抗震结构设计论文大全11篇

抗震结构设计论文篇（1）

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。

抗震结构设计论文篇（2）

2.建筑结构抗震设计方法

2.1结构地震分析法

结构抗震设计的首要任务就是对结构最大地震反应的分析，需要确定内力组合及截面设计的地震作用值。常用的地震分析法有底部剪力法、弹性时程分析方法、振型分解反应谱法、非线弹性静力分析法以及非线弹性时程分析法。其中最为简单的属底部剪力法，其在质量、刚度沿高度分布较均匀的结构中较为适用。假设结构的地震反应以线性倒三角形的第一振型为主。并通过第一振型周期的估计来确定地震影响系数。对于较为复杂的结构体系，采用振型分解反应谱法来计算，它的思路就是根据振型叠加原理，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。而弹性时程分析适用于特别不规则和特别重要的结构中，将建筑物看作弹性或弹塑性振动系统，直接输入地面振动加速度记录，对运动方程积分，从而得到各质点的位移、速度、加速度和剪力时程变化曲线。非线弹性时程分析法可以准确完整的反映结构在地震作用下反应的全过程。按非线弹性时程分析法进行抗震设计，能改善结构抗震能力和提高抗震水平。非线弹性静力分析法考虑了结构弹塑性特性，在结构分析模型上施加某种特定倾向力模拟地震水平侧向力，并逐级单调增大，构件一旦屈服，修改其刚度直到结构达到预定的状态。

2.2建筑结构抗震设计方法

为了确保建筑结构的抗震能力最佳，所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面都达到最佳，质量分布均匀，平面对称、规则抗侧向力较好的体系及刚度与承载能力变化连续的结构体系是优先考虑的设计方案，从而经济地实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。

（1）根据我国的抗震设计规范，建筑持力层的选择非常重要，它关系着整个建筑物的安全性能，同时规范还指出，建筑的形体要适当，要求建筑的形状及抗侧力构件的平面布置宜规则，并有整体性，不宜用轴压比很大的钢筋混凝土框架柱作为第一道防线。

（2）抗震结构体系布置是建筑结构抗震设计的关键问题，如房屋建造中框架结构体系和砌体结构的选择问题。地震后会有余震，抗震结构体系应具有多道抗震防线。如框架结构设计中为了避免部分构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力，将不承受重力荷载的构件用作传递途径。

（3）传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性)来抵御地震作用的，即由结构本身储存和消耗地震能量。消能减震设计指在结构中设置消能器来消耗地震输入的能量，减轻结构的地震反应，减小结构发生破坏和避免结构物直接倒塌以达到预期防震减震要求。隔震设计指在建筑物基础与上部结构之间设置隔离层，即安装隔震装置，通过隔震装置延长结构的基本周期，避免地震能量集中使结构发生屈服和破坏。这是一种以柔克刚积极主动的抗震对策,是一种新方法、新对策、新途径。

（4）尽可能多设置几道抗震防线，一个较好的抗震建筑结构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。强烈地震之后往往伴随多次余震，如果只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。如像教学楼这种相对大开间、单跨、大窗口、悬臂走廊的纯框架结构，其纵、横方向的刚度不均匀，很容易发生扭转破坏，而整个结构只有框架一道防线，一旦柱子发生破坏，没有其他约束措施，整个框架因丧失全部承载能力而倒塌。防止脆性和失稳破坏，增加延展性。设计不良的细部结构常常发生脆性和失稳破坏，应该防止。刚度的选择有助于控制变形，在不增加结构的重量的基础上，改变结构刚度，提高结构的整体刚度和延展性是有效的抗震途径。

（5）场地条件就是导致建筑震害过于严重的关键因素，所以选择最为有利的地形最大限度的防止建筑物出现在不利于抗震功能发挥的区域。选择在抗震过于危险的区域来建造房屋，有可能对人们的生命财产安全带来危害。在汶川地震时，北川县城西的房屋建造在有滑坡隐患的山体之下，在地震的作用下，山体崩塌、滑坡，将大量的房屋掩埋，死亡1600人，损失惨重。

抗震结构设计论文篇（3）

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。

抗震结构设计论文篇（4）

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。

1 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。

2 建筑抗震的理论分析

2.1 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。

2.2 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。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。

3 高层建筑结构抗震设计

3.1 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。

3.2 高层建筑的抗震设计理念

我国《建筑抗震规范》(GB50011-2010)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。

抗震结构设计论文篇（5）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2013）35-0067-02

一、教学改革的意义、现状分析

地震是一种严重的自然灾害，每次强烈地震都会给人类带来巨大的生命财产损失。自从汶川地震以来，国家越来越意识到抗震设计的重要性和迫切性，2008年对抗震规范做了局部修订，2010年做了大范围的修订。我国处于环太平洋地震带和地中海南亚地震带之间，地震分布非常广泛，抗震减灾成为土木工作者重要的工作内容。由抗震规范附录得知，全国除浙江、江西等省少数地区外，绝大部分省、市、地区属于抗震设防区，都需要抗震设计，结构设计在很多情况下就是结构的抗震设计。而汶川地震也表明：严格按照抗震设计规范进行设计、施工的建筑，在遭遇比当地设防烈度高一度的地震作用下，没有出现倒塌，可有效地保护人民的生命安全。

因此，土木工程专业的学生掌握抗震设计基本知识尤其是抗震概念设计是非常必要的。本课题将抗震设计知识融合到混凝土结构设计课程授课过程中，通过抗震与非抗震设计的对比分析，加深学生对抗震基本知识的理解，避免抗震与结构设计脱节。

