防震设计论文篇1

基于功能利用的建筑结构抗震模型设计是结构抗震设计在理论上的一个重大突破，也是地震工程发展历程中的重要篇章。该理论主要包括以下三个关键内容，即地震设防水准、建筑结构的抗震性能水准、建筑结构的抗震性能目标。

1.地震设防水准

地震设防水准指的是将来可能作用在建筑结构上的地震强度的大小。因为地震设防水准对建筑结构的抗震性能有着直接的影响，所以在基于功能利用的建筑结构抗震模式设计理论中，地震设防水准的选定十分重要。因此，在建筑结构抗震模式设计过程中必须将地震设防水准精细化，以确保不同等级的抗震设防水准能够在不同的地震强度作用下有效地控制建筑结构的损坏状态。

2.建筑结构的抗震性能水准

建筑结构的抗震性能水准指的是在不同的设防地震等级作用下的建筑物可能的最大损坏程度，其包括建筑结构的完整性、适应性以及安全性等。根据研究实际的地震灾害可知，按照传统设计理念设计出来的建筑物虽然能够避免因为坍塌所造成的人员伤亡，却无法有效减少因为建筑物结构破坏所造成的基本设备、构件功能缺失带来的巨大经济损失。基于功能利用的建筑结构抗震模式的设计要求，要考虑非结构构件、结构构件、建筑内部设备与装修等多项影响因子。还要据此设定详细、准确地建筑结构的抗震性能水准，以便扩大选择范围。

3.建筑结构的抗震性能目标

建筑结构的抗震性能目标指的是根据某一设防的地震等级所预期达到的建筑结构抗震能力。确立建筑结构的抗震性能目标必须综合考虑各项影响因素，比如工地特征、工程投入和效益、建筑的潜在价值等。其中，按建筑物的重要程度将结构抗震性能目标划分为基本设防目标、重要设防目标、特别设防目标。

二、基于功能的建筑结构抗震设计方法简介

国内外工程界学者对基于功能利用的建筑结构抗震模式设计方法的研究给予了高度的重视，在抗震设计的目标与理念上大致形成了统一的观点。一般情况下，基于功能利用的建筑结构抗震设计方法跟归纳为承载力设计法、位移设计法、能量设计法三种。

1.承载力设计法

当前，在世界各地的建筑结构抗震设计规范中往往采用承载力设计法。因此本文不做具体介绍，主要介绍一下两种设计方法。

2.位移设计法

位移设计法即先采用代替结构法把结构表示位移等效单自由度振子，用最大位移时的割线刚度和适合于非弹性反应时吸收的滞变能量的等效粘滞阻尼来表征结构，然后用预先确定的设计位移反应谱和由预期的延性求得估计的阻尼，由设计位移可求出最大位移时等效周期。因此，根据单自由度振子周期方程便可以求出最大位移时的有效刚度。

3.能量设计法

建筑物结构在强地震作用下，由于发生非弹性形变而造成能量损失。能力设计法指的是通过控制设施构件或者内部结构的能量消耗能力来实现建筑物结构抗震能力的有效控制。然而由于受结构复杂性的影响，导致其滞回耗能的计算过程错综复杂，存在较大的误差。

三、结语

防震设计论文篇2

关键词：建筑工程；抗震；设计

中图分类号：TU352文献标识码：A文章编号：1009-8631（2012）02-0043-01

地震是人类在繁衍生息、社会发展过程中遇到的一种可怕的自然灾害。强烈的地震常常以猝不及防的突发性和巨大的破坏力给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害。2008年我国的汶川大地震和2010年的玉树大地震带给我们深深的伤痛，也带给我们血的教训和警示。而2010年的智力大地震，由于民居建筑物的抗震性能等级比较高，因此在很大程度上减少了人员伤亡。无数次的震害告诉我们，抗震设防是防御和减轻地震灾害的最有效、最根本措施。

一、我国住宅建筑工程抗震设防存在的问题

随着城市化的不断推进，高层建筑已经遍及城市的各个角落，而且城镇也出现了高楼林立的局面。然而，建筑工程抗震性能如何呢，并没有得到广大施工企业足够的重视，出现了好多像“楼歪歪”那样的破烂工程。因此工程设计和施工管理就成为一个焦点问题，目前主要存在的问题有以下两方面。

1.建筑工程设计方面存在的共性问题

（1）设计不合理。建筑物的破坏随建筑平面、布置、结构形式的不同和抗震措施的多少而有差别。房屋平面不规则、立面形状复杂，质量分布不均匀、刚度变化较大，地震时引起扭转或变形不协调，加重房屋局部震害；砌体房屋的高度、高度与宽度之比超过规范要求，地震时产生平面弯曲破坏；结构不合理、构件之间、节点构造不牢固，抗拉压、剪切强度不足、房屋整体性差，使构件丧失承载力而倒塌。

