1.1建筑的平面布局设计建筑设计的中心设计部分就是建筑平面布局，平面布局的好坏对建筑功能和使用的要求有一定的影响，并且平面布局还与抗震设计有着必要的联系，所以，想要将建筑设计融入到建筑抗震设计中，首先要保证建筑的刚度和结构质量分布匀称，具有对称性，避免建筑出现扭转的现象。在建筑的墙体设计上，一定要保持对称性和均匀性，抗震墙的布局，一定要与抗震结构相结合，刚度较大的楼层语电梯都要布置在中心位置，以免发生建筑扭转效应。在进行平面布局的时候，要为结构抗侧力构建的合理布局制造出有利的条件，从而使得建筑的使用功能与建筑的抗震结构需求相结合，使建筑抗震设计发挥出最大的效果。
1.2建筑的纵向布局设计建筑的纵向布局主要是建筑物岩的高度、建筑结构的质量以及建筑物的刚度分布。不管是在工业建筑还是民用建筑，不论建筑的层数是多还是少，都会存在这样的问题。在进行建筑设计的时候，尽可能的将建筑物沿与建筑的刚度设计成相近的系数，剪力墙的布局不仅要布局均匀，还要使其能沿着建筑纵向一直贯穿到建筑的底部，不要中途中断或者是不到达建筑的底部。在设计过程中，一定要避免楼层之间刚度不均匀的现象，同时还要避免在地震中，建筑出现扭转的现象。
1.3建筑的整体布局设计建筑的整体布局设计，主要是指建筑的平面和立体空间上的设计。在建筑的整体布局中，要使建筑平面和建筑空间在形状上，既规则又简洁。建筑的平面形状可以是圆形、矩形、方形等，这样的形状能够提高建筑抗震的水平。在建筑的整体布局设计中，要避免凹凸行的设计，这样的设计对建筑抗震起到了一定的制约作用。严重是还会出现扭转效应。要设计出具有立体美和具有艺术性的建筑，就一定要将建筑艺术和建筑所具备的功能，与建筑抗震设计结构结合到一起。例如：南昌绿地紫峰大厦，该建筑的高位268m，其框架是核心筒结构，对该建筑的抗震设计，在建筑三分之二出，东西里面内凹，其内凹部分的荷载通过结构柱支撑在41层与43层之间的跨悬臂转换墙上。其整体结构设计融入了新年功能化设计的思想，并对建筑结构进行小震下的反谱计算，以及中震弹性复核。
2建筑设计过程中应重视的抗震设计问题
2.1建筑物屋顶抗震设计屋顶太高或太重，是目前建筑设计最主要的问题。屋顶过高或者过重，会加重地震的作用，导致建筑变形，对建筑物自身的抗震能力有所制约。建筑屋顶的重心和建筑底部的重心不在一条线上，那么就会导致建筑抗侧力不能连续，从而加剧建筑的扭转效应，制约建筑的抗震水平。所以，设计师在进行设计的时候，一定要避免屋顶超高超重的现象，使得整个建筑的结构与刚度均匀的分布下来，让屋顶与建筑的重心保持在同一条线上。如果建筑物的屋顶设计的过高，那么就一定要保证建筑具有良好的抗震稳固性，降低建筑扭转效应。3
2.2设计限值控制相关文件规定，在建筑设计过程中，要考虑抗震要求的限值控制。房屋的建筑高度和楼层的数量。在实际设计当中，有的建筑高度超标，有的建筑层数超标，有的建筑高度没有超标，但是其宽度超标。这些超标，都将会给建筑抗震带来一定的安全隐患，特别是一些高度和宽度超标的建筑，因此，在建筑设计中，只要完全融合建筑抗震设计，就能够有效的进行限值控制。例如：防裂度为8的时候，粘土砖等对称建筑的总高度要低于18m，建筑的层数一不能超过6层；底层框架为砖房的建筑高度应该保持在16m，层数保持在5层以内；建筑材料为钢筋混泥土框架房屋的时候，其高度要保持在45m以下，而框架的抗震墙高度应该保持在100m以内。除了在设计过程中要考虑抗震要求的限值控制之外，还要考虑房屋抗震横墙之间的间距以及局部墙体尺寸的限值控制。抗震墙限值控制，就是避免横墙的间距超过了原有的额定值，从而导致建筑平面的刚度下降，遇到水平地震力时，影响了建筑水平地震力的传递，因此，导致了建筑纵墙发生形变，制约了建筑抗震的承载力度，致使建筑倒塌。对局部墙体尺寸的限值控制，是因为这些局部墙体能够增强建筑抗震强度，如果局部墙体尺寸的限值小于规定的值，那么就不能够满足建筑抗震设计的要求，就会出现墙面裂开或者是倒塌的现象。因此，在设计过程中要注意建筑设计限值控制。
