浅谈建筑结构抗震设计篇1
关键词：工业建筑；民用建筑；抗震设计
地震灾害是常的自然灾害之一，不仅对建筑结构有严重影响，还对人类生命安全以及财产安全有重要影响，因此建筑结构的抗震设计工作势在必行。在实际进行建筑结构设计时，一定要对抗震性进行考虑，对建筑结构的抗震性与稳定性进行有效增强。柔性抗震设计、刚性抗震设计以及局部抗震设计是现阶段我国抗震设计主要采用的几种类型，对其进行科学合理的利用对建筑结构抗震性能的增加有积极意义。
一、工业与民用建筑结构的抗震设计类型
1.柔性抗震设计
柔性抗震设计是一种新型抗震设计类型，现阶段被广泛应用于我国民用建筑与工业建筑结构中。在实际应用过程中主要应用于高层以及超高层建筑中。建筑结构施工场地的坚硬程度对柔性设计有直接影响，坚硬的土地才可以在最大程度上促进柔性抗震设计的作用真正发挥。因此在实际进行抗震设计以及建筑施工之前，必须对土地坚硬程度进行有效的调查与掌握，对建筑质量以及建筑抗震设计意义的发挥有保障作用。消能减震技术以及隔震层隔震技术是柔性抗震技术的重要组成部分，同时也是柔性抗震技术的基础部分。相关建筑结构可通过对上述技术的有效应用减少地震对建筑结构带来的作用力，对人们的生命安全以及财产安全进行有效保障。方向上的作用力也是地震对建筑结构带来的一种危害，为对其进行有效防止，必须在抗震设计时对消能减震技术以及隔震层隔震技术进行充分利用，该种方式可在一定程度上减少地震对建筑结构的伤害。
柔性抗震设计可对建筑结构的安全性与稳定性进行有效提高，阻尼器结构是抗震设计中的重要组成部分，其中的阻尼的非线性滞变能耗效应对建筑安全性与稳定性的提高有重要作用，同时可将地震对建筑结构的损害有效降低到最小。柔性抗震设计对建筑类型没有过多要求，因此任何结构的建筑类型都可对柔性抗震设计进行充分利用，不仅可以有效较少整体荷载能力对建筑结构产生的影响，还可以对水平方向上的作用力进行有效提升。柔性抗震设计一直在不断的进步与发展，但在实际运行过程中还是存在一系列问题，需要我们长时间的探索与努力。柔性抗震设计与建筑结构有效结合还需要长时间的考验，同时也是一项科学实验，对人类的生产与生活有重要影响。
2.刚性抗震设计
刚性抗震设计也是一种抗震结构设计类型，现阶段在我国建筑结构设计中用用较为普遍，同时刚性抗震设计也是传统的抗震设计类型之一，可对建筑结构强度以及塑化能力进行有效提升，最终达到实现提高建筑结构抗震性能的目标。建筑结构的抗变形能力、抗地震破坏能力以及抗倒塌能力都对整体建筑的抗震性能有直接影响，在实际进行设计与建筑工作时利用科学的手段以及先进的技术对上述因素进行有效提升即可对相关建筑的整体质量进行保障，同时也是对人民生命财产安全的一种保障。混凝土抗震结构设计是刚性抗震设计的重要组成部分，为对整体建筑抗震性能进行有效提升，首先应对混凝土抗震结构设计的抗震性能进行提升。提高混凝土标号和增加结构配筋量即可对混凝土抗震结构设计进行有效提升，因此在实际施工过程中用将上述因素进行充分结合，对建筑结构的质量以及安全性进行最大限度的提升。
3.局部抗震设计
对建筑结构最容易出现损坏的位置进行实验与设计就是指局部抗震设计。后砌墙结构与楼板结构是工业与民用建筑较为容易受到损害的位置之一，因此在实际进行相关建筑与设计时一定要对上述位置进行重点注意，该种方式不仅可以有效减少工作量，还对建筑结构整体质量以及抗震能力的提升有重要作用。
局部抗震设计在建筑结构的应用过程对建筑结构的建设场地也有着相应的要求，局部抗震设计在工业与民用建筑结构设计中的应用要求健身代为必须尽量选择避免软弱粘土区、采空区以及非岩质陡坡区等地区，以便降低建筑结构在面临地震灾害时遇到的灾害影响。
二、工业与民用建筑结构抗震设计过程中应该采取的优化措施
