抗震设计的民用建筑论文范文第1篇
1 建筑结构抗震设计中的重点问题
1.1 结构体系的选择
在建筑结构设计中,结构体系的选择是一项非常关键性的内容,它直接关系着建筑结构的安全性。但目前我国在建筑结构体系的选择中尚存在着一些问题,例如经常选用一些不合理的结构体系,从而影响到了整体建筑质量,导致建筑结构无法有效抵抗地震的来袭。若想合理选择建筑结构体系,就必须要遵循以下两点要求:第一,在绘制结构设计图纸之时,必须要绘制具有明确计算的图纸,同时在设计结构体系之时要将主要受力点放在主梁上,以使垂直重力可以在最短时间和路径内传输到达,以及还应合理布置内部结构,在确保竖向构件压应力均匀的基础上进行竖向构件内部机构布置;第二,要保证结构体系的强度达到相关要求,加强对结构中薄弱部位的抗震设计强度,并对各个节点进行完整构造,尽可能地分散房梁与房柱顶端的塑性,以提升建筑结构的整体抗震性能。
1.2 抗震场地的选择
一般建筑物的抗震性能与其抗震设计具有直接的关系,而为了保障抗震性能,应当尽可能地选择在那些有利于抗震设计的场地进行施工建设,同时尽量避开不利于抗震设计的场地。例如,某些地方的土地性质比较液化、软化以及地质元素分布十分不均,当地震发生后非常容易发生地裂或地表错动等情况,这样的地段就是不宜进行抗震设计的。而如果因为现实因素而切实无法避开这些地段时,则应当在施工设计初期就对其做好抗震设计,加强其强度。再者,还有一些地方比较容易发生滑坡,对此也应当要先采取科学合理的措施建造好地表。另外,当必须在一些粘性土质较多的区域进行施工建设时,还需要先对地基进行加固处理,做好桩基工程。
1.3 建筑平面的布置
在建筑结构设计过程中,必须要严格满足抗震理念及相关设计规范要求。通常情况下,当建筑平面不规则时,应当要采用空间结构计算模型。我国大部分的建筑都是左右对称的,这非常有利于抗震设计。通过对称性原则,能够使建筑物在遇上地震时发挥出更好的抗震作用,因为地震的巨大冲击力往往会把建筑分配至两端,而此时两端的抗震装置就会充分发挥出其作用。因此,在对建筑结构进行平面设计之时,应当要充分运用对称性原则,保证平面设计的规则性。
2 建筑结构抗震设计的有效措施
2.1 采用特殊的材料进行地基隔震处理
基础隔震对于建筑结构的抗震设计来说十分重要,这是一种通过对建筑基础进行特殊处理以减缓其所受到的地震作用的手段。一般情况下,可以在建筑基础上交替铺设几层砂子和粘土,以达到抗震效果。其次,还可以通过在建筑基础上安装垫层并采用特殊材料进行施工处理来减少地震对建筑物的危害。另外,近年来行业内还研发出了一种采用沥青对建筑地基进行隔震处理的方法,也可以有效提高建筑结构的抗震性能。
2.2 加强对建筑层间的隔震处理
在建筑工程抗震设计中,采用层间隔震也是一种比较常见的措施,这种抗震方法的优点在于其施工难度较低、工序相对简单。所谓层间隔震,简单来说就是指的在建筑的各楼层之间都隔内设置上一定的减震装置,从而缓解地震能力。然而,与其他隔震方式相比,层间隔震的抗震效果相对较差,通常只能够缓解10%~30%的地震能量。对此,应当进一步加强对建筑层间的隔震处理,积极研发效果更好的层间隔震措施。
2.3 做好建筑结构悬挂隔震处理
悬挂隔震处理也是一种比较常见和有效的建筑结构抗震设计方式,其指的是在设计时将整体或者大部分结构进行悬挂设置,使其成为悬挂式结构。由于地震能量很少会传递给悬挂式结构,因此通过对建筑结构进行悬挂隔震处理,可以有效削减地震对建筑物所带来的影响。最适用于做悬挂隔震处理的是大型钢结构建筑,这种结构一般分为主框架与子框架,子框架通过吊杆、索链等悬挂在主框架上,主框架虽然会随地震发生摇摆,但当地震能量传到子框架上时就已经很小了。
3 结语
综上所述,建筑结构抗震设计中的重点问题是结构体系的选择、抗震场地的选择以及建筑平面的布置,而若想对建筑结构进行有效的抗震设计,则应当采用特殊的材料进行地基隔震处理、加强对建筑层间的隔震处理以及做好建筑结构悬挂隔震处理。
摘要：近几年来,由于我国经济的迅速发展,推动了建筑行业的巨大进步,加之城市化进程的加快,使得各类建筑工程不断涌现。现代人们由于物质生活水平的提高,对建筑物的要求也在不断提高,尤其越来越关注建筑的安全性问题。地震是引发建筑安全事故的常见因素之一,为了减少地震对建筑所带来的危害,必须要加强建筑结构抗震设计。在建筑结构抗震设计中,有许多需要重点考虑的问题,本文主要针对这些问题进行了探讨分析,并提出了几条有效的抗震设计措施,希望有助于这方面的工作。
关键词：建筑结构,抗震设计,问题,措施
参考文献
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抗震设计的民用建筑论文范文第2篇
摘要： 为了获得混凝土重力坝在强地震动作用下的损伤情况，基于耐震时程法提出了一种损伤指标分析方法。耐震时程分析（ETA）法表征了耐震时程与峰值加速度的线性增长关系，可以获得坝体在不同峰值加速度下的动力响应。依据耐震时程分析法的基本理论，合成了一组耐震时程加速度曲线;建立KOYNA混凝土重力坝有限元模型，以耐震时程加速度曲线作为坝体基底输入，通过谐响应分析方法得到了KOYNA混凝土重力坝在ETA激励下响应随峰值加速度变化的频谱曲线;采用坝体顶部中点和下游折坡点作为主要特征点，分析主要特征点的不同指标（位移、应变、加速度响应、固有周期）与耗散能、损伤体积的拟合关系，提出了可以宏观刻画坝体损伤扩展情况的损伤指标——响应频谱差面积。研究结果表明，坝体顶部中点位移频谱差面积和一阶频率的固有周期可以很好地表征坝体的损伤情况，且具有良好的精度，为工程设计提供了可靠的依据。
关键词： 混凝土重力坝; 损伤指标; 耐震时程法; 谐响应分析; 固有周期
引 言
近幾十年来，中国水利事业蓬勃发展，为中国的经济发展和人民的生活提供了保障[1]，然而这些水工建筑物大多建设在地震多发的西部地区，混凝土重力坝在强地震动作用下的响应是一个复杂的问题，大坝抗震稳定安全关系着国家经济以及下游居民生命财产安全，因此，选取合适的指标在坝体发生破坏前评估失事的概率是十分重要的。大坝的抗震安全评价和损伤指标的选取已经成为水工结构工程中不可缺少的一部分。
