高我国高层建筑领域的技能和水平，都有着重要的意义和作用。总之，高层住宅楼发展前景广阔，对其高宽比超限结构的抗震设计要求也将更加严格。

参考文献：

[1]牛发民.超限高层建筑结构抗震设计[J].中华建设，2012，（10）.

[2]方娇.某超限高层基于性能的抗震设计研究[D].合肥工业大学，2012.

[3]姜文辉，李智.超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题[J].广东土木与建筑，2008（01）.

[4]罗建秀.高宽比超限高层建筑结构设计[J].甘肃科技，2008（16）.

抗震设计的基本原则篇2

关键词：建筑结构,抗震设计,设防目标,基本措施

Abstract:Withrequirementsincreasingofpeopleonthebuildingoftheproduct,allkindsofnewstructurebuildinggraduallyincreasesbasedontheperformanceoftheseismicdesignthoughtaseismaticdesign,whichisaneffectivepath.Thispaperfromthestructuredesignoftheseismicdesign,firsttostructuretheseismicfortificationbasicgoalsfordiscussionandanalysis,andtheninstructuralseismicdesignofthebasicprinciplesandobjectives,howtodowelltheseismicdesignofbuildingstructurewerediscussed.Somebasicmeasures,tryingtoimprovestructuralseismicperformance,strengthenbuildingstructuredesignoftheseismiccapability.

KeyWords:buildingstructure,seismicdesign,fortifygoal,basicmeasures

中图分类号：TU973+.31文献标识码：A文章编号：

前言

近年来，一些国家和地区相继发生强烈地震，造成巨大损失。而我国又是一个地震多发的国家，要抵御、减轻地震灾害，必须对建筑结构进行必要的抗震设计。在结合建筑构造中的抗震设防理念，建筑结构的地震反应，地震反应特性、地震破坏模式等因素综合考虑的同时，为了努力减轻地震造成的破坏，减轻经济损失，我国政府和相关部委陆续颁布了一系列防震减灾的法律、法规条文，并强制规定设防强度为6度以上地区的建筑必须进行抗震设计。

一、建筑结构抗震设防的目标

抗震设防是指对建筑物进行抗震设计，并采取一定的抗震构造措施，以达到结构抗震的效果和目的。我国通常采用“三水准抗震设防”和“两阶段抗震设计”的设计方法。下面就对这两种设计方法进行阐述和分析。

1.三水准抗震设防

抗震设防的依据是抗震设防烈度，抗震设防烈度按不同的频率和强度可以分三个地震烈度水准。采用第三水准烈度的地震动参数，计算出结构的弹塑性层间位移角，以满足第三水准大震不倒的要求。目前，我国抗震设防为“三水准”目标通常将其概括为：“小震不坏、中震可修、大震不倒”。其中，“小震不坏”是指当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可使用，建筑处于正常使用状态，从结构地震分析角度，可以视为弹性体系。第一水准对应抗震正常使用极限状态，就是在该状态下结构的功能和使用应不受影响，这意味着结构和非结构都不会发生需要修复的损伤。“中震可修”是指当遭受到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，结构在地震影响时进入非弹性工作阶段。第二水准对应结构损伤控制极限状态，在该结构状态下结构中受力较充分的部位已经进入屈服后变形状态。“大震不倒”是指当遭受高于本地区抗震设防强度的罕遇地震时，建筑物不致倒塌或发生危机生命安全的严重破坏，此阶段结构有较大的非弹性变形，但人员可以逃离。第三水准对应人在地震中能够幸存的极限状态。在这一极限状态下虽然允许结构出现不可修复的损伤，但要求保持较好的整体性而不倒塌。

