场地特征对剪力墙结构地震响应的影响分析
振型分解反应谱法是高层建筑结构抗震设计的重要分析方法。文章采用《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）提供的振型分解反应谱法，通过三个不同场地条件、不同高度的典型剪力墙结构工程案例，分析不同设计地震分组、不同场地类别下结构地震响应的差异，研究场地特征对地震设计反应谱和剪力墙结构地震响应的影响规律。
标签：振型分解反应谱法；场地特征；剪力墙结构；地震响应
1 概述
振型分解反应谱法是高层建筑结构抗震设计的重要分析方法。[1]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（以下简称《抗规》）以地震影响系数曲线的形式给出了地震设计反应谱。[2]相同地震烈度、相同场地条件时，影响地震设计反应谱的因素有很多，如震源机制、震级大小、震中距远近等。《抗规》考虑地震作用时，以地震烈度为基础，通过场地特征周期Tg反映设计地震分组、场地类别对地震设计反应谱的影响。[3]其中，设计地震分组区分震源远近，场地类别体现场地土软硬程度和覆盖层厚度的影响。
文章采用振型分解反应谱法，通过三个不同场地条件、不同高度的典型剪力墙结构工程案例，研究设计地震分组、场地类别对地震设计反应谱和剪力墙结构地震响应的影响规律。
2 工程案例
工程一位于浙江省湖州市，6度（0.05g）区，剪力墙结构，设计地震分组第一组，Ⅲ类场地，场地特征周期0.45s，多遇地震水平地震影响系数最大值0.04，地上11层、地下1层，建筑平面长度21.2m、宽度12.6m，结构高度31.9m，第一、第二阶周期分别为1.229s、1.160s。
工程二位于福建省福州市，7度（0.10g）區，剪力墙结构，设计地震分组第二组，Ⅲ类场地，场地特征周期0.55s，多遇地震水平地震影响系数最大值0.08，地上18层、地下1层，建筑平面长度35.9m、宽度20.6m，结构高度52.4m，第一、第二阶周期分别为1.791s、1.628s。
工程三位于安徽省阜阳市，7度（0.10g）区，剪力墙结构，设计地震分组第一组，Ⅲ类场地，场地特征周期0.45s，多遇地震水平地震影响系数最大值0.08，地上34层、地下1层，建筑平面长度33.5m、宽度16.4m，结构高度98.6m，第一、第二阶周期分别为3.085s、2.905s。
3 场地特征对地震设计反应谱的影响
《抗规》以地震影响系数曲线的形式给出了地震设计反应谱，通过场地特征周期Tg反映设计地震分组、场地类别对地震设计反应谱的影响，不同的场地特征周期Tg对应不同的地震影响系数曲线。以工程一为例，多遇地震时，结构阻尼比？啄取5%，不同设计地震分组、不同场地类别的地震影响系数曲线如图1所示。图1中T1、T2对应工程一的第一、第二阶周期。
由图2可知，设计地震分组和场地类别对应的场地特征周期Tg越大，地震影响系数？琢值越大，且地震影响系数曲线受设计地震分组的影响要小于受场地类别的影响。场地特征对地震设计反应谱的影响主要集中在地震影响系数曲线的速度控制段，对位移控制段影响较小，对加速度控制段则没有影响。以工程一为例，第一、第二阶周期处于地震影响系数曲线的速度控制段，不同设计地震分组对？琢值影响的变化幅度均匀，约15～20%，不同场地类别对？琢值影响的变化幅度差异较大，约25～40%。
4 场地特征对剪力墙结构地震响应的影响
根据SATWE的计算结果，不同设计地震分组、不同场地类别时，三个工程案例的X向结构地震响应如表2、表3所示，X向结构层间位移角曲线如图3、图4所示。
工程一的结构基本周期较短，不同设计地震分组、不同场地类别时，结构基本周期均处于地震影响系数曲线的速度控制段。由表1可知，设计地震分组每提高一级，结构地震响应提高约20%；Ⅰ1、Ⅱ、Ⅲ类场地时，场地类别每提高一级，结构地震响应提高约20%，Ⅳ类场地时，结构地震响应提高约40%。由图2可知，不同设计地震分组及Ⅰ1、Ⅱ、Ⅲ类场地时，层间位移角曲线变化幅度均匀，Ⅳ类场地时，层间位移角曲线变化幅度增大较多。
工程二的结构基本周期较短，不同设计地震分组及Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地时，结构基本周期均处于地震影响系数曲线的速度控制段，Ⅰ1类场地时，结构基本周期处于地震影响系数曲线的位移控制段。由表2可知，设计地震分组每提高一级，结构地震响应提高约15%；不同场地类别时，结构地震响应的变化幅度差异较大，Ⅱ类场地较Ⅰ1类场地提高约10%，Ⅲ类场地较Ⅱ类场地提高约20%，Ⅳ类场地较Ⅲ类场地提高约30%。由图3可知，不同设计地震分组时，层间位移角曲线变化幅度均匀，Ⅰ1、Ⅱ类场地时，层间位移角曲线变化幅度较小，Ⅲ、Ⅳ类场地时，层间位移角曲线变化幅度增大较多。
工程三的结构基本周期较长，设计地震分组第三组及Ⅳ类场地时，结构基本周期均处于地震影响系数曲线的速度控制段，设计地震分组第一组、第二组及Ⅰ1、Ⅱ、Ⅲ类场地时，结构基本周期均处于地震影响系数曲线的位移控制段。由表3可知，不同设计地震分组时，结构地震响应的变化幅度差异较大，第二组较第一组提高约5%，第三组较第二组提高约15%；Ⅰ1、Ⅱ、Ⅲ类场地时，场地类别每提高一级，结构地震响应提高约5%，Ⅳ类场地时，结构地震响应提高约20%。由图4可知，设计地震分组第一组、第二组及Ⅰ1、Ⅱ、Ⅲ类场地时，层间位移角曲线变化幅度均匀且幅度较小，设计地震分组第三组及Ⅳ类场地时，层
间位移角曲线变化幅度增大较多。
综上所述，场地特征对剪力墙结构地震响应、层间位移角曲线均有较大影响，且场地类别的影响要大于设计地震分组的影响。当结构基本周期处于地震影响系数曲线的速度控制段时，场地特征对剪力墙结构影响较大，结构地震响应、层间位移角曲线变化幅度均匀，Ⅳ类场地时，由于场地特征周期Tg提高较多，结构地震响应、层间位移角曲线变化幅度增大较多。随着建筑高度增加、结构周期延长，场地特征对剪力墙结构地震响应的影响逐渐减小。当结构基本周期处于地震影响系数曲线的位移控制段时，场地特征对剪力墙结构影响较小，结构地震响应、层间位移角曲线变化幅度较小。
5 结束语
文章采用振型分解反应谱法，通过三个典型的剪力墙结构工程案例，研究场地特征对地震设计反应谱和剪力墙结构地震响应的影响，得到以下结论：（1）场地特征对地震设计反应谱的影响主要集中在地震影响系数曲线的速度控制段，对位移控制段影响较小，对加速度控制段则没有影响。地震影响系数曲线受设计地震分组的影响要小于受场地类别的影响。（2）当结构基本周期处于地震影响系数曲线的速度控制段时，场地特征对剪力墙结构影响较大，设计地震分组或场地类别每提高一级，结构地震响应提高约15～20%，Ⅳ类场地时，结构地震响应提高约30～40%。随着建筑高度增加、结构周期延长，场地特征对剪力墙结构地震响应的影响逐渐减小。（3）当结构基本周期处于地震影响系数曲线的位移控制段时，场地特征对剪力墙结构影响较小，设计地震分组或场地类别每提高一级，结构地震响应提高不大于10%。
参考文献
[1]赵西安.高层建筑结构抗震设计的若干问题[J].建筑科学，1994（1）.