（2）设计图纸质量较差。受经济利益的支配和不正之风的影响，设计粗糙、深度不够，设计交底和图纸会审走过场的现象普遍存在，无计算书、对计算结果不分析不审查的现象时有发生。部分人员重计算、轻构造，忽视对抗震设防节点做法的设计，对抗震设防既没有提供足够的详图，也未按照设计规范提出对施工质量的具体要求，而仅笼统地概括为按抗震规范的要求施工，可操作性差。在接受工程变更时，不对抗震设防做通盘考虑，常常前后矛盾，不便施工。

2.施工、监理方面的问题

（1）施工队伍整体素质下降。施工队伍管理水平、技术素质的下降给建筑物的抗震设防留下隐患。

目前建筑工人当中，有一大部分是民工，没有经过专业技能培训，操作技术不熟练；施工企业的领导者中，还有不少人存在重效益轻质量的观念，自身质量意识差；监理部门需要旁站监理的工序不能做到现场旁站检查、监督；施工人员违反操作规程和施工偷工减料现象仍然存在，劣质材料以次充好进入工地使用，这是目前造成工程质量不高的主要原因。

（2）施工质量不符合要求。突出表现在砖砌方法不正确、构造柱与墙体之间缺乏可靠地连接、框架结构中的填充墙与梁柱之间连接不牢、框架节点施工质量差等方面。

二、对建筑工程进行抗震设防的探讨

1.依法进行抗震设防

近年来国家为了规范和提高抗震管理工作，对建设工程依法进行抗震设防相继出台了一系列法律法规，通过法律的渠道约束广大开发商和工程建筑商行为，提高他们对建筑工程抗震性能的重视。主要法律法规如下：（1）GB50011-2001

2.建筑工程抗震设防的对策

人类在防御和减轻地震灾害的过程中，所采取的措施主要有两种：工程性措施和非工程性措施。非工程性措施主要是指震后救援；工程性措施主要是对建设工程进行抗震设计，使工程在承受所考虑的地震作用下具有一定的安全性。我国由于抗震设防工作起步较晚，依法进行抗震设防，建议重点开展以下几个方面的工作。

（1）重视地震安全性评价

建筑工程首先要确定设防标准。设防标准定低了，工程设施安全度降低，地震时起不到抗震的效果。相反，设防标准定稿了，会增加不必要的浪费，甚至工程项目因资金不足而缓建或者停建。确定科学的、合理的抗震设防标准，只有通过进行地震安全性评价工作来实现。地震安全性评价是抗震设计的一部分，主要包括地震危险性分析和土层地震反映，直接提供不同年限、不同概率水准的基岩与地振动工程参数。因此，我们应充分重视并且切实做好地震安全性评价工作。

（2）抗震设防措施要贯穿于工程建设的全过程

首先，在选址时选择地震危险性较小的地段作为建设场地，因为场地条件对震害有明显的影响，新建工程一般不应在发震断裂邻近地段进行建设，不应在覆盖土层厚的冲击、淤积软土层及严重不均匀土层上进行建设，不应在条状突出的山嘴、高耸的山包、非岩质陡坡上进行建设。其次，在抗震设计上，一定要严格按“二阶段”的设计步骤和“三个水准”的设防目标进行设计，不得马虎。此外，在施工的各个环节上要全面贯彻抗震规范要求，充分体现抗震设计意图，使建筑物防御地震的能力得到保障，从而减轻地震灾害给人民生命财产安全带来的损失。

3.可靠度理论在基于性能抗震设计中的应用

目前我国抗震设计规范在进行构件强度设计时就采用了可靠度思想，尽管在设计过程没有直接采用可靠度理论，但是各设计表达式的分项系数是采用可靠度分析和优化思想确定的，这样就可以保证结构构件的可靠度水平保持在一定水平之间。美国联邦紧急救援署额研究报告中曾明确提出“基于性能的结构抗震设计框架应该是基于可靠度理论的”，我国学者也提出相同的看法。目前抗震设计在可靠度分析中考虑的不确定因素主要有结构反应的不确定性，另外一些不确定因素也应考虑进去，不过一些不确定因素对结构性能的影响需要做长期大量的统计调查和实验研究，所以要很完整地考虑这些不确定因素还需要做长期的工作。

三、小结

尽管随着科学技术的不断进步，人类对地震的发生规律逐步的有了更深的了解。但是仅仅目前的技术水平对未来发生地震的地点、时间和大小还无法进行准确的预报，人们对地震作用的特征和地震破坏机理的认识还很不够。在不断改进施工材料和提高施工质量的同时，施工企业必须加强建筑物的抗震设防问题。在充分研究地段的实际情况的基础上，提高地震设防的科学性和全面性。工程设计和施工人员要不断的学习国际上先进的做法，结合我国的实际，因地制宜地做好住宅建筑的抗震设防工作，使得我们的住宅建筑抗震性能不断的进步和提高，人民的生命财产安全才能有更好的保障。