混凝土结构设计（专科为建筑结构、建筑力学与结构等专业课）是衢州学院（以下简称“我院”）土木工程专业重要的专业必修课，一直来很受重视，建筑工程学院相关教师对该课程做了大量的教学研究活动，比如2005年的钢筋混凝土结构现代教学方法研究，2006年的《建筑结构》校级重点课程，2007年的《钢筋混凝土及砌体结构》校重点课程和《建筑力学与结构省级精品课程》，2010年的《混凝土结构设计原理》校级重点课程，等等。而建筑抗震跟混凝土结构设计课程相比，受关注的程度就要低得多。这门课曾在2003房建、2004房建、2006建工专科专业作为一门选修课开设，后来就取消了，对该课程目前还没有相关的教学研究活动。从往年授课效果来看也不太理想。因为，以往抗震设计这门选修课是在建筑结构相关专业课程授课完之后开设，由于专科学生对知识的融会贯通能力较差，即使是选修了抗震设计课程的学生，也很难将抗震与之前学过的建筑结构相关知识联系起来，而没有选修该课程的学生对抗震设计的概念就更差了。从2010级土木工程本科专业培养计划来看，暂时没有设建筑抗震这门课，其抗震设计内容分散在每门结构课的最后章节。因此有必要在建筑结构相关课程中将抗震知识补充到每一章节进行融合教学，从一开始就使学生建立抗震设计这一概念，从而取得较好的教学效果。而《混凝土结构设计原理》重点课程的建设为该教学改革项目打下了一定的基础。

二、改革理念

根据“本专业培养基础理论扎实，专业知识面宽，实践能力、创新能力和自主发展能力强，具有本专业基本理论和基本知识，获得工程师的基本训练，具备初步的项目规划和研究开发能力，能从事土木工程的设计、施工和管理工作，德智体美全面发展的高素质应用型本科人才”的培养目标，改革的理念设定为：以“必须、够用”为度，以讲清概念、强化应用为原则，融合抗震设计基本知识，优化抗震教学内容，内容精简且又能反映本专业的新理论、新技术、新方法。以培养应用型人才为目标缩减纯理论知识，增强抗震构造措施、工程实践，立足学科特点轻地震作用计算、重抗震概念设计。课程改革做到：抗震构造与结构设计融合贯通、脉络清晰、重难点突出。

三、改革思路

1.改革教学方式和教学手段

根据本课程的特点，采用多媒体授课，融图、文、声、像于一体，改善学生认识环境，丰富学生想象力，促进学生的创新思维。比如地震震害及特点可采用影片放映，人工模拟地震波、振动台可以通过共享网络资源实现，结构的抗震构造设计以及隔震与消能减震的先进成果可以通过图片、影像等形象地展现在学生面前。而对于混凝土结构设计课程中正截面、斜截面、抗扭、抗拉等难度大的计算理论，可以采用传统教学一步步推导，加深学生的理解。总之将多媒体教学与传统教学有机结合，力争两者的和谐统一。

2.由教学内容确定教学方法

（1）对于教学内容中的重点和难点问题，如截面设计的基本公式推导等，采用板书方式，引导学生思考，参与具体推导过程，加深理解。

（2）对于教学内容中的基本概念、复杂图形如抗震构造节点图、震灾图片等，可采用多媒体课件进行演示，提高学生的学习兴趣、加深理解

（3）各种混凝土结构的荷载传递路线、各种混凝土构件的受力和破坏过程等内容，用传统的教学手段较难表述清楚。用动态模拟表达，生动、直观、易于理解，可以获得其它方法无法取得的效果，大大节约了授课学时。

（4）对于楼盖结构、单层工业厂房、多高层建筑结构的结构组成和结构布置等内容，通过现场参观实物并讲解，可以使学生更直接地掌握课程内容，形成结构整体概念。对于非重点、难点和描述性等内容，要求学生通过阅读教材、做思考题和习题来完成。自学效果通过讨论、提问、批改作业等方式予以检查。

3.注重培养学生能力，改革评价机制

重点培养学生的自学能力和实践应用能力，在授课前鼓励学生多查阅结构设计和抗震设计的相关规范和书籍，引导学生自行预习新课内容，收集相关的图片和资料。在授课过程中不单纯讲解地震基础知识，而是结合震害图片以及相应的抗震规范分析结构所存在的抗震构造缺陷、分析破坏原因，培养学生将书本理论知识应用于抗震设计的能力。要充分利用大学生结构设计的平台，引导学生将结构设计和抗震设计知识应用到结构设计模型制作中。

4.抗震与非抗震对比教学

为了加深学生对抗震知识的理解，可以采用抗震结构与非抗震结构的对比分析，比如在讲授唐山地震灾害时，可以通过天津地区经抗震设防后的房屋震害统计与唐山地区非抗震房屋震害统计进行分析，让学生深刻理解抗震设计的重要性。再比如在讲解框架结构构造措施时，同时给出抗震和非抗震的节点锚固图，分析两者的异同及不同的原因，等等，加深学生对抗震构造措施的理解。

四、改革内容

通过对毕业学生和设计院、施工、监理企业进行的走访调查，收集相关资料，并精选与学生的岗位需求相对应的必要的抗震设计基础知识。分析各抗震设计基础知识与混凝土结构设计课程各章节的对应关系，进行抗震设计基础知识与混凝土结构设计知识的整合，制作多媒体课件。同时，收集赈灾图片和录像，进行多媒体课件的润色和完善，并将教改内容全部上网。最后，将教改成果应用于土木工程本科专业及建筑工程技术等专业的混凝土结构设计课程或建筑结构课程的教学，验证教学效果，收集反馈意见。

抗震结构设计论文篇（6）

基于性能的抗震设计理论是20世纪90年代初由美国学者提出，按此理论设计的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。基于性能的抗震设计作为一种更合理的设计理念，代表了未来结构抗震设计的发展方向，引起了各国广泛的重视。我国国家自然科学基金“八五”重大项目“城市与工程减灾基础研究”的有关专题就开始涉及到这方面的研究。国家自然科学基金“九五”重大项目“大型复杂结构体系的关键科学问题和设计理论”的一些专题包含了这方面的部分内容。中国建筑科学研究院工程抗震研究所联合国内部分高校和研究所开展了“我国2000年工程抗震设计模式规范”的研究，并于2000年《建筑结构学报》第一期介绍了这方面的研究成果。