3结束语
关键词:高层建筑;结构设计;抗震概念;应用
防震设计是高层建筑结构设计必不可少的一部分，并且地震是一种无法消除的自然灾害。因此，高层建筑结构设计人员应采取科学、合理的措施来降低地震对高层建筑物的危害系数，以提高高层建筑物的稳定性，从而保证人们的生命和财产安全，这同时也是我国高层建筑物结构设计工艺不断优化的必然结果。
1高层建筑结构设计中抗震概念概述
地震的发生是无规律的，因此做好高层建筑物的防震设计是十分必要的。实践证明，只有利用科学、合理的设计措施，整体布局高层建筑的结构细节，才能降低地震对于高层建筑物的危害。一般抗震设计是从抗震值和抗震措施两个方面进行的，其过程是:地震情况统计、数据分析、提出概念。抗震概念设计的主要内容就是保证高层建筑整体的稳固性和细节结构的抗震性。简单地说，抗震概念设计就是基于工程抗震的基本理论和实际的抗震经验总结出的工程抗震概念，是决定建筑物抗震能力的基础。抗震概念设计中包含空间作用、非线性性质、材料时效、阻尼变化等多种不确定的因素。抗震概念设计的原则是建筑结构设计简单性、刚度适宜性、匀称性、整体性。例如在一些地震频发的地区设计高层建筑时，应该考虑都高层建筑上下部分结构性质不同的问题。
2高层建筑架构设计中抗震概念设计的应用策略
2．1合理的场地
高层建筑物的建设地点也是保障建筑工程施工质量的关键因素。选择合理的建筑施工场地，不仅可以减少企业的投入成本，还能提高建筑物的稳固性。因此，施工人员可以利用现代先进科技设施来选择理想的地段。场地的选择应当避开地震危险地段，如地震时会发生崩塌、地裂以及在高强度地震下容易发生地表错位的场地。一般地震危险地段包括断层区、坡度陡峭的山区、存在液化和夹层的坡地以及大面积采空的地区。如发生严重地震的四川北川地区，其区域特点是县境内地形切割强烈，地形起伏大，相对高差超过1000m，沟谷谷坡一般大于25°，部分达40°～50°，甚至陡立。并且地貌类型以侵蚀构造山地、侵蚀溶蚀山地为主。另外在县境内还存在一条断裂带。这也就是北川地区成为汶川地震重灾区的原因，该地区的地震宏观烈度达到了Ⅺ度。因此，建设高层建筑的重点就是选择地势开阔、平坦以及中硬场地土。如我国中部平原地区，其地势平坦，并且属于地震低发区。当然，如果无法避免区域限制，那么也可以选择抗震性比较好的地区，如避免存在孤立山包的区域以及表面覆盖层厚度较小的区域。总之，因地制宜，选择合适的高层建筑建筑建设场地是保证高层建筑物稳定性的最佳途径。
2．2合理布局建筑平面
建筑物的房屋布置和结构布置都是影响高层建筑物稳定性的重要因素。依据抗震的概念，合理布局能够有效提高高层建筑物的抗震能力，延长建筑的使用年限。一般施工人员都会根据地震系数选择适当的建筑物高度和宽度，使高层建筑的抗震能力达到最大值。建筑平面的布置可以从四个方面考虑:一是布置平面时，应当遵循简单、对称的结构特点，以减少偏心;二是应当保证质量和刚度变化均匀，避免楼层错层问题;三是尽量设计合理的平面长度，且建筑物突出的长度也应该符合相关标准;四是尽量避免采用角部重叠的平面图形以及细腰形平面图形。如早前发生在墨西哥的地震，相关人员在地震发生后对房屋的结构进行了分析。据数据表明，建筑物刚度明显不对称会增加15%的地震破坏率，拐角形建筑会增加42%的地震破坏率，因此，高层建筑施工人员应该科学合理的设置建筑平面。此外，现浇钢筋混凝土高层建筑适用高度的确定需要考虑地区的地震烈度，如高层建筑的抗震墙在烈度系数达到6的地区，其最高适宜高度为130米;在烈度系数为7的地区，最高适宜高度为120米。总之，合理的高层建筑物平面布局是保证高层建筑抗震能力的关键。
