地下结构抗震设计标准
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇地下结构抗震设计标准范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
地下结构抗震设计标准范文第1篇
Abstract: In recent decades, underground structures in urban construction, transportation, defense engineering, hydraulic engineering and other fields has been more widely used. In this paper, underground seismic studies surveyed in detail, and its future development were discussed.
Keywords: underground structure, status, prospects
中图分类号：TU93文献标识码：A
1．引言
在我国，随着城市化水平的快速提高，城市人口、城市规模和生态环境面临着巨大的压力，而地下空间的开发和利用正是缓解地上空间各种压力的直接而有效的途径。目前全世界高烈度地震区内的城市地铁等地下结构大规模建设是在近20多年内才出现的，大多数还没有经过强地震的检验，因此灾难性的震害记录不多。1995年日本阪神大地震中，神户市地铁车站及区间隧道遭到严重破坏，世界各国学者对地下铁道遭受震害问题给予了极大的重视，使地下结构抗震研究出现前所未有的热潮，成为地震工程界重要的研究方向。
2． 应对地震的两种途径
纵观人类的建筑历史,人类应对地震对建筑物破坏的措施主要通过两种途径来解决,即: (1)通过减小地震动的输入来控制地震动对建筑物的影响,使这种影响被控制在建筑物能够承受的范围之内;(2)通过改变建筑物本身的性能来适应或应对地震动,来减小地震动对建筑物的影响,使建筑物能够承受这种影响。该分类是从施力体和受力体的角度来阐述,如果从建筑物采用刚性应对和延性适应的角度定义,这两种途径也可以这样表述: (1)通过加强建筑物本身的强度来抵抗地震对建筑物的影响,从而使这种影响被控制在建筑物能够承受的范围之内; (2)通过采取适当的措施来提高建筑物对地震动所产生影响的适应能力,使建筑物能够承受该影响。这两种途径是通常所说的抗震和减震。无论是采取哪种措施,其最终目的是使地震动对建筑物使用功能的影响达到最小。
3．地下结构减震措施
在结构动力学的范畴里,“隔振”是指隔离振动,而“隔震”是指隔离地震。从以上定义可知,“隔震”是“隔振”的一个特定内容。“减振”控制是指对振动进行抑制,尽量减少有害的振动;“减震”控制是指对地震的振动进行抑制,尽量减少振动对建筑物的有害影响。这样就可以很容易地理解减震实际上属于隔振的范畴。隔振可以分成两类:一类是用隔振器将振动着的振源与地基隔开,以减少动力的传递;另一类是用隔振器将需要保护的设备与振动着的地基隔离开。前者称为主动隔振,后者称为被动隔振。在这里所指的地下结构减震主要是指被动隔振。在实际工程中,主要采用三种措施进行减震。
1加固围岩，通过对围岩进行注浆,使围岩刚度相对于衬砌刚度发生变化,从而使衬砌在地震中的响应减小,这是减震的主要途径之一。
2改变地下结构本身性能。该方法主要是通过改变地下结构刚度、质量、强度、阻尼等动力特性来减轻地震对地下结构的影响。这种方法主要有以下几种措施可以采纳。(1) 减轻地下结构的整体质量。(2) 利用柔性管片接头和采用钢筋混凝土材料等措施,增加地下结构的延性和阻尼。(3) 改善结构的形状,尽量使结构形状圆顺,避免尖角,或采用抗震缝、仰拱等构造措施。
3设置减震系统。从广义上讲,这种减震技术属于结构控制技术的范畴。所谓的结构控制,即减震系统,就是对结构本体施加控制机构,由控制机构与结构共同承受地震作用,以协调和减轻结构的地震反应。结构控制可分为主动控制、被动控制、半主动控制和混合控制等几种。对于地面的高耸结构,结构控制已经得到了应用,尤其在多震的日本应用较多,并且取得了实际的效果。而在目前的地下结构工程中,结构控制几乎没有得到大范围的应用。单纯设置减震层的情况,只是在考虑爆炸冲击荷载的军事工程项目中得到了实际应用。
4 。目前国内外抗震、减震研究方法
地下结构的抗震理论是随着地上结构抗震理论的发展而发展的。20世纪50代以前，地下结构的抗震设计是以静力理论为基础计算地下结构的地震作用。20世纪60年代初，前苏联学者将弹性力学理论用于地下结构，以此求解均匀介质中地下结构的应力应变状态。60年代末，美国旧金山海湾地区在建设速地铁运输系统(BART)时，对地铁地下结构的抗震进行了深入的研究，提出了地下结构并不抵御惯性力而是具有吸收强加变形的延性，同时不丧失其承受静荷载能力的设计思想，并以此为基础提出了抗震设计标准。70年代，日本学者基于地震观测资料，提出了反应位移法、应变传递法、地基抗力法等实用计算方法，使地下隧道和成层地基的抗震研究获得重大进展。此后众多学者又进行了详细研究，并提出了一系列实用的抗震分析方法。
