建筑结构抗震设计篇1

关键词：建筑结构；结构设计；抗震设计

地震是一种破坏力巨大的自然灾害，往往因为其具有的随机性和复杂性，对建筑结构产生极大的破坏作用。当前依然不能够准确的预测地震位置和烈度，因此为了保证建筑结构安全性，需要提高建筑结构的整体抗震能力。通过合理的抗震结构设计是提高建筑抗震能力的有效技术措施。

1、建筑结构抗震设计的重要作用

在地壳运动过程中，若发生急剧变化会形成地震，其属于一种强烈的自然现象。从相关统计数据来看，全球每年发生地震次数超过百万次，其中大部分地震都发生在地层深处，其对表层人类活动造成的影响不大。但是，其一旦发生在浅层，尤其是遇到特大、特级地震时，会对地表人员活动产生十分严重的危害。例如，我国2008年发生的“汶川地震”产生了灾难性的毁坏。而在地震过程中对人员造成破坏的主要原因是建筑物的倒塌，因此在建筑结构设计过程中通过合理的技术措施提高建筑的抗震能力，能够显著降低人员生命财产的损失。

2、建筑结构抗震设计过程中需要关注的几个重要问题

2.1建筑结构体系的合理选择

建筑结构体系选择是建筑结构设计的首要内容，同时也是建筑结构设计最为主要的内容之一，其直接影响到建筑的整体安全性。在选择建筑结构体系的过程中，需要关注的问题主要包括这样几个方面：①建筑结构体系必须具有精确的力学简图，并形成合理的地震振动力传播途径。在建筑房屋内部结构的设计过程中要在建筑主梁上增加适当多的载荷，并设计尽量短的传播路径使得竖向荷载能够向主受力部位迅速传递、耗散。在布置竖向构件的过程中，竖向构件应该确保足够的均向压应力；②应该保证建筑结构体系的合理强度。合理的强度是建筑整体支撑性能的一个有效保证，这样才能够避免在建筑局部位置出现致命的薄弱位置。在建筑框架结构设计的过程中，需要保证建筑的节点状态不被破坏，并尽可能的分散柱端部和梁的塑性变形。

2.2抗震场地的合理选择

建筑物抗震审计工作的另一项重要内容是合理选择抗震场地，这是由场地抗震能力所决定的。在抗震设计过程中，要合理避开不利于提升建筑抗震能力的地段。因为地震能够对地表产生极大的破坏，因此要避开那些均匀度不足、软土地基甚至是液化地基进行建筑施工。若场地无法避免上述问题，则应该采取相应的抗震措施，使其整体抗震能力得到增强。对于可能存在滑坡、地裂的场地，应该采取对应的稳定措施；若需要在软土地基或者不均匀地层中进行工程建设，则应该对地基进行加固处理。

2.3确保建筑平面的规则性

在建筑结构设计过程中要将地震概念设计应用到建筑平面布置过程中，避免在设计过程中使用明显不规则的设计方案。设计过程中，可以使用楼板计算模型对不规范的楼板布局进行设计。对于立面不规则和平面不规则结构的结构模型，则可以使用空间结构计算模型进行设计。在实际的设计工作中，可以对结构规则性进行划分：①保证建筑主体的抗压能力，确保建筑抗侧力结构不发生变形，同时使得建筑的整体受力分布均匀；②建筑主体结构的平面抗侧力结构的合理布局，同侧建筑的强度应该在建筑主体抗侧力结构的布置过程中保持足够的均匀度；③对于围护结构，在建筑主体抗侧力结构的布置过程中要确保刚度的统一性，确保抗扭刚度得到保证。

3、建筑结构设计中抗震设计的相关技术

3.1基于能量的建筑结构抗震设计

基于能量的建筑结构抗震设计是从地震能量的角度分析地震产生的地面运动对建筑结构产生的作用来进行设计的一种方法。其具有设计目标明确的特点，而且能够将地震的强度、频谱和持续时间对建筑结构产生的破坏引入到建筑结构的设计中来。同时，从能量输入、能量耗散两个角度分析建筑结构在地震过程中的变形特征，为结构设计提供可靠的依据。

由于地震能量分析具有对应的复杂性，因此该方法当前还存在一些不成熟的地方，需要在实际的工程设计中根据实际的工程项目情况进行对应的修正。例如，建筑抗震设计过程中能量的概念以及破坏模型，其对于地震能量的耗散以及性能等提出了对应的要求。该种方法能够对建筑结构在地震作用下产生的滞回变形进行分析，同时对基于能量的抗震结构设计产生积极影响。因此，基于能量的建筑结构抗震设计是未来建筑抗震设计的发展方向之一。

