抗震设计原则篇1

关键词: 延性抗震；能力设计原则；发展

中图分类号：TU973+.31文献标识码：A

目前，各国的抗震设计规范仍都采用基于强度的设计方法，并利用结构的延性能力来弥补结构强度的不足，期望在结构容许的变形范围内充分发挥其塑性耗能的能力，来抵御地震作用。与弹性变形相比,过大的塑性变形会使结构开裂,混凝土脱落,甚至破坏；但另一方面,由于弹塑性阶段的结构刚度降低,改变了结构的地震反应特性,非弹性的不可恢复变形可以耗散输入的地震能量,从而减小地震对结构的作用; 在非线性状态下,结构是否破坏将取决于塑性变形能力或耗散能量的能力,而不取决于强度,强度条件并不能恰当地估价结构的抗震能力。如何有效地利用结构非线性变形的耗能能力,同时结构又不会产生过大的强度损失和过大的塑性变形,避免开裂太大而不易修复或破坏,就必须对结构的弹塑性变形特性及破坏机理作深入的研究,进行结构延性抗震设计,以减轻甚至避免震害的产生。

在近年来发生的几次大地震中,桥梁结构的震害严重,如1971年圣费尔南多地震（图2）中,许多新建桥梁遭到不同程度的破坏。在1976年我国唐山大地震（图3）中,桥梁大多毁坏或严重破坏；同样在1994年洛杉矶大地震（图4）和1995年阪神大地震（图5）中,许多高架桥严重破坏。所有这些都说明了桥梁结构的抗震设计存在许多不足, ,也说明延性设计在目前规范中尚不完善,有待进一步加强研究,以改进现行的设计方法,使结构的设计更合理。

美国圣弗尔南多地震爆发以后，各国都认识到结构的延性能力对结构抗震性能的重要意义。在1994年美国北岭（Northridge）地震和1995年日本神户（Kobe）地震爆发后，强调结构总体延性能力，已成为一种共识。为保证结构的延性，同时最大限度地避免地震破坏的随机性，新西兰学者Park等在70年代中期提出了结构抗震设计理论中的一个重要原则能力保护设计原则（Philosophy of Capacity Design），并最早在新西兰混凝土设计规范（NZS3101，1982）中得到应用。以后这个原则先后被美国、欧洲和日本等国家的桥梁抗震规范所采用。

能力保护设计原则的基本思想在于：通过设计，使结构体系中的延性构件和能力保护构件形成强度等级差异，确保结构构件不发生脆性的破坏模式。

与常规的设计方法比较，能力设计方法的最大优势在于他可以确保结构具有预知和满意的延性性能，从而最大限度的避免地震动的不确定性，使结构具有最大可靠度保证意义上的防止倒塌能力。能力设计方法与常规设计方法在结构抗震性能的区别如表所示。

表1 能力设计方法与常规设计方法在结构抗震性能的区别

基于能力保护设计原则的结构抗震设计过程，一般都具有以下特征：

（1）选择合理的结构布局；

（2）选择地震中预期出现的弯曲塑性铰的合理位置，保证结构能形成一个适当的塑性耗能机制；通过强度和延性设计，确保潜在塑性铰区域截面的延性能力；

（3）确立适当的强度等级，确保预期出现弯曲塑性铰的构件不发生脆性破坏模式（如剪切破坏、粘结破坏等），并确保脆性构件和不宜用于耗能的构件（能力保护构件）处于弹性反应范围；

具体到钢筋混凝土梁桥，按能力保护设计原则，应考虑以下几方面：

（1）塑性铰的位置一般选择出现在墩柱上，墩柱作为延性构件设计，可以发生弹塑性变形，耗散地震能量。

（2）墩柱的设计剪力值按能力设计方法计算，应为与柱的极限弯矩（考虑超强系数）所对应的剪力，在计算设计剪力值时应考虑所有潜在的塑性铰位置以确定最大的设计剪力；

（3）盖梁、结点及基础按能力保护构件设计，其设计弯矩、设计剪力和设计轴力应为与柱的极限弯矩（考虑超强系数）所对应的弯矩、剪力和轴力；在计算盖梁、结点和基础的设计弯矩、设计剪力和轴力值时应考虑所有潜在的塑性铰位置以确定最大的设计弯矩、剪力和轴力。

参考文献:

[1] 普瑞斯特雷,塞勃勒.卡尔雄.桥梁抗震设计与加固[M].北京:人民交通出版社,1997.

抗震设计原则篇2

关键词：桥梁工程；抗震设计；注意问题

1、桥梁抗震设计的基本原则

1.1严格选择桥梁建设地点，综合评估建设地安全指数

一般桥梁建设第一步就是要选择桥梁建设的地点，桥址的选择主要有以下几方面：一、要参照地震区划图，依据地震发生概率和震级来进行初步的判断和分析，选择一些不易发生地震或者在发生地震的时候不易受到影响的相对比较安全的区域；二、要结合区域地形地势，选择便于施工，并有利于人员以及财产在发生地震灾害时疏散和转移的区域；三、要充分考虑区域地质情况，尽量选择持力层较好的区域，避免地震时土质松软导致抗震失效。

1.2注重桥梁整体性设计，严格执行规范要求

一个良好的整体性桥梁设计可以增强桥梁的刚度，在地震发生时减少零碎的掉落。在进行桥梁设计的时候，不管是平面设计还是立面设计都要尽量遵守基本的科学规律，使用科学的几何尺寸，桥梁的刚度和材料的使用都必须要符合规范要求，从而来避免突然发生一些严重的物理性或者化学性变化。在进行结构设计时，桥梁的上部结构尽可能地采用连续结构。

2、桥梁抗震设计方法相关问题

2.1桥梁抗震概念设计。抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想，正确地解决结构总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。合理抗震设计，要求设计出来的结构，在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合，使结构能够经济地实现抗震设防的目标。应当指出，强调概念设计重要，并非不重视数值计算，而是为了给抗震计算创造出有利条件，使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况。桥梁抗震概念设计阶段的主要任务是选择良好的抗震结构体系，主要根据桥梁结构抗震设计的一般要求进行。对于采用延性抗震概念设计的桥梁，还包括延性类型选择和塑性耗能机制选择。

