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抗震设计的重要构件范文1
关键词：建筑结构；计算机辅助设计；概念设计；抗震；延性
中图分类号：TU3 文献标识码：A文章编号：
1 建筑结构抗震概念设计的含义
建筑结构的抗震概念设计是指在进行结构抗震设计时，根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，从概念上，特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策，即正确地解决总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。
2 结构抗震概念设计的重要性
2.1概念设计是解决地震不确定性的好方法
地震给人类社会带来的破坏是不可抗拒的，人类只能被动防御。然而我们对地震破坏机理还不十分清楚,对地震的破坏现象也只是停留在感性认识阶段,建筑物抗震计算的原理只是一种近似方法，却不能代表建筑本身在地震中的真实反应。概念设计的思想不妨是个解决这个问题的好方法。据报道北京国家大剧院由安德鲁做概念设计，所有的结构设计、施工图设计都是由北京市建筑设计院完成，安德鲁只是提供了一个设计概念，竟然得了总造价的11%(达数亿元)，可见概念设计的重要性。在计算机辅助设计软件日益傻瓜化的今天，一个普遍存在的状况是设计人员越来越多地依赖计算软件，忽略概念设计，缺乏对计算结果的合理分析、判断，对复杂结构很容易产生设计缺陷，造成结构安全隐患。地震是一种随机振动，有着难以把握的复杂性和不确定性，要准确地预测建筑物遭遇地震的特性和参数，尚难以做到。在建筑抗震理论未达到科学严密的今天，单靠计算很难使建筑具备良好的抗震能力。因此，结构工程师必须重视建筑总体抗震能力的概念设计。
2.2概念设计是工程师进行结构设计创新的原则和方法
概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为，概念设计做得好的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随年龄与实践的增长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是，社会分工的细化，使得部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计，缺乏创新，更不愿（或不敢）创新，有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳（害怕承担创新的责任）。部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天，对计算机结果明显不合理、甚至错误不能及时发现。随着年龄的增长，导致他们在学校学的那些孤立的概念被逐渐忘却，更谈不上设计成果的不断创新。
2.3计算理论与实际受力的差别使得概念设计成为结构抗震的重要途径
概念设计的重要，主要是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，比如对混凝土结构设计，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法，这一矛盾使设计结果与结构的实际受力状态差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机计算结果的高精度特点，往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，结构工程师只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。
2.4概念设计在初步设计中的重要性
概念设计之所以重要，还在于在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案，为此，需要工程师不断地丰富自己的结构概念，深入、深刻了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。概念设计在设计人员中提得比较多，但往往被人们片面地理解，认为其主要是用于一些大的原则，如确定结构方案、结构布置等。其实在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。计算机技术的迅猛发展，为结构设计提供了快速、准确的设计计算工具，但不可迷信电脑，应做电脑的主人。而人的设计，就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷，主要原因就是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思，即未进行概念设计所致。
3 抗震概念设计的基本内容
3.1建筑设计应重视建筑结构的规则性。
建筑结构的规则性对抗震能力重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五层高的中央银行大厦，另一幢为18层高的美洲银行大厦。当地地震烈度估计为8度。一幢破坏严重，震后拆除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。研究发现破坏较轻的建筑平、立、剖均较规则、对称；结构侧向刚度、材料强度和质量的分布也较均匀、连续，而另一栋建筑则恰恰相反，导致产生严重扭转、抗剪不足等而破坏严重。
3.2合理选择建筑的结构体系。
抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题，结构方案的选取是否合理，对安全性和经济性起决定性作用。
3.2.1结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。要求结构体系受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与实际表现相符合。
3.2.2应避免因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。抗震设计的一个重要原则是结构应有必要的赘余度和内力重分配的功能。诸多震后实例均印证了它的重要性，设计时要引起足够重视。
3.2.3结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。有较高的承载能力而缺少较大变形能力，如不加约束的砌体结构，很容易引起脆性破坏而倒塌。必要的承载能力和良好的变形能力的结合便是结构在地震作用下具有的耗能能力。
3.3提高结构构件的延性。
结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。规范对各类结构采取的抗震措施，基本上是提高各类结构构件的延性水平。这些抗震措施如：采用水平向（圈梁）和竖向（构造柱、芯柱）混凝土构件，加强对砌体结构的约束，或采用配筋砌体；使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落，地震时不致丧失对重力荷载的承载能力；避免混凝土结构的脆性破坏（包括混凝土压碎、构件剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏）先于钢筋的屈服；避免钢结构构件的整体和局部失稳，保证节点焊接部位（焊缝和母材）在地震时不致开裂等等。
3.4抗震设计要注重非结构构件的设计。
非结构构件包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。结合相关震后资料，启示如下：（1）附着于楼、屋面结构上的非结构构件，应与主体结构有可靠的连接或锚固，避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备；（2）围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏；（3）幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠连接，避免地震时脱落伤人；（4）安装在建筑上的附属机械、电气设备系统的支座和连接应符合地震时使用功能的要求，且不应导致相关部件损坏。
4 结语
汶川大地震后，国家对《建筑抗震设计规范》重新进行了修定，并于2010年12月1日正式实施。不难看出新的规范对于抗震概念设计提出了更高的要求。概念设计是解决计算近似性的有效途径，因此必须加强结构设计人员对抗震概念设计重要性的认识，使之成为广大设计人员在工程设计中自觉遵守的原则。只有时刻把握这个原则才能更加科学、严谨的为建筑抗震把好关，才能从根本上提高建筑抗震性能。
参考文献：
[1]GB50011-2010，建筑抗震设计规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.