目前，混凝土坝在地震作用下的动力响应分析技术已经取得了很大的进步，国内外学者广泛关注坝体在强地震作用下的损伤扩展情况，合理地确定坝体基底的地震动输入是确保抗震安全的主要前提[2];在混凝土重力坝安全评估中，采取适当的损伤评价指标衡量结构在地震动作用下的损伤程度可以提前采取措施，减少不必要的损失，因此本文着重研究耐震时程分析法的加速度时程输入以及KOYNA混凝土重力坝在耐震时程加速度曲线下的损伤指标的选取。Estekanchi等[34]首次提出耐震时程分析（ETA）法，基于耐震时程分析法的基本原理合成了耐震时程加速度曲线（ETAs），采用ETA分析坝体结构、钢框架结构的动力响应，并与增量动力分析（IDA）法作对比，验证该方法的合理性;白绍良等[5]对能量研究方法的现状做了综合分析;王振宇等[6]从材料、构件和结构三个方面对国内外建筑结构在地震作用下损伤评估的研究结果进行了总结;邱战洪等[7]提出了脆性动力损伤模型和黏弹性动力损伤破坏模型，并应用两种损伤模型分析了地震动作用下龙滩混凝土重力坝及其岩基的破坏过程;杜成斌等[8]采用建立的动态本构模型对KOYNA混凝土重力坝进行非线性地震响应分析并采用损伤分布指标衡量坝体的破坏程度;杜荣强等[9]分别分析了KOYNA大坝、三峡大坝在地震动作用下的损伤分布情况，提出损伤、应力可以作为混凝土结构的安全评价标准;沈怀至等[10]提出坝体需求能力比、超应力累积持时、损伤因子大小及分布范围，初步建立了一个重力坝地震破坏评价模型，通过KOYNA破坏事例验证了该模型的合理性。
本文提出了基于ETA的损伤指标预测方法，选取具有代表性的震害实例——KOYNA混凝土重力坝实际案例，采用耐震时程分析法合成满足KOYNA混凝土重力坝所在场地波要求的ETAs，分析坝体在不同地震动强度下的动力响应和损伤分布，得到能量耗散、损伤体积等响应结果并作为基本指标;随后，采用谐响应法分析混凝土重力坝的非线性损伤演化过程以及响应的频谱演化历程，提出新的指标——响应频谱差面积衡量结构的损伤程度，并与基本指标作对比，验证指标选取的合理性，为实际工程提供了可靠的依据。
1 耐震时程法
通常情况下，大坝易损性分析采用增量动态分析（IDA）法进行计算。本文采用一种新的加速度时程合成方法——ETA。ETA旨在合成满足一定特性的耐震时程加速度曲线，其具有以下性质：1）随着时间增加，耐震时程加速度曲线峰值加速度逐渐变化且随时间增大;2）不同耐震时程下的反应谱与目标谱成一定比例;基于以上两点特性，耐震时程加速度曲线可以作为不同峰值加速度下的加速度时程输入，能够了解坝体从弱强度到强地震动强度下的响应变化情况，不需要经过大量调幅计算，对于大型混凝土坝结构有较为明显的优势。
采用的加速度时程为ETA时程，用ETA方法表征了不同峰值加速度，得到了坝体在不同峰值加速度下的动力响应与损伤信息。ETA不是真实的地震动，在本文对KOYNA坝施加的ETA时程中，05 s表征了0.15g峰值加速度;010 s表征了0.3g峰值加速度;015 s表征了0.45g峰值加速度;020 s表征了0.6g的峰值加速度。通过一条ETA时程进行分析，表示了不同峰值加速度下的坝体的响应，在不同时刻（对应不同峰值加速度）对应不同的损伤分布与响应信息。
耐震时程法具有两方面的特性，其一是峰值加速度随时间持续增加，其二是不同时程下的反应谱与标准反应谱成倍数关系，也就是说，耐震时程法的峰值加速度是与ETA的时刻有关的，一条ETA时程包含了许多条反应谱特性。对于传统时程分析法，需要反复调幅生成地震动进行非线性时程分析，计算量大。通过图1可以看出增量动态分析（IDA）法与耐震时程分析（ETA）法的不同，耐震时程法的优点在于不同时刻对应不同峰值加速度，可以得到不同峰值加速度下的动力响应且计算量小，便于分析。
2 基于ETA法的谐响应分析
由于ETA法生成的耐震时程加速度曲线具有随时间增大的特性，且任一时间的反应谱与目标谱成倍数放大关系，本文利用此方法的良好性质，采用KOYNA混凝土重力坝模型进行动力分析和谐响应分析，得到坝体在不同峰值加速度（ETAs）下的动力响应，从而得到不同时程下的损伤扩展情况，以及不同指标的时程曲线，具体步骤如下：
1）建立如图2所示的有限元模型，对坝体施加自重、静水压力、动水压力以及ETA时程，进行动力分析，得到坝体在以上荷载下的动力响应;
2）选取模型输出响应塑性耗散能、损伤耗散能作为能量损伤指标[1114]，通过单元中心损伤值和单元面积计算损伤体积（相当于坝体厚度为1），选取单元中心损伤值0.7作为基准损伤值，得到基准损伤体积，通过以上得到了4种损伤指标，即塑性耗散能、损伤耗散能、损伤体积、基准损伤体积4种指标;
3）KOYNA混凝土重力坝基底输入为ETA时程，采用ETA时程进行计算，得到不同时刻下的损伤因子与响应，输出ETA不同时程（对应不同峰值加速度）下的损伤响应结果，将折减后的弹性模量付给对应的单元，得到具有损伤的单元特性;
4）采用ANSYS有限元分析软件进行谐响应分析[14] ，计算坝体顶部中心点和下游折坡处的水平向位移、水平向应变、主拉应变、Von Mises应变、水平向加速度频谱曲线，得到了具有不同峰值加速度损伤分布特性的频谱响应;
5）通过分析得出不同时刻与初始时刻下的频谱响应指标的频谱差面积作为损伤指标，以及不同时程下的1阶固有频率，得出位移、应变、加速度等指标与固有频率随耐震时程的变化曲线;
6）将以上损伤指标（水平位移频谱差面积、X向应变频谱差面积、主拉应变频谱差面积、Von Mises应变频谱差面积、水平加速度频谱差面积、固有周期）归一化，使其处于01之间，并将塑性耗散能、损伤耗散能、损伤体积、基准损伤体积4种指标归一化，比较位移、应变、加速度、固有周期等6种指标与4种响应指标的拟合情况。
