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基于建筑工程结构抗震设计

摘要：本文介绍抗震设计相关概念，设计思路及需要注意的问题，以求更

清晰地、合理地进行建筑的结构抗震设计。

关键词：建筑结构；抗震设计；

建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的过程，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。因此如何准确、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、不同的情况应区别对待，从而寻求最合理的结构

布置。

1、抗震目标

抗震设防目标，是抗震设计的所要达到的设计目标。目标可以定的低，也可

以定的高，对于不同的建设单位，建设工程，是有可能不同的。这个就是属于规

范提出的抗震性能化设计的范围。但是一般建筑，应该满足国家规定的基本的抗

震设防三水准目标：“小震不坏、中震可修、大震不倒”。这个也是最低的目标要

求，最基本的抗震设计要求。

为实现三个水准目标，我国主要采取二阶段设计。第一阶段设计是承载力验

算，取多遇地震的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用

效应，采用《建筑结构可靠度设计统一标准》规定的分项系数设计表达式进行结

构构件的截面承载里抗震验算，这样既满足多遇地震下具有必要的承载力可靠

度，又满足设防地震下损坏可修的目标。第二阶段设计是弹塑性变形验算，对地

震时易倒塌的结构、有明显薄弱层的不规则结构以及有专门要求的建筑，除进行

第一阶段设计外，还要进行结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算，并采取响应的

抗震构造措施，定量的实现罕遇地震下的设防要求。大多数的结构，可只进行第

一阶段设计，而通过概念设计和抗震构造措施定性的实现罕遇地震下的设防要

求。

2、结构地震作用

从上面的介绍可以看到，按照我国三水准设防目标，计算地震作用也是比较

复杂的。但是由于国家规范已经做了大量的工作，所以我们结构设计人员已经是

到了直接应用的阶段了。例如，某个城镇，它的设防烈度是多少，设计基本地震

加速度是多少，设计地震分组是什么，多遇地震下参数是多少，等等，规范里都

有依据可以查到，但这些是要花费非常大的精力去试验、实践才能得出来的数据，

而我们查下规范，就可以得到。所以我觉得，规范使得抗震设计可以有据可依，

设计也才可以顺利的进行。另一个方面，随着结构计算软件的发展，我们地震作

用的计算也变得更简化。我们只需要准确理解地震相关各种参数的意义，合理准

确的输入到计算程序中，那么程序就可以计算出相应情况下的地震作用，而后用

于结构构件的内力、配筋计算。

3、抗震变形验算

当地震作用计算完成后，把地震力加之于结构，就可以得到相应地震力作用

下结构的位移。按照我国三水准设防目标，要求对结构进行多遇地震下的弹性变

形验算，对应“小震不坏”；对甲类建筑、位于高烈度区和场地条件较差的建筑、

超过一定高度的高层建筑、特别不规则的建筑、采用隔震和消能减震设计的结构

进行罕遇地震下的弹塑性变形验算，对应“大震不倒”。当然，这个也是概念性的

定义，如何把它应用于实际，规范也给出了量化的标准，使设计可以有据可依。

而我们也必须明白，这些量化的标准也是经过大量的试验和对试验结果的分析而

得来，是来之不易的。同样，由于结构计算软件的发展，地震作用下的位移也是

可以计算出来的。那我们就可以按照计算的结果来验算结构刚度是否满足规范要

求，实际也是是否满足设防目标要求。按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层

高之比△u/h宜

符合以下规定：

（1）高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比△u/h

不宜大于下表的限值；

（2）高度等于或大于250m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比

△u/h不宜大于1/500；

（3）高度在150～250m之间的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之

比△u/h的限值按本条第1款和第2款的限值线性插入取用。

（4）楼层层间最大位移△u以楼层最大的水平位移差计算，不扣除整体弯

曲变形。抗震设计时，楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响。当计算结果不满足

上述限值要求时，表明结构位移过大，结构某方面刚度不足，所以我们就要找出

问题的原因，调整结构刚度，使结构满足位移要求。经过反复的试算、分析，得

出比较合理的结构布置。

4、抗震措施和抗震构造措施

当一个建筑结构的抗震变形满足要求后，表明该结构的刚度