（1）科学合理的选择抗震类型。当前阶段我国工业与民用建筑结构包含多种不同的类型，例如混凝土结构建筑、砖混结构建筑以及钢结构建筑等等，设计单位在工业与民用建筑结构的设计过程中应该充分的考量建筑结构的不同类型，根据不同建筑结构类型抗震性能上存在的差异性科学合理的选择抗震类型
（2）加强建筑施工场地的优化选择。设计单位在工业与民用建筑结构场地的选择过程中还应该加强建筑施工场地的优化选择，尽量选择能够降低或者消除地震影响的地理位置，减少地震灾害来临过程中对于建筑结构造成的不利影响，避免因为地理位置选择不对造成的地震影响更加剧烈的现象。
参考文献：
浅谈建筑结构抗震设计篇2
关键词：建筑结构，抗震设计，方法
Abstract:inthispaper,thearchitectureoftheseismicnecessarytheoreticalanalysis,soastoexploretheconstructiondesignidea,method,thustheseismicmeasuresmustbetaken.
Keywords:buildingstructure,seismicdesignmethod
中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：
1抗震设计思路发展历程
随着建筑结构抗震相关理论研究的不断发展，结构抗震设计思路也经历了一系列的变化。最初，在未考虑结构弹性动力特征，也无详细的地震作用记录统计资料的条件下，经验性的取一个地震水平作用(0.1倍自重)用于结构设计。随着对结构非线性性能的不断研究，人们发现设计结构时取的地震作用只是赋予结构一个基本屈服承载力，当发生更大地震时，结构将在一系列控制部位进入屈服后非弹性变形状态，并靠其屈服后的非弹性变形能力来经受地震作用。由此，也逐渐形成了使结构在一定水平的地震作用下进入屈服，并达到足够的屈服后非弹性变形状态来耗散能量的现代抗震设计理论。
由以上可以看出，结构抗震设计思路经历了从弹性到非线性，从基于经验到基于非线性理论，从单纯保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服，并赋予结构一定的非弹性变形性能力的“耗”的一系列转变。
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:
2.1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。
2.2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，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；T则为按弹性刚度求得的结构自振周期。
60年代开始，研究者在滞回曲线为理想弹塑性及弹性刚度始终不变的前提下，通过对不同周期，不同屈服水准的非弹性单自由度体系做动力分析，得到了有关弹塑性反应下最大位移的规律:对T大于1.0秒的体系适用“等位移法则”即非弹性反应下的最大位移总等于同一地面运动输入下的弹性反应最大位移。对于T在0.12～0.5秒之间的结构，适用“等能量法则”即非弹性反应下的弹塑性变形能等于同一地震地面运动输入下的弹性变形能。当“等能量原则”适用时，随着R的增大，位移延性需求的增长速度比“等位移原则”下按与R相同的比例增长更快。由以上规律我们可以看出，如果以结构弹性反应为准，把结构用来做承载能力设计的地震作用取的越低，即R越大，则结构在与弹性反应时相同的地震作用下达到的非弹性位移就越大，位移延性需求就越高。这意味着结构必须具有更高的塑性变形能力。规律初步揭示出不同弹性周期的结构，当其弹塑性屈服水准取值大小不同时，在同一地面运动输入下屈服水准与所达到的最大非弹性位移之间的关系。