通过以上步骤，采用ETA法与谐响应分析法相结合，可以有效地获取坝体在不同峰值加速度下响应的频谱时程曲线以及不同时刻下的频谱差面积演化过程，从而获得坝体结构损伤指标的对应关系。
3 数值分析
KOYNA混凝土重力坝是在地震作用下遭到破坏的典型案例之一，国内外许多学者都在原有地震动基础上进行了深入的研究，对其破坏形态以及坝体损伤裂缝扩展情况都有一定的了解，因此具有一定的代表性[812]。KOYNA混凝土重力坝坝体高度103 m，坝顶宽度14.8 m，坝底宽度70 m，坝体高度66.5 m处下游坡面折坡。为了提高计算精度，更好地观察坝体损伤扩展情况，文章采用坝体下游折坡处和坝踵处网格加密的有限元模型，坝体有限元模型示意图如图2所示。材料参数如下：混凝土弹性模量为31 GPa，泊松比0.2，密度2643 kg/m3，膨胀角36.31°，初始压缩屈服应力13 MPa，抗压强度24.1 MPa，初始抗拉强度2.9 MPa，断裂能为200 N/m，瑞利阻尼系数α=0，β=0.00323，本构关系采用混凝土塑性本构模型。坝体受到的荷载有自重、静水压力、动水压力以及ETA加速度时程，其中静水压力的静水位为91.75 m，动水压力按照Westergaard附加质量形式加载，采用附加质量的形式模拟不可压缩水体对结构的动水压力，通过此种方法模拟流固耦合的作用。在坝体顶部以1000 N为幅值，在05 Hz频域内加载谐波载荷（如图2所示），进行谐响应分析。
3.1 加速度时程输入
KOYNA混凝土重力坝在水平向峰值加速度为0.474g，竖直向地震动峰值加速度为0.312g下发生损伤，下游折坡处出现裂缝并发生漏水现象。本文采用KOYNA水平向和竖直向地震动生成场地谱，采用场地谱合成一组20 s的耐震时程加速度曲线，地震动时间间隔为0.01 s，其水平向、竖直向峰值加速度分别为0.6g，0.4g，图3为合成的一组ETAs时程曲线。
通过公式（3）可以看出，ETA时程的优化过程需要对不同耐震时程、不同周期下的反应谱进行优化，由于ETA持续时间为20 s，时间间隔为0.01 s，则需要优化2000个点，工作量大、计算时间十分长，为了增加工作效率，文章采用05，010，015，020 s共4个时间段下的反应谱拟合，拟合关系如图4所示。
通过图4可以看出，ETAs时程曲线在05，010，015，020 s 4个时间下的反应谱与目标反应谱有着十分好的拟合关系，在上升段以及平稳段，无明显波动，与目标反应谱基本重合;长周期下，在目标反应谱周围有较小波动。此方法生成的ETAs即满足随时间强度增大，又满足不同时刻的ETAs反应谱与目标反应谱有着良好的拟合关系，因此，此ETAs满足要求，且具有良好的精度要求。
3.2 动力损伤分析
混凝土在地震动作用下的破坏过程是内部细小裂缝萌生、扩展、贯通直至失稳的过程，采用损伤力学研究混凝土的动态破坏行为已经逐渐被广大学者所接受[8]。混凝土材料在拉应力小于抗拉强度下，处于线弹性状态;当拉应力大于抗拉强度时，材料出现非线性行为，即出现软化阶段，采用弹性模量的折减表征损伤，即如下式所示
（4）式中 d为損伤因子，E为损伤后的弹性模量（有效弹性模量），E0为混凝土未损伤的弹性模量（初始弹性模量），损伤因子介于0，1之间，处于0时代表坝体未出现损伤，即有效弹性模量与初始弹性模量相等;处于1时代表坝体完全损伤，即有效弹性模量为0。ABAQUS软件里面的混凝土弹塑性损伤本构迭代过程如图5所示。
本文采用KOYNA混凝土重力坝有限元模型，分析结构在自重、静水压力、动水压力、ETA时程下的损伤情况，图6为不同时刻的损伤分布图（和振动台实验结果[13]相似），分别对应不同峰值加速度。通过ETA法计算，不同时刻对应不同峰值加速度，即得到了不同时刻下的损伤因子与分布，计算出坝体损伤后的弹性模量，将损伤后的弹性模量利用ANSYS有限元分析软件付给每个单元，得到具有损伤的单元特性，对KOYNA混凝土重力坝进行谐响应分析，可以得到不同峰值加速度下的坝体损伤条件的频谱信息与响应。
通过圖6可以看出，随着时间增加，混凝土重力坝的损伤逐渐加剧，裂缝逐渐扩展。在6 s时刻，坝体下游折坡处和坝踵处开始出现损伤;814 s时间内，坝体下游折坡处的裂缝逐渐扩展，14 s时，下游折处的裂缝已经贯穿;1620 s，裂缝扩展情况十分剧烈，坝头出现许多条贯穿型裂缝，坝体损伤情况十分严重，此时坝体已经完全失效，损伤分布位置与KOYNA重力坝实际损伤情况相同，验证了模型以及方法的合理性。
选取合适的响应指标是评估坝体损伤的重要依据，文[11]采用局部能耗作为权重进行加权处理得到整体损伤指数评价坝体的损伤程度;文[14]采用包含能量特性的损伤指标评价结构的损伤程度。因此，坝体结构的能量耗散值可以在一定范围内反映坝体的损伤情况，选取塑性耗散能、损伤耗散能、损伤体积作为响应指标，损伤体积选取原损伤体积和基准损伤体积（损伤临界值为0.7）。
能量曲线的物理意义以及求解思想如图7所示。
可通过ABAQUS有限元分析软件自动输出结果。分析坝体在ETAs下全过程的动力响应，选取以上4种动力响应作为评价坝体损伤程度的指标，图8为4种响应指标的时程曲线。
3.3 指标演化分析
由于结构的能量指标、损伤体积指标只能通过有限元模拟得到，不能观测出来，文献[15]提出压电传感技术损伤健康指数，文献[16]采用峰值位移指标，文献[17]建立了地震动加速度参数与损伤指标之间的关系。基于以上指标的选取，本文选取位移、应变以及加速度频谱曲线这些可以通过传感器测量出来的量作为损伤指标进行损伤评价，并与能量、损伤体积指标做比较，提出新的物理指标来衡量坝体结构的损伤情况。在得到结构动力响应的基础上，文章选取两个主要特征点，即坝体顶部中点和下游折坡处，分别分析两个主要特征点的水平向位移、水平向应变、主拉应变、Von Mises应变、水平向加速度频谱随时间的演化过程如图9，10所示。
通过图9，10可以看出，随着时间的推移，频谱响应峰值逐渐向频率较小的一方移动，且峰值逐渐增加，这意味着随着时间的增大，ETA峰值加速度逐渐增加，坝体受到损伤的程度也在加剧，因此响应频谱曲线可以反映结构在ETA加速度时程下的损伤程度。4 新指标——频谱差面积