2.两阶段抗震设计

为实现上述三个烈度水准的抗震设防要求，《抗震规范》提出了两阶段抗震设计方法。第一阶段设计是多遇地震下的承载力验算和弹性变形计算。除了在确定结构方案和进行结构布置时考虑抗震要求外，还应按照小震作用进行抗震计算和保证结构延性的抗震构造设计。第一阶段设计的第一步是，在方案布置符合抗震原则的前提下，采用第一水准烈度的地震动参数，用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用标准值和相应的地震作用效应，然后与其他符合效应按一定的组合系数进行组合，对结构构件截面进行承载力验算，从而满足第一水准的强度要求。第二步，采用同一地震参数计算出结构的弹性层间位移角，使其不超过规定的限值，另外，采用相应的抗震措施，保证结构具有相应的延性变形能力和塑性耗能能力，从而满足第二水准的变形要求。第二阶段是罕遇地震下的弹塑性变形验算，主要针对甲级建筑和特别不规则的结构用大震作用进行结构易损部位（薄弱层）的塑性变形验算。第二阶段的设计主要表现在反应谱理论的变化，反应谱理论是根据弹性结构的地震反应得到的，因此一般也只能计算结构处在弹性状态下的最大地震反应。当结构遇到强烈地震而进入强塑性阶段时，反应谱将不能给出各构件进入强塑性状态的内力、变形，无法找出结构的薄弱环节。利用延性系数将弹性反应谱变为塑性反应谱，从而使抗震设计理论进入了非线性反应阶段。

二、做好建筑结构抗震设计的基本措施

由上述可见，抗震规范设计的方法已经具有了基本的雏形，但在实现这一抗震设防目标时，仍有一些问题需要认真研究。因此做好建筑结构中抗震设计的基本措施显得至关重要，它是保证抗震设计实现“三水准”抗震设防目标的基础。

建筑结构应立足于工程抗震基本理论，灵活运用抗震设计准则，从根本上提高结构的抗震能力。根据当前抗震理论下形成的基本原则和要求，下面就对做好建筑结构中抗震设计的基本措施进行探讨分析。

1.选择有利场地

造成建筑物震害的原因是多方面的，场地条件是其中之一。在不同工程地质条件的场地上，地震对建筑物的破坏程度是截然不同的。因此，选择工程场址时，设计者必须结合工程的实际需要，尽可能避开对建筑抗震不利的地段，选择对建筑抗震有利的地段，当没有办法避开时，适当的抗震加强措施应被采用，任何情况下均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。

2.优化平立面布置

建筑布置的平立面应规则，体型要求简单。建筑物的动力性能基本上取决于其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，就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。建筑中的独立单元及整个建筑应力求质量刚度对称，使其刚心与质心偏心很小甚至完全重合。此外，建筑沿竖向分布的刚度和质量还须均匀，只有简单、规则、对称结构容易准确计算其地震反应。

3.选择合理的结构形式

选择合理的抗震结构体系，首先，应有多道抗震防线，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；其次，应具备良好的耗能、变形能力和必要的强度。一个没有足够延性，只有较高的抗侧力强度的抗震结构体系，在地震时很容易遭到破坏；再次，结构刚度和强度分布须合理。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。

4.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。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，以避免地震长时间持续作用引起的共振效应。

5.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。

结语

总的来讲，结构工程师在建筑结构的抗震设计中，只有注重对结构抗震设计的方法总结和不断完善，不断提高建筑抗震等级，真正理解设计规范，严谨认真，才能设计出经济安全的建筑，才能确保人民生命财产安全。也就是说，在建筑结构抗震体系中，只要使体系布局合理，计算正确，同时采取有效的加强措施，便可获得结构的最大抗震能力，达到防震减灾的目的。

参考文献：

[1]陈翠荣.关于工程抗震设计中应注意的问题[J].山西建筑，2007（11）.

[2]叶列平.经杰.论结构抗震设计方法[C],第六届全国地震工程会议论文集，2002.

抗震设计的基本原则篇3

关键词：公路桥梁；抗震设计；设计原则

Abstract:HighwayBridgeisthelifesystemengineeringistheimportantpartofhighwaybridgedamage,resistanceistheabilityofbridgedesignfocusononeoftheissues.Basedonthecomprehensiveanalysisofearthquakedamageofbridgeforms,characteristicsandcauses,putforwardhighwaybridgeseismicdesignprinciplesanddetaileddesignmethod,inordertoconstantlyimprovethehighwaybridgeseismicperformance,effectivelyavoidtheearthquakebroughteconomiclossesandcasualties.