2.2桥梁延性抗震设计。目前延性抗震验算所采用的破坏准则主要有：强度破坏准则、变形破坏准则、能量破坏准则、基于低周疲劳特征的破坏准则以及用最大变形和滞回耗能来表达的双重指标破坏准则等。Housner在对悬臂式单质点系统的非线性地震反应进行分析后，将其破坏机理总结为：在形成完全的塑性反应之前，出现某种程度的塑性应变，由此而消耗的能量自然的构成结构等效粘滞阻尼的一部分；当完全进入塑性变形后，产生塑性漂移，并在单方向发展直到倒塌发生。他认为塑性反应阶段，保证结构不破坏的条件是让其保有足够的耗能能力。

2.3地震响应分析及设计方法的改变。随着人们对地震动和结构动力特性理解的加深，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。从地震动的振幅、频谱和持时三要素来看，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，但持时则始终未能得到明确的反映；动力理论不但考虑了地震动的持时，而且还考虑了地震动中反应谱不能概括的其他特性。

从组成结构抗震设计理论的四个方面内容（输入地震动、结构和构件的动力模型，一实用的地震反应分析方法，以及设计原则）来看，静力理论对四个方面都做了极大的简化，反应谱理论也做了较大的简化，而动力理论则有比较全面的考虑：动力理论的输入地震动要求给出符合场地情况的、具有概率含义的加速度时间函数，对于复杂结构要求给出三个分量及其空间相关性；结构和构件的动力模型更为接近实际，包括了非线性特性；地震反应分析方法考虑了结构反应的全过程，包括变形和能量损耗的积累；设计原则考虑到多种使用状态和安全的概率保证。

2.4多阶段设计方法。随着对地震产生机理、地震动特性以及地震作用下各类结构动力特性、破坏机理、构件能力研究认识的加深以及对结构在不同发生概率地震作用下预期性能目标的不同，促使结构设计在设计原则、设防水准等各个方面进行不断改进。由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐改进为双水准或三水准两阶段设计、三阶段设计，以及多水准设防、多性能目标准则的基于结构性能的设计等。

但目前关于基于性能设计的含义及设计方法的具体应用还存在许多分歧和难点，要实现基于性能的抗震设计过程，目前仍需要在以下一些方面进行大量的研究：①不同场地、不同超越概率设计地震的确定；②性能目标―性能水平的定量描述，大多数情况下，性能目标的描述是借助于一些定性的术语给出的，如“倒塌”、“生命安全”、“维持一定的使用功能”、“完全保持正常使用功能”等，但用于工程设计时，工程人员需要的是可用于设计的由工程术语明确表达的性能指标，如强度、变形、延性等，而这两者之间的对应关系，目前还没有得到很好的解决，仍需进行大量的研究；③在设计和性能校核过程中，涉及需求计算与能力计算的各个方面，目前仍有许多方面值得研究，如不同设计阶段所适宜采用的分析方法和与之相协调的分析模型的建立、不同性能水平下结构构件、附属物以及整个结构体系各力学参数的定量计算等。

3、桥梁抗震设计需要注意的问题

3.1针对桥梁抗震性设计的基本参数的选择需要谨慎认真

当前我国桥梁抗震设计的关键参数有3个，分别是桥梁结构的强度、桥梁的刚度以及桥梁本身的延展性，因为在进行桥梁设计的时候，结构只有具有足够的强度才能够抵抗地震时产生的巨大的震力和破坏力，才能部倒塌陷落，因为桥梁的结构在必须要具有足够的弹性，才能在地震反应时有足够的延展性能，才能不被拉坏或者发生断裂，所以只有严格的选择桥梁的基本参数，在设计桥梁的时候就能够保证桥梁基本的抗震性能，必须要在设计之前进行正确可靠的计算，对于桥梁的结构要有非常清晰的认识，才能防止桥梁在地震侧向力作用下发生严重的变形，所以需要进行抗震参数的选择，并且进行基本的规划，才能保证桥梁的抗震性能。

3.2注重桥梁设计的实用性以及稳固性

地震是自然灾害中毁灭性非常强的一种，在发生的时候虽然有征兆，但是却很难进行提前的预防，并且一旦发生就会造成非常大的损失，是一种比较严重的自然灾害，并且非常有爆发力，会在一瞬间爆发，具有突发性，虽然地震的危害非常大，但是地震发生时持续的时间却非常的短，最长的也不过几分钟，一般的只有短短的几十秒，所以一旦地震发生就很难进行逃离，没有足够的逃生时间，因此会造成非常巨大的损失，一旦发生，几乎没有救援的可能性，只能在震后进行补救，所以地震被认为是有史以来严重危害人类的大灾害。在其他自然灾害发生的时候，有可能是指损失一定的财产，但是地震不是如此，地震发生后就会造成财产以及无数生命的损失。

3.3注意桥梁的刚度和延展性能的结合，综合各种条件设计性能卓越的桥梁

在进行桥梁设计的时候，桥梁的刚度不能太大，如果刚度的变化太大那么桥梁就会容易发生断裂，所以在刚度有所保证的前提下，要注重桥梁的延展性的设计，因为一旦发生地震，桥梁就会发生左右前后不一的晃动，只有具备良好的延展性，才能不在晃动的时候发生断裂，所以必须要保证桥梁的刚度和延展性是相互协调的。

4、结束语

抗震设计原则篇3

关键词：多层混凝土；框架结构；抗震；设计要素；参数

Abstract: In the frame structure design, regardless of the project is simple or complex, in fact, after all, it is the basic unit of a combination formed by the beams, columns, plates, so pay attention to some of the beams, columns, plates and structural systems in the design process the point should have a clear understanding, made the design of the project is economical and reasonable.Key words: multi-storey concrete; frame structure; earthquake; design elements; parameters

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础4种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。

1.建筑结构抗震设计

建筑结构抗震设计应按照楼、屋盖在平面内变形情况确定为刚性、半刚性和柔性的横隔极，再按抗侧力系统的布置确定抗侧力构件间的共同工作并进行各构件的地震内力分折并经判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。

