建筑抗震分析篇1
关键词：地震作用；抗震概念设计；场地；抗震措施
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.
[3]黄存汉.建筑抗震设计技术措施[M].北京：中国建筑工业出版社，2001：29-31.
建筑抗震分析篇2
【关键词】地震；汶川；学校建筑；砌体结构；预制板；倒塌；抗震概念设计
Anti-shake ability analysis for school building in e Wenchuan earthquake
Lin Hui-ting
(Zhuhai city West area programming and building design officeZhuhaiGuangdong519100)
【Abstract】The article introduced school building tumble down of reason analysis in Wenchuan earthquake, hereafter the anti- shake development of direction etc. is provided fo reference.
【Key words】Earthquake; Wenchuan; School construction; Carve structure; Precast slab; Tumble down; Anti- earthquake concept designs
1. 工程概况
5月12日四川汶川发生里氏8级地震，地震发生后，地震灾区中学校建筑大部分倒塌，根据四川省教育厅的数据显示，重灾区学校倒塌面积为199.7228万平米，学生死亡4737人。在15所垮塌最为严重的学校中，以聚源中学、北川中学倒塌房屋较多，造成老师、学生伤亡惨重，如北川中学震前在校的学生有2800多人，现在只有2000多人生还。两幢教学楼，其中1#教学楼1998年建成并评为优质工程，移为平地，2#教学楼是2003年建成的，12层倒塌。聚源镇上建筑倒塌并不严重，但是聚源中学倒塌非常严重。学校两栋中心教学楼，一栋建于1988年，一栋建于1992年，完全倒塌，和定向爆破的现场一样，完全跨塌后根本看不出是什么结构、什么布局、什么受力形式。很多市民对学校这种公共性的建筑物抗震能力比其它建筑物差，甚至不堪一击表示费解，表示对工程质量的怀疑。
2. 结构的抗震能力分析
2.1场地选择不当。
建筑场地的地质条件与地形地貌对建筑物震害有显著影响，这已为大量的震害实例所证实。
四川省位于印度板块和欧亚板块两个大陆板块的交界处附近，特别容易发生地震。5000万年前，印度板块在与欧亚板块碰撞之前是个岛屿；目前印度板块在以每年两英寸的速度向北推移──对板块漂移来说，这是个不慢的速度。这种快速运动意味着在大陆板块的边缘部位积聚了较大的能量，进而引发能量的剧烈释放，也就是地震。如此强度的地震每50到100年会发生一次。
汶川地震震源离地表较近，只有6英里。震源浅的地震造成的破坏性更大，因为能量的释放距离地面更近，引发的震动更剧烈。
与此同时，在距离震中较近的地区，由于长江在四川盆地形成了厚厚的沉积层，地质结构不稳定，震动更为严重。研究者表示，不牢固的地层使地震的破坏力增大，而且土壤肥沃的四川盆地人口密集，增大了人员伤亡的数量。
震央汶川是属于不利地段，这种地段为发震断裂带上可能发生地表错位的部位，是一个地震相当活跃的地区。
2.2地震实际烈度远超过设防烈度（基本烈度）。
基本烈度为50年内超越概率为10%，罕遇地震烈度为50年内超越概率为2%，一般比基本烈度增加1度。工程抗震设防的三个水准为“小震可用，中震可修，大震不倒”。
根据建筑荷载设计规范要求，汶川地区的抗震设防烈度为7度，而实际烈度为10以上。不仅超过基本烈度而且超过罕遇地震烈度（大概为8度），因此大批房屋倒塌是必然。
2.3砌体结构比框架结构破坏严重。
由于砌体结构墙体的脆性性质，地震时易产生裂缝，开裂的墙体刚度降低80%，抗剪承载力降低。在地震动作用下开裂的墙体极易产生平面的错动，从而大幅度地降低墙体的竖向承载力，因此容易倒塌，并且成碎片状。
框架结构为超静定结构，可以有目的地设置人工塑性铰，耗能构件等，达到设置多道防线的目的，有效防止结构倒塌，破坏一般不会成碎片状，一般在罕遇地震中为首层柱剪切破坏，损失比砌体结构少。在这次地震中框架结构破坏的也有。北川中学另一幢垮塌2#教学楼建于2002-2003年。为现浇框架结构，这幢5层楼房的一二层几乎“消失”在地面，上边3层整体落下，几乎没有受损，见图1。
图1
建筑抗震设计规范GB50011-2001第7.1.2条限制多层砌体结构的层数，7度设防时，教学楼限制层数比普通建筑降低一层，为6层。在倒塌的学校建筑中，很多为砌体结构，层数未超过6层，但是也倒塌了并且成散落状，见下图2、3，北川中学1#教学楼5层L型倒塌前后照片。
图2
图3
可见满足规范要求的层数限制，在罕遇地震下仍然不能达到“大震不倒”这个第三水准要求。
2.4平面布置不规则震害严重。
北川中学1#教学楼共五层，呈L形。L较短的一翼，作为办公楼使用，较长的一翼，则在为普通教室。
根据师生回忆，伤亡最为惨烈的则属高二(8)班，全部失踪，该班在1#教学楼三层的多媒体教室上课。这间多媒体教室横跨普通教室一翼和办公楼一翼，是L拐角的最中间处。地震发生时，教学楼一翼向外垮塌，而办公楼一翼则在垮塌时较为向内，巨大的扭力瞬间把多媒体教室撕裂。
平面布置不规则容易造成扭转效应明显，产生很大的应力集中，从而造成倒塌。
2.5学校建筑多为纵墙承重，震害比横墙承重厉害。典型的教学楼建筑平面图见图4，结构平面布置图见图5。
图4
图5
由于教学楼本身功能的要求，开间较大，因此横墙间距比纵墙间距大，考虑外走廊的结构，往往为了布置一些次梁及挑梁，支坐为纵墙。因此以纵墙承重为主。
抗震横墙的多寡直接影响到房屋的空间刚度。横墙数量多、间距少，结构的空间刚度越大，抗震性能越好。横墙间距过大，楼盖刚度可能不足以传递水平力到相邻墙体。横墙间距过大，对纵墙的拉结较弱，而且纵墙由于建筑要求门洞很多，刚度削弱较厉害，容易造成纵墙因弯曲破坏而造成大面积的墙体甩落。
2.6外廊式房屋破坏往往较严重。
学校建筑一般为单边的走廊，质心与首层形心存在偏心距，在水平地震中走廊护拦、楼板容易往外甩，在竖向地震中“一边重，一边轻”容易倾覆或造成房屋横墙挑梁处开裂，引起房屋的倒塌，见图6。
图6
内廊式建筑破坏较少，图7为宿舍楼走廊外设柱子，相当于内走廊的受力形式，未有倒塌，当然宿舍楼横墙较多，也是抗震能力较强的原因之一。
图7
2.7装配式预制板结构比现浇结构破坏重。
楼层的水平地震力V一般假定由该方向的各抗震墙承担，V在各墙体之间的分配重要取决于楼盖的水平刚度和各墙体的侧移刚度。楼盖刚度小，横墙间距大，在地震力作用下，楼盖平面变形除了平移外尚有弯曲变形。倒塌教学楼很多使用的是装配式框架或砌体结构，梁柱中钢筋数量较少，用于搁置预制板的挑耳尺寸较小，因此地震时骨架晃开了，预制板就往下掉，整栋楼就塌了，但是很多预制板还是完好无缺的，见图8，北川中学倒塌1#教学楼。
聚源中学倒塌的教学楼剩下楼梯间，其它的已经倒塌，见图9。该楼属于装配式预制板结构，由于楼梯踏步多为现浇板，基本属于整栋楼房里的唯一现浇构件，整体性较好，而且楼梯间横墙间距相对较小，抵抗水平力较好，因此楼梯间保存下来。
图8
图9
2.8农村义务教育经费投入不足，施工质量把关不严。
上世纪末，农村中小学建设由乡镇自筹资金，建成一批“三无”(无规范设计、无规范施工监理、无规范竣工验收)校舍，很多达不到《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的要求。这次垮塌的校舍中，相当一批就是建造于上世纪80年代末90年代初，聚源中学两栋教学楼一栋建于1988年，一栋建于1992年，北川中学1#教学楼建于1998年。
