抗震设计论文范文

抗震设计论文篇1

1．1合理的选址在建筑结构抗震水平设计中，合理的选址是最基本的先决条件。为了保证选址的正确、合理性，我国政府部门已经出台了《中华人民共和国减灾抗震法》等法律条文，其中明确规定“对于有可能发生的重大建设性工程以及次生灾害进行严格的地震安全指标评价，按照地震安全评价结果，明确相关建筑物的抗震设防要求，并对其进行分别设防”。建筑结构的设防标准根据其实际质量可分为四个标准，其中:甲类:地震时间或大型建筑工程可能发生的次生建筑类灾害;乙类:地震中不能中断使用功能，且必须要逐步恢复的建筑类型;丙类:除甲、乙两类建筑外的其他普通建筑类型;丁类:抗震级别相对较低的建筑。根据对相关法规的分析，在进行建筑物结构设计时，必须要选择对建筑有利的场地，避免在不利地段建设大型民用建筑，以防止地震破坏隐患的出现。对于一些软基地段，也必须要进行充分的处理，才能够进行合适的建筑设计。另外对于地震可能引起的次生灾害问题，也必须要予以正确的处理，进一步保证选址的正确性。

1．2科学的设计当地震发生时，不同的建筑结构所受到的地震影响是不同的，为了最大限度降低地震灾害的影响，建筑设计人员在抗震设计环节中，要根据当地地段的实际情况来进行建筑结构的选择。目前，我国常用的鹅建筑结构可以分为“钢筋混凝土结构”、“砌体结构”、“钢混结构”和“钢结构”四种类型。通过对四种结构的比较分析得出，钢筋混凝土结构的抗震能力相对较强，因为其自身具有较好的柔韧性，所以当建筑物因地震灾害而出现应力变形时，钢筋混凝土结构能够依靠自身良好的承载力对其进行一定程度的控制，这是其它三种结构所不具备的优势。近年来，高层建筑建设的增多，大大增大了其在地震灾害影响下的水平位移和抗侧移刚度，这在无形之中就加大了地震灾害的影响，为了避免地震灾害影响程度的增大，在设计和审核高层建筑抗震设计时，必须要考虑结构的侧移度。

1．3坚实的质量地震作为破坏性超强的自然灾害，想要最大限度降低其对建筑的破坏，保证建筑设计坚实的质量是最基本的防护措施。相比较而言，我国建筑设计水平发展较为缓慢，在地震设计方面也存在不够合理的情况，这使得很多建筑结构都出现了地震安全隐患，过大的自身重量也加大了地震危害。为了保证建筑结构抗震水平，必须要在建筑抗震设计环节中科学的运用抗震理论，根据相关设计原则，利用有效措施来提高建筑结构的可靠性与安全性。

2实现建筑结构抗震水平设计的措施

2．1基础性防震措施应用基础性防震措施根据建筑的结构的不同位置有着不同的措施:(1)地基隔震。地基隔震是在建筑地基与土层之间设置缓冲层，以便在地震发生时减小建筑与土层之间的震动碰撞，实现对震能的有效吸收和反射作用，减小地震对建筑物的破坏。目前，我国最常使用的地基隔层为沥青原料隔震层。(2)基础隔震。基础隔震是整个建筑结构抗震设计中的关键，想要降低地震对建筑物的破坏，就必须要做好基础隔震措施。在对建筑基础采取抗震措施时，为了减小地震对上部结构的破坏，需要在建筑物的上部结构和基础位置接触处设置隔震层，防止地震力由地基处向上部结构传播，降低地震对建筑上部结构的破坏。基础抗震装置一般采用混合隔震装置、基底滑移隔震装置和夹层橡胶隔震装置等。(3)间层隔震。间层隔震是为了吸收地震的冲击余力而设置的，间层隔震的有效设置能够对震力进行再次削减，以达到降低地震对建筑的破坏作用。间层隔震一般都安装在原始结构层上，其实我国最早使用的的抗震措施，具有施工操作简单的优势。(4)悬挂隔震。悬挂隔震是通过悬挂的方式，将建筑物全部或部分结构脱离地面，从而在地震出现时，降低地面震动与建筑物之间的震力作用。目前，此种抗震措施多用于大型钢结构建筑当中，收到了较为不错的抗震效果。

2．2机敏减震支撑体系机敏减震支撑体系是集成现代科技技术的防震系统，其利用活塞运动的原理，对建筑结构进行设计。在地震灾害发生时，保证建筑结构中的内、外钢能够通过不断的滑动来消减地震的破坏力，减轻震力破坏和消耗地震作用力的传导。目前，这项技术还在不断的研究和完善当中，相信其很快就能够实现有效的应用，为建筑抗震设计水平的提升做出贡献。

2．3效能减震技术应用效能减震是实现对地震所产生动能的消耗，来减轻地震能的传导大小，从而降低其对建筑物的破坏程度。目前，在此技术方面一般采用消能器和阻尼器，两种器械都能够实现地震能量的有效消耗和吸收，减小震力对建筑主体的破坏，以达到对建筑主体结构安全、稳性定的保护。目前，效能减震技术在我国建筑防震设计中得到了有效的应用，其在新建筑的防震设计和旧建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。

3总结

综上所述，建筑工程作为人类工作、学习和生活的基本场所，其对于人类正常生活秩序的重要性是不言而喻的。为了实现对人类生活正常秩序的有效维持，保证人类的生命及财产安全，做好对建筑结构的抗震设计是对建筑设计、施工企业的基本要求。在实际设计过程中，为了能够将抗震设计的功能性最大限度发挥出来，设计人员应多分析此前的抗震设计经验，结合实际建筑的特点，来进行科学的抗震设计，为提升建筑结构的抗震水平打下良好而又坚实的基础。

