抗震理念论文篇1

关键词:建筑;抗震设计;理念;发展

Key words: building;seismic design;idea;development

中图分类号:TU352 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)23-0078-01

0引言

地震是最具危害性的自然灾害之一,也是大部分建筑工程中所必须考虑和预防的关键因素之一。在人类社会的发展过程中,曾经因为地震的发生给人类造成了巨大的人员伤亡和经济损失。于是,建筑结构中的抗震设计开始成为建筑学者必须考虑的关键因素之一,如何完善现有的抗震设计理念,使建筑物在以后的地震中展现更加强势的抗震性能,是现代地震工程学界不得不考虑的问题。

1抗震设计理论的发展过程

地震灾害发生的高度不确定性和其所造成的巨大经济损失,是现代地震灾害的最大特征,这不仅引起地震工程学者对现有抗震理念作出深刻的检讨,而且,也在时刻提醒他们不得不尽快地研究出新的抗震设计方法,以适应建筑工程设计日益发展的需要。我们首先来看一下现有的抗震设计理念具体经过了哪几个阶段:①刚性设计理念。这一抗震设计理念是指在建筑设计施工过程中,要尽力加强建筑结构的刚度,使整个建筑物与地基形成一个相互连接的刚性整体。这种设计理念,严重地限制了建筑结构的跨度、高度以及建筑物的复杂程度。在抗震设计发展史上,这种设计理念就因其内部的局限性曾一度阻碍了建筑中抗震设计理念的发展。但是,在实际的建筑施工过程中,这种设计理念也因为简单的概念原理,和一幕了然的公式计算在桥台和挡土墙结构的抗震设计中得到了广泛的应用。②柔性设计理念。这种设计理念正好同刚性设计相反,其追求的是尽可能的是减小建筑结构的刚度,从而,进一步减少了地震对建筑物所带来的冲击,但是,这种设计理念,只适用于较小型的地震,而在大地震的作用下,往往会使得建筑物的结构变形,更严重的会使建筑物坍塌。③结构控制设计理念。结构控制设计理念是通过主要控制机构的设置,由新生成的控制机构和已有的结构共同抵御地震的发生。近年来,结构控制理念得到了长足的发展,主要应用于建筑物和桥梁的施工建设过程中。④基于性能的抗震设计理念。基于性能的结构抗震设计理念,是对“多级抗震设防”思想的进一步细化。其主要设计思路是:建筑结构在遭到不同等级的地震的作用下,应该存在不同的性能水平,以使得建筑物构在整个地震冲击过程中所造成的危害最小。该设计理念是在前几种抗震理念的基础上形成的,相对来说,在抗震方面优势更大。

2现代抗震设计思路及关系

在当前抗震理论下形成的现代抗震设计思路,其主要内容是:①合理选择确定结构屈服水准的地震作用。一般先以一具有统计意义的地面峰值加速度作为该地区地震强弱标志值(即中震的),再以不同的R(地震力降低系数)得到不同的设计用地面运动加速度(即小震的)来进行结构的强度设计,从而确定了结构的屈服水准。②制定有效的抗震措施使结构确实具备设计时采用的R所对应的延性能力。其中主要包括内力调整措施(强柱弱梁、强剪弱弯)和抗震构造措施。现代抗震设计理念是基于对结构非弹性性能的研究上建立起来的,其核心是关系,主要指在不同滞回规律和地面运动特征下,结构的屈服水准与自振周期以及最大非弹性动力反应间的关系。其中R为弹塑性反应地震力降低系数,简称地震力降低系数;而μ为最大非弹性反应位移与屈服位移之比,称为位移延性系数。

3抗震设计理念中存在的问题

尽管随着基于性能的抗震设计理念的出现,近年来,世界范围内建筑中的抗震设计相应地取得了一些可喜性的研究成果,但仍存在不少问题,具体如下:①建筑物对于地震的反应取决建筑结构自身的特性,虽与地震的等级也有密不可分的关系,但二者从根本上说都存在不确定的因素。因此,对于建筑结构的抗震性能的检测,并不能从本质上说明什么,即使振动理论目前的迅速发展,但还是不能找出一种对随机地震反应测试的方法。②那些以位移作为主要对象的抗震设计理念,还只是处于概念起步阶段,并没有形成一个完整的系统。从而,造成了抗震设计理念在理论和实践中的巨大差距。

4常用抗震分析方法

伴随着抗震理论的发展,各种抗震分析方法也不断出现在研究和设计领域。在结构设计中,我们需要确定用来进行内力组合及截面设计的地震作用值。对结构抗震性能进行分析是抗震研究的一项重要内容,非线性时程分析,非线性静力分析是目前常用的几种抗震分析方法。它们的基本原理和步骤是先以某种方法得到结构在可能遭遇地震作用下所对应的目标位移,然后对结构施加竖向荷载的同时,将表征地震作用的一组水平静力荷载以单调递增的形式作用到结构上,在达到目标位移时停止荷载递增,最后在荷载中止状态对结构进行抗震性能评估,判断是否可以保证结构在该水平地震作用下满足功能需求。

5抗震设计理念的新发展

近年来,世界范围内建筑中的抗震设计方案有了新的发展,新的抗震和减震结构的出现,例如美国98个橡胶弹簧地基上的40多层高层建筑物的建立;日本弧型钢条上的防震建筑;以及中国刚柔性隔震、消震建筑与低层抗震楼房等。这种新型抗震理念上设计的建筑物,完全改变了传统的刚性、柔性等设计理念。它将整个建筑物完全分成两个有机的受力体系,这样就能有效地化解地震所带来的极大冲击力。其中“建筑物消震装置”的出现,就是最新的抗震理念具体落实的体现,其主要是从根本上保证建筑物在地震发生时安全状况,该装置的具体作用是完全切断地震波的冲击路线,使建筑物始终基础处于安全保护之中。从而,大大提高了高层建筑结构的抗震性。

参考文献:

[1]薛素铎.建筑抗震设计[M].北京:科学出版社,2007.

[2]龚思礼.建筑抗震设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

抗震理念论文篇2

近年来，世界范围内地震频发，人们对建筑结构抗震的研究也愈发重视，相关的抗震理论、抗震设计思路以及设计方法也愈加成熟。现代建筑结构抗震设计理论已经由最初的基于经验的弹性设计理论转变为基于非线性理论的弹塑性理论，允许结构发生屈服产生一定量的非弹性变形从而起到消耗一部分地震能量的目的。总的来看，建筑结构的抗震设计过程可以概括为：抗震概念设计、抗震设计以及结构抗震构造措施这三个方面。

1 抗震概念设计

1.1 抗震概念设计的含义

概念设计不需依靠数值计算进行，而是以结构破坏机理、结构体系整体与分体力学关系分析、结构震害试验以及工程经验等为基础，总结出相关的宏观经验用以指导设计过程中结构方案的确定、结构的布置以及计算简图和计算结果的处理。在结构设计过程中，抗震概念设计主要用于解决一些较为复杂难以进行计算或规范中无具体规定的问题。

1.2 抗震概念设计的重要性

结构抗震设计时，数值计算的同时进行必要的概念设计意义重大。首先，地震的发生具有随机性以及不可预测性，地震动也具有十分明显的随机性和复杂性，而地震作用下结构的反应相应的非常复杂，仅靠数值计算难以准确把握相关规律；其次，当前背景下的抗震设计理论都建立在一定假设基础上，并不能完结构的地震受力、变形以及破坏过程。

因此，在结构抗震设计过程中有必要进行相应的概念设计，这样有利于提高结构设计的准确性，增强结构的安全性。

1.3 抗震概念设计的应用与发展

20世纪70年代以来，大量的震害经验表明结构抗震设计中“计算设计”存在一定的缺陷，有必要开展相应的“概念设计”。随后，概念设计的应用与发展在我国历年的《建筑抗震设计规范》中得到鲜明体现，结构工程师逐步将概念设计应用于实际工程，并取得了良好的效果。

传统意义上的结构抗震设计，焦点都放在如何提高结构的承载能力，不可避免地引起结构混凝土强度等级以及配筋率的提高，相应的建筑的造价也提高。结构配筋率提高，结构承载能力虽有提高，但是考虑到结构的地震作用效应与结构的刚度成正比，而增加结构的配筋却提高了结构的刚度，因此，加强了地震作用效应。概念设计从降低地震作用效应出发来避免这个矛盾而达到提高结构的抗震安全性能。最典型的方法就是隔震消能法，这种方法的根本是依靠设置在基础与主体之间的柔性隔震层来加大结构的阻尼，抑制结构的振动，减少结构的加速度、位移，最终降低结构的地震作用效应。相关的理论分析证明通过这种概念设计方法可以将结构地震作用效应降低4成，值得大力应用实践。

