抗震结构设计范文1
关键词：建筑结构设计；抗震结构设计；设计理念
中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号：
1引言
由于我国地质条件比较复杂，因此在进行建筑结构设计时要考虑到建筑的抗震性能。就目前而言，建筑结构的地震反应可以用不同的变量来体现，具体在抗震设计过程中采用何种设计变量则要根据结构自身类型、地震反应特性、地震破坏模式等因素综合考虑。
2抗震概念设计的基本原则与要求
2.1 选择有利场地
造成建筑物震害的原因是多方面的，场地条件是其中之一。选择工程场址时，应进行详细勘察，搞清地形、地质情况，，尽可能避开对建筑抗震不利的地段。2.2 采用合理的建筑平立面
建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则（如下图为抗震布置），就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。
图1 抗震布置
2.3 选择合理的结构形式
抗震规范对建筑结构体系主要有以下规定：结构体系宜具有多道抗震防线，应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荷载的承载能力；结构体系宜具有合理的刚度和承载力分布；结构在两个主轴方向的动力特性宜相近，以避免质心和刚心不重合而造成扭转振动和产生薄弱层。
3具体设计
3.1场地选择
要避开抗震危险地段。建筑抗震危险的地段，一般是指地震时可能发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段，以及震中烈度为8度以上的发震短裂带在地震时可能发生地表错位的地段。发震断层：在过去3.5万年以内曾活动过一次，或在5万年内活动过两次的地质构造上的断层。非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的一般断层，在地震时一般不会发生新的错动。
3.2建筑的平立面布置
一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层。对称的结构容易估计其地震时的反应，容易采取构造措施和进行细部处理。“规则”包含了对建筑的平、立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至强度分布等诸多因素的综合要求。地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；正六边形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。不宜采用有较长翼缘的L形、T形、U形、H形、Y形等平面形状。地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何形状，尽量避免带有突然变化的阶梯形立面。建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。一般，房屋愈高，所受到的地震力和倾覆力矩愈大，破坏的可能性也愈大，但不是绝对的，与经济有关。建筑物的高宽比值愈大，建筑物就愈瘦高，地震作用下的侧移就愈大，地震引起的倾覆作用就愈大。
3.3多道抗震防线
多道防线是指一抗震结构体系，应有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起来协同工作。当共振时，多道设防的优越性更为明显，当第一道防线破坏，第二道防线接替后，建筑物的自振周期变化较大，共振现象缓解。
3.4 刚度、承载力和延性的匹配
钢筋混凝土剪力墙体系的特点为抗侧移刚度大，自振周期较短，地震作用较大。若增加墙厚和数量、减小横墙间距，则刚度增加，但地震反应加大。剪力墙可能会因承载力不足而破坏。建筑并不是愈刚愈好，二者应相互匹配。框架－剪力墙体系的自振周期的大小决定于抗震墙的数量。数量少而薄，刚度低，周期就长，地震剪力就小，但抗侧移能力也低。框架体系的特点为抗侧移刚度小，水平侧移大，结构周期较长，地震反应也小。由于水平侧移大，效应增大并随高度增加而累积，会造成承载力不足而破坏。刚度与延性对于有框架和抗震墙或由框架和支撑组成的双重体系中；框架刚度小，承担的地震剪力小，而弹性极限变形大；墙体或竖向支承刚度大，承担的地震剪力大，而弹性极限变形小；在往复地震动的作用下，墙体和支承由于弹性变形能力差而出现裂缝、杆件屈曲，水平抗力降低，而此时的结构层间位移角远小于框架的弹性极限变形值，框架的水平抗力未得到发挥；由于体系中各抗侧力构件的刚度与延性的不匹配，造成各构件不能同步协调地发挥水平抗力，出现先后破坏的各个击破情况。结构不同部位的延性要求：延性是指结构承载能力无明显降低的前提下，结构发生非弹性变形的能力。对结构中重要构件的延性要求，高于对结构总体的延性要求；对构件中关键杆件或部位的延性要求，又高于对整个构件的延性要求。改善构件延性的途径：控制构件的破坏形态、减小杆件轴压比、高强混凝土的应用、钢纤维混凝土的应用和型钢混凝土的应用。