抗震设计论文篇2

关键词:房屋建筑；结构分析；抗震设计

一、抗震设计的重要性

从我们现在的经济发展状况来讲，城市人口越来越密集，房屋建筑也越来越多，若突然发生大的地震灾难就会造成难以估量的损失。房屋建筑根本性质就是为了给人们提供一个安全舒适的住宿，为人们的一个防护所，避免人们经受风吹日晒以及其他极端天气。地震则是我们目前所知的自然灾害中最严重的一个灾害，它所给人们造成极大的影响，地震不仅是简单的震动，也会引起一系列海啸、泥石流等自然灾害，其破坏性不可小觑。由此可见，当一个破坏性极大的灾难发生在人们最需要安全的避难所时，我们就不得不重视对于这一灾难的防护。再加上我们目前生活水平的提高，我们目前对于房屋建筑的要求应该是更为舒适，使用寿命更强，这就进一步要求我们对于房屋建筑的整体抗震性有更加完善的技术从而更好地保证我们生活的舒适性。

二、房屋建筑结构抗震设计规定

在我国，房屋建筑结构抗震设计的标准一般分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类等四个类别，简称甲、乙、丙、丁。在甲乙类建筑体系设计中应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，9度时应按比9度更高要求采取抗震措施。而丙类建筑应按本地区抗震设防确定其抗震措施。在丁类建筑中地震作用应按本地抗震设防烈度确定，但抗震措施（6度除外）允许比本地抗震设防烈度的要求适当降低。在多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型中，当平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构出现时，适用最大高度应适当减少。在钢筋混凝土房屋抗震等级的要求中，它的抗震设计一般要满足，如果是框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％的话，那么它的框架抗震等级应按框架结构来定。另外当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层一下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级。对于那些筒体房屋结构抗震的设计要求来说，筒体部分与框架部分楼板一般采用梁板体系。在施工程序及连接构造上我们采取减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层影响措施来解决。当低于9度采用加强层时，加强层的大梁或桁架与周边框架柱的连接宜采用铰接或半刚性连接。需要注意的是如果是9度的情况出现时就不要采用加强层了。

三、抗震设计在房屋建筑结构设计中的运用

抗震的设计在整个建筑中可以说是十分关键的一环，我们可以从一下几个方面进行理解，从而体会抗震设计时如何在房屋建筑结构设计中进行运用，进而理解抗震设计在房屋建筑中的重要性。（1）提高房屋建筑结构的抗震力。抗震设计，顾名思义，就是保障房屋建筑能够在地震时将其破坏程度保障到最小范围。所以在进行房屋建筑结构的设计师，首先就要保障有一个稳固的地基。地基是整个建筑的基础，其抗震性能也就在一定程度上决定着整个建筑的抗震能力。其次，房屋的整体结构上要建造抗震能力强的结构。比如我们知道的一些几何图形具有稳定的效能，我们就可以将其运用在房屋的结构当中。规则、对称的建筑结构也能有利于保障房屋的稳定性，从而减少地震对于房屋建筑变形的影响。在房屋建筑中的一些小细节上注意到对于抗震的作用。（2）我们完善了房屋的抗震设计之后，可以再从地震一方面来思考如何降低地震作用对房屋建筑的影响。我们目前所采取的办法就是在建筑物的基础与主体之间加一个隔震层，也有人提出在建筑物的顶端部分设立一个“反摆”。这样的设计首先能够有效避免发生地震时建筑物之间互相碰撞，并且能够有效缓解在地震来临时房屋的震动幅度，从而保障房屋内部物品的安全。这样的设想我们目前已经有所应用，在一些实际的经验中我们也发现了这一方法的可行性。（3）保证建筑的刚度，建筑结构上的防护以及外部的防护之后，还有保障房屋建筑自身的坚硬程度。首先，就需要考虑到在进行建筑时，使用钢筋混凝土材料，保障房屋的稳固。其次，就是在我们已有的建筑结构上对整个建筑进行进一步的加固。这一方面我们目前已经有相关的规定，明确告诉我们如何对于不同建筑类型进行不同的外层加固。目前，我们也仍需对于房屋建筑的使用材料进行进一步的探究，努力寻找优化建筑材料的办法，能够帮我们在建造房屋时一方面减少不必要的材料浪费，另一方面就是将优质的材料的性能充分地体现在房屋建筑整体的抗震性能上。

四、房屋建筑结构抗震设计措施

1.房屋建筑位置的选择，房屋建筑位置的选择在一定意义上来说决定着房屋质量的好坏，一般地地震可以导致房屋建筑周围地表变化，这样就会造成地基的开裂，导致房屋出现问题。因此在地理位置的选择上，设计人员要对房屋建筑进行合理化选择：如选择开阔的坚硬场地，考虑场地土的刚度大小和场地覆盖层的厚度等。2.房屋建筑材料的选择，抗震性房屋建筑材料要选择那些质量优等的材料。要综合考虑保暖、防火等多种因素的存在，比如良好的钢、铝合金结构、木质结构及轻型复合材料等建筑材料作为主体材料。3.选择合适的建筑结构体系，结构体系要满足稳定性，要与建筑结构相配套。此外要注意建筑物传力途径的明确性，以及受力计算的明确性，保障在建筑体系中不使用转换层，这样就会保障有地震发生时候避免建筑倾斜或局部受损等现象的发生。4.做好底层框架抗震墙设计，鉴于我国的地震灾害多数发生在底层，一般突出表现为“上轻下重”的这样一个现象，所以在设计时候要突出底层的墙体比框架柱重，框架柱又要比梁重。这样的设计就会在发生地震时底层破坏的程度比房屋的底层轻得多。5.钢筋混凝土框架抗震内力设计。我们尽可能做到在地震作用下的框架呈现梁铰型延性机构，为减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性，对梁端的剪力适当调整，使斜截面受剪承载力高于正截面受弯承载力，做到“强剪弱弯”。在实际运用中如不采取这个措施，柱端很可能比梁端先出现塑性铰。因此适当调整柱计算内力并增大配筋，使塑性铰首先出现在梁端，抗震性能较好。

五、结语

地震是人类生活面临的重要的自然灾害，危及着人民的生命与财产安全。在我国，目前人们对于房屋建筑无论是安全性还是舒适性的要求越来越高，房屋建筑行业不断改善自己的设计和技术，不断为人们提供更好更优质的服务。在建筑结构设计的时候，必须充分考虑抗震设计，并有采取适当的抗震措施，尽最大可能确保房屋质量，才能减少地震的危害。我们要进行不断地探索，对于抗灾设计有所重视，不断改善我们的技术，建造更优质的建筑。

