時間：2023-03-22 17:42:36
序論：在您撰寫抗震結構設計論文時，參考他人的優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您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
1.1結構抗震性能目標本工程存在扭轉偏大、樓板不連續、尺寸突變、豎向構件不連續、承載力突變等多項不規則，屬特殊類型高層建筑。結構設計確定的抗震性能目標見表1。由表1可知，本工程采用的性能目標較高，介于《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3—2010)［2］(簡稱高規)定義的A，B級之間，主要原因有兩個方面:一方面是經對比分析，與B級目標相比較，性能目標提高后僅核心筒部分需要增加較少工程造價，對于總體造價而言，增加比例很小的造價即可滿足性能目標要求;另一方面是考慮到結構懸挑比較大，且是乙類建筑，特意提高其性能目標。本工程于2012年6月通過廣東省超限高層建筑工程抗震設防專項審查。
1.2結構受力特點及分析地震作用下整個結構有比較復雜的反應，主要有以下幾個方面:一是水平和豎向震動耦合;二是懸挑端有比較大的豎向震動反應，導致核心筒遠離懸挑端一側混凝土承受拉力;三是水平地震和豎向地震引起的整體結構扭轉作用導致結構筒體有比較大的扭轉效應。(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，懸挑遠端Z向位移比較顯著;Y向地震作用下，因結構扭轉造成懸挑遠端Y向水平位移比較顯著。X向地震作用下，懸挑遠端Z向位移由框筒部分的剪彎變形(包含繞Y軸的轉動變形)及懸挑部分自身的豎向彎曲變形組成;Y向地震作用下，懸挑遠端Y向位移由框筒部分繞Z軸的轉動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，表3給出了各墻體在Y向小震作用下的剪力及其相對于核心筒形心點O的力臂。由表3可知，核心筒外筒墻體對核心筒形心點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藏鋼骨的核心筒傳遞至地下室的核心筒，再傳至基礎。(3)核心筒外筒墻體軸向內力分析表4給出了小震、大震作用下核心筒外筒墻體軸向內力，其中小震作用考慮恒荷載和活荷載及風荷載，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的比例分配，此處用于計算剪壓比的剪力為混凝土部分承擔的剪力。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，滿足設定抗震性能目標的要求。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，采用振型分解反應譜法與彈性時程分析法對比分析了豎向地震作用下結構的反應，得到了豎向地震作用下懸挑部分的豎向地震作用系數(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，懸挑部分結構重力荷載代表值GE=GDL+0.5GLL=62180kN，故小震作用下懸挑部分的豎向地震作用系數α小震=2641kN(小震豎向地震力)×1.25(小震放大倍數)/62180kN=0.053，在大震作用下豎向地震作用系數為α大震=16145kN(大震豎向地震力)/62180kN=0.260。高規中并未規定7度(0.10g)時的豎向地震作用系數，但參照高規插值，可以得到7度(0.10g)時的豎向地震作用系數為0.05，本文如不考慮1.25放大系數，其豎向地震作用系數僅為0.0424，小于0.05，故在采用振型分解反應譜法計算豎向地震作用時應注意其所計算的豎向地震作用是否達到高規規定值。Z向地震時程分析所得的豎向剪力平均值與彈性反應譜分析所得的豎向剪力之比為2987/3389=0.88。盡管不同位置的構件內力隨豎向振型參與系數的變化是不一致的，但是當振型參與系數在15%～90%之間時，其豎向地震引起的構件內力增長非常緩慢，此與高層結構有較大不同。
1.3結構性能化設計措施(1)為提高剪力墻連梁的延性，在連梁中配置型鋼，并加強其腰筋及箍筋配置(配筋率不小于0.4%且不小于計算配筋)。(2)在核心筒剪力墻中配置型鋼，一是為了承擔部分剪力及彎矩;二是與墻體豎向鋼筋共同承擔拉力。(3)通過核心筒的連梁來實現結構耗能，雖然連梁中設置了型鋼，但墻體中也設置了型鋼，相對于墻肢而言，連梁截面內力遠小于墻體截面，所以地震作用時是連梁首先發生彎曲破壞，起耗能作用。雖然結構承載力已按較高的性能目標實現，但為使結構具有較好的塑性變形能力，結構仍然按高延性設計，核心筒及框架柱抗震等級為一級，鋼構件抗震等級為二級。
2結構計算分析
2.1振動模態采用SATWE，ETABS軟件進行多遇地震作用下的計算對比分析。ETABS軟件計算得到的結構的振型圖如圖8所示(兩種軟件計算得到的振型一致)，由圖8可以看出，懸挑部分有較大的振動反應。
