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抗震設計的重要構件范文1
關鍵詞：建筑結構；計算機輔助設計；概念設計；抗震；延性
中圖分類號：TU3 文獻標識碼：A文章編號：
1 建筑結構抗震概念設計的含義
建筑結構的抗震概念設計是指在進行結構抗震設計時，根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想，從概念上，特別是從結構總體上考慮抗震的工程決策，即正確地解決總體方案、材料使用和細部構造，以達到合理抗震設計的目的。
2 結構抗震概念設計的重要性
2.1概念設計是解決地震不確定性的好方法
地震給人類社會帶來的破壞是不可抗拒的，人類只能被動防御。然而我們對地震破壞機理還不十分清楚,對地震的破壞現象也只是停留在感性認識階段,建筑物抗震計算的原理只是一種近似方法，卻不能代表建筑本身在地震中的真實反應。概念設計的思想不妨是個解決這個問題的好方法。據報道北京國家大劇院由安德魯做概念設計，所有的結構設計、施工圖設計都是由北京市建筑設計院完成，安德魯只是提供了一個設計概念，竟然得了總造價的11%(達數億元)，可見概念設計的重要性。在計算機輔助設計軟件日益傻瓜化的今天，一個普遍存在的狀況是設計人員越來越多地依賴計算軟件，忽略概念設計，缺乏對計算結果的合理分析、判斷，對復雜結構很容易產生設計缺陷，造成結構安全隱患。地震是一種隨機振動，有著難以把握的復雜性和不確定性，要準確地預測建筑物遭遇地震的特性和參數，尚難以做到。在建筑抗震理論未達到科學嚴密的今天，單靠計算很難使建筑具備良好的抗震能力。因此，結構工程師必須重視建筑總體抗震能力的概念設計。
2.2概念設計是工程師進行結構設計創新的原則和方法
概念設計是展現先進設計思想的關鍵，一個結構工程師的主要任務就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的設計，并能有意識地處理構件與結構、結構與結構的關系。一般認為，概念設計做得好的結構工程師，隨著他的不懈追求，其結構概念將隨年齡與實踐的增長而越來越豐富，設計成果也越來越創新、完善。遺憾的是，社會分工的細化，使得部分結構工程師只會依賴規范、設計手冊、計算機程序做習慣性傳統設計，缺乏創新，更不愿（或不敢）創新，有的甚至拒絕對新技術、新工藝的采納（害怕承擔創新的責任）。部分工程師在一體化計算機結構程序設計全面應用的今天，對計算機結果明顯不合理、甚至錯誤不能及時發現。隨著年齡的增長，導致他們在學校學的那些孤立的概念被逐漸忘卻，更談不上設計成果的不斷創新。
2.3計算理論與實際受力的差別使得概念設計成為結構抗震的重要途徑
概念設計的重要，主要是因為現行的結構設計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性，比如對混凝土結構設計，內力計算是基于彈性理論的計算方法，而截面設計卻是基于塑性理論的極限狀態設計方法，這一矛盾使設計結果與結構的實際受力狀態差之甚遠，為了彌補這類計算理論的缺陷，或者實現對實際存在的大量無法計算的結構構件的設計，都需要優秀的概念設計與結構措施來滿足結構設計的目的。同時計算機計算結果的高精度特點，往往給結構設計人員帶來對結構工作性能的誤解，結構工程師只有加強結構概念的培養，才能比較客觀、真實地理解結構的工作性能。
2.4概念設計在初步設計中的重要性
概念設計之所以重要，還在于在方案設計階段，初步設計過程是不能借助于計算機來實現的。這就需要結構工程師綜合運用其掌握的結構概念，選擇效果最好、造價最低的結構方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結構概念，深入、深刻了解各類結構的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。概念設計在設計人員中提得比較多，但往往被人們片面地理解，認為其主要是用于一些大的原則，如確定結構方案、結構布置等。其實在設計中任何地方都離不開科學的概念作指導。計算機技術的迅猛發展，為結構設計提供了快速、準確的設計計算工具，但不可迷信電腦，應做電腦的主人。而人的設計，就是概念設計。有很多設計存在諸多缺陷，主要原因就是在總體方案和構造措施上未采用正確的構思，即未進行概念設計所致。
3 抗震概念設計的基本內容
3.1建筑設計應重視建筑結構的規則性。
建筑結構的規則性對抗震能力重要影響的認識始自若干現代建筑在地震中的表現。最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。馬那瓜有相距不遠的兩幢高層建筑，一幢為十五層高的中央銀行大廈，另一幢為18層高的美洲銀行大廈。當地地震烈度估計為8度。一幢破壞嚴重，震后拆除；另一幢輕微損壞，稍加修理便恢復使用。研究發現破壞較輕的建筑平、立、剖均較規則、對稱；結構側向剛度、材料強度和質量的分布也較均勻、連續，而另一棟建筑則恰恰相反，導致產生嚴重扭轉、抗剪不足等而破壞嚴重。