3.5非结构部件处理
所谓非结构部件，一般是指在结构分析中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧力荷载的部件，如内隔墙、楼梯踏步板、框架填充墙、建筑墙板等。考虑填充墙的影响：填充墙对框架结构的影响：使结构抗侧移刚度增大，自振周期减短，从而使作用于整个建筑上的水平地震力增大。改变了结构的地震剪力分布。限制了框架的变形，减少了整个结构的地震侧移幅值。填充墙充当了第一道抗震防线的主力构件，使框架退居为第二道防线。
填充墙的布置：砌体填充墙不同于轻型隔墙，尽管均为非承重构件，但它具有较大的抗侧移刚度，所以不能随意布置。在建筑平面上，填充墙的布置力求对称均匀，以免造成结构偏心。沿房屋竖向，填充墙应连续贯通，以避免在填充墙中断的楼层出现框架剪力的骤增。在框架结构中当必须采用砌体填充墙作维护墙时，应采用有效的措施防止床裙墙对框架柱产生的嵌固作用，防止短柱的出现。
短柱：柱的剪跨比,剪跨比＞2时，为长柱，≤2时为短柱，≤1.5时为超短柱。长柱的破坏形式多为弯曲破坏，短柱多为剪切破坏，超短柱发生剪切斜拉破坏。同一楼层各柱之间的抗侧刚度不是很悬殊，但是一旦存在少数短柱，它们的抗侧刚度远大于一般柱子的抗侧刚度，短柱将吸收较大水平地震剪力，尤其是框架结构中的少数短柱。容易出现短柱的部位：窗间墙处的柱、楼梯间柱（与平台梁连接）。处理：贴砌方案或柔性连接。
外墙板与主体结构的连接方案选择使应考虑：结构抗震分析中是否要求外墙板受力；结构抗侧移刚度的大小；抗震设防烈度的高低。如下表为设防烈度：
表1 设防烈度
4比较结构抗震的设计方法
4.1 抗震抗震性能水平
对于不同等级的抗震性能，都应根据结构类型、结构变形等方面加以定义，应该表达为量化指标，以便工程设计和评估。
4.2 结构的抗震性能目标
在一个或多个设计地震作用水准上选择更高的性能目标，虽然在一定程度上会提高建筑造价，却能减免以后可能会产生的损失。
5结束语
鉴于建筑结构设计中的抗震结构设计的重要性，因此研究抗震设计具有非常重要的现实意义。抗震设计方法理论是一个非常庞大和复杂的课题，本文对这一理论的研究由于时间和能力的有限还不够深入和细致。在未来的研究中，还有许多方面需要进一步的探讨。
参考文献
[1]王振宇,刘晶波.建筑结构地震损伤评估的研究进展[j].世界地震工程,2001,17
(3):31-35.
抗震结构设计范文2
关键字：高层建筑抗震理论 结构设计
一、高层建筑的概述
在古代人们就开始建造高层建筑，比如埃及的亚历山大港灯塔，高100多米,为石结构。中国山西应县的佛公寺释迦塔，高约为67米，为木结构。 现代高层建筑发展迅速，在大中城市随处可见。高层建筑是指超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑。高层建筑可以带来明显的社会经济效益:首先,使人口集中，可利用建筑内部的竖向和横向交通缩短部门之间的联系距离，从而提高效率；其次能使大面积建筑的用地大幅度缩小，有可能在城市中心地段选址；第三，可以减少市政建设投资和缩短建筑工期。
由于高层建筑的高度比较高，所以解决水平抗剪问题成为关键，而抗震是解决水平抗剪问题的一个重要因素。然而对于不同的结构形式，同一设防烈度下，抵抗地震能力有很大区别，因此选择合适的结构形式对于高层建筑尤为重要。
二、高层建筑抗震理论分析
2.1 高层建筑抗震的有关规范
建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。多层高层建筑结构的抗震措施是根据抗震等级确定的，抗震等级的确定与建筑物的类别相关，不同的建筑物类别在考虑抗震等级时取用的抗震烈度与建筑场地类别有关，也就是考虑抗震等级时取用烈度与抗震计算时的设防烈度不一定相同。全国大部分地区的房屋抗震设防烈度一般为8度。
2.2 建筑抗震设计的理论
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。
2.3 高层建筑抗震措施
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。
三、高层建筑的结构抗震设计
3.1高层建筑抗震设计的理念
按抗震设计要求进行结构分析与设计时，其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，从而满足我国《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”。由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，存在许多的不确定因素，因此规定建筑结构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。因此在有抗震设防要求的高层建筑除应满足强度、刚度要求外，还要满足延性的要求，使建筑具有足够的变形能力，使其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