[2]GB50011-2010.中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[3]吕悦军，等.场地类别条件对地震参数影响的关键问题[J].震灾防御技术，2008，6（3）.
建筑场地类别对抗震设计影响的探讨 摘要：建筑抗震场地类别的评价划分是岩土工程勘察工作的重要内容，由场地 岩土层的等效剪切波速和覆盖层厚度综合确定，关系着场地设计特征周期、地震 影响系数和地震作用力，对抗震设防起着决定性作用，当场地平整导致场地覆盖 层厚度及性质发生改变时，建筑结构抗震设计工作中应对场地类别进行修正后采用。 关键词：场地类别；覆盖层；设防；修正 1、前言 建筑抗震设计理论及规范中，用建筑场地类别指标确定设计特征周期，并根 据设计特征周期和结构自振周期对应关系，计算得出地震影响系数和地震作用力。 在工程建设过程中，现状工程场坪并非建成后的场坪，往往需要对拟建工程 场地进行平整，包括开挖山丘或填埋沟壑，以达到设计所需的场坪条件。由于场 坪的平整或对地基土的技术处理，场地的覆盖层厚度或性质发生了变化，抗震建 筑场地类别也发生了变化，设计特征周期、地震影响系数及地震作用力均随之改变。 2、建筑场地类别的确定 建筑抗震场地类别通常采用场地覆盖层厚度和土层的等效剪切波速值综合评 定划分。覆盖层作为评价场地类别的因素之一，一般指覆盖在基岩之上各种成因 的松散堆积、沉积物，如砂卵砾石层、黏性土层、人工填筑土体等，可采用剪切 波速法实测其厚度及深度。场地内土层的等效剪切波速是指剪切波在有限土层范 围内竖向传播的等效速度，有限土层深度一般为覆盖层深度且不大于20m。 在建筑抗震设计中，将场地类别分为I、II、III、IV共4大类，其中I类分为 I0、I1两个亚类。一般地，场地类别等级越高，表明场地覆盖层厚度越大，土层 的等效剪切波速值越小，场地的整体土质越软弱，地基条件越差。当拟建场地为 山丘或沟谷地，因建筑需要对场坪进行平整，平整之后场地的覆盖层厚度将发生 变化，由此将引起场地类别的改变。为更深入研究，本文以两个特殊的地段作案 例分析探讨。 某工程建筑地段一，自上而下分布有①～⑦层土岩层，土层的总体趋势为 上软下硬，下部为硬质岩石，各层厚度和剪切波速详见表1；而某工程地段二地 层岩性与地段一类似，区别于土层顺序倒置，总体趋势为上硬下软，下部为硬质 岩石，各层厚度和剪切波速详见表3。两地段场地设计地震分组均按第一组考虑，均已按现状地形地貌进行了岩土工程勘察，覆盖层厚度均为12.0m，等效剪切波 速均为206.3m/s，勘察报告评定的场地类别均为II类。 假设地段一分别处于山丘和沟谷地段，由于场地整平需要，山丘地段需向下 开挖至设计整平标高；而沟谷地段则需填筑土至设计整平标高。填筑土属于软弱土，初定剪切波速为100m/s。地段一因场地平整，覆盖层厚度变化与抗震场地类别变化对照详见表2。 同理，假设地段二分别处于山丘和沟谷地段，因场地平整，覆盖层厚度变化 与抗震场地类别变化对照详见表4。 表1 地段一岩土层分布情况及剪切波速表 表2 地段一抗震场地类别与特征周期表
由结构力学公式T=2π/ω=2π√（m/k）=2π√（mδ） 固有周期T与刚度k成反比，刚度越大则自振周期越小在PKPM建模中可以通过调整剪力墙,柱等侧向受力构件来调整自震周期T,自震周期T是由结构本身刚度决定的. 根据抗规条的图可知,自震周期与场地的特征周期比值决定地震影响系数α的大小,在相同的震级和场地条件下,结构自震周期与场地的特征周期越接近则水平地震影响系数越大,地震作用越大。而且，由图中看,周期小也不见得地震影响系数小,当自振周期小于秒时，自振周期越大，地震影响系数越大。只有当自振周期大于场地特征周期后，地震影响系数才与自振周期成正比。可以说，Tg/T 是影响地震影响系数的关键。 而刚度k，就是在结构产生单位位移所需要的力,刚度大则使结构产生相同位移时的力更大. 抗震设计的一个指标就是在一定的震级和场地条件下控制位移（抗规）.由抗规地震力Fek=α1Geq,（砌体结构α1取水平地震影响系数最大值,砌体结构地震力与自震周期没太大关系）,控制荷载大小,墙柱,连梁的大小和分布,调整位移.不过最终的地震作用还是由老天决定的,“自振周期小地震作用大”说法是错误的.我们只是通过统计预测可能出现的地震作用,是否准确天知道.抗震设计的目的也不是减小地震力,而是减小在可能出现的地震作用下对建筑物的影响（承载力,位移,扭转,变形）.“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
周期是这个样子的。 你可以想象柳条和钢尺。 柳条在风中摆得多慢呀，周期长. 钢尺握住用手弹一下，来回震动多快呀。周期短。 地震作用就不好说了。 关键是和场地的特征周期避开，从而减少共振引起的不良影响。场地刚则尽可能用框架结构， 场地柔则尽可能用剪力墙结构 比喻的很好啊！ 研究下：《抗规》地震影响系数曲线吧： 0
《建筑结构抗震设计》课后习题解答 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的一种动力作用，并且作用时间短，只能使土层产生弹性变形而来不及发生永久变形，其结果是地震作用下的地基变形要比相同静荷载下的地基变形小得多。因此，从地基变形的角度来说，地震作用下地基土的承载力要比静荷载下的静承载力大。另外这是考虑了地基土在有限次循环动力作用下强度一般较静强度提高和在地震作用下结构可靠度容许有一定程度降低这两个因素。 3、影响土层液化的主要因素是什么？ ⑴土的类型、级配和密实程度