3.2基于损伤的建筑结构抗震设计

近年来的抗震结构设计研究表明，由于地震的往复性、持续时间短等特点，导致建筑结构在地震作用下的损伤程度不但与结构的变形相关，而且还与建筑结构的低周疲劳效应导致的累积损伤相关。因此，在建筑结构设计过程中，结构变形和累积损伤效应等参数能够更好的对建筑结构的非弹性性能进行精确描述。其中，计算损伤指数是将建筑结构的累积滞回能耗作为基础，而建筑结构能量分析是计算累积滞回能耗的重点，所以在建筑结构设计过程中可以采取基于损伤的结构设计方法。在设计过程中，通过合理选择地震损伤模型中的损伤指数，计算结构损伤指数，并对损伤结果进行验算。

3.3基于性能的建筑结构抗震设计

基于性能的建筑结构抗震设计就是通过设计标准的合理选择，保证结构形式的合理性、规划方式的科学性，从而能够使得建筑物的结构以及非结构细部构造形式得到基本保证。通过对建造质量进行控制，并采取长期稳定的维护方式，使得建筑结构能够在对应水平的地震作用下，其对应的结构破坏处于对应的范围中。在具体的实现过程中，可以对混凝土结构使用基于性能的设计原理，使得在地震能量作用下能够通过牺牲部分非关键构件而保证建筑结构的整体性能。

4、国际先进抗震设计理念

日本是地震多发国家，其在建筑的结构抗震设计过程中积累了大量的先进技术。例如，日本东京通过建造弹性建筑，并通过了6.6级地震的考验，具有良好的抗震减灾效果。该种建筑是在对应的弹性隔离体上进行建造，所采用的隔离体主要包括分层橡胶、硬钢板组和阻尼器，建筑整体结构没有与地面直接相接触，达到抗震、减震的目的。其中，阻尼器使用螺旋钢板构成，能够有效的减缓地震产生的能量作用在建筑结构上的载荷。

在日本鹿岛，技术人员发明了一种防震营造方法，通过使用弹簧将地基的基础部分与建筑物相分离，使得建筑的主体建造于能够吸收地震能、减缓地震冲击的中介结构上。不论地基发生怎样的振动，传递至建筑物的振动能量都衰减至总能量的1/10。

参考文献：

[1]赵丽.谈建筑结构中的抗震设计[J].城市建设理论研究（电子版），2014（22）.

建筑结构抗震设计篇2

关键词：建筑；地震；抗震设计

中图分类号：TU984文献标识码：A文章编号：

地震是一种随机性振动，它有着难以把握的复杂性和不确定性。到目前为止，人类的科技水平还不能进行短期或临震预报，也就无法准确预算建筑物在遭遇地震时的各项变形参数，而且单靠计算也很难确保房屋具有足够的抗震性能。因此，在建筑的方案设计阶段，应尽可能在兼顾建筑造型，又满足使用功能要求的前提下，将建筑的抗震问题融入考虑，得到一个美观的、适用的、结构合理科学的方案，真正实现我们国家规定的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标。

1地震对建筑的破坏

当前，随着各地地震灾害的多发，给你们带来了精神及物质方面的损失，尤其是四川汶川、青海玉树的高震级地震，给人们造成了巨大伤害。因此，对于抗震设计的研究越来越受到建筑界专业人士的关注。要想针对震害做出正确的抗震设计，使建筑能有效地抵抗地震带来的破坏，就必须首先了解地震对建筑物的破坏机理。地震是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量瞬时急剧释放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去，从而在一定范围内引起地面振动的现象。建筑物位于地球表面，建筑物受地震破坏的方式主要受地震波的传播方式影响。

地震波的传播方式有三种：纵波、横波、面波。

1.1纵波是推进波，它使地面发生上下振动，建筑物便随之上下颠簸，力量非常大，使底层承重的柱子或墙突然增加很大的动荷载，加之上部建筑物的自重压力，若超出底层墙、柱的承载力，柱、墙就会垮掉，从而引发上层建筑的连续倒塌；

1.2横波是剪切波，它使地面发生前后、左右抖动；

1.3面波是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，这两种波使建筑物水平摇摆，相当于对建筑物沿水平方向施加了一个来回反复的作用力。若底部柱、墙的强度或变形能力不够，就会使整栋建筑物向同一方向歪斜或倾倒。这种破坏方式在震区较常见，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。