目前，基于性能的抗震设计思想已经渐渐为许多建筑结构的设计、施工、维护所采用。

一、大跨度悬臂桁架结构

范峰等在研究了悬臂桁架结构的强震失效机理的基础上，详细介绍了基于性能的抗震评估方法――增量动力分析（Incremental Dynamic Analysis，IDA）的基本原理和具体实施步骤，阐述了IDA方法相关参数的确定原则，并利用该方法对悬臂桁架结构进行了有效的抗震性能评估，从概率的角度评价了悬臂桁架结构在未来遭遇地震时的可靠性。

二、钢筋混凝土高墩

李正英等根据钢筋混凝土高墩的地震反应特性，确定采用曲率延性系数作为性能参数，并给出桥墩在地震作用下曲率延性系数对应各性能水准的量化值。分别以位移延性系数、位移角限值以及曲率延性系数作为性能评价指标，采用增量动力分析法对桥墩进行抗震性能研究。

三、桥梁结构

邹永旺，贺国京在分析方法的基础上，应用统计的强度折减系数模型，基于概率分析方法，应用随机地震作用模型考虑地震作用的随机性，评估桥梁结构在确定性烈度的地震作用下和年基准期内的抗震可靠度。

穆哲，杨光辉对红旗村黄河大桥进行了Pushover分析和抗震能力评估，最后分析了现有加载模式和非线性分析的差异。Pushover分析方法是一种用于预测地震动作用下将复杂的动力弹塑性问题简化为静力弹塑性问题的近似方法，主要讨论结构在地震动作用下所受到的变形和力。其基本原理是：在结构分析模型上施加某种方式的荷载（如模态荷载、均匀荷载、倒三角形荷载等）来模拟地震水平惯性力。

抗震性能目标规定为在给定设计地震动水平下结构超过规定的抗震性能水平的条件概率，以期解决我国公路桥梁的抗震设防目标长期没有规定预期的可靠度的问题；采用一次二阶矩法，建立基于需求能力系数的抗震性能设计的极限状态方程，该方程同时考虑结构地震需求和抗震能力的不确定性。

四、RC框架结构

崔双双，吕大刚采用静力能力谱方法、动力能力谱方法和时程分析方法，对所设计的RC框架结构进行分析，研究不同强度需求谱作用下结构整体抗震性能系数的需求值。针对“侧向连续倒塌”失效模式，采用基于备用荷载路径的Pushover方法、静力能力谱方法、IDA方法和位移需求能力系数法，分别从强度、耗能以及变形的角度，对所设计结构的抗侧向连续倒塌能力进行研究，并将基于承载力的鲁棒性指标分别拓展到基于谱加速度和变形的鲁棒性指标。针对“竖向连续倒塌”失效模式，采用考虑构件失效加载方案的Pushdown分析方法和考虑构件失效时长的竖向IDA分析方法，分析损伤结构在初始屈服状态、整体屈服状态和承载能力极限状态时的抗竖向连续倒塌能力，并得到其相应的抗竖向连续倒塌鲁棒性指标。

杨伟，欧进萍等在基于性能的抗震设计理论研究的基础上，针对Park&Ang提出的双参数损伤模型，首先研究了其简化的计算方法；在已有的“规范设计+损伤验算”的损伤设计理论基础上（这种损伤性能设计方法是将规范设计方法中的弹塑性变形验算改为损伤性能验算），进一步研究钢筋混凝土结构直接基于损伤性能的抗震设计方法。研究了基于Park&Ang损伤模型的弹塑性反应谱（“损伤谱”，损伤谱综合考虑了结构最大位移反应和结构累积滞回耗能的耦合作用）。

马倩等针对传统能力谱法以基本振型为振动控制向量的缺陷，研究了高阶振型对结构动力反应的影响，详细推导了考虑高阶振型影响的结构动力方程；对钢筋混凝土框架进行了模态能力谱分析（简称MPA法）和时程分析，所得层间位移角曲线与倒三角、多振型楼层惯性力组合以及基本振型加载下的结果对比显示，高阶振型对高层结构的动力反应影响明显，采用模态能力谱法能有效提高结构性能评价的精度。

五、火电厂主厂房框排架结构

尹龙星等探讨静力弹塑性推覆（Pushover）分析方法在不规则结构分析中的适用性，论证多维空间推覆方法和考虑高阶振型对火电厂主厂房框排架结构的影响。研究不同加载模式下结构能力曲线和破坏模式的区别，并分析了不同状态下结构内力、变形、塑性铰分布与时程分析结果的差异。利用ATC40能力谱法和改进能力谱法对框排架结构进行抗震性能评估，探讨能力谱法用于不规则结构时的可行性，同时对比分析两种方法在评估过程中的优缺点，给出不同状况下的应用建议。基于性能的抗震设计是未来结构抗震设计的发展方向，基于损伤性能的抗震设计方法是其中重要的一部分内容。

六、总结

目前在结构中常用的基于性能的抗震设计分析方法主要包括：基于位移的设计方法、基于损伤性能的设计方法、基于能量的设计方法、综合设计方法、基于可靠度的设计方法等，基于位移的抗震设计方法大致有控制延性的方法（能力设计方法）、能力谱法和直接基于位移法。另一说法，目前在结构中常用的基于性能的抗震设计分析方法主要包括基于静力的分析方法、基于动力的分析方法、能力设计方法、结构易损性分析方法、综合设计法。基于静力的分析方法主要包括能力谱法、位移修正系数法、设计谱方法、适应谱推覆分析方法（Pushover法）、模态推覆分析方法（模态Pushover法）以及Ay-Dy格式地震需求谱等。基于动力的分析方法主要包括弹塑性时程分析法、增量动力分析法（IDA）、蚁群优化法等。（作者单位：大连理工大学建设工程学部）

