抗震設計原則精選(九篇)

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第1篇：抗震設計原則范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；抗震

高層建筑的抗震設計，其目標是希望使所設計的結構在強度、剛度、延性及耗能能力等方面達到最佳，從而實現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。但是，由于地震作用是一種隨機性很強的循環(huán)、往復荷載，建筑物的地震破壞機理又十分復雜，存在著許多模糊和不確定因素。在結構內力分析方面，由于未能充分考慮結構的空間作用、非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素，計算方法還不夠完善，單靠微觀的數(shù)學力學計算還很難使建筑結構在遭遇地震時真正確保具有良好的抗震能力。因此，高層建筑在設計方面就應該遵循一定的設計原則。

一、抗震設計原則

首先，結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能。①結構構件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構件、強底層柱（墻）”的原則。②對可能造成結構的相對薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。③承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。

其次，要盡可能設置多道抗震防線。①一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結構構件連接協(xié)同工作。例如框架―剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。②強烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導致倒塌?？拐鸾Y構體系應有最大可能數(shù)量的內部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度，以使結構能吸收和耗散大量的地震能量，提高結構抗震性能，避免大震時倒塌。③適當處理結構構件的強弱關系，同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后，其他抗側力構件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結構的延性和抗倒塌能力。④在抗震設計中某一部分結構設計超強，可能造成結構的其他部位相對薄弱，因此在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小，改變抗側力構件配筋的做法，都需要慎重考慮。

第三，對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高其抗震能力。①構件在強烈地震下不存在強度安全儲備，構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。②要使樓層（部位）的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化，一旦樓層（部位）的比值有突變時，會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。③要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協(xié)調。④在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層（部位），使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉移，這是提高結構總體抗震性能的有效手段。

二、抗震性能指要

有抗震設防要求的高層建筑除應滿足強度、剛度要求外，還要滿足延性的要求。鋼筋混凝土材料本身自重較大，所以對于高層建筑的底層柱，隨著建筑物高度的增加，其所承擔的軸力不斷增加，而抗震設計對結構構件有明確的延性要求，在層高一定的情況下，提高延性就要將軸壓比控制在一定的范圍內而不能過大，這樣則必然導致柱截面的增大，從而形成短柱，甚至成為剪跨比小于1.5的超短柱。眾所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱幾乎沒有延性，在建筑遭受本地區(qū)設防烈度或高于本地區(qū)設防烈度的地震影響時，很容易發(fā)生剪切破壞而造成結構破壞甚至倒塌。

為此，就必須提高短柱的受壓承載力。提高短柱的受壓承載力可減小柱截面、提高剪跨比，從而改善整個結構的抗震性能。減小柱截面和提高剪跨比，最直接的方法就是提高混凝土的強度等級，即采用高強混凝土來增加柱子的受壓承載力，降低其軸壓比；但由于高強混凝土材料本身的延性較差，采用時須慎重或與其他措施配合使用。此外，可以采用鋼骨和鋼管混凝土柱以提高短柱的受壓承載力。

當然，建筑抗震設計應該是由來已久，甚至古代更有一些科學高效的方法，只是古時候建筑大部分高度有限，其抗震減災的要求有所不同。然而既然科學在飛速進步，那么人類也完全有可能發(fā)現(xiàn)更為科學合理的解決辦法。正如新西蘭地震工程學界那句話，“地震不會殺死人，殺死人的是糟糕的建筑”。作為建筑設計者，我們應該銘記這一信條。此次蘆山地震，倒塌的建筑同樣包括了汶川地震后所建“抗震建筑”，其教訓也足以警示人們。早在1989年，原建設部就正式《建筑抗震設計規(guī)范》GBJ11-89。它明確提出，“當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度預計的罕遇地震影響時，不至于倒塌或者發(fā)生危及生命的嚴重破壞?！爆F(xiàn)在看來，這些法規(guī)執(zhí)行得不到位，在有些地方甚至被嚴重忽視。早在2004年，新西蘭建筑與住房部通過《建筑法案2004》，授權各地政府對轄區(qū)內建筑進行評估，一旦被鑒定為無法抵御中等強度的地震，即不得使用，必須采取加固措施或直接拆除。舊建筑抗震加固的標準必須達到新建筑抗震標準的一半以上。對拒不執(zhí)行的房主處以高額罰款。這一點是值得我們借鑒的。

其實在我國，由于建筑業(yè)發(fā)展的突飛猛進，也引出一系列關于建筑質量的問題，例如廣為人知的類似“樓脆脆”之類的偽作已經足以引起行業(yè)內的重視了。一旦發(fā)生地震等災禍，亡羊補牢為時已晚。而其它國家也時聞發(fā)生大樓倒塌事件，其中多數(shù)是由于建筑商不遵守相關施工的規(guī)章制度所導致。血的教訓不時地警示我們，地震既然不可抗拒，建筑的抗震性能就不可忽視，建筑安全永遠是我們必須要做好的功課。

參考文獻：

第2篇：抗震設計原則范文

關鍵詞：橋梁工程 抗震破壞 抗震設計

0 引言

橋梁工程又是交通網絡中的重中之重，橋梁工程抗震研究的重要性不言而喻。本文主要探討了橋梁工程抗震設計相關問題，為今后橋梁設計起到借鑒作用。

1 橋梁結構地震破壞的主要形式

根據橋梁過去的地震破壞情況，除了如液化、斷層等凼地基失效引起的破壞以外，混凝上橋梁最常見的破壞形式有以下四種[1]：

1.1 彎曲破壞。結構在水平地震荷載作用下由于過大的變形導致混凝土保護層脫落、鋼筋壓屈和內部混凝土壓碎、崩裂，結構失去承載能力。整個過程可以用以下四個階段來描述：①當彎矩達到開裂強度時，截面出現(xiàn)水平彎曲裂縫；②隨著裂縫的發(fā)展和荷載強度的提高，受拉側的縱筋達到屈服強度；③隨著變形量的增大，混凝土保護層脫落、塑性鉸范圍擴大；④鋼筋壓屈(或拉斷)和內部混凝土壓碎、崩裂。

1.2 剪切破壞(彎剪破壞)。在水平地震倚戟作用下，當結構受到的剪切力超過截而剪切強度時發(fā)生剪切破壞，整個破壞過程可以用以下四個階段來描述：①截血彎矩達到開裂強度時，截面出現(xiàn)水平彎曲裂縫；②隨著裂縫的發(fā)展和荷載強度的提高，柱內出現(xiàn)斜方向的剪切裂縫；③局部剪切裂縫增大，箍筋屈服導致剪切裂縫進一步增長；④發(fā)生脆性的剪切破壞。

1.3 落梁破壞。當梁體的水平位移超過梁端支撐長度時發(fā)生落梁破壞。落梁破壞是由于梁與橋墩(臺)的相對位移過大，支座喪失約束能力后引起的一種破壞形式。發(fā)生在橋墩之間地震相對位移過大、梁的支撐長度不夠、支座破壞、梁間地震碰撞等情況。

1.4 支座損傷。上部結構的地震慣性力通過支座傳到下部結構，當傳遞荷載超過支座設計強度時支座發(fā)生損傷、破壞。支座損傷也是引起落梁破壞的主要原因。對于下部結構而言，支座損傷可以避免上部結構的地震荷載傳到橋墩，避免橋梁發(fā)生破壞。

2 橋梁抗震設計原則

合理的抗震設計，要求設計出來的結構在強度、剛度和延性等指標上有最佳的組合，使結構能夠經濟的實現(xiàn)抗震設防的目標。要達到這個要求，就需要設計工程師深入了解對結構地震反應有重要影響的基本因素，并具有豐富的經驗和創(chuàng)造力，而不僅僅是按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行[2]。以下為抗震設計應盡可能遵循的一些基本原則，這些原則基于歷次的橋梁震害教訓和當前公認的理論認識。