通过以上分析，文章提出新的指标即频谱差面积用于评价结构的损伤情况，频谱差面积是指不同时程下的响应与初始时程（0 s）在频率空间下响应的差的面积，如图11所示。阴影部分即为频谱差面积指标。
从其含义中可以了解到，在ETA加速度时程作用下，随着时间增加，坝体损伤逐渐增大，响应逐渐向左移动且峰值逐渐增加，则频谱差面积也随之增加。因此频谱差面积指标是评价结构在ETA加速度时程下损伤程度的有效指标。为了验证哪种指标评价结构的损伤程度较好，将响应的频谱差面积与能量、损伤体积指标归一化，使其处于01之间，比较新指标的拟合程度。图12为坝体顶部中点响应指标归一化时程曲线，图13为下游折坡处响应指标归一化时程曲线。
分别比较图12，13中的时程曲线，在坝顶中点处，水平向位移和固有周期与能量、损伤体积拟合关系好，水平向应变、主拉应变、Von Mises应变以及加速度指标有一定的安全裕度;下游折坡处，固有周期与耗散能、损伤体积拟合关系好，水平向位移频谱差面积指标保守地估计了结构的损伤状态。因此，通过以上分析，固有周期和顶部中点水平向位移频谱差面积指标可以表征损伤体积变化、塑性耗散能以及损伤耗散能，其中，固有周期效果最好，顶部中点水平向位移频谱差面积指标偏保守。
5 结 论
本文基于耐震时程分析法的基本原理，由KOYNA地震动反演得到反应谱，合成了一组ETAs时程。采用KOYNA混凝土重力坝典型震害实例进行有限元模拟，分析了KOYNA坝在ETAs（不同峰值加速度）作用下的损伤情况，并选取塑性耗散、损伤耗散能、损伤体积以及基准损伤体积作为基本指标，其中KOYNA大坝的损伤情况与实际震害裂缝位置一致，验证了该方法的合理性;采用ANSYS进行谐响应分析，模拟坝体在荷载下的振动情况，得出顶部中点、下游折坡处的水平向位移、水平向应变、主拉应变、Von Mises应变以及水平向加速度频谱演化三维曲面和固有周期时程曲线，经过分析得到并提出新的损伤指标——响应频谱差面积以及一阶频率的固有周期，并将以上6种指标与基本指标做比较。结果表明，一阶频率的固有周期和顶部中点位移频谱差面积能够表征损伤体积、塑性耗散能、损伤耗散能的变化，其中，固有周期效果最好，顶部中点位移频谱差面积指标偏于保守，与能量、损伤体积指标有一定的等价性。
文章提取了损伤因子，得到了各单元拉损伤后的弹性模量进行谐响应分析，忽略了塑性及压损伤对于结构响应的影响，方法存在一定的局限性，有待进一步研究。
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Key words： concrete gravity dam; damage factor; endurance time method; harmonic response analysis; natural period
作者簡介： 徐 强（1982），男，副教授。Email： xuqiang528826@dlut.edu.cn
通讯作者： 徐舒桐（1994），女，硕士研究生。Email： xushutong@mail.dlut.edu.cnZ ··y^
抗震设计的民用建筑论文范文第3篇
摘 要：文章論述了建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用，指明建筑设计是建筑抗震设计的重点。在进行建筑设计时，是否加入了对抗震要求的考虑，会直接对建筑物的抗震能力造成影响。建筑要实现抗震能力，需要结构设计同建筑设计的共同配合和相互合作才能实现。文中提出了在建筑设计中存在的抗震设计问题。并结合震害，提出了建筑的竖向和平面布置中刚度与质量分布均匀、建筑体型简单对称对建筑抗震的重要性。优秀的建筑抗震设计，必须要结构设计同建筑设计相互配合，共同考虑抗震设计，所以建筑设计在建筑抗震设计中具有重要作用。
关键词：建筑设计；抗震设计；重要性
1 地震的基本概念
众所周知，地球上的一切物体都处于运动的状态，地球表层的地壳也是如此。地震是因为地壳岩层局部破裂而引起的一种震动，是地壳构造运动的结果或表现形式。如同括打雷闪电一样，地震是一种自然现象。当局部岩层塌陷、地下某处岩石的破裂或者火山爆发发出震动，并通过波动的形式传到地表，引起地面的震动摇晃，这种自然现象就是地震。三级以下的地震每年发生很多次，但它们很难被察觉，并且对社会的工程实施和人类的生命安全没有危害。五到六级的破坏性地震每年大约发生一百多次，七级以上会对人类生命安全和社会的工程造成严重破坏的大地震每年平均发生十几次。发生在辽阔的海洋里或人烟稀少的地区的大地震不会造成太大的损失，但是发生在人口稠密地区的大地震会造成毁灭性伤害。
我国地大物博、幅员辽阔，世界上的三大地震带：环太平洋地震带、欧亚地震带和海岭地震带中有两个地震带，欧亚地震带和环太平洋地震带都延伸到了我国的境内，我国大陆处在太平洋板块和印度板块的挤压之中，所以，我国是一个地震多发的国家，历史上我国曾多次发生强烈地震，造成了严重的损失。如1976年7月28日的唐山大地震，震级为7.8级，造成死亡24.2万人，伤16万人，经济损失数百亿元。2008年5月12日的汶川大地震，震级为8级，造成死亡6.92万人，伤37.46万人，经济损失达到数千亿人民币。
2 建筑设计在建筑抗震设计中要考虑到的问题
2.1 建筑体型设计问题
建筑体型包括建筑的立体空间形状和平面形状的设计。许多地震灾害表明，在地震中，许多平面形状复杂的建筑，比如平面上的侧翼的过多悬空、外凸和凹进、布置不对称的侧翼等建筑，都遭到了或多或少的破坏。唐山地震和海城地震中有不少这样的案例。平面形状简单的建，在地震中都没有被严重破坏，甚至个别建筑还能保持完好。沿高度立体空间形状上的不规则、复杂，比如超出屋面建筑部分的高度过高、相邻单元的高差过大，这些沿高度立体空间的不规则形状会使建筑物在地震时被破坏，尤其是在建筑物的结构刚度变化较大的部位容易被破坏。因此，在建筑体型的设计中，应该尽量保持建筑物的形状规则、简单。圆形、扇形、方形等在平面形状上都是比较好的体型，能有效实现抗震。在建筑设计时最好少不规则的体形，比如外凸和内凹，过长的伸翼，不对称的侧翼等，在体型布置上，尽可能均匀分布建筑物的结构质量和刚度，避免因为刚度和质量的不对称而引在地震时建筑物发生不利于抗震的扭转反应。在高层建筑的建筑设计中，复杂的建筑体型在所难免，因为建筑物也需要创意和立面美观，不过在进行建筑设计时一定要注意结合建筑功能、建筑抗震和建筑艺术，切忌顾此失彼。