参考文献：

防震设计论文篇3

关键词：桥梁工程Midas有限元抗震性能结构分析

中图分类号：TU997文献标识码：A

实际工程中，桥梁震害以下部结构最为严重。根据以往桥梁震害类型分析，地震引起的破坏形式主要是下部结构尤其是桥墩的破坏。桥梁下部结构地震破坏形式有以下几种：

（1）弯曲破坏：受地震力作用，受拉钢筋屈服，混凝土保护层脱落，导致塑性铰范围扩大，钢筋压屈以致内部混凝土压碎、迸裂。

（2）剪切破坏:受地震力作用，桥墩产生水平弯曲裂缝，继而产生斜向剪切裂缝，箍筋屈服，剪切裂缝增长，产生脆性剪切破坏。

（3）落梁：由于桥梁下部结构地震动位移过大，引起的桥梁上部结构坠落。资料表明，顺桥向落梁情形远多于横桥向，它约占全部落梁总数的80%-90%。顺桥向落梁时，梁端撞击桥墩侧壁，这种冲击作用对下部结构会造成很大影响，因为落梁的能量比梁在墩顶发生振动时的能量具有压倒性优势。

（4）支座破坏：传递的上部结构惯性力超过支座的设计强度，桥梁支座是桥梁抗震的薄弱部位，震害极为普遍，破坏的主要形式为支座锚固螺栓拔出剪断，活动支座脱落及支座本身构造上的破坏

本文针对以上这些震害，以反应谱理论为基础，结合抗震细则，利用Midas大型有限元程序，对常规桥梁桥墩进行弹性和弹塑性分析计算。

1抗震细则的修订

公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)是单一水准强度抗震设计，仅仅使用烈度来描述地震作用强度，很多方面的规定过于笼统、模糊。例如，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要求，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要求是不确定的，这也是原规范存在的一个较大缺陷。

修订后的《公路桥梁抗震设计细则》修订了相应的设防标准和设防目标，采用了两水平设防、两阶段设计的抗震设计思想，由单一的强度抗震设计修改为强度和变形双重指标控制的抗震设计。并且，在构造方面，增加了桥梁延性抗震设计和能力保护原则的有关规定，增加了延性构造细节设计的有关规定。

2工程实例

某城市高架桥设计为双向六车道Ⅰ级主干路，主线桥面总宽32.5m，双向8车道。桥梁设计荷载公路I级，地震基本烈度为VIII度，设计地震动加速度为0.2g，场地类别为II类，特征周期为0.4s。利用Midas建立结构的三维空间动力有限元分析模型,并考虑相邻联的影响和桩基础等因素的影响，正确反映结构的特点以及支座连接特点等耦合影响。

根据抗震细则，桥梁抗震性能研究必须要有明确的抗震性能目标，以便对结构进行合理的抗震检算。本桥采用两水平设防、两阶段设计的抗震思想。抗震设防水准为两级地震水准：第一水准相当于设计地震，对应于重现期约100年；第二水准相当于罕遇地震，对应重现期地震约2000年（100年5%）。依据《公路桥梁抗震设计细则》规定并综合考虑工程造价、结构遭遇的地震作用水平、紧急情况下维持应急交通能力的必要性和避免倒塌以及结构的耐久性和修复费用等因素，与这两级设防地震相应的抗震性能目标建议如表1所列。

设防水准性能目标

E1地震作用在该水准地震作用下，结构在基本弹性范围内工作，基本不损伤或轻微损伤；

E2地震作用在该水准地震作用下，墩柱可发生损伤，产生弹塑性变形，但墩柱的塑性铰区域应具有足够的塑性变形能力。盖梁、主梁基本不发生损伤，桩基础满足极限状态要求。

表1

3抗震分析

场地水平向设计反应谱的函数表达式，根据《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）给出，表达式如下：

参照抗震设防标准、抗震性能目标以及场地资料，根据《公路桥梁抗震设计细则》，确定如下图1所示的对应两水准的水平向设计加速度反应谱。

图1工程场址地表水平向设计加速度反应谱

根据设计图纸建立结构动力分析模型，对应的边界约束条件和计算的结构动力特性，采用反应谱法，取5％阻尼比反应谱，分别对50年超越概率10％（简称E1）和100年超越概率5%（简称E2）两种概率水准地震作用下的结构响应进行计算分析，地震输入方向为横桥向与纵桥向，采用Midas提供的Ritz法取前500阶进行反应谱分析计算，其中振型组合采用CQC法。选取36#桥墩为研究对象，得到如下结果（仅考虑横桥向地震力作用下墩底地震响应）：