抗震设计的重要构件范文2
【关键词】带转换层；高层建筑；抗震设计
前言
为保证设计的安全性，规定部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜按高规规定提高一级采用，已经为特一级时不再提高，提高其抗震构造措施，而对于底部带转换层的框架-核心筒结构和为密柱框架的筒中筒结构的抗震等级不必提高底部带转换层的高层建筑在我国已大量建造，但至今未经受到大地震的考验。其转换层上部楼层的部分竖向构件不能连续贯通至下部楼层，因此，转换层是薄弱楼层，其地震剪力需乘以1.15的增大系数。设计中不要误认为只要楼层侧向刚度满足要求，该楼层就不是薄弱层。
一、带转换层结构的设计原则
带转换层建筑结构总体设计应遵循的如下原则：首先，传力直接，避免多次转换。布置转换层上下主体竖向结构时，要尽量使水平转换结构传力直接，通过结构的合理布置，使不落地的剪力墙通过转换托梁直接传给竖向承重构件，尽可能的避免转换次梁及水平多级转换，实现传力路劲的最短化。其次，强化下部、弱化上部。要保证底部大空间有适宜的刚度、强度、延性和抗震能力，要有意识的强化转换层下部主体结构刚度，弱化转换层上部主体结构的刚度，使得转换层上下部主体结构的刚度及变形特征尽量接近，以避免出现薄弱层。再次，计算全面准确。必须将转换结构作为整体结构中一个重要组成部分，采用符合实际受力变形状态的正确计算模型进行三维空间整体结构计算分析。采用有限元方法对转换结构进行局部补充计算时，转换结构以上至少取2层结构进入局部计算模型，同时应计及转换层及所有楼盖平面内刚度，计及实际结构三维空间盒子效应，采用比较符合实际边界条件的正确计算模型。
二、建筑结构平面布置
关于建筑物的结构平面布置，仅在《高层建筑混凝土结构技术规程》表4.3.3中对建筑物在考虑地震作用时的平面长宽比以及局部凹凸进行明确规定；并且在4.3.5条中对建筑的位移比和周期比进行严格的限制。非抗震设计时，由于对周期比没有严格的限制，故在设计转换层以上的小开间住宅部分的竖向构件时，可以只按照竖向构件的承载力进行设计；作抗震设计时，为了使周期比满足规范要求的限值，必须对建筑物周围的竖向构件进行加强处理，这就人为地增大了转换层上部的建筑物结构刚度，也增加了竖向构件的数量或者截面，同时也会引起转换层下部刚度相应增大。
三、建筑结构竖向布置
考虑地震作用下，仅在《高层建筑混凝土结构技术规程》中4.4.2和4.4.3条对建筑物的侧向刚度进行限制，保证建筑物的侧向刚度的连续。4.4.5条对建筑物的竖向收进和外挑进行限制。
（1）底部大空间为1层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化，γ宜接近1，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时γ不应大于2。
（2）底部大空间层数大于1层时，其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比γe宜接近1，非抗震设计时γe不应大于2，抗震设计时γe不应大于1.3。由于转换层结构上部建筑多为住宅，根据建筑住宅使用功能的要求，房间分隔较小且对结构梁高进行限制，故造成上部住宅部分的竖向构件柱子或短肢剪力墙数量较多，梁较密。并且转换层上部住宅部分层高一般比下部大开间的商场部分小得多。这些都是造成转换层上部结构刚度远远大于下部结构刚度的客观原因。
四、结构构件承载力设计的区别
《高层建筑混凝土结构技术规程》4.7.1条中规定：无地震作用时，构件承载力设计值大于等于结构作用效应组合的设计值与结构重要性系数的乘值（结构重要性系数的取值在1.～1.1之间）；有地震作用组合时，构件承载力设计值大于等于结构作用效应组合的设计值与结构构件承载力抗震调整系数的乘值（结构构件承载力抗震调整系数的取值在1.0～1.33之间）。
以上分析均针对非抗震设计和抗震设计在结构概念设计上的区别，属于确定建筑方案前需要考虑的结构体系对建筑物的总体影响，是非抗震设计和抗震设计在性能设计上的根本区别，需要在建筑方案确定前进行经济综合性比较分析。整体结构概念设计是实现非抗震结构性能经济性设计的根本方向。
五、具体建筑构件单项比较分析
1、框支梁
梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率，非抗震设计时不应小于0.30%；抗震设计时，特一、一和二级不应小于0.60%、0.50%和0.40%；加密区箍筋最小面积含箍率在非抗震设计时不应小于0.9ft/fyv；抗震设计时，特一、一和二级不应小于1.3ft/fyv、1.2ft/fyv和1.1ft/fyv。梁截面高度在抗震设计时不应小于计算跨度的1/6，非抗震设计时不应小于计算跨度的1/8；框支梁截面组合的最大剪力设计值应符合下列要求：
无地震作用组合时：V≤0.2βcfcbh0；
有地震作用组合时：V≤0.15βcfcbh0/γRE。
2、框支柱
框支柱截面组合的最大剪力设计值应符合下列要求：无地震作用组合时，V≤0.2βcfcbh0；有地震作用组合时，V≤0.15βcfcbh0/γRE。柱截面宽度，非抗震设计时不宜小于400mm，抗震设计时不应小于450mm；柱截面高度，非抗震设计时不宜小于框支梁跨度的1/15，抗震设计时不宜小于框支梁跨度的1/12；非抗震设计时，框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，箍筋体积配箍率不宜小于0.8%，箍筋直径不宜小于10mm，箍筋间距不宜大于150mm。
3、剪力墙
部分框支剪力墙结构，剪力墙底部应加强部位墙体的水平和竖向分布钢筋最小配筋率，抗震设计时不应小于0.3%，非抗震设计时不应小于0.25%；错层处平面外受力的剪力墙，其截面厚度，非抗震设计时不应小于200mm，抗震设计时不应小于250mm，并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱；抗震等级应提高一级采用。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于C30，水平和竖向分布钢筋的配筋率，非抗震设计时不应小于0.3%，抗震设计时不应小于0.5%。
4、一般框架梁、柱、抗震墙
根据对国内外规范最小配筋率取值情况的研究成果，可知各国设计规范梁类构件受拉钢筋最小配筋率取值存在两种体系。一种是对抗震及非抗震情况取用相同的最小配筋率，如美国、新西兰规范。另一种是对抗震及非抗震情况分别取用大小不同的最小配筋率，如欧共体混凝土结构设计规范EC2和抗震设计规范EC8。后者非抗震最小配筋率的取值水准比第一种取值体系明显偏低。
结语
转换层在高层建筑的应用必不可少，每座建筑的结构都有其自身的特点，应根据需要，选择合适的转换层类型。在施工中，还用注意每一环节的施工，在了解各构件特性的基础上，合理的发挥其长处、解决其短处，保证转换层的质量。
参考文献：
抗震设计的重要构件范文3
关键词：结构设计抗震设计结构类型 抗震措施
中图分类号： S611 文献标识码： A
前言：结构的抗震设计在各国的建筑标准规范中都给予了高度重视，其主要是地震直接影响到建筑物的安全性，危及人们生命财产安全。不合理的结构抗震设计，当地震发生时将造成人员伤亡及其财产损失，因此，按照目前我国的建筑标准规范要求，通过对建筑结构进行抗震设计的分析和精心设计是能够做出保护人民生命安全的精品工程。
一、抗震概念设计的重要性
结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。概念设计的目的就在于合理地选择结构形式，并通过构造措施来满足“大震不倒”的要求。设计师在提高抗震设计意识和水平的同时，建筑方案的选择不受业主的干扰，避免建筑的形状、尺寸、布局等表现出明显的抗震缺陷。结构方案更不能受业主的经济观念和使用功能的影响，降低下部结构的延性，使抗震墙的数量、形式、布置严重不合理，包括构件的构造措施不力等。
二、提高建筑结构抗震性能的措施
2.1建筑场地的选取
建筑地形以及建筑物地处的地质情况，将直接影响建筑抗震性能。因此，抗震规范明确规定建筑物应尽可能避开对建筑抗震不利的地段如：断层错动、河岸滑坡、地层陷落等，任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。因此，在进行建筑选址时，应进行详细勘察、搞清地形、地质情况。
2.2建筑主体结构设计的合理性
建筑物自身的结构设计是直接影响到建筑物的抗震性能。从工程实践结果表明，对于复杂的平面布置，建筑物会出现质心与刚心不重合，在地震作用下结构将会产生较大的扭转效应，从而加剧地震的破坏作用。对于结构设计人员来说，所设计的结构应当遵循形状规则和简单、结构对称，而且结构应当满足竖向均匀性原则，从而可以有利于降低扭转力、非结构构件能保持稳定的工作状态、降低材料的耗用。结构抗震设计中，要求结构平面布置尽可能地使结构的刚心和质心相一致。在建筑立面上应尽可能的降低结构重心，避免头重脚轻，出现结构薄弱连接、刚度突变，受鞭梢效应，致使在地震时发生倾倒。
