建筑结构抗震设计思路论文

建筑结构抗震设计思路论文（共10篇）

建筑结构抗震设计思路论文 篇1

1 抗震设计思路的简单回忆

建筑结构抗震的发展是随着人们对地震动和结构的认识不断深入而发展起来的, 从诞生至今只有百年的历史, 大致有以下几个发展阶段:

(1) 静力阶段:它起初由日本的一位教授对当时有限的震害观测和理论认识提出抗震设计理论, 仅仅适用于刚体结构。它没有考虑结构的动力特性和场地不同对建筑结构的影响。

(2) 反应谱阶段:随着地震动记录的得到和结构动力学理论的发展, 1940年美国的Biota教授提出了弹性反应谱的概念, 反应谱是自由弹性体系, 在获取的很多地震记录的激励下, 结构周期与响应之间的关系, 包括加速度反应谱, 速度反应谱, 位移反应谱。其考虑了结构的动力特性, 到现在为止仍然是各国规范设计的取值基础。地震作用力计算常采用底部剪力法和振型分解反应谱法, 振型分解反应谱法。

(3) 动力理论阶段: 随着对地震动认识和理解的加深, 认识到反应谱的一些不足。常用的方法是对记录的地震波进行连续分段处理, 每段的数据都看做不变的, 然后作用到结构上, 通过动力平衡方程来求得此刻的加速度、速度、位移反应, 接着与前一段的加速度、速度、位移进行叠加, 把叠加的结果作为下一时段的初始数据, 依此类推, 最终求得结构的加速度、速度和位移动力反应变化过程。

(4) 在1994年美国Northridge地震和1995年日本Kobe地震后, 美日学者又提出了基于性态的抗震设计方法, 基于性态的基本思想, 就是使建筑结构在使用期间满足各种使用功能的要求。它与传统基于力的设计方法不同, 对于结构性能主要是基于位移准则, 用不同的位移指标对结构性能进行不同的控制。但是由于大地震作用下结构的非弹性变形很难准确估计, 使得基于性态的设计方法只能停留在理论上。但提出它的优点至少有两点:一是强调地震工程的系统性和社会性;二是认识到原有抗震设计规范的部分不合理性。

2 框架结构抗震设计的基本思路——延性准则

在弹性反应谱提出之后, 人们发现计算出的结构反应与实际地震时结构的破坏现象有一定的矛盾, 主要是按弹性反应谱算得的结构反应加速度比当时习惯性设计地震力的取值大好几倍, 而且按照习惯性取定的设计地震力作用下设计的房屋结构, 在地震中结构体系的损伤并不严重。目前, 世界各国的抗震规范几乎都采用这样一种思路:采用按可遇地震的强弱划分地震分区;根据各地区的历史发生地震的统计结果或对地质构造的历史考察给出具有明确统计含义的设防水准地面运动峰值加速度;再利用加速度反应谱给出不同周期下结构的反应加速度;通过地震力调整系数R得到设计用加速度水准。同时, 多数国家都认同这样的观点, 设防烈度水准可以取用不同的值, 选用越高的设防烈度水准, 结构的延性要求也就越低, 选用越低的设防烈度水准, 结构的延性要求就越高。结构延性保障的先决条件是构件的延性, 在采用一系列措施保障构件延性的基础上, 再通过有效合理的连接, 同时结构体系选择合理, 刚度分布合理的条件下就能基本保证结构的延性。

3 能力设计

要保证结构在大地震作用下的性能, 还需要有效的抗震措施, 使结构确实具备所需要的保持竖向承载力条件下非弹性变形能力, 这就是所谓的能力设计法。能力设计法由新西兰钢筋混凝土抗震专家T Parlay和R Park等学者发展和倡导, 主要思路是对构件间或构件内不同受力形式间的承载能力差的控制, 保证钢筋混凝土结构形成梁铰机构和延性较大的正截面受力破坏形态, 使结构具有足够的弹塑性变形性能, 保证大地震时具有足够的能力耗散性能, 避免产生脆性破坏和出现不利的机构形式。能力设计法的关键是将控制概念引入结构的抗震设计, 有目的形成对结构有利的破坏机制和破坏模式, 避免不合理的结构破坏形态, 并设法保证预计破坏部位的弹塑性变形能力。能力设计法主要通过以下三种措施给予保证:

(1) 增大柱相对于梁的抗弯能力, 人为的引导结构的出铰部位。

(2) 提高相对正截面承载力的抗剪能力, 避免出现非延性的剪切破坏。

(3) 对有可能出现塑性铰的部位, 采用相应的构造措施, 保证必要的非弹性变形性能。

首先对铰接的合理部位进行讨论, 各国大致的思路差不多, 都偏向于使梁端先于柱端出现的方案。这种出铰方案有以下优点:梁的延性易于控制, 且一般情况下比柱的延性大;梁铰接比柱铰接形成的整体塑性变形小;梁铰接机构形成的塑性变形比较稳定。在承认优先形成梁铰接的前提下, 还有两种不同的设计方法, 一种是由新西兰为代表的, 倾向于形成理想的梁铰接机构, 就是保证梁端出现塑性铰, 而柱子除底层外, 均不出现塑性铰, 对除底层柱外给柱子相对于梁比较大的超强系数 (大概2.0) , 好处是柱子 (除底层外) 不需要进行复杂的配箍, 因为采用这样的系数能保证出铰接很明确。但正是由于这种设计方法追求理想的梁饺接机构导致底层柱子相对较弱, 就有出铰接的可能, 相应就必须采用构造措施保证这个部位的塑性变形性能。其实对柱子采用超配系数的确定问题比较复杂:梁端构造的超配的影响;梁柱端塑性铰出现内力重分布的影响;屈服前的非弹性特征可能使柱子的实际弯矩大于弹性分析得到的弯矩;材料差异所带来的不确定因素;结构非弹性特征的发育导致结构动力特性变化所带来的影响等等。按照能力设计的要求, 剪力墙的塑性铰一般出现在墙肢的底部。联肢剪力墙的承载力和延性与洞口连梁的承载力和延性有很大的关系, 一般尽可能的设计成弱连梁, 有意识地引导连梁在地震时首先屈服, 然后是底部墙的屈服, 也就是预计塑性铰区的屈服。避免出现过早剪切破坏的原因很简单, 就是因为剪切破坏属于脆性破坏, 不利于保证结构的延性, 保证的办法就是按照抗震等级的不同对所有的梁、柱、墙等构件采用相对于抗弯的不同的超配系数。抗震抗剪的基本要求是在梁端塑性铰大震中所需塑性转动之前不发生剪切破坏, 这与非抗震抗剪有概念性的差异。对于各种不同的结构构件的抗剪机理和我国规范的处理方式, 柱:规范中对抗震时柱的抗剪公式的处理原则一样, 也是对混凝土项采用0.6的折减系数, 同样采用更严厉的措施防止斜压破坏, 把截面的剪力设计值比非抗震时乘以0.8的折减系数。但由于一般情况下, 柱的轴压力比较大, 这种压力对于柱出现塑性铰后对构件的抗剪性能偏有力, 按照这种思路, 柱采用和梁一样的折减似乎不大合理。墙:抗震时, 国内几乎没有相关的试验资料, 仅仅是采用对非抗震的抗剪公式对混凝土项和钢筋项都采用了0.8的折减系数, 同时, 为防止斜压破坏, 采用限制剪压比的办法, 把截面的剪力设计值比非抗震时乘以0.8的折减系数。

经过以上抗剪机理的讨论后, 就可以对梁柱箍筋的作用做如下总结:第一个显而易见的作用是用于抗剪;第二个作用是约束混凝土, 这对保障结构延性起非常重要的作用, 这里还可以说一下高强混凝土用于抗震时所遇到的障碍, 这首先和高强混凝土的材性相关, 强度越高的混凝土就越脆, 它的应力应变关系中达到最大压应力的应变比较小, 这就使得设计成延性构件形成很大的困难, 同时由于混凝土的强度越高, 箍筋起约束的效能就越差, 也就不能够有效地提高混凝土的极限压应变, 这样就导致了采用高强混凝土的结构构件的延性难以得到保障;第三个作用是对梁端纵向钢筋的约束作用, 防止纵向钢筋的失稳, 这与钢筋的特殊材性有关。

摘要：目前, 世界各国的抗震规范都采用这种思路:按可遇地震的强弱划分地震分区;根据各地区的历史发生地震的统计或对地质构造的考察得出设防水准地面的运动峰值加速度;再利用加速度反应谱给出不同周期下结构的反应加速度;通过地震力调整系数R得到设计加速度水准。同时, 很多国家都同意这样的观点, 设防烈度水准可取用不同的值, 选用越高的设防烈度水准, 结构的延性要求也就越低, 选用越低的设防烈度水准, 结构的延性要求就越高。结构延性保障条件是构件的延性, 通过有效合理的连接, 结构体系选择合理, 刚度分布合理的条件下就能基本保证结构的延性。

关键词：框架结构,抗震设计,设计思路

参考文献

[1]包世华, 方鄂华.高层建筑结构设计[M].北京:清华大学出版社, 2001.