（1）各墩墩底地震响应

各桥墩墩底对应不同超越概率水准地震作用的地震响应见表2至3所示。

表2墩底截面的内力最大值（E1横桥向输入）

截面位置（墩底）动轴力P（kN）剪力（kN）扭矩T（kN.m）弯矩(kN.m)

纵向横向横向纵向

P36#墩左侧3067.67369.7861738.558644.52313247.758484.048

右侧3042.84169.7602326.226182.01914744.726491.435

表3墩底截面的内力最大值（E2横桥向输入）

截面位置（墩底）动轴力P（kN）剪力（kN）扭矩T（kN.m）弯矩(kN.m)

纵向横向横向纵向

P36#墩左侧9273.98209.825258.691935.5240068.131452.96

右侧9197.03209.757036.24547.4944596.091477.00

由此对比设计配筋，E1作用下配筋满足要求，E2作用下配筋不满足要求，需进行E2作用下的弹塑性位移计算。

（2）E2作用下的弹塑性位移计算

应用纤维单元进行墩柱M-φ曲线计算，计算结果见图2。

从截面应力状态发展过程录像可以看出第136步为规范中的受拉钢筋首次屈服特征点(φy’,My’),My’=12230KNm,φy’=0.001723rad/m。

可以求出混凝土开裂后用于全桥模型的塑性变形计算的墩柱等效刚度:

EIeff=My’/φy’=12230/0.001723=7098084.7kNm2。

查抗震细则附录B可依次求得φy,φu以及体积配箍率ρs等,最后求出塑性铰长度Lp,从而得到变形控制值u。

由于水平地震力全部由中墩承担,对于该桥可以按材料力学公式直接求得:

б=S/gxGxH3/(3EIeff)=24.22cm

4分析结论

通过在E1和E2两个水准地震反应谱分析和校核结果的结论如下：

桥墩墩身在E1水准地震作用下基本满足预期的抗震性能要求；但是在E2水准地震作用下，桥墩墩顶位移满足规范要求，但桥墩墩底弯矩需求大于墩身能力。因此在E2水准下应当进行减隔震设计。且为防止该桥结构在遭遇强震作用时，发生落梁等震害，应设置防落梁装置。

本设计采用拉索减隔震支座进行减隔震设计，支座自由程选取为0.07m，支座的布置方式采用在每联的过渡墩上设置拉索减隔震支座。在E2地震作用下,固定支座（设在每联的正中间墩上）的剪力销按照设计要求发生剪断,成为滑动支座。

5结语

相对于原89《规范》,新《公路桥梁抗震设计细则》在适用范围、设防目标和设防标准、设计和分析方法等方面均作了大量修订和改进,特别是在设计理念和方法上有重大改进,采用了2水平设防、2阶段设计的抗震设计思想,引入了先进的延性抗震设计方法和能力保护设计原则,实现了和国际先进水平的接轨。本文分别从桥梁抗震设防标准、桥梁延性抗震设计和减隔震设计等几个主要方面进行了简单地论述,希望对抗震设计能有所借鉴。

参考文献:

[1]JTJ004-89,公路工程抗震设计规范[S].

防震设计论文篇4

关键词：建筑结构设计；抗震措施

随着我国经济的快速进展，建筑物越来越多，也越来越高，在这种情况下必须做好抗震设计。抗震结构设计规范是设计人员在进行建筑结构设计过程中遵循的原则，使结构满足强度、刚度、延性及耗能能力等方面的要求，以而实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的目的，但是在实际设计中，却达不到看作效果。因此，我们在对建筑物进行结构设计的时候，必须把建筑物的抗震问题放到非常重要的位置，并采取适当的措施，尽量避免地震对建筑物的损坏。1建筑抗震结构设计的基本要素

1.1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有效手段。

1.2一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。

1.3构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。

1.4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。

1.5要使楼层（部位）的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层（部位）的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。

1.6要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。

2建筑抗震的理论分析

2.1建筑结构抗震规范。建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，是指导建筑抗震设计（包括结构动力计算，结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容）的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导，向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识，现代规范中的条文有的被列为强制性条文，有的条文中用了“严禁，不得，不许，不宜”等体现不同程度限制性和“必须，应该，宜于，可以”等体现不同程度灵活性的用词。

2.2抗震设计的理论

2.2.1拟静力理论。拟静力理论是20世纪10～40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数（地震系数）。

2.2.2反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40～60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。

