摘 要：由于我國是一個地震多發(fā)的國家，分布廣、頻率高、強度大、震源淺，是世界上地震災害最嚴重的國家之一。近幾年來，各國歷次地震對人類造成了嚴重災害，通過總結大量的經驗教訓，促使結構抗震設計不斷發(fā)展。建筑抗震的實踐表明，一個地震區(qū)建筑物，如果沒有良好的建筑總體布置方案，單靠結構抗震計算和抗震的構造措施，在較強烈的地震作用下，仍是難以取得建筑抗震的較好效果。因此，這就要求結構工程師不僅要運用好抗震計算分析，而且要重視結構概念設計，使建筑設計與建筑抗震設計有機地結合起來，建筑抗震設計水平才能達到一個比較完善的高度。文章主要是在探討建筑結構抗震設計中結構抗震設計的方法總結和發(fā)展，供大家參考。
關鍵詞：建筑結構;抗震設計
一、目前我國抗震設計中存在的不足
通過多年對于建筑抗震設計的研究，我國逐漸形成了自己的一套較為先進的抗震設計方法而且日益成熟，但是也有許多考慮欠妥的地方，需要我們今后加以完善。首先，與國外規(guī)范相比，我國抗震規(guī)范在對關系的認識上還存在一定的差距。美國UBC規(guī)范按同樣原則來劃分延性等級，但在高烈度區(qū)推薦使用高延性等級，在低烈度區(qū)推薦使用低延性等級。這幾種抗震思路都是符合規(guī)律的，而目前我國將地震作用降低系數統一取為2.86，而且還把用于結構截面承載能力設計和變形驗算的小震賦予一個固定的統計意義。另外，我國規(guī)定的“小震不壞，中震可修，大震不倒”的三水準抗震設防目標也存在一定的問題。該設防目標對甲類、乙類、丙類這三類重要性不同的建筑來說，并不都是恰當的。最后，由于不同類別建筑的不同重要性，不宜再籠統的使用以上同一個性態(tài)目標。此外，還應該考慮建筑所有者的不同要求，選擇不同的設防目標，從而做到在性態(tài)目標的選擇上更加靈活。
二、結構抗震的可靠度
在結構所有的功能中，首先需要滿足的是結構的安全性。由于在震源的發(fā)生機制、地震波的傳播路徑和場地條件中存在很多不確定性，以及在循環(huán)荷載作用下的性能和分析計算模型中的不確定性，結構的地震反應非常隨機，并且安全性只能采用抗震可靠度進行描述。按照可靠度理論，服役期內結構的抗震可靠度同時體現了環(huán)境和結構兩方面的、特征，采用可靠度作為設防參數在概念上似乎更充分一些，在方法上也比較統一。這種方法實質上是認為工程結構自身以及所處環(huán)境存在著不確定性，使所設計的結構在遭受未來可能發(fā)生的地震作用時絕對安全既不可能也不經濟，人們使用這些結構時必須承受一定的風險。因此需要確定一個可以接受的安全度水準，這個水準被定義為目標可靠度，它可以作為結構抗震設防的參數，所有抗震結構實際的抗震可靠度應該不低于規(guī)定的目標可靠度。
由于結構抗震可靠度中包含了場地可能遭遇的各種強度地震動對結構安全性的影響，以目標可靠度進行抗震設防時就不必再去區(qū)分“小震 、“中震”和“大震”，從而也就避免了為解決該問題所產生的各種困難。結構抗震可靠度的大小同結構服役期限的長短有關，它不僅描述了結構建造完成前規(guī)劃、設計、施工等過程中的安全性，而且考慮了結構服役過程的安全影響因素，因此采用目標可靠度進行抗震設防既可以完成基于生命的抗震設防目標，也可以實現基于性態(tài)的設防目標，對于具有不同服役功能的工程結構，只需適當調節(jié)目標可靠度的具體取值，就可以方便地實現多級抗震設防的目標了。
三、結構抗震設計中概念設計
所謂 “建筑抗震概念設計”是指根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想，是進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程。地震動是一種隨機振動，有難于把握的復雜性和不確定性，要準確預測建筑物所遭遇的特性和參數，目前尚難做到。在結構分析方面，由于未能充分考慮結構的空間作用、非彈性性質、材料時效、阻尼變化等諸多因素，也存在著不確定性。因此抗震問題不能完全依賴計算結果。而是應該立足于工程抗震基本理論及長期工程抗震經驗總結的工程抗震基本概念，往往是構造良好結構性能的決定性因素。抗震概念設計主要有如下幾點：
3.1建筑選址。避免抗震危險地段，選擇對抗震有利的場地、地基和基礎在進行設計時，應根據工程需要，掌握地震活動情況和工程地質的有關資料，作出綜合評價，宜選擇堅硬土或開闊平坦密實均勻的中硬土等有利地段;避開軟弱土、液化土、河岸和邊坡邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層等不利地段;同一結構單元不宜設置在性質截然不同的地基土上，也不宜部分采用天然地基，部分用樁基，當地基有軟弱黏性土、液化土、新近填土或嚴重不均勻土層時，宜加強基礎的整體性和剛度。