首先，通过人为措施可以使结构具有一定的延性，即结构在外部作用下，可以发生足够的非线性变形，而又维持承载力的属性。这样就可以保证结构在进入较大非线性变形时，不会出现因强度急剧下降而导致的严重破坏和倒塌，从而使结构在非线性变形状态下耗能成为可能。其次，作为非线弹性材料的钢筋混凝土结构，在一定的外力作用下，结构将从弹性进入非弹性状态。在非弹性变形过程中，外力做功全部变为热能，并传入空气中耗散掉。由此我们可以想到，在地震往复作用下，结构在振动过程中，如果进入屈服后状态，将通过塑性变性能耗散掉部分地震输给结构的累积能量，从而减小地震反应。同时，实际结构存在的阻尼也会进一步耗散能量，减小地震反应。此外，结构进入非弹性状态后，其侧向刚度将明显小于弹性刚度，这将导致结构瞬时刚度的下降，自振周期加长，从而减小地震作用。
3保证结构延性能力的抗震措施
合理选择了结构的屈服水准和延性要求后，就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性能力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标。系统的抗震措施包括以下几个方面内容：
3.1“强柱弱梁”:人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震下，梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。
3.2“强剪弱弯”:剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。
3.3抗震构造措施:通过抗震构造措施来保证形成塑性铰的部位具有足够的塑性变形能力和塑性耗能能力，同时保证结构的整体性。
这一系统的抗震措施理念已被世界各国所接受，但是对于耗能机构却出现了以新西兰和美国为代表的两种不完全相同的思路。首先，这两种思路都是以优先引导梁端出塑性铰为前提。
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。通常采用底部剪力法，振型分解反应谱法，弹性时程分析方法来计算该地震作用值，这三种方法都是弹性分析方法。其中，底部剪力法最简便，适用于质量、刚度沿高度分布较均匀的结构。它的大致思路是通过估计结构的第一振型周期来确定地震影响系数，再结合结构的重力荷载来确定总的水平地震作用，然后按一定方式分配至各层进行结构设计。对较复杂的结构体系则宜采用振型分解反应谱法进行抗震计算，它的思路是根据振型叠加原理，将多自由度体系化为一系列单自由度体系的叠加，将各种振型对应的地震作用、作用效应以一定方式叠加起来得到结构总的地震作用、作用效应。而对于特别不规则和特别重要的结构，常常需要进行弹性时程分析，该方法为直接动力分析方法。以上方法主要针对结构在地震作用下的弹性阶段，保证结构具有一定的屈服水准。
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。其中针对结构非线性反应的非线性时程分析法(非线性动力反应分析)，从建立在层模型或单列梁柱模型上的方法到建立在截面多弹簧模型上的方法，再到目前正在研究发展的建立在截面纤维滞回本构规律的纤维模型法，模拟的准确程度正在不断提高。其基本思路是通过一系列数值方法建立和求解动力方程从而得到结构各个时刻的反应量。但由于对地震特点和结构特性所做的假设，其结果存在不确定性，其主要价值是用来考察地震作用下普遍的而非特定的反应规律，以及对抗震设计后的结构进行校核析，评估其抗震性能。非线性静力分析法(pushover)是近年来得到广泛应用的一种结构抗震能力评估的新方法。这种方法从本质上说是一种静力非线性计算方法，但它将反应谱引入了计算过程和结果。其根本特征是用静力荷载描述地震作用，在地震作用下考虑结构的弹塑性性质。它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结语