2.3建筑施工材料选取以及质量
建筑物在地震时所受到的地震作用与结构刚度成正比，即质量越大的结构构件，其将受到的地震影响力也就越大。因此在进行建筑物构件选材时，在保证建筑安全性的同时，为改善建筑的抗震性能，应尽可能的减少建筑结构的整体质量。
2.4设置多道设防的抗震结构体系
抗震建筑结构体系应根据建筑物的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，经过技术、经济条件比较综合确定。首先宜有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承裁能力。多道抗震防线，是指在一个抗震结构体系中，一部分延性好的构件在地震作用下，首先达到屈服，充分发挥其吸收和耗散地震能量的作用，即担负起第一道抗震防线的作用，其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次屈服，从而形成第二、第三或更多道抗震防线，这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。
2.5保证结构的延性抗震能力
合理选择了建筑结构后，就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性抗震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。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。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。
三、建筑结构性能抗震设计
采用合理的抗震性能目标和合理的结构措施进行抗震设计。除了抗震设计方法，基于性能的抗震设计理论还包括目标性能的确定，它是整个设计的基础和关键，主要包括以下三个方面：
3.1地震设防水准
在设计基准期内，定义一组参照的地震风险和相应的设计水平，是基于性能设计理论的一个重要目标。基于性能的设计理论应追求能控制结构可能发生的所有地震波谱的破坏水准，为此，需要根据不同重现期选择所有可能发生的对应于不同等级的地震动参数的波谱，这些具体的地震动参数称为地震设防水准，分为常遇、偶遇、罕遇和稀遇地震，并给出了其重现期和超越概率。
3.2结构的性能水平及其量化指标
结构的抗震性能水平表示结构在特定的某一地震水准下一种有限程度的破坏，包括结构和非结构构件破坏以及因它们破坏引起的后果主要用结构易损性、结构功能性和人员安全性来表达。按照不同的地震动水平，结构的性能水准可分为四级，即功能完好、功能连续、控制破坏与损失、保证安全。其中，简化的三级性能水准，即可继续使用、修复后可再使用保证安全。
3.3抗震设计的目标性能
结构的抗震设计的目标性能是针对某一地震设防水准而期望达的抗震性能等级，抗震设计目标性能的建立需要综合考虑场地特征、结构功能与重要性、投资与效益、震后损失与恢复重建、潜在的历史或文化价值、社会效益及业主的承受能力等诸多因素。我国抗震规范的目标性能实际是：小震不坏，中震可修，大震不倒。
四、各种结构类型建筑物抗震设计
4.1砌体结构抗震设计
砌体结构由于其取材容易，而且其工程成本较低，也是我国农村建筑的主要结构类型之一。但鉴于砌体结构中，砌体自身的的抗拉、抗弯以及抗剪强度较多，因此结构自身的整体性较差而造成砌体结构的抗震性能并不优越。从建筑物震害情况表明，砌体结构在地震中的破坏性较为广泛。对于砌体结构的抗震设计来说，由于结构形式不合理、抗震措施不足、施工质量没有保障等都是导致砌体结构抗震性能较差的主要因素
4.2框架结构抗震设计
框架结构由梁和柱以刚接或铰接相连接而构成承重体系的结构。其在地震中主要表现的震害现象为：柱端出铰、柱端剪切破坏、节点的破坏。而框架柱的破坏是致使了建筑物的局部或整体倒塌的关键所在。从钢筋混凝土柱的破坏位置方面看，典型破坏位置有：柱顶破坏、柱中部破坏、柱底破坏、短柱破坏、柱梁节点处破坏。为此对于框架结构的抗震设计，应当严格控制其抗震设计理念：“强柱弱梁、强节点弱构件，强剪弱弯”。
4.3非结构构件的设计
在结构抗震设计中，不考虑承重以及风，地震等侧向力载的构件称为非结构构件，如框架填充墙、围护墙、楼梯等。但这些非结构构件在地震中却较易出现倒塌现象，为有效地避免这些非结构构件在地震中产生的不利倒塌，非结构构件应该和主体结构有可靠的连接和锚固。高烈度区建筑结构震害多以房屋严重破坏和倒塌为主，作为围护结构的墙体也不可避免随主体结构垮塌或发生严重损坏。我们如若进行一些必要的构造设计、概念设计、增强结构可靠度等即可加强非结构构件和主体的连接，有效地提高建筑结构抗震性能。