参考文献：

[1] 齐春玲，范峰.大跨度悬臂桁架结构的强震失效机理及抗震性能评估研究[D].哈尔滨工业大学硕士论文，2010

[2] 李正英等.钢筋混凝土高墩抗震性能评价指标[J].重庆大学学报，2014，37（2）

[3] 邹永旺，贺国京.基于概率Pushover的桥梁结构抗震可靠性分析[D].中南林业科技大学硕士论文，2010

[4] 穆哲，杨光辉.红旗村黄河大桥的抗震性能分析[D].长安大学硕士论文，2012

[5] 崔双双，吕大刚.RC框架结构整体抗震性能系数与综合反应修正系数研究[D].哈尔滨工业大学博士论文

[6] 杨伟，欧进萍等.钢筋混凝土结构损伤性能设计及整体抗震能力分析[D].哈尔滨工业大学博士论文，2010

抗震结构设计论文篇（7）

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：

[1]罗奇峰、王翠梅，《从近几年震害总结中提出的结构性能设计理论》，工程抗震，2001年6月，4-7

[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

抗震结构设计论文篇（8）

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

我国地处于多地震带区域，东连太平洋地震带，而南邻欧亚地震带，整个地震域分布广泛，活动范围较大、频度较高，在全球是遭受地震灾害颇为严重的一个国家。由此可知，有关房屋建筑结构中的抗震问题，是目前处于地震易发区域城市主要面临的建设发展阻碍。

一、建筑结构中抗震设计理念

地震作用是一种随机性强，且不可准确预测的外部力量作用。现阶段，采用的计算方法通常还是半经验半理论形式的计算方法，所以想要获取精确的抗震结论还需一段研究时间，在建筑实践过程中，设计工程师变提出了这一理念——“建筑抗震设计”。这一设计理念主要依赖于工程概念，在原本有助于结构抗震力提升的基础上，采用顺应工程客观规律跟建筑本质的措施对建筑设计的对象展开宏观控制工作。因此，结构的抗震设计普遍结合于综合性的概念设计、测量计算以及结构措施等一整套细节工程。概念设计重点强调了在建筑工程设计时，应合理选择施工场地，把握能量输入点、房屋整体体型美观度、结构建筑体系化、刚度分布的合理性及构件的递延性等各个方面，从基础细节方面消除建筑里各个抗震薄弱的环节，再加上一定技艺的计算跟建筑构造措施，从而使得房屋建筑设计具有较强的抗震性能及安全可靠性。

二、影响建筑结构抗震性能的几大因素

（1）抗震设计标准化

现阶段， 建筑结构中有关抗震设计的标准主要是根据国家针对各个地区发生地震的可能性及危害程度而展开的初步预测工作，进一步确定各个地区最基本的设防性能强度。设防性能强度的确定一直都是设计抗震标准的主要参考凭证，换句话说，只有使得抗震烈度的测量预测愈加准确、精密，才可以确保抗震设计愈加标准化、科学性、正确度。另一方面，建筑施工单位就按照抗震设计的一切标准和工程项目开发商对建筑使用性能的主要要求，展开抗震设计工作，强化建筑物抗震设计烈度目标的实现力度，从而确保：设计烈度正比于建筑物的抗震性能，并反比于建筑工程的成本造价。

（2）抗震设计合理性

抗震设计其实主要就是针对建筑工程的结构体系实施最合理、最科学的设计规划，并选择最适合工程施工的建筑抗震措施，进而确保整个建筑结构体系具有一定的抗震性能，使建筑在受到地震灾害威胁时屹立不倒，在一定程度上保护了人类的财产安全和生命安全。一般情况下，高层建筑物相比于普通建筑而言，对抗震设计标准有着更高的要求、规定，一般会选择所谓的“现浇剪力墙结构、框架”——剪力墙结构作为高层建筑物的首选结构类型。此类型建筑工程结构的强度较高，在强烈的外力作用条件下，一定程度上就可以维持整个建筑结构体系的平稳度，获得的抗震效果异常明显、高效。总而言之，建筑工程结构抗震设计、规划的合理性基本确保了建筑工程优质的抗震性能。

（3）建筑施工质量合格度

通常情况下，建筑工程整体的施工质量对建筑物的使用周期及性能有直接的影响，被地震强烈振幅波及影响，建筑物稳固度偏低，很难确保安全性，因此，必须要严格控制建筑物整体的施工质量合格度，精致规范建筑施工过程中的每一道工序，强化质量监督、管理与检验的工作力度，进一步提高建筑工程施工质量，确保建筑物的抗震安全性能。

三、建筑抗震设计趋势分析

（1）以位移为基准的结构抗震

我国目前实行的建筑结构抗震设计，普遍是以承载力作为基础的一种设计方法。即：用线弹性方法计算结构在小震作用下的内力、位移；用组合的内力验算构件截面值，使建筑结构具有足够的承载力；位移限值主要是使用阶段的要求标准，同样也是为了对建筑非结构构件加以保护；结构的延性和耗能能力是通过构造措施获得的。为了可以实现以位移为基础的抗震设计目标，第一步就必须要研究简单建筑结构（例如框架及悬臂墙）的各种构件变形跟配筋间的关系，实现按变形要求进行构件设计；进而研究整个结构进入弹塑性后的变形与构件变形的关系。这就要求除了小震阶段的计算外，还要按大震作用下的变形进行设计，也就是真正实现二阶段抗震设计。