研究地下结构抗震性能的主要途径有：原型观测、模型试验和数值模拟。目前还无法采用单一手段完全实现对地下结构动力反应全面而真实的解释和模拟，一般通过原型观测和模型试验来部分地或定性地再现实际现象、解释物理机制、推断变化过程、总结特性规律和分析灾变后果；在此基础上建立合理地能够反映实际动力相互作用规律的数理分析模型，发展相应的数值分析方法；再通过模型试验和原型观测结果加以验证。然后对不同抗震设计方案进行计算分析，尽可能地再现和模拟结构的实际动力反应，研究其抗震性能，提出相应的抗震对策。这是研究和评价地下结构抗震性能的较为合理有效的途径 。
美国、日本等国家都曾经对地铁等地下结构的抗震设计理论进行研究，提出了一些实用的抗震设计方法与抗震设计规范，但我国在这一领域的研究相对滞后。迄今为止，我国还没有独立的地下结构抗震设计规范，《地下铁道设计规范》(GB50157—92)和《地铁设计规范》(GB50157—2003)对地铁的抗震设计都只给出了极为笼统的规定，其原因主要是研究工作开展不够，基础资料积累不足，对地下结构灾害性动力反应和抗震设计方法缺乏系统研究。长期以来，地铁结构的抗震设计基本是参照《铁路工程抗震设计规范》(GBJ111—87)中有关隧道部分的条文和《建筑抗震设计规范》(GBJ11—89，GB50011—2001)，采用地震系数法进行的，但地震系数法用于地下结构抗震计算时具有明显的缺陷 。因此，对地铁等地下结构抗震性能与破坏机理进行系统深入的研究对我国来说是一个现实而又迫切的问题 。刘晶波曾指出我国地铁等地下结构抗震分析与设计中存在的5个迫切需要解决的关键问题，在过去的几年中，我国学者对地铁等地下结构的抗震问题进行了一系列研究，提到的部分关键问题方面已取得了一定的研究成果 ，但仍然需要在理论分析、数值模拟和模型试验等方面开展更为深入细致的研究工作，系统地研究地铁车站等地下结构的地震反应与破坏灾变机理，以求在地下结构抗震研究方法与基础理论方面有更多实质性的突破。
5． 需要解决的问题及展望
目前我国在地下结构抗震分析与破坏灾变机理研究中仍然存在诸多问题需要解决，其中需要进一步深入研究的关键问题主要体现在以下几个方面。
(1) 通过对地下结构破坏特征的分析可知,地下结构在地震过程中的破坏主要受地震位移场的控制,而与加速度场的关系不明显。所以应尽快修订《铁路抗震设计规范》中有关隧道抗震部分的条文。该规范采用地震系数法来进行设计,对隧道采取抗震措施,但该分析方法并不符合隧道等地下结构的实际受力机理,需要从围岩变形和位移的角度去分析地下结构,才更加符合实际情况。考虑到目前设计单位现状,在修改规范时可以使两种方法暂时并存一段时间。
(2) 结构模型实验是分析地下结构对地震反应的一种很好的研究方法,但需要对实验模型动力相似率,以及模拟半无限地基辐射阻尼等问题加强研究,才能更好地发挥模型实验的作用。另外,还需要加强地震观测技术的研究和资金投入,并建立详细的数据库,才能使这一直观的测量数据发挥其最大的作用。
(3) 理论研究是对工程实践经验的抽象和提升。目前的地下结构抗震减震措施仅仅停留在工程经验阶段,需要加大力度进行理论研究工作。尤其需要对以下的研究工作重点展开:
①高烈度地震区隧道抗震与减震措施的耦合技术研究。
②高烈度地震区隧道洞口结构抗减震技术,以及不同地震烈度下的设防长度、基础处理技术和减震层参数等方面的研究。
③减震机理与随机响应分析及动力可靠度相互关系的研究。
(4) 注意隔震机构在大变形和后屈曲条件下的潜力、性态和必要的保护措施，进一步提高已有的橡胶支座等的各项性能指标，完善质量保证体系；
(5) 利用现代化的通讯技术、计算机技术和智能材料等，开发具有自适应能力的智能型隔震系统
参考文献
[1] Shunzo Okamoto. Introduction to Earthquake Engineering[ J ] , Tokyo University Press, 1984, 527～554
[2] 高渠清. 高渠清隧道及地下工程论文集[C ]. 北京:中国铁道出版社, 1996
[3] 林皋. 地下结构抗震分析综述(上) [ J ]. 世界地震工程, 1990, 6 (2) : 1～9
地下结构抗震设计标准范文第2篇
关键词：建筑结构；抗震；设计；理论；措施
中图分类号：TU2文献标识码： A
基于性能的结构抗震设计是近年来才提出的，其设计标准为“小震不坏、中震可修、大震不倒”，是目前各国采用最多的抗震设计思想。通过这种方法对建筑抗震设计进行优化，可以有效的减少因地震灾害造成的伤亡事故，因此，该设计理念在今后将会有更加广阔的发展前景。
一、基于性能特性研究的抗震设计理论概述
1、基于性能的结构抗震设计含义
采用合理的抗震性能目标和适应性结构抗震措施对建筑结构进行优化，使建筑结构在各种级别地震的作用下所形成的最终的破坏程度达到相应的结构设计要求，通过对工程项目进行生命周期的费用效率分析，选择并确定一种安全可靠且符合经济合理化的优化平衡。从简单的含义上看，就是利用性能标准选择结构措施，并使之符合使用标准和经济标准。