2.2 建筑竖向布置的设计问题
在建筑设计中，建筑的竖向布置设计问题主要表现为建筑物沿竖向建筑结构的刚度和质量分布设计。在民用建筑和工业建筑中中，不管是多层建筑还是单层建筑和多层都存在这些设计问题，这些问题在高层建筑、超高层建筑中表现得更加突出突出。由于建筑要求不同的使用功能，比如：建筑物的底层是商场，建筑上要求空间大、柱距大，而高层的楼层是布置多样化的公寓居室或写字楼，开间较大，前者主要以墙为主，柱很少，而后者则是设柱多，墙很少。有的建筑在布置上还设有设有展厅、大会议厅、大厅、餐厅、游泳池、健身房等等，由于不同的建筑使用功能，形成了建筑物沿高度分布的刚度和质量的不协调、不均匀。尤其是上下相邻楼层的刚度和质量相差过大形成突变。在刚度最差的楼层成了抗震能力不足、对抗震极为不利的在地震中变形会很大的薄弱楼层。在建筑设计中必须高度重视建筑竖向布置的设计问题。
2.3 建筑设计的平面布置设计
在建筑设计中，建筑物的平面布置设计是其重要的组成部分，是对建筑物的要求与使用功能的直接反应。比如房间的布局与数量、楼梯和电梯井的位置、柱子之间的距离、内墙布置、空间布置等方面，都是在建筑设计的平面布置设计中确定下来的。由于建筑物不同楼层有不同的使用功能，每个楼层的布置会有很大的不同。在进行建筑平面多样化布置的多同时需要考虑结构抗震要求的问题。尤其是建筑平面上的柱与墙体分布不对称、墙体的布置不对称，会造成建筑结构刚度与质量在分布的缺乏协调与对称，在地震时建筑物会产生扭转地震作用不利于抗震。
建筑平面布置设计对建筑抗震设计影响很大，要尽可能使建筑结构的刚度和质量分布协调均匀，避免产生扭转地震作用。在要均匀对称地布置墙体，在抗震墙的布置上要结合结构抗震的要求，质量和刚度很大的楼要居中布置电梯井筒避免产生扭转地震作用。建筑平面布置设计上尽可能要使建筑结构抗震要求和建筑功能要求融为一体，充分发挥建筑设计在建筑抗震设计中的作用。
3 结语
总而言之，建筑设计在建筑抗震设计中具有重要作用，二者之间有着密不可分的关系。建筑设计对建筑的抗震起基础作用，对建筑的抗震设计至关重要。好的建筑抗震设计，建立在结合结构设计与建筑设计，一起考虑建筑抗震设计的基础上。所以，要重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用，让建筑设计在建筑抗震设计中发挥其应有的作用。
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作者简介：廖建，四川资中县人，四川交通职业技术学院讲师，工程硕士，主要从事建筑工程专业教学与科研工作，研究方向：建筑设计、力学、施工、抗震。
抗震设计的民用建筑论文范文第4篇
【摘 要】建筑结构抗震分析与设计的重要技术政策是经济与安全关系。以发展的眼光来看，以我国高层建筑抗震设计的现有状况为基础，结合国际高层建筑抗震设计的发展趋势，文章分析其设计问题，探讨其设计方法。
【关键词】高层建筑结构抗震；现状；设计
引言
建筑结构的抗震设计是属于结构设计中的概念设计，能够在概念设计中清晰的表达。为了更好的做好建筑结构的抗震设计，在设计之前需要精确的掌控灾害能量的最大输入，结构体系，建筑结构的类型，刚度分布等相关问题。
一、建筑结构抗震设计的要点
地震的影响范围一般情况下都很大，一定区域内的建筑物都会受到一定的破坏。所以建筑物场所的选择对于结构的抗震设计及其总要。在选择建筑场地时要注意以下几个方面：地质结构坚硬、避开有较大坡度的山脚，周围地势开阔和避免地震多发地带。在结构的抗震结构设计中对于建筑物的高度有一定的规定和标准。因此建筑物的高度要严格按照国家标准设计。在一些地震多发地区，不仅仅要设计合理科学，还要注重建筑材料的性能。通常情况下，不同高度的建筑对于建筑材料也有一定的要求。一般都采用不同规格的钢筋混凝土结构。同时，为了提高结构的抗震性，在建筑结构抗震设计中，需要减小柱的轴压比，增大柱的截面尺寸。从抗震设计的科学角度来讲，减小柱轴压比主要是为了使柱子处于大偏心受压状态，从而避免这样的情况发生比如：纵向受力钢筋未达到受拉屈服但混凝土却被压碎。在建筑的抗震设计时，很多专家认为应该会提高建筑物抗震设计的等级。这主要是考虑到我国是地震多发国家。大型地震容易出现重现。或是50年，或是200年。建筑的抗震设计还存在一些其他的问题，比如在选择结构体系选型时，尽量可以采取承载能力高、延展性好和充足耗能性能的体系，主要是为了在地震发生时，建筑结构能够有足够的抗倒塌能力。同时在结构的刚性和强度方面要水平方向和竖直方向均匀分布。防止出现局部结构出现问题导致整体结构的倒塌。
二、分析结构抗震设计过程中存在各种弊端
（一）不能对建筑的高度进行有效的控制。在我国现阶段实施的有关规定中，针对比较常见的各种建筑结构体系规定了一了最大的适合高度。这个适合高度是与我国现阶段的经济发展、建筑研究以及施工技术的水平相符合的，其安全性和可靠性较高。在进行超高限建筑物的建设时，应该以科学严谨的态度为基础，因为超高限建筑物在地震力的影响下，可以改变其变形破坏性态，在增加建筑物高度的同时，很多影响因素都会随之发生质变，也就是指某些参数会超出有关规范的要求范围。