为了分析判断计算机计算结果是否合理，结构设计计算时，除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外，正确填写抗震设防烈度和场地类别，合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是十分重要的。

1.1结构的抗震等级的确定

在工程设计中，多数房屋建筑按其抗震设防分类属于丙类建筑，如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等等，其抗震等级可根据烈度、结构类型和房屋的高度按《建筑抗震设计规范》表6.1.2确定。而电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体育场馆、大型零售商场等公共建筑，首先，应当根据《建筑抗震设防分类标准》(GB50223-95)确定其中哪些建筑属于乙类建筑(可能还有甲类建筑，本文不涉及)。乙、丙类建筑，地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。对于乙类建筑，一般情况下，当抗震设防烈度为6～8度时，抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求。

1.2合理确定地震力的振型组合数

地震力的振型组合数，对多层建筑，当不考扭转耦联计算时，至少应取3；当振型数多于3时，宜取3的倍数，但不应多于层数；当房屋层数≤2时，振型数可取层数。对于不规则的结构，当考虑扭转耦联时，对多层建筑，振型数应取≥9；结构层数较多或结构刚度突变较大，振型数应多取，如结构有转换层、顶部有小塔楼、多塔结构等，振型数应取≥12或更多，但不能多于房屋层数的3倍；只有当定义弹性楼板，且采用总刚分析，必要时，振型数才可以取的更多。《建筑抗震设计规范》指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数。SAT WE等电算程序已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。有些设计人员不大重视电算程序使用手册的应用，选取振型数时比较随意，这是需要应当改进的。此外，由耦联计算的地震剪力通常小于非耦联计算，仅当结构存在明显扭转时才采用耦联计算，但非耦联计算往往是不可缺少的。

1.3结构周期折减系数的确定

框架结构及框架-抗震墙等结构，由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必要的，但对框架结构的计算周期不折减或折减系数取得过大也是不妥当的。对框架结构，采用砌体填充墙时，周期折减系数可取0.6～0.7；砌体填充墙较少或采用轻质砌块时，可取0.7～0.8；完全采用轻质墙体板材时，可取0.9。只有无墙的纯框架，计算周期才可以不折减。

1.4框架梁、柱箍筋间距的确定

《建筑抗震设计规范》第6.3.3条及6.3.8条对不同抗震等级的框架梁、柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做出了明确规定。根据这些规定，工程设计中习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm，非加密区箍筋最大间距为200mm。电算程序总信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区间距为100mm，并以此为依据计算出加密区箍筋面积，由设计人员据规范确定箍筋直径和肢数。

对于框架柱，当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时，在某些情况下，亦可能因非加密区箍筋间距采用200mm引起配箍不足。因此，我们也建议程序内定柱的箍筋间距改为取柱的非加密区的箍筋间距200mm及某些特殊要求。

这里需要指出的是，梁、柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求，即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值，并且不乘以剪力增大系数。当然，如果电算程序能同时给出梁、柱箍筋加密区和非加密区的箍筋面积，则于设计者应更加方便了。

2.结构设计原则

2.1结构的整体性原则

多层建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构，而且要使这些子结构能协同承受地震作用，特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或各抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼盖使各抗侧了子结构能协同工作。楼盖体系提供足够的面内刚度和抗力，并与竖向各子结构有效连接，当结构空旷、平面狭长或平面凸凹不规则或楼盖开大洞口时，更应特别注意；多、高层建筑结构基础的整体性以及基础与上部结构的可靠连接是结构整体性的重要保证。

2.2结构简单性原则

结构简单是指结构具有直接和明确的传力途径，结构的计算模型、内力和位移分析以及限制薄弱部位出现都易于把握。在荷载作用下，结构的传力路线越短、越直接，结构的工作效能越高，所耗费的建材也就越少。

2.3结构的规则和均匀性原则

沿建筑物竖向，建筑造型和结构布置比较均匀，避免刚度。承载能力和传力途径的突变，以限制结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位，这些部位将产生过大的应力集中或过大的变形，容易导致结构过早倒塌；建筑平面比较规则，平面内结构布置比较均匀，使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递，并使质量分布与结构刚度分布协调，限制质量与刚度之间的偏心。

3.结构设计中要注意的问题

3.1框架梁刚度的放大系数的取值应合理

在用TAT或SATWE等电算程序进行框架整体计算时，框架梁刚度的放大系数应根据楼面的结构形式合理确定。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第5.2.2条的规定，对于现浇楼面和装配整体式楼面，框架梁(包括中梁及边梁)可考虑翼缘的作用，刚度放大系数可取1.3～2.0，进行分析计算；而对于无现浇面层的装配式结构，可不考虑框架梁刚度的放大。在工程设计过程中，这一点很容易被有些设计人员忽视，要特别注意这一点。

3.2地下室层数的输入处理

抗震设计原则篇4

关键词：高层建筑 抗震 设计 措施

0 引言

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“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。但是，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。

1 高层建筑抗震结构设计的基本原则

1.1 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①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。②对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

1.2 尽可能设置多道抗震防线①一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协同工作。例如框架—剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。②强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。③适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。④在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。

1.3 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力①构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。②要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。③要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。④在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。

2 高层建筑抗震设计常见的问题

在高层建筑的建设中，其中最主要的问题是对它的抗震问题的研究，其中又以中短柱问题为最主要的问题。现在首先介绍一下抗震设计中常见的一些问题。

2.1 缺乏岩土工程勘察资料或资料不全。有的在扩初设计阶段还缺建筑场地岩土工程的勘察资料，有的在扩初设计会审之后就直接进入了施工图设计，有的在规划设计或方案设计会审后就直接进入了施工图设计。无岩土工程勘察资料，设计缺少了必要的依据。

2.2 结构的平面布置。外形不规则、不对称、凹凸变化尺度大、形心质心偏心大，同一结构单元内，结构平面形状和刚度不均匀不对称，平面长度过长等。

2.3 一个结构单元内采用两种不同的结构受力体系。如一半采用砌体承重，而另一半或局部采用全框架承重或排架承重；底框砖房中一半为底框，而另一半为砖墙落地承重，这种情况常发现在平面纵轴与街道轴线相交的住宅，其底层为商店，设计成一半为底框砖房(有的为二层底框)，而另一半为砖墙落地自承，造成平面刚度和竖向刚度二者都产生突变，对抗震十分不利。

