導語：如何才能寫好一篇淺談建筑結構抗震設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：高層建筑；結構設計；抗震結構

隨著現代房屋建筑結構與整體技術的提升，在抗震結構設計中形成了多元化的運用發展，因此，在探索高層建筑結構設計的基礎上，形成多種穩定性結構的設計方式，這樣，可以全面加強高層建筑結構設計的穩定性，并在思考高層建筑結構抗震與地震影響等方面的因素，這樣，具有更大的優勢。

一、高層建筑結構穩定性與抗震設計的概念

建筑結構穩定性是指結構構件抵抗彎曲變形和失穩破壞的能力，和構件的截面形狀、截面積、錨固方式及長度有關，其中長度對構件穩定性的影響最大。如果構件的強度過小或失衡失穩都會對建筑結構帶來極大的危險性和破壞性。因此，建筑公司在初期設計和后期施工過程中，對處于穩定狀態的建筑結構或構件，要提前注意荷載引起的最大應力是否超過建筑材料的極限強度，避免其急劇變形而產生不穩定性。

二、高層建筑結構設計的抗震因素考慮

1、基礎不均勻沉降控制措施

對于高層建筑而言，基礎沉降不可避免，在高層建筑施工中，必須控制建筑基礎不均勻沉降的發生。我國對這方面的技術措施研究比較成熟，一般而言，可采取以下三種方法來降低基礎不均勻沉降發生的幾率。

（1）逆作法

逆作法是建筑工程防止沉降的常見方法之一，旨在通過降低土量使其與主體結構自重達到平衡，依此來降低沉降量。通常在此法施工過程中，必須設置地下連續墻，同時地下連續墻可充當地下室外墻，具備一定程度的檔土維護的作用。逆作法施工一般要加設中間樁，通常的位置在建筑物內部，如果在樁箱基礎條件下，則務必設置在樁部。

（2）應力消除法

應力消除法，顧名思義，就是改變原有結構基礎中的應力分布，重新分布基礎中的應力情況，依此達到控制局部沉降量的目的，從而消除不均勻沉降。一般而言，應力消除法施工方法為一邊打孔，一邊用高壓水進行孔的沖刷，使泥漿能夠充分清除。在鉆孔施工中，應力有效承重面積變小，這樣會相應地增加局部應力，此時的應力大多集中于孔壁處，從而使得孔周圍的土由側向擠出。這個時候邊界條件受到了改變，致使所受應力會重新分布，造成建筑基礎整體發生沉降。就沉降速度而言，一般是外部大于內部。一般應力消除法比較實用于飽和軟黏土，因為土壤的結構特性對于應力消除更為方便。

（3）后澆帶法

后澆帶是高層建筑常用的施工技術，后澆帶在工程上的意思是預留的臨時的帶型縫隙，用來連接主樓和裙房，其寬度設置在 900mm 為宜。在此法施工過程中，首先隔開高層主樓和裙房，并各自單獨施工，一般主樓施工完畢之后才澆筑后澆帶。如果主樓的地基是巖石層，相應地發生沉降并不顯著，可以在主樓施工完成之后直接進行后澆帶的澆筑，這時需要主樓滿足一定的高度，并且通過觀測相應的沉降數據來確定提前澆筑的時間。

2、軟基處理加固方法對比及選擇

（1）填土堆載預壓排水法

該軟基處理加固方法需在現狀場地填筑大量填土，通過填土荷載將軟土層中的超孔隙水沿塑料排水板排出，其缺點有：（1）預壓期需大量填土，但本場地均設有大面積地下室，地下室范圍內的預壓土又需挖除，來回倒運土方造價高；（2）固結速率緩慢，預壓期長，如需達到理想的加固效果恒載預壓期需達180d以上，影響本場地后期的建設周期。其優點有：施工工藝簡單，如工期寬裕可采用，并可將本期地下室范圍內挖除的土方作為附近場地地基預壓處理的土源。

（2）蓄水堆載預壓排水法

沿場地周邊修筑蓄水圍堰，通過場地上部蓄水荷載將軟土層中的超孔隙水沿塑料排水板排出；根據本工程的特點，其缺點有：蓄水高度有限，固結速率相當緩慢，預壓期長，如需達到理想的加固效果恒載預壓期往往需達300d以上，影響本場地后期的建設周期。其優點有：填方量少，施工工藝較簡單，造價節省，如工期足夠寬裕可采用。

（3）抽真空排水固結法

通過真空泵和抽真空管路，在真空膜以下地層中形成負壓力，將軟土層中的超孔隙水沿塑料排水板排出；根據本工程的特點，其缺點有：施工工藝較復雜，對密封帷幕、密封膜等施工要求嚴格；地基加固完成后場地下陷明顯，常呈平鍋底狀。其優點有：填方量少（一般僅鋪設砂墊層），加固造價較低，工期快，往往90～120d即可完成一個加固周期。綜合考慮上述各處理方法的優缺點及本工程工期較緊、場地設大面積地下室及距離水源較近的特點，擬采用真空聯合蓄水堆載預壓法對本場地軟土層進行加固處理。

三、探討高層建筑結構的抗震設計

1、框架結構的設計方式

框架結構的任意樓層不可避免存的在一定數量的填充墻，而一般來講，填充墻體會先于框架柱開裂。因此，為避免填充墻這一非結構構件受到較大損壞，用于層間位移驗算的層間位移角限值必須考慮容許的填充墻體開裂程度。我國現行多遇烈度彈性驗算時，鋼筋混凝土框架彈性層間位移角限值為1/550，鋼筋混凝土框架、抗震墻板柱、剪力墻、框架核心筒彈性層間位移角限值為1/800。從地震震害來看，盡管地震災區地震烈度可能超過規范的多遇地震烈度，但框架結構填充墻損壞的嚴重程度也在合理范圍內。在樓梯破壞的同時，往往樓梯間墻體破壞也較嚴重。設計時防止樓梯間墻體破壞，對防止樓梯破壞起有利作用。綜合上述因素，建議將框架多遇地震作用下彈性層間位移角限值適當減小，而多遇地震作用主要是保證結構為彈性狀態，結構主要構件不同。由于填充墻體與框架梁柱存在一定間隙，并且不同材料的填充墻體，其變形也存在一定差異。故在多遇地震驗算時，規范對填充墻體的剛度考慮是合理的。

2、復合地基形成法的技術提升

通過對被加固土體填充相應的材料，改變土體的結構，使土體被增強或被置換形成一定的增強體，由增強體和周圍地基同承載荷載，形成復合地基的一些地基處理方法。如振沖法、砂石樁法、CFG樁法、水泥深層攪拌法、土和灰土擠密樁法、高壓噴射注漿法等。在建筑施工中，根據特殊地質條件對地基承載力的要求，而選用不同的處理方法達到相應要求。通過填充砂和石料深入土體，被置換或擠密，從而達到提高承載力的目的；把水泥粉或水泥漿、粉煤灰或化學漿液充填進土體，通過這些填加料與土體產生化學反應，使土體凝聚、膠結、固化來提高承載力。

四、結語

通過采用多種結構設計與穩定性能的分析，能形成多方面的綜合運用，尤其是在考慮地震因素的基礎上，融入更多的結構設計元素，這樣，可以增強整個高層房屋建筑的抗震性能，具有很大的作用。

參考文獻：

[1]段陽萍；；底層框剪砌體房屋抗震結構設計[J]；科學之友（B版）；2006年08期

[2]李志強；孫晉垣；；淺談多層砌體房屋的抗震設計[J]；山西建筑；2009年05期

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關鍵詞：建筑結構；抗震設計；要求

中圖分類號： TU3 文獻標識碼： A

引言：根據有關部門的統計分析，全世界每年會發生四十萬次左右的不同程度的地震，而我國境內發生的地震次數更是達到了十萬次以上。地震造成的危害，輕者會對交通設施和房屋建筑帶來一定的損害，嚴重的會使城市變為廢墟，人員傷亡慘重，對社會經濟和人們的生活造成重大的毀滅性破壞。目前，全世界的很多國家都加大了對房屋建筑結構抗震設計的研究，希望借此可以提高建筑物的抗震水平，減少地震帶來的危害。在這一領域中，一些地震頻發的國家走在了技術的前列。而我國作為一個地震災害多發的國家，更是要積極吸取國際上的先進經驗技術，重視對建筑結構抗震設計的投入，重視建筑結構抗震設計的意義，從而提高我國建筑物抗震能力的整體水平。

1、建筑結構抗震的意義

建筑結構的抗震加固設計和安全施工措施在建設工程中具有十分重要的意義,。地震災害的防御是地震發生前要做好的防御性工作。震害防御分為工程性防御措施和非工程性防御措施兩種。工程性防御措施是減輕地震災害的主要途徑。工程性防御措施是指用工程的抗震設防與抗震加固來達到防御建筑物遭到地震破壞的措施。地震造成的人員傷亡最直接的原因就是地表的破壞與建筑物的破壞和倒塌。根據對全世界130多次傷亡較大的地震進行的統計表明，地震中絕大多數的傷亡是因建筑物的破壞和倒塌而造成的。所以，對建筑物進行相應的抗震設計，讓建筑物在破壞性地震中不倒塌、減少損害，是減少人員傷亡的關鍵。我國明確規定：新建、擴建和改建建設的工程，必須進行抗震設防，達到抗震設防的要求。一般的工業和民用建筑建設工程，必須按國家頒布的《中國地震動參數區劃圖》規定的抗震設防要求進行建筑結構的抗震設計。對于一些重大建設工程、可能發生嚴重次生災害的建設工程以及核電站和核設施建設工程必須進行地震安全性評價，并經過國家和省級地震行政主管部門審定的地震安全性評價結果來確定抗震設防要求。建設工程必須按照抗震設防要求和抗震設計規范進行抗震設計，并按抗震設計進行施工。