场地地基和基础抗震设计 4.1 场地 4.1.1选择建筑场地时，应按表4.1.1划分对建筑抗震有利、不利和危险的地段。 4.1.2建筑场地的类别划分，应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准。 4.1.3土层剪切波速的测量，应符合下列要求： 1 在场地初步勘察阶段，对大面积的同一地质单，测量土层剪切波速的钻孔数量，应为控制性钻孔数量的1/3～1/5，山间河谷地区可适量减少，但不宜少于3个。 2 在场地详细勘察阶段，对单幢建筑，测量土层剪切波速的钻孔数量不宜少于2个,数据变化较大，时可适量增加；对小区中处于同一地质单元的密集高层建筑群，测量土层剪切波速的钻孔数量可适量减少，但每幢高层建筑下不得少于一个。
3 对丁类建筑及层数不超过10层且高度不超过30m的丙类建筑，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状，按表 4.1.3划分土的类型，再利用当地经验在表4.1.3的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速。 注：fak为由载荷试验等方法得到的地基承载力特征值(kPa)：υs为岩土剪切波速。 4.1.4建筑场地覆盖层厚度的确定应，符合下列要求： 1 一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离确定。 2 当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.5倍的土层，且其下卧岩土的剪切波速均不小于400m/s时,可按地面至该土层顶面的距离确定。
3 剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。 4 土层中的火山岩硬夹层应视为刚体其厚度，应从覆盖土层中扣除4.1.5土层的等效剪切波速应按下列公式计算： 式中υse-土层等效剪切波速(m/s)； d0-计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值； t-剪切波在地面至计算深度之间的传播时间； di-计算深度范围内第i土层的厚度(m)；
结构地震反应的分析方法与理论 随着人们对地震和结构动力特性认识程度的加深，结构的抗震理论大体可以划分为静力分析、反应谱分析和动力分析三个阶段。 2.2.1静力分析理论 水平静力抗震理论[25] 始创于意大利，发展于日本。该理论认为:结构所受的地震作作用可以简化为作用于结构的等效水平静力，其大小等于结构重力荷载乘以地震系数，即： /F G g kG =α= (2.1) 静力理论认为结构是刚性的，故结构上任何一点的振动加速度均等于地震动加速度，结构上各部位单位质量所受到的地震作用是相等的。它忽略了结构的变形特征，没有考虑结构的动力特性，与实际情况相差较远。随着工程抗震研究的发展，对地震认识的深入，此法已经淘汰。 2.2.2反应谱理论 上世纪40年代以后，由于计算机技术的应用，在取得了较多的强震记录的基础上，产 生了反应谱理论。反应谱分析方法[25][26]是一种将模态分析的结果与一个已知的谱联系起来 计算模型的作用效应的分析技术。反应谱是指单自由度体系最大地震反应与结构体系自振周期的关系曲线。 为了便于计算，《抗震规范》采用相对于重力加速度的单质点绝对最大加速度，即/a S g 与体系自振周期T 之间的关系作为设计用反应谱，并将/a S g 用α表示，称为地震影响系数，如图2-5所示。 单自由度弹体系水平地震反应微分方程为： ()()()()0mx t cx t kx t mx t ++=- (2.2) 由上式得: ()()()()0m x t x t k x t c x t -+=+⎡⎤⎣⎦ (2.3) 上式等号右边的阻尼力项()cx t 相对于弹性恢复力项()kx t 来说是一个可以略去的微量，故： ()()()0m x t x t kx t -+=⎡⎤⎣⎦ (2.4) 由反应谱理论，水平地震作用为： /a a F mS S gG G ===α (2.5) /a S g α= (2.6)
XX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、距离震中的远近以与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X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与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。
建筑结构抗震设计课后习题答案 2.1 场地分类 场地分类是建筑抗震设计中的重要环节。根据场地的地质构造、地貌特征和地震烈度等因素，将场地分为四类：Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类。Ⅰ类场地是指地质条件最好的场地，Ⅳ类场地则是指地质条件最差的场地。建筑抗震设计需要根据场地分类确定相应的抗震设防烈度和抗震措施。 2.2 地基基础设计 地基基础是建筑物的重要承载部分，对建筑物的抗震性能有着重要的影响。地基基础设计需要考虑场地分类、地基土层性质、地震烈度等因素。在设计中，需要采用加固加筋、加宽加厚等措施来提高地基基础的抗震性能。 2.3 地基加固 地基加固是指对地基土层进行加固处理，以提高建筑物的抗震性能。地基加固的方法有很多种，如灌注桩、钢筋混凝土桩、土钉墙等。在进行地基加固时，需要根据场地分类、地基土层性质、地震烈度等因素选择合适的加固方法。
