抗震设计论文篇1

初始损伤缺陷的描述与长期累积效应表达

根据相关的试验及文献研究，在长期的荷载及环境腐蚀等作用下，结构的劣化过程是由于诸如微裂缝、微孔洞等这样的初始损伤缺陷随运营时间的增加在不断发展，最后导致结构失效。事实上，对于既有地铁隧道而言，引起结构初始损伤缺陷的因素是多方面的，初始损伤缺陷的定义也是多方面的。例如，可以定义为施工质量方面导致的初始缺陷、工后运营过程中由于沉降导致的初始缺陷以及受邻近或穿越施工影响带来的初始缺陷等等。为了保证隧道结构在运营期间的安全，地铁隧道结构在长期运营动载作用下随时间的动力响应及初始缺陷的演变机理在不断得到人们的关注，尤其是初始缺陷长期累积作用下结构的抗震动力学行为。这里不妨采用前人文献试验研究，采用刚度折减理论来体现隧道结构衬砌初始缺陷及其在列车不同运营阶段的抗震动力特性。

力学模型与计算参数

1工程背景

本文以10号线双井车站由于列车振动所引起的隧道衬砌结构的动力响应为研究背景。10号线双井站为地下三层两跨（局部三跨）岛式站台车站，全长181．0m。车站地下一层为设备层，地下二层为站厅层，地下三层为站台层。车站南、北两段为地下三层明挖结构，中间段为地下一层暗挖结构。在图1中可以看出，北侧三层结构与中间暗挖段及中间暗挖段与南侧三层结构之间均有宽20mm的变形缝。由于变形缝的存在，因此，构想以变形缝为界，只考虑对双井站中间暗挖段结构衬砌进行动力响应分析。此举目的在于，变形缝起着减振的作用，三段结构彼此振动影响不大；建立模型时能使计算单元的数量大大减少，即提高了计算运行速度，又能得到较理想的计算精度。

2基于FLAC3D地震响应的三维模型的建立

考虑到边界效应和地下结构开挖所影响的范围，整体模型截取范围为61．3m×59．24m×41．55m的土体。网格大小划分满足Kuhlemeyer和Lysmer通过模型的波传播精度的表达式，就是单元的空间尺寸ΔL，必须小于与输入波的最大频率相应的波长的1／8～1／10。10号线双井站模型示意图如图2所示。

3模型边界条件及计算参数的确定

根据北京地铁10号线双井站的地质资料，将土体视为均匀介质，并取土性参数的加权平均值作为计算参数。计算中采用不同的本构模型模拟不同的材料，对于各层土体采用莫尔－库仑（M－C）本构模型，隧道衬砌应用线弹性本构模型。衬砌混凝土力学参数如下：密度为2．5g／cm3，剪切模量为15．28GPa，体积模量为11．46GPa。静力计算时，模型四周分别约束相应的水平向位移，底部为竖向固定、水平自由的边界，上表面为自由边界。在设置动力边界条件及阻尼前，应将静力计算模型中的初始位移及初始速度设置为0。动力计算时，在模型四周边界上施加自由场边界条件，底部边界取为静态边界，上表面为自由边界。模型采用瑞丽阻尼机制，使用时需要考虑两个参数，即自振频率和阻尼比。自振频率的确定是使模型不设置阻尼，在重力作用下求解一定的步数，使模型产生振荡，分析模型关键节点响应，使其完成至少一个周期振荡。本文求解的振荡周期为0．09s，由此计算出自振频率为11．11Hz。阻尼比的确定是根据经验方法，选取岩土体的阻尼比参数为0．005。

4地震波的选择

因工程建筑场地类别为Ⅱ类，且北京按8度设防，所以本文采用比较著名的埃尔森特（EICEN－TRO）波，截取包括峰值加速度在内的5s段进行分析，峰值加速度为1．96m／s2，满足建设部颁发的《关于统一抗震设计规范地面运动加速度设计取值的通知》规定的8度设防取0．2m／s2加速度峰值的要求。由于输入的EI波为频率范围很广的离散载荷形式，因此在地震反应分析中对EI波中的高频波进行滤波处理，以提高计算精度。图3为滤波前后加速度时程曲线的对比图。本文采用地震过程中对结构破坏最大的横波（X方向传播）和纵波（Z方向传播）共同作用于地下结构进行抗震性能研究。依据抗震设计规范中规定的水平向地震荷载设计谱乘以某一固定系数作为竖向设计抗震的说明，本文取竖向设计荷载为水平向的2／3。

地震动力响应分析

考虑在不同阶段下的3种工况对地铁车站结构进行抗震性能分析。在大量隧道震害调查中，发现隧道拱顶、拱肩及仰拱位置为薄弱部位，因此选取地铁结构衬砌的拱顶、拱肩和仰拱的X，Z方向位移和应力进行全程监测，研究在地震荷载作用下各运营阶段的位移、大小主应力的时程曲线规律。

1位移时程分析

采用刚度折减理论对不同运营阶段的隧道结构进行动力响应数值分析，部分结果如图4～图6所示。数值结果表明，隧道结构各控制点的位移波动趋势具有极大的相似性，说明了隧道结构在地震动力作用下的整体性；位移曲线和地震波的波形基本一致，因此时程曲线主要取决于输入地震波的特性；各控制点的竖向位移比水平位移要小，这是因为输入的竖向地震动加速度小于水平地震动，并且竖向变形受到土体及结构自重的约束较为明显；在3种不同刚度下，各控制点的位移均呈现出随刚度的减小反而增大的趋势，如在水平地震作用下，100％刚度下控制点（拱顶）的位移最大值为0．151m，80％刚度下变为0．154m，65％刚度下为0．157m，较100％刚度分别增大了1．9％和3．9％，这说明经长期损伤积累致使隧道衬砌刚度减小，增加了隧道变形破坏的风险。

2应力时程分析

在地震动力响应作用下，可以得到不同刚度条件下隧道结构在列车不同运营阶段的大小主应力时程效应，部分结果如图7和图8所示。数值结果表明，在列车运营不同阶段即不同刚度下应力时程曲线呈现出随刚度的减小而随之减小，但各控制点时程曲线趋势一致，可见，刚度变化与其曲线变化趋势无关。其中在80％刚度及65％刚度时拱肩的最大主应力分别较100％刚度下降了9％和15％，而最小主应力分别下降了4．7％和9．9％；仰拱的最大主应力分别较100％刚度下降了1．6％和5％，对应的最小主应力分别下降了2．9％和6．7％；拱顶的最大主应力分别较100％刚度下降了8．3％和18．6％，同时最小主应力分别下降了4．4％和8．7％。可见，各控制点随着刚度的减小而出现不同程度的内力衰减，最大主应力及最小主应力均为负值，说明各控制点以压应力的形式出现；柱顶随刚度的衰减其表现形式最明显，主应力时程曲线随着刚度的衰减均比其余控制点应力时程曲线差异明显，说明刚度的大小对柱顶的内力影响最大；从大小主应力的表现看，仰拱所承受的内力应是最大的，因此此处是车站在地震作用下易出现应力集中导致破坏的位置，应进行注浆加固等处理措施，使其与自身结构刚度相匹配，提高抗震能力。

3塑性区分析

抗震设计论文篇2

摘要；文章阐述了抗震设计方法的转变，并介绍了两种不同设计方法的优缺点，对能量分析方法在抗震结构计算中的应用进行了分析。

关键词：推覆分析方法；结构能量反应分析；地震动三要素；耗散能量

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。

抗震设计论文篇3

1.2建筑的纵向布局设计建筑的纵向布局主要是建筑物岩的高度、建筑结构的质量以及建筑物的刚度分布。不管是在工业建筑还是民用建筑，不论建筑的层数是多还是少，都会存在这样的问题。在进行建筑设计的时候，尽可能的将建筑物沿与建筑的刚度设计成相近的系数，剪力墙的布局不仅要布局均匀，还要使其能沿着建筑纵向一直贯穿到建筑的底部，不要中途中断或者是不到达建筑的底部。在设计过程中，一定要避免楼层之间刚度不均匀的现象，同时还要避免在地震中，建筑出现扭转的现象。