①場地選擇。除了根據地震危險性分析盡可能選擇比較安全的廠址之外，還要考慮一個地區(qū)內的場地選擇。選擇的原則是：避免地震時可能發(fā)生地基失效的松軟場地，選擇堅硬場地。②體系的整體性和規(guī)則性。橋梁的整體性要好，上部結構應盡可能是連續(xù)的。較好的整體性可防止結構構件及非結構構件在地震時被震散掉落，同時它也是結構發(fā)揮空間作用的基本條件。無論是在平面還是在立面上，結構的布置都要力求使幾何尺寸、質量和剛度均勻、對稱、規(guī)整，避免突然變化。③提高結構和構件的強度和延性。橋梁結構的地震破壞源于地震動引起的結構振動，因此抗震設計要力圖使從地基傳入結構的振動能量為最小，并使結構具有適當?shù)膹姸取偠群脱有?，以防止不能容忍的破壞。在不增加重量、不改變剛度的前提下，提高總體強度和延性是兩個有效的抗震途徑。剛度的選擇有助于控制結構變形；強度與延性則是決定結構抗震能力的兩個重要參數(shù)。由于地震動可造成結構和構件周期反復變形，使其剛度與強度逐漸退化，因此，只重視強度而忽視延性絕對不是良好的抗震設計。④能力設計原則。能力設計思想強調強度安全度差異，即在不同構件(延性構件和能力保護構件-不適宜發(fā)生非彈性變形的構件統(tǒng)稱為能力保護構件)和不同破壞模式(延性破壞和脆性破壞模式)之間確立不同的強度安全度。通過強度安全度差異，確保結構在大地震下以延性形式反應，不發(fā)生脆性的破壞模式。在我國以前的建筑抗震設計中，普遍采用“強柱弱梁，強剪弱彎，強節(jié)點弱構件”的設計思想。⑤多道抗震防線。應盡量使橋梁成為具有多道抵抗地震側向力的體系，則在強地震動過程中，一道防線破壞后尚有第二道防線可以支撐結構，避免倒塌。因此，超靜定結構優(yōu)于同種類型的靜定結構。但相對于建筑結構，橋梁在這方面可利用的余地通常并不大。

3 橋梁抗震設計方法相關問題

3.1 橋梁抗震概念設計 抗震概念設計是指根據地震災害和工程經驗等獲得的基本設計原則和設計思想，正確地解決結構總體方案、材料使用和細部構造，以達到合理抗震設計的目的。合理抗震設計，要求設計出來的結構，在強度、剛度和延性等指標上有最佳的組合，使結構能夠經濟地實現(xiàn)抗震設防的目標。

3.2 橋梁延性抗震設計 目前延性抗震驗算所采用的破壞準則主要有：強度破壞準則、變形破壞準則、能量破壞準則、基于低周疲勞特征的破壞準則以及用最大變形和滯回耗能來表達的雙重指標破壞準則等。Housner在對懸臂式單質點系統(tǒng)的非線性地震反應進行分析后，將其破壞機理總結為：在形成完全的塑性反應之前，出現(xiàn)某種程度的塑性應變，由此而消耗的能量自然的構成結構等效粘滯阻尼的一部分；當完全進入塑性變形后，產生塑性漂移，并在單方向發(fā)展直到倒塌發(fā)生。他認為塑性反應階段，保證結構不破壞的條件是讓其保有足夠的耗能能力。

3.3 地震響應分析及設計方法的改變 隨著人們對地震動和結構動力特性理解的加深，目前已經發(fā)展了多種抗震設計理論和地震響應的分析設計方法。

從組成結構抗震設計理論的四個方面內容(輸入地震動、結構和構件的動力模型，一實用的地震反應分析方法，以及設計原則)來看，靜力理論對四個方面都做了極大的簡化，反應譜理論也做了較大的簡化，而動力理論則有比較全面的考慮：動力理論的輸入地震動要求給出符合場地情況的、具有概率含義的加速度時間函數(shù)，對于復雜結構要求給出三個分量及其空間相關性；結構和構件的動力模型更為接近實際，包括了非線性特性；地震反應分析方法考慮了結構反應的全過程，包括變形和能量損耗的積累；設計原則考慮到多種使用狀態(tài)和安全的概率保證。

第3篇：抗震設計原則范文

關鍵詞：抗震設計；建筑房屋結構設計；住房安全

建筑結構抗震設計中，建筑結構設計人員需要正確認識抗震設計的意義和價值，并且加大了對建筑抗震設計要點的控制力度，從而優(yōu)化和完善建筑結構的抗震性能，保障群眾的生命財產安全。為此，研究抗震設計在建筑房屋結構設計中的應用具有積極的現(xiàn)實意義。

1建筑工程結構抗震設計的重要性

抗震設計在建筑工程結構設計中占據著重要的位置。首先，能夠完善工程結構的抗震性能。工程人員可采取切實可行的技術手段，增強建筑工程結構承受地震作用的能力，從而維持工程結構的穩(wěn)定性和安全性。其次，有助于提高建筑工程結構整體剛度。在工程設計中，建筑工程結構的剛度存在十分明顯的不足，這也是其在地震作用下產生變形或塌陷的主要因素。抗震設計中，設計人員需根據工程實際采取多種措施增加結構剛度，強化抗震能力。最后，建筑工程抗震設計也可減輕地震對建筑工程結構的負面影響，以削弱地震災害對社會的不利影響。

2建筑工程結構抗震性設計的基本原則

為優(yōu)化建筑工程結構設計中的抗震性能，完善建筑抗震設計，設計人員應準確把握建筑工程結構抗震設計的主要原則。

2.1簡單化原則

在建筑工程結構設計中，結構形式越簡單，計算簡圖越明確，地震作用傳遞途徑也越直接。與復雜的建筑結構體系相比，簡單的建筑工程結構體系可增加力學計算的準確性，從而有效平衡項目結構設計，最大限度地避免結構設計過于復雜度高所引發(fā)的設計不全面問題。同時，建筑形體的規(guī)則性還可減少地震災害對建筑結構的負面影響，弱化地震作用過程中的力學傳遞效果，優(yōu)化建筑的抗震性能。

2.2抵抗性原則

為有效加強建筑工程結構在地震作用下的穩(wěn)定性和安全性，應在結構體系設計中全方位考慮地震作用。為此，設計人員在工程結構設計期間，要建立相對科學和完善的抗震體系模型，確保發(fā)生地震災害時，建筑結構依然能夠保持相對穩(wěn)定性，抵御地震災害的負面作用，也可充分展現(xiàn)模型的預防性作用和優(yōu)勢。上述工作也是建筑結構抗震設計中的重點內容。為加強結構的穩(wěn)定性和安全性，要求合理設置抗震能力，且抗震性能設置不宜過大，需保障其自身結構體系力學的平衡性效果。

2.3合理性原則

科學合理的結構布局可以有效抵御地震作用時造成的沖擊力，提升建筑的抗震能力。因此，在工程結構抗震設計中，設計人員要從結構的整體特點入手，將在地震作用下可能首先發(fā)生位移或形變的建筑部位找出來，并對導致這一部位出現(xiàn)形變的原因進行分析，找出設計不合理之處，進而對現(xiàn)有的結構布局進行優(yōu)化和調整。然后再次重復同一的實驗，直至整個布局受力平衡且無明顯變形或形變位置為止。建筑結構抗震設計中，遵循合理性原則，可對建筑結構形態(tài)、連接部位特征以及受力情況等進行綜合分析與考量，合理調整結構性能參數(shù)，科學選擇材料設備，提高建筑結構設計質量，降低地震災害對建筑的影響，減少坍塌問題的產生。

3抗震設計在建筑結構設計中的應用

隨著社會經濟發(fā)展速度的加快，人們對生活質量的要求越來越高，建筑作為生活及工作中的重要組成部分，人們對其要求也在逐漸提升。若想切實的保障建筑工程的施工質量，則就需要切實的做好建筑結構設計工作，并在其中融入抗震設計內容，一方面避免建筑建立在危險區(qū)域的可能，另一方面對建筑結構進行優(yōu)化調整，對其性能及受力狀態(tài)進行重新設計，以提升建筑強度、承載性能，提高建筑整體的穩(wěn)定性和安全性。

3.1科學選址

建筑抗震結構設計中，建筑選址尤為關鍵，雖然突發(fā)的地震災害可能使建筑物轟然倒塌，但科學合理的地理位置也可顯著提高建筑物的抗震能力。在發(fā)生地震災害時，建筑結構可能產生明顯的移位現(xiàn)象。不同結構和不同性質的土體上，位移的程度也會存在較大的差異。如建筑結構設置于無法滿足工程建設要求的土體上，不僅不利于完善建筑結構的性能，而且也會加大建筑物坍塌的風險。為此，在建設項目選址的過程中，要以可有效控制地震作用影響的地區(qū)為首選，并全方位考量附近地形和地貌概況，將工程建設在平坦開闊的區(qū)域，注重建筑物周邊土體的密實度和穩(wěn)定性，進而承受不同的荷載組合。若無法避開不利地質區(qū)域，設計人員可以發(fā)揮自身的專業(yè)優(yōu)勢和技術優(yōu)勢，采取切實可行的改進措施，根據建筑的抗震能力，采取有效的地基基礎設計和加大上部結構剛度的措施，最大限度地減少地震災害對建筑結構的負面影響。

3.2設置多道抗震防線

在建筑物抗震設計的過程中，設計人員應根據實際設置多道抗震防線，采取該設計模式可控制地震對建筑物的不利影響。在建筑結構設計中，應在抗震體系中應用延性優(yōu)勢較為明顯的構件，這也是建筑結構抗震的第一道防線。或者也可設置多種其他的建筑構件，形成第二和第三道防線。發(fā)生地震災害時，如第一道防線受損，則可充分利用其他防線的作用和功能承受地震災害所帶來的沖擊，為人們的生命財產安全提供有力保障。多到抗震防線的設置也能夠消減地震作用力對建筑結構的威脅，尤其是對高層建筑的威脅，保證建筑在地震災害中的穩(wěn)定性，降低危險系數(shù)，減少對居民及周邊環(huán)境的連帶影響。