（2）分析材料参数随机化的抗震模糊可靠程度

这一方法主要以结构的整体性能为出发点，摒弃以前那种对结构抗震安全可靠度的一种研究依据：仅仅考虑荷载程度的不确定性，忽视其他的各类影响因素，综合性地结合各种影响因素的建材变异性能，了解地震烈度随机性与其等级界限随机性跟模糊程度对结构抗震安全可靠度的主要影响。这一方法的研究成果不仅可以用在对建筑结构抗震性能的可靠度评估这一方面，还可以用在指导以可靠度理论为基础的建筑结构抗震设计这一方面。

（3）建筑结构中针对隔震与消震的抗震设计

想要将建筑结构整体的抗震性能上升到一定的层次，隔震与消能减震这一类的抗震工作起到的作用是不可忽视的，其在整个建筑结构设计中有着特殊的应用功能。耗能元件及其体系可错开地震动卓越周期，进而避免共振引起的破坏、损失，降低了地震振动感应以及风振影响。

这里提及的隔震，其实就是隔离地震，也就是说在建筑物的基础结构跟上部结构间加上一层隔震层，将房屋跟基础结构相隔离，隔离地面运动能量向建筑物的传递，从而减弱房屋结构经受的地震作用力，进而使得地震时发生理想化现象，那就是建筑物仅仅轻微发生运动和变形现象，确保整个建筑物的安全性及人生财产安全。消能减震使地震输入到建筑物的能量一部分被消能部件所消耗，一部分由结构的动能和变形能承担，以此达到减少结构地震反应的目的。

伴随着社会发展的不断进步，人类对各种建筑构筑物具有的抗震减震性能标准越来越精准，使得“延性结构体系”在建筑工程中的应用日渐局限、拘谨，因此传统的建筑抗震结构理论跟体系逐渐满足不了基本的建筑设计要求。因为隔震消能跟各类减震控制结构体系相比较于传统的抗震体系来讲，有着独特且明显的优势，因此其在未来的建筑工程结构里的应用将变得越来越广泛。阻尼器在隔震与消震设计技术中应用而生，阻尼器的性态应通过在最大地震和最大风荷载下的足尺试验得到验证；另一方面，提高结构阻尼，采用高延性构件，在一定程度上可以减轻地震作用力。

四、结语

综上所述，研究建筑结构中各种抗震设计方法，结合各国所有大地震对国家、社会、人民造成灾害、损失的实际经验，使得全球地震工程学者跟设计人员都获得了一致的见解：经济与安全是衡量建筑结构中抗震设计科学、合理性的主要因素。

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)

抗震结构设计论文篇（9）

关键词：

钢结构；地震作用；梁柱刚性连接；门式刚架抗震设计

我国每年有超万亿吨之多的钢产量，加快我国的钢产业政策由长久采取的“节约钢材”变为“合理用钢”、“鼓励用钢”，所以钢结构的用量有良好的前景。我国为地震区的城市有很多，因此应该按照规范进行抗震分析和设计。

1钢结构抗震分析

1．1钢结构跃层加层动力分析概述古今中外，地震灾害造成的损失是难以估量的，在地震灾害中，我们付出的代价是惨重的，与此同时也取得了大量而宝贵的经验和知识。通过对震后的调查和研究表明，造成震害的主要原因之一是建筑立面与平面不规则。竖向抗侧力构件不连续是跃层加层房屋加固和改造形式的特点，从竖向看，抗侧力较小，在加层标高处，刚度易形成突变，因此从建筑立面规则性方面思考，此结构根本对抗震设计无用。所以为了避免抗震造成的不利影响，应采用有良好抗震性能的钢结构，能在一定程度上弥补跃层加层技术布置的不合理。钢材是匀质材料且各项同性，有延性好、质量轻、强度高的特点，为达到建筑抗震的要求，钢结构是使用的材料之一。当地震作用时，钢结构框架由于钢材强度高和均匀的材质，因而结构的稳定性和可靠性较大；钢结构房屋的自重轻，因为钢材的强度大和质量轻，从而地震波动作用对结构的作用会减小；因为钢结构延性性能较好，所以钢结构具的变形能力很大，房屋在很大的变形下也不会倒塌，从而结构的抗震安全性得以保证。

1．2抗震性能的特点良好的抗震性能是钢结构的特点，概括起来主要包括以下方面：（1）钢材材质均匀，受力性能各项同性，有韧性好、强度高、质量轻等优点，在震波的受力作用下，由于钢材的材质均匀，整体受力，质量轻，强度可靠，因而钢结构的房屋可靠性和稳定性大；（2）由于刚架结构自重轻和整体性好，较能承受地震的波动，使地震作用变小；（3）因为采用压型钢板，使墙面和屋面具有很好的蒙皮作用，使地震作用减少；（4）钢结构形式建筑的房屋，较低矮，亦使房屋能够承受地震波动；（5）采用端板半刚性连接梁一梁和梁一柱的刚架，当地震作用，外力很大，超过设计荷载时，弹塑性变形增大，弯矩增大，降低了受弯承载力，变形增大，具有良好的延性。

1．3结构地震反应理论分析方法从古至今，地震很难预测，预防措施是减少地震灾害最主要的方法，临时性的地震预报可减少经济的损失和人员的伤亡，但这是不可能的。结构抗震最好的预防措施是采取可行有效的设计方法，使结构抗震能力提高，避免结构的大裂缝和倒塌，避免经济损失和人员伤亡。随着科技进步、经济的发展、人们抗震理念的深入，建筑的抗震设计随着抗震理论的加深而成熟，抗震设计的科学领域已经形成且庞大。目前正在发展中的概率弹塑性理论和静力理论、反应谱理论、直接动力分析理论是结构抗震设计理论发展经历的4个阶段。结构地震反应分析方法的理论基础是根据结构抗震设计理论而定的，时程分析法、振型分解反应谱法和底部剪力法是地震作用分析方法的三个基本方法。