对于“两阶段”设计，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。
3.2高层建筑的抗震设计方法
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：1、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。2、除规定1外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法。3、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。
在进行抗震设计是应掌握以下要点及注意事项：1 .选择对建筑抗震有利的场地 ,宜避开对建筑抗震不利的地段 ,不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。2 .建筑的平立面布置应符合概念设计的要求 ,不应采用严重不规则的方案。不规则的建筑 ,在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整 ,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。3 .结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求。4.尽可能设置多道抗震防线。地震有一定的持续时间 ,而且可能多次往复作用 ,根据地震后倒塌的建筑物的分析 ,我们知道地震的往复作用使结构遭到严重破坏 ,而最后倒塌则是结构因破坏而丧失了承受重力荷载的能力。适当处理构件的强弱关系 ,使其形成多道防线 ,是增加结构抗震能力的重要措施。5.具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。6.确保结构的整体性。各构件之间的连接必须可靠 ,符合下列要求 :1 )构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力 ,当构件屈服、刚度退化时 ,节点应保持承载力和刚度不变。2 )予埋件的锚固承载力不应低于连接件的承载力。3 )装配式的连接应保证结构的整体性 ,各抗侧力构件必须有可靠的措施以确保空间协同工作。4)结构应具有连续性 ,注重施工质量 ,避免施工不当使结构的连续性遭到削弱甚至破坏。
抗震结构设计范文3
【关键词】建筑结构；抗震设计；问题；措施
我国处于亚欧板块和太平洋板块交接地带，是世界上受地震危害较严重的国家之一。尤其是近半个世纪以来，唐山、汶川和玉树等地地震频发，建筑结构的抗震设计受到各部门人员的重视，巍然不倒的建筑才是人们真正的家。建筑物要根据不同类型做出不同的设计，建筑物结构设计既要有足够的安全强度保证居住安全，又要防护允许范围内建筑物的变形，通过结构设计，提高对抗地震的强度。我们无法预知地震，但可以预防地震对我们的伤害。
一、建筑结构抗震设计的基本思想
上世纪80年代国际上关于建筑结构抗震设计出现了新趋势，基于此我国当时经济实力下的89规范作了如下规定：
（1）在遭受本地区规定的基本烈度地震影响时，建筑可能有损坏，但不致危及人民生命财产安全，不需修理或稍加修理即可恢复使用；
（2）在遭受较常遇到的、低于本地区规定的基本烈度的地震影响时，建筑不损坏；
（3）在遭受预估的、高于基本烈度的地震影响时，建筑不致倒塌或发生危机人民生命财产的严重破坏；
按照上述规定的建筑物进行抗震结构设计，可以做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”，从而保证地震发生时在建筑物里面的人的生命安全[1]。
二、建筑结构抗震设计中存在的问题
1、建筑结构抗震设计中参考方法不先进
地震尤其强烈地震的破坏性很大，但这种自然灾害并不经常发生。我们对地震的认识正在逐步加深，可仍然无法了解其中奥妙。对于建筑结构设计来说，已经可以针对已知、普遍地震发生的原因进行抗震设计，而地震诱发因素的不确定性和复杂性（如人们铭记的唐山大地震），使可靠度设计的方法失去了基本的依据。目前，还没有可靠的方式来预测未来时间可能发生地震的频谱特性和强度等，所以，建筑结构抗震设计的可靠性方法就不那么可靠了。
2、建筑结构构件承载力设计依据不准确