作者:王甲辉 单位:吉林供电公司

参考文献:

抗震设计论文篇3

1.1结构抗震性能目标本工程存在扭转偏大、楼板不连续、尺寸突变、竖向构件不连续、承载力突变等多项不规则，属特殊类型高层建筑。结构设计确定的抗震性能目标见表1。由表1可知，本工程采用的性能目标较高，介于《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)［2］(简称高规)定义的A，B级之间，主要原因有两个方面:一方面是经对比分析，与B级目标相比较，性能目标提高后仅核心筒部分需要增加较少工程造价，对于总体造价而言，增加比例很小的造价即可满足性能目标要求;另一方面是考虑到结构悬挑比较大，且是乙类建筑，特意提高其性能目标。本工程于2012年6月通过广东省超限高层建筑工程抗震设防专项审查。

1.2结构受力特点及分析地震作用下整个结构有比较复杂的反应，主要有以下几个方面:一是水平和竖向震动耦合;二是悬挑端有比较大的竖向震动反应，导致核心筒远离悬挑端一侧混凝土承受拉力;三是水平地震和竖向地震引起的整体结构扭转作用导致结构筒体有比较大的扭转效应。(1)大震作用下悬挑端位移分析大震作用下悬挑端的位移见表2。由表2可知，X向地震作用下，悬挑远端Z向位移比较显著;Y向地震作用下，因结构扭转造成悬挑远端Y向水平位移比较显著。X向地震作用下，悬挑远端Z向位移由框筒部分的剪弯变形(包含绕Y轴的转动变形)及悬挑部分自身的竖向弯曲变形组成;Y向地震作用下，悬挑远端Y向位移由框筒部分绕Z轴的转动变形和悬挑部分自身的水平弯曲变形组成。(2)小震Y向作用下核心筒的总力矩分析图6给出了核心筒外筒墙、柱编号，表3给出了各墙体在Y向小震作用下的剪力及其相对于核心筒形心点O的力臂。由表3可知，核心筒外筒墙体对核心筒形心点O的力矩之和为979014kN•m。Y向地震作用为61147kN，等效力臂为979014/61147=16.01m。此巨大力矩将通过内藏钢骨的核心筒传递至地下室的核心筒，再传至基础。(3)核心筒外筒墙体轴向内力分析表4给出了小震、大震作用下核心筒外筒墙体轴向内力，其中小震作用考虑恒荷载和活荷载及风荷载，大震作用仅考虑恒荷载和活荷载，活荷载均按最不利布置(仅悬挑部分有活荷载)。从表4可看出，小震作用下，墙体Q2，Q5均受压，墙体Q3受拉，墙体Q1总体是以受压为主，但其与墙体Q3相连端受拉;在大震作用下，墙体Q1，Q3受拉，墙体Q2在4层以上受压、在4层及其以下受拉，墙体Q5在5层以上受压、在5层及其以下受拉。(4)核心筒外筒墙体剪压比分析图7给出大震作用下核心筒外筒墙体的剪压比曲线，其中剪力按照墙体中混凝土和型钢所能承担的比例分配，此处用于计算剪压比的剪力为混凝土部分承担的剪力。由图7可见，大震作用下核心筒外筒墙体的剪压比均小于限值0.18，满足设定抗震性能目标的要求。图7核心筒外筒墙体剪压比曲线(5)悬挑部分竖向地震作用及其收敛分析通过SATWE和ETABS软件，采用振型分解反应谱法与弹性时程分析法对比分析了竖向地震作用下结构的反应，得到了竖向地震作用下悬挑部分的竖向地震作用系数(即悬挑部分所承受的总竖向地震力与悬挑部分的重力荷载代表值的比值)。悬挑部分恒荷载总重GDL=58269kN，活荷载总重GLL=7822kN，悬挑部分结构重力荷载代表值GE=GDL+0.5GLL=62180kN，故小震作用下悬挑部分的竖向地震作用系数α小震=2641kN(小震竖向地震力)×1.25(小震放大倍数)/62180kN=0.053，在大震作用下竖向地震作用系数为α大震=16145kN(大震竖向地震力)/62180kN=0.260。高规中并未规定7度(0.10g)时的竖向地震作用系数，但参照高规插值，可以得到7度(0.10g)时的竖向地震作用系数为0.05，本文如不考虑1.25放大系数，其竖向地震作用系数仅为0.0424，小于0.05，故在采用振型分解反应谱法计算竖向地震作用时应注意其所计算的竖向地震作用是否达到高规规定值。Z向地震时程分析所得的竖向剪力平均值与弹性反应谱分析所得的竖向剪力之比为2987/3389=0.88。尽管不同位置的构件内力随竖向振型参与系数的变化是不一致的，但是当振型参与系数在15%～90%之间时，其竖向地震引起的构件内力增长非常缓慢，此与高层结构有较大不同。

1.3结构性能化设计措施(1)为提高剪力墙连梁的延性，在连梁中配置型钢，并加强其腰筋及箍筋配置(配筋率不小于0.4%且不小于计算配筋)。(2)在核心筒剪力墙中配置型钢，一是为了承担部分剪力及弯矩;二是与墙体竖向钢筋共同承担拉力。(3)通过核心筒的连梁来实现结构耗能，虽然连梁中设置了型钢，但墙体中也设置了型钢，相对于墙肢而言，连梁截面内力远小于墙体截面，所以地震作用时是连梁首先发生弯曲破坏，起耗能作用。虽然结构承载力已按较高的性能目标实现，但为使结构具有较好的塑性变形能力，结构仍然按高延性设计，核心筒及框架柱抗震等级为一级，钢构件抗震等级为二级。

2结构计算分析

2.1振动模态采用SATWE，ETABS软件进行多遇地震作用下的计算对比分析。ETABS软件计算得到的结构的振型图如图8所示(两种软件计算得到的振型一致)，由图8可以看出，悬挑部分有较大的振动反应。

2.2整体分析结果对比由SATWE，ETABS软件计算的结构总体指标对比见表5。由表5可知，两个软件计算的结果比较接近，相符度较好。SATWE软件计算的整体稳定性验算指标刚重比X向为117.86，Y向为46.79，均大于规范限值2.7(不考虑二阶效应的限值);ETABS软件计算的整体稳定性验算指标刚重比X向为106，Y向为46.79，均大于规范限值1.4(稳定限值)和2.7(不考虑二阶效应的限值)。

