建筑抗震理论与设计技术发展及研究
建筑抗震理论与设计技术发展及研究摘要：近年来，我国在抗震技术的各个领域都取得了长足的进步，并制定了相应的标准规范。但与国际一些发达国家相比，在抗震的理念及技术方面还有一定的差距。本文介绍我国抗震技术发展的同时，重点放在发展展望，希望能通过借鉴日本等发达国家的抗震设计理念来完善我国建筑的抗震设计体系。
关键词：建筑；抗震理论；抗震设计
2008年5月12日，四川省汶川县发生里氏8.0级的大地震。地震给四川和周边各省及自治区造成巨大的生命财产损失。地震波及范围更远至北京、上海等城市。据最新统计数字显示，仅四川省就有近7万人在大地震中遇难。地震的发生会带来各种各样的自然灾害，发生在陆地会造成山崩地裂，发生在海底会带来巨大海啸，而发生在城市，就可能造成房屋和桥梁的倒塌。汶川大地震给四川多个城市带来了巨大的影响，成都、都江堰、北川、映秀等地遭受了不同程度的破坏，其中北川县城被夷为平地，无数房屋的倒塌也造成了无数的人员伤亡。距估计此次地震灾难的遇难者，绝大部分的死因都是房屋的倒塌。这次灾难的发生，把人们的关注聚焦在房屋的抗震问题上。如何利用现有的经验，结合实际，研究创造出新颖、有效的抗震技术，成为建筑界当前一大重要课题。几十年来，我国在抗震技术的各个领域都有长足的进步，就目前的水平可以与国际接轨，某些方面还处在领先水平。但仍有值得改进的方面。
建筑抗震设计规范
《建筑抗震设计规范》（GB 500011－2001） 《建筑抗震设计规范》 Code for seismic design of buildings GB 50011－2001 主编部门：中华人民共和国建设部 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期：２００２年１月１日 关于发布国家标准《建筑抗震设计规范》的通知 建标[2001] 156 号 根据我部《关于印发1997 年工程建设标准制订修订计划的通知》（建标[1997] 108 号）的要求，由建设部会同有关部门共同修订的《建筑抗震设计规范》，经有关部门会审，批准为国家标准，编号为GB50011－2001，自2002 年 1 月1 日起施行。其中，1.0.2、1.0.4、3.1.1、3.1.3 3.3.1、3.3.2、3.4.1、3.5.2、3.7.1、3.8.1、3.9.1、3.9.2、4.1.6、4.1.9、4.2.2、4.3.2、4.4.5、5.1.1、5.1.3、5.1.4、5.1.6、5..5、5.4.1、5.4.2、6.1.2、6.3.3、6.3.8、6.4.3、7.1.2、7.1.5、7.1.8、7..4、7.2.7、7.3.1、7.3.3、7.3.5、7.4.1、7.4.4、7.5.3、7.5.4、8.1.3、8.3.1、8.3.6、8.4.2、8.5.1、10.1.3、10.2.5、10.3.3、12.1.2、12.1.5、12.2.1、12.2.9 为强制性条文,必须严格执行。原《建筑抗震设计规范》GBJ11－89 以及《工程建设国家标准局部修订公告》（第1 号）于2002 年12 月31 日废止。 本标准由建设部负责管理，中国建筑科学研究院负责具体解释工作，建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。 中华人民共和国建设部 2002 年1 月10 日 前言 本规范是根据建设部[1997]建标第108 号文的要求，由中国建筑科学研究院会同有关的设计、勘察、研究和教学单位对《建筑抗震设计规范》GBJ11－89 进行修订而成。 修订过程中，开展了专题研究和部分试验研究，调查总结了近年来国内外大
高层混凝土住宅建筑抗震结构设计研究
高层混凝土住宅建筑抗震结构设计研究 摘要：在现代城市化发展进程日益推进的带动下，建筑事业实现了高效的发展。在众多的建筑工程项目中，要属高层建筑项目增长的速度最快。近几年，高层建 筑项目犹如雨后春笋一般，实现了持续性的增长。在一定程度上，促进了人们生 活品质的升级发展。同时，人们对高层混凝土建筑的质量问题关注度也日益提升，尤其是在目前地震频发的社会环境下，人们对高层混凝土建筑的抗震性要求逐渐 提高。因而，对于我国的建筑事业来说，提高对高层混凝土建筑抗震结构的设计 水准成为了目前最为重要的现实任务。那么，为了更好的提升高层混凝土建筑抗 震结构的设计水准，就需要高层混凝土建筑的施工设计单位有效的把握具体的施 工设计原理，提高设计技术水平，切实的提升高层混凝土建筑的抗震性。从而满 足广大人民的现实要求，降低高层混凝土建筑受地质灾害影响发生坍塌等安全事 故的几率，保障建筑事业的稳步发展。 关键词：高层建筑；混凝土结构；抗震性能；设计 1 高层建筑抗震设计的作用 高层建筑设计过程中不能轻视抗震设计方面。对比普通建筑，高层建筑的构造、规模、具体构件都呈现出明显的不同。如果高层建筑设计、施工质量不达标，将造成难以挽回的损失。所以，设计环节必须注重设计标准满足国家及行业标准。抗震设计的结构延性、刚度最终决定高层建筑工程整体质量，必须重视高层建筑 中的抗震设计。 