2．3合理的结构设计
高层建筑的结构设计不仅要满足抗震要求，还要满足经济、功能齐全、施工技术等要求。在设计高层建筑结构时要考虑实际的场地环境和建筑物本身的建设标准。另外，结构的设计还应该满足对称性。总之，对于高层建筑的结构设计应该从各个方面综合考虑。首先，高层建筑结构的设计需要考虑多种影响因素，除材料、施工、地基、防烈度等因素外，还要考虑经济因素，之后才能确定建筑物结构类型。有利于防震的建筑平面设计包括方形、圆形、矩形、正六边形、正八边形等，不利于防震的建筑平面设计包括多塔形、错层、楼板开口等。次外，如果建设的高层建筑属于纯框架高层建筑，那么设计人员应避免出现框架柱倾斜、楼体倾斜等问题。因为如果框架柱倾斜，一旦发生地震就会出现剪切破坏问题，造成高层建筑的严重损坏。其次，更为重要的是结构设计一定要遵循对称原则，避免扭转问题的出现。如果高层建筑结构采取对称的结构，那么当发生地震时，其建筑物只会发生平移震动，建筑物各个部分的受力比较均匀，从而降低地震对高层建筑的破坏程度。
2．4设置多条防震线
设置防震线是为了提高高层建筑结构的抗震系数，提高建筑物体的稳固性。之所以设置多条防震线是因为建筑物中各个部分的结构和功能是不相同的，设计相应的反震线能整体提高高层建筑物的抗震能力。设置多条防震线的优势在于如果发生地震时，第一道防线的抗侧力构件在遭到破坏之后，其地震的冲击力和破坏力就会减弱。这样当地震经过多道防震线之后，地震的破坏力就会降到最低。如尼加拉瓜的马拉瓜市的美洲银行大厦，就是应用多道防震线的典型建筑，其大楼采用的是11.6米*11.6米的钢筋混凝土芯筒作为主要的抗震和防风构件，并且该芯筒又由四个小芯筒组成。相关数据显示，该高层建筑对于地震的反应用数据表示是，当发生地震时，其四个小芯筒的结构底部地震剪力值达到了27000KN，结构底部地震倾覆力矩达到了370000KN•m，其结构顶点位移值为120毫米。总而言之，设置多条防震线提高高层建筑物防震能力的重要手段。尤其是在社会经济快速发展的背景下，重视抗震概念的设计是延长高层建筑物使用年限，提高我国建筑工艺水平的关键。
3总结
综上所述，随着我国经济水平的不断增长，高层建筑物的数量也在迅速增长。因此，做好高层建筑结构设计中的抗震概念设计就凸显的尤为重要。将抗震概念设计应用到高层建筑结构设计中，不仅要考虑高层建筑结构施工的各个方面，还要考虑各种外界因素以及抗震标准。这样才能提高高层建筑的稳定性，降低地震给高层建筑造成的危害程度，从而保证人们生命和财产的安全。
作者:周宝学 单位:浙江华坤建筑设计院有限公司
参考文献:
［1］张念华．抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用［J］．中国新技术新产品，2014，04∶78－79．
［2］李国珍．高层建筑结构设计中抗震概念设计的应用浅析［J］．江西建材，2014，02∶29．
关键词：抗震墙轴压比弯曲变形
抗震墙广泛用于多层和高层钢筋混凝土房屋，规范规定的现浇钢筋混凝土结构房屋中,除框架结构外，其余几种结构体系均与剪力墙有关，所以有必要对剪力墙结构作一个重点研究。