3.3合理布局，控制地震能量

采取減少地震作用的方法可有效減輕地震災害對建筑結構造成的負面影響。為嚴格控制地震災害產生的能量，在建設土木工程結構的過程中，還需認真分析建筑物位移動作的影響因素，且在結構設計的過程中注重因素的合理預測與定量分析，以期在結構設計的過程中減弱地震震動產生的能量。同樣重要的是，發(fā)生地震時，為嚴格控制建筑物可能出現(xiàn)的破損和變形問題，需認真分析和設計建筑底部位置的塑性變形，這種方法在地質硬度較高的土木工程建設中具有十分顯著的優(yōu)勢。在設計過程中，工作人員應將結構間的關系及力傳導方向等進行思考和分析，合理利用結構間的協(xié)作關系，實現(xiàn)對地震能量的消減和把控，降低地震能量波集中傳導對局部建筑結構帶來的影響和威脅，保證建筑的質量。在力傳導分析中，要做好應力均衡劃分的思考，避免局部應力過大帶來的威脅，保證建筑結構的質量。

3.4加強結構抗震設計

3.4.1防震縫設計

以預防地震為基本原則組織抗震結構設計，對于無法滿足設計要求的建筑，可以在特定位置設置防震縫，合理利用防震縫分解建筑內部結構，使建筑內部結構成為獨立于其他結構的重要單元?？p隙兩側也需預留結構寬度，保證防震縫兩側建筑完全分離。如出現(xiàn)地震作用，則防震縫可有效減輕地震產生的波動，以規(guī)避建筑的某個部分影響建筑結構的其他部分。

3.4.2抗震墻設計

建筑結構設計中，如發(fā)生嚴重的地震災害，則建筑物抗震墻所受的影響最為明顯。墻體受到地震作用后，會產生不同程度的裂縫問題，如問題較為嚴重也會引發(fā)建筑倒塌的情況。所以，抗震墻設計也成為建筑結構設計中的關鍵內容。墻體設計需要高度滿足建筑抗震性能的要求。在建筑結構設計中，可采取精細化設計方式。墻體橫向設計期間，始終堅持均勻設計原則，確保發(fā)生地震災害時，墻體不易產生橫向位移。在墻體縱向設計階段，為抵御嚴重的地震災害，要規(guī)避墻體豎向裂縫，這里縱向設計與橫向設計的有機結合可有效減輕地震災害對建筑結構的不利影響。同時也可提高建筑結構的承載力。通常情況下，建筑剛度與墻體的數(shù)量有著十分密切的聯(lián)系，如墻體的數(shù)量無法滿足工程結構設計的要求，則建筑結構的剛度過小，進而造成建筑位移過大，降低建筑結構的抗震能力。所以，抗震墻設計和布置在抗震設計中占據著極為關鍵的位置。

3.4.3構件設計

現(xiàn)代房屋建筑建設中，工程質量與結構穩(wěn)定性關系密切。輕質高強的工程受地震作用的影響較小，也可減少地震災害所引發(fā)的生命財產損失。為維持建筑結構的穩(wěn)定性，要求人員采取有效措施減輕結構的自重。在規(guī)范施工的前提下，減輕結構重量，采用低質高強的材料能更好的維護房屋整體結構穩(wěn)定性，增強其抵御地震的能力。

結語

現(xiàn)階段，我國的地震災害發(fā)生頻率顯著上升，為有效減輕地震災害對人們日常生活的負面影響，在建筑結構設計期間，務必高度重視結構抗震設計，分析和總結建筑結構設計中的過往經驗，將總結的經驗教訓應用于工程結構設計中，且做好建筑的防震縫設計、抗震墻體設計以及構件設計，以此提升建筑結構抗震設計水平，優(yōu)化房屋抗震性能，加快現(xiàn)代建筑行業(yè)的前進腳步。

參考文獻

[1]王艷紅.抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用分析[J].居舍.2019(13)

[2]楊德明.抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用[J].住宅與房地產.2019(06)

[3]肖凱峰.簡述抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用[J].城市建筑.2020(05)

[4]楊國艷.分析房屋建筑結構的耐久性與安全性施工質量控制[J].建材與裝飾.2020(01)

第4篇：抗震設計原則范文

關鍵詞:建筑結構;抗震;概念設計

中圖分類號:F407.9文獻標識碼:A

地震災害具有突發(fā)性,至今可預報性很低,給人類社會造成的損失嚴重是各類自然災害中最嚴重的災害之一。隨著建筑結構抗震相關理論的不斷發(fā)展,結構抗震設計思路也經歷了一系列的變化。設計思路經歷了從彈性到非線性,從基于經驗到基于非線性理論,從單純保證結構承載能力的“抗”到允許結構屈服,并賦予結構一定的非彈性變形能力的“耗”的一系列轉變。由于地震作用的隨機性、復雜性、藕聯(lián)性,每次地震所產生的波形各異,因而其對建筑物的作用各不相同,所產生的破壞程度也千差萬別。因此,在進行結構的抗震設計時要綜合考慮多方面因素,而切實做好抗震概念設計又顯得尤為重要。

一、抗震概念設計的含義

建筑結構的抗震概念設計是指在進行結構抗震設計時,根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想,從概念上,特別是從結構總體上考慮抗震的工程決策,即正確地解決總體方案、材料使用和細部構造,以達到合理抗震設計的目的。

二、抗震概念設計的基本內容

1、建筑設計應重視建筑結構的規(guī)則性。建筑結構的規(guī)則性對抗震能力重要影響的認識始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。馬那瓜有相距不遠的兩幢高層建筑,一幢為十五層高的中央銀行大廈,另一幢為18層高的美洲銀行大廈。當?shù)氐卣鹆叶裙烙嫗?度。一幢破壞嚴重,震后拆除;另一幢輕微損壞,稍加修理便恢復使用。研究發(fā)現(xiàn)破壞較輕的建筑平、立、剖均較規(guī)則、對稱;結構側向剛度、材料強度和質量的分布也較均勻、連續(xù),而另一棟建筑則恰恰相反,導致產生嚴重扭轉、抗剪不足等而破壞嚴重。

2、合理選擇建筑的結構體系?？拐鸾Y構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題,結構方案的選取是否合理,對安全性和經濟性起決定性作用。

(1)結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。要求結構體系受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與實際表現(xiàn)相符合。

(2)應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力?？拐鹪O計的一個重要原則是結構應有必要的贅余度和內力重分配的功能。諸多震后實例均印證了它的重要性,設計時要引起足夠重視。

(3)結構體系應具備必要的承載能力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。足夠的承載力和變形能力是需要同時滿足的。有較高的承載能力而缺少較大變形能力,如不加約束的砌體結構,很容易引起脆性破壞而倒塌。必要的承載能力和良好的變形能力的結合便是結構在地震作用下具有的耗能能力。

3、提高結構構件的延性。結構的變形能力取決于組成結構的構件及其連接的延性水平。規(guī)范對各類結構采取的抗震措施,基本上是提高各類結構構件的延性水平。這些抗震措施如:采用水平向(圈梁)和豎向(構造柱、芯柱)混凝土構件,加強對砌體結構的約束,或采用配筋砌體;使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落,地震時不致喪失對重力荷載的承載能力;避免混凝土結構的脆性破壞(包括混凝土壓碎、構件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結破壞)先于鋼筋的屈服;避免鋼結構構件的整體和局部失穩(wěn),保證節(jié)點焊接部位(焊縫和母材)在地震時不致開裂等等。

4、抗震設計要注重非結構構件的設計。非結構構件包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設備,自身及其與結構主體的連接,應進行抗震設計。結合相關震后資料,啟示如下:(1)附著于樓、屋面結構上的非結構構件,應與主體結構有可靠的連接或錨固,避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設備;(2)圍護墻和隔墻應考慮對結構抗震的不利影響,避免不合理設置而導致主體結構的破壞;(3)幕墻、裝飾貼面與主體結構應有可靠連接,避免地震時脫落傷人;(4)安裝在建筑上的附屬機械、電氣設備系統(tǒng)的支座和連接應符合地震時使用功能的要求,且不應導致相關部件損壞。

三、結束語

“5.12”汶川大地震后,國家對《建筑抗震設計規(guī)范》重新進行了修定,不難看出新的規(guī)范對于抗震概念設計提出了更高的要求。一幢抗震性能優(yōu)良的建筑除了進行必要的結構計算之外,概念設計更為重要。作為結構工程師來說,必須使這一理念貫穿于結構設計的整個過程當中,既要嚴格把握好設計的大原則,又要全面考慮諸多因素,最終才能保證設計的科學性和嚴謹性,為社會創(chuàng)造更多精品工程。

(作者單位:河北能源工程設計有限公司)

主要參考文獻:

[1]GB50011-2001,建筑抗震設計規(guī)范(2008年版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.