2、建筑場地的選擇

地震的實質是不規則的具有破壞性的地質運動，在強烈的地質運動下房屋建筑的地基在地震作用力的影響下也會隨著發生不規則運動，進而造成房屋建筑上部結構破壞。所以，在房屋建筑抗震設計中應從建筑場地的選擇入手。

2.1盡可能地選擇一些地勢開闊、土質堅硬的場地進行房屋建設。這是因為土質堅硬地基土不容易發生沉降，不會在地震力作用下地基土層發生位移。可有效地防止地震來臨時因地基土層的位移、沉降而使房屋建筑上部結構受到破壞。

2.2盡量在房屋建筑選擇場地時避開軟弱地基以及地震頻發的地段，如果應房屋建筑規劃設計要求，無法避開這些地段，應采取必要的地基加固處理技術以及抗震措施。從房屋結構抗震性能入手，提高房屋建筑結構的整體性及牢固性。

2.3盡可能地避開易發泥石流、山體滑坡地段，如果在這些危險地段建設房屋，一旦地震來臨時往往會引發泥石流及山體滑坡等災害，加劇了房屋建筑結構的破壞程度; 此外，房屋建筑場地的土層的強度和剛度也對房屋建筑結構的抗震能力有著一定的影響。通常是土層越厚越堅硬，房屋建筑受震害的程度越小。

3、地基和基礎設計

3.1為了提高房屋建筑的整體性及剛性，進而增強房屋建筑結構的抗震能力，在房屋建設設計過程中，應按照同一建筑單元建設在同一性質的地基上，結構相同的房屋建筑在地基處理方式選擇方面應采用統一的地基處理方式。

3.2房屋建筑基礎應按照有關規定深度進行埋設，盡可能地增加基礎的埋設深度，如果基礎埋設深度不夠或者過淺會降低建筑物的嵌固作用，使房屋建筑在地震災害下振幅增大，房屋建筑受害嚴重。所以，在滿足房屋建筑基礎埋設深度的基礎上盡可能地加大基礎埋設深度，并做好基坑的回填夯實工作，提高房屋建筑基礎的穩定性。

3.3房屋建筑是由基礎和上部結構兩部分構成。為了提高房屋建筑的整體性，一般在基礎室外的地坪下不宜設置內外交圈的基礎圈梁;應在房屋建筑上部結構和基礎部分之間設置構造柱，構造柱連接房屋上部結構及基礎的圈梁;如果房屋建筑基礎土質的剛度不夠，應考慮在基底設置圈梁，進而提升房屋基礎的強度和剛度。

4、建筑設計和建筑結構的規則性

4.1房屋的高度和寬度房屋高度和寬度比是影響房屋建筑結構抗震性能的主要因素。通常是房屋建筑的高度和寬度的比值越大，房屋建筑受到地震災害越嚴重，房屋建筑結構在地震作用力下側移及傾斜現象越明顯; 并且隨著房屋建筑建設高度的增加破壞程度也越發的嚴重。因此，為了使房屋建筑達到抗震要求，減少震害對房屋建筑的破壞，除了要嚴格按照有關的房屋建筑限高、限寬設計要求外，還應根據房屋建筑的使用功能合理地控制高度及寬度比。

4.2房屋建筑結構體系在房屋建筑結構抗震設計時，應注重房屋建筑結構的剛度及質量的均勻分布問題，盡可能地將房屋建筑的平面結構和立體結構設計為規則狀。比如，房屋建筑的平面結構過于復雜，并且房屋建筑結構的剛度和質量分布不均，地震發生時會因這些因素使整個建筑結構產生扭轉現象，加重地震度房屋建筑的破壞程度。

4.3防震縫的合理處理在房屋建筑結構抗震設計中，對于那些結構不規則的房屋建筑，應根據實際情況合理地在房屋建筑結構中設置防震縫。在設置防震縫時應注意將房屋建筑劃分為規則的獨立的單元結構。防震縫寬度應滿足房屋抗震要求，完全將上部結構分開，并且防震縫應根據房屋建筑的高度而設置，即房屋建筑高度有多高防震縫就設置多長。

4.4縱橫墻的分布墻體是房屋建筑結構的重要承重部分。同時墻體也是地震災害中破壞程度最為嚴重的部分。在房屋建筑抗震設計過程中，應重視房屋建筑的縱橫墻的設計，縱橫墻應按照分布均勻的原則，使各個縱墻和橫墻均與承擔房屋建筑上部結構重量; 墻體設置數量的多少對房屋建筑結構的整體剛度影響較大，如果縱橫墻數量設置的過少，相應地各個墻體間的間隔就越大，各個墻體所承擔的結構重要也就越大，房屋剛度就會較弱。房屋建筑結構抗震能力下降。所以應根據房屋建筑結構設計規范要求合理設置縱橫墻，這是提高房屋建筑結構抗震能力的關鍵。

5、墻體和屋蓋的抗震設計要求

經大量的房屋建筑結構抗震設計及實踐表明，房屋建筑的質量越輕，房屋建筑結構的穩定性越強，受地震破壞程度越小。所以在房屋建筑墻體設計時盡可能地從減少墻體重量入手，比如采用新型的防震砌塊；屋蓋方面也應選擇質量比較輕的新型建筑材料，盡量不要在屋頂設置過多的裝飾性建筑，以防增加房屋建筑的整體高寬比影響房屋建筑的抗震性能。

結束語：綜上所述，建筑結構的抗震設計是關系到人民的生命財產安全和社會和諧穩定的重大事項。地震給人類造成的災難是巨大的，也是難以預測的，因此，在建筑物的結構設計上防患于未然，是減少和避免地震災害帶來損失的最主要途徑。我國作為一個地震災害頻發的國家，幅員遼闊，人口密度大，在一些落后地區的房屋建筑抗震能力還遠遠不能夠達到應有的要求，因此，為了避免地震災害給社會和人民帶來的生命財產損失，在日后的建筑工程中，我國施工企業必須要嚴格按照國家規定的相關標準，科學的進行建筑結構的抗震設計，提升我國建筑工程的抗震設計水平和建筑物的抗震能力，保障人民的生命財產安全。

參考文獻：

[1]方小丹,魏璉.關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J].建筑結構學報,2011(12).

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關鍵字：高層建筑、結構抗震設計

引言

高層建筑的高度在一定程度上反映了一個國家的綜合國力和科技水平,世界著名的建筑更是建筑史上的紀念碑。但是如果高層建筑因結構設計不清,而造成結構布置不合理,不僅會造成大量的浪費,更重要的是給高層建筑留下了結構質量的安全隱患。因此高層建筑的結構設計就顯得尤為重要了。

一 結構設計特點

筆者以為，水平載荷是設計的主要因素，高層結構總是要同時承受豎向載荷和水平載荷作用。載荷對結構產生的內力是隨著建筑物的高度增加而變化的,隨著建筑物高度的增加,水平載荷產生的內力和位移迅速增大。

側向位移是結構設計控制因素。隨著樓房高度的增加,水平載荷作用下結構的側向變形迅速增大,結構頂點側移與建筑高度的四次方成正比,設計高層建筑結構時要求結構不僅要具有足夠的強度,還要具有足夠的抗推強度,使結構在水平載荷下產生的側移被控制在范圍之內。

結構延性是重要的設計指標。高層建筑還必須有良好的抗震性能,做到“小震不壞,大震能修。”為此,要求結構具有較好的延性,也就是說,結構在強烈地震作用下,當結構構件進入屈服階段后具有較強的變形能力,能吸收地震作用下產生能量,結構能維持一定的承載力。

軸向變形不容忽視，高層結構豎向構件的變位是由彎曲變形、軸向變形及剪切變形三項因素的影響疊加求得的。在計算多層建筑結構內力和位移時,只考慮彎曲變形,因為軸力項影響很小,剪力項一般可不考慮。但對于高層建筑結構,由于層數多,高度大,軸力值很大,再加上沿高度積累的軸向變形顯著,軸向變形會使高層建筑結構的內力數值與分布產生明顯的變化。

二 建筑抗震的理論探討

1、建筑結構抗震規范

建筑結構抗震規范實際上是各國建筑抗震經驗帶有權威性的總結,是指導建筑抗震設計(包括結構動力計算,結構抗震措施以及地基抗震分析等主要內容)的法定性文件它既反映了各個國家經濟與建設的時代水平,又反映了各個國家的具體抗震實踐經驗。它雖然受抗震有關科學理論的引導,向技術經濟合理性的方向發展,但它更要有堅定的工程實踐基礎,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半點冒險和不實。正是基于這種認識,現代規范中的條文有的被列為強制性條文,有的條文中用了“嚴禁,不得,不許,不宜”等體現不同程度限制性和“必須,應該,宜于,可以”等體現不同程度靈活性的用詞。

2、抗震設計的理論

擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀10～40年展起來的一種理論,它在估計地震對結構的作用時,僅假定結構為剛性,地震力水平作用在結構或構件的質量中心上。地震力的大小當于結構的重量乘以一個比例常數(地震系數)。

反應譜理論。反應譜理論是在加世紀40～60年展起來的,它以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解,以及結構動力反應特性的研究為基礎。動力理論是20世紀70-80年廣為應用的地震動力理論。進一步動力理論也稱地震時程分析理論,它把地震作為一個時間過程,選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入,建筑物簡化為多自由度體系,計算得到每一時刻建筑物的地震反應,從而完成抗震設計工作。