2.4 底框砖房超高超层。如1996年，对在杭设计单位作的一次专题普查，发现有69幢底框砖房超高超层。新项目亦普遍存在此现象，1999年某地块住宅竣工交付使用验收中发现有三幢底框砖房超高超层，甚至有超三层的。

2.5 抗震设防标准掌握不当。有一些项目擅自提高了设防标准，按照《建筑抗震设防分类标准(gb 50223-95)》划分应属六度设防的，但设计中提高了一度按七度设防，提高了建筑抗震设防标准，将会增加工程投资；有的项目严格应按七度采取抗震措施的，但设计中又按六度设防，减低了抗震设防标准，不利抗震。

2.6 结构的竖向布置。在高层建筑中，竖向体型有过大的外挑和内收，立面收进部分的尺寸比值b1/b不满足≥0.75的要求。

2.7 抗震构造柱布置不当。如外墙转角处，大厅四角未设构造柱或构造柱不成对设置；以构造柱代替砖墙承重；山墙与纵墙交接处不设抗震构造柱；过多设置抗震构造柱等。

2.8 框架结构砌体填充墙抗震构造措施不到位。砌体护墙砌筑在框架柱外又没有设置抗震构造柱，框架间砌体填充墙高度长度超过规范规定要求又没有采取相应构造措施。

2.9 结构其他问题。有的底层无横向落地抗震墙，全部为框支或落地墙间距超长；有的仅北侧纵墙落地，南侧全为柱子，造成南北刚度不均；有的底层作汽车库，设计时横墙都落地，但纵墙不落地，变成了纵向框支；还有的底框和内框砌体住宅采用大空间灵活隔断设计，其中几乎很少有纵墙。不少地方都采用钢筋混凝土内柱来承重以代替砖墙承重，实际上将砖混结构演变为内框架结构，这比底框砖房还不利，因内框砖房的层数、总高度控制比底框砖房更严，因此存在着严重抗震隐患。更为严重的是这种情况并未引起目前大多数结构工程师的重视。

2.10 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。

2.11 防震缝设置。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(jgj 3-91)》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。

2.12 结构抗震等级掌握不准。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。

抗震设计原则篇5

【关键词】高层住宅楼；高宽比；超限结构；抗震设计

1 前言

近年来，随着城市建设的大力开发，为了提高土地的利用率，高层住宅楼中高宽比超限结构也越来越多，这不仅给设计计算分析带来了难度，而且加大了抗震研究的难度，需要根据具体情况具体计算分析和设计，提出合适必要的抗震加强措施。对于结构工程而言，给出结构在不同强度地震作用下的反应值，使研究和设计人员注重对结构地震作用下地震反应分析。在超限高层建筑的结构抗震设计中，有助于提高高层建筑工程抗震设计的可靠性，促进高层建筑技术发展。设计者需要根据具体工程实际的超限情况，必要时还要进行模型试验，业主也需要提供相应的资助，以期保证结构的抗震安全性能。高层建筑工程抗震设防专项审查实践表明，有的工程在抗震审查中由专家组的专家提出某些基于性能的设计要求。

2 高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计的重要性和意义

城市化进程让人们的生活质量水平不断提高，而住宅楼是人们生活赖以生存的空间，住宅楼的安全是保证人们生活质量的基本保障。目前流行的高层住宅楼在安全问题上是一项挑战，特别是抗震设计方面的威胁，给设计者和施工者带来了更加严厉的要求。超高层建筑工程是一种建立在现代化技术下的建筑接哦股，在人们对空间的成分利用的前提下应运而生的，反映了人们对充满现代感和时代感的城市生活的追求。超限高层建筑工程自身的结构特点比较复杂，超出了我国对建筑工程的规定，因而其抗震设计是超高建筑工程的重大难题。建筑物的抗震安全性和人民的生命财产安全密不可分，必须认识到超限高层建筑工程抗震设计的重要性。高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计只管重要，不仅是人民生命财产安全的重要保证，同时也是社会发展的需要所在。

3 高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计研究

3.1 高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念

与一般的超高层结构、高宽比超限高层结构一样，高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念也是经济与性能的抗震设计。基于性能的抗震设计，是为了能够根据建筑物的重要性和用途，由不同的性能目标提出的一种抗震设计理念。设计分为不同的抗震设防标准，这是因为在建筑物整个生命期内，可能遭遇发生的地震是不同程度的。为了进一步改善结构抗震性能，相继提出一些新规范及旧规范的修改计划。基于性能的抗震设计，要求结构在不同水平地震作用下具有明确的性能水平，目标性能水平的确定要综合考虑来优化确定。基于性能的抗震设计思想，对于具体的工程结构，设计人员提出几种抗震性能目标及对应的造价，由设计人员根据所选定的性态目标进行抗震设计，使结构满足预期的抗震性能目标。

3.2 高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计基本原则

从世界范围来看，抗震的主要原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。在实践过程中，大部分建筑物符合了抗震规范设计，但是在中小地震过程中，可能造成建筑物的某些结构正常使用功能的丧失。高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念是基于性能的抗震设计理念，如何把这种理念合理并且简单实用地应用到实际中，主要遵循两个基本原则。第一，传统基于力的设计原则，即首先进行基于地震作用的强度设计，然后进行变形验算，采用可靠度理论和优化思想来确定。第二，直接基于位移的抗震设计原则，即采用结构位移作为结构性能指标，这种方法采用结构对应最大位移进行变形设计，与结构实际情况更为符合。

3.3 高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计要点

针对宽度和高度比超限的住宅楼的设计，其要点是一般连体板主要用来计算建筑物的连体部位和周边，同时还要考虑地震的竖向作用。对在超限高层住宅楼工程中，主要依据就是结构的抗震概念设计，防止出现过大的扭转，对于抗震薄弱部位的保护措施能够加强并得以保证，逐步改善建筑的抗震性能。综合考虑其建设过程中可能出现的各种不利因素和影响，基本要求就是要对框架结构进行超限的程度控制，以满足提高结构的延性的要求。高宽比必须要有一点或者一点以上符合规程、规范的相关规定，要对结构抗震进行计算分析，要求在超限高层建筑的设计中注意对抗震计算的控制，结构动力特性测试和抗震实验也必须进行过操作。