3.2合理選擇建筑的結構體系。
抗震結構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題，結構方案的選取是否合理，對安全性和經濟性起決定性作用。
3.2.1結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。要求結構體系受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與實際表現相符合。
3.2.2應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。抗震設計的一個重要原則是結構應有必要的贅余度和內力重分配的功能。諸多震后實例均印證了它的重要性，設計時要引起足夠重視。
3.2.3結構體系應具備必要的承載能力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。足夠的承載力和變形能力是需要同時滿足的。有較高的承載能力而缺少較大變形能力，如不加約束的砌體結構，很容易引起脆性破壞而倒塌。必要的承載能力和良好的變形能力的結合便是結構在地震作用下具有的耗能能力。
3.3提高結構構件的延性。
結構的變形能力取決于組成結構的構件及其連接的延性水平。規范對各類結構采取的抗震措施，基本上是提高各類結構構件的延性水平。這些抗震措施如：采用水平向（圈梁）和豎向（構造柱、芯柱）混凝土構件，加強對砌體結構的約束，或采用配筋砌體；使砌體在發生裂縫后不致坍塌和散落，地震時不致喪失對重力荷載的承載能力；避免混凝土結構的脆性破壞（包括混凝土壓碎、構件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結破壞）先于鋼筋的屈服；避免鋼結構構件的整體和局部失穩，保證節點焊接部位（焊縫和母材）在地震時不致開裂等等。
3.4抗震設計要注重非結構構件的設計。
非結構構件包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設備，自身及其與結構主體的連接，應進行抗震設計。結合相關震后資料，啟示如下：（1）附著于樓、屋面結構上的非結構構件，應與主體結構有可靠的連接或錨固，避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設備；（2）圍護墻和隔墻應考慮對結構抗震的不利影響，避免不合理設置而導致主體結構的破壞；（3）幕墻、裝飾貼面與主體結構應有可靠連接，避免地震時脫落傷人；（4）安裝在建筑上的附屬機械、電氣設備系統的支座和連接應符合地震時使用功能的要求，且不應導致相關部件損壞。
4 結語
汶川大地震后，國家對《建筑抗震設計規范》重新進行了修定，并于2010年12月1日正式實施。不難看出新的規范對于抗震概念設計提出了更高的要求。概念設計是解決計算近似性的有效途徑，因此必須加強結構設計人員對抗震概念設計重要性的認識，使之成為廣大設計人員在工程設計中自覺遵守的原則。只有時刻把握這個原則才能更加科學、嚴謹的為建筑抗震把好關，才能從根本上提高建筑抗震性能。
參考文獻：
[1]GB50011-2010，建筑抗震設計規范[M].北京：中國建筑工業出版社，2010.
抗震設計的重要構件范文2
【關鍵詞】帶轉換層；高層建筑；抗震設計
前言
為保證設計的安全性，規定部分框支剪力墻結構轉換層的位置設置在3層以上時，其框支柱、剪力墻底部加強部位的抗震等級宜按高規規定提高一級采用，已經為特一級時不再提高，提高其抗震構造措施，而對于底部帶轉換層的框架-核心筒結構和為密柱框架的筒中筒結構的抗震等級不必提高底部帶轉換層的高層建筑在我國已大量建造，但至今未經受到大地震的考驗。其轉換層上部樓層的部分豎向構件不能連續貫通至下部樓層，因此，轉換層是薄弱樓層，其地震剪力需乘以1.15的增大系數。設計中不要誤認為只要樓層側向剛度滿足要求，該樓層就不是薄弱層。
一、帶轉換層結構的設計原則
帶轉換層建筑結構總體設計應遵循的如下原則：首先，傳力直接，避免多次轉換。布置轉換層上下主體豎向結構時，要盡量使水平轉換結構傳力直接，通過結構的合理布置，使不落地的剪力墻通過轉換托梁直接傳給豎向承重構件，盡可能的避免轉換次梁及水平多級轉換，實現傳力路勁的最短化。其次，強化下部、弱化上部。要保證底部大空間有適宜的剛度、強度、延性和抗震能力，要有意識的強化轉換層下部主體結構剛度，弱化轉換層上部主體結構的剛度，使得轉換層上下部主體結構的剛度及變形特征盡量接近，以避免出現薄弱層。再次，計算全面準確。必須將轉換結構作為整體結構中一個重要組成部分，采用符合實際受力變形狀態的正確計算模型進行三維空間整體結構計算分析。采用有限元方法對轉換結構進行局部補充計算時，轉換結構以上至少取2層結構進入局部計算模型，同時應計及轉換層及所有樓蓋平面內剛度，計及實際結構三維空間盒子效應，采用比較符合實際邊界條件的正確計算模型。