2.4 地震波传播特性 地震波传播特性是指地震波在地球内部传播时的特性。地震波的传播速度、传播方向和传播路径等因素对建筑物的抗震性能有着重要的影响。在建筑抗震设计中，需要根据地震波传播特性确定相应的抗震设防烈度和抗震措施。 2.5 地震动力学分析 地震动力学分析是建筑抗震设计中的重要环节。通过对建筑物的结构特性、地震波传播特性等因素进行分析，可以得出建筑物在地震作用下的反应。在分析中，需要考虑建筑物的结构形式、材料特性、结构参数等因素，以确定相应的抗震措施。 设计反应谱：是根据规范规定的地震动参数和结构特性计算得出的，用于结构抗震设计的反应谱。 地震反应谱和设计反应谱的关系：设计反应谱是根据规范规定的地震动参数和结构特性计算得出的，而地震反应谱是根据实测地震动数据和结构特性计算得出的。设计反应谱是用于结构的抗震设计，而地震反应谱则是用于结构地震响应分析。
结构形式对建筑抗震性能的影响分析 在建筑设计中，结构形式扮演着至关重要的角色，直接关系到建筑的抗震性能。不同的结构形式会对建筑物在地震发生时的抗震能力产生直接的影响。本文将从几个主要的结构形式出发，分析其对建筑抗震性能的影响。 首先，考虑到建筑物的高度因素，我们常见的结构形式包括框架结构、框筒结 构和筒结构。框架结构是应用最广泛的一种结构形式，它通过梁柱组合来支撑建筑物的重力和水平荷载。框架结构具有良好的承载能力和能够吸收地震能量的能力，尤其适合用于高层建筑。然而，框架结构往往容易出现刚性强、柔性差的问题，并且在地震中易于发生构件失稳和折断的风险。 相比之下，框筒结构是一种将框架结构和筒体结构相结合的形式。它通过在建 筑物四周设置具有抗震性能的筒体结构来增强整体的抗震能力。框筒结构可以有效地分担地震荷载，提高建筑物的稳定性，并且具有较好的变形能力。然而，框筒结构的施工难度较大，造价也较高，适用范围相对较窄。 第三种结构形式是筒结构。筒结构是指将整个建筑物设计为一个实心的圆筒形状。它具有均匀分布荷载、刚度大、变形小的优点，抗震性能较好。筒结构适用于中低层建筑，特别是在地震频率比较低的地区。然而，筒结构的施工难度也较大，且不适用于超高层建筑。 除了上述的结构形式，还有一种被广泛运用的结构形式是钢结构。相比于传统 的混凝土结构，钢结构具有更好的抗震性能。钢结构的优点在于它的强度和韧性较大，能够承受更大的地震力，并具备较好的变形能力。此外，钢结构还具有重量轻、施工快速等优点。然而，钢结构也存在着一些问题，如容易受到腐蚀、火灾等影响，需要加强防护措施。 此外，在结构设计中还可以引入一些增强抗震性能的技术和措施。例如，通过 设置剪力墙、加固柱子等方式来提高结构的刚度和承载能力，或使用减震装置来吸
土木工程结构设计中对抗震问题的分析 对于土木工程结构设计来说，抗震问题是一个至关重要的问题。地震是一种常见的自然灾害，对建筑物、桥梁、道路、隧道和其他相关基础设施造成的破坏令人担忧。因此，在设计土木工程结构时，必须考虑抗震能力，以确保人员安全和结构的完整性。 对于抗震问题的分析可以从以下几个方面来考虑： 1. 地震产生的力：地震会产生水平和垂直的地震力，这些力将直接作用于土木工程结构上，对其造成影响。因此，在设计时必须考虑这些力，并在结构中考虑强度、刚度和耗能等因素，以应对这些力的作用。 2. 结构的几何形状：结构的几何形状也会对其抗震能力产生影响。较小的结构通常比较容易受到地震的影响，而较大的结构则需要更多的钢筋和混凝土加强以确保其稳定性。 3. 土地震动的特性：各地地震的震动特性不同，因此，在设计土木工程结构时必须了解地震的地域特征，并提供相应的抗震设计。 4. 设计用途：不同类型的建筑物和基础设施需要具有不同的抗震特性。例如，住宅建筑需要具有更好的振动控制能力，而桥梁需要具有较高的抗震强度和刚度。 5. 材料的选择：材料的选择对建筑物的抗震性能有着直接的影响。目前常见的抗震建筑材料包括钢筋混凝土、预应力混凝土等。 另外，除了设计时对抗震问题进行考虑，建筑物在施工和维护阶段也需要注意抗震问题。在施工中，必须确保土木工程结构的稳定和完整性，防止因施工引起的不必要损坏。在维护阶段，定期进行检查和抢修工作很重要，确保建筑物的抗震性能得以保持。 综上所述，土木工程结构设计中的抗震问题至关重要。 only when对抗震力的影响有透彻地了解，并在设计中充分考虑，才能保证建筑物的稳定性和人员的安全。
剪力墙结构在复合地震作用下的动力反应分析引言 剪力墙结构作为一种常见的抗震结构体系，在地震作用下具有较好的抗震性能。然而，地震往往是一个多方面的灾害，不仅会带来地震波的冲击力，还可能导致地震液化、土体侧向扩张等复合地震作用。因此，对剪力墙结构在复合地震作用下的动力反应进行分析是十分必要的。 本文将使用动力时程分析的方法，对剪力墙结构在复合地震作用下的动力反应 进行分析，并讨论结构的动力性能。 1. 剪力墙结构的基本原理 剪力墙结构是一种将剪力墙作为主要抗震承载体的结构体系。其基本原理是通 过剪力墙的强刚度和强度，将地震荷载迅速传递到基础，从而减小结构的振动。剪力墙通常沿着结构的纵向和横向布置，形成网格状的墙体系统，提供了较好的抗震性能。 2. 复合地震作用的特点 复合地震作用主要指地震波的冲击力以及地震液化、土体侧向扩张等附加作用。这些作用对剪力墙结构的动力反应产生较大影响。 地震波的冲击力会引起结构的振动，进而产生动力响应。而地震液化和土体侧 向扩张等现象会引起土体的变形和破坏，降低土体的抗力。这些复合地震作用对结构的稳定性和安全性都构成了威胁。 3. 动力时程分析方法 动力时程分析是一种常用的分析方法，用来研究结构在地震作用下的动力响应。其基本思想是将结构与地震波进行相互作用，求解结构的动力响应。 在动力时程分析中，首先需要选取适当的地震波输入。常见的地震波包括历史 地震记录和人工合成地震波。然后，需要建立结构的数学模型，并确定结构的边界条件。接下来，使用数值模拟方法求解结构的动力响应，如有限元法、边界元法等。最后，通过分析结果，评估结构的动力性能。 4. 剪力墙结构的动力响应分析 针对剪力墙结构在复合地震作用下的动力响应分析，可采用以下步骤：