Keywords:highwaybridge;seismicdesign;designprinciple

中图分类号：TU2

1.桥梁震害的表现形式及其产生原因

桥梁震害可按其表现形式的不同分为上部结构震害、支座震害、以及下部与基础结构震害等类型。

1.1上部结构震害又分为结构震害、位移震害与碰撞震害等。以最为常见的位移震害为例，其主要表现为上部结构的横向、纵向位移或扭转。对梁式结构桥梁而言地震位移造成桥梁上部活动节点因盖梁宽度设置不足而发生梁体相撞或落梁，而拱式桥梁则会表现为拱腹及拱上建筑的破坏，拱圈在拱顶、拱脚产生裂缝或隆起。桥梁上部的碰撞震害主要多表现为桥面伸缩缝位置混凝土裂缝及压碎变形，混凝土伸缩缝位置护栏混凝土撞损，T梁横隔板开裂及少数梁端、部分桥台损伤等。

1.2支座震害产生的原因多是由于未充分考虑支座的抗震要求，在支座的形式、材料的选择，以及构造连接与支挡等方面存在设计缺陷，使支座过度变形，造成支座锚固螺栓剪断、脱出，甚至支座的整体损坏，并将受力的改变传递至其他部位，造成其他结构的连锁破坏。

1.3地震发生时，若下部结构存在连接不当，桥台填土位移控制不严、软土地基处理未达标准等问题，常会导致桥梁下部无法抵御自身惯性力及由支座传导而来的主梁地震力，造成桥梁下部结构开裂、变形甚至倾覆。其中桥台震害主要是由于地基液化，导致其向河心倾斜和滑移，以及台背动土压力导致的台身断裂以及倾倒。桥墩震害则多表现为墩身的开裂、切断以及下沉。

2公路桥梁抗震的设计原则

2.1公路桥梁的选址。应做好地质分析，准确判断建桥位置的地震危险性，并参考分析结果选择比较安全的工程地点。应尽可能选择坚硬场地，避免地震带来的地基液化失效等问题。

2.2桥梁的整体性和规则性。桥梁上部结构应尽可能连续，以防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落，使结构充分发挥其空间作用。无论是在平面还是在立面上，结构的布置都应使其几何尺寸、质量和刚度均匀、规整，避免突然变化。

2.3结构与构件的强度和延性。地震对桥梁的破坏源于其引起的桥梁结构振动，因此抗震设计要力图减小由地基传入结构的振动能量，并使结构具有适当的强度和刚度。而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，因此提高结构延性也是影响桥梁抗震设计质量的关键之一。

2.4其他原则。应强调设计中强度安全度的差异，在不同的构件与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。应尽量使桥梁成为具有多道抵抗地震侧向力的体系，使其在面临强震时，一道防线破坏后尚有第二道防线来支撑结构，提高桥梁的实际抗震能力。

3.桥梁减震设计要点

对于地震区的桥型选择，宜按下列几个原则进行：尽量减轻结构的自重和降低其重心，以减小结构物的地震作用和内力，提高稳定性，力求使结构物的质量中心与刚度中心重合，以减小在地震中因扭转引起的附加地震力，应协调结构物的长度和高度，以减少各部分不同性质的振动所造成的危害作用，适当降低结构刚度，使用延性材料提高其变形能力，从而减少地震作用，加强地基的调整和处理，以减小地基变形和防止地基失效。

3.1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,例如设抗震支座等。

3.2对桥梁抗震性加以分析研究,某类结构不能在地震区应提出更能内修建,在分析研究原有结构抗震性能的基础上,适应地震作用的结构型。其次,对结构抗震设计不是被动地作为地震作用时结构强度、变位的验算,而是要从设计角度,提高结构的防震能力,要系统考虑结构的行为能力设计。

3.3结合我国国情,研究结构控制的有效型式,加强抗震措施，必须采用“以柔克刚”的设想来考虑地震区结构抗震设防的“以刚克刚”的旧传统设防观点，对地裂、地出发点,改变单纯的边坡倒塌、沙土液化时桥梁结构如何抗震设防也应该做出深入的研究。

3.4针对目前大量高架桥倒塌毁坏的教训,必须开展对抗震支座、各种型式桥墩的延性研究,要利用约束混凝土的概念预应力混凝土,而且可以提高它的延性。不但对钢筋混凝土、混凝土结构、混合结构的延性都需展开研究。

