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丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。——杜甫

结构抗震设计原理及方法

1、抗震设防的要求

建筑抗震设计基本准则：“小震不坏，中震可修，大震不倒”三个水准。

第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受

损坏或不需修理仍可继续使用；

第二水准：当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，

但经过一般修理即可恢复正常使用；

第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌

或发生危及生命安全的严重破坏。

2、抗震设计方法

在进行建筑抗震设计时，原则上应满足上述三水准的抗震设防要求。在具体

做法上，我国建筑抗震设计规范采用了简化的两阶段设计方法。

第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合

验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形。

第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变

形。

第一阶段的设计，保证了第一水准的强度要求和变形要求。第二阶段的设计，

则旨在保证结构满足第三水准的抗震设防要求，如何保证第二水准的抗震设防要

求，尚在研究之中。目前一般认为，良好的抗震构造措施有助于第二水准要求的

实现。

3、抗震设计的总体要求

一般说来，建筑抗震设计包括三个层次的内容与要求：概念设计、抗震计算

与构造措施。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。抗震设计上述三个层次的内容是一个不可割裂

的整体，忽略任何一部分，都可能造成抗震设计的失败。

建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则可以概括为：注意场地选择，把

握建筑体型，利用结构延性，设置多道防线，重视非结构因素。

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

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害实例所证实。从建筑抗震概念设计的角度考察，首先应注意建筑场地的选择。

简单地说，地震区的建筑宜选择有利地段、避开不利地段、不在危险地段建设。

建筑物平、立面布置的基本原则是：对称、规则、质量与刚度变化均匀。结

构对称有利于减轻结构的地震扭转效应。而形状规则的建筑物，在地震时结构各

部分的振动易于协调一致，应力集中现象较少，因而有利于抗震。质量与刚度变

化均匀有两方面的含义：其一是在结构平面方向应尽量使结构刚度中心与质量中

心相一致，否则，扭转效应将使远离刚度中心的构件产生较严重的震害；其二是

沿结构高度方向结构质量与刚度不宜有悬殊的变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸

和材料强度宜自上而下逐渐减小。

仅利用结构的弹性性能抗御强烈地震是不明智的。正确的做法是同时利用结

构弹塑性阶段的性能，通过结构一定限度内的塑性变形来消耗地震时输入结构的

能量。

在建筑抗震设计中，有意识地使结构具有多道抗震防线，是抗震概念设计的

一个重要组成部分。在建筑抗震设计中，可以利用多种手段实现设置多道防线的

目的。例如：采用超静定结构、有目的地设置人工塑性铰、利用框架的填充墙、

设置耗能元件或耗能装置等等。但在各种灵活多样的设计手法中应该共同注意的

原则是：（1）不同的设防阶段应使结构周期有明显差别，以利避免共振；（2）最

后一道防线要具备一定的强度和足够的变形潜力。

非结构因素含义较为宽泛，其中最主要的是非结构构件的处理。非结构构件

的存在，会影响主体结构