建筑抗震分析汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇建筑抗震分析范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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Abstract：According to the features of earthquake action，it set forth importance of "concept design" in structural seismic design and corresponding design principles.Taking improving the integral seismic performances of structure in consideration new idea is embodies in seismic design，which can be used as references by designers in the future.

Key words：earthquake action；seismic concept design；site；seismic fortification measures

地震是地球内部构造运动的产物，是普遍存在的一种自然现象，由于地震作用的随机性、复杂性、藕联性，每次地震所产生的波形各异，因而其对建筑物的作用各不相同，所产生的破坏程度也千差万别。地震对建筑物的作用与建筑物自身所固有的自振周期、场地土的动力特性有关，但因结构计算中计算模型、自振周期、材料性能、基础类型以及阻尼变化等均与实际情况存在差异，使得抗震计算时所考虑的地震作用无法准确估算，因而，在进行结构的抗震设计时，不能完全依赖地震作用计算，更要综合考虑多种因素，切实做好建筑抗震概念设计。

1 抗震概念设计的含义

抗震设计是通过地震作用的取值和抗震措施共同实现的，通过总结历次地震灾害后发现，对于结构抗震设计来说，“概念设计”比“数值计算”更为重要。结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”，也就是说，“概念设计”是结构抗震设计的首要问题。所谓“概念设计”是指在进行结构设计时，既要着眼于结构的整体地震反应，又按照结构的破坏机制和过程，灵活运用抗震设计准则；既要把握整体布置的大原则，又兼顾了关键部位的细节，从根本上解决了结构抗震设计的问题，有效地提高了结构自身的整体抗震能力。

2 抗震设计的一般原则

2.1场地和地基

建筑结构在地震作用下的破坏情况有四种：

（1）地震时，在水平和竖向振动作用下，建筑物的内力和变形骤增，甚至结构的受力形式发生改变，最终导致建筑物承载力不足甚至于丧失或者变形过大而破坏。

（2）地震作用下，由于节点强度不足、延性不够、锚固失效，使得结构构件缺乏可靠的连接，建筑物丧失整体性而遭破坏。

（3）地震作用下，由于地基承载力下降或地基土液化，使得地基部分失效甚至于完全失效，最终导致建筑物倾斜、倒塌。

（4）由地震引发的次生灾害如火山、洪水、滑坡、泥石流等造成建筑物的严重破坏。

所以场地的选择是建筑抗震设计成功的第一步，从选址工作开始就应该选择对抗震有利的地段，尽量避开不利的地段，避不开时应采取有效措施确保地基的稳定性；任何情况下均不考虑在抗震危险地段建造建筑物。

2.2规则性建筑

在建筑的方案设计阶段就应该尽量采用规则建筑方案，即建筑平、立、剖应规则、简单、对称；结构侧向刚度、材料强度和质量的分布应均匀、连续，无突变，因为不规则的建筑在水平地震作用下也会产生扭转振动，进而破坏。

2.3合理的结构体系

一个合理的结构体系，首先应有明确的计算简图和合理、简洁的传力途径，对于不规则建筑，应采用空间计算模型计算地震力，考虑扭转藕联影响，使其更接近实际工况。不在同一结构单元混用受力体系，优先选用现浇混凝土结构，在多层砌体房屋中优先采用横墙承重的结构体系，在底层框架抗震墙砌体房屋中，优先采用混凝土抗震墙。体型复杂的建筑，设置合理的抗震缝将上部结构分割成相互独立、相对规则的结构单元。

2.4计算结果的校核

一般来说，在结构设计中，通常采用计算软件进行抗震分析，这就要求设计人员对所用软件的适用范围、技术条件、计算模型等均有深刻的认识和充分的掌握，对所有计算结果，应经认真分析校核，只有经分析判断结果合理、有效后，方可用于工程实际。

2.5抗震构造措施

对结构构件采用多道设防，严格按规范要求保证“强柱弱梁”，“强剪弱弯”，“强节点弱构件”，加强节点连接，加强梁、柱端头箍筋加密区的箍筋量。所用材料等级不低于规范要求的最低等级，从而有效减小材料的脆性，计算中还应严格控制梁的相对受压区高度。砌体结构应按规范要求设置圈梁、构造柱等，有效约束砌体，提高砌体的延性和整体性。非结构构件比如框架填充墙两端应与柱有效拉结，附属构件女儿墙、雨篷、挑檐等除保证自身整体性能外，还应与主体结构有可靠连接和锚固。

结语

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，为社会创造更多精品工程。

参考文献

[1]GB50011-2001，建筑抗震设计规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2008：6-14.

[2]GB50007-2002，建筑地基基础设计规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

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我国是一个地震灾害比较频繁的国家，对于高层建筑来说，一旦遭遇地震，往往会遭受巨大的损失。因此在进行高层建筑结构抗震设计的过程当中应该充分考虑当地的地质情况，有针对性的进行相应的设计，尽可能的降低地震造成的损坏。

一、建筑抗震的理论分析

1、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。

2、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重量乘以一个比例常数（地震系数）。反应谱理论。反应谱理论是在20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。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。

二、高层建筑抗震设计结构设计的方法

对高层建筑结构的抗震设计时，要从减小地震作用力的输入和增强地震抵抗力两个方面进行考虑。下面将从五个方面进行分析：尽可能减小地震作用能量的输入，运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用，注重抗震结构的设计，重视建筑材料的选择，增多抗震防线的建设。将减小地震作用力和增强建筑的地震抵抗力二者结合起来，从两方面入手，进行建筑抗震的设计施工。

1、减少地震发生时能量的输入

在具体的设计中，积极采用基于位移的结构抗震方法，对具体的方案进行定量分析，使结构的变形弹性满足预期地震作用力下的变形需求。对建筑构件的承载力进行验收的同时，还要控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值;并且更具建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系，确定构件的变形值;根据建筑界面的应变分布以及大小，来确定建筑构件的构造需求。对于高层建筑来讲，在坚固的场地上进行建筑施工，可以有效减少地震发生作用时能量的输入，从而减弱地震对高层建筑的破坏程度。

2、运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用

现在在我国，许多高层建筑进行抗震设计时，多采用延性结构，也就是适当的控制建筑结构的刚度，允许地震时结构的构件进入到具有很大延性的塑性状态，从而消耗地震作用时的能量，使地震反应减小，减弱地震给高层建筑带来的破坏和重大损失。如果某高层建筑的承载能力较小，但是具有较高的延性，那么在地震中它也不容易倒塌，因为延性构件可以吸收较多的能量，经受住很大的结构变形。延性结构的运用，在很多情况下是有效的，它可以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒。

进入20 世纪以来，人们对建筑物抗振动能力的提高做出了巨大的努力，取得了显著的成果，其中阻尼器的使用在高层建筑的抗震方面有很大的作用。通过对阻尼器的利用，进行减震和能量的吸收，可以巧妙的避免或减弱地震对高层建筑的破坏作用。

3、注重抗震结构的设计

高层建筑抗震设计的结构应该得到人们的重视。我国150m 以上的建筑，采用的3 种主要结构体系（框.筒、筒中筒和框架- 支撑体系），都是其他国家高层建筑采用的主要体系。我国钢材生产数量已较大，钢结构的加工制造能力已有了很大提高，因此在有条件的地方，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土（柱）结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。

我国传统文化中“以柔克刚”具有价高的思想价值，可以指导很多实际问题。在高层建筑结构的抗震设计中，可以从传统的硬性为主的抗震模式向以柔性为主的抗震模式转变，实现以柔克刚、刚柔相济，有效地减弱地震作用过程中释放的冲击力。比如，在高层建筑的拱形结构中有这样一个例子：迪拜帆船酒店，外观如同一张鼓满了风的帆，一共有56 层、321m高，就是运用拱结构抗震减灾的很好的例子。