很多时候，三种波同时发生作用，引起建筑物的扭转，而建筑物的抗扭能力通常较差，很容易扭坏。震区有的建筑物角部坍塌，便多属于这种情况。

2抗震建筑方案设计

以下本人就从建筑的平面设计、立面和造型设计、竖向布置设计、防震缝的设置等角度探讨建筑方案设计阶段应注意的几个问题。

2.1建筑的平面设计

建筑的平面布置是整个建筑设计中十分重要的部分，它直接反映了建筑的使用功能和要求。其中，柱子的距离、横墙的布置、空间活动面积的大小特别是无柱大空间的布置、楼电梯的位置、阳台出挑尺寸的大小、错层或跃层的室内设计、飘窗和大落地窗的设计等都会影响到建筑物的抗震性能。例如，由于建筑使用功能不同，每个楼层的房间布置有可能有较大差异，导致部分填充墙和内隔墙的位置不对称、不协调，打断了荷载传递的连续性，使建筑物在地震时产生扭转地震作用，引起结构的局部破坏。

还有的建筑物，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。也有的建筑物，在平面布置上一侧的墙体很多，而另一侧的墙体稀少，或是在房间的功能分配上两侧的差异很大，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，对抗震不利。

由此可见，建筑的平面布置设计对建筑抗震影响很大，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。

2.2立面和造型设计

建筑的立面和造型设计往往是建筑方案设计时的难点，因为直接关系到建筑建成后呈现出来的外观效果。建筑造型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。历次震害表明，许多平面形状复杂(如平面上大量的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等)的部位在地震中都遭到了不同程度的破坏，是建筑物抗震性能较差的“软肋”部分。而那些平面形状简单规则、“中规中矩”的建筑在地震中却未出现较重的破坏，有的甚至保持完好无损。同样，沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时也会造成震害。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，使建筑的结构质量中心与刚度中心相一致，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。

2.3竖向布置设计

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。无论是在单层、多层还是高层建筑中，这个问题都是不容忽视的。存在这个问题的原因主要是由于建筑使用功能的不同要求形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的不均匀、不协调。例如底层或下面几层是商场、购物中心或酒店，建筑上要求柱距大，空间大，墙少柱多；而上面的楼层则是开间较小的写字楼或公寓楼，空间上以墙为主，柱很少。这样就使上下楼层的质量和刚度相差过大，形成突变，并且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。在实际工程设计中，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、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，容易给建筑物造成很多破坏，甚至导致整个楼层的垮塌。例如：在2008年的汶川大地震中，也有许多底层框架的砖混建筑由于底层框架的刚度远小于上部结构，在地震作用下底层框架变形集中损伤严重，成为整个结构的软弱楼层而造成严重震害。因此，尽可能使墙、柱上下连续贯通，使剪力墙布置均匀并使其直通到建筑物底部，以避免楼层因刚度不均匀而在地震时产生扭转效应。

2.4合理设置防震缝

建筑抗震性能的强弱很大程度上取决于这个建筑的整体刚度和整体稳定性。由此可见，建筑的形状和体型越规则则抗震性能越强，反之其抗震性能就越差。但是从建筑的美学角度出发，建筑设计人员在进行方案创作时不可避免地会在平面、立面和造型处理上做一些变化。这个时候就应当尽量在适当部位设置防震缝，将建筑物分割成若干个体型相对规则、结构刚度均匀的独立单元，以防止在地震力的作用下由结构刚度和体型差异而引起的结构破坏。

通常，防震缝的设置部位一般在建筑物立面高差大于6m时；建筑物有错层，且错层高差较大时；建筑物各部分结构刚度、质量截然不同时。当因建筑原因不宜留防震缝时，也应留混凝土后浇带。

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，2008.