第5篇：抗震設計原則范文

關鍵詞：建筑結構；抗震設計；構造措施

地震有時會造成建筑房屋損毀和坍塌，還容易引起火災、瘟疫等自然災害的發(fā)生。同時，地震會造成社會公共秩序的混亂，導致社會生產活動的中止，嚴重危害人們的生活安全，給社會經濟和人民的生活帶來無法彌補的損失。所以，加強建筑的抗震設計研究，可有效減少地震帶來的房屋損毀和一些經濟損失，避免給人們帶來重大的傷害。

1 抗震設計中存在的主要問題

1.1 豎向不規(guī)則的建筑受損較為嚴重

強地震發(fā)生后一般不規(guī)則的垂直性房屋建筑毀壞較為嚴重。主要分為兩類：一類是大型的開放式框架結構，這個框架是為方便使用的居住者。地震發(fā)生后，因為底層的剛度和強度出現(xiàn)不足以支撐整個房子的重量，加之其他橫向力量，會出現(xiàn)倒塌、傾斜現(xiàn)象。還有一類的小塔樓的建筑結構，這類房屋的垂直結構質量和剛度很容易引起突變，建造這種結構將在地震中受損。

1.2 鋼筋混凝土結構達不到標準

根據地震摧毀的房屋后整體情況來看，框架剪力墻結構基本完好，沒有受到太大的損壞，但仍有極少數(shù)的框架結構遭到嚴重破壞，甚至倒塌框架結構一般上端和下端的在地震中一起遭到破壞，或在梁和柱一個節(jié)點上，一般像這樣的破壞現(xiàn)象是由于節(jié)點區(qū)沒有按規(guī)范的要求配置箍筋所造成的，主筋搭接不符合要求從而造成破壞。

1.3 框架結構中剪力墻震壞嚴重

許多建筑物低層設置商場或者車庫，上部為住宅和辦公用房。這些大空間設置剪力墻不夠完善，使結構豎向剛度分布不連續(xù)，形成薄弱層。本來底層的層間剪力最大，而由于剪力墻尚有不完善之處，剛度較小產生較大的層間彈性變形，同時結構的傾覆力矩作用幾乎全部由底層框架柱承擔，地震發(fā)生后，通常出現(xiàn)較嚴重的損害。

2 建筑結構中的抗震設計的內容

2.1 抗震設計的概念

為了減少地震帶給我們的傷害，我們在對建筑結構進行設計時，要加強建筑結構的抗震設計。根據強地震之后被毀建筑的特點，要加強抗震設計中的薄弱部分?？拐鸬母拍钤O計要從幾個方面來考慮：房屋平面布置要規(guī)則，結構力要對稱，房屋結構的不規(guī)則、不對稱，凹凸的變化太大都不利于抗震；強度和剛度要保持勻稱，如果在建筑結構中存在薄弱樓層，在地震力的作用下，薄弱樓層就會迅速變形，從而造成嚴重的破壞，甚至會影響到整個建筑；還要保證結構超靜定次數(shù)多，由于靜定結構的杠桿受力和傳力路線單一，一根杠桿的破壞就會影響整個靜定結構，超靜定結構在超過其承受能力時，會先使多余的杠桿發(fā)生塑性變形，來消耗部分的能量，超靜定結構的次數(shù)越多，消耗的能量就越大，建筑的抗震效果就越明顯。

為了減少框架結構的倒塌，提倡采用“強柱弱梁”的框架結構，這樣在產生地震時，可以利用梁的變形來消耗地震的作用力，使框架退到第二道防線的位置，在對耗能的構件進行挑選時，要利用水平的構件來抵抗地震的大多數(shù)作用力，盡量確保建筑物在地震之后壞而不倒的要求。對構件要進行互相的連接，使每個構件有足夠的強度來傳遞地震的能量，使每個構件能充分的吸收地震的作用力，當建筑物的形體有突變部位時，要采取相應的加強措施，充分利用填充墻來減緩地震時對主體結構的破壞，建筑的整個框架、圍護墻以及建筑的耗能構件都應盡量挑選輕質的建材來減輕地震的作用力，由于地震的作用力是持續(xù)性的，在短時間內會對建筑進行多次沖擊，所以盡量設置多層防線，來提高建筑的抗震性能。

2.2 抗震設計的計算

由于建筑結構的不同，抗震計算就應根據相應的原則來考慮：在正常的情況下，一般都在建筑結構的兩個主軸方向分別計算水平地震作用，而各方向的水平抗震作用應該由該方向的抗測力構件來承擔；有斜交抗側力構件的結構，當相交角度大于15°時，應分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用，如果是分布不清晰不對稱的房屋結構，要分開計算構件各個方向的地震作用。

2.3 抗震設計的原則

需要遵循每個東西的設計它的要求和原則，因此，抗震設計也遵循它的獨特要求和原則，抗震設計是一種整體到局部的設計，所以在對建筑物進行抗震設計的時候，應該遵循的原則有：

2.3.1 場地選擇

除了根據地震危險性分析盡量選擇比較安全的場址之外，還要考慮一個地區(qū)內的場地選擇。選擇的原則是：避免地震時可能發(fā)生的地基失效的松軟場地，選擇硬度足夠強的場地。

2.3.2 體型均勻規(guī)整

無論是在平面上還是在立面上，結構的布置都要力求使幾何尺寸、質量、剛度、延性等均勻、對稱、規(guī)整，避免突然變化。

2.3.3 提高結構和構件的強度和延性

結構物的震動破壞來自從地震動引起的結構振動，因此抗震設計要力圖從地基傳入結構物的振動能量為最小，并使結構物具有適當?shù)膹姸?、剛度和延性，以防止不可挽回的破壞。在不增加重量，不改變剛度的前提下，提高總體強度和延性，是兩個有效地抗震途徑，剛度的選擇有助于控制變形，強度與延性則是決定結構抗震吸能的兩個重要系數(shù)，由于地震動的多次循環(huán)，還要注意循環(huán)作用下，結構剛度和強度的退化。

2.3.4 等安全度設計

理想的設計是使結構中各構件都具有近似相等的安全度，即不要存在薄弱環(huán)節(jié)；更適當?shù)囊罂赡苁堑绕茐脑O計，幾個構件達到破壞而引起的結構物達到破壞的安全度近似。

2.3.5 多道抗震設防

使結構物具有多道支撐和抗水平力的體系，則在持續(xù)時間較長的強地震動過程中，一道防線破壞后上有第二道防線可以支撐結構，避免倒塌。

2.3.6 防止脆性和失穩(wěn)破壞，增加延性

脆性與失穩(wěn)破壞常常導致倒塌，故應防止，這些破壞常見于設計不良的細部結構。一般房屋的結構設計目的是“小震不壞，中震可修，大震不倒”。在抗震設計中要注意一些特殊問題，特別強調結構細部的抗震設計。

工程設防標準，是以最少的代價建造具有合理安全度的，滿足使用要求的工程結構，這是傳統(tǒng)的設計思想，設防標準不能追求絕對的安全性。在以危險概率為基礎的設防準則中，合理的安全度是在經濟和安全之間的合理的平衡，這是一切設計的總原則，也是抗震設計的總原則。

3 建筑結構中抗震設計的主要指標

《抗震規(guī)范》中明確指出，采用計算機計算出來的所有結果，都必須在經過對其合理性、有效性認真分析判斷后才能適用于工程設計。一般，電算的結果主要包括結構的自振周期，樓層彈性層間位移、樓層地震剪力系數(shù)、樓層的彈塑性層間位移，樓層的側向剛度比，振型參與質量系數(shù)，墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋，底層墻和柱底部截面的內力設計值。對電算結果的合理性有一個正確的判斷，這就要求計算時必須選用正確的計算簡圖與合理的結構方案，還得分別將抗震設防烈度以及場地類別正確的輸入，除此之外，還必須將電算程序中的其他參數(shù)準確合理的輸入。

3.1 結構的抗震等級的確定

在建筑工程設計中，按照抗震設防來分類，一般的民用住宅建筑、公寓、辦公樓等，很多房屋建筑是屬于丙類建筑。當確定這些建筑的抗震等級時，通常是根據本地區(qū)的抗震設防烈度、結構類型以及建筑高度以及《抗震規(guī)范》來確的。但是對于交通、電訊、消防、能源以及醫(yī)療類建筑，大型商場與體育場館等公共建筑，首先，就應該確定其中哪些建筑物是乙類建筑。我們通常按照抗震設防烈度來計算乙、丙類建筑的地震作用。通常情況乙類建筑，當抗震設防烈度在6～8度時，應該采取抗震措施。一般是在本地區(qū)的抗震設防烈度的基礎上再增加一度，再查表來確定其抗震等級。若該乙類建筑處于7度地區(qū)，而其高度又超過規(guī)定的范圍，此時，就應該采取更為有效的其他抗震措施。