浅谈建筑结构抗震设计篇3
关键词：建筑结构；结构设计；抗震设计
中图分类号：TU3文献标识码：A
引言
据有关数据统计，世界每年所发生的地震次数高达40万次，我国地震灾害发生的次数更是惊人，大大小小的地震达到近10万次。地震所到之处轻者房屋建筑、交通设施受损，严重者房屋建筑被摧毁，交通系统瘫痪，严重地影响了社会经济及社会生活的良性发展。为此，世界各国都加大了房屋建筑结构的抗震设计的研究，以期能够通过提高房屋建筑抗震能力减少地震带来的危害。本文就房屋建筑结构抗震设计进行浅显的探讨分析，希望能对结构设计人员的相关工作有所启发。
一、建筑结构的抗震设计的概念
建筑结构的抗震设计应重视概念设计，由于地震灾害的爆发具有不确定性、随机性，房屋建筑结构的抗震设计合适与否，在概念设计中可以清晰地表达。而在抗震设计中，需要在工程结构设计的开始阶段正确掌握地震激励的模拟，总体把握建筑结构的类型、结构体系、刚度分布等主要方面，这样可以从根本上消除房屋建筑结构中抗震较薄弱的环节。
二、地震作用下高层建筑结构的破坏特点
（一）地基方面
（1）在具有较厚软弱冲积土层场地，高层建筑的破坏率显著增高；（2）地基土液化导致地基不均匀沉降，从而引起上部结构损坏或整体倾斜；（3）建造在不利或危险地段的房屋建筑，因地基破坏导致房屋损坏。（4）当建筑结构的基本周期与场地自振周期相近时，因共振效应破坏程度将加重。
（二）结构体系方面
（1）采用“填墙框架”的房屋结构，钢筋混凝土框架结构平面内柱上端易发生剪切破坏，外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切型破坏；（2）采用框架一抗震墙体系的房屋结构，破坏程度较轻；③采用“底框结构”体系的房屋，刚度柔弱的底层破坏程度十分严重；采用“填墙框架”体系的房屋，当底层为敞开式框架间未砌砖墙，底层同样遭到严重破坏。
（三）刚度分布方面
（1）矩形平面布置的建筑结构，电梯井等抗侧力构件的布置当存在偏心时，因发生扭转振动而使震害加重；（2）采用三角形、L形等不对称平面的建筑结构，同样在地震作用因发生扭转振动而使震害加重。
（四）构件形式方面
（1）在框架结构中，通常柱的破坏程度重于梁、板；（2）钢筋混凝土多肢剪力墙的窗下墙通常会出现斜向或交叉裂缝；（3）配置螺旋箍筋的混凝土柱，当层间位移角达到较大数值时，核心混凝土仍保持完好，柱仍具有较大的抵抗能力。
三、建筑结构抗震设计方法研究
（一）根据建筑场地和建筑规划进行抗震设计
通常情况下，地震在同一区域造成的破坏程度具有差异性，即同一区域的建筑房屋在地震灾害的破坏下，有的建筑物破坏程度不是很严重，而有些建筑物破坏程度极为严重，造成这一问题的主要原因除了同建筑物体自己的建筑质量有关外，还同建筑场地和建筑规划有着必然的联系；如建筑物体在建设过程中建筑场地刚好处于地震震中附近，地震的破坏能力最强，使得这一区域的建筑物体受破坏程度最为严重。所以在建筑结构工程抗震设计时要针对各个区域以往发生地震震级的大小及地震发生的区域进行设计，规划条件允许的情况下尽可能在选择建筑场地时候避开地震频发区域。
（二）建筑物的平面设计
建筑平面设计是建筑设计中重要的环节，对建筑物日后的使用将起到决定作用。例如，分别作商务和居住用途的建筑物，它们在平面设计上必然存在很大差别，为了使使用需求得到进一步满足，就一定要按照用途，来对平面构造进行科学设计；另外，为了将抗震元素融入到平面设计之中，不仅要对施工材料的坚固性加以重点考虑，还需要对构架安装的合理性、内部各因素的协调性加以综合考量。要想完美地实现平面设计和抗震设计的结合，就对设计者提出了很高的要求，不但要工作经验丰富，要需要深入地研究审美观念和抗震技术，在不影响建筑内部美观的前提下，确保结构抗震性能的最大化。