与城市相比，总体感觉是基层的小学受灾情况非常严重。乡镇学校本来款项就不多，因此无论是建筑的标准，还是建筑的投入、质量都比较差。
3. 学校建筑结构方案及其它建议
在学校建筑中抗震设防应该重视概念设计，概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则：注意场地选择，把握建筑体型，利用结构的延性，设置多道防线。
3.1注意场地选择。
地震区的建筑应该选择有利地段、避开不利地段，不在危险地段进行工程建设。确实需要在危险地段进行工程建设时，应适当提高相关的抗震措施。
勘察单位在勘察报告上要及时准确揭露场地土类型，断裂带、不良地段、液化土情况。
3.2把握建筑体型。
结构平面采用对称结构，减轻结构的地震扭转效应；结构质量中心与结构刚度中心应该一致，减轻结构的地震扭转效应；结构立面方向，沿结构高度方向，结构质量、刚度不宜有突变，首层墙柱适当加强。
3.3利用结构的延性。
大跨度的学校建筑少采用砌体结构，应采用钢筋混凝土框架结构，这样可以避开纵墙承重这个问题 。
3.4设置多道防线。
大跨度的学校建筑少采用装配式预制板结构，应该采用超静定结构，即现浇钢筋混凝土结构，设置多重防线。强调“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的抗震基本理念。
必须采用装配式预制板结构时应该加强预制板间之间及预制板与墙之间的连接，提高楼板的整体刚度。
3.5学校建筑减少悬挑构件。
学校建筑一般为单边的走廊，在走廊设置外排柱，做成内走廊形式，这样质心与各层形心基本不存在偏心距，墙柱受压均匀。
3.6当必须采用砌体结构时，严格控制层数、高度，建议不超过3层。可以采用墙体配筋，构造柱-圈梁体系，增强纵横墙连接纵墙加大壁柱等抗震措施。
3.7加强农村义务教育经费投入，严把质量关。
在相同地区，地震烈度是相同的，倒塌与没有倒塌的房屋在设计和施工上就有很大的区别。因此在学校建设中要统一规划、规范设计、规范施工监理、规范竣工验收，严格按《建筑抗震设计规范》GB50011-2001进行建设层层把关。
3.8公共建筑的抗震标准是否应高于当地民居建筑。
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.1.1条乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，第3.1.3条乙类建筑应符合本地区抗震设防烈度提高一度要求。但规范并没有明确表明公共建筑属于乙类设防。公共建筑倒塌容易造成群死群伤，是否应该提高抗震设防标准，这是一个值得考虑的问题，当然提高抗震设防标准后工程的造价也会提高。
3.9国外很多公共性建筑物为隔震设计，在国内应该推广，隔震是通过采用一定的耗能装置或附加子结构，吸收或消耗地震传递给主体结构的能量，从而减轻结构的震动。大量的实验研究表明，合理的结构隔震设计，一般可使结构的水平地震加速度反应降低60%左右。
3.10加强抗震知识、措施的普及工作。
在国外很多先进的国家，中小学进行火灾、地震逃生的演习训练。在这方面做得比较好的是日本，几乎每个市民都知道地震发生时如何去面对。国内在这方面应该加强，从小培养学生的逃生、自救能力。
4. 结语
大量校舍垮塌导致的学生伤亡，成为5•12汶川8.0级大地震中最令人心痛的一幕。很多房屋特别是公共建筑抗震能力远远不够，很多乡、镇的抗震知识未普及，抗震的预防措施非常无力。作为工程人员，应该有保障人民群众生命财产的责任感，应该对受灾地区房屋损坏情况进行调研，收集大量现场资料，认真总结血的教训。在公共建筑建设中要以《建筑抗震设计规范》GB50011-2001为基础，加大投入，适当提高抗震设防标准，采取强有力抗震措施确保公共建筑不倒塌，有效防止群死群伤的悲剧重演。
参考文献
［1］GB50010-2002.混凝土结构设计规范
［2］GB50003-2001.砌体结构设计规范
［3］GB50011-2001.建筑抗震设计规范
［4］李国强. 建筑结构抗震设计
建筑抗震分析篇3
关键词：房屋建筑；抗震性；易损性，地震
中图分类号：TU591文献标识码： A 文章编号：
一.案例分析
过去几十年里，中国的唐山里氏7.8级地震，造成了24.2万多人的死亡，并且余震长达16个小时；中国的四川省汶川遭到了里氏7.9级的大地震的袭击，将近7万人在这次地震中遇难，数千多万的人无家可归，财产损失惨重；印度洋的海啸，海洋的中心震级已经达到里氏9.2级，所释放能量等同于2.3万颗化学原子爆炸所产生的能量，此地震引起了印度洋沿岸多数国家的灾难发生；巴基斯坦的克什米尔遭遇里氏7.6级地震，近8万人死亡，很多人无家可归。而今年，全球爆发地震：1月份，美国的阿拉斯加的东南海域遭受了7.8级的地震；四月份，印尼的伊里安查亚发生了7.1级的地震，伊朗的东南部遭受7.8级地震，日本的北海道发生了7.0级的地震。更严重的民生问题是在地震发生当中，有很少数的国家的房屋建筑会保留，大多数都在地震中损害，导致灾难发生后，居民无家可归，所以在进行房屋建筑的抗震设计，要着重加强易损性的分析策略。
房屋建筑的易损性分析方法是指以抽样的调查方法为基础所进行的确定性的检测方法。分析步骤包括：第一，根据当地地块重要性的相关程度分析，依据国家的规定要求选取建筑样本进行研究。第二，依据某种方式，例如地震时程的反应分析，针对建筑样本采取抗震性的易损性研究分析。第三，房屋建筑的样本在抗震易损性的研究分析中进行数据统计分析，最后得出房屋建筑抗震的建筑施工方式。
二.房屋建筑的抗震易损性分析方法
在建筑抗震工程中，抗震易损性是指在既定的地震参数下，例如：峰值的地面加速度，谱加速度以及结构，或者是构件需求，可以用条件概率定义为：
其中D表示地震需求，C表示超过能力，P表示概率。
2.1地面的选择性运动
地面的选择性运动是指在进行地面选择上是要和建筑施工现场的实际的地震的危险性相适应的，并且尽可能的选择地震波介入输入地面的运动。在没有完善的强地震的数据信息地区，需要人工合成和演变地面运动。人工模拟的地面运动的数据记录应该根据震心，路径的消弱，以及地质条件的变化因素。在特殊的地理位置或者是地质上还要考虑当地的条件，地形对地面运动产生的影响，根据其特点进行分析研究。
2.2对建筑结构的类型下定义
利用与当地环境相适应的分线性的分析用具，为了在分析过程中建立准确的有限元的模型，并且要在此基础之上进行稳定动力分析，在分析中提及的反应量的数值要有可信度。建筑样本所建立的非线性的分析模型，是对地面活动，现场，建筑的样本中的结构所进行的时程性的非线性数学分析。
2.3地震参数和需求参数的描述模型分析方法
第二点所提及的非线性的地面活动分析所得到的房屋建筑工程的需求参数，需要建立在概率基础上，并且根据回归公式，在既定的条件下，建立的地震需求模型：
三.确定房屋建筑建筑的抗震能力
3.1 在地震发生中的易损性分析
房屋建筑的抗震能力是指当建筑构件丧失特定的功能状态时建筑所能够承受的外界破坏力，也就是说，当建筑当达不到破坏状态时的结构化功能水平。房屋建筑的易损性的破坏状态应该量化成建筑的结构的破坏性指标，当处于不同的破坏状态时，应该采取不同的建筑结构的破坏指标数值。比如说，在进行破坏性的定义时，可用层间的漂移比值，建筑结构的顶部的总移，并且在此基础之上进行量化。
对与以往的建筑结构抗震试验的数据结果以及地震专家的分析判断所估计的抗震力，来建立数学模型——易损性曲线，并且假设建筑构件的能力参数是满足正态分布的，运用物理原理，判断出房屋建筑的抗震易损性。
3.2多层房屋建筑的抗震易损性分析