2、基于性能的抗震理论特征
基于性能的抗震设计理论实际上是一种在对地震灾害分析和对现行的抗震设计理论的反思的基础上产生的，此理论的设计理念和方法与传统的设计不同，但是其设计的依据却蕴含来了现有的设计理论和经验，具体的特征如下：
1）支持采用多级设防的目标，基于性能抗震设计理论提出了多级目标设计的理念，此种分级方式即考虑到了生命安全也从经济性上考虑，最大限度的降低业主和社会的损失，保证在其可承受的范围内，以此为基础更加注重非结构件和内部设施的保护，将经济效益的机制引入到了设计中，利用经济决策方式通过进行费用效率分析，在可靠和经济之间需求平衡，以确定最佳的抗震方案，达到优化设计的目的。
2）扩展空间，体现设计的个性化。设计人员就可以在此性能目标的基础上选择设计方法，采用相应的构造措施，而此种设计更加的灵活，对调的设计积极性和新材料、新技术、新工艺等的应用打开了方便之门，同时结构的抗震能力是在抗震性能的目标下形成的，也是的建筑的抗震能力可以预见。
3）设计方法多元化。目前基于性能的抗震理论还没形成统一的研究方法，很多学者采用结构层间变形或者定点移位作为性能指标，其从传统的以力学为基础的设计转变为以形变为基础的设计，从弹性设计的方法转变为弹塑性的设计方法，解决了传统设计理论上的缺憾，尽可能的是的建筑结构的预期功能和实际地震中起到的功能相一致，以保证设计的有效性。
二、基于性能的抗震结构设计的内容
1、地震设防的水准设定
地震设防的标准是指设定未来可能作用在建筑上的地震等级和作用效果，美国工程师协会曾提出，基于结构性设计理论追求能控制结构所可能发生的各种地震破坏的水准，因此需要根据不同的重现期选择可能发生的对应不同的地震动参数。结构损坏严重威胁生命安全，虽然损伤但没有倒塌，经济上的损失已经超过了业主可以接受的最大上限。
2、结构抗震的性能目标设定
从地震设防的角度看，规范提出的抗震目标实际上是最低的设防标准，而结构抗震设计则是根据业主需求采用的设防标准，其要高于规范设定的范围。使用者可以根据自身的情况出发，设定一个合理的性能目标。为了方便结构设计，这些定性的性能指标最终将被量化，成为具体结构设计的重要参数依据。
3、基于性能的结构设计实施
此项内容就是要求将结构的性能要求转化为合理的性能参数以此形成具体的指导设计的基础性数据。为了达到这一目标，需要配合合理的处理和分析方法，将前面的目标转化为与性能指标相关量化数据，使之作为指导设计的具体指标。
三、高层建筑结构基于性能的抗震设计
按照前面的理论分析的思路，下面就某个高层项目的性能抗震设计的过程进行例举阐述，以说明在高层建筑中实施性能抗震结构设计的流程和措施。
1、工程基本情况
某城市的高层建筑，按照建筑的整体设计要求，工程项目地下结构为三层，地上为三层裙楼，主要塔楼设计为45层，从工程的高度超过了150m。项目的主体采用的是混凝土框架加核心筒的结构形式。按照业主的需要，建筑的设计使用年限为50年，整体钢筋混凝土结构为二级，根据地域情况，此建筑为丙级，抗震设防为7。
2、对结构性能的目标选择
通过对工程具体情况的分析，设计人员通过对工程的具体情况的把握，并与业主方进行了沟通，取得了一致意见，整体结构在震中出现的逐级的损坏，即整体结构都会出现不同程度的损坏，而大部分为轻微，部分出现中等损坏构件进入到屈服阶段，出现裂缝，整个楼体的安全性降低，结构需要进行安全性的支护方可允许人员进出，如果恢复使用将需要进行大面积维修。
3、性能目标的实现措施
1）小震目标
工程在结构设计的过程中，设计人员通常采用的是计算机辅助设计，即利用软件将性能目标和实际的结构的参数联系起来，从而获得可以指导工程建设的具体结构参数。在计算中主要遵循的是高层建筑结构空间的有限元分析和计算方法，利用三维建模的方式进行模拟分析，如表1所示，为具体的计算后的结构参数。同时在具体的模型仿真对比中，估算其经济指标，使之满足业主的经济效益。表格中各种参数都达到比超过出了国标的要求。
2）中等地震的目标实现
结合前面的设计参数，对中等地震中所要达成的目标进行细化，并在基础数据的基础上对某些参数进行修正，使之到达设计的目标。根据目标要求，中震情况下，地震对结构件的影响使之超过了弹性变形范围，结构的损坏将出现硬性的结构损伤，但是其范围是可以修复，此时的重点就是通过结构的合理设计保护重点结构的安全，即舍弃某些结构件的完整，而保护主体框梁的安全。在此设计的思路上对整个设计的参数进行细部调整。对抗震承载力系数进行调整等，通过这些措施结构的初步设定参数得到必要的调整，使的满足小震目标的某些参数提升达到中等地震的设防目标。
3）大震情况的目标实现
在设计中，与中震目标实现相似，在利用软件进行分析和比对的时候，将其设定的范围进一步扩大，模拟在罕见的高烈度地震的影响下结构所产生的应力改变和相互作用，实际上就是将结构所产生的水平和竖向位移设定为最大，并以此对结构参数进行调整，使之达到：结构不出现扭转的效果；第一批塑性铰出现在某些楼层的梁上；在水平应力的作用下底部的剪力墙再进入塑性变形，以此保证剪力墙为建筑的“脆弱”部位，消除地震的某些应力效应，而保证框架结构的安全，使之始终不能达到塑性阶段。这样将就可以是结构在大震中只出现剪力墙的损坏，而保证主体框架的安全，最终达到大震下的性能目标。
