抗震设计方法范文第1篇

目前世界各国的抗震设计规范大多数都以保障生命安全为基本目标，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防水准，据此制定了各种设计规范和条例。依此设计思想设计的各种建筑物在地震中虽然基本保证了生命安全，却不能在大地震，甚至在中等大小的地震中有效的控制地震损失。特别是随着现代工业社会的发展，城市的数量和规模不断扩大，城市变成了人口高度密集、财富高度集中的地区，一般的地震和1995年的日本阪神地震，造成了巨．大的经济损失和人员伤亡。严重的震害引起工程界对现有抗震设计思想和方法上存在的不足进行深刻的反思，进一步探讨更完善的结构抗震设计思想和方法已成为迫切的需要。上个世纪九十年代，美国地震工程和结构工程专家经过深刻总结后，主张改进当前基于承载力的设计方法。加州大学伯克利分校的J.P.Moehlelll提出了基于位移的抗震设计理论；日本建设省建筑研究院根据建筑物的性能要求，提出了一个有关抗震和结构要求的框架，内容包括建议方案，性能目标，检验性能水准等：我国学者已认识到这一思潮的影响，并在各自研究领域加以引用和研究，如王亚勇、钱镓茹、方鄂华、吕西林分别发表了有关剪力墙、框架构件的变形容许值的研究成果，程耿东采用可靠度的表达形式，将结构构件层次的可靠度应用水平过渡到考虑不同功能要求的结构体系，王光远把这一理论引入到结构优化设计领域，提出基于功能的抗震优化设计概念。

我国现行的结构抗震设计，主要是以承载力为基础的设计，即用线弹性方法计算结构在小震作用下的内力、位移；用组合的内力验算构件截面，使结构具有一定的承载力；位移限值主要是使用阶段的要求，也是为了保护非结构构件；结构的延性和耗能能力是通过构造措施获得的。结构的计算分析方法基本上可以分为弹性方法和弹塑性方法。当前在建筑结构抗震设计和研究中广泛地采用底部剪力法和振型分解反应谱法等。这些方法没有考虑结构屈服之后的内力重分布。实际上结构在强震作用下往往处于非线性工作状态，弹性分析理论和设计方法不能精确地反映强震作用下结构的工作特性，让结构在强震作用下处在弹性工作状态下工作将造成材料的巨大浪费，是不经济的。随着人们认识的提高，结构的地震反应分析设计方法经过了两个文献的转变：(1)静力分析方法到动力分析方法的转变：(2)从线性分析方法到非线性分析方法的转变。其中动力分析方法就经过了从振型分解反应谱法到时程分析法、从线性分析到非线性分析、从确定性分析到非确定性分析的三个大的转变。作为一种简化实用近似方法，目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到众多学者的重视。它属于弹塑性静力分析，是进行结构在侧向力单调加载下的弹塑性分析。具体做法是在结构分析模型上施加按某种方式(研究中常用的有倒三角形、抛物线和均匀分布等侧向力分布方式)模拟地震水平惯性力作用的侧向力并逐步单调加大，使结构从弹性阶段开始，经历开裂、屈服直至达到预定的破坏状态甚至倒塌。这样可了解结构的内力、变形特性和能量耗散及其相互关系，塑性铰出现的顺序和位置，薄弱环节及可能的破坏机制。这种方法弥补了传统静力线性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了动力时程分析方法过程中，计算工作量大的问题，仅用于近似评估结构抵御地震的能力。但是，传统的推覆分析方法基本上只适用于第一振型影响为主的多层规则结构，对于高层建筑或不规则的建筑，高阶振型的影响不容忽视，并且对于非对称结构，还必须考虑正、反侧反推覆的不同所带来的影响。此外推覆分析方法无法得知结构在特定强度地震作用下的结构反应和破坏情况，这限制了它在抗震性能设计中的使用。

地震动能量是刻画地震强弱的综合指标，它综合体现了地面最大加速度和地震持时两个反映地面运动特性的重要因素。结构地震反应的能量分析方法是一种能较好地反映结构在地震地面运动作用下的非线性性质及地震动三要素(幅值、频谱特性和持时)对结构抗震性能影响的方法。地震时，结构处于能量场中，地面与结构之间有连续的能量输入、转化与耗散。研究这种能量的输入与耗散，以估计结构的抗震能力，是结构抗震能量分析方法所关心的问题。结构在地震(反复交变荷载)作用下，每经过一个循环，加载时先是结构吸收或存储能量，卸载时释放能量，但两者不相等。两者之差为结构或构件在一个循环中的“耗散能量”(耗能)，亦即一个滞回环内所含的面积。能量等于力与变形的乘积。一个结构(构件)所耗散的地震能量多，不仅因为它承担了较大的地震作用，还因为它产生了较大的变形。从这个意义上来看，耗能构件是用它自身某种程度破坏所作的牺牲，来维持整个结构的安全。所以，每次大的地震作用之后，人们看到那些没有其它途径耗散所吸收的地震作用的能量的结构，只有通过结构自身的破坏来释放所有的多余能量。因此，结构的抗震设计应当注意保证结构刚度、强度和变形能力的协调与统一，如结构的延性设计就是在传统的单一强度概念条件下进行的弹性抗震设计的基础上，充分考虑结构和构件的塑性变形能力，在设防烈度下允许结构出现可能修复的损坏，当地震作用超过设防烈度时，利用结构的弹塑性变形来存储和消耗巨大的地震能量，保证结构裂而不倒。