随着经济社会的不断发展，人们对于现代建筑的结构形式也越趋复杂化。为了满足人民群众的需求，结构设计人员必须提高对概念设计重要性的认识，不断探索先进的计算理论，同时注重借助现代计算机强大的数值计算能力，让建筑结构能够满足功能性、安全性以及经济性的要求。

2 结构抗震计算

结构抗震计算工作包括地震作用计算与结构抗震变形验算这两方面任务。

2.1 地震作用计算

除8、9度时的大跨度结构与长悬臂结构以及9度时的高层建筑需要计算竖向地震作用外，一般结构抗震设计仅仅需要验算结构在其2个主轴方向的水平地震作用下的强度、刚度以及稳定性，同时认为不同方向的结构水平地震反应完全由相应方向的抗侧力构件承担。若建筑结构中含有交角超过15o的斜交抗侧力构件，则应进行各抗侧力构件所在方向的水平抗震计算。此外，对于质量、刚度分布不具备对称性的结构还应验收结构构件在双向水平地震作用下的扭转效应，而调整地震作用法也是考虑其他特殊结构中扭转效应的有效途径。

目前常用的结构抗震计算方法主要包括底部剪力法、振型分解反应谱法以及时程分析法三种。其中，前两种方法是基本方法，而时程分析法主要用于对严重不规则、特别重要性或是高度较高的高层建筑进行抗震补充计算。其中，时程分析法（又称动态设计法）是在地震作用下对结构的基本运动方程进行积分，求得结构在整个地震历程中的动态反应的方法。具体实施时，选取与建筑场地相适应的若干地震动加速度记录或人工地震动加速度时程曲线波作为输入结构基本运动方程的地震作用，由输入地震动初始状态逐步积分至地震结束。通过积分转换最终不仅可以得到结构的速度、加速度反应时程曲线，还可以进一步得到结构的内力、位移等时程曲线，结构设计人员可以据此对结构构件的抗震承载力与变形验算。

2.2 结构抗震变形验算

通常情况下，结构抗震变行验算方法根据多遇地震作用与罕遇地震作用分为以下2种类型：

2.2.1 多遇地震作用

在验算不同结构物在多遇地震作用下的变形量时，对其楼层内最大的弹性层间位移作如下限定：

Ue≤[Qe]h

2.2.2 罕遇地震作用

在罕遇地震作用下，下列结构应进行弹塑性变形验算：①高大单层厂房的横向排架（8度地震III、Ⅳ类场地或与9度地震）；②钢筋混凝土框架结构（7、8、9度地震且结构ξy

3 抗震构造措施

3.1 砌体结构

砖混结构主要通过采取一定的构造措施来达到抗震目的。常用的抗震构造措施包括设置圈梁、构造柱以及对墙体进行加固等。在砖混结构中设置圈梁与构造柱，使二者相互连接组成封闭骨架，增强结构的整体性能，最终提高整个结构的抗震能力。构造柱通常设置在结构的外墙转角、内外墙交接部以及楼梯间的四角位置。而加固墙体则需要将墙体原有抹灰凿除，取而代之采用高标号水泥砂浆抹灰或采用钢筋网加砂浆抹灰，通过这种方式增强砖混结构的水平承载力。

3.2 钢筋混凝土结构

钢筋混凝土结构抗震构造一方面通过对构件截面h/b、承重柱u =N/（A・fc）以及构件ρmin等指标进行控制来实现，另一方面在填充结构中布置拉结筋、按规定在填充墙中设置构造柱、短柱全高加密布箍等。

4 结语

总而言之，建筑结构抗震设计是一个系统的过程，必须从全局出发、通盘考虑。结构设计人员应当做好结构抗震概念设计、抗震计算以及建筑结构抗震构造措施的控制，这样才能尽最大限度地保证结构的抗震安全性能，有利于避免或降低结构的安全性能。

【参考文献】

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现阶段，土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善，如果可以在结构与地基的材料特性，动力响应，计算理论，稳定标准诸方面得到符合实际的发展，自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。

一、高层建筑发展概况

80年代，是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑，建筑层数和高度不断增加，功能和类型越来越复杂，结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店，它是一座现代化的高级宾馆，总高153.52m，全部采用框架一芯墙全钢结构体系，深圳发展中心大厦43层高165.3m，加上天线的高度共185.3m，这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。深圳于1995年6月封顶的地王大厦，81层高，385.95m为钢结构，它居目前世界建筑的第四位。

二、建筑抗震的理论分析

（一）建筑结构抗震规范

建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算，结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导，向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识，现代规范中的条文有的被列为强制性条文，有的条文中用了“严禁，不得，不许，不宜”等体现不同程度限制性和“必须，应该，宜于，可以”等体现不同程度灵活性的用词。

（二）抗震设计的理论

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、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。

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。

三、高层建筑结构抗震设计

（一）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。

（二）高层建筑的抗震设计理念

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”。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，要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

三个水准烈度的地震作用水平，按三个不同超越概率（或重现期）来区分的：多遇地震：50年超越概率63.2%，重现期50年；设防烈度地震（基本地震）：50年超越概率 10%，重现期475年；罕遇地震：50年超越概率 2%－3%，重现期 1641－2475年，平均约为2000年。

对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，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。

（三）高层建筑结构的抗震设计方法

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1 款外的建筑结构，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。

参考文献

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一、我国高层建筑发展的历史回顾

我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段是在上个世纪80年代，当时各大、中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑，建筑层数和高度不断增加，功能和类型越来越复杂，结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店，全部采用框架一芯墙全钢结构体系，深圳发展中心大厦是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。现阶段，土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善，如果可以在结构与地基的材料特性，动力响应，计算理论，稳定标准诸方面得到符合实际的发展，自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。

二、从理论上分析高层建筑的抗震设计

高层建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点，概述高层建筑的发展，对建筑抗震进行必要的理论分析，从而来探索高层建筑的设计理念、方法，从而采取必须的抗震措施。建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，是指导建筑抗震设计，包括结构动力计算，结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容的法定性文件。它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导，向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识，现代规范中的条文有的被列为强制性条文，有的条文中用了“严禁，不得，不许，不宜”等体现不同程度限制性和“必须，应该，宜于，可以”等体现不同程度灵活性的用词。

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即地震系数。

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。

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。

三、高层建筑结构抗震设计的理念、方法和措施

1.高层建筑的抗震设计理念

高层建筑的抗震要能做到：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，要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，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。

2.高层建筑结构的抗震设计方法

我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：⑴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。⑵除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法。⑶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。

3. 高层建筑结构的抗震措施

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中图分类号：TU352.1+1 文献标识码：A 文章编号：

20 世纪70 年代以来，设计师在总结曾经发生的多次大地震动灾害的经验中慢慢积累的经验得到这样一个结论，站在建筑抗震设计的奇偶度分析，要把组织结构概念设计比组织结构计算设计看的更重。仅仅是凭微观的数学力学计算还很难确保建筑物在遭遇大地震动时具有良好的抗震性能概念设计在实际工程设计中，最主要的是提高组织结构抗震能力方面发挥了重要作用。

结构抗震设计理论经历了静力设计、反应谱设计、动力设计和减震控制设计四个阶段，当前国内外抗震设计的发展趋势是根据对结构在不同超越概率水平下的地震作用下的性能或变形要求进行设计，结构弹塑性时程分析成为抗震设计的一个必要的组成部分，抗震设计进入了一个真正意义上的动力分析时代。

1 概念设计的重要性和必要性

随着社会经济的发展和生活水平的提高，设计师对建筑组织结构设计也提出了更高的要求。地震分为小震、中震和大震。所谓小震指的是常遇地震,50 年出现的概率大约为63%,重现期为50 年。中震是指50年出现的概率约为10%,重现期为475 年。而大震指的是罕遇地震,50 年出现的概率为2%～3%, 重现期为1641～2475 年。这个阶段的结构设计,对延性就会提出相应的要求,而延性就要靠精心设计的细部构造措施来保证。当大震来临的时候,结构的非线性变形非常大,也可能发生不可修复的破坏。处于这个阶段的结构就需要通过计算它的弹塑性变形来保证结构不致倒塌。

1.1 重视概念设计，还体现在整体规划设计阶段。初步设计过程是不能借助计算机来实现的，这就需要组织结构工程师综合运用组织结构概念，选择最为可靠、经济的组织结构整体规划。所以，需要工程师不断地丰富自己的设计理念，深入了解各类组织结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。运用概念性近似估算方法，可以在设计整体规划阶段迅速、有效果的对组织结构体系进行构思、比较与选择所得整体规划往往概念清晰定性准确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能同时，这也是判断计算机内力。分析输出数据可靠与否的主要依据。美国一些著名学者和专家曾说过：误用计算机造成组织结“破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”计算软件的选择和使用不当，也会造成组织结构设计的不合理，甚至影响到建筑物本身的安全性。应用概念设计的思想，可以避免此类情况的发生。