2.2整體分析結果對比由SATWE，ETABS軟件計算的結構總體指標對比見表5。由表5可知，兩個軟件計算的結果比較接近，相符度較好。SATWE軟件計算的整體穩定性驗算指標剛重比X向為117.86，Y向為46.79，均大于規范限值2.7(不考慮二階效應的限值);ETABS軟件計算的整體穩定性驗算指標剛重比X向為106，Y向為46.79，均大于規范限值1.4(穩定限值)和2.7(不考慮二階效應的限值)。
2.3施工卸載模擬計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，桁架在現場焊接成型，采用塔吊和汽車吊相結合的方法完成吊裝(圖9)。全部鋼結構構件安裝完畢后再進行腳手架卸載，卸載順序為由遠端向根部逐漸延伸，在卸載過程中應對鋼結構變形及位移進行現場測量。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行了施工卸載模擬分析，分四步拆腳手架，首先拆第四節下對應的腳手架，接著拆第三節、第二節、第一節下對應的腳手架。卸載過程遠端位移模擬顯示懸挑遠端滿足《鋼結構設計規范》(GB50017—2003)［3］(簡稱鋼規)要求，雖卸載過程與使用狀態下的結構支撐條件和荷載作用條件不同，但卸載過程中構件的內力符號沒有發生變化，且其應力比均小于正常使用狀態下的應力比。
2.4防連續倒塌分析與設計對于防連續倒塌的分析，參考高規采用了兩種方法:一是拆除構件法;二是施加表面荷載法。(1)KZ1是受荷最大、最為重要的柱，所以對其按拆除構件法驗證是否滿足防連續倒塌的要求。計算結果表明，與所拆除構件直接相連的構件最大應力比為［(0.69/1.35)/1.25］×2=0.818，斜拉腹桿最大應力比為(1.13/1.35)/1.25=0.67，其余各構件應力比均小于1。(2)對于桁架的主要弦桿和腹桿，采用在構件表面附加80kN/m2側向荷載的方法進行驗證分析，分三步進行:第一步是按未加側向荷載進行計算;第二步是將構件從整體結構中取出來，施加側向荷載進行內力計算;第三步是疊加前兩步內力。計算結果見表6，由表6可知，桁架一的主要桿件應力比均小于1.0。
2.5人群荷載下樓蓋振動舒適度驗算由于樓蓋結構的跨度比較大，故對其進行了舒適度研究，采用MIDAS/Gen進行樓蓋振動舒適度分析。樓蓋振動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。計算結果表明，樓蓋最大振動加速度為0.0452m/s2，滿足規范限值0.05m/s2要求。
2.6樓蓋風振時程分析基于風洞試驗實測數據，結合風速時程樣本，采用MIDAS/Gen軟件模擬結構風振［5］，本工程中只考慮順風向風速的影響，采用了Davenport脈動風速譜，參考深圳市氣象局近年來的風速統計資料，設定參考風速，以MonteCarlo法為基礎采用諧波疊加法，設定關心的頻率始值和終值，隨機產生風速時程曲線。局部風振時程荷載按點荷載直接施加于模型相應測點處。分析結果表明，不同風振時程樣本引起的樓蓋最大加速度差別較大，這主要是由于隨機生成的風振時程的自身差異所導致的;基于本文的時域分析方法及風振報告提供的頻率方法(其中樓蓋振動最大加速度為0.221m/s2)計算出的樓蓋風振效應均很明顯。針對本工程而言，風荷載引起的豎向振動是設計的控制因素。
3關鍵節點設計及有限元分析
懸挑桁架從混凝土核心筒及外框柱伸出，第7層E，B點(圖3)處節點交匯桿件達11根，節點受力比較復雜。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點，見圖10。此節點通過對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;二是相對于箱形截面其便于焊接和混凝土澆搗。節點分析擬考慮兩種荷載工況:一是大震作用工況;二是構件屈服工況，即加載至某構件(根據大震的分析結果，選取承載能力利用率最高的構件)發生屈服。選取桁架一下弦桿梁柱節點及桁架二下弦桿梁墻節點進行節點分析。采用MIDAS/FEA［7］進行分析。大震作用下節點應力云圖如圖11所示，結果表明，節點區幾乎所有的鋼構件均保持在彈性狀態，混凝土受拉及受壓均保持在彈性狀態，節點區構件滿足承載能力極限狀態的要求。構件屈服工況下節點應力云圖如圖12所示，結果表明，應力最大鋼構件中和軸以下全部發生屈服時，節點核心區內板件仍保持在彈性狀態，節點板屈服區域僅分布在以屈服構件相連的局部區域，沒有向節點板核心區擴展，滿足“強節點、弱構件”的控制要求。
4結語
摘要：我國是一個地震多發的國家。因此，現在越來越多的人非常重視建筑結構的抗震設計問題。所以，本文主要就建筑結構的抗震設計中關鍵問題、具體的抗震設計舉措進行研究與分析。
關鍵詞：建筑結構；抗震設計；關鍵問題；具體舉措
【中圖分類號】TU318【文獻標識碼】A【文章編號】2236-1879（2017）20-0217-01
引言：隨著我國經濟快速發展，一棟棟高樓大廈拔地而起，但與此同時，在我國是地震多發國家的背景下，建筑抗震等安全因素成為設計需要考慮的因素之一，現階段，我國的建筑抗震水平較高，但因地震導致房屋倒塌的情況時有發生，為了能更好的提高建筑抗震水平，在建筑抗震設計方面更加合理，作為中學生了解建筑結構的抗震設計中關鍵問題、具體的抗震設計舉措是很有必要的。建筑結構抗震設計關鍵問題