结构力学中的地震响应分析与设计地震是自然界中一种常见而又具有破坏性的自然灾害，对建筑结构 的影响不可忽视。在结构力学中，地震响应分析与设计是一项重要的 研究内容，旨在确保建筑结构在地震时能够充分承受外界载荷，保证 结构的安全性和稳定性。本文将重点探讨结构力学中地震响应分析与 设计的相关原理和方法。 一、地震响应分析 1. 响应谱法 响应谱法是一种常用的地震响应分析方法，基于结构的振动参数， 通过响应谱函数与地震动输入进行相应计算，预测结构在不同地震强 度下的响应。它将地震动输入转化为结构的响应谱，得出结构的最大 加速度、位移等重要参数。 2. 时程分析法 时程分析法是一种更为精确的地震响应分析方法，通过直接模拟地 震波对结构的作用过程，计算结构在不同时间点上的位移、速度、加 速度等响应。该方法适用于复杂结构、非线性体系和近场地震等情况。 二、地震设计基础 1. 设计地震动参数 地震设计的第一步是确定设计地震动参数，包括地震峰值加速度、 峰值速度和响应谱。这些参数是根据地震区分类、设计基准、土壤条
件等因素确定的，可以通过地震记录分析、频域法或经验公式等多种途径获取。 2. 结构抗震等级 结构抗震等级是根据建筑结构的重要性和使用功能确定的，通常分为一般、次要、重要和特殊四个等级。不同等级的结构需要满足不同的抗震要求，包括抗震性能目标、抗震设计参数和抗震构造措施等。 三、地震设计方法 1. 弹性设计方法 弹性设计方法是一种基于结构的线性弹性响应分析的设计方法，适用于简单结构和小震级地震。它通过满足结构在设计地震动作用下的强度和刚度要求，确保结构在小至中等强度的地震下有足够的抵抗能力。 2. 非弹性设计方法 非弹性设计方法是一种考虑结构非线性特性的设计方法，适用于大震级地震和特殊结构。它通过考虑结构的塑性铰形成、滞回效应和能量耗散能力，确保结构在大震级地震时有足够的耗能能力和韧性。 四、地震设计措施 1. 结构抗震构造
剪力墙结构体系的特点 剪力墙结构体系是一种常见的建筑结构形式，因其具有强大的抗震性能和良好的空间布局，成为了现代建筑中主要的结构体系之一。下面就让我们详细了解一下剪力墙结构体系的特点。 一、强大的抗震性能 剪力墙结构体系的最大特点就是其强大的抗震性能。剪力墙的刚度和强度高，能够有效地吸收和分散地震力，减小地震灾害的危害。原则上，剪力墙应根据建筑物的重要性、地震区级别和设计地震动参数来确定最小厚度和最大缝宽等参数，以满足强震作用下的成形要求。 二、空间利用率高 剪力墙结构体系能够使整个建筑物具有良好的空间布局，其设计结构适应灵活，布置合理，使用空间利用率高。夹层墙箱式结构体系，既满足了空间的美观还提高了房子的居住配置空间，在维护使用最大片节约方案下更节约建筑成本，降低使用成本。。 三、地震反应可控 剪力墙结构体系的另一大特点是地震反应可控。剪力墙能够控制地震反应的减震寿命，使建筑物在地震时不发生严重的
破坏。同时，剪力墙结构体系不会影响房间内部的日常活动，住户可以安心使用。 四、施工简单方便 相对于其他结构体系的建筑，剪力墙结构体系的施工相对简单方便。施工周期短，能够缩短施工周期，降低施工成本。而且剪力墙结构体系所需要的材料比较常见，材料使用比较灵活，更具有钢筋混凝土结构的经济效益和工效高，充分提高施工效率，提高了施工效率和安全。 五、适应性强 剪力墙结构体系适应性强，能够适应不同类型建筑的建造。在实际工程中，剪力墙的布置位置和形式均可以根据建筑类型、用途和规模等要求进行调整。在一些建筑物中，剪力墙结构也可以与其他结构体系形成混合结构，以提高整个建筑的稳定性和抗震性能。 总之，剪力墙结构体系具有非常强大的抗震性能、良好的空间布局性能、地震反应可控、施工简单方便和适应性强等特点。在建筑结构设计中，应根据实际需要和要求选择合适的结构体系。
建筑物的地震响应分析与改进地震是一种破坏性极大的自然灾害，给建筑物造成巨大威力和影响。为了保护人民的生命财产安全，提高建筑物的地震抗震性能显得尤为 重要。本文将对建筑物的地震响应进行分析，并提出改进的措施。 一、建筑物地震响应分析 在地震发生时，建筑物会受到地震力的作用，导致其产生振动。地 震响应是指建筑物在地震作用下的反应情况。主要分为以下几个方面： 1. 振动特性分析：通过对建筑物的振动特性进行分析，了解其固有 频率、阻尼比等参数。这有助于评估建筑物的自振周期和共振问题。 2. 动力反应分析：对地震作用下建筑物的动力反应进行计算和模拟。通过计算机仿真等手段，可以得到建筑物的加速度、速度和位移等参数，进而评估其结构的受力情况。 3. 破坏形态分析：地震作用下，建筑物的受力情况会导致不同的破 坏形态，如层间错动、柱座错位等。通过分析破坏形态，可以了解建 筑物的强度和刚度不足之处。 二、建筑物地震响应改进措施 为了提高建筑物的地震抗震性能，并降低地震灾害风险，以下是一 些改进措施的建议： 1. 结构设计改进：合理的结构设计是提高建筑物地震抗震能力最重 要的因素。采用合适的结构体系，如剪力墙、框架结构等，可以增加