2.2.3动力理论。动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。

3建筑结构设计的有利抗震措施

3.1建筑物结构悬挂隔震，将建筑物的全部或者一部分悬挂起来以隔离地震，就是我们常说的悬挂结构，名字很恰当地表达了它的特点，同时，我们也能很直接的感受到它的缺点和局限，即耗费的成本太大，和并不适合于普遍的推广，虽然是一种非常行之有效的方法，但是执行起来却是值得商榷的。一般情况下，大型的钢结构会采用此种措施。大型钢结构一般分为主框架和子框架，在悬挂体系中，子框架通过索链或者吊杆悬挂于主框架上，地震来临时主体框架虽然受到冲击，但是其子框架以及其他零部件是用近似于双节棍的链接方式与主体相连的，那么主体受到的冲击力在传送给子框架时就会减小很多，有益于保护子体框架。

3.2建筑物基础设置隔震装置减震，这这种减震措施与上文的不同之处在于是在建筑物中间加上辅助材料或者部分已达到减震目的，而前者则是在整体框架结构上的创新上入手，减震装置属于独立于建筑物自身的材料，使用得当最多可使震力减少三分之一左右，不过这种方法局限于非高层建筑，高层如果采取这种方法，反而会增加建筑物的质量，而使地震来临时，这些附属物的重量给生命和财产造成更大的伤害。

3.3建筑物地基，用具有防震功能的材料，彻底从根源上稳固地基，将防震落实到最底部，从而到达减震的最终目的。传统的做法是在建筑物的基础部位用粘土和砂子结合固定，也可以直接设置粘土或砂子垫层。在我国建筑史上，曾经有人突发奇想以糯米为原材料，采其优良的粘着性，在建筑物底部形成防震的糯米垫层，减少震对建筑物的损害，不可谓不奇，当然现当今的材料学，尤其是建筑材料学已经发展的足够进步，我们可以不仿照古人的做法了，但是这种创新和探索的精神还是值得我们学习的。

3.4层间隔震，层间隔离主要用于旧房改建的改建中对于防震的需求，在施工方面很简洁，专业性不强，居民可自行操作。当然于此对应的是低收益，也就是层间隔离的效果没有上述几种方法明显，这也是必然的，因为旧房改建，旧房的地基，基础结构是不能改变的，也是无法改变的，所以只能作为辅助结构使用，其作用原理与前面提到的在建筑物中增加辅助减震的原理基本相同，可以借鉴，也可以根据不同的具体情况选择使用。

4结语

总之，建筑物的抗震问题是目前建筑结构设计界讨论比较多的话题之一，也是涉及到人类生命财产安全的重要问题，因此，我们在对建筑物进行结构设计的时候，必须把建筑物的抗震问题放到非常重要的位置，并采取适当的措施，尽量避免地震对建筑物的损坏。

参考文献

[1]王艳.工民建结构抗震现状分析及研究[J].民营科技，2012（02）.

防震设计论文篇5

关键词：民用建筑；结构抗震；理念

中图分类号：TU24文献标识码：A

引言

随着当前我国社会主义现代化建设以及城市化进程的逐渐向前推进，建设用地变得紧张，不断地促进了建筑功能变得多样化，民用建筑获得了加大的发展。

1、建筑抗震的理论探讨

1.1、建筑结构抗震规范

建筑结构抗震规范主要是各个国家的建筑抗震经验具备权威性的总结，同时也是指导建筑抗震设计的法定性文件。可以在一定程度之上反映出每一个国家经济以及建设的时代水平，也可以反映出每个国家的具体抗震实践经验。其收到了抗震相关科学理论的引导，逐渐转向了技术经济合理性的方向，然而其具备着坚定的工程实践基础，将建筑工程的安全性置于首位，不能出现顶点冒险以及不实。正是因为此种认识，现代规范之中的条文一些被列为强制性条文，一些条文之中使用了“严禁，不得，不许，不宜”等等表现出不同程度限制性以及“必须，应该，宜于，可以”则体现出了不同程度灵活性的用词。

1.2、抗震设计理论发展历程

1.2.1、拟静力理论

拟静力理论主要是在上个世纪的40年展起来的一种理论，其在估计地震对于结构的作用之时，仅仅假定结构是钢性，地震力水平只是作用在结构或构件的质量中心之上。

1.2.2、反应谱理论。

反应谱理论主要是在上个世纪的40~60年展起来的，其可以不断加强地震动加速度观测记录的增多以及对于地震地面运动特性的作出进一步的了解，将结构动力反应特性的研究作为基础，也是理工学院的一些研究学者对于地震动加速度记录的特性，进行分析之后得到的一个成果。

1.2.3、动力理论

动力理论则是在20世纪的70－80年代之中被广泛使用的地震动力理论。其发除过了基于60年代之后，电子计算机技术以及试验技术的发展之外，人们对于种种结构在地震作用之下的线性以及非线性反应过程具备较多的了解，也可以随着强震观测台站的逐渐的增多，种种受损结构的地震反应记录也在逐渐提升。进一步动力理论同时也可以被称之为地震时程分析理论，其将地震看成是一个时间过程，挑选具备代表性的地震动加速度时程当做地震动输入，建筑物简化成为多自由度体系，计算获得每一时刻建筑物的地震反应，这样就可以完成抗震设计工作。