建筑结构抗震设计篇3

关键词抗震；结构；设计方法

如何能够让建筑在地震中保持安全，不受严重的损害，是当前建筑施工设计必须要考量的一个大问题，特别是近年来地震频繁，人们的生命财产受到严重威胁，建筑安全则成了社会安全的一个重要影响因素，为保证建筑的抗震能力，设计人员必须要根据相关标准，设计出具有相当抗震能力的房屋。

1.抗震设防的目标

我们所说的抗震设防，指的是对建筑物进行抗震设计，同时有针对性的采取一定的抗震构造的措施，最终实现结构抗震的效果和目的。一般来说，抗震设防主要依据的是抗震设防烈度。而抗震设防烈度的依据，是以国家规定权限审批或颁发的文件执行的，其是一个地区作为抗震设防标准。通常情况下，是采用国家地震局颁发的地震烈度区划图中规定的基本烈度的。从当前内外抗震设防目标的发展总趋势来看，其基本要求建筑物在使用期间，可以应对对不同频率和强度的地震，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。这是我国抗震设计规范所采用的抗震设防目标。

建筑工程在施工中的设防的目标如下：1）如果所遭受的是低于本地区设防烈度多遇的常规地震，建筑物不受损坏，不需修理仍可继续使用；2）如果遭受到本地区规定的设防烈度的地震，建筑物，包括结构和非结构部分，可能损坏，但不会对人民生命和生产设备的安全造成威胁，经修理仍可使用；3）如果遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震，尽量保证建筑物不倒塌。

也就是说，在建筑结构的防震设计上，设计方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度这三个层次进行考虑。从概率上看，多遇地震烈度是发生机会较大的地震级别。按照现行规范设计的建筑，在设计上要达到这样的防震效果：当遭遇多遇烈度作用时，建筑物处于弹性阶段，通常不会损坏；当遭遇相应基本烈度的地震时，建筑物将进入弹塑性状态，但一般不会发生严重破坏；当遭遇罕遇烈度作用时，建筑物可能会有严重破坏，但不至于倒塌。

2.建筑结构抗震设计方法要点

我国所颁布的《抗震规范》提出了两阶段设计方法，以实现上述3个烈度水准的抗震设防要求。第一阶段的设计方案，必须要符合抗震设计原则，同时根据与基本烈度相对应的众值烈度（相当于小震）的地震动参数，通过采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，接着与其他荷载效应按一定的组合系数进行组合，同时对结构构件截面，进行具有针对性的承载力验算，如果建筑物较高，还必须要进行变形验算，以保证其侧向变形不要过大。这样，一方面满足了第一水准下必要的承载力可靠度，同时也满足第二水准的设防要求（损坏可修）。当然，最后还必须通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求。

对于非地震高发区的大多数建筑结构而言，只进行第一阶段的设计已经足够了，但根据建筑的特点和地区的特征，少部分结构诸如有特殊要求的建筑和地震时易倒塌的结构，还必须要进行第二阶段的设计，也就是按与基本烈度相对应的罕遇烈度（相当于大震）验算结构的弹塑性层间变形是否满足规范要求（不发生倒塌）。如果发现有变形过大的薄弱层，那应该积极修改设计，或者可以采取相应的构造措施，以满足第三水准的设防要求，也就是大震不倒。

3.结构选型与结构布置

3.1结构材料的选择

选择哪一种材料对建筑的结构抗震有着直接的影响，所以材料的选择应该与建筑的方案设计同步，在研究建筑形式的同时进着手进行研究。同时还应该要确定采用什么样的结构体系。这样做的目的，主要是为了能够根据工程的各方面条件，选择既符合抗震要求又经济实用的结构类型。结构选型是较为复杂的一项工作，在选择时必须要考虑建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，再加上经技术、经济条件比较后再确定。如果我们单从抗震角度考虑，好的结构型式，应具备以下特点：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。如果只从数据上看，按照上述标准来衡量，常见建筑结构类型，理论上的抗震性能优劣顺序是：1）钢结构；2）型钢混凝土结构；3）混凝土一钢混合结构；4）现浇钢筋混凝土结构；5）预应力混凝土结构等。当然，在这里必须要强调的是，我们说的抗震最好的钢结构，其优越性是相对性的，从优点看，其延性，连接较好，具有可靠的节点，同时拥有在低周往复荷载下有饱满稳定的滞回曲线，从实际的经验看，钢结构建筑的表现都不错。但是，我们说的相对性，是只设计理念即施工方法的到位如果不到位这些建筑同样会在地震中受损。

3.2抗震结构体系的确定

不同的结构体系，在抗震性能、使用效果和经济指标等方面的效果是不同的。因此，确定适合的抗震结构体系至关重要。《抗震规范》的基本要求：1）必须具备明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；2）形成多道抗震防线，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；3）必须具备必要的强度以及良好的变形能力和耗能能力；4）应该具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