3.2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(guī)則、對稱，質量和剛度變化均勻，避免樓層錯層。但事實上，由于城市規(guī)劃、建筑藝術和使用功能等多方面的要求，建筑不可能都設計成方形或圓形。我國《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》，對地震區(qū)高層建筑平面形狀作了明確規(guī)定;并提出對平面的凹角處應采取加強措施。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。
3.3 結構選型和結構布置。結構選型根據建筑的重要性、設防烈度、房屋高度、場地、地基、基礎、材料和施工等因素，經技術、經濟條件比較綜合確定。單從抗震角度考慮，作為一種好的結構形式，應具備下列性能：延性系數高;勻質性好;正交各向同性;構件的連接具有整體性、連續(xù)性和較好的延性，并能發(fā)揮材料的全部強度。結構布置遵循的原則是平面布置力求對稱，使構件分配的力均勻;豎向布置力求均勻，盡可能使其豎向剛度、強度變化均勻，避免出現薄弱層，并應盡可能降低房屋的重心。
3.4多道抗震防線的設置。多道設防就是人為加強某些豎向抗側力結構，提高部分的可靠度;并且有意識地設置一些薄弱環(huán)節(jié)，使其在強震作用下退出工作。在遇到建筑物的基本周期與地震卓越周期相同或接近的情況時，多道防線就更顯示出其優(yōu)越性。當第一道抗側力防線因共振而破壞，第二道防線接替后，建筑物自振周期將出現較大幅度的變化，與地震卓越周期錯開，使建筑物的共振現象得以緩解，減輕地震的破壞作用。
3.5剛度、承載力和延性的匹配。地震時建筑物所受地震作用的大小與其動力特性密切相關，建筑物應具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性。當結構具有較高的抗力時，其總體延性的要求可適當降低;反之，較低的抗力需要較高的延性要求相配合。提高結構的抗側剛度，往往是以提高工程造價及降低結構延性指標為代價的。要使建筑物具有很強的抗倒塌能力，最理想的是使結構中的所有構件都具有較高的延性，然而實際工程中很難做到。有選擇地提高結構中的重要構件以及關鍵桿件的延性是比較經濟有效的辦法。
四、建筑結構消能減震與隔震設計
傳統的結構抗震是通過增強結構本身的抗震性能來抵御地震作用，是被動消極的抗震對策。而
消能減震隔震設計是指在結構體系中設置隔震層以隔離地震能量，或在抗側力結構中設置消能器吸收地震能量，從而達到減輕震害的目的，是積極主動的抗震對策。目前，世界上許多國家開展了結構減震技術與理論的研究，并致力于該技術的推廣。一些國家，如美國、日本、新西蘭、加拿大等已經制定了隔震或耗能減震設計的規(guī)范或標準。我國已經在《建筑抗震設計規(guī)范》中納入了隔震與消耗減震的內容，并制定了《建筑隔震橡膠支座標準》、《夾層橡膠墊隔震技術規(guī)程》。但由于它是一種新型的結構體系，且隔震層以上結構部分的使用要求高于非隔震建筑，因此，在目前的設計中應用較少。其主要原理為：在房屋底部設置橡膠隔震支座和阻尼器等，以延長構件的自振周期、增大阻尼，或在結構中設置消能裝置，通過局部變形提供附加阻尼，消耗地震能力，而達到保護上部結構的目的。
五、抗震構造措施的設置
抗震構造措施在結構設計中具有非常重要的作用，構造設置是否合理，直接影響到結構防震的效果，由于上部主體結構類型不同，構造措施也不盡相同，以下列出常見結構類型所需采取的一般構造措施。磚混結構房屋中設置沿樓板標高的水平圈梁，加強了內外墻的連接，增強房屋的整體性。圈梁能夠有效地約束預制板的散落，使磚墻出平面倒塌的可能性降低;另外，圈梁作為邊緣構件，可以提高樓、屋蓋的水平剛度。在地震作用下限制了墻體斜裂縫的開度與延伸，減輕了不均勻沉降對房屋的影響。并且構造柱設置合理，可以起到增強房屋整體性、改善結構脆性和增加延性的作用。每間設置構造柱的墻體，可以大大提高變形能力，即使墻體開裂以后，還可以利用其塑性變形和滑移、摩擦，來消耗地震能量。但是，設置圈梁和構造柱后，多層磚混房屋的抗裂能力并沒有多大的改善，難于保證磚混結構房屋實現“小震”不壞的目標，設計中應該加以注意。
六、結論：
總而言之，隨著高層建筑的迅速發(fā)展，建筑高度不斷增加，高層建筑的結構設計也成為結構工程師設計工作的主要重點和難點。其抗震設計變得尤為重要，建筑結構的抗震設計是一個完整、系統的概念，從場址的選擇到建筑物的結構設計，抗震設計貫穿了整個過程。建筑物的抗震設計是衡量建筑結構設計是否符合要求的重要指標。因此如何準確、合理的運用不同的抗震設計方法，是非常重要的，對于不同的建筑、不同的情況應區(qū)別對待，從而尋求最合理的抗震設計。