1.3建筑的整体布局设计建筑的整体布局设计，主要是指建筑的平面和立体空间上的设计。在建筑的整体布局中，要使建筑平面和建筑空间在形状上，既规则又简洁。建筑的平面形状可以是圆形、矩形、方形等，这样的形状能够提高建筑抗震的水平。在建筑的整体布局设计中，要避免凹凸行的设计，这样的设计对建筑抗震起到了一定的制约作用。严重是还会出现扭转效应。要设计出具有立体美和具有艺术性的建筑，就一定要将建筑艺术和建筑所具备的功能，与建筑抗震设计结构结合到一起。例如：南昌绿地紫峰大厦，该建筑的高位268m，其框架是核心筒结构，对该建筑的抗震设计，在建筑三分之二出，东西里面内凹，其内凹部分的荷载通过结构柱支撑在41层与43层之间的跨悬臂转换墙上。其整体结构设计融入了新年功能化设计的思想，并对建筑结构进行小震下的反谱计算，以及中震弹性复核。

2建筑设计过程中应重视的抗震设计问题

2.1建筑物屋顶抗震设计屋顶太高或太重，是目前建筑设计最主要的问题。屋顶过高或者过重，会加重地震的作用，导致建筑变形，对建筑物自身的抗震能力有所制约。建筑屋顶的重心和建筑底部的重心不在一条线上，那么就会导致建筑抗侧力不能连续，从而加剧建筑的扭转效应，制约建筑的抗震水平。所以，设计师在进行设计的时候，一定要避免屋顶超高超重的现象，使得整个建筑的结构与刚度均匀的分布下来，让屋顶与建筑的重心保持在同一条线上。如果建筑物的屋顶设计的过高，那么就一定要保证建筑具有良好的抗震稳固性，降低建筑扭转效应。3

2.2设计限值控制相关文件规定，在建筑设计过程中，要考虑抗震要求的限值控制。房屋的建筑高度和楼层的数量。在实际设计当中，有的建筑高度超标，有的建筑层数超标，有的建筑高度没有超标，但是其宽度超标。这些超标，都将会给建筑抗震带来一定的安全隐患，特别是一些高度和宽度超标的建筑，因此，在建筑设计中，只要完全融合建筑抗震设计，就能够有效的进行限值控制。例如：防裂度为8的时候，粘土砖等对称建筑的总高度要低于18m，建筑的层数一不能超过6层；底层框架为砖房的建筑高度应该保持在16m，层数保持在5层以内；建筑材料为钢筋混泥土框架房屋的时候，其高度要保持在45m以下，而框架的抗震墙高度应该保持在100m以内。除了在设计过程中要考虑抗震要求的限值控制之外，还要考虑房屋抗震横墙之间的间距以及局部墙体尺寸的限值控制。抗震墙限值控制，就是避免横墙的间距超过了原有的额定值，从而导致建筑平面的刚度下降，遇到水平地震力时，影响了建筑水平地震力的传递，因此，导致了建筑纵墙发生形变，制约了建筑抗震的承载力度，致使建筑倒塌。对局部墙体尺寸的限值控制，是因为这些局部墙体能够增强建筑抗震强度，如果局部墙体尺寸的限值小于规定的值，那么就不能够满足建筑抗震设计的要求，就会出现墙面裂开或者是倒塌的现象。因此，在设计过程中要注意建筑设计限值控制。

抗震设计论文篇4

建筑的平面布局在建筑设计中占有很重要的位置，一个建筑拥有良好的平面布局该建筑的使用功能也必然很好，而且平面布局布置的是否合理对建筑的抗震性能也有着一定的影响。考虑建筑设计在抗震设计中的应用，第一步就是要保证建筑的刚性程度和建筑结构的质量，在布置上要求二者有着相互的对称性，避免结构受力产生严重的变形状况产生。抗震受力墙一定要与抗震结构相互协调，刚度较大的建筑空间楼板还有高强度电梯的安置尽可能的放在建筑的中心位置，防止建筑发生扭转效应。进行平面布局设计时，不能忽略建筑结构中抗侧移结构布局需要注意的因素，保证建筑的使用功能和建筑的抗震性能都不会受到任何不利的影响，使建筑的抗震设计能够完美的发挥出其技术的优良特点。

1.2建筑的纵向布局设计

纵向布局中包含的内容较少，主要包括建筑工程中外沿的高度设计，还有建筑结构的质量以及建筑物整体的刚度布置。无论建筑的使用功能是房屋建筑还是商业建筑，也不论建筑是高层建筑还是多层建筑，在纵向布局中都会涉及到这些问题。设计师再设计时要严格按照相应的设计规范，严格控制建筑物沿与建筑刚度的比值，对于结构中剪力墙的布置，要遵守两点：第一剪力墙的分布要十分均匀，第二点对于剪力墙的构建一定要贯穿整个建筑一直延伸到建筑的底部，一定要避免中间发生断裂的情况。

1.3建筑的整体布局设计

建筑的整体布局设计，主要是指建筑的平面和立体空间上的设计。在建筑的整体布局中，要使建筑平面和建筑空间在形状上，既规则又简洁。建筑的平面形状可以是圆形、矩形、方形等，这样的形状能够提高建筑抗震的水平。在建筑的整体布局设计中，要避免凹凸行的设计，这样的设计对建筑抗震起到了一定的制约作用。严重是还会出现扭转效应。要设计出具有立体美和具有艺术性的建筑，就一定要将建筑艺术和建筑所具备的功能，与建筑抗震设计结构结合到一起。例如：南昌绿地紫峰大厦，该建筑的高位268m，其框架是核心筒结构，对该建筑的抗震设计，在建筑三分之二处，东西里面内凹，其内凹部分的荷载通过结构柱支撑在41层与43层之间的跨悬臂转换墙上。其整体结构设计融入了新年功能化设计的思想，并对建筑结构进行小震下的反谱计算，以及中震弹性复核。

2建筑设计过程中应重视的抗震设计问题

2.1建筑物屋顶抗震设计

屋顶太高或太重，是目前建筑设计最主要的问题。屋顶过高或者过重，会加重地震的作用，导致建筑变形，对建筑物自身的抗震能力有所制约。建筑屋顶的重心和建筑底部的重心不在一条线上，那么就会导致建筑抗侧力不能连续，从而加剧建筑的扭转效应，制约建筑的抗震水平。所以，设计师在进行设计的时候，一定要避免屋顶超高超重的现象，使得整个建筑的结构与刚度均匀的分布下来，让屋顶与建筑的重心保持在同一条线上。如果建筑物的屋顶设计的过高，那么就一定要保证建筑具有良好的抗震稳固性，降低建筑扭转效应。

2.2设计限值控制

相关文件规定，在建筑设计过程中，要考虑抗震要求的限值控制。房屋的建筑高度和楼层的数量。在实际设计当中，有的建筑高度超标，有的建筑层数超标，有的建筑高度没有超标，但是其宽度超标。这些超标，都将会给建筑抗震带来一定的安全隐患，特别是一些高度和宽度超标的建筑，因此，在建筑设计中，只要完全融合建筑抗震设计，就能够有效的进行限值控制。例如：防裂度为8的时候，粘土砖等对称建筑的总高度要低于18m，建筑的层数一不能超过6层；底层框架为砖房的建筑高度应该保持在16m，层数保持在5层以内；建筑材料为钢筋混泥土框架房屋的时候，其高度要保持在45m以下，而框架的抗震墙高度应该保持在100m以内。