建筑物的刚度和稳定性。另外，采用高性能材料和先进的施工技术也能提高建筑物的抗震能力。 2. 抗震设备安装：在现有建筑物中，加装抗震设备是一种有效的改进措施。例如，加装阻尼器、隔震设备和加强梁柱等，可以显著减小建筑物的地震响应。 3. 加固与修复：对老旧建筑物进行加固和修复，是提高其地震抗震能力的重要手段。通过增加钢筋、混凝土包裹等方式，可以提高老旧建筑物的抗震性能。 4. 应急预案制定：建立完善的地震应急预案，对减少地震灾害的损失具有重要意义。包括疏散路线规划、建筑物避震区域划定、安全设备配置等方面的措施都需要考虑进去。 三、总结 建筑物地震响应分析与改进是保护人民生命财产安全的重要环节。通过对建筑物的振动特性分析、动力反应分析和破坏形态分析，可以了解其地震响应情况。为了提高建筑物的地震抗震能力，我们可以采取结构设计改进、抗震设备安装、加固与修复以及制定应急预案等措施。这些举措的实施将显著提高建筑物的地震安全性，减少地震灾害造成的损失。建筑领域的科学技术不断进步，未来我们可以预见到更加安全可靠的建筑物将会出现。
简析剪力墙结构的抗震设计 摘要：随着剪力墙体系结构在高层建筑中日益广泛的应用，研究剪力墙结构的抗震设计具有越来越重要的意义。本文首先提出了抗震设防应达到的目标，以此目标为指导详细阐述了剪力墙抗震设计的要点，最后探讨了剪力墙抗震设计的构造措施。 关键词：剪力墙；抗震设计；连梁配筋；概念设计；约束边缘构件 0 引言 随着世界范围内的城市用地紧张，城市建筑的建设倾向于向多空间纵向发展，百米高度以上的高层建筑大多采用剪力墙结构。和框架结构相比，剪力墙结构不显示柱梁的边角，外观上更为美观，视觉放大了建筑面积，还兼具有抗震功能，诸多优点使得剪力墙受到了建筑师们的广泛欢迎。对于剪力墙的抗震设计，应该从整体上把握，细节要点处着手，根据相关规范设计出抗震模型。 1 剪力墙抗震设计目标 剪力墙的抗震设计目标是指剪力墙在遇到不同程度的地震时，对建筑结构、建筑构件的损坏程度及人身安全的综合要求。根据《建筑抗震设计规范》，将抗震设计的目标与3种强度的地震对应，分为三个级别，具体描述如下： 第一种级别：在正常荷载使用或遭遇多遇地震（也称小震）作用下，剪力墙不受损坏或不经修理仍可使用；第二种级别：当遭受中等强度地震作用时，剪力墙遭受一定的损坏，经一般修理或不经修理仍可使用；第三种级别：在遭受罕见的强度地震作用下，剪力墙不能够倒塌或发生危及生命的严重损坏。行业内通常将其总结为“小震不坏，中震可修，大震不倒”。 2 剪力墙抗震设计要点 2.1 确定基本设计信息 要提前对建筑场地的地基、基础选型进行分析，并根据当地地震特性和建筑高度确定抗震设计的级别。研究当地的地震加速度、地震周期和土地松弛程度等特征，以此确定建筑场地的地震特性。建筑越高，风荷载的控制力就愈大，所以建筑高度也应在考虑范围内。通过对场地地质的分析，确定地基承载力的范围，针对具体情况进行不同的地基处理，尤其是在桩基时，地基的承载力会相应的减少，要根据实际情况进行验证。在进行基础选型时，根据地质公司提供的地质勘察报告给出的参考模型进行选择，一般的基础选型有预制管桩基础、桩筏基础等，对于不同的基础选型，基础埋深的要求有所不同，在选型时也要特别注意。 2.2 剪力墙的平面设置和概念设计
建筑结构参数对结构抗震性能的影响分析及 优化 在建筑工程中，结构抗震性能是一个至关重要的考虑因素。建筑结构参数的选 取对于抗震性能具有重要影响。本文将分析建筑结构参数对结构抗震性能的影响，并探讨如何优化这些参数以提高结构的抗震性能。 首先，建筑结构的刚度是一个重要参数。刚度越大，结构在地震作用下的变形 越小，从而降低了结构的受力程度。可以通过增加结构的截面尺寸或增加结构的墙体数量来增加结构的刚度。然而，刚度的增加会导致结构的质量增大，增加结构的自重，从而增加地震力的作用。因此，在选择结构刚度时，需要进行综合考虑，找到一个合适的平衡点。 其次，结构的材料也会对抗震性能产生影响。一般而言，混凝土的抗震性能要 优于钢结构。混凝土具有较好的延性和韧性，能够在一定程度上承受地震力的作用而不发生破坏。同时，混凝土可以通过合理的配筋来增加其抗震性能。在实际工程中，可以采用混凝土填充墙来进一步提高结构的抗震能力。此外，合适的预应力或加固工艺也能够提高结构的抗震性能。 此外，建筑结构的几何形状也对其抗震性能产生较大的影响。一般而言，广泛 应用的框架结构相对较好的抗震性能，而剪力墙结构或框剪结构则表现出更好的抗震能力。剪力墙结构或框剪结构能够承受来自不同方向的地震力，从而大大提高了结构的稳定性。此外，适当设置墙体或形成结构的刚性框架都能够提高结构的抗震性能。 最后，结构参数的优化也是提高抗震性能的关键。通过对结构参数的优化设计，可以在不增加结构成本的情况下，最大限度地提高结构的抗震性能。在优化设计中，可以采用结构的强度折减系数的方法，合理设计结构的配筋方案，使结构具有更好的韧性和延性。
建筑结构设计中的隔震减震措施 摘要：结构设计是房屋建筑的主要工作之一，随着建筑行业的快速发展，所 以在当前的工程结构设计中优化防震减振设计就显得尤为重要。由于中国市场经 济不断蓬勃发展，当前的隔断水平、尖端建筑材料和科学技术发展趋势已日益完善，为满足当前社会主义民族经济的蓬勃发展、保障重大建设工程住房安全性， 建筑物结构设计的减震技术和防震措施需要进一步发展，已迫在眉睫。通过进一 步改善建筑的防震特性，降低建筑结构在抗震中所遭遇到的损伤程度，不仅保障 了住宅人士的身体健康，而且还可以推动国家经济社会蓬勃发展。 关键词:建筑结构设计;隔震;减震;措施 引言 改善房屋建筑结构的抗震性能，可以有效减少地震造成的破坏，以增强使用 的安全性，保护好人民生命，同时确保不会因为房屋问题带来经济损失。房屋建 筑结构抗震设计极为重要，需提高设计能力，坚持整体性、简化、抵抗性原则， 同时从整体上出发进行设计和协调，优化结构抗震性能，以增强房屋建筑安全性。 1建筑结构隔震减震设计的意义 建筑结构设计环节要着重考虑对隔震减震特性的设计优化，以便改善结构并 进行修改性能，它直接关乎着施工结构的安全和稳定性，所以若要从根本上提升 施工架构设计的科学性，并保证施工构件的良好使用效果，就必须从架构设计环 节开始层层严格把关，高度重视隔震减振性的设计和优化，并尽可能地从工程整 体视角出发进行综合分析，为工程进度的合理推进、施工质量达到设计期望等提 供良好的外在环境，并且延长了施工的期限，以避免地震等恶性自然灾害的直接 影响。 2建筑结构设计中的隔震减震措施 2.1做好建筑物的体型设计