四、构造设计的措施
该项目中对剪力墙的设计采取了一些控制措施，如：剪力墙加强范围进行了适当的扩大，向下和向上进行了必要的拓展，在地下一和地上一层的范围内进行了剪力墙的增强，主要是增加了约束构件，控制其形变范围。边缘约束构件设计使得箍筋范围符合国标要求，并增加了纵筋的配筋率，同时对剪力墙的控制达到其剪应力标准，构件的长度为剪力墙的25%，在强化区域采用箍筋和型钢进行加固处理。
五、结束语
总之，在性能设计中核心的思路就是按照建筑的实际情况和客户需求，并参考国标设定建筑的抗震设防的目标，并按照结构的性能特性计算出结构所需要的基本参数，以此获得较好的抗震效果，同时结合经济性指标是项目达到安全和经济的双赢。
参考文献：
[1]闫旭梅.高层建筑结构抗震设计分析[J].科技传播，2010（08）
地下结构抗震设计标准范文第3篇
关键词：工民建；抗震设计；生命安全；施工质量
中图分类号：S611文献标识码： A
引言
工业和民用建筑设计是一项十分复杂且重要的工作，设计工作包括很多方面，而抗震设计作为整个工民建结构设计中最重要的组成部分，其抗震设计工作水平和质量将直接影响着整个工民建工程的施工质量，关系着后期工程的抗震性能，甚至会对人们生命安全造成影响。
1、结构设计工作中的抗震问题
结构设计中存在诸多的安全隐患，场地类别设计、抗震类别设计选用不准确，都可能会导致整个设计结构的不准确。部分设计者为了保证建筑底层有较大的空间，减少了对抗震墙的设计，上层砌体部分的抗震墙与底部的抗震墙无法对齐，会直接导致结构体系的不合理。单跨框架属于最简单的建筑结构，具体是指一排梁两根柱子的建筑形式，从单跨框架的设计角度看，也存在不合理的地方。单跨框架的应用可以实现楼道两边通风，并使其获得较好的采光效果，如果再添加悬挑外廊，就可以方便居民进行多种多样的户外活动，但是，这种简单的构建模式缺乏多道防线保护，存在的弊端较多，例如，如果其中1根柱子被破坏，整座建筑便会坍塌，所以，将单跨框架变成双跨框架可以在一定程度上增强建筑的稳定性。此外，在现生活中，还存在柱子截面设计不合理的问题。部分建筑师认为，将建筑柱子截面设计得越小越好，但是，柱子截面设计得越小，建筑的钢筋需求量便越大，轴压就会过大，当发生地震时，横梁就会被损坏，支撑的柱子就会倒塌。从地震频发区看，多数民用建筑倒塌都是由于柱子截面过小引起的。此外，少数建筑用柱不仅截面小，而且进行箍筋的过程仅依赖4根钢筋支撑，这种结构很难抵御强震攻击，极容易引发楼毁人亡的悲剧。
2、做好设计工作的重要性
建筑结构设计的基本定义是设计师用梁板、柱、墙等建筑结构语言表达自己的设计理念。建筑结构设计包括地上结构设计和地下结构设计。民用建筑包括人们的居住空间和公共活动场所，按功能差异划分，可将其分为公共建筑和居住建筑两大类，其中包括住宅、大专院校教学楼、医疗用房、办公用房、科研用房、商店、招待所和旅馆等。民用建筑的结构直接影响着工程的质量，民用建筑的工程质量直接关系着人们的生命安全，因此，做好民用建筑结构的抗震设计工作，可以提高建筑物的抗震能力，减少不必要的财产损失和人身伤害。
3、工民建结构中的抗震设计方法
3.1以结构中的基本构造为依据
通常我们如果以钢筋混凝土框架作为建筑主要的结构，那么对工民建结构进行设计时，就需要充分的考虑影响钢筋混凝土的构建因素，如钢筋截面尺寸大小、最小配筋率等，通过对这些进行充分的计算，从而对抗震性能进行有效的设计。大多数情况下，如果我们选择对房屋高度、楼层以及整个建筑的高度进行限制的构造方法，这种方法一般用于对工民建筑的砖混结构构造的设计。另外，设计工民建筑的横纵墙结构时，通常情况下主要针对钢筋混凝土的构造柱以及防震缝进行设置。随着我国经济的发展，建筑行业的发展也日益迅速，建筑行业中建筑结构抗震设计规范得到不断的完善，例如建筑屋顶的电梯、楼构造的设计等。
3.2以工民建筑规划和场地为依据
为了提高工民建的抗震水平很多开发商在建筑的前提是对建筑场地进行较为科学准确的测定和选择。抗震层对于建筑物未来的稳定性具有十分重要的作用。同时在建设的过程中，工民建的外部情况与其他建筑物质之间物理空间关系也应该进行综合的考虑，例如邻栋楼之间的距离、建筑物的外观等等都十分重要。同时在设计的前期，应该考虑到建筑物上部位移的特点、位移的性能等等方面。我们知道建筑物的使用周期较长，所以在设计的过程中，在建筑能够移动的范围内不能有其他物体成为障碍物。所设计的入出口等等要保证在出现地震时的绝对安全。
3.3以建筑结构性能目标为依据
工民结构的抗震设计主要的目的就是在遇到地震时，能够有效的保证建筑物的安全。因此，建筑物结构抗震设计需要考虑的设计标准是遵循建筑区域内可能出现的大地震烈度机构性。抗震性能指标是以建筑物受到地震影响时其内部结构和外部结构不会受到破坏。同时，还要保证建筑结构中没有抗震性能的结构以及建筑物结构的重要基础部位也具有较强的抗震能力。除了对建筑物抗震性能的考虑之外，我们还要充分考虑建筑物的抗风性能。在大风或者台风的影响下，建筑物的结构会发生水平振动从而导致建筑物安全性能的降低，同时还会影响建筑物本身的抗震构造的耐久性。因此，建筑物抗震设计的要求得到满足就需要将建筑结构的性能指标达到制定的标准。