（三）选择高质量的建筑结构材料
实践表明建筑结构抗震性能，除了会受到建筑施工方案、建筑结构体系及抗震防线等因素的影响之外在多数情况下还极大地受影响于房屋建筑的施工材料。通常，房屋建筑结构的抗震性能不仅会受到来自建筑材料强度、建筑材料刚度的影响还会受到来自建筑材料连续性及建筑材料均衡性的影响。所以在选取建筑结构材料过程中，一定要认真、仔细考查房屋建筑施工材料的刚度和延伸性，最大限度确保建筑施工材料能与建筑结构体系相符合。此外对于建筑施工材料的经济性能也要予以足够的重视，以便能把建筑施工材料的经济性能进行最充分的发挥，从而达到房屋建筑物的单个性能与整体性能的最佳配合。
（四）加强建筑构件和连接点处的抗震设计
如今人们的生活水平日益提高，随之也对居住质量有了更为严格的要求，就施工的整体质量而言，与之直接相关联的便是建筑构件的合理搭设和对连接点的科学设置。如今新世纪出现了许多新的工艺和材料，这样施工就迎来了更大的挑战。例如说建筑物的外部设计，其中会用到大理石、瓷砖等新材料，室内装饰设计用到的则有吊顶和人工造影等技术。就实际施工而言，一定要对材料质量和施工技术有所保证，才能使建筑物的抗震性得到保障，同时要重点监督和管理其牢固性，以免在地震发生时意外坠落而造成人员的伤害。
（五）纵横墙的分布
墙体是房屋建筑结构的重要承重部分，同时墙体也是地震灾害中破坏程度最为严重的部分。在房屋建筑抗震设计过程中，应重视房屋建筑的纵横墙的设计，纵横墙应按照分布均匀的原则，使各个纵墙和横墙均与承担房屋建筑上部结构重量；墙体设置数量的多少对房屋建筑结构的整体刚度影响较大，如果纵横墙数量设置的过少，相应地各个墙体间的间隔就越大，各个墙体所承担的结构重要也就越大，房屋刚度就会较弱，房屋建筑结构抗震能力下降，所以应根据房屋建筑结构设计规范要求合理设置纵横墙，这是提高房屋建筑结构抗震能力的关键。
（六）建筑结构体系的选择
在建筑结构体系选择时要对建筑结构的特征进行综合考虑分析，在设计过程中要对建筑结构中的任何一个构件都要进行抗震能力的分析，避免任何微小的房屋构件未达到抗震设计要求，一旦地震发生，会因一个微小的建筑构件影响整个建筑的抗震能力!因此在建筑结构体系选择时，首要工作是对建筑结构中的各个构件抗震承载能力及构件的抗震能量传输路径进行分析和计算。
（七）竖向结构设计
为保证转换层上下主体结构侧向刚度尽量接近、平滑过渡，须把握强化下部、弱化上部的原则，须满足《高层建筑混凝土结构技术规程》附录E的要求，使结构竖向刚度过渡平稳，竖向结构设计合理。对计算结果进行分析，以满足周期比、位移比、层刚度比、剪重比、刚重比、楼层抗剪承载能力比和轴压比等各项结构指标。
（八）加强混凝土结构自身承载力
在设计过程中有时虽然梁板的承载力和挠度均在规范允许的范围内，但可能会挠度偏大而产生结构裂缝。这种情况下须采取措施，如加大梁截面或者板厚,提高配筋率来控制裂缝。混凝土的承载力和环境温度、湿度相关。在设计的过程中应考虑到环境因子对承载力的影响。同时要求结构设计时要留有一定的安全储备,从而保证结构有足够的安全性及耐久性。
结束语
综上所述，基于我国地震灾害频发不断，为了能够尽可能地降低地震灾害对人们生命财产安全的危害程度，我们必须要高度重视建筑结构工程中的抗震设计，结合工程实践，积极地探索总结经验和技术。全面提高建筑结构工程中的抗震设计质量，这是当今建筑领域需要面对和亟待解决的重要课题，需要大家的不断努力来实现。
参考文献：
[1]金韩彪.钢筋混凝土建筑结构抗震设计[J].江西建材,2014,21:40.