2、高层建筑结构中抗震设计特点

2.1、控制建筑物的侧移是重要的指标在地震荷载作用下，建筑结构所产生的水平剪切力占主导地位，所以建筑物会产生明显的侧移，随建筑结构的高度不断曾加，结构的侧向位移迅速增大，但该变形要在一定限度之内，这样才能保证结构安全以及使用功能。

2.2、地震荷载中的水平荷载是决定因素水平荷载会使建筑物产生倾覆力矩，并且在结构的竖向构件中引起很大的轴力，这些都与建筑物高度的两次方成正比，故随建筑结构高度的增加，水平载荷大相径庭。对高度一定的建筑物而言，竖向荷载基本上是不变的，但是随着建筑物的质量、刚度等动力特性的不同，水平地震荷载和风荷载的变化是比较大的。

2.3、要重视建筑结构的延性设计高层建筑结构随着高度增加，刚度减小，显得更柔，在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有足够的变形能力，使结构进入塑性变形阶段仍然安全，需要在结构构造上采取有利的措施，使得建筑结构具有足够的延性。

3、建筑抗震的主要影响因素

3.1、抗震设计标准

现阶段，我国在各个地区设置的基本设防烈度，主要是根据该地区以及具体建筑在一定时间段内遭受的地震及其强度的概率而定的。若是一般性的建筑，就根据基本烈度设防，若是较重要的建筑物，就相应的提高设防烈度，同时造价也会随着建筑物烈度的提升而升高。

3.2、建筑结构形式

为了切实的保证建筑物“小震不坏，大震不倒”，在最新的设计规范中，砖混内框架结构被严格的取消了。目前，主要采用的是剪力墙结构、框架结构等。虽然单纯的框架结构造价相对较低，但是，它们的抗震性能差，所以，它们普遍适用于一些地震发生的概率较低、级别较小的地区。

3.3、抗震措施

抗震措施主要是依据建筑物的重要性来说的。在确定建筑物等级以及其场地的类型的基础上，把先进的抗震理念和系统的分析计算纳入到抗震设计中，这样就可以改善建筑抗震设计，同时也可提高建筑抗震效果。

4、民用建筑结构抗震相关措施

4.1、合理布局地震外力能量的传递吸收途径

作为提升建筑结构抗震能力的第一步，通过这样的合理布局，可以确保支柱、墙以及梁的轴线在同一平面之内，这样就会使得构件双向抗侧力体系形成。使用这样的布局，当地震发生之时，支柱、墙以及梁呈弯剪破坏，塑性屈服尽量在墙的底部产生。同时，当地震发生的之时，连梁应该在梁端塑性屈服，需要具有充足的变形能力。通过这样的结构以及布局，当地震发生之时，在墙段可以充分发挥其的抗震作用，依照强墙弱梁的原则不断提升墙肢的承载力，那么就会使得墙肢的剪切应力破坏，这样就可以使得建筑结构的抗震能力获得提升。

4.2、选择合理的建筑结构体系

一般而言，选择合理的建筑结构体系是结构设计的项重点内容，而且结构方案选择的合理与否，会直接影响到建筑的安全性以及经济性。通常情况下，建筑结构体系的选择要满足以下要求；第一，建筑结构体系要最大限度避免由于部分机构问题所影响整个机构抗展能力。抗震设计应该遵循的原则就是具有一定的内力重分配，这样如果地震中部分的构建停止工作，也不会影响其他构件负荷承载力，最大限度防止整体结构的失灵；第二，建筑结构体系应该具备良好的变形能力、一定的承载能力以及消耗地震量的能力。由于钢筋混凝土具有较强的塑性内力重分布能力，这样就能够更好地耗散地艇能量；第三，建筑结构体系的设计应该具有较明确的计算图以及科学的地震作用传递途径.在这个环节中，布置竖向结构要选择竖向构件在垂直重力荷载状况下的压应力水平趋向均匀;布置楼屋盖梁系时，要将数值重力负荷通过最短的路径来传输到竖向的构件墙;布置转换结构，要促使上部的结构竖向构件传输的垂直重力荷载进行转换;最后，建筑结构体系具备一定的强度和刚度也是很有必要的。应该有科学的强度及刚度的分布，最大限度防止由于局部变形所产生的变形集中。而且框架结构的设计也应该保证节点不被破坏，底层柱底的塑性通常较晚形成，这样塑性胶就应该相互分散，对于明显的薄弱部分，要采取措施切实提高抗震能力。在我国建筑结构中，所说的结构对称性是指达到抗侧力主体结构的对称。通常结构的规则性体现在：第一，建筑主体抗侧力的结构两个主轴方向的刚度以及变形特性都应该相似;第二，建筑主体抗侧力的机构往往是竖向断面非常均匀，防止突变;第三，建筑主体抗侧力的结构进行平面布置时，要体现出同一个主轴的方向各片抗侧力的刚度要尽可能均匀。