3.4建筑结构材料的选取
建筑结构材料的好坏决定着建筑在地震发生时的安全性。很多在地震中破坏严重的建筑物在很大程度上是因为存在“豆腐渣”工程，这种偷工减料的建筑物很难经受住地震的考验。所以在建筑物的设计中，首先要选用优质的建筑材料，其次要选用合适的建筑材料。在选择建筑钢筋时，一定要尽量选择那些具有较高韧性的材料。对于在垂直方向受力的钢筋，要采用热轧钢筋，以HRB400级和HRB335级为标准，对于箍筋，则是以HRB335、HRB400和HPB235级热轧钢筋为佳。在选取建筑结构材料过程中，一定要时时考虑材料抗震方面的性能，当然，在建筑过程中，建筑成本、造价控制也是建筑企业必须要考虑的问题，因此，在对建筑结构材料选取的过程中，一定要找到建筑成本与抗震新性能之间的点，兼顾二者，以期实现以最少的材料获取最佳的抗震效果。例如，耗能构件的选用，以保证建筑物在遭受破坏后不至于坍塌；还有轻质材料的选用，在房屋的隔离墙等一些不用受力的建筑时可以应用，因为材料越轻，地震力的作用也就越小。
4、提高工民建筑工程杭震设计质量的有效措施
4.1恰当的建筑场地
地震的安全性评价工作主要是通过对相关的防震减灾法充分的分析之后，发现需要可能发生严重次生灾害且重大的建筑工程进行评价，并且按照地震安全性评价结果对抗震设防标准要求进行设置，严格按照设置的标准要求进行建筑物的抗震设防工作。建筑物的抗震设防分类主要分为四类: 甲、乙、丙、丁，甲类主要是指容易发生次生灾害且重大的建筑物，是最重要的。所以在选择建筑物场地时，地理位置主要选择能够有效降低地震影响且不容易为建筑物带来不利影响的地方。针对有些地基较弱、能够液化的建筑，要加强对其防震性能的设置，避免建筑物出现倾斜、倒塌的现象。
4.2明确规定建筑结构抗震等级
钢筋混凝土建筑的抗震等级应符合相关建筑计算和构造的设计要求，抗震等级的设定应根据地震烈度、结构类型和建筑高度来确定。任何黏土砖和天然石砌体的建筑是不存在抗震抵御能力的，地震袭来后，这种堆积墙体极容易坍塌，就算不会坍塌，毁损程度也十分严重。为了防止发生严重的灾害，应合理使用圈梁和构造柱。
4.3选择科学、合理的结构形式
近些年，随着科学技术的发展，建筑施工的材料和建筑的结构特点也开始呈现多样化的特点。现阶段主要使用的结构包括钢筋混凝土结构、钢结构、砖混结构以及钢筋与混凝土互相结合的结构。在实际选择中，由于地域不同和设防烈度等不同因素的影响也会对建筑结构的选择产生一定的影响。所以在设计抗震方案的过程中，应该选择科学合理的结构形式。对于以上几种结构形式而言，钢筋混凝土具有一定的优越性，它具有较强的柔韧性，在承受高压的条件下变形能力较强，是现阶段使用较为广泛的一种结构形式。但是实际操作的过程中，也应该结合建筑的时期情况进行综合的考量。我们知道随着房屋层数的不断增加，在发生地震的时候所能造成的水平位移也不断增大。建筑的内部结构也会发生一定的变化，所以在设计的过程中，应该给予较多的考量和关注。
4.4加强抗震设计的质量
地震发生时，对建筑物产生的破坏作用是非常大的，因此加强对工民建筑结构中的抗震设计是十分重要的。我国的建筑行业虽然发展的较为迅速，但是相应的关键性技术水平还相对较低，尤其是建筑结构的整体设计水平，由此导致了没有科学合理的建设方案以及结构设计方案，从而导致了建筑工程的成本费用、重量等方面显著的提高，同时还降低了建筑物的抗震性能。因此，为了提高工民建筑结构设计的合理性，首先要严格遵循科学合理的抗震理论知识以及设计原则。然后结合建筑物本身的特点以及性能，充分考虑建筑物的建筑环境以及结构形式，促进建筑结构自身的安全性和可靠性。例如，在进行结构设计时，要将结构构件的承载力、耗能力以及刚度和延伸性进行充分的考虑，使建筑物的结构设计拥有较强的承载能力、刚度，同时还要具备较强的延性性能。
4.5恰当处理结构荷载
设计人员将抗震理念应用到结构设计中，要同时保证建筑结构设计的优化及建筑对震害的有效抵抗，就应当合理地提升柱、剪、节点、压力中心等位置的强度，并适当地消弱梁、弯、杆件、拉力中心等部位的强度。具体来讲，设计人员要使柱端比梁端承受的实际承载力高，杆件具有的抗剪力比抗弯力高，避免节点早于构件被破坏，保证杆件破坏时，受压区域的混凝土承载力要高于受拉区域的钢筋承载力。
结束语
工民建筑的抗震设计是判断整个建筑质量的重要依据，也是保证人们安全生活的重要保障，甚至可以在一定程度上，对于整个社会的稳定都具有一定的影响。。所以在抗震设计的过程中，首先我们应该认识到抗震意识应该成为建筑设计的重要理念之一，并且在设计的过程中，对于该理念进行严格的执行和操控。本文论述了传统工民建抗震的方法，并且在实际实践中提出了自己的建议，旨在希望可以提高建筑自身的安全性，使建筑行业朝着更加健康安全稳定的方向发展。
参考文献
[1]李田超.浅谈工民建结构设计中的抗震设计[J].江西建材,2013,06:29-30.
[2]郭浩勋.探究建筑结构的抗震设计[J].河南科技,2013,22:162+175.