（一）場地的科學選擇。
建筑場地的科學選擇，直接關系到建筑結構抗震設計的水平與質量。因此，有關的工程設計人員需要對于建筑物建設的場地進行全面的考察工作，選擇具有土質松軟、地質元素分布不均衡的區域來進行地段的選擇，避免地震發生時產生出地裂或者是地表錯動問題。
（二）建筑結構的合理化抗震設計。
建筑結構的合理化設計也對于提升建筑抗震設計的質量與水平發揮著重要的作用。比如：使用高強度的建筑材料使得建筑物的結構框架具有完整性的構造。而高質量設計圖紙的應用，可以使得建筑物的各個部位進行更加合理、科學的布局，最終形成強有力的抗震效果。
（三）建筑平面布置的規則性。
進行滿足有關抗震設計要求的施工，可以極大提高建筑的抗震水平與能力。比如：綜合的考慮到各個方面的因素，應用現代的網絡信息技術進行對稱性的結構設計，將會對于建筑的抗震實際效果進行科學的提升。同時，我們需要清楚的了解到各種科學的設計需要真正的落實到施工實踐中，使得設計的成果真正轉變為實際的應用成果[1]。
一、建筑結構抗震設計的具體舉措
（一）基礎隔震措施。
所謂的基礎隔震指的是應用各種各樣的減震裝置來完成有關建筑物的結構抗震設計。具體來講，將有效的抗震、隔震的裝置應用到建筑物自身的部位中，從而達到保護建筑物，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，在高大建筑物中應用抗震裝置會導致建筑物產生出自振周期問題，無法達到應有的抗震效果。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。對于這些裝置應用摩擦移動或者是粘彈性隔震的方式就可以進行有效的防震，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用。
應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，也是一個重要的防震舉措。具體來講，應用高效的瀝青原料與粘土、砂子等進行混合性的應用，可以提高建筑物整體的質量與水平，保障建筑物的安全。目前這種方法已經在建筑物的防震設計中進行了一定程度的應用，并且取得了不錯的應用效果[3]。
（三）建筑結構懸掛隔震。
所謂的建筑結構懸掛隔震指的是在進行建筑物結構設計工作中，應用懸掛的方式來對于建筑物大部分結構或者是整體的結構進行有效減震處理，使得地震發生時地震災害的破壞力量對于懸掛的建筑結構沒有非常大的影響，最終減輕地震對建筑的破壞程度，避免重大的人員傷亡與財產損失。比如：在一些大型鋼結構建筑中應用懸掛的方式來進行有關的設計，使得有關的子框架通過鎖鏈或者是吊桿方式的應用懸掛在主框架上。這種設計方式應用的意義在于地震發生之后，地震一部分破壞力量會傳導在這些鎖鏈或者是吊桿上，降低了地震對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際效果[4]。
（四）建筑層間的隔震。
對于建筑物層間進行有效的隔震是一種操作簡單、工序簡單的應用方式。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于地震破壞力量的10%到30%進行有效的預防，無法從根本上形成強有力的抗震效果。因此，這種方式需要與其它模式的抗震舉措進行綜合性的應用，形成對于建筑物的有力保護，全面提高其應對地震破壞力量的能力。
（五）建筑結構的加固隔震。
為了全面提高建筑物結構的抗震能力，我們需要采取各種的方式對于建筑物進行必要的加固處理，提升建筑物的質量。具體來講，第一，在建筑物竣工之后，有關的工程施工技術人員可以應用阻尼的方式對于建筑物進行全面的加固，最終使得建筑結構的抗震效果得到加強。第二，為了提高高層建筑的抗震效果，我們可以應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生時具有對地震破壞力的抵御能力，避免重大的財產損失與人員傷亡。比如：消能減震裝置在建筑物隔震夾層中進行應用，可以極大提高建筑物結構的抗震效果[5]。
二、結論：
通過上述幾個方面，對于建筑物結構抗震若干問題進行科學的研究與探討，有利于建筑物施工的企業應用眾多的具體方法全面提高建筑物結構抗震的質量與水平，保障建筑物在地震發生時具有強有力抵御地震的能力，減少人員的傷亡與財產上的損失。如今總體的設計理念與方式比較先進，但也需要與時俱進，不斷提高建筑抗震等級，為人們的生命和財產安全提高保障。
參考文獻
[1] 古力銘. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 四川水泥，2015，06：60.
[2] 曹振. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 門窗，2015，06：126.
[3] 邱子龍. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 建材與裝飾，2016，08：76-77.
[4] 李琛琛. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 科技創新與應用，2016，18：245.