4.公路桥梁抗震设防措施

合理的结构形式和成功的抗震设计,即合理的概念设计可以大大地减轻甚至避免震害的发生。一个是概念设计、一个是构造细节设计。需要注意的是,这两个东西其实和具体的抗震计算关系不大,计算只是辅助手段,只是验证概念和细节的合理性。所以设计师需要的是对桥梁抗震设计基本概念和原理的深刻理解。从结构上来说,要清楚哪些结构有利于抗震,哪些结构抗震不利,其中包括桥型、上部结构、下部结构、墩台、基础的处理等等。构造细节措施则包括一些基本的抗震措施,比如支座的选择、挡块的设置等等,还包括构件细节的构造措施、比如墩的箍筋配置、节点配筋构造。国内外桥梁抗震研究人员一直都在研究桥梁的合理构造措施,合理的构造措施可以提高整体的延性及滞回耗能能力。在确定路线的总走向和主要控制点时,应尽量避开基本烈度较高的地区和震害危险性较大的地段;在路线设计中,要合理利用地形,正确掌握标准,尽量采用浅挖低填的设计方案以减少对自然平衡条件的破坏。对于地震区的桥型选择,宜按下列几个原则进行:尽量减轻结构的自重和降低其重心,以减小结构物的地震作用和内力,提高稳定性；力求使结构物的质量中心与刚度中心重合,以减小在地震中因扭转引起的附加地震力；应协调结构物的长度和高度,以减少各部分不同性质的振动所造成的危害作用；适当降低结构刚度,使用延性材料提高其变形能力,从而减少地震作用;加强地基的调整和处理,以减小地基变形和防止地基失效。

5.结束语

虽然目前地震还不可有效的预测,但是只要我们通过研究认识到地震对结构的破坏规律,我们就能通过一定的抗震设防原则制定相关的抗震设防措施并控制好施工质量,这样就能尽量减低震害的影响。因此，设计师应在全面掌握桥梁震害表现形式、特点及其原因的基础上，合理选择桥梁的建设地点与桥式结构方案，并不断总结经验，完善桥梁抗震设计理论和技术，尽可能地保障公路桥梁的使用安全，提高其稳定性与耐久性。

参考文献

[1]赵国辉,刘健新.汶川地震桥梁震定分析及抗震设计启示[J].震灾防御技术,2008,3（4）：363-369.

[2]王东升,郭恩栋,柳春光,翟桐.钢筋混凝土圆形截面柱式桥墩抗震性能评价[J].世界地震工程,2001,1.

抗震设计的基本原则篇4

关键词:建筑抗震,设计,

Abstract:Thispaperintroducestheconceptofbuildingsaseismicdesignofmeaning,andanalyzestheconcretestructuredesigntopmoreattentionshouldbepaidtothecauseoftheconceptdesign,andexpoundstheconstructionofthebasiccontentofconceptualearthquake-resistantdesign,andpointsoutthattheconceptdesignproblemsshouldbepaidattentiontoperfectthehigh-risebuildingstructuraldesign,improvethedesignpersonneldesignlevel.

Keywords:buildingaseismic,design

中图分类号：TU973+.31文献标识码：A文章编号：

地震作用影响因素非常的复杂,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,因此人们在工程实践中提出了“建筑抗震概念设计”。

1抗震概念设计

“建筑抗震概念设计”是指根据地震灾害和工程实际经验等所形成的基本设计原则及设计思想,依此进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。掌握了抗震概念设计,有助于明确抗震设计思想,灵活、恰当地运用抗震设计原则,使设计人员不至于陷入盲目的计算工作,从而做到比较合理地进行抗震设计。

2高层结构设计更应该重视概念设计

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。这是因为高层建筑结构的复杂性、发生地震时震动的不确定性、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他不可预测的因素。在设计中,虽然分析计算是必须的,也是设计的重要依据,但仅靠此往往不能满足结构安全性、可靠性的要求,不能达到预期的设计目标,因此必须非常重视概念设计。

3建筑抗震概念设计的基本内容

3.1应重视建筑结构的规则性

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。合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的,提倡平、立面简单对称。“建筑结构的规则性”包含了对建筑的平立面外形尺寸,抗侧力构件布置、质量分布,承载力分布等诸多因素的综合要求。