3.2 地震力的振型組合數(shù)

多層建筑結構，若不需要進行扭轉耦聯(lián)計算，其地震力的振型組合數(shù)不應小于3；若振型組合數(shù)大于3，則應該取3的倍數(shù)，但與小于建筑物的層數(shù)；若房屋層數(shù)少于3層，振型組合數(shù)就取層數(shù)。不規(guī)則的高層建筑，當需要考慮扭轉耦聯(lián)時，其振型數(shù)不應小于9。建筑結構層數(shù)比較多或者其剛度變化較大時，其振型組合數(shù)應越大，比如有轉換、小塔樓等建筑，其振型組合數(shù)不應小于12，但是也不得多于3倍層數(shù)。我們一般可以采取振型參與質量為總質量的90%時所需要的振型數(shù)作為合適的振型數(shù)。在應用SATWE等程序進行電算時，便可以將這種參與質量的比值輸入進去。但是，有些設計人員重視程度不夠，往往比較隨意的選取振型數(shù)，這是不行的。另外，只有在建筑結構的扭轉比較明顯時，才采用耦聯(lián)計算，若必要時還是需要補充非耦聯(lián)計算。

3.3 結構周期折減系數(shù)的確定

框架結構建筑結構中，因為存在填充墻，其實際剛度往往比計算剛度大。計算周期比實際周期大，因而，計算出來的地震剪力偏小，顯得結構的安全性較差，所以應該對結構的計算周期進行適當?shù)恼蹨p，但是折減系數(shù)不得過大。若框架結構采用砌體填充墻，則其計算周期折減系數(shù)為0.6～0.7；若采用輕質砌體或者砌體填充墻較少則可取0.7～0.8；當全部用輕質墻體板材時，折減系數(shù)為0.9。而只有無填充墻的純框架，才可以不進行計算周期折減。

4 建筑結構中抗震設計新的思路

建筑結構抗震設計方法的發(fā)展，如下圖所示，從最初的0.1倍的結構自重作為水平力施加在結構步入由基于承載力的剛性設計發(fā)展到基于位移和變形控制的柔性設計。

4.1 剛性結構提高建筑物的抗震性能

通常高層公寓柔性結構為主流，靠整個建筑來減弱地震引起的搖動，但在強風刮過來時，樓的結構也會發(fā)生一定的搖動。采取了剛性結構后，搖動大大降低。如高級別的地震發(fā)生時，柔性結構的建筑一般要搖動1m左右，而剛性結構建筑只搖動30cm。

4.2 橡膠提高建筑物的抗震性能

如在日本東京一座免震結構公寓高達93m，建筑物的使用了新研制的高強度16積層橡膠，建筑物的中央部分使用了天然橡膠系統(tǒng)的積層橡膠。這樣，在裂度為6的地震發(fā)生時，就可將建筑物的受力減少至二分之一。一種超高層樓房用抗震裝置，使用的是類似橡膠的黏彈性體，該裝置可將強風造成的搖動減輕40%，同時也可提高抗震能力。

4.3 “局部浮力”的抗震系統(tǒng)

目前，日本開發(fā)了一種名為“局部浮力”的抗震系統(tǒng)，即在傳統(tǒng)抗震構造基礎上借助于水的浮力支撐整個建筑物。據日本媒體報道，普通抗震結構把建筑物的上層結構與地基分離開，以中間加入橡膠夾層和阻尼器的方式支撐建筑物。相比之下，“局部浮力”系統(tǒng)在上層結構與地基之間設置貯水槽，建筑物受到水的浮力支撐。水的浮力承擔建筑物大約一半重量，既減輕了地基的承重負荷，又可以把隔震橡膠小型化，降低支撐構造部分的剛性，從而提高與地基間的絕緣性。地震發(fā)生時，由于浮力作用延長了固有振蕩周期，即晃動一次所需時間，建筑物晃動的加速度得以降低。6～8層建筑物的固有周期最大可以達到5s以上。因此，在城市海灣沿岸等地層柔軟地帶也可以獲得較好抗震效果。此外，貯水槽內貯存的水在發(fā)生火災時可用于滅火，地震發(fā)生后可作為臨時生活用水。這一系統(tǒng)成本并不算高。以8層樓醫(yī)院為例，成本比普通抗震系統(tǒng)高出大約2%。

4.4 “滑動體”基礎提高建筑物抗震性能

古舊建筑獨戶建筑與高層樓房相比整體重量輕，積層橡膠不起作用。有效的抗震方法是在建筑物與基礎之間加上球型軸承或是滑動體，形成一個滾動式支撐結構，這樣可減輕地震造成的搖動。古舊建筑的抗震問題也得到了有關方面的重視。

5 結 語

綜上所述，建筑結構的抗震設計是一個完整、系統(tǒng)的過程，從場地的選擇到建筑物的結構設計，抗震設計貫穿，整個過程。而且建筑物的抗震設計是衡量建筑結構設計是否符合要求的重要指標。因此如何準確、合理的運用不同的抗震設計方法，是非常重要的，對于不同的建筑，不同的情況應區(qū)別對待，從而尋求最合理設計方法。我國目前的抗震設計方法尚有一些不足之處，需要我們在實踐中加以完善。

總之，要確保建筑結構中的抗震設計能高效完成，應在遵循相關建筑抗震規(guī)范要求的原則上，進行科學地合理地設計，確保建筑物具有穩(wěn)定的可靠的抗震性能，達到建筑物小震不壞、中震可修、大震不倒的標準。

參考文獻

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[2]韋潤忠.簡述建筑結構設計中的概念設計和經驗田[J].科技資訊，2012（3）105.

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[4]寇秀梅.結構設計中的抗震設計問題[J].中國西部科技，2008，6（7）.

第6篇：抗震設計原則范文

【關鍵詞】帶轉換層；高層建筑；抗震設計

前言

為保證設計的安全性，規(guī)定部分框支剪力墻結構轉換層的位置設置在3層以上時，其框支柱、剪力墻底部加強部位的抗震等級宜按高規(guī)規(guī)定提高一級采用，已經為特一級時不再提高，提高其抗震構造措施，而對于底部帶轉換層的框架-核心筒結構和為密柱框架的筒中筒結構的抗震等級不必提高底部帶轉換層的高層建筑在我國已大量建造，但至今未經受到大地震的考驗。其轉換層上部樓層的部分豎向構件不能連續(xù)貫通至下部樓層，因此，轉換層是薄弱樓層，其地震剪力需乘以1.15的增大系數(shù)。設計中不要誤認為只要樓層側向剛度滿足要求，該樓層就不是薄弱層。

一、帶轉換層結構的設計原則

帶轉換層建筑結構總體設計應遵循的如下原則：首先，傳力直接，避免多次轉換。布置轉換層上下主體豎向結構時，要盡量使水平轉換結構傳力直接，通過結構的合理布置，使不落地的剪力墻通過轉換托梁直接傳給豎向承重構件，盡可能的避免轉換次梁及水平多級轉換，實現(xiàn)傳力路勁的最短化。其次，強化下部、弱化上部。要保證底部大空間有適宜的剛度、強度、延性和抗震能力，要有意識的強化轉換層下部主體結構剛度，弱化轉換層上部主體結構的剛度，使得轉換層上下部主體結構的剛度及變形特征盡量接近，以避免出現(xiàn)薄弱層。再次，計算全面準確。必須將轉換結構作為整體結構中一個重要組成部分，采用符合實際受力變形狀態(tài)的正確計算模型進行三維空間整體結構計算分析。采用有限元方法對轉換結構進行局部補充計算時，轉換結構以上至少取2層結構進入局部計算模型，同時應計及轉換層及所有樓蓋平面內剛度，計及實際結構三維空間盒子效應，采用比較符合實際邊界條件的正確計算模型。

二、建筑結構平面布置

關于建筑物的結構平面布置，僅在《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》表4.3.3中對建筑物在考慮地震作用時的平面長寬比以及局部凹凸進行明確規(guī)定；并且在4.3.5條中對建筑的位移比和周期比進行嚴格的限制。非抗震設計時，由于對周期比沒有嚴格的限制，故在設計轉換層以上的小開間住宅部分的豎向構件時，可以只按照豎向構件的承載力進行設計；作抗震設計時，為了使周期比滿足規(guī)范要求的限值，必須對建筑物周圍的豎向構件進行加強處理，這就人為地增大了轉換層上部的建筑物結構剛度，也增加了豎向構件的數(shù)量或者截面，同時也會引起轉換層下部剛度相應增大。