二、建筑結構平面布置
關于建筑物的結構平面布置，僅在《高層建筑混凝土結構技術規程》表4.3.3中對建筑物在考慮地震作用時的平面長寬比以及局部凹凸進行明確規定；并且在4.3.5條中對建筑的位移比和周期比進行嚴格的限制。非抗震設計時，由于對周期比沒有嚴格的限制，故在設計轉換層以上的小開間住宅部分的豎向構件時，可以只按照豎向構件的承載力進行設計；作抗震設計時，為了使周期比滿足規范要求的限值，必須對建筑物周圍的豎向構件進行加強處理，這就人為地增大了轉換層上部的建筑物結構剛度，也增加了豎向構件的數量或者截面，同時也會引起轉換層下部剛度相應增大。
三、建筑結構豎向布置
考慮地震作用下，僅在《高層建筑混凝土結構技術規程》中4.4.2和4.4.3條對建筑物的側向剛度進行限制，保證建筑物的側向剛度的連續。4.4.5條對建筑物的豎向收進和外挑進行限制。
（1）底部大空間為1層時，可近似采用轉換層上、下層結構等效剪切剛度比γ表示轉換層上、下層結構剛度的變化，γ宜接近1，非抗震設計時γ不應大于3，抗震設計時γ不應大于2。
（2）底部大空間層數大于1層時，其轉換層上部與下部結構的等效側向剛度比γe宜接近1，非抗震設計時γe不應大于2，抗震設計時γe不應大于1.3。由于轉換層結構上部建筑多為住宅，根據建筑住宅使用功能的要求，房間分隔較小且對結構梁高進行限制，故造成上部住宅部分的豎向構件柱子或短肢剪力墻數量較多，梁較密。并且轉換層上部住宅部分層高一般比下部大開間的商場部分小得多。這些都是造成轉換層上部結構剛度遠遠大于下部結構剛度的客觀原因。
四、結構構件承載力設計的區別
《高層建筑混凝土結構技術規程》4.7.1條中規定：無地震作用時，構件承載力設計值大于等于結構作用效應組合的設計值與結構重要性系數的乘值（結構重要性系數的取值在1.～1.1之間）；有地震作用組合時，構件承載力設計值大于等于結構作用效應組合的設計值與結構構件承載力抗震調整系數的乘值（結構構件承載力抗震調整系數的取值在1.0～1.33之間）。
以上分析均針對非抗震設計和抗震設計在結構概念設計上的區別，屬于確定建筑方案前需要考慮的結構體系對建筑物的總體影響，是非抗震設計和抗震設計在性能設計上的根本區別，需要在建筑方案確定前進行經濟綜合性比較分析。整體結構概念設計是實現非抗震結構性能經濟性設計的根本方向。
五、具體建筑構件單項比較分析
1、框支梁
梁上、下部縱向鋼筋的最小配筋率，非抗震設計時不應小于0.30%；抗震設計時，特一、一和二級不應小于0.60%、0.50%和0.40%；加密區箍筋最小面積含箍率在非抗震設計時不應小于0.9ft/fyv；抗震設計時，特一、一和二級不應小于1.3ft/fyv、1.2ft/fyv和1.1ft/fyv。梁截面高度在抗震設計時不應小于計算跨度的1/6，非抗震設計時不應小于計算跨度的1/8；框支梁截面組合的最大剪力設計值應符合下列要求：
無地震作用組合時：V≤0.2βcfcbh0；
有地震作用組合時：V≤0.15βcfcbh0/γRE。
2、框支柱
框支柱截面組合的最大剪力設計值應符合下列要求：無地震作用組合時，V≤0.2βcfcbh0；有地震作用組合時，V≤0.15βcfcbh0/γRE。柱截面寬度，非抗震設計時不宜小于400mm，抗震設計時不應小于450mm；柱截面高度，非抗震設計時不宜小于框支梁跨度的1/15，抗震設計時不宜小于框支梁跨度的1/12；非抗震設計時，框支柱宜采用復合螺旋箍或井字復合箍，箍筋體積配箍率不宜小于0.8%，箍筋直徑不宜小于10mm，箍筋間距不宜大于150mm。
3、剪力墻
部分框支剪力墻結構，剪力墻底部應加強部位墻體的水平和豎向分布鋼筋最小配筋率，抗震設計時不應小于0.3%，非抗震設計時不應小于0.25%；錯層處平面外受力的剪力墻，其截面厚度，非抗震設計時不應小于200mm，抗震設計時不應小于250mm，并均應設置與之垂直的墻肢或扶壁柱；抗震等級應提高一級采用。錯層處剪力墻的混凝土強度等級不應低于C30，水平和豎向分布鋼筋的配筋率，非抗震設計時不應小于0.3%，抗震設計時不應小于0.5%。
4、一般框架梁、柱、抗震墻
根據對國內外規范最小配筋率取值情況的研究成果，可知各國設計規范梁類構件受拉鋼筋最小配筋率取值存在兩種體系。一種是對抗震及非抗震情況取用相同的最小配筋率，如美國、新西蘭規范。另一種是對抗震及非抗震情況分別取用大小不同的最小配筋率，如歐共體混凝土結構設計規范EC2和抗震設計規范EC8。后者非抗震最小配筋率的取值水準比第一種取值體系明顯偏低。
結語
轉換層在高層建筑的應用必不可少，每座建筑的結構都有其自身的特點，應根據需要，選擇合適的轉換層類型。在施工中，還用注意每一環節的施工，在了解各構件特性的基礎上，合理的發揮其長處、解決其短處，保證轉換層的質量。