4、重视建筑材料的选择

在高层建筑的抗震方案设计中，建筑结构的材料选择也非常重要。首先，我们可以对建筑材料的参数进行抗震性能的分析，从整体上对材料的参数变异性进行研究，而不能仅考虑建筑材料的承载力忽略其他因素。从抵抗地震的角度来讲，就是要控制建筑结构的延性需求，这就要求我们从高层建筑建设施工的各方面，来选择符合抗震需求而且经济适用的建筑结构材料。

5、增多抗震防线的建设

高层建筑结构防震可以设置多道抗震防线，增强对地震的抵抗力。高层建筑物设置多层的地震抵抗防线，第一道防线遭到破坏之后，有后备的第二道、第三道甚至更多的防线对地震的作用力进行阻挡，避免高层建筑物的倒塌。高层建筑结构进行抵抗地震设计时，可以采用具有多个肢节和壁式框架的“框架剪力墙”等防震结构。

框架剪力墙具有性能较好的多道防线抗震结构，其中的剪力墙是第一道抗震防线也的主要的抗侧力构件。所以，剪力墙要足够多，保证它的承受能力较高，不小于高层建筑底部地震倾覆力矩的一半。同时，为承受剪力墙开裂后重分配的地震作用，任一层框架部分按框架和墙协同工作分配的地震剪力，不应小于结构底部总地震剪力的20%和框架各层地震剪力最大值的1.5倍两者的较小值。剪力墙结构中剪力墙可以通过合理设置连梁（包括非建筑功能需要的开洞组成多肢联肢墙，使其具有优良的多道抗震防线性能。

总之，在建筑结构抗震设计方法的研究与进展，尤其是各国历次大地震对人类造成的严重灾害的经验教训，使世界各国地震工程学者及抗震设计人员逐步取得了较为一致的认识，经济与安全的关系，是建筑结构抗震设计的重要技术政策。

参考文献：

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1. 提高建筑抗震的设计思想

建筑结构抗震设计任务最根本的问题是设计者最值得关心的问题，这在抗震的设计思想中也是极为重要的。首先呀把握的基本原则是什么，结构抗震设计与结构抵抗其他荷载的设计有什么突出的区别，最基本的问题，往往是解决问题的关键所在。

2. 选择合理的结构体系

2.1 有规律性震害关于结构体系的简要归纳

2.1.1场地地基断层滑坡、地陷等地面变形，砂土液化引起地基的不均匀沉陷，建筑周期与场地卓越周期相近由于共振而加剧毁坏。

2.1.2结构体系采用框-墙体系利于保护填充墙，采用框架结构加填充墙在钢筋混凝土框架平面内嵌砌砖填充墙时的柱上端易发生剪切破坏。

2.2 多样化的构件形式

框架结构中柱遭到的破坏大于梁和版；钢筋混凝土框架在同楼层中长短柱并用则短柱破坏相对严重；钢筋砼多肢剪力墙以发生交叉或斜向裂缝；配置螺旋箍的钢筋混凝土柱配置方形箍易遭损毁。

2.3 工程实例分析

以一座商用住宅混合楼工程为例，28层加地下3层，建筑总面积约为5万m2，其中1～5层为商用，以7层楼盖作结构转换层，以上均为住宅，除地下外总建筑高度为92.1m。主体工程为钢筋砼框架剪力墙，抗震设防烈度为7度，1～8层为一级抗震剪力墙，8～28层为二级抗震，建筑丙类设防，Ⅱ类场地。在实际设计过程中需要注意：该高层建筑中构件的竖向水平位移最大值与该楼层的平均值比值约为1.3＞1.2（符合要求）；竖向抗侧力连续性不足，针对综合出现的几点问题，尤其是作为设备转换层而设置6层后，需要将转换层板厚增加到180mm并适当配筋，尤其是边梁的加固；将芯柱设计在轴压比相对较大的柱子中并适当提高框支柱的配筋率；将边框架设在核心筒周边，通过每两层设一道暗梁加强剪力墙底部，保证竖向筋与水平筋之间的配筋率达到0.5%。

3. 新型建筑材料钢纤维混凝土对抗震性能的提升

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效防止混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，能够显著改善混凝土的抗弯、抗拉、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。

在建筑结构中应用钢纤维混凝土通常都是在一些关键部位，例如：柱梁节点、扁梁柱节点、柱子、桩基承台、转换梁、屋面板、筏形基础等，是否应用钢纤维混凝土的混凝土框架在结构的延性、荷载循环次数、耗能能力等结构性能上均有显著的提升，在框架梁柱节点采用钢纤维混凝土能够替代部分箍筋，不但有效改善了节点区的抗震性能，还能随之解决钢筋过密等问题。较之普通混凝土，钢纤维混凝土抗拉强度提高40%-80%，抗弯强度提高60%-120%，抗剪强度提高50%-100%，抗压强度提高幅度较小，一般在0-25%之间，但抗压韧性却大幅度提高。

4. 概念设计的引入

建筑抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等所形成的总体设计原则与思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。

在建筑结构抗震方面，尤其强调需要摒弃单纯依赖姐都计算软件完成整体设计与设计复核与审核。特别是结构明显不规则，整体性相对较弱的记住你住结构，加之地震活动的不规律性，结构稳定性很难得到保证。

从实际的结构设计工作角度来分析，首要看重结构水平荷载，尤其是高层建筑结构水平荷载是控制结构内力与变形的基础条件。合理设置抗侧力构件，在独立结构单元内应避免应力集中的凹角和狭长的颈缩部位，不在凹角设计楼梯或电梯间，尽量减少地震带来的扭转作用。竖向布置则需避免外挑结构，内收更要更需控制数量并放缓。建筑结构刚度沿垂直方向上宜均匀、连续的分布，尽量减少结构薄弱部位；依据实际工况结构单元应严格遵守牢固连接或有效分离的方法。“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙) ”的原则下对可能能以抵御地震侵害的相对薄弱构件或部位采取相应的措施。

抗震结构体系主要依靠延性较好的结构构件连接协同工作来达成最终目的。在概念设计的整体抗震思想下，全过程的抗震分析还包括：建筑选址与地基稳定条件，总体布置与结构体系的合理性，建筑方案选择，抗震构造设置，计算校核的必要性等等。

5. 建筑抗震中值得注意的问题

岩土工程勘察工作不够细致，结构总体平面布置考虑不周，同一结构单元中包括两个甚至更多的结构受力体系，高层结构竖向外挑内收不满足规范要求，平面布局的刚度不均，抗震构造柱布置不当，甚至有的根本对抗震设防标准掌握不当。有一些项目擅自提高或降低了设防标准都是不对的。

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中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：

一．引言

楼梯是建筑的一个重要组成部分，是最重要的疏散工具，在抗震防灾中起着举足重轻的作用。所以楼梯的设计是十分重要的工作，楼梯设计的好坏也直接影响到建筑的抗震能力。从地震被损坏的钢筋混凝土结构房屋来看，其中一个特点是楼梯构件的破坏，影响了逃生通道安全，造成人员伤亡。根据2008年汶川地震震害的相关报告，楼梯对结构安全以及疏散时人身安全的意义非常重大。因此，我们有必要认真研读规范的有关要求，结合工程实际情况，认真对待抗震设计时的楼梯设计。

二．抗震设计楼梯参与结构计算的重要性

现代建筑工程抗震性能的需求要求建筑工程设计过程中必须考虑抗震设计楼梯参与结构计算工作的重要性。以抗震楼梯设计对建筑物主体结构抗震性能的促进作用促进建筑物的抗震性能提升。建筑工程设计单位应根据现代建筑工程设计过程中楼梯设计对建筑物主体工程的影响强化抗震设计楼梯参与结构计算工作，实现建筑物抗震性能的提高，促进现代建筑工程设计目标的达成