三、建筑結構豎向布置

考慮地震作用下，僅在《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》中4.4.2和4.4.3條對建筑物的側向剛度進行限制，保證建筑物的側向剛度的連續(xù)。4.4.5條對建筑物的豎向收進和外挑進行限制。

（1）底部大空間為1層時，可近似采用轉換層上、下層結構等效剪切剛度比γ表示轉換層上、下層結構剛度的變化，γ宜接近1，非抗震設計時γ不應大于3，抗震設計時γ不應大于2。

（2）底部大空間層數(shù)大于1層時，其轉換層上部與下部結構的等效側向剛度比γe宜接近1，非抗震設計時γe不應大于2，抗震設計時γe不應大于1.3。由于轉換層結構上部建筑多為住宅，根據建筑住宅使用功能的要求，房間分隔較小且對結構梁高進行限制，故造成上部住宅部分的豎向構件柱子或短肢剪力墻數(shù)量較多，梁較密。并且轉換層上部住宅部分層高一般比下部大開間的商場部分小得多。這些都是造成轉換層上部結構剛度遠遠大于下部結構剛度的客觀原因。

四、結構構件承載力設計的區(qū)別

《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》4.7.1條中規(guī)定：無地震作用時，構件承載力設計值大于等于結構作用效應組合的設計值與結構重要性系數(shù)的乘值（結構重要性系數(shù)的取值在1.～1.1之間）；有地震作用組合時，構件承載力設計值大于等于結構作用效應組合的設計值與結構構件承載力抗震調整系數(shù)的乘值（結構構件承載力抗震調整系數(shù)的取值在1.0～1.33之間）。

以上分析均針對非抗震設計和抗震設計在結構概念設計上的區(qū)別，屬于確定建筑方案前需要考慮的結構體系對建筑物的總體影響，是非抗震設計和抗震設計在性能設計上的根本區(qū)別，需要在建筑方案確定前進行經濟綜合性比較分析。整體結構概念設計是實現(xiàn)非抗震結構性能經濟性設計的根本方向。

五、具體建筑構件單項比較分析

1、框支梁

梁上、下部縱向鋼筋的最小配筋率，非抗震設計時不應小于0.30%；抗震設計時，特一、一和二級不應小于0.60%、0.50%和0.40%；加密區(qū)箍筋最小面積含箍率在非抗震設計時不應小于0.9ft/fyv；抗震設計時，特一、一和二級不應小于1.3ft/fyv、1.2ft/fyv和1.1ft/fyv。梁截面高度在抗震設計時不應小于計算跨度的1/6，非抗震設計時不應小于計算跨度的1/8；框支梁截面組合的最大剪力設計值應符合下列要求：

無地震作用組合時：V≤0.2βcfcbh0；

有地震作用組合時：V≤0.15βcfcbh0/γRE。

2、框支柱

框支柱截面組合的最大剪力設計值應符合下列要求：無地震作用組合時，V≤0.2βcfcbh0；有地震作用組合時，V≤0.15βcfcbh0/γRE。柱截面寬度，非抗震設計時不宜小于400mm，抗震設計時不應小于450mm；柱截面高度，非抗震設計時不宜小于框支梁跨度的1/15，抗震設計時不宜小于框支梁跨度的1/12；非抗震設計時，框支柱宜采用復合螺旋箍或井字復合箍，箍筋體積配箍率不宜小于0.8%，箍筋直徑不宜小于10mm，箍筋間距不宜大于150mm。

3、剪力墻

部分框支剪力墻結構，剪力墻底部應加強部位墻體的水平和豎向分布鋼筋最小配筋率，抗震設計時不應小于0.3%，非抗震設計時不應小于0.25%；錯層處平面外受力的剪力墻，其截面厚度，非抗震設計時不應小于200mm，抗震設計時不應小于250mm，并均應設置與之垂直的墻肢或扶壁柱；抗震等級應提高一級采用。錯層處剪力墻的混凝土強度等級不應低于C30，水平和豎向分布鋼筋的配筋率，非抗震設計時不應小于0.3%，抗震設計時不應小于0.5%。

4、一般框架梁、柱、抗震墻

根據對國內外規(guī)范最小配筋率取值情況的研究成果，可知各國設計規(guī)范梁類構件受拉鋼筋最小配筋率取值存在兩種體系。一種是對抗震及非抗震情況取用相同的最小配筋率，如美國、新西蘭規(guī)范。另一種是對抗震及非抗震情況分別取用大小不同的最小配筋率，如歐共體混凝土結構設計規(guī)范EC2和抗震設計規(guī)范EC8。后者非抗震最小配筋率的取值水準比第一種取值體系明顯偏低。

結語

轉換層在高層建筑的應用必不可少，每座建筑的結構都有其自身的特點，應根據需要，選擇合適的轉換層類型。在施工中，還用注意每一環(huán)節(jié)的施工，在了解各構件特性的基礎上，合理的發(fā)揮其長處、解決其短處，保證轉換層的質量。

參考文獻：

第7篇：抗震設計原則范文

關鍵詞: 建筑 抗震, 設計,

Abstract: This paper introduces the concept of buildings aseismic design of meaning, and analyzes the concrete structure design top more attention should be paid to the cause of the concept design, and expounds the construction of the basic content of conceptual earthquake-resistant design, and points out that the concept design problems should be paid attention to perfect the high-rise building structural design, improve the design personnel design level.

Keywords: building aseismic, design

中圖分類號：TU973+.31 文獻標識碼：A 文章編號：

地震作用影響因素非常的復雜,它是一種隨機的、尚不能準確預見和準確計算的外部作用,目前規(guī)范給出的計算方法還是一種半經驗半理論的方法,要進行精確的抗震計算還有一定的困難,因此人們在工程實踐中提出了“建筑抗震概念設計”。

1 抗震概念設計

“建筑抗震概念設計”是指根據地震災害和工程實際經驗等所形成的基本設計原則及設計思想,依此進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程。掌握了抗震概念設計,有助于明確抗震設計思想,靈活、恰當?shù)剡\用抗震設計原則,使設計人員不至于陷入盲目的計算工作,從而做到比較合理地進行抗震設計。

2 高層結構設計更應該重視概念設計

高層建筑設計尤其是在高層建筑抗震設計中,應當非常重視概念設計。這是因為高層建筑結構的復雜性、發(fā)生地震時震動的不確定性、人們對地震時結構響應認識的局限性與模糊性、高層結構計算尤其是抗震分析計算的精確性、材料性能與施工安裝時的變異性以及其他不可預測的因素。在設計中,雖然分析計算是必須的,也是設計的重要依據,但僅靠此往往不能滿足結構安全性、可靠性的要求,不能達到預期的設計目標,因此必須非常重視概念設計。

3 建筑抗震概念設計的基本內容

3. 1 應重視建筑結構的規(guī)則性

建筑設計應符合抗震概念設計的要求,不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案。合理的建筑布置在抗震設計中是頭等重要的,提倡平、立面簡單對稱。 “建筑結構的規(guī)則性”包含了對建筑的平立面外形尺寸,抗側力構件布置、質量分布,承載力分布等諸多因素的綜合要求。

3. 2 抗震概念設計應堅持的原則

1) 剛柔相濟原則。在抗震設計中,不能一味地提高結構的抗力,一般是根據初定的尺寸和混凝土等級算出結構的剛度,再由結構剛度算出地震力,然后計算配筋。如果結構剛度太大,地震作用效應就很大,這樣為抵御地震而需配更多的鋼筋,因此,增加了結構的剛度,反而使地震作用效應增強。在較大的地震力瞬間襲來時,極易造成局部受損,最后導致各個擊破;而太柔的結構雖然有很好的延性,可以消減外力,但容易造成變形過大而無法使用,甚至整體傾覆。在抗震設計中,為了實現(xiàn)剛柔相濟的原則,既滿足變形要求,又能減小地震力,最主要的方法是進行隔震消能設計。在抗震設計中“, 剛柔相濟”可以通過合理控制設計總信息來實現(xiàn)。比如周期、位移、地震力應滿足GB 5001122001 建筑抗震設計規(guī)范限值要求或者不超規(guī)范太多。

2) 多道設防原則。強烈地震后往往伴隨多次余震,如果只有一道設防,在首次破壞后再遭余震,結構將會因損傷積累而導致倒塌。因此,一個抗震結構體系,應由若干個延生較好的分體系組成,并由延性較好的結構構件連接起來協(xié)同工作,如框架―剪力體系是由延性框架和抗震墻兩個分體系組成。

3. 3 抗側力結構和構件應設計成延性結構或構件延性是指構件或結構具有承載能力基本不降低的塑性變形能力的一種性能。

在“小震不壞,中震可修,大震不倒”的抗震設計原則下,結構應設計成延性結構。當設計成延性結構時,由于塑性變形可以耗散地震能量,結構變形加大,但結構承受的地震作用不會直線上升,延性結構的構件設計應遵守“強柱弱梁,強剪弱彎,強節(jié)點弱桿件,強底層柱”原則,承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。