时至今日，我国建筑行业仍然参照原来颁布的建筑抗震设计规范，它不可避免的存在一定缺陷：我国提高抗震设计水平部分依赖于借鉴学习外国的经验和方法，但是国家不同，抗震设计的做法就不同，地震作用的取值也就存在较大的差别，也就不容易进行各种方法的比较和交流学习；我国采用小震作用进行结构构件承载力的设计，却又用各种和抗震有关的内力增大系数作为考虑因素，这就造成了设计的调整系数过多，影响设计人员对建筑物整体构造和关键构件安全的把握。
3、建筑场地选择不适当
场地条件是地震造成建筑物破坏的重要原因之一。地震造成地表错动与地裂，地基土的小均匀沉陷、滑坡和粉砂土液化等，都会引起建筑结构抗震能力的减弱[2]。另外，在建筑工程中，Ⅱ类场地较为常见，对建筑物的地基形成一定的不稳定性。
4、建筑结构的抗震性与规则性的冲突
除了结构稳定之外，业主和建筑师对建筑物的使用功能和建筑外形等有许多其他的想法和要求，这样就会带来建筑物结构复杂和外形不规则的问题。一味追求建筑物的独特外形或业主理想的功能会使结构不规则，从而减弱建筑物的抗震能力，例如，一座建筑原来有较为完整的筒形墙体结构，由于不能满足各种要求改变墙体结构，这样就削弱了结构的平动刚度，虽然满足了要求，但结构的抗压性能更差了。而简单、传统的建筑往往不能引起较多的关注，也不能更好的适应市场的发展。如何最大限度的满足建筑师和业主多元化的要求，同时又保证建筑结构的抗震性是当下结构工程师所要面对的挑战。
三、建筑结构抗震设计中的问题解决措施
1、结构抗震设计采用多安全系数设计方法
地震发生带来的后果是无法预估的。有学者曾经提出质疑并指出：与科学相比，规范的设计方法更多的是一种工程技术，更应注意整体的综合。随着近年来对中震和大震作用的分析增加，可靠度设计方法实质上已经改变。结构抗震设计采用多安全系数设计方法，能让人以退为进，抗震因素增加了，设计建筑物抗震结构就需要多方面的考量，不用再为一些执拗的问题大费周章，许多安全的的问题也自然迎刃而解。
2、采用科学的地震震动参数进行结构构件承载力设计
我国可以依据中震地震动参数设计构件承载力而不是用小震参数，这样提高了对抗震设计的规范要求，能更好的保证“小震不坏”[3]。各个国家的地理位置和地貌特征都不一样，这些都可能影响地震的作用，进而影响构件的承载力，我国应该投入力量以更适合自己的建筑抗震设计规范，并严格制度实施规范，摒除模棱两可的规定，使规定明确、准确，使建筑结构有规范可依。
3、慎重选择建筑场地
增强建筑结构抗震性应选择合适的工程场地，应选土密实均匀的中硬场地；对抗震不利的地段应该回避，如地势不平的山丘、地下已被采空的地区、河流的两旁等；危险的地段不能建造违规建筑。
同一建筑单元的地基应该相同；建筑物的地基应秉承能深埋不浅埋的原则，做好基槽回填和夯实；加强地下根基和地上建筑物结构的整体性，地基尽可能采取直线并拉通，避免切断；如果地基是软土的要有充足的安全措施，加强基础的整体性。
4、建筑结构设计更注重安全性
安全是建筑的重要保证，结构工程师应该在先保证结构抗震设计的同时尽量满足其他需求[4]。工程师们必须学会熟练运用概念设计，并使这一理念贯穿于结构设计工作的整个过程当中，既要严格把握好设计的大原则，又要全面考虑诸多因素，最终才能保证设计的科学性和严谨性。结构工程师应对自己的任务多加研究，敢于挑战现有的不合理规范。
在设计中，遇到不规则的建筑物，要在适当位置设置防震缝；质量重的建筑物地震发生时破坏性更大，因此建筑物的质量宜轻不宜重，各部分应采用轻的材料；重视圈梁和构造柱的布置，设构造柱及芯柱。
四、不同的建筑结构有不同的抗震设计方法
现代建筑结构多样，基于不同的建筑结构的抗震设计方法的侧重点就不同。例如：基于承载力的结构抗震设计，其特点是与传统的设计方法接近，便于人员理解操作，但是它没有考虑地震有持续性；基于能量的结构抗震设计，其特点是地震原理清晰简洁，对结构损伤性能的控制尤为重要意义；基于损伤的结构抗震设计，特点是能够定量描述结构在地震发生时的破坏情况，损失可以明确衡量，而且从设计开始就引入损伤指标的做法是非常先进的。此外还有基于位移的结构 抗震设计和基于性能的结构抗震设计等。
结束语：
建筑物一般是人们风雨来临时的避难所，而地震发生时却成了人们获得一线生机的最大阻碍。我们不能预知地震的发生，因此结构设计有很多不确定或不确知的因素，也就不能保证建筑的抗震功能。如果我们采用规则的结构，明确的计算简图，选取对建筑适宜的建筑场地，并提高敬业精神和责任心，在总结大量地震灾害的基础上，做出合理的结构设计概念，灵活运用抗震设计原则，这样才能有牢固坚挺的高楼大厦，才能容下我们的蓬勃生机。
参考文献
[1] 覃邵文. 论述建筑结构抗震设计相关问题 [J] 广州科模，2009（11）：63-64
[2] 雷磊，韩小雷等. 直接基于位移的抗震设计方法的研究 [J] 华南地震，2007（2）：26-33
抗震结构设计范文4
【关键词】概念设计; 隔震技术; 消能减震技术
中途分类号：TU352.1 文献标识码：A文章编号：
1 概念设计概述