地下结构抗震设计标准范文第4篇
笔者设计的合肥一处超限高层（高度超限）已通过超限审查，并完成施工.由此对超限高层的抗震评审工作有了一定的认识和了解。本文以该工程抗震专向审批设计为例，浅述超限高层抗震专项设计的步骤和原理。
【关键词】 超限高层；结构分析；弹性时程分析；构造措施
一、项目工程概况
本项目位于合肥市，地上共47层，高174.1m，标准层均为3.6m，地下设2层整体地下室，用作车库和设备用房。总建筑面积约8.8万m2。结构属性为B级高度高层结构。安全等级为二级；结构耐火等级为一级；结构设计使用年限为50年。拟采用人工挖孔桩地基，筏型基础；上部采用现浇钢筋混凝土框架核心筒结构体系（局部采用钢骨混凝土梁、柱）。
图1 结构模型轴测图
图2 标准层结构平面图
二、进行超限高层抗震专向审查的必要性
超限高层建筑不同于一般建筑，由于建筑本身一般体量大，功能复杂，社会和经济地位比较重要，对于抗震设防的要求有更加严格的要求。建设部在2002年就了111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》，明确了在各省、自治区、直辖市对此类工程管理，应由相应省级建设行政主管部门负责。并规定若在抗震设防区内要进行超限高层建筑工程建设时，建设单位应在初步设计阶段向当地省级建设行政主管部门提出专项报告。尤其是经历了这次汶川地震后，我们更加深刻地认识到抗震设防是关系到生命的重要工作，必须加以重视。在结构设计理论上，基于以下几点原因也应对超限高层进行抗震专项审查。
首先，我们现在设计高层建筑的规范与抗震分析方法，都是建立在目前的科学技术水平之上的。规范中所推荐的反应谱法与时程分析法等并不完满，它们都采用了一系列假定。特别是反应谱法，它把一高层建筑假定为一个质量串，认为它们的重心都在一条垂线上，而且它对地震三要素：峰值加速度、频谱组成与持续时间，只考虑了峰值加速度，频谱组成仅近似地考虑了振型耦合，对持续时间根本不考虑，而这对结构输入地震能的大小是十分关键的。
其次，我们选用的结构类型都有一定的适用范围，超过这个范围，我们采取的构造措施会缺乏实践的经验，而且会给经济性、技术合理性、可行性带来大问题，因此对各种类型的结构，规范都限定了它的适用高度，如果设计人员一味要超过某种结构的限值高度，就会带来技术上的可行性与可靠性问题，并且还会带来经济性问题。如果A级高层建筑超过了限值高度，那么就要按B级高度的高层建筑进行设计，其实质即是要提高其结构的抗震等级。
再次，对高宽比的控制，主要是为了保证结构的整体稳定性，并对总刚度、承载能力、经济合理性进行宏观控制，使主结构受力合理均衡、易满足变位条件，以保证正常的使用与降低造价。
由于以上原因，在超限高层结构设计的首要工作就是抗震的专项审批，通过多种模型的结构计算和专家的经验判断，确保建筑结构抗震设计的可行性。
三、建筑结构布置和选型
（一）结构布置
主楼采用混凝土框架-核芯筒结构体系。塔楼平面为50.0m×50.0m矩形，柱网尺寸为6.3m，9m，两向均为5跨。一个正方形筒体构成的核芯筒位于长向的第2和第4跨，这样的芯筒布置可使主楼平面内刚度分布均匀，受力合力。墙厚由650～300mm，外框柱尺寸为1.0m×1.0m，以上则减小为0.8m×0.8m。竖向构件的混凝土标号由C60逐渐过渡为C40。
（二）水平抗侧力体系
主塔楼的核芯筒和外框柱共同抵抗水平地震作用和风荷载作用，其中核芯筒承担了大部分的水平剪力和倾覆力矩。
由于主塔楼呈正方形平面布置，结构体型合理的协调其两个方向的刚度，使结构主体在两个方向具有形同的抗侧刚度，有利于抗震。
（三）竖向承重体系
主塔楼的框架柱、剪力墙均上下连续贯通，一直延伸到基础。
主塔楼采用现浇混凝土楼板。
四、建筑超限情况的判别
本工程建筑高度173米，超过了“A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度”，但未超过“B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度”。
建筑高宽比为3.5，满足B级高度钢筋混凝土高层建筑适用的最大高宽比的要求。
本建筑平面为正方形，无平面凹凸和楼板大开洞，层高均匀竖向构件连续，平面和竖向规则，结构的侧向刚度均匀变化，属于抗震规则建筑。
平面内质量分布和抗侧力构件的布置均匀对称，分析结果表明，局部楼层扭转位移比均〈1.4，结构扭转规则。
五、针对超限情况的结构概念设计和相应措施
超高层办公楼结构高度173米，长宽均为50.0m。无平面凹凸和楼板大开洞，平面和竖向规则，结构的侧向刚度均匀变化。采用钢筋混凝土框架—核心筒结构承重体系，满足“B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度”。框架抗震等级为一级，剪力墙（筒体）抗震等级为一级。建筑高宽比为3.5，满足最大高宽比的要求。为了减小钢筋混凝土框架柱断面，增加建筑使用面积和建筑净高，本工程43楼以下采用由混凝土包裹型钢做成的钢骨混凝土柱，44层以上采用普通钢筋混凝土柱.对于平面中楼板开洞处及局部凹进处，洞口周边楼板局部加厚，双层双向配筋，并适当加大配筋率以减小楼板开裂.严格控制底层柱和墙的轴压比。
六、结构分析的主要结果汇总及比较
（一）计算软件
（二）主要计算参数
1、结构分析模型层数：结构建模包括主体楼层和机房。地下室顶层作为结构的嵌固端。
2、抗震设防7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第一组（Tg=0.35s），场地类别II类，阻尼比5%，周期折减系数0.80，计算双向地震扭转效应并考虑偶然偏心。