能量法在近半个世纪的研究中发现较快，但由于地震本身的复杂性能量与结构反应之间的关系仍需我们进行进一步的探索。

抗震设计方法范文第2篇

可是，如此巨大的地震并没有出现像2008年在我国汶川发生的里氏8.0级的地震那样的大量的房倒楼塌的现象。这是为什么呢？笔者将在本文中详细介绍日本建筑的抗震设计及抗震计算方法，供国内的同行们参考借鉴。

首先，先介绍一下日本抗震设计的变迁。

1920年（大正9年）12月1日城市街道建筑法（大正8年法律第37号）开始施行。根据第12条中的规定，主管大臣要把建筑物的结构，设施，所在地的卫生，保安，防空方面的情况作为设计的必要条件。根据城市街道建筑法规则（大正9年内务省令第37号）内的规定，容许应力设计法作为结构设计计算法被使用，该方法要求结构强度计算时要考虑由自重和荷载重量引起的垂直力。但是，这时还没有关于地震力的相关规定。

1923年（大正12年）9月1日发生了关东大地震。

1924年（大正13年）城市街道建筑法施行规则被改正，要求使用容许应力法进行设计时，要求材料安全率系数取3倍，地震力取水平震度的0.1。

1950年（昭和25年）11月23日城市街道建筑法被止、取而代之的是建筑基准法（旧的抗震设计规定）具体的抗震基准被规定在建筑基准法施行令中（昭和25年政令第338号）。并且，使用容许应力法进行设计时，地震力提高到了水平震度的0.2。

1971年（昭和46年）6月17日建筑基准法被改正。由于1968年发生了北海道十胜地震，吸取那次地震的经验教训，在钢筋混凝土结构中箍筋的配筋基准得到了强化。

1981年（昭和56年）6月1日建筑基准法施行令被改正（新的抗震设计规定），导入了一次设计、二次设计的概念。

2000年（平成12年）6月1日又一次进行了建筑基准法及建筑基准法施行令的改正。该次改正中导入了性能规定的概念，并且在原来的容许应力法的基础上又增加了一种新的结构计算方法---极限承载力法。

接下来我就要详细介绍一下这两种抗震设计计算方法。

1、容许应力法

在一次设计阶段时，必须确保结构上的主要受力构件在地震发生时的应力不能超过该构件的容许应力（参见建筑基准法施行令第82条第1项规定）

在二次设计阶段时，由地震引起的变形的计算及根据材料强度进行的承载力的计算，必须要确保满足建筑基准法的相关规定（参见建筑基准法施行令第82条第2～4项规定）

高31m以下的特定建筑物在一次设计（容许应力计算法）阶段的应力（第82条第1项），多雪地区为G+P+0.35S+K；一般地区为G+P+K。层间变形角度（第82条第2项）为200分之1以内；刚性率（第82条第3项）为10分之6以上；偏心率（第82条第3项）为100分之15以内。二次设计（构件水平承载力计算法）阶段的构件水平承载力（第82条第3项）的刚性率・偏心率超出规定值以外的情况，按以下公式计算。高31m以下的特定建筑物在二次设计（构件水平承载力计算法）阶段的构件水平承载力（第82条第3项）由材料强度决定的各层水平承载力要保证在Qun以上，其它各项均与高31m以下的特定建筑物相同。

特定建筑物以外的建筑物一次设计（容许应力计算法）阶段的应力（第82条第1项），多雪地区为G+P+0.35S+K；一般地区为G+P+K。层间变形角度（第82条第2项）、刚性率（第82条第3项）、偏心率（第82条第3项）均可以不进行计算；二次设计（构件水平承载力计算法）阶段的构件水平承载力（第82条第3项）也可以不进行计算。