2钢结构抗震设计

2．1梁柱刚性连接抗震设计钢结构梁柱刚性连接脆性断裂是造成日本阪神地震和美国北岭地震人员伤亡和经济损失的直接原因。此后许多专家做了大量的实验，根据实验结论，提出了防止断裂的方法和预防措施，可以降低构件脆性，提高构件延性，防止节点处脆性破坏的发生，现行规范没有纳入这些成果。目前我国常用钢结构连接形式是栓焊混合连接梁柱刚性连接，它具有节省钢材、构造简单、节约工期等优点。但这种形式的节点不用于美国北岭，严重的脆性断裂是这次地震中房屋倒塌的主要原因，为此经专家分析发现，有效地提高节点塑性转动能力的方式就是在抗剪板和梁腹板之间补焊，为了避免现场焊接的梁柱连接缺陷也可以采用梁一梁拼接型式。

2．2门式刚架抗震设计门式刚架与传统的单层房屋有差距，因为自重相对较轻，采用轻型墙面和屋面。因此《抗规》规定，普通钢厂房的抗震规定对单层轻型的钢厂房不适用。《门规》对此做了如下规定：（1）从设计方面出发，单层轻型门式房屋钢结构的质量较轻，对7度以下抗震烈度设防地区，抗震验算不用进行，当抗震设防烈度大于s度时，结构的纵向和横向框架应该进行相关的抗震验算和分析以便于居住。（2）当由地震控制设计由效应组合作用时，在构造上，采取相应的抗震措施来针对轻型钢结构的特点。比如，按屈服强度的1．2倍来设计支撑连接处的承载力；宜加腋来提高斜梁下翼缘和刚架柱连接点处的承载力，应减小该处翼缘受压区域内的宽厚比；适当的用强度高的螺栓对构件进行加固和连接；把抗剪键设置造柱脚底板，要增强高锚栓的抗剪力和抗拔力应采取必要措施；适当的提高抗拔承载力和抗剪承载力和抗扭矩承载力。（3）低矮是单层轻型门式刚架钢结构房屋的特点（一般不超过18m，高度小于40m），且质量集中在上部，主要的受力形式是剪切受力，近似于单质点体系的结构，符合《抗规》第5．1．2条规定，进行抗震计算分析的方法可用底部剪力法；根据《抗规》第9．2．5条，结构阻尼比取0．045－0．050。应按照附录H．2和《抗规》9．2节来进行抗震设计单层及多层钢结构工业厂房（单层轻型钢结构厂房除外）。

3结语

在对美国UBC规范的地震作用、“建筑工程抗震性态设计通则”和现行抗震规范比较分析的基础上，从抗震设计原则出发，针对刚性连接的梁柱，对于结构，我国采用“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设计理念，按大震验算和小震设计的方法来落实到设计规范上。线弹性和塑性是结构的特点，振型耦合的叠加原理可以来反应地震波动。结构的基础与土层之间无直接相互作用，所以全部支座处的地震波动相同，最大的地震反应是结构的最不利地震反应。

参考文献

［1］渡边邦夫．钢结构设计与施工．北京：中国建筑工业出版社，2006．

抗震结构设计论文篇（10）

【中图分类号】G712

当前随着我国教学改革的不断深化，建筑专业教学也发生了深刻变化。新形势下建筑专业的教学理念、教学方法以及教学内容等方面都发生了变化，这一点在建筑抗震设计这门课程中表现的尤为显著。建筑抗震设计是建筑专业中一门核心课程，对于提升学生的专业素质具有重要意义。

建筑抗震设计课程教学是一项专业性工作，当前建筑抗震设计在教学过程中还存在着一系列问题，人们对于建筑抗震教学仍然以传统的教学方式来进行教学。在新形势下只有不断树立新的教学思维，运用新的教学方法才能不断适应时展的要求。

一、建筑抗震设计课程教学

建筑抗震设计在平常教学过程中主要是讲解地震对建筑结构的动力作用以及结构抗震设计的方法。这门课程的教学重点是要让学生们掌握地震作用的计算、钢筋混凝土框架结构抗震设计方法以及结构抗震设计等概念。抗震设计的一般规定、砌体结构房屋的抗震设计、振型分解反应谱法、建筑抗震概念设计、单层厂房抗震设计、多层混凝土房屋抗震设计等内容都是需要我们重点讲解的内容。

建筑抗震设计的最终目标是要提升建筑结构的抗震性能，让学生充分掌握抗震设计的基本概念并能够具有一般的设计能力。学生通过这门课程后需要掌握初步的设计能力，能做出符合建筑结构实际情况的抗震设计方案。教学目标也是我们评价教学效果的一个重要标准，在今后教学改革的措施都要通过这一个标准来衡量其效果。

二、建筑抗震设计教学要点

建筑抗震设计课程在教学过程中教师必须要把握住一系列要点，只有把握住要点才能实现真正有效的教学。今后的建筑抗震设计教学无论是从教学内容，还是从教学课程设置来看都需要进行有针对性的变革。

（一）重视抗震防线的设置。在建筑抗震设计过程中抗震防线的设置最为重要，多层抗震防线的设计有助于提升建筑结构的抗震性能。当前国家通行的《建筑抗震设计规范》中也曾明确要求在建筑结构抗震设计中必须要设置躲到抗震防线。在某些地震案例中会发现那些钢筋混凝土结构好的地方受地震影响大，而那些抗震性能相对较差的砌体没有倒下。之所以会出现这种现象一个很重要的原因就在于设置了多道防线。

在教学过程中必须要让学生充分认识到设置多道抗震防线的重要性。对于框架结构而言尤其是像教学楼那样的大空间结构，在设计过程中如果能够合理设置柱间支撑或者柱子翼墙就能够有效增强结构的纵向刚度，剪力墙结构如果能够合理设置连梁就能作为建筑结构的“第一道防线”。针对多层框架的设计在楼梯间墙体要设置剪力墙，这样可以有效地形成抗震的多道防线，采用这样的设计方法对于提升建筑抗震性能具有重要意义。