參考文獻：
抗震設計的重要構件范文3
關鍵詞：結構設計抗震設計結構類型 抗震措施
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A
前言：結構的抗震設計在各國的建筑標準規范中都給予了高度重視，其主要是地震直接影響到建筑物的安全性，危及人們生命財產安全。不合理的結構抗震設計，當地震發生時將造成人員傷亡及其財產損失，因此，按照目前我國的建筑標準規范要求，通過對建筑結構進行抗震設計的分析和精心設計是能夠做出保護人民生命安全的精品工程。
一、抗震概念設計的重要性
結構抗震性能的決定因素是良好的“概念設計”。概念設計的目的就在于合理地選擇結構形式，并通過構造措施來滿足“大震不倒”的要求。設計師在提高抗震設計意識和水平的同時，建筑方案的選擇不受業主的干擾，避免建筑的形狀、尺寸、布局等表現出明顯的抗震缺陷。結構方案更不能受業主的經濟觀念和使用功能的影響，降低下部結構的延性，使抗震墻的數量、形式、布置嚴重不合理，包括構件的構造措施不力等。
二、提高建筑結構抗震性能的措施
2.1建筑場地的選取
建筑地形以及建筑物地處的地質情況，將直接影響建筑抗震性能。因此，抗震規范明確規定建筑物應盡可能避開對建筑抗震不利的地段如：斷層錯動、河岸滑坡、地層陷落等，任何情況下均不得在抗震危險地段上建造可能引起人員傷亡或較大經濟損失的建筑物。因此，在進行建筑選址時，應進行詳細勘察、搞清地形、地質情況。
2.2建筑主體結構設計的合理性
建筑物自身的結構設計是直接影響到建筑物的抗震性能。從工程實踐結果表明，對于復雜的平面布置，建筑物會出現質心與剛心不重合，在地震作用下結構將會產生較大的扭轉效應，從而加劇地震的破壞作用。對于結構設計人員來說，所設計的結構應當遵循形狀規則和簡單、結構對稱，而且結構應當滿足豎向均勻性原則，從而可以有利于降低扭轉力、非結構構件能保持穩定的工作狀態、降低材料的耗用。結構抗震設計中，要求結構平面布置盡可能地使結構的剛心和質心相一致。在建筑立面上應盡可能的降低結構重心，避免頭重腳輕，出現結構薄弱連接、剛度突變，受鞭梢效應，致使在地震時發生傾倒。
2.3建筑施工材料選取以及質量
建筑物在地震時所受到的地震作用與結構剛度成正比，即質量越大的結構構件，其將受到的地震影響力也就越大。因此在進行建筑物構件選材時，在保證建筑安全性的同時，為改善建筑的抗震性能，應盡可能的減少建筑結構的整體質量。
2.4設置多道設防的抗震結構體系
抗震建筑結構體系應根據建筑物的重要性、設防烈度、房屋高度、場地、地基、基礎、材料和施工等因素，經過技術、經濟條件比較綜合確定。首先宜有多道抗震防線，應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構體系喪失抗震能力或對重力荷載的承裁能力。多道抗震防線，是指在一個抗震結構體系中，一部分延性好的構件在地震作用下，首先達到屈服，充分發揮其吸收和耗散地震能量的作用，即擔負起第一道抗震防線的作用，其他構件則在第一道抗震防線屈服后才依次屈服，從而形成第二、第三或更多道抗震防線，這樣的結構體系對保證結構的抗震安全性是非常有效的。
2.5保證結構的延性抗震能力
合理選擇了建筑結構后，就需要通過抗震措施來保證結構確實具有所需的延性抗震能力從而保證結構在中震、大震下實現抗震設防目標，系統的抗震措施包括以下幾個方面內容。強柱弱梁：人為增大柱相對于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現較早，在達到最大非線性位移時塑性轉動較大；而柱端塑性鉸出現較晚，在達到最大非線性位移時塑性轉動較小，甚至根本不出現塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。強剪弱彎：剪切破壞基本上沒有延性，一旦某部位發生剪切破壞，該部位就將徹底退出結構抗震能力對于柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節點的組合剪力值，使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發生剪切破壞。
三、建筑結構性能抗震設計
采用合理的抗震性能目標和合理的結構措施進行抗震設計。除了抗震設計方法，基于性能的抗震設計理論還包括目標性能的確定，它是整個設計的基礎和關鍵，主要包括以下三個方面：
3.1地震設防水準
在設計基準期內，定義一組參照的地震風險和相應的設計水平，是基于性能設計理論的一個重要目標?；谛阅艿脑O計理論應追求能控制結構可能發生的所有地震波譜的破壞水準，為此，需要根據不同重現期選擇所有可能發生的對應于不同等級的地震動參數的波譜，這些具體的地震動參數稱為地震設防水準，分為常遇、偶遇、罕遇和稀遇地震，并給出了其重現期和超越概率。
