摘要：我国是世界上地震灾害最为严重的国家之一，因此，提高建筑结构的抗震性能显得尤为重要。随着综合国力的增强和科学技术的进步，我国的建筑结构抗震设计整体工作取得了很大的进展，但为了满足抗震的需求仍需进一步改进和发展。本文将对建筑结构抗震设计的理论发展和现行标准进行阐述，同时针对我国建筑结构抗震设计中的若干问题进行分析。
关键词：建筑结构；抗震设计；基本原则；问题分析
引言
近些年来，我国部分地区发生了强烈的地震，造成了巨大的人员伤亡和经济损失，地震已经成为威胁我国人民生命财产安全的主要自然地质灾害之一。地震的破坏性极大，可以在极短的时间内摧毁抗震力较弱的建筑，目前的科学技术水平下很难准确地预测其发生时间和地点，我们只能不断提升建筑结构的抗震性能。建筑结构的抗震设计可以有效地控制地震的破坏性，减少人员伤亡和财产损失。
一、建筑结构抗震设计的基本原则
1.1结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能
（1）结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则。
（2）对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。
（3）承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
1.2设置多道抗震防线
（1）一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架—剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。
（2）强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。
（3）适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内易使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。
1.3对可能出现的薄弱部位，采取措施提高其抗震能力
（1）构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。
（2）要使楼层（部位）的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层（部位）的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。
（3）要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。
（4）在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层（部位），使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
1.4选择合理的结构形式
抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。按结构材料分类，目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等；按结构形式分类，目前常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多因素影响，是一个综合的技术经济问题，需进行周密考虑确定。
二、建筑结构抗震设计若干问题分析和建议
2.1 可靠度设计方法的适用性分析
地震是破坏性极大但发生概率相对较小的一种地质灾害，准确把握其规律和特点极为困难，因此，可靠度设计方法并不完全适用于建筑结构地震设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一方面，地震发生的绝对次数相对较少，在同一地区、同一环境下发生的次数更少，因此，无法采用统计学原理很好地模拟和分析其规律和特点，可靠度设计方法失去了最基本的理论依据；另一方面，地震理论虽然有了长足的发展，但人类并没有完全掌握其规律，难以预测其发生时间和地点，地震存在很多不确定性因素，因此，抗震设计理论的实测检验很难在短期内高效完成，可靠度设计方法存在一定的局限性。因此，有专家对可靠度设计方法提出质疑并指出：在建筑结构抗震设计过程中，多安全系数的设计方法比可靠度设计方法的适用性更强。
2.2 地震作用-延性等级组合分析
地震是一个极其复杂的地质活动，存在很多不确定性因素，因此在建筑结构抗震设计中常常需要借助于建筑工程学理论来进行判断。实践证明，将建筑工程学理论应用于地震设计取得了很好的实际效果。R-μ-T关系是基本理论之一，R-μ-T关系指出在满足一定的刚度需求的前提下，延性好的结构设计可以减弱地震作用。将R-μ-T关系应用于建筑结构地震设计，根据不同的延性要求提出对应的建筑结构改进措施具有一定的现实意义。
目前，我国的抗震设计标准存在一定的问题，对不同的结构体系和设防烈度都采用了相同的折减系数，没有充分考虑到R-μ-T关系的指导作用。为了使抗震设计更加经济合理，应该适当调整抗震设计中的地震作用-延性等级组合。一方面应该适当提高烈度结构区的延性要求，使之可以适当减弱地震作用；另一方面低烈度结构区的地震作用应折减小些，可以适当降低延性要求。
2.3 钢筋混凝土框架结构的分析
钢筋混凝土框架结构是我国现存建筑的主要结构框架之一，因此，进一步研究和分析钢筋混凝土框架结构对地震设计的影响具有一定的现实意义。以往的地震灾害研究表明：地震对钢筋混凝土框架结构的柱端与节点的破坏相对其他部位较为严重，因此在建筑结构抗震设计时应该按照 "强柱弱梁"、"强节点"、"强底层柱底"等延性设计原则。
"拟弱柱化法"是计算钢筋混凝土建筑结构楼层受剪承载力的一个有效方法，不仅计算简便，而且误差很小，可以满足工程抗震设计的精度要求。钢筋混凝土结构的钢筋用量对钢筋混凝土框架建筑结构的抗震等级影响很大，一般而言，抗震等级随着钢筋用量的减少而降低。但抗震等级随钢筋用量的变化率相差较大，说明不同抗震等级的内力调整系数有待进一步研究。通过进一步研究不同抗震等级的内力调整系数，可以在经济节约的原则下合理使用钢筋用量，达到更好的抗震效果。
2.4 风荷载效应的适用性分析
各种荷载可能会同时出现在建筑结构中，但出现的概率不同，按照概率统计理论和可靠度理论把各种荷载效应按一定规律加以组合，就是荷载效应组合。所谓风荷载效应，是指在风荷载作用下结构的内力改变或位移。目前，我国现行的抗震设计标准规定在进行抗震设计荷载效应组合时应考虑风荷载效应，即应该直接将风荷载效应参与荷载效应组合。
但是，风荷载效应的适用性有待进一步商榷，一方面，同时遭遇特大地震和特大强风袭击的概率非常小，接近为零；另一方面，建筑结构抗风设计和抗震设计原则有较大区别。因此，应该采用多安全系数的设计方法，对抗震结构设计和抗风结构设计结果进行对比，取其包络。
2.5 建筑物防震缝宽度确定方法的分析
一般情况下，建筑结构设计时，应尽量调整其平面形状和尺寸，减少复杂立体结构的存在，尽可能不设置防震缝。但是在以下几种情况中应该设置防震缝：其一，建筑结构地基不均匀，各部分之间的沉降差较大；其二，房屋面积较大，存在较多复杂结构；其三，建筑物结构较为复杂，各部分的刚度相差很大。
在需要设置防震缝的情况下，防震缝最小宽度需要经过精确的计算。目前，我国建筑结构抗震设计标准中共有表格法、图标法、公式法等三种方法，三种方法各有优缺点。其中，公式法相对较为简便、科学，直接带入数据可以快速求得最小防震缝宽度，相对较为适合在建筑工程设计中应用，但仍有一定的局限性。
结束语
地震是破坏性极大、不可控因素极多的主要自然灾害之一，对人类生命财产安全造成了巨大的威胁。有效减弱地震的破坏力，一方面需要地震学理论研究的不断进步，另一方面需要不断提升建筑结构的抗震性能。建筑结构抗震设计研究是一个重要的研究课题，具有很大的现实意义。随着科学技术的不断进步，我们要逐渐把新的研究成果融入抗震设计标准中，提高建筑物的抗震性能，使之更好地抵御地震等自然灾害。
参考文献：
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[2]李树平.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论. 2017.07.
[3]杨秋根.建筑结构中抗震设计存在的问题及对策探讨. 2016.06.
论文作者:何文钊
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第25期
论文发表时间:2019/6/24
标签：建筑结构论文; 结构论文; 延性论文; 荷载论文; 构件论文; 方法论文; 组合论文; 《建筑细部》2018年第25期论文;