時(shí)間：2023-03-22 17:42:36
序論：在您撰寫抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
1.1結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)本工程存在扭轉(zhuǎn)偏大、樓板不連續(xù)、尺寸突變、豎向構(gòu)件不連續(xù)、承載力突變等多項(xiàng)不規(guī)則，屬特殊類型高層建筑。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定的抗震性能目標(biāo)見表1。由表1可知，本工程采用的性能目標(biāo)較高，介于《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3—2010)［2］(簡(jiǎn)稱高規(guī))定義的A，B級(jí)之間，主要原因有兩個(gè)方面:一方面是經(jīng)對(duì)比分析，與B級(jí)目標(biāo)相比較，性能目標(biāo)提高后僅核心筒部分需要增加較少工程造價(jià)，對(duì)于總體造價(jià)而言，增加比例很小的造價(jià)即可滿足性能目標(biāo)要求;另一方面是考慮到結(jié)構(gòu)懸挑比較大，且是乙類建筑，特意提高其性能目標(biāo)。本工程于2012年6月通過廣東省超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查。
1.2結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)及分析地震作用下整個(gè)結(jié)構(gòu)有比較復(fù)雜的反應(yīng)，主要有以下幾個(gè)方面:一是水平和豎向震動(dòng)耦合;二是懸挑端有比較大的豎向震動(dòng)反應(yīng)，導(dǎo)致核心筒遠(yuǎn)離懸挑端一側(cè)混凝土承受拉力;三是水平地震和豎向地震引起的整體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)作用導(dǎo)致結(jié)構(gòu)筒體有比較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。(1)大震作用下懸挑端位移分析大震作用下懸挑端的位移見表2。由表2可知，X向地震作用下，懸挑遠(yuǎn)端Z向位移比較顯著;Y向地震作用下，因結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)造成懸挑遠(yuǎn)端Y向水平位移比較顯著。X向地震作用下，懸挑遠(yuǎn)端Z向位移由框筒部分的剪彎變形(包含繞Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)變形)及懸挑部分自身的豎向彎曲變形組成;Y向地震作用下，懸挑遠(yuǎn)端Y向位移由框筒部分繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)變形和懸挑部分自身的水平彎曲變形組成。(2)小震Y向作用下核心筒的總力矩分析圖6給出了核心筒外筒墻、柱編號(hào)，表3給出了各墻體在Y向小震作用下的剪力及其相對(duì)于核心筒形心點(diǎn)O的力臂。由表3可知，核心筒外筒墻體對(duì)核心筒形心點(diǎn)O的力矩之和為979014kN•m。Y向地震作用為61147kN，等效力臂為979014/61147=16.01m。此巨大力矩將通過內(nèi)藏鋼骨的核心筒傳遞至地下室的核心筒，再傳至基礎(chǔ)。(3)核心筒外筒墻體軸向內(nèi)力分析表4給出了小震、大震作用下核心筒外筒墻體軸向內(nèi)力，其中小震作用考慮恒荷載和活荷載及風(fēng)荷載，大震作用僅考慮恒荷載和活荷載，活荷載均按最不利布置(僅懸挑部分有活荷載)。從表4可看出，小震作用下，墻體Q2，Q5均受壓，墻體Q3受拉，墻體Q1總體是以受壓為主，但其與墻體Q3相連端受拉;在大震作用下，墻體Q1，Q3受拉，墻體Q2在4層以上受壓、在4層及其以下受拉，墻體Q5在5層以上受壓、在5層及其以下受拉。(4)核心筒外筒墻體剪壓比分析圖7給出大震作用下核心筒外筒墻體的剪壓比曲線，其中剪力按照墻體中混凝土和型鋼所能承擔(dān)的比例分配，此處用于計(jì)算剪壓比的剪力為混凝土部分承擔(dān)的剪力。由圖7可見，大震作用下核心筒外筒墻體的剪壓比均小于限值0.18，滿足設(shè)定抗震性能目標(biāo)的要求。圖7核心筒外筒墻體剪壓比曲線(5)懸挑部分豎向地震作用及其收斂分析通過SATWE和ETABS軟件，采用振型分解反應(yīng)譜法與彈性時(shí)程分析法對(duì)比分析了豎向地震作用下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，得到了豎向地震作用下懸挑部分的豎向地震作用系數(shù)(即懸挑部分所承受的總豎向地震力與懸挑部分的重力荷載代表值的比值)。懸挑部分恒荷載總重GDL=58269kN，活荷載總重GLL=7822kN，懸挑部分結(jié)構(gòu)重力荷載代表值GE=GDL+0.5GLL=62180kN，故小震作用下懸挑部分的豎向地震作用系數(shù)α小震=2641kN(小震豎向地震力)×1.25(小震放大倍數(shù))/62180kN=0.053，在大震作用下豎向地震作用系數(shù)為α大震=16145kN(大震豎向地震力)/62180kN=0.260。高規(guī)中并未規(guī)定7度(0.10g)時(shí)的豎向地震作用系數(shù)，但參照高規(guī)插值，可以得到7度(0.10g)時(shí)的豎向地震作用系數(shù)為0.05，本文如不考慮1.25放大系數(shù)，其豎向地震作用系數(shù)僅為0.0424，小于0.05，故在采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算豎向地震作用時(shí)應(yīng)注意其所計(jì)算的豎向地震作用是否達(dá)到高規(guī)規(guī)定值。Z向地震時(shí)程分析所得的豎向剪力平均值與彈性反應(yīng)譜分析所得的豎向剪力之比為2987/3389=0.88。盡管不同位置的構(gòu)件內(nèi)力隨豎向振型參與系數(shù)的變化是不一致的，但是當(dāng)振型參與系數(shù)在15%～90%之間時(shí)，其豎向地震引起的構(gòu)件內(nèi)力增長(zhǎng)非常緩慢，此與高層結(jié)構(gòu)有較大不同。
1.3結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計(jì)措施(1)為提高剪力墻連梁的延性，在連梁中配置型鋼，并加強(qiáng)其腰筋及箍筋配置(配筋率不小于0.4%且不小于計(jì)算配筋)。(2)在核心筒剪力墻中配置型鋼，一是為了承擔(dān)部分剪力及彎矩;二是與墻體豎向鋼筋共同承擔(dān)拉力。(3)通過核心筒的連梁來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)耗能，雖然連梁中設(shè)置了型鋼，但墻體中也設(shè)置了型鋼，相對(duì)于墻肢而言，連梁截面內(nèi)力遠(yuǎn)小于墻體截面，所以地震作用時(shí)是連梁首先發(fā)生彎曲破壞，起耗能作用。雖然結(jié)構(gòu)承載力已按較高的性能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，但為使結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力，結(jié)構(gòu)仍然按高延性設(shè)計(jì)，核心筒及框架柱抗震等級(jí)為一級(jí)，鋼構(gòu)件抗震等級(jí)為二級(jí)。
2結(jié)構(gòu)計(jì)算分析
2.1振動(dòng)模態(tài)采用SATWE，ETABS軟件進(jìn)行多遇地震作用下的計(jì)算對(duì)比分析。ETABS軟件計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)的振型圖如圖8所示(兩種軟件計(jì)算得到的振型一致)，由圖8可以看出，懸挑部分有較大的振動(dòng)反應(yīng)。