抗震设计论文篇5

2抗震性能化设计的实例

2.1工程概况

本工程位于内蒙古乌海市乌达区经济开发区内，本单项为内蒙古东源科技有限公司年产72万吨/年电石项目3#配料站，建筑高度23.2m，该地区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速0.2g，建筑物安全等级为二级，建筑物设防类别为标准设防类别，结构抗震等级为二级，设计使用年限为50年，建筑物场地类别为Ⅱ类，基本风压为0.75kN/m2，地面粗糙度为B类。本工程特殊之处在于全厂物料运输枢纽，连接三条钢栈桥，其中一条栈桥在19.1m层楼面处，10.000m-16.200m为石灰和碳材料仓，共约840m3，料仓的跨高比小于2.5，本结构层具有较大质量，收进约30%的情况下仍是下层质量的1.2倍。

2.2本工程超限情况

本工程超限情况如下：

①扭转不规则，在规定水平力下考虑偶然偏心Y方向最大层间位移与平均层间位移的比值：1.32。

②竖向刚度不规则，局部收进水平尺寸大于相邻下一层的25%。综合判定属于特别不规则结构。

2.3抗震性能目标设定

由于本项目的超限情况和全厂的重要性，除按照规范的要求及目标进行计算和设计外，提出了基于性能的抗震设计。综合考虑抗震设防类别，场地条件和结构的特殊性，震后损失和修复的难易程度，确定结构的性能目标为D级。在多遇地震作用下结构能做到完好无损，不需修理即可继续使用（性能水准1级），在设防烈度地震作用下结构只有中等破坏，修复后可继续使用，（性能水准4），在预估的罕遇地震作用下，结构损坏比较严重，需排险大修，但不倒塌（性能水准5）。具体抗震性能目标。

2.4小震弹性计算结构及分析

小震弹性计算按照正常设计，采用整体建模，考虑偶然偏心，双向地震，扭转耦联，及施工模拟，在抗震规范规定的地震影响系数曲线下，多遇地震标准值作用下楼层最大水平位移与层高之比小于1/550。作用组合的效应设计值按照1.2（DL+0.8LL）+1.3SEhk组合下抗震承载力满足弹性。（本工程重力荷载代表值的可变荷载组合系数0.8）构件配筋无超筋现象，轴压比，梁混凝土的相对受压区高度均能符合我国规范要求。

2.5中震计算结构及分析

按照“中震可修”的原则：和本工程的特点。需要对中震作用下主要抗侧力构件的承载力进行复核，以便确定其能达到设定的性能指标。取其中一个关键构件验算内容及结果如下：由于结构已经进入弹塑性状态，采用pushover推覆分析法，验算在1.0D+0.8L+1.0SEhk工况下的受力情况，其中一个料仓下的框架柱验算正截面结果如表2，其中材料强度取标准值。根据结果显示承载力满足设计要求。在设防地震标准值作用下，楼层最大水平位移与层高之比最大为1/170，也在规范要求3~4倍的[Δue]区间内，地震破坏等级可满足要求。

2.6大震计算结果及分析

按照性能化设计，罕遇地震作用下，按照弹塑性分析和SATWE软件对等效弹性计算，取结果较大值，关键构件的抗震承载力不屈服，允许较多竖向构件（40%）进入屈服阶段，关键构件的验算方法与中震验算方法相同，结果宜满足设计要求。性能水准5允许部分框架梁发生严重破坏，钢筋混凝土竖向构件的受剪截面应符合式VGE+V*EK燮0.15fckbh0。取其中一个关键构件进行斜截面承载力验算结果，其中材料强度取标准值。在预估的罕遇地震标准值作用下，楼层最大水平位移与层高之比最大为1/63，规范要求小于[Δup]，在此范围内，表面结构整体不会倒塌。

2.7工程结论

综上所述，本工程通过性能设计及弹塑性时程分析，计算结果表明本工程各项指标达到预定的抗震性能目标，所选结构体系合理、安全、可靠，能满足“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设计要求。

抗震设计论文篇6

防震设计是高层建筑结构设计必不可少的一部分，并且地震是一种无法消除的自然灾害。因此，高层建筑结构设计人员应采取科学、合理的措施来降低地震对高层建筑物的危害系数，以提高高层建筑物的稳定性，从而保证人们的生命和财产安全，这同时也是我国高层建筑物结构设计工艺不断优化的必然结果。

1高层建筑结构设计中抗震概念概述

地震的发生是无规律的，因此做好高层建筑物的防震设计是十分必要的。实践证明，只有利用科学、合理的设计措施，整体布局高层建筑的结构细节，才能降低地震对于高层建筑物的危害。一般抗震设计是从抗震值和抗震措施两个方面进行的，其过程是:地震情况统计、数据分析、提出概念。抗震概念设计的主要内容就是保证高层建筑整体的稳固性和细节结构的抗震性。简单地说，抗震概念设计就是基于工程抗震的基本理论和实际的抗震经验总结出的工程抗震概念，是决定建筑物抗震能力的基础。抗震概念设计中包含空间作用、非线性性质、材料时效、阻尼变化等多种不确定的因素。抗震概念设计的原则是建筑结构设计简单性、刚度适宜性、匀称性、整体性。例如在一些地震频发的地区设计高层建筑时，应该考虑都高层建筑上下部分结构性质不同的问题。

2高层建筑架构设计中抗震概念设计的应用策略

2．1合理的场地

高层建筑物的建设地点也是保障建筑工程施工质量的关键因素。选择合理的建筑施工场地，不仅可以减少企业的投入成本，还能提高建筑物的稳固性。因此，施工人员可以利用现代先进科技设施来选择理想的地段。场地的选择应当避开地震危险地段，如地震时会发生崩塌、地裂以及在高强度地震下容易发生地表错位的场地。一般地震危险地段包括断层区、坡度陡峭的山区、存在液化和夹层的坡地以及大面积采空的地区。如发生严重地震的四川北川地区，其区域特点是县境内地形切割强烈，地形起伏大，相对高差超过1000m，沟谷谷坡一般大于25°，部分达40°～50°，甚至陡立。并且地貌类型以侵蚀构造山地、侵蚀溶蚀山地为主。另外在县境内还存在一条断裂带。这也就是北川地区成为汶川地震重灾区的原因，该地区的地震宏观烈度达到了Ⅺ度。因此，建设高层建筑的重点就是选择地势开阔、平坦以及中硬场地土。如我国中部平原地区，其地势平坦，并且属于地震低发区。当然，如果无法避免区域限制，那么也可以选择抗震性比较好的地区，如避免存在孤立山包的区域以及表面覆盖层厚度较小的区域。总之，因地制宜，选择合适的高层建筑建筑建设场地是保证高层建筑物稳定性的最佳途径。

2．2合理布局建筑平面

建筑物的房屋布置和结构布置都是影响高层建筑物稳定性的重要因素。依据抗震的概念，合理布局能够有效提高高层建筑物的抗震能力，延长建筑的使用年限。一般施工人员都会根据地震系数选择适当的建筑物高度和宽度，使高层建筑的抗震能力达到最大值。建筑平面的布置可以从四个方面考虑:一是布置平面时，应当遵循简单、对称的结构特点，以减少偏心;二是应当保证质量和刚度变化均匀，避免楼层错层问题;三是尽量设计合理的平面长度，且建筑物突出的长度也应该符合相关标准;四是尽量避免采用角部重叠的平面图形以及细腰形平面图形。如早前发生在墨西哥的地震，相关人员在地震发生后对房屋的结构进行了分析。据数据表明，建筑物刚度明显不对称会增加15%的地震破坏率，拐角形建筑会增加42%的地震破坏率，因此，高层建筑施工人员应该科学合理的设置建筑平面。此外，现浇钢筋混凝土高层建筑适用高度的确定需要考虑地区的地震烈度，如高层建筑的抗震墙在烈度系数达到6的地区，其最高适宜高度为130米;在烈度系数为7的地区，最高适宜高度为120米。总之，合理的高层建筑物平面布局是保证高层建筑抗震能力的关键。