（二）合理设置抗震构造。在建筑抗震设计过程中合理设置抗震构造具有重要意义，是提升建筑抗震性能的有效途径。在建筑抗震设计过程中重点是要提升薄弱部位的抗震能力。

针对砌体结构的抗震设计必须要严格按照《规范》来进行设计，对于楼梯、电梯间四角、不规则部位纵横墙交接处以及较大洞口两侧等部位的抗震设计必须要保持高度重视。对于大跨度梁的设计需要采用组合砌体的方式来予以实现，需要对沿楼面大梁平面内，平面外的静力以及抗震承载力来进行精确验算。框架结构节点钢筋必须要满足锚固要求，梁的塑性效能也需要充分发挥出来，这样可以有效避免柱以及节点破坏形成几何可变体系从而倒塌。此外针对女儿墙等非结构构件在设计过程中必须要保证具有良好的变形能力，为了避免地震时脱落伤人，建筑物出入口上不的玻璃幕、女儿墙以及挑檐等部位需要吊顶。

如果设计者是采用预制装配式楼板时必须要做好预制板间拉结锚固工作。为了提高高楼盖的整体性还可以设置板边圈梁、板缝现浇配筋带等。

（三）要坚持强柱弱梁原则。建筑抗震的设计重点是要坚持这一原则，针对钢筋混凝土框架的设计也要按照这一原则来进行详细计算。在设计过程中即便是框架柱增加了柱端弯矩的设计值在计算时也只能按照构造要求来进行配筋。在设计过程中要对于占据建筑结构大比重的抗震等级一般是二三级构件，可是在实际设计过程中无论怎么精确也最终会形成强梁弱柱的现象，这是我们需要注意的一个问题。在结构设计过程中必须要保证建筑结构体系的合理设置。这是做好建筑抗震设计的关键，只有做到这一点才能真正做好建筑抗震结构的设计。

三、运用多种教学方式，实现有效教学

建筑抗震设计教学方式是多种多样的，在教学过程中教师必须要选择合理的教学方式才能实现有效教学。在今后教学过程中需要采用先进的教学方法和教学手段来进行教学。当前传统的教学方法已经不能适应教学实际，只有不断创新教学方法和教学理念，把建筑抗震设计变成一门理论与实践相结合的课程，才能最终提升学生的实践创新能力。因而在实际教学过程中教学人员需要把握住以下几点：

（一）合理利用多媒体来进行教学。建筑抗震设计是一门与实际联系非常紧密的学科，在教学过程中合理用用多媒体技术来进行教学有助于培养学生理论与实际相连接的能力。传统的教学方法虽然能够把课本中的理论知识讲清楚可是学生理解起来就要花费很大气力，学生接受起来是非常不容易的，因而在教学过程中合理应用多媒体设备就显得非常有必要。在实际教学过程中可以通过PPT、音乐、视频、图片等多种表现形式来进行建筑抗震设计教学采用这样的手段可以有效提升建筑抗震设计教学水平。通过图片的对比分析可以让学生产生强烈的冲击力，这样可以激发学生的好奇心和社会责任感，这对于增强学生的学习积极性和主动性是有很大好处的。

（二）要实现可研教学。建筑抗震设计是一门应用性和实践性都很强的学科，通过抗震实验能够获得许多知识。最新的抗震设计方法和技术也只有通过抗震实验才能完美的表达出来。在实际教学过程中实现可研教学意义重大。在今后教学过程中教学人员要充分认识到可研教学的重要性，要多做实验，要通过观摩典型的、大型工程结构抗震、隔震、减震科研实验来增强学生们的感性认识，提升学生们科学研究兴趣和解决问题的能力，通过专门的科学实验可以让他们掌握更多的知识，让他们加深对理论基础知识的印象。在教学过程中还可以创造条件组建高水准的重点实验，要配备先进的实验设备，多做一些典型结构的抗震、隔震实验，丰富实验素材。只有这样才能不断提升学生的学习能力。

（三）实现理论教学与抗震设计实践相结合。正如上文所述《建筑抗震设计》是一门应用性和实践性都很强的学科，因而在教学过程中必须要与抗震实际相结合。要增加实践课程，要多参加实际设计工作，实地参观施工现场，通过这样的方法来增强学生对工程实际的了解，这样学生在设计过程中也会不断根据实际要求来进行设计，设计水平也将会明显上升，在毕业设计过程中要专门规定必须要对特定建筑结构做出抗震设计，通过这样的规定可以增强学生独立分析问题和解决问题的能力。重视实践，加强实践教学是建筑抗震实际的重点，我们必须要高度重视这一点。

（四）实现讲授、讨论、自学相结合。在理论教学过程中教师必须要改变以往教授为主的模式。在理论教学过程中要实现讲授、讨论与自学的有机结合。对于抗震概念设计、抗震计算、抗震构造措施等内容要多倾听学生的意见，要鼓励学生积极讨论，这样可以实现有针对性的讲解。对于那些重点章节的内容，教师必须要深入细致地进行讲解，为了增强教学效果还可以通过增加互动性习题的方式来进行教学。在教学过程中教师要首先制定讨论题目，让学生根据讨论题目来进行热烈的讨论，教师还可以通过课堂分组讨论以及答辩等形式来进行教学，这样可以有效调动学生积极性和创造性。

建筑抗震设计建筑专业中一项核心课程，做好建筑抗震设计是提升建筑结构抗震性能的有效途径。在教学改革不断深入的背景下建筑抗震设计也应该不断变革。本文详细分析了建筑抗震设计课程的教学内容和教学方法，随后分析了教学要点，最后重点论述了实现有效教学的各种策略。建筑抗震设计是一门核心课程，加强对这门课的研究，实现有效教学意义重大。在今后教学过程中要高度重视实践教学。