[2]龙驭球, 包世华.结构力学教程[M].北京:高等教育出版社, 2001.

[3]庄崖屏, 江见鲸.钢筋混凝土基本构件设计[M].北京:地震出版社, 2001.

[4]同济大学.房屋建筑学[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000.

[5]韦定国, 王庄良.抗震结构设计[M].武汉:武汉工业大学出版社, 2002.

房屋建筑结构抗震设计要求 篇2

关键词：房屋建筑 结构 抗震设计

前言

建筑工程的抗震性能取决于抗震结构的设计，这就对对抗震结构的设计提出了更高的要求。建筑单位需要不断分析预见地震灾害中可能会遇到的各种问题，需要我们在设计过程中有效规避这些问题、不断优化抗震结构、尽量减小地震造成的建筑损失。

一、建筑场地的要求

地震的破坏主要是二次破坏。就是在地震后，建筑物的损坏对人类带来的伤害。地震中，由于地质的变化，使地质结构发生变化，破坏了建筑的地基结构。所以对于房屋建筑结构抗震的设计要求中，需要对场地进行认真选择。首先，尽量避开不利于抗震的地区。在地质比较松软，容易发生变化，河岸边、山旁和地势不平的地段尽量不要进行建筑工作，否则一旦发生地震，将会带来严重的破坏，甚至导致建筑物倒塌。如果非要在以上地段进行建筑，则需要采取有效的抗震措施。其次，选择合理的地理条件。在开阔的、地质稳定的地区进行建筑。最后。要避开危险环境，在有可能发生危险的地段严禁建筑。建筑的场地是影响建筑所受地震危害的主要原因。根据科学家调查表示，土质越坚硬，建筑物越结实，所受地震危害越小，相反，地质松软的地区，一旦发生地震，将会带来不可估量的损失。

二、地基和基础的要求

大量实践表面，同一个建筑，不能够建立在不同土质的地基上。在建筑过程中，只能采取同一种建筑方式，即相同的地基。房屋建筑对于地基的埋置也有一定的要求。如果埋置的过浅，将会给建筑带来不利的影响，使建筑物的嵌固作用减小，在地震过程中不能发挥地基的作用，从而造成振幅增大，增加了地震带来的危害。所以，对于地基的埋置，要按照深埋理念，尽量加深地基，并做好基槽的回填和夯实工作，提高地基的稳定性。房屋建筑主要是由基础和上部建筑构成的。为了加强两部分建筑之间的整体性，基础在室外的地坪下不宜做内外交圈的基础圈梁。同时为了使上部结构与基础之间的连接更加的牢固，就要把上部结构的构造柱钢筋插入到基础的圈梁中。当地基的土质刚度不强时，还应该在基底的底部布置圈梁。

三、构建抗震的结构体系

结构体系是建筑抗震设计的基础支持，是建筑工程抗震能力的保障，能够均衡分配单元受力。第一航侧力构件，剪力墙是抗侧力的一部分，不断优化剪力墙设计可以有效提高抗震能力。施工企业需在建筑周边地区规划剪力墙的位置，一般设计在承载力比较大的地方，利用剪力墙提高建筑的承载力保持高强度的稳定性，避免受到地震影响。建筑工程的建设并不是完全处于水平状态，实际仍旧存在凹凸部分，此类部分较容易受到地震影响。因为其在内力分配上缺乏稳定性，施工企业可以利用剪力墙，充当抗震部分将剪力墙设计成不同类型，弥补建筑工程抗震结构的缺陷。剪力墙发挥抗侧力时还需考量整体建筑的高度，防止侧力过大，干扰抗震设计。第二，注重结构体系的整体性。抗震体系的整体性能越高表示建筑工程的抗震能力越强，因此，施工企业需对建筑工程的重点部分进行抗震整体性设计，楼盖是抗震体系设计的中心，影响建筑工程的抗震性能。楼盖在抗震体系中，具有水平作用力，能够平衡分配垂直方向的抗侧力。稳定建筑工程的单元结构，保障单元结构在抗震过程中发挥防震能力。施工企业设计建筑楼盖时，需充分考虑抗震结构的体系设计融合两项内容使其符合建筑抗震的基本条件。

四、抗震布局设计

施工企业在建筑施工前期，提出抗震布局设计，合理分配体形、结构达到建筑工程的抗震标准。建筑工程不良的抗震布局引发地震对建筑连锁损害的机率比较大。加果抗震布局无法提供抗震条件，即使轻微的地震晃动也会干扰建筑工程的安全与稳定。抗震布局内杜绝出现不规则设计，全部采用对称的设计方式，平衡抗震布局的受力分配。如此才可保障抗震布局处于强度稳固的状态。抗震布局对构件设置有明确的规定，包括材料强度。所以施工企业还需深入考察建筑工程的各项楼层。优化抗震薄弱地带，采用最有效的布局方式，提高自身抗震的能力。

五、建筑抗震结构的高度设计

建筑高度是建筑抗震结构设计的重要参考依据，规范的抗震结构设计能够为建筑稳定提供保障。高度设计必须根据建筑工程的实际情况，由专业人员进行设计，部分建筑工程并没有按照国家相关规定设计建筑高度，基本超过限制高度，不利于建筑工程的抗震安全性。所以针对建筑抗震的高度设计提出两点设计建议。第一，高度数据的确定必须以抗震试验为主，赴绝自主设计高度；第二，利用振动模型得出最准确的需求数据，模拟地震力度提升抗震设计高度的准确性。

六、抗震材料的选择

建筑单位为提高抗震能力，必须注重抗震材料的选择，确保结构稳定。我国抗震结构设计，基本以钢筋混凝土为主，实际钢筋混凝土存在缺陷，无法达到高效的抗震能力。我国应积极吸取国外的防震建设的经验，采用刚性抗震材料。刚性抗震材料的韧性、延性等优势明显，与刚性材料相比，钢筋混凝土结构自身的重量较大。本身会对建筑造成一定的压力，降低抗震效果而刚性材料属于轻质类型，虽没有高重量。但是可以发挥较强抗震能力，提高抗震结构设计的各项指标。例如：某建筑采用刚性抗震材料，与同规模建筑的钢筋混凝土材料相比存在优势，该建筑利用刚性材料构成抗震结构，实际自重减少40%，如果使用钢筋混凝土材料建筑工程的防震设计，还需考虑柱体截面与使用面积的关系，但是利用刚性材料则可直接根据抗震结构设计进行施工，基于刚性材料，该建筑节约15%的成本，如期完成工程建设，没有出现延期现象。该建筑利用振动试验检测刚性材料。其在抗震方面显示出优质的延性，达到该建筑工程的抗震标准。

七、抗震防线的设计

抗震防线的优化设计，可以提高建筑工程的抗震能力。属于抗震结构设计的一部分。施工企业设计抗震结构时，深度规划抗震防线，利用抗震防线，为抗震结构提供后补支撑。以某城市建筑为例。分析其对抗震防线的设计，该地区建筑抗震级别保持在7级以上。针对地震多发地带控制在9级水平，所以当地相关建设单位非常注重抗震防线的建设。例如：某省建筑已经完成抗震施工图的结构设计，但是还未通过审查。所以该建筑需按抗震新标准执行，该建筑充分利用抗震防线结构，体现抗震部分的协同工作，有效分担地震能量，该建筑分为三道抗震防线。第一是填充墙；第二是框架；第三为剪力墙结构。根据建筑工程的规模，规划抗震防线的数量通过剪力墙为建筑抗震结构提供足够的承载力。基本可以达到抗震结构的一半，配合框架构造，分配地震冲击波保护建筑工程。该建筑剪力墙的不同框架位置都具备承接能力。在填充墙的参与下确保抗了震防线设计的优质性。

结束语

总之，抗震技术属于房屋建筑设计当中的一项主要技术，抗震设计的好坏将会直接影响到房屋建筑的抗震性能。因此在房屋建筑结构设计中，需根据抗震设计的相关要求，对房屋建筑进行合理设计，满足房屋抗震设计的相关要求。尽可能提高房屋的抗震能力，减少地震灾害对于房屋建筑的損害。