三 高層建筑結構抗震設計

1、抗震措施

在對結構的抗震設計中,除要考慮概念設計、結構抗震驗算外,歷次地震后人們在限制建筑高度,提高結構延性(限制結構類型和結構材料使用)等方面總結的抗震經驗一直是各國規范重視的問題。當前,在抗震設計中,從概念設計,抗震驗算及構造措施等三方面入手,在將抗震與消震(結構延性)結合的基礎上,建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法,直至進一步通過一些結構措施(隔震措施,消能減震措施)來減震,即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且,強柱弱梁,強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用已得到普遍的認可。

2、高層建筑的抗震設計理念

我國《建筑抗震規范》(GB50011-2001)對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求,“三水準”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時,結構處于彈性變形階段,建筑物處于正常使用狀態。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。因此,要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態驗算,要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區抗震設防烈度的基本烈度地震時,結構屈服進入非彈性變形階段,建筑物可能出現一定程度的破壞。但經一般修理或不需修理仍可繼續使用。因此,要求結構具有相當的延性能力(變形能力)不發生不可修復的脆性破壞。當遭遇第三設防烈度地震即高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震時,結構雖然破壞較重,但結構的非彈性變形離結構的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發生危及生命的嚴重破壞,從而保障了人員的安全。因此,要求建筑具有足夠的變形能力,其彈塑性變形不超過規定的彈塑性變形限值。

對建筑抗震的三個水準設防要求,是通過“兩階段”設計來實現的,其方法步驟如下:第一階段:第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數,先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應,與風、重力荷載效應組合,并引入承載力抗震調整系數,進行構件截面設計,從而滿足第一水準的強度要求;第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角,使其不超過抗震規范所規定的限值;同時采用相應的抗震構造措施,保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段:采用與第三水準相對應的地震動參數,計算出結構(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節)的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規范的限值。并采用必要的抗震構造措施,從而滿足第三水準的防倒塌要求。

3、高層建筑結構的抗震設計方法

我國的《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)對各類建筑結構的抗震計算應采用的方法作了以下規定:高度不超過40m,以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構,以及近似于單質點體系的結構,可采用底部剪力法等簡化方法;除1款外的建筑結構,宜采用振型分解反應譜方法;特別不規則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑,應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算,可取多條時程曲線計算結果的平均值與振型分解反應譜法計算結果的較大值。

總結

隨著城市人口的不斷增加建設可用地的減少,高層建筑繼續向著更高發展,結構所需承擔的荷載和傾覆力矩將越來越大。在確保高層建筑物具有足夠可靠度的前提下,為了進一步節約材料和降低造價,高層建筑結構夠構件正在不斷更新,設計理念也在不斷發展。高層建筑結構也正朝著結構立體化,布置周邊化,體型多樣化,結構支撐化,體型多樣化,材料高強化,建筑輕量化,組合結構化,結構耗能減震化等方向發展。

參考文獻

[1]朱鏡清.結構抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.

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關鍵詞：高層建筑；結構；抗震；設計

現在建設的很多項目都是高層建筑，而且這些項目建設的時候，規模都很大而且還有一定的高度，在設計高層建筑結構的時候，對于抗震結構的設計很嚴格。隨著建設項目的增多，抗震設計的方法也在變化，而且設計的結構越來越精確。在對高層結構設計的時候，先要在建筑的位置研究，勘查環境，使建筑結構具有抗震性。在保證建筑的抗震性上，要降低作用力這樣才能達到抗震的目的。

1 影響高層建筑結構抗震效果的因素

1.1 高層建筑自身結構設計

高層建筑常用結構類型有鋼結構和鋼筋砼結構。鋼結構整體自重輕、強度高、抗震性能好、施工工期短等特點，且截面相對較小，有很好延性，適合柔性方案，其缺點是造價較高。當場地土特征周期較長時易發生共振。鋼筋砼結構剛度大、空間整體性能好、造價相對較低及材料來源也較豐富，較適用承載力大，控制塑性變形的剛性方案結構。不利因素是結構自重大、抵抗塑性變形能力差，施工周期較長。因此高層建筑采取何種形式應取決于結構體系和材料特性，同時取決于場地土類型，避免場地土和建筑發生共振，而使振害更加加重。

1.2 高層建筑結構施工材料和過程

建筑中的材料與建筑的抗震性是有一定影響的，在設計環節要保證材料的選擇。當建筑的質量達到要求的時候，及時發生了地震，建筑的損害也會很小。因此在其他條件不變的情況下，要保證建筑的材料應該具有抗震性。如果使用的材料質量沒有辦法保證，那么在地震的時候建筑的破損情況嚴重，一般在高層建筑中使用的材料都是塑料板材還有混凝土板，這些材料對于建筑的抗震是有積極影響的。因此在高層建筑中可以使用這些材料。

要想保證高層建筑的抗震效果，在建筑的設計環節就要保證所有的環節都是合理的，通過科學的設計方便建筑的施工也方便建筑的管理。要有人員去檢查建筑的設計，保證設計圖紙以及設計內容科學，從而讓建筑的抗震效果達到要求。

1.3 場地選擇

場地選擇對高層建筑至關重要。地震造成的破壞除地震直接引起結構破壞外還有場地條件原因。當地震來臨時，其對高層建筑結構破壞的原因有很多方面，最主要的是地表滑坡、山體崩塌及巖石斷層等導致地表發生運動，使建筑結構受到破壞，而水災和海嘯等地震帶來的次生災害也會破壞建筑物。因此選擇有利抗震建筑場地，是減輕地震災害的第一道工序，抗震設防區建筑工程應選有利地段，應避開不利的地段。

2 高層建筑結構抗震延性設計要點

2.1 選擇有利場地

在對高層建筑設計的時候，首先要選擇一個正確的位置，這個位置地震活動少，在設計前要在建筑的位置收集資料，包括當地的地質以及地質活動等等，然后根據材料對建筑的抗震性作出合理的判斷。規劃建筑的位置對建筑的抗震有什么影響，例如地質條件穩定的位置對建筑的抗震有利，地震頻繁的地區對建筑的抗震不利。如果建筑的位置經常出現地震，那么設計單位在設計的時候，要提出要求，盡量避開這些地方。如果沒有恰當的方式可以避開，就要有合理的措施保證建筑的穩定。非常危險的地方最好不要建筑高層。

2.2 合理建筑結構體系及參數設計計算分析

建筑結構應據建筑抗震設防類別、抗震設防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結構材料和施工等因素，經技術、經濟和使用條件綜合比較確定。結構體系應滿足：（1）應具有明確計算簡圖和合理地震作用傳遞途徑；（2）應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗振能力或對重力荷載的承載能力；（3）應具備必要抗震承載力，良好變形能力和消耗地震能量能力。

對復雜結構進行多遇地震作用下的內力和變形分析時采用不少于兩個不同力學模型。目前主要有兩種計算理論：剪摩理論和主拉應力理論，它們有各自適用范圍：磚砌體一般采用主拉應力理論，而砌塊結構可采用剪摩理論。對計算機計算結果應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。結構計算控制主要計算結果有結構自振周期、位移、平動及扭轉系數、層間剛度比、剪重比、有效質量系數等。

2.3 層間位移限制

在出現地震的時候，高層建筑中的某些樓層會有位移，在出現位移的時候，建筑中的樓層會有錯位，當錯位超過一定程度的時候，建筑就會坍塌。根據某些研究發現，建筑的樓層出現位移，有建筑的材料有關，此外，還與建筑的結構聯系。現在建筑的結構有鋼筋混凝土，也有一部分是純鋼結構。但是鋼筋混凝土結構對建筑位移的限制要比鋼結構嚴格，尤其是對于建筑的抗風能力。現在對建筑的抗震設計主要是從位移出發，而且還要檢查結構的強度，將各個部件所能承受的能力都作為設計的一個標準。這樣才能保證設計的高層建筑有強度而且還有承載力。

在控制建筑位移的時候應該從兩個方面出發，一個是平面體型；一個是建筑的里面變化。這樣才能保證建筑的剛度沒有變化，在設計結構的時候，要講究結構的整體性。建筑結構之間的構件連接要保證有效。在設計地基的時候，也要保證地基有整體性，這樣可以控制建筑發生位移，還能保證建筑結構穩定。對于建筑的某些薄弱環節要各位的注意，在設計的時候嚴格要求。建筑的寬度以及高度都要保證在合理的范圍內，這樣可以使建筑在發生位移的時候能夠在一個可以控制范圍內。

2.4 減小地震能量輸入

在設計的過程中通常采用的是在位移結構抗震的方法，同時還要對方案開展定量分析工作，從而使得結構的彈性形變能夠很好的滿足地震作用力下位移的基本要求，在對建筑構件的承載力開展驗算的同時，還需要對建筑結構受到地震作用之下所產生的位移極限值進行有效的控制和調整，同時還要按照建筑構件構造的實際要求來對構件變形值和地震發生時候的能量輸入進行有效的控制，這樣也就能在很大程度上減弱了地震對高層建筑產生的不利影響。高層建筑在建設的過程中一定要具備非常強的變形能力，這樣就可以更好的吸收地震過程中所產生的能量，從而減少了地震破壞所產生的影響，在必要的時候我們還需要采取一定的手段來減少地震能量對結構的不利影響。

結束語

綜上，結構抗震設計要達到的總體要求是“小震不壞，中震可修，大震不倒”這一目的，必須進行嚴格的選型、分析和計算。高層建筑是當下建筑發展的主要趨勢，其抗震設計是高層建筑設計的重中之重。

參考文獻

[1]閆旭梅.高層建筑結構抗震設計分析[J].科技傳播，2010.8.

篇5

關鍵詞：建筑結構 ，抗震設計 ，方法

Abstract: in this paper, the architecture of the seismic necessary theoretical analysis, so as to explore the construction design idea, method, thus the seismic measures must be taken.