概念是在头脑中形成的反映对象本质属性的思维形式，它是将所感知事物的共同本质特点抽象出来加以概括而形成，概念设计是伴随设计的产生而产生的。如果仅仅按照规范和一般的抗震程序来进行设计，要使建筑结构的抗震设计得以符合“技术先进、经济合理、安全使用”的原则是困难的。因此，我们必须把重点放在如何针对不同的建筑空间及环境要求，优化选择结构的整体方案上。这就是我们所要说的建筑结构抗震方案设计中的“概念设计”。
所谓的概念设计一般是指不经过计算，尤其在难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构关系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、实验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从总体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念设计的近似估算方法，可以在建筑抗震设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。这种方法虽有一定误差，但它概念清楚、定性准确、手算简单快捷，能很快选择出最佳方案和确定主要构件的基本尺寸大小。
2 概念设计与结构计算关系
随着社会的进步，经济的发展，建筑物随着人口的增加越建越密集，物资财富的积累也越来越多。而且，我们的房子越做越大，结构越来越复杂，如果发生地震灾害，对我们所造成的损失也会越来越大。然而随着计算机在设计中越来越广泛地应用，有些设计人员越来越迷信计算机的计算结果，而不注重结构的整体分析，好象计算结果满足要求了，这个建筑物就安全了，如果不满足，就加大配筋和断面，结果梁越做越大，柱越做越肥，这样做的结果，不仅造成很大的浪费，而且简单地加大单个构件往往改变了结构构件的内力分配，不能确保结构安全。
3 民用建筑结构抗震概念设计的主要思想
概括地说，一个有利于抗震的建筑，首先必须有一个有利于抗震的建筑场地，它的建筑结构应该具有尽可能规则的平立面; 结构体系具有合理而不间断的传力途径; 同时应确保结构的整体性，受到地震作用的时候构件能够共同工作，按设计的要求达到极限状态; 构件的破坏具有一定的先后顺序，必要的时候牺牲次要的结构来消耗地震能量，以保护主要结构，使人的生命和财产的损失降低到最小的程度。
3.1 避开不利地质区域
我们都知道，万丈高楼从地起。建筑物能否有效地抵抗地震破坏，首先需要有一个坚实的地基基础，因此，我们在选择建筑场地的时候，应根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。对不利地段，应提出避开要求; 当无法避开时应采取有效措施; 不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。地震除了直接造成结构破坏以外，还可能引起地表的错动与地裂，地基土的不均匀沉降，滑坡和粉、砂土液化等，造成建筑物的间接破坏。一个好的建筑场地，不仅能使建筑物有效地抵抗地震的破坏，而且还能减少投资，降低成本。
3.2 协调结构与建筑设计
抗震概念设计不是结构设计人员所能完全包办的，建筑设计师应具备一定的抗震知识。但由于专业分工不同，结构工程师往往会比建筑师更注重分析地震作用，所以，结构工程师应利用自己所掌握的知识，协助建筑方案设计人员对建筑物平立面进行合理的调整，使之既功能齐全，美观大方，符合建筑设计的要求，又能使结构尽量规则，符合抗震设计的要求。
3.3 建筑平、立面外形选择
历次震害调查及力学分析表明，建筑平、立面外形尺寸突变处、质量分布突变处、竖向抗侧力构件截面尺寸和材料强度突变处、由于应力集中都容易产生比较严重的震害，而刚度中心与质量中心的偏离容易引起建筑物的扭转而产生比较严重的震害; 整体性差的建筑物，如抗侧力结构水平或竖向不连续、抗侧力构件错位，由于赘余度偏少或传力路线不顺畅，抗震性能就会大幅度降低。对于不规则的建筑，在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。对于严重不规则的方案，不应采用。
3.4 结构体系选择
建筑结构确定以后，还应该合理地选择结构体系。结构设计人员应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定结构体系。在抗震设计的过程中应正确分析力的传递途径，合理的分配调整内力，加强容易遭受地震破坏的结构或构件的抗震能力，避免部分结构( 构件) 破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力; 应具备必要的抗震承载能力，良好的变形能力和消耗抗震能量的能力，这样利用结构的变形消耗掉部分地震的能量，可以大大减轻地震作用对结构的破坏; 宜有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。在很多情况下，由于地震作用的不确定性和反复性，地震破坏是不可避免的，适当处理构件的强弱关系，使其形成多道防线，是增加结构抗震能力的重要措施。
