浅谈建筑结构抗震设计范文第1篇

关键词：混凝土建筑；抗震结构；设计

中图分类号：TU375 文献标识码：A

引言

随着社会的不断发展，建筑业也随之发展程度很大，建筑的多样化和高度化越来越多，同时，人们对建筑的实用性要求也在不断提高，因此，在建设中，我们就要考虑很多因素。地震发生具有随机性、强破坏、伴随余震次数多等特点，给社会带来巨大的损失，而混凝土建筑抗震能力的强弱、建筑的抗震性能关系到人民的生命财产安全，但是就目前情况来看，建筑结构的抗震性能还存在一定问题，由于地震造成的巨大灾难给人们敲响了警钟，所以，提高混凝土建筑结构的抗震性能成为现代建筑重点研究的课题。

一、混凝土建筑抗震结构的分析

现代建筑结构形式主要是一个垂直于地面的竖向悬臂结构。其建筑的垂直荷载主要使建筑结构产生一个与地球引力相抗衡的轴心力；建筑的水平荷载使建筑结构产生弯矩。从建筑结构的受力特点进行分析可以看出：当建筑的垂直荷载方向保持不变时，随着建筑高度的不断增加仅仅会引起量的增加而已，而这时水平荷载的方向就可以来自四面八方；而当建筑为平均分布荷载时，建筑的高度就和弯矩呈现出二次方的变化。

再从建筑的侧移特点来看：建筑竖直方向荷载引起的建筑位移是比较小的，而水平方向的荷载作为平均分布的荷载时，建筑的高度就和其侧移呈现出四次方的变化。在混凝土建筑结构中，水平方向的荷载对建筑结构的影响是要远远大于垂直方向荷载对建筑结构的影响的，所以在进行混凝土建筑建设时，水平荷载是在进行结构设计时需要重点控制的影响因素，所以除了在保证建筑结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及压、拉应力时，要具有较大的强度以外，还要保证建筑结构具有足够的刚度，使得建筑随着高度的不断升高，所引起的侧向变形能控制在结构规范允许的范围之内。

二、混凝土建筑的抗震结构体系选择

在进行混凝土建筑结构设计时，应当根据所建设工程的具体使用功能、房屋的高度与宽度的比值、抗震设防的类别、场地的类别以及建筑地基的实际情况、建筑所用的结构材料和施工工艺等相关因素，进行综合的比对分析，从而选择出最为合适的建筑结构体系。混凝土建筑的钢筋混凝土结构可以采用框架、剪力墙、框架-剪力墙、简体和板柱-剪力墙的结构体系。

建筑的结构框架可以为建筑在进行室内空间的布置时提高其灵活性。当建筑的层数较少的时候，水平方向的荷载对建筑结构的影响是比较小的，所以采用框架结构是比较合理的设计。框架结构主要受到剪力作用的影响，属于柔性结构，其在建筑层数较多时就会受到限制，所以框架结构主要用在非抗震设计以及层数相对较少的建筑当中。

建筑的剪力墙结构中，其剪力墙是沿着建筑的横向方向和纵向方向，进行正交布置或者是多轴斜线交布置的，是由钢筋混凝土墙体来承受建筑所有的水平方向和竖直方向的荷载，是属于以弯曲变形为主的刚性结构。所以剪力墙这种结构的抗侧力刚度相对较大，在水平方向的作用力下侧面方向的变形相对较小，具有良好的空间一体性。但剪力墙结构的缺点就是其结构的自重比较大，在进行建筑的平面布置时具有局限性，很难满足建筑内部需要建设大空间结构的要求。所以剪力墙结构更多的是运用在墙体的布置以及对于建筑的面积要求不大的建筑工程中，这样既弥补了剪力墙的缺点，减少了非承重隔墙的数量，同时也使建筑更加的美观，具有整体性。

建筑的框架-剪力墙结构主要是指：在建筑框架结构中的适当部位，增添设置一些剪力墙，是刚性结构与柔性结构的融合体系，能提升混凝土建筑大开间的使用空间。在这种体系当中，建筑的主要结构是由若干道单片剪力墙以及框架相互构成的，在这样的结构体系当中，框架和剪力墙将共同承担起建筑水平方向的受力。而从这两者的受力特点进行分析后，可以看出由于两者的变形方式不同，所以在进行协同工作时，框架结构能协助顶部剪力墙进行抗震，底部剪力墙能协助框架进行抗震，以此发挥出各自的抗震最佳效果，提升了建筑的抗震性能，被广泛运用在混凝土建筑抗震的设计上。