1.2 新抗震规范以可靠度理论为基础，吸收了延性设计的思想但对于一些具体问题，例如：中震可修的设防目标等，规定相当模糊，所以，我们不能盲目地照搬照抄规范，应该把规范作为一种指南和参考，并在实际工程应用中做出正确的选择，这就要求我们对整体组织结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识，把概念设计应用到实际工作中去。

一直以来，设计师认为组织结构设计很简单，只需遵循规范和手册，等建筑师完成建筑设计后，使用计算机就可以完成组织结构设计，但这不能充分地运用组织结构设计者的知识和技能，而且还会与建筑设计整体规划产生分歧和矛盾，所以我们应考虑在组织结构设计中如何运用概念设计，举个例子组织结构的抗风设计与抗震设计，抗震设计要求能消减外荷载，吸收或转换震动的能量；而抗风设计则要求组织结构在风的作用下，动力相对而言应该小点，刚度较大这一矛盾必然影响组织结构体系的抗风和抗震性能。为了弥补这一不足，需要合理的概念设计与延性构造措施来加以保证。

1.3 建筑组织结构的抗震设计，存在着许多模糊而且不确定的因素。例如大地震动作用是一种随机性很强而且循环往复的荷载建筑物的大地震动破坏机理又十分复杂，要准确计算或预测建筑物所遭遇的大地震动特性和参数，还难以做到。风荷载的脉动性与涡流作用情况也是如此。因为建筑物受到的大地震动作用难以确定，所以适用、安全、经济的组织结构体系必须注重概念设计。

1.4 新抗震规范提出了在建筑物内设置大地震动反应观测系统的要求，并提出了组织结构两个主轴方向的动力特性（周期和振型）相近的抗震概念。所以在组织结构概念设计中还应该注意组织结构与场地的共振问题。例如在唐山大地震动时，天津塘沽地区的7 到10 层框架组织结构房屋破坏严重，而3 到5 层的砖混组织结构住宅却只有轻微损坏。后来经调查发现，框架房屋的自振周期和场地的卓越周期一致导致共振，而3到5 层砖混住宅的自振周期远低于场地的卓越周期，因此破坏较轻。

2 概念设计的理解和应用

组织结构抗震设计的目的是使组织结构在强度、刚度、延性以及节能等方面取得最佳，从而满足小震不坏，中震可修，“大震不倒”的要求。在当前的科技水平和经济条件下，为了保证组织结构具有可靠的抗震性能，概念设计应充分考虑以下因素：场地条件和场地土的稳定性，建立组织结构计算模型，抗震组织结构体系的选取，材料效用，温度作用以及组织结构的空间作用等。

2.1 组织结构薄弱部位抗震构造措施的理解和应用。组织结构薄弱部位的处理，如建筑平面外墙转角处的转角窗，限制了角部组织结构竖向抗侧力构件的设置，如果采用概念设计，解决这一问题的方法是2 竖向构件间应设厚板、暗梁等可靠拉结。再如，由于节点部位的重要性，所以引入抗裂性的概念，以此来比较梁柱节点偏心所引起的节点性能的变化。建议在大地震动区，不宜采取梁柱偏心过大的节点形式，而且构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力。

2.2 现行抗震计算模型的理解和应用新抗震规范规定：一般情况下，应允许在建筑组织结构的2个主轴方向分别计算水平大地震动作用并进行抗震验算，各方向的水平大地震动作用应由该方向抗侧力构件承担。而实际组织结构难以实现强柱弱梁的主要原因则是计算模型问题。即：仅仅对相互正交的2 个主轴方向进行内力分析和强度设计，不能真实反映组织结构的空间作用。所以，应用概念设计的原理，结合大量地震带来的危害和试验研究成果，所得出的结论是：构件的最不利受力状态随着构件和大地震动作用方向而变化。当大地震动作用方向与组织结构主轴方向一致时，梁处于最不利受力状态；当大地震动作用与组织结构的主轴方向呈45 度时，大多数柱处于最不利受力状态。

参考文献

抗震理念论文篇6

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

随着人们生活水平的提高，人们对社会的需求开始呈现多样化的特点，而随着建筑物越来越高，体型变得越来越复杂，建筑结构的抗震设计也变得更有挑战性。人们为了保障自身的安全，对此便有了更多的关注，对基于性能的抗震设计也更加重视起来，在此种方法下，会对设计者有所要求，那就是要对建筑物在地震作用下可能形成的性态反应做出一定的评价。这种方法有很多好处，最主要的就是对于不安全的设计,能够正确的辨别出来，还可以提出一些方案来解决问题，使得建筑结构更加安全和经济。

1基于性能的抗震设计概念

以往提到的基于力的抗震设计或者基于位移的抗震设计，由于力和位移都是很明确的物理概念，可以被很容易地理解。但是基于性能的抗震设计，由于性能一词是一个宏观概念，不像力或位移可以直接成为设计参数，也可以直接应用到设计中去事实上，这里提到的结构性能往往可以与结构的破坏程度相关，而结构的破坏程度又可以由结构的反应参数来表示（如应力、力、位移、能量以及一些定义的破坏指标）。所以基于性能的抗震设计是比基于力或者基于位移抗震设计更为广泛的设计理念，更为直接地满足个人或者社会对建筑物的要求，即要求建筑物是否安全可靠，是否满足他们的使用需要，而不是普通使用者能提出的建筑物可以抵抗多强地震力，或者是变形控制在什么程度。

基于性能的抗震设计并不是一个全新的概念，尽管目前基于性能的抗震设计得到国际上广泛的重视与研究，也取得一些初步的成果，但是对于基于性能的抗震设计，现在还没有一个统一的定义。比较有权威性的是美国SEAOC，ATC和FEMA等组织给出的基于性能设计的描述。其中，对基于性能抗震设计的描述是“性能设计应该是选择一定的设计标准，恰当的结构形式，合理的规划和结构比例保证建筑物的结构与非结构的细部构造设计，控制建造质量和长期维护水平，使得建筑物在遭受一定水平地震作用下，结构的破坏不超过一个特定的极限状态”。一些学者也对基于性能抗震设计进行了描述，可见，尽管不同的机构或者个人对于基于性能的抗震设计描述不完全相同，但是这些论述中有一共同思想，就是基于性能抗震设计的主要思想：即结构在其设计使用期间内，在遭受不同水平的地震作用下，应该有明确的性能水平并使得结构在整个生命周期中费用达到最小。

2 我国现行建筑抗震设计理论的存在的问题

2.1我国现行的建筑抗震设计理论设计方法较为保守，缺乏新的设计理念，很大程度上阻碍了新的设计技术的实施。同时，在设计时候，缺乏对建筑结构性能的考虑，而只是根据我国一些曾经制定的抗震设计规范而行，只从刻板的标准出发，没有能综合考虑到各种实际状况。

2.2我国的设计理论和设计方法在很多抗震指标上规定不清晰，抗震设计理念不明确，加上很多建筑的使用者缺乏一定的抗震建筑知识，难以对所使用的建筑结构的抗震性能和抗震能力做出一个很明确的评判。

2.3目前，我国的建筑抗震设计多是重视对建筑的整体承载力和建筑的结构强度来进行，而忽视了对其他因素的考虑比如建筑结构的性能设计。同时，很多现行设计理论在进行建筑的设计时候，更多的注意着建筑的主题结构的抗震损失，而忽视了很多细节，对损失的控制力度不强。经济评估准则并没有在建筑业中得到广泛应用。

3 性能抗震设计理念的特点

通过对现行抗震设计理论的实践，可以对两者进行对比，以得到性能抗震设计理念的特点。

3.1多级设防。

相对于现行的三阶段设防目标(小震不坏、中震可修、大震不倒)，性能抗震设计注重多级设防，保护非结构件与内部设施，后者的设计理念既保证使用者安全，又减轻业主和社会的经济损失与压力。

3.2投资效益准则。

性能抗震设计偏重于安全、经济等多方面。在安全与经济之间找到合理、平衡的切入点，确定最佳方案，以优化设计为目的。

3.3自由度大。

相比较传统抗震设计刻板的被动状态，性能抗震设计可根据业主的要求确定目标，给设计带来新的动力。

4 建筑结构基于性能的抗震设计方法

作为性能设计理论的重要内容，基于性能的抗震设计方法显得尤为重要。那么怎样合理的运用基于性能抗震设计理念则引起了人们的广泛关注，为了能够把它有效地运用到实际中来，有很多学者都对此进行了思考，但是却还没有统一的认识，通过他们的总结，我们可以知道让性能设计思想运用到实际设计中来主要有以下步骤和方法：