在受力方面，因为剪力墙的刚度大，容易满足小震作用下结构尤其是高层结构的位移限值。在地震作用下，其变形小，破坏程度低，可以设计成延性抗震墙，大震时通过连梁和墙肢底部的塑性铰范围内的塑性变形，耗散地震能量，在与其他结构共同工作的同时，能吸收大部分的能量，降低其他结构的抗震要求，在设防较高的地区（8度及区以上地区）优点更为突出。
抗震墙由墙肢和连梁两部分组成。设计时应遵循强墙弱梁、强剪若弯的原则。即连梁的屈服先于墙肢，连梁和墙肢均应为弯曲屈服。与旧规范相比，新规范在剪力墙抗震设计特别是在抗震构造方面有比较大的变化。主要包括：
（1）底部加强区高度的变化；
（2）墙肢组合截面的弯矩、剪力设计值和连梁组合的设计值；
（3）分布钢筋的最小配筋率；
（4）增加了剪力墙的轴压比的限值；
（5）将边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件；两种边缘构件的构造不同，加强了应加强的部位，放松了可放松的部位，使抗震墙的设计更具合理性；
（6）新规范取消了旧规范的“弱连梁”和“小墙肢”的术语，代之以“跨高比”和墙肢长度和厚度的比值，应当说在概念上是没有区别，但89规范虽然对“弱连梁”作了规定，但在设计中难以确定什么是弱连梁。
在进行抗震墙设计时应注意如下的要求：
1、抗震墙的布置要求：作为主要的抗侧力构件，合理的布置是构建良好抗震性能的基础。应遵循“八字方针”即“对称、均匀、周边、连续”外，还须注意：
（1）将长墙分成墙段：对于抗震墙结构和部分框支抗震墙结构，若内纵墙很长，且连梁的跨高比小、刚度大，则墙的整体性好，在水平地震作用下，墙的剪切变形较大，墙肢的破坏高度可能超过底部加强部位的高度，新规范规定将长墙分成墙段，使墙的高宽比大于2。墙段由墙肢和连梁组成。旧规范也有相同的规定。二者的区别在于连梁。旧规范为弱连梁，而新规范为跨高比不小于6的连梁，其目的是：设置刚度和承载力较小的连梁，在地震作用下可能先破坏，使墙段成为抗侧力单元，且墙段以弯曲变形为主。
（2）避免墙肢长度突变：抗震墙和部分框支抗震墙结构的墙肢的截面长度，沿高度不宜有突变，当抗震墙的洞口比较大时，以及一、二级抗震墙的底部加强区，不宜有错洞布置的剪力墙。
2、框支层墙体的布置要求：
（1）对框支层刚度的要求：部分框支的抗震墙结构的框支层，抗震墙减少，侧向刚度降低，在地震作用时有可能将变形集中在框支层，框支层是使结构具有良好抗震性能的关键部位。对于矩形平面的部分框支抗震墙结构，为避免框支层成为薄弱层或软弱层，新规范第规定：框支层的侧向刚度不应小于上一层非框支层侧向刚度的50％（应该说规范的要求并不过分，设计时应尽量避免这种对抗震极为不利的结构形式。与建筑师一起努力，为建造牢固的建筑产品而共同奋斗）。新规范取消了旧规范对框支层落地剪力墙数量的规定，从设计上讲比原规范抽象但却更加合理，所以我建议：在平面布置时可以借用原规范的数量控制作为直观的手段，然后进行量化计算。
（2）框支墙落地的间距不宜过大：框支层的水平地震剪力主要由落地剪力墙承担，作用在紧邻框支层的上一层非落地剪力墙的水平力亦通过框支层楼板传到落地墙，为保证楼板有足够大的平面内刚度（传递水平力），新规范规定：落地墙的最大水平间距不宜大于24米，取消了原“四开间”的含糊概念。另外，新旧规范均对框支层楼板提出了具体的特殊规定（详见附录），希望能引起设计者的高度重视。
（3）部分落地墙宜设计成筒体，以增加抗扭刚度和抗侧刚度。此条在实践中似较难作到，但须与建筑专业很好协调的话，相信一定会有很明显的效果。