Keywords: building structure, seismic design method

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

1 抗震設計思路發展歷程

隨著建筑結構抗震相關理論研究的不斷發展，結構抗震設計思路也經歷了一系列的變化。最初，在未考慮結構彈性動力特征，也無詳細的地震作用記錄統計資料的條件下，經驗性的取一個地震水平作用(0.1倍自重)用于結構設計。隨著對結構非線性性能的不斷研究，人們發現設計結構時取的地震作用只是賦予結構一個基本屈服承載力，當發生更大地震時，結構將在一系列控制部位進入屈服后非彈性變形狀態，并靠其屈服后的非彈性變形能力來經受地震作用。由此，也逐漸形成了使結構在一定水平的地震作用下進入屈服，并達到足夠的屈服后非彈性變形狀態來耗散能量的現代抗震設計理論。

由以上可以看出，結構抗震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性能力的“耗”的一系列轉變。

2 現代抗震設計思路及關系

在當前抗震理論下形成的現代抗震設計思路，其主要內容是:

2.1 合理選擇確定結構屈服水準的地震作用

一般先以一具有統計意義的地面峰值加速度作為該地區地震強弱標志值(即中震的)，再以不同的R(地震力降低系數)得到不同的設計用地面運動加速度(即小震的)來進行結構的強度設計，從而確定了結構的屈服水準。

2.2 制定有效的抗震措施使結構確實具備設計時采用的R所對應的延性能力

其中主要包括內力調整措施(強柱弱梁、強剪弱彎)和抗震構造措施。現代抗震設計理念是基于對結構非彈性性能的研究上建立起來的，其核心是關系，關系主要指在不同滯回規律和地面運動特征下，結構的屈服水準與自振周期以及最大非彈性動力反應間的關系。其中R為彈塑性反應地震力降低系數，簡稱地震力降低系數；而為最大非彈性反應位移與屈服位移之比，稱為位移延性系數；T則為按彈性剛度求得的結構自振周期。

60年代開始，研究者在滯回曲線為理想彈塑性及彈性剛度始終不變的前提下，通過對不同周期，不同屈服水準的非彈性單自由度體系做動力分析，得到了有關彈塑性反應下最大位移的規律:對T大于1.0秒的體系適用“等位移法則”即非彈性反應下的最大位移總等于同一地面運動輸入下的彈性反應最大位移。對于T在0.12～0.5秒之間的結構，適用“等能量法則”即非彈性反應下的彈塑性變形能等于同一地震地面運動輸入下的彈性變形能。當“等能量原則”適用時，隨著R的增大，位移延性需求的增長速度比“等位移原則”下按與R相同的比例增長更快。由以上規律我們可以看出，如果以結構彈性反應為準，把結構用來做承載能力設計的地震作用取的越低，即R越大，則結構在與彈性反應時相同的地震作用下達到的非彈性位移就越大，位移延性需求就越高。這意味著結構必須具有更高的塑性變形能力。規律初步揭示出不同彈性周期的結構，當其彈塑性屈服水準取值大小不同時，在同一地面運動輸入下屈服水準與所達到的最大非彈性位移之間的關系。首先，通過人為措施可以使結構具有一定的延性，即結構在外部作用下，可以發生足夠的非線性變形，而又維持承載力的屬性。這樣就可以保證結構在進入較大非線性變形時，不會出現因強度急劇下降而導致的嚴重破壞和倒塌，從而使結構在非線性變形狀態下耗能成為可能。其次，作為非線彈性材料的鋼筋混凝土結構，在一定的外力作用下，結構將從彈性進入非彈性狀態。在非彈性變形過程中，外力做功全部變為熱能，并傳入空氣中耗散掉。由此我們可以想到，在地震往復作用下，結構在振動過程中，如果進入屈服后狀態，將通過塑性變性能耗散掉部分地震輸給結構的累積能量，從而減小地震反應。同時，實際結構存在的阻尼也會進一步耗散能量，減小地震反應。此外，結構進入非彈性狀態后，其側向剛度將明顯小于彈性剛度，這將導致結構瞬時剛度的下降，自振周期加長，從而減小地震作用。

3 保證結構延性能力的抗震措施

合理選擇了結構的屈服水準和延性要求后，就需要通過抗震措施來保證結構確實具有所需的延性能力，從而保證結構在中震、大震下實現抗震設防目標。系統的抗震措施包括以下幾個方面內容：

3.1“強柱弱梁”:人為增大柱相對于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現較早，在達到最大非線性位移時塑性轉動較大；而柱端塑性鉸出現較晚，在達到最大非線性位移時塑性轉動較小，甚至根本不出現塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。

3.2 “強剪弱彎”:剪切破壞基本上沒有延性，一旦某部位發生剪切破壞，該部位就將徹底退出結構抗震能力，對于柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節點的組合剪力值，使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發生剪切破壞。

3.3 抗震構造措施:通過抗震構造措施來保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，同時保證結構的整體性。

這一系統的抗震措施理念已被世界各國所接受，但是對于耗能機構卻出現了以新西蘭和美國為代表的兩種不完全相同的思路。首先，這兩種思路都是以優先引導梁端出塑性鉸為前提。

4 常用抗震分析方法

伴隨著抗震理論的發展，各種抗震分析方法也不斷出現在研究和設計領域。

在結構設計中，我們需要確定用來進行內力組合及截面設計的地震作用值。通常采用底部剪力法，振型分解反應譜法，彈性時程分析方法來計算該地震作用值，這三種方法都是彈性分析方法。其中，底部剪力法最簡便，適用于質量、剛度沿高度分布較均勻的結構。它的大致思路是通過估計結構的第一振型周期來確定地震影響系數，再結合結構的重力荷載來確定總的水平地震作用，然后按一定方式分配至各層進行結構設計。對較復雜的結構體系則宜采用振型分解反應譜法進行抗震計算，它的思路是根據振型疊加原理，將多自由度體系化為一系列單自由度體系的疊加，將各種振型對應的地震作用、作用效應以一定方式疊加起來得到結構總的地震作用、作用效應。而對于特別不規則和特別重要的結構，常常需要進行彈性時程分析，該方法為直接動力分析方法。以上方法主要針對結構在地震作用下的彈性階段，保證結構具有一定的屈服水準。

對結構抗震性能進行分析是抗震研究的一項重要內容，非線性時程分析，非線性靜力分析是目前常用的幾種抗震分析方法。其中針對結構非線性反應的非線性時程分析法(非線性動力反應分析)，從建立在層模型或單列梁柱模型上的方法到建立在截面多彈簧模型上的方法，再到目前正在研究發展的建立在截面纖維滯回本構規律的纖維模型法，模擬的準確程度正在不斷提高。其基本思路是通過一系列數值方法建立和求解動力方程從而得到結構各個時刻的反應量。但由于對地震特點和結構特性所做的假設，其結果存在不確定性，其主要價值是用來考察地震作用下普遍的而非特定的反應規律，以及對抗震設計后的結構進行校核析，評估其抗震性能。非線性靜力分析法(pushover)是近年來得到廣泛應用的一種結構抗震能力評估的新方法。這種方法從本質上說是一種靜力非線性計算方法，但它將反應譜引入了計算過程和結果。其根本特征是用靜力荷載描述地震作用，在地震作用下考慮結構的彈塑性性質。它的基本原理和步驟是先以某種方法得到結構在可能遭遇地震作用下所對應的目標位移，然后對結構施加豎向荷載的同時，將表征地震作用的一組水平靜力荷載以單調遞增的形式作用到結構上，在達到目標位移時停止荷載遞增，最后在荷載中止狀態對結構進行抗震性能評估，判斷是否可以保證結構在該水平地震作用下滿足功能需求。

5 結語

篇6

關鍵詞：建筑結構 抗震設計 方法

1 抗震設計思路的概述

我國結構計算理論經歷了經驗估算、容許應力法、破損階段計算、極限狀態計算，到目前普遍采用的概率極限狀態理論等階段。現行的《建筑結構可靠度設計統一標準》（GB50068-2001）則采用以概率理論為基礎的結構極限狀態設計準則，以使建筑結構的設計得以符合技術先進、經濟合理、安全適用的原則。概率極限狀態設計法更科學、更合理，但該法在運算過程中還帶有一定程度近似，只能視作近似概率法，并且僅憑極限狀態設計也很難估算建筑物的真正承載力。事實上，建筑物是一個空間結構，各種構件以相當復雜的方式共同工作，并非是脫離結構體系的單獨構件。

地震具有隨機性、不確定性和復雜性，要準確預測建筑物所遭遇地震的特性和參數，目前是很難做到的。而建筑物本身又是一個龐大復雜的系統，在遭受地震作用后其破壞機理和破壞過程十分復雜。且在結構分析方面，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，也存在著不確定性。因此，結構工程抗震問題不能完全依賴“計算設計”解決。應立足于工程抗震基本理論及長期工程抗震經驗總結的工程抗震基本概念，從“概念設計”的角度著眼于結構的總體地震反應，按照結構的破壞過程，靈活運用抗震設計準則，全面合理地解決結構設計中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關鍵部位的細節構造，從根本上提高結構的抗震能力。

2 現代抗震設計思路及關系 在當前抗震理論下形成的現代抗震設計思路，其主要內容是：

2.1 合理選擇確定結構屈服水準的地震作用。

一般先以具有統計意義的地面峰值加速度作為該地區地震強弱標志值（即中震的 ），再以不同的R（地震力降低系數）得到不同的設計用地面運動加速度（即小震的 ）來進行結構的強度設計，從而確定了結構的屈服水準。