G为由固定荷载引起的力、P为由堆积荷载引起的力、S为由积雪荷载引起的力、K为由地震荷载引起的力。

计算由各部分的地震荷载引起的力K产生的层间剪力Qi对各层的作用（参见建筑基准法施行令第88条规定）。

Qi＝∑Wi×Ci

∑Wi为每层上部的总重量（固定荷载+堆积荷载。在多雪地区还需要增加积雪荷载）

层间剪力系数Ci＝Z×Rt×Ai×Co

标准剪力系数Co

第三种场地土上的木结构建筑物在一次设计（容许应力计算法）阶段Co取0.3；二次设计（构件水平承载力计算法）阶段Co取1.0。上述以外的建筑物在一次设计（容许应力计算法）阶段Co取0.2；二次设计（构件水平承载力计算法）阶段Co取1.0。

高度方向分布系数Ai

Αi为该层上部总重量与建筑物地上部分总重量的比值

T为建筑物的一次固有周期

振动特性系数Rt

T

TcT

2TcT

T为建筑物的一次固有周期、Tc为场地土类别系数：0.4（第1类场地土）、0.6（第2类场地土）、0.8（第3类场地土）

地震区域系数Z（参见昭和55年建设省告示第1793号第1条规定）依照建设省的告示的规定，静县的地震区域系数取1.0，按照静县建筑结构设计指针的规定取值的话，静县的地震区域系数为1.2。

在一次设计阶段，由地震荷载引起的承重结构主要部位的形不会造成特定建筑物的部分部位出现显著的损伤的情况下，层间形角度控制在120分之1以内是可以的。

各层的水平承载力Qun按照以下公式计算（参见建筑基准法施行令第82条第4项规定）。

Qun＝Ds×Fes×Qud

Ds为各层的结构特性系数（由于不同的结构形式具有不同的减衰性和韧性等特性，所以国土交通大臣根据建筑的结构形式规定了相应的结构特性系数）

Fes为各层的形状特性系数（国土交通大臣对应不同的刚性率及偏心率，规定了相应的形状特性系数）

Qud为地震荷载在各层上产生的水平力（在上述Qi的计算中Co值取1.0）

2、极限承载力法

在一次设计（损伤界限）阶段，根据地震产生的加速度确定出来的作用在建物地上各层上的地震荷载及在各层上产生的层间位移来进行计算，在确保该地震荷载没有超过损伤界限承载力（在建筑物各层的结构承重构件的主要部分的断面上产生的应力，当该应力达到短期效应组合下的容许应力时，对应此时的建筑物各层的水平力的结构承载力）的同时，还应该确保层间变形角度没有超过200分之1（由地震荷载引起的承重结构主要部位的形不会造成特定建筑物的部分部位出现显著的损伤的情况下，层间形角度控制在120分之1）（参见建筑基准法施行令第82条第6项第3款细则的规定）。

在二次设计（安全界限）阶段，根据地震产生的加速度来确定作用在建筑物各层的地震荷载，由该荷载来进行计算，并确保该地震荷载没有超过构件的水平承载力（参见建筑基准法施行令第82条第6项第5款细则的规定）。

一次设计（损伤界限） 二次设计（安全界限）

损伤界限固有周期Td（s） 损伤界限承载力Pdi（kN） 安全界限固有周期Ts（s） 构件水平承载力Psi（kN）

Td

Fh×Z×Gs

0.16Td

Ts

×Z×Gs

0.64Td 1.024mi×Bdi×

Z×Gs/Td 0.64Ts 5.12mi×Bsi×

Fh×Z×Gs/Ts

抗震设计方法范文第3篇

关键词：建筑结构；基于性能；抗震设计；方法

Abstract: based on the performance of the seismic design theory is based on structure seismic performance analysis as the foundation, considering many factors determine the performance target buildings, this paper puts forward different seismic fortification level, which makes the design of buildings in the future of the different seismic grade under seismic action to meet the expected seismic performance goals, overcome the seismic design based on bearing capacity can't estimate structure after the defects of the seismic performance yield. This paper discusses the building structure based on the performance of the seismic design method

Keywords: building structure; Based on performance; Seismic design; methods

中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：

随着经济的发展和人口密度的增加， 结构物内的装修、 非结构构件、 信息技术装备等的费用往往超过结构物的费用，地震造成的损失会越来越严重， 从而使人们逐渐认识到过去的规范仅以保证人的生命安全为单一设防目标的设计理论， 在抗震设计理念、 适应社会需求等方面都存在一定的问题。基于性能的抗震设计(Performance Based Seismic Design)思想是20世纪90年代初由美国学者提出的， 它是使设计出的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。投资-效益准则和建筑结构目标性能的 “个性” 化是基于性能的抗震设计的重要思想。基于性能的设计克服了目前抗震设计规范的局限性。在基于性能的设计中， 明确规定了建筑的性能要求， 而且可以用不同的方法和手段去实现这些性能要求， 这样可以使新材料、 新结构体系、 新的设计方法等更容易得到应用。