3、框架-抗震墙结构的抗震墙布置要求：框架-抗震墙结构在实际工程中运用最多（对高层而言）。布置要点是：位置和数量，抗震墙的数量以满足刚度即满足层间位移限值为宜，位置相对灵活，但应符合规范相关的具体规定。
（1）沿房屋高度，抗震墙宜连续布置，宜全长贯通，避免切断，且洞口宜上下对齐，避免墙肢长度的突变。对外墙而言较容易作到，这与上述的“八字方针”相统一，内墙有时相对较困难。
（2）不宜开大洞口，避免削弱抗震墙的刚度。虽然取消了旧规范对洞口面积的限值的规定，但在实际中对此条规定较难掌握，由此引起的争执亦屡见不鲜。
（3）洞边距柱端（指距柱内侧）不小于300㎜，以保证柱作为边缘构件的作用和约束边缘构件的长度。
（4）双向抗侧力的结构形式。且纵横墙宜相连，使彼此成为有翼缘的剪力墙，不但可以增加刚度，同时还能有效地提高塑性变形的能力。
（5）对于较长的房屋，不宜在房屋的端部设剪力墙，以避免温度应力对剪力墙的不利影响。
（6）对于一、二级抗震墙，其连梁的跨高比不宜大于5。且高度不小于400㎜。连梁有较大的刚度，可保证墙体的整体性能良好并能增大耗能能力。
（7）柱中线与梁、墙中线不宜大于柱宽的1/4，以减少地震作用对柱的扭转效应。否则应通过加水平腋的方法或者加强柱内配箍率等方法加以弥补。
4、抗震墙及连梁的截面尺寸的有关规定：新老规范基本相似，但具体数值并不相同。主要包括：截面尺寸、最大剪压比、最小墙体厚度等。
（1）最大剪压比限值：对剪跨比大于2的剪力墙和跨高比大于2.5的连梁，剪压比不应大于0.2；剪跨比小于2的剪力墙和跨高比小于2.5的连梁，剪压比不大于0.15。原因是：剪跨比小的墙和跨高比小的连梁其剪切变形较大，甚至以剪切变形为主，故对剪压比的要求应更严格一些。实验表明：剪压比超过一定值时，将过早出现斜向裂缝,增加水平筋和箍筋的方法没有作用，在箍筋水平筋未屈服前混凝土即已在剪压的共同作用下破碎。合理的方法是：加大混凝土强度等级，加厚墙梁或加长墙的长度，但不宜加高梁的高度。在计算墙肢的剪跨比时弯矩和剪力均取地震作用下的效应组合的计算值，当楼层上下端计算弯矩不同时，取较大值。
（2）抗震墙的最小厚度：框架-剪力墙结构的底部加强区不小于200㎜且不小于层高的1/16；框架-剪力墙结构的其他部位不小于160㎜且不小于层高的1/20；框架-剪力墙结构的墙的周边应设置梁或暗梁与端柱组成边框。其他结构的一、二级不小于160㎜且不小于层高的1/20（其他结构的三、四级不小于140㎜且不小于层高的1/25）；其他结构的一、二级底部加强区不小于200㎜且不小于层高的1/16（无端柱或翼墙时不小于层高的1/12）。新规范对二级剪力墙的厚度要求比原规范严格；增加了四级抗震等级下剪力墙的厚度和一、二级抗震墙底部加强区的墙厚的要求。
1．1常规抗震设计和性能设计方面的区别
性能设计提出小震不坏，中震可修，大震不倒的设计宗旨。与常规抗震设计的区别在于，第一，它的设计目标主要针对小地震，中型地震还有大型地震。而且还通过对全国65个城镇的地震所发生的概率，从而再对地震的强烈程度进行衡量，确保房屋建筑不发生破坏，达到可修，不倒的目标，通过对这些要求的论述可以看出，这些大多数都是针对建筑在宏观性能方面的控制。第二，为了实际施工中的效果有有据可依，最终选用了分两个阶段的简化分析方法，第一个步骤是对结构的构建进行验算，主要是对它的承载力进行计算。对这个计算，具体是选用了在地震比较小的情况下，按照相应的弹性反映理论，通过计算得到在小震作用下的标准值，以及相应的地震作用下的内力以及形变效应。通过可靠的分析，从而得到构件承载力的具体结果。随后将概念设计有关的内力进行调整，从而放大抗震的结构构造，这种措施可以有效满足对第二水准以及第三水准在地震宏观性能方面的控制要求。第二个阶段，就是要对构件结构的弹塑性以及其中的变形进行验算，同时还要对地震在倒塌状况下的结构，或者是有特殊要求的一些建筑结构，一定要对它的薄弱部位进行加固，以此来适应在大震发生时不会倒塌，或者是发生位移的情况，。