2.2 制定有效的抗震措施使結構確實具備設計時采用的R所對應的延性能力。

其中主要包括內力調整措施（強柱弱梁、強剪弱彎）和抗震構造措施。現代抗震設計理念是基于對結構非彈性性能的研究上建立起來的，其核心是關系，關系主要指在不同滯回規律和地面運動特征下，結構的屈服水準與自振周期以及最大非彈性動力反應間的關系。其中R為彈塑性反應地震力降低系數，簡稱地震力降低系數；而為最大非彈性反應位移與屈服位移之比，稱為位移延性系數；T則為按彈性剛度求得的結構自振周期。

60年代開始，研究者在滯回曲線為理想彈塑性及彈性剛度始終不變的前提下，通過對不同周期，不同屈服水準的非彈性單自由度體系做動力分析，得到了有關彈塑性反應下最大位移的規律：對T大于1.0秒的體系適用 “等位移法則”即非彈性反應下的最大位移總等于同一地面運動輸入下的彈性反應最大位移。對于T在0.12－0.5秒之間的結構，適用“等能量法則”即非彈性反應下的彈塑性變形能等于同一地震地面運動輸入下的彈性變形能。當“等能量原則”適用時，隨著R的增大，位移延性需求的增長速度比“等位移原則”下按與R相同的比例增長更快。由以上規律我們可以看出，如果以結構彈性反應為準，把結構用來做承載能力設計的地震作用取的越低，即R越大，則結構在與彈性反應時相同的地震作用下達到的非彈性位移就越大，位移延性需求就越高。這意味著結構必須具有更高的塑性變形能力。 規律初步揭示出不同彈性周期的結構，當其彈塑性屈服水準取值大小不同時，在同一地面運動輸入下屈服水準與所達到的最大非彈性位移之間的關系。也揭示出了延性能力和塑性耗能能力是屈服水準不高的結構在較大地震引起的非彈性動力反應中不致發生嚴重損壞和倒塌的主要原因。讓人們認識到延性在抗震設計中的重要性。之所以存在上訴的規律，我們應該注意到鋼筋混凝土結構的一些相關特性。首先，通過人為措施可以使結構具有一定的延性，即結構在外部作用下，可以發生足夠的非線性變形，而又維持承載力的屬性。這樣就可以保證結構在進入較大非線性變形時，不會出現因強度急劇下降而導致的嚴重破壞和倒塌，從而使結構在非線性變形狀態下耗能成為可能。其次，作為非線彈性材料的鋼筋混凝土結構，在一定的外力作用下，結構將從彈性進入非彈性狀態。在非彈性變形過程中，外力做功全部變為熱能，并傳入空氣中耗散掉。我們可以進一步以單質點體系的無阻尼振動來分析，在彈性范圍振動時，慣性力與彈性恢復力總處于動態平衡狀態，體系能量在動能、勢能間不停轉換，但總量保持不變。如果某次振動過大，體系進入屈服后狀態，則體系在平衡位置的動能將在最大位移處轉化為彈性勢能和塑性變形能兩部分，其中，塑性變性能將耗散掉，從而減小了體系總的能量。由此我們可以想到，在地震往復作用下，結構在振動過程中，如果進入屈服后狀態，將通過塑性變性能耗散掉部分地震輸給結構的累積能量，從而減小地震反應。同時，實際結構存在的阻尼也會進一步耗散能量，減小地震反應。此外，結構進入非彈性狀態后，其側向剛度將明顯小于彈性剛度，這將導致結構瞬時剛度的下降，自振周期加長，從而減小地震作用。

3 保證結構延性能力的抗震措施合理選擇了結構的屈服水準和延性要求后，就需要通過抗震措施來保證結構確實具有所需的延性能力，從而保證結構在中震、大震下實現抗震設防目標。系統的抗震措施包括以下幾個方面內容：

3.1 “強柱弱梁”

人為增大柱相對于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現較早，在達到最大非線性位移時塑性轉動較大；而柱端塑性鉸出現較晚，在達到最大非線性位移時塑性轉動較小，甚至根本不出現塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。

3.2 “強剪弱彎”

剪切破壞基本上沒有延性，一旦某部位發生剪切破壞，該部位就將徹底退出結構抗震能力，對于柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節點的組合剪力值，使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發生剪切破壞。

3.3 抗震構造措施

通過抗震構造措施來保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，同時保證結構的整體性。

這一系統的抗震措施理念已被世界各國所接受，但是對于耗能機構卻出現了以新西蘭和美國為代表的兩種不完全相同的思路。首先，這兩種思路都是以優先引導梁端出塑性鉸為前提。4 常用抗震分析方法

在結構設計中，我們需要確定用來進行內力組合及截面設計的地震作用值。通常采用底部剪力法，振型分解反應譜法，彈性時程分析方法來計算該地震作用值，這三種方法都是彈性分析方法。其中，底部剪力法最簡便，適用于質量、剛度沿高度分布較均勻的結構。它的大致思路是通過估計結構的第一振型周期來確定地震影響系數，再結合結構的重力荷載來確定總的水平地震作用，然后按一定方式分配至各層進行結構設計。對較復雜的結構體系則宜采用振型分解反應譜法進行抗震計算，它的思路是根據振型疊加原理，將多自由度體系化為一系列單自由度體系的疊加，將各種振型對應的地震作用、作用效應以一定方式疊加起來得到結構總的地震作用、作用效應。而對于特別不規則和特別重要的結構，常常需要進行彈性時程分析，該方法為直接動力分析方法。以上方法主要針對結構在地震作用下的彈性階段，保證結構具有一定的屈服水準。

對結構抗震性能進行分析是抗震研究的一項重要內容，非線性時程分析，非線性靜力分析是目前常用的幾種抗震分析方法。其中針對結構非線性反應的非線性時程分析法（非線性動力反應分析），從建立在層模型或單列梁柱模型上的方法到建立在截面多彈簧模型上的方法，再到目前正在研究發展的建立在截面纖維滯回本構規律的纖維模型法，模擬的準確程度正在不斷提高。其基本思路是通過一系列數值方法建立和求解動力方程從而得到結構各個時刻的反應量。但由于對地震特點和結構特性所做的假設，其結果存在不確定性，其主要價值是用來考察地震作用下普遍的而非特定的反應規律，以及對抗震設計后的結構進行校核分析，評估其抗震性能。非線性靜力分析法（pushover）是近年來得到廣泛應用的一種結構抗震能力評估的新方法。這種方法從本質上說是一種靜力非線性計算方法，但它將反應譜引入了計算過程和結果。其根本特征是用靜力荷載描述地震作用，在地震作用下考慮結構的彈塑性性質。它的基本原理和步驟是先以某種方法得到結構在可能遭遇地震作用下所對應的目標位移，然后對結構施加豎向荷載的同時，將表征地震作用的一組水平靜力荷載以單調遞增的形式作用到結構上，在達到目標位移時停止荷載遞增，最后在荷載中止狀態對結構進行抗震性能評估，判斷是否可以保證結構在該水平地震作用下滿足功能需求。

5 結語

從現代抗震設計思路提出至今，世界各國的抗震學術界和工程界又取得了許多新的成果，比如進行了大量鋼筋混凝土構件的抗震性能試驗；通過迅速發展的計算機技術編制了準確性更好的非線性動力反應程序；在設計方法上也不再拘泥于以前單一的基于力的傳統抗震設計方法，開始嘗試基于性能和位移的新的抗震設計理念。在這樣的環境中，我國的抗震設計思路也應該在完善自身不足的同時，不斷向前發展。

參考文獻

[1]薛素鐸，趙均等.建筑抗震設計. 北京：科學出版社，2003

篇7

關鍵詞：高層建筑、結構抗震、優化設計、施工

引言

當前高層建筑結構抗震優化設計一直以來都是施工項目當中的難點和重點。在實踐的工作當中不僅應當對結構性的原則進行分析，同時還應當充分的結合當前行業之內的標準和規范，對設計的內容和設計的理念等進性分析，對高層建筑結構抗震優化設計之中的常見問題進行綜合性的研究，以更好的明確技術發展的趨勢和方向。

1.高層建筑結構抗震優化設計的規范和內容分析

明確高層建筑結構抗震優化設計的基本內容和規范對于后續工作的順暢開展有著重大的意義，所以還應當重點的加強對此環節內容的分析。

我國現行抗震規范要求高層建筑的抗震計算主要是在多遇地震作用下，按反應譜理論計算地震作用，用彈性方法計算內力及位移，并用極限狀態方法設計構件。隨著當前人們生活水準的不斷提升，在城市范圍之內人口的密度也呈現出了不斷增長的趨勢。所以，在當前的社會環境影響之下高層的建筑逐步成為了人們物質生活之中的主要組成部分，并且也逐步成為了商業化、工業化以及城市化發展的主要標志。但是需要注意的是，在高層設計之中抗震概念設計相當關鍵，其可以幫助建筑的設計施工單位更好的掌握和控制其中存在的不確定性和復雜性，很好的對其中的相關參數和特性加以判定，同時對工作的主要方向和應當遵循的原則等進行系統性的分析，這一點是當前城市建筑設計工作的主要發展方向，同時也是今后工作的主要難點。詳細的分析高層建筑結構抗震優化設計的難點和重點，同時對工作的主要方向和應當遵循的原則等進行系統性的分析，旨在以此為基礎更好的實現結構設計工作的改良。在今后還應當加強對結構抗震優化設計的深入分析，旨在以此為基礎更好的實現結構設計工作的改良。所以廣大技術人員和施工人員應當加強對高層建筑結構抗震優化設計的重點分析。以更好的實現相關事業的改革。

2.高層建筑結構抗震優化設計的原則

在高層建筑結構抗震優化設計之中首先應當保證設計工作有著足夠的穩定性和承載力，同時對建筑施工的剛度等進行嚴格的分析，對施工設計的延展星等進行研究，同時嚴格的遵循強節點弱構件等原則，更好的對其中的薄弱部位進行處理，進而采取恰當的措施有效的增強建筑結構自身的抗震能力和抗震水準。