2．3合理的结构设计

高层建筑的结构设计不仅要满足抗震要求，还要满足经济、功能齐全、施工技术等要求。在设计高层建筑结构时要考虑实际的场地环境和建筑物本身的建设标准。另外，结构的设计还应该满足对称性。总之，对于高层建筑的结构设计应该从各个方面综合考虑。首先，高层建筑结构的设计需要考虑多种影响因素，除材料、施工、地基、防烈度等因素外，还要考虑经济因素，之后才能确定建筑物结构类型。有利于防震的建筑平面设计包括方形、圆形、矩形、正六边形、正八边形等，不利于防震的建筑平面设计包括多塔形、错层、楼板开口等。次外，如果建设的高层建筑属于纯框架高层建筑，那么设计人员应避免出现框架柱倾斜、楼体倾斜等问题。因为如果框架柱倾斜，一旦发生地震就会出现剪切破坏问题，造成高层建筑的严重损坏。其次，更为重要的是结构设计一定要遵循对称原则，避免扭转问题的出现。如果高层建筑结构采取对称的结构，那么当发生地震时，其建筑物只会发生平移震动，建筑物各个部分的受力比较均匀，从而降低地震对高层建筑的破坏程度。

2．4设置多条防震线

设置防震线是为了提高高层建筑结构的抗震系数，提高建筑物体的稳固性。之所以设置多条防震线是因为建筑物中各个部分的结构和功能是不相同的，设计相应的反震线能整体提高高层建筑物的抗震能力。设置多条防震线的优势在于如果发生地震时，第一道防线的抗侧力构件在遭到破坏之后，其地震的冲击力和破坏力就会减弱。这样当地震经过多道防震线之后，地震的破坏力就会降到最低。如尼加拉瓜的马拉瓜市的美洲银行大厦，就是应用多道防震线的典型建筑，其大楼采用的是11.6米*11.6米的钢筋混凝土芯筒作为主要的抗震和防风构件，并且该芯筒又由四个小芯筒组成。相关数据显示，该高层建筑对于地震的反应用数据表示是，当发生地震时，其四个小芯筒的结构底部地震剪力值达到了27000KN，结构底部地震倾覆力矩达到了370000KN•m，其结构顶点位移值为120毫米。总而言之，设置多条防震线提高高层建筑物防震能力的重要手段。尤其是在社会经济快速发展的背景下，重视抗震概念的设计是延长高层建筑物使用年限，提高我国建筑工艺水平的关键。

3总结

综上所述，随着我国经济水平的不断增长，高层建筑物的数量也在迅速增长。因此，做好高层建筑结构设计中的抗震概念设计就凸显的尤为重要。将抗震概念设计应用到高层建筑结构设计中，不仅要考虑高层建筑结构施工的各个方面，还要考虑各种外界因素以及抗震标准。这样才能提高高层建筑的稳定性，降低地震给高层建筑造成的危害程度，从而保证人们生命和财产的安全。

作者:周宝学 单位:浙江华坤建筑设计院有限公司

参考文献:

［1］张念华．抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用［J］．中国新技术新产品，2014，04∶78－79．

抗震设计论文篇7

底层框架抗震墙砖房的震害特点

未经抗震设防的底层框架抗震墙砖房，其底层的纵横墙数量较少且平面布置不对称，而上部砖房则纵横墙的间距较密，上部砖房的侧移刚度较底层大得多，在强烈地震作用下，由于底层的抗侧力刚度和极限承载能力相对于第二层薄弱，结构将在底层率先屈服、进入弹塑性状态，井将产生变形集中的现象。底层的率先破坏将危及整个房屋的安全。

我国近十几年来的强烈地震震害表明，这类房屋的地震震害较为普遍，未经抗震设防的这类房屋的震害特点是：

1．震害多数发生在底层，表现为“上轻下重”；

2．底层的震害规律是：底层的墙体比框架柱重，框架柱又比梁重；

3．房屋上部几层的破坏状况与多层砖房相类似，但破坏的程度比房屋的底层轻得多。

底层框架抗震墙砖房抗震设计的基本要求

底层框架抗震墙砖房的底层框架抗震墙和上部砖房部分均具有一定的抗震能力，但这两部分不同承重和抗侧力体系之间的抗震性能是有差异的，而且其过渡楼层的受力也比较复杂。为了使这类房屋的抗震设计满足“小震”不坏，设防烈度可修和“大震”不倒的抗震设防目标，应符合下列基本要求。

一、房屋的平、立面布置应规则、对称

历次震害调查说明，体型复杂或结构构件（墙体、柱网等）布置不合理，将加重房屋的震害．对于底层框架抗震墙砖房，其抗震性能相对于多层钢筋砼房屋要差一些。因此，这类房屋平、立面布置的规则要求应更严格一些，即房屋体型宜简单、对称，结构抗侧力构件的布置也应尽量对称，这样可以减少水平地震作用下的扭转。

二、房屋的高度要限制、高宽比要适当

在唐山大地震中，未经抗震设防的底层框架抗震墙砖房的破坏较为严重。其主要原因是底层没有设置为框架抗震体系。在震害较为严重的底层框架砖房中，底层为半框架沿街一跨为框架另一跨为砖墙承重体系，底层为内框架体系以及底层大部分为框架体系而山墙与楼梯间墙处不设框架梁柱等。

基于总结震害经验等，《建筑抗震设计规范》GBJ11一89对这类房屋的总层数给予了较严格的限制，即6、7度区不宜超过六层，8度区不宜超过五层，9度区不宜超过三层，其总层数相对于该地区多层砖房的总层数均有所减少，在7、8、9度区减少一层。在6度区减少二层。

近些年来，通过对底层框架抗震墙砖房的模型试验和一系列分析研究，深入探讨了这类房屋的抗震性能，提出了改善底层低矮钢筋砼墙抗震性能，增强过渡楼层和房屋整体抗震能力的抗震设计方法和构造措施。对房屋较为规则且沿竖向较为均匀和满足增强过渡搂层及房屋整体抗震能力要求的；其房屋总层数和总高度可适当放宽，但不应超过表2．2-2-1的规定。表2.2-1总高度(m)和层数的限值注：

（1）房屋的总高度指室外地面到檐口高度，半地下室可从地下室内地面算起，全地下室可从室外地面算起。

（2）上部砖房部分的层高，不宜超过3.6m。上部砖房部分横墙的间距大4．2m的房间面积在一层内大于该层总面积的1／4时为横墙较少，对于上部砖房部分横墙较少者房屋总高度应降低3．0m，总层数应减少一层。底层框架抗震墙砖房总高度与总宽度的最大比值，应符合表2．2一2的要求。表2.2-2房屋最大高宽比

三、第二层与底层的侧移刚度比要控制

在地震作用下底层框架抗震墙砖房的弹性层间位移反应均匀和减少在强烈地震作用下的弹塑性变形集中，能够能够提高房屋的整体抗震能力。文献1对底层框架抗震墙砖房的弹性和弹塑性位移以及层间极限剪力系数进行了分析，在分析研究的基础上提出了底层框架抗震砖房第二层与底层侧移刚度比的合理取值范围为1．2～1．8。根据不同设防烈度的地震作用强弱和既安全又经济的抗震设防原则，底层框架抗震墙砖房第二层与底层的侧移刚度比值在6度时不应大于3．0，在7度时不应大于2．5，在8度时不应大于2.0，在9度时不应大于1.5；且均不应小于1.0。