（二）无法避免建筑结构方面的弊端。在地震多发地区，对建筑材料或结构体系的选择方法和方式正在逐渐走入人们的关注视线。我国超过150米的建筑均采用框一筒、筒中筒以及框架一支撑这三种建筑结构体系。我国建筑材料大多数是由钢筋混凝土及混合结构构成，其主要结构是钢筋混凝土核心筒，变形控制基准是钢筋混凝土结构的位移限制。然而，由于其弯曲变形的侧移过大，仅仅依靠刚度很小的钢框架的配合协同工作对侧移进行减小操作，在加大钢结构负担的同时，所产生的效果也不理想，而且偶尔还会发生被迫增大混凝土筒刚度或是设置伸臂结构的情况，只有这样才会形成与规范侧移限值相符合的加强层。因此，对进行建筑材料或是结构体系的选择时，持严谨慎重的态度，能够为高层建筑抗震分析与设计提供重要的有利帮助。
（三）建筑结构的抗震措施技术落后。现阶段，我国的很多学者专家提出了有必要在新形势、新时代的背景下，对建筑抗震的设计原则和措施进行重新的审核的问题。我国建筑抗震标准低的最根本原因是国家财力物力的有限。在我国建筑结构抗震的设计中，不仅制定的标准要低与国际标准，而且在抗震计算、规定安全性的构造以及保证抗震延性的要求方面，都要落后于国外。建筑结构失效带来的损失随着社会经济的增长而不断加大，再加上结构造价比例在整个投资中出现下降现象，而有人因此提出了在设防烈度下弹性设计建筑结构的问题，尤其是在高烈度地区，对应用抗震结构和措施来促使结构安全性的提高提出了更进一步严格要求。
三、建筑抗震设计分析方法
（一）计算控制好轴向的承受力
对于一些层数比较低的建筑，其建筑的结构设计中可以简化对轴向的承受力的计算。在进行这样的建筑设计时，一般只要对建筑的弯矩受力进行考虑就可以，因为其轴力在该建筑中的作用不是很大。但是，对于高层建筑的情况就不同了，尤其注意在建筑结构设计中对轴向的承受力的计算和控制。高层建筑物一般其高度都是比较高的，所以所需的轴向的承受力也相应的增加，同时因为高度的增加而导致的轴向会更容易出现变形的情况，因此对轴向的承受力的设计更是要严格的把控。因为建筑的高度，从而导致了轴向力变大和负弯矩值减小，那么对下料的长度也会有影响。所以必须对建筑的轴向承受力进行精确的计算，然后做合适的调整，才能保证建筑的结构设计的完整和安全性。
（二）重视水平和侧移方面的设计
对于建筑的水平的承载力的设计和侧移的设计，是建筑结构设计中不可忽视的一部分。在现在建筑结构设计中，一般建筑要重视垂直方向的轴向承受力，而在高层建筑中会更加重视水平承载力。因此，在进行建筑的结构设计中，特别是对高层建筑的建造，，一定注重对其水平的承载力进行精密的计算。同时因为高度的关系也影响到侧移的大小，因此对结构侧移的设计直接关系到建筑的稳固性。随着建筑高度的不断的增加，在进行建筑结构设计时要保证结构的强度和抗侧移的能力，即使发生侧移，也能在可控范围内。因此，必须注重对建筑结构的水平和侧移的承受力，才能保证建筑的安全性。
（三）隔震和消能减震设计
有些高层建筑对于抗震的要求较为严格，除了要实现一般的抗震效果外，还有保证隔振、消能等方面的需求。因此，为了达到这些效果，首先，从场地与地基的角度来看，应该选择具有较高密实度的地基，因为高密实度的地基，可以减轻地震发生时所产生的能量给建筑造成的破坏，降低共振发生几率。对于不同建筑，其所要求的隔振系数有所不同，因此，在进行建筑结构设计时，一定要具体问题具体分析，选择相应的隔震支座，并且，也要考虑因风力所给建筑带来的负荷。对于隔振、消能方面的建筑构件的选择上，尽量采用延性好的材料，使建筑受地震能力带来的破坏降低。
（五）以位移为基础的抗震结构设计
在我国现阶段的抗震结构建设中，其设计过程是以承载力为基础的。在位移基础上对结构抗震进行的设计，是在二十世纪九十年代中期提出的，这是一种实现在功能基础上进行抗震设计的重要环节。根据抗震结构设计要求应该采用定量分析方法，此方法可以使结构变形能力符合预期地震作用下的变形要求。实现这一抗震设计，首先需要对简单结构的构件变形和配筋的关系进行详细分析和研究，并能根据变形要求来完成对构件的设计，然后在整个抗震结构进入弹塑性后，对构件与其变形的关系进行分析与研究，此时就需要运用二阶段抗震结构设计方法来进行设计，此设计方法为结构抗震设计的未来发展道路指明了一个新的方向。
结语
综上所述，虽然建筑的抗震设计和抗连续倒塌设计存在一定的相同点。但是不能够完全被取代，只是高度的结构抗震设计会提高建筑抗连续倒塌性能，要考虑的问题是复杂且多样，因此必须对所有必要的问题都要给予考虑，才能保证建筑的安全性。
参考文献：
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抗震设计的民用建筑论文范文第5篇
【摘 要】目前钢筋混凝土结构在我国新建建筑中仍占有很大比例，随着近年来地震频发，人们越来越关注结构的抗震性能化设计，然而受制于经济性、使用性能和对地震作用定量研究的深度等因素，现阶段的结构设计仍以结构“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准为设计目标，这就对建筑的延性设计提出了更高的要求。本文从材料的延性着手，在截面、构件、结构的延性等方面进行总结，提出了延性设计的一些思路。
【关键词】混凝土结构；结构设计；延性
地震是一种自然现象，它的特点是短暂突发，数值大，以地震波的形式存在，人们往往无法进行准确及时的预报。因此，常给人类造成巨大的经济损失和人员伤亡。最初人们通过加强结构构件的承载力来抵抗地震带来的伤害，但这样的做法一来极不经济，二来使得建筑的使用性、舒适性很差，三由于地震强度不确定性并不能完全实现“抗震”。因此人们开始关注延性这一材料所具有的自然属性，以期满足建筑使用性能的同时实现建筑的抗倒塌性。
1、材料的延性
延性是一种物理特性，其所指的是，材料在受力而产生破坏之前的塑性变形能力。目前我国使用的建筑材料主要为混凝土和钢材。混凝土是由胶凝材料，颗粒状集料（也称为骨料），水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点，但是其延性性能较差，在破坏前无明显变形或其它预兆，因此无法单独做为建筑材料。钢材具有很好的延性，在冲击和振动荷载作用下，能够吸收较大的能量，同时能产生一定的变形而不致破坏，是优良的建筑材料，价格是现阶段影响其使用范围的主要因素。