3.2抗震概念设计应坚持的原则

1)刚柔相济原则。在抗震设计中,不能一味地提高结构的抗力,一般是根据初定的尺寸和混凝土等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后计算配筋。如果结构刚度太大,地震作用效应就很大,这样为抵御地震而需配更多的钢筋,因此,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。在较大的地震力瞬间袭来时,极易造成局部受损,最后导致各个击破;而太柔的结构虽然有很好的延性,可以消减外力,但容易造成变形过大而无法使用,甚至整体倾覆。在抗震设计中,为了实现刚柔相济的原则,既满足变形要求,又能减小地震力,最主要的方法是进行隔震消能设计。在抗震设计中“,刚柔相济”可以通过合理控制设计总信息来实现。比如周期、位移、地震力应满足GB5001122001建筑抗震设计规范限值要求或者不超规范太多。

2)多道设防原则。强烈地震后往往伴随多次余震,如果只有一道设防,在首次破坏后再遭余震,结构将会因损伤积累而导致倒塌。因此,一个抗震结构体系,应由若干个延生较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接起来协同工作,如框架―剪力体系是由延性框架和抗震墙两个分体系组成。

3.3抗侧力结构和构件应设计成延性结构或构件延性是指构件或结构具有承载能力基本不降低的塑性变形能力的一种性能。

在“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计原则下,结构应设计成延性结构。当设计成延性结构时,由于塑性变形可以耗散地震能量,结构变形加大,但结构承受的地震作用不会直线上升,延性结构的构件设计应遵守“强柱弱梁,强剪弱弯,强节点弱杆件,强底层柱”原则,承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

3.4应有意识地加强薄弱环节

1)结构在强烈地震下不存在强度安全储备,构件的实际承载力分析(而不是承载力设计值的分析)是判断薄弱层的基础。

2)要使楼层(部位)的实际承载力和设计计算的弹性受力之比在总体上保持一个相对均匀的变化,一旦楼层(部位)的这个比例有突变时,会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。

3)要防止在局部上加强而忽视整个结构各位刚度、承载力的协调。

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主要手段。

3.5应采用合理的建筑结构体系

建筑布局除考虑功能要求外,结构单元抗侧力结构的布置宜规则、对称,受力明确,传力合理,传力途径不间断,并应具有良好的整体性。

1)抗侧力构件应布置合理。如在框架―剪力墙结构中,剪力墙宜均增布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大;平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;纵、横剪力墙宜组成L型、T型和[型等形式;剪力墙宜贯通建筑物的全高,避免刚度突变;剪力墙开洞口宜上下对齐;抗震设计时,剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。

2)结构的整体性要好。高层建筑结构中,楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼盖相当于水平隔板,它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力的子结构,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各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各抗侧力子结构能协同工作。楼盖体系最重要的作用是提供足够的平面内刚度和抗力,并与竖向各子结构有效连接。所以房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部分的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。一般楼层现浇楼板厚度不应小于80mm,顶层楼板厚度不宜小于120mm,普通地下室顶板厚不宜小于160mm;作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180mm。

4做好概念设计应注意的问题

1)结构方案要根据建筑使用功能、房屋高度、地理环境、施工技术条件和材料供应情况、有无抗震设防来选择合理的结构类型。

2)不同结构体系在竖向荷载、风荷载及地震力作用下的受力特点。

3)风荷载、地震作用及竖向荷载的传递途径。

4)结构破坏的机制和过程,以加强结构的关键部位和薄弱环节。

5)建筑结构的整体性、承载力和刚度在平面内及沿高度均匀分布,避免突变和应力集中。

6)预估和控制各类结构及构件塑性铰区可能出现的部位和范围。

7)地基变形对上部结构及其受温度变化的影响。

抗震设计的基本原则篇5

1.选择有利场地。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，任何情况下均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。

对建筑抗震有利的地段，一般是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。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；就场地土质而言，一般是指软弱土、易液化土、故河道、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。

2.采用合理的建筑平立面。建筑物的动力性能基本上取决于其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，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：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；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；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；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.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。

5.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：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。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。③增强房屋的竖向刚度。在设计时，应使结构沿纵、横2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。

二、关于建筑结构抗震概念设计的概述

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。

抗震设计的基本原则篇6

关键词：建筑结构设计抗震设计

Abstract:thispaperintroducesthestructuralseismicthemeaningandtheformofseismicbuilding,andsummarizesthestructuralseismicdesignofthebasiccountermeasures.