2.3施工卸载模拟计算悬挑桁架部分采用满堂脚手架施工，脚手架支承于地下室顶板上，地下室顶板考虑60kN/m2的施工荷载。采用分段吊装的施工方案，桁架在现场焊接成型，采用塔吊和汽车吊相结合的方法完成吊装(图9)。全部钢结构构件安装完毕后再进行脚手架卸载，卸载顺序为由远端向根部逐渐延伸，在卸载过程中应对钢结构变形及位移进行现场测量。卸载完毕后，开始安装钢筋桁架，浇筑楼板，砌筑固定隔墙，然后封闭楼板后浇带。图9施工方案示意图本工程进行了施工卸载模拟分析，分四步拆脚手架，首先拆第四节下对应的脚手架，接着拆第三节、第二节、第一节下对应的脚手架。卸载过程远端位移模拟显示悬挑远端满足《钢结构设计规范》(GB50017—2003)［3］(简称钢规)要求，虽卸载过程与使用状态下的结构支撑条件和荷载作用条件不同，但卸载过程中构件的内力符号没有发生变化，且其应力比均小于正常使用状态下的应力比。

2.4防连续倒塌分析与设计对于防连续倒塌的分析，参考高规采用了两种方法:一是拆除构件法;二是施加表面荷载法。(1)KZ1是受荷最大、最为重要的柱，所以对其按拆除构件法验证是否满足防连续倒塌的要求。计算结果表明，与所拆除构件直接相连的构件最大应力比为［(0.69/1.35)/1.25］×2=0.818，斜拉腹杆最大应力比为(1.13/1.35)/1.25=0.67，其余各构件应力比均小于1。(2)对于桁架的主要弦杆和腹杆，采用在构件表面附加80kN/m2侧向荷载的方法进行验证分析，分三步进行:第一步是按未加侧向荷载进行计算;第二步是将构件从整体结构中取出来，施加侧向荷载进行内力计算;第三步是叠加前两步内力。计算结果见表6，由表6可知，桁架一的主要杆件应力比均小于1.0。

2.5人群荷载下楼盖振动舒适度验算由于楼盖结构的跨度比较大，故对其进行了舒适度研究，采用MIDAS/Gen进行楼盖振动舒适度分析。楼盖振动舒适度分析考虑两种人群荷载工况:工况一为21人同频率、同相位行走;工况二为60人同频率、不同相位行走的。计算结果表明，楼盖最大振动加速度为0.0452m/s2，满足规范限值0.05m/s2要求。

2.6楼盖风振时程分析基于风洞试验实测数据，结合风速时程样本，采用MIDAS/Gen软件模拟结构风振［5］，本工程中只考虑顺风向风速的影响，采用了Davenport脉动风速谱，参考深圳市气象局近年来的风速统计资料，设定参考风速，以MonteCarlo法为基础采用谐波叠加法，设定关心的频率始值和终值，随机产生风速时程曲线。局部风振时程荷载按点荷载直接施加于模型相应测点处。分析结果表明，不同风振时程样本引起的楼盖最大加速度差别较大，这主要是由于随机生成的风振时程的自身差异所导致的;基于本文的时域分析方法及风振报告提供的频率方法(其中楼盖振动最大加速度为0.221m/s2)计算出的楼盖风振效应均很明显。针对本工程而言，风荷载引起的竖向振动是设计的控制因素。

3关键节点设计及有限元分析

悬挑桁架从混凝土核心筒及外框柱伸出，第7层E，B点(图3)处节点交汇杆件达11根，节点受力比较复杂。悬挑桁架下弦杆根部弯矩非常大，尽管钢材已采用Q420GJC，但板厚仍超过100mm，基于此提出了解决桁架根部局部弯矩过大的新型节点，见图10。此节点通过对工字形截面翼缘板加下挂板的方式，变相增加了翼缘板的宽度。此种做法一是可以减小板厚，降低焊接难度;二是相对于箱形截面其便于焊接和混凝土浇捣。节点分析拟考虑两种荷载工况:一是大震作用工况;二是构件屈服工况，即加载至某构件(根据大震的分析结果，选取承载能力利用率最高的构件)发生屈服。选取桁架一下弦杆梁柱节点及桁架二下弦杆梁墙节点进行节点分析。采用MIDAS/FEA［7］进行分析。大震作用下节点应力云图如图11所示，结果表明，节点区几乎所有的钢构件均保持在弹性状态，混凝土受拉及受压均保持在弹性状态，节点区构件满足承载能力极限状态的要求。构件屈服工况下节点应力云图如图12所示，结果表明，应力最大钢构件中和轴以下全部发生屈服时，节点核心区内板件仍保持在弹性状态，节点板屈服区域仅分布在以屈服构件相连的局部区域，没有向节点板核心区扩展，满足“强节点、弱构件”的控制要求。

4结语

本项目单边大悬挑，其悬挑长度远远超常规结构，结构复杂，其设计具有比较大的挑战性。针对其特殊复杂的结构体系，采取了一系列特殊结构分析，提出了解决局部弯矩的新型节点。

抗震设计论文篇4

关于高层混凝土住宅建筑抗震结构设计，应该持续改进高层混凝土住宅结构的延展性，达到合理的刚度和强度要求，提升高层混凝土住宅建筑抗震结构的抗震能力。

2高层混凝土建筑抗震结构设计对策

2．1场地和地基的选择

关于高层建筑的抗震效果，地基的情况和场地状况较会产生直接的作用，也称为建筑抗震设计的基础。如何选择地基和场地，一定要详细清楚当地的地震活动状况，仔细勘查地质情况，并获取全方位的数据资料，从而可以有效的进行综合评价和研究，正确的评判当地的抗震设计等级。采用一切办法去规避不利于抗震设计的地方，如果不能规避的场地，我们要做针对性的处理。在选择高层建筑地基时，首选的是较高密实度的基土和岩石，将有利于提升建筑地基的抗震能力，切勿采用哪些不适合抗震的软性地基土。务必要采用合理的措施对达不到地震需求的地基进行改善和加固，从而让它满足抗震要求。