在钢筋混凝土结构中，钢材主要的应用形式为钢筋、钢骨、钢管等，其作用是，通过合理的配置使得混凝土材料的延性得以改善，并充分发挥各自的优点。从大量的试验中，人们发现虽然混凝土材料本质上是脆性材料，但在三向约束的条件下，其表现出了较好的延性，目前结构设计上主要通过钢筋，钢管对混凝土的有效环向约束，使得混凝土材料具有了较好的延性。
图一 约束混凝土与无约束混凝土的比较
从图一中可以明显看出，有约束混凝土的延性比无约束混凝土有了极大的提高，使得我们可以在建筑中更好的使用混凝土这一廉价人工石材。
2、截面的延性
针对钢筋混凝土构件截面承载力的计算，目前基本建立在“平截面假定”的基础上，截面的延性主要取决于混凝土受压区高度以及纵筋配筋量是否合理，而这两者是互相影响的。简单来说当截面有较好的延性时，混凝土的受压区不应太大，破坏始于受拉钢筋的屈服，在受拉钢筋应力达到屈服强度时，混凝土受压区的应力峰值未达到极限值，因此并未破坏，此时由于钢筋屈服，因此变形很大，而承载力下降不多甚至还由于受压区范围的增加而小幅增加，从而表现出很好的延性。而对于柱体现在控制轴压比，从而控制受压区高度，并通过纵筋的最小、最大配筋率控制合理的配筋量，从而实现截面的延性。
3、构件的延性
梁、柱、墙是结构设计中常用的构件，它们的延性是如何实现的呢？
3.1梁的延性
梁作为建筑最常用到的水平构件，其延性的好坏对建筑的抗震性能有直接的影响。梁是水平构件，地震中即使发生破坏，也只是局部楼盖的问题，不会造成结构的整体破坏，因此设计师希望地震来时梁发生延性破坏，出现梁铰，吸收地震力，提供足够的转动能力，以局部破坏换取整体的相对完整。
梁可以看成是若干个截面构成的，因此受压区高度仍然是延性的重要控制指标。同时梁除了承受弯矩，还有剪力和扭矩的作用，而这两种作用对梁破坏往往是脆性破坏，其破坏过程没有任何较大的变形。对此规范主要采取了构造要求，控制剪扭的最小截面，并通过配置箍筋增加梁的抗剪、抗扭承载力，使其“破坏”只发生在“弯曲破坏”之后，同时楼板也会对梁的抗剪以及抗扭提供有力的帮助。对于重要的梁，设计中可以通过对混凝土施加较强的约束，来提高延性，就像连梁箍筋的通长加密；应严格控制梁的受压区高度，特别注意梁上开洞造成的梁的受压区截面减少，对梁带来的不利影响；合理采用已有的设计经验，比如在混凝土结构中采用已在钢结构中大量使用的“狗骨头”梁，可以结合梁上开洞，同时解决设备和结构的要求；此外采用劲性混凝土梁也可以大幅度提高梁的延性。
3.2柱的延性
柱作为建筑最常用到的竖向构件，其延性的好坏对建筑的抗震性能有重要的影响。柱式主要的承受竖向荷载的构件，地震中如果破坏就会造成结构的整体破坏，因此应尽量避免框架柱的破坏。
柱的受力较为复杂，通常轴力、剪力、弯矩同时作用，控制轴压比，剪跨比就显得更为重要。通常可采取的方法有：选用合适的混凝土等级，混凝土的延性随着其强度的提高而降低，虽然因为强度提高柱的轴压比有所减低，但同时延性却在下降，选取合适的混凝土强度就很重要，抗震规范表6.3.6建议使用C60以下等级的混凝土。约束混凝土也是提高柱延性的方法之一，可以通过箍筋、钢管（圆形、方形）甚至纤维材料（多用于已有建筑的抗震加固）來实现对混凝土的有效约束，提高混凝土的极限压应变，从而提高变形能力。此时配箍率就是主要的衡量指标，框架柱的延性一般和配箍率成正比。由于柱承受的轴力较大或者建筑隔墙、层高的问题，会出现短柱甚至剪跨比比小于1.5的柱，此时往往通过箍筋加密，设置芯柱解决。
3.3墙的延性
墙也是建筑最常用到的竖向构件，一般作为建筑抗震的第一道防线，其延性的好坏对建筑的抗震性能有重要的影响。影响剪力墙延性的主要参数为剪跨比,也可采用高宽比进行衡量，细高的剪力墙通常（高宽比大于3）往往是具有延性的弯曲破化剪力墙。剪力墙的延性往往通过合理的连梁设置实现，也可以在墙端部设置带钢骨的边缘构件或者墙体内埋钢板获得提高。
4、结构的延性
结构是由若干数量的梁、柱、墙等构件组合而成的，结构的延性受构件延性的影响，但又不是简单地求和。简单来说应该是合理的构件组合，才能有最佳的延性性能。
影响结构延性设计的主要因素为：纵筋的配筋率，箍筋的配箍率，混凝土材料的强度，轴压比，剪跨比。这些也都是影响构件延性的因素。
目前抗震结构多为超静定结构，在地震作用下通过形成塑性铰，大量消耗地震传给建筑物的能量，从而保证建筑的安全，在这一过程中结构变现出来的在较大的变形情况下仍能保持较高承载力的能力就是结构的延性。通常通过“强柱弱梁”、“强剪弱弯”“强节点、强锚固”来实现。
虽然规范通过计算放大，构造加强等措施从理论上实现了“强柱弱梁”，但由于楼板并没有完全参与计算，导致是实际情况并不完全相符，目前采取的措施多为加强框架柱，那么能否在楼板上采取一定的构造，削弱其对梁的影响？这方面应该可以通过更多的研究得到一些有益经验。“强剪弱弯”“强节点、强锚固”都是采取一定的计算和构造措施，相应的推迟剪切破坏以及节点破坏，使其发生在具有延性的弯曲破坏之后，从而实现结构的延性。实际工作中，发现如果合理的进行竖向构件加强，对结构的延性也是有益的，比如在建筑层高变化层的上下一定范围内的楼层，加强其竖向构件的延性，使得变形能力协调和顺。
5、总结
结构设计中的延性设计，本质上就是抗震设计，它更多地表现为概念设计。要求结构工程师从多方面入手，系统的分析，采用合理恰当的方法解决设计中遇到的问题。本文从材料的延性着手，在构件、结构的延性等方面进行总结，提出了延性设计的一些思路。
参考文献
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抗震设计的民用建筑论文范文第6篇
摘 要：桩基础在工程建设当中得到广泛地应用，从安全性上考虑，对群桩承载力的研究尤为重要。结合工程实践经验对桥梁工程中的群桩承载力及抗震设计进行分析探讨，为今后类似工程提供设计、施工及质量控制等参考资料。
关键词：桥梁工程；群桩承载力；抗震性能；分析
文献标识码：A