参考文献

[1] 孙国伟. 浅析高层建筑结构抗震设计[J]. 科技风. 2011（04）

[2] 张映超. 浅谈房屋建筑结构的抗震设计[J]. 科技风. 2011（13）

[3] 杨超. 现有建筑抗震鉴定的方法与加固设计[J]. 江西建材. 2011（04）

建筑结构抗震设计思路论文 篇3

1 建筑连体结构的设计原则

在《高层建筑混凝土结构技术规程》中, 对于结构较为复杂的建筑物的设计计算, 做出了以下的规定:1) 对于薄弱层的弹塑性的变形应该采用动力分析法或者弹塑性静力方法来进行验算;2) 在需要进行补充计算的地方, 适宜采用弹性时程分析法来进行计算;3) 在进行连体建筑物的抗震计算时, 要充分的考虑到平扭耦联计算结构中的扭转效应, 连体建筑物的振型数应该大于等于十五, 如果是进行多个楼体的结构的振型数的计算, 振型数应该大于等于楼体数量的九倍, 在计算建筑物的振型数时, 建筑物振型的参与质量应该占到总质量的90%以上;4) 在计算建筑物的整体的内力位移时, 为了计算结果的准确性, 计算的过程中, 应该采用两个以上的不同的三维空间软件来进行计算, 对于连体结构的建筑物来说, 两端的连接部位受力较为复杂, 对其进行计算时, 可以采用有限元模型来进行楼体的整体建模分析。

在建筑物连体结构设计时, 尤其是高层建筑物的连体结构, 所有参与到连体的建筑物的刚度、平面、体型等参数应该是相同或者相近的, 有的连体建筑物在设计时需要具有较大的抗震强度, 如果要在刚度及层数相差较大的建筑物之间设计连体结构, 需要对其进行动力分析及弹塑性静力分析, 以此来使其抗震强度能够达到相关的设计要求, 在进行连体建筑物的抗震设计时, 另一设计要点是, 要保证连接点处的安全性、可靠性, 主要的设计原则是:“强节点, 弱杆件”, 使连接节点处能够始终保持于弹性阶段, 而将连接体内部杆件的部分进行适当的消弱, 使杆件具有足够的耗能能力及变形能力。

建筑连体结构的抗震设计中, 所要坚持的最基本的设计原则可以概括为:“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”, 对于连体结构的建筑物的设计材料的选择应该坚持的最基本的原则是, 尽可能的减轻连接体结构自身的重量, 优先选用的材料是钢结构。

2 建筑连体结构抗震设计方案的选择

2.1 建筑连体结构整体结构方案的选择

在进行建筑连体结构的抗震设计时, 首先要进行的是整体的连体结构的方案的确定, 在进行整体方案的设计的过程中, 需要全面的了解建筑连体结构的抗震要求、连体建筑物的建筑材料、连体建筑物的楼层数、连体建筑物的楼层高度、连体建筑物的施工技术等各方面的参数, 对这些因素进行综合的分析, 选择最为合理的方案, 对于楼层较高的建筑物来说, 要设计建筑物的连体结构, 为了保证连体建筑物的抗震性能, 需要采取多个加强抗震性能的措施, 并且要对整个建筑物的抗震性能进行验证, 为了防止在连体建筑物中出现点破面的情况, 需要减少连体建筑物中整体的受力结构的凸点, 因此在进行楼梯的设计时, 一般情况下会采用规则对称的设计, 为了使连体建筑物的构件在地震中能够保持结构的稳定性, 需要选择延展性能良好的连体构件, 另一方面, 在保证楼梯的使用性能及建筑质量的情况, 使楼梯的重量尽量的减轻, 能够使楼体在地震中的损伤程度得到有效的降低。

2.2 建筑连体结构性能的确定

在高层建筑物的设计建造过程中, 一种抗震性能较好的建筑结构体系是钢筋混凝土框架-剪力墙结构, 该结构体系是由剪力墙与框架两部分共同组成, 该体系具有诸多的优点, 如使用该体系能够为建筑物提供一个比较大的使用空间, 在住宅的建设、商场的建设、办公场所的建设中都非常的适合, 并且该种结构的抗水平力刚度是比较大的, 在设计的过程中要注意工程的使用功能、高度、层数等要求, 进行合理的设计。

在实际的工程设计中, 框架-剪力墙结构中, 大部分的水平作用产生的剪力应该由剪力墙承担, 这就要求在设计的过程中, 剪力墙的数量要足够, 但是为了保证设计的经济合理性, 剪力墙的数量也不能过多, 一般情况下框架-剪力墙结构在设计的过程中将其设计成双向抗侧力体系的结构布置, 在建筑物的荷载较大的部位、平面形状变化的部位以及其他周边部位, 剪力墙应该是均匀的分布。

2.3 建筑连体结构连接体结构方案的确定

建筑连体结构的中心是连接体, 站在整体堆成结构的角度来看, 连接体对于楼体的受力以及楼体整体的影响是非常的小的, 而对于非对称结构的建筑物来说, 连接体对于整体的建筑连体结构的影响是非常的大的, 但是在实际的工程建设的过程中, 很难保证建筑物的完全对称性, 这是因为, 在建设的过程中, 即使做到了建筑物结构上的对称, 但是建筑物的载荷及工程材料很难保持良好的对称性, 另一方面, 一旦发生地震, 地震的振动方向是不确定的, 并且时刻都在发生变化, 这也会导致连体建筑物的不对称, 在进行建筑物的连体结构的连接体设计时, 需要将这些影响因素都考虑在内, 对于刚度不同的建筑物来说, 设置连接体会使刚度较小的建筑物的受力变大, 同样, 会使刚度较大的建筑物的受力变小, 这种性能特点也体现在建筑物的整体性能上。

3 加强建筑连体结构抗震性能的设计思路

在进行建筑连体结构的抗震设计时, 要能够满足相关的设计原则及设计要求, 在实际的应用过程中, 往往存在一定的困难, 因为地震的发生具有一定的随机性及不可计算性, 这就要求在进行抗震设计时, 要选择正确的设计理念, 坚持设计原则, 对于连体结构中相对薄弱的环节, 采取适当的措施进行加固, 下面介绍几种加固设计的设计方法。

3.1 连体建筑物抗震设计中的外加构件法

该种方法的主要原理是在建筑物自身的构件之外在增加适当的外部构件, 来提高建筑物的抗震性能, 采用这种方法时, 尤其需要注意新增的外部构件对建筑物整体的抗震性能的影响, 目前较为常用的方法有增设门窗加固、增设支撑加固、增设支托加固、增设拉杆加固、增设墙体加固等。

3.2 连体建筑物抗震设计中的减震加固法

在工程设计中, 抗震设计的原理是, 地震的作用与建筑结构中的阻尼值是成反比, 因此增加建筑物的抗震性能, 可以采用增加建筑物的结构阻尼值的方式来进行, 将阻尼器设置在建筑物的结构变形较大的部位, 能够成功的实现建筑物的消能减震, 同时可以利用阻尼器来对建筑物在地震作用下的预期变形进行控制, 防止建筑物在强震下不会出现特别严重的破坏。

3.3 连体建筑物抗震设计中的隔震加固法

连体结构的建筑物的抗震性能, 相互之间有一定的作用, 当建筑物的整体结构的周期得到延长, 建筑物整体的刚度就会适当的减弱, 这会在一定程度上降低建筑物整体的抗震性能, 针对此种情况主要的加固方法是进行隔震加固, 这种加固方法的典型代表是铅芯橡胶隔震, 这种材料主要的优点是水平表型较大, 并且具有较好的阻尼值, 能够很好的吸收震动能量, 在地震中, 能够将地基的振动与上层的建筑物隔离开来, 从而有效的增强了建筑物的稳定性能, 使连体建筑物的抗震性能得到提升。

3.4 连体建筑物抗震设计中的楼体薄弱部位加固设计

在连体建筑物的抗震设计中, 需要对楼体的薄弱部位进行加固设计, 如在连体结构中与连接体直接相连的柱应该采用钢骨混凝土材料, 对柱的轴压比进行很好的控制, 连接体中的钢梁应该能够深入到楼体的第二跨度中, 最终与剪力墙相连, 如果所进入的地方没有剪力墙, 应该与楼体的柱相连, 为了避免地震时造成连接体的脱落, 应该加强连接体与剪力墙及框架柱的锚固, 应该加强与连接体相连的梁端的抗弯、抗剪的设计, 对整个楼体的薄弱层的钢筋都应该适当的加粗、加强, 一般结构的层柱的混凝土的强度等级不予变化, 每一楼层的每个方向的配筋率应该大于等于0.3%。

4 结论

在进行建筑连体结构的抗震设计时, 应该注重各种先进的抗震设计思路的研究, 在保证建筑物的使用质量及稳定性的同时, 尽可能的增加建筑连体结构的抗震性能, 但是任何的抗震设计都应该遵循科学性、合理性, 保证建筑物的建造安全。

参考文献

[1]赵晨光.关于建筑连体结构的抗震设计浅析[J].黑龙江科技信息, 2013 (22) .