4.1性能抗震设计阶段

4.1.1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。

4.1.2 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。

4.1.3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。

4.2 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。

4.2.1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。

4.2.2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。

4.2.3直接位移设计法。侧重于结构性能设计，概念简单，根据地震等级来预期位移计算，使结构达到预定位移。此方法也存在着只能从建筑结构材料的极限变化得到数值，而不能考虑到预期以外的强震效应的不足。

5 结语

建筑结构基于性能的抗震设计是比较宽泛的体系，它是现行抗震设计的延续与发展，以结构性能分析作为基础，建筑物的性能目标以全面、科学的因素来确定，使建筑物在面对不同等级的地震时，能达到预期的抗震目标。与传统抗震设计相比，优点明显：基于性能抗震相较于以往更系统化；性能抗震设计的适应性、连贯性更好，应用意义更大；灵活性的加大，使设计人员能发挥创造性，增加对新技术、新材料的推广应用等。性能抗震设计方法也需要解决一些设防水准数据化的划分，合理的参数取值范围介定等问题，才能更好的服务于社会经济建设，达到符合我国国情的设计规范。

参考文献：

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[2]邹昀，吕西林．基于结构性能的抗震设计理论与方法[J]．工业建筑． 2006，36(9)．

[3]汪梦甫，周锡元.基于性能的建筑结构抗震设计[J]．建筑结构，2003，33 (3)．

[4]程耿东，李刚．基于功能的结构抗震设计中一些问题的探讨．建筑结构学报，2001，21(1)．

抗震理念论文篇7

Exploration and practice on teaching in seismic design of buildings

Zhou Qing， Bao Hua， Yu Changrong， Liu Yunping

Nantong University， Nantong， 226019， China

Abstract： Seismic design of buildings has characteristics which the theory is difficult and the range of practice content is wide. According to the characteristics of the course， combined with the practical teaching experience， the teaching contents， teaching methods and practice links have been explored and practiced. Teaching methods and measures have also been discussed to improve students' ability of seismic concept design of buildings.

Key words： seismic design of buildings； teaching； practice links； seismic concept design of buildings

地震是地球上最为严重，也是人类无法控制和阻止的一种自然灾害，地震同时是引起建筑物变形或倒塌的最重要原因。我国是一个多地震国家，唐山地震、汶川地震均造成了巨大的人员伤亡和财产损失。建筑结构抗震设计已成为土木工程设计的核心内容，建筑抗震性能已经成为建筑物最重要的技术指标之一。

建筑抗震设计课程的教学内容广泛、知识体系庞大，具有明确的专业技术规范背景，其理论性、实践性、专业性均很强。该课程对培养学生的实践能力、创新能力和解决实际问题能力以及提高学生的工程素质具有重要的作用，在土木工程专业课程中具有举足轻重的地位。

1 建筑抗震设计课程教学现状

我校土木工程专业开设建筑抗震设计课程已有十余年的历史，其教学时数基本保持在32学时，教学目的为：通过课程的学习，使学生对地震的基本概念有所了解，掌握抗震计算的基本理论和方法，根据抗震设计的原理及结构类别进行结构布置和选型，掌握常用工业与民用建筑的抗震设计方法。

相比其他专业课，建筑抗震设计课程具有理论内容难学而且实践内容广泛的特点，其现状如下：（1）学时少，教学内容多。课程理论知识和专业知识涵盖面广，涉及的课程有结构力学、混凝土结构设计原理、混凝土结构设计、砌体结构、土力学与基础工程、钢结构等，如何利用有限的学时完成抗震课程的教学是需要首先解决的问题。（2）课程实践性强与学生缺乏实际工作经验之间存在矛盾。学生不能深刻理解课程的核心内容，导致工程实践举步维艰。将枯燥的理论与生动的工程实例结合起来，培养学生的工程素质也是本课程教学努力的方向。

2 建筑抗震设计课程教学的探索与实践

2.1 精选教学内容，采用适应性强的科学教学模式

2.1.1 提炼教学核心内容，增强学习效果

建筑抗震设计课程知识体系庞大，在教学时需分清教学内容的主次，把握难点和重点，加强与其他课程的联系，以弥补课时的不足。课程教学划分为理论篇和应用篇两个部分[1]。理论篇主要为结构地震反应分析与抗震验算；应用篇主要为常用工业与民用房屋的抗震设计。理论篇讲述中引导学生复习先修课程的相关知识点，重点讲解基本概念和关键理论，其余点到为止，给学生留下积极思考、主动发挥的空间，强化学生的自主学习。应用篇按照概念设计、结构计算和构造措施这条主线组织教学，密切结合国家现行结构设计相关规范，更新和补充教学内容，使学生能适应新的发展需要；注重实际结构震害的案例分析，以提高学生发现、分析和解决实际问题的能力。

2.1.2 采用多种教学手段促进教学，提高教学质量

建筑抗震设计课程内容多、课时少，无论是完全依赖传统的黑板加粉笔的教学方式，还是完全采用多媒体课件教学都不能满足教学要求，需要寻求新的教学方式。教学时，笔者根据教学内容的不同特点，有针对性地采用不同的教学手段完成教学。课程教学以多媒体技术为主导，在完成大纲要求的基础上，补充国内外各结构类型的建筑震害实例图片、典型大地震震害录像以及地震动画演示等，增强学生的感性认识；对于重要的基础性理论分析和水平地震作用的计算则主要采用传统的板书方式教学，加深学生的理解；对于抗震构造措施的讲解，引导学生利用课余时间深入施工现场，通过对实际工程的调研，加深学生对书本知识的感性认识，同时使学生体会到如何将书本知识运用于工程实践。通过多种教学手段的融合，增加了教师的讲课信息量，给学生提供了一个多维立体的学习空间，使原本枯燥、平面的教学变得生动、立体起来，激发了学生的学习热情和兴趣。

2.2 加强建筑抗震设计在实践性环节中的运用，培养学生的工程素质

我校土木工程专业建筑抗震设计没有安排独立的实践环节，其综合训练放在毕业设计中。在毕业设计题目的选取上，根据学生的就业意向，分为建筑设计类、施工类及科研论文类，学生可从中自由选择。以建筑设计类课题（结构类型为框架结构）为例说明抗震设计在毕业设计中的地位。该课题要求学生完成常用民用建筑全套建筑和结构图纸，同时要求手算整体结构中的一榀框架，计算机建模进行结构分析[2]。

抗震设计贯穿整个毕业设计环节，指导教师根据设计的不同阶段给学生做专题指导。在建筑方案设计阶段，根据建筑抗震设计规范（以下简称抗震规范）[3]概念设计的相关内容，要求建筑物的平、立面布置规则、对称，质量和刚度变化均匀，从而保证建筑物达到较好的抗震性能。楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则。建筑方案避免设计为单跨框架结构形式。在结构方案设计阶段，要求结构体系应具有整体性和抗震设防多道防线，并具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。对于体型复杂、平立面不规则的建筑，尚应考虑防震缝的设置。在一榀框架的手算阶段，对需要做水平地震作用计算的学生，在框架内力计算阶段，要重视突出屋面的电梯间、楼梯间等产生的鞭端效应。在框架内力组合和在梁、柱配筋计算阶段，需对强柱弱梁、强剪弱弯做相应的计算。在框架梁、框架柱选配钢筋阶段，除了需满足计算要求外，还需要满足抗震规范要求的框架结构基本抗震构造措施。选筋阶段，学生很容易忽视抗震构造措施，指导设计时需重点强调。在计算机建模进行结构分析阶段，补充讲解平法施工图需表达的内容，指导学生读懂读透平法施工图，引导学生利用已学的抗震知识，解读抗震构造措施在毕业设计中的运用。

2.3 案例教学法强化建筑抗震概念设计原则，培养学生综合分析能力

地震是一种随机振动，呈现出难以把握的复杂性和不确定性，目前很难准确预测建筑物所遭受地震的特性和参数。在结构分析方面，由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，其分析结果也存在不确定性。因此，工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决[4]。

建筑抗震概念设计（简称“概念设计”）是以工程概念为依据，根据实际的经验或试验研究所得到的非常重要的定性设计原则或工程判断进行设计，从有利于提高结构抗震性能的概念上，对所设计的对象作宏观控制。在实际工程设计中，概念设计对提高结构抗震能力发挥了重要作用。