2 地震对高层混凝土住宅建筑的影响 地震对高层混凝土住宅建筑影响较大，具体表现为：第一，破坏建筑结构体系，以钢框架填墙结构而言，当地震发生后，建筑物内平面框架主体会被破坏， 并且在这一破坏力的作用下，窗口会出现短柱性破坏情况；第二，破坏建筑物刚度，以平面形状不对称结构为例，在地震发生后建筑物极易出现扭曲情况，并且 很多设计未对地基等情况进行综合分析，没有制定有效的设计方案；第三，破坏 建筑物地基，若建筑物所在场地存在软土层，则会出现土体液化情况，对高层建 筑物造成严重影响，出现下沉等问题，建筑物沉降问题严重，一旦发生地震，会 出现墙体裂缝情况。 3 高层混凝土建筑结构中抗震设计的主要机理 3.1 隔震 高层混凝土建筑结构隔震设计，主要是指在高层混凝土建筑的下部，设置相 应的隔震层。该隔震层在地震的作用力下，产生相应的水平变化，让地震的作用 力不会影响到上部的高层建筑。在一定程度上，它能够让高层混凝土建筑的上部 建筑物与地基之间的共振减少，吸收更多的振动能量作用。对于隔震的主要构件，分为三个部分。①铅制的缓冲性构件。该构件主要是利用纯度较高的铅材料，在经过塑性变形后制成的构件；②钢制的缓冲性构件。该构件主要是对钢材料进行塑性变形后制成的构件，能够起到衰减震动的效果；③叠层式橡胶，它是一种把钢板与厚度数为毫米的一些橡胶重叠交互接合，在压力与热的施加下制成的弹性 较高的构件。它能够防止地基出现共振情况，能够让高层混凝土建筑抗震结构保 持着垂直状态。 3.2 减震 在高层混凝土建筑结构的抗震设计中，减震主要的方式有三种。①消能减震。该减震方式主要是利用高层混凝土建筑结构的附加阻力值，当阻力值达到至高点
建筑结构抗震设计课后习题答案
武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试 第1章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系？ 震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？ 规范将建筑物按其用途分为四类： 甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。 1 ）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 ）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 ）特殊设防类，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；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 4 ）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3.怎样理解小震、中震与大震？ 小震就是发生机会较多的地震，50年年限，被超越概率为63.2%； 中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？ 建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。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；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。 5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。 延性设计：通过适当控制结构物的刚度与强度，使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性，从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量，使结构物至少保证至少“坏而不倒”。延性越好,抗震越好.在设计中，可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性，提高抗震性能。 第2章场地与地基 1、场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别和联系？ 由于地震动的周期成分很多，而仅与场地固有周期T接近的周期成分被较大的放大，因此场地固有周期T也将是地面运动的主要周期，称之为地震动的卓越周期。 2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力？ 地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上
建筑抗震设计规范