3.4 高层住宅楼高宽比超限结构抗震措施

对于高层住宅楼高宽比超限结构来说，抗震设计措施首先是要注意底部剪力墙的厚度的加强，在连梁配筋的时候，采用交叉暗撑这种形式来加强其稳定性。在梁式转换层的设计上，同样也要注意剪力墙的厚度的加强，能够使转换层的侧向刚度符合规定的要求。超限高层建筑工程的抗震设计需要通过对已建成的工程进行分析和总结，抗震实验的验证等方面来实现。在加强构建的强度和刚度，对于每一项的超限，都需要要有相应的解决措施和方法来保证其抗震安全和受力的合理。对结构在地震作用下的内力和变形进行计算分析，应多取一些振型，振型数的取值多少应根据振型有效质量来确定，应验算结构整体的抗倾覆稳定性；并控制这些构件的轴压比，通过调整桩的布置，满足有关规范、规程的要求。

4 总结

综上所述，高层住宅楼高宽比超限结构的出现，顺应了国家城市化的进程，也是城市土地资源紧缺情况的必要措施，高层住宅楼抗震设计和研究具有重要意义，抗震设计和研究过程中应该注意和避免一些问题，这对提高我国高层建筑领域的技能和水平，都有着重要的意义和作用。总之，高层住宅楼发展前景广阔，对其高宽比超限结构的抗震设计要求也将更加严格。

参考文献：

[1]牛发民. 超限高层建筑结构抗震设计[J]. 中华建设，2012，（10）.

[2]方娇.某超限高层基于性能的抗震设计研究[D].合肥工业大学，2012.

[3]姜文辉，李智.超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题[J].广东土木与建筑，2008（01）.

[4]罗建秀.高宽比超限高层建筑结构设计[J].甘肃科技，2008（16）.

[5]赵彤.高层建筑结构基于性能抗震设计思想的应用[J].结构工程师，2011（02）.

抗震设计原则篇6

关键词：公路路线；抗震设计；减隔震设计；挡土墙

中图分类号：X734文献标识码： A

1.引言

我国的地震问题十分严重，尤其是在汶川地震发生之后，我国的相关部门都加强了公路抗震方面的要求。1989版的《公路工程抗震设计规范》和公路抗震研究，并不能很好地帮助我国灾区的重建工程好发展，需要更新的技术来支持【1】。在汶川地震发生之后，交通部就开始了灾区公路数据的调查，这一调查最终形成了公路抗震指南，这是对我国抗震设计进行指挥的行业标准。所以，针对现代化公路抗震的相关理论和现实需要，对抗震设计的方法进行了研究，希望对当前的抗震问题提供参考。

2.抗震设计的方法研究

公路的组成中，节点和线段是必不可少的部分。公路的节点多、线路长，覆盖面积很大，这就让抗震预案的编制工作任务加大，工程量增加，如果在公路抗震预案以及抗震设计中，能够预先对公路网的路线进行掌握，针对性的对各种路线进行抗震设计，通过不同的措施来进行抗震工作，这样就能够保障抗震的重点地段，也能够对普通的路段的抵抗性增强。这样就能够保障抗震的重点工作的科学性和实用性。所以，在进行抗震设计的过程中，必须对路线进行深入地研究【2】。

2.1 公路路线抗震重要度

公路网络中很多的路线在抗震中是重点路线，根据统计学科学分析的方法建立数学模型，将抗震过程中对路线抗震有影响的各种指标进行综合和转化，最终形成代表性的指标，在这个指标的基础上对路线抗震程度进行准确的标识。

在对公路路线进行抗震程度的标准过程中，最主要的方法是主要成分分析法来进行研究，这种方法操作十分简单，非常适合在实践中对已有经验进行验证。

2.2抗震设防的主要方法

2.2.1 抗震概念设计

在国际上，各个发达国家对于抗震都十分重视，因此对抗震的概念设计研究也相对深入。在对国外先进的抗震理念以及抗震的规范都进行借鉴的基础上，不断地完善我国现行的抗震规范和标准。在公路抗震结构设计有两个十分重要的问题，就是参数设计和概念设计的问题【3】。所谓抗震概念设计就是在概念上对总体的抗震工程进行决策；而参数设计则是对地震作用相爱的构件承受的强度进行计算和验算。二者在抗震过程中都是必不可少的，通过将两者加以结合的方式，极大地推进了抗震设计的成效。抗震设计必须重视抗震概念的设计，而在抗震的过程中又必须对抗震的工作进行指导，要对各种抗震思想合理应用，在应用的过程中需要符合实际情况，这样让计算工作和抗震工作都不至于盲目进行。因为在抗震的过程中存在很多的不确定性因素和突发情况，同时结构计算模型的假设也与实际的情况存在出入，在计算和理论上无法做到完全与实际相吻合。因此，在实际的抗震设计中，不能单纯地依靠数值的计算来对抗震的情况进行衡量。要真正做到减震，就必须在公路施工中注意下列情况：

(1)在公路的建设中要选择好的体系和材料，材料需要具备较强的延性。在抗震结构设计中要形成延性结构，通过结构的变形能力来加强抗震能力，让公路在强震影响下也能够忍受塑性变形而不会坍塌，从而达到经济合理的目标。

(2)在公路抗震施工中，需要减轻自身重量，因为如果烈度和场地条件允许，建筑物的质量就是决定地震灾害程度的关键。

(3)在公路建设中，抗震结构不能太大，结构不能太柔软，同时要符合位移限值的要求，因此设计结构上要最大程度将周期与场地土卓越周期避开，最好是大于卓越周期。

(4)在抗震设计中必须对混凝土结构构件进行合理的选择，对于构件的尺寸、配筋以及箍筋都要重视【4】。只有这样才能不断地增强公路结构中的整体性，不同的构件之间在连接上，也需要对其可靠程度进行检查，构建节点的承载力必须高于构件承载力，同时对应力相对集中的地方要多加注意。