建筑物的体型设计包括平面形状和立体形状设计，结合地震之后建筑物受到 破坏的情况，如果建筑物的平面形状不规则，比如有明显的凹陷或者凸起，就容 易在地震之后出现损坏。如果建筑物的平面形状比较单一，以及一些比较规则 的建筑物，在地震之后受到破坏的可能性就非常小，如果地震等级比较低，甚至 不会受到任何破坏。所以，在进行建筑物的体型设计时，应该优先考虑形状更 加简洁的体型，例如采用圆形、长方形、正方形等形状进行设计，避免由于建筑 有不规则的凸出部分或者凹陷部分降低建筑的抗震能力。其次，还要避免建筑 物的结构不均衡，防止侧翼过长引起建筑物的损坏。因此在设计时，应该结合 建筑物的艺术性和安全性，确保建筑物的体型结构满足要求。 2.2剪力墙设计 房屋建筑结构抗震内容比较多，例如常见的剪力墙，就是经常使用的一种抗 震结构形式。目前主流房屋建筑为高层建筑或是超高层建筑，一般都会设置剪力墙，以达到抗震的目的。剪力墙在自身平面内刚度很大，平面外刚度很小，因此 剪力墙结构尽量采用双向布置。一般情况，剪力墙宜均匀对称的布置在建筑物的 外围四周、楼梯间和电梯间四周及平面形状变化较大的部位。剪力墙布置时，如 因建筑使用需要，一个方向无法设置剪力墙，应采用其他抗侧力构件，使纵横两 个方向在水平力作用下的位移值接近。剪力墙在竖向布置需上下连续均匀，如果 出现自上而下不连续性，会导致刚度突变，这个时候需要通过调整墙体的厚度来 提升剪力墙的抗侧性。剪力墙的洞口布置对剪力墙在房屋结构中抗震性能有比较 明显的影响。对于剪力墙开洞，要有规则，避免到处开洞及散乱开洞，尽量让剪 力墙的洞口以列的形式设计。不规则开洞会导致应力不均衡，造成建筑物潜在的 薄弱环节。当开洞无法避免时，应对开洞周边进行一定加强措施。剪力墙设置优 势在于，可使建筑上半部分可靠性和稳定性提升，当出现地震后可抵抗力的作用，保证房屋安全，或者是延缓倒塌的时间，为逃生和救援换取时间。剪力墙设计结 合抗震规范的构造要求，使房屋结构中剪力墙的支撑能力提升，承受一定的荷载，从而增强结构抗震能力。剪力墙在结构中主要起到的是支撑作用，并在受力的时 候随着情况变化而变化，提高结构的安全性和稳定性，使建筑有比较强的抗震性能。
结构布置及层高对结构抗震性能的影响 摘要：随着社会的发展，我国的建筑结构的发展也越来越完善。建筑结构设计 是整个建筑施工流程中关键环节，结构设计水平的高低也会对建筑施工质量造成 直接的影响，而且现代化建筑体系中通过建筑结构设计可提前对整个施工项目重 难点、部门衔接、风险预制等方面加以事前规划，对提升建筑质量和适用性均有 积极推动作用。概念设计是建筑结构设计中创新突破点，往往打破常规结构局限，将设计者的经验和知识充分结合起来，从更全局化角度对建筑结构加以分析，以 促进其更加安全、美观、舒适等，是当代建筑结构设计中不可或缺的关键要素。 关键词：结构布置；层高；结构抗震性能；影响 引言 结合高层建筑结构功能特性及建设要求，注重其抗震设计探讨，积极开展相 应的设计工作，可使高层建筑处于良好的应用状态，细化其设计内容，满足高层 建筑在实践中的抗震性能可靠性要求。因此，在对高层建筑结构方面进行研究时，应给予其抗震设计更多的关注，深入分析相应的设计重点，并将具体的工作计划 实施到位，促使高层建筑结构应用效果更加显著，实现其科学设计目标。在此基 础上，有利于降低高层建筑结构问题发生率。 1建筑结构设计中概念设计的简要概述 我们都知道，设计规划是建筑工程项目最开始的环节之一，完成项目决策之后，就需要对整个工程结构加以设计，结合客观准确的施工数据和施工要求，参 考各方意见，完成施工设计方案，整个规划过程不仅严谨全面，更要求各数据信 息明确、施工环节清楚，以对具体施工质量加以保证。现代建筑施工设计中不仅 要凸显严谨，保证质量，更追求全局观，对于施工设计外的问题，比如提高建筑 美观度、安全性、整体化等，就需要结合概念设计，其主要是指在未经过详细数 据测量计算下，结合建筑知识、感官以及经验对建筑结构加以规划，使其框架更 加科学稳定，解决施工难度和问题。所以要想完成概念设计，设计者不但要具备 足够的建筑结构设计知识和经验，更需要对项目目标有全面且综合的分析。概念 设计在建筑结构设计中有效应用有很大优势：启发设计人员以新思路完成结构设计，打破传统设计理念的限制，将建筑结构整体性能结合考虑，减少某一项结构 中过多资源投入，从而加强建筑成本控制；此外还能促进建筑结构设计优化，将 以往破碎、零散的施工结构整合起来，对其施工目标和表现性能加以统一，使各 建筑构件与组成部分之间的关系更加明确，结合结构承载力以及施工环境变化情 况提高设计方案的安全性，减少施工问题和隐患。概念设计一般会遵循这么三个 阶段：①分析阶段，是对各施工要求及标准的全面了解与分析，建筑项目的具体用途、施工目标、建筑方要求等，尝试结合问题完成设计构思；②综合阶段，这一过程中主要是结合建筑知识和经验对设计构思加以完善规整，完成整体规划， 设计者通过图纸或电脑软件等将抽象想法表现出现，逐步细化，完成整体设计； ③评估阶段，在前两个阶段中会设计者会出现很多种思路和想法，需要进一步多元结合施工标准、成本等开展综合评估分析，对各种设计的特征以及可实施性进 行评判，选取最佳的设计理念作为建筑的参考。 2房屋结构抗震性设计原则 为了取得良好的抗震性能，设计人员应该明确在抗震性能设计中的几条原则，为房屋建筑取得良好的抗震效果提供有利条件。 2.1简化原则