3.2結構的性能水平及其量化指標
結構的抗震性能水平表示結構在特定的某一地震水準下一種有限程度的破壞，包括結構和非結構構件破壞以及因它們破壞引起的后果主要用結構易損性、結構功能性和人員安全性來表達。按照不同的地震動水平，結構的性能水準可分為四級，即功能完好、功能連續、控制破壞與損失、保證安全。其中，簡化的三級性能水準，即可繼續使用、修復后可再使用保證安全。
3.3抗震設計的目標性能
結構的抗震設計的目標性能是針對某一地震設防水準而期望達的抗震性能等級，抗震設計目標性能的建立需要綜合考慮場地特征、結構功能與重要性、投資與效益、震后損失與恢復重建、潛在的歷史或文化價值、社會效益及業主的承受能力等諸多因素。我國抗震規范的目標性能實際是：小震不壞，中震可修，大震不倒。
四、各種結構類型建筑物抗震設計
4.1砌體結構抗震設計
砌體結構由于其取材容易，而且其工程成本較低，也是我國農村建筑的主要結構類型之一。但鑒于砌體結構中，砌體自身的的抗拉、抗彎以及抗剪強度較多，因此結構自身的整體性較差而造成砌體結構的抗震性能并不優越。從建筑物震害情況表明，砌體結構在地震中的破壞性較為廣泛。對于砌體結構的抗震設計來說，由于結構形式不合理、抗震措施不足、施工質量沒有保障等都是導致砌體結構抗震性能較差的主要因素
4.2框架結構抗震設計
框架結構由梁和柱以剛接或鉸接相連接而構成承重體系的結構。其在地震中主要表現的震害現象為：柱端出鉸、柱端剪切破壞、節點的破壞。而框架柱的破壞是致使了建筑物的局部或整體倒塌的關鍵所在。從鋼筋混凝土柱的破壞位置方面看，典型破壞位置有：柱頂破壞、柱中部破壞、柱底破壞、短柱破壞、柱梁節點處破壞。為此對于框架結構的抗震設計，應當嚴格控制其抗震設計理念：“強柱弱梁、強節點弱構件，強剪弱彎”。
4.3非結構構件的設計
在結構抗震設計中，不考慮承重以及風，地震等側向力載的構件稱為非結構構件，如框架填充墻、圍護墻、樓梯等。但這些非結構構件在地震中卻較易出現倒塌現象，為有效地避免這些非結構構件在地震中產生的不利倒塌，非結構構件應該和主體結構有可靠的連接和錨固。高烈度區建筑結構震害多以房屋嚴重破壞和倒塌為主，作為圍護結構的墻體也不可避免隨主體結構垮塌或發生嚴重損壞。我們如若進行一些必要的構造設計、概念設計、增強結構可靠度等即可加強非結構構件和主體的連接，有效地提高建筑結構抗震性能。
抗震設計的重要構件范文4
一、對橋梁震害的概述
近幾十年來，在全球發生了多次大地震，這就說明橋梁工程作為抗震防災、危機管理系統的重要組成部分，在地震中必將受到嚴重的破壞。一旦橋梁在地震中受到破壞，就會使地震產生的次生災害進一步加重，也給災后重建工作帶來極大的困難。橋梁是重要的社會基礎設施，提高橋梁的抗震性能是減輕地震損失、加強區域安全的基本措施之一。
二、橋梁工程抗震設計原則
抗震設計要求的是設計出來的結構在強度、剛度和延性等指標上有最佳的組合，并最終達到經濟的實現抗震設防的目標。因此，就需要橋梁設計工程師們具有豐富的經驗和創造力，并深入的了解對結構地震反應有重要影響的基本要素，而不僅僅是按規范的規定執行。抗震設計在遵循的一些基本原則的基礎上，還要結合著歷次的橋梁震害教訓和當前公認的理論認識。
（一）體系的整體性和規則性
橋梁的整體設計性要好，上部結構應盡可能是連續的。較好的整體性是結構發揮空間作用的基本條件，同時也能防止結構構件及非結構構件在地震時被震散掉落?？傊?，無論是在平面還是在立面上，結構的布置都要力求使幾何尺寸、質量和剛度均勻、對稱，以免突然出現變化。
（二）場地選擇
橋梁工程抗震設計所選擇的場地應該考慮一個地區內的場地選擇，可以根據地震危險性來具體選擇一個比較安全的廠址。此外，為了避免地震時可能發生地基失效的松軟場地，必須選擇堅硬場地。
（三）能力設計原則
能力設計思想所強調的是強度安全度差異，也就是在不同構件和不同破壞模式之間確立不同的強度安全度。強度及安全度之間存在著差異，因此要確保結構在大地震下以延性形式反應，不發生脆性的破壞模式。過去的建筑抗震設計中，通常采用的是“強柱弱梁，強剪弱彎，強節點弱構件”的設計思想。
（四）提高結構及構件的強度和延性
橋梁結構的地震破壞主要來源于地震動引起的結構振動，抗震設計應該使從地基傳入結構的振動能量為最小，防止破壞。此外，在不改變剛度的前提下，采用提高總體強度和延性是兩個有效的抗震途徑。地震還可能造成結構和構件周期反復變形，這樣就會使其剛度與強度逐漸退化，所以要重視起延性。
三、橋梁減隔震技術
（一）減隔震技術的概念和發展
減震是人為在結構的某些部位設置阻尼器或耗能構件，來降低結構的地震反應；而隔震則是通過延長結構的自振周期來避開地震卓越周期，從而降低結構地震反應。美國第一次將減隔震技術用于橋梁是在1984年，1990年，美國新建了第一座采用減隔震技術的橋梁Sexton橋。在日本，第一座建成的減隔震橋梁是靜崗縣橫跨Keta河的宮川大橋。
（二）常用的減隔震裝置