经过大量的地震损害房屋程度表明，多层的房屋建筑的地震关键点是墙面主体，所以这种建筑的抗震能力的强弱取决于墙体砖的抗震能力。在试验数据中，一般用墙体的抗震的强弱系数代表砌体结构的房屋建筑抗力指标。
建筑的低层框架的砖在地震后部分损坏或者是与房屋建筑的主体损坏程度大体相同，或呈现剪切型的地震破坏。这在一定程度上，地震发生后，首先受到冲击的就是最底层和最薄弱的墙体，出现裂缝或者是震后破坏。但是随着地震强度的不断增大，最薄弱的建筑墙体会形成严重的交叉裂缝，并且其他的墙体也出现破坏力集中的损害。过度楼层，也就是房屋建筑的二层的易损性分析相对复杂，所承受力分为上层建筑的地震剪力，还要对二层以上的建筑层进行结构部件的震害分析。
3.3房屋建筑的钢筋混凝土的结构的抗震易损性分析研究
房屋建筑的在地震灾害中的抗震易损性针对不同的地震强度，对建筑的结构反应能力进行研究，超过地震破坏阶段的所承受的能力按照数学计算模型再得出条件概率的数值。建筑结构的反应或者是结构性抗震能力概率密度在计算上要选择正态分布模型，并且算出函数的特殊值，再进一步正态分布的建筑结构的抗震易损性的曲线。在计算过程中，特别注意地震模型中的特殊值也就是地震易损性研究的峰值和加速度，再分别用ISDA和RDA参数反应，最后用对比法得出结论。
四．房屋建筑的抗震易损性的评估方法延伸
城市建筑是居民的生活保障物之一，涉及财力和物力等重要因素，不同的建筑物在地震发生后有不同的损害研究方法，其之间的研究方式也是大不相同的，对此，为了方便研究，把城市房屋建筑分为三个类别：第一类，重要性强，在研究方式上通常采用理论分析法以及建筑现场的脉动测试法相结合，并且在试验中分析建筑在地震灾害中引发损害的概率。第二类，采取单体工程的地震分析方法，或者是多层的综合评定方法。第三类，此类建筑在城市中分布较广，数量也相对第一类较多，在地震分析方法的使用上采取较为成熟的半理论半经验的结合方法或者是经验型的预测分析方法。
地震易损性的分析结果的评价，通过实验对易损性的分析，可以在正常情况下对城市中房屋建筑和市中心的部分的地理区域进行地震灾害情况的预测，从而在地震灾害之前，对建筑的薄弱项目工程改造或城建，同时也是增强抗震性能和资料数据的实用性。
结束语：
建筑是城市的重要标志，同时也是城市的生命线的组成部分，在地震的强烈作用下建筑会遭到破坏。所以，针对建筑的每一个结构构件在地震发生作用下的损害严重性考虑，分析每个建筑构件的易损性的曲线。对于建筑工程结构的在地震中的易损性建立研究分析点，确定房屋建筑的不同构件对地震的防震抵抗作用能力，以便在进行建筑施工中的施工图纸设计，构件的抗震设计，灾害发生时的反应计划设计，建筑结构的评估等重要依据，在城市发生地震的风险评估上起到了决定性的作用。
参考文献：
[1]李文博.基于IDA方法的RC框架结构地震易损性分析研究[D].先建筑科技大学．2012(05-01).
建筑抗震分析篇4
【关键词】高层建筑；结构设计；抗震设计
0、引言
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。建筑结构抗震设计的基本要求：抗震设计主要包括三方面的内容：概念设计，计算设计和构造设计。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，从而经济地实现规范中要求的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。
1、从理论上分析高层建筑的抗震设计
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。
（1）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即地震系数。
（2）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。
（3）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。
2、高层建筑的抗震结构设计理念
高层建筑的抗震要能做到：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。
对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段：采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构（特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节）的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。
3、建筑设计和建筑结构的规则性
建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称、整体性较好：建筑的立面和竖向抗拉力构件的截面尺寸和材料温度宜自下而上逐步减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。对平面不规则和竖向不规则类型的建筑结构应按《抗震规范》要求进行水平地震作用计算和内力调整，并对薄弱部位采取有效的抗震措施。
建筑抗震分析篇5
高层建筑抗震设计的重要性分析
抗震设计在高层建筑设计中具有十分重要的意义。与普通房屋建筑工程相比，高层建筑的构造与之明显不同，无论是规模还是构件都存在着较大差异。一旦高层建筑质量出现问题，所带来的后果不堪设想。因此，在设计阶段就要充分落实好质量控制。其中抗震设计与高层建筑工程整体质量存在着密切关联。通过有效的抗震设计，可让建筑结构的刚度、延性、整体性达到相关要求，使高层建筑整体稳定性得以提升。换句话说，抗震设计是否合理直接关系到高层建筑物的质量，应给予重视。
高层建筑抗震设计关键问题分析
高层建筑抗震设计过程中，以下问题是关键点：（1）高度。根据JGJ3-2002规定所述，要求高层建筑在一定设防烈度和一定结构形式下，需保持“适宜高度”。这个“适宜高度”与推荐规范体系要求是相匹配的，但很多高层建筑实际高度却超出了“适宜高度”的限制。在地震力作用下，超高限建筑产生的破坏形变会存在较大变化，导致相关参数延性、刚度、荷载都会超出规范适宜范围，会给建筑物结构的稳定性带来严重影响。（2）结构形式筛选。建筑结构形式筛选是否合理，直接关系到结构的性能。通常情况下，高度超过150m的高层建筑结构主要包括三种结构体系即框筒支撑体系、框架支撑体系及筒中筒支撑体系。我国大多数高层建筑都会采取核心筒体系进行构建。该结构中，由钢筋混凝土构成的核心筒需承受80%至90%的震层剪力，给钢结构带来了较大负担。在这种情况下就需要合理设置装换层及加强层，以控制其本身刚度。（3）材料选择。我国大多数高层建筑都是以钢结构为主。当建筑物高度过高时，由于钢结构质量较小，且较为轻柔，必然会受到风振影响。因此，需要采用混凝土材料进行加固，其中钢骨混凝土为首选材料。（4）抗震设防烈度。从客观角度来看，我国建筑结构抗震设计设防烈度与欧美等发达国家相比，还是有所不足。构造规定安全度及也存在一定差距。另外，在配筋率、轴压比等方面也不如发达国家严格。在这方面还需要进一步提升标准，并逐步完善。
完善抗震设计的有效措施
1.落实抗震验算
在进行截面抗震验算时，结构应在设防烈度下进入弹塑性状态。可将大部分结构变形转变为众值烈度地震作用下构件承载力验算的形式来表现。进行构件截面抗震验算时，可选用非抗震承载力设计值，将承载力抗争调整系数与其关联起来。计算过程中，去地震作用效应值乘以抗震调整系数来进行折减。通过完善抗震验算，保证建筑抗震设计的有效性，使抗震设计充分发挥作用。
2.设置多道抗震防线