修订说明 本次局部修订系根据住房和城乡建设部《关于印发2014年工程建设标准规范制订修订计划的通知》（建标[2013]169号）的要求，由中国建筑科学研究院会同有关的设计、勘察、研究和教学单位对《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010进行局部修订而成。 此次局部修订的主要内容包括两个方面： 1 根据《中国地震动参数区划图》GB18306-2015和《中华人民共和国行政区划简册2015》以及民政部发布2015年行政区划变更公报，修订《建筑抗震设计规范》GB50011-2010附录A“我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组”。 2 根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010实施以来各方反馈的意见和建议，对部分条款进行文字性调整。修订过程中广泛征求了各方面的意见，对具体修订内容进行了反复的讨论和修改，与相关标准进行协调，最后经审查定稿。 此次局部修订，共涉及一个附录和10条条文的修改，分别为附录A和第3.4.3条、第3.4.4条、第4.4.1条、第6.4.5条、第7.1.7条、第8.2.7条、第8.2.8条、第9.2.16条、第14.3.1条、第14.3.2条。 本规范条文下划线部分为修改的内容；用黑体字表示的条文为强制性条文，必须严格执行。 本次局部修订的主编单位： 本次局部修订的参编单位： 主要起草人员： 主要审查人员： 3.4.3建筑形体及其构件布置的平面、竖向不规则性，应按下列要求划分：
1 混凝土房屋、钢结构房屋和钢-混凝土混合结构房屋存在表3.4.3-1所列举的某项平面不规则类型或表3.4.3-2所列举的某项竖向不规则类型以及类似的不规则类型，应属于不规则的建筑： 表3.4.3-1 平面不规则的主要类型 表3.4.3-2 竖向不规则的主要类型 2 砌体房屋、单层工业厂房、单层空旷房屋、大跨屋盖建筑和地下建筑的平面和竖向不规则性的划分，应符合本规范有关章节的规定。 3当存在多项不规则或某项不规则超过规定的参考指标较多时，应属于特别不规则的建筑。 3.4.4 建筑形体及其构件布置不规则时，应按下列要求进行地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施： 1平面不规则而竖向规则的建筑，应采用空间结构计算模型，并应符合下列要求： 1)扭转不规则时，应计入扭转影响，且在具有偶然偏心的规定水平力作用下，楼层竖向 两端抗侧力构件最大的弹性水平位移或和层间位移的最大值与平均值的比值不宜大于1.5分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5 倍，当最大层间位移远小于规范限值时，可适当放宽； 2)凹凸不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型； 高烈度或不规则程度较大时，宜计入楼板局部变形的影响； 3) 平面不对称且凹凸不规则或局部不连续，可根据实际情况分块计算扭转位移比，对扭 转较大的部位应采用局部的内力增大系数。 2平面规则而竖向不规则的建筑，应采用空间结构计算模型，刚度小的楼层的地震剪力应乘以不小于1.15的增大系数，其薄弱层应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析，并应符合下列要求： 1)竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应根据烈度高低和 水平转换构件的类型、受力情况、几何尺寸等，乘以1.25～2.0的增大系数； 2)侧向刚度不规则时，相邻层的侧向刚度比应依据其结构类型符合本规范相关章节的规 定；
关于对建筑结构抗震设计分析84
关于对建筑结构抗震设计分析 摘要：我国是地震多发国，破坏性地震造成建筑结构、桥梁结构的损坏，人员 的伤亡及经济损失都是巨大的。随着社会的不断向前发展，各门学科的交叉发展，使得隔震、消能减震等抗震技术的运用走上一个新的阶段。任何结构所受的载荷 都具有不同程度的动载荷性质，有不少结构主要在振动环境下工作。通过对隔震 装置的动力学分析，发现自振振动在结构的地震反应中经常占有主导地位，不能 够忽略。建筑结构抗震设计中的概念设计是对建筑抗震设计的宏观控制。本文根 据地震的特点，从建筑物的场地选择、平立面形式、结构布置、延性等方面论述 了建筑结构设计中概念设计的内容。 关键词：建筑结构；抗震；设计 一、建筑结构抗震概念设计概述 我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态 计算，到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构可靠度设 计统一标准》（GB50068-2001）则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则，以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。概率 极限状态设计法更科学、更合理，但该法在运算过程中还带有一定程度近似，只 能视作近似概率法，并且仅凭极限状态设计也很难估算建筑物的真正承载力。事 实上，建筑物是一个空间结构，各种构件以相当复杂的方式共同工作，并非是脱 离结构体系的单独构件。 地震具有随机性、不确定性和复杂性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性 和参数，目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统，在遭受地 震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面，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，也存在着不 确定性。