一、 基于性能抗震设计理论的特点

基于性能抗震设计理论是在对现行抗震设计理论反思的基础上产生的, 它们之间有一定的联系和区别,通过对比得出基于性能抗震设计的特点。

1、采用多级设防目标。我国现行的“小震不坏,中震可修,大震不倒”三阶段抗震设防水准,以保障人们生命安全为一级设防目标,无法避免大震中巨大的经济损失。基于性能抗震设计理论提出了多级目标的设计理念, 既要保证生命安全,又要避免经济损失超过业主和社会的承受能力,更加注重非结构构件和内部设施的保护, 它们在经济损失中占有相当的比例。

2、引入投资-效益准则。基于性能抗震设计理论着重点,从现行的仅注重结构安全可靠转变到全面注重结构的功能、 安全及经济等多方面。根据投资- 效益准则,进行费效分析,在可靠和经济之间选择一种合理的平衡,以确定最佳抗震设计方案, 达到优化设计的目的。为此引入经济决策机制, 目前普遍采用的决策思想是: 以结构系统可靠度为决策变量,以结构寿命全过程为时间范围,以相应的寿命期总的费用最小为决策目标。

3、具有更大的自由度。现行抗震设计需要依照规范按部就班,缺乏灵活性,结构设计人员处于被动状态。基于性能的抗震设计除了满足“共性”外,更加注重“ 个性”设计, 增加了业主与设计人员的交流,根据结构的用途及业主的特殊要求确定结构性能目标后, 设计人员可以选择实现该性能目标的设计方法,采用相应的构造措施,既调动了设计人员的积极性,又有利于新材料的使用和新技术的开发。

二、基于性能的抗震设计方法

1、性能抗震设计阶段

（1）概念设计。根据用途和业主的要求，合理确定设防目标，通过场地、建筑平面等进行初步设计。

（2）计算设计。根据预定的设防目标，计算出能影响各类因素的抗震参数，参数与预定目标不符要及时修改，直至满足参数需求。以基于位移的抗震性能设计为例，主要包括步骤有确定不同强度地震作用下性能目标；根据初步设计，确定结构内的位移的极限值；通过等效阻尼比等各类等效数值，确定等效刚度；设计采用必需的构造措施；评价结构强度要求和变形能力。以严谨、科学、合理的态度进行评估，如计算阶段有不符合，则需重复计算设计步骤，以不断完善结构设计。

（3）性能评估。通过各类的分析法得出设计结果来确定该建筑结构的性能。

2、性能抗震设计方法

目前大致主要有：位移影响系数、能力谱、直接位移设计等方法。

（1）位移影响系数法。基于结构性能设计方法，通过分析得出的最大期望位移值，利用等效方法、模态进行确定。以达到此系数的修正作用。此方法还存在着由于它是整体抗震评估方法，无法具体体现主要结构、楼层的损坏情况与抗震水准等问题。

（2）能力谱法

1975年被提出，随后不断改进。能力谱设计是将能力谱曲线与地震反应谱转化而来的需求谱，进行比较来评估其抗震性能。此方法侧重对结构的实际性能进行验算、评估。另外，能力谱设计法比较适用于平面结构可简化且分布较均匀的结构，否将会产生不小的误差。

（3）直接位移设计法

国内外学者对基于位移的抗震设计理论进行了大量的研究， 并提出了适用于不同类型结构的基于位移的抗震设计方法。基于位移的计算方法 （DCB） 需要对结构的期望位移最大值进行计算， 然后进行结构设计， 使结构和构件的变形能力超过期望位移最大计算值。

基于位移限值的迭代计算方法 （IDSB） 与基于位移的计算方法相似， 不同的是结构的位移限值是给定的， 在进行结构设计时， 需求对结构体系进行反复修改， 直到计算分析的位移值小于位移限值， 整个设计过程需要迭代计算。

直接基于某一限值位移的方法 （DDSB） 是从某一给定的目标位移出发开始结构设计， 并得到结构的需求强度、 刚度等， 最后得到满足某一设计地震水平的目标位移， 该方法的设计过程不需要迭代， 也不需要对结构进行预先设计。

三、混凝土结构基于性能的抗震设计

尽管基于性能的抗震设计研究已取得一定成果, 但鉴于基于性能的抗震设计的复杂性以及人们认识的局限性, 我们还不能够完全依靠计算设计来确保结构安全可靠. 所以, 结构概念设计和细部构造设计对于目前抗震设计方法和未来基于性能抗震设计仍将是很重要的组成部分.综上所述, 基于性能的混凝土结构的抗震设计,可考虑应用承载能力设计方法的优点, 结合基于性能的抗震设计的理念来进行设计。

1、首先将混凝土结构目标性能水准划分为多个水准, 明确和细分其量化指标, 结构目标性能水准既要考虑结构初期投资, 还要考虑未来可能遭受的地震损失等综合因素, 采用可靠度理论和优化思想来确定。

2、加强概念设计进行结构的宏观设计控制, 即在设计全过程中重视结构的规则性, 合理选择结构体系, 保证结构和结构构件的延性.