2.2整體分析結(jié)果對(duì)比由SATWE，ETABS軟件計(jì)算的結(jié)構(gòu)總體指標(biāo)對(duì)比見表5。由表5可知，兩個(gè)軟件計(jì)算的結(jié)果比較接近，相符度較好。SATWE軟件計(jì)算的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算指標(biāo)剛重比X向?yàn)?17.86，Y向?yàn)?6.79，均大于規(guī)范限值2.7(不考慮二階效應(yīng)的限值);ETABS軟件計(jì)算的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算指標(biāo)剛重比X向?yàn)?06，Y向?yàn)?6.79，均大于規(guī)范限值1.4(穩(wěn)定限值)和2.7(不考慮二階效應(yīng)的限值)。
2.3施工卸載模擬計(jì)算懸挑桁架部分采用滿堂腳手架施工，腳手架支承于地下室頂板上，地下室頂板考慮60kN/m2的施工荷載。采用分段吊裝的施工方案，桁架在現(xiàn)場(chǎng)焊接成型，采用塔吊和汽車吊相結(jié)合的方法完成吊裝(圖9)。全部鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝完畢后再進(jìn)行腳手架卸載，卸載順序?yàn)橛蛇h(yuǎn)端向根部逐漸延伸，在卸載過程中應(yīng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)變形及位移進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。卸載完畢后，開始安裝鋼筋桁架，澆筑樓板，砌筑固定隔墻，然后封閉樓板后澆帶。圖9施工方案示意圖本工程進(jìn)行了施工卸載模擬分析，分四步拆腳手架，首先拆第四節(jié)下對(duì)應(yīng)的腳手架，接著拆第三節(jié)、第二節(jié)、第一節(jié)下對(duì)應(yīng)的腳手架。卸載過程遠(yuǎn)端位移模擬顯示懸挑遠(yuǎn)端滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017—2003)［3］(簡(jiǎn)稱鋼規(guī))要求，雖卸載過程與使用狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)支撐條件和荷載作用條件不同，但卸載過程中構(gòu)件的內(nèi)力符號(hào)沒有發(fā)生變化，且其應(yīng)力比均小于正常使用狀態(tài)下的應(yīng)力比。
2.4防連續(xù)倒塌分析與設(shè)計(jì)對(duì)于防連續(xù)倒塌的分析，參考高規(guī)采用了兩種方法:一是拆除構(gòu)件法;二是施加表面荷載法。(1)KZ1是受荷最大、最為重要的柱，所以對(duì)其按拆除構(gòu)件法驗(yàn)證是否滿足防連續(xù)倒塌的要求。計(jì)算結(jié)果表明，與所拆除構(gòu)件直接相連的構(gòu)件最大應(yīng)力比為［(0.69/1.35)/1.25］×2=0.818，斜拉腹桿最大應(yīng)力比為(1.13/1.35)/1.25=0.67，其余各構(gòu)件應(yīng)力比均小于1。(2)對(duì)于桁架的主要弦桿和腹桿，采用在構(gòu)件表面附加80kN/m2側(cè)向荷載的方法進(jìn)行驗(yàn)證分析，分三步進(jìn)行:第一步是按未加側(cè)向荷載進(jìn)行計(jì)算;第二步是將構(gòu)件從整體結(jié)構(gòu)中取出來，施加側(cè)向荷載進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算;第三步是疊加前兩步內(nèi)力。計(jì)算結(jié)果見表6，由表6可知，桁架一的主要桿件應(yīng)力比均小于1.0。
2.5人群荷載下樓蓋振動(dòng)舒適度驗(yàn)算由于樓蓋結(jié)構(gòu)的跨度比較大，故對(duì)其進(jìn)行了舒適度研究，采用MIDAS/Gen進(jìn)行樓蓋振動(dòng)舒適度分析。樓蓋振動(dòng)舒適度分析考慮兩種人群荷載工況:工況一為21人同頻率、同相位行走;工況二為60人同頻率、不同相位行走的。計(jì)算結(jié)果表明，樓蓋最大振動(dòng)加速度為0.0452m/s2，滿足規(guī)范限值0.05m/s2要求。
2.6樓蓋風(fēng)振時(shí)程分析基于風(fēng)洞試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合風(fēng)速時(shí)程樣本，采用MIDAS/Gen軟件模擬結(jié)構(gòu)風(fēng)振［5］，本工程中只考慮順風(fēng)向風(fēng)速的影響，采用了Davenport脈動(dòng)風(fēng)速譜，參考深圳市氣象局近年來的風(fēng)速統(tǒng)計(jì)資料，設(shè)定參考風(fēng)速，以MonteCarlo法為基礎(chǔ)采用諧波疊加法，設(shè)定關(guān)心的頻率始值和終值，隨機(jī)產(chǎn)生風(fēng)速時(shí)程曲線。局部風(fēng)振時(shí)程荷載按點(diǎn)荷載直接施加于模型相應(yīng)測(cè)點(diǎn)處。分析結(jié)果表明，不同風(fēng)振時(shí)程樣本引起的樓蓋最大加速度差別較大，這主要是由于隨機(jī)生成的風(fēng)振時(shí)程的自身差異所導(dǎo)致的;基于本文的時(shí)域分析方法及風(fēng)振報(bào)告提供的頻率方法(其中樓蓋振動(dòng)最大加速度為0.221m/s2)計(jì)算出的樓蓋風(fēng)振效應(yīng)均很明顯。針對(duì)本工程而言，風(fēng)荷載引起的豎向振動(dòng)是設(shè)計(jì)的控制因素。
3關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及有限元分析
懸挑桁架從混凝土核心筒及外框柱伸出，第7層E，B點(diǎn)(圖3)處節(jié)點(diǎn)交匯桿件達(dá)11根，節(jié)點(diǎn)受力比較復(fù)雜。懸挑桁架下弦桿根部彎矩非常大，盡管鋼材已采用Q420GJC，但板厚仍超過100mm，基于此提出了解決桁架根部局部彎矩過大的新型節(jié)點(diǎn)，見圖10。此節(jié)點(diǎn)通過對(duì)工字形截面翼緣板加下掛板的方式，變相增加了翼緣板的寬度。此種做法一是可以減小板厚，降低焊接難度;二是相對(duì)于箱形截面其便于焊接和混凝土澆搗。節(jié)點(diǎn)分析擬考慮兩種荷載工況:一是大震作用工況;二是構(gòu)件屈服工況，即加載至某構(gòu)件(根據(jù)大震的分析結(jié)果，選取承載能力利用率最高的構(gòu)件)發(fā)生屈服。選取桁架一下弦桿梁柱節(jié)點(diǎn)及桁架二下弦桿梁墻節(jié)點(diǎn)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)分析。采用MIDAS/FEA［7］進(jìn)行分析。大震作用下節(jié)點(diǎn)應(yīng)力云圖如圖11所示，結(jié)果表明，節(jié)點(diǎn)區(qū)幾乎所有的鋼構(gòu)件均保持在彈性狀態(tài)，混凝土受拉及受壓均保持在彈性狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)區(qū)構(gòu)件滿足承載能力極限狀態(tài)的要求。構(gòu)件屈服工況下節(jié)點(diǎn)應(yīng)力云圖如圖12所示，結(jié)果表明，應(yīng)力最大鋼構(gòu)件中和軸以下全部發(fā)生屈服時(shí)，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)板件仍保持在彈性狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)板屈服區(qū)域僅分布在以屈服構(gòu)件相連的局部區(qū)域，沒有向節(jié)點(diǎn)板核心區(qū)擴(kuò)展，滿足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱構(gòu)件”的控制要求。
4結(jié)語
摘要：我國是一個(gè)地震多發(fā)的國家。因此，現(xiàn)在越來越多的人非常重視建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)問題。所以，本文主要就建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題、具體的抗震設(shè)計(jì)舉措進(jìn)行研究與分析。
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；關(guān)鍵問題；具體舉措