因此，结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程 抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从“概念设计”的角 度着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏过程，灵活运用抗震设计准则， 全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到 关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。 二、抗震概念设计的基本原则与要求 1.选择有利场地。 造成建筑物震害的原因是多方面的，场地条件是其中之一。由于场地因素引 起的震害往往特别严重，而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。因此，选择工程场址时，应进行详细勘察，搞清地形、地质情况，挑选对建筑抗震 有利的地段，尽可能避开对建筑抗震不利的地段，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。 对建筑抗震有利的地段，一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均 匀中硬场地土。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害，从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的地段，就地形而言，一般是指条状突出的山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非 岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘；就场地土质而言，一般是指软弱土、易液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。 2.采用合理的建筑平立面。
建筑结构抗震设计的研究
建筑结构抗震设计的研究 发表时间：2018-09-18T16:24:34.330Z 来源：《基层建设》2018年第23期作者：张智民 [导读] 摘要：近年来我国地震频发，强烈的地震造成人身伤亡和财产的巨大损伤，所以建筑结构的抗震设计也越来越受人们所关注。 广州地铁集团有限公司 摘要：近年来我国地震频发，强烈的地震造成人身伤亡和财产的巨大损伤，所以建筑结构的抗震设计也越来越受人们所关注。目前，建筑结构抗震设计研究已成为土木工程行业中的研究前沿，随着近年来新型建筑材料不断涌现，在建筑结构设计方法与应用上出现了很多新思路，新方法，并在传统的抗震设计基础上引入了一些新理念，设计了很多刚度大、耗能能力强的结构体系和结构构件。本文就当前一些最新的研究作一些简述。 关键词：建筑结构；新型建筑材料；抗震设计；刚度；耗能 1 引言 建筑结构在地震作用下会产生振动，过大的结构振动现象不仅会影响到结构物的正常使用，还会造成主体结构的破坏、甚至倒塌。有时虽然主体结构未破坏，但由于建筑饰面、装修或非结构配件、室内昂贵仪器、设备的破坏而导致严重的损失。为了保护人类生命财产的安全，减轻地震灾害，全国地震工程科技人员致力于提高建筑抗震能力的研究，已经形成一套较为完整的抗震设计理论。这种抗震设计理论建立在传统抵御地震灾害思想的基础上，主要是通过增加结构本身的强度、刚度或延性的办法，使所设计的建筑达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目的。传统的抗震理论虽然在很多情况下非常有效，但仍然存在较大的局限性[1]。 2 结构抗震设计应注意的问题 2.1选择有利的抗震场地 选择对建筑抗震有利的场地。首先人们常常看到在具有不同工程地质条件的场地上，建筑物在地震中的破坏程度是明显不同的。地震造成建筑物的破坏，除地震动直接引起的结构破坏外，场地条件也是一个重要的原因。因此，应选择对建筑抗震有利的地段，应避开对抗震不利地段，如软弱场地土，易液化土，条件突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘，场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀等地段；当无法避开时，应采取适当的抗震加强措施，应根据抗震设防类别、地基液化等级，分别采取加强地基和上部结构整体性和刚度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施。 2.2 抗震的建筑平面和立面布置的选择 （1）建筑形状力求简单规则，平立面不出现凹角的结构。体型简单和规则的建筑，受力性能明确，设计时容易分析结构在地震作用下的实际反应及其内力分析，且结构细部的构造也易于处理。所以这类结构遭遇地震后其震害相对都较轻。反之，建筑体型不规则，平面上曲出凹进，立面上高低错落。易于形成刚度和强度上的突变，引起应力集中或变形集中，也容易形成薄弱环节，往往造成比较严重的危害。 （2）建筑的平、立面刚度和质量分布力求对称。