吴瑞娟
安阳屹恒建筑工程有限公司 河南 安阳 455000
摘要：随着我国城市化进程的不断加快，建筑用地资源的日益紧张，高层建筑的数量不断增加，这时的建筑结构抗震设计就显得更加重要。目前，抗震理论不断完善，信息技术不断发展，都有力的促进了抗震设计方法的研究，鉴于此，本文主要就依据能量、承载力、位移以及损伤的结构抗震设计进行重点论述。
关键词：建筑结构；抗震设计；方法；研究
引言
根据我国多次大型地震中房屋的损坏位置与程度分析中得出:科学合理的建筑结构设计方法是房屋抗震能力提高的制胜法宝。然而完整的建筑结构抗震设计方法不仅包括建筑结构抗震分析计算法，还应有抗震概念设计。
1 建筑结构地震震害的主要类型
对地震中被毁的房屋进行分析，可以归纳出结构震害的主要类型。
（一）不规则结构建筑物破坏严重
不规则建筑物，尤其是沿竖向不规则的房屋建筑，破坏较严重。典型的有两类：一是结构底层为空旷结构，下部为薄弱层，结构底层为空旷结构的房屋大多底层为大开间框架结构，方便使用。房屋震害主要表现为底层倒塌、倾斜，原因是底层形成薄弱层，刚度和强度均不足。二是突出屋面的小塔楼结构。突出屋面小塔楼由于沿竖向质量和刚度的突变，易产生鞭梢效应。在地震中绝大部分受到损坏。
（二）框架结构梁柱节点易发生破坏
震害总体情况表明，框架剪力墙结构大部分基本完好或轻微破坏，未发现严重破坏。但有少数框架结构严重破坏或倒塌。框架结构的破坏形态大部分为柱上下端破坏，或框架梁、柱节点核心区剪切破坏或压酥。破坏形式为柱端屈服破坏，属强梁弱柱形式。经常出现节点区未按规范要求配置箍筋的现象，主筋搭接也不符合规范要求，易导致节点区发生破坏。
（三）框架结构中楼梯间震害较普遍
地震中，框架结构中板式楼梯破坏严重。在有些倒塌破坏的房屋中，楼梯间本应成为重要的逃生通道，但却是倒塌破坏最严重的区域。
（四）装配式楼盖破坏较严重
关于预制板结构破坏，在1976年唐山大地震中已有较多震害。地震区大量的砌体结构房屋中，普遍采用预制空心楼板，由于未按规范要求设计成装配整体式楼盖，地震中当墙体破坏或外闪，导致楼板塌落，因而达不到装配整体式楼盖的作用。
2依据承载力进行的建筑结构抗震设计
依据承载力进行的建筑结构抗震设计，立足于静力分析理论，通过惯性力的形式对地震作用进行反映，并利用弹性方法计算结构地震作用效应的具体情况，对结构弹性位移进行验算，以此来确定建筑结构及其构件的强度，保证建筑结构的安全性。该设计方法在目前的抗震结构设计中得到了广泛的应用。
2.1 设计目标
该抗震设计的目标主要分为三个：一是建筑结构对于抗震的正常使用极限状态，即保证建筑整体结构的使用和功能在地震发生时不会受到很大影响，建筑结构及其构件不会遭受大的破坏；二是对应建筑结构损伤的控制极限状态，这时的建筑结构在地震作用下受力较大的部位可能出现变形的情况；三是对应人在地震中实现生存的极限状态，这时的建筑结构虽然可能出现结构性的破坏，但必须保证建筑整体上的稳定性，即不会出现倒塌。
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2.2 结构地震作用降低系数与抗震措施
现代抗震设计所采用的思路是用相对于设防烈度地震水准而言降低了的地震作用参与组合来进行结构的承载能力设计，以使结构在较低的地震作用时保持弹性工作状态；在较大的地震作用下，则引导结构以合理的方式进入屈服后反应状态，通过结构的非弹性变形来抵御一部分地震作用，使结构在不同水准的地震作用下满足相应的设防水准要求。
2.3依据承载力进行的建筑结构抗震设计的特点
首先，该方法与传统的的建筑结构抗震设计方法类似，很容易被相关设计人员理解、采纳和使用；其次，该方法是通过惯性力的形式对地震作用进行分析，把结构看成是弹性体系，把结构固有的频率所对应的最大地震反应作为控制值的选择依据，然后按照弹性方法对结构的抗震性能进行计算；再次，该方法具有一定的局限性，即加速度反应谱理论取用的是整个反应过程中的最大值，所以不能有效反映建筑结构在地震反应时的全过程，也忽略了地震动的持时特性。
2.4研究现状及发展趋势
该方法起步较早，相比于其它设计方法而言，已经相对成熟，虽然目前加速度反应谱的短周期段经的精度在很大程度上达到了建筑工程的设计要求，但是反应谱有一定的局限性，尤其是随着现在大型建筑、高层建筑的大量出现和不断发展，建筑结构将更加复杂，在该方面的研究需要更加深入。
3 依据位移进行的建筑结构抗震设计
该抗震设计方法指的是：假设在一定强度的地震作用下，依据建筑结构的位移情况对建筑的构件和结构进行设计，使建筑结构的性能能够满足假设地震强度下的抗震要求。该设计方法的原理就是依据位移对其进行定量的分析，保证建筑结构的塑性变形能力能够适应在预计地震强度下的变形要求，从而达到在大型地震作用下建筑结构位移不会超出限值范围的目标，保证了建筑在地震环境中的安全。该设计方法的核心就是要通过对建筑层间位移水准和结构位移的有效控制来实现建筑结构抗震设计的目标。该设计方法不但科学、可靠，而且不是很复杂，由于设计思路上的差异，该设计方法主要分为直接位移法、能力谱法和控制延性方三种设计形式。区别在于能力谱法主要是一种位移验算的方法，而直接位移法和控制延性法的结构抗震设计主要是立足于对位移目标的结构分析。
4 依据损伤进行的建筑结构抗震设计
通过对地震灾害经验的不断总结以及专家的研究，我们发现：虽然地震持续时间一般较短，又是一种往复运动，但是地震对建筑物的破坏不只是与最大变形有关那么简单，它还跟建筑结构的低周疲劳效应所造成的累积损伤有很大的关联。所以，依据结构变形和累积损伤效应产生的损伤性能参数来描述和反映建筑结构的非弹性性能是非常可取的。在结构抗震设计过程中，对未来地震作用下的结构损伤允许值范围和地震损伤模型进行合理的选择，将会使得建筑结构的抗震设计变得更加经济、合理、实用。这就是所谓的依据损伤进行的建筑结构抗震设计方法，该设计方法的中心思想是以地震损伤理论的损伤指数作为结构抗震设计的依据，不但损伤指数物理意义十分清晰，还能够定量的阐释建筑结构在地震发生时将要出现的破损状况，具有很高的应用价值。
结语
综上所述，建筑工程结构的抗震设计是一个系统、复杂、艰巨的任务，会涉及到建筑工程中的多个环节，贯穿于建筑建设过程的始终。建筑物的抗震设计水平在很大程度上决定了建筑物整体结构的设计质量，在地震灾区更是关系到人民群众的生命财产安全。所以，合理选择和利用各种抗震设计方法是不容小觑的，要综合考虑建筑物的特点、施工环境等多种因素，寻求最合理的抗震设计方法。
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论文作者:吴瑞娟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/5
标签：建筑结构论文; 结构论文; 方法论文; 位移论文; 损伤论文; 震中论文; 建筑论文; 《防护工程》2018年第25期论文;