Keywords:buildingstructuraldesignseismicdesign

中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：

有这样的说法，地震本身不会杀人，而建筑会杀人。2008年汶川大地震中房屋建筑的震害情况，与唐山震害的情况有类似之处，特别是砌体结构房屋，若主体承重结构强度不足、预制板与竖向承重结构连接构造措施不当，房屋就会被震垮。2010年海地地震中房屋的抗震性能较差，几乎全部被摧毁。我们可以发现智利地震中伤亡人数相对很少，相关专家认为原因有两个：一是居民住房多为低矮的住房且具有较高的抗震设防；二是严格的建筑设计、施工管理。智利虽是个发展中国家，但智利人深知自己的国家是地震多发地，所以房屋的抗震性能普遍较高。可想而知，在地震多发地带，建筑抗震设计是多么的重要。

一、建筑结构抗震的涵义

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，由于未能准确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。

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，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。概念设计涉及到从方案、结构布置到计算简图的选取，从截面配筋到构件的配筋构造都存在概念设计的内容。强调结构设计的重要性，旨在要求建筑师和结构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，设计过程中不能陷于只凭“结构软件计算”的误区。若结构严重不规则、整体性差，则按目前的结构设计及计算技术水平，很难保证结构的抗震、抗风性能，尤其是抗震性能。

二、抗震建筑的形式

1、基础抗震

在建筑物最下层的基础部位设隔震层和隔震装置,是最基本的抗震结构形式,也是在工程中应用最多的抗震形式。采用基础隔震设计时应注意：在建筑物周边,隔震层部分要比基础大一圈,因此场地要宽裕；隔震层的周围设挡土墙,其上部有墙外狭道等,因此要确保地震时不因上部结构的移动而带来其它问题；方便检查和更换抗震装置；为使设备管线适应抗震层的位移和变形,常采用柔性连接或球型接点但要考虑安放装置及检修的空间；隔震建筑物与其它建筑物之问的联系通道要适应相对变形,确保畅通无阻。

2、中间层抗震

在基础以上的中间楼层设置隔震层,下部结构同普通建筑物一样直接与地基接触,因此它不存在基础抗震建筑的底部体积和墙体数量问题,但隔震层以下的楼层需要做抗震处理。在市区场地不太宽裕时,可把抗震层设计在地面以上,在空中变形有利于节约用地,同时也能有效减少地基的挖土量。采用中间层抗震,设计上应注意：为适应隔震层的移动变形,该部分的建筑外墙应设水平缝,要考虑防水、隔音、防火等,也要注意立面的协调美观；解决楼梯、电梯井、机器升降、设备管线等贯穿隔震层的问题,并考虑防火区问的划分；便于检查、更换抗震装置及耐火材料等。

3、人工抗震地基

在多栋建筑物的人工地基下方设置抗震层,可一次性、大范围解决多栋建筑物的抗震问题,在集合住宅下方设置作为人工地基的共同管沟可提高整个城市空间的耐震性。全国首栋抗震楼采用人工抗震地基,设计上应注意：人工地基作为基本建设项目属共同财产,为各建筑物共同使用,应先明确所有权问题；人工地基上的建筑物不一定一次建成,应考虑部分竣工或增建改建等情况；人工地基设计时的标准掌握,建筑物的分摊份额及付款等法律上的问题,还有防火规范等,都应慎重考虑。

4、抗震改造

由于建筑物下方增设隔震层,改变了支撑系统,使得基础工程量大大增加。与新建建筑物相比,既有建筑物的改造受到更多的条件限制：有要求边营业边施工的可能；要保持内外装修的连续性、一致性。采用抗震改造时,设计上应注意：全面了解、把握建筑物现状,原有设计图纸,现场调查场地及建筑物耐震情况；确定建筑物在形态、材料等方面继续保留原样的程度和范围,在此基础上确定耐震加固及抗震层的位置等；考虑临时支撑或提升建筑物所需的空间和工作面；改造施工时采取措施,避免建筑物因不均匀沉降而受到破坏；明确设计标准,设定楼地面的强度,满足既有建筑物的承载力、变形能力、使用功能；考虑相应水平位移的对策,还要注意外观的连续性和亲和感,特别注意楼地面、墙等处伸缩连接的位置；增设中间抗震层时,应考虑贯穿抗震层电梯井与设备管线等的移动变形的改装和层高变更等竖向设计的问题。