3、考虑多级水准地震作用下强度设计, 以此来体现结构建设初期的投资.

4、采用变形指标对结构的抗震性能进行评估, 控制结构构件的损伤程度和非结构构件的性能水平, 以此来评估未来可能遭受的地震损失等综合因素, 最终使结构在整个生命周期中的费用达到最小. 这样使整个设计具有定性、 定量、 准确有效、 简捷方便的特点, 有利于缩短设计周期,提高工作效率, 在设计中强调结构刚度的控制和协调.

综上所述，基于结构性能的抗震设计理论是以结构抗震性能分析为基础的结构设计,是设计理念上的一次变革,涉及结构抗震设计的各个方面,对工程结构的设计和发展具有重大意义。 利用该理论进行结构抗震设计,可充分发挥工程师的主动性,满足人们对结构性能的不同要求。 从各国抗震设计规范修订动向来看,可以说基于性能的结构设计是21世纪抗震设计规范的趋势。

参考文献：

[1] 孙俊,刘铮,刘永芳. 工程结构基于性能的抗震设计方法研究[J]. 四川建筑科学研究, 2005,(03) .

[2] 李灿灿,陆洲导,李凌志. 建筑结构基于性能的抗震设计[J]. 四川建筑科学研究, 2005,(05) .

[3] 莫庸,钱铭,宋东伟,安炳,滕文川. 某超限高层工业框架结构弹塑性分析及性能抗震加固设计[J]. 四川建筑科学研究, 2007,(S1) .

[4] 陈怀亮,张大长. 塑性铰区埋入高阻尼隔震橡胶层厚度的数值模拟分析[J]. 四川建筑科学研究, 2010,(06) .

抗震设计方法范文第4篇

Abstract: Along with our country city changes a process accelerate ceaselessly, land resources increasingly tense construction, increasing the number of high-rise buildings, the seismic design of buildings and becomes more and more important. At present, the seismic theory unceasingly consummates, the development of information technology, it will promote the research, seismic design method in view of this, this paper combines the practical work from the seismic design issues related to the analysis.

Key words: seismic; seismic design method; reinforcement

中图分类号：TU2文献标识码：文章编号：

引言：目前，地震是我们人类最常见的也是面临的最严重的自然发生灾害之一。我们知道，如果在人们的居住地发生了地震，那么损失的后果将会十分严重，这也就警示我们要在建筑结构的抗震设计方面要很重视。诚然，我们确实也在时刻不断地努力研究探索着抵抗地震发生的新方法，使得建筑结构的抗震设计就成为了工程研究领域关注的热点。现在的建筑结构关于抗震设计的一些理论经历了一个很漫长的发展过程，伴随着人们对地震的理解与认识在不断地加深，建筑结构的抗震设计分析已经成为我国建筑行业中发展的一个关注点，与其相互对应的建筑结构的抗震技术也已经成为建筑结构工程中比较重点研究的一些理论知识。

一、建筑抗震概念设计

“建筑抗震概念设计”是对建筑结构总体进行布置并确定各个细部构造的过程，它是根据地震灾害以及工程经验等所形成的基本设计思想和设计原则。地震动是一种随机振动，具有复杂性和不确定性，因此，抗震问题不能完全依赖计算结果。而是应该立足于工程抗震基本理论和长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念来优化设计。抗震概念设计主要有如下几点：

1.尽量避开对建筑抗震不利的地段，选择对建筑抗震有利的地段。

2.建筑的体型尽量做到简单、质量、对称、和刚度变化均匀；

3.抗震结构体系，必须符合下面的要求：

（1）必须具有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图；

（2）设置多道抗震防线，避免因构件破坏或部分结构而导致整个体系丧失对重力荷载的能力或抗震能力；

（3）刚度和强度务必做到合理化，避免因突变或局部削弱形成薄弱部位，产生过大的塑性变形集中或应力集中；对可能出现的薄弱部位，应采取具体提高抗震能力的措施。

4.抗震结构的各类构件必须具备变形能力和强度；

5.抗震结构的各类构件之间应注意连接的可靠性；

二、建筑结构抗震设计的主要方法

建筑结构要在整体上遵循抗震设计的一些主要原则，以便来填补那些因为地震灾害的作用以及震后反应的那些复杂性而导致抗震计算不准确带来的一些不足。那么，建筑结构的抗震设计主要采取的方法有以下几种：