四、抗震墙的最大间距限值

底层框架抗震墙砖房的抗震墙间距分为底层和上部砖房两部分，上部砖房备层的横墙间距要求应和多层砖房的要求一样；底层框架抗震墙部分，由于上面几层的地震作用要通过底层的楼盖传至底层抗震墙，楼盖产生的水平变形将比一般框架抗震墙房屋分层传递地震作用的楼盖水平变形要大。因此，在相同变形限制条件下，底层框架抗震墙砖房底层抗震墙的间距要比框架－－抗震墙的间距要小一些。底层框架抗震墙砖房的底层框架抗震墙具有一定的承载能力和较好的变形、耗能能力，而上部砖房部分的，变形和耗能能力相对比较差。为了避免底层过多强于上部砖房的抗震能力，除了计算底层框架抗震墙砖房的层问极限剪力系数、判断薄弱层外，还在一般规定上强调两点，一是第二层与底层的侧移刚度比不应小于等于1.0二是底层抗震横墙的最大间距较《建筑抗震设计规范》GBJ11-89有所放宽，具体要求列于表2．2-3。表2．2-3抗震墙的最大间距

五、底层钢筋砼抗震墙的高宽比

在实际工程中，底层框架抗震墙砖房的底层钢筋砼墙的高宽比往往小于1.0,通常把高宽比小于l的钢筋砼墙称为低矮墙。

高宽比小于1.0的低矮钢筋砼墙是以受剪为主，由剪力引起的斜裂缝控制其受力性能，其破坏状态为剪切破坏。结合底层框架抗震墙砖房中的底层钢筋砼墙为带边框的钢筋硷低矮墙的特点，文献2进行了带边框开竖缝钢筋砼低矮墙的试验和分折研究，试验结果表明：放入砂浆板和钢筋砼板的带竖缝钢筋砼墙的抗震性能明显优于整体钢筋砼低矮抗震墙，这种开竖缝的抗震墙具有弹性刚度较大，后期刚度较稳定，达到最大荷载后，其承载力没有明显降低，其变形能力和耗能力有较大提高，达到了改善低矮墙抗震性能的目的。

根据试验和分析研究，建议带边框开竖缝钢筋砼墙用竖缝分割的墙板高宽比不应小于1.5，但也不宜大子2.5。

六、底层框架抗震墙砖房的结构体系

根据《建筑抗震设计规范》GBJ11一89对抗震结构体系的要求，结合底层框架抗震墙砖房的特点，提出以下要求。

(一)底层框架抗震墙砖房的底层应设置为框架一抗震墙体系

底层框架抗震墙砖房的底层受力比较复杂，而底层的严重破坏将危及整个房屋的安全，加上地震倾覆力矩对框架柱产生的附加轴力使得框架柱的变形能力有所降低等因素，对底层的抗震结构体系的要求应更高一些。

1.底层框架抗震墙砖房的底层应设置为纵、横向的双框架体系，避免一个方向为框架、另一个方向为连续梁的体系。这主要是由于地震作用在水平上是两个方向的。一个方向为连续梁体系则不能发挥框架体系的作用，则该方向的抗震能力要降低比较多。同时，也不应设置为半框架体系或山墙和楼梯间轴线为构造柱圈梁约束砖抗震墙的状况。这是由于底层的地震剪力按各抗侧力构件的刚度分配，半框架体系或山墙为构造柱、圈梁约束的砖抗震墙体系中，砖墙较框架的抗侧力刚度大得多，在地震作用下，砖墙先开裂和肢坏，加上砖墙的变形能力较框架要差得多，会形成砖墙构件先退出工作，导致加重半框架或部分框架的破坏。

2.底层框架抗震墙砖房的底层应设置为框架抗震墙体系。在6、7区底层为小型商店时，其抗震墙可为框架填充墙；当底层的砖填充墙较少时应设置一定数量的钢筋砼抗震墙，在8、9度时，均应设置一定数量的钢筋砼抗震墙，使底层形成具有二道防线的框架抗震墙体系，有利于提高底层的抗震能力。

3．底层的钢筋砼墙应设置为带边框开竖缝的钢筋砼墙

(二)．过渡楼层的抗震能力应适当加强

整体模型试验研究结果表明，底层框架抗震墙砖房的过渡楼层受力比较复杂，虽然底层的抗震墙先开裂，但是一旦第二层砖墙开裂后、其破坏状态要比底层要重得多。因此，应增强过渡楼层的抗剪和抗弯能力。在设计时可以考虑加强底层框架与上部砖砌体结构接合处楼板的整体刚度，可将此处楼板做成同厚度的一块大现浇板，板钢筋通长布置；还应考虑底框竖向结构与上部砖混竖向结构，在接合处竖向钢筋尽可能上通下行，在构造上加强过渡楼层的抗剪、抗弯能力。

抗震设计论文篇8

质量是建筑的核心，而建筑的抗震性能是体现建筑质量的主要因素，对建筑质量的影响极大，然而，在当今超限高层建筑抗震设计中，却由于由于多种原因造成抗震设计的质量出现了严重的问题，材料对其造成的影响只是其中一个重点要素。材料的影响主要现在材料的质量、材料的不匹配等问题，在超限高层建筑工程设计中，有很多工作人员为某一己之私而在施工中用一些质量不达标的材料，严重影响的建筑的抗震性能；另外，还有些工作人员在设计中会将一些其他的建筑抗震设计方案引入到该建筑物中，而由于建筑物的高度以及整体结构都有所不同，导致出现“张冠李戴”的现象，与实际的建筑缺乏匹配度，导致超限高层建筑抗震设计受到了一定的影响，使建筑的安全性降低达不到超限高层建筑抗震的标准。

1.2平面结构设计对超限高层建筑物抗震设计的影响

超限高层建筑物的平面结构设计是与建筑物外形有着直接的联系，当然也与建筑物抗震设计有着密切的关系，同时超限高层建筑的平面设计与施工难度有着直接的联系，然而，在当今超限高层建筑平面设计中却存在一定的问题，平面结构设计引起的施工难度过大，而导致的超限高层建筑抗震的施工也受到了一定的阻碍，即使能顺利施工也会因为结构设计的不合理对超限高层建筑抗震性能造成一定的影响，在后期的使用中依旧存在重大的安全隐患[3]。另外，如果平面结构设计的不合理，会造成无法准确的确定超限高层建筑抗震的均衡点的位置，尤其是超限高层建筑设计中需要考虑的因素较多，可能会在平面结构设计中会漏掉某些细节的设计，一些结构细节出现问题也会导致超限高层建筑整体的抗震性安全性受到一定的影响。

1.3受力体系对超限高层建筑抗震设计带来的影响

受力体系是建筑抗震设计中需要考虑的重要因素，而且每个建筑的受力体系也各不相同，这与设计者的经验没有太大的联系，因此，在设计的过程中不能光凭经验来完成设计，而且，确实有这种情况发生，觉得自己有着多年的设计经验，就没有详细的对建筑受力体系进行分析，通过以前的经验直接按部就班的放到设计里，最终导致建筑的受力体系与抗震设计发生了矛盾，造成超限高层建筑抗震的性能降低，使得建筑整体缺乏安全性和稳定性。