因为不对称结构由于地震作用引起的扭转作用十分明显，在设计时应采取加强措施；周边构件的强度和刚度不对称，布置时应在总体上减小刚度偏心，计算时要充分估计薄弱侧的较大位移及构件的内力和变形。 （3）建筑的质量和刚度变化要均匀。建筑的质量和刚度沿竖向分布往往是不均匀的。 2.3 合理的抗震结构体系选择 合理的抗震结构体系，首先应根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、材料和施工等因素，结合技术、经济条件综合考虑抗震结构体系。其次，还应该设计多道抗震防线。避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力。一个抗震结构体系应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起来协同丁作。一般情况下，应优先选择不负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或选用轴压比不太大、延性较好的抗震墙等构件，作为第一道抗震防线的抗侧力构件。框架—抗震墙结构体系中的抗震墙、处于第一道防线，当抗震墙在一定强度的地震作用下遭受可允许的损坏，刚度降低而部分退出工作并吸收相当的地震能量后，框架部分起到第二道防线的作用。这种体系的设计既考虑到抗震墙承受大部分的地震力。对于强栓弱梁型的延性框架。另外，该抗震体系还要具备必要的强度，良好的变形能力和耗能能力以及合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位。最后，要选择合适的材料，减轻结构自重。 2.4 合理的建筑结构参数设计 结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下的非弹性变形，因此，地震作用下，结构的延性与结构的强度具有同等重要的意义。为了使钢筋混凝土结构在地震引起的动力反应过程中表现出必要的延性，就必须使塑性变形更多地集中在比较容易保证良好延性性能或者具有一定延性能力的构件上参数设计是进行地震作用和房屋各构件的地震响应计算，包括各墙柱梁板承载力和变形计算。开始计算前，应根据高层结构的实际工作状况，建立正确的计算模型，根据概念设计做必要的简化计算与处理。 3结构构件的抗震优化设计 在结构延性设计中应保证结构关键构件的延性优于整个结构以保证结构的整体延性性能的要求，因此，在抗震设计中需要对一些延性要求高的部位的结构构件进行优化设计，以保证其良好的延性性能。以下是几种常用的构件的优化设计方案： 3.1框架梁塑性铰外移 传统钢筋混凝土框架梁的塑性铰出现在始于柱面的梁端。将塑性铰从柱面移开一定距离，可以避免梁端钢筋屈服，从而不仅可以避免钢筋屈服后向节点核心区发展，引起粘结破坏，还能改善核心区的性能。如图1所示
浅谈建筑结构设计中抗震概念设计的重要性
浅谈建筑结构设计中抗震概念设计的重要性 摘要：抗震性能是建筑结构中评判稳固性最为重要的指标之一，基于此，本文 对于抗震设计在建筑结构设计中的相关内容进行了论述，力求不断推进建筑结构 质量的发展。 关键词：建筑结构；设计；抗震设计 引言 在建筑工程设计中，切实有效地处理好结构的基本要点可以有效提高建筑结 构的可靠性，使结构的使用更加合理与安全。在建筑结构设计过程中，抗震设计 可以说是比较重要的一个方面，提高建筑的抗震性能需要从概念设计、计算分析 和构造做法等层层把关，概念设计和构造做法为计算分析的假定提供了可能，而 计算分析又对概念设计和构造做法提供了延伸，三者间缺一不可，互相依存。而 对于当前建筑结构设计中比较容易出现的问题，却是抗震设计中的毒瘤，我们需 要不断地反思与总结，将这些问题严格控制，才能保证建筑结构设计的有效性， 保障安全。 1、建筑结构抗震的重要性 我们对建筑赋予了不同的职能，有提供居住的建筑，有办公的建筑，还有休 闲娱乐的建筑。这些建筑的质量关系到人们的生命安全。只有建筑物本身是安全 可靠，才能够给人们带来不同的功能。所以，现在越来越多的设计师开始注重起 建筑物的质量，一定要把质量安全放在第一位。地震是非常严重的自然灾害，现 在我们的技术还不能够精确预测出地震的发生时间、地点。这种未知的情况下， 当地震发生时会给建筑物带来致命的打击。现在的建筑以高层为主，一旦建筑物 倒塌以后，那么人们的生命财产会受到严重的后果。所以，对建筑物进行抗震设 计就是从根本上保障人们的生命财产安全。 2、影响抗震效果的因素 2.1、抗震场地 建筑抗震场地的选择对建筑整体结构抗震性能有着非常重要的影响，可以说 是抗震设计当中最为重要的一个影响因素。地震灾害将会带来严重性不同的破坏，在其出现之时，地表的位置将会出现变化，如果将建筑场地选择在了土质较为疏 松的位置，建筑的整体结构将会遭受到非常严重的破坏，导致十分严重的损失出现。 2.2、建筑结构 建筑结构体系直接关系到建筑整体的安全性，抗震设计工作应该着重处理好 建筑整体和局部之间的关系。要确保建筑结构具备足够的余度，不应该因为某一 部分而影响到建筑整体的应用效果，在建筑局部遭到破坏的时候，也应该确保建 筑整体结构的抗震性不会受到严重的影响。此外，在对建筑结构体系进行设计的 时候，应该确保建筑结构各个部件的刚度以及强度能够均衡。要是出现强度以及 刚度分配不够合理的情况，有些建筑结构部件所具备的刚度无法达到设计要求， 在建筑区域受到影响的时候，也就会对建筑结构所具备的抗震性能形成损害。 3、建筑结构设计中抗震设计分析 3.1、加强建筑施工场地的优化选择 建筑施工场地的安全性是保证建筑物质量的前提。在选择施工场地时，应根 据施工场地的周围环境、施工难度进行全面分析，从而保证建筑施工过程顺利进行。不同建筑物结构类型对施工场地的要求也不同，我国有关条例将施工场地的