从多年的教学实践中发现，学生对抗震计算掌握得比较好，但是对抗震定性分析、概念设计能力严重不足，主要是由于概念设计要求有深厚的理论基础和丰富的实践经验。在课程教学中，通过典型案例的讲解与讨论，强化结构概念设计的基本原则。如在多道抗震防线教学中重点讲述由林同炎设计的马拉瓜美洲银行的经典案例[5]。马拉瓜美洲银行的概念设计思想是由4个等边的L形柔性筒，通过每层的连梁组成一个正方形核心筒作为主要的抗震结构。在连梁的中部开了较大的孔洞，有意识地形成该结构总体系（第一道防线）中的预定薄弱环节；在遭遇强烈地震时，预计在连梁开洞处开裂，从而变成具有延性和耗能能力的结构体系（第二道防线），即各分体系作为独立的抗震单元。由于马拉瓜美洲银行的上述设计特点，在经历了1972年罕遇的强烈地震作用下未倒坍，甚至未严重破坏，震后的调查正如林同炎所预料的那样，该建筑核心筒的连梁剪切破坏。通过讲述马拉瓜美洲银行的成功案例，引导学生体会刚柔结合、多道防线的概念设计思想。

在讲述建筑形体及其构件布置的平面、竖向不规则性时，以央视新大楼为例，组织学生讨论该建筑的特点，主要归纳总结出以下几点：建筑物整体偏心，对抗震不利；曲角悬空挑战地基基础的抗倾覆性能；建筑为严重不规则结构，用钢量巨大，造价惊世骇俗；建筑极端强调建筑造型和视觉效果，忽视结构体系的合理性和经济性，导致需要加倍地投入人力、物力和财力去保证抗震、抗风等结构安全问题，极大地浪费了公共资源。根据抗震规范[3]强制性条文，严重不规则的建筑不应采用。

为了激发学生的学习兴趣，培养学生的分析能力，我们鼓励学生做调研工作，引导学生在畅言网上参与“中国十大丑陋建筑”评选，增加课堂讨论环节。通过多种形式的教学手段，启发学生用概念设计的指导思想从建筑形体和布置方面分析建筑的抗震性能。

3 结束语

建筑抗震设计课程具有明确的专业技术规范背景，理论性、实践性、专业性均很强，教学安排又具有承前启后的特点，其教学效果将直接影响学生就业后的工作能力和自我专业素养的发展。教师在该课程的教学中需不断改革教学方法和手段，更新知识，培养学生求真务实、辩证地认识事物的态度；引导他们从孤立地认识事物到全面地、正反面去认识和解释事物，能综合多种因素寻求最佳方案，培养学生判断分析能力和解决实际问题的能力。

参考文献

[1] 沈小璞.注册结构工程师工程结构抗震设计课程教学及其综合能力的培养[J].高等建筑教育，2007，16（4）：65-68.

[2] 周清，黄岚，赵玉新.土木工程专业实践教学的研究与创新[J].中国电力教育，2013（19）：137-138.

抗震理念论文篇8

Abstract: In recent years the quality requirements for construction projects showing increased year by year trend, especially in the construction of related facilities for construction projects, is to become the focus of attention, the earthquake construction of the building construction project is one of the important part. This paper will combine with many years of practical experience, civil engineering seismic analysis focus on the simple exposition, for reference.Key words: construction work projects; seismic structure; design

中图分类号：TU3文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）06-0020-02

0引言

由于我国处于地壳运动中的两条地震带上，导致我国相关城市经常会遭受到地震灾害的影响，从上世纪六、七十年代的几次地震中足以看出，因建筑物倒坍、倾斜等而造成的人员伤亡和财产损失占到了整体灾害损失80%左右，因此，加强对建筑工程抗震结构施工，从而提高建筑项目的稳定性能已刻不容缓。

加强对建筑工程的抗震结构建设，首先需要对建筑结构进行抗震结构分析工作，以使其在建设施工过程中抗震效益得到最大程度的发挥，因此起初的设计分析工作尤为关键。当然，在对建筑工程进行抗震结构设计时，应充分对相关的影响因素进行考虑，使其整体概念符合设计施工的标准规范。简言之，抗震结构概念设计是指在特定的建筑空间及地理条件下，通过整体概念对结构的总体方案进行分析，依据结构总体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部构造措施的宏观控制。概念设计受到国内外工程界的普遍重视，并将发挥更大的作用。

1概念设计的重要性和必要性

随着社会经济的发展和生活水平的提高，人们对建筑结构设计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、环保建材的研究与开发，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济已成为当务之急。而且针对建筑结构设计的现状，提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性，推动结构设计的发展，是非常有必要的。这就需要工程界和教育界共同的努力，而推广概念设计思想是一种有效的办法，分析如下：

1.1建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（以下称新抗震规范）

以可靠度理论为基础，吸收了延性设计的思想。但对于一些具体问题，例如“中震可修”的设防目标等，规定相当模糊。所以我们不能盲目地照搬照抄规范，应该把规范作为一种指南和参考，并在实际工程应用中作出正确的选择。这就要求我们对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识，把概念设计应用到实际工作中去。

长期以来，人们认为结构设计很简单，只需遵循规范和手册，等建筑师完成建筑设计后，使用计算机就可以完成结构设计。但这不能充分地运用结构设计者的知识和技能，而且还会与建筑设计方案产生分歧和矛盾。所以我们应考虑在结构设计中如何运用概念设计，比如结构的抗风设计与抗震设计，抗震设计要求能消减外荷载，吸收或转换震动的能量；而抗风设计则要求结构在风的作用下动力效应较小，刚度较大。这一矛盾必然影响结构体系的抗风和抗震性能。为了弥补这一缺陷，需要合理的概念设计与延性构造措施来加以保证。

1.2概念设计的重要性，还体现在方案设计阶段。初步设计过程是不能借助计算机来实现的，这就需要结构工程师综合运用结构概念，选择最为可靠、经济的结构方案。为此，需要工程师不断地丰富自己的设计理念，深入了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。运用概念性近似估算方法，可以在设计方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。所得方案往往概念清晰、定性准确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。同时，这也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。美国一些著名学者和专家曾说过：“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”计算软件的选择和使用不当，也会造成结构设计的不合理，甚至影响到建筑物本身的安全性。应用概念设计的思想，可以避免此类情况的发生。

1.3新抗震规范提出了在建筑物内设置地震反应观测系统的要求，并提出了结构两个主轴方向的动力特性（周期和振型）相近的抗震概念。所以在结构概念设计中还应该注意结构与场地的共振问题。例如在唐山地震时，天津塘沽地区的7-10层框架结构房屋破坏严重，而3-5层的砖混结构住宅却只有轻微损坏。后来经调查发现，框架房屋的自振周期和场地的卓越周期一致导致共振，而3-5层砖混住宅的自振周期远低于场地的卓越周期，因此破坏较轻。

1.4建筑结构的抗震设计，存在着许多模糊而且不确定的因素。例如地震作用是一种随机性很强而且循环往复的荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，要准确计算或预测建筑物所遭遇的地震特性和参数，还难以做到。风荷载的脉动性与涡流作用情况也是如此。因为建筑物受到的地震作用难以确定，所以适用、安全、经济的结构体系必须注重概念设计。

2概念设计的理解及应用

结构抗震设计的目的是使结构在强度、刚度、延性以及节能等方面取得最佳，从而满足“小震不坏，中震可修，大震不倒”的要求。在当前的科技水平和经济条件下，为了保证结构具有可靠的抗震性能，概念设计应充分考虑以下因素：场地条件和场地土的稳定性，建立结构计算模型，抗震结构体系的选取，材料效用，风作用、温度作用以及结构的空间作用等。

2.1现行抗震计算模型的理解和应用

新抗震规范规定：一般情况下，应允许在建筑结构的2个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。而实际结构难以实现强柱弱梁的主要原因则是计算模型问题。即：仅仅对相互正交的2个主轴方向进行内力分析和强度设计，不能真实反映结构的空间作用。所以，应用概念设计的原理，结合大量震害和试验研究成果，所得出的结论是：构件的最不利受力状态随着构件和地震作用方向而变化。当地震作用方向与结构主轴方向一致时，梁处于最不利受力状态；当地震作用与结构的主轴方向呈45度时，大多数柱处于最不利受力状态。

2.2结构薄弱部位抗震构造措施的理解和应用

结构薄弱部位的处理，如建筑平面外墙转角处的转角窗，限制了角部结构竖向抗侧力构件的设置，如果采用概念设计，解决这一问题的方法是2竖向构件间应设厚板、暗梁等可靠拉结。再如，由于节点部位的重要性，所以引入抗裂性的概念，以此来比较梁、柱节点偏心所引起的节点性能的变化。建议在地震区，不宜采取梁柱偏心过大的节点形式，而且构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力。