2．2建筑结构的规则性

为了实现可靠性的建筑，达到合理分布承载的力量需要，在设计建筑结构时，务必要达到建筑结构的规则性需要，尽量让抗侧力结构可以简单明了。对于建筑结构平面布置图，多选用比较规整的图形，主要是由于规则的图形能够确保建筑遇到何种情况时都能实现均匀分布的承载力。应该尽量规避一些复杂多变的建筑结构平面，那是由于不规则的图形便于引起建筑结构的钢心和质心间的错乱不堪。如果遭遇地震，钢心距离就会变大，刚性达不到要求，从而使得建筑物出现倒塌的结果。

2．3建筑结构材料的选取

高层建筑在遭遇地震时安全性能很大程度上都由于建筑结构材料来决定。现实中，高层建筑抗震结构设计的本质问题就是整合相应构件的延性，同时要做调和工作，最终目标是确保遭遇地震时建筑能够稳定安全。而对于钢筋来说，应该选择那些具备较好韧性的材料。关于垂直方向受力的钢筋，以HRB335级、HRB400级的热轧钢筋为准，箍筋则是采用热轧钢筋，型号为HPB235、HRB335、HRB40级。在选用建筑结构材料时，务必要充分了解材料抗震的要求。同时，还要考虑其中的造价和成本控制问题。所以说，选用建筑结构材料应该寻求抗震新性能和建筑成本平衡点，只有两者的协调统一，才能确保用最少的材料实现最好的抗震能力。

2．4隔震和消能减震设计

某些高层建筑需要非常严格的抗震要求，要满足一般的抗震效果，还必须实现消能、隔振的效果。所以，要达到上述目标，第一，正确选择地基和场地，首选那些较高密实度的地基，这样可以避免发生轻地震时其能量对建筑产生的损害，减少共振发生几率。建筑物不同，其隔振系数也是不一样的。所以说，在设计建筑结构的过程中，务必要根据实际情况来详细研究，选取适宜的隔震支座，还要综合分析风力产生的负荷作用。那些具有消能、隔振要求的建筑构件，延性好的材料是比较适合的，强度能够满足要求，能够确保建筑物受地震时减弱破坏。

2．5抗侧力体形的优化

在一般性构造的高楼中，刚超过柔，那些刚性结构方案的高楼，主体结构遭遇的损害少，如果发生地震时其结构变形也不大，围护墙、隔墙等非结构部件也会破坏较少，受到较好的保护。结构的超静定次数也会增强，遭遇地震时的塑性铰变大，耗费较多的地震能量。结构也会在强地震情况下更加具有承受力，而不至于倾倒。改观结构屈服机制，并确保结构出现损害时依据整体屈服机制工作，并不依靠楼层屈服机制。设计结构的原则是强压弱拉、强剪弱弯、强柱弱梁和强节弱杆。设计结构理应选择轴力小的水平杆件，成为关键的耗能杆件，尽量的产生弯曲耗能，确保实现构件的较强的耗能能力和不小的延性。

2．6常用的加固设计

要想能够较好的提升建筑结构的抗震能力，加固措施务必要结合建筑结构现实状况进行，选用加固方法务必要综合如下因素全面分析:如果结构设计出现误差和缺陷，就要结合现实问题来加固和增加构件，也可以采用较高抗震能力的构件作为替代品。如要提高整体刚度和承载力，可通过设置套箍、增大原截面和增加构件的方法来实现。多数建筑结构整体性连接不满足抗震的规范要求，应该有目的地调整结构，可以降低损害，分散地震力。为避免发生地震时引起破坏，应该对于那些同建筑结构无关紧要的构件进行加固处理。

3结语

依据现在抗震设计要求，高层建筑抗震结构设计应该提升设备和结构的关系，设计者要结合建筑工程抗震概念的相关知识，并融合自己的实践经验来正确判断，找到经济效果好、结构安全的平衡点，寻求方便易做的三步、二步设防的科学抗震设计方法，从而适应科技和经济的快速进步，达到人们的需要。

抗震设计论文篇5

[论文摘要]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。

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

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社，2002.11.

[2]徐宜和，丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨[J].江苏建筑.2004(3).

抗震设计论文篇6

[关键词]建筑结构设计；抗震设计；研究

中图分类号：TU3 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）08-0227-02

根据建筑结构抗震设计的规范可知，建筑结构可以通过不同的变量来体现对地震的反应。而在具体的抗震设计过程中，对于设计变量的选择，则需要通过结构自身类型的研究、地震反应特性、地震破坏模式等综合因素而定。按照抗震设计变量的不同，抗震设计主要分为基于承载力的抗震设计法、基于位移的抗震设计方法、基于能量的抗震设计方法和基于损伤的抗震设计方法。目前，国内建筑行业的设计人员在进行抗震设计时，主要是根据以承载力为主，结合建筑性能分析的设计原则来进行。

1.承载力的结构抗震设计思想

1.1理论基础

承载力的结构抗震设计理论是以惯性力的形式反映地震作用，通过静力分析理论的研究，按照弹性方法计算结构地震作用效应的大小、进行结构弹性位移验算，并把结构构件的强度是否满足特定的极限状态作为结构失效的准则。基于承载力的结构抗震设计方法是现行规范中在考虑结构延性的基础上普遍采用一种抗震设计方法。

1.2结构构件抗震承载力

在建筑结构设计的抗震设计过程中，必须依托结构构件的抗震力验算数据来进行。为了确保抗震构件的抗震性能，需要设计地震作用力验算，即一种以单独的一项乘以荷载分项系数加入到结构构件的承载力验算的作用效应的验算方式。在使用"承载力准则"对建筑结构构件进行安全水准考察时，地震力被视作是一种有效“荷载”以相应地震作用分项系数的取值体现其对建筑构件可靠性水准的影响，而以地震作用效应和其他荷载效应的组合效应起确定结构构件屈服水准的作用则是综合权衡抗震结构的安全水准的"设计地震力-延性"联合准则，两者概念有别，必须区分。