地震结构响应分析及结构抗震优化设计 摘要：了解地震作用的定义及特点，熟悉地震灾害的危害及地震灾害破坏的具 体表现形式，阐述地震设计理论和方法发展的几个阶段，介绍地震结构响应的几 种计算方法，并通过工程实例来详细阐述结构抗震优化前与优化后的各种结构响 应比较，详细分析结构抗震优化前与优化后的混凝土及钢筋含量的对比，认识结 构抗震优化设计的必要性和重要性。 关键词：地震作用；响应分析；结构优化 地震作为一种自然现象，是逐渐被人们所认知的。人类在地震灾害中付出了 极大的代价，也取得了宝贵的经验。而根本性的预防措施在于合理的结构抗震设 计方法。随着社会经济的发展和科学的进步，结构抗震理论得到不断的进步和完善。它经历了静力理论、反应谱理论、直接动力分析理论和目前的概率弹塑性理 论4个阶段。 1 地震灾害的危害性 1.1 地震作用 地震按其成因可分为：火山地震、陷落地震和构造地震。火山地震和陷落地 震的强度小，影响范围小，一般不会造成严重的地震灾害；构造地震占发生地震 的95%以上，是造成灾害的主要地震，也是高层建筑及其他工程抗震设计需要考 虑的地震。 地震动的特性可以用峰值（最大振幅）、频谱和持续时间三个要素来描述。 峰值是指地震加速度、速度、位移三者之一的峰值、最大值或某种意义的有效值（如：有效峰值加速度）；峰值反映了地震动的强弱程度或地震动的能量。地震 动不是单一频率的简谐振动，而是有很多频率组成的复杂振动。工程中用加速度 反应谱表征地震动的频谱特征。加速度反应谱是通过一定阻尼比的单自由度弹性 体系的地震反应计算得到的曲线，其纵轴为谱加速度，横轴为周期。不同地震加 速度时程、相同阻尼比的反应谱曲线不同；同一地震加速度时程、不同阻尼比的 反应谱曲线也不同，阻尼比大，相同周期对应的谱值小。若房屋建筑的基本频率 与地震动的主要频率相同或相近，则会发生共振，引起结构严重破坏甚至倒塌。 地震动的持续时间是指地震的振动时间，有多种定义。地震动的持续时间越长， 可能产生的震害越大。地震动的三要素与震级、震源深度、震中距、传播介质的 特性和场地特性有关。一般而言，震级大，震源浅，震中距小，则峰值大；近震 或坚硬土，地震动的高频成分丰富；大震、远距、软土、地震动的低频成分为主，且持续时间长。 1.2 地震作用的特点 （1）不确定的、不可预知的作用：地震是在毫无警告的情况下发生的。地球上的任何一个地方都有可能发生地震。地震的随机性，给建筑结构时程分析时选 用地震加速度时程带来困难。 （2）短时间的动力作用：地震是在短时间内造成巨大灾害的一种自然力量。地震通过地基的摇晃，使建筑结构产生前后、左右、上下的振动，从而使结构产 生加速度和惯性力，造成结构破坏甚至倒塌。 （3）有选择的破坏作用：地震动是由不同周期的振动组成的，地震动的传播过程非常复杂，但有下列主要规律：短周期的振动衰减快，传播的距离短，长周 期的振动衰减慢，传播的距离远；硬土中长周期的振动衰减快，短周期振动的成 分多，软土中短周期的振动衰减快，长周期振动的成分多。
建筑结构抗震能力分析 1.影响建筑结构抗震能力的主要因素 1.1建筑结构所用的材料及施工质量 这个因素是显而易见的，但是也容易被人们忽视。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，在建筑的楼板、墙体、框架、隔断、围护墙以及屋面构件中，广泛采纳多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土、加气混凝土板、空心塑料板材、瓦楞铁等轻质材料，将能显著改善建筑的抗震性能。 施工质量的影响是深远的，在整个施工过程中，任何一个环节出现问题，都可能影响建筑结构本身的抗震能力。施工中造成的材料性能和截面几何特征在一定范围内变动，砂浆强度、混凝土浇筑质量以及延性构造措施在施工中的变动等施工质量问题，对实际结构抗震性能具有重要影响。 1.2建筑物本身的设计 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，则会加剧了地震的破坏作用，海城地震和唐山地震中有不少这样的震害实例.台湾921 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，结构产生严峻扭转效应而破坏倒塌，同时撞坏相邻建筑上部的阳台。抗震设计中，要求结构平面布置尽可能地使结构的刚心和质心相一致，
以减小地震作用下结构产生的扭转效应，对于结构平面布置不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端抗震墙或框架柱承载力的验算。建筑立面应幸免头重脚轻，结构重心尽可能的降低，出屋面部分如屋顶的女儿墙、水箱间等，由于根部与下部结构连接薄弱，刚度突变，受鞭梢效应影响严峻，在地震时容易领先破坏倾倒；另外，其地震作用通过周边的屋面结构传至下部结构，如屋面结构刚度不够时，在突出屋面结构的下部一定范围内破坏相对集中。 1.3建筑场地 地震造成建筑物的破坏，情况是各种各样的，其一，由于地震时的地面强烈运动，使建筑物在振动过程中，因丧失整体性或强度不足，或变形过大而破坏；其二，由于水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害所造成；其三，由于断层错动、山崖倒塌、河岸滑坡、地层陷落等地面严峻变形直接造成。前两种可以通过工程措施加以防治，而后一种情况，单靠工程措施很难达到预防目的，或者代价昂贵。 2.建筑结构抗震能力评估方法 建筑结构抗震能力评估方法是高层建筑结构分析的核心内容。只有对建筑结构抗震能力正确的评估，才能有预见性的研究出合理而科学的建筑结构。 2.1弹塑性计量法 目前，弹塑性分析已经成为结构抗震设计的一个重要组成部