抗震设计的重要构件范文4
一、对桥梁震害的概述
近几十年来，在全球发生了多次大地震，这就说明桥梁工程作为抗震防灾、危机管理系统的重要组成部分，在地震中必将受到严重的破坏。一旦桥梁在地震中受到破坏，就会使地震产生的次生灾害进一步加重，也给灾后重建工作带来极大的困难。桥梁是重要的社会基础设施，提高桥梁的抗震性能是减轻地震损失、加强区域安全的基本措施之一。
二、桥梁工程抗震设计原则
抗震设计要求的是设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合，并最终达到经济的实现抗震设防的目标。因此，就需要桥梁设计工程师们具有丰富的经验和创造力，并深入的了解对结构地震反应有重要影响的基本要素，而不仅仅是按规范的规定执行。抗震设计在遵循的一些基本原则的基础上，还要结合着历次的桥梁震害教训和当前公认的理论认识。
（一）体系的整体性和规则性
桥梁的整体设计性要好，上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性是结构发挥空间作用的基本条件，同时也能防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落。总之，无论是在平面还是在立面上，结构的布置都要力求使几何尺寸、质量和刚度均匀、对称，以免突然出现变化。
（二）场地选择
桥梁工程抗震设计所选择的场地应该考虑一个地区内的场地选择，可以根据地震危险性来具体选择一个比较安全的厂址。此外，为了避免地震时可能发生地基失效的松软场地，必须选择坚硬场地。
（三）能力设计原则
能力设计思想所强调的是强度安全度差异，也就是在不同构件和不同破坏模式之间确立不同的强度安全度。强度及安全度之间存在着差异，因此要确保结构在大地震下以延性形式反应，不发生脆性的破坏模式。过去的建筑抗震设计中，通常采用的是“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计思想。
（四）提高结构及构件的强度和延性
桥梁结构的地震破坏主要来源于地震动引起的结构振动，抗震设计应该使从地基传入结构的振动能量为最小，防止破坏。此外，在不改变刚度的前提下，采用提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。地震还可能造成结构和构件周期反复变形，这样就会使其刚度与强度逐渐退化，所以要重视起延性。
三、桥梁减隔震技术
（一）减隔震技术的概念和发展
减震是人为在结构的某些部位设置阻尼器或耗能构件，来降低结构的地震反应；而隔震则是通过延长结构的自振周期来避开地震卓越周期，从而降低结构地震反应。美国第一次将减隔震技术用于桥梁是在1984年，1990年，美国新建了第一座采用减隔震技术的桥梁Sexton桥。在日本，第一座建成的减隔震桥梁是静岗县横跨Keta河的宫川大桥。
（二）常用的减隔震装置
1、铅芯橡胶支座
铅芯橡胶支座在支座的中部或中心周围部位竖直地压入高纯度铅芯，并以板式橡胶支座为基础，重点用来改善支座阻尼性能的一种减震支座。铅芯具有良好的力学特性，具有理想弹塑性性能，能够提供地震下的耗能能力。由铅芯和分层橡胶支座结合的铅芯橡胶支座能够满足一个良好减隔震装置所必备的基本要求。
2、分层橡胶支座
分层橡胶支座主要是由薄橡胶片与薄钢板相互交替结合而成的，在抗震设计中，要考虑分层橡胶支座的水平刚度和阻尼作用等。橡胶支座在变形过程中消耗能量提供阻尼，这种阻尼主要取决于橡胶层变形的速度。分层橡胶支座的力所提供的阻尼较小，因此，在减隔震桥梁设计中，通常是与阻尼器一起使用。
3、滑动摩擦型减隔震支座
滑动摩擦型减隔震支座利用不锈钢与聚四氟乙烯材料之间相当低的滑动摩擦系数制成，具有摩擦系数小、水平伸缩位移大的优点。在地震作用下，滑动摩擦型支座允许上部结构在摩擦面上发生滑动，通过摩擦消耗大量的地震能量。但是这类支座的缺点没有自复位能力，因此要与阻尼器和橡胶支座等其他装置一起使用。
四、桥梁抗震设计相关方法
（一）桥梁抗震概念设计
桥梁抗震概念设计主要是根据地震灾害和工程经验来获得的基本设计原则和设计思想，在结构总体方案及材料使用等方面发挥了重要作用。合理的抗震设计，所设计出来的结构无论是在强度、刚度还是在延性等指标上都有最佳的组合。但是要指出的是，强调概念设计的重要性，不是重视数值计算，而是为了给抗震计算创造出有利条件。桥梁抗震概念主要是根据桥梁结构抗震设计的，要选择良好的抗震结构体系。