4.3、房屋建筑的地基设计

首先，在建造房屋建筑期间，同一个房屋建筑不允许建造在性质不同的地基上。并且在地基应用上，尽量全然应用天然地基或是桩基，尽可能避免出现两种地基各一半的状况。从而增强房屋建筑的整体刚性，提高房屋建筑的抗震性能。其次，在埋置房屋建筑的基础时，需注意其埋置深度的控制。若基础埋置深度过浅，将会减少房屋建筑的嵌固作用，增强房屋建筑在地震期间的振幅，提高震害发生几率。因此在设计房屋建筑的基础埋置深度时，应尽量增加其埋置深度。并认真做好基槽回填工作以及夯实工作，确保回填土可基础侧面的紧密接触，提高房屋建筑地基稳定性。最后，房屋建筑是由上部建筑、基础两个部分所构成的一个整体。因此在建筑室外地坪下，不应应用内外交圈基础圈梁，以免影响上部建筑和基础的整体性。此外，应将上部结构构造柱钢筋嵌入基础圈梁内，从而加强上部建筑和基础的连接牢固性。若建筑建造地段的土质刚度较弱，则还需设置圈梁在基底底部。

4.4、房屋建筑结构设计的规则性

4.4.1、合理处理房屋建筑的防震缝若房屋建筑结构不规则，需处理好建筑的防震缝。设置防震缝期间，应将房屋建筑划分为相互独立且规则的结构。防震缝两边需具备足够宽度，彻底分开防震缝两边的上部建构。并顺着建筑高度，在防震缝两侧布置墙体。

4.4.2、合理布置房屋建筑的纵横墙墙体属于房屋建筑的主要承重构件，由于房屋建筑的刚度大小主要取决于墙体数量，若承重墙体上，将会加大墙体间隔，进而降低房屋建筑的刚度以及抗震能力。因此在设计期间，需均匀分布房屋建筑的横墙以及纵墙，从而确保房屋建筑的整体抗震性能。5.合理布置构造柱以及圈梁构造柱、圈梁等均属于提高房屋建筑抗震性能的重要组成部分。其中构造体有利于增强建筑墙体的抗剪性能，并优化建筑结构变形能力，从而使建筑结构在外力作用不大的影响下仅发生变形，不对建筑结构整体的稳定性产生影响。因此，在布置构造柱时，需以《抗震规范》作为布置依据，在墙体交叉处均设置构造柱，促使墙体材料由脆性演变为延性。另外，圈梁有利于缓解地震对于建筑的损害，提高墙体之间的连接牢固性，对于增强房屋稳固性、整体性等可起到明显的促进作用。在一定情况下，还可抑制墙体产生裂缝。

4.5、设置多道抗震防线

为了提升建筑结构抗震能力，那么应该设置多道抗震防线。而这也是在一个抗震结构体系之中，如果地震发生之时，在地震作用之下，一部分延性比较好的构件第一达到屈服，可以担负起第一道抗震防线的作用。而其他的构件同样起着抗震防护的作用。并且，只有当第一道抗震防线屈服后，其他的抗震防线才会依次屈服。设置多道抗震防线，形成第一道、第二道、第三道甚至更多的抗震防线，当一道抗震防线失去作用后另外的抗震防线便可以发挥作用。这种结构对提高建筑结构抗震能力具有非常重要的作用。

4.6、结构抗震概念设计

4.6.1、结构设计的内涵

结构设计由两部分组成:概念设计和理论设计。概念设计指的是设计过程中不需要经过较精细的、较理性的分析，也不需要处理规范中难以界定的问题，只需要根据从结构体系整体与部分间的力学关系、工作经验、地震灾害以及实验现象中总结的设计原则和理念，从而确定建筑结构的设计和细部的设计构造过程。而理论设计则是工程人员对设计好的结构模型进行计算和应力假定前提下，依据设计规范和计算原理计算出结果，再根据结果进行合理的设计。

4.6.2、结构概念设计的应用

通过运用概念设计的思想和抗震措施，减少了对结构设计的局限，拓宽了思路。由于传统结构设计配筋量不合理，所使用的混凝土等级太高，造成其造价超出正常范围。这是由于传统结构设计中，结构合计和计算理论大致注重如何增强结构抗力。之所以出现肥梁、胖柱、深基础随处可见，是因为结构工程师往往只注意到不超过最大的配筋率。而结构概念设计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，采取减少扭转以及不断加强抗扭刚度的措施，设计延性结构以及延性结构构件，同时分析了结构薄弱部位，使用与之相应的措施，这样就可以避免薄弱层过早破坏，制止局部破坏导致的连锁效应，也可以避免设计静定结构，使用二道防线措施等等。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之中都应该贯穿了抗震概念设计的内容。