1.建筑结构的基本构造

一般情况下，建筑采取的混凝土结构，是通过建筑钢筋砼构件的截面高宽比来限制取值，那么，建筑要求的最小配筋率，是由承重柱的轴压比来控制的。建筑的砖混结构，一般比较常见的构造方法有限制建筑房屋的整体高度与建筑的层数与层高；在建筑的横纵墙中来设置一些钢筋混凝，并且还要设置一些防震缝等等。在经过修订以后的建筑结构抗震设计的规范标准中要求增加一些具有强制性的条例，要突出建筑屋顶的楼、电梯，要求建筑构造柱应该延伸到建筑的顶部，并且要与建筑顶部圈的粱连接在一起，以此来拉结建筑的填充墙来加入总体建筑结构的承受力，并且对建筑结构自身的刚度有着比较大的作用，这个应该在抗震设计中加以充分的思考。

2.建筑结构抗震设计的一些性能目标

建筑物在发生地震的时候有高度的安全性，是在抗震设计中应该具有的很大特点，所以建筑结构的抗震设计要求以将要建设建筑物的地区可能会大地震的烈度为基本的标准。而且还要以建筑自身以及建筑物得室内物品没有造成破坏为最终目标来确定建筑结构的一些抗震性能指标。建筑结构的一些非抗震的下部结构以及建筑结构的一些基础部位也需要有一定程度上的抗震能力，在发生大地震的时候建筑结构要基本保持在所能承受的弹性范围之内。另外，建筑结构的抗风性能是因为抗震的建筑水平所具有的刚度比较小而容易发生一些比较小的波动，这个应该思考那些因为发生的季节风等所带来的作用发生的影响。所以由于风压所产生的建筑水平振动很有可能会导致建筑的安全使用性能以及建筑抗震部分的耐久性能受到破坏。因此，建筑结构要有一定的比较好的性能指标，以便达到高的抗震设计要求。

3.建筑的场地和建筑规划

建筑结构要有好的抗震性，需要选择比较有稳定性的场地，这样会有比较好的基础。另外，具有抗震性的建筑需要有抗震层的设置，而且建筑结构的外部空间应该做包括邻栋间距、建筑外观等等的一些舒适感以及安全性能的角度来考虑。而且在进行建筑结构的场地规划的时候，也应该从适应建筑上部结构的位移等特点与性能方面的角度来考虑。建筑物在经过长时间的使用后，建筑结构的整体可能发生移动的范围之内不应该堆放一些障碍杂物。在建筑结构可能发生移动的范围之内一般来说会设置一些建筑的出口与入口，并且还要注意不能因此而使得人受到一些伤害，最好为了避免人或者车辆比较容易通过出入口，应该设置一些门墙或者指示标记等等。

三、抗震计算

1.地震作用计算

底部剪力法和时程分析法是结构抗震计算的基本方法。

（1）底部剪力法。适用于高度不超过40 m、以剪切变形为主、质量与刚度在竖直方向分布均匀的结构，以及可简化成单质点体系的结构。

（2）时程分析方法。适用于不规则的建筑（如扭转、凹凸、楼板不连续和竖向形体不规则等)、甲类建筑与烈度、限定高度的高层建筑；多遇地震作用的计算也可采用时程分析法，计算时，将多条时程曲线计算结果的平均值作为计算结果。

采用上述两种方法计算地震作用设计时，须满足以下计算要点。

（1）因为建筑结构两个主轴方向的构件抗侧力是地震变形验算的主要对象，所以，这两个方向要分别进行水平地震作用的计算。

（2）对质量与刚度的分布明显不对称的结构，需考虑双向水平地震作用下的扭转效应。其他结构的扭转效应可以通过对地震作用修正得到。

（3）8、9级地震中的大跨度结构和长悬臂结构，9级地震中的高层建筑，都要进行竖直方向地震作用的计算。

（4）对于结构中相交角度大于15°的斜交构件，需对有抗侧力的该种构件进行水平各向地震作用计算。

四、抗震构造措施

1.砖混结构

砖混结构的抗震构造要求包括：加设圈梁、加设构造柱、对墙体加固构造。

（1）圈梁用于增强房屋的整体性，可以提高房屋的整体抗震

能力。

（2）构造柱与圈梁配合适用，二者形成封闭骨架，可以提高砌体结构的抗震能力。一般来说，在内外墙交接处、外墙转角处以及楼梯间的四角处，都应加设构造柱。

（3）墙体加固构造可以有效提高砌体结构的水平承载力，一般做法是用高标号水泥砂浆或布钢筋网砂浆代替原墙体的粉刷抹灰。

2.混凝土结构

混凝土结构的抗震构造要点包括：（1）构件截面的高宽比要满足规定的限值。（2）满足最小配筋率要求。（3）将承重柱的轴压比控制一定的范围内。（4）一般填充墙中应设置拉结筋，较长的填充墙还应设置构造柱、芯柱、角柱并要求短柱箍筋全高加密。