小议建筑抗震设计 篇4

[关键词] 建筑设计 抗震设计

自从唐山大地震后，我国就对城市建筑和抗震标准进行了严格规定，如果严格按照防震标准设计施工，大部分建筑应该能抵挡一些震级较强的地震。但经历了汶川地震后，我们看到仍然有大量没有达标的建筑物倒塌。日本是个地震频发的国家，他们所有的建筑都具有较强的抗震功能，在结构上多采取框架钢结构及木质结构。在日本地震后的废墟中我们仍然能看到不少保留完好的建筑，倒塌后的房屋也没有太多建筑垃圾，便于震后的重建工作，这都是值得我们深思和借鉴的。

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中特别要注重以下几个问题。

一、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。

二、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，包括外围填充墙、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。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。

三、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。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。

四、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。

五、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。

六、结束语

建筑结构抗震设计思路论文 篇5

2009年9月开始建设的庄河至盖州高速公路,起自大连庄河市、终至营口盖州市。本项目的修建可完善辽宁省高速公路网建设,为辽宁省沿海经济带发展战略实施提供保障,并可彻底改变庄林线(G305)落后的通行状况,提高通行服务水平和运输能力。项目总长100.583km,穿过山区,抗震设防烈度有6度区有7度区,地震设计动峰加速度从0.05g到0.15g不等,地质场地条件也相对复杂。2008年汶川大地震刚刚发生一年左右,地震给人们带来的悲痛和冲击还未散去,《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/ T B02 -01 —2008)也才刚刚颁布,如何理解和贯彻细则的精神,使我们的桥梁设计既安全,又经济,为社会提供放心优质的工程设计,是摆在我们工程设计人员面前的一道难题。抗震细则与89抗震规范的不同,主要变动如下:

(1)采用两水平设防、两阶段设计的思想。

(2)增加了桥梁延性抗震设计和能力保护原则的有关规定。

(3)修订了抗震措施的有关规定。

其中对第2条桥梁延性抗震设计和能力保护原则重点理解如下:

延性抗震设计主要是利用结构、构件自身的延性耗能能力来抵抗地震作用,设计时是通过增加结构、构件延性来实现,对结构允许出现塑性铰的部分进行专门的延性设计。在该方法中,容许很大的地震力和能量从地面传递给结构,而抗震设计时要考虑的问题是如何为结构提供抵抗这种地震力的能力。传统的桥梁抗震设计采用强度设计方法,即使考虑到延性和位移,也是通过强度指标间接地实现。由于《公路工程抗震设计规范》(J TJ 004 -89) 只采用一阶段设计,通过引入综合影响系数来折减地震力后采用弹性抗震设计,其隐含的意思是允许结构进入塑性,对结构的延性性能有相应的需求,但在设计上又没有进行必要的延性抗震设计,其延性能力能否满足延性需求是不确定的,这也是该规范存在的一个较大缺陷。因此《公路桥梁抗震设计细则》(J TG/ T B02 - 01 —2008) 对E2 地震作用的抗震设计阶段,对延性抗震设计作了明确的规定,弥补了原规范的不足。

《公路桥梁抗震设计细则》(J TG/ T B02 -01 —2008) 中引入了能力保护设计原则。能力保护设计原则的基本思想在于:通过设计,使结构体系中的延性构件和能力保护构件形成强度等级差异,确保结构构件的地震破坏只发生在预定的部位,而且是可控制的,不发生脆性的破坏模式。具体来说,就是要选择理想的塑性铰位置并进行仔细的配筋设计以保证其延性抗震能力;而不利的塑性铰位置或破坏机制(脆性破坏)则要通过提供足够的强度加以避免。

2 针对本项目我们所做的前期工作

通过对国内近期公路工程对抗震设计的调查发现,在2009年6月当时按照新细则设计的工程非常少,几乎没有。通过查阅汶川地震震害资料及国内外抗震设计的有关资料,对庄盖线的各种桥型进行了归类,发现本项目在抗震设计上有以下特点:

(1)整个工程的桥涵结构还是比较常规的结构,均满足细则中关于规则桥梁的定义。

(2)整个项目构造物个数较多,种类多,所在地区地震设防烈度及动峰加速度种类多,地质场地条件也较复杂。如果逐桥进行抗震设计,工作量大,工作难度也大,不可能要求所有设计人员都能掌握抗震设计,而当时该项目工期特别紧,从外业调查开始到施工图清单提出,仅不到4个月时间。因此,只能针对各代表性的桥型以不同地质场地条件和不同的地震动峰加速度,进行结构计算,归纳出相对统一的结构尺寸及配筋的设计。根据抗震计算的结果,场地、动峰加速度值、墩柱高差对结构地震受力影响较大。场地判别应根据地质情况按《抗震细则》4.1.5～4.1.8判别。从抗震计算结果上看,设防烈度越小,场地越好,地震越不控制设计。

3 庄盖线抗震设计思路与抗震措施

3.1 抗震思路原则

根据各种桥型计算结果,统一抗震设计原则,采取尽量归类统一设计,方便具体操作。

(1)空心板桥梁。

一般填土高度小,上部结构较轻,K73以后(0.15g)的一类场地(场地较好)、K73以前(烈度较低)的一、二类场地,地震不控制,按弹性构件设计。K73以后二、三类场地(烈度高,场地差),考虑地震塑性变形,增加柱的延性。同时考虑桩基配筋适当加强,即对桩基进行能力保护设计。

(2)T梁。

抗震计算结果表明墩高对地震力大小的影响不大,但场地及一联中墩身高差对地震力大小及分配影响较大。对于墩高高差变化大的T梁桥,原则上应该逐桥设计计算。对于一联中墩高高差较小的桥梁,前23km(0.05g)及前23～73km(0.1g)的一类场地按弹性设计。对于前23～73km(0.1g)的二类、三类场地, 及73km后的各类场地,考虑地震塑性变形,增加柱的延性,对桩基采用能力保护设计。

(3)小箱梁。

前23km(0.05g)及前23～73km(0.1g)的一类场地按弹性设计。 对于前23～73km(0.1g)的二类、三类场地,及73km后的各类场地,考虑地震塑性,对桩基采用能力保护设计。

3.2 主要抗震措施

由于地震的不确定性非常大,一些好的构造措施往往起到事半功倍的效果。

(1)为使盖梁宽度满足抗震细则对盖梁宽度(70+L/2)要求,对盖梁纵桥向宽度尺寸适当加宽。

(2)全线大中桥对墩台挡块钢筋加强,采用2级Φ20@15,箍筋直径Φ10。这条是根据汶川地震时大量桥梁挡块破坏的教训而来。

(3)全线空心板结构大中桥(四铰框架结构除外)0.15g地区(K73后)设置抗震锚栓。0.15g地区(K73以后),小箱梁、T梁做纵向挡块。0.1g(K25以后)以上(含0.1g)地区现浇箱梁设置限位器。

(4)全线空心板端(每孔)设橡胶垫块,小箱梁及现浇箱梁伸缩缝纵向设置橡胶垫块(四铰框架结构除外)。

(5)对桥梁背墙主筋适当进行了加强。本条主要是为防止地震时巨大纵向地震力使台背墙遭受严重撞击而损坏,从而造成落梁。

(6)全线构造物箍筋采用135°弯钩,并适当延长,满足抗震要求。135°弯钩可深入混凝土核心区,防止桥墩等发生塑性变形时,混凝土保护层剥落,而造成箍筋失去作用。

(7)重力式台高大于8m时,采用C20片石混凝土,并在台身与台帽、台身与基础之间,设置短钢筋。

(8)7度区大桥除非基础落在坚硬岩石上,否则不宜采用台阶式基础。

(9)按照细则要求对墩身顶底及桩基顶部的箍筋加密。

现在庄河至盖州高速公路正在紧张的施工收尾工作中,全线路基及桥涵隧道工程已经完成了90%以上。

4 总结

总结庄盖线的桥涵抗震设计,我们得到以下的结论,作为总结,由于当时设计任务紧时间仓促,值得商榷之处在所难免,欢迎广大工程技术人员批评指正:

(1)对于不同的桥型,可以根据不同的地质与抗震场地条件,分别采用弹性设计或延性设计。

(2)对于桥墩的配筋设计,应该适当控制主钢筋的量,适当增加箍筋的量,增加墩柱的延性。减少主筋工程量应满足结构常时的弹性设计要求及E2地震时变形量的要求。庄盖线墩身主筋配筋率在0.7%～1.25%之间,采用延性设计的桥墩的体积配箍率在0.4% ～0.62%之间。

(3)关于能力保护设计这一块,主要针对桩基。由于盖梁的尺寸及承载能力较大,一般不需要特殊设计。

桩基的配筋需要加强以保证桥墩发生塑性变形时,桩基保持弹性设计。

重视抗震措施的设计,特别是连接部位及箍筋的弯钩设计,细致合理的抗震措施往往起着花小钱办大事的效果。

摘要：通过对我省在建的庄河至盖州高速公路抗震设计思路的介绍,阐述了按照2008版公路桥梁抗震设计细则对公路桥梁设计的一些思路,供广大工程技术人员参考。

关键词：桥梁抗震,弹性设计,延性设计,能力保护

参考文献

[1]JTG/T B02-01-2008,公路桥梁抗震设计细则[S].

[2]庄河至盖州高速公路工程施工图设计说明.

建筑结构抗震设计思路论文 篇6

房屋建筑结构设计人员经常接触到的普通建筑, 自1989年《建筑抗震设计规范》GBJ11-1989发布以来, 均应达到“多遇地震不坏, 设防烈度地震可修和罕遇地震不倒”的设防目标, 上述设防目标可保障:房屋建筑在遭遇设防烈度地震影响时不致有灾难性后果, 在遭遇罕遇地震影响时不致倒塌———实现生命安全的目标。

相对于上述普通建筑, 本文想要讨论的是某些特殊要求的建筑, 其设防目标要求高于一般的普通建筑, 根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008中的相关条文规定, 该建筑的抗震设防等级为“重点设防类” (简称乙类建筑) , 包括地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑, 以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果, 需要提高设防标准的建筑。

1 项目概述

某建筑总高度42 m, 所在城市的抗震设防烈度7度, 地震加速度0.10 g, 地震分组第三组, 结构形式为钢筋混凝土的框架-剪力墙结构, 地下2层, 地上8层。地上部分1～3层为裙房, 主要功能为办公室、大会议厅、多功能厅、密集资料库等, 层高4.8～6.0 m;4～8层为L型塔楼, 主要功能为标准客房, 层高3.9 m。隔墙采用砖砌体材料, 有较大面积玻璃幕墙, 顶层与外部较大体量的装饰性钢构架相连。房屋要求在地震时使用功能不能中断。

2 项目结构抗震性能目标的分析

2.1 性能目标的简述

建筑抗震性能目标按照《建筑抗震设计规范》提出的“三个水准”为抗震设防基本目标。具体来说即为:

(1) 当遭受低于本地区设防烈度7度的多遇地震 (地震重现期50年) 影响时, 结构在地震后基本完好, 一般不需要修理即可继续使用, 人们不会因结构损伤造成伤害, 可以安全出入和使用。

(2) 当遭受本地区设防烈度7度的地震 (地震重现期475年) 影响时, 结构在地震后基本完好, 仅个别构件轻微裂缝, 一般不需要修理或稍加修理即可继续使用, 人们不会因结构损伤造成伤害, 可以安全出入和使用。

(3) 当遭受高于本地区设防烈度7度的罕遇地震 (地震重现期1600年) 影响时, 结构在地震下发生明显损坏, 多数构件中等损坏, 进入屈服, 有明显的裂缝, 部分构件严重损坏, 但整个结构不致于倒塌, 也不发生局部倒塌, 人员会受到伤害, 但不危及生命安全。

2.2 建筑抗震性能化设计

因为本项目的使用功能要求, 按《抗规》3.10.3条第2款, 选定了高于 (一) 中所描述的抗震设防基本目标, 对设防目标, 提出了更高的要求。按照建筑抗震性能设计的要求, 分以下几个方面进行抗震性能设计。

2.2.1 承载力性能设计

本建筑设计时, 建筑结构主体选用性能3进行设计, 重要部位 (如:裙房顶层和塔楼首层的竖向构件) 选用性能2进行设计。

2.2.2 变形性能设计

本建筑设计时, 结构形式为框架-剪力墙结构的普通建筑, 其弹性层间位移角限值[θe]为1/800, 最终控制该建筑在小震下的变形<1/1400, 中震下的变形<1/400, 大震下的变形<1/200。

从最终设计控制的位移限值来看, 满足了性能3的要求。

2.2.3 结构构件的细部构造性能设计

因为该建筑承载力和位移均满足性能3, 且主要主体结构承载力未高于多遇地震提高一度, 故延性性能仍按常规设计的规定采用, 未降低要求。

3 设计方法及措施

本建筑设计时严格按照《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定和要求, 以及上述关于性能设计的要求, 进行结构构件承载力验算和结构弹性变形验算, 采取了以下措施。

(1) 主体结构承载力计算时, 采用7度 (0.10g) 第三组下的多遇地震作用, 进行计算配筋。抗震措施选用时, 结构抗震等级提高一度, 钢筋混凝土框架剪力墙结构, 框架部分抗震等级二级, 剪力墙部分抗震等级一级。

(2) 重要结构部位承载力计算时, 采用7度 (0.10g) 第三组下的设防地震作用, [水平地震影响系数最大值αmax=0.224, 约为7度 (0.10g) 时多遇地震αmax=0.08的2.8倍, 约小于8度 (0.30g) 时多遇地震的max=0.24]。

(3) 主体结构变形控制计算时, 采用7度 (0.10g) 第三组下的多遇地震作用, (水平地震影响系数最大值αmax=0.08) , 控制最大层间位移角要远小于1/800的弹性变形极限, 为建筑物内人员在地震时提供最大舒适度, 并保证砌体填充墙的安全以及电梯运行的安全性。

(4) 主体结构变形控制计算时, 采用7度 (0.10g) 第三组下的设防地震作用, (水平地震影响系数最大值αmax=0.224) , 控制弹性最大层间位移角<1/400。

(5) 主体结构变形控制计算时, 采用7度 (0.10g) 第三组下的罕遇地震作用, (水平地震影响系数最大值αmax=0.50) , 控制弹性最大层间位移角<1/200。

(6) 抗震构造措施选用时, 结构抗震等级提高一度, 钢筋混凝土框架剪力墙结构, 框架部分抗震等级二级, 剪力墙部分抗震等级一级。

(7) 砌体填充墙设计时, 按抗震等级提高一度 (8度) 选用。墙体拉接筋通长设置, 采用较严格的构造柱布置措施。

(8) 采取的其他结构加强措施。

1) 在建筑周边适当增加剪力墙的设置, 减小结构的平动及扭转位移。

2) 竖向刚度变化处 (地下室顶板和裙房屋面) 加强梁板截面及配筋, 提高关键部位的强度和延性。塔楼平面L型转角处, 加强楼板截面及配筋。

3) 增加竖向刚度突变处上下楼层的剪力墙配筋, 提高薄弱部位的第一道防线抗侧力构件的强度和延性。

4) 加大底部加强区墙体边缘构件的配筋, 并从严控制剪力墙的轴压比, 提高结构整体的抗震延性。

5) 提高女儿墙等屋顶附属物的牢固性。

(9) 其余相关专业采取的加强措施。因为该建筑在地震时使用功能不中断, 仅仅只是结构专业提供更为可靠的房屋结构抗震性能是远远不够的, 还需要各专业均在设计时考虑到地震工况下的特殊设计, 从以下几个方面保证其功能不中断的设计目标:

1) 建筑引入的供电线路, 应为两路独立的外线, 并具备楼内应急电源。

2) 建筑装饰结构的幕墙体系, 应具备更高的强度和适应结构主体变形的能力。

3) 建筑装饰结构的外墙饰面材料, 应尽量采用新型轻质板材, 避免采用自重较大且脱落易伤人的石材, 加强饰面连接件的强度及适应结构主体变形的能力;脱落容易伤人的饰面材料避免布置于主要疏散通道进出口上方, 最大限度保证高烈度地震下的人员安全。

4) 顶棚连接件、附属构件如标志及广告牌等的连接件应具备更高的强度和适应结构主体变形的能力。

5) 进出建筑物的管道应采取措施适应结构主体变形的能力。

6) 电梯应具备地震时就近平层, 具有备用电源等特殊功能, 其支撑结构、导轨、支架、轿箱导向构件具备更高的可靠性。

7) 避免采用悬挂式灯具。

8) 较高的柜体应采用措施固定于墙面。

4 结语

综上所述, 一个乙类建筑设计之初, 首先需要明确其有别于普通建筑的性能水准目标, 根据性能水准目标, 确定承载力设计时选用的地震力, 确定不同地震作用下对房屋整体变形能力的控制指标, 在此基础上才能明确建筑选用的结构形式和极限高度。同时, 项目投资方和设计人员也必须明确这样一个观点, 所有安全性、可靠性的提高, 都是基于很大幅度地提高经济投入的前提下的, 性能目标越高, 其经济性越低, 不能盲目的提高控制指标的要求, 盲目的追求更高的性能水准。需要设计人员在满足功能目标的前提下, 通过更准确的控制, 实现可靠性与经济性的平衡。

参考文献

[1]GB50223-2008, 建筑工程抗震设防分类标准[S].