浅谈建筑结构抗震设计篇4
关键词：建筑；钢筋混凝土结构；抗震设计；方法
中图分类号：TV331文献标识码：A
钢筋混凝土框架结构是我国大量存在的建筑结构形式之一，历年震害资料表明：钢筋混凝土框架结构的柱端与节点的破坏较为严重。其抗震设计中必须满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点”、“强底层柱底”等延性设计原则和有关规定。在多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计实践中，由于设计人员对规范的理解和掌握尺度上，以及因地因人在结构选型、布置以及计算方法上相互差异较多而对设计产生较多争议，抗震设计方法值得深入研究。
一、高层钢筋混凝土结构抗震设计的影响因素
1、建筑物的结构
建筑物的结构设计是非常关键的一个因素，建筑物首先必须要有一个合适的结构作为基础才能够提高建筑结构的抗震性能。在建筑结构的设计中，如果屋面建筑部分过高会受到较严重的鞭梢影响，所以应该将其设计得较低。建筑物平面的布置要简单，尽量保持质心与刚心一致，降低地震对建筑物的破坏性。
2、建筑结构的施工以及建筑材料很关键
地震对建筑物作用力的大小与建筑物的质量成正比，建筑结构的材料是影响抗震效果非常重要的因素。在相同的地震地方，建筑材料越好的建筑受到地震的影响越小，建议采用质轻的建筑材料提高建筑物抗震性能。如果建筑材料的质量不能够保证，建筑物就会受到较强的地震作用力。在建筑施工过程中钢筋混凝土的施工技术也会影响到高层建筑的抗震性。所以要严格按照施工技术标准施工，确保施工工作人员技术的专业性，保证建筑物的抗震效果。
3、建筑物所处地理环境
对于一些位于不稳定地质的建筑物的抗震性相对较差。例如岩石断层、山体崩塌、地表滑坡等地段较容易发生地表运动从而造成建筑物的破坏；或者在海啸、水灾等次生灾害多发生的地段建筑物的牢固性也受到严重的威胁。所以，在选择建筑工地的位置之前，要进行详尽的勘探考察，分析地形和地质条件，避开不利地段，挑选对建筑物抗震有利的地点。
二、建筑钢筋混凝土结构抗震设计的方法
1、协调建筑物梁与柱的强弱关系
通过一定的结构设计增大柱相对于梁的抗弯能力。当遇到大地震的时候能够保证梁端塑性铰能较早的出现同时保证柱端塑性铰较晚出现，让梁端的塑性转动明显的变大，而使柱端塑性转动明显减小，这样就能够确保框架拥有一个稳定不变的塑性耗能结构以及足够的塑性耗能功能。
2、尽量降低剪力对建筑物的破坏
当建筑物的某一部分受到剪切破坏的时候，该部分的结构就会彻底地失去结构的抗震能力。钢筋混凝土具备一定的抗剪能力，包括了箍筋的拉力、自身抗剪能力、纵筋销栓力以及在裂缝界面中出现的骨料咬合力这几个部分。钢筋混凝土在形成塑性铰之后的梁端抗剪能力低于处于非抗震状态的能力，我们只有通过增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，从而避免遇到大震时任何构件先受到剪切破坏。
3、抗震计算中的延性保证
从用楼层水平地震剪力与层间位移关系来描述楼层破坏的全过程可反映出，在抗震设防的第二、三水准时，框架结构构件已进入弹塑性阶段，构件在保持一定承载力条件下主要以弹塑性变形来耗散地震能量，所以框架结构需有足够的变形能力才不致抗震失效。试验研究表明，“强节点”、“强柱弱梁”、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的框架结构有较大的内力重分布和能量消耗能力，极限层间位移大，抗震性能较好。规范通过构件承载力调整办法在一定程度上可以体现上述的强弱要求，且考虑了设计者的使用方便，采用地震组合内力的抗震承载力验算表达式，只是要对地震组合内力的设计值按有关公式进行相应的调整。综合大量实验研究成果，影响不同受力特征节点延性性质的主要综合因素有:相对作用剪力、相对配筋率、贯穿节点的梁柱纵筋的粘结情况。