【中圖分類號(hào)】TU318【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】2236-1879（2017）20-0217-01
引言：隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，一棟棟高樓大廈拔地而起，但與此同時(shí)，在我國是地震多發(fā)國家的背景下，建筑抗震等安全因素成為設(shè)計(jì)需要考慮的因素之一，現(xiàn)階段，我國的建筑抗震水平較高，但因地震導(dǎo)致房屋倒塌的情況時(shí)有發(fā)生，為了能更好的提高建筑抗震水平，在建筑抗震設(shè)計(jì)方面更加合理，作為中學(xué)生了解建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題、具體的抗震設(shè)計(jì)舉措是很有必要的。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題
（一）場(chǎng)地的科學(xué)選擇。
建筑場(chǎng)地的科學(xué)選擇，直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的水平與質(zhì)量。因此，有關(guān)的工程設(shè)計(jì)人員需要對(duì)于建筑物建設(shè)的場(chǎng)地進(jìn)行全面的考察工作，選擇具有土質(zhì)松軟、地質(zhì)元素分布不均衡的區(qū)域來進(jìn)行地段的選擇，避免地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生出地裂或者是地表錯(cuò)動(dòng)問題。
（二）建筑結(jié)構(gòu)的合理化抗震設(shè)計(jì)。
建筑結(jié)構(gòu)的合理化設(shè)計(jì)也對(duì)于提升建筑抗震設(shè)計(jì)的質(zhì)量與水平發(fā)揮著重要的作用。比如：使用高強(qiáng)度的建筑材料使得建筑物的結(jié)構(gòu)框架具有完整性的構(gòu)造。而高質(zhì)量設(shè)計(jì)圖紙的應(yīng)用，可以使得建筑物的各個(gè)部位進(jìn)行更加合理、科學(xué)的布局，最終形成強(qiáng)有力的抗震效果。
（三）建筑平面布置的規(guī)則性。
進(jìn)行滿足有關(guān)抗震設(shè)計(jì)要求的施工，可以極大提高建筑的抗震水平與能力。比如：綜合的考慮到各個(gè)方面的因素，應(yīng)用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將會(huì)對(duì)于建筑的抗震實(shí)際效果進(jìn)行科學(xué)的提升。同時(shí)，我們需要清楚的了解到各種科學(xué)的設(shè)計(jì)需要真正的落實(shí)到施工實(shí)踐中，使得設(shè)計(jì)的成果真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際的應(yīng)用成果[1]。
一、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的具體舉措
（一）基礎(chǔ)隔震措施。
所謂的基礎(chǔ)隔震指的是應(yīng)用各種各樣的減震裝置來完成有關(guān)建筑物的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。具體來講，將有效的抗震、隔震的裝置應(yīng)用到建筑物自身的部位中，從而達(dá)到保護(hù)建筑物，使其具有良好抗震、隔震效果的一種方式。但是，這種方式不適用于高大的建筑物中。原因在于，在高大建筑物中應(yīng)用抗震裝置會(huì)導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生出自振周期問題，無法達(dá)到應(yīng)有的抗震效果。在我國的生活中常見的抗震裝置有橡膠墊裝置、混合隔震裝置等。對(duì)于這些裝置應(yīng)用摩擦移動(dòng)或者是粘彈性隔震的方式就可以進(jìn)行有效的防震，保障建筑物具有良好的防震要求[2]。
（二）特殊材料在地基隔震中的應(yīng)用。
應(yīng)用特殊的材料全面保障建筑物的地基具有良好的防震性能，也是一個(gè)重要的防震舉措。具體來講，應(yīng)用高效的瀝青原料與粘土、砂子等進(jìn)行混合性的應(yīng)用，可以提高建筑物整體的質(zhì)量與水平，保障建筑物的安全。目前這種方法已經(jīng)在建筑物的防震設(shè)計(jì)中進(jìn)行了一定程度的應(yīng)用，并且取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果[3]。
（三）建筑結(jié)構(gòu)懸掛隔震。
所謂的建筑結(jié)構(gòu)懸掛隔震指的是在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)用懸掛的方式來對(duì)于建筑物大部分結(jié)構(gòu)或者是整體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效減震處理，使得地震發(fā)生時(shí)地震災(zāi)害的破壞力量對(duì)于懸掛的建筑結(jié)構(gòu)沒有非常大的影響，最終減輕地震對(duì)建筑的破壞程度，避免重大的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。比如：在一些大型鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用懸掛的方式來進(jìn)行有關(guān)的設(shè)計(jì)，使得有關(guān)的子框架通過鎖鏈或者是吊桿方式的應(yīng)用懸掛在主框架上。這種設(shè)計(jì)方式應(yīng)用的意義在于地震發(fā)生之后，地震一部分破壞力量會(huì)傳導(dǎo)在這些鎖鏈或者是吊桿上，降低了地震對(duì)于建筑物地基以及墻面的影響，提高了建筑物地基抗震的實(shí)際效果[4]。
（四）建筑層間的隔震。
對(duì)于建筑物層間進(jìn)行有效的隔震是一種操作簡(jiǎn)單、工序簡(jiǎn)單的應(yīng)用方式。但是，這種方式與其它方面的隔震使用舉措比較起來只能對(duì)于地震破壞力量的10%到30%進(jìn)行有效的預(yù)防，無法從根本上形成強(qiáng)有力的抗震效果。因此，這種方式需要與其它模式的抗震舉措進(jìn)行綜合性的應(yīng)用，形成對(duì)于建筑物的有力保護(hù)，全面提高其應(yīng)對(duì)地震破壞力量的能力。
（五）建筑結(jié)構(gòu)的加固隔震。
為了全面提高建筑物結(jié)構(gòu)的抗震能力，我們需要采取各種的方式對(duì)于建筑物進(jìn)行必要的加固處理，提升建筑物的質(zhì)量。具體來講，第一，在建筑物竣工之后，有關(guān)的工程施工技術(shù)人員可以應(yīng)用阻尼的方式對(duì)于建筑物進(jìn)行全面的加固，最終使得建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果得到加強(qiáng)。第二，為了提高高層建筑的抗震效果，我們可以應(yīng)用消能減震裝置來提高其抗震的能力，使得高層建筑也可以在地震發(fā)生時(shí)具有對(duì)地震破壞力的抵御能力，避免重大的財(cái)產(chǎn)損失與人員傷亡。比如：消能減震裝置在建筑物隔震夾層中進(jìn)行應(yīng)用，可以極大提高建筑物結(jié)構(gòu)的抗震效果[5]。
二、結(jié)論：
通過上述幾個(gè)方面，對(duì)于建筑物結(jié)構(gòu)抗震若干問題進(jìn)行科學(xué)的研究與探討，有利于建筑物施工的企業(yè)應(yīng)用眾多的具體方法全面提高建筑物結(jié)構(gòu)抗震的質(zhì)量與水平，保障建筑物在地震發(fā)生時(shí)具有強(qiáng)有力抵御地震的能力，減少人員的傷亡與財(cái)產(chǎn)上的損失。如今總體的設(shè)計(jì)理念與方式比較先進(jìn)，但也需要與時(shí)俱進(jìn)，不斷提高建筑抗震等級(jí)，為人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全提高保障。
參考文獻(xiàn)
[1] 古力銘. 關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論[J]. 四川水泥，2015，06：60.