2超限高层建筑抗震设计优化

2.1做好超限高层建筑设计的前期工作

由第一部分得知，建筑材料对超限高层建筑设计抗震设计的影响及其的严重，因此在设计前要做好前期的准备工作，主要对设计中涉及到的材料质量、数量、规格等做好相应的规划设计，通过对材料的了解再进行相应的设计，尤其是材料的性能参数一定要做好详细的分析，因为有很多材料类型差不多，但是，还是有着细节上的差别。另外，还应对超限高层建筑地点的地质地貌、周边环境等进行详细的分析，这些因素对超限高层建筑抗震设计也有着一定的影响。因此，要做好前期的材料搜集、整理的工作，要确保相关数据材料收集的全面性和准确性。通过做好前期的准备工作，不管是在超限高层建筑的整体设计还是对建筑的抗震设计需要将这些数据作为设计的基础，进而确保设计过程中避免出现一些误差。

2.2对超限高层建筑物平面结构设计的优化

超限高层建筑的设计要比平常的多层、高层的设计特点复杂的多，而且对超限高层建筑抗震设计的本身要求也特别高，因此，在这种情况下超限高层建筑抗震设计中，应全面的考虑各种因素，将其作为优化方案的因素。另外，在对超限高层建筑抗震设计的过程中，设计者要根据实际情况，再结合多种有关设计因素，如，抗震指数、施工方式等，设计出多种超限高层建筑抗震设计方案，然后再通过多种方案的相互比较，选择出最优化的方案，通过这种优化方式，能更好的做好超限高层建筑的抗震设计，而且，以这种设计优化方式，一旦发现方案中存在设计问题或安全隐患能及时的比较出来，并及时的改正，对建筑抗震性能具有很大的保障。

2.3明确超限高层建筑抗震设计中的受力体系

随着社会不断的发展，人们不仅对建筑的质量要求提高了，同时也对建筑物的外观有着一定的要求，美观、大气、上档次是建筑外观现出来的典型特点，但是有很多建筑物只考虑到外观设计，却忽略了建筑的受力体系，对建筑物的抗震性能带来直接的影响，如果这种现象出现在超限高层建筑的设计中，势必会为建筑物带来更大的安全隐患，因此，在对超限高层建筑物抗震设计中一定要明确建筑物的受力体系。建筑的外观要求是要满足的，而在达到这个要求的同时，还需要设计者充分考虑到超限高层的抗震设计，要尽量以后者为主，毕竟后者是关乎到建筑物使用的安全性。可以通过力学的知识来寻找超限高层建筑抗震设计受力体系中的平衡点，以此来实现超限高层建筑的抗震要求。

抗震设计论文篇9

抗震墙广泛用于多层和高层钢筋混凝土房屋，规范规定的现浇钢筋混凝土结构房屋中,除框架结构外，其余几种结构体系均与剪力墙有关，所以有必要对剪力墙结构作一个重点研究。

在受力方面，因为剪力墙的刚度大，容易满足小震作用下结构尤其是高层结构的位移限值。在地震作用下，其变形小，破坏程度低，可以设计成延性抗震墙，大震时通过连梁和墙肢底部的塑性铰范围内的塑性变形，耗散地震能量，在与其他结构共同工作的同时，能吸收大部分的能量，降低其他结构的抗震要求，在设防较高的地区（8度及区以上地区）优点更为突出。

抗震墙由墙肢和连梁两部分组成。设计时应遵循强墙弱梁、强剪若弯的原则。即连梁的屈服先于墙肢，连梁和墙肢均应为弯曲屈服。与旧规范相比，新规范在剪力墙抗震设计特别是在抗震构造方面有比较大的变化。主要包括：

（1）底部加强区高度的变化；

（2）墙肢组合截面的弯矩、剪力设计值和连梁组合的设计值；

（3）分布钢筋的最小配筋率；

（4）增加了剪力墙的轴压比的限值；

（5）将边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件；两种边缘构件的构造不同，加强了应加强的部位，放松了可放松的部位，使抗震墙的设计更具合理性；

（6）新规范取消了旧规范的“弱连梁”和“小墙肢”的术语，代之以“跨高比”和墙肢长度和厚度的比值，应当说在概念上是没有区别，但89规范虽然对“弱连梁”作了规定，但在设计中难以确定什么是弱连梁。

在进行抗震墙设计时应注意如下的要求：

1、抗震墙的布置要求：作为主要的抗侧力构件，合理的布置是构建良好抗震性能的基础。应遵循“八字方针”即“对称、均匀、周边、连续”外，还须注意：

（1）将长墙分成墙段：对于抗震墙结构和部分框支抗震墙结构，若内纵墙很长，且连梁的跨高比小、刚度大，则墙的整体性好，在水平地震作用下，墙的剪切变形较大，墙肢的破坏高度可能超过底部加强部位的高度，新规范规定将长墙分成墙段，使墙的高宽比大于2。墙段由墙肢和连梁组成。旧规范也有相同的规定。二者的区别在于连梁。旧规范为弱连梁，而新规范为跨高比不小于6的连梁，其目的是：设置刚度和承载力较小的连梁，在地震作用下可能先破坏，使墙段成为抗侧力单元，且墙段以弯曲变形为主。

（2）避免墙肢长度突变：抗震墙和部分框支抗震墙结构的墙肢的截面长度，沿高度不宜有突变，当抗震墙的洞口比较大时，以及一、二级抗震墙的底部加强区，不宜有错洞布置的剪力墙。

2、框支层墙体的布置要求：

（1）对框支层刚度的要求：部分框支的抗震墙结构的框支层，抗震墙减少，侧向刚度降低，在地震作用时有可能将变形集中在框支层，框支层是使结构具有良好抗震性能的关键部位。对于矩形平面的部分框支抗震墙结构，为避免框支层成为薄弱层或软弱层，新规范第规定：框支层的侧向刚度不应小于上一层非框支层侧向刚度的50％（应该说规范的要求并不过分，设计时应尽量避免这种对抗震极为不利的结构形式。与建筑师一起努力，为建造牢固的建筑产品而共同奋斗）。新规范取消了旧规范对框支层落地剪力墙数量的规定，从设计上讲比原规范抽象但却更加合理，所以我建议：在平面布置时可以借用原规范的数量控制作为直观的手段，然后进行量化计算。

（2）框支墙落地的间距不宜过大：框支层的水平地震剪力主要由落地剪力墙承担，作用在紧邻框支层的上一层非落地剪力墙的水平力亦通过框支层楼板传到落地墙，为保证楼板有足够大的平面内刚度（传递水平力），新规范规定：落地墙的最大水平间距不宜大于24米，取消了原“四开间”的含糊概念。另外，新旧规范均对框支层楼板提出了具体的特殊规定（详见附录），希望能引起设计者的高度重视。

（3）部分落地墙宜设计成筒体，以增加抗扭刚度和抗侧刚度。此条在实践中似较难作到，但须与建筑专业很好协调的话，相信一定会有很明显的效果。

3、框架-抗震墙结构的抗震墙布置要求：框架-抗震墙结构在实际工程中运用最多（对高层而言）。布置要点是：位置和数量，抗震墙的数量以满足刚度即满足层间位移限值为宜，位置相对灵活，但应符合规范相关的具体规定。

（1）沿房屋高度，抗震墙宜连续布置，宜全长贯通，避免切断，且洞口宜上下对齐，避免墙肢长度的突变。对外墙而言较容易作到，这与上述的“八字方针”相统一，内墙有时相对较困难。