建筑结构抗震设计 篇7

地震是一种破坏性极大的突发性自然灾害,具有极大的不可预见性,虽然其发生的概率很小,影响时间很短,但是强震往往会造成结构的严重破坏和垮塌,对人的生命和财产造成巨大损失。2008年5月12日14时28分,突如其来的汶川地震,顷刻间,使大面积房屋倒塌,造成人员伤亡惨重。这次强震又一次使我们设计人员感到抗震设防的重要性。概念设计和抗震计算分析是建筑结构抗震设计两个不可分割的组成部分。本文在分析前几次震害的基础上,从概念设计和计算分析两方面,简单介绍建筑结构的抗震设计。

1 结构抗震设计内容

地震是一种随机振动,有着难以把握的复杂性和不确定性,要准确地预测建筑物遭遇地震的特性和参数,尚难以做到。在建筑抗震理论未达到科学严密的今天,单靠计算很难使建筑具备良好的抗震能力。因此,结构工程师必须重视建筑总体抗震能力的概念设计[1,3]。

1.1 避免抗震危险地段,选择对抗震有利的场地、地基和基础

在进行设计时,应根据工程需要,掌握地震活动情况和工程地质的有关资料,作出综合评价,宜选择坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土等有利地段;避开软弱土、液化土、河岸和边坡边缘,平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层等不利地段;同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上,也不宜部分采用天然地基,部分用桩基,当地基有软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时,宜加强基础的整体性和刚度。

1.2 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。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。文献[4]对高层建筑的设计做了明确规定。

1.3 结构选型和结构布置

结构选型根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素,经技术、经济条件比较综合确定。单从抗震角度考虑,作为一种好的结构形式,应具备下列性能:1)延性系数高;2)“强度/重力”比值大;3)匀质性好;4)正交各向同性;5)构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性,并能发挥材料的全部强度。

结构布置遵循的原则:1)平面布置力求对称,使构件分配的力均匀。2)竖向布置力求均匀,尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀,避免出现薄弱层,并应尽可能降低房屋的重心。

1.4 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。将建筑物自振周期与地震动卓越周期错开,使建筑物的共振现象得以缓解,减轻地震的破坏作用。

抗震防线的设置原则如下:

1)优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙,或者选用轴压比较小的抗震墙、实墙筒体之类构件,作为第一道抗震防线的抗侧力构件。

2)建筑物采用双重抗侧力体系,在建筑物中设置赘余杆件。当建筑物受到强烈地震动作用时,一方面利用结构中增设的赘余杆件的屈服和变形,来消耗输入的地震能量;另一方面利用赘余杆件的破坏和退出工作,实现结构周期的变化,避开地震卓越周期长时间持续作用所引起的共振效应。

1.5 刚度、承载力和延性的匹配

当结构具有较高的抗力时,其总体延性的要求可有所降低;反之,较低的抗力需要较高的延性要求相配合。文献[5][6]提出了“综合抗震能力”的概念,即综合考虑整个结构的承载力和构造等因素来衡量结构具有的抵抗地震作用的能力。

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,具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。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。因此,在确定建筑结构体系时,需要在结构刚度、承载力及延性之间寻找一种较好的匹配关系。

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[7,8]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。

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。

基于性能抗震思想为我国地震工程的发展和抗震设计规范的修订与完善,提出了新的方向和更高的要求,必将成为我国抗震设计的发展趋势。

3 结语

地震是一种自然现象,为避免它给人类带来大的灾难,这就要求结构工程师不仅要运用好抗震计算分析,而且要重视结构的概念设计。在建筑结构的抗震设计中,注重对结构抗震设计的方法总结和发展。

参考文献

[1]周炳章.抗震设计与震害经验[J].工程抗震,2001(3):47-48.

[2]张瑞甫,苗吉.基于性能的结构抗震设计研究[J].山西建筑,2007,33(15):69-70.

[3]谭玉胜,伟超.谈框架结构抗震的概念设计[J].惠州大学学报,2001(12):56-57.

[4]JGJ 3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[5]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范[S].

[6]丰定国,王社良.抗震结构设计[M].武汉:武汉理工大学出版社,2006.

[7]罗奇峰,王玉梅.从近几年震害总结中提出的结构性能设计理论[J].工程抗震,2001(6):61-62.

建筑结构抗震设计思路论文 篇8

1.1 建筑结构的抗震设计标准

建筑结构抗震设计标准要根据国家对不同地区地震可能发生的情况以及对地震的危害程度所进行的初步预测来确定不同地区的基本设防烈度。设防烈度的确定是对抗震标准进行设计的主要参考依据, 只有抗震烈度测量预测的准确性, 才能够保障抗震设计标准的科学性与正确性。建筑施工单位根据抗震设计标准以及工程项目开发对住宅使用性能的要求, 来进行抗震设计, 提高建筑物抗震设计的烈度, 设计烈度与建筑物的抗震能力成正比, 与建筑工程造价成反比。

1.2 建筑工程抗震设计是否合理

所谓抗震设计主要是对建筑的结构形式进行合理的设计, 并对建筑结构抗震措施加以选择, 保障建筑结构具有稳定的抗震性, 在地震灾害威胁的情况下要确保建筑结构不倒。高层建筑物对抗震设计有着比普通建筑更高的设计要求, 通常选择现浇剪力墙结构、框架———剪力墙结构作为高层建筑物的首选结构类型。这种类型的建筑结构强度高、在外力的强烈作用下, 能够维持建筑结构的平稳性, 抗震效果非常明显。建筑工程抗震设计的合理性是确保建筑抗震性能的基本保障。

1.3 建筑工程施工质量

建筑工程施工质量直接影响建筑物的使用性能, 在地震振幅的强烈刺激下, 建筑物的稳固性很难得到保障, 为此必须对建筑物施工质量进行严格的控制, 规范建筑施工工序, 加强质量监督与检验工作, 提高建筑物的整体质量, 保障建筑物的高抗震性。

2 选择适合的抗震结构与高质量的建筑材料

2.1 建筑结构体系对建筑抗震性能的重要作用

现阶段在我国建筑结构体系中主要包含了框架结构体系、框架-剪力墙结构体系、剪力墙结构体系与筒体结构体系等主要结构体系表现形式。这些结构体系根据建筑物的实际需要被广泛的运用到高层建筑物中。而目前国外在地震多发区, 已经开展广泛的采用钢结构体系, 作为提高建筑结构防震的主要结构体系, 我国目前所采用的多为钢筋混凝土结构, 其抗震性能远远比不上钢结构的抗震性能。钢结构在强度、韧性以及延展性上具有明显的优势。

通过对地震区建筑房屋的倒塌情况进行调查我们可以发现, 钢结构建筑物的倒塌机率是最小的。我国工程建造开发者在进行高层建筑物设计时, 为了节省用钢数量, 往往采用框架-核心筒体系。在混合结构震层中所产生的剪应力的八成以上都由内部的混凝土来承担。钢筋混凝土结构在外力的作用下容易出现弯曲变形, 为了减少建筑结构的侧移, 往往需要采用小的钢结构对框架-核心筒结构加以辅助, 这不但没能达到节省建筑钢材用量的目的, 还增加了建筑结构的负担, 不利于建筑整体结构稳固性的发挥, 为此我国要积极推进钢结构在建筑领域的应用。

2.2 建筑材料对建筑物抗震效果的影响与应用

建筑材料的使用性能对建筑物的质量有着决定性的影响, 而高质量的建筑物又具有良好的抗震效果, 为此若想提高建筑物的抗震性, 首先要确保建筑材料的质量。在对建筑材料进行选择时, 通常要选择强度高、安全性好, 以及具有良好耐久性的建筑材料, 研究实践表明, 高性能的建筑材料在提高建筑结构的使用性能与使用寿命方面具有不可替代的作用。