总之，在选择确定建筑的结构体系时，建筑物刚度与场地条件的关系是必须要考虑的。如果建筑物自振周期与地基土的卓越周期接近一致，那就说明建筑可能会产生共振，进而加重建筑物损害。一般来说，建筑物的自振周期与结构本身刚度有关，所以在设计房屋之前，设计单位必须要掌握场地和地基土及其卓越周期，以便在建筑结构的设计中调整结构刚度，最终避开共振周期。

当然，在选择结构体系时，还应该要注意选择合理的基础形式。基础应该有足够的埋深，如果是多层房屋，就应该设置地下室。根据实践调查，设置地下室的房屋，可以减轻整个结构的震害。至于那些地基软弱的，就应该考虑选用桩基、筏板基础或箱形基础。而针对岩层高低起伏不均匀的情况，则可以考虑选择桩基，桩基可以穿入非液化土层，使建筑结构更加稳固。如果建筑物层数不多、地基条件又较好时，也可以采用单独基础或十字交叉带形基础等。

3.3结构布置的一般原则

3.3.1平面布置力求对称通常情况下，对称结构在地面平动作用下只会发生平移振动，各构件的侧移量相等，这样就使得水平地震作用按构件刚度分配，所以各构件受力比较均匀，不会导致力的分布失衡。如果是非对称结构，刚心会偏在一边，质心与刚心不重合，即便只是发生地面平动也可能出现扭转振动。最终会导致远离刚心的构件，侧移量大，承担过度的水平地震剪力。这就很容易发生严重破坏，甚至可能会导致整个结构因一侧构件失效而倒塌。

3.3.2竖向布置力求均匀结构竖向布置均匀，可以最大限度的使其竖向刚度、强度变化均匀，这样可以有效的避免出现薄弱层。从建筑结构的特点看，临街的建筑物，往往会因为商业的需要，底部几层有大空间的设置。非临街的建筑物，底部也可能门厅、餐厅或停车场，而出现大空间。在这种结构中，上部的钢筋混凝土抗震墙或竖向支撑或砌体墙体到此被中止，而下部须采取框架体系。也就是说，上部各层为全墙体系或框架一抗震墙体系，而底层或底部两三层则为框架体系，整个结构属“框托墙”体系。地震经验指出，这种体系很不利于抗震。因此，在实际的抗震结构设计中，应该要保持结构竖向布置的均匀。

也就是说，同一楼层的框架柱，必须要具有大致相同的刚度、强度和延性，以此避免地震时，因受力大小悬殊而被各个击破的危险。此外，还必须注意的是，在采用纯框架结构的高层建筑中，楼梯踏步斜梁和平台梁直接与框架柱相连时，应该避免该柱变成短柱的情况，这样才能有效的避免地震时发生剪切破坏。

4.结语

总之，在建筑结构的防震设计中，设计人员必须根据建筑的实际情况，结合地质环境，在经济与安全的综合考量下，设计出科学合理的防震方案，保证建筑物在相应的防震标准下进行施工，保证建筑的安全。

参考文献：

[1]寇秀梅.结构设计中的抗震设计问题[J].中国西部科技，2008（06）.

建筑结构抗震设计篇4

【关键词】建筑结构；结构设计；抗震设计

引言

经过多年来对建筑结构中抗震设计的研究，我国的抗震设计方法已经逐渐趋于成熟，但是还有许多需要完善的地方。我们要在严格按照建筑抗震规范要求的基础上上，科学地合理地进行建筑抗震设计，保证建筑物的稳定性和可靠性，促进我国建筑结构抗震设计向着高水平方向发展。

一、建筑抗震结构设计的基本原则

1、要尽最大的可能性安排许多的抗震的防线，使得多个延展性比较好的分体也可以形成完整的抗震的结构和体系，运用这样一个具有延展性的结构构件进行一定的合作，也可以使得这样的框架形成一个良好得结构。在经过了级数较大的地震之后，随后还会有余震。如果只设计了第一道防线，那么余震很可能会给建筑物再带来很大的风险，也有可能会造成建筑物的倒塌。如果设计得当，可以在很大程度上对建筑物抗震的程度进行提高。

2、采取相应的措施在可能出现的薄弱部位加强其抗震能力。对于薄弱部分判断基本的因素是构件承载能力，在发生地震的过程之中，构件并没有一定强度的安全的储备，因此在设计的过程里面，还需要进行楼层实际承载能力和设计上计算的承受弹力的比值也在一个均匀的变化趋势。而且不能过分的重视局部的强度和承载力对整体的协调程度。从整体式进行抗震性能的手段进行加强，效果比较明显的手段是对层次的设计，还可以对变形的能力进行转化。