（二）桥梁延性抗震设计
延性抗震验算所采用的破坏准则主要有：强度破坏准则、能量破坏准则、变形破坏准则、用最大变形和滞回耗能来表达的双重指标破坏准则。破坏机理可以总结为：在形成完全的塑性反应之前，出现某种程度的塑性应变，所消耗的能量自然的构成结构等效粘滞阻尼的一部分。一旦进入塑性变形后，就会产生塑性漂移，直到发生了倒塌现象。
（三）对地震响应的分析及具体的设计方法
目前已经发展了多种抗震设计理论和地震响应的分析设计方法，抗震设计的静力理论只考虑了高频振动振幅的最大值。反应谱理论虽考虑了振幅和频谱，却始终未能得到明确的反映。从组成结构抗震设计理论的几个方面内容入手，静力理论对四个方面都做了极大的简化，而动力理论则有比较全面的考虑，结构和构件的动力模型更为接近实际。总之，设计原则考虑到的多种使用状态有了概率保证。
五、结束语
通过上述分析，桥梁工程的抗震设计方法是经历了从强度、延性设计到基于性能发展的过程，根据当前的地震灾害特点，也要加大对桥梁减隔震技术的研究，以减轻地震损失，提高地震作用下桥梁的安全性。
六、参考文献
【1】王青《桥梁抗震设计规范以及建筑抗震设计规范的对比分析》，《世界地震工程》2006年04期。
【2】李晓明《试论我国铁路桥梁有关地震规范的沿革》，《山西建筑》2004年08期。
抗震设计的重要构件范文5
【关键词】 商业建筑；结构设计；抗震设计
1、地震抗震结构设计的概念
对于建筑的抗震设计，隶属于概念性，鉴于地震发生的不稳定、随意性及不可准确预估性，建筑物所采取的抗震设计方式是否科学，只有在概念性的设计方式中进行全面体现。在进行抗震设计的时候，需要初始阶段全面了解地震的能量、建筑结构的模式、系统、强度及刚度等问题，目的是在结构设计中有效应对抗震较为薄弱的问题。
2、建筑结构设计中抗震设计的基本原则
1.1建筑结构构件的性能
在进行建筑设计时，承载力、稳定性等建筑结构构件是抗震设计考虑范围内的重点内容，其中应遵循强柱弱梁、强节点弱等结构构件的基本原则，对于构件的薄弱部位进行重点的抗震能力设计。
1.2抗震防线的布设点设计
延性设计是抗震设计中的重要组成部分。延性良好的体系进行组合形成抗震的整体结构，为更好的实现抗震设计需要延性良好构件之间的协作，在建筑结构设计时应尽量多布设抗震防线，预防余震的发生。
1.3建筑结构构件的强弱关系
在进行建筑结构设计时应注意构件间的强弱关系。在抗震设计的过程中若出现一部分较强情况，则必定存在其薄弱的地方，强弱两者间必须正确处理。
3、工程概况
某项目为大型综合商业建筑，总建筑面积为80895.27m2，其中地上建筑面积56824.71m2，地下建筑面积24070.54m2。建筑主体高度21.2m，地上4层，设有1层地下室。本工程结构的设计使用年限为50年，建筑物结构安全等级为一级， 地基基础设计等级为乙级，抗震设防分类为重点设防类（乙类）。本工程地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值0.10g，设计地震分组为第一组，设计特征周期0.9s，属Ⅳ类场地。结构阻尼比为0.05，多遇地震影响系数为0.08，罕遇地震影响系数为0.45。地震作用按7度采用， 按8度采取抗震措施。本项目的主要结构特点为楼面开洞多、局部托柱转换、大跨梁及大跨悬挑梁较多。
4、结构布置
4.1结构体系选择
该工程为多层大型商业建筑，整体设置1层地下室，地下室层高5.3m，主体结构高度21.2 m，首层层高5.5m，2层～4层层高5.2 m，采用现浇钢筋混凝土框架结构，转换处采用型钢混凝土，大跨处采用了预应力，天空园处下部为型钢混凝土，出屋面上部为钢结构加支撑，楼盖体系为普通梁板体系，以地下室顶板作为上部结构嵌固端。一般框架的梁和柱抗震等级为二级，局部转换梁、柱和大跨梁为一级。
4.2结构平面布置特点
①中庭开洞：建筑中部设有通高的中庭，楼板削弱较大，洞间设置连通道，宽度约为4.0 m～10.0m， 连接相对薄弱。
②影厅开洞：南侧单元3层设置为多间影厅，影厅高度均为2层高，大面积开洞造成4层楼板严重不连续。
③大跨悬挑、大跨梁：建筑内部中庭两侧走廊根据建筑效果要求，均采用悬挑结构，一般悬挑长度约为4.3m，中厅连通道大跨梁、中厅屋面大跨梁跨度达到16m～25m。局部大跨度梁根据需要采用预应力或型钢混凝土等结构形式。建筑剖面示意图见图1。