三、混凝土建筑的抗震结构布置

在进行混凝土建筑的独立结构单元布置时，应该使得建筑结构平面的形状相对简单、规则、刚度和承载力都能均匀的分布。建筑的竖直方向体型应该规则、均匀，避免有过大的外挑和内敛。建筑结构的侧向刚度应该是下部刚度大上部刚度小，并逐渐的进行变化。其混凝土建筑在进行结构布置时应该遵循以下几点要求：

1、在进行混凝土建筑的结构布置时应该具有必要的承载能力、足够大的刚度以及变形能力。

2、在进行混凝土建筑的结构布置时，应该注意避免因为部分建筑结构或者是构件遭受损坏，从而导致了建筑结构的整体丧失对重力、荷载以及地震的承受能力。

3、在进行混凝土建筑的结构布置时，对可能出现的薄弱环节进行严格的审核，并且及时采取相应的有效措施来进行应对。

4、在进行混凝土建筑的结构布置时，其建筑结构的竖直方向和水平方向的布置，应该使建筑的刚度以及承载力进行合理的分布，避免因地震时引起的局部突变和扭转效益的发生，具有多道抗震设防的特点。

四、混凝土建筑的抗震结构计算

目前国内外在进行混凝土建筑抗震结构的计算时，都开始广泛的采用电脑软件，特别是在面对一些比较复杂的建筑结构形式时，电脑软件能对其提供巨大的帮助。在运用电脑软件进行建筑抗震结构的计算时，要求建筑结构的工程师必须具有清晰的结构概念，能准确在计算机上建立出反映工程实际情况的模型，还要能对其计算结果是否具有准确性、合理性做出分析。

在利用计算机进行对混凝土建筑的抗震结构计算时，要求计算机软件的技术条件应该符合相关的标准规范，并且在进行特殊结构处理计算时，还要阐明其内容方面相关的科学依据。在面对复杂结构下，多发地震灾害的建筑内力和变形的分析时，至少要采用两个不同的力学模型进行研究计算，对计算出来的结果进行准确的分析、确认无误后，才能进行相关建筑工程的抗震结构设计。

五、提高混凝土建筑结构的抗震性能

由于混凝土建筑的受力特点与低层建筑的受力特点有所不同，所以在地震频发区，进行混凝土建筑结构的设计时，除了在保证建筑结构具有足够良好的强度以及刚度以外，还必须具有一定的塑性变形能力，来减少地震对混凝土建筑的破坏。

混凝土建筑如果采用框架结构的设计，应该保证节点基本不会受到破坏，同一楼层中各个梁柱的两端屈服历程越长越好，而梁柱两端的塑性铰的出现应尽可能相对分散，以此充分发挥出整体框架结构的抗震能力。

结语：随着我国高层建筑的高速发展，结构体系日趋多样化，建筑平面布置与竖向体型也越来越复杂，这就给混凝土建筑结构分析和设计提出了更高的要求。但是，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，存在着许多模糊和不确定因素，在结构内力分析方面，结构工程师在规划混凝土建筑结构时，应该充分研究以往地震对建筑作用的资料，采取合理有效的对策增强其结构的抗震性能，使其具有良好的抗震效果。

参考文献

[1]王继伟. 浅谈混凝土结构建筑抗震结构设计[J]. 科技创新导报,2012,33:48.

浅谈建筑结构抗震设计范文第2篇

关键词：建筑结构；抗震设计

中图分类号：TU352.1+1 文献标识码：A

随着城市的发展，城市用地紧张，市区地价日益高涨，促使近代高层建筑的出现，电梯的发明更使高层建筑越建越高，所以地震荷载和风荷载在设计过程中占主导和控制地位，而我国又是地震多发国家，因此建筑的抗震设计分析显得尤为重要。

一、建筑结构抗震设计概念分析

所谓抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置，并确定细部构造的过程，以达到合理抗震设计的目的。抗震计算本身是一种粗略的计算，想得到精准的计算很困难，所以理解并掌握抗震概念设计对提高建筑物的抗震能力减轻震害显得尤为关键重要；从另一方面讲，设计时只靠提高地震作用来提高抗震能力，结构的各构件将需全面增加材料数量和强度，增加投资，不符和我国国情；而加强抗震措施，着眼于把财力、物力用在增加结构薄弱部位的抗震能力上，是经济而有效的方法。

二、建筑抗震结构设计的基本要素

建筑抗震的基本要素，首先就是在抗震设计中，有目的性地来进行薄弱位置的控制，保证足够的变形能力承受一定等级的地震，而薄弱层又不会发生偏离，这是强化建筑结构整体抗震性能的最关键的要素。其次要构建建筑抗震结构的体系，通过数个延展性较好的个体组成并协调各个部分的工作。例如框架的剪力墙基本机构，要包括延性框架和剪力墙两部分，或者是双肢、多肢剪力墙组成。再次，要警惕余震，在等级比较高的地震之后，通常会伴随多次余震，因此在建筑建构设计时一道防线是不够的。建筑的抗震结构体系要最大程度提升内外的冗余度，并构建一定数量的屈服区域，建筑的主体耗能构件要具备良好的延性与刚度，以便于吸收大量的地震能量，实现提高抗震性的基本目标。