4、构造措施上的延性保证
（1）限制轴压比与纵筋最大配筋率合理的受力过程可明显提高构件延性，为实现受拉钢筋的屈服先与受压区混凝土压碎的破坏形态，以提高塑性铰区域的转动能力，规范限制轴压比与纵筋最大配筋率，同时对混凝土受压区高度也提出相应要求。
（2）限制约束配筋和配筋形式。加密塑性铰区内的箍筋间距是很重要的一点，为保证“强节点”、“强柱弱梁”、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的设计原则及塑性铰区域的局部延性，有必要加密塑性铰区内的箍筋间距，这不但可提高柱端抗剪能力，还可约束核心区内混凝土，对纵向钢筋提供侧向支承，防止大变形下纵筋压曲，从而改善塑性铰区域的局部延性。规范对约束区纵筋的最小直径、最大间距、塑性铰区域的最小长度等做出了详细的规定，并对箍筋肢距及箍筋形式提出了相应要求。随着工程应用中箍筋强度和混凝土强度不断提高，对塑性铰区域内箍筋布置的要求是抗震构造措施的一个重要方面，这一情况将导致高强度混凝土中约束箍筋配筋率的减少而降低结构的设计可靠度，建议以配筋特征值代替原体积配筋率，同时鉴于约束配筋对柱端塑性铰区的良好约束作用，建议适当增大配筋量。
（3）限制材料。拒绝豆腐渣工程的第一关就是把握好材料质量，材料延性对确保构件(结构)延性极为重要，为此规范对材料也提出了相应的限制，如保证钢筋强屈比、延伸率及混凝土强度等级等，同时对施工过程中可能出现的钢筋代换也提出了相应的限制。
5、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、外部冗余度，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。
总之，建筑材料对结构抗震的影响越来越受到重视，对于钢筋混凝土的结构构件也有极为严格的延性要求。钢筋混凝土应用于抗震设计需要更深入的思考，因为它不仅可以确保建筑物结构在整体上抗震性能的提高，还能促进我国在钢筋混凝土建筑结构的抗震思路不断走向新的发展阶段。
参考文献：
[1]曲哲，叶列平．建筑结构弹塑性地震响应计算的等价线性化法研究［J］．建筑结构学报，2010，31(9):95-102．
[2]徐宜，丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨[J].江苏建筑，2009.
[3]曲哲．摇摆墙-框架结构抗震损伤机制控制及设计方法研究［D］．北京:清华大学，2010．
浅谈建筑结构抗震设计篇5
关键词：高层建筑抗震设计应用
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：
Abstract:inrecentyears,thedevelopmentofconstructionindustryinourcountrybyleapsandbounds,tallbuildingsallovertheline.Inthehigh-risebuilding,theseismicdesignisanotallowtoignorethekeytask,therefore,thisarticlemainlyaseismicdesignofhigh-risebuildingareanalyzed.