图1 建筑剖面示意图
4.3地下室及基础设计
地下室为一层，层高5.3 m。通过增加适量均匀布置的剪力墙，使得地下室抗侧刚度（ 剪切刚度） 满足地下室顶板作为上部结构嵌固端的要求；地下室顶板采用梁板式结构，板厚不小于180mm，配筋率大于 0.25%。本项目采用柱下桩基加防水板的基础方案。
5、不规则性分析
5.1判定依据
根据国家标准的规定，并参照当地建筑抗震设计规程的相关内容，对结构规则性进行判断。
5.2判定结果
①平面不规则的判定：a.考虑偶然偏心的扭转位移比为1.31，大于1.2，属于扭转不规则；b.中厅楼板开洞，Y向有效楼板宽度约为典型楼板宽度的26%，小于50%，属于楼板局部不连续。
②竖向不规则的判定： 楼层局部退台及电影院区域开大洞造成了局部的转换柱， 属于竖向抗侧力构件不连续。
③其他不规则：a.局部有跨层柱；b.在一层楼板局部室内外相交处，楼板错层高度1.15 m，大于0.6 m；c.出屋面天空园部分为钢结构，属于局部混合结构体系。
综上判定，本项目属于特别不规则的多层建筑，其中楼板不连续的情况较为严重，楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。
6、相关抗震措施
针对不同的不规则形式，本工程采取了下列相应的加强措施：
①扭转不规则：结构抗侧力构件在平面布置中尽量对称均匀，避免刚度中心与质量中心之间存在过大的偏离，加强构件的刚度，增强结构的抗扭性能。适当加强受扭转影响较大部位构件的强度、延性及配筋构造。
②楼板不连续：对薄弱处的连通道进行性能设计，连通道的框架梁、柱及楼板按满足中震不屈服的要求设计。对薄弱连接板的刚度、强度均予以构造加强。板厚加厚至150mm，采用双层双向配筋，单层单向配筋率加大至约0.3%，充分加强其刚度、强度及延性，防止地震时连接板过早过大屈服，对整体结构产生不利影响。结构整体计算采用局部弹性楼板（ 弹性膜） 的计算模型，以考虑薄弱板在平面内变形对结构的影响，并得出楼板真实内力及对周边构件的影响，控制连接板内主应力满足“小震不裂、中震不屈服”， 即多遇地震作用下板内主拉应力小于混凝土抗拉强度设计值，并将板内力放大3倍后进行配筋设计；同时对中庭间连接处的大跨梁及相关支承梁、柱采取加大强度、延性的措施，使得该处的抗震耐受力高于其他部位，保证结构的整体安全性。影厅区域均为2层高，在15.850 m标高楼板缺失严重，仅有部分通道板相连，计算中按实际开洞情况建立计算模型，此层楼板均按弹性膜定义，构造上本层板厚150mm，配筋双层双向并加强。
③ 托柱转换构件：模型计算时将抬柱梁设置为转换梁同时将其抗震等级提高一级，对其内力进行放大。对重要部位的转换梁、柱采用型钢混凝土，提高其承载能力及延性。转换构件的构造措施均提高一级采用，同时参考相关要求进行适当的加强。
④跨层柱：重点区域的跨层柱采用了型钢混凝土以增加延性。
7、结语
通过该工程实例可以看出，在满足建筑功能需求的同时，针对具体工程建筑结构的不规则性，应结合相关规范规程，通过合理的结构布置，并辅以有效的抗震措施，使建筑的结构抗震设计满足相关规范的要求，并具有较好的抗震性能。
参考文献：
抗震设计的重要构件范文6
关键词：建筑工程；抗震设计；
中图分类号：TU198文献标识码： A
一、引言
地震是地壳构造急剧运动的一种表现形式，一种破坏性的自然现象，大地震往往对人类社会造成难以抵御的冲击，给经济建设和人民生命财产带来严重危害。近年来，随着居民生活要求的提高和高层建筑的增多，建筑工程的结构防震分析和设计已变得尤为重要，这直接关系到人们的生命安全。特别是我国国土面积比较大，地震多发区比较多，建筑工程的防震设计是工程设计中需要我们特别关注的地方，建筑工程的防震依旧是建筑物安全考虑的核心问题。
二、建筑结构抗震设计的必要性
地震是地壳运动在某些阶段发生急剧变化时的一种自然现象。据统计，全世界每年发生的地震约达500万次，其中绝大多数地震由于发生在地球深处或者它所释放的能量小而人们难以感觉到；而人们感觉到的地震，也即有感地震，仅占总量的1%左右；能造成灾害的强烈地震则为数更少，平均每年十几起。然而，就是这些每年为数不多的地震，却给人们带来了无可挽回的巨大经济损失和触目惊心的人身伤亡事故。据有关方面对世界上130次伤亡巨大的地震震害资料所做的统计表明，95%以上的伤亡是因为无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日宁夏海源地震，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。研究和提高各类房屋抗震性能，使地震造成的人员伤亡和经济损失降到最低限度，是结构工程师们设计工作的重点。日本是个多地震国家，政府一贯重视建筑物抗震设计，其防震设施和技术相当先进，建筑物通常具备了抗御7~8级地震的能力；而阿尔及利亚当地房屋建筑质量普遍低劣，抗震性能差，地震时易坍塌。由此可见，对建筑物进行有效的建筑结构抗震设计是减轻地震灾害最有效、最根本的措施之一。