3建筑结构抗震设计的前景展望

结构抗震体系由传统的以“硬抗”为主的抗震体系向以“柔抗”为主的结构减震控制体系发展。结构减震体系采用的是以“柔”克刚的新概念，它通过调整结构动力特性、隔震、减能或控制来达到抗震的目的，在未来的工民建中结构抗震的思路将向着减轻危害的方向发展。

4总结

经过多年的抗震探索和研究，设计中引入了概念设计的设计新理念。这种设计理念从宏观角度对建筑抗震结构进行设计，在某些方面弥补了以往设计思路对抗震结构思考的不足之处，为今后的工民建结构抗震设计开辟了新路。

参考文献：

抗震理念论文篇9

中图分类号：TU2 文献标识码：A文章编号：

抗震概念设计的产生的背景

七十年代以来 ,人们在总结大地震灾害经验中发现 ，对结构抗震设计来说 ，“概念设计”比“计算分析”更为重要。由于地震作用的不确定性，以及结构计算假定与实际情况的差异，使“计算设计”很难有效地控制结构在地震作用下的薄弱环节，因此不能完全依赖“计算”。结构抗震性的决定因素是良好的“概念设计”，设计人员必须首先掌握这些重要的设计概念。所以概念设计是结构抗震设计的首要问题。

2010年12月01日实施的GB50011-2010《建筑抗震设计规范》对概念设计的要求作了全面、符合实际的规定 ,根据2008年汶川地震震害经验，对灾区设防烈度进行了调整，增加了“有关山区场地、框架结构填充墙设置、砌体结构楼梯间、抗震结构施工要求的强制性条文”,使得概念设计在工程中的应用更具体更明确地落到实处 ,切实提高了结构的抗震能力。“概念设计”愈来愈受到国内外工程界的普遍重视。

抗震概念设计的定义

建筑抗震概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，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。

因而可以认为，概念设计是设计的灵魂，也是整个建筑过程中的灵魂。

抗震概念设计的主要内容

目前地震及结构所受地震作用还有许多规律未被认识，人们在总结历次大地震灾害经验中认识到：一个合理的抗震设计，在很大程度上取决于良好的“概念设计”。

下面按照新抗震规范的精髓归纳为以下几点 :

选择对抗震有利的场地、地基和基础

选择建筑场地时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和抗震地质的有关资料，对抗震有利、一般、不利和危险地段做出综合评价。宜选择有利的地段，避开不利地段，当无法避开时应采取有效的抗震措施；严禁在危险地段建造甲、乙类建筑，不应在危险地段建造丙类建筑。

建筑形体及其构件布置的规则性

建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济和理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。

建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则的建筑应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用。

结构体系的合理选择

结构体系是抗震设计应考虑的关键问题，结构方案的选取是否合理，对安全性和结构性起决定作用。抗震结构体系，应根据建筑功能要求、建筑高度、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、结构材料和施工技术条件等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。

结构体系应符合以下要求：

1）应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。

2）应避免因部分结构或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。

抗震设计的一个重要原则是结构应有必要的赘余度和内力重分配的功能。

3）应具备必要的抗震承载力、良好的变形能力和消耗地震能量的能力。

4）对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。

结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免结构出现敏感的薄弱部位，地震能量的耗散仅集中在极少数薄弱部位，导致结构过早破坏。因此，抗震结构设计应该尤其注意重要概念、整体性及多道防线。

1）确保结构的整体性。

结构是由许多构件连接组合而成的一个整体，并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。若结构在地震作用下丧失了整体性，则结构各构件的抗震能力不能充分发挥，这样容易使结构成为机动体而倒塌。因此，结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。

多、高层建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构，而且使这些子结构能协同承受地震作用。多、高层建筑基础的整体性以及基础与上部结构的可靠连接是结构整体性的重要保证。

2）宜有多道抗震防线。

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。因此，设置合理的多道防线，是提高建筑抗震能力、减轻地震破坏的必要手段。

多道防线的设置，原则上应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或者选用轴压比较小的抗震墙、实体筒墙等构件作为第一道抗震防线，一般情况下，不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。例如，在框架-抗震墙体系中，延性的抗震墙是第一道防线，令其承担全部地震力，延性框架是第二道防线，要承担墙体开裂后转移到框架的部分地震剪力。对于单层工业厂房，柱间支撑是第一道抗震防线，承担了厂房纵向的大部分地震力，未设支撑的开间柱则承担因支撑损坏而转移的地震力。

3）足够的侧向刚度、冗余度。

对于建筑抗震设计来说，防止倒塌是我们的最低目标，也是最重要和必须要得到保证的要求。而建筑的倒塌往往都是结构构建破坏后致使结构体系变为机动体系的结果。从能量耗散角度看，在地震作用下，结构上每出现一个塑性铰，即可吸收和耗散一定数量的地震能量。在整个结构变成机动体系之前，能够出现的塑性铰越多，耗散的地震输入能量就越多，就更能经受住较强地震而不倒塌。从结构传力路径上看，超静定结构要明显优于静定结构。因此，从这个意义上来说，结构冗余度越多，抗震安全度越高。

4）“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件”的设计准则。

抗震设计三水准原则：小震不坏、中震可修、大震不倒。结构设计时，主要通过弹性计算保证“小震不坏”。“中震可修”原则即为概念设计的内容，主要采用放大系数保证强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件。“大震不倒”原则主要依靠采取抗震构造措施，提高延性来保证。

四、建筑结构概念设计的意义

在结构设计中，概念设计占据极其重要的地位，结构设计与分析的首要步骤就是概念设计。在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。由于概念设计可以借助概念性近似计算方法来完成，虽有一定的误差度，但概念清楚、定性准确、运算简单快捷,所以往往能迅速选择出最优方案。作为结构设计的灵魂和核心，概念设计统领着整个结构设计过程，也显示了设计工程师的理论和设计水平。通过结构概念设计的运用，可以从全局上明确结构的各项性能，从而科学的判断计算分析得到的结果并进行合理的利用，确保了设计过程中工程师的主体地位。

强调概念设计的重要，主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，比如对混凝土结构设计，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法，这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点，往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，结构工程师只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。

结束语

我国城市建设速度越来越快，城市中的工程建设数量逐渐增加，为了创造

更多精品工程，我们结构设计人员在日常设计工作中，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。

参考文献

抗震理念论文篇10

中图分类号：TU3文献标识码： A

随着施工技术的不断进步，再加上各种新材料的出现，使得建筑结构有更多复杂的形式，然而，在建筑设计中，抗震设计始终占据着重要的地位，尤其超高层建筑的出现，更是对抗震提出了更高的要求。我国是一个地震多发国家，目前人类还没有掌握地震的有效规律，这也增加了抗震设计的难度，结构抗震设计是摆在设计师和工程师面前的一项迫切任务，更是保证建筑结构安全性能的重要问题。

一. 概念设计的必要

概念设计应用范围较广泛，几乎组成包含了所有的结构设计。在不确定因素多、受力状态变化较大的抗震设计、基础设计、高层建筑设计中，概念设计的应用尤显重要和突出。概念设计的重要性，主要体现在三方面：

（1）因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性。为了弥补计算理论的缺陷，或实现对世界存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要用概念设计来满足结构设计的目的。

（2）由于在方案设计阶段，初步设计过程是不可能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案。概念设计在设计人员中提得比较多，但往往被人们片面地理解，认为其主要是用于一些大的原则，如确定结构方案、结构布置等。其实，在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。

（3）由于计算机计算结果的高精度，容易给结构设计人员带来对结构工作性能出现的可能误解，过分地依赖于计算机和设计软件，进行习惯性、传统的结构设计，对计算结果明显不合理、甚至错误的地方不能及时发现，使许多的建筑结构留下安全隐患。因此，概念设计在结构设计中具有重要的地位。

二、建筑设计和建筑结构的规则性

建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的结构单元。

结构体系的选择

结构体系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。结构体系应符合下列各项要求：应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；应避免因部分结构或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力；应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

结构体系应符合下列各项要求：

宜有多道抗震防线。多道抗震防线是指：一个抗震结构，应由若干延性较好的分体系组成，通过构件的连接协同作用，有意识地在结构内部、外部建立一系列分布的屈服区，使结构在先屈服的部分耗散大量的地震能量，而使最后的“防线”得以保存，便于结构的修复。

例如，在有填充墙的框架结构中，填充墙为第一道防线，框架为第二道防线；此时填充墙本身应有一定的刚度和承载能力，并均匀、对称地布置在框架结构中。在强烈地震的冲击下，第一道防线遭受破坏后，结构的动力特性（如自振周期等）得以改变，可使第二道防线承受的地展作用得以缓解和受到保护。