在构建抗震结构体系时，应设置多道防线，将一些延性较好的分体系进行组合，并将这些构件相互连接，充分发挥其协同作用。抗震墙体系便可由抗震墙与延性框架构成，两者共同作用，可进一步提升抗震结构的性能。抗震结构体系当中还需要设定充足的赘余度，包括内、外两个部分。并按照相关规则构建规律分布的屈服区，让建筑结构可充分吸收或消耗地震能量。体系当中还需要增加冗余设计，以增加抗震结构的可靠性。当建筑基本周期与地震卓越周期接近时，冗余设计便可充分发挥作用。即便是第一道抗侧力防线受到破坏，第二道、第三道防线可接替第一道防线，发挥保护作用，以缓解共振，并降低地震的破坏作用。
3.完善隔震及消能减震设计
隔震系统具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量，并且具有足够的水平初始刚度。即便在风载与小震作用下，整个体系依然可处于弹性范围内，满足正常需求。而中强地震时，其水平刚度较小，结构为柔性隔震结构体系。同时，隔震系统本身具有较大的阻尼，地震时能耗散足够的能量，可降低上部结构所吸收的地震能量。消能减震是在结构物某些部位设置耗能元件，通过元件产生摩擦，弯曲弹塑性滞回变形来消耗或吸收地震输入结构的能量，以降低主体结构的地震反应，使结构破坏程度降低。例如，可在建筑结构适当位置添加金属阻尼器，它可通过金属的屈服滞回将地震能量消耗掉，以降低结构反应程度；又如，可通过调谐减震控制体系来加强结构的减震能力，该体系利用调整结构的动力特性来消减结构的振动反应，以达到减震效果。
结语
建筑抗震分析篇6
【关键词】高层建筑；抗震结构；结构设计
建筑行业的快速发展，促使城市建设中逐渐涌现出更多高层混凝土建筑工程，并且在设计施工中有更多新型技术与建材被应用其中，对提高工程建设综合效果具有重要意义。针对高层混凝土建筑工程的抗震结构设计，需要结合具体工程受力特点，来确定设计要点，并基于此从多角度进行分析，对结构设计进行优化，降低各项因素造成的影响，在整体上提高结构设计的效果。
一 高层混凝土建筑结构受力特点分析
随着建筑工程高度的增加，其受到各方向作用力的影响也就越大，如竖向荷载、风荷载等对建筑结构稳定性有很大的影响。高层建筑工程的竖向荷载在不考虑竖向地震作用力时其为定值，而风荷载与水平地震作用均为不确定因素，并且会随着时间、环境以及结构动力特性的变化而发生大幅度的变化。由于高层混凝土建筑结构受力比较复杂，想要通过对结构抗震性的设计优化来提高建筑抗震性能，必须要满足受力要求，对结构进行综合分析，明确设计要点，确保各方向受力的合理性，降低其他因素对结构抗震性造成的影响。确保建筑在受到微弱地震作用时，整个建筑结构能够保持牢固稳定[1]。根据高层建筑工程建设实际要求，有针对性的进行规划与设计，提高抗震结构设计效果，提高抗震结构整体稳定性。
二 高层混凝土建筑抗震结构设计要点
1.确定建筑结构刚度值
对高层混凝土建筑结构进行抗震设计时，必须要从实际出发，精确确定建筑结构的刚度值，了解建筑结构物理力学知识、建材性能以及现场地形地貌等因素特点，由此为基础来确定整体结构的刚度，并以建筑结构连接设置为依据，通过适当的调整来提高建筑结构抗震效果，将地震作用对建筑的影响控制在允许值以内[2]。另外，针对建筑结构变形问题，可以通过对结构适当的调节，将变形控制在允许范围内，并且要及时采取专业措施对其进行维护检修，保证建筑结构可以正常服务。
2.改善结构延展性设计
高层混凝土建筑工程受多项荷载影响，为提高结构稳定性，降低地震作用影响，就需要在对建筑工程抗震结构进行设计时，做好对结构延展性的控制，将结构强度与刚度均控制在合理范围内，最大程度上降低各因素影响，提高建筑结构抗震效果。
3.合理设计连接点受力
抗震结构设计时，必须要提高对建筑结构连接点受力效果的控制，即加强对建筑结构中连接点与构件受力分析，结合实际情况来选择有效行为进行抗震设计。从高层建筑抗震结构设计实际情况分析，如果结构刚度比较柔和，在地震作用力影响下，建筑结构主体将会受到比较大的损坏，并且在余震作用下，建筑结构将持续受到破坏，情况严重的将出现坍塌问题[3]。因此，抗震结构设计时，必须要加强对各连接点受力的分析控制，提高结构刚度。
三 高层混凝土建筑抗震结构设计要点
1.地质勘察
与普通建筑工程相比，高层建筑建设对地震勘察工作有着更为严格的要求，通过详细的勘察来确定施工现场地质地形特点，并基于此来选择合适的结构形式与基础设计方案，提高结构设计的合理性，降低地震作用影响。因此，必须要对拟建地进行全面地质勘察，做好地质资料的准备，提高基础设计合理性，提高结构设计合理性。
2.平面布局
对于建筑结构平面布局的设计，需尽量保证平面与立面布局的规整以及对称性，并且要控制好结构刚度的变化，在整体上提高将建筑结构抗震性能。现在很多建筑工程忽视了平面布局设计的重要性，导致平面布局不对称，进而会影响到结构整体刚度与抗震性能。
3.防震缝
基于高层混凝土建筑工程结构受力特点，在对其进行抗震结构设计时，需要根据实际情况来设置防震缝。即建筑结构平面各尺寸均超过专业设计规范限制，并且没有采取相应加强措施的处理；或者是建筑各部分刚度与荷载相差比较大，并且未采取处理措施，以及建筑结构中存在较大的错层情况。当结构出现其中任何一种情况时，即需要设置防震缝，提高建筑结构稳定性与安全性。
四 高层混凝土建筑工程抗震结构设计优化措施
1.施工材料优化
高层混凝土建筑工程在受地震作用影响时，产生的破坏效果如何在很大程度上受施工材料决定，因此需要做好此方面优化。对建筑结构进行抗震设计，本质上是对结构延性进行优化，通过适当的调整，来保证结构稳定性可以抵抗地震作用力。为提高结构稳定性与强度，选择钢筋时，应用韧性较高的材料，如垂直方向钢筋可以选择用HRB500级或者HRB400级热轧钢筋；箍筋则可以选择用型号HPB300、HRB335级热轧钢筋[4]。另外，在选择其他结构材料时，应以提高抗震效果为前提，并确定抗震新性能与建筑成本平衡点，保证两者之间的统一性，在最大程度上来提高结构抗震能力。
2.抗侧力体形优化
结合建筑工程结构抗震性设计经验来看，如果结构设计刚度比较适中时，在地震作用力影响下，建筑结构受损伤比较小，发生的变形情况比较轻，尤其是隔墙与围护墙等结构部件受到的破坏非常小，建筑工程的抗震性能比较高。并且在强地震影响下，结构承受力更大，并不会出现坍塌问题。因此，在对建筑抗震结构进行设计时，可以改变结构屈服机制，保证结构在受到损害时，可以利用整体屈服机制来工作，而不是利用楼层屈服机制。另外，应该选择用轴力比较小的水平杆件，最大程度产生弯曲耗能，保证构件可以产生比较强的耗能能力，以及较高的延性。
3.消能减震设计优化
对于高层混凝土建筑工程来说，一般情况下均对抗震设计有严格的要求，不但要具有基础的抗震性能，同时还可以体现消能与隔振特点。因此，在工程建设开始阶段，就需要做好对施工场地的选择控制，尽量选择密实度高的地基施工，降低地震作用对建筑结构造成的影响，并可以减少共振概率，减轻地震对结构造成的损坏。因为不同建筑结构其隔振系数不同，在进行设计时就需要从实际情况出发进行研究，选择适宜的隔振支座，并对风力负荷进行综合分析。另外，对于施工用结构材料的选择，尽量选择用延性与强度比较高的，降低地震作用对结构的影响。
4.加固设计优化
对于结构设计存在缺憾的部分，可以通过有效的加固设计来改善，或者是直接选用具有较高抗震能力的构件将其更换，或者适当增大原截面，或者是增加构件数量等措施来提高结构整体强度与承载力。很多高层建筑工程结构整体性连接不能满足抗震规范需求，即应按照规范进行适当的调整，对地震作用力进行分散。
结束语
高层混凝土建筑工程受地震作用力影响比较大，对此方面问题进行优化，需要做好结构抗震设计的研究，从实际情况出发，确定设计要点，选择合适的方法进行优化，提高工程结构抗震性能。
参考文献：
[1]罗联训.浅论高层混凝土建筑抗震结构设计[J].中华民居（下旬刊），2014，06：25.