在现代建筑工程的设计中，钢筋混凝土框架结构所具有的优势使得其在现代建筑工程的设计中有着极为广泛的应用。在钢筋混凝土框架结构中，楼梯能够对楼梯间结构起到斜撑作用，增加主体结构的刚度。在传统的结构设计中，由于计算方式与设计理论的限制使得楼梯及楼梯间不参与整体结构的计算。随着现代建筑设计理论的日趋成熟以及建筑物抗震等级要求的不断提高，建筑工程抗震楼梯设计参与整体结构计算已经纳入相关规范要求。在抗震楼梯与楼梯间增加刚度的同时，还应与水平隔板、楼盖板等做好链接，以此形成整体、提高建筑物的抗震性能。在汶川地震震后调查中，楼梯梯段板断裂的情况非常普遍，严重影响了震后的自救与救灾。而且，楼梯系统的断裂也造成了对主体结构抗震性能的影响，造成了余震中建筑物抗震性能的下降。

三．楼梯和结构主体

楼梯对主体结构的影响主要表现有两个方面，楼梯对竖向构件的影响以及楼梯自身的传力。由于楼梯传力，竖向构件往往会出现短柱或错层。而楼梯本身传力需得到保障，从而实现疏散功能。

理论研究以及一些震害调查表明，楼梯对主体结构的影响大小，主要取决于楼梯与主体结构的相对刚度比。主体结构整体刚度越大，比如抗震墙结构，框架一抗震墙结构，由于结构主体自身的刚度很大，整体性能好，楼梯刚度对于主体而言相对很小，那么它对主体影响就很小，有时可以忽略不计；而当采用框架结构，装配式结构，特别是砌体结构的时候，楼梯对其主体的影响就不容小视了，在多遇地震作用下，结构基本是处于弹性工作状态，填充墙、砌体承重墙没有开裂或者开裂程度不高，刚度尚未退化，楼梯刚度在主体结构中依旧可以认为不大，而在超出设防烈度及罕遇地震的时候，结构一般进入弹塑性状态，墙体开裂，刚度骤然降低，楼梯刚度在主体刚度中所占的比重就越加增大，现浇梯板可视为刚性楼板，承担传递水平地震作用的重任，从而导致楼梯梯板拉裂，楼梯间短柱破坏，最终导致主体破坏甚至坍塌。

经过工程实例对比发现，楼梯构件是否参与结构整体计算，不仅影响地震作用效应的计算结果，也可能由于改变恒载、活载的传递途径而对相关构件计算产生影响。

对比发现当其他区域荷载小于楼梯间时，不考虑楼梯影响计算结果显示位移比较大，考虑楼梯刚度后刚心与质心的重合程度有所改善，位移比有所减小。

结合条文说明，规范允许根据不同的具体结构，判断楼梯构件对整体的可能影响很大或不大，然后区别对待，并不要求一律参与整体结构的计算，但楼梯构件自身应计算抗震。现行规范对钢筋混凝土结构楼梯间抗震设计的基本要求可归纳为：是否参与整体抗震计算，视情况而定；楼梯构件应进行抗震设计计算；加强楼梯间填充墙与主体结构的拉结。

由于地震动的不确定性、地震的破坏作用、结构地震破坏机理的复杂性，以及结构计算模型的各种假定与实际情况的差异，．目前，依据所规定的地震作用进行结构抗震验算，不论计算理论和工具如何发展，计算怎样严格，计算的结果还是比较粗略，过分地追求数值上的精确是不必要的。然而，从工程的震害看，这样的抗震验算是有成效的，不可轻视。

四．楼梯抗震设计的几点建议

考虑楼梯对主体结构的影响时，应根据主体结构与楼梯的侧向刚度大小，采取相应的设计措施：

1.楼梯采用现浇式或者装配整体式混凝土结构，不应采用装配式结构。

2.对框架结构，砌体结构及其他整体性不好的结构，结构计算中应注意考虑楼梯对主体结构的影响和主体结构对楼梯的影响，采用包络设计的方法。基于现行规范，在对结构进行规则性判断和位移计算时，可不计楼梯的影响。而构件设计则需要考虑楼梯的作用，按计入和不计人楼梯分两种情况进行设计。

3.对主体结构刚度很大，整体性较好的结构，如抗震墙结构、框架一抗震墙结构等，一般不考虑楼梯的影响，不过在结构平面布置时，应重视楼梯间周围的竖向构件，类似于电梯井，尽量使抗震墙位置合理，这样，既可以使楼梯对主体结构的影响减小，同时也保护了楼梯构件。

4.需特别注意设置楼梯形成的框架短柱或错层柱，柱箍筋除应满足计算要求外，箍筋应全高加密，宜按抗震等级提高一级配置。

5.楼梯处梁上立柱时，柱子截面一般都很难做大，但该柱也应按照框架柱要求设计，保证其截面面积不小于300mmX300mm，柱最小边长不应小于200mm，并相应增加另一边高度。￡在以往的设计中，当底层无地下室时，楼梯直接支撑在孤立的楼梯梁上，而根据震害调查发现，此做法不妥，地震时楼梯板吸收的水平地震作用在楼梯梁处的水平传力路径中断，孤立的楼梯梁很难担当由梯板传递的水平推力，梯板边缘的梁截面处往往开裂甚至破环，设计中应尽量避免。

五．结束语

楼梯是建筑的一个重要组成部分，是最重要的疏散工具，在抗震防灾中起着举足重轻的作用。从地震被损坏的钢筋混凝土结构房屋来看，其中一个特点是楼梯构件的破坏，影响了逃生通道安全，造成人员伤亡，所以建筑楼梯设计是非常重要的工作。综上所述，不管是对规范理解出发，还是结合工程实际，楼梯设计对建筑抗震的影响应当被广大设计师高度重视。目前来看，各种软件的楼梯参与建筑抗震计算情况并不够理想，不能过分依赖。设计可在比较合理的基础上利用计算软件，不拘泥于细节，不追求过高的计算精度，强调按概念设计进行各种调整。让楼梯参与建筑抗震计算和加强抗震措施，使得楼梯对建筑抗震的影响降到最低，从而让建筑结构更为合理。

参考文献：

[1]严微 不同楼梯在地震下的反应分析[学位论文]， 2010 - 太原理工大学：结构工程

浅谈楼梯设计对建筑抗震的影响

[2]乔锐 [期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2012年7期

[3]孙烨SUN Ye楼梯刚度对震区塔式建筑抗震设计的影响分析 [期刊论文] 《浙江建筑》 -2009年9期

[4]吴波 楼梯结构的抗震性能分析及地震作用下对主体结构的影响 [学位论文]， 2009 - 西南交通大学：结构工程

[5]王亚勇 戴国莹WANG YayongDAI Guoying《建筑抗震设计规范》的发展沿革和最新修订[期刊论文] 《建筑结构学报》 ISTIC EI PKU -2010年6期

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Abstract: This paper analyzes the reasons of the masonry body housings easily collapse, points out the problems of the masonry structure buildings in the seismic design, and puts forward the matters needing attention in the masonry structure building design and construction.