Keywords:highbuildingaseismicdesignapplications
随着我国经济的蓬勃发展，各地的高层建筑纷纷拔地而起，速度惊人。高层建筑结构的抗震设计一直以来就是建筑设计和施工的重点，要使工程建设真正能够减轻甚至避免地震带来的危害，把握好抗震设计是关键。因此，我们首先要对建筑地震进行必要的理论分析，然后进行抗震设计，从而来探索高层建筑的抗震设计理念和方法，以采取必要的抗震措施。
一、高层建筑结构抗震设计的理论和规范
我国《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。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时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态，一般不受损坏或不需修理仍然可继续使用。因此，在设计时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，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时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能会出现一定程度的破坏，但经一般的修理或不需修理仍可继续使用。因此，设计时要求结构具有适当的延性能力（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时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形尚未使结构倒塌，不会发生危及生命的严重破坏，从而保障了人们的安全。因此，在设计时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。
二、高层建筑结构抗震设计应注意的问题
1、应重视建筑结构的规则性
结构的平面布置不规则、平面布局的刚度不均都会对抗震效果产生不利影响。因此，在高层建筑结构抗震设计中，不应采用严重不规则的设计方案。在高层建筑中抗震设计中，提倡平、立面布置规正、对称、减少偏心，建筑的质量分布和刚度变化均匀。以往震害经历表明，此种类型的建筑在地震时比较不容易受到破坏，容易估计出其地震反应，易于采取相应的抗震措施。
2、对地基的选择
选择坚硬的场地土建造高层建筑，可以明显地减少地震能量输入，从而减轻地震的破坏程度。高层建筑宜避开对抗震不利的地段，当条件不允许时应采取可靠措施，使建筑在地震时不致由于地基失稳而遭受破坏，或者产生过度下沉、倾斜。为了保证高层建筑的稳定性，要求基础要有一定的埋置深度。埋深基础四周土壤的被动土压力，能够抵抗高层建筑承受水平载荷所产生的倾覆和滑移。天然地基基础埋深为建筑高度的1/15，桩基基础埋深为建筑高度的1/18。针对地下室分缝处，应有500以上空隙用砂回填夯实；若地下室一面为开口，应保证开口以下至少2米以上覆土。
3、抗侧力结构和构件应设计成延性结构或构件
目前我国采用的传统抗震结构体系是延性结构体系，即适当地控制结构的刚度，但容许结构构件在地震时进入非弹性状态，并具有较大的延性，提高结构的耗能能力，以消耗地震能量，减轻地震作用，减小楼层地震剪力，使结构物裂而不倒。在施工时应采取软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等措施，改变结构的动力特性，减轻结构的地震反应。
4、多道设防
多道设防，就是设有多道抗震防线，避免因部分结构的破坏而导致整个体系丧失抗震能力。一个好的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来协同工作。强烈的地震后往往伴随多次余震，倘若只有一道设防，在首次受到破坏后再遭余震，建筑结构将会因损伤积累而导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，并建立一系列分布的屈服区，主要的耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以提高结构的抗震性能，尽量避免倒塌。
三、高层建筑结构抗震设计应用的体系
1、框架-剪力墙体系
框架-剪力墙体系不仅框架结构布置灵活，使用方便，又有较大的刚度和较好的抗震性能。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架主要承受垂直载荷，剪力墙主要承受水平剪力。框架-剪力墙结构体系中剪力墙高宽比应大等于2，从而使其在地震作用下呈弯剪破坏，且塑性屈服尽量产生在墙体的底部。连梁宜在梁端塑性屈服，且有足够的变形能力，在墙段充分发挥抗震作用前不失效。按照“强墙弱梁”的原则加强墙肢的承载力，避免墙肢的剪切破坏，提高其抗震能力。
2、剪力墙体系
剪力墙体系的结构刚度大、空间整体性好。在剪力墙结构体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直载荷和水平力。剪力墙结构体系的刚度和强度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建的高度大于框架或者框架-剪力墙结构体系。
四、总结
建筑结构抗震设计的好坏是建筑物能否取得良好抗震效果的前提，因此，在进行抗震设计时，要根据理论分析，选择的结构布置和合理的材料运用，从多个方面慎重考虑，从而使高层建筑结构满足人们的使用要求，能够减轻甚至避免地震带来的危害。
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