1．2常规设计和性能设计方法的比较分析
对于常规的抗震设计而言，它的设计目标是小震不坏，中震可修，大震不倒，具体而言就是在小地震的情况下有相关的性能指标，而在大型地震下有一定的位移要求，剩下的就是宏观方面的指标，在建筑的使用功能上，具体的分为了甲乙丙丁四种级别，在这四种级别的建筑当中，对防倒塌的要求不尽相同，其余的基本都是一样的，而针对性能的抗震设计，它是按照使用的功能来划分的，并且在这个领域提出了很多的预期性能目标，其内容不仅涉及了建筑的结构，同时还包括非结构的，还有一些设施的具体指标。而在具体的实施方法上，常规的抗震设计是按照指令性和处方的形式进行规划和设计的，根据不同的建筑结构概念而进行设计，比如小型地震下的弹性设计，在经验方面的内力调整内容，以及对构造的放大处理等，这些都是为了达到预期的宏观设计而落实的具体措施。而针对性能方面的抗震设计，除了满足最基本的要求以外，还要提出一些满足预期具体要求的有利论证来作为依据。这方面的内容主要包括建筑结构的体系，依据比较细致的分析内容，还有对完成抗震指标的具体试验措施等。还要有对这些内容的专业评价等。通过这几个方面的对比分析不难发现，针对于建筑的抗震在性能要求方面的设计方法的提出，成为了当前的发展趋势，而且在目前来看，在对高层建筑的结构设计当中，其可行性是非常好的。如果想要在所有的建筑结构中进行推广，还需要对其进行更深一步的探讨，还有相关设计人员自己的理解与掌握。
2高层结构的抗震性能优化
在地震水准不同的情况下，对高层的建筑结构在性能水准，还有性能目标方面的要求也不同，具体而言，它的抗震结构性能可以分为下面几个标准。第一，高层结构在发生地震之后，最好是完好无损伤，同时在一般的情况下，是不需要进行修理就可以继续使用的，而且建筑还要可以进行正常的安全出入以及使用。第二，如果地震发生后，其结构发生了非常明显的损坏，而且大多数的构件都发生了中等的损坏，从而进入屈服状态，在有比较明显的裂缝下，大部分的构件都有很严重的损坏程度，但是其整体的结构并不会发生倒塌，同时也没有局部倒塌的情况，建筑中的人员会有一定程度的伤害，但是对他们的生命安全却没有太大的威胁。
3结构抗震优化计算及试验要求
3．1建筑结构的模型设计分析
对高层建筑结构，尤其是在性能设计方面的计算要特别严格，不仅要对构件的承载力，还有变形进行计算，还要考虑构件在屈服之后其性能发生的变化。对这些方面的正确计算，对分析建筑的抗震性能，还有结构的实际所受应力情况都能够直观表现出来。但是这些计算都是要在合理的力学模型上来计算，而且结果不能脱离实际，否则没有任何参考价值的，在对结构抗震性能在弹性方面的计算，还有非线性方面的计算中，一定要分析结构的整体模型状况，还有构件以及节点的各种数据参数，必须保证其正确合理。如果建筑结构中拥有水平转换的构件，同时在区分这些问题的时候，还要对楼层的层数和层高进行计算。在涉及到剪力墙的计算方面，一定要关注对非线性的计算和分析，这对计算出模型的相关参数方面至关重要。如果建筑设计中选用了滑动的支座结构，必须对支座两侧的结构，以及它们之间的相互作用关系进行考虑，否则会对整体的计算模型产生严重的影响。
3．2结构抗震试验的设计要求