Key words: masonry structure; seismic; design; analysis

中图分类号：TU3文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

地震的教训是深刻的，建筑物质量的好坏直接关系到人类的生命及财产的安全。因此在设计中我们要切实贯彻抗震设防的要求，在施工中要严把质量关。把“小震不坏，中震可修，大震不倒”这三句箴言落到实处。近年来，地震活动日益频繁，某些砌体房屋在地震中经受着极大的挑战。本文从各方面报道及震区倒塌房屋的实际情况简单分析了一下砌体结构房屋在抗震设计及施工中存在的几点问题。

1 砌体结构房屋容易倒塌原因分析

1.1 很多房屋采用了预制空心板，预制板不能形成良好的空间刚度，抗震能力很差，如果设计上采用加强措施，建筑应该是发生严重开裂而不至于倒塌，但是因为施工质量的问题，也导致大量预制板房屋的倒塌。

1.2 部分倒塌房屋上下层的隔墙位置不对齐，下层倒塌的隔墙整齐的被切掉说明：该承重横墙在施工时不符合施工缝的留设规定，不符合施工规范，应该有施工责任，由于是纵横向混合承重的结构，估计部分墙体倒塌是罪魁祸首。

1.3 倒塌的房屋有 370 墙变成了两个 120 墙的。在建筑设计中，120 墙是不允许作为承重墙使用的，在抗震验算时，120 墙的抗震性能是忽略不计的，也就是当作“零”来计算，那么用这样的墙来承重和抗震，该建筑物的抗震能力几乎为零，那么在地震中坍塌也就是必然的了。

1.4 部分房屋采用扶壁柱加强，某种程度上保证了结构不倒塌。

2 从大量砌体结构房屋倒塌看目前砌体结构房屋在抗震设计中存在的主要问题

2.1 城市住宅砖房建设中，房屋超高或超层时有发生，尤其是底层为“家带店”的砖房，高度超过限值 1m 以上。

2.2 在“综合楼”砖房中，底层或顶层有采用“混杂”结构体系的，即为满足部分大空间需要，在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构。有的仅将构造柱和圈梁局部加大，当作框架结构。

2.3 住宅砖房中为追求大客厅，布置大开间和大门洞，有的大门洞间墙宽仅有 240mm，并将阳台作成大悬挑(悬挑长度大于2m)延扩客厅面积；部分“局部尺寸”不满足要求时，有的不采取加强措施，有的采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢；住宅砖房中限于场地或“造型”，布置成复杂平面，或纵、横墙沿平面布置多数不能对齐，或墙体沿竖向布置上下不连续等等。

2.4 多层砖房抗震设计中，未作抗震承载力计算的占多数，加之缺乏工程经验，使相近的多层砖房采用的砌体强度等级相距甚远。

2.5 多层砖房抗震设计中，所采取的抗震措施区别较大。构造柱和圈梁的设置：多数设计富余较大，部分设计设置不足(含大洞口两侧未设构造柱)；抗震连接措施：多数设计不完整或未交待清楚，有的设计还采用“一本图集打天下”的做法，不管具体作法和适用与否，全包在“图集”身上。

3 砌体结构在抗震设计及施工中几点注意事项

3.1 科学布局建筑平面和立面。对于结构平面布置不规则的房屋质心与刚度中心往往不容易重合，在地震作用下会产生扭转效应，大大加剧地震的破坏力度；对体型不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。

3.2 砌体房屋的总层数及总高度不应该超限值。我国现行建筑抗震设计规范（GB50011-2010）对多层砌体房屋的总高度和总层数有了强制性规定。在抗震设计中砌体房屋的总层数及总高度不应该超限值。

3.3 增强砌体房屋的刚度及整体性。房屋是纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系，其抗震能力的强弱取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。刚性楼盖是各抗侧力构件按各自侧移刚度分配地震作用的保证。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点。另外在适当的部位增设构造柱，并配置些构造钢筋，也能达到增强结构整体性的作用。

3.4 合理布置纵墙和横墙。砌体结构的主要承重构件是纵、横墙体，在地震中主要由于承重纵、横墙在地震力作用下产生裂缝，严重者会出现倾斜、错动、倒塌等现象，进而使房屋遭到破坏；所以合理布置纵、横墙对提高房屋抗震性能起到很大的作用。墙体布置时，应尽量采用纵墙贯通的平面布置，当纵墙不能贯通布置时，可在纵横墙交接处采取加强措施，也可在纵、横墙交接处增设钢筋混凝土构造柱，并适当加强构造配筋；必要时还可以每隔一定高度放置水平拉结构筋，以加强房屋整体性，防止纵、横墙交接处被拉开。

3.5 适当增加墙体面积与合理提高砂浆强度。砌体结构的抗震能力与墙体面积大小及砂浆强度等级高低成正比，提高墙体面积、砂浆强度等级能有效地提高房屋的抗震能力，是减轻震害的有效途径之一。

3.6 有效设置房屋圈梁和构造柱。多次震害调查表明，圈梁和构造柱可提砌体结构的抗震能力，减轻震害。在砌体结构房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁，可加强内外墙的连接，增强房屋的整体性。圈梁作为边缘构件，对装配式楼、屋盖在水平面内进行约束，可提高楼盖，屋盖的水平刚度，同时能保证楼盖起一整体横隔板的作用。在砖墙增设构造柱后能提高砖混房屋的延性，发挥防止砖砌体侧向挤出塌落的约束作用；设置钢筋混凝土构造柱能使砌体的抗剪承载力提高 10~30%，提高砌体的变形能力，是有效的抗倒塌措施。另外，在多层砖混房屋中合理地设置构造柱，能起到增强房屋整体性的作用，还可以利用其塑性变形和滑移摩擦来消耗地震能量，从而大大提高抗震能力。我国现行建筑抗震设计规范（GB50011-2010）对圈梁和构造柱的设计要求做了详细规定。

3.7 在合理位置的墙段内设置水平钢筋。在抗震验算中，砌体结构房屋底层往往不容易满足抗震要求，即使有时在适当部位加设构造柱也不能完全满足抗震承力验算。为了提高墙体的抗震能力，可在抗震力不够的承重墙段内配置水平钢筋，使地震力由砌体及水平钢筋共同承担。

4 结束语

砌体结构由于材料来源广泛，施工设备和施工工艺比较简单，可以不用大型机械就能连续施工，再加上造价低廉，因而在房屋建筑工程中被广泛采用。但是由于砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能较差，加上施工管理人员对进料把关不严，还有设计、施工等方面的原因造成工程质量问题严重。我国大陆地震活动目前正处于本世纪以来的第五个活跃期。在 5.12 四川汶川 8.0 级地震中，很多倒塌的房屋基本都成了一片废墟，严重违背了我国抗震规范关于“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计原则。本文结合各方面报道及倒塌房屋实例简单分析了一下砌体结构房屋在抗震设计及施工中存在的几点问题。

参考文献：

[1] 建筑抗震设计规范[S（]GB50011-2010）.

[2] 砌体结构设计规范（GB50003—2001）

[3] 周炳章.砌体房屋抗震设计[M].北京：地震出版社，1991.

[4] 胡聿贤.地震工程学[M].北京：地震出版社，1992.

篇（6）

Abstract: In this paper, the author introduces the building seismic design standards and the basic design requirements, and puts forward the building seismic structural design measures.