概念设计不同于简单的结构计算，不可能死套规范，但它对整个建筑物的抗震性能起着决定性的作用，进而会影响工程的造价和施工的难易程度，因此我们必须重视它。当然，强调概念设计的重要并不是结构计算就不重要，计算结果的满足是结构安全的保证。我们强调概念设计，是为了让建筑物能更合理、更有效地抵抗地震作用，用最低的成本，设计出更为安全的建筑。
4 建筑物抗震的新技术
4.1 隔震技术
在建筑结构中应用隔震技术是国际上热门的工程抗震新技术。它通过把隔震消能装置(如橡胶隔震垫) 安放在结构物底部和基础(或底部柱顶) 之间，把上部结构和基础“隔开”。这样，改变了结构的动力特性和动力作用，明显地减轻结构物的地震反应，达到“以柔克刚”的效果。国内外大量的试验和工程实践证明，隔震体系一般可使结构水平地震加速度反应下降60% 左右，从而消除或有效减轻结构的地震损坏，提高建筑物及其内部人员的安全性。隔震体系具有很大的垂直承载力(50～2000t)及很大的垂直压缩刚度，而其水平变形刚度较小(0.25～1.8 kN/mm)，水平极限变位值较大(10～50cm)，它具有足够大的初始刚度，以抵抗风荷载和轻微地震，当强地震发生时，又能自由柔性滑动，而变形过大时，刚度回升，具有保护和限位作用，钢板夹层橡胶隔震垫具有较大的复位能力，在多次地震中自动瞬时复位。同时，它耐久性能好，一般使用寿命可在70年以上，远远超过一般民用建筑物50年使用寿命的要求。
4.2 消能减震技术
建筑结构的消能减震技术方法是指在结构的某些部位(如支撑、剪力墙、节点、连接缝或连接件等)设置消能阻尼装置或元件，通过消能装置产生摩擦非线性滞回变形耗能来耗散或吸收地震能量以减小主体结构的水平和竖向地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，以达到减震抗震的目的。这种方法主要用于高层或超高层建筑。隔震和消能减震技术目前在日本、美国已有了一定数量的应用，并在震害中有较好的表现。我国从九十年代开始，也以试点的方式在一些工程中应用了这些技术并取得了一些好的经验。新的抗震设计规范已给出了隔震和消能减震技术工程应用的指导性意见，标志着这些新技术已进入实用性阶段。
由于隔震和消能减震体系能使建筑上部结构承受的地震作用大幅度降低，使上部结构构件和节点的断面、配筋减小，构造及施工简单，从而可节省造价。
5 总结
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构抗震设计和抗震技术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，使建筑结构抗震设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。运用概念设计方法，可以在建筑抗震设计的方案阶段就迅速有效地对结构体系进行构思、比较与选择，从而使方案概念清晰和定性正确，避免在后期设计阶段出现一些不必要的繁琐运算，具有良好的经济性和可靠性。
参考文献
［1］李志奇.建筑结构的概念设计[J].中外建筑,2003(3):91
抗震结构设计范文5
IBC2006规范和ASCE7-10规范中，依据30m深度范围土层等效剪切波速、平均锤击穿透次数、平均不排水剪切强度，场地类别划分为A,B,C,D,E,F。中国规范与美国规范的场地类别对比可参考文献
2地震反应谱加速度参数的场地修正
IBC2006规范和ASCE7—10规范中，地震反应谱加速度分布图基于B类场地土。对于非一般岩石场地的情况，规范引入了两个场地系数Fa和Fv，分别对反应谱加速度参数SS和S1进行修正，以考虑不同场地条件上的结构地震反应的差异。经场地修正的最大考虑地震反应谱加速度参数：式中，Fa为短周期场地类别影响系数，地震反应谱加速度相关系数；Fv为长周期场地类别影响系数，地震反应谱烈度相关系数。值得指出的是，这两个场地调整系数随场地类别的变化幅度很大，当场地类别由A类变化至E类时，系数Fa可从0.8变化至2.5，系数Fv可从0.8变化至3.5。这事实上是反映了厚软的土层将放大基岩地震动参数的中、长周期分量，从而导致中长周期段的结构地震反应显著增大。
3设计反应谱加速度参数
以上的地震加速度参数均对应的是“所考虑的最大地震”，而规范用于进行抗震设计的地震水准（designearthquake），即设防地震水准，则取为“所考虑的最大地震”的2/3。设计反应谱如图2所示。
险等级
IBC2006规范和ASCE7—10规范中，对于建筑和其他结构基于结构破坏的风险规定了结构的风险等级，如表1所示。风险等级从低到高分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ4个等级。