三、建筑抗震结构设计中存在的问题

1.高层建筑较多

目前我国城市的高层建筑数量上涨，从高层建筑的混凝土机构以及相关的技术来看，一些高层建筑超过了国家的有关标准要求。通过工程师的调查论证以及模型震动模拟实验显示，在地震的环境下，一些超过国家规定的标准限制的高层建筑，其自身的破坏力程度会极大提升。建筑高度的提升也会导致一些参数发生改变，例如建筑的延性要求、安全指标等，所以更容易受到外力的破坏。

2.材料与结构存在缺陷

我国建筑的主要材料以钢筋混凝土为主，在抗震设计中，需要充分考虑变形的把控以及位移的限制问题，如果建筑的结构内部变形较大，仅仅依赖刚度较差的钢框架，是很难解决侧移的难题，不但增大了钢结构的负荷，而且也大大降低了抗震效果。对于建筑整体而言，内部结构转换层的设计非常关键，转换层的刚度直接影响到建筑的抗震效能。因此，在建筑

结构设计中，如果存在加强层或者是转换层，则要更加谨慎进行结构模式设计，严格控制建筑刚度，降低地震带来的危害。

3.建筑轴压比和短柱设置不完备

在一些高层建筑中，通常情况下为了控制柱的轴压比例，导致柱子的断面较大，但是柱的其他方向的钢筋却是高强混凝土结构的钢筋，这样一来，柱的断面尺寸很难缩小。将柱的轴压比控制在一定范围内，目的是保证柱子处在一个大偏压的状态，避免因为地震导致钢筋拉伸至屈服状态。建筑的混凝土一旦发生破碎，则柱的变形能力降低，吸收地震能量的能力也降低，建筑的抗震能力就大大缩减。

四、建筑抗震设计理念分析

1.合理确定建筑结构类型

建筑抗震的设计理念，首先要合理选择建筑的机构类型。在高层建筑中，建筑垂直方向的负荷主要是使建筑产生轴向力，而水平方向的负荷抓哟是保证建筑结构产生弯矩。建筑的高度增加，垂直方向负荷保持不便，而水平方向的负荷的承载作用力就会大大提升，这时地震引起的建筑侧移就比较小，然后再水平方向的侧移参数就相对较大，与建筑的整体高度呈

几何变化。所以，高层建筑的结构选择，要重点对于水平方向负荷进行把控，并在设计中，不降低建筑的主要功能。由此可见，切实可行的建筑结构，不仅呈现最优的结构性能，还能保证自身的抗震效果。

2.弱化建筑结构的自重

地基条件相同的环境下，如果对建筑结构进行抗震方面的设计，如果可以最大程度降低结构自身的重量，那么就意味着可以提高建筑的高度，这样一来就实现了对于地基工程成本的控制。如果建筑地区的土地土质比较松软，通过弱化建筑自重的优势更加突出，同时还要注意，地震的影响力与建筑的整体质量是成正比的，如果在较强的地震的影响下，建筑的重

心偏上，整体的倾覆力矩就会极大提升。综上所述，为了降低带来的负面影响，在建筑的设计中，可以通过在墙体工程时使用质量较轻的材料，以此来减轻自身的重量。

3.增加抗震防线的数量

在等级较高的地震之后，通常还会发生数次余震，所以对于建筑的抗震设计而言，一道防线是远远不够的。如果建筑的防线在第一次地震后遭到破坏，那么建筑在余震中，就会受到更加严重的损害，发生倒塌事故。在建筑的机构设计中，要将余震的因素考虑在内，通过构建多个延性较好的分支体系，在发生较强的地震时，通过良好的延性来相互协调作用，抵

抗地震的带来的损害。如果发生第二次地震，即在本区域的抗震设防的强度之下时，建筑结构就会由屈服状态发展到非弹性变形状态，这时对于建筑可能会造成轻微的破坏。如果建筑受到第三次地震，即比本区域的抗震设防程度更高的情况下，虽然会对于建筑结构造成相对严重的损害，但是建筑不至于发生倒塌，也不会造成生命财产损害。

4.提升建筑的抗震能力

在等级较高的地震的作用下，建筑的构件的安全储备程度就会下降。建筑内的构建的实际的承载能力，通过参数的计算分析，可以判断出整个建筑的薄弱位置，这对于强化建筑的抗震能力及其关键。与此同时，要保证建筑楼层的基本承载力与弹性受力的比值呈规律性变化，这个比值一旦发生急剧的改变，建筑内部机构的塑性内里就会变形，而避免地震能量集