Key words: building; seismic structural design; analysis

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

结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计，其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，从而经济地实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。但是，由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，存在着许多模糊和不确定因素，在结构内力分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，计算方法还很不完善，单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。 自从去年东京的大地震之后，人们对于建筑物防震性能的关注加强了，建筑物的防震性能在地震来临之时对于保护人民的财产和生命安全起着至关重要的作用，作为一名建筑工作者，对于建筑结构中有关防震设计的理念和措施，提出了一些自己的看法和见解。

1 建筑结构抗震措施的标准

对于性能方面：一种是以损坏的程度来描述，另一种是以用途的重要性来描述的；将建筑中的各种危害层级和可能造成的损失碱性等级划分，从高到低的划分为几类，根据不同类别制定不同的标准来要求各个部分，在遭遇到相当层级的影响时，各个部分对于抗击震灾祈祷自己所在层级相当的作用，承担相应的压力和风险，其按照按照层级的不同递增或者递减，而非简单的“一刀切”和平均化。具体执行和划分标准可参照现行《抗震鉴定标准》中的有关标准，尽可能的严格遵守，不越级。例如，结构抗力的高低，可用结构楼层的受剪承载力与设计地震剪力的比值，即楼层的受剪承载力与设计地震剪力的比值即楼层屈服强度系数来表征；结构变形能力的高低，可以采用量化的标准来表示，便于清楚的比照各项指标。现行的抗震能力的测试不外乎抗压力和变形能力的测试，因为对于建筑物来说，首先在地震来临时应该抗压，如若超出其抗压能力范围，则应想办法将其转移，转移其力量对于该支柱结构的直接伤害。在确定综合抗震能力的两个因素中楼层屈服强度系数的定量在现行的抗震设计规范中已经是现成的，可以根据结构构件的实际截面尺寸和配筋，取材料强度标准值按承载力计算的有关公式得到。

2 建筑物对于抗震结构设计的基本要求

a 一个抗震结构体系由若干个分支系统组成，而且必须协同工作才能发挥优势，常见性的如框架--剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，缺少一个则不能都成上层体系。

b 强烈的地震不会只有一次主震，通常会伴随多次余震，而且其余震的威力往往较普通地震的威力有过之而无不及，这就要求我们不能依靠一道防线，防线一旦遭到破坏，则无法面临即将而来的余震，最终烦人结果只能是倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，设计者应该有意识地建立一系列分布的屈服区，这样在地震来临之时，可以分散压力，有意识地转移来自震源的力量。

c 构件的选择最主要的因素是构件的坚韧程度。

d 楼层的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值应该保持一个相对的平衡状态，一旦其中的一项产生突变，必定导致其他部分的力量转移。

e 要杜绝重局部，轻整体的情况。

f 加强薄弱环节的防震保护，不在地震来临时使其首当其冲。

3 建筑结构设计的有效抗震措施

a 首先，建筑物结构悬挂隔震，将建筑物的全部或者一部分悬挂起来以隔离地震，就是我们常说的悬挂结构，名字很恰当地表达了它的特点，同时，我们也能很直接的感受到它的缺点和局限，即耗费的成本太大，和并不适合于普遍的推广，虽然是一种非常行之有效的方法，但是执行起来却是值得商榷的。一般情况下，大型的钢结构会采用此种措施。大型钢结构一般分为主框架和子框架，在悬挂体系中，子框架通过索链或者吊杆悬挂于主框架上，地震来临时主体框架虽然受到冲击，但是其子框架以及其他零部件是用近似于双节棍的链接方式与主体相连的，那么主体受到的冲击力在传送给子框架时就会减小很多，有益于保护子体框架。

b建筑物基础设置隔震装置减震，这这种减震措施与上文的不同之处在于是在建筑物中间加上辅助材料或者部分已达到减震目的，而前者则是在整体框架结构上的创新上入手，减震装置属于独立于建筑物自身的材料，使用得当最多可使震力减少三分之一左右，不过这种方法局限于非高层建筑，高层如果采取这种方法，反而会增加建筑物的质量，而使地震来临时，这些附属物的重量给生命和财产造成更大的伤害。

c 建筑物地基，用具有防震功能的材料，彻底从根源上稳固地基，将防震落实到最底部，从而到达减震的最终目的。传统的做法是在建筑物的基础部位用粘土和砂子结合固定，也可以直接设置粘土或砂子垫层。在我国建筑史上，曾经有人突发奇想以糯米为原材料，采起优良的粘着性，在建筑物底部形成防震的糯米垫层，减少地震对建筑物的损害，不可谓不奇，当然现当今的的材料学，尤其是建筑材料学已经发展的足够进步，我们可以不仿照古人的做法了，但是这种创新和探索的精神还是值得我们学习的。

d 层间隔震，层间隔离主要用于旧房改建的改建中对于防震的需求，在施工方面很简洁，专业性不强，居民可自行操作。当然于此对应的是低收益，也就是层间隔离的效果没有上述几种方法明显，这也是必然的，因为旧房改建，旧房的地基，基础结构是不能改变的，也是无法改变的，所以只能作为辅助结构使用，其作用原理与前面提到的在建筑物中增加辅助减震的原理基本相同，可以借鉴，也可以根据不同的具体情况选择使用。

e以上我们阐述的几种措施主要是对建筑结构的一部分或者几部分进行减震方面的设计，所谓安装减震装置减少地震的能量向建筑物传递，也是在于局部的减震。无论哪一种，都是利用建筑物的一部分或者几部分的特征然后有针对性的进行减震设计。

篇（7）

引言

在建筑行业不断发展的今天，人们对建筑工程在各方面提出的要求越来越严格。而作为建筑工程项目建设的重要内容，抗震设计在建筑设计中具有十分重要的意义，这是保障建筑地震抵御能力的有效途径，同时也是建筑设计的关键内容，对于满足人们对建筑工程的使用需求而言有着十分积极的影响。

一、建筑设计与建筑抗震设计的关系

现代建筑物设计涉及到很多方面的内容，而建筑抗震性能设计则是重要内容之一，为了有效提高建筑使用性能，使其内部结构的稳定性得到有效强化，就必须从建筑抗震设计方案的优化入手，使建筑物使用寿命得到最大限度的延长。现阶段，我国建筑抗震设计中涌现出越来越多的设计理念，对于抗震设计可理性与科学性的提升而言有着十分积极的影响，同时也为建筑产业规模的扩张提供了强有力的支持。因此，了解建筑设计与建筑抗震设计之间的关系具有重要意义。

目前，大部分建筑工程项目建设中都需要综合考虑建筑抗震性能的各方面影响因素，并对相关处理手段加以运用，使建筑抗震设计中有效运用到先进的建筑设计方法，以此实现建筑抗震设计方案的优化，提高建筑工程的安全性与稳定性。通过项目施工前的建筑设计，能够为后续施工计划的制定提供合理的参考。而在具体设计中，需要对建筑设计方案的合理性与可行性进行分析，设计人员应对相关影响因素进行综合考虑，以此完善施工计划，使建筑工程施工得以顺利实施。由此可见，在建筑工程建设过程中，建筑设计的合理性在很大程度上决定了整个项目的建设水平与效率。鉴于此，在建筑设计中融入抗震理念，能够从根源上使建筑抗震性能得到改善，使建筑物的稳定性得到可靠的保障。作为建筑抗震设计的基础，建筑设计能够为抗震设计提供科学的参考依据，在二者有机结合之下，建筑物的抗震性能才能够得到有效提升。通常情况下，在制定完建筑设计方案之后，只能够对其进行小幅度修改，而设计人员则需要在这一过程对建筑物抗震性能进行分析，并考虑建筑结构的布局与构件设置的合理性，如此才能够使建筑设计方案得以确定，使建筑物抗震效果得到有效强化。

二、建筑设计在建筑抗震设计中需要注意的问题

1、建筑构件与连接部位的抗震设计

在人们对居住质量提出更高要求的背景下，在建筑工程施工过程中，必须对质量控制予以高度重视，而建筑构件的搭设与连接点设置则与建筑施工整体质量有着密切联系。目前，在建筑设计中涌现出越来越多的先进技术与材料，如此一来建筑设计的难度也随之提高。以建筑物外部设计为例，大理石、瓷砖等新型材料的运用使得建筑设计需要对材料的抗震性能进行考虑。站在工程施工的角度，必须严格控制材料质量与施工技术，如此才能够使抗震O计的效果与作用得到发挥。