3. 4 應有意識地加強薄弱環(huán)節(jié)

1) 結構在強烈地震下不存在強度安全儲備,構件的實際承載力分析(而不是承載力設計值的分析) 是判斷薄弱層的基礎。

2) 要使樓層(部位) 的實際承載力和設計計算的彈性受力之比在總體上保持一個相對均勻的變化,一旦樓層(部位) 的這個比例有突變時,會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。

3) 要防止在局部上加強而忽視整個結構各位剛度、承載力的協(xié)調。

4) 在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位) ,使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉移,這是提高結構總體抗震性能的主要手段。

3. 5 應采用合理的建筑結構體系

建筑布局除考慮功能要求外,結構單元抗側力結構的布置宜規(guī)則、對稱,受力明確,傳力合理,傳力途徑不間斷,并應具有良好的整體性。

1) 抗側力構件應布置合理。如在框架―剪力墻結構中,剪力墻宜均增布置在建筑物的周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位,剪力墻間距不宜過大;平面形狀凹凸較大時,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻;縱、橫剪力墻宜組成L型、T 型和[型等形式;剪力墻宜貫通建筑物的全高,避免剛度突變;剪力墻開洞口宜上下對齊;抗震設計時,剪力墻的布置宜使結構各主軸方向的側向剛度接近。

2) 結構的整體性要好。高層建筑結構中,樓蓋對于結構的整體性起到非常重要的作用。樓蓋相當于水平隔板,它不僅聚集和傳遞慣性力到各個豎向抗側力的子結構,而且要使這些子結構能協(xié)同承受地震作用,特別是當豎向抗側力子結構布置不均勻或布置復雜或各抗側力子結構水平變形特征不同時,整個結構就要依靠樓蓋使各抗側力子結構能協(xié)同工作。樓蓋體系最重要的作用是提供足夠的平面內剛度和抗力,并與豎向各子結構有效連接。所以房屋的頂層、結構轉換層、平面復雜或開洞過大的樓層、作為上部結構嵌固部分的地下室樓層應采用現(xiàn)澆樓蓋結構。一般樓層現(xiàn)澆樓板厚度不應小于80 mm , 頂層樓板厚度不宜小于120 mm ,普通地下室頂板厚不宜小于160 mm;作為上部結構嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應采用梁板結構,樓板厚度不宜小于180 mm。

4 做好概念設計應注意的問題

1) 結構方案要根據建筑使用功能、房屋高度、地理環(huán)境、施工技術條件和材料供應情況、有無抗震設防來選擇合理的結構類型。

2) 不同結構體系在豎向荷載、風荷載及地震力作用下的受力特點。

3) 風荷載、地震作用及豎向荷載的傳遞途徑。

4) 結構破壞的機制和過程,以加強結構的關鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)。

5) 建筑結構的整體性、承載力和剛度在平面內及沿高度均勻分布,避免突變和應力集中。

6) 預估和控制各類結構及構件塑性鉸區(qū)可能出現(xiàn)的部位和范圍。

7) 地基變形對上部結構及其受溫度變化的影響。

第8篇：抗震設計原則范文

[關鍵詞]高層建筑 抗震因素 結構特點 建筑材料

中圖分類號：TU973.31 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）26-0130-01

一、高層建筑抗震結構設計的基本原則

高層建筑抗震設計的基本原則是小震不壞，中震可修，大震不倒。結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性等性能，對于結構相對薄弱的部位，應采取提高抗震能力的措施。

盡可能設置多道抗震防線，伴隨著強烈地震之后，會發(fā)生多次余震，如果僅僅設置一條防線，可能在第一次被破壞之后，再遭遇余震，這樣則會導致房屋傷痕累累，甚至有倒塌的危險。設置多條抗震防線，可以防止余震對房屋帶來的多次傷害，使結構能耗散大量的地震能量，提高結構抗震性能，避免在大地震的時候，發(fā)生房屋倒塌。

針對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高其抗震能力，但應注意的是，不要加強了局部的抗震能力，而忽略了整個結構各部位剛度、承載力的協(xié)調，在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱部位，使之有足夠的變形能力又不使薄弱部位發(fā)生轉移，有效的提高結構總體的抗震性能。

抗震設計應盡量避免平面形狀或剛度不對稱的設計，防止平面形狀或剛度不對稱使建筑物產生嚴重的扭轉，加重災害的破壞程度。設計時也應注意盡量少用凸起屋面的塔樓設計，塔樓設計的建筑物在發(fā)生地震時容易發(fā)生鞭梢效應，使其房屋遭受嚴重破壞。

二、高層建筑在抗震設計中常見的問題

2.1部分建筑物高度過高

依照高層建筑混凝土結構技術的相關規(guī)定，參考建筑本身的結構類型以及設防烈度，混凝土結構的高層建筑需要有一個合理的高度，只有在這種高度下，抗震設計才會安全穩(wěn)定。這個高度應與我國當前的經濟發(fā)展、施工技術和整個土建規(guī)范體系相協(xié)調。就我國目前高層建筑來看，建筑超高問題嚴重，存在著潛在危險，當遇到地震時，會發(fā)生嚴重的破壞變形，因而會降低建筑物的抗震性能。隨著建筑物高度的超出延性要求、材料性能等指標也相對超出范圍，會誘發(fā)出其他的不良因素。

2.2地基選取的不合理

現(xiàn)代城市的不斷發(fā)展，人口也是與日俱增，城市的人均面積卻越來越少，但是開發(fā)商為了自身利益，往往會忽略這一問題，他們會選擇利潤空間較大的區(qū)域，進行高層建筑的建設。相關單位缺乏巖土工程勘察資料或是資料不全面，若沒有這些資料，設計就缺少了必要的依據。在高層建設之前，開發(fā)商應該對該區(qū)域進行實地考察，了解其土地的質量，適合高層建筑的土地必須保證土地的堅硬或密實均勻，不能垮在兩類土壤上，避開不利的地形，地基的選擇直接影響到抗震的能力。

2.3結構體系與材料的選用問題

在地震多發(fā)地區(qū)，結構體系的設計和建筑材料的選擇，受到人們的廣泛關注和重視。目前，我國建筑物大部分是由鋼筋混凝土組成的，變形的控制與設計必須以鋼筋混凝土結構的位移限值為準。當鋼筋混凝土彎曲變形時，側移會較大，雖然利用鋼框架會減少位移，但同時會增加鋼筋的負荷，無明顯輔助效果，為避免造成不利的影響，應盡可能降低它們的剛度。

2.4短柱與軸壓比問題

在高層建筑中，鋼筋混凝土結構建筑容易出現(xiàn)柱斷面較大的問題，這主要是控制柱軸壓比造成的，而柱斷面尺寸不會因為使用高強度混凝土而顯著性減小。如果柱的塑性變形能力小，結構延性就很差，在發(fā)生地震的時候，由于吸收地震能量與耗散少，就很容易發(fā)生結構破壞。所以在超高層建筑的抗震設計中應慎用鋼筋混凝土。

三、解決高層建筑抗震設計問題的對策

首先，對于高層位置的選擇，開發(fā)商要在建筑前，對土地質量及周邊位置要進行嚴格考察，查看建設高層的區(qū)域是否適合建筑，不能一味只顧自己眼前的利益，也要考慮到建筑的安全因素。建筑相關部門對建筑的審批也要認真負責，嚴格控制建筑中超高的問題，若房屋在發(fā)生地震時，不會發(fā)生較大的變形或破壞，保障人民群眾的生命財產安全。

在高層建筑中，結構體系與材料優(yōu)選是一個極為重要的問題，在建筑時，確定短柱并采取相應對策，可以使用復合螺旋箍筋，達到強剪弱彎、強柱弱梁的特點。對于短柱來說，抗剪承載力不及抗彎承載力，一旦發(fā)生地震，會因剪力而失去作用，抗彎強度的作用也不能發(fā)揮出來，這時就必須人為的地降低抗彎強度。對于材料的選擇，可以對材料參數(shù)隨機性的抗震模糊可靠度進行分析，綜合考慮材料參數(shù)的變異性，可以盡量選混凝土材料。

從地基承載力來看，在同樣的地基條件下，減輕結構自重意味著在不增加基礎或地基處理造價的情況下，可以增加層數(shù)。發(fā)生地震時，如果結構質量增加，也會引起地震力的增加，高層建筑由于高度較高，其重心也過高，受到的危害也很大，設計時對高層建筑物的填充墻及隔墻應采用輕質材料。