中在建筑的某个部位，就要调整机构内部的承载能力，协调建筑对于地震的能量吸收效果。

5.综合考虑建筑位移问题

我国的建筑的抗震设计，通常以承载力作为重要参数，通过分析建筑内部结构的变形，对于内力进行组合，以提高建筑结构的稳定性。除此之外，为了根据基础位移的状况来进行建筑的抗震设计，要深入了解结构变形的情况以及与配筋的关系，并采取行之有效的设计方式，以便建筑的结构进入到抗震阶段，开始对于自身的变形进行控制。除了等级较低的地震，

对于强烈的地震，建筑的位移也关系到结构的整体设计。

五、结束语

总之，建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。随着建筑设计的发展，对结构抗震设计提出了一系列的抗震规范,要求设计人员注意抗震概念设计。建筑设计是建筑抗震设计的一个重要方面，建筑设计和建筑抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础功能作用。一个优良的建筑抗震设计，必须是在建筑设计和结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。

参考文献：

[1][毛俊玲. 浅谈建筑结构设计抗震措施[J]. 山西建筑, 2010,(32) .

[2]杨成.有关建筑抗震结构设计的探讨[J].黑龙江科技信息，2012，10（15）.

[3]熊荣.高层建筑抗震结构设计探讨[J].科技与企业，2012，07（06）.

[4]李延萍,赵冰.论建筑设计在建筑抗震设计中的重要性[A].河南省土木建筑学会2009年学术年会论文集[C].2009

[5]马明阁.对高层建筑抗震结构设计相关问题的探讨[J].民营科技，2013.，02（20）.

浅谈建筑结构抗震设计范文第3篇

关键词：建筑结构 结构体系 抗震设计

引言：

地震作用影响因素极为复杂，它是一种随机的、尚不能准确预见和准确计算的外部作用，目前规范给出的计算方法还是一种半经验半理论的方法，要进行精确的抗震计算还有一定的困难，因此建筑（尤其是高层建筑）抗震安全问题必须引起建筑师们的高度重视，及时采取有效措施，防患于未然。

一. 抗震设计思路的概述

我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算，到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则，以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。概率极限状态设计法更科学、更合理，但该法在运算过程中还带有一定程度近似，只能视作近似概率法，并且仅凭极限状态设计也很难估算建筑物的真正承载力。事实上，建筑物是一个空间结构，各种构件以相当复杂的方式共同工作，并非是脱离结构体系的单独构件。

地震具有随机性、不确定性和复杂性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统，在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在着不确定性。因此，结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。

二． 合理选择抗震结构体系

抗震结构体系的选择,一方面应根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、材料和施工等因素,结合技术、经济条件综合考虑。抗震结构体系除应具有明确的计算简图和合理的地震作用的传递途径之外、还应符合下列各项要求。

1、选择合适的材料,减轻结构自重。、

在高层建筑的方案设计阶段,应该先对材料参数随机性的抗震模糊可靠度进行分析,综合考虑材料参数的变异性,地震烈度的随机性及烈度等级界限的随机性与模糊性对结构抗震可靠度的影响。

2、合理的刚度和强度分布

避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力或塑性变形集中,对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。结构在强烈地震下不存在强度安全储备、构件的实际强度分布是判断薄弱层(部位)的基础。另一方面,在抗震结构体系中,应使其结构构件和连接部位具有较好的延性,以提高抗震结构的整体变形能力。

3、具备必要的强度,良好的变形能力和耗能能力

如果抗震结构体系有较高的抗侧力强度,但缺乏足够的延性,则这样的结构在地震时很容易破坏(如元筋砌体);但如结构有较大的延性、而抗侧力强度不高,在不大的地震作用下结构产生较大的变形(如纯框架结构),如果砌体结构加上届边约束构件,使其只有较好的变形能力。如果框架中设琶抗震墙,使其抗例力强度增加,则上述两种结构的抗震潜力都增大了。

4、设计多道抗震防线

避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力。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起来协同丁作。― 般情况下,应优先选择不负担重力荷载的竖向支撑或填充墙,或选用轴压比不太大、延性较好的抗震墙等构件,作为第一道抗震防线的抗侧力构件。框架―抗震墙结构体系中的抗震墙、处于第一道防线,当抗震墙在一定强度的地震作用下遭受可允许的损坏,刚度降低而部分退出工作并吸收相当的地震能量后,框架部分起到第二道防线的作用。这种体系的设计既考虑到抗震墙承受大部分的地震力。