1．1合理的選址在建筑結構抗震水平設計中，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，我國政府部門已經出臺了《中華人民共和國減災抗震法》等法律條文，其中明確規定“對于有可能發生的重大建設性工程以及次生災害進行嚴格的地震安全指標評價，按照地震安全評價結果，明確相關建筑物的抗震設防要求，并對其進行分別設防”。建筑結構的設防標準根據其實際質量可分為四個標準，其中:甲類:地震時間或大型建筑工程可能發生的次生建筑類災害;乙類:地震中不能中斷使用功能，且必須要逐步恢復的建筑類型;丙類:除甲、乙兩類建筑外的其他普通建筑類型;丁類:抗震級別相對較低的建筑。根據對相關法規的分析，在進行建筑物結構設計時，必須要選擇對建筑有利的場地，避免在不利地段建設大型民用建筑，以防止地震破壞隱患的出現。對于一些軟基地段，也必須要進行充分的處理，才能夠進行合適的建筑設計。另外對于地震可能引起的次生災害問題，也必須要予以正確的處理，進一步保證選址的正確性。
1．2科學的設計當地震發生時，不同的建筑結構所受到的地震影響是不同的，為了最大限度降低地震災害的影響，建筑設計人員在抗震設計環節中，要根據當地地段的實際情況來進行建筑結構的選擇。目前，我國常用的鵝建筑結構可以分為“鋼筋混凝土結構”、“砌體結構”、“鋼混結構”和“鋼結構”四種類型。通過對四種結構的比較分析得出，鋼筋混凝土結構的抗震能力相對較強，因為其自身具有較好的柔韌性，所以當建筑物因地震災害而出現應力變形時，鋼筋混凝土結構能夠依靠自身良好的承載力對其進行一定程度的控制，這是其它三種結構所不具備的優勢。近年來，高層建筑建設的增多，大大增大了其在地震災害影響下的水平位移和抗側移剛度，這在無形之中就加大了地震災害的影響，為了避免地震災害影響程度的增大，在設計和審核高層建筑抗震設計時，必須要考慮結構的側移度。
1．3堅實的質量地震作為破壞性超強的自然災害，想要最大限度降低其對建筑的破壞，保證建筑設計堅實的質量是最基本的防護措施。相比較而言，我國建筑設計水平發展較為緩慢，在地震設計方面也存在不夠合理的情況，這使得很多建筑結構都出現了地震安全隱患，過大的自身重量也加大了地震危害。為了保證建筑結構抗震水平，必須要在建筑抗震設計環節中科學的運用抗震理論，根據相關設計原則，利用有效措施來提高建筑結構的可靠性與安全性。
2實現建筑結構抗震水平設計的措施
2．1基礎性防震措施應用基礎性防震措施根據建筑的結構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置緩沖層，以便在地震發生時減小建筑與土層之間的震動碰撞，實現對震能的有效吸收和反射作用，減小地震對建筑物的破壞。目前，我國最常使用的地基隔層為瀝青原料隔震層。(2)基礎隔震。基礎隔震是整個建筑結構抗震設計中的關鍵，想要降低地震對建筑物的破壞，就必須要做好基礎隔震措施。在對建筑基礎采取抗震措施時，為了減小地震對上部結構的破壞，需要在建筑物的上部結構和基礎位置接觸處設置隔震層，防止地震力由地基處向上部結構傳播，降低地震對建筑上部結構的破壞?；A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置的，間層隔震的有效設置能夠對震力進行再次削減，以達到降低地震對建筑的破壞作用。間層隔震一般都安裝在原始結構層上，其實我國最早使用的的抗震措施，具有施工操作簡單的優勢。(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構脫離地面，從而在地震出現時，降低地面震動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構建筑當中，收到了較為不錯的抗震效果。
2．2機敏減震支撐體系機敏減震支撐體系是集成現代科技技術的防震系統，其利用活塞運動的原理，對建筑結構進行設計。在地震災害發生時，保證建筑結構中的內、外鋼能夠通過不斷的滑動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。目前，這項技術還在不斷的研究和完善當中，相信其很快就能夠實現有效的應用，為建筑抗震設計水平的提升做出貢獻。
2．3效能減震技術應用效能減震是實現對地震所產生動能的消耗，來減輕地震能的傳導大小，從而降低其對建筑物的破壞程度。目前，在此技術方面一般采用消能器和阻尼器，兩種器械都能夠實現地震能量的有效消耗和吸收，減小震力對建筑主體的破壞，以達到對建筑主體結構安全、穩性定的保護。目前，效能減震技術在我國建筑防震設計中得到了有效的應用，其在新建筑的防震設計和舊建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。
3總結
不確定性的地面運動的影響。地震動是地殼快速釋放能量過程中產生具有不確定性的多維振動，它是通過地震波的傳播實現的，它的隨機性和復雜性讓人難以預測。地震動的各個分量對建筑都具有危害作用，即一個豎向分量、兩個水平分量和一個轉動分量。地震災害具有突發性、破壞性、難以預測性，甚至是毀滅性的。結構動力特性的影響。影響結構動力分析的因素主要有：結構質量分布不均勻；基礎與上部結構的協同作用；節點的非剛性轉動；偏心扭轉可能使位移增加；柱的軸向變形可能會使周期變長，加速度降低；材料的影響?；炷恋膹椥阅Ａ侩S著時間的增長或應變的增大而降低，這意味著自振周期可能增長，而加速度反應將減小。阻尼變化的影響。鋼筋混凝土結構阻尼比受震松動以后會變大，且自振周期變長?；A不同沉降量的影響。按一般荷載設計的框架結構，當地震系數大于0，基礎差異沉降可能造成實際彎矩與設計彎矩出現較大的誤差，而這種誤差在設計中一般未予考慮。建筑結構的施工質量。施工質量是影響結構抗震能力的一個重要因素。施工的任一環節都可能對建筑結構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計值相差甚遠。