1、鉛芯橡膠支座
鉛芯橡膠支座在支座的中部或中心周圍部位豎直地壓入高純度鉛芯，并以板式橡膠支座為基礎，重點用來改善支座阻尼性能的一種減震支座。鉛芯具有良好的力學特性，具有理想彈塑性性能，能夠提供地震下的耗能能力。由鉛芯和分層橡膠支座結合的鉛芯橡膠支座能夠滿足一個良好減隔震裝置所必備的基本要求。
2、分層橡膠支座
分層橡膠支座主要是由薄橡膠片與薄鋼板相互交替結合而成的，在抗震設計中，要考慮分層橡膠支座的水平剛度和阻尼作用等。橡膠支座在變形過程中消耗能量提供阻尼，這種阻尼主要取決于橡膠層變形的速度。分層橡膠支座的力所提供的阻尼較小，因此，在減隔震橋梁設計中，通常是與阻尼器一起使用。
3、滑動摩擦型減隔震支座
滑動摩擦型減隔震支座利用不銹鋼與聚四氟乙烯材料之間相當低的滑動摩擦系數制成，具有摩擦系數小、水平伸縮位移大的優點。在地震作用下，滑動摩擦型支座允許上部結構在摩擦面上發生滑動，通過摩擦消耗大量的地震能量。但是這類支座的缺點沒有自復位能力，因此要與阻尼器和橡膠支座等其他裝置一起使用。
四、橋梁抗震設計相關方法
（一）橋梁抗震概念設計
橋梁抗震概念設計主要是根據地震災害和工程經驗來獲得的基本設計原則和設計思想，在結構總體方案及材料使用等方面發揮了重要作用。合理的抗震設計，所設計出來的結構無論是在強度、剛度還是在延性等指標上都有最佳的組合。但是要指出的是，強調概念設計的重要性，不是重視數值計算，而是為了給抗震計算創造出有利條件。橋梁抗震概念主要是根據橋梁結構抗震設計的，要選擇良好的抗震結構體系。
（二）橋梁延性抗震設計
延性抗震驗算所采用的破壞準則主要有：強度破壞準則、能量破壞準則、變形破壞準則、用最大變形和滯回耗能來表達的雙重指標破壞準則。破壞機理可以總結為：在形成完全的塑性反應之前，出現某種程度的塑性應變，所消耗的能量自然的構成結構等效粘滯阻尼的一部分。一旦進入塑性變形后，就會產生塑性漂移，直到發生了倒塌現象。
（三）對地震響應的分析及具體的設計方法
目前已經發展了多種抗震設計理論和地震響應的分析設計方法，抗震設計的靜力理論只考慮了高頻振動振幅的最大值。反應譜理論雖考慮了振幅和頻譜，卻始終未能得到明確的反映。從組成結構抗震設計理論的幾個方面內容入手，靜力理論對四個方面都做了極大的簡化，而動力理論則有比較全面的考慮，結構和構件的動力模型更為接近實際。總之，設計原則考慮到的多種使用狀態有了概率保證。
五、結束語
通過上述分析，橋梁工程的抗震設計方法是經歷了從強度、延性設計到基于性能發展的過程，根據當前的地震災害特點，也要加大對橋梁減隔震技術的研究，以減輕地震損失，提高地震作用下橋梁的安全性。
六、參考文獻
【1】王青《橋梁抗震設計規范以及建筑抗震設計規范的對比分析》，《世界地震工程》2006年04期。
【2】李曉明《試論我國鐵路橋梁有關地震規范的沿革》，《山西建筑》2004年08期。
抗震設計的重要構件范文5
【關鍵詞】 商業建筑；結構設計；抗震設計
1、地震抗震結構設計的概念
對于建筑的抗震設計，隸屬于概念性，鑒于地震發生的不穩定、隨意性及不可準確預估性，建筑物所采取的抗震設計方式是否科學，只有在概念性的設計方式中進行全面體現。在進行抗震設計的時候，需要初始階段全面了解地震的能量、建筑結構的模式、系統、強度及剛度等問題，目的是在結構設計中有效應對抗震較為薄弱的問題。
2、建筑結構設計中抗震設計的基本原則
1.1建筑結構構件的性能
在進行建筑設計時，承載力、穩定性等建筑結構構件是抗震設計考慮范圍內的重點內容，其中應遵循強柱弱梁、強節點弱等結構構件的基本原則，對于構件的薄弱部位進行重點的抗震能力設計。
1.2抗震防線的布設點設計
延性設計是抗震設計中的重要組成部分。延性良好的體系進行組合形成抗震的整體結構，為更好的實現抗震設計需要延性良好構件之間的協作，在建筑結構設計時應盡量多布設抗震防線，預防余震的發生。
1.3建筑結構構件的強弱關系
在進行建筑結構設計時應注意構件間的強弱關系。在抗震設計的過程中若出現一部分較強情況，則必定存在其薄弱的地方，強弱兩者間必須正確處理。
3、工程概況
某項目為大型綜合商業建筑，總建筑面積為80895.27m2，其中地上建筑面積56824.71m2，地下建筑面積24070.54m2。建筑主體高度21.2m，地上4層，設有1層地下室。本工程結構的設計使用年限為50年，建筑物結構安全等級為一級， 地基基礎設計等級為乙級，抗震設防分類為重點設防類（乙類）。本工程地區抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值0.10g，設計地震分組為第一組，設計特征周期0.9s，屬Ⅳ類場地。結構阻尼比為0.05，多遇地震影響系數為0.08，罕遇地震影響系數為0.45。地震作用按7度采用， 按8度采取抗震措施。本項目的主要結構特點為樓面開洞多、局部托柱轉換、大跨梁及大跨懸挑梁較多。
4、結構布置
4.1結構體系選擇