在进行高层建筑结构抗震方面的设计时候，在某些方面没有设计理念，缺乏一些相关的依据时，进行相关的模型试验很有必要。比如说选用的混凝土要有很高的含钢率，用这种材料来建设梁柱和剪力墙，在对拥有型钢的异形截面构件，或者是一些新型的构件进行使用的时候，对这些构件必须要进行相关的模型试验。在使用杆件比较多的铸铁点，还有多级的转换层，以及让楼梁侧面的楼板发生开洞，使楼梁本身和梁柱的节点地方不和楼板产生直接有相连接的关系时，对这些新设计结构的部件必须进行模型试验。
4总结
【关键词】建筑设计，抗震设计，重要作用
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
一.前言
建筑设计中的抗震设计，关乎民生，关乎经济发展，社会稳定，对房屋建筑实施结构设计，主要涉及对建筑高度，承载力，总体结构，各个部件的性能规划等一系列的因素，要求通过对各个构件和整体规划的基础上，既实现满足居民生活生产保障安全的需要，又具有值得欣赏的美学价值。增强房建结构的抗震设计，必须综合考虑地基，房屋的结构体系选择，综合布局等多方面建设因素，是一项及其专业，严谨，复杂的高技术工作。
二.建筑设计和抗震设计的作用和关系分析
建筑设计对建筑抗震起重要的基础作用。建筑的结构设计难以对建筑设计有很大的改动，建筑设计已经初步形成了，建筑结构就必须按照原则服从建筑设计的要求。设计师在建筑方案能够全面的考虑到抗震设计的要求，那么结构设计人员按照建筑方案对结构部件进行科学、合理的布置，保证建筑结构质量与结构刚度均匀分布，结构受力和结构变形共同协调，提高建筑结构抗震性能和抗震承载能力；如果建筑方案没有考虑到抗震的要求，直接给结构抗震设计带来更大的难题，建筑布局设计限制结构抗震布局设计。为了进一步提高结构部件抗震承载能力，就必须增大结构构件的截面面积，这样又会造成很多不必要的浪费。所以，在建筑抗震设计的过程中建筑单位要对建筑体型设计、建筑平面布置设计、屋顶建筑抗震设计等问题加以关注。
三．我建筑抗震设计的现状
在建筑抗震设计领域，虽然我国在近年来有了长足的发展，但是，相比西方发达国家而言，发展缓慢，尤其是在抗震设计上，没有能够正确的处理好建筑设计和抗震设计的关系，虽然引进了一些西方欧美抗震设计理念，但缺乏符合本国实际的理论技术创新。很大方面存在着缺陷，主要表现在以下几个方面。
1.建筑抗震设计中缺乏科学规范的理论指导，缺乏实际经验的积累；我国对地质地震的认识尚不够完善，对地震的成因，预测，防治研究不够深入，地震防治规范不够科学。因此，在进行建筑结构抗震设计时候，缺乏一定的科学依据，或依据的是不完善的理论。因此，难以在建筑结构设计中完美融合防震设计理念。
2.建筑抗震设计中，设计立足于固定参数，而忽视了实际情况，设计完全依据“计算设计”完成。而且将一定的地震或力学参数做出固定的规范，比如，在我国地震设计研究中，把地震的降级系数统一规定为2.81，将小震赋予固定统计意义。而小震多用于结构设计中，结构截面承载能力设计和变形的检验计算，需要依据一定的实际情况而行的。
3.设计中，没有能够深入研究地震对建筑结构破坏的层次和顺序，难以做到重视主体的设计而兼顾细节问题。没有能根据实际情况灵活变通的运用抗震设计准则。
四，我国建筑结构抗震设计标准
1.我国的建筑结构抗震设计要遵循中华人民共和国GB 500112010建筑抗震设计规范。辩证灵活运用其中抗震设计原则，严格执行设计施工标准，借鉴其中经验，结合房建本地实际，科学设计。
2.要坚持实施多级防震措施。传统房建结构多采取的是三级设防措施，即小震不坏、中震可修、大震不倒。但在新的时期，房建结构必须是采取的多级设防模式，保护建筑主体抗震能力，减轻经济损失，使得建筑抗震中更加安全。