2.建筑結構抗震設計方法
2.1結構地震分析法
結構抗震設計的首要任務就是對結構最大地震反應的分析，需要確定內力組合及截面設計的地震作用值。常用的地震分析法有底部剪力法、彈性時程分析方法、振型分解反應譜法、非線彈性靜力分析法以及非線彈性時程分析法。其中最為簡單的屬底部剪力法，其在質量、剛度沿高度分布較均勻的結構中較為適用。假設結構的地震反應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來確定地震影響系數。對于較為復雜的結構體系，采用振型分解反應譜法來計算，它的思路就是根據振型疊加原理，將各種振型對應的地震作用、作用效應以一定方式疊加起來得到結構總的地震作用、作用效應。而彈性時程分析適用于特別不規則和特別重要的結構中，將建筑物看作彈性或彈塑性振動系統，直接輸入地面振動加速度記錄，對運動方程積分，從而得到各質點的位移、速度、加速度和剪力時程變化曲線。非線彈性時程分析法可以準確完整的反映結構在地震作用下反應的全過程。按非線彈性時程分析法進行抗震設計，能改善結構抗震能力和提高抗震水平。非線彈性靜力分析法考慮了結構彈塑性特性，在結構分析模型上施加某種特定傾向力模擬地震水平側向力，并逐級單調增大，構件一旦屈服，修改其剛度直到結構達到預定的狀態。
2.2建筑結構抗震設計方法
為了確保建筑結構的抗震能力最佳，所設計的結構在強度、剛度、延性及耗能能力等方面都達到最佳，質量分布均勻，平面對稱、規則抗側向力較好的體系及剛度與承載能力變化連續的結構體系是優先考慮的設計方案，從而經濟地實現“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。
（1）根據我國的抗震設計規范，建筑持力層的選擇非常重要，它關系著整個建筑物的安全性能，同時規范還指出，建筑的形體要適當，要求建筑的形狀及抗側力構件的平面布置宜規則，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）抗震結構體系布置是建筑結構抗震設計的關鍵問題，如房屋建造中框架結構體系和砌體結構的選擇問題。地震后會有余震，抗震結構體系應具有多道抗震防線。如框架結構設計中為了避免部分構件破壞而導致整個體系喪失抗震能力，將不承受重力荷載的構件用作傳遞途徑。
（3）傳統的結構抗震是通過增強結構本身的抗震性能(強度、剛度、延性)來抵御地震作用的，即由結構本身儲存和消耗地震能量。消能減震設計指在結構中設置消能器來消耗地震輸入的能量，減輕結構的地震反應，減小結構發生破壞和避免結構物直接倒塌以達到預期防震減震要求。隔震設計指在建筑物基礎與上部結構之間設置隔離層，即安裝隔震裝置，通過隔震裝置延長結構的基本周期，避免地震能量集中使結構發生屈服和破壞。這是一種以柔克剛積極主動的抗震對策,是一種新方法、新對策、新途徑。
（4）盡可能多設置幾道抗震防線，一個較好的抗震建筑結構由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結構構件連接協同工作。強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，將會因損傷積累導致倒塌。如像教學樓這種相對大開間、單跨、大窗口、懸臂走廊的純框架結構，其縱、橫方向的剛度不均勻，很容易發生扭轉破壞，而整個結構只有框架一道防線，一旦柱子發生破壞，沒有其他約束措施，整個框架因喪失全部承載能力而倒塌。防止脆性和失穩破壞，增加延展性。設計不良的細部結構常常發生脆性和失穩破壞，應該防止。剛度的選擇有助于控制變形，在不增加結構的重量的基礎上，改變結構剛度，提高結構的整體剛度和延展性是有效的抗震途徑。
（5）場地條件就是導致建筑震害過于嚴重的關鍵因素，所以選擇最為有利的地形最大限度的防止建筑物出現在不利于抗震功能發揮的區域。選擇在抗震過于危險的區域來建造房屋，有可能對人們的生命財產安全帶來危害。在汶川地震時，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結語
每棟建筑物都是一個空間結構體，在荷載作用下各構件并非是以脫離體系的單一構件獨自工作，而是以相當復雜的方式共同工作，精確計算其作用和受力是相當困難的，在計算地震作用時尤其如此，由于地震作用下的結構構件受力狀態的復雜性及不確定性、人們對地震時結構響應認識的局限性和模糊性、理論計算中的假定與實際情況的差異性，注定了在現階段無論計算工具再如何發展，計算過程再如何嚴格，其結果也只能是一種比較粗略的估計，甚至有時還根本無法計算。顯然在結構設計中，僅依靠現有理論進行抗震計算往往不能滿足結構安全性、可靠性的要求，無法達到預期的設計目標。因此在不確定因素眾多，受力狀況復雜的結構抗震設計中，抗震概念設計的提出和應用就顯得尤為重要了。
二、結構抗震概念設計的涵義