2、建筑物顶部抗震设计

目前，很多建筑工程存在顶部过高与过重的现象。针对这一问题，在建筑抗震设计中就必须对顶部对建筑墙面产生的压力进行分析与考虑，并对建筑物抗震性能进行强化。在建筑设计中，应对建筑物整体性进行提升，并围绕合理的重心采取优化措施，并合理选择施工材料，对于重量轻、刚度均匀的材料应优先考虑，如此才能够有效发挥建筑结构的抗震能力。

3、合理选择建筑场地

在建筑设计中，对建筑场地的确定具有重要意义，通过建筑场地的合理选择，能够使建筑抗震设计的难度得到降低。作为建筑结构设计人员，在建筑工程建设场所的选择中一个有效考虑开阔、平坦的地段，并且还要确保施工场地具有理想的地质条件，在硬性与密度方面与建筑结构的荷载承重需求相适应。此外，在选择建筑场地时，对于一些山体滑坡、泥石流等自然灾害频发的地段应尽量避免，如果有需要，那么也要采取有效的处理措施以改善该地段的地质条件及建筑物的抗震性能，如此才能够使建筑物能够有效抵御地震灾害。

4、建筑设计中的设计限制问题

一般情况下，建筑工程施工前期需要对建筑物抗震等级进行确定，同时还要充分结合建筑物使用需求，按照按照规范表对，对建筑物抗震性能进行合理设计，对于墙体开裂与坍塌现象，应采取有效的应对措施。

三、建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用

1、强化建筑抗震设计的效果

随着建筑行业的迅猛发展，目前建筑设计在理论基础方面已经趋于成熟，相关的经验也相对成熟。为此，在建筑抗震设计中，可以对先进的建筑设计理念加以运用，以此强化建筑抗震设计的实际效果。其次，在目前很多建筑物存在屋顶与地步重心不在一条水平线上的现象，对于建筑物会产生扭转效应，进而削弱了建筑物的抗震性能。为了有效解决这一设计缺陷，就可以在建筑抗震设计中合理运用建筑设计的方法，对建筑物的刚度与强度进行增加，实现设计方案的优化，如此一来，建筑物的高度与体积就可以得到有效控制，使自身强度得到有效提升。此外，在建筑设计中还应有效考虑在建筑中心位置设置电梯，如此可以使建筑抗震设计的作用效果得到有效增强。

2、改善建筑抗震设计的内部性能

为了有效提高建筑工程的使用性能，还需要对建筑结构的质量进行严格控制，同时还要提高建筑构件布设的合理性与可行性。如此才能够从根源上使建筑物内部的稳定性、合理性与安全性得到提升，例如在设计中预留出足够的空间以保障人们在发生地震时可以顺利逃生。作为设计工程师，必须以建筑设计的相关规范标准为依据，对建筑抗震设计方案进行完善与优化，以建筑结构的剪力墙布置为例，应对相关信息进行细致分析，使剪力墙得以均匀分布，并在建筑物整个底部得以贯穿，使建筑结构中心位置断裂问题得以有效避免。

四、结束语

综上所述，在建筑抗震设计中，建筑设计的重要作用不言而喻，为了实现对建筑抗震设计的优化，就必须建立在合理的建筑设计的基础之上。在建筑设计中，应对建筑与结构等多方面因素予以综合考虑，作为建筑设计人员也要充分了解建筑设计与建筑抗震设计之间的关系，如此才能够提高建筑抗震设计的合理性，使建筑工程的抗震性能得到改善。

参考文献

[1]孙作芹.分析建筑设计在建筑抗震设计中的作用[J].黑龙江科技信息，2015，（10）：221- 221.

篇（8）

1、前言

如何能够让建筑在地震中保持安全，不受严重的损害，是当前建筑施工设计必须要考量的一个大问题，特别是近年来地震频繁，人们的生命财产受到严重威胁，建筑安全则成了社会安全的一个重要影响因素，为保证建筑的抗震能力，设计人员必须要根据相关标准，设计出具有相当抗震能力的房屋。

2、抗震设防的目标

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。而抗震设防烈度的依据，是以国家规定权限审批或颁发的文件执行的，其是一个地区作为抗震设防标准。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。从当前内外抗震设防目标的发展总趋势来看，其基本要求建筑物在使用期间，可以应对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：

⑴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；

⑵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；

⑶如果遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震，尽量保证建筑物不倒塌。

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。按照现行规范设计的建筑，在设计上要达到这样的防震效果：当遭遇多遇烈度作用时，建筑物处于弹性阶段，通常不会损坏；当遭遇相应基本烈度的地震时，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。

3、建筑结构抗震设计方法要点

抗震设计包括三个层次的内容：概念设计、抗震计算与结构布置。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则，抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段； 结构布置可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等方面上保证抗震计算结果的有效性。

3.1抗震概念设计

建筑抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等形成的基本设计原则和设计思路进行建筑总体布置并确定细部构造的过程。建筑抗震概念设计之所以重要主要体现在以下几个方面。

（1）地震及地面运动的不确定性。

（2）地震时地面运动的复杂性及对结构的复杂影响尚未被掌握。

（3）结构地震计算理论目前尚未能充分反映地震时结构反应及破坏的复杂过程。

概念设计强调，在工程设计一开始，就应把握好能量输入、房屋体形、结构体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节，再辅以必要的计算和构造措施，就有可能使设计出的房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。

抗震概念设计在总体上要求把握的基本原则可以概括为以下几个方面。

（1）建筑场地选择的基本原则：选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段做出综合评价。对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效措施。 危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。

（2）建筑体型的确定：①建筑及抗侧力结构的平面布置宜规则对称，并应具有良好的整体性；②建筑物的立面布局宜采用矩形、梯形和三角形等变化均匀的几何形状，尽量不要采用带突然变化的阶梯形立面、大底盘建筑，甚至倒梯形立面；③建筑物应尽量减小高度，尤其是限制高宽比。

（3）结构抗震体系的选取：①结构体系应具有明确计算简图和合理地震作用传递途径；②结构布置应具备多道抗震防线，尽量避免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；③结构应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和耗能能力；④对结构薄弱部位应采取有效的措施予以加强，防止出现过大的应力集中和变形集中；⑤结构平面两个主轴方向的动力特性宜相近，并尽可能与场地的卓越周期错开。

3.2抗震计算

地震的危害巨大，建筑物的抗震性能显得尤为重要。在抗震研究中对结构抗震性能进行分析是一项重要内容，非线性时程分析法和非线性静力分析法是目前常用抗震分析方法。

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），经历了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，再到建立在截面纤维滞回本构规律的纤维模型法，这使得模拟的准确程度不断提高。其基本思路是通过一系列数值方法来建立和求解动力方程，从而得到结构各个时刻的反应量。但对地震特点和结构特性的假设，使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分析，评估其抗震性能：非线性静力分析法（push-over）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。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。它的基本思路是先以某种方法得到结构在地震作用下所对应的目标位移，然后对结构施加竖向荷载，并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地震作用下满足功能需求。

3.3结构布置

结构布置的一般原则：

⑴平面布置力求对称

通常情况下，对称结构在地面平动作用下只会发生平移振动，各构件的侧移量相等，这样就使得水平地震作用按构件刚度分配，所以各构件受力比较均匀，不会导致力的分布失衡。如果是非对称结构，刚心会偏在一边，质心与刚心不重合，即便只是发生地面平动也可能出现扭转振动。最终会导致远离刚心的构件，侧移量大，承担过度的水平地震剪力。这就很容易发生严重破坏，甚至可能会导致整个结构因一侧构件失效而倒塌。