[2]李鸥.浅议高层混凝土建筑抗震结构设计[J].价值工程，2015，09：175-176.
建筑抗震分析篇7
关键词: 高层建筑；结构抗震；设计；分析
Abstract: The author analyzes the characteristics of high-rise buildings by the force of the split-level structure, the split-level structure affect unfavorable factors, summed up the seismic design points.Key words: high-rise buildings; seismic; design; analysis
中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
带有错层的高层建筑的错层结构空间变化丰富、层次感较强，极大地满足了人们的心理要求，同时为结构的发展提出了新的课题。诸如其受力复杂、不确定因素较多、地震的特点要求等也带来了设计施工难度较大、结构抗震性能较差等诸多问题，这也成为阻碍高层建筑错层结构发展的主要因素。因此，要加大对带错层的高层建筑结构的深入研究、提高结构整体性能、有效改善错层结构的抗震性能。这对进一步推动错层结构的发展有着十分重要的意义。
1．高层建筑错层结构的受力特点及影响因素
1.1 错层结构的形式
错层高层建筑为了取得多样变化的室内空间，通常在一个单元的几个房间设在有高差的几个层面上，当错层高度不同时，就形成了各种类型的梁柱集合体。从工程实用情况来看，可将错层结构归纳为三类: 包含型错层结构、交叉型错层结构和混合型错层结构。如图 1 所示。
图 1 错层结构示意图
1.2 错层框架结构的受力特点
错层框架结构与框架结构的相比主要由于在错层处错开的楼层导致了在结构的一些部位形成竖向的短构件，使受力集中，不利于抗震。主要的原因可能是在同向受力中由于错层构件刚度大，而产生内力集中。在错层结构中，短柱问题应该得到足够的重视。
1.3 错层框架剪力墙结构的受力特点
错层框架剪力墙结构中的剪力墙承担了水平力中的一大部分，特别是在地震作用下，错层框架剪力墙结构有两道设防线，能够较好地改善错层结构的受力性能。
2．错层对结构影响的不利因素
错层对结构的不利影响主要源于两个方面:一是楼板分块错置，在错层构件中会产生很大的变形内力，从而削弱了楼板协调结构整体受力的能力；二是楼板错层，容易在某些部位形成竖向短构件，从而可能在同向受力中因错层构件刚度较大而产生内力集中。基于以上两个根本原因，错层将进而对结构的整体性产生较大影响。相互错层的相邻楼板仅由中间的错层柱(墙) 相联系，而楼板在自身平面内的抗弯刚度远远大于错层柱(墙) 的抗弯刚度，当结构受力时，结构左右两部分将产生不协调变形，在错层柱(墙) 中形成较大内力。显然，这对于错层结构抗震是十分不利的。以上 3 种错层结构对结构抗震性能的影响主要体现在以下几个方面:
2.1 对包含型错层结构，由于上下层楼面刚度发生突变，当地震作用发生时，地震力在楼层之间分配不均匀，从而影响了各楼层总地震作用沿建筑全高分配的连续性，影响结构整体的抗震性能。
2.2 交叉型错层结构上下层平面刚度不重叠，易使地震作用在楼层之间产生局部扭矩，对主体结构产生不利影响; 且其共用柱多为短柱，分配的地震作用弯矩往往比其他柱大很多，从而形成相对薄弱的受力构件。
2.3 混合型错层结构存在较长错层柱，当地震作用发生时，会导致地震作用在楼层竖向构件之间分配不均匀，使同层构件内力产生很大差别，从而使各结构构件间的可靠度出现较大差别。错层结构错层部位的竖向抗侧力构件一般均为低矮构件，在地震作用下的延性较差。
3．带错层的高层建筑结构抗震设计要点
3.1 设计要点
高层错层建筑结构由于在错层短柱存在很大的内力集中，且错层框架结构在错层处的短柱要协调相互错开的楼盖的变形，特别是在地震作用下，更易发生破坏。为改善普通错层框架结构的受力性能，主要采取以下措施来解决:
3.1.1 在普通错层框架结构的错层处根据实际需要增设若干撑杆，用撑杆的轴力来转移普通错层框架结构错层处短柱受的剪力。
3.1.2 在普通错层框架结构的适当位置增设若干剪力墙，用剪力墙来承担大部分的结构水平剪力。
3.1.3 错层不宜沿建筑通高设置，错层中应设置一定数量的贯通层，将错层分为几个区段，且每个错层区段包含的错层层数也不宜太多，通层要重点加强。
3.1.4 对于电算结果给出的超筋、超限的连梁，在提高其混凝土强度等级，截面调整仍无效果的情况下，可采用钢骨混凝土连梁加以解决，采用钢骨时要注意钢骨和墙体暗柱的连接构造。
3.1.5 在对复杂高层建筑进行设计时，运用概念设计的思想确定结构方案、进行结构布置是十分重要的。在此基础上还要有充分的计算分析手段例如采用二种不同计算程序进行分析对比、相互验证，并采用结构动力分析方法进行补充分析。
3.1.6 对高层错层建筑在错层处应在纵横向布置剪力墙，并使其互相形成扶壁，错层处布置单独的框架柱是不可取的。
3.2 错层结构设计注意事项
错层结构应用较广，如何保证结构安全，采取有效措施正确处理错层结构就显得尤为重要。在设计时应具体问题具体分析，充分考虑各种不利因素，针对错层结构可能出现的薄弱部位从建筑平面布置、理论计算及抗震构造措施等方面出发，增强结构的整体受力性能，提高结构的延性。
3.2.1 结构的共用柱大多为短柱，而短柱的延性很差，在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时，很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌，因此对因错层形成的短柱，应该尽量提高短柱的承载力，减小短柱的截面尺寸，采取各种有效措施提高短柱的延性，改善短柱的抗震性能。
3.2.2 尽可能使结构平面布置合理化，使错层部位两层的竖向构件刚度相等，对结构平面布置不对称的结构，地震的扭转效应将十分显著，可能造成角部抗侧力构件开裂，在设计中应加强这些部位的配筋，增强抗震构造措施。
3.2.3 加强错层结构中错层柱及其上连梁的抗扭能力，同时使错层柱与相邻普通柱的长细比控制在 1～2 之间。
3.2.4 在高层建筑中，竖向体型应避免过大的外挑和内收，立面收进部分的尺寸比值应满足≥0.75 的要求。
3.2.5 对设防烈度较高、抗震等级较高的高层钢筋混凝土结构，应尽可能限制使用错层结构，如不可避免，则应用剪力墙结构，并尽量避免上下层楼面刚度突变。
4．结束语
高层建筑错层结构由于同一楼层的楼板沿高度方向相互错开而形成了室内空间的变化富于多样性，深受消费者的青睐。因此在城市住宅区广为使用。但是，作为一种结构体系，其结构形式复杂，地震反应特性与普通高层结构也有很大的不同，借助于计算机技术的发展，对错层结构地震反应的研究也越来越深入。如何通过适当的设计来满足错层结构的抗震性能是本文的主要内容。
参考文献：
[1] 杨光明．对高层建筑结构设计中提高短柱抗震措施的探讨［J］．建材与装饰(中旬刊)．2009(06)．
[2] 建筑抗震设计的基本概念和原则［J］．建筑技术．2005(Z4)．
[3] 连晓庄，何照明．建筑学专业“建筑抗震设计”课程教学探讨［J］．南方建筑．2010( 03)．
[4] 裘民川．建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用［J］．工程抗震．2009(04)．
建筑抗震分析篇8
关键词：建筑抗震结构设计问题措施
中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：