doi：10.19311/j.cnki.1672 3198.2016.22.098
1 概述
桩基础凭借着其承载力高、受力合理、安全可靠的优点，在基础工程中得到了广泛地应用。鉴于此，对桩基础承载力的研究显得尤为必要。对单桩承载力的确定已经有相对成熟的方法，但是在高层建筑基础设计中经常会用到群桩，由于桩土的相互作用使得群桩对群桩承载力的确定尚需要进一步探讨。尽管群桩由许多单桩组成，然而，群桩特性并不等于所有独立的单桩特性的总和。群桩特性比单桩特性更加复杂，这是由于桩的组合作用、桩群内桩之间相互作用和桩帽效应。例如，桩末端以下的某深度，由单桩加载引起的土压力是没有意义的。然而，在某深度，由于有很大的沉陷，或某支座性能失效，特别是下面是软土层，所有相邻的桩的压应力水平就会提高。通常，由于桩彼此相隔为直径的7至8倍，桩之间相互作用的影响会减弱。基于此，对群桩的轴向和横向承载力及其对应的沉陷和横向挠度及抗震进行了研究。
2 群桩承载力分析
2.1 群桩沉降
单桩的应力水平相当小，然而邻近桩的安装应力能提高桩尖下面的应力水平。增加应力水平对群桩沉降有两种作用。对应影响范围很大的群桩，沉降的幅度必然也大。在一个单桩上加载，此时下面的强压缩层并非处于受力状态，群桩的沉降将是非常大的。计算群桩的沉降常常用群座方法。如果基础底部不是很深的话，群桩可以简化为一个等效的块状伸展的底座基础。根据群桩周边的桩，可绘出等效底座的平面面积。对于柱桩或摩擦桩，其底座底面的假设是不同的。对于柱桩，底座底面位于桩尖附近；对于摩擦桩，底座底面位于桩尖以上全部埋入长度的1/3处。在群桩设计中，常常把等效沉降作为一个重要的参数。
2.2 群桩横向承载力与挠度分析
在横向荷载作用下，群桩的性能是不明确的。根据上节的介绍，群桩横向弯矩承载力大于群桩的全部单桩横向弯矩承载力之和，因为通过桩帽作用，这些桩的轴向抗力形成耦合作用。然而，由于桩之间的相互作用，群桩抵抗横向荷载的承载力，通常小于单桩独自抵抗横向荷载的承载力之和。在横向荷载作用下分析群桩的综合且切实可行的方法。应用有限差分法模拟基础单元的结构性能。通过刚性桩帽，桩与桩连接。根据所有桩的轴向和横向形变，建立力和弯矩的平衡。用一系列固定的、非线性的轴向和横向弹簧表示土反力。
3 抗震设计分析
桥梁深基础的抗震设计是一个重要的问题。设计方法随不同的基础类型而重点有所不同。桥梁深基础的最普通的类型是群桩，它包括沉人桩和现浇钻孔桩，群桩抗震设计至少要满足下面的目标：（1）在横向抗震荷载作用下，求出基础的承载力和挠度；（2）通过对整体桥梁结构的动力分析提供基础刚度参数；（3）抵抗液化作用，以及倾斜和摇晃等地面运动，确保群桩的完整性。
3.1 群桩抗震横向承载力设计
抗震横向承载力设计首先根据基础平面以上的许多附属桥梁结构，估计上部结构的抗震横向力与抗震弯矩、重心位置的加速度和地面加速度强度。此外，施加在桩帽上的抗震力和弯矩如同静力作用，检算每个桩的挠度和最大应力，并与容许设计值比较。由于抗震力是瞬变的自然现象，所以，抗震荷载抗力需要的安全系数小于静载的。规定抗震承载力比静态承载力高出33%值得注意的是，在本质上，以上方法是假静态的。通过忽略桩帽的性能，仅研究上部结构的抗震力和抗震动作用。根据群桩对静态横向荷载的响应，在整个抗震期间，群桩的响应是不同的。当抗震波经过土层时，会引起土层横向运动，因为受力，桩随着周围的介质运动。除极短的桩以外，在任意弯矩作用下，桩帽和桩尖可在不同的方向运动。这种运动导致桩的弯矩和应力增大。根据抗震动的强度和土层特征，对于桩的结构完整性，这种作用比来自上部结构的横向荷载更加危险。大量现场测量及震后调查均证明了桩的最大响应取决于抗震的地面运动。最危险的情况是，土的纵断面由模量较其他层大的刚性层夹着软弱层组成。在这种情况下，靠近软弱层与坚硬层界面的桩截面的局部抗震弯矩应力，几乎高出由来自上部结构的横向抗震荷载引起的弯矩应力。如果现场调查显示的地下土纵断面是这种类型，桥梁会有大的危险，至少用一个易于建立土与桩体系的动力耦合模型的高级计算机程序进行全面的动力分析。
3.2 求解群桩弹性常数
桥梁抗震设计的一个重要的观点是，通过动力分析求解桥梁结构的抗震力和弯矩的大小及分布状态。为了达到这个目的，必须用一个适当的分析模型来研究桥梁的基础特性。在目前的工程设计中，在分析模型中，把桩基础的力—位移关系简化为一个刚度矩阵，或一组可移动和转动的弹簧。弹簧特性取决于群桩里各桩端的刚度和桩的几何形状。根据桩外形尺寸和土纵断面，单桩端部的竖向或横向刚度。通过计算桩端对应单位力的位移，求出这些值。对于许多桥梁基础假设桩帽是刚性的。
3.3 抵抗土液化桩基设计分析
在地震过程中疏松土层产生的液化作用对群桩基础造成很大的危险，在地震期间，土的液化作用对群桩和上部结构的性能是有影响的。抗震强度和可液化的疏松土层的相关位置对引起液化作用有重要意义。如果疏松层靠近地表面，以及抗震强度适中，疏松层液化作用的主要效应是提高基础结构系统的基本周期，引起群桩和上部结构的重要的横向位移。对于高强度抗震，特别是坚硬土层中间夹着疏松层，疏松层的液化作用常常会导致桩产生裂纹和断裂，以及基础完全失去承载力，这样，上部结构就会破坏。
4 结束语
4.1 压实疏松的、可液化的土层
如果疏松层大部分是砂，用石柱通常可得到满意的效果。其他的研究，包括：射流灌浆，深土与水泥灌浆介质拌和，以及在现场可以采用各种振动压实的方法。靠近地表如果有液化可能的土层，有时候，采用全部开挖，用夯实的工程回填土替换也是可行的。
4.2 从周围的土层隔离群桩
通常的做法是安装一些单独的结构类型，例如套装、隔墙、土一拌合桩等，环绕着基础构成一个围墙。本质上，这种处理方法在桩的周围形成一个大型的砌体，同时增大桩的横向刚度和对剪切变形的抵抗力，以及限制桩周围的土的横向位移。在同一基础上，增加桩的数目和增大轮廓尺寸，由此，抵抗液化土层产生的力的横向抗力增大了。
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