几种建筑结构抗震性能比较与分析
几种建筑结构抗震性能比较与分析 1.前言 地震是一种突发性的自然灾害，至今可预报性仍然很低。强烈地震发生时会使建筑物产生沿竖直和水平方向的加速度，给建筑局部构件以严重破坏，严重时甚至造成整体结构的倒塌，并造成人身和财产的巨大损失。由于建筑物依附在地球表面，建筑物受地震破坏的方式主要受地震波的传播方式影响。通常，地震对建筑物的破坏有三种方式：上下颠簸、水平摇摆、左右扭转。多数时候，还是三种方式的复合作用。地震波传播方式有纵波、横波、面波，由于地球表层岩性的复杂性，传播过程中也会出现像激流中“漩涡”的复杂情况。 我国属地震多发国家，需要考虑抗震设防的地域辽阔。自五十年代开始，在国际抗震理论的推动下，我国逐渐形成了自己的抗震设防的特色。经过充分的研究和大量的实践，在2001年新修订的抗震设计规范(gb5001122001)中，建筑物的抗震能力较之前的规范可提高10 %以上，其技术含量达到国际先进水平。但是受经济实力的限制，我国建筑安全可靠度的设置仍低于欧美等发达国家。因此研究结构的抗震性能在我国具有充分的必要性。 2.几种建筑结构的特点及抗震分析 目前，我国主要民用建筑的结构主要有三类：底框结构、砌体结构和混凝土结构 2.1底框结构
底框结构能够在建筑物底层形成大空间，是我国现阶段经济条件下特有的一种结构。这种结构多用于临街的住宅、办公楼等建筑在底层设置商店、饭店、邮局或银行等。这样，房屋的上面几层为纵横墙较多的砌体承重结构，而底层则因使用要求上需要大空间的原因采用框架结构形成了砖混底层框架结构。但这种结构形式在抗震性能方面却是不利的：上部砖混结构部分纵横墙较密，不仅重量大, 抗侧移刚度也大，而底框部分抗侧移刚度则较小，形成“上刚下柔” 的结构体系。地震位移反应相对集中于底层，引起底层的严重破坏，从而危及整个房屋的安全。 底框结构建筑因其在使用上的方便性和灵活性而被广泛采用，但是从抗震角度来看它是一种不合理的结构形式。这类结构的体系亦较混乱，由于经济原因，大多尽可能少用混凝土框架，导致框架和砌体承重墙抗侧力构件的承载力和变形能力很不协调，平面抗侧刚度极不均匀心。这类结构的震害现象主要表现为底部框架由于变形集中而破坏，或上部砌体结构破坏。其具体表现为： 1.由于刚度突变，底框和上部砖混的结合处成为底框结构的薄弱环节。底框结构刚度大，上部砖混结构破坏；砖混结构刚度大，底框结构破坏。 2.在底框结构建筑中，如果底部为多层框架结构的混合结构，则由于底层设置抗震墙，底框的坍塌减少；而上部砖混的坍塌增多。 3.圈梁和构造柱的设置对上部结构的抗震起到关键作用
上海中心抗震设计研究
上海中心结构抗震设计研究 1． 工程介绍 坐落于浦东陆家嘴商业中心区的上海中心大厦是一幢综合性超高层建筑，其功能区域包括办公、商业、酒店、观光娱乐、会议中心和交易六大功能区域，具体分为大众商业娱乐区域，低、中高档办公区域，企业会馆区域，精品酒店区域，顶部功能体验空间等。地上可容许建筑面积（FAR ）大约为380，000平米。其中包括地上120层办公楼层（塔尖高度为632米，结构高度574.6米），还包括一个5层的商业裙楼用作奢侈品零售，办公和酒店大堂，饭店，会议和宴会等。此外，5层地下部分设计用作零售、泊车、保养和机电功能。 上海中心采用中心混凝土剪力墙筒体结构，通过8个加强层，与巨型型钢混凝土超级柱相连接，并同时将整个建筑沿高度方向分为了9个区段。（Zone1 to Zone 9）通过筒体结构与巨型柱的共同作用，承受竖向荷载、水平侧向力以及地震荷载。加强层由空间的外伸臂桁 架、带状桁架、以及空间杆件体系和楼板组成，带状桁架将外围的八根（上部区域四根）巨 巨型柱 加强层 巨型柱 核心筒 巨型角柱 外伸臂桁架 带状桁架
型柱圈成一体，外伸臂桁架则将巨型柱与核心筒联系在一起，传递水平以及竖向荷载。 上海中心结构体系复杂： （1）结构高度及高宽比都超过《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）的规定限值； （2）结构类型为混合结构。中心为核心筒体，与外部四个巨型柱以及四个巨型角柱构成结构主体；通过外伸臂将核心筒与巨型柱联系在一起；通过带状桁架将巨型柱围成整体；带状桁架采用钢桁架；巨型柱采用型钢混凝土。 （3）沿结构高度方向按每一个加强层设置一道外伸臂桁架。伸臂桁架采用两层高的钢桁架。 （4）沿结构高度方向按每一个加强层设置一套带状桁架，把外围柱子的荷载传递给巨型柱。 （5）建筑物采用了多重抗侧力体系。 鉴于此为了确保该建筑结构的抗震安全性和可靠性，除进行常规的计算分析、有效的设计手段和构造措施外，应当对该结构进行基于性态的抗震设计研究，通过非线性有限元手段，更深入、直观、全面地研究该结构的抗震性能。 2．抗震设防标准 中国国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）采用“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标，其对应于“小震、中震、大震”三个地震水准的发生概率，50年超越概率分别为63％、10％和2～3％。 