5结构抗震设计等级
IBC2006规范和ASCE7—10规范中，根据风险等级和设计反应谱加速度参数SDS和SD1，指定结构的抗震等级，抗震等级从低到高分为A，B，C，D，E，F6个等级。
6三种分析方法的选择
ASCE7—10规范中，提供了等效侧向力分析法（底部剪力法），振型反应谱分析法和地震反应谱时程分析法,并规定了各种方法的适用范围。具体来说，ASCE7—10对等效侧向力分析法（底部剪力法）的应用有一定限制，不允许用于对结构抗震设计等级为D，E，F的较复杂和较不规则的结构计算分析。规范对振型反应谱分析法和地震反应谱时程分析法的应用则没有限制。
7等效侧向力分析法（底部剪力法）
IBC2006规范和ASCE7—10规范中，重点介绍了等效侧向力分析法（底部剪力法）。式中，V为地震基底反力；CS为地震反应系数；W为重力荷载代表值；SDS为0.2s特征周期设计反应谱加速度参数；R为反应修正系数；Ie为重要性系数。地震反应系数CS的取值限值见ASCE7—10第12.8.1.节。
8结构重要性系数
ASCE7—10规范中，根据建筑物风险等级，不同荷载工况对应相应的重要性系数，如表2所示。表2雪荷载、覆冰荷载和地震荷载关于不同建筑物风险级别中，因为它的取值是由独立构件决定的而不是根据整体建筑和用途确定的。
9重力荷载代表值
重力荷载代表值W，包括恒载及表3荷载。
10结构体系和结构反应修正系数
RIBC2006规范和ASCE7—10规范中，结构体系对应相应的结构构造措施。结构体系和构造措施在《混凝土结构建筑规范》（ACI318）和《钢结构建筑抗震规定》（ANSI/AISC341）进行了规定。结构反应修正系数R根据不同的结构体系取不同的值。对结构抗震设计采用的弹性水准与延性水准抗震组合，美国规范给予了设计者一定程度的选择自由。这种选择的自由体现在，在一定的情况下，它允许设计者采用不同的弹性设计地震力与结构延性水准的组合。在特定的地震水准下，当设计采用不同延性水准的框架时，ASCE7—10规范给出的地震反应修正系数R取值也不同，即进行弹性设计的地震力也不同。设计选用的结构所具有的延性水准越高，则进行弹性设计时的地震力取值就越低。设计者对弹性水准与延性水准抗震组合的选择自由也是有限的，美国规范仍有一定的倾向性，即更倾向于较低弹性设计地震力与较高结构延性水准的抗震组合，认为这样的结构有更好的抗震性能。这一倾向具体体现在不同抗震设计类别下结构延性水准的选择自由上。此外，对于不同的结构抗震体系，因其具有不同的延性水准，地震反应降低系数的取值也有所区别，即弹性设计地震力也不同。这也可以在规范的具体条文中看出。总之，进行结构弹性设计的地震力与结构的延性水准和弹塑性耗能能力总是应该相配套、相适应的，对此有深刻的认识才能理解美国规范的抗震设计方法中设计地震力和系数R的取值以及结构抗震措施的规定。结构反应修正系数R见ASCE7—10第12.2节。
11与抗震等级相关的冗余度系数ρ
所有结构应在两个垂直方向的地震抗力系统上增加冗余度系数ρ，冗余度系数ρ与结构抗争等级相关。冗余度系数ρ取值为1.0或1.3，见ASCE7—10第12.3.4节。文献[8]将ρ定义为结构延性系数。
12地震荷载效应和荷载组合
1）水平地震荷载效应式中，Eh为水平地震荷载效应；ρ为冗余度系数；QE为由水平地震力引起的水平地震荷载效应。2）竖向地震荷载效应式中，EV为竖向地震荷载效应；SDS为0.2s特征周期设计反应谱加速度参数；D为恒载作用效应。3）地震参与的荷载效应组合ASCE7—10第2.3节，强度设计法的荷载组合，包含地震作用效应的组合公式为：当为第一种组合时，E=Eh+EV；当为第二种组合时，E=Eh-EV。4）考虑超强系数的地震荷载效应ASCE7—10规定，对于某些特殊的结构构件，其水平地震荷载效应需考虑超强系数的影响。式中，Emh为考虑超强系数的水平地震荷载效应，Ω0为超强系数。
抗震结构设计范文6
关键词：房屋结构;设计;改进;
1 地震相关知识
地震是由于在地球地壳中蕴含着巨大的能量，当这股巨大的能量作用在地球内部的岩层上时，就会因为其力量导致岩层产生巨大的歪曲、变形，进而造成错动。当这种力量传至地球表面，就会发生地震。在地震中，地壳岩层发生变形的部位叫做震源，而在震源之上，也就是地震效果最强烈的地区，就叫做震中。地震的大小是由震级进行区分的，它由地震现象释放出的能量大小进行评定。在我国的抗震要求中，明确规定了要在建筑物的正常使用年限内，要对不同强度的地震具有各不相同的抗震能力。
2 地震对工程结构的破坏
在地震发生时，对人们的生命安全造成直接危害的就是工程结构的损坏，工程结构的破坏原因同抗震措施和结构类型都有很大程度的关系，其主要情况有下列几种：
2.1 由于承重结构的承载力不足而引起的破坏
在地震发生时，由于地壳中强大的力量直接作用在建筑物上，而由于建筑的承载力不足以抵住这股力量，从而使其发生变形，进而使墙体发生变形、裂缝。
2.2由于结构整体性差而引起的破坏