3、振型组合方法CQC，计算振型数21个，以考虑高阶振型的影响。振型参与有效质量系数>90%。
4、多遇地震作用下弹性时程分析，加速度时程最大值为55gal。
（三）反应谱法主要计算结果
1、结构动力特性
结构前6阶模态的振动周期如表7所示。前3阶振型示意图见图3。从表1可见，不同程序的计算结果非常接近，第一阶模态为Y向平动，第二阶模态为X向平动，第三阶模态为扭转振型，扭转周期与第一阶平动周期的之比定义为结构的“扭转/平动周期比”。扭转/平动周期比
图3 结构前3阶振型示意图
2、层间位移角和位移比
反应谱法计算得到的结构最大位移响应列于表2，SATWE分析采刚性板假定。ETABS采用分块刚性板模型计算结构响应。
3、框架承担的倾覆弯矩的百分比
SATWE 1层 X向10.88% Y向11.83%
39层 X向20.33% Y向21.41%
ETABS的计算结果框架承担的地震倾覆弯矩百分比均小于50%。
4、结构整体稳定验算结果SATWE
X向刚重比 EJd/GH**2= 3.83
Y向刚重比 EJd/GH**2=3.44
该结构刚重比EJd/GH**2大于1.4，能够通过高规（5.4.4）的整体稳定验算
该结构刚重比EJd/GH**2大于2.7，可以不考虑重力二阶效应
（四）弹性时程分析主要计算结果
弹性时程分析选用III类场地上的两条天然地震波――TR2TG035波和TR3TG035波，以及一条人工地震波，特征周期均为0.35s。由计算可知，两个方向的基底剪力，三条波的计算结果均小于反应谱分析的结果，但各条波的基底剪力均不小于CQC方法的65%，三条波的平均值不小于CQC方法的80%，满足规范要求。时程分析法的计算结果与反应谱法计算结果基本吻合，符合设计标准的有关要求。
（五）计算结果分析
a.振型分析
两个程序都显示了第一、二振型以平动为主，最大扭转振型为第三阵型。
SATWE、ETABS计算的周期比均小于0.85。
b.有效质量分析
有效质量系数均大于90%，说明所取得计算振型个数以满足计算要求。
c.位移分析
层间位移均能满足规范要求，楼层弹性扭转位移比均小于1.4。
d.基底剪重比
基底剪重比均大于规范要求值。
f.楼层层间抗侧力结构的受剪承载力
楼层层间抗侧力结构的受剪承载力均不小于上一层受剪承载力的75%。
g.弹性时程分析
通过弹性时程分析法计算结果，可以看出本结构整体刚度较好，位移均小于规范规定的1/800，位移比均小于1.4。各条曲线反应值与CQC值比较接近，地震波选取合理，其他各项指标也均能满足规范要求。
七、结构抗震性能的综合评价
1.超限处理措施：
a.本建筑平面规则，通过合理的剪力墙布置，使结构的位移比和周期比均满足规范要求，并采取提高筒体四角及墙体配筋率等构造措施以增强结构的抗扭转性能。墙体和柱沿竖向渐收，以保证侧向刚度均匀变化。
b.本结构筒体均设置框架柱，通过框架梁形成有效的抗侧力体系。
c.为保证上部嵌固在地下室顶板，地下室墙体适当增厚，保证了地下室与地上一层的剪切刚度比〉2。
d.加强结构延性，尤其是连梁等耗能构件应加强其合理配筋的设计。对结构位移较大部位也应加强其构件的延性，以增加结构在地震下耗能能力，强剪弱弯，强柱弱梁，以及强节点满足抗震设计的要求。
e.对底部轴力较大的框柱采用型钢混凝土柱，控制轴压比〈0.75，提高纵向配筋率，提高配箍率，以提高其强度和延性，对核心筒四角配筋都适当放大，提高核心筒的强度和延性。
f. 通过弹性动力时程分析找出薄弱部位，对此部分抗震承载力予以提高，并加强该层竖向构件配筋。采用SATWE、ETABS两种软件对比计算，以保证计算结果的可靠性和准确性。
g.对屋顶构架等非结构构件亦加强其抗震设计和构造措施，保证其安全、可靠。
2.综合评价：
通过以上分析可知：虽然本建筑达到了B类高层建筑的高度限值，但通过合理的结构布置，加强的构造措施，有效增加了其抗震性能，电算结果均能满足规范要求，本结构方案是合理可行的。
地下结构抗震设计标准范文第5篇
【关键词】地下室工程，结构设计，设计优化
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
随着我国社会和经济的迅速发展，我国地下室的建筑水平也有了很大的提高，地下工程在建筑工程中的作用也越来越重要。如果在建筑设计的过程中，对地下室结构设计中的问题不能进行解决，就会给建筑带来很大的隐患。所以我们在地下室的工程结构设计中，要进行科学的研究和分析，只有这样才能保证工程的安全、经济。
二、地下室结构设计主要存在的问题及设计难点
1. 地下室结构设计主要存在的问题
地下室工程牵涉到的专业领域非常广、专业知识相对复杂。在对建筑工程的地下室进行结构设计时，要综合考虑到使用功能、防火功能、人防需要，还要顾及到管道、通风、摊水、采光等各个专业的相互联系配合。对于拥有大底盘的建筑群体来说，一般来讲，在塔楼部分的使用时期，基本不会发生抗浮问题。但是地下室以及裙房部位却会有抗浮不能满足实际要求的毛病。其设计上的主要问题表现在：
（一）结构平面的设计
（二）抗震设计
（三）地下室抗渗、抗浮设计
（四）地下室的结构超长
（五）外墙的结构设计
2.地下室结构设计难点概述
地下室工程对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，加上地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下室结构设计难点繁多。
三、建筑工程地下室结构设计应当注重的问题分析
1.抗震设计