高層建筑在結構上應設置多道抗震防線，在大地震發(fā)生之后，往往會伴隨多次余震，如果僅僅設置一道防線，可能在強烈地震作用下，這條防線會遭到破壞，此時再發(fā)生余震，使防線又遭到重創(chuàng)，此防線可能無法承受，建筑物就面臨倒塌的危險。設置多道防線，可以抵擋后續(xù)的地震的沖擊，分散了地震的威力，使房屋更加有保障。高層結構形式應采用具有及壁式框架剪力墻，剪力墻框架簡體，筒中筒等多道抗戰(zhàn)防線結構體系。

積極采用基于位移的結構抗震設計，進行定量分析，使結構的變形能力滿足在預期的地震作用下的變形要求。提高結構阻尼，采用高延性構件。提高結構的耗能能力，減輕地震作用，減小樓層地震剪力。建造高層建筑最好選堅硬的場地土，可以減少地震能量輸入，減輕對建筑的破壞程度。

四、結語

在高層建筑結構設計時，要充分考慮到抗震設計，應透徹了解抗震設計的基本原則，在房屋建筑結構設計中抗震設計占有重要的地位，嚴格遵照抗震設計規(guī)范，對抗震設計中存在的問題應重視起來，并及時改正。隨著高層的抗震設計方法和技術在不斷進步，結合建筑實際情況，設計合理的抗震結構，只有從高層建筑物內部實施結構抗震，才能從根本上提高高層建筑的抗震能力，確保實際工程中的抗震質量，以防止地震帶來巨大的損失和危害，保護人民群眾的生命和財產安全。

參考文獻

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[3] 李志德.抗震分析與設計在高層建筑結構中的應用研究[J].科技創(chuàng)新導報.2008.

第9篇：抗震設計原則范文

【關鍵詞】房建結構，結構設計，抗震設計現(xiàn)狀，要求

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

房建結構抗震設計，關乎民生，關乎經濟發(fā)展，社會穩(wěn)定，對房屋建筑實施結構設計，主要涉及對建筑高度，承載力，總體結構，各個部件的性能規(guī)劃等一系列的因素，要求通過對各個構件和整體規(guī)劃的基礎上，既實現(xiàn)滿足居民生活生產保障安全的需要，又具有值得欣賞的美學價值。增強房建結構的抗震設計，必須綜合考慮地基，房屋的結構體系選擇，綜合布局等多方面建設因素，是一項及其專業(yè)，嚴謹，復雜的高技術工作。

二、建筑抗震的主要影響因素

1、抗震設計標準

目前，國內在不同地區(qū)設定的基本設防烈度，主要是根據該地區(qū)以及具體建筑在一段時間內遭受地震以及地震強度的概率而定的。如果是一般建筑，則執(zhí)行基本烈度設防，如果是重要的建筑物，則相應地提高設防烈度，但是，隨著設防烈度的提高，建筑的造價會相應增加。

2、建筑結構形式

為了有效地保證建筑物“小震不壞，中震可修，大震不倒”，在最新的設計規(guī)范中，磚混內框架結構被嚴格取締了。目前，主要采用的是框架結構、剪力墻結構等?？蚣芙Y構空間布置靈活，相對造價低，但是其在水平地震力作用下，容易發(fā)生剪切變形，因此，框架結構適用的高度相對較低。剪力墻結構平面布置沒有框架靈活，但其平面內自身剛度大，強度高，整體性能好，在水平荷載作用下變形小，抗震性能較強，適用于高度較高的高層建筑。

3、抗震措施

抗震措施主要是根據建筑的重要性決定的。在確定建筑等級及場地類型之后，將先進的抗震理念和系統(tǒng)的分析計算納入到抗震設計中，即可改善建筑抗震性能，提高建筑抗震效果。

三、框架結構抗震設計的基本要求

有抗震性要求的框架結構，應設計成延性框架，遵守“強柱弱梁” 、“強剪弱彎”、強節(jié)點、強構件等設計原則，柱截面不宜過小，應滿足結構側移變形及軸壓比的要求。在進行框架結構抗震設計的時候，需要確定框架結構的抗震等級，根據不同的等級進行設計，主要是為保證框架結構具有較好的延性，并且能滿足合理、經濟的設計要求。構件設計時應滿足各自的基本要求：①框架結構在進行梁端抗震設計時，既要允許塑性鉸在梁上出現(xiàn)又不要發(fā)生梁剪切破壞，同時還要防止由于梁筋屈服滲入節(jié)點而影響節(jié)點核心區(qū)的性能，使梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力，梁筋屈服后，塑性鉸區(qū)段應有較好的延性和耗能能力。②框架柱在設計時，應該遵循強柱弱梁，使柱盡量不要出現(xiàn)塑性鉸，在彎曲破壞之前不發(fā)生剪切破壞，使柱有足夠的抗剪能力，同時控制柱的剪切比不要太大。③框架節(jié)點在地震破壞時，主要是節(jié)點核心區(qū)剪切破壞和鋼筋錨固破壞，因此在設計時，要采取“強節(jié)點弱構件”的設計概念，保證在多遇地震時，節(jié)點應在彈性范圍內工作；在罕遇地震時，節(jié)點承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞。

四、框架結構構件抗震設計的構造措施

1、框架梁的截面抗震設計尺寸，宜符合下列各項要求：截面寬度不宜小于 200mm；截面高寬比不宜大于 4；凈跨與截面高度之比不宜小于4。在計算出梁控制截面處考慮地震作用的組合彎矩后，可按一般鋼筋混土受彎構件進行正截面受彎承載力計算。梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于 2.5％，且計入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比，一級不應大于 0.25，二、三級不應大于 0.35。梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值，除按計算確定外，一級不應小于 0.5，二、三級不應小于 0.3。梁端剪力設計值應根據強剪弱彎的原則，按的要求加以調整，對一、二、三級抗震等級分別采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系數(shù)。

2、框架柱的截面抗震設計尺寸，宜符合下列各項要求：截面的寬度和高度均不宜小于 300mm；圓柱直徑不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。柱軸壓比不宜超過下表的規(guī)定；建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑，柱軸壓比限值應適當減小。柱的鋼筋配置，應符合柱縱向鋼筋的最小總配筋率，中柱和邊柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.0、0.8、0.7、0.6，角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.2、1.0、0.9、0.8。同時每一側配筋率不應小 0.2％；對建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,數(shù)值應增加 0.1。 當采用HRB400 級熱軋鋼筋時應允許減少 0.1，混凝土強度等級高于 C60 應增加 0.1。

3、框架節(jié)點核芯區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑宜按規(guī)范中的柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑，一、二、三級框架節(jié)點核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且體積配箍率分別不宜小于 0.6％、0.5％ 和 0.4％。柱剪跨比不大于 2 的框架節(jié)點核芯區(qū)配箍特征值不宜小于核芯區(qū)上、下柱端的較大配箍特征值。

五、基于剪力墻結構建筑體形的抗震優(yōu)化設計

高層建筑結構的設計，除了要合理選擇結構抗側力體系外，要特別重視建筑體形和結構總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面；結構總體布置是指結構構件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結構總體布置對結構的抗震性能具有決定性的作用。

1、震害及抗震概念設計

結構抗震設計有許多不確定因素（地震特性、結構扭轉等），進行精確的抗震計算是非常困難的。結構的抗震設計除了進行細致的計算外，要特別注重結構概念設計。概念設計是指在結構設計中，結構工程師運用“概念”進行分析，做出判斷，并采取相應措施。根據概念設計，抗震房屋的建筑體形和結構總體布置應符合如下原則：采用規(guī)則結構，不采用嚴重不規(guī)則結構；明確的計算簡圖和合理的傳力路徑；具有必要的剛度和承載力，具備良好的彈塑性變形能力和消耗地震能量的能力；部分結構或構件破壞不應導致整體結構倒塌，增加超靜定結構的次數(shù)。滿足抗震設計原則：即：“強節(jié)弱桿”、“強豎弱平”、“強剪弱彎”；置多道抗震防線，形成兩道或多道的抗震防線，增強結構抗倒塌能力。

2、建筑平面和結構平面布置

高層建筑的外形分為板式和塔式兩大類：板式建筑平面兩個方向的尺寸相差較大，塔式建筑平面兩個方向的尺寸接近。多數(shù)高層建筑為塔式。對抗風有利的建筑平面形狀是簡單規(guī)則的凸平面，如圓形，正多邊形、橢圓形等平面，以減小風壓，有較多凹凸的復雜平面，對抗風不利，如V形、Y形等。對抗震有利的建筑平面形狀是簡單、規(guī)則、對稱、長寬比不大的平面。

六、結束語

綜上所述，建筑結構設計中的抗震設計十分重要，加上我國今年來地震較多，加強房屋抗震設計對于居民的安全具有很大作用，應該不斷的加強研究。

參考文獻：

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[3]萬忠倫 成都驛園高層住宅結構抗震設計 [期刊論文] 《鐵道建筑》 PKU -2008年12期

[4]呂西林.周德源、李思明、陳以一、陸浩亮.抗震設計理論與實例[M].同濟大學出版社.2011