二、建筑结构设计中抗震设计的措施

建筑结构抗震性能的强弱同建筑物业主及周边环境有非常直接的联系，不好的抗震能力会直接威胁到建筑物周边行人的人身安全，周边建筑和设施或多或少也会受到影响，切实提高建筑结构的抗震能力显得十分重要。通过自身多年的亲身实践与切实观察，对提高建筑结构抗震性能提出笔者自己的一些建议，主要包括谨慎选择抗震结构、合理布局减少地震能量以及设置多重抗震防线等，现具体阐述如下：

1、谨慎选择抗震结构

审慎选择抗震结构是有效提高建筑结构抗震性能的重要保障，通过选择强度较优、刚度较高的建筑主体结构设计方案，能最大限度的降低建筑结构的变形概率，保障建筑物的安全性能。另外，设计员要认真仔细的分析抗震结构，要进行抗震结构分析时要保证其全面性，部分非结构构件也要在分析中得到体现，尤其是注意对非结构构件的刚度和强度等方面的分析。对非结构构件的主题部分也要进行必要的考究，针对易出现安全隐患的短柱部位要进行相应的措施，加强短柱部位的抗震能力，防止安全问题的出现，在整体性原则的指导下统筹结构构件和非结构构件。

2、合理布局减少地震能量

在防震设计中采用以位移为基点的结构设计和定量分析能有效的减少地震灾害的能量输入，增强建筑物的抗震效果。通过对设计的定量分析，反复核算构件的总承载力，控制强震感下建筑下层的位移延性比，满足建筑物在受地震侵害时的结构变形要求。在建筑施工中地基要尽量选在坚硬的场地，要尽量避开地震的活跃周期范围，减少余震同建筑结构的共振，降低建筑物对地震能量的输入，降低地震带来的破坏。

3、设置多重抗震防线

进行抗震设计时设置多重抗震防线可以最大限度的降低地震侵害带来的危害。在进行设计工作时，可以将一些延展性能良好的构件纳入到抗震防线体系中，将其视为第一道抗震防线，将另一些建筑构件作为第二、第三道防线，在第一道抗震防线遭破坏后，利用其他防线抵抗地震的后续冲击力，保障人员生命安全。

4、对材料和结构系统进行的选择

在地震经常发生的地区，对于建筑材料以及建筑结构类型的选择至关重要，需要高度重视。通常，对于高度在150米以上的建筑，主要结构类型为框架筒、筒中筒以及组合筒，它们在高层建筑中应用比较广泛。在国外一些地震高发地区，主要的建筑材料为钢结构，在我国主要是以钢筋混凝土和混合类型为主的结构模式。对于这种结果内筒，在地震中，所受到的力量为80%左右。鉴于整个结构的关键和核心为钢筋混凝土，因此，结构变形的极限即为混凝土结构变形的标准，要以此为基础，绝对不能超过。在弯曲变形的条件下，侧向位移增大，依靠钢结构实现对位移幅度的减少，但是效果不显著。一般情况下，为了提升结构刚度和强度，可以加强混凝土的刚度来实现，也可以增设伸臂结构，以促进抗震效果的提升。

5、对于轴压比和短轴进行的相关设计

针对建筑机构抗震设计，为了实现抗震效果的提升，要减小柱的轴压比，同时，增加其截面的面积。对于轴压比的降低，其目的是将柱子设置于偏心受压的状况中，防止纵向受力钢筋脱离受拉屈服，出现混凝土破损的情形。对于柱本身，其具有较大的刚度和强度，但是，与之相适应的是结构的延性发生变化，出现延性较差的情况，一旦发生地震，整个结构在消耗地震能量方面就显现的十分差，结构发生变形、受到侵害的几率就大幅上升。因此，在进行高层建筑结构设计的时候，墙柱若梁是比较常见、有效的设计模式，主要是梁的延性较好，能够将适当的变形控制在合理的范围内，极大降低了柱子达到屈服强度的几率，在具体设计的时候，可以对轴压比进行合理范围内的增大。另外，通常情况下，在高层建筑的底层，柱子的长细比控制在4，但不是以此作为短柱的唯一判断标准。因为，短柱的关键影响因素为柱的剪跨比，当其数值被控制在2的范围，才能将其判断为短。

6、对抗震设计的级别进行不断提升

在近些年，地震发生的频率较高，给整个社会带来巨大损失。对于地震灾害的研究，将50年作为一个探索周期，而小型地震再次发生的时间间隔为50年，这种地震的危害已经超过了结构抗震设计安全烈度概率的60%以上，而中型地震周期为475年，概率达到10%，而大型地震周期为2000年，概率达到2%，为此，要将建筑结构的抗震等级进行适时调整，提升到新的等级，对抗震设计进行全面、科学、合理的设计，实现较为稳定的抗震效果。.