(5)在路基基础的承载和刚度要求上更是要互相适应，同时确保路基基础能够对抗滑移转动。

2.2.2延性抗震设计

延性抗震的概念是在半个世纪前提出的，经过了半个世纪的发展，这一概念已经成为了抗震的设计规范。我国在2008年的抗震细则中也对这一概念进行了规定。在细则中增加了延性设计的有关规定，目的是通过这一概念提高我国公路结构非弹性变形的能力，防止结构在地震中坍塌。在08年汶川地震中，就出现了很多脆破坏的情况，这些情况说明了延性设计的作用。

对延性概念进行推广，在概率意义方面，抗震结构的延性能力增强，超过了对地震预期的弹性变形。单纯从理论上来说，延性需求的获得是需要通过弹塑性动力分析得到的，这样就会需要对非弹性变形问题进行研究，这就增加了抗震设计中的难度。

新西兰学者Park等在上个世纪提出了新的设计原则，就是能力保护原则，同时在新西兰最先对这个原则进行了应用。现在，新西兰已经成为能力设计方法应用最为深入的国家。在其他的国家，例如欧洲很多发达国家都将这一原则进行引入，先后在各个国家的抗震规范中进行了规定【5】。能力设计重视的是构件之间的安全度差异，然后在这种差异的基础上，发挥延性结构的作用，降低地震灾害。

能力保护的设计原则主要是在设计上改进结构，将构建承受的地震强度差异化，避免结构构件脆性问题。在能力保护设计原则基础上，延性抗震设计具有下列特点：

(1)在设计中需要对结构布局进行科学规划；

(2)对地震中会出现的塑性铰的位置进行选择，确保形成良好的塑性耗能机制；

(3)可以通过延性设计以及强度设计，增强潜在塑性铰位置的延性能力；

(4)通过适当的等级强度来防止预期会出现的脆性破坏模式，例如剪切破坏等，保证脆性构件和不适合用在耗能位置的构件不会出现在反应范围之内。

2.2.3减隔震设计

对公路进行减震设计目的是通过减震设置来提高对地震的对抗能力，将消能部件加入其中作为主要的抗震构件，同时也通过结构上的抗震设计来辅助抵抗地震的破坏。在这种方法中最大程度地降低结构承受的地震力和能量，延长结构周期，增加效能能力，从而达到减震的目的。表1对传统结构采用的延性抗震设计、减隔震设计以及结构控制进行了比较，从中可以看出它们的差别。

表1 不同抗震技术的基本机理比较

2.3公路挡土墙的抗震设计

我国的地质特征决定了我国是多山的国家，很多公路在修建的过程中必须进行挡土墙的修建，所以公路减震设计中，低挡土墙的设计十分重要。

作为地震频发的国家，日本队挡土墙就进行了很好的应用，日本采用M-O法计算主动和被动土压力。充分的考虑了填土容重、黏聚力和超载对抗针效果的作用，对挡土墙的设计加以衡量。

（5）在挡土墙的设计过程中，路基的处理更多的是使用碎石土、粘性土和不容易风化的石块材料，这时候应该注意压实度需要符合现在的规范要求。

如果在建设路基的过程中使用的是砂性土，那么就需要加固和压实。在对挡土墙的抗震能力和稳定能力的计算中，抗滑移稳定系数应该保持在kc≥1.3范围内，而抗倾覆稳定系数则应该在ko≥1.5范围内。

在建设高速公路和一级公路的时候，挡土墙的建设不能使用砌片石。如果是其他等级的公路建设，如果基本烈度大于8度的时候干砌片石挡土墙的高度必须低于5m，二如果烈度超过9度，高度就要低于3m。

3抗震设计的展望

随着我国抗震技术的发展，抗震技术的应用进入新阶段。目前在抗震设计工作中，ANSYS软件发挥着重大的作用，这一软件在分析能力上更加强大，界面呈现更加直观，已经在力学结构中得到广泛应用。可以说ANSYS的大量应用，为抗震设计与分析都带来了极大的便利性，推动了抗震技术的发展【6】。

4结语

我国位于欧亚地震带上，是多震的国家，而我国的地震有自身的特点：烈度高、分布广、震源浅、伤亡大。汶川地震带来的伤害是警钟，我们需要总结经验教训，而我国新的《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）的颁布推动着我国抗震设计的进一步发展，我国的抗震工作正向着新的高度迈进。

参考文献：

[1] 曾辉.论桥梁的抗震设计及其在我国的应用[J]. 科技资讯. 2011(02).

[2] 刘健新,赵国辉,李加武.汶川地震及中国公路桥梁抗震设计规范的变迁[J]. 交通科学与工程. 2012(01).

[3] 李贞新,杨富成,赵君黎,冯苠,邬都.公路桥梁抗震设计规范修订原则的初步设想及关键技术研究(含长大桥梁)[J]. 公路. 2013(05).

[4] W・ Phillip Yen,Richard A・ Pratt.新的美国公路桥抗震设计指导规范[J]. 公路. 2012(05).

[5] 殷鹏程,叶爱君.从中美规范比较探讨桥梁结构抗震体系[J]. 工程抗震与加固改造. 2011(03).

[6] 胡永.美国桥梁抗震规范中各桥墩抗剪强度计算公式的差异[J]. 中外公路. 2011(02).