[2] 曹振. 關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論[J]. 門窗，2015，06：126.
[3] 邱子龍. 關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論[J]. 建材與裝飾，2016，08：76-77.
[4] 李琛琛. 關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，18：245.
1．1合理的選址在建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計(jì)中，合理的選址是最基本的先決條件。為了保證選址的正確、合理性，我國政府部門已經(jīng)出臺(tái)了《中華人民共和國減災(zāi)抗震法》等法律條文，其中明確規(guī)定“對(duì)于有可能發(fā)生的重大建設(shè)性工程以及次生災(zāi)害進(jìn)行嚴(yán)格的地震安全指標(biāo)評(píng)價(jià)，按照地震安全評(píng)價(jià)結(jié)果，明確相關(guān)建筑物的抗震設(shè)防要求，并對(duì)其進(jìn)行分別設(shè)防”。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)其實(shí)際質(zhì)量可分為四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其中:甲類:地震時(shí)間或大型建筑工程可能發(fā)生的次生建筑類災(zāi)害;乙類:地震中不能中斷使用功能，且必須要逐步恢復(fù)的建筑類型;丙類:除甲、乙兩類建筑外的其他普通建筑類型;丁類:抗震級(jí)別相對(duì)較低的建筑。根據(jù)對(duì)相關(guān)法規(guī)的分析，在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要選擇對(duì)建筑有利的場(chǎng)地，避免在不利地段建設(shè)大型民用建筑，以防止地震破壞隱患的出現(xiàn)。對(duì)于一些軟基地段，也必須要進(jìn)行充分的處理，才能夠進(jìn)行合適的建筑設(shè)計(jì)。另外對(duì)于地震可能引起的次生災(zāi)害問題，也必須要予以正確的處理，進(jìn)一步保證選址的正確性。
1．2科學(xué)的設(shè)計(jì)當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，不同的建筑結(jié)構(gòu)所受到的地震影響是不同的，為了最大限度降低地震災(zāi)害的影響，建筑設(shè)計(jì)人員在抗震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐囟蔚膶?shí)際情況來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的選擇。目前，我國常用的鵝建筑結(jié)構(gòu)可以分為“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”、“砌體結(jié)構(gòu)”、“鋼混結(jié)構(gòu)”和“鋼結(jié)構(gòu)”四種類型。通過對(duì)四種結(jié)構(gòu)的比較分析得出，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力相對(duì)較強(qiáng)，因?yàn)槠渥陨砭哂休^好的柔韌性，所以當(dāng)建筑物因地震災(zāi)害而出現(xiàn)應(yīng)力變形時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠依靠自身良好的承載力對(duì)其進(jìn)行一定程度的控制，這是其它三種結(jié)構(gòu)所不具備的優(yōu)勢(shì)。近年來，高層建筑建設(shè)的增多，大大增大了其在地震災(zāi)害影響下的水平位移和抗側(cè)移剛度，這在無形之中就加大了地震災(zāi)害的影響，為了避免地震災(zāi)害影響程度的增大，在設(shè)計(jì)和審核高層建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮結(jié)構(gòu)的側(cè)移度。
1．3堅(jiān)實(shí)的質(zhì)量地震作為破壞性超強(qiáng)的自然災(zāi)害，想要最大限度降低其對(duì)建筑的破壞，保證建筑設(shè)計(jì)堅(jiān)實(shí)的質(zhì)量是最基本的防護(hù)措施。相比較而言，我國建筑設(shè)計(jì)水平發(fā)展較為緩慢，在地震設(shè)計(jì)方面也存在不夠合理的情況，這使得很多建筑結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)了地震安全隱患，過大的自身重量也加大了地震危害。為了保證建筑結(jié)構(gòu)抗震水平，必須要在建筑抗震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中科學(xué)的運(yùn)用抗震理論，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)原則，利用有效措施來提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性。
2實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計(jì)的措施
2．1基礎(chǔ)性防震措施應(yīng)用基礎(chǔ)性防震措施根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)的不同位置有著不同的措施:(1)地基隔震。地基隔震是在建筑地基與土層之間設(shè)置緩沖層，以便在地震發(fā)生時(shí)減小建筑與土層之間的震動(dòng)碰撞，實(shí)現(xiàn)對(duì)震能的有效吸收和反射作用，減小地震對(duì)建筑物的破壞。目前，我國最常使用的地基隔層為瀝青原料隔震層。(2)基礎(chǔ)隔震?；A(chǔ)隔震是整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，想要降低地震對(duì)建筑物的破壞，就必須要做好基礎(chǔ)隔震措施。在對(duì)建筑基礎(chǔ)采取抗震措施時(shí)，為了減小地震對(duì)上部結(jié)構(gòu)的破壞，需要在建筑物的上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)位置接觸處設(shè)置隔震層，防止地震力由地基處向上部結(jié)構(gòu)傳播，降低地震對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)的破壞?；A(chǔ)抗震裝置一般采用混合隔震裝置、基底滑移隔震裝置和夾層橡膠隔震裝置等。(3)間層隔震。間層隔震是為了吸收地震的沖擊余力而設(shè)置的，間層隔震的有效設(shè)置能夠?qū)φ鹆M(jìn)行再次削減，以達(dá)到降低地震對(duì)建筑的破壞作用。間層隔震一般都安裝在原始結(jié)構(gòu)層上，其實(shí)我國最早使用的的抗震措施，具有施工操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。(4)懸掛隔震。懸掛隔震是通過懸掛的方式，將建筑物全部或部分結(jié)構(gòu)脫離地面，從而在地震出現(xiàn)時(shí)，降低地面震動(dòng)與建筑物之間的震力作用。目前，此種抗震措施多用于大型鋼結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中，收到了較為不錯(cuò)的抗震效果。
2．2機(jī)敏減震支撐體系機(jī)敏減震支撐體系是集成現(xiàn)代科技技術(shù)的防震系統(tǒng)，其利用活塞運(yùn)動(dòng)的原理，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，保證建筑結(jié)構(gòu)中的內(nèi)、外鋼能夠通過不斷的滑動(dòng)來消減地震的破壞力，減輕震力破壞和消耗地震作用力的傳導(dǎo)。目前，這項(xiàng)技術(shù)還在不斷的研究和完善當(dāng)中，相信其很快就能夠?qū)崿F(xiàn)有效的應(yīng)用，為建筑抗震設(shè)計(jì)水平的提升做出貢獻(xiàn)。
2．3效能減震技術(shù)應(yīng)用效能減震是實(shí)現(xiàn)對(duì)地震所產(chǎn)生動(dòng)能的消耗，來減輕地震能的傳導(dǎo)大小，從而降低其對(duì)建筑物的破壞程度。目前，在此技術(shù)方面一般采用消能器和阻尼器，兩種器械都能夠?qū)崿F(xiàn)地震能量的有效消耗和吸收，減小震力對(duì)建筑主體的破壞，以達(dá)到對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)性定的保護(hù)。目前，效能減震技術(shù)在我國建筑防震設(shè)計(jì)中得到了有效的應(yīng)用，其在新建筑的防震設(shè)計(jì)和舊建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。
3總結(jié)
不確定性的地面運(yùn)動(dòng)的影響。地震動(dòng)是地殼快速釋放能量過程中產(chǎn)生具有不確定性的多維振動(dòng)，它是通過地震波的傳播實(shí)現(xiàn)的，它的隨機(jī)性和復(fù)雜性讓人難以預(yù)測(cè)。地震動(dòng)的各個(gè)分量對(duì)建筑都具有危害作用，即一個(gè)豎向分量、兩個(gè)水平分量和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)分量。地震災(zāi)害具有突發(fā)性、破壞性、難以預(yù)測(cè)性，甚至是毀滅性的。結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響。影響結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的因素主要有：結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布不均勻；基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用；節(jié)點(diǎn)的非剛性轉(zhuǎn)動(dòng)；偏心扭轉(zhuǎn)可能使位移增加；柱的軸向變形可能會(huì)使周期變長(zhǎng)，加速度降低；材料的影響?；炷恋膹椥阅Ａ侩S著時(shí)間的增長(zhǎng)或應(yīng)變的增大而降低，這意味著自振周期可能增長(zhǎng)，而加速度反應(yīng)將減小。阻尼變化的影響。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)阻尼比受震松動(dòng)以后會(huì)變大，且自振周期變長(zhǎng)?；A(chǔ)不同沉降量的影響。按一般荷載設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)卣鹣禂?shù)大于0，基礎(chǔ)差異沉降可能造成實(shí)際彎矩與設(shè)計(jì)彎矩出現(xiàn)較大的誤差，而這種誤差在設(shè)計(jì)中一般未予考慮。建筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。施工質(zhì)量是影響結(jié)構(gòu)抗震能力的一個(gè)重要因素。施工的任一環(huán)節(jié)都可能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能造成重要影響。這就是為什么“豆腐渣工程”的抗震性能總是和設(shè)計(jì)值相差甚遠(yuǎn)。