1.3降低系数与抗震措施

在现代的建筑结构抗震设计理念中，为了让结构在较低的地震作用下保持弹性的工作状态，必须要降低地震多用参与组合进行结构的抗震承能力的设计。但是在较大的地震作用下，为了让结构可以通过非有弹性变形抵御部分的地震作用，必须根据设计原则，在抗震设计时，引导结构进行合理的屈服，以满足设防的要求。根据抗震设计的基本原则和经验总结可以得出：在特定的地震分区，对于建筑结构而言，如果以设计地震作用为基准，使结构适中保持弹性反应，取用的地震作用越低，建筑结构在相同水准地震作用下位移延性需求会随之增加，或者水平位移越大，反之，水平位移就越小。

2.基于能量的结构抗震设计

能量的结构抗震设计是从输入能量和耗散能量的角度，捕捉到结构在强烈地震作用下的非弹性变形历程，其设计理论考虑了地震强度、频谱、地震持续时间对结构破坏的综合因素的影响，从能量角度分析研究地震地面运行以及运动对建筑结构作用。但是基于能量的结构抗震设计理论较为复杂，原因在于能量的变化没有规律可循。所以，到目前为止，能量的计算方案还未完全建立，基于能量的结构抗震设计方法仍处于研究探索之中。能量概念和破坏模型一直对立存在，成为抗震研究的中并行讨论的课题，基于设计理念和思路，对抗震结构的性能分析，又出现新的要求。

2.1设计特点

基于能量的抗震设计方案原理相对简单，思路简洁清晰，主要是从能量的角度考察地震对结构的作用，以及结构损伤破坏的相互关系角度阐述地震输入能量在结构中的转化、耗散过程。在建筑结构的抗震设计中，以能量分析方法解释地震三要素（幅值、频谱特性和持时）对结构抗震性能影响；能量分析为了能够使塑性累计损伤对结构破坏的影响清晰的反映出来，通过动力时程分析方法求得结构地震反应的全过程，对控制结构损伤性能意义重大。

2.2潜在问题与发展趋势

以能量谱的形式确定地震作用方式得到了绝大多数人的理解和支持，但能量谱的相关理论还不健全，需要继续加强研究；能量反应分析因为采用动力时程分析法，此分析方法比较准确，因而被广泛认可。在建筑结构中，对结构总耗能在非弹性变形耗能与阻尼耗能中的分配以及结构内部非弹性形变的耗能分布规律并没有明确的研究结果，无法建立一个广泛认可的关系表达式解释结构破坏状态与能量控制参数；目前为止，基于能量分析的抗震设计的研究还有一定的局限性，为了尽早的实现能量分析与实际工程的结合，必须加强自由度体系地震能量反应与单自由度体系反应的关系的研究，建立相应的标准规范，以促进抗震设计的发展，保证建筑的质量。

3.基于损伤的结构抗震设计

通过各国学者的研究证实：地震是一种持续时间短的往复运动，地震的破坏力不仅与结构的低周疲劳效应所造成的累积损伤有关，还与结构的最大变形有关。只有非弹性性能能够全面反应结构的变形和累积损伤效应的损伤性能参数，所以，通过非弹性性能建立地震损伤模型，按照结构在未来地震作用下的损伤允许值进行抗震设计是一种比较科学合理的设计方法。

4.基于位移的结构抗震设计

基于位移的抗震设计理论思想是为了确保结构达到该水准地震作用下的性能要求，一定水准的地震作用下，以结构的位移响应为目标设计建筑结构和相关构件。其原理是控制结构在大震作用下的层间位移角限值和总移限值，也就是说，为了使结构的塑性变形能力满足在预期地震作用下的变形要求，需要按照位移要求进行定量分析计算，以获得相应的资料数据，这是一种相对简单、合理的方法。该类设计由于设计思想的差异被分为了延性系数设计方法、能力谱法、直接基于位移的设计方法三大类，其中能力谱法主要体现的是一种位移验算方法，而直接位移法和控制延性方法是依据位移目标进行结构设计，本质相同，途径有异。

5.结语

伴随着建筑行业的发展，国内相关人员根据多年的研究，逐渐形成了一套较为先进有效的抗震设计方案，并在不断的发展中进行完善。当然，其中还有尚待改善的方面，只有通过不断的理论更新和实践证明，才能逐步成熟。为了确保建筑的抗震性能，满足建筑能够适应任何等级的地震，需要继续完善相关设计理念并用实践进行检验证实，促进我国建筑工程的持续健康发展。

参考文献

[1]李田超.浅谈工民建结构设计中的抗震设计[J].江西建材，2013（6）：29-30.

[2]岳磊，李贺.建筑结构设计中的抗震设计[J].房地产导刊，2013（16）：82-82.

抗震设计论文篇7

【关键词】建筑抗震； 结构设计；

中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：

引言

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、建筑抗震的基本要求

我们所说的抗震设防，指的是对建筑物进行抗震设计，同时有针对性的采取一定的抗震构造的措施，最终实现结构抗震的效果和目的。一般来说，抗震设防主要依据的是抗震设防烈度。通常情况下，是采用国家地震局颁发的地震烈度区划图中规定的基本烈度的。从当前国内外抗震设防目标的发展总趋势来看，其基本要求是建筑物在使用期间，可以应对不同频率和强度的地震，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。这是我国抗震设计规范所采用的抗震设防目标。建筑工程在施工中的设防的目标如下：

（一）如果所遭受的是低于本地区设防烈度多遇的常规地震，建筑物不受损坏不需修理仍可继续使用；

(二) 如果遭受到本地区规定的设防烈度的地震，建筑物，包括结构和非结构部分，可能损坏，但不会对人民生命和生产设备的安全造成威胁，经修理仍可使用；

（三）如果遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震，保证建筑物不倒塌。也就是说，在建筑结构的防震设计上，设计方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度这三个层次进行考虑。从概率上看，多遇地震烈度是发生机会较大的地震级别。建筑物将进入弹塑性状态，但一般不会发生严重破坏；当遭遇罕遇烈度作用时，建筑物可能会有严重破坏，但不至于倒塌。

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。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

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质量乘以―个比例常数(地震系数)。

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，是加州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―个重要成果: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―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、建筑结构抗震设计的基本内容