本工程所处地区中国上海市的抗震设防烈度为7度。根据中国国家标准《建筑抗震设防分类标准》（GB50223），该建筑物的重要性等级为乙类，即在地震时其使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑。因此该建筑物的地震作用按7度考虑，抗震构造措施按8度考虑。7度小震、中震、大震和8度大震所对应的地震地面加速度分别为35gal、100gal、220gal、400gal。 上海属于软土地基，场地类别为Ⅳ类，对应的场地特征周期为0.9S。 鉴于该工程的重要性和复杂性，除满足现行设计标准外，特制定其抗震性能水准如下：（1）7度小震和中震作用下，结构基本处于弹性状态，结构完好无损伤； （2）7度大震作用下，结构构件允许开裂，但开裂程度控制在可修复的范围内，开裂部位在可控制的范围内，主要抗侧力体系（巨型框架，巨型斜撑）在按标准强度计算时不屈服。 （3）在8度大震作用下，结构可能出现严重的破坏，但不能倒塌。 借助非线性有限元分析软件Perform-3D对建筑的主体结构进行推覆分析、地震作用下的时程分析，从而实现对结构抗震性能的分析。 3．结构性能目标 （1）7度小震和中震下的结构弹性状态 层间位移角不大于1/500，理论分析和模型试验中结构不出现裂缝，钢筋应力不超过屈服强度，混凝土压应力不超过抗压强度的1/3，在地震作用后结构变形基本恢复，节点处在
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。
川大《建筑抗震设计》第一次作业答案
一、单项选择题。本大题共14个小题，每小题分，共分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.以下构成地球内部的圈层不包括（B ） A.地壳 B.岩石层 C.地幔 D.地核 2.面波的两种形式（D ） A.纵波和横波 B.横波和瑞雷波 C.纵波和乐夫波 D.瑞雷波和乐夫波 3.地震引起的破环形式的主要表现形式的错误描述是(B ) A.地表破坏 B.人员伤亡 C.次生灾害 D.建筑物的破坏 4.一般说来，建筑抗震设计包括哪三个层次的内容与要求不含（D ） A.概率设计 B.抗震设计 C.构造措施 D.把握建筑体型 5.地基土液化判别过程的两大步骤为：（B） A.经验判别与标准贯入试验判别 B.初步判别与标准贯入试验判别 C.经验判别与最终判别 D.初步判别与最终判别 6.场地类别是根据（A ）指标综合确定的。 A.土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度 B.场地覆盖层厚度和场地的固有频率 C.岩石阻抗比和场地覆盖层厚度 D.土层等效剪切波速和场地的固有频率 7.影响地震反应谱的两个主要因素是（A） A.体系阻尼比和地震动 B.场地条件和地震波类型 C.地震动和地震波类型 D.地震波类型和体系阻尼比 8.（A ）适用于重量和刚度沿高度分布均匀的结构。 A.底部剪力法 B.振型分解反应谱法 C.时程分析法 D.顶点位移法 9.下述抗震设计原则中，错误的提法是：（D）
A.小震不坏 B.中震可修 C.大震不倒 D.强震不倒 10.震害的发生是由（C）两方面促成的 A.地震动和地形 B.结构特征和气候 C.地震动和结构特征 D.气候和地形 11.多层砌体结构的抗震验算，一般不包括（B） A.确立计算简图 B.分配地震剪力 C.对整个墙段进行抗震验算 D.对不利墙段进行抗震验算 12.结构抗震构造措施的主要目的在于（A ） 13.Ⅰ、加强结构的整体性Ⅱ、保证抗震计算目的的实现 14.Ⅲ、保证结构不被地震破坏Ⅳ、弥补抗震计算的不足 15. A.Ⅰ、Ⅱ B.Ⅰ、Ⅳ C.Ⅱ、Ⅲ D.Ⅲ、Ⅳ 16.结构布置不合理可能产生下面哪些震害。（C） 17.Ⅰ、扭转破坏Ⅱ、薄弱层破坏ⅢC、应力集中ⅣD、防震缝处碰撞 18. A.Ⅰ B.Ⅰ、Ⅱ C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 19.通过内力组合得出的设计内力，还需进行调整以保证（A） 20.Ⅰ、梁端的破坏先于柱端的破坏Ⅱ、弯曲破坏先于剪切破坏 21.Ⅲ、剪切破坏先于弯曲破坏Ⅳ、构件的破坏先于节点的破坏 A.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ B.Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 三、判断题。本大题共15个小题，每小题分，共分。 1.纵波是由震源向外传递的剪切波，其质点的运动方向与波的前进方向相垂 直。（√） 2.横波一般周期较长，振幅较大，引起地面水平方向的运动。（） 3.地震波的传播速度，以横波最快，面波次之，纵波最慢。（X） 4.振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期为地震动的卓越周期。（√）
建筑抗震设计规范