所謂抗震概念設計，一般是指不經過計算，尤其在難以做出精確理性分析或在規范中難以規定的問題中，依據整體結構體系與分結構體系之間的力學關系、結構破壞機理、震害、實驗現象和工程經驗中所獲得的基本設計原則和設計思想，從總體的角度來進行建筑結構的總體布置和抗震細部措施的宏觀控制，從而從根本上保證結構的抗震性能。
三、結構抗震概念設計的基本原則和具體要求
（一）建筑場地的選擇
地震造成建筑的破壞，除地震動直接引起結構破壞以外，還有場地條件的原因，諸如：地震引起的地表錯動與地裂，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地是減輕建筑物地震災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則性是抗震概念設計中需要考慮的一個重要因素。規則的建筑方案體現在：建筑物的平面布置基本對稱；結構體型簡單；抗側力體系的剛度和承載力上下變化連續、均勻。因為，簡單、對稱的結構容易估算其在地震時的反應，容易有針對性的采取抗震措施并對其進行細部處理。因此，這就要求建筑專業的設計人員具有一定的抗震知識素養，應該對所設計的建筑的抗震性能有所估計，避免采用抗震性能差的嚴重不規則的設計方案。
（三）結構體系的確定和結構布置
結構體系的確定是結構設計中頭等重要的大事。結構設計時應通過綜合分析使結構體系盡量合理且經濟，應優先采用抗震能力強、延性好、耗能能力強、便于施工且具有多道防線的結構體系（如框架-剪力墻結構，框架-筒體結構，設置耗能連梁的剪力墻結構等），避免采用抗震能力較低的結構體系（如板柱-剪力墻結構，單跨框架結構等），尤其應避免采用看似“合法”（符合規范）但不合理的結構體系（如當房屋高度接近規范框架結構類適用高度上限時，仍采用框架結構，震害表明，框架結構的側向剛度較小，整體性較差，結構的抗震性能較差，此情況下應采用抗震性能較好的框架-剪力墻結構為宜）。而在結構布置時，應采用概念清晰、傳力途徑明確的布置方式，盡量避免造成結構扭轉、平面和立面的里出外進、豎向傳力桿件的間斷與不連續等問題。
（四）多道抗震防線的設置
單一結構體系只有一道抗震防線，一旦破壞就會造成建筑物倒塌的嚴重后果。特別是當建筑物的自振周期與地震動卓越周期相近時，建筑物由此而發生的共振，更加速其倒塌進程。而如果建筑物采用的是多重抗側力體系時，第一道防線的抗側力構件在強烈地震作用下遭到破壞后，第二道乃至第三道防線的抗側力構件立即接替，抵擋住后續的地震動的沖擊，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卓越周期相同或接近的情況時，多道防線就更顯示出其優越性。當第一道抗側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較大幅度的變動，與地震動卓越周期錯開，使建筑物的共振現象得以緩解，避免再度嚴重破壞。在雙重結構體系中一般應優先選擇不負擔或少負擔重力荷載的豎向支撐或填充墻，或軸壓比值較小的抗震墻、實墻筒體等構件作為第一道防線的抗側力構件，如框架-剪力墻結構中的剪力墻，框架-填充墻結構中的填充墻，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，則框架就成為整個體系中唯一的抗側力構件，此時應采用“強柱弱梁”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，從而保護了框架柱的相對完整，最終達到“大震不倒”的要求。
（五）結構抗震設計關鍵點的把握
在結構抗震概念設計中，還應注重對結構體系中的關鍵部位（如薄弱層，加強層等）、關鍵部位中的關鍵構件（如加強層的重要豎向構件、轉換層的水平轉換構件等）、關鍵構件中的關鍵節點（如梁柱節點，柱根部位等）幾個關鍵點的把握，從而實現“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點強錨固、強柱根弱桿件”的設計理念。
關鍵詞：抗震設計 ；基于性能 ；地震設防水準 ；設計方法 ；位移影響系數法 ；能力譜法 ；直接位移設計法
中圖分類號：TU973+.31文獻標識碼： A 文章編號：
一、基于性能的抗震設計的產生
20世紀初期，日本的森房吉教授（1868—1923）在對當時的地震災害和理論認識進行研究之后，提出了最早的結構抗震設計方法。在之后的一百年間，隨著科學技術的不斷發展，人們對地震的反映特征和發展特征的研究和把握不斷深入，結構抗震設計理論及方法也在不斷進步當中。
目前 “大震不倒，中震可修，小震不壞”，作為抗震結構設計指導思想被國際普遍認可。至此，抗震結構設計可以說已經取得了顯著的進步，此類建筑在地震中也表現出較好的抗震性能。但是，目前的三個水準的設計理念主要是以保護人類生命安全為目的，對于地震造成的其他破壞不能很好地進行控制。尤其是現代社會的高速發展使得大量人群、財富和資源可能集中在某一區域，如大城市中。在這些區域一旦發生地震，將會造成巨大的經濟損失，對生還者的心里造成嚴重打擊，也是十分不利于震后重建工作的開展。因此，要求人們在進行抗震設計時不僅防止地震對生命安全造成傷害，也要盡可能減少房屋倒塌對其他方面造成破壞?；谝陨峡紤]，在1994年美國洛杉磯大地震和1995年日本阪神大地震之后，基于性能的抗震結構設計被廣泛研究推廣，并被認為是未來抗震結構設計的主要指導思想。
這項設計最早出現在橋梁抗震設計中，用量化的抗震指標來控制抗震性能，從而改進傳統的設計理念。1995年，這一理念被美國放眼21世紀委員會提出了之后，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、基于性能抗震設計的特點