（一）建筑结构抗震设计的基本内容

（1）应重视建筑结构的规则性。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。因为震害表明，对称建筑在地震时较不容易破坏，容易估计出其地震反应，宜于采取相应的抗震构造措施和进行细部处理。

（二）抗震概念设计应坚持的原则

（1）结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能

①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。

②对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

（2）尽可能设置多道抗震防线

①一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协同工作。例如框架一剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。

②强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部沉余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。

③适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。

④在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。

（四）抗震措施

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。钢筋混凝土材料本身自重较大，所以对于高层建筑的底层柱，随着建筑物高度的增加，其所承担的轴力不断增加，而抗震设计对结构构件有明确的延性要求，在层高一定的情况下，提高延性就要将轴压比控制在一定的范围内而不能过大，这样则必然导致柱截面的增大,从而形成短柱，甚至成为剪跨比小于1.5的超短柱。众所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱几乎没有延性，在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时，很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌。

（1）使用复合螺旋箍筋

高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的，柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。因此，使用复合螺旋箍筋来提高柱子的抗剪承载力，改善对混凝土的约束作用，能够达到改善短柱抗震性能的目的。

（2）采用分体柱

由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多，在地震作用下往往是因剪坏而失效，其抗弯强度不能完全发挥。因此，可人为地削弱短柱的抗弯强度，使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度，可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为各柱肢组成的分体柱，分体柱的各柱肢分开配筋在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键，以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻泥器、素混凝土连接键等形式。

对分体柱工作性态的理论分析和试验研究表明：采用分体柱的方法虽然使柱子的抗剪承载力基本不变，抗弯承载力稍有降低，但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高，其破坏形态由剪切型转化为弯曲型，从而实现了短柱变“长柱”的设想，有效地改善了短柱尤其是剪跨比过小的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用。

（3）提高短柱的受压承载力

提高短柱的受压承载力可减小柱截面、提高剪跨比，从而改善整个结构的抗震性能。减小柱截面和提高剪跨比，最直接的方法就是提高混凝土的强度等级，即采用高强混凝土来增加柱子的受压承载力，降低其轴压比；但由于高强混凝土材料本身的延性较差，采用时须慎重或与其他措施配合使用。此外，可以采用钢骨和钢管混凝土柱以提高短柱的受压承载力。

建筑工程结构的抗震设计是一个系统、复杂、艰巨的任务，建筑物的抗震设计水平在很大程度上决定了建筑物整体结构的设计质量，在地震灾区更是关系到人民群众的生命财产安全。所以，在具体设计时，要综合考虑建筑物的特点、施工环境等多种因素，寻求最合理的抗震设计方法

参考文献:

[1] 刘大海，高层建筑抗震设计[M ]，北京；中国建筑工业出版社，2006。

[2] 朱正茂，高层建筑抗震能力研究[ J ]，科学时代， 2007，(11) 。

抗震设计论文篇8

关键词：建筑抗震设计;震害分析;教学思路;教学实践

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2015）09-0009-02

新疆地处亚欧大陆腹地，受南印度洋板块与欧亚板块碰撞作用以及来自北西伯利亚板块的挤压，构造运动强烈，是我国主要的内陆地震活动区域，也是国务院确定的地震重点监视防御区之一。进入20世纪以来，新疆境内发生6级以上地震100多次，平均每年一次以上，全区抗震设防烈度在6度以上的区域占全区总面积的80%以上，其中7度以上高烈度区域面积占60%以上，面临严峻的抗震形势[1]。因此，新疆地处地震高发区和高烈度区的抗震形势对当地建筑设计、施工等技术人员提出了更高要求。因而，建筑抗震设计在当地本科教学中的重要性更加突出。

随着近年来全球地震进入活跃期，强震频发，大量的工程震害为学生学习抗震知识和技能提供了生动的教学素材，尤其是汶川、玉树等一系列大震灾害引起了大家的重视，对典型震害的分析成为了促使相关抗震设计、构造施工技术进步的重要因素，如汶川地震后，我国的《建筑抗震设计规范》（GB2010 0011-2010）就进行了相应的修编[2]。因此，开展基于震害分析的“建筑抗震设计”教学方法改革也是石河子大学建筑抗震设计课程组一直探索的目标，在多年课程建设过程中，取得了较好的教学效果。本文将在分析“建筑抗震设计”课程的特点，剖析存在问题的基础上，阐述基于震害分析的研究型教学思路，并以在混凝土结构抗震设计中的实践应用为例，具体分析以震害分析为核心的教学方法在概念设计、抗震计算，以及抗震构造措施等方面的应用，以供参考。

一、“建筑抗震设计”课程特点及现状

“建筑结构抗震设计”课程在石河子大学开课学时为48学时，包括理论教学40学时和试验教学8学时，是建筑工程专业必修课程之一，同时也是一门涉及学科较广、综合性较强的课程，经过本课程的学习，为后续的毕业设计奠定基础，是建筑工程专业学生知识结构中重要的组成部分。

（一）涉及知识面广，对学生理论基础知识要求高

该课程主要涉及数学、力学、材料、结构等方面的知识，其先修课主要有工程数学、理论力学、材料力学、结构力学、建筑材料、钢结构、钢筋混凝土结构设计原理、钢筋混凝土结构设计、砌体结构、施工技术等，尤其是“单自由度和多自由度弹性体系地震反应分析”章节与结构力学中的动力学部分联系密切，是典型的“老师难教、学生难学”的章节。

（二）课程与规范联系紧密，条文规定多

该课程内容一般包括场地、地震作用计算、各种结构抗震设计，以及隔震减震技术等章节，其设置与《建筑抗震设计规范》的编排思路大致相同，可以说是规范的说明书。因此，教材中有大量的规范条文规定告诉学生应该如何去进行抗震设计，如何让学生印象深刻地去理解各种条文规定背后的含义是关键。

（三）实践教学缺失

该课程的另一特点是实践性极强，抗震设计事关人民生命财产安全，从学生阶段就培养学生的工程实践意识至关重要，而目前多数高校在抗震的实践教学方面存在缺失现象，其原因主要是抗震的试验手段主要有拟静力试验和振动台试验两种，均需要较长的试验准备周期和较高的经费投入。