（2）不宜开大洞口，避免削弱抗震墙的刚度。虽然取消了旧规范对洞口面积的限值的规定，但在实际中对此条规定较难掌握，由此引起的争执亦屡见不鲜。

（3）洞边距柱端（指距柱内侧）不小于300㎜，以保证柱作为边缘构件的作用和约束边缘构件的长度。

（4）双向抗侧力的结构形式。且纵横墙宜相连，使彼此成为有翼缘的剪力墙，不但可以增加刚度，同时还能有效地提高塑性变形的能力。

（5）对于较长的房屋，不宜在房屋的端部设剪力墙，以避免温度应力对剪力墙的不利影响。

（6）对于一、二级抗震墙，其连梁的跨高比不宜大于5。且高度不小于400㎜。连梁有较大的刚度，可保证墙体的整体性能良好并能增大耗能能力。

（7）柱中线与梁、墙中线不宜大于柱宽的1/4，以减少地震作用对柱的扭转效应。否则应通过加水平腋的方法或者加强柱内配箍率等方法加以弥补。

4、抗震墙及连梁的截面尺寸的有关规定：新老规范基本相似，但具体数值并不相同。主要包括：截面尺寸、最大剪压比、最小墙体厚度等。

（1）最大剪压比限值：对剪跨比大于2的剪力墙和跨高比大于2.5的连梁，剪压比不应大于0.2；剪跨比小于2的剪力墙和跨高比小于2.5的连梁，剪压比不大于0.15。原因是：剪跨比小的墙和跨高比小的连梁其剪切变形较大，甚至以剪切变形为主，故对剪压比的要求应更严格一些。实验表明：剪压比超过一定值时，将过早出现斜向裂缝,增加水平筋和箍筋的方法没有作用，在箍筋水平筋未屈服前混凝土即已在剪压的共同作用下破碎。合理的方法是：加大混凝土强度等级，加厚墙梁或加长墙的长度，但不宜加高梁的高度。在计算墙肢的剪跨比时弯矩和剪力均取地震作用下的效应组合的计算值，当楼层上下端计算弯矩不同时，取较大值。

抗震设计论文篇10

建筑的抗震设计以及抗震性能的高低与人民群众的生命财产安全有着直接联系，而建筑抗震设计又是以建筑设计为基础的。这是由于建筑结构是基于建筑设计的，当建筑设计完成后建筑结构就难以改变。因此建筑设计师在建筑设计前期就应该充分考虑到建筑抗震设计的需求。

二、基于建筑抗震设计的建筑设计措施

（一）建筑结构设计的对称原则

我国出台的建筑抗震设计规范中指出，我国建筑抗震的设计目标是小震不坏，中震可修，大震不倒。对于建筑师和结构工程设计师来说，在进行建筑工程设计师应该秉持着简单、规则的建筑结构原则。一般方形、圆形、为主。建筑的竖向形态的变化要规则，一般可以选择矩形、梯形等变化均匀的形状。对称结构建筑在地震地面平动作用下一般只会出现平移震动，建筑内部构件出现测位移量，内部构件受力均衡；而非对称结构的建筑则会由于刚心和质心不重合，在地面平动的过程中也会出现扭转振动。如建筑内部的构建离刚心较远就会由于超出变形极限而出现损坏，进而导致结构一侧失效而倒塌。

（二）注重建筑构件与连接点处质量

在建筑工程设计和施工过程中建筑构件的合理配置以及连接点处的质量与建筑施工安全质量存在直接的联系。并且在新型建筑材料问世的同时建筑物的外部设计大都汇采用新型建筑材料，例如大理石、瓷砖等。而建筑室内装饰也会使用到吊顶等技术。这些室内以及立面装饰本身存在抗震性能的问题，并且其与建筑主体的牢固连接也是抗震设计的关键。近几年有部分国外高层建筑在发生地震时下起了“玻璃雨”，建筑的玻璃幕墙由于地震导致破损。这是由于当前所使用的玻璃幕墙还无法适应地震中产生变形和扭转。因此建筑如要采用玻璃幕墙则必须保证玻璃幕墙的强度与变形能力。在其与建筑主体连接处要设计为能够在水平向实现变位能力的构造，从而在地震时玻璃幕墙能够与建筑物地震变形脱离，减少玻璃幕墙的损坏。另外，在建筑设计中内隔墙、玻璃隔断等结构件的设计中也要充分考虑其与建筑主体连接点的牢固性，保证其抗震性能。

（三）关注建筑顶部抗震

在高层或超高层的建筑设计过程中，建筑的顶部抗震设计是十分关键的。当前高层或超高层建筑的屋顶普遍存在过高和过重的问题。屋顶过高或过重会导致建筑变形加重，进而强化了地震的破坏作用。对于屋顶建筑以及下层建筑物的安全性能有着极大的负面影响。如建筑的屋顶与下层建筑的重心没有位于同一条直线上，那么建筑屋顶的抗侧力墙也会与下层建筑的抗侧力墙出现分离，当地震出现时则会加剧损坏。因此在高层或超高层建筑设计中应该使用新型高强度轻质的建筑材料，尽可能保证屋顶的重心与下层建筑的重心位于通一条直线。当建筑屋顶的较高时要保证其抗震定性，缓解地震带来的变形作用。

（四）建筑竖向布置

建筑竖向布置主要体现在建筑物的高度结构质量以及刚度的设计中，特别是在高层或超高层建筑中建筑的竖向布置对于建筑抗震设计来说更加重要。建筑楼层的使用功能差异导致建筑物楼层分布的质量和刚度均不一致，例如楼层包括游泳池、会议室、健身房等。楼层的功能需求导致楼层上下之间的刚度差异过大。高层建筑中刚度最差的楼层的抗震性能最为薄弱，在出现地震时即为变形严重的薄弱层。在建筑设计中由于楼层功能不同导致的墙体不连续，柱子不对称等极大的限制了抗震性能。因此在建筑抗震设计中应该尽量保证竖向的刚度分布靠近，尤其是在结构上刚度转换层更加要着重注意。

抗震设计论文篇11

（二）落梁破坏，是指桥梁的梁板构件在地震时发生的水平位移超出梁板端部的支撑长度时发生梁体掉落的现象。落梁现象发生地震时在桥墩之间相对位移过大、支座丧失约束能力、梁的有效支撑长度不足、梁间碰撞剧烈等情况下。

二、桥梁抗震设计的基本原则

要达到合理抗震的设计目标要求，桥梁设计工程师需要深入的了解影响结构对地震反应的基本因素，并拥有丰富的工程经验，在符合现行规范的前提之下充分发挥主观的创造能力。基于目前的工程理论知识和历次桥梁地震灾害的经验教训，桥梁工程的抗震设计要遵循一些基本的设计原则。

（一）工程建设场地的选择桥梁工程的建设场地尽量选择地质情况稳定的地方，尽量选择土质坚硬的区域，避免地震时可能发生的松软场地的地基失效现象。

（二）结构体系的整体性和规则性桥梁结构较好整体性可以有效的防止桥梁构件在地震发生时的掉落，并能是结构发挥良好的空间作用，因此尽量采用连续的桥梁上部结构以保证桥梁的整体性。除此之外，桥梁结构的布置还要做到尺寸、刚度和质量的均匀、规整及对称，避免突然的变化引起地震力的集中。

（三）结构及构件的强度和延性的提高地震时桥梁结构的破坏源自于地震引起的桥梁结构的震动，在桥梁抗震的设计中除了要尽量减少地震力从地基传递至桥梁结构，还要使桥梁结构本身具备足够的强度和延性，来抵抗非预期破坏的发生。在现有技术条件下，在尽量不增加结构自身重力和不改变结构刚度的前提之下，提高桥梁结构的强度与延性两种方式是提高桥梁结构抗震能力的有效途径。结构的刚度、强度与延性是保证结构整体抗震能力的三个主要参数要素，刚度可以有效的控制结构变形，而延性可以有效的控制强度与刚度在反复地震力作用下的衰退现象。

（四）能力设计的原则能力设计思想强调强度安全度差异，即在不同构件，如延性构件和能力保护构件，和不同破坏模式，如延性破坏和脆性破坏模式之间建立各自不同的强度和安全度。通过强度与安全度的差异化，确保桥梁结构在地震的作用下以延性形式进行反应，避免发生脆性的破坏模式。类似于建筑抗震设计中的强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件的抗震设计思想