在地震灾害发生时，如果建筑结构的各个节点支撑不足、延性不够、强度不够，就会使整个建筑结构整体性遭受破坏。
2.3 由于地基问题的破坏
在地震灾害中，也有这样的情况存在，即建筑物本身情况良好，但是由于地基承载力的变低或者地基土特殊情况而造成整个建筑物发生倒塌的现象。
3 抗震设计中存在的问题
3.1柱端弯矩增大系数问题
“强剪弱弯，强柱弱梁”这种设计理念，在汶川地震中显示出了其存在的重要性，其通过避免建筑物的支撑柱在地震发生时过早发生坍塌，对建筑建构的变形能力进行了一定的改善，可以有效的防止在强级别地震中坍塌的危险。那么，在实际建筑施工中，如何真正的实现“强柱弱梁”也是一个需要注意的问题。在我国当前的建筑业中，通常会采用增大弯矩设计值方法来实现这个目的。不同的端弯矩系数代表着各不相同的防震性能。在我国制定的相关抗震规范中，都对端弯矩系数明确的进行了规定。
3.2梁内力计算问题？
在现今建筑相关规范中，要求在计算惯性矩的过程中要充分考虑到楼板的因素。在建筑框架中，梁近支座部分由于在梁跨中位置受到正弯矩作用，而在近支座部分则受到负弯矩的作用，其所造成的影响是不相同的。在建设方对建筑整体框架进行设计的过程中，要充分考虑到竖向荷载下楼板的作用，需要通过使柱端弯矩减小来对梁惯性矩进行增大，而在水平荷载下，则需要重点考虑楼板因素，需要通过减小弯矩来使层间的位移更小。而上述这些过程却与我们一直依据的“强柱弱梁”不尽相同。另外，由于混凝土结构的特殊属性，在对建筑的框架进行设计过程中，还需要对梁弯矩进行一定程度的调幅，从而实现“强柱弱梁”的机制。而在实际地震灾害中，经常是水平地震的组合效应，在地震发生的情况下这种框架能不能起到应有的作用也是有待商榷的。
3.3 梁抗弯刚度问题？
在对梁抗进行设计时，要充分考虑到其承载能力和对抗弯能力。在实际设计过程中，要按照不同的设计系数对梁抗弯刚度进行增强。在目前的设计中，往往只考虑到地震时梁端对楼板的影响，而忽视了跨中截面的设计，而在实际地震灾害中，这两部分都会受到影响，如果仅仅重视了梁端的影响而忽视了截面内的影响，则会导致建筑的梁抗弯度大于截面的弯度，不能很好的实现“强柱弱梁”的原则。这种情况直接反应在汶川地震中，为人们带来了惨痛的教训。
4 对抗震中问题的改进措施
在地震发生之后，众多相关科技人员都会对地震的资料、数据与框架结构进行细致的分析，在通过对其进行系统的研究之后，针对在目前我国建筑抗震设计中存在的一些问题，主要有以下几种改进措施。
4.1 选择合适的梁、柱配筋率
在框架结构的设计中，梁、柱配筋率是非常重要的因素之一，其直接影响到了整个建筑抗震能力的强弱。而在实际的设计中，配筋率的选择对外力的受力情况也有非常重要的联系，在实际设计过程中，应当严格把握适中的原则。配筋率除了直接关系到抗震等级之外，还同钢筋的抗拉强度有着直接关系，在实际的设计工作中也要注意。而通常柱子的配筋率相对较低，但是在地震灾害发生时，柱子要承受到巨大的扭转力和拉力，还要受到双向偏心的压制，另外还有基础沉降、温度等因素的影响。在上述多种内力与因素的共同影响下，则需要对配筋的计算方式进行重新调整，从而根据实际情况选取合适的配筋率。
4.2 适当的调整内力计算模式
在现今的建筑工作中，对内力计算时应当严格按照相关规范的规定，此时可以通过计算机等科学技术进行工作的辅助计算与分析，但是这种单一的计算方法有时不够灵活，达不到对实际工作状况的动态分析，从而在实际的施工过程中可能形成安全隐患。同时由于计算模型力分布和传递过程的缺陷，对板配筋的承载能力缺少相应的计算，则容易造成“强梁弱柱”的现象发生。所以在框架的结构设计过程中，还需要对内力模型进行调整，从而充分对建筑各部位的力分布与传播路径进行把握，通过各个方面的精确计算与调整，形成在地震灾害中可以产生巨大作用的“强柱弱梁”机制。
4.3 加强框架抗震的结构检验计算
框架抗震的结构检验计算的过程中，主要包括对罕遇地震的验算与多遇地震的验算。多遇地震的验算主要是针对于顶层与层间的计算，而罕见的地震验算则关注建筑的薄弱层方面。在实际的设计过程中，设计者需要充分的对层与层之间的限值进行综合的考虑，从而提高对于建筑物抗震反应的计算分析水平，提高建筑抗震设计成果，保证房屋建筑具备良好的结构延性、韧性和抗性。
5 结束语
地震灾害是对人类危害非常严重的灾害之一，每次重大地震灾害都会由于房屋的倒塌对人们产生重大的伤亡，为了保证人们在重大地震灾害中的存活率，保障人类生活的安全稳定，则一定要从建筑的抗震性能着手，在对建筑的设计过程中充分对建筑结构的受力性进行考虑，并对其内力计算模型进行适当的优化与调整，从而为建筑的抗震框架设计提供更有效、更实用的数据基础与理论技术，从而实现合格、合理、安全性强的抗震机制。
参考文献
[1]杨杰，张敏，李红培.概念设计在建筑抗震设计中的重要性和实现方法[J].四川建筑.2010（04）
[2]程博昕.工民建结构抗震探索与研究[J] .中华民居.2011（6）