7、重视建筑结构平面布置的规则性和对称性

在建筑的平面布置之中就要坚持抗震的理念的设计，适宜采取比较规则的抗震的结构的方案。不能采取不规则的设计方案。所有的建筑的额抗震的设计还要符合设计的规定，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。要采取多种多样的措施保障抗震的稳定性和结构性。

结束语

总之，建筑物的抗震性设计应引起重视，使其设计与技术进一步提高，以确保人们的安全。在建筑开发项目设计与施工的各个具体环节之中，相关部门也要根据自身的职责做好相应的工作，确保建筑物的工程质量与抗震性能，监理单位更应该严格地做好监理的工作，而勘察单位就应该如实出具勘察报告，从而确保房屋建筑的安全性。

参考文献

[1]陈教洪.谈概念设计在建筑结构设计中的应用[J]建材与装饰，2013，（5）.

[2]黄鹤，王佳蕾.建筑结构基于性能的抗震设计理论及方法[J].中国高新技术企业，2012（3）.

[3]方小丹，魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报，2011，（12）.

建筑结构抗震设计篇5

关键词：建筑结构，抗震设计，方法。

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：

一、建筑结构抗震设计

一般来说，所谓的建筑结构的抗震设计就是指通过地震时对建筑结构的破坏，结合建筑结构工程长期实践所积累的经验，总结形成的一种基本的设计方法与设计思想，也是进行建筑与结构整体布置并且确定细部构造措施的一个过程。地震动理论上来说就是一种随机的振动，它具有人们难以把握的随机性、复杂性与不确定性，要想很精确地预测某建筑物可能遭遇的地震的特性与参数，就目前来说我们还很难有更好的方法。在建筑结构的抗震设计分析这个方面，由于我们不能够很充分地考虑建筑结构的空间作用、建筑结构的性质、建筑的材料以及外界引起变化等等很多种不同的因素，因此有着一种不确定性的存在。所以建筑结构的抗震设计不能够全部的取决于计算结果，更应该以建筑结构工程抗震设计的基础理论以及经过长时间建筑工程抗震经验所能够总结出来的建筑工程抗震设计方法为基本出发点，进而更好的提高建筑结构的抗震性能。

二、结构抗震概念设计的重要性

2.1概念设计是解决地震不确定性的好方法。我们对地震破坏机理还不十分清楚,对地震的破坏现象也只是停留在感性认识阶段,建筑物抗震计算的原理只是一种近似方法，却不能代表建筑本身在地震中的真实反应。概念设计的思想不妨是个解决这个问题的好方法。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。

2.2概念设计是工程师进行结构设计创新的原则和方法。概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为，概念设计做得好的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随年龄与实践的增长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。

2.3计算理论与实际受力的差别使得概念设计成为结构抗震的重要途径。概念设计的重要，主要是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，这一矛盾使设计结果与结构的实际受力状态差之甚远,为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。

2.4概念设计在初步设计中的重要性。概念设计之所以重要，还在于在方案设计阶段,初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案。为此，需要工程师不断地丰富自己的结构概念，深入、深刻了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。而人的设计，就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷，主要原因就是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思，即未进行概念设计所致。

三、常用建筑结构抗震设计方法

3.1根据建筑结构基本构造来进行抗震设计

一般情况下，采用钢筋混凝土框架结构时，是通过控制钢筋砼构件的截面尺寸，以及最小配筋率来实现抗震设计。建筑的砖混结构，一般比较常见的构造方法有限制房屋的整体高度和建筑的层数与层高；在建筑的横纵墙中设置钢筋混凝土构造柱，并且还要设置一些防震缝等等。在修订后的建筑结构抗震设计规范中增加了一些强制性的条例，例如：突出建筑屋顶的楼、电梯，要求构造柱延伸到建筑的顶部，并且与顶部的圈粱连接在一起，以此来拉结突出部分与主体结构成为整体，提高整体的承载力，并且对结构自身的刚度有着比较大的提高，这个应该在抗震设计中加以充分的思考。