抗震结构设计论文篇（11）

中图分类号：TU318 文献标识码：A

长期以来我国一直使用的抗震设防目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”，它本质上就是以保证生命安全为抗震设防目标的一级设计理论。按照以上理论对结构进行抗震设计，当地震发生时，虽然有效地防止了由建筑物坍塌而导致人员伤亡，但是由于建筑物的破坏没有很好地得到控制，给社会带来了巨大的经济损失。在抗震设计时，为了兼顾经济和安全，不仅要防止结构发生坍塌，同时也要合理地控制结构的其它破坏程度。20世纪90年代初，基于抗震性能设计的理念由美国学者提出后，日益得到各国学者的广泛关注。本文就如何实现抗震性能设计目标的方法进行探索，并将抗震性能设计应用到钢结构的优化设计中。

一、结构抗震性能目标

结构抗震性能目标的选定应该综合考虑设防烈度、结构的特殊性、震后损失和修复等因素。根据规范首先划分结构抗震性能水准和地震作用水准，然后综合确定结构抗震性能目标。

1.1 性能水准的划分

性能水准 破坏描述 继续使用的可能性

基本完好（含完好） 承重构件完好；个别非承重构件轻微损坏；附属构件有不同程度破坏 一般不需修理即可继续使用

轻微损坏 个别承重构件轻微裂缝（对钢结构构件指残余变形），个别非承重构件明显破坏；附属构件有不同程度破坏 不需修理或需稍加修理，仍可继续使用

中等破坏 多数承重构件轻微裂缝（或残余变形），部分明显裂缝（或残余变形）；个别非承重构件严重破坏 需一般修理，采取安全措施后可适当使用

严重破坏 多数承重构件严重破坏或部分倒塌 应排险大修，局部拆除

倒塌 多数承重构件倒塌 需拆除

注：个别是指5%以下，部分是指30%以下，多数是指50%以上。

1.2 地震水准的划分

为了与现行建筑抗震设计规范衔接紧密，地震水准划分为：多遇地震、设防地震、罕遇地震。

1.3 性能目标的划分

由于本人编写的ANSYS命令流暂时仅能在弹性范围内优化，针对该特点，钢结构住宅可以实现在三种抗震性能目标控制下的优化。性能目标1：结构在多遇地震作用下完好；性能目标2：结构在设防地震作用下完好；性能目标3：结构在罕遇地震作用下完好。

二、抗震性能设计在结构优化中的应用

本文运用APDL编程语言，对某六层钢结构住宅进行参数化建模并分析求解。限于篇幅, 下面主要介绍在APDL编程语言命令流中如何运用抗震性能设计。抗震性能设计运用主要体现在施加荷载和荷载效应组合两大模块中。

2.1 水平地震作用

施加水平地震作用可根据不同的性能目标选取水平地震影响系数最大值。

性能目标 水平地震影响系数最大值

注：括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。

2.2 荷载效应组合

无论结构在哪一种性能目标控制下，结构均应满足弹性设计要求，即结构完好。采用作用分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系数，可不考虑地震内力调整系数。

三、工程实例

3.1 工程概况

本工程为某小区的六层钢结构住宅，主体结构为钢框架—支撑结构体系。结构平立面规则且各楼层多为标准层（见图3.1），抗震烈度7度，设计基本地震加速度为0.1g，设计地震分组第一组，建筑场地的类别为Ⅰ类。主体结构各构件多采用钢梁GL1(H400x120x6x8)。本文利用ANSYS软件对钢结构住宅进行整体分析，仅针对钢梁GL1(H400x120x6x8)开展优化设计，使结构在分别满足三种不同性能目标的前提下，实现结构用刚量最小的优化目标。

图3.1 钢结构住宅标准层简图

3.2 计算结果分析

相应于不同的抗震性能目标，优化得出以下结果：

（1）对应于性能目标1，结构在多遇地震作用下完好，初始设计GL1(H400x120x6x8)所用的总用钢量为18.671t 。GL1通过ANSYS优化生成的最优截面为，所用用钢量为14.239t，较原设计结构节省钢材4.378t。

（2）对应于性能目标2，结构在设防地震作用下完好，初始设计GL1(H400x120x6x8)所用的总用钢量为18.671t 。GL1通过ANSYS优化生成的最优截面为，所用用钢量为17.199t，较原设计结构节省钢材1.472t。

（3）对应于性能目标1，结构在罕遇地震作用下完好，初始设计GL1(H400x120x6x8)所用的总用钢量为18.671t 。GL1通过ANSYS优化生成的最优截面为，所用用钢量为25.485t，较原设计结构多用钢材6.814t。

四、结论

通过以上的理论阐述和工程实例，可以总结以下结论：

（1）在结构性能目标1和性能目标2的控制下，结构用钢量均有不同程度节省，通过ANSYS优化改变截面尺寸可有效减少用钢量和提高结构抗震水平。随着结构抗震性能目标的提高，GL1截面尺寸相应有所增加。设计者可选择合适的性能目标对结构进行优化设计。

(2) 抗震性能设计可应用在实际工程中。设计人员可根据使用者对结构的不同使用要求，确定相对应的性能水准和性能目标，并且给设计人员提供更灵活的发挥空间。结构抗震性能设计将是未来结构抗震设计的发展方向。

（3）由于结构性能目标的确定很难把握，抗震性能设计在工程结构中的应用还很少，抗震性能设计的理论和通用计算软件的开发有待深入研究。

参考文献

[1] SEAOC Vision 2000 a Frame work for Performance-based Engineering[R]．Structural Engineering Association of California，1995．

[2] 马宏旺，吕西林．建筑结构基于性能抗震设计的几个问题[J]．同济大学学报，2002，30(12)：1429-1434．

[3] 李 刚，程耿东．基于性能的结构抗震设计-理论、方法与应用[M]．北京：科学出版社，2004．