随着对结构非线性性能的研究，人们发现设计结构所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，结构的控制部位进入屈服后非弹性变形状态，并靠其屈服后非弹性变形能力来承受地震作用。从而形成了结构在一定水平地震作用下进入屈服，并达到屈服后非弹性变形状态来耗散能量的现代抗震设计理论。现代抗震设计思路，其主要内容是：合理选择确定结构屈服水准的地震作用。先以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（中震），再以通过地震力降低系数R 得到的设计用地面运动加速度（小震）来进行结构的强度设计，从而确定结构的屈服水准；采取有效的抗震措施满足结构设计时的对应的延性能力。
一、我国建筑抗震设计常见的问题
1、工程地质勘查资料不全
在设计初期，设计人员应该及时掌握施工场地的地质情况，但是往往在设计过程中，却没有建筑场地岩土工程的勘察资料，就不能很好的进行地基设计，给建筑物的结构带来安全隐患。
2、建筑材料不满足要求
对于材料而言，我们要明确这样一个道理:地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。一般说在相同条件下，质量大，地震作用就大，震害程度就大，质量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑物的楼板、墙体、框架、隔断、围护墙以及屋面构件中，广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土、加气混凝土板、空心塑料板材等轻质材料，将能显著改善建筑物的抗震性能。
3、建筑物本身的建筑结构设计
建筑物如果平面布置复杂，致使质心与刚心不重合，在地震作用下产生扭转效应，加剧了地震的破坏作用，海城地震和唐山地震中有不少类似震害实例。台湾9.21地震中，一栋钢筋混凝土结构由于结构平面不规则，在水平地震作用下，结构产生严重扭转效应而破坏倒塌，同时撞坏相邻建筑上部的阳台。
4、平面布局的刚度不均
抗震设计要求建筑的平、立面布置宜规正、对称，建筑的质量分布和刚度变化宜均匀，否则应考虑其不利影响。但有的平面设计存在严重的不对称：一边进深大，一边进深小；一边设计大开间，一边为小房间；一边墙落地承重，一边又为柱承重。平面形状采用L、π形不规则平面等，造成了纵向刚度不均，而底层作为汽车库的住宅，一侧为进出车需要，取消全部外纵墙，另一侧不需进出车辆，因而墙直接落地，造成横向刚度不均。这些都对抗震极为不利。
5、防震缝设置不规范
对于高层建筑存在下列三种情况时，宜设防震缝：（1）平面各项尺寸超过《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(JGJ3- 91)中表2.2.3 的限值而无加强措施；（2）房屋有较大错层；（3）各部分结构的刚度或荷载相差悬殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未设防震缝。
6、结构抗震等级掌握不准
结构抗震等级有的提高了，而有的又降低了，主要是对场地土类型、结构类型、建筑高度、设防烈度等因素综合评定不准造成。
上述这些问题的存在，倘若不能得到改正，势必对建筑物的安全带来隐患。上述这些问题的原因是多方面的，这就需要设计人员从设计的角度避免这些问题的出现，防止将这种问题带入施工中，应该高层建筑的抗震性能。
二、建筑结构抗震设计的基本措施
1、选择的建筑场地和地基有利于抗震
（1）场地选择
在不同工程地质条件的场地上, 地震对建筑物的破坏程度是截然不同的。因此，进行建筑场地选择时，设计者必须综合评价工程地质的有关资料和地震活动情况，并结合工程的实际需要。首先，建筑宜避开对建筑抗震不利的地段，选择对建筑抗震有利的地段，例如平坦、开阔的坚硬场地土。其次，当没有办法避开时, 适当的抗震加强措施应被采用。
（2）地基处理
基础设计时应注意：a.当地基有新近填土、液化土、软弱黏性土时,基础的刚性、整体性应得到加强；b.天然地基与桩基不宜混用在同一结构单元上；c.性质差异较大的地基上不宜设置同一结构单元；d.地圈梁应设置在墙下, 以加强上部结构与基础的整体性，以抵抗不均匀沉降。
2、优化平立面布置
（1）建筑布置的平立面应规则，体型要简单
当建筑物体型规则、简单时，其受力性能明确,在设计过程中就容易分析在地震作用下结构的内力和实际反应，且易于处理结构细部的构造，因此这类结构在遭遇地震后受到的损害相对较轻。反之,建筑体型复杂、不规则时，强度和刚度就容易发生突变,引起应力变形或集中，形成结构上的薄弱环节，从而造成较大的危害。
（2）力求建筑平、立面质量分布和刚度对称
建筑的质量分布和刚度不对称，在地震作用下就会发生十分明显的扭转振动。因此, 建筑中的独立单元及整个建筑应力求质量、刚度对称,使其刚心与质心偏心很小甚至完全重合。
（3）建筑的刚度变化和质量须均匀
建筑沿竖向分布的刚度和质量常常是不均匀的。比如, 楼层错尾的存在或在层高范围内框架的填充墙设置不连续，短柱就在框架上形成。地震时就易对建筑造成损害。所以设计时必须采取必要的构造措施，对建筑结构中沿竖向分布不连续的质量和刚度加以限制。
3、选择合理的抗震结构体系
（1）应有多道抗震防线
多道抗震防线，是指在地震作用下，一个抗震结构体系中的一部分延性好的构件最大限度发挥其耗散、吸收地震能量的作用, 首先达到屈服，起到第一道抗震防线的作用，其它构件则在其后依次屈服, 从而形成第二、第三或更多道抗震防线。这样可以避免整个建筑结构体系因部分构件或结构破坏而丧失抗震能力。所以，结构设计须考虑设置多道抗震防线。
（2）应具备良好的耗能、变形能力和必要的强度
一个没有足够延性, 只有较高的抗侧力强度的抗震结构体系,在地震时很容易遭到破坏。但如果其抗侧力强度不高, 而有较大的延性，在地震作用不大的情况下，建筑结构就不会受到破坏，只会产生较大的变形。如果抗震墙设置在框架中,就可增加其抗剪力强度；如果届边约束构件加在砌体结构上,能提高其变形能力。这样就增大了两种结构的抗震潜力。
（3）结构刚度和强度分布须合理
如结构刚度和强度分布不合理，会产生塑性变形集中或过大的应力,结构就会突变或其局部受到削弱而形成薄弱部位。对结构上可能出现的薄弱部位,应采取相应措施提升其抗震能力。在强烈地震下，强度安全储备在结构上并不存在，而判断结构薄弱层的基础就在于构件的实际强度分布。
4、设计合理的建筑结构参数
计算分析参数设计，就是进行建筑各构件的地震响应和地震作用计算,各墙柱梁板变形及承载力计算包含于其中。把正确的计算模型建立在建筑结构的实际工作状况基础上，并根据概念设计做适当的简化处理、计算。多遇地震作用下的复杂结构进行变形、内力分析时, 应采用的力学模型不少于两个,且不相同，其计算理论主要有两种，即主拉应力与剪摩理论。其中，主拉应力理论适用于砖砌体,而剪摩理论适用于砌块结构。应认真分析判断计算机的计算结果，确认其合理、有效后，才能用于工程设计。结构的位移、剪重比、自振周期等是结构计算控制的主要计算结果。
建筑抗震结构设计对建筑抗震起着重要的基础作用。一个优良的建筑抗震设计，必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。为此，要充分重视结构设计在建筑抗震设计中的重要性，在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。
参考文献：
[1] 王军 某超限高层的抗震性能设计 福建建筑2008
[2] 李智建，石延明. 浅谈建筑结构设计中的抗震设计[J]. 科技资讯，2009（12）.