2.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法
2.1結(jié)構(gòu)地震分析法
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就是對(duì)結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)的分析，需要確定內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)的地震作用值。常用的地震分析法有底部剪力法、彈性時(shí)程分析方法、振型分解反應(yīng)譜法、非線彈性靜力分析法以及非線彈性時(shí)程分析法。其中最為簡(jiǎn)單的屬底部剪力法，其在質(zhì)量、剛度沿高度分布較均勻的結(jié)構(gòu)中較為適用。假設(shè)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)以線性倒三角形的第一振型為主。并通過第一振型周期的估計(jì)來確定地震影響系數(shù)。對(duì)于較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，采用振型分解反應(yīng)譜法來計(jì)算，它的思路就是根據(jù)振型疊加原理，將各種振型對(duì)應(yīng)的地震作用、作用效應(yīng)以一定方式疊加起來得到結(jié)構(gòu)總的地震作用、作用效應(yīng)。而彈性時(shí)程分析適用于特別不規(guī)則和特別重要的結(jié)構(gòu)中，將建筑物看作彈性或彈塑性振動(dòng)系統(tǒng)，直接輸入地面振動(dòng)加速度記錄，對(duì)運(yùn)動(dòng)方程積分，從而得到各質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度和剪力時(shí)程變化曲線。非線彈性時(shí)程分析法可以準(zhǔn)確完整的反映結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)的全過程。按非線彈性時(shí)程分析法進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，能改善結(jié)構(gòu)抗震能力和提高抗震水平。非線彈性靜力分析法考慮了結(jié)構(gòu)彈塑性特性，在結(jié)構(gòu)分析模型上施加某種特定傾向力模擬地震水平側(cè)向力，并逐級(jí)單調(diào)增大，構(gòu)件一旦屈服，修改其剛度直到結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的狀態(tài)。
2.2建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法
為了確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力最佳，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度、延性及耗能能力等方面都達(dá)到最佳，質(zhì)量分布均勻，平面對(duì)稱、規(guī)則抗側(cè)向力較好的體系及剛度與承載能力變化連續(xù)的結(jié)構(gòu)體系是優(yōu)先考慮的設(shè)計(jì)方案，從而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。
（1）根據(jù)我國的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，建筑持力層的選擇非常重要，它關(guān)系著整個(gè)建筑物的安全性能，同時(shí)規(guī)范還指出，建筑的形體要適當(dāng)，要求建筑的形狀及抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則，并有整體性，不宜用軸壓比很大的鋼筋混凝土框架柱作為第一道防線。
（2）抗震結(jié)構(gòu)體系布置是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，如房屋建造中框架結(jié)構(gòu)體系和砌體結(jié)構(gòu)的選擇問題。地震后會(huì)有余震，抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有多道抗震防線。如框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中為了避免部分構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)體系喪失抗震能力，將不承受重力荷載的構(gòu)件用作傳遞途徑。
（3）傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震是通過增強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的抗震性能(強(qiáng)度、剛度、延性)來抵御地震作用的，即由結(jié)構(gòu)本身儲(chǔ)存和消耗地震能量。消能減震設(shè)計(jì)指在結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能器來消耗地震輸入的能量，減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，減小結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞和避免結(jié)構(gòu)物直接倒塌以達(dá)到預(yù)期防震減震要求。隔震設(shè)計(jì)指在建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔離層，即安裝隔震裝置，通過隔震裝置延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的基本周期，避免地震能量集中使結(jié)構(gòu)發(fā)生屈服和破壞。這是一種以柔克剛積極主動(dòng)的抗震對(duì)策,是一種新方法、新對(duì)策、新途徑。
（4）盡可能多設(shè)置幾道抗震防線，一個(gè)較好的抗震建筑結(jié)構(gòu)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如果只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌。如像教學(xué)樓這種相對(duì)大開間、單跨、大窗口、懸臂走廊的純框架結(jié)構(gòu)，其縱、橫方向的剛度不均勻，很容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞，而整個(gè)結(jié)構(gòu)只有框架一道防線，一旦柱子發(fā)生破壞，沒有其他約束措施，整個(gè)框架因喪失全部承載能力而倒塌。防止脆性和失穩(wěn)破壞，增加延展性。設(shè)計(jì)不良的細(xì)部結(jié)構(gòu)常常發(fā)生脆性和失穩(wěn)破壞，應(yīng)該防止。剛度的選擇有助于控制變形，在不增加結(jié)構(gòu)的重量的基礎(chǔ)上，改變結(jié)構(gòu)剛度，提高結(jié)構(gòu)的整體剛度和延展性是有效的抗震途徑。
（5）場(chǎng)地條件就是導(dǎo)致建筑震害過于嚴(yán)重的關(guān)鍵因素，所以選擇最為有利的地形最大限度的防止建筑物出現(xiàn)在不利于抗震功能發(fā)揮的區(qū)域。選擇在抗震過于危險(xiǎn)的區(qū)域來建造房屋，有可能對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來危害。在汶川地震時(shí)，北川縣城西的房屋建造在有滑坡隱患的山體之下，在地震的作用下，山體崩塌、滑坡，將大量的房屋掩埋，死亡1600人，損失慘重。
3結(jié)語
每棟建筑物都是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體，在荷載作用下各構(gòu)件并非是以脫離體系的單一構(gòu)件獨(dú)自工作，而是以相當(dāng)復(fù)雜的方式共同工作，精確計(jì)算其作用和受力是相當(dāng)困難的，在計(jì)算地震作用時(shí)尤其如此，由于地震作用下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)的復(fù)雜性及不確定性、人們對(duì)地震時(shí)結(jié)構(gòu)響應(yīng)認(rèn)識(shí)的局限性和模糊性、理論計(jì)算中的假定與實(shí)際情況的差異性，注定了在現(xiàn)階段無論計(jì)算工具再如何發(fā)展，計(jì)算過程再如何嚴(yán)格，其結(jié)果也只能是一種比較粗略的估計(jì)，甚至有時(shí)還根本無法計(jì)算。顯然在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，僅依靠現(xiàn)有理論進(jìn)行抗震計(jì)算往往不能滿足結(jié)構(gòu)安全性、可靠性的要求，無法達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。因此在不確定因素眾多，受力狀況復(fù)雜的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，抗震概念設(shè)計(jì)的提出和應(yīng)用就顯得尤為重要了。