3.2根据建筑结构性能目标来进行抗震设计

建筑物在发生地震的时候有高度的安全性，是抗震设计的最终目的，所以建筑结构的抗震设计要求以将要建设建筑物的地区可能会发生的大地震的烈度为基本的设计标准，而且还要以建筑自身以及建筑物的内部没有造成破坏为最终目标来确定建筑结构的抗震性能指标。建筑结构的某些非抗震的下部结构以及建筑结构的基础部位也需要有一定程度上的抗震能力，在发生大地震的时候建筑结构要基本保持在所能承受的弹性范围之内。另外，建筑结构的抗风性能也应得到重视。因由于风压所产生的建筑水平振动很有可能导致建筑的安全使用性能降低，以及使得抗震构造构件的耐久性能受到破坏。因此，建筑结构要有一定的比较好的性能指标，以便达到高的抗震设计要求。

3.3根据建筑场地和建筑规划来进行抗震设计

建筑结构要有较好的抗震性，需要选择比较稳定性的建筑场地。另外，具有抗震性的建筑需要有抗震层的设置，而且建筑结构的外部空间应该进行包括邻栋间距、建筑外观等等的一些舒适感以及安全性能的角度的考虑。而且在进行建筑结构的场地规划的时候，也应该从适应建筑上部结构的位移等特点与性能方面的角度来考虑。建筑物在经过长时间的使用后，建筑结构的整体可能发生移动的范围之内不应该存在障碍物。在建筑结构可能发生移动的范围之内一般来说会设置一些建筑的出入口，并且还要注意不能因此而使得人受到一些伤害，最好为了避免人或者车辆比较容易通过出入口，应该设置一些门墙或者指示标记等等。

四、加强建筑工程抗震措施

4.1选址要科学合理

《中华人民共和国防震减灾法》规定，对于重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程，必须进行地震安全性评价；并根据地震安全性评价的结果，确定抗震设防要求，进行抗震设防。建筑物建造在软弱地基或可液化场地或临近地震断层，地震对场地的液化作用导致地基失效，建筑物倾斜而易于倒塌。务必重视社会经济系统的安全，规划时应注意避免导致地震次生灾害或使次生灾害限于局部。新设计建筑物时，要选择对抗震有利的地段，避开对建筑不利的地段，不应在危险地段建造各类工业与民用建筑。

4.2采用合理的结构形式

目前我国建筑常用结构形式有砖混结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土组合结构、钢结构。可根据不同的地区，不同设防烈度选择不同的结构形式。钢筋混凝土本身具有柔性，因而这种结构的建筑物变形能力好，承载能力高，一般来说抗震能力也强。在确定结构方案时，应根据建筑的功能要求和抗震要求进行合理选择。从抗震角度来说，结构的侧移度是选择结构体系时要考虑的重要因素，特别是对于高层建筑的设计，这一点起控制作用，随着多层和高层房屋高度的增加，结构在地震作用以及其他荷载作用下产生的水平位移迅速增大，要求结构的抗侧移刚度必须随之增大。而不同类型的钢筋混凝土结构体系，由于构件及其组成方式的不同和受力特点的不同，在抗侧移刚度方面有很大差别，他们具有各自不同的合理使用高度。

4.3切实提高设计质量

地震尤其是震级和烈度较高地震，危害性非常大，建筑物的抗震性能就显得尤为重要。目前我国抗震设计的目标是"小震不坏，大震不倒"。目前我国建筑结构设计水平还很低，大量的建筑所采用的建筑方案不是很合理，导致结构方案无法合理布置，增加材料用量。其实，从建筑设计的角度出发，在正确的抗震理论指导下，依据合理的设计原则，同样可提高甚至保证建筑结构的安全可靠性。其原则包括：结构构件应具备足够大的承载能力；结构应具有足够大的刚度以减小地震作用下的扭转和位移；结构应具有足够大的延性和耗能能力，这一点对结构在强震作用下的安全性尤为重要。

五、结束语

综合运用抗震原则，以提高承载力、刚度和延性为主导目标，多道防线刚柔结合，同时保证结构体型简单，结构受力和传力途径直接，整体结构与结构构件共同作用，如此一来就可以从设计上确保建筑结构在地震作用下的安全性。

参考文献：

[1]张文银,高莉.建筑结构抗震设计[J].山西建筑.2008第32期.

建筑结构抗震设计篇6

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