在高层钢筋混凝土房屋中，应用较多的另一种结构形式是框架一剪力墙体系（在抗震设计中，剪力墙也称为抗震墙）。剪力墙是第一道防线，框架为第二道防线。

在一般情况下，应优先选择不承受重力荷载的构件，如上述的框架填充墙、轴压比不太大的钢筋混凝土剪力墙或柱间支撑、竖向支撑等作为第一道防线。

宜具有合理的刚度和承载力分布。建筑物承受的静力荷载是基本稳定的（如自重、楼面活荷载等），而地震时所受的地震作用大小则与结构的动力特性密切相关：建筑物的侧移刚度越大，则自振周期越短，地震作用也越大，要求结构构件具有较高的承载力。提高结构的侧移刚度，往往以提高造价和降低结构变形能力为代价，因此在确定结构体系时，需要在刚度、承载力之间寻求较好的匹配关系。结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。此时，结构在两个主轴方向的地震反应相当，不致造成一个方向过强、一个方向过弱的现象。根据房屋高度选择合理的结构体系。从技术经济指标而言，各种结构体系都有其最佳适用高度。

三、建筑结构抗震设计方法

（1）构减轻结构自重。研究表明，地震效应与建筑物的质量成正比，高层建筑高度较大，其重心也较高，在地震作用下，倾覆力矩也随质量的增加而增大，这就会对结构物带来极大危险。因此，在进行设计和建造时，要尽可能采用强度大、质量轻的建筑材料，减轻建筑物的质量。

（2）提高短柱延性。在建筑结构中，要尽量提高短柱的承载力，并采取有效措施提高短柱的延性，这样就可以大幅度增强其抗震性能，确保建筑结构的安全。

（3）选择合理的建筑材料。在设计阶段，要进行抗震分析和计算，在选择建筑材料时，要对其参数进行可靠度分析，也要充分考虑材料参数的变异性，而且尽可能选择自振频率不同的材料，避免在地震作用时结构物局部或者整体发生共振，造成严重破坏。

（4）设置多道抗震防线，这样可以避免在地震作用下，由于局部损坏而造成整个建筑结构的损坏，例如框架一抗震墙结构系统，抗震墙可以抵抗较大的侧压力，是第一道防线，当在地震作用下抗震墙发生破坏时，框架结构就起到抗震的第二道防线。 多道抗震防线可以极大的消耗地震能量，延缓或者减轻地震作用对高层建筑的损坏。

（5）加强建筑物内部的薄弱部分。在高层建筑中，由于层数较多，建筑面积较大，难免存在一些受力比较大而比较薄弱部分，在建设过程中，要及时对薄弱部分进行加强，采取有效措施增强其强度和刚度，这样就可以极大提高其承载力，避免在地震作用下过早的屈服产生较大变形，导致建筑结构局部损坏或者整个结构的损坏。

四、结束语

建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念，从场址的选择到建筑物的结构设计，抗震设计贯穿了整个过程，也是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。使抗震设计与设计、施工完美结合，最终实现适用、安全、经济、美观是我们追求的目标。

参考文献：

[1] 晏斌斌. 高层建筑结构抗震设计分析[J]. 江西建材， 2011，（04）

抗震理念论文篇11

Abstract：Since 1970s，people in the summary of the experience of all previous earthquake disasters come to realize, the architecture for seismic design, structure design concept structure calculation is more important than the design. After years of seismic exploration in civil engineering and research, summarizes the design experience into the new design concept design. This kind of design concept from the macroscopic perspective of anti-seismic structure building design, and in some ways to make up for the previous design idea of anti-seismic structure to think of the deficiencies, for the civil engineering structure seismic design of open up new routes, this paper will civil structure seismic related to this view.

Keywords: understanding, importance, and existing problems, applications

中图分类号： TU352.1+1文献标识码：A文章编号：

引言

自从上世纪70年代起,不断的地震灾害让设计人员认识到,针对建筑的抗震设计来说,结构概念的设计的重要性远大于结构计算的设计。纯粹凭借微观的数学、力学计算是难以保证建筑物在经历地震时体现出良好的抗震特点性能。概念设计在通常的工程设计,特别是在结构抗震能力的提高方面发挥了非常重要的作用。概念设计就是从方案的规划和设计开始,运用对建筑结构抗震的准确认识,面对和解决结构设计中碰到的各类问题,包括建筑体型、结构体系、刚度分布和构件延性。在宏观原则的角度对其进行评价、甄别、选择等处理,然后实施必须的计算和构造措施,达到消除建筑物抗震的软肋,加强抗震设计合理性的目的。换句话说,概念设计是在特殊的建筑环境和地理空间下,通过整体概念来设计结构的整体方案,通过总体系和分体系所之间的力学关系和构造破坏机理、试验现象以及经验心得所得到的设计原则和理念,从整体上确定建筑构造的整体布局,进行抗震构造措施的控制。不管在国内还是国外,概念设计都受到普遍重视,它也将发挥更重要的作用。

一.对于概念设计的认识

在当前的科技水平和经济条件下，为了保证组织结构具有可靠的抗震性能，概念设计应充分考虑以下因素：场地条件和场地土的稳定性，建立组织结构计算模型，抗震组织结构体系的选取，材料效用，温度作用以及组织结构的空间作用等。所得出的结论是：构件的最不利受力状态随着构件和地震作用方向而变化 当地震作用方向与结构主轴方向一致时，梁处于最不利受力状态；当地震作用与结构的主轴方向呈 45 度时，大多数柱处于最不利受力状态。结构薄弱部位的处理，如建筑平面外墙转角处的转角窗，限制了角部结构竖向抗侧力构件的设置，如果采用概念设计，解决这一问题的方法是2竖向构件间应设厚板、暗梁等可靠拉结。再如，由于节点部位的重要性，所以引入抗裂性的概念，以此来比较梁、柱节点偏心所引起的节点性能的变化。建议在地震区，不宜采取梁柱偏心过大的节点形式，而且构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力。

二.概念设计的重要性和必要性

随着社会经济的发展和生活水平的提高，人们对建筑结构设计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、环保建材的研究与开发，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济已成为当务之急。而且针对建筑结构设计的现状，提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性，推动结构设计的发展，是非常有必要的。这就需要工程界和教育界共同的努力，而推广概念设计思想是一种有效的办法，分析如下：

1.建筑抗震设计规范（GB50011―2001）（以下称新抗震规范）以可靠度理论为基础，吸收了延性设计的思想。但对于一些具体问题，例如“中震可修”的设防目标等，规定相当模糊。所以我们不能盲目地照搬照抄规范，应该把规范作为一种指南和参考，并在实际工程应用中作出正确的选择。这就要求我们对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识，把概念设计应用到实际工作中去。

长期以来，人们认为结构设计很简单，只需遵循规范和手册，等建筑师完成建筑设计后，使用计算机就可以完成结构设计。但这不能充分地运用结构设计者的知识和技能，而且还会与建筑设计方案产生分歧和矛盾。所以我们应考虑在结构设计中如何运用概念设计，比如结构的抗风设计与抗震设计，抗震设计要求能消减外荷载，吸收或转换震动的能量；而抗风设计则要求结构在风的作用下动力效应较小，刚度较大。这一矛盾必然影响结构体系的抗风和抗震性能。为了弥补这一缺陷，需要合理的概念设计与延性构造措施来加以保证。

2.概念设计的重要性，还体现在方案设计阶段。初步设计过程是不能借助计算机来实现的，这就需要结构工程师综合运用结构概念，选择最为可靠、经济的结构方案。为此，需要工程师不断地丰富自己的设计理念，深入了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。运用概念性近似估算方法，可以在设计方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。所得方案往往概念清晰、定性准确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。同时，这也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。美国一些著名学者和专家曾说过：“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”计算软件的选择和使用不当，也会造成结构设计的不合理，甚至影响到建筑物本身的安全性。应用概念设计的思想，可以避免此类情况的发生。

3.新抗震规范提出了在建筑物内设置地震反应观测系统的要求，并提出了结构两个主轴方向的动力特性（周期和振型）相近的抗震概念。所以在结构概念设计中还应该注意结构与场地的共振问题。例如在唐山地震时，天津塘沽地区的7-10层框架结构房屋破坏严重，而3-5层的砖混结构住宅却只有轻微损坏。后来经调查发现，框架房屋的自振周期和场地的卓越周期一致导致共振，而3-5层砖混住宅的自振周期远低于场地的卓越周期，因此破坏较轻。

4.建筑结构的抗震设计，存在着许多模糊而且不确定的因素。例如地震作用是一种随机性很强而且循环往复的荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，要准确计算或预测建筑物所遭遇的地震特性和参数，还难以做到。风荷载的脉动性与涡流作用情况也是如此。因为建筑物受到的地震作用难以确定，所以适用、安全、经济的结构体系必须注重概念设计。