該工程為多層大型商業建筑，整體設置1層地下室，地下室層高5.3m，主體結構高度21.2 m，首層層高5.5m，2層～4層層高5.2 m，采用現澆鋼筋混凝土框架結構，轉換處采用型鋼混凝土，大跨處采用了預應力，天空園處下部為型鋼混凝土，出屋面上部為鋼結構加支撐，樓蓋體系為普通梁板體系，以地下室頂板作為上部結構嵌固端。一般框架的梁和柱抗震等級為二級，局部轉換梁、柱和大跨梁為一級。
4.2結構平面布置特點
①中庭開洞：建筑中部設有通高的中庭，樓板削弱較大，洞間設置連通道，寬度約為4.0 m～10.0m， 連接相對薄弱。
②影廳開洞：南側單元3層設置為多間影廳，影廳高度均為2層高，大面積開洞造成4層樓板嚴重不連續。
③大跨懸挑、大跨梁：建筑內部中庭兩側走廊根據建筑效果要求，均采用懸挑結構，一般懸挑長度約為4.3m，中廳連通道大跨梁、中廳屋面大跨梁跨度達到16m～25m。局部大跨度梁根據需要采用預應力或型鋼混凝土等結構形式。建筑剖面示意圖見圖1。
圖1 建筑剖面示意圖
4.3地下室及基礎設計
地下室為一層，層高5.3 m。通過增加適量均勻布置的剪力墻，使得地下室抗側剛度（ 剪切剛度） 滿足地下室頂板作為上部結構嵌固端的要求；地下室頂板采用梁板式結構，板厚不小于180mm，配筋率大于 0.25%。本項目采用柱下樁基加防水板的基礎方案。
5、不規則性分析
5.1判定依據
根據國家標準的規定，并參照當地建筑抗震設計規程的相關內容，對結構規則性進行判斷。
5.2判定結果
①平面不規則的判定：a.考慮偶然偏心的扭轉位移比為1.31，大于1.2，屬于扭轉不規則；b.中廳樓板開洞，Y向有效樓板寬度約為典型樓板寬度的26%，小于50%，屬于樓板局部不連續。
②豎向不規則的判定： 樓層局部退臺及電影院區域開大洞造成了局部的轉換柱， 屬于豎向抗側力構件不連續。
③其他不規則：a.局部有跨層柱；b.在一層樓板局部室內外相交處，樓板錯層高度1.15 m，大于0.6 m；c.出屋面天空園部分為鋼結構，屬于局部混合結構體系。
綜上判定，本項目屬于特別不規則的多層建筑，其中樓板不連續的情況較為嚴重，樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。
6、相關抗震措施
針對不同的不規則形式，本工程采取了下列相應的加強措施：
①扭轉不規則：結構抗側力構件在平面布置中盡量對稱均勻，避免剛度中心與質量中心之間存在過大的偏離，加強構件的剛度，增強結構的抗扭性能。適當加強受扭轉影響較大部位構件的強度、延性及配筋構造。
②樓板不連續：對薄弱處的連通道進行性能設計，連通道的框架梁、柱及樓板按滿足中震不屈服的要求設計。對薄弱連接板的剛度、強度均予以構造加強。板厚加厚至150mm，采用雙層雙向配筋，單層單向配筋率加大至約0.3%，充分加強其剛度、強度及延性，防止地震時連接板過早過大屈服，對整體結構產生不利影響。結構整體計算采用局部彈性樓板（ 彈性膜） 的計算模型，以考慮薄弱板在平面內變形對結構的影響，并得出樓板真實內力及對周邊構件的影響，控制連接板內主應力滿足“小震不裂、中震不屈服”， 即多遇地震作用下板內主拉應力小于混凝土抗拉強度設計值，并將板內力放大3倍后進行配筋設計；同時對中庭間連接處的大跨梁及相關支承梁、柱采取加大強度、延性的措施，使得該處的抗震耐受力高于其他部位，保證結構的整體安全性。影廳區域均為2層高，在15.850 m標高樓板缺失嚴重，僅有部分通道板相連，計算中按實際開洞情況建立計算模型，此層樓板均按彈性膜定義，構造上本層板厚150mm，配筋雙層雙向并加強。
③ 托柱轉換構件：模型計算時將抬柱梁設置為轉換梁同時將其抗震等級提高一級，對其內力進行放大。對重要部位的轉換梁、柱采用型鋼混凝土，提高其承載能力及延性。轉換構件的構造措施均提高一級采用，同時參考相關要求進行適當的加強。
④跨層柱：重點區域的跨層柱采用了型鋼混凝土以增加延性。
7、結語
通過該工程實例可以看出，在滿足建筑功能需求的同時，針對具體工程建筑結構的不規則性，應結合相關規范規程，通過合理的結構布置，并輔以有效的抗震措施，使建筑的結構抗震設計滿足相關規范的要求，并具有較好的抗震性能。
參考文獻：
抗震設計的重要構件范文6
關鍵詞：建筑工程；抗震設計；
中圖分類號：TU198文獻標識碼： A
一、引言
地震是地殼構造急劇運動的一種表現形式，一種破壞性的自然現象，大地震往往對人類社會造成難以抵御的沖擊，給經濟建設和人民生命財產帶來嚴重危害。近年來，隨著居民生活要求的提高和高層建筑的增多，建筑工程的結構防震分析和設計已變得尤為重要，這直接關系到人們的生命安全。特別是我國國土面積比較大，地震多發區比較多，建筑工程的防震設計是工程設計中需要我們特別關注的地方，建筑工程的防震依舊是建筑物安全考慮的核心問題。
二、建筑結構抗震設計的必要性