通過與現行抗震設計理念的對比，可得到基于性能抗震設計理念的特點。
1.采用多級設防。與現階段“大震不倒、中震可修、小震不壞”的三階段設防目標
相比，基于性能的抗震設計注重多級防護，注意保護建筑的內部設施與非結構件，從而達到了在地震發生時既保護業主安全又減輕了業主和社會的經濟損失。
2.投資準則效益。投資準則效益反映了抗震設計思想的重要轉變，是基于性能抗震設計的一個基本原則。即從只注重安全變為同時注重安全、經濟等多個方面。根據這一準則，結構設計按照結構性能的要求，考慮到所擁有的所有資源，在安全和經濟之間找到平衡、合理的切入點，得到優化的最佳方案。
三.設防水平
1．地震設防水平。地震設防水平是指在未來可能作用于建筑結構的地震強度大小。由于地震設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計的理論中占有重要的位置，應充分考慮到已優化的經驗基礎，并根據地震參數具體確定。
2.結構性能水平。結構性能水平是在預期地震等級的作用下對建筑物破壞的最大程度。由于基于性能的抗震設計是考慮到結構構件、內部設施、非結構構件、裝修等多種因素，因此除了應該對對建筑主體結構帶來的損失有控制力外，還要充分考慮到對非主體的損壞的控制。所以說，能兼顧主體與非主體結構破壞程度的結構性能水準才是科學的、合理的。
四、基于性能抗震設計的方法
目前基于性能的抗震設計方法主要有：位移影響系數、直接位移、能力譜設計等方法。
1．位移影響系數法。該方法基于結構性能設計，即通過分析預先得到位移的最大期望值，然后利用模態、等效的方法進行確定，從而修正此系數。但是此方法目前也存在著一些問題，比如無法具體地體現出抗震水準與具體結構、樓層的損壞情況。
2．直接位移設計法。本方法適用于結構性能設計，即根據地震等級預期計算位移，使結構達到預期位移。本方法最大的特點是概念簡單，但是只能從建筑材料的極限變化確定相應數值，不能考慮到預期之外的地震效應。
3．能力譜法。能力譜法是將地震反應譜與能力譜曲線轉化成需求譜，從而評判該建筑的抗震性能。本方法側重于對結構的實際性能進行評估與檢驗。另外，能力譜法只適用于分布比較均勻且平面結構可化簡的結構。
總結：
基于性能的抗震設計是一個涵蓋范圍很廣的體系，與現行抗震設計相比，它具有以下優點：
基于性能的抗震設計目標多而且具體，具有更強的可操作性與適應性，也具有更
大的實際作用意義。
基于性能的抗震設計提供給了設計者更大的靈活性。在符合相關規定與要求的前
提下，設計者可自行選擇能實現業主抗震目標的設計方案與相對應的結構措施，充分發揮了設計者的創造性與創新性。
基于性能的抗震設計將之前單一的以保障業主生命安全的抗震目標轉變為在不同
的地震風險等級下滿足不同的抗震需求，并綜合了經濟、安全等多方面因素，充分考慮到了投資、震后損失、災后重建、社會效益與業主的承受能力等多方面因素,更符合當今社會的需求。
基于性能的抗震建筑結構設計思路已經成為了未來抗震設計的主要發展思想，，得到了國際社會的廣泛認可。特別是美日兩國，在這一方面進行了大量的研究，并得到了一定成果。我國在這個項目的研究上起步較晚，但是為達到與國際社會同步，我國與國際社會上在這方面取得先進成果的專家多次進行學術交流，中國許多高校目前也已經開展了此項研究，從而發展出適合我國國情的基于性能的抗震設計方法。
參考文獻:
歐進萍,何政,吳斌,邱法維;鋼筋混凝土結構基于地震損傷性能的設計[J];地震工程與工程振動;1999年01期
孫俊,劉錚,劉永芳;工程結構基于性能的抗震設計方法研究[J];四川建筑科學研究;2005年03期小谷俊介,葉列平;日本基于性能結構抗震設計方法的發展[J];建筑結構;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構抗震設計規范[J];地震工程與工程振動;2008年01期
關鍵詞：建筑結構；抗震；設計；措施
中圖分類號：TU3文獻標識碼： A
地震災害涉及到人類的生命和財產安全，是人類生活面臨的重要的問題，也是建筑結構抗震設計的主題之一。因此，在建筑結構設計的時候，必須充分考慮到抗震設計，這已經在房屋建筑結構設計中占據非常重要的位置，在設計時只有采取適當的措施，以防止地震對建筑物的造成的巨大破壞，為減少地震的損失與危害在設計上做出應有的貢獻，以保護人民的生命和財產安全。
一、 建筑結構抗震的重要性
在建筑結構中應用抗震結構的設計，首先能夠保證人員的生命安全，為內部人員的逃生以及求救爭取寶貴的時間； 其次，強化了建筑結構的設計，增加了建筑結構的抗震性，也將是建筑結構的使用壽命得到提升，使其利用價值得到不同程度的飛躍。建筑的基本功能是供人們居住，隨后才是審美價值的體現。就建筑的基本功能來說，其能夠供人居住的首要前提是安全，包括使用安全以及建筑物自身的安全。也就是說，建筑物只有在保證了自身安全的前提之下，才能夠供人們使用。因此，在建筑物的設計和建設過程中，往往需要對影響建筑安全性的因素作全方位考慮。地震作為一種不可預知的自然災害，其對建筑物安全性能的影響極大。而建筑物的安全一旦遭受威脅，必然會出現倒塌事件，從而砸傷和掩埋生命，給人們帶來物質和精神上的雙重損失。因此，建筑物在建設初期就必須做好抗震的準備工作，從根本上確保人們的生命和財產安全。
二、提高建筑結構抗震設計的措施