五、结束语

建筑结构的抗震设计是一个复杂、综合、系统且整体性很强的过程，它包括建筑结构的概念设计、抗震计算及构造措施，三方面缺一不可。如今，随着地球的生态环境的破坏越来越严重，地震灾害也日趋频繁，建筑结构的抗震设计成了衡量建筑结构设计是否有效的一向重要指标。因此，对各种结构进行更准确、合理的抗震设计，将成为建筑工程中尤为重要的研究方向。

参考文献：

[1]张映超.浅谈房屋建筑结构的抗震设计[J].科技风,2011.

抗震设计方法范文第5篇

关键词：抗震设计；高层建筑；措施；分析方法

1.前言

由于城市人口的发展，为了节约用地，更好地利用空间，往往在建筑设计时首先考虑高层建筑，从而高层建筑有了飞速的发展，高层建筑的发展趋势是高度越来越增加，体型和平面日趋复杂。由于高层建筑又坐落在不同的地域，加上地质构造复杂，高层建筑很容易受到地震等自然灾害的损害，地震发生具有很大的随机性，破坏后果严重。而高层建筑抗震设计方法研究目前还不十分成熟，仅仅依据微观的数学力学，没有充分考虑高层建筑结构内力的阻尼变化、材料时效、非弹性性质以及空间作用等其他相关因素，很难在结构上提高高层建筑的抗震能力。为了降低在遭遇地震时的经济和人力损失，因此，对高层建筑结构的抗震设计方法研究具有很大的必要性。

2.地震对高层建筑的作用影响分析

2.1对高层建筑构件形式方面

（1）在高层建筑的框架结构中，通常地震对板和梁的破坏程度轻于柱；

（2）地震作用经常在多肢剪力墙（钢筋混凝土结构）的窗下引起交叉斜向的裂缝；

（3）如果混凝土柱配置螺旋箍筋，即使地震引起较大的层问位移，对柱以及核心混凝土作用并不明显；

（4）钢筋混凝土框架结构，如长、短柱并用于同一楼层，长柱受损害较轻。

2.2对高层建筑结构体系方面

（1）对于钢筋混凝土柱、板体系的高层建筑，各层楼板因楼层柱脚破坏或者侧移过大以及楼板冲切等因素而在地面坠落重叠；

（2）对于“填墙框架”体系的高层建筑，由于受窗下墙的约束，因而容易发生外墙框架柱在窗洞处短柱型剪切现象；

（3）对于“填墙框架”体系的高层建筑，地震对采用敞开式框架问未砌砖墙的底层破坏严重；

（4）对于框架一抗震墙体系的高层建筑，地震损害不大；

（5）对于“底框结构”体系的高层建筑，地震严重破坏刚度柔弱的底层。

2.3对高层建筑地基方面

（1）如果地基自振周期与高层建筑结构的基本周期相同或相近，地震作用因共振效应而增加；

（2）如果高层建筑处在危险和地形不利的区域，则容易使高层建筑因地基破坏而受损；

（3）地基处地质不均匀，在地震作用下容易使上部结构倾斜甚至倒塌；

（4）若高层建筑的地基处有较厚的软弱冲积土层，则地震作用对高层建筑的损害显著增大。

2.4对高层建筑刚度分布方面

（1）对于采用L形以及三角形等平面不对称的高层建筑，地震作用能够使建筑结构发生扭转振动，因而损害现象严重；

（2）对于采用矩形平面布置的高层建筑结构，如果该建筑的抗侧力构件（如电梯井等）布置存在偏心情况时时，同样会使建筑结构发生扭转振动。

3.建筑结构抗震设计方法分析

3.1静力法

如果以F作为地震作用于建筑设施的力，以M表示建筑物的重量，以R表示地震震度，则有以下公式：

F=R×M （1）

这种以“震度”表示地震尺度的想法，在1924年（日本关东发生大地震后第二年）被纳入日本的建筑工程相关的技术规范中，当时，人们已经意识到房屋的重量是影响地震破坏能力的一个极为重要的因素。在当时的条件下人们认为为建筑重量10%的水平力大约地震惯性力相当。在当时还假定：建筑结构的承载能力大小决定了房屋的抗震能力大小；地震力与建筑地基以及结构的实际特性等因素无关。

3.2反应谱法

美国在1933年长滩发生大地震以及在1940年ELcentro发生大地震时。均取得了强震加速度记录。美国的一些相关研究者依据建筑物自振特性资料以及这些强震记录提出了著名的地震反应谱理论，具有非常重要的现实意义。近些年来，我国在抗震设计领域也取得了较大的进展，逐渐形成了科学合理而又普遍适用的建筑结构抗震设计方法。大部分的建筑结构抗震设计规范都是根据结构能力以及反应谱理论建立起来的。