地震是地殼運動在某些階段發生急劇變化時的一種自然現象。據統計，全世界每年發生的地震約達500萬次，其中絕大多數地震由于發生在地球深處或者它所釋放的能量小而人們難以感覺到；而人們感覺到的地震，也即有感地震，僅占總量的1%左右；能造成災害的強烈地震則為數更少，平均每年十幾起。然而，就是這些每年為數不多的地震，卻給人們帶來了無可挽回的巨大經濟損失和觸目驚心的人身傷亡事故。據有關方面對世界上130次傷亡巨大的地震震害資料所做的統計表明，95%以上的傷亡是因為無抗震能力或抗震能力低的建筑物倒塌而造成的。典型的例子如1920年12月16日寧夏海源地震，1976年7月28日河北唐山地震，1995年1月17日日本阪神地震等。研究和提高各類房屋抗震性能，使地震造成的人員傷亡和經濟損失降到最低限度，是結構工程師們設計工作的重點。日本是個多地震國家，政府一貫重視建筑物抗震設計，其防震設施和技術相當先進，建筑物通常具備了抗御7~8級地震的能力；而阿爾及利亞當地房屋建筑質量普遍低劣，抗震性能差，地震時易坍塌。由此可見，對建筑物進行有效的建筑結構抗震設計是減輕地震災害最有效、最根本的措施之一。
三、建筑工程結構防震設計的基本內容
1 重視建筑工程結構的規則性
建筑工程設計時必須符合抗震概念設計的基本要求，對于不規則比較嚴重的設計方案不應該采用，不要只重視建筑物的外形而不重視建筑物的安全性，建造工程設計時要把安全性放到首位，采用平面或立面簡單的對稱。這是由于地震發生時，相互的對稱的建筑物在地震時抗震能力比較強，不容易遭到破換，而且對于它的加固和防護也比較容易實現。
2 防震概念設計應堅持的原則
防震結構設計時采用的結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性等方面的性能，結構構件設計時應遵循以下的原則： 結構構件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強底層墻（柱）”的原則； 對結構中抗震相對薄弱部位，應采取措施提高抗震能力； 承受豎向荷載的主要構件盡量不要作為主要耗能構件。
3 建筑工程結構防震結構設計的基本方法
3.1 推廣使用隔震和消能減震設計
目前，建筑工程設計時一般都是采用延性結構體系（傳統抗震結構體系），這個體系是適當控制結構物的剛度，地震發生時，允許結構構件進入非彈性狀態，并具有較大的延性，通過這樣的方式來消耗地震產生的能量，減輕地震對建筑物造成的破壞，使建筑物出現裂縫但對整體結構沒有大的影響。隨著新技術和新材料的產生，在傳統抗震結構體系中加入軟墊隔震，滑移隔震，擺動隔震，懸吊隔震等措施，通過這些措施改變結構構件的力學特性，減少地震能量輸入，減輕結構地震反應，是一種很有前途的防震措施。
3.2 減少地震能量輸入
建筑工程結構防震設計時，采用基于位移的結構抗震設計，這樣可以減少地震能量的輸入，設計時要進行定量分析，在地震發生時，結構的變形能力滿足定量分析的變形要求。定量分析師不僅要驗算構件的承載力，還要控制結構在地震震感很強的作用下層間位移角限值或位移延性比。在建筑工程中，選擇堅硬的場地作為地基建造的高層建筑，可以很大程度上減少地震能量輸入，減輕地震的破壞程度。錯開地震的活躍周期，防止地震余震與結構產生的共振破壞。
3.3 建筑工程結構材料的選用
建筑工程結構設計中結構材料選用也很重要。如果結構設計的很完善，同時也符合防震的要求，但是如果結構材料的選用不當，就可能達不到預期的防震效果。在防震結構設計時必須要對結構材料參數隨機性的防震模糊可靠度進行分析，這與以往的結構抗震可靠度的研究不同，以往的研究中只考慮荷載的不確定性而不考慮別的因素。設計時應該綜合考慮了材料參數的隨機性，地震烈度的不確定性以及烈度等級界限的模糊性等因素，確保設計時考慮因素的全面性。
3.4減輕建筑結構自重
減輕建筑結構的自重，對于增強建筑物的防震能力具有很大的影響。從地基承載力來看，如果是相同的地基條件，在不增加基礎或地基處理造價的情況下，減輕結構自重意味著可以增加建造層數，對于軟土地基影響更為明顯。地震效應與建筑物的重量成正比，建筑物結構重量的增加必然引起地震力的增大，建筑物的結構中慣性較大，地震發生時，建筑物的危害性較高。所以在建筑工程設計時盡量采用自重比較輕的結構構件。
3.5 建筑結構應設置多道抗震防線
建筑物為了提高防震性能可以設置多道抗震防線，地震發生時，第一道防線的構件在強烈地震作用下遭到破壞后，后備的第二道乃至第三道防線能抵擋后續的地震動的沖擊，提高建筑物的防震能力。
四、結語
建筑結構的抗震設計是一個完整、系統的概念，從場址的選擇到建筑物的結構設計，抗震設計貫穿了整個過程，而且建筑物的抗震設計是衡量建筑結構設計是否符合要求的重要指標。因此，準確、合理的運用不同的抗震設計方法是非常重要的，對于不同的建筑和不同的情況應區別對待，從而尋求最合理的抗震設計。
參考文獻
[1] 陸文強,陳瑛；幾種基于性能的結構抗震設計方法研究[J].工程抗震與加固改造,2011,33(6).