選擇對于建筑抗震有利的地基，相當關鍵，同時也是高層建筑結構抗震優化設計應用過程之中的基礎性環節。在今后還應當加強對抗震概念設計的深入分析，在結構設計之中應當全面的注重房屋的高度、建筑設計的布局形式、場地設計的標準、現場的資源條件、周邊的環境情況、材料等方面的因素等，同時還應當注重其中地基以及施工方面的影響因素，注重技術和經濟指標的雙重結合。以更好的確定今后的設計方向。針對建筑自身結構和布局形式的確定還應當全面的遵循力學的對成型，遵循其中的原則。避免在出現地震等不良情況之時出現剪切破壞等嚴重的狀況。此外還應當加強表層土質的覆蓋性，這一點對于減少地震的作用影響力也有著巨大的意義。在高層建筑結構抗震優化設計之中，應當盡可能的選擇一些中硬土的場地，很好的對其中的相關參數和特性加以判定，并且避免出現諸如地基實效、地層錯位以及滑坡等嚴重的情況。當前高層建筑結構抗震優化設計相當關鍵，其施工的技術意義也相當的明顯，進行抗震設計之時還應當盡量的避免其中不利的場地因素和施工條件，這一點是當前城市建筑設計工作的主要發展方向，在施工的開展過程之中還應當采取相對應的措施和技術，詳細的分析高層建筑結構抗震優化設計的難點和重點，以更好的降低地震所帶來的不良影響，減少地震對于整個施工所產生的危害性。

3.高層建筑結構抗震優化設計常見問題和對策

根據上文針對當前高層建筑結構抗震優化設計的主要內容以及規范原則等進行分析，可以明確今后工作的重點和方向。下文將針對高層建筑結構抗震優化設計之中的常見問題和優化改良的主要對策等進行研究，旨在更好的解決施工技術當中的難點，進一步的促進結構設計水準的綜合提升。

由于結構以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準。但因其彎曲變形的側移較大，靠剛度很小的鋼框架協同工作減小側移，不僅增大了鋼結構的負擔，而且效果不大，因此在需要設置加強層及轉換層時，要慎重選擇其結構模式，盡量減小其本身剛度，減小其不利影響。現在許多專家學者提出，現行的建筑結構設計安全度己不能適應國情的需要，認為我國“取用了可能是世界上最低的結構設計安全度”并主張“建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高”。 總的來講，當前高層建筑結構抗震優化設計相當關鍵，其施工的技術意義也相當的明顯，一方面可以保證建筑在不良的環境和地質條件之下可以維持自身的穩定性，同時還可以使得整個結構設計更加科學和合理。所以廣大技術人員和施工人員應當加強對高層建筑結構抗震優化設計的重點分析。

科學的布局形式對于保證高層建筑結構抗震優化設計的水準和效益相當關鍵。在實踐的結構設計之中應當充分的結合場地的需求和標準，在其中及時并且恰當的引入相關規則，同時還應當保證政策和思想的完善性，另外還應當注重質量中心的重合，在地震發生之時，最為關鍵的一點是建筑自身的結構穩定性，不至于使得建筑在地震的作用之下出現扭轉的情況。所以，還應當加強對強度的設計和提升。詳細的分析高層建筑結構抗震優化設計的難點和重點，同時對設計的難點和主導的思想方向等進行系統性的分析，在進行建筑立面設計之時，則應當避免出現變化性的階梯梯形，盡量的降低和減少房屋的重心，所以，在高層建筑結構抗震優化設計的應用過程之中應當注重上述的原則，保證建筑在不良的環境和地質條件之下可以維持自身的穩定性，旨在以此為基礎更好的實現相關事業的改革，以更好的從根本上保證設計的穩定性和可靠性。

在施加的設計過程當中還應當在設防烈度之下采用彈性的設計方式，并且加強抗震措施和政策的制定，進而加強整個抗震構造的科學性以及合理性，使得整個結構設計更加科學和合理。以更好的保證建筑結構自身的安全性和穩定。

4.結束語

總而言之加強抗震設計水準意義重大，在實踐的工作當中不僅應當對結構性的原則進行分析，同時還應當充分的結合當前行業之內的標準和規范，對設計的內容和設計的理念等進性分析，綜上所述，根據對當前現代化的高層建筑結構抗震優化設計重點和難點等進行系統性的分析，從實際的角度著手對設計的思想理念和應當遵循的原則等進行綜合性的研究，旨在以此為基礎更好的實現相關設計工作的改革和創新。

參考文獻

[1]吳輝琴，劉齊茂，劉巖. 在強烈地震作用下建筑結構的優化設計[J]. 建筑科學. 2009（04）.

篇8

關鍵詞：建筑結構;抗震設計;方法

1 抗震設計思路發展歷程

隨著建筑結構抗震相關理論研究的不斷發展，結構抗震設計思路也經歷了一系列的變化。

最初，在未考慮結構彈性動力特征，也無詳細的地震作用記錄統計資料的條件下，經驗性的取一個地震水平作用（0.1倍自重）用于結構設計。到了60年代，隨著地面運動記錄的不斷豐富，人們通過單自由度體系的彈性反應譜，第一次從宏觀上看到地震對彈性結構引起的反應隨結構周期和阻尼比變化的總體趨勢，揭示了結構在地震地面運動的隨機激勵下的強迫振動動力特征。但同時也發現一個無法解釋的矛盾，當時規范所取的設計用地面運動加速度明顯小于按彈性反應譜得出的作用于結構上的地面運動加速度，這些結構大多數卻并未出現嚴重損壞和倒塌。后來隨著對結構非線性性能的不斷研究，人們發現設計結構時取的地震作用只是賦予結構一個基本屈服承載力，當發生更大地震時，結構將在一系列控制部位進入屈服后非彈性變形狀態，并靠其屈服后的非彈性變形能力來經受地震作用。由此，也逐漸形成了使結構在一定水平的地震作用下進入屈服，并達到足夠的屈服后非彈性變形狀態來耗散能量的現代抗震設計理論。

由以上可以看出，結構抗震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性能力的“耗”的一系列轉變。

2 現代抗震設計思路及關系

在當前抗震理論下形成的現代抗震設計思路，其主要內容是：

2.1 合理選擇確定結構屈服水準的地震作用

一般先以一具有統計意義的地面峰值加速度作為該地區地震強弱標志值（即中震的 ），再以不同的R（地震力降低系數）得到不同的設計用地面運動加速度（即小震的 ）來進行結構的強度設計，從而確定了結構的屈服水準。

2.2 制定有效的抗震措施使結構確實具備設計時采用的R所對應的延性能力

其中主要包括內力調整措施（強柱弱梁、強剪弱彎）和抗震構造措施。現代抗震設計理念是基于對結構非彈性性能的研究上建立起來的，其核心是關系，關系主要指在不同滯回規律和地面運動特征下，結構的屈服水準與自振周期以及最大非彈性動力反應間的關系。其中R為彈塑性反應地震力降低系數，簡稱地震力降低系數；而為最大非彈性反應位移與屈服位移之比，稱為位移延性系數；T則為按彈性剛度求得的結構自振周期。

60年代開始，研究者在滯回曲線為理想彈塑性及彈性剛度始終不變的前提下，通過對不同周期，不同屈服水準的非彈性單自由度體系做動力分析，得到了有關彈塑性反應下最大位移的規律：對T大于1.0秒的體系適用 “等位移法則”即非彈性反應下的最大位移總等于同一地面運動輸入下的彈性反應最大位移。對于T在0.12－0.5秒之間的結構，適用“等能量法則”即非彈性反應下的彈塑性變形能等于同一地震地面運動輸入下的彈性變形能。當“等能量原則”適用時，隨著R的增大，位移延性需求的增長速度比“等位移原則”下按與R相同的比例增長更快。由以上規律我們可以看出，如果以結構彈性反應為準，把結構用來做承載能力設計的地震作用取的越低，即R越大，則結構在與彈性反應時相同的地震作用下達到的非彈性位移就越大，位移延性需求就越高。這意味著結構必須具有更高的塑性變形能力。 規律初步揭示出不同彈性周期的結構，當其彈塑性屈服水準取值大小不同時，在同一地面運動輸入下屈服水準與所達到的最大非彈性位移之間的關系。也揭示出了延性能力和塑性耗能能力是屈服水準不高的結構在較大地震引起的非彈性動力反應中不致發生嚴重損壞和倒塌的主要原因。讓人們認識到延性在抗震設計中的重要性。之所以存在上訴的規律，我們應該注意到鋼筋混凝土結構的一些相關特性。首先，通過人為措施可以使結構具有一定的延性，即結構在外部作用下，可以發生足夠的非線性變形，而又維持承載力的屬性。這樣就可以保證結構在進入較大非線性變形時，不會出現因強度急劇下降而導致的嚴重破壞和倒塌，從而使結構在非線性變形狀態下耗能成為可能。其次，作為非線彈性材料的鋼筋混凝土結構，在一定的外力作用下，結構將從彈性進入非彈性狀態。在非彈性變形過程中，外力做功全部變為熱能，并傳入空氣中耗散掉。我們可以進一步以單質點體系的無阻尼振動來分析，在彈性范圍振動時，慣性力與彈性恢復力總處于動態平衡狀態，體系能量在動能、勢能間不停轉換，但總量保持不變。如果某次振動過大，體系進入屈服后狀態，則體系在平衡位置的動能將在最大位移處轉化為彈性勢能和塑性變形能兩部分，其中，塑性變性能將耗散掉，從而減小了體系總的能量。由此我們可以想到，在地震往復作用下，結構在振動過程中，如果進入屈服后狀態，將通過塑性變性能耗散掉部分地震輸給結構的累積能量，從而減小地震反應。同時，實際結構存在的阻尼也會進一步耗散能量，減小地震反應。此外，結構進入非彈性狀態后，其側向剛度將明顯小于彈性剛度，這將導致結構瞬時剛度的下降，自振周期加長，從而減小地震作用。