三.结构抗震模式存在问题

结构抗震模式存在诸多的问题，在工程师完成初步的设计方案后，通常会选用计算机软件进行整体的分析设计，但是由于计算机软件自身的缺陷就会导致计算机所设计出来的方案存在严重的问题，而这些问题如果不能及时的发现，就会在建筑施工中出现问题。结构抗震模式存在着许多不确定的因素，地震是一种地球内部随机的、不确定的、破坏性极大的地质运动，目前国际上尚没有准确对地震发生的时间、强度进行准确预测的方法和措施，而通常建筑物遭到地震破坏的作用机理又十分复杂，结构设计中根本没有有效规避地震危害的措施，因此，要提高建筑物的抗震性能，就要将结构设计与概念设计相结合，使其双方能够相互作用，达到最佳的状态组合，从而提高建筑物的抗震能力，达到建筑结构抗震设计的目标。

四.应用

1.概念设计要保证结构抗震设计的可靠性

结构抗震设计的目的一般是使建筑结构在强度、刚度及节能性等方面取得最佳的效果，从而满足结构抗震设计的要求。在当前的建筑科技水平和经济条件子啊，为了保证结构设计具有可靠的抗震性能，概念设计在于结构设计相结合的过程中，必须要充分考虑场地条件和原材料质量条件的关键因素。抗震概念设计的一般原则强调的是设计不能陷入简单计算的误区，若结构设计存在严重不规则，整体性差等问题，仅按照我国目前的结构抗震设计计算水平，是很难保证结构的抗震性能的，所以，应用概念设计的原理，并结合大量地震灾害和设计试验研究成果，所得出的结论是：建筑构件的最不利受力状态应随着构件和地震作用的方向而发生变化。概念设计要在保证结构抗震设计的可靠性的基础上，对结构设计进行全面的考察，查找不足，并采取必要的措施，提高整个结构设计的抗震性能。

2.结构抗震模式中薄弱部位要采用概念设计进行综合

结构抗震模式中最薄弱部位，如建筑平面外墙转角处的转角窗，通常是限制了角部结构竖向抗侧力构件的设置，这就需要概念设计进行处理。上文提到过，结构设计中存在许多问题，而这些问题都是结构设计本身所不能解决的，由于结构设计本身的局限性，就需要概念设计发挥自身的设计优势来补充结构设计中的不足，在结构设计完成后，要从宏观的角度对整个建筑抗震结构设计方案进行检验和审核，并找出其中存在的问题，针对问题制定适合的概念设计方案，以弥补结构设计方案中的不足。结构抗震设计中的薄弱部位更应该采用概念设计进行重点的综合设计，从而保证建筑设计的总体抗震质量。

抗震理念论文篇12

引言

近年来，随着现代社会的快速发展，国内外地震发生的频率越来越高。从1978年中国的唐山大地震，到1994年美国的洛杉矶大地震，到1995年的日本阪神地震，再到2008年中国的汶川地震，再到2010年的海地地震，再到最近四川雅安大地震等等，一些列的大地震不仅对人们的生命财产造成了巨大的损失，同时对于整个国民经济的发展差生了严重的影响。历次的地震对我们所造成的影响一直在提醒我们，现有的抗震设计思想与方法均存在一定的问题，必须要对建筑结构在地震作用下的行为进行控制。因此，现行的抗震设计规范及方法需要进一步的完善，在此基础上本文提出了基于性能的抗震设计。本文首先对基于抗震设计的基本的概念进行了简单的介绍，接着就基于性能的抗震设计中的几个主要方面进行了阐述。在最后对全文进行了简单的总结。

一、基于性能的建筑结构的抗震设计概念

基于性能的抗震设计方法是一种基于“投资-效益”准则，兼顾结构抗震设计共性和个性要求的抗震设计方法，是抗震设计理论的变革。基于性能的抗震设计方法可以根据具体的情况，选取适当的设防目标，设计功能多样化的建筑结构，这样的设计方案就可以满足不同的设防目标。基于性能的抗震设计是比基于力，基于位移或者基于其他方面的抗震设计更为广泛的设计理念，基于性能的抗震设计可以更为直接的满足用户对于建筑的要求。

基于性能的抗震设计不是一个新的概念，目前对于这方面的研究也引起了人们的重视，并取得一定的成果，但是现在对于给予性能的抗震设计国际上还没有形成一个统一的定义。不同学者对于基于性能的抗震设计有不同的描述，但是大体上的意思都差不多，都传输了一个设计思想：建筑结构在正式使用的过程中，能够对于不同程度的地震有一定的抵御能力，建筑本身的性能能够应对相应程度的地震。基于性能的抗震设计的可行目标是在耗用资源最少的情况下，设计出能够抵抗最糟糕的情况的建筑结构，确保群众的生命财产，减少国民经济的损失。

二、基于性能的抗震设计主要内容

抗震性能目标是社会和住户所期望的的结构抗震性能，而结构抗震性能设计理论的基本内容主要包括地震设防标准、结构抗震性能目标、结构抗震设计方法等三个方面的内容。

1、地震设防标准

简单来说，地震设防标准是指未来可能作用于场地的地震作用大小。具体来讲，地震设防水准是指在抗震设防中如何根据客观的设防环境和已定的设防目标，同时考虑到具体的社会经济条件来确定采用多大的地址动参数。而目前对于地震动的研究还处于发展阶段，设防水准还只是基于地震动时的剧烈程度来进行设防的。但是根据实际情况，地震动所持续的时间以及其振动的次数对于建筑结构都会产生些相当大的威胁，所以要想更好的实现基于性能的抗震设计，对于地震动的持续时间，地震动的次数等参数对于建筑结构性能的影响都需要继续进行研究。目前，基于力和基于位移等结构性能的设防水准已被提出，其中基于位移的结构性能的设防标准最方便使用。结构抗震性能目标是指对某种程度的地震设定一定的标准，由该标准规定建筑结构在地震是所能承受的负荷，根据PBSD，可将其划分为五个等级，具体见下表。

2、基于性能的抗震设计的分析和设计方法

在强烈的地震的作用下，建筑结构一般都会出现一定程度上的损坏。在建筑结构抗震性能设计中，就必须要对建筑结构在强烈地震作用下结构本身所能承受的负荷范围进行一定的估计。一般而言，抗震性能分析方法有四种：线性静力分析方法、线性动力分析方法、非线性静力分析方法、非线性动力分析方法。其中线性静力分析方法一般适用于构件的截面设计，非线性静力分析方法是一种逐渐得到广泛应用的评估结构抗震性能的简化方法，非线性动力分析方法是一种弹性塑性时积分析方法。

抗震设计方法是基于性能的抗震设计理论的核心问题。建筑结构性能抗震设计的思想和现行的建筑结构设计思想以及具体的处理模式上均有所不同。但是这并不意味着建筑结构性能抗震设计完全不兼容现有的抗震设计技术以及其他方面的研究，他们只是在考虑具体的设计方案时所考虑的对象参数以及数量上有所区别。根据具体的地质条件设定多级地震设防水准、根据住户的具体要求设定抗震目标、确定具体的设计方案、组织人员进行施工以及后期的维修是结构性能抗震设计的过程的一般程序。实际中，基于性能的抗震设计方法主要有两种：一种是基于传统的设计方法。第二种是基于位移的抗震设计。这种设计方法是采用结构位移作为性能指标。与传统的设计方法相比，基于位移的抗震设计方法改变了已有的设计过程，直接以目标位移作为设计的变量。采用这种设计方法可以从一开始就明确设计的设防标准，从而避免了传统设计方法中因为重复设计而增加投入的弊端。基于位移的性能抗震设计方法实用性更高。

结束语

越来越频繁的地震对人民群众的生命财产所造成的损失，迫使广大学者不得不对建筑结构的抗震性能提出更高的要求。本文首先对基于性能的建筑结构抗震的概念进行了简单的介绍，接着又从多级地震设防水准和基于性能的抗震分析和设计方法两大方面对建筑结构基于性能抗震设计主要的要点分别进行了阐述。然而，现阶段，我国对于基于性能的抗震设计的研究还处于正在发展阶段，很多方面都还需要完善，特别是对于地震动中其他参数的影响还有待进一步的研究。但是我相信，在广大学者的共同努力下，基于性能的抗震设计会不断地完善。

参考文献：

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[2]王学军、何政、欧进萍，《非结构构件性能设计初探》，低温建筑技术，2000年，20-21

[3]张新培，《基于性能的抗震结构设计理论的若干进展》，四川建筑科学研究，2001年，34-35

[4]马宏旺、吕西林，《建筑结构基于性能抗震设计的几个问题》，同济大学学报，2002年，1429-1434