⑵ 竖向布置力求均匀

结构竖向布置均匀，可以最大限度的使其竖向刚度、强度变化均匀，这样可以有效的避免出现薄弱层。从建筑结构的特点看，临街的建筑物，往往会因为商业的需要，底部几层有大空间的设置。非临街的建筑物，底部也可能门厅、餐厅或停车场，而出现大空间。在这种结构中，上部的钢筋混凝土抗震墙或竖向支撑或砌体墙体到此被中止，而下部须采取框架体系。也就是说，上部各层为全墙体系或框架一抗震墙体系，而底层或底部两三层则为框架体系，整个结构属“框托墙”体系。地震经验指出，这种体系很不利于抗震。因此，在实际的抗震结构设计中，应该要保持结构竖向布置的均匀。

4、结束语

高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的，我们需要在具体的实践中对高层建筑所处的地质和环境进行详细的分析和研究，选用适合的抗震结构，注重建筑结构材料的选择，减小地震的作用力，增强地震的抵抗力，从而达到高层建筑抗震的目的。

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中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

1 震害多发点

随着这几年来经济的快速发展，由于建设者开发、使用功能上的要求，高层建筑的体型越来越多样化。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化， 而且在高度上也大幅度增长。进入上世纪90年代后， 结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的日程。特别是我国处于地震多发区， 高层建筑抗震设防更是工程设计面临的迫切任务。作为工程抗震设计的依据， 高层建筑抗震分析处于非常重要的地位。

地震作用具有较强的随机性和复杂性，要求在强烈地震作用下结构仍保持在弹性状态，不发生破坏是很不实际; 既经济又安全的抗震设计是允许在强烈地震作用下破坏严重， 但不倒塌。因此，依靠弹塑性变形消耗地震的能量是抗震设计的特点，提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力，防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。

1.1 结构层间屈服强度有明显的薄弱楼

钢筋混凝土框架结构在整体设计上存在较大的不均匀性， 使得这些结构存在着层间屈服强度特别薄弱的楼层。在强烈地震作用下，结构的薄弱层率先屈服， 弹塑性变形急剧发展，并形成弹塑性变形集中的现象。如1976 年唐山大地震中，13 层蒸吸塔框架，由于该结构楼层屈服强度分布不均匀，造成第6 层和第11 层的弹塑性变形集中， 导致该结构6 层以上全部倒塌。

1.2 柱端与节点的破坏较为突出

框架结构构件震害一般是梁轻柱重， 柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱易发生破坏。除剪跨比小短柱易发生柱中剪切破坏外， 一般柱是柱端的弯曲破坏， 轻者发生水平或斜向断裂;重者混凝土压酥，主筋外露、压屈和箍筋崩脱。当节点核芯区无箍筋约束时， 节点与柱端破坏合并加重。当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时，柱顶剪切破坏严重，破坏部位还可能转移至窗洞上下处，甚至出现短柱的剪切破坏。

1.3 砌体填充墙的破坏较为普遍

砌体填充墙刚度大而变形能力差， 首先承受地震作用而遭受破坏， 在8 度和8 度以上地震作用下，填充墙的裂缝明显加重，甚至部分倒塌，震害规律一般是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌体墙，砌块墙重于砖墙。

2 影响建筑物抗震效果的因素

研究高层建筑结构的抗震设计，必须明确建筑物抗震效果的主要影响因素。下面，将从建筑结构本身的设计效果、施工材料和施工过程以及建筑场地情况三个方面进行分析。

2.1 建筑物自身的结构设计

建筑物的结构设计是影响抗震效果极为关键的一个因素，建筑物若要达到抗震目的，无论点式住宅或是版式住宅，都必须进行合适的结构设计，保证抗震措施合理，能够基本实现小震不坏、大震不倒这样的目标，提高建筑结构的抗震性能。如果建筑物对平面的布置较为复杂，质心与刚心不一致，将会加剧地震的作用影响力，增强破坏性。所以，建筑物的结构平面布置应尽量保证质心和刚心重合，提高建筑物的抗震能力。在建筑结构的设计中，出屋面建筑部分不宜太高，以降低地震过程中的鞭梢影响；平面布置不规则的房屋注意偏离建筑结构刚心远端的抗震墙等等。

2.2 建筑结构建造材料和施工过程

建筑结构的材料是影响抗震效果非常重要的因素，但是这个因素往往被人们忽视，工作人员需要明确这样一点：在一般情况下，地震对建筑物作用力的大小与建筑物的质量成正比。在同等地震环境下，建筑物使用的材料越好，其受到的地震作用力也相对较小；反之，建筑物就会遭到地震很大的作用力。所以，在实际的建筑物的建设中，建议多采用隔断、板楼、维护墙等构件，广泛采用空心砖、加气混凝土板、塑料板材等质轻的建筑材料，这将会有利于建筑物抗震性能的提高。建筑结构施工过程同施工材料共同影响整个建筑工程的质量，在施工过程中，每一个环节都可以影响建筑结构抗震效果。所以，高层建筑在具体施工中，要加强监管和规范，严格做好高层建筑施工管理，从建筑结构的质量上来提高抗震效果。

2.3 建筑物所处地质环境情况

在地震中，对建筑物造成破坏的原因是多方面的，比如岩石断层、山体崩塌、地表滑坡等使得地表发生运动，造成建筑物的破坏，或海啸、水灾等次生灾害对建筑物造成破坏。在造成建筑物破坏的诸多原因中，有些是可以通过工程措施加以预防的。所以，在选择建筑工地的位置之前，要进行详尽地勘探考察，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。

3 高层混凝土建筑抗震结构设计策略

3.1 高层混凝土建筑的结构体系选择

高层建筑结构应根据建筑使用功能、房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、地基情况、结构材料和施工技术等因素，综合分析比较，选择适宜的结构体系。高层建筑钢筋混凝土结构可采用框架、剪力墙、框架- 剪力墙、筒体和板柱-剪力墙结构体系。

框架结构可为建筑提供灵活布置的室内空间。当建筑物层数较少时，水平荷载对结构的影响较小，采用框架结构体系比较合理；框架结构属于以剪切变形为主的柔性结构，使用高度受到限制，主要用于非抗震设计和层数相对较少的建筑中。剪力墙结构中，剪力墙沿横向、纵向正交布置或多轴线斜交布置，由钢筋砼墙体承受全部的水平荷载和竖向荷载，属于以弯曲变形为主的刚性结构。该种结构的抗侧力刚度大，在水平力作用下侧向变形小，空间整体性好。但剪力墙结构自重大，建筑平面布置局限性大，难以满足建筑内部大空间的要求。因此更多地用于墙体布置较多，房间面积要求不太大的建筑物中，既减少了非承重隔墙的数量，也可使室内无外露梁柱，达到整体美观。

框架——剪力墙结构是指在框架结构中的适当部位增设一些剪力墙，是刚柔相结合的结构体系，能提供建筑大开间的使用空间，是由若干道单片剪力墙与框架组成。在这种结构体系中，框架和剪力墙共同承担水平力，但由于两者刚度相差很大，变形形状也不相同，必须通过各层楼板使其变形一致，达到框架和剪力墙的协同工作。从受力特点看，剪力墙是以弯曲变形为主，框架是以剪切变形为主，由于变位协调，在顶部框架协助剪力墙抗震，在底部剪力墙协助框架抗震，其抗震性能由于较好地发挥了各自的优点而大为提高。因此可以适用于各种不同高度建筑物的要求而被广泛采用。板柱- 剪力墙结构，由于在板柱框架体系中加入了剪力墙或井筒，主要由剪力墙构件承受侧向力，侧向刚度也有很大的提高。这种结构目前在7、8 度抗震设计的高层建筑中有较多的应用，但其适用高度宜低于一般框架- 剪力墙结构。