3 保證結構延性能力的抗震措施

合理選擇了結構的屈服水準和延性要求后，就需要通過抗震措施來保證結構確實具有所需的延性能力，從而保證結構在中震、大震下實現抗震設防目標。系統的抗震措施包括以下幾個方面內容：

3.1 “強柱弱梁”

人為增大柱相對于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現較早，在達到最大非線性位移時塑性轉動較大；而柱端塑性鉸出現較晚，在達到最大非線性位移時塑性轉動較小，甚至根本不出現塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。

3.2 “強剪弱彎”

剪切破壞基本上沒有延性，一旦某部位發生剪切破壞，該部位就將徹底退出結構抗震能力，對于柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節點的組合剪力值，使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發生剪切破壞。

3.3 抗震構造措施

通過抗震構造措施來保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，同時保證結構的整體性。

這一系統的抗震措施理念已被世界各國所接受，但是對于耗能機構卻出現了以新西蘭和美國為代表的兩種不完全相同的思路。首先，這兩種思路都是以優先引導梁端出塑性鉸為前提。

4 常用抗震分析方法

伴隨著抗震理論的發展，各種抗震分析方法也不斷出現在研究和設計領域。

在結構設計中，我們需要確定用來進行內力組合及截面設計的地震作用值。通常采用底部剪力法，振型分解反應譜法，彈性時程分析方法來計算該地震作用值，這三種方法都是彈性分析方法。其中，底部剪力法最簡便，適用于質量、剛度沿高度分布較均勻的結構。它的大致思路是通過估計結構的第一振型周期來確定地震影響系數，再結合結構的重力荷載來確定總的水平地震作用，然后按一定方式分配至各層進行結構設計。對較復雜的結構體系則宜采用振型分解反應譜法進行抗震計算，它的思路是根據振型疊加原理，將多自由度體系化為一系列單自由度體系的疊加，將各種振型對應的地震作用、作用效應以一定方式疊加起來得到結構總的地震作用、作用效應。而對于特別不規則和特別重要的結構，常常需要進行彈性時程分析，該方法為直接動力分析方法。以上方法主要針對結構在地震作用下的彈性階段，保證結構具有一定的屈服水準。

對結構抗震性能進行分析是抗震研究的一項重要內容，非線性時程分析，非線性靜力分析是目前常用的幾種抗震分析方法。其中針對結構非線性反應的非線性時程分析法（非線性動力反應分析），從建立在層模型或單列梁柱模型上的方法到建立在截面多彈簧模型上的方法，再到目前正在研究發展的建立在截面纖維滯回本構規律的纖維模型法，模擬的準確程度正在不斷提高。其基本思路是通過一系列數值方法建立和求解動力方程從而得到結構各個時刻的反應量。但由于對地震特點和結構特性所做的假設，其結果存在不確定性，其主要價值是用來考察地震作用下普遍的而非特定的反應規律，以及對抗震設計后的結構進行校核分析，評估其抗震性能。非線性靜力分析法（pushover）是近年來得到廣泛應用的一種結構抗震能力評估的新方法。這種方法從本質上說是一種靜力非線性計算方法，但它將反應譜引入了計算過程和結果。其根本特征是用靜力荷載描述地震作用，在地震作用下考慮結構的彈塑性性質。它的基本原理和步驟是先以某種方法得到結構在可能遭遇地震作用下所對應的目標位移，然后對結構施加豎向荷載的同時，將表征地震作用的一組水平靜力荷載以單調遞增的形式作用到結構上，在達到目標位移時停止荷載遞增，最后在荷載中止狀態對結構進行抗震性能評估，判斷是否可以保證結構在該水平地震作用下滿足功能需求。

篇9

關鍵詞：異形柱；框架―剪力墻結構；抗震性能

Abstract: the special-shaped columns frame-shear wall structure because of its space to decorate the advantages and flexible superior, the seismic performance, in the high-level building in a wide range of applications, this paper discusses the seismic design and performance it is reviewed.

Keywords: special-shaped columns; Frame-shear wall structure; Seismic performance

中圖分類號：TU352.1+1文獻標識碼：A 文章編號：

前言：近年來，在中高層民用建筑（特別是住宅建筑）結構體系中，異形柱框架―剪力墻結構將建筑美觀和使用功能的靈活性有機地結合起來，以其較好的經濟效益、較佳的建筑功能、優越的抗震性能得到了廣泛使用。

一、異形柱框架―剪力墻結構性能分析

異形柱框架―剪力墻結構為框架―剪力墻結構的特殊形式，其柱截面的肢厚不應小于200mm,肢高不應小于500mm。填充墻要求采用輕質高效的墻體材料，不僅改善了建筑的保溫、隔熱性能，節約能源消耗，還能減輕結構自重，有利于節約基礎建設投資，有利于減少結構的地震作用。異形柱框架―剪力墻結構體系是在異形柱框架結構體系的基礎上，布置一定數量的剪力墻，或將剪力墻集中布置于樓層電梯間的周圍形成筒體，能夠增強結構的抗震性能，異型柱的受力性能比較復雜，異型柱為抗震的薄弱構件；但作為框架―剪力墻結構，本身具有兩道抗震防線，剪力墻受力明確，變形能力較好，且剪力墻的縱向剛度大，按等剛度分配的原則，則剪力墻承擔較大的地震荷載，設計時，除了滿足計算，方案要考慮周全以外，還應滿足相應的構造措施，注重延性設計。

二、異形柱框架一剪力墻結構抗震設計的幾個重要問題

（一）強調概念設計優化結構方案

異形柱結構在方案階段的抗震概念設計尤為重要，其首要問題就是選擇合理的結構形式和確定可靠的傳力途徑。在小高層建筑中宜采用異形柱框架一剪力墻結構，剪力墻作為第一道抗震防線，異形柱框架作為第二道防線，增強結構的抗震能力。結構應設計成雙向抗側力體系，結構平面形狀宜規則、對稱，結構在主軸的兩個方向的動力特性宜相近，在樓梯間和電梯間應合理地布置剪力墻或一般框架柱，盡量使結構的質心和剛心重合，避免虛假對稱的結構平面并加強結構周邊的抗扭剛度，減小扭轉效應可能導致的嚴重震害。框架縱橫柱網軸線宜分別對齊拉通以形成完整的框架，柱截面肢厚中心線宜與框架梁中心線及剪力墻中心線對齊，盡量避免由于二者中心線偏移對受力帶來的不利影響。

抗震設計時，結構兩主軸方向均應布置剪力墻且剪力墻的間距不宜過大，當剪力墻之間的樓板有較大開洞時，間距應適當減小，否則，在側向力作用下不能保證樓蓋的平面剛度，削弱對樓板的約束能力而導致計算結果與實際結構不符。對異形柱結構中處于受力不利部位的異形柱，例如結構平面柱網軸線斜交處及平面凹進不規則等部位，可采用一般框架柱，以改善結構的整體受力性能。結構體系沿豎向的剛度變化應均勻，避免過大的外挑和內收，造成結構的剛度突變，產生薄弱層塑性變形集中現象。

（二）注重延性設計

a、控制軸壓比

對于框架一剪力墻結構，柱子的延性對于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起著十分重要的作用，且軸壓比又是影響砼柱延性的一個關鍵指標，柱的側移延性比隨著軸壓比的增大而急劇下降，因異形柱結構剪力中心與截面形心不重合，剪應力使砼柱肢先于普通矩形壓剪構件出現裂縫，產生腹剪破壞，導致異形柱脆性明顯，延性普遍低于矩形柱，因而對異形柱的軸壓比要嚴格控制。

對于L形、T形及十字形截面雙向壓彎柱，截面曲率延性比不僅與軸壓比、配箍特征值有關，而且彎矩作用方向角有極重要的影響。另外，控制箍筋間距與縱筋直徑之比s/d不要太大，推遲縱筋壓曲也是保證異形柱截面延性需要的重要因素。異形柱在不同軸壓比時柱端加密區對箍筋最小配箍特征值的要求，以保證異形柱在不利彎矩作用方向角域時也具有足夠的延性。《混凝土異形柱結構技術規程》表6.2.9中異形柱箍筋加密區的箍筋最小配箍特征值所示，與矩形柱的最小配箍特征值有著較大的差異。