建筑抗震分析篇9
关键词：抗震结构设计；破坏特点；设计分析
建筑物抗震设计中概念设计是至关重要的，应贯穿于选址、规划、方案设计及施工图设计的始终。由于地震释放的能量，以地震波的形式向四周扩散，地震波到达地面后引起地面运动，使地面原来处于静止的建筑物受到动力作用而产生强迫震动力，在震动过程中，由结构本身的质量和其加速反应所产生的惯性力称地震作用。地震作用是地震力进入结构后，结构产生的动态反应（速度、加速度、变形）地震作用是一种间接作用，过去曾称地震荷载，它与地震的性质和工程结构的动力特性有关，分为水平地震作用、竖向地震作用和扭转地震作用。地震作用效应是指结构和构件由地震作用产生的内力（弯矩、轴力、剪力）和变形地震作用计算或称抗震计算是现行《建筑抗震设计规范》规定的内容，包括地震作用计算和截面抗震验算。地震作用计算的方法有：反应谱法、振型分解反应谱法和时程分析法。抗震措施包括抗震设计的一般规定、计算要点和构造措施。
1 抗震设计时应注意地震破坏的特点
1.1地基方面：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；地基土液化导致地基小均匀沉降，从而引起上部结构损坏或整体倾斜；建造在小利或危险地段的房屋建筑，因地基破坏导致房屋损坏；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。
1.2结构体系方面：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卜墙的约束而发生短柱型剪切型破坏：采用框架一抗震墙体系的房屋结构，破坏程度较轻；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。
1.3刚度分布方面：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；采用三角形、L形等小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。
1.4构件形式方面：在框架结构中，通常柱的破坏程度重于梁、板；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；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。
2 高层建筑抗震设计分析方法
2.1场地和地基的选择
建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响，是建筑抗震设计的基础。在进行建筑场地以及地基的选择时，应该充分的了解当地的地震活动情况，对当地的地质情况进行科学的勘察，在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价，评估当地的抗震设计等级。对于一些小利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避，而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施。在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或者是其它具有较高密实度的基土，从而提高建筑地基的抗震能力，尽可能的避开小利于抗震的软性地基土。对于一些达小到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造，使其能够符合相应的标准。
2.2建筑结构的规则性
为了保证建筑的可靠性以及其所承载的力量的分布均匀，在进行建筑结构设计过程中，一定要尽量保证建筑结构的规则性，并且也要使抗侧力结构尽量保证简单化。在选择建筑结构平面布置图形时，应该选择较为规整的图形，因为只有规则的图形，才能使建筑在面对地怎发生时所带来的承载力的均匀分布。对于小规则的建筑结构平面，应该尽量避免，因为小规则的建筑平面容易造成建筑结构质心与钢心间的交错，这样的建筑在面对地震时，容易产生钢心距离较大，刚性小足，最终建筑将会面临倒塌的危险。
2.3建筑结构材料的选取
建筑结构材料的好坏决定着建筑在地震发生时的安全性。事实上，高层建筑抗震结构设计的实质就是将各个建筑构件的延性整合起来，并对其进行相应的协调与把握，其目的就使建筑在面对地震时能够安全稳定。在选择建筑钢筋时，一定要尽量选择那些具有较高韧性的材料。对于在垂直方向受力的钢筋，要采用热轧钢筋，以HRB400级和HRB335级为标准，对于箍筋，则是以HRB335，HRB400和EIPB235级热轧钢筋为佳。在选取建筑结构材料过程中，一定要时时考虑材料抗震方面的性能，当然，在建筑过程中，建筑成本、造价控制也是建筑企业必须要考虑的问题，因此，在对建筑结构材料选取的过程中，一定要找到建筑成本与抗震新h）能之问的点，兼顾二者，以期实现以最少的材料获取最佳的抗震效果。
2.4隔震和消能减震设计
有些高层建筑对于抗震的要求较为严格，除了要实现一般的抗震效果外，还有保证隔振、消能等方面的需求。因此，为了达到这些效果，首先，从场地与地基的角度来看，应该选择具有较高密实度的地基，因为高密实度的地基，可以减轻地震发生时所产生的能量给建筑造成的破坏，降低共振发生几率。对于小同建筑，其所要求的隔振系数有所小同，因此，在进行建筑结构设计时，一定要具体问题具体分析，选择相应的隔震支座，并且，也要考虑因风力所给建筑带来的负荷。对于隔振、消能方面的建筑构件的选择上，尽量采用延性好的材料，使建筑受地震能力带来的破坏降低。
2.5抗侧力体形的优化
对一般性构造的高楼，刚比柔好，采用刚性结构方案的高楼，小仅主体结构破坏轻，而且由于地震时的结构变形小，隔墙，围护墙等非结构部件将得到保护，破坏也会减轻。提高结构的超静定次数，在地震时能够出现的塑性铰就多，能耗散的地震能量也就越多，结构就愈能经受住较强地震而小倒塌。改善结构屈服机制，使结构破坏卜按照整体屈服机制进行，而小是楼层屈服机制。设计结构时遵循强节弱杆、强柱弱梁、强剪弱弯，强压弱拉的原则。在进行结构设计时，应该选定构件中轴力小的水平杆件，作为主要耗能杆件，并尽可能使其发生弯曲耗能。从而使整个构件具备较大的延性和耗能能力。
2.6常用的加固设计
为了有效的提高建筑结构的抗震能力，应该根据建筑结构的实际情况采取相应的加固措施，在进行加固方法选择的时候应该具体考虑以卜几个方面的因素：第一，对于一些机构设计存在缺陷的情况，应该根据实际情况增加构件进行加固，或者是采取具有较高抗震能力的构件代替原有构件。对于需要提高承载力或结构整体刚度的情况，可以增设构件，扩大原截面，设置套箍等方法；很多建筑结构整体性连接达小到抗震的标准，可以有针对性的对结构进行相应的调整，这样可以分散地震力，减少破坏。建筑中的一些与建筑结构小相关的构件，在地震时有可能倒塌而造成危害，应该适当进行加固。