二、結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的涵義
所謂抗震概念設(shè)計(jì)，一般是指不經(jīng)過計(jì)算，尤其在難以做出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分結(jié)構(gòu)體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)中所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，從總體的角度來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制，從而從根本上保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。
三、結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則和具體要求
（一）建筑場(chǎng)地的選擇
地震造成建筑的破壞，除地震動(dòng)直接引起結(jié)構(gòu)破壞以外，還有場(chǎng)地條件的原因，諸如：地震引起的地表錯(cuò)動(dòng)與地裂，地基土的不均勻沉陷、滑坡和土體液化等。因此選擇有利于抗震的建筑場(chǎng)地是減輕建筑物地震災(zāi)害的第一道重要工序。（二）建筑物的平面、立面及豎向剖面的布置建筑物平面和立面的規(guī)則性是抗震概念設(shè)計(jì)中需要考慮的一個(gè)重要因素。規(guī)則的建筑方案體現(xiàn)在：建筑物的平面布置基本對(duì)稱；結(jié)構(gòu)體型簡(jiǎn)單；抗側(cè)力體系的剛度和承載力上下變化連續(xù)、均勻。因?yàn)?，?jiǎn)單、對(duì)稱的結(jié)構(gòu)容易估算其在地震時(shí)的反應(yīng)，容易有針對(duì)性的采取抗震措施并對(duì)其進(jìn)行細(xì)部處理。因此，這就要求建筑專業(yè)的設(shè)計(jì)人員具有一定的抗震知識(shí)素養(yǎng)，應(yīng)該對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑的抗震性能有所估計(jì)，避免采用抗震性能差的嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。
（三）結(jié)構(gòu)體系的確定和結(jié)構(gòu)布置
結(jié)構(gòu)體系的確定是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中頭等重要的大事。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過綜合分析使結(jié)構(gòu)體系盡量合理且經(jīng)濟(jì)，應(yīng)優(yōu)先采用抗震能力強(qiáng)、延性好、耗能能力強(qiáng)、便于施工且具有多道防線的結(jié)構(gòu)體系（如框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，框架-筒體結(jié)構(gòu)，設(shè)置耗能連梁的剪力墻結(jié)構(gòu)等），避免采用抗震能力較低的結(jié)構(gòu)體系（如板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)，單跨框架結(jié)構(gòu)等），尤其應(yīng)避免采用看似“合法”（符合規(guī)范）但不合理的結(jié)構(gòu)體系（如當(dāng)房屋高度接近規(guī)范框架結(jié)構(gòu)類適用高度上限時(shí)，仍采用框架結(jié)構(gòu)，震害表明，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，整體性較差，結(jié)構(gòu)的抗震性能較差，此情況下應(yīng)采用抗震性能較好的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)為宜）。而在結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)采用概念清晰、傳力途徑明確的布置方式，盡量避免造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、平面和立面的里出外進(jìn)、豎向傳力桿件的間斷與不連續(xù)等問題。
（四）多道抗震防線的設(shè)置
單一結(jié)構(gòu)體系只有一道抗震防線，一旦破壞就會(huì)造成建筑物倒塌的嚴(yán)重后果。特別是當(dāng)建筑物的自振周期與地震動(dòng)卓越周期相近時(shí)，建筑物由此而發(fā)生的共振，更加速其倒塌進(jìn)程。而如果建筑物采用的是多重抗側(cè)力體系時(shí)，第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件在強(qiáng)烈地震作用下遭到破壞后，第二道乃至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替，抵擋住后續(xù)的地震動(dòng)的沖擊，可保證建筑物最低限度的安全，免于倒塌。在遇到建筑物基本周期與地震動(dòng)卓越周期相同或接近的情況時(shí)，多道防線就更顯示出其優(yōu)越性。當(dāng)?shù)谝坏揽箓?cè)力防線因共振而破壞，第二道防線接替工作，建筑物自振周期將出現(xiàn)較大幅度的變動(dòng)，與地震動(dòng)卓越周期錯(cuò)開，使建筑物的共振現(xiàn)象得以緩解，避免再度嚴(yán)重破壞。在雙重結(jié)構(gòu)體系中一般應(yīng)優(yōu)先選擇不負(fù)擔(dān)或少負(fù)擔(dān)重力荷載的豎向支撐或填充墻，或軸壓比值較小的抗震墻、實(shí)墻筒體等構(gòu)件作為第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件，如框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻，框架-填充墻結(jié)構(gòu)中的填充墻，單層廠房縱向體系中的柱間支撐，均可作為各自體系中的第一道抗震防線。如因條件限制，只能采用單一的框架體系，則框架就成為整個(gè)體系中唯一的抗側(cè)力構(gòu)件，此時(shí)應(yīng)采用“強(qiáng)柱弱梁”型的延性框架。在地震作用下，框架梁成為第一道抗震防線，框架柱為第二道抗震防線，用框架梁的變形去消耗地震能量，使框架梁的屈服先于框架柱的屈服，從而保護(hù)了框架柱的相對(duì)完整，最終達(dá)到“大震不倒”的要求。
（五）結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)的把握
在結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)中，還應(yīng)注重對(duì)結(jié)構(gòu)體系中的關(guān)鍵部位（如薄弱層，加強(qiáng)層等）、關(guān)鍵部位中的關(guān)鍵構(gòu)件（如加強(qiáng)層的重要豎向構(gòu)件、轉(zhuǎn)換層的水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件等）、關(guān)鍵構(gòu)件中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)（如梁柱節(jié)點(diǎn)，柱根部位等）幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的把握，從而實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固、強(qiáng)柱根弱桿件”的設(shè)計(jì)理念。
關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計(jì) ；基于性能 ；地震設(shè)防水準(zhǔn) ；設(shè)計(jì)方法 ；位移影響系數(shù)法 ；能力譜法 ；直接位移設(shè)計(jì)法
中圖分類號(hào)：TU973+.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、基于性能的抗震設(shè)計(jì)的產(chǎn)生
20世紀(jì)初期，日本的森房吉教授（1868—1923）在對(duì)當(dāng)時(shí)的地震災(zāi)害和理論認(rèn)識(shí)進(jìn)行研究之后，提出了最早的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法。在之后的一百年間，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)地震的反映特征和發(fā)展特征的研究和把握不斷深入，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論及方法也在不斷進(jìn)步當(dāng)中。
目前 “大震不倒，中震可修，小震不壞”，作為抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想被國際普遍認(rèn)可。至此，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以說已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步，此類建筑在地震中也表現(xiàn)出較好的抗震性能。但是，目前的三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)理念主要是以保護(hù)人類生命安全為目的，對(duì)于地震造成的其他破壞不能很好地進(jìn)行控制。尤其是現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展使得大量人群、財(cái)富和資源可能集中在某一區(qū)域，如大城市中。在這些區(qū)域一旦發(fā)生地震，將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)生還者的心里造成嚴(yán)重打擊，也是十分不利于震后重建工作的開展。因此，要求人們?cè)谶M(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)不僅防止地震對(duì)生命安全造成傷害，也要盡可能減少房屋倒塌對(duì)其他方面造成破壞。基于以上考慮，在1994年美國洛杉磯大地震和1995年日本阪神大地震之后，基于性能的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)被廣泛研究推廣，并被認(rèn)為是未來抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要指導(dǎo)思想。