三、建筑结构抗震设计的基本对策

1、选择的建筑场地和地基有利于抗震

（1）场地选择

在不同工程地质条件的场地上,地震对建筑物的破坏程度是截然不同的。因此，进行建筑场地选择时，设计者必须综合评价工程地质的有关资料和地震活动情况，并结合工程的实际需要。首先，建筑宜避开对建筑抗震不利的地段，选择对建筑抗震有利的地段，例如平坦、开阔的坚硬场地土。其次，当没有办法避开时,适当的抗震加强措施应被采用。

（2）地基处理

基础设计时应注意：a.当地基有新近填土、液化土、软弱黏性土时,基础的刚性、整体性应得到加强；b.天然地基与桩基不宜混用在同一结构单元上；c.性质差异较大的地基上不宜设置同一结构单元；d.地圈梁应设置在墙下,以加强上部结构与基础的整体性，以抵抗不均匀沉降。

2、优化平立面布置

（1）建筑布置的平立面应规则，体型要简单

当建筑物体型规则、简单时，其受力性能明确,在设计过程中就容易分析在地震作用下结构的内力和实际反应，且易于处理结构细部的构造，因此这类结构在遭遇地震后受到的损害相对较轻。反之,建筑体型复杂、不规则时，强度和刚度就容易发生突变,引起应力变形或集中，形成结构上的薄弱环节，从而造成较大的危害。

（2）力求建筑平、立面质量分布和刚度对称

建筑的质量分布和刚度不对称，在地震作用下就会发生十分明显的扭转振动。因此,建筑中的独立单元及整个建筑应力求质量、刚度对称,使其刚心与质心偏心很小甚至完全重合。

（3）建筑的刚度变化和质量须均匀

建筑沿竖向分布的刚度和质量常常是不均匀的。比如,楼层错层的存在或在层高范围内框架的填充墙设置不连续，短柱就在框架上形成。地震时就易对建筑造成损害。所以设计时必须采取必要的构造措施，对建筑结构中沿竖向分布不连续的质量和刚度加以限制。

3、选择合理的抗震结构体系

（1）应有多道抗震防线

多道抗震防线，是指在地震作用下，一个抗震结构体系中的一部分延性好的构件最大限度发挥其耗散、吸收地震能量的作用,首先达到屈服，起到第一道抗震防线的作用，其它构件则在其后依次屈服,从而形成第二、第三或更多道抗震防线。这样可以避免整个建筑结构体系因部分构件或结构破坏而丧失抗震能力。所以，结构设计须考虑设置多道抗震防线。

（2）应具备良好的耗能、变形能力和必要的强度

一个没有足够延性,只有较高的抗侧力强度的抗震结构体系,在地震时很容易遭到破坏。但如果其抗侧力强度不高,而有较大的延性，在地震作用不大的情况下，建筑结构就不会受到破坏，但会产生较大的变形。如果抗震墙设置在框架中,就可增加其抗剪强度；如果混凝土边缘约束构件加在砌体结构上，能提高其变形能力，这样就增大了两种结构形式的抗震潜力。

（3）结构刚度和强度分布须合理

如结构刚度和强度分布不合理，会产生塑性变形集中或过大的应力，结构就会突变或其局部受到削弱而形成薄弱部位。对结构上可能出现的薄弱部位，应采取相应措施提高其抗震能力。在强烈地震作用下，强度安全储备在结构上并不存在，而判断结构薄弱层的基础就在于构件的实际强度分布。

4、设计合理的建筑结构参数

计算分析，就是进行建筑各构件的地震响应和地震作用计算，以及墙柱梁板变形及承载力计算，计算结果应满足抗震设计标准。把正确的计算模型建立在建筑结构的实际工作状况基础上，并根据概念设计做适当的简化处理、计算。罕遇地震作用下的复杂结构进行变形、内力分析时,应采用的力学模型不少于两个，且各不相同。应认真分析判断计算机的计算结果，确认其合理、有效后，才能用于工程设计。结构的位移、剪重比、自振周期、周期比等是结构计算控制的主要计算结果。

参考文献：

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[2]黄浙青,朱小德.浅谈结构设计中的抗震设计[J].科技创新导报,2008,(28)

[3]陈天镭,谈力洲.汶川地震的经验与结构设计的反思[J].甘肃冶金,2009,(03)

[4]李文.砖混结构抗震设计问题探讨[J].淮南职业技术学院学报,2009,(01)