5、抗震计算中的延性保证

延性控制准则的一般要求都包括对两个物理量的要求:一是所讨论的部件(如包括节点在内的梁柱接头区)在预定部位(如梁端)屈服后所能达到的变形量的大小;另一个是直到变形量增大到预期值为止,部件各部位都必须保持其应具备的承载力而不发生先期承载力失效。提高抗震结构构件的延性、改变其变形能力,力求避免脆性破坏;为此砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯校,或采用配筋砌体和组合砌体柱等;钢筋混凝土构件应合理的选择尺寸、配置纵向钢筋和箍筋。避免剪切破坏先于弯曲破坏,避免混凝土的受压破坏先于钢筋的屈服,防止局部或整个构件失稳。保证抗震结构构件之间的连接具有较好的延性、是充分发挥各个构件的强度、变形能力,从而获得整个结构良好抗震能力的重要前提。

三.保证结构延性能力的抗震措施合理选择了结构的屈服水准和延性要求后，就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性能力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标。系统的抗震措施包括以下几个方面内容：

1. “强柱弱梁”

人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震下，梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。

2. “强剪弱弯”

剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。

3. 抗震构造措施

通过抗震构造措施来保证形成塑性铰的部位具有足够的塑性变形能力和塑性耗能能力，同时保证结构的整体性。

这一系统的抗震措施理念已被世界各国所接受，但是对于耗能机构却出现了以新西兰和美国为代表的两种不完全相同的思路。首先，这两种思路都是以优先引导梁端出塑性铰为前提。 四.结合汶川特大地震的震害实例

通过国内有关专家对震害的调查研究分析结果，结合自身的工作经验和对目前工程设计中存在一些问题进行思考与分析，就单跨框架设计问题提出一些个人的看法：

汶川地震震害表明纯框架结构只有一道防线，在大震时一旦这道防线被突破，结构就丧失了全部的承载力而倒塌，同时震害还表明：二支点受力机制单跨框架比多跨框架震害更严重。虽然多层单跨框架在《建筑抗震设计规范》》没有具体限制条件，但在《高规》》第6.1.2条规定：抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架，刚出台的福建省建筑结构抗震设计暂行技术规定（征求意见稿）第7条（3）也规定：高层的框架结构不应采用单跨框架，多层框架结构不宜采用单跨框架。

由于多层框架结构不宜采用单跨框架，如果受限不能设计成多跨框架，则宜对框架柱提高结构抗震等级，严格控制弹性及弹塑性层间位移角，并验算大震下的倾覆及零应力区，震害分析表明单跨框架房屋倒塌的最直接原因是承重构件竖向承载能力下降到低于有效重力荷载的水平，所以特别建议作为第一道抗震防线的抗侧力构件不宜采用轴压比很大的框架柱。建议单跨框架框架柱的轴压比宜小于0.6。框架柱宜采用方柱或近方柱的截面，柱的截面长宽比宜在1―1.5。

根据震害结果显示，建筑二个主轴方向宜布置或完善的双向框架，不宜采用一方向为刚架，另一方向为排架的结构方案，这在《抗规》中同样有要求。

五. 结语

总之，随着建筑设计的发展，对结构抗震设计提出了一系列的抗震规范,要求设计人员注意抗震概念设计。建筑物的抗震设计也是衡量建筑结构设计的一个重要指标。因此对于不同的建筑、不同的设计情况，合理并准确的采用抗震设计方法,是对建筑结构设计是非常重要。

参考文献：

[1]薛素铎，赵均等.建筑抗震设计. 北京：科学出版社，2003

[2]周福霖.工程结构减震控制. 北京：地震出版社，1997

[3]王翠坤,杨沈. 汶川地震对建筑结构设计的启示[J]. 震灾防御技术；

浅谈建筑结构抗震设计范文第4篇

关键词：高层建筑、结构抗震设计

一、工程实例

该工程为一栋高层建筑住宅楼，地下1层，地上层数为49层，高度为154.8米。二层以上为剪力墙结构，由于底层大堂大空间的需要，部分剪力墙无法落地，需要转换，因此结构为部分框支剪力墙结构体系。转换层设于二层楼面，采用梁式转换。该结构强度计算基本风压按100年重现期取值，取W。=0.50kN/；位移计算基本风压按50年重现期取值，为0.45 kN/。拟建场地内未发现影响建筑物稳定性的不良工程地质作用。场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组第一组；建筑场地类别为II类；经进行地基土液化可能性判别，该场地为非液化场地。