這項(xiàng)設(shè)計(jì)最早出現(xiàn)在橋梁抗震設(shè)計(jì)中，用量化的抗震指標(biāo)來控制抗震性能，從而改進(jìn)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。1995年，這一理念被美國放眼21世紀(jì)委員會(huì)提出了之后，便得到了美國政府的大力支持，日本、新西蘭、澳大利亞、英國、智利等國家也先后投入研究。
二、基于性能抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
通過與現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)理念的對(duì)比，可得到基于性能抗震設(shè)計(jì)理念的特點(diǎn)。
1.采用多級(jí)設(shè)防。與現(xiàn)階段“大震不倒、中震可修、小震不壞”的三階段設(shè)防目標(biāo)
相比，基于性能的抗震設(shè)計(jì)注重多級(jí)防護(hù)，注意保護(hù)建筑的內(nèi)部設(shè)施與非結(jié)構(gòu)件，從而達(dá)到了在地震發(fā)生時(shí)既保護(hù)業(yè)主安全又減輕了業(yè)主和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)損失。
2.投資準(zhǔn)則效益。投資準(zhǔn)則效益反映了抗震設(shè)計(jì)思想的重要轉(zhuǎn)變，是基于性能抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)基本原則。即從只注重安全變?yōu)橥瑫r(shí)注重安全、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)方面。根據(jù)這一準(zhǔn)則，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照結(jié)構(gòu)性能的要求，考慮到所擁有的所有資源，在安全和經(jīng)濟(jì)之間找到平衡、合理的切入點(diǎn)，得到優(yōu)化的最佳方案。
三.設(shè)防水平
1．地震設(shè)防水平。地震設(shè)防水平是指在未來可能作用于建筑結(jié)構(gòu)的地震強(qiáng)度大小。由于地震設(shè)防水平直接決定了建筑物的抗震能力，所以它在基于性能的抗震設(shè)計(jì)的理論中占有重要的位置，應(yīng)充分考慮到已優(yōu)化的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，并根據(jù)地震參數(shù)具體確定。
2.結(jié)構(gòu)性能水平。結(jié)構(gòu)性能水平是在預(yù)期地震等級(jí)的作用下對(duì)建筑物破壞的最大程度。由于基于性能的抗震設(shè)計(jì)是考慮到結(jié)構(gòu)構(gòu)件、內(nèi)部設(shè)施、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、裝修等多種因素，因此除了應(yīng)該對(duì)對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)帶來的損失有控制力外，還要充分考慮到對(duì)非主體的損壞的控制。所以說，能兼顧主體與非主體結(jié)構(gòu)破壞程度的結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)才是科學(xué)的、合理的。
四、基于性能抗震設(shè)計(jì)的方法
目前基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法主要有：位移影響系數(shù)、直接位移、能力譜設(shè)計(jì)等方法。
1．位移影響系數(shù)法。該方法基于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)，即通過分析預(yù)先得到位移的最大期望值，然后利用模態(tài)、等效的方法進(jìn)行確定，從而修正此系數(shù)。但是此方法目前也存在著一些問題，比如無法具體地體現(xiàn)出抗震水準(zhǔn)與具體結(jié)構(gòu)、樓層的損壞情況。
2．直接位移設(shè)計(jì)法。本方法適用于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)，即根據(jù)地震等級(jí)預(yù)期計(jì)算位移，使結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)期位移。本方法最大的特點(diǎn)是概念簡(jiǎn)單，但是只能從建筑材料的極限變化確定相應(yīng)數(shù)值，不能考慮到預(yù)期之外的地震效應(yīng)。
3．能力譜法。能力譜法是將地震反應(yīng)譜與能力譜曲線轉(zhuǎn)化成需求譜，從而評(píng)判該建筑的抗震性能。本方法側(cè)重于對(duì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際性能進(jìn)行評(píng)估與檢驗(yàn)。另外，能力譜法只適用于分布比較均勻且平面結(jié)構(gòu)可化簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)。
總結(jié)：
基于性能的抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)涵蓋范圍很廣的體系，與現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)相比，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：
基于性能的抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)多而且具體，具有更強(qiáng)的可操作性與適應(yīng)性，也具有更
大的實(shí)際作用意義。
基于性能的抗震設(shè)計(jì)提供給了設(shè)計(jì)者更大的靈活性。在符合相關(guān)規(guī)定與要求的前
提下，設(shè)計(jì)者可自行選擇能實(shí)現(xiàn)業(yè)主抗震目標(biāo)的設(shè)計(jì)方案與相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施，充分發(fā)揮了設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性與創(chuàng)新性。
基于性能的抗震設(shè)計(jì)將之前單一的以保障業(yè)主生命安全的抗震目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诓煌?/p>
的地震風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)下滿足不同的抗震需求，并綜合了經(jīng)濟(jì)、安全等多方面因素，充分考慮到了投資、震后損失、災(zāi)后重建、社會(huì)效益與業(yè)主的承受能力等多方面因素,更符合當(dāng)今社會(huì)的需求。
基于性能的抗震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路已經(jīng)成為了未來抗震設(shè)計(jì)的主要發(fā)展思想，，得到了國際社會(huì)的廣泛認(rèn)可。特別是美日兩國，在這一方面進(jìn)行了大量的研究，并得到了一定成果。我國在這個(gè)項(xiàng)目的研究上起步較晚，但是為達(dá)到與國際社會(huì)同步，我國與國際社會(huì)上在這方面取得先進(jìn)成果的專家多次進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，中國許多高校目前也已經(jīng)開展了此項(xiàng)研究，從而發(fā)展出適合我國國情的基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法。
參考文獻(xiàn):
歐進(jìn)萍,何政,吳斌,邱法維;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基于地震損傷性能的設(shè)計(jì)[J];地震工程與工程振動(dòng);1999年01期
孫俊,劉錚,劉永芳;工程結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法研究[J];四川建筑科學(xué)研究;2005年03期小谷俊介,葉列平;日本基于性能結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法的發(fā)展[J];建筑結(jié)構(gòu);2000年06期
韓小雷;鄭宜;季靜;黃藝燕;;美國基于性能的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[J];地震工程與工程振動(dòng);2008年01期
關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；理論
中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 我國的高層建筑發(fā)展歷程
上世紀(jì)80年代，我國高層建筑在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)施工技術(shù)等領(lǐng)域快速發(fā)展，100m左右及以上的將建筑快速發(fā)展，多以鋼筋為主要材料，在層數(shù)與高度增加的同時(shí)，功能與類型也日益增多。各大城市幾乎都建立了具有各自特色的建筑，以上海錦江飯店為代表：高度達(dá)到153.52m，全部采用的鋼結(jié)構(gòu)體系；而深圳的發(fā)展中心大廈有43層，高度達(dá)到165.3m，算上天線高度達(dá)到185.3m，是我國第一幢大型的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。到了90年代，我國的高層建筑結(jié)構(gòu)從設(shè)計(jì)到施工進(jìn)入到一個(gè)新的階段，除了體系與材料的多樣化，高度上也有了質(zhì)的飛躍。在1995年完工的深圳地王大廈，共有81層，高度達(dá)到385.95m，居世界第四高。