抗震设计原则篇7

关键词：抗震概念设计；抗震计算方法；提高结构抗震性能的措施

中图分类号：TU37 文献标识码：A

1 抗震概念设计及思路

抗震设防的基本目的是在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏，保障人民生命财产的安全。为了实现这一目的，抗震设计规范以“小震不坏，中震可修，大震不倒”，即三水准的抗震设防要求作为建筑抗震设计的基本原则。

一般来说，建筑抗震设计包括三个方面的内容与要求：概念设计、抗震计算与构造措施。概念设计在整体上把握抗震设计的主要原则，减少由于建筑结构自身带来地震作用及结构地震反映的复杂性而造成抗震计算不准确；抗震计算为结构抗震设计提供定量依据；构造措施则是抗震概念设计与抗震计算的有效保障。结构抗震设计三个方面的内容是一个不可分割的整体，忽略其中任何一部分都可能造成抗震设计的失效。

建筑结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，从而避免结构出现比较敏感的薄弱部位，导致结构过早的破坏。假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用是抗震设计方法的前提之一，在此前提下才能以多遇地震作用进行结构计算与构造措施。

建筑结构抗震设计的基本原则包括：（1）结构的简单性，即结构在地震作用下具有比较明确的传力途径，结构的计算、内力及位移分析都易于把握。（2）结构的规则及均匀性，造型和结构布置比较均匀可以避免刚度、承载能力与传力途径的突变，以限制结构在竖向出现敏感的薄弱部位，建筑平面比较规则可以使建筑物质量分布与结构刚度分布协调，限制质量与刚度之间的偏心。（3）结构的刚度与抗震能力，结构布置应使结构在两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力、足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。

2 结构抗震计算方法及抗震验算

结构抗震计算可分为地震作用计算和结构抗震验算两部分。进行结构抗震设计时，在确定结构方案后，首先应计算地震作用，然后计算结构和构件的地震作用效应，最后再将地震作用效应与其他荷载效应进行组合，验算结构和构件的承载力与变形，以满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防要求。

结构抗震计算的方法包括：（1）底部剪力法，特点是忽略高振型的影响，假定结构地震反应以基本振型为主，将基本振型简化为倒三角形进行计算，但是计算精度稍差。（2）振型分解反应谱法，利用振型分解的原理和反应谱理论进行结构最大地震反应分析，计算精度稍高。（3）时程分析法，选用一定的地震波直接输入到所设计的结构，然后对结构的运动微分方程进行逐步数值积分，求得结构在整个地震时程范围内的地震反应，计算精度高。

为了满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防标准，《建筑抗震设计规范》规定进行下列内容的抗震验算：（1）多遇地震下结构允许弹性变形验算，防止非结构构件的破坏，如隔墙、幕墙、建筑装饰等的破坏。（2）多遇地震下结构强度验算，防止结构构件因承载力不足而破坏。（3）罕遇地震下结构弹塑性变形验算，以防止结构因过大变形发生倒塌。

3 提高结构抗震性能的措施

结构的抗震性能决定于结构的整体性、延性，而结构的整体性和延性与结构布置、结构整体刚度、结构节点和构件的延性和强度密切相关。

结构布置时宜考虑多道抗震防线，一个抗震结构应由若干延性较好的分体系组成，通过构件的链接协同作用，有意识地在结构内部、外部建立一系列分布的屈服区，使结构在先屈服的部分耗散大量的地震能量，而使最后的“防线”得以保存，便于结构修复。即通常所说的“小震不坏，中震可修，大震不倒”，同时设计中应做到的“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”。

如框架结构抗震设计原则为强柱弱梁设计，梁屈服后柱仍能保持稳定；框架--剪力墙结构抗震设计原则为连梁首先屈服，然后是墙肢，框架作为第三道防线；剪力墙结构抗震设计原则为通过构造措施保证连梁首先屈服，并通过空间整体性形成高次超静定。

结构应具有合理的刚度和承载力分布，建筑物的侧移刚度越大，则自振周期越短，地震作用也越大，要求结构构件具有较高的承载力。提高结构的抗侧刚度，往往以提高造价和降低结构变形能力为代价，因此在确定结构体系时，需要在刚度、承载力之间寻求较好的匹配关系。

垦利县育才华都工程为高层剪力墙结构，结构地上一层的侧向刚度小于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍，故采用地下室顶板作为上部结构的嵌固部位。在进行初步整体计算时，地震作用下局部X向最大层间位移角为1/900，超过了规范规定的1/1000。受地块限制，没有足够的场地布置车位，规划设计条件又要求车位比为1：1，所以地下二层必须设计为车库。受限于车库门最小净宽的要求，该部分剪力墙的长度无法再加长，经过多次试算，通过增加剪力墙连梁的高度提高了该部位的抗侧刚度，从而使层间位移角得到改善，满足了规范要求。

结构应采取的构造措施，对于多层砖砌体结构，在构造上应采取设置构造柱、现浇混凝土圈梁、在砖砌体内配置横向和竖向钢筋等措施。对于多层砌块结构在构造上应采取设置钢筋混凝土芯柱、圈梁等措施。对于钢筋混凝土结构，应通过混凝土材料、截面尺寸、纵向和横向的配筋来避免剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土的压碎先于钢筋的屈服、钢筋的锚固黏结破坏先于构件的破坏。

山东威迪车轮有限公司倒班宿舍工程为四层砌体结构，依据《建筑抗震设计规范》在纵横墙相交处及楼梯间四角分别设置了现浇钢筋混凝土构造柱，并在每层楼面或屋面处设置现浇钢筋混凝土圈梁，使得构造柱、圈梁及钢筋混凝土楼板现浇为一空间整体，增强了结构整体稳定性，从而提高了该工程的抗震能力。

4 结束语

近几年，四川汶川、雅安及青海玉树等多地发生地震，且震害较严重，因此做好抗震设计是十分必要的，不仅要掌握好结构的抗震计算及抗震措施，更要注重结构的抗震概念设计。

参考文献

[1] 混凝土结构设计规范 GB 50010-2010 中国建筑工业出版社

[2] 建筑抗震设计规范 GB50011-2010 中国建筑工业出版社

[3] 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010 中国建筑工业出版社

[4] 高层建筑钢筋混凝土结构概念设计方鄂华编著，机械工业出版社

作者简介

抗震设计原则篇8

关键字：高层钢结构建筑；抗震设计；震害；基于性能

中图分类号：TU97 文献标识码： A

1. 高层钢结构建筑抗震设计理念

建筑结构的抗震设计包括三个方面：一是概念设计，即把握抗震设计的主要原则，弥补由地震作用和结构地震反应的复杂性而造成抗震计算不准确的不足；二是抗震计算，为抗震设计提供量的保证；三是构造措施，为抗震概念及计算提供有利的保障。