综上，由于“建筑抗震设计”课程教学存在的上述问题，要“化繁为简、通俗易懂”地讲解这门看似枯燥、却对工程技术人员又十分重要的课程，需要借助地震灾害这个天然的试验场。工程震害分析与试验研究、理论分析是抗震技术发展的基本手段[3]，在地震灾害频发的今天，震害分析已经成为了抗震技术验证的最佳场所，如四川雅安芦山地震中，凡是按照新的抗震规范设计的建筑均实现了相应的抗震目标，没有出现房屋倒塌的现象。因此，在抗震教学环节中，专业教师更应当以震害分析为核心，来引导学生研究、学习工程震害，使学生能够有血有肉地理解书本知识。

二、基于震害分析的研究性教学思路

从各版“建筑抗震设计”教材不难发现，其在具体结构抗震设计中均是基于震害分析―概念设计―抗震计算―抗震构造的基本思路，可见震害分析是学习本课程的入手点，每种结构形式的震害现象对于后续的内容都具有强烈的指导意义。教学过程中尤其应当重视“分析”二字，在重视提高学生工程素质的当下，应当引导学生去理解每种震害发生的原因，设计、施工中如何去避免，从而使学生更加轻松地理解后续概念设计、抗震计算、抗震构造中大量的定量条文规定。

基于震害分析的研究型教学思路，即是在整个教学过程中始终紧扣震害分析这一前提，注重发挥学生的主观能动性去分析解决问题，在震害分析章节将震害现象归类为概念设计、抗震计算、抗震构造不符合规范要求的几种情况，设置研究问题，并告诉学生将在后续学习中逐步解决;在讲解到具体涉及前面设置问题的内容时，再带着学生一起解决问题。

三、基于震害分析的研究性教学实践

本文以混凝土框架结构抗震设计教学为例，阐述基于震害分析的研究型教学实践过程，具体教学思路如图1所示。

图1 基于震害分析的混凝土框架结构教学思路

（一）基于震害分析的问题设置

混凝土框架结构是建筑工程领域最为常见的一种结构体系，尤其是在公共建筑当中。在历次地震中框架结构表现出了较好的抗震性能，但也有一些共性的震害现象得到了体现，因此，在讲述本章内容时，有必要将一些常见的震害现象集中梳理，设置研究问题（如下），在后续学习中不断解决。

1.框架结构中某一层集中倒塌现象。

2.建筑平面中角部破坏严重。

3.楼梯间框架柱剪切破坏。

4.邻近房屋碰撞破坏。

（二）基于震害分析的概念设计

中国的抗震设防采用“三水准设防、两阶段设计”[4]，其具体实施主要通过概念设计、抗震计算和构造措施三个方面，其中概念设计是对结构体型、结构体系、刚度分布、构件延性的总体把握，是结构抗震设计的最为重要问题。但由于学生对于知识的学习未通过毕业设计的综合实践锻炼，尚停留在碎片化的阶段，无法站在全局的高度来看待概念设计的重要性。此外，长久以来的应试教育模式培养出来学生更喜欢依靠计算解决问题的特性，认为只要进行了抗震计算就能够保证建筑结构的抗震能力，对概念设计的认识不足。因此，有必要从一开始就将各条概念设计规定与相应的震害对应起来，并逐条解决，基本主线为：概念设计条文―对应工程问题―工程震害现象―解决途径，即通过工程实例中发生的震害现象，追溯其在设计阶段不符合抗震概念设计的情况，引导学生探寻相关解决途径。

（三）基于震害分析的抗震计算

结构抗震计算包括地震作用计算，地震力分配、内力组合及调整、截面承载力抗震设计、节点设计等内容，其中内力调整是此部分内容的核心问题，是实现框架结构合理破坏模式的关键所在，主要包括了“强节点弱构件、强柱弱梁、强剪弱弯”的内力调整思路[5]，以及底层柱、角柱的内力放大。在讲述这些关键问题的时候可回到历次震害中发现的震害问题，引出震害分析中设置的问题：大量的结构并未实现梁端出铰的合理破坏模式，而是某一层柱集中倒塌的情况;以及底层柱和角柱的破坏往往更为严重的现象。带领学生以工程师的角度去从设计、施工角度查找出现上述问题的原因，理解按照合理破坏模式要求的内力放大调整方法。以汶川地震为例，当出现远超设防烈度的地震作用时，几乎没有一栋建筑实现了强柱弱梁的破坏形式，是值得工程人员深省的，因此，《建筑抗震设计规范》（GB2010 0011-2010）在内力调整系数上进一步放大。

（四）基于震害分析的抗震构造措施

抗震构造措施，是根据抗震概念设计原则，不需要计算而对结构和非结构部分必须采取的各种细部要求，主要包括对梁、柱截面尺寸的限制，钢筋直径、间距的限值等等，此部分内容与震害分析中的构件层面破坏密切相关，讲解中若采用完全“顺向讲授式”教学，学生很难记住相关的条文规定。教学中应结合震害分析，采用“反向研讨式”教学，即思考若不按条文规定会出现什么震害问题。例如，在讲授节点核心区配箍率的要求时，可联系震害中典型节点破坏的现象――由于节点区箍筋不足或间距过大，柱纵筋压曲外鼓，引导学生明白节点对结构维持大震不倒的重要性，以及箍筋体积配箍率可确保节点延性的意义。

“建筑抗震设计”是一门理论性、实践性、综合性都很强的课程，涉及大量的规范条文，如何生动地让学生理解相关条文背后的依据是关键，而大量的规范条文修编都是以无数次强震为代价。因此，震害分析在教学过程中处于核心地位，是培养学生分析解决问题的重要手段，课程组在教学改革过程中的成效表明，不断穿插震害分析不但可以提高学生的专业兴趣，更使学生在理论知识综合应用、工程质量意识等方面得到了锻炼，在毕业设计环节中更加得心应手。

参考文献：

[1]张勇.新疆农村抗震民居房屋结构类型及应用[J].震灾

防御技术，2006，（4）.

[2][4]GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建

筑工业出版社，2010.

[3]邬椿.抗震教学中工程震害分析能力的培养[J].高等

建筑教育，2014，（3）.

[5]杨德建，李亚娥，袁康等.建筑结构抗震设计[M].人民交