建筑抗震设计规范（GB50011-2010）学习体会 2010抗震规范已经到货，抽空学习了一下，与去年注册工程师继续教育课时学的送审稿略有改动，以下简要记述认为对自己设计工作影响较多的修改，钢结构、砌体结构等本人接触不多的内容就不赘述了。一、第3章新增3.10节建筑抗震性能化设计的内容，3.10.3明确给出了中震（即设防烈度）计算的αmax值（送审稿是放在表5.1.4-1处的， 正式版本不知为何又改到了这里）： 6度——0.12；7度（0.10g）——0.23；7度（0.15g）——0.34；8度（0.20g）——0.45；8度（0.30g）——0.68。对于平时设计来说，主要用于超限审查做的中震不屈服或中震弹性设计，一般的结构计算也没必 要做。 二、4.1.6条，将场地类别中的I类细化为I0和I1两个亚类。修订原因是考虑到剪切波速为500-800m/s的场地还不是很坚硬，将此种场地定为I1类，硬质岩石场地定为I0类。相应地，表5.1.4-2提供了这两种场地类别的特征周期值，其中I1类的特征周期值与2001规范中I类场地的 周期值相同。 三、5.1.4条： 1. 增加了6度罕遇地震的αmax值。 2. 计算罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。01规范只是在计算8度、9度的罕遇地震才有此要求，现要求扩大至各种地震烈度。此条对超限审查的罕遇地震弹塑性分析等有影响。
四、5.1.6条，修改了地震影响系数曲线。曲线的表达式表面上没有变化，但其中曲线下降段的衰减指数γ、直线下降段的下降斜率调整系数η1及阻尼调整系数η2的公式均有变化。 五、5.2.5条，增加了6度地震计算的结构任一楼层的水平地震剪力要求， 01规范只对7-9度有要求。 六、6.1.1条，现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度有所调整。 1. 注4明确表中的框架结构不包括异形柱框架结构，异形柱结构的适用 高度应以异形柱规范为准。 2. 8度地震的适用高度分为0.2g和0.3g两种要求。 3. 框架结构适用高度有所降低。 4. 板柱-剪力墙结构的适用高度增大较多。 七、6.1.2条抗震等级，增加了24m作为抗震等级划分的高度分界。但编委们对条文细节的把握上依然令人失望，如抗震墙结构，H≤24m为四级抗震，H为25-80m为三级抗震，那24.5m应该按几级抗震，这不是又要让俺们和审查的老爷们扯皮吗？搞笑的是框架结构的划分——H≤24m为三级抗震，H为＞24m为三级抗震就没有问题，难道结构抗震等级的划分还是一个委员确定一类结构？这种低级错误在02版高规也是俯拾即是，比如长厚比为5-8为短肢剪力墙，≥8以上为一般剪力墙，小于3为柱，长厚比为3-4之间的就不知为何物了。或许大师、专家们编制规范和我们做设计一样，也是加班加点熬出来的吧，写到后面都快睡着了，有点 错误也就不足为奇矣。 八、6.1.3条第3款修改：地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层
建筑结构抗震能力设计研究论文
建筑结构抗震能力设计研究论文 建筑行业快速发展，社会对建筑工程项目应用的安全性、稳定性也越来越为 ___。近几年来地震自然灾害发生频繁，社会各界对建筑结构抗震性能也提出了很多新的要求。建筑结构设计人员在设计工作开展中需要不断提升结构的抗倒塌能力，从而为社会提供抗震性能良好的建筑工程项目，保护人们的生命财产安全。本文就是对提高建筑结构抗震能力的设计思想进行探究，希望对相关人员有所启示。 提高；建筑结构；抗震能力；设计思想 地震是一种破坏性极强的自然灾害，对建筑应用人员生命财产安全会造成巨大威胁。地震对人们生命财产威胁主要是因为地震应力会破坏建筑工程结构体系。地震自然灾害影响下，建筑结构的抗震性能直接影响建筑应用人员的生命安全。所以建筑结构设计人员要积极找寻提升建筑结构抗震性能的结构设计新思想，通过有效措施强化建筑的抗震性能，降低地震应力对建筑结构的破坏程度。 （一）地震的灾害性 地震与其它自然灾害进行比较，地震自然灾害的破坏性较大，而且具备明显的瞬时特征。回想以往地震发生案例，眼前似乎可以划
过那一片片废墟的画面，还有在废墟中因失去家园、亲人而哭泣的声音。地震应力会较大程度的破坏建筑结构体系，严重情况下就会导致房屋坍塌。若是在深夜人们熟睡中发生地震灾害，很有可能造成较大的人员伤亡。 ___建设发展速度不断加快，在该背景影响下城市化建设脚步也在不断加快，城市建筑工程项目建设也呈现出了密集化的特点，但是并没有对建筑结构抗震设计进行优化和改良，如果发生较大等级地震，会造成不可想象的后果。分析以往地震案例数据，其中有大部分人员伤亡都是因为建筑结构抗倒塌能力较差所导致的。从中也可以看出强化建筑结构的抗震性能是非常必要的，可以降低地震自然灾害的破坏力。 （二）地震对建筑构造的破坏 地震地质灾害发生后，震源会发出较大的地震震波，处于地震震波范围内的建筑物会在震波影响下出现一定晃动，对建筑结构体系会造成不同程度的破坏，从而影响建筑结构体系应用的安全性、稳定性，严重情况下会导致建筑主体结构会开裂，致使建筑物倒塌。地震震波可以概括性的分为三种类型，分别为地震纵波、地震横波和地震混合波。这三种类型对建筑结构的破坏程度不同，地震横波会在水平方向传播，所以地震横波对建筑结构体系的破坏程度较大。地震横波与地震纵波相遇后就会导致混合波产生，这种地震震波对建筑结构体系的破坏程度是最大的。因为震波相遇后会产生一