2 建筑抗震的理論
2.1 建筑結(jié)構(gòu)的抗震規(guī)范
一般的抗震規(guī)范都是各國結(jié)合具體的情況進(jìn)行的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，是指導(dǎo)抗震設(shè)計(jì)的法定文件，及反應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的發(fā)展水平，也反映了各個(gè)國家的抗震經(jīng)驗(yàn)。盡管抗震理論不斷完善，技術(shù)水平也在不斷地提高，但是必須要有實(shí)踐的指導(dǎo)，要將建筑工程的安全性放在首要位置，容不得任何的大意與疏忽?；谶@一認(rèn)識(shí)，現(xiàn)代建筑部分條文被列為強(qiáng)制條文，使用了“嚴(yán)禁、不得”等絕對(duì)性的字眼，同時(shí)也有不同條文有較大的自由空間。
2.2 建筑抗震設(shè)計(jì)的理論
當(dāng)前建筑抗震設(shè)計(jì)的理論主要分為擬靜力理論、反應(yīng)譜理論及動(dòng)力理論。擬靜力理論起源于20世紀(jì)10～40年代出現(xiàn)的理論，在估測(cè)地震對(duì)結(jié)構(gòu)的影響時(shí)，假設(shè)結(jié)構(gòu)為剛性，地震水平作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的質(zhì)量中心，地震力的大小當(dāng)于結(jié)構(gòu)的重量乘以一個(gè)比例常數(shù)（地震系數(shù)）。
反應(yīng)譜理論是在上世紀(jì)40-60年展起來的，以強(qiáng)地震動(dòng)加速度觀測(cè)記錄的增多與對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)特性的進(jìn)一步了解，及結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ)，是加理工學(xué)院的學(xué)者對(duì)地震加速度記錄的特性進(jìn)行分析后獲得的成果。
動(dòng)力理論是上世紀(jì)70-80年代的應(yīng)用較為廣泛的地震動(dòng)力理論，是在60年代以來電子計(jì)算機(jī)技術(shù)與試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)，人們對(duì)各類結(jié)構(gòu)在地震作用下的線性與非線性的反應(yīng)過程也有了較多的了解，隨著強(qiáng)震觀測(cè)臺(tái)的增加，各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)記錄也在不斷地增加。進(jìn)一步動(dòng)力理論也稱地震時(shí)程分析理論，它將地震作為一個(gè)時(shí)間過程，選擇具有代表性的地震加速度時(shí)過程作為地震動(dòng)輸入，建筑物簡(jiǎn)化為多自由度體系，計(jì)算得到每一時(shí)刻建筑物的地震反應(yīng)，完成設(shè)計(jì)工作。
3 高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 必要的抗震對(duì)策
在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中國，出了要考慮到概念的設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行驗(yàn)算，結(jié)合地震的情況，要在高度允許的范圍內(nèi)建造，增加結(jié)構(gòu)的延性。在當(dāng)前的抗震設(shè)計(jì)中，抗震驗(yàn)算及構(gòu)造與措施等角度入手進(jìn)行分析，提高結(jié)構(gòu)的抗震性與消震性能。建立地震力與結(jié)構(gòu)延性互相影響的雙重設(shè)計(jì)指標(biāo)，直到達(dá)到預(yù)期的抗震效果。當(dāng)前強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用已得到普遍的認(rèn)可。
3.2 高層建筑的抗震設(shè)計(jì)思想
在《建筑抗震規(guī)范》中有明文規(guī)定，建筑的抗震設(shè)防要符合“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求。所謂的“三水準(zhǔn)”就是指“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當(dāng)遇到第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震時(shí)，結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段，建筑物可以正常使用。一般情況下，建筑物不會(huì)被損害，也不需要修理即可使用。所以，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要滿足地震頻發(fā)下的承載力極限，要求建筑的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遇到第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí)，結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段，建筑物結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生損害，但是不經(jīng)修理或者簡(jiǎn)單修理就可以繼續(xù)使用。所以，建筑結(jié)構(gòu)必須要有足夠的延性能力，不會(huì)出現(xiàn)脆性破壞。當(dāng)發(fā)生第三設(shè)防烈度地震的情況下，就是遇到本地區(qū)地震極限外的情況，結(jié)構(gòu)會(huì)受到非常嚴(yán)重的損害，但是結(jié)構(gòu)的非彈性變形距離倒塌仍有一段距離，不致產(chǎn)生危及生命的損害，保障了居住人員的安全。所以在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要保證建筑的足夠變形能力，其彈塑變形要在規(guī)范的數(shù)值之內(nèi)，保證結(jié)構(gòu)良好的抗震性能。三個(gè)水準(zhǔn)烈度的地震作用水平是根據(jù)不同超越概率進(jìn)行區(qū)分的，一般情況下是：
多遇地震：50年超越概率63.2%，重現(xiàn)期50年；設(shè)防烈度地震（基本地震）：50年超越概率10%，重現(xiàn)期475年；罕遇地震：50年超越概率2%-3%，重現(xiàn)期1641-2475年，平均約為2000年。
從高層建筑的抗震水準(zhǔn)來看，設(shè)防的要求是通過“兩個(gè)階段”設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，具體方法如下：第一環(huán)節(jié)，第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，提前計(jì)算出高層建筑結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)，與風(fēng)力、重力荷載進(jìn)行高效組合。同時(shí)引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)，進(jìn)行構(gòu)件截面的準(zhǔn)確射擊，進(jìn)而達(dá)到第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求；然后是運(yùn)用同一地震參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的層間位移角，使其可以在抗震規(guī)范設(shè)定的限值之內(nèi)；同時(shí)采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造對(duì)策，確保結(jié)構(gòu)可以有足夠的延性、變形能力與塑形耗能，進(jìn)而達(dá)到第二水準(zhǔn)的變形目的。而第二階段則是運(yùn)用與第三水準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，算出結(jié)構(gòu)的彈塑性層間位移角，使其在抗震規(guī)范的限值之內(nèi)，然后進(jìn)行必要的抗震構(gòu)造對(duì)策，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)第三水準(zhǔn)的防倒塌目的。
3.3 現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法
在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)各類的建筑結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算應(yīng)該采用的方法都有明確的規(guī)定：高度要在40m之內(nèi)，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法；除1款外的建筑結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)譜方法；特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑，應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算，可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。
結(jié)語
地震是威脅較大的天災(zāi)之一，必須要加強(qiáng)防御，從上文的分析中我們可以看到，高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要在要求的限值之內(nèi)，保證結(jié)構(gòu)的良好性能，提高建筑的使用性能。
參考文獻(xiàn)
[1]朱鏡清.結(jié)構(gòu)抗震分析原理[M].地震出版社，2002.
[2]李彬.對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2012（02）.