混凝土是目前我国建筑工程领域所普遍运用的人工石材, 它产生于1824年, 它的出现极大的改变了世界建筑工程领域的发展状况, 为促进我国建筑工程领域的发展起到了极大的推动作用。但混凝土建筑材料却属于脆性材料, 从建筑结构抗震的角度进行分析, 混凝土材料不利于建筑结构的抗震性, 为此不应作为结构性材料应用到建筑结构当中。为解决这一问题, 建筑工程领域展开了广泛的研究与讨论。目前主要通过对建筑结构进行科学合理设计以及采用钢筋来化解混凝土的脆性。同时也可以通过对混凝土自身的性能加以改变来实现对混凝土脆性的改良, 达到提高混凝土材料抗震效果的目的。

通常状况下对混凝土自身的性能进行改良, 提高混凝土建筑结构的抗震性能主要从以下几个方面加以着手:首先, 要对混凝土搅拌过程中的用水量进行严格的控制, 水对混凝土的水化反应以及混凝土的和易性都产生至关重要的影响, 决定混凝土的性能, 为此在混凝土加工、搅拌、运输、使用的全过程要通过会混凝土用水量的控制, 来确保混凝土的强度及其耐久性。然而为了确保混凝土建筑结构的抗震性能, 我们不能一味的增加混凝土的强度, 因为混凝土强度与极限压成反比, 当混凝土的强度达到一定高度时, 在外力作用下一旦混凝土遭到破坏, 此时混凝土的脆性特征就会变得更加明显, 为此必须在考虑增强混凝土强度的同时要考虑增强混凝土的韧性, 只有这样才能够确保混凝土具有较好抗震性能。

提高混凝土的使用性能还可以采用聚合物改性, 这样可以显著提高混凝土的抗渗性、抗侵蚀能力, 改善浆体与集料界面的结合, 而且掺加达到一定量时, 脆性的混凝土开始呈现聚合物良好的延性特征, 在国际上已经开发成功的超高强水泥弹簧, 即是该应用的一个极端例证。

在保证混凝土足够的碱度防止钢筋锈蚀破坏以及碳化破坏的同时, 适宜掺加掺合料可降低混凝土结构中主要存在于孔隙和浆体与集料界面的氢氧化钙的含量, 改善界面结构, 提高混凝土的抗渗性。

集料质量也是影响混凝土质量、尤其是混凝土的耐久性的重要因素。例如, 用碱活性集料或含有害组分的集料制备的混凝土不仅可导致混凝土耐久性的降低和寿命的缩短, 而且可能在突发灾害中加速破坏而导致巨大损失。2003年土耳其地震后对倒塌建筑调查的结果表明, 由于不当使用含氯离子高的海砂作为集料制备混凝土是导致增强钢筋加速锈蚀而使混凝土建筑在震中倒塌的主要原因。

当然, 从通用水泥自身也可提出许多有益于提高混凝土耐久性的要求, 如适宜控制水泥比表面积和水化热、降低水泥中氯离子含量、碱含量等。此外, 还可以从根本上调整水泥品种, 例如选用低水化放热、高后期强度、尤其是抗折强度高、抗侵蚀性好的低热硅酸盐水泥, 即高贝利特水泥, 对于重点工程建设是一种更好的技术途径。高贝利特水泥低热高强的特性表明, 它是配制高强高性能混凝土的理想的胶凝材料, 所配制的高贝利特大体积混凝土抗裂性优越、且具有良好的体积稳定性和优越耐久性, 已在国家重点工程应用中得到证明。

结束语

良好的抗震设计与抗震结构对建筑物抵抗地震灾害的威胁起到良好的保护作用, 为确保我国建筑使用者的生命财产安全提供了可靠的保障, 我国必须努力通过合理的设计创造出高性能的抗震结构, 提高我国建筑物的抗震效果, 对人们的生命财产安全实施全面的保护, 避免汶川地震的惨剧再次上演。

参考文献

[1]王丽霖.我国高层建筑抗震结构设计初探[J].山西建筑, 2011, (03) .

[2]和佳一.浅谈高层建筑结构抗震设计[J].中国新技术新产品, 2011, (12) .

高层建筑结构的抗震设计探讨 篇9

关键词：高层建筑、结构、抗震设计

高层建筑是社会生产的发展和人类物质生活的产物，是现代社会工业化、商业化和城市化的必然结果。当前我国高层建筑数量不断的增加，一方面提高了有限的土地的使用效率，促进了我国建筑行业的发展，另一方面给建筑结构抗震设计工作带来极大的挑战。我国是一个地震多发国家，很多城市都位于地震带上，因此在高层建筑结构设计过程当中一定要做好相应的结构设计工作，从而减少地震带来的破坏和损失。

一、抗震设计目标

国家为了规范建筑的抗震设计，出台了一系列的标准，其中的抗震设防烈度就是一个十分重要的标准，对于规范我国的建筑抗震设计具有十分重要的意义。抗震设防烈度是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。我国《建筑抗震设计规范》提出三个水准的设防要求，即“小震可修，中震不坏，大震不倒”。它是通过二阶段设计方法来实现的。（1）按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合演算结构构件的承载能力，以及在小震作用下演算结构的弹性变性。（2）在大震作用下验算结构的弹塑性变形，以满足第三水准抗震设防目标的要求。第二水准抗震设防目标的要求，是以抗震构造措施来保证的。抗震设计目标是整个高层建筑抗震设计的大方向，所有的抗震设计工作都围绕着抗震设计目标而进行，因此对于建筑的抗震设计具有重大的意义。

二、高层建筑抗震设计中存在的问题。

研究高层建筑结构的抗震设计，必须要先明确目前高层建筑抗震设计中所存在的问题，影响抗震设计效果的因素。

1、地基选取不合理。

高层建筑应选择位于开阔平坦地带的坚硬土场地或密实均匀中硬土场地，远离河岸，不应垮在两类土壤上，避开不利地形、不采用震陷土作天然地基，避免在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段建造房屋。高层建筑的地基选取不恰当可能导致抗震能力差。

2、建筑物高度过高

根据我国现行的高层建筑混凝土结构技术规程规定，在标准的设防烈度和科学的结构形式下，高层建筑需要有合理的建设高度，只有在这种高度下，抗震设计才会稳定安全，但是，我国有不少建筑已经超过的高度限制，当遇到震力时，这些超高的建筑物的变形破坏性会发生很大的变化，因而会降低建筑物的抗震性能，同时，其它的不良的因素也会被诱发出来，导致结构设计和工程预算参数的改变。

3、材料选用不科学，结构体系不合理。

目前，我国建筑物主要是由钢筋混凝土组成的。因此，变形的控制与设计必须以钢筋混凝土结构的位移限值为准。但是，钢筋混凝土的弯曲变形侧移较大，如果利用钢框架来减少位移，不仅会增加钢筋的负荷，且无明显的辅助效果，为此，有时还必须加大混凝土的刚度或设置伸臂结构，这样才能勉强满足其位移控制标准。

三、、高层建筑抗震设计探讨

1、场地和地基的选择

建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响，是建筑抗震设计的基础。在进行建筑场地以及地基的选择时，应该充分的了解当地的地震活动情况，对当地的地质情况进行科学的勘察，在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价，评估当地的抗震设计等级。对于一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避，而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施。在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或者是其它具有较高密实度的基土，从而提高建筑地基的抗震能力，尽可能的避开不利于抗震的软性地基土。对于一些达不到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造，使其能够符合相应的标准

2、选择合理的结构类型

高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构，垂直荷载主要使结构产生轴向力与建筑物高度大体为线性关系；水平荷载使结构产生弯矩。从受力特性看，垂直荷载方向不变，随建筑物的增高仅引起量的增加；而水平荷载可来自任何方向，当为均布荷载时，弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特性看，竖向荷载引起的侧移很小，而水平荷载当为均布荷载时，侧移与高度成四次方变化。由此可以看出，在高层结构中，水平荷载的影响要远远大于垂直荷载的影响，水平荷载是结构设计的控制因素，结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外，同时要求结构要有足够的刚度，使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范同内。