三、建筑工程结构防震设计的基本内容
1 重视建筑工程结构的规则性
建筑工程设计时必须符合抗震概念设计的基本要求，对于不规则比较严重的设计方案不应该采用，不要只重视建筑物的外形而不重视建筑物的安全性，建造工程设计时要把安全性放到首位，采用平面或立面简单的对称。这是由于地震发生时，相互的对称的建筑物在地震时抗震能力比较强，不容易遭到破换，而且对于它的加固和防护也比较容易实现。
2 防震概念设计应坚持的原则
防震结构设计时采用的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，结构构件设计时应遵循以下的原则： 结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层墙（柱）”的原则； 对结构中抗震相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力； 承受竖向荷载的主要构件尽量不要作为主要耗能构件。
3 建筑工程结构防震结构设计的基本方法
3.1 推广使用隔震和消能减震设计
目前，建筑工程设计时一般都是采用延性结构体系（传统抗震结构体系），这个体系是适当控制结构物的刚度，地震发生时，允许结构构件进入非弹性状态，并具有较大的延性，通过这样的方式来消耗地震产生的能量，减轻地震对建筑物造成的破坏，使建筑物出现裂缝但对整体结构没有大的影响。随着新技术和新材料的产生，在传统抗震结构体系中加入软垫隔震，滑移隔震，摆动隔震，悬吊隔震等措施，通过这些措施改变结构构件的力学特性，减少地震能量输入，减轻结构地震反应，是一种很有前途的防震措施。
3.2 减少地震能量输入
建筑工程结构防震设计时，采用基于位移的结构抗震设计，这样可以减少地震能量的输入，设计时要进行定量分析，在地震发生时，结构的变形能力满足定量分析的变形要求。定量分析师不仅要验算构件的承载力，还要控制结构在地震震感很强的作用下层间位移角限值或位移延性比。在建筑工程中，选择坚硬的场地作为地基建造的高层建筑，可以很大程度上减少地震能量输入，减轻地震的破坏程度。错开地震的活跃周期，防止地震余震与结构产生的共振破坏。
3.3 建筑工程结构材料的选用
建筑工程结构设计中结构材料选用也很重要。如果结构设计的很完善，同时也符合防震的要求，但是如果结构材料的选用不当，就可能达不到预期的防震效果。在防震结构设计时必须要对结构材料参数随机性的防震模糊可靠度进行分析，这与以往的结构抗震可靠度的研究不同，以往的研究中只考虑荷载的不确定性而不考虑别的因素。设计时应该综合考虑了材料参数的随机性，地震烈度的不确定性以及烈度等级界限的模糊性等因素，确保设计时考虑因素的全面性。
3.4减轻建筑结构自重
减轻建筑结构的自重，对于增强建筑物的防震能力具有很大的影响。从地基承载力来看，如果是相同的地基条件，在不增加基础或地基处理造价的情况下，减轻结构自重意味着可以增加建造层数，对于软土地基影响更为明显。地震效应与建筑物的重量成正比，建筑物结构重量的增加必然引起地震力的增大，建筑物的结构中惯性较大，地震发生时，建筑物的危害性较高。所以在建筑工程设计时尽量采用自重比较轻的结构构件。
3.5 建筑结构应设置多道抗震防线
建筑物为了提高防震性能可以设置多道抗震防线，地震发生时，第一道防线的构件在强烈地震作用下遭到破坏后，后备的第二道乃至第三道防线能抵挡后续的地震动的冲击，提高建筑物的防震能力。
四、结语
建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念，从场址的选择到建筑物的结构设计，抗震设计贯穿了整个过程，而且建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。因此，准确、合理的运用不同的抗震设计方法是非常重要的，对于不同的建筑和不同的情况应区别对待，从而寻求最合理的抗震设计。
参考文献
[1] 陆文强,陈瑛；几种基于性能的结构抗震设计方法研究[J].工程抗震与加固改造,2011,33(6).