二、建筑抗震结构设计

2.1 地震作用及抗震措施

根据《安评报告》，小震下水平地震影响系数最大值αmax为0.084，超过《抗震设计规范》中7度设防烈度的αmax，故小震地震作用计算按照《安评报告》取值计算，中震、大震按照规范取值，抗震构造措施适当加强。该高层建筑住宅高度为154.8米，按照抗震规范规定，6度区框支剪力墙结构的B级高层建筑的最大适用高度为140m。应该采取更严格的抗震设计措施以及构造措施。

2.2 抗侧力体系布置

本工程平面呈梭形，长宽比2.95。根据建筑布置，利用房间隔墙、楼梯间、电梯间布置剪力墙，受建筑限制，体型较薄方向（Y向）布置剪力墙较多，X向能布置的剪力墙较少。根据计算结果，由于本工程设防烈度为6度，地震作用下结构反应较小，易于满足规范要求。X向迎风面较小，也易于满足规范要求。Y向迎风面较大，Y向风荷载下的侧向变形是控制设计的主要影响因素，整移曲线呈典型的弯曲型，最大层间位移角出现在40层附近。为增加Y向抗侧刚度，端部两片剪力墙加厚至600mm，中间房间分隔墙基本为300mm厚，部分为400mm厚，标准层的墙厚没有变化。底层因建筑需要形成南北通畅空间，局部区域上部剪力墙无法落地，通过转换构件将上部竖向及水平荷载传递至框支柱。转换采用转换梁形式。由于上部剪力墙在端部有洞口，致使转换梁内剪力较大，而转换梁高度又受到限制，故通过在梁内设置型钢增加抗剪承载力。为增加延性，在转换梁两侧的框支柱内设置型钢。底层落地剪力墙加厚，增加底层侧向刚度。

2.3 加强构件措施

由于本工程高层结构的建筑高度为超B级，因此本结构采取加强措施以确保其受力安全合理。采取加强措施如下：

（1）对于高度超限的抗震加强措施：将底层剪力墙和框支柱抗震等级从一级提高至特一级。底部加强区剪力墙抗震等级从二级提高至一级。

（2）对于平面规则性超限的抗震加强措施：由于平面较长造成楼层位移比超过规范限制1.2，但小于1.3。增大端部剪力墙水平分布筋的配筋率，加厚端跨楼板厚度并双面双向配筋，使端墙承受的水平地震力能传递至相邻内部剪力墙。

三、地基基础及地下室设计

3.1 地基基础设计

本工程的地基基础设计等级为甲级，基础采用桩基-筏板基础。地下室底板面标高为-5.350m，底板厚2.5m，主楼基础埋置深度7.85米，为主楼高度的1/19.7。根据地质勘察结果表明，该建筑场地内7层中风化砂砾岩是良好的桩端持力层。基础采用Φ850钻孔孔灌注桩，桩端持力层设置于7层土，为嵌岩桩，嵌岩深度2.5m，桩长23～28.5米，单桩抗压承载力特征值为4200kN～5000kN。经验算，在罕遇地震和风作用工况下，边缘部位的桩均未出现拉力。地下室在塔楼和裙房之间不设沉降缝，通过控制塔楼沉降量，在塔楼与裙房之间设置沉降后浇带，并采取控制后浇带封闭时间等措施，来调整塔楼与裙房之间的差异沉降。

3.2 地下室设计

地下室为1层，顶板楼盖采用梁板结构。本工程塔楼与裙房于地下相连，地上设缝脱开。塔楼即为地下室外墙，同时利用地下室电梯井壁及部分填充墙布置剪力墙，使地下室刚度达到大于一层刚度2倍的嵌固要求。经计算地下一层与一层楼层的侧向刚度比为X向为6.86，Y向为3.69。地下室顶板可以作为上部结构的嵌固端。鉴于本工程的地下室结构超长，因此设置施工后浇带和沉降后浇带来减少混凝土早期收缩对结构的不利影响。

四、 结构计算分析

本工程采用SATWE进行计算设计，用ETABS程序进行了校核比较，并采用弹性时程分析结果与前两者进行分析比较。其主要计算结果如下。

4.1 层间位移角

表1 风荷载和地震作用下的弹性位移角

风荷载作用下的弹性位移角 地震作用下的弹性位移角 偶然偏心地震作用下楼层最大位移比

X方向 Y方向 X方向 Y方向 X方向 Y方向

1/3593 1/1010 1/2669 1/2175 1.03 1.29

4.2 转换层上下楼层侧向刚度比

为满足建筑功能要求，二层有局部剪力墙无法落地，形成框支剪力墙结构体系。根据《高规》10.2.3条，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比γ应符合附录E.0.1条。按附录E.0.1条计算得到的等效剪切刚度比分析结果见下表。