（五）设置多道抗震防线采用冗余设计的思想，尽量使桥梁结构具备多道抵抗地震力的防护体系，以便在第一道抗震防线发生破坏后，有备用的第二道防线用于支撑桥梁结构的抗震需求，避免发生严重的桥梁损坏。例如在同时设置抗震锚栓与抗震挡块，可以有效的防止地震时落梁的发生。

三、桥梁抗震设计的几个方法

（一）桥梁抗震的概念设计抗震概念设计是指根据以往地震灾害和工程抗震的经验等获得的基本抗震设计原则和设计思想，用以提出正确地桥梁结构总体方案、材料的选择和细部的构造等，从而达到合理抗震的设计目的。合理抗震设计即要求设计出来的结构，在强度、刚度和延性等指标上拥有最佳的指标组合，使结构实现经济性和抗震设防的双重目标。桥梁抗震概念设计的主要任务是选择合适的抗震结构体系，一般是根据桥梁结构抗震设计的规范要求进行。对于采用延性抗震概念设计的桥梁，还包括延性类型选择和塑性耗能机制选择。桥梁抗震的概念设计十分重要，其为抗震设计的数值计算创造了有利条件，使计算分析结果能更好的反映地震时结构反应的真实情况。

（二）地震响应分析方法的改变随着人们对地震动力和结构动力不断了解，抗震设计的理论和地震响应的分析设计方法也发展出多种方法。从地震动的振幅、频谱和持时三要素来看，抗震设计的动力理论不但考虑了地震动的持时，而且还考虑了地震动中反应谱不能概括的其他特性，较之静力理论和反应谱理论有着更全面的优点。

（三）多阶段设计方法伴随着地震产生机理、地震的动特性及地震作用下各类结构破坏机理、动力特性和构件能力研究的不断深入，加上不同的结构在不同概率的地震作用预期下的性能目标的各不相同，促使着结构设计在设计原则、设防水准等多个方面进行着不断的改变和进步。桥梁工程的抗震设计也由原来的单一设防水准的一阶段设计，改进为双水准或三水准的两阶段和三阶段设计方式，甚至是基于结构性能的多水准设防、多性能目标准则设计方式。

抗震设计论文篇12

性能设计提出小震不坏，中震可修，大震不倒的设计宗旨。与常规抗震设计的区别在于，第一，它的设计目标主要针对小地震，中型地震还有大型地震。而且还通过对全国65个城镇的地震所发生的概率，从而再对地震的强烈程度进行衡量，确保房屋建筑不发生破坏，达到可修，不倒的目标，通过对这些要求的论述可以看出，这些大多数都是针对建筑在宏观性能方面的控制。第二，为了实际施工中的效果有有据可依，最终选用了分两个阶段的简化分析方法，第一个步骤是对结构的构建进行验算，主要是对它的承载力进行计算。对这个计算，具体是选用了在地震比较小的情况下，按照相应的弹性反映理论，通过计算得到在小震作用下的标准值，以及相应的地震作用下的内力以及形变效应。通过可靠的分析，从而得到构件承载力的具体结果。随后将概念设计有关的内力进行调整，从而放大抗震的结构构造，这种措施可以有效满足对第二水准以及第三水准在地震宏观性能方面的控制要求。第二个阶段，就是要对构件结构的弹塑性以及其中的变形进行验算，同时还要对地震在倒塌状况下的结构，或者是有特殊要求的一些建筑结构，一定要对它的薄弱部位进行加固，以此来适应在大震发生时不会倒塌，或者是发生位移的情况，。

1．2常规设计和性能设计方法的比较分析

对于常规的抗震设计而言，它的设计目标是小震不坏，中震可修，大震不倒，具体而言就是在小地震的情况下有相关的性能指标，而在大型地震下有一定的位移要求，剩下的就是宏观方面的指标，在建筑的使用功能上，具体的分为了甲乙丙丁四种级别，在这四种级别的建筑当中，对防倒塌的要求不尽相同，其余的基本都是一样的，而针对性能的抗震设计，它是按照使用的功能来划分的，并且在这个领域提出了很多的预期性能目标，其内容不仅涉及了建筑的结构，同时还包括非结构的，还有一些设施的具体指标。而在具体的实施方法上，常规的抗震设计是按照指令性和处方的形式进行规划和设计的，根据不同的建筑结构概念而进行设计，比如小型地震下的弹性设计，在经验方面的内力调整内容，以及对构造的放大处理等，这些都是为了达到预期的宏观设计而落实的具体措施。而针对性能方面的抗震设计，除了满足最基本的要求以外，还要提出一些满足预期具体要求的有利论证来作为依据。这方面的内容主要包括建筑结构的体系，依据比较细致的分析内容，还有对完成抗震指标的具体试验措施等。还要有对这些内容的专业评价等。通过这几个方面的对比分析不难发现，针对于建筑的抗震在性能要求方面的设计方法的提出，成为了当前的发展趋势，而且在目前来看，在对高层建筑的结构设计当中，其可行性是非常好的。如果想要在所有的建筑结构中进行推广，还需要对其进行更深一步的探讨，还有相关设计人员自己的理解与掌握。

2高层结构的抗震性能优化

在地震水准不同的情况下，对高层的建筑结构在性能水准，还有性能目标方面的要求也不同，具体而言，它的抗震结构性能可以分为下面几个标准。第一，高层结构在发生地震之后，最好是完好无损伤，同时在一般的情况下，是不需要进行修理就可以继续使用的，而且建筑还要可以进行正常的安全出入以及使用。第二，如果地震发生后，其结构发生了非常明显的损坏，而且大多数的构件都发生了中等的损坏，从而进入屈服状态，在有比较明显的裂缝下，大部分的构件都有很严重的损坏程度，但是其整体的结构并不会发生倒塌，同时也没有局部倒塌的情况，建筑中的人员会有一定程度的伤害，但是对他们的生命安全却没有太大的威胁。

3结构抗震优化计算及试验要求

3．1建筑结构的模型设计分析

对高层建筑结构，尤其是在性能设计方面的计算要特别严格，不仅要对构件的承载力，还有变形进行计算，还要考虑构件在屈服之后其性能发生的变化。对这些方面的正确计算，对分析建筑的抗震性能，还有结构的实际所受应力情况都能够直观表现出来。但是这些计算都是要在合理的力学模型上来计算，而且结果不能脱离实际，否则没有任何参考价值的，在对结构抗震性能在弹性方面的计算，还有非线性方面的计算中，一定要分析结构的整体模型状况，还有构件以及节点的各种数据参数，必须保证其正确合理。如果建筑结构中拥有水平转换的构件，同时在区分这些问题的时候，还要对楼层的层数和层高进行计算。在涉及到剪力墙的计算方面，一定要关注对非线性的计算和分析，这对计算出模型的相关参数方面至关重要。如果建筑设计中选用了滑动的支座结构，必须对支座两侧的结构，以及它们之间的相互作用关系进行考虑，否则会对整体的计算模型产生严重的影响。

3．2结构抗震试验的设计要求

在进行高层建筑结构抗震方面的设计时候，在某些方面没有设计理念，缺乏一些相关的依据时，进行相关的模型试验很有必要。比如说选用的混凝土要有很高的含钢率，用这种材料来建设梁柱和剪力墙，在对拥有型钢的异形截面构件，或者是一些新型的构件进行使用的时候，对这些构件必须要进行相关的模型试验。在使用杆件比较多的铸铁点，还有多级的转换层，以及让楼梁侧面的楼板发生开洞，使楼梁本身和梁柱的节点地方不和楼板产生直接有相连接的关系时，对这些新设计结构的部件必须进行模型试验。