曹桐语
唐山市八方锦秀建筑设计有限公司 河北省 唐山市 064200
摘要：在我们的生活中，地震灾害严重威胁着人类的生活及生命财产安全，如何减少地震对人们的危害，是我们一直探索的。建筑作为人民生活的场所，更值得我们区深入探究如何加强其抗震性。结构减震控制是通过增加某些结构部位的强度和变形能力提高建筑结构的抗震性能，是土木工程中有效的防灾减灾方法。
关键词：土木工程结构；地震反应；分析
1引言
在上个世纪的末期学者对地震的研究中提出了性能抗震的设计方式，即土木减震结构在设计中满足使用功能外，利用不同的位移指标对结构进行性能调整，从而产生抗震效果。此种结构设计实际上就是对地震破坏进行定量或者半定量的控制，对地震的反应和损伤程度进行评价与预防，使其在预期的控制范围，从而在最经济的条件下控制地震造成的负面影响，其不仅仅可以保证生命安全也可以从性能目标上对建筑结构进行控制。
2土木工程结构设计中存在的问题
（1）安全性不够
建筑质量问题和施工安全问题永远是人们关注的热点话题，也是土木工程领域必须思考的问题，目前，我国土木工程结构设计的安全性得不到保障，安全性较低。土木工程结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、安全系数范围的定位、结构工程的整体牢固性与结构工程的耐久性等几个方面，由于我国土木工程起步晚，发展相对比较落后，在这些方面的安全规范设计要求比较低，这样往往就会造成实际施工难以完全完成结构设计的要求，从而降低整个建筑工程的质量。
（2）整体牢固性差
土木工程建筑设计施工在保证施工质量和施工安全的同时，还要保证整个土木建筑的整体牢固性，结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏而不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，是土木工程建筑应该具备的最基本的能力。土木工程建设完工后的产物要符合人们的要求，要能够经受住风霜雨雪，对于有特殊用途的建筑，还要采用相关的设计方法优化建筑的性能。结构的整体牢固性主要依靠结构良好的延性和必要的冗余度，这样的结构可以减少建筑在面对灾害时形成的损伤。目前，我国土木工程结构设计的整体牢固性差，应对灾害的能力低下，往往会造成很大的损失。
3土木工程结构抗震性能原理分析
目前的土木工程抗震结构设计实际上就是对地震破坏进行定量或者半定量的控制，对地震的反应和损伤程度进行评价与预防，使其在预期的控制范围，从而在最经济的条件下控制地震造成的负面影响，其不仅仅可以保证生命安全也可以从性能目标上对建筑结构进行控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其控制可以从土木工程的经济性上进行控制，即出现损坏时降低其使用功能与恢复的费用，将损失控制在最小。
当前结构抗震性能设计的方法有：位移分析、承载力、能量设计等，这些设计方式所考虑的基础不同也就形成了不同的结构抗震设计结果。基于承载力的设计已经成为了国际规范采用的主要设计标准。能量设计则是在上个世纪中期被提出，提出结构和内部设施被破坏的程度是由地震所产生的输入能量与结构消耗能量共同作用而形成最终的破坏结果，此方法可以直接对结构损坏情况进行评估，但是参数的选择则比较困难，因为无法选定一个相对固定的标准，因此使用起来较为困难。
4土木工程结构地震反应分析方法
地震作用理论主要研究地震时地面运动对结构物产生的动态效应，结构的地震反应是由地震动力和结构动力特性两个方面决定的，因此，地震反应分析方法的发展是随着人们对这两方面的认识逐渐深入而提高的，目前世界各国的土木工程结构抗震设计规范中普遍采用的是确定性地震反应分析方法。
4.1非线性时程分析方法
时程分析法兴起于20世纪40年代，用于进行超高层建筑结构的抗震分析和工程抗震研究等，到80年代，已经成为很多国家抗震设计规范和抗震研究工作的分析方法之一，动态时程分析法是结构在地震动作用下的响应时程，可详细了解结构在整个地震持续时间内的结构响应过程，同时反应出地震动的振幅、频谱及持续时间内对结构的影响，时程分析通过结构构件内力的变化及构件逐步开裂可求出弹性和非弹性阶段的结构的内力与变形，这时结构的薄弱部位的位移即将达到最大值，从而造成结构的最终破坏，直至倒塌的全过程，动态时程分析方法是随着强震记录的增多和计算机技术的广泛应用而迅速发展起来的以研究结构抗震的一种分析方法，动态时程分析理论考虑了反应谱不能计算结构和结构构件在每个时刻的地震反应包括内力和变形等，对于复杂结构体系，振型密集以及结构受到强烈地震时发生非线性反应的情况下，能够更真实地反映出结构的地震反应，从而能更精确细致地反映出结构的薄弱部位，因此采用动态时程分析理论进行地震反应分析和抗震设计成为在抗震领域比较常用的一种分析方法，但是，动态时程分析方法计算量比较大，耗时多，建立模型复杂，而且需要对计算结果进行整理做统计分析等。
4.2高层建筑土一结构相互作用地震反应分析方法
现行建筑抗震设计规范中采用的抗震设计方法是以刚性地基假定为前提的，即在进行建筑结构的地震反应分析时，采用刚性地基假设，用一维场地模型计算地面运动的时程反应或反应谱，将它们作为结构基底的地震动输入。这种方法比较简单易行，且对地基的刚度比上部结构大得多的情况是近似合理的。但对重大建筑物，如高层建筑这种高、大、重的结构体系，土与结构之间的相互作用非常明显，上部结构通过基础对地基土体的反作用会改变地基土体的地震动和地面地震动随时间的变化过程。特别是在特殊场地条件下，如软土、盆地等，长周期地震动幅值的放大效应会对周期较长的高层建筑产生严重影响。因此，人们发现这种刚性地基假定在一些情况下是不符合实际情况的。由于三维土－结构相互作用分析的复杂性和巨大的计算量使其难以在实际中应用，而质点串模型又过于简单，所以在很多的研究中，必须根据高层建筑上部结构、地基及基础的受力特性建立一种高层建筑土－结构相互作用分析模型及方法，即结构相互作用平面分析方法，对高层建筑地震反应影响和抗震设计方法提供了分析手段。
随着经济社会的发展，人们的思维观念在不断改变，土木工程为人类的生产和生活做出了巨大贡献，在当今形势下，土木工程的结构设计改良势在必行，本文对目前普遍采用的土木工程结构地震反应分析方法作了总结，通过总结整理出土木工程结构地震反应分析方法的主要特点。
5结语
结构减震控制是一项系统且复杂的技术，在土木工程中应用结构减震控制能够有效提高建筑结构的抗震性能，减小甚至消除地震反应给建筑带来的危害，具有广阔的发展前景。随着结构减震技术的发展，减震控制系统的造价也在不断降低，土木工程减震结构建筑的经济效益将会越来越凸显，未来，结构减震技术和方法必将成为土木工程重要发展和应用趋势。
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[4]尚春雨.带自由面水体的结构地震反应分析方法及应用[D].上海交通大学，2008.
论文作者:曹桐语
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/12
标签：结构论文; 土木工程论文; 方法论文; 地基论文; 建筑论文; 相互作用论文; 性能论文; 《防护工程》2018年第18期论文;