3.3弹性动力时程法

弹性动力时程分析法抗震结构设计的原理是，根据地震烈度、高层建筑场地类别以及设计分组的判断，然后选用合适数量的地震地面运动加速度的记录，对其积分然后求解运动方程，最终计算出在模拟的地震中建筑的加速度、速度以及位移的响应，进行抗震设计。高层建筑运动方程是独立的，我们要计算各个时刻的结构反应只需用到数值方法求解。

3.4静力弹塑性法

静力弹塑性分析方法的原理为计算现有设计方案的抗侧力能力，进而估计出其抗震能力，其具体方法为：根据房屋的具体情况在房屋上施加某种分布的水平力，逐渐增加水平力使结构各构件依次进入塑性，调整水平力的分布和大小，直到结构达到位移超限。其优点在于：据结构的振型变化可以求得水平力的分布，根据结构在不同工作阶段的周期通过设计反应谱可以求得水平力的大小。

3.5动力弹塑性分析法

我们以{y}，{y'}，{y''}分别表示运动的水平位移和速度以及加速度，以yg表示地面运动水平加速度，则在多自由度系统中，在地面运动作用下的振动方程可以用以下公式表示：

[M]{y''}+[C]{y'}+[K]{y}=-[M]{L}yg （2）

采用各种手段划分由强震记录的水平方向上的时间一加速度曲线，将其分为一系列极小的时间段，运用震动方程对对每一个时段方程进行积分求解，可求得每个时间段内体系的加速度、速度以及位移，最终可计算出结构内力。

4.建筑结构抗震方法的比较

地震是一种破坏性严重的自然现象，其三要素分别为：幅值、持时与频谱特征。建筑结构抗震设计的方案应体现地震动特性和结构特性，所考虑的地震作用应在在地震作用下最大程度地反映结构的真实响应。表1为抗震设计方法反应结构特性以及地震动特性的具体情况对比。

5.建筑结构设计案例分析

某高层建筑，地下3层，地上28层，总建筑面积约6万m2。其中，7～28层为住宅区；第6层作为空中花园以及设备转换层；4～5层为办公用区域；1～3层为商场楼层；地下3层作为设备用房和车库；第7层楼盖作为高层建筑的结构转换层。高层建筑总高度（地面以上）为90.4m。该高层建筑以钢筋混凝土框架剪力墙作为工程主体，柱截面面积为700×1100m2、800×1100m2，墙厚2-4m，板厚为：转换层1.8m、天面1.2m、住宅1m、裙楼1.1m，梁截面面积为190×400-240×600m2。转换层框支梁为400×1300-500×1500m2。该高层建筑要求Ⅶ度的防烈度；建筑设防类别为丙类；设计第1组为地震分组。预期的抗震等级为：8层以上为二级；1-8层为一级；6层以下普通框架为一级；框支框架为特一级。根据建筑结构抗震设计的相关规范，本工程设计中有四项不合理，具体为：

5.1扭转不规则

在考虑各种因素的情况下，楼层竖向构件的水平位移最大应小于等于该楼层平均值的1.2倍，而在本高层建筑中此比值最大为1.32，大于1.2，属于扭转不规则。

5.2凹凸不规则

在该高层建筑中，平面最大凸出部位凸出尺寸为L=17.24m，Bmax=41.20m，L与Bmax之比为41.84%，而规范要求的此值为35%。

5.3楼板局部不连续

塔楼部分楼层电梯间局部楼板最小净宽3m，相关的建筑规范规定此值为5m。

5.4竖向抗侧力构件不连续

塔楼剪力墙通过转换梁向框支柱传递，属竖向抗侧力构件不连续。

5.5解决措施

具体到本高层建筑，在进行建筑结构抗震设计时为了满足相关规范的要求，需要采取的措施如下：

（1）加强剪力墙底部部位。

（2）根据规范要求提高框支柱的配筋率。

（3）塔楼楼梯问及周边楼板厚度增大至1.5m。

（4）转换层板厚度增大至1.8m。

（5）将剪力墙底部加强部位的钢筋配筋率提高到0.5%。

（6）将剪力墙的底部加强部位以及框支柱等部位的抗震等级均提高一级。

6.结束语

随着高层建筑的发展，建筑结构的抗震设计显得越来越重要。高层建筑结构的抗震设计方法和抗震措施在不断的改进，在对建筑结构进行抗震设计时要根据高层建筑的实际情况而选择科学合理的抗震结构设计方法。

参考文献

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收稿日期：2013-4-17