4.7、合理的结构体系及构件的延性

对于整个建筑结构来讲，设计合理的结构体系并保证构件的延性相当重要，在设计过程中要遵循以下几项原则：

4.7.1、在进行结构计算时，要有明确的计算简图和说明，而且要保证建筑结构在地震作用时有合理的传力路径。

4.7.2、保证结构有足够的强度和变形能力。在地震作用时，有大量的能量瞬间传递到建筑结构构件中，如果结构构件有较好的变形能力，就可以吸收大量的地震能量，避免结构损坏。因此，在抗震设计时，要尽可能采用延性较好的构件。

4.7.3、保证结构强度和刚度合理分布。在设计时，尽可能使结构强度分布均匀，刚度在竖直方向上分布均匀，这样可以避免在地震作用时，结构物局部出现应力集中，从而造成结构物整体损坏。

5、结语

本文主要从抗震的方面进行粗略探求，在时展的推动之下，不断出现新的抗震理念，比如说在工程的结构之中使用隔震减振的措施来进行“隔”震的中心思想获得了广泛的关注。为了逐渐提升建筑物抗震的性能，我们应该确保民用建筑依照规定的抗震进行设防，同时不断进行研究以及发展新抗震设计的方法，实现较为的科学的防灾减灾。

参考文献：

[1]卢伟峰.浅谈民用建筑结构抗震理念设计[J].中华民居(下旬刊),2013,08:59-60.

[2]赵剑.基于抗震理念的民用建筑结构设计探究[J].科技与企业,2013,11:243.

防震设计论文篇6

Abstract:Inodertomakeconstructionprojectsreallybeabletoreduceorevenavoidtheearthquakedisaster,agoodgraspoftherelevantseismicdesignisafundamentalmeasuretomitigateearthquakedisasters.Basedonthesummaryofexperienceandrelevantinformation,thisarticlesstudiedanddiscussedtheseismicdesignissuesofreinforcedconcretehigh-risehousing.

关键词：高层建筑；混凝土房屋；抗震设计；抗震设防

Keywords:high-risebuilding；concretehousing；seismicdesign；seismicfortification

中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）05-0084-02

0引言

地震是人类在繁衍生息、社会发展过程中遇到的一种可怕的自然灾害。强烈地震常常以其猝不及防的突发性和巨大的破坏力给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害。据统计，历史上各种自然灾害曾毁灭了世界各地52个城市，其中因地震而毁灭的城市有27个。地震之外的其它各种灾害，如水灾、火灾、火山喷发、风灾、沙灾、旱灾等毁灭的城市为25座。因此，地震占灾害总数的52%。可见地震灾害确系“群害之首”。研究表明，在地震中造成人员伤亡和经济损失最主要的因素就是房屋倒塌及其引发的次生灾害（约占95%）。无数次的震害告诉我们，抗震设计是防御和减轻地震灾害最有效、最根本的措施。

1建筑抗震的理论分析

1.1建筑结构抗震规范建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计（包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容）的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识，现代规范中的条文有的被列为强制性条文，有的条文中用了“严禁，不得，不许，不宜”等体现不同程度限制性和“必须，应该，宜于，可以”等体现不同程度灵活性的用词。

1.2抗震设计的理论拟静力理论。拟静力理论是20世纪10～40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数（地震系数）。反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40～60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。动力理论。动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。

2高层建筑结构抗震设计

2.1抗震措施在对结构的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构抗震验算外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性（限制结构类型和结构材料使用）等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震（结构延性）结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施（隔震措施，消能减震措施）来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且，强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

2.2抗震设计理念我国《建筑抗震规范》（GB50011-2001）对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求，“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力（变形能力）不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保障了人员的安全。因此，要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

三个水准烈度的地震作用水平，按三个不同超越概率（或重现期）来区分的:多遇地震：50年超越概率63.2%，重现期50年；设防烈度地震（基本地震）：50年超越概率10%，重现期475年；罕遇地震：50年超越概率2%-3%，重现期1641-2475年，平均约为2000年。对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合。并引入承载力抗震调整系数。进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构（特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节）的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。

2.3抗震设计方法我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法；除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法；特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

3结语

在建筑工程项目建设中，设计阶段是整个工程最为关键的一个环节，在设计中要考虑到多方面的因素。本文结合工作实践对高层建筑结构抗震设计进行理论上的研究，从设计理念、设计原则到设计方法进行了探讨，虽然有些粗浅，希望对同行们有一定的参考作用。

参考文献：

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.