表2 等效剪切刚度比分析结果

X向刚度（kN/m） Y向刚度（kN/m）

1层 7.0214E+07 1.7453E+08

2层 8.2429E+07 3.0113E+08

1层与2层刚度比γ 0.85 0.58

可见底层的剪切刚度为上层的58%，满足《高规》附录E.0.1中大于50%的要求。

4.3 罕遇地震弹塑性分析

对该高层结构进行静力弹塑性分析（pushover）。采用两种推覆力分布模式，一种是倒三角形分布模式，另一种是CQC地震力分布模式。其主要计算结果为，倒三角形分布模式下结构能力曲线与需求谱曲线的交点及性能点坐标为：X方向为4.251s，Y方向为3.671s，X方向需求最大层间位移角为1/458，Y方向为1/637，满足大震下层间位移角1/120的限值。通过以上计算分析结果表明：在小震作用下，结构各项控制指标均在合理范围内，而且该高层结构全部构件的抗震承载力和层间位移均满足现行规范要求，结构构件处于弹性工作状态，满足规范要求。在中震作用下，结构的竖向构件、转换构件及框支框架处于弹性工作状态。在大震作用下，薄弱位的部分构件均未达到屈服阶段且满足变形限制要求，结构的最大层间位移角X方向为1/458，Y方向为1/637。框支层最大层间位移角为1/9999；竖向构件不发生剪切破坏，满足结构预期性能目标和规范要求。对重要构件的细部构造采取加强措施：框支柱、转换梁和框支层框架梁采用型钢混凝土构件；提高底部加强区墙体的分布筋配率和约束边缘构件的体积配箍率；各构件的构造均满足高延性要求。综上所述，高层结构在小震、中震、大震作用下，其受力性能均满足设计的预期性能目标和满足规范要求。因此本高层结构所采取的设计措施是可行和可靠的。

浅谈建筑结构抗震设计范文第5篇

【关键词】 抗震设计； 概念设计；建筑结构

中图分类号：TU2

地震作用影响因素极为复杂，它是一种随机的、尚不能准确预见和准确计算的外部作用，目前规范给出的计算方法还是一种半经验半理论的方法，要进行精确的抗震计算还有一定的困难，因此人们在工程实践中提出了“建筑抗震概念设计”。结构的抗震设计应该是综合概念设计、计算和结构措施等完整的一系列设计 。

1 建筑的抗震概念设计

所谓“建筑抗震慨念设计”是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，依此进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。掌揖了抗震概念设计，有助于明确抗震设计思想，灵活、恰当地运州抗震设计原则，使设计人员不至于陷入盲目的计算工作，从而做到比较合理地进行抗震设计。

2 高层建筑结构设计更应重视概念设计

在设计中，虽然分析计算是必须的，也是设计的重要依据，但仅靠此往往不能满足结构安全性、可靠性的要求，不能达到预期的设计目标，因此必须非常重视慨念设计。从某种意义上讲，慨念设计至比分析计算更为重要，因为合理的结构方案是安全可靠的优秀设计的基本保证．高层建筑结构设计尤其是在高层建筑结构抗震设计中，更应重视概念设计。这是因为高层建筑结构的复杂性、发生地震时震动的不确定性、人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性、高层结构计算尤其是抗震分析计算的精确性、材料性能与施工安装时的变异性，结构计算模型的假定与地震时的实际工作有很大的差异以及其他不可预测的因素，致使设计算结果(尤其是经过实刚简化后的计算结果) 与实际相差较大，甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。

3 高层混凝土建筑结构抗震概念设计的基本内容

3．1 首先应重视高层建筑结构的规则性

建筑设计应符合抗震慨念设计的要求，不应采用严重不规则的形状设计方案．合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的，提倡平、立面简单对称， 为震害表明，此种类型建筑在地震时较不容易破坏，而且容易估计出其地震反应，易于采取相应的抗震构造措施和进行细部处理。“建筑结构的规则性”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，承载力分布等诸多闪素的综合要求。“规则建筑”体现在体形(平面和立面的形状)简单；抗侧力体系的刚度承载力上下变化连续、均匀；平面布置基本对称。

3．2 结构刚度、承载力和延性要有合理的匹配

当结构具有较高的抗力时，其总体延性的要求可有所降低；反之，较低的抗力需要较高的延性要求相配合。对结构提出了“综合抗震能力”的概念，就是要综合考虑整个结构的承载力和构造等因素，来衡量结构具有的抵抗地震作用的能力。地震时建筑物所受地震作用的大小与其动力特性密切相关，与其具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性密切相关。但是，提高结构的抗侧刚度，往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物具有很强的抗倒塌能力，最理想的是使结构中的所有构件都具有较高的延性，然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性是比较经济有效的办法。因此，在确定建筑结构体系时，需要在结构刚度、承载力及延性之问寻找一种较好的匹配关系。