3、建筑结构材料的选择

结构材料选用也很重要。可以对材料参数随机性的抗震模糊可靠度进行分析，改变过去对结构抗震可靠度的研究只考虑荷载的不确定性而忽略了其他多种不确定因素，综合考虑了材料参数的变异性，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。在钢筋的使用上应该尽可能的选择韧性较高的产品。垂直方向受力钢筋应该选择热轧钢筋，等级至少达到HRB400级和HRB335级，而箍筋宜选用HRB335、HRB400和HPB235级热轧钢筋。在进行建筑材料的选择过程当中应该充分考虑抗震的性能，但是在实际的建设过程当中还要兼顾建筑的成本和造价控制，尽可能通过科学合理的设计，在用尽可能少的材料达到最佳的抗震效果，在二者之间寻找一个最佳的位置。

4、消震和隔震措施设计

在我国，许多高层建筑进行抗震设计时，多采用延性结构，也就是适当控制建筑结构的刚度，允许地震时结构的构件进入到具有很大延性的塑性状态，从而消耗地震作用时的能量，使地震反应减小，减弱地震给高层建筑带来的破坏。如果某高层建筑的承载能力较小，但是具有较高的延性，那么在地震中它也不容易倒塌，因为延性构件可以吸收较多的能量，经受住很大的结构变形。延性结构的运用，在很多情况下是有效的，它可以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒”。

进入20世纪以来，人们对建筑物抗振动能力的提高做出了巨大的努力，取得了显著的成果，其中阻尼器的使用在高层建筑的抗震方面有很大的作用。通过对使用阻尼器进行减震和能量的吸收，可以巧妙地避免或减弱地震对高层建筑的破坏。

5、设置多道抗震防线

高层建筑结构防震可以设置多道抗震防线，增强对地震的抵抗力。高层建筑物设置多层的地震抵抗防线，第一道防线遭到破坏之后，有后备的第二道、第三道甚至更多的防线对地震的作用力进行阻挡，避免高层建筑物的倒塌。高层建筑结构进行抵抗地震设计时，可以采用具有多个肢节和壁式框架的“框架剪力墙”等防震结构。

框架剪力墙具有性能较好的多道防线抗震结构，其中的剪力墙是第一道抗震防线，也是主要的抗侧力构件。所以为保证它的承受能力较高，剪力墙要足够多。同时，为承受剪力墙开裂后重分配的地震作用，任一层框架部分按框架和墙协同工作分配的地震剪力，不应小于结构底部总地震剪力的20%和框架各层地震剪力最大值的1.5倍中两者的较小值。

随着经济的不断发展，我国的高层建筑将会不断增加。高层建筑结构的抗震是非常重要的一方面，在设计过程中，必须以抗震设防为目标，不断优化方案，对不同地区不同建筑采用不同的抗震方案，从而寻求最合理的抗震设计。

参考书目

[1] 刘华新，孙志屏，孙荣书. 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]. 辽宁工程技术大学学报， 2007（02）

[2] 李志. 高层建筑抗震设计分析[J]. 中外建筑， 2010（01）

浅析建筑结构抗震设计 篇10

房屋建设中, 抗震结构设计是结构设计的一个重要环节。设计的合理与否直接影响房屋的质量和人民的生命、财产安全。我国属地震多发国, 应在民用房屋结构设计中对抗震技术提出更高的要求。

2 建筑抗震结构设计的基本原则

2.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能

结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱 (墙) ”的原则;对可能造成结构的相对薄弱部位, 应采取措施提高抗震能力;承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

2.2 尽可能设置多道抗震防线

2.2.1 一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成, 并由延性较好的结构构件连接协同工作。

例如框架-剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成, 双肢或多肢剪力墙体系组成。

2.2.2 强烈地震之后往往伴随多次余震, 如只有一道防线, 则在第一次破坏后再遭余震, 将会因损伤积累导致倒塌。

抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度, 有意识地建立一系列分布的屈服区, 主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度, 以使结构能吸收和耗散大量的地震能量, 提高结构抗震性能, 避免大震时倒塌。

2.2.3 适当处理结构构件的强弱关系, 同一楼层内宜使主要耗

能构件屈服后, 其他抗侧力构件仍处于弹性阶段, 使“有效屈服”保持较长阶段, 保证结构的延性和抗倒塌能力。

2.2.4 在抗震设计中某一部分结构设计超强, 可能造成结构的

其他部位相对薄弱, 因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小, 改变抗侧力构件配筋的做法, 都需要慎重考虑。

3 结构抗震设计中概念设计

所谓“建筑抗震概念设计”是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想, 是进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。地震动是一种随机振动, 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、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等诸多因素, 也存在着不确定性。因此抗震问题不能完全依赖计算结果。而是应该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, 往往是构造良好结构性能的决定性因素。抗震概念设计主要有如下几点:

3.1 建筑选址。

避免抗震危险地段, 选择对抗震有利的场地、地基和基础在进行设计时, 应根据工程需要, 掌握地震活动情况和工程地质的有关资料, 作出综合评价, 宜选择坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土等有利地段;避开软弱土、液化土、河岸和边坡边缘, 平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层等不利地段;同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上, 也不宜部分采用天然地基, 部分用桩基, 当地基有软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时, 宜加强基础的整体性和刚度。

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。

3.3 结构选型和结构布置。结构选型根据建筑的重要性、设防

烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素, 经技术、经济条件比较综合确定。单从抗震角度考虑, 作为一种好的结构形式, 应具备下列性能:延性系数高;匀质性好;正交各向同性;构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性, 并能发挥材料的全部强度。结构布置遵循的原则是平面布置力求对称, 使构件分配的力均匀;竖向布置力求均匀, 尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀, 避免出现薄弱层, 并应尽可能降低房屋的重心。

4 建筑结构消能减震与隔震设计

传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能来抵御地震作用, 是被动消极的抗震对策。而消能减震隔震设计是指在结构体系中设置隔震层以隔离地震能量, 或在抗侧力结构中设置消能器吸收地震能量, 从而达到减轻震害的目的, 是积极主动的抗震对策。我国已经在《建筑抗震设计规范》中纳入了隔震与消耗减震的内容, 并制定了《建筑隔震橡胶支座标准》、《夹层橡胶垫隔震技术规程》。但由于它是一种新型的结构体系, 且隔震层以上结构部分的使用要求高于非隔震建筑, 因此, 在目前的设计中应用较少。其主要原理为:在房屋底部设置橡胶隔震支座和阻尼器等, 以延长构件的自振周期、增大阻尼, 或在结构中设置消能装置, 通过局部变形提供附加阻尼, 消耗地震能力, 而达到保护上部结构的目的。

5 抗震构造措施的设置

抗震构造措施在结构设计中具有非常重要的作用, 构造设置是否合理, 直接影响到结构防震的效果, 由于上部主体结构类型不同, 构造措施也不尽相同, 以下列出常见结构类型所需采取的一般构造措施。砖混结构房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁, 加强了内外墙的连接, 增强房屋的整体性。圈梁能够有效地约束预制板的散落, 使砖墙出平面倒塌的可能性降低;另外, 圈梁作为边缘构件, 可以提高楼、屋盖的水平刚度。在地震作用下限制了墙体斜裂缝的开度与延伸, 减轻了不均匀沉降对房屋的影响。并且构造柱设置合理, 可以起到增强房屋整体性、改善结构脆性和增加延性的作用。每间设置构造柱的墙体, 可以大大提高变形能力, 即使墙体开裂以后, 还可以利用其塑性变形和滑移、摩擦, 来消耗地震能量。但是, 设置圈梁和构造柱后, 多层砖混房屋的抗裂能力并没有多大的改善, 难于保证砖混结构房屋实现“小震”不坏的目标, 设计中应该加以注意。

6 结论

总而言之, 随着高层建筑的迅速发展, 建筑高度不断增加, 高层建筑的结构设计也成为结构工程师设计工作的主要重点和难点。其抗震设计变得尤为重要, 建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念, 从场址的选择到建筑物的结构设计, 抗震设计贯穿了整个过程。建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。因此如何准确、合理的运用不同的抗震设计方法, 是非常重要的, 对于不同的建筑、不同的情况应区别对待, 从而寻求最合理的抗震设计。

摘要：由于我国是一个地震多发的国家, 分布广、频率高、强度大、震源浅, 是世界上地震灾害最严重的国家之一。近几年来, 各国历次地震对人类造成了严重灾害, 通过总结大量的经验教训, 促使结构抗震设计不断发展。这就要求结构工程师不仅要运用好抗震计算分析, 而且要重视结构概念设计, 使建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来, 建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。文章主要是在探讨建筑结构抗震设计中结构抗震设计的方法总结和发展, 供大家参考。

关键词：建筑结构,抗震设计,地震

参考文献

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社, 2002, 11.[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社, 2002, 11.