建筑抗震分析篇10
【关键词】建筑结构；抗震鉴定；加固；整体性能
1引言
现阶段，随着社会经济的发展和进步，人们越来越重视和关注房屋建筑结构的抗震鉴定工作，尤其是汶川大地震之后，房屋建筑抗震鉴定工作受到特别的关注和重视。建筑工程的施工单位，要在建筑施工的过程中有效的运用加固技术，保证房屋建筑结构的稳定性，提高房屋建筑施工的安全性，对建筑工程整体施工质量进行优化，从而提高建筑结构的防震性能，促进建筑工程的发展。如何做好建筑结构的抗震鉴定工作，从而为人们的生命安全和财产安全提供保障，本文将予以探讨。
2案例分析
2.1房屋建筑概况
某公共建筑为现浇混凝土框架结构，建筑总面积比较大。该公共建筑原先是一般商业楼，现在将该建筑改为写字楼，同时改造该建筑的原结构。为了提高改造后建筑结构的安全性和可靠性，相关部门在接受业主的委托之后，初步调查和鉴定该建筑，从而针对该建筑的抗震加固改造措施，提出合理的建议，保证抗震鉴定和加固工作的效果。
2.2房屋结构概况
该建筑地上共4层，地下1层为地下室，抗震设防烈度为Ⅶ度。该建筑地上建筑结构是框架结构，地下室周边为钢筋混凝土剪力墙作为挡土墙。框架、板、柱和地下剪力墙都是现浇而成，在地下室四周和电梯井处布置了剪力墙。楼梯使用现浇板式旋转楼梯。全楼结构框架柱采用直径为700mm圆形柱，柱网主要跨度为7.2m和5.1m，主梁主要尺寸采用300mm×700mm，楼板厚140mm。地上框架梁、板、柱和剪力墙采用混凝土强度为C30。原结构1~4层在6~11轴与M-Q轴处为天井。结构平面如图1所示。该建筑场地类别属于Ⅳ类别，钢筋混凝土钻孔灌注桩为其基础形式，单桩竖向承载力的最大值为1100kN，桩基混凝土为C25的强度等级，桩径是600mm。该建筑原来设计的抗震设防烈度为Ⅶ度。根据《建筑抗震鉴定标准》的相关规定，该建筑在改造之后，仍需要保持Ⅶ度的抗震设防烈度。
3建筑结构中设计使用年限及设防目标存在的问题
现阶段，根据我国地震发生的情况，我国建筑加固设计使用年限和设计目标主要包括三种形式，分别是以下三种形式：①从加固设计的起始时间开始计算，使用年限为50年，严格按照最新规范的标准，明确建筑结构的设防目标，保证建筑结构在情况较轻的地震中不会出现损坏的情况，在震级属于中级的地震中，建筑结构可以进行修复，在情况特别严重的地震中，建筑结构不会发生倒塌的情况，结合上述目标，开始对建筑结构实施加固措施，进而提高建筑结构的稳定性和安全性，但是此时加固工程的强度比较大，加固工程的成本费用也比较高；②从建筑结构施工结束后的时间开始计算，使用年限为50年，严格的按照建筑结构完工当前规范的各种标准，制定建筑结构设防目标，同时根据完工当前规范的各种标准对建筑结构进行审查，必要时要加固和调整建筑结构的相关部位，结合“小震不坏、中震可修和大震不倒”为设防目标，做好设防工作；③以较为关键的纵向构件构件设计年限为开始计算的时间，往后推算50年，次要部位根据旧设计的标准，往后推算50年，同时次要部位的设防目标不需要参考“小震不坏、中震可修、大震不倒”的目标。目前，建筑建筑结构的设计使用年限，一般是从建筑施工结束后的时间开始计算，使用年限为50年，设防目标是“小震不倒、中震可修、大震不倒”，根据国家最新批准的抗震设防烈度，制定建筑的设防烈度，同时根据国家最新出台的建筑工程抗震设防分类指标，完成建筑设防分类工作。
4建筑结构综合性能的鉴定加固方法存在的问题
建筑结构的粘钢加固，即是粘贴钢板加固，主要是指在钢板混凝土构件表层上应用高性能的环氧类粘接剂粘，实现钢板和混凝土形成一体的目的，由于钢板自身具有较好的抗拉强度，所以在环氧类粘贴接剂粘的帮助下，能够有效提高建筑结构构件的承载能力和刚度。目前，施工单位经常运用的加固方法有三种类型，分别是以下三种类型：①大跨度和同步性增强建筑结构构件的强度和刚度，必要时要扩大构件刚度增加的幅度，一般会使用增大横截截面的加固措施；②构件刚度增加的幅度不明显，但是提高构件强度增加的幅度，这时可以使用多种不同的加固措施，例如：外粘型钢加固措施、置换加固措施、增设支点加固措施等等；③建筑结构的刚度和强度增加程度不明显，一般情况下是为了实现隔震和消能减震的目的。在实际的情况中，当加固建筑结构中某构件部分位置后，并不能有效的提升该构件的强度和刚度，即当地震再次发生时，该建筑构件也会出现损坏的情况，建筑结构综合承载能力的安全性和稳定性也会受到影响。通常情况下，如果建筑构件在加固之后，其增强的刚度会提高其在地震中的负荷量，这时构件的加固效果较为理想，而建筑物整体结构在加固之后，被加固构件的协同性会对建筑物整体结构的安全指数产生影响，要保证加固构件的协同性，避免出现加固不均匀的质量问题；旧结构规划方案和排布的合理性和相邻构件衔接的紧凑性以及过去施工的实效性都会对当前建筑综合性能产生影响。根据现行编制和建筑结构的规范，在合理的分析建筑结构综合性能的基础上，使用整幢建筑物或其中某独立分区确定建筑物加固设计的范畴，或者根据预期设定的构造特征、构件属性和衔接形式确定建筑物加固范畴，实现提高加固结构加固后的延长性和冗长性的目的，同时要对结构刚度增加以后衍生出的地震作用效应增强所带来的影响效果进行分析。在使用钢粘加固技术的过程中，要对由于局部加强或者刚度突变而造成的薄弱部位进行观察和分析，从而采取合理的解决措施。结合工程项目施工的实际情况，根据相关设计原理，采用延性加固措施对结构或构件进行加固，同时要根据建筑结构构件的承受能力，实现在最大程度上强化结构或最大程度上提高构件延展性的目的。在粘钢的过程中，施工人员要合理的使用施工条件，结束配置钢-钢拉伸剪切试件及钢-混凝土剪切件的配置工作，并且需要对其实施抗剪轻度试验，以检查其粘性是否合格。
5建筑结构抗震鉴定及加固若干问题分析的意义
对建筑结构的抗震鉴定和加固的若干问题进行分析，可以提高建筑物结构的抗震效果，从而提高建筑物的质量，保证建筑工程的安全性和可靠性，以实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的目的，从而对人们的生命安全和财产安全形成保护，在最大程度上降低地震带来的经济损失，为社会经济的发展和进步提供保障。对建筑物结构进行有效的加固，可以延长建筑物使用的时间，从而保证建筑工程的经济效益和社会效益，有利于建筑工程的长远发展。
6结语
总而言之，要重视建筑结构的抗震鉴定和加固工作，提高建筑结构的稳定性和可靠性，避免建筑物在发生时出现倒塌的现象，为人们的生命安全和财产安全提供保护，保证建筑工程的经济效益和社会效益，促进建筑工程的发展。
参考文献
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