3．3 设计多道设防结构

3．3．1 超静定结构

静定结构是只有一个自由度的结构，在地震中只要有一个节点破坏或一个塑性铰出现，结构就会倒塌。抗震结构必须做成超静定结构，因为超静定结构允许有多个屈服点或破坏点。将这个概念引申，抗震结构不仅是要设计成超静定结构，还应该做成具有多道设防的结构。第一道设防结构中的某一部分屈服或破坏只会使结构减少一些超静定次数。同时要注意分析并控制结构的屈曲或破坏部位，控制出铰次序及破坏过程。有些部位允许屈服或允许破坏，而有些部位则足允许屈服，不允许破坏，甚至有些部位不允许屈服。例如，带连梁的剪力墙中，连梁应当作为第一道设防，连梁先屈曲或破坏都不会影响墙肢独立抵抗地震力。

3．3．2 双重抗侧力结构体系

双重抗侧力结构体系是可能实现多道设防结构的一种类型，而且双重抗侧力结构的抗震性能较好。这里提出的双重抗侧力体系的特点是，由两种变形和受力性能不同的抗侧力结构组成，每个抗侧力体系都有足够的刚度和承载力，可以承受一定比例的水平荷载，并通过楼板连接协同工作，共同抵抗外力。特别是在地震作用下，当其中一部分结构有所损伤时，另一部分应有足够的刚度和承载力能够共同抵抗后期地震作片用力。在抗震结构中设计双重抗侧力体系实现多重设防，才是安全可靠的结构体系。

3．3．3 总结构体系与基本分结构体系

1972年12月23日尼加拉瓜首都发生强烈地震，1万多栋楼房倒塌。林同炎公司1963年设计的美州银行大楼，虽位于震中，承受比设计地震作用0．06g大6倍的地震0．35g而未倒塌，引起世界同行的高度重视。众所周知，建筑物在地震作用下的运动与由风引起的位移是不同的，在强烈地震作用下，结构会在任意方向变形。在高层建筑中，这种变形更为复杂。当然主要是第一振型，同时也包括具有鞭梢效应的第二、第三振型，变形量很大。所以设计者主要考虑的是如何避免就其结构同有特征会引起倒塌的过大变形。再则，设计高层结构所考虑抗风与抗地震要求的出发点往往是矛盾的。刚度大的结构对抗风荷载有利，动力效应小；反之，较柔的结构有利于抗震。所以要设计一个抗风及抗震性能都很好的高层结构不很容易。林同炎教授的设计思想是设计一个由4个柔性筒组成的，具有很大抗弯刚度的结构总体系。在抗风荷载及设防烈度的地震作用下表现为刚性体系。当遇到罕见的强烈地震时，通过控制各分体系(柔性筒)之间的联接构件(钢筋混凝土连梁)的屈服、破坏，而变成具有延性的结构体系，即各分体系独立工作，则结构的自振周期变长，阻尼增加，即使超出弹性极限，仍持有塑性强度，可做到摇摆而不倒塌。地震后的实地观察，证明其设计思想是正确的，正如预料的那样，联梁的混凝土剥落，粱中有明显裂缝。但4个柔性筒的本身均无裂缝，筒壁仍处于弹性阶段。

3．4 抗侧力结构和构件应设计成延性结构或构件

延性是指构件或结构具有承载能力基本不降低的塑性变形能力的一种性能。在“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则下，结构应设计成延性结构。当设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形加大，但结构承受的地震作用不会直线上升，也就是说，结构是用它的变形能力在抵抗地震作用。延性结构的构件设计应遵守“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱杆件，强底层柱”原则，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

3．5 应有意识地加强薄弱环节

(1)结构在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载力分析(而不是承载力设计值的分析)是判断薄弱层的基础。

(2)要使楼层(部位)的实际承载力和设计计算的弹性受力之比在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的这个比例有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性

变形的集中。

(3)要防止在局部上加强而忽视整个结构各部位刚度、承载力的协调。

(4)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主要手段。

4 做好高层建筑结构概念设计还应注意的问题

(1)结构方案要根据建筑使用功能、房屋高度、地理环境、施工技术条件和材料供应情况、有无抗震设防来选择合理的结构类型。

(2)不同结构体系在竖向荷载、风荷载及地震力作用下的受力特点。

(3)风荷载、地震作用及竖向荷载的传递途径。

(4)结构破坏的机制和过程，以加强结构的关键部位和薄弱环节。

(5)预估和控制各类结构及构件塑性铰区可能出现的部位和范围。

(6)场地选择、地基基础设计及地基变形对上部结构的影响。

(7)各类结构材料的特性及其受温度变化的影响。