為了保證異形柱結構的延性要求，在抗震設計中，保證柱滿足軸壓比的要求，就必須滿足以下條件：一是應優化柱網布置，合理分配柱的負載范圍，一般柱網尺寸取4―6m較優；二是提高混凝土的強度等級,同時有利于提高節點核心區抗剪；三是保證柱有足夠大的截面尺寸，在不影響建筑美觀的前提下，建議加厚柱肢，也有利于解決肢厚過薄而造成的粘結強度不足及節點核心區鋼筋設置的困難；四是控制建筑高度，降低底層異形柱的軸力。箍筋直徑越大，加密區間距越小，軸壓比越可放寬，這是因為提高配箍率可以增加柱子的延性，也可有效增加異形柱的抗剪承載力。在高軸壓比的情況下，增加箍筋用量對提高柱的延性作用已很小，故設計時一般控制柱子的軸壓比。

b、考慮地震作用方向對異形柱正截面承載力的影響

等肢T形截面有2根對稱軸，等肢L形截面有1根對稱軸，而不等肢L形截面沒有對稱軸。由截面的幾何特征可知，等肢T形截面柱的00和9O0形心方向軸與等肢L形截面柱的450和1350形心方向軸分別是各自的強軸和弱軸，慣性矩分別為最大和最小值。而截面慣性矩近似反映其剛度的大小，所以與矩形柱結構相比，T形、L形柱在不同的方向上的剛度差異較大。且水平地震作用是按抗側剛度分配，由于不同方向各個柱之間的剛度相對比例不同，所分配的地震作用也就有比較大的差別。因此，地震作用的方向角對異形柱的雙偏壓正截面承載力有重要影響。當異形柱結構中混合使用等肢異形柱與不等肢異形柱時，則差異情況更為復雜。但由于6度、7度(0.10 g)抗震設計時，異形柱的截面設計一般是由構造配筋控制，所以《混凝土異形柱結構技術規程》4.2.4條第1款規定：“一般情況下，應允許在結構兩個主軸方向分別計算水平地震作用并進行抗震驗算，各方向的水平地震作用應由該方向抗側力構件承擔，7度(0.15 g)及8度(0.20 g)時尚應對與主軸成450方向進行補充驗算。”

（三）對軸壓比較大的異形柱增設暗柱

帶暗柱異形柱與普通異形柱相比，承載力及延性和耗能能力顯著提高，因此其抗震能力有較大提高，帶暗柱異形柱塑性鉸域高度較高，在破壞過程中暗柱有明顯的鋼筋混凝土核芯束的力學特征。在塑性鉸發展過程中，暗柱縱筋也從屈服發展到極限變形狀態，充分發揮了其抗力作用。

異形柱中暗柱尺寸一個方向為柱肢厚度，另一方向宜取柱肢厚度為0．5～1．0倍，暗柱縱筋直徑宜等于異形柱受力縱筋直徑或取用小一號的直徑，異形柱全部縱向受力鋼筋的配筋率，非抗震設計時不應大于4%；抗震設計時不應大于3%。暗柱箍筋加密區宜與柱端箍筋加密區一致。箍筋直徑及間距宜與柱端箍筋直徑及間距相同，異形柱(含暗柱)箍筋加密區的箍筋最小配箍特征值，可按《混凝土異形柱結構技術規程》(JGJ149-2006)表6.2.9中的數值取值，異形柱箍筋加密區的箍筋最大間距和最小直徑可按表6.2.10中的數值取值。

總之，相對于其他框架一剪力墻結構而言，異形柱框架一剪力墻結構的地震作用增加幅度不太，但其側移明顯降低，故其綜合抗震性能還是理想的，只要將上述設計要點控制好了，做到符合相關規范和要求，一定能更好的將異形柱框架一剪力墻結構應用于人們生活中。

參考文獻：

篇10

【關鍵詞】抗震設計， 概念設計 ，抗震計算， 構造措施

【 abstract 】 in China earthquake occurred frequently in recent years. The earthquake is one kind has not forecast, destroyed the characteristics such as natural phenomenon, so as far as possible in the engineering of the reduction of earthquake damage is very important. Building structure seismic design includes concept design, calculation of design and construction measures three aspects of content.

【 key words 】 aseismic design, concept design, earthquake-resistant calculation, structural measures

中圖分類號：TU591文獻標識碼： A 文章編號：

近些年建筑結構抗震相關理論研究得到了不斷的發展，結構抗震設計思路也發生了較大的改變。發展的過程有：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，而且給結構賦予了一定的非彈性變形性能力的“耗”的一系列轉變。現在的結構抗震設計包含概念設計、抗震計算及構造措施三個層次的內容。

一、抗震概念設計

（1）概念設計的含義

概念設計一般是指不經過數值計算，尤其是在一些難以作出精確理性分析或在規范中難以規定的問題中，根據整體結構體系和分體系之間的力學關系、震害、結構破壞機理、試驗現象與工程經驗所獲得的基本設計原則及設計思想，從整體上確定建筑結構的總體布置和抗震細部措施的宏觀控制。概念性近似估算方法有其自身的優勢：可以在建筑設計的方案階段迅速、有效地對結構體系進行構思、比較、選擇，便于進行手算。根據上述方法得到的方案概念清晰、定性正確，具有較好的經濟可靠性能，可以減少后期設計階段一些不必要的繁瑣運算。

（2）概念設計的重要性

概念設計比抗震計算更具有決定性,因為還沒有掌握地震和地面運動的不確定性與復雜性及對結構的復雜影響。而且，當前結構地震計算理論還不能充分反映地震時結構反應與破壞的復雜過程。

所以僅依據抗震計算結果做出的抗震設計有時是片面的,甚至是不安全的。

（3）概念設計的應用與發展

概念設計思想的運用可以拓寬結構設計的思路。傳統的抗震結構計算理論的研究和結構設計似乎只關注如何提高結構抗力，這會造成混凝土的等級越用越高，配筋量越來越大，造價越來越高。往往結構工程師只注意到不超過最大配筋率，所以使得肥梁、胖柱、深基礎到處可見。以抗震設計為例，計算結構的剛度一般是按照初定的尺寸、混凝土的等級，再根據結構剛度算出地震力，然后計算配筋量。可是總所周知，結構剛度越大，地震作用效應越大，配筋越多，剛度越大，地震力就會越強。所以為抵御地震而配的鋼筋，增加了結構的剛度，但是卻增強了地震作用的效應，因此要考慮降低作用效應。在當前的抗震設計中一個很好的例子是隔震消能。隔震消能是在基礎和主體之間設柔性隔震層；增設消能支撐；有的是在建筑物頂部裝一個“反擺”， 地震時反擺的位移方向和建筑物頂部的位移正好相反，加大了建筑物的振動阻尼，降低加速度，使建筑物的位移減少，從而降低地震作用效應。合理設計可以使地震作用效降低到60%，提高了屋內物品的安全性。國內外正全面地對這一研究進行深入的開展。日本已經將該研究成果廣泛應用于實際工程中，并且取得了良好的適用和經濟效果。

很多結構工程師已經接受了概念設計的思想，而且它在結構設計中發揮的作用將會越來越大。隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，建筑結構設計也相應提出了更高的設計要求。目前要做的是使建筑結構設計更加安全、適用、經濟、可靠。

二、抗震計算

結構抗震計算可分為兩部分，即地震作用計算和結構抗震變形驗算。

(1)地震作用計算

通常情況下，要允許在建筑結構的兩個主軸方向分別計算水平地震作用而且要進行抗震驗算, 該方向抗側力構件承擔各個方向的水平地震作用。如果結構有斜交抗側力構件，當其相交角度大于15°的時候, 要分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用。如果結構的質量與剛度分布明顯不對稱，要將雙向水平地震作用下的扭轉影響計入。對于其他的情況，允許采用調整地震作用效應的方法計入扭轉影響。對于8度、9度時的大跨度結構、長懸臂結構以及9度時的高層建筑要計算它們的豎向地震作用。結構抗震計算的基本方法是底部剪力法和振型分解反應譜法，時程分析法作為補充計算方法。對特別不規則、特別重要的以及較高的高層建筑才要求采用時程分析法。

抗震計算方法的采用要符合以下的要求：

①可以采用底部剪力法等簡化方法的結構有：高度不超過40m,以剪切變形為主而且質量與剛度沿高度分布比較均勻的結構以及近似于單質點體系的結構。②要采用時程分析法進行補充計算的結構有：甲類建筑與烈度、不規則的建筑、場地內限定高度范圍的高層建筑，可取多條時程曲線計算結果的平均值和振型分解反應譜法計算結果的較大值。

(2)結構抗震變形驗算

多遇地震下的抗震變形驗算：

要進行多遇地震下的抗震變形驗算的各類結構的樓層內最大彈性層間位移要符合下式要求:

Ue≤[Qe]h

罕遇地震下的抗震變形驗算：

要進行彈塑性變形驗算的結構有以下幾種:7～9度時樓層屈服強度系數不大于0.5的鋼筋混凝土框架結構;8度III、Ⅳ類場地與9度時,高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架; 采用隔震與消能減震設計的結構；高度不小于150m的鋼結構;甲類建筑與9度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結構及鋼結構。

要進行彈塑性變形驗算的結構有: 7度III、Ⅳ類場地與8度時乙類建筑中的鋼結構和鋼筋混凝土結構; 板柱、抗震墻結構與底部框架磚房;高度小于150m的高層鋼結構；屬于豎向不規則并且類型烈度、場地內限定高度范圍的高層建筑結構。

三、抗震構造措施

（1）混凝土結構

主要從以下幾方面考慮混凝土結構的抗震：控制承重柱軸壓比;最小配筋率的要求;限制鋼筋砼構件截面的高寬比;在填充結構中設置拉結筋,對于較長的填充墻要設置構造柱、芯柱、角柱、短柱箍筋進行全高加密,剪力墻底部要設置加強區等。

（2）磚混結構

磚混結構可以采用的措施：加設圈梁，圈梁可以增強房屋的整體性，提高房屋的抗震能力；加設構造柱，構造柱可以和圈梁一起形成封閉骨架，從而提高砌體結構的抗震能力，通常將圈梁增設在外墻轉角，內外墻交接處與樓梯間的四角處；加設墻體加固，一般采用把磚砌體的粉刷抹灰去掉，在砌體外側抹高標號水泥砂漿或布置鋼筋網灰砂漿，以此來提高砌體的水平承載力。

四、結語

建筑結構的抗震設計是一個完整、系統的概念, 抗震設計從概念設計到建筑的構造措施貫穿了整個過程。同時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。因此準確、合理的運用不同的抗震設計方法對工程項目是至關重要的。

參考文獻

[1]郝婷.淺談結構抗震設計思想的發展[J].科技創業月刊.2011(3).