1、合理選址以提高建筑物的抗震能力
地震發生時，如果建筑物本身抗震能力弱，結構不堅固或者建筑剛性強而韌性不足，很容易遭到嚴重的破壞神之倒塌。如果建筑物選址不合理，地基建在地質不穩固的地方，地震會引起地表的地裂和錯動以及地面沉降，這種破壞在地基不穩固的地方更加明顯，因此合理選址以提高建筑物的抗震能力非常重要。在建筑物選址時，易選擇地層穩固地帶，應盡量避開地質不穩固的地方，如斷層帶、地下采空區、地下水空洞區、易液化土等地方。如果沒有條件避開上述不適合建造建筑物的地區時，應采取相應的抗震應對措施。依據國家對建筑物抗震的類別等級，采取人工加固地基、注意建筑結構的整體性、建筑物的外形勻稱、建筑物的結構簡單減輕建筑物自重等，都可以消除地基液化沉陷。還有一種特殊的地質構造，那就是在地基的主要受力層內還存在土質較軟的粘性土層或者不均勻的土層面時，這種地質構造若發生地震，地基會發生不均勻沉降。在此種地質構造地帶施工時，應采用樁基和加強基礎的措施來加固地基。
2、使用科學的結構形式
目前，我國常用的建筑結構有：鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼混結構以及鋼結構。防裂度和地區不同都是造成結構不同的主要因素， 通常鋼筋混凝土結構的抗震能力相對較強，由于自身柔韌性較好， 所以鋼筋混凝土在建筑物變形能力控制中，具有良好的承載能力。因此，在建筑結構設計中，必須根據抗震要求以及功能特征選用合理的結構方案，在審核結構體系中，也必須考慮結構側移度，特別是高層建筑物結構設計。隨著高層建筑結構高度增加，不僅會讓建筑結構在地震作用以及其他負荷作用影響下增大水平位移，也會讓建筑結構抗側移的剛度增加。而對于不同的鋼筋混凝土結構體系、組成方式、構建以及受力特征，在抵抗側移剛度等方面都具有很大的差異性，所以在使用中，必須根據具體情況，選用合理的高度。
3、強化設計質量
由于地震具有超強的危害性，所以在地震設計時，必須注重各項影響因素。由于我國建筑設計水平相對落后，很多建筑結構使用的方案不夠合理，在不能科學布置建筑結構方案的過程中，不僅增加了建筑成本和自身重量，也加大了地震危害。因此，在建筑抗震設計中，必須正確運用抗震理論，根據相關設計原則，不斷保障或者提高建筑結構可靠性與安全性。具體原則包括：努力降低地震作用時結構位移與扭轉，并且建筑結構必須擁有足夠的剛度；結構構件承載能力相對較高，同時具有足夠的耗能能力與延性。在這過程中，延性大說明變形能力相對較高，承載力與強度減小速度緩慢，不能有足夠的空間吸收，還能耗散地震能量，從自身結構避免坍塌。
4、選擇合理的建筑材料
在設計階段，要進行抗震分析和計算，在選擇建筑材料時，要對其參數進行可靠度分析，也要充分考慮材料參數的變異性，而且盡可能選擇自振頻率不同的材料，避免在地震作用時結構物局部或者整體發生共振，造成嚴重破壞。
5、合理的平立面布置
建筑物的動力性能基本上取決于它的建筑布局和結構布置。建筑布局簡單合理，結構布置符合抗震原則，從而確保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜規則、對稱，質量和剛度變化均勻，避免樓層錯層。對體形復雜的建筑物合理設置變形縫，在結構設計時要進行水平地震作用計算和內力調整，并應對薄弱部位采取有效的抗震構造措施，嚴格控制建筑物的高度和高寬比。
6、多道抗震防線的設置
這樣可以避免在地震作用下，由于局部損壞而造成整個建筑結構的損壞，例如框架----抗震墻結構系統，抗震墻可以抵抗較大的側壓力，是第一道防線，當在地震作用下抗震墻發生破壞時，框架結構就起到抗震的第二道防線。 多道抗震防線可以極大的消耗地震能量，延緩或者減輕地震作用對高層建筑的損壞。
7、加強建筑物內部的薄弱部分
在高層建筑中，由于層數較多，建筑面積較大，難免存在一些受力比較大而比較薄弱部分，在建設過程中，要及時對薄弱部分進行加強，采取有效措施增強其強度和剛度，這樣就可以極大提高其承載力，避免在地震作用下過早的屈服產生較大變形，導致建筑結構局部損壞或者整個結構的損壞。
8、保障結構的延性
（1）對于建筑結構當中柱、梁等構件，應該按照強柱弱梁的原則，增加柱子的抗彎能力。鋼筋混凝土的框架在強震發生時，當地震威力致使建筑結構達到最大的非線性位移時，梁端的塑性鉸的塑性轉動會比較大。當柱端的塑性鉸出現比較晚，那么建筑結構達到最大的非線性位移時它的塑性轉動會比較小。這樣就保證了框架有了比較穩定的塑性耗能構件。
（2）要提高結構的延性，還要采取強剪弱彎的措施。因為剪切對于破壞根本沒有延性，如果某個部位一旦發生剪切破壞時，這個部位在整個抗震結構中的作用就會喪失，柱端發生剪切破壞，建筑結構的局部就會發生坍塌，局部坍塌有可能導致整個建筑物的坍塌。因此，要采取措施來增大梁柱和柱端的組合剪力值，保證任何構件在強震發生時都不會損壞其剪力。
總之，結構抗震設計有許多不確定或不確知的因素，很難做到對結構進行精確的抗震計算，并得到結構在地震作用下的真實反應。因此結構的抗震設計除了必須進行細致的計算分析外，要特別注重結構的概念設計。如選取對建筑抗震適宜的建筑場地，設計延性結構，采用輕質高強建筑材料，設置多道抗震設防，加強結構的整體穩定性，重視結構的抗震構造措施等方面，只有這樣才能保證結構的抗震性能。
參考文獻：
［1］ 李鳴． 淺談建筑結構抗震設計［J］． 科技致富向導，2013(6):330．
［2］ 馬卉，趙靜，王鵬． 對結構抗震設計方法的分析［J］．考試周刊，2013(31):195．