高层建筑钢结构抗震设计基本原理：保证结构的完整性，提高结构的延性以及设置多道结构防线。

高层钢结构应采用全刚接框架，当结构刚度不够时，可采用中心支撑框架、钢框架混凝土芯筒或钢框筒结构形式；但在高烈度区（8度和9度区），宜采用偏心支撑框架和钢框筒结构，从而保证结构具有较好的延性。对于钢框架支撑结构及钢框架混凝土芯筒结构，钢支撑或混凝土芯筒部分的刚度大，可能承担整体结构绝大部分地震作用力。但钢支撑或混凝土芯筒的延性较差，为发挥钢框架部分延性好的作用，承担起第二道结构抗震防线的责任，要求钢框架的结构承载力不能太小，为此框架部分按计算得到的地震剪力应乘以调整系数，达到不小于结构底部总地震剪力的25%和框架部分地震剪力最大值1.8倍两者的较小值。高层钢结构和混凝土结构一样也要满足以下三个原则即强柱弱梁的原则（保证梁端的破坏先于柱端的破坏）、强剪弱弯的原则（弯曲破坏先于剪切破坏）以及强节点弱构件的原则（构件的破坏先于节点的破坏）。

建筑的平面布置宜简单规则，并使结构各层的抗侧力刚度中心与质量中心接近或重合，同时各层的刚心和质心接近在同一竖直线上，建筑的开间和进深宜统一。高层钢结构建筑不宜设置防震缝，但薄弱部位应注意采取措施提高其抗震能力，如当结构平面布置不规则时，可设置防震缝。

2. 高层钢结构建筑主要震害特征及分析

钢结构的强度高、延性好、重量轻、抗震性能好。总的来说在同等场地、烈度条件下，钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的震害要小。例如在墨西哥的高烈度区内有102幢钢结构房屋，其中59幢为1957年以后所建，在1985年9月的墨西哥大地震中，1957年以后建造的钢结构房屋倒塌或严重破坏的不多，而钢筋混凝土结构房屋的破坏就要严重得多。

高层钢结构在地震中破坏形式有节点连接破坏、构件破坏及结构倒塌。节点连接破坏中一种是支撑连接破坏，一种是梁柱连接破坏。1978年日本宫城县远海地震造成钢结构建筑的破坏更多是支撑连接破坏。1995年日本的阪神地震造成了很多梁柱刚性连接破坏。高层建筑钢结构构件破坏主要表现为支撑压屈（支撑在地震中所受的压力超过其屈曲临界力时即发生压屈破坏）、梁柱局部失稳（梁或柱在地震作用下反复受弯，在弯矩最大截面处附近由于过度弯曲可能发生翼缘局部失稳破坏）、柱水平裂缝或断裂破坏。1995年日本阪神地震中，位于阪神地震区芦屋市海滨城的52栋高层钢结构住宅，有57根钢柱发生断裂，其中13根钢柱为母材断裂，7根钢柱与支撑连接处断裂，37根钢柱在拼接焊缝处断裂。结构倒塌是地震中结构破坏的最严重的形式。钢结构建筑尽管抗震性能好，但在地震中也会发生倒塌。1985年墨西哥大地震中有10幢钢结构房屋倒塌，1995年的日本阪神地震中也有钢结构房屋倒塌。

3. 常规的抗震设计与基于性能的抗震设计的对比

为了更有效地将地震所带来的灾害及损失降低，随着对地面运动特征和结构地震反应特征认识的不断深化，高层建筑抗震设计思想也在不断完善，美国从上世纪90年代陆续提出了一些有关抗震性能设计的文件（如ATC40、FEMA356、ASCE41等），近几年由洛杉矶市和旧金山市的重要机构了新建高层建筑（高度超过160英尺、约49m）采用抗震性能设计的指导性文件。2008年美国一学术组织“国际高层建筑及都市环境委员会（CTBUH）”发表了有关高层建筑（高度超过50m）抗震性能设计的建议。日本从1981年起已将基于性能的抗震设计原理用于高度超过60m的高层建筑。高层建筑采用抗震性能设计已形成一种发展趋势。

我国常规抗震设计方法是满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标，按指令性、处方形式的规定进行设计，通过结构布置的概念设计、小震弹性设计、经验性的内力调整、放大和构造以及部分结构大震变形验算，即认为可实现预期的宏观的设防目标，但随着新技术、新材料、新结构体系的发展，这种抗震设计方法已经不能很好地满足现在高层建筑的抗震功能的深层次要求，更加不能有效地控制地震所造成的损失。

基于性能的抗震设计理论是20世纪90年代初由美国学者提出，按此理论设计的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。基于性能的抗震设计理论是一种更加合理的设计理念，它将抗震设计以保障人民生命安全为基本目标转化为在不同风险水平地震作用下满足不同的性能目标，通过多目标、多层次的抗震安全设计来最大限度保障人民生命安全，采用多个预期的性能目标，包括结构的、非结构的、设施的各种具体性能指标，由业主选择具体工程的预期目标，而且提出了符合预期性能要求的论证，包括结构体系、详尽的分析、抗震措施和必要的试验，并经过专门的评估予以确认。通过对两者的分析比较可以看出基于性能的抗震设计的优越性，它代表了未来结构抗震设计的发展方向。

4. 结语

通过以上的阐述及分析我们可以看到基于性能的抗震设计能够更好的强化结构抗震的安全目标和提高结构抗震的功能要求，在新修订的建筑抗震设计规范中也得到了体现，然而基于性能的抗震设计也存在一些问题，例如地震作用的不确定性，结构分析模型及参数选用存在不少经验因素，模型试验以及震害资料的欠缺，存在的这些问题都需要进一步的改进与完善，从而减少地震所带来的灾害与损失。

参考文献：

[1] 李国强建筑结构抗震设计 中国建筑工业出版社 2009

[2] 陈忠范高层建筑结构 东南大学出版社 2008

[3] 史庆轩高层建筑结构设计 科学出版社 2006

[4] 沈蒲生高层建筑结构设计 中国建筑工业出版社 2006

[5] 沈小璞高层建筑结构设计 合肥工业大学出版社 2006