通常来讲，地下室的抗震设计常遇到的问题有。一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为：在多层建筑中，地下室的埋深不够。房屋的层数加上地下室在内已经达到八层，层数与高度都已经超过设计标准要求。地下室的顶板是上段结构嵌固。地下室的抗震等级应当和地上部分相同。若地上结构的抗震等级是二级，则地下部分的抗震等级也应当是二级。
2.抗渗抗浮设计
如果是在地下水位浅，或者在雨水相对较多的地区进行施工，那么，对于地下室层数为一到二层的建筑来讲，常规都要考虑到使用阶段的抗浮问题。纯地下室的部位，以及裙房部位有可能存有抗渗抗浮不符合要求的情况出现。均对这种实际情况，应当采取下面的几个措施来应对：
（一）在设计条件允许的前提下，尽可能地提高基坑底设计标高，这样可以起到降低抗浮设防水位的目的。高层建筑基础底板应当应用梁板筏板基础或者是平板阀板基础。
（二）倡导应用无梁楼盖与宽扁梁。常规宽扁梁截面高在跨度的十六分之一和二十二分之一中间。宽扁梁可以有效降低地下部分高度。这样，在降低抗浮水位上就占有一定的优势。
（三）强化抗渗抗浮设计的另一个有效办法是增大地下室自重。这个办法大体有三种情况：其一是基板加载，其二是边墙加载，其三是地下室的顶板加载。这种办法的特点是设计与施工都相对简单。但是不足之处在于当建筑物需要抵挡较大的浮力时，因为混凝士和相关的增重材料需求量太大，而使施工费用增加。
(四)设抗拔桩
此办法是抗渗抗浮设计加很常用的方法之一。抗拔均一般情况都要嵌入到埋藏浅嵌入坚硬的基岩之内。因为受施工条件和造价因素的制约，抗拔桩入岩一般不深，这就需要施工过程中对桩端进行灌浆处理。若上覆土层厚度太大，抗拔桩进不到基岩处，那就需要在桩下部设扩大头，提高抗拔桩的抗拔能力。
3.设计优化
结构优化设计是近年来随着房地产市场的发展而日益得到重视的成本控制方法。由于地下室的造价高，对其进行结构优化设计显得尤为重要，具有显著的经济效益和社会效益。地下室结构优化可从以下几个方面来考虑。
（一）在满足功能要求的前提下尽量抬高地下室和降低地下室层高（减少地下室埋置深度）
地下室层高小，地下室外墙高度小，地下室开挖深度小（节约土方开挖和外运），施工降水深度小，抗浮措施成本低，基坑支护成本低，缩短施工工期，节省综合造价。
（二）合理确定抗浮设防水位
抗浮设防水位取得过高，为平衡设计浮力而采取抗浮措施，地下室底板及外墙截面或配筋增大，投资费用增加，造成浪费；抗浮设计水位取得过低，水位上升使结构产生过大内力，造成结构开裂、渗水，甚至失效浮起，建筑安全性得不到保障，同样造成较大的经济损失。
（三）桩基础时应进行桩基优化
确定合理的单桩承载力；优化桩型、桩径和桩长；采用试桩结果设计桩基础；合理布桩；有条件时考虑桩同工作（承台效应）。
（四）地下室底板结构优化
合理的基础方案、底板厚度和计算模型；控制底板沉降位移差（可有效减小含钢量）。
（五）地下室外墙结构优化
多层地下室时，宜分层变截面；具备双向板支承条件时（扶壁柱厚度大于外墙厚度的2.5 倍或有与外墙垂直相交的钢筋混凝土长内隔墙）宜按双向板计算弯矩；可按考虑塑性变形内力重分布计算弯矩；根据计算和构造要求按实际支承情况不等量配筋（通长配筋加附加短筋）
（六）地下室顶板结构优化
合理的顶板楼盖结构类型，考虑综合造价（顶板结构造价和层高影响的造价）最经济
（七）采用性价比高的高强度钢筋
（八）合理的荷载取值。
四、地下室结构设计
1.地下室的基础设计
在进行地下室基础设计之前一定要做好工程地质的勘查工作，基础设计可以采用预应力管桩基础，为了能够满足沉降的要求，要加强岩层的承载能力，所以基于这一个要求，持力层应该要采用强风化岩和中风化岩层。
2.地下室顶板设计
如果有的地下室顶板有设置园林景观的，覆土的厚度一定要建立在充分考虑设备管线高度和保护土层的基础上，经过全面的考虑才对顶板上园林景观覆土厚度和部分室内的覆土。
3.地下室的侧壁设计
影响地下室侧壁设计的因素有很多，例如结构自重、地面堆载及活载、防核爆等效静荷载、侧向土压力、地下水压力等各种因素。地下室的侧壁由于情况比较特殊，会受到各种不同方向荷载的共同作用，受力情况比较复杂的情况下应该要对地下室侧壁设计进行科学合理的简化。
4.地下室底板设计
地下室底板的设计工作主要是以防渗和抗浮计算为主。地下室底板所处土层为淤泥及淤泥质土，承载力虽然比较低但是不能低于持力层，故地下室底板设计要按倒楼盖设计，采用无梁楼盖的方法计算，经计算地下室底板厚度要达到600 毫米。
在底板的设置上，一定要注意钢筋配置的合理性。如果在底板上保持同一方向的钢筋，一定要确保处于同一标高上面，但是不同方向的钢筋并不需要放在同一个基础面上，要过多不同方向的钢筋处在同一个基础面上，很容易会造成钢筋保护层过大，导致底板窝顶情况的出现。
5. 地下室的抗浮验算
最后需要注意的是进行地下室的抗浮验算。在地下室的施工设计中应该要对地下室进行水压的检验，测试其是否超过地下室部分的恒载。在验算过程中选取的各种系数，恒载分项系数应该为0.9，水的分项系数应该为1.0。如果验算出来的结果不能够满足地下室抗浮的需要，可以采用抗拨桩来抵抗地下室水的浮力。
六、结语
总之，工程的地下室结构设计涉及到了很多内容，影响因素也比较复杂。因此，设计人员必须要具有较高的专业知识和丰富的实践经验，在设计的过程中掌握工程要点，全面考虑，合理设计，只有这样才能保证地下室的结构设计更加安全、适应。
参考文献
[1]汪佐 建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J]中国民居2010(12)
[2]郭建华 浅析建筑工程地下室结构施工技术[J]中国城市建设理论研究2012(7)