3.2 减少地震发生时能量的输入

在具体的设计中，积极采用基于位移的结构抗震方法，对具体的方案进行定量分析，使结构的变形弹性满足预期地震作用力下的变形需求。对建筑构件的承载力进行验收的同时，还要控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值；并且根据建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系，确定构件的变形值；根据建筑界面的应变分布以及大小，来确定建筑构件的构造需求。对于高层建筑，在坚固的场地上进行建筑施工，可以有效减少地震发生作用时能量的输入，从而减弱地震对高层建筑的破坏。

4 结束语

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，钢筋混凝土框架结构的柱端与节点的破坏较为严重，其抗震设计中应该钢筋混凝土高层建筑结构抗震关键设计，另外，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。

参考文献：

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中图分类号： TU352.1+1文献标识码：A 文章编号：

引言

地震灾害对不仅破坏地表，而且还造成建筑物、构筑物的破坏和倒塌，严重危及人类的生命安全和造成极大的财产损失。依法对各种建筑物、构筑物进行相应的抗震设防，是目前建筑工程设计的重中之重。

1建筑抗震设计特点及原则

1．1高结构延性

建筑抗震设计具有高结构延性是指，建筑结构在结构的承载力未发生明显变化时不会发生弹性形变的能力。它是建筑结构变形能力的反映，也是抗震过程中

最关键的因素之一。高结构延性有助于建筑的抗震作用，它能够起到吸收和分散地震能量效果，从而防止建筑产生结构性破坏造成倒塌后果。

提高建筑结构延性，应通过将建筑构建进行弯曲破坏，防止建筑构建的剪切破坏程度。

1．2结构整体性

建筑结构是由非常多的不同构建连接构成，通过不同形式的组合，进行构建间有效协调行成完整整体，因此，建筑结构具有高度整体性。在建筑设计过程中应遵循以下三个原则：

1．2．1连续性原则

在相邻构建组合设计中，应加强其连续性组合，使得相邻构建能够完美协调。在建筑结构抗震完整性设计中，结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持

整体的重要手段之一。

1．2．2 可靠连接原则

在将各个组件进行连接时，应加强构建连接的可靠性，保证各个构件充分发挥承载力，使得地震能量传递能够有效传递，减少局部构建的重大破坏出现。

1．2．3增强竖向刚度原则

在建筑抗争结构设计时，应保持结构纵、横方向同时具有足够的整体竖向刚度，通过增加其竖向刚度，可以有效提高建筑基础结构的整体性，在发生地震时，可以减少由于地基不均匀产生的沉降和地面裂隙危害。

2建筑的抗震设计理念

高层建筑抗震设计要点包括结构规则性，层间位移限制，控制地震扭转效应，减小地震能量输入。在对结构的抗震设计中，不仅要应进行概念设计，同时应进

行结构抗震验算。通过对历次地震对建筑的危害，总结以往经验教训，提高建筑结构延性、限制结构类型和使用材料等方面，坚持建筑抗震设计理念。

2．1结构规则性

建筑物尤其是高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求，对建筑进行合理的布置，大量地震灾害表明：在众多建筑抗震设计中，在地震时具有较好抗震性能

的设计结构多为平立面简单且对称的建筑物。由于这种建筑结构容易对地震反正进行估算，因此，能够更为及时快速的采取相应的措施并就细部进行处理。

2．2 层间位移限制

在大部分高层建筑中，其建筑特色均具有较大高宽比，这种比例在风力和地震的作用下层间位移较大，严重时还会出现超过结构最大唯一限值。因此，在设计过程中，结构在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性以及正常使用功能。

2．3控制地震扭转效应

由于建筑物在扭转作用下各片抗侧力结构的层间变形不同，其中距刚心较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最各层的刚度中心未能在同一轴线上，甚至会产生较大差距，以上情况都会使各层结构的偏心距和扭矩发生改变，因此，在设计过程中应分别对各层的扭转修正

系数进行计算。

2．4减小地震能量输入

高层建筑通常要求高度抗震性能，对于地震作用的变形能力有良好控制。在高层建筑的设计过程中，应结合控制构件的承载力与地震作用下的层间位移极限

值或位移延性比，确定构件变形与结构位移的变形值，同时根据截面达到的应变大小及分布来确定构件的构造要求，选择坚硬的场地土来建造高层建筑等方法来

减小地震能量的输入。

3抗震效果优越的高层建筑结构

高层建筑抗震结构设计原则要遵从刚柔并济，多道设防。

选择高层建筑结构抗侧力体系，通常需要考虑的两个主要原因，是建筑物的高度和用途。由于高层建筑中抗水平力成为设计的主要矛盾，因此采用何种抗侧

力结构是结构设计的关键性问题。

3．1剪力墙结构

框架——剪力墙结构是以框架结构为基础沿其柱网的几个主轴方向，通常是沿建筑平面的纵向、横向或斜向，在框架结构中的适当部位增设一些剪力墙所形成的结构体系。框架一剪力墙结构是刚柔相结合的结构体系，能提供建筑大开间的使用空间，是由若干道单片剪力墙与框架组成。在这种结构体系中，框架和剪力墙共同承担水平力，但由于两者刚度相差很大，变形形状也不相同。必须通过各层楼板使其变形一致，达到框架和剪力墙的协同工作。从受力特点看，剪力墙是以弯曲变形为主，框架是以剪切变形为主，由于变位协调，在顶部框架协助剪力墙抗震，在底部剪力墙协助框架抗震，其抗震性能由于较好的发挥了各自的优点而大为提高。因此，可以适用于各种不同高度建筑物的要求而被广泛采用。 ．

3．2 钢结构

钢结构具有整体自重轻、强度高、抗震性能好、施工工期短等优点，并且钢结构构件截面相对较小，具有很好的延性，适合采用柔性方案的结构。其缺点是造价相对较高，当场地土特征周期较长时，易发生共振。历次地震表明，在同等场地、地震烈度条件下，钢结构房屋的震害要较钢筋混凝土结构房屋的震害小得多。以1985年9月墨西哥城大地震，里氏8．1级的震害为例，其中倒塌和严重破坏的钢结构房屋为12栋，而钢筋混凝土房屋却有127栋。

现在我国钢材产量已居世界前列，建筑钢材的类型及品种也在逐渐增多，钢结构的加工制造能力已有了很大提高。因此，在有条件的地方，建议尽可能采用

型钢混凝土结构SRC、钢管混凝土结构CFS或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。

3．3选择合理的结构布置

协调好建筑与结构的关系，要做到经济合理，便于施工。建筑物的开间、进深、层高、层数等平面关系和体型除满足使用要求外，还应尽量减少类型，尽可能统一柱网布置和层高，重复使用标准层。在结构布置时，应加强结构的整体性及刚度，加强构件的连接，使结构各部分以最有效的方式共同作用，加强基础的整体性，以减少由于基础平移或扭转对结构的侧移影响。在地震区为了减少地震作用对建筑结构的整体和局部的不利影响，应使结构各部分刚度对称均匀，各结构单元的平面形状应力求简单规则，立面体型应避免伸出和收进，避免结构垂直方向刚度突变等。

平面的长宽比不宜过大，以避免两端相距太远，振动不同步，应使荷载合力作用线通过结构刚度中心，以减少扭转的影响。尤其是布置楼电梯问时不宜设在平面凹角部位或端部角区，它对结构刚度的对称性有显著的影响。

3．4提高结构的抗震性能

由于高层建筑的受力特点不同于低层建筑，因此在地震区进行高层建筑结构设计时，除应保证结构具有足够的强度和刚度外，还应具有良好的抗震性能。为

了达到这一要求，结构必须具有一定的塑性变形能力来吸收地震所产生的能量，减弱地震破坏的影响。使其在地震作用下呈弯剪破坏，且塑性屈服尽量产生在墙