3.将概念设计理论和基于性能的设计理论相结合。结合建筑结构设计施工地的具体实际情况，做出科学严谨勘探，掌握第一手资料，综合分析考虑，做出最优势的战略设计组合。
五.建筑设计在建筑抗震设计中的几个主要设计问题
1.建筑体型设计问题
建筑体型包括建筑的平面形状和立体的空问形状的设计。在建筑体型的设计中，应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则，在平面形状上，矩形、圆形、方形等对抗震来说，都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型，尽量避免不对称的侧翼和过长的侧翼，在体型布置上使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称而引起建筑物在抗震时发生扭转反应。在建筑设计中，为了建筑立面美观和艺术上的创意，复杂的建筑体型是难以避免的，但是，在设计时一定要把建筑艺术、建筑使用功能同结构抗震安全很好地结合起来。
2.建筑平面布置设计问题
建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求，同时它与建筑抗震关系很大，因此从概念上要解决的一个核心问题是，建筑平面设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀，对称协调，避免突变，防止产生扭转效应。在墙体布置上要均匀对称；在抗震墙(剪力墙)布置上尽量与结构抗震要求相结合；对刚度很大的楼、电梯井简要居中布置，避免偏心扭转地震效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件，使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体，充分发挥建筑设计在建筑抗震中的基础作用。
3.建筑竖向布置设计问题
建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑物沿高度(沿楼层)建筑结构的质量和刚度分布设计上。在工业和民用建筑中，无论单层和多层都存在此类问题。在建筑设计中，尽可能使建筑物沿竖向的刚度分布比较接近，应特别重视使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑底部，不应中断或不到底；尽量避免某一楼层刚度过小；尽量避免产生
4.屋顶建筑抗震设计问题
设计高层和超高层建筑时，屋顶建筑抗震设计也是整个设计的一个重要环节。近几十年来，从多数高层建筑抗震设计评定结果看，屋顶建筑设计还存在一些问题，例如：屋顶设计较高或者设计过重。屋顶设计较高或者设计过重，无形当中加大了屋顶建筑变形，而且地震作用也加大了，尤其对自身和屋顶之下的建筑物的抗震作用都不利。有时屋顶建筑的重心和屋顶之下的中心不在同一直线上，如果屋顶的抗侧力墙和屋顶之下的抗侧力强出现间断，在地震发生时，带来的地震扭转作用也会更严重，对抗震更不利。所以，进行屋顶建筑设计过程中时，应该最大限度的降低屋顶建筑的高度。选用强度较高、轻质、刚度均匀的材料，使得地震作用传递不受阻碍；屋顶重心和屋顶之下的建筑中心在同一直线上；如果屋顶建筑非常高，屋顶建筑就必须具有较强的抗震性，让屋顶建筑地震作用和突变降低到最小，尽量避免发生扭转效应。
六.结束语
建筑行业关系到我国的经济发展和社会稳定，关系到国民的生命财产安全，加强建筑抗震设计，设计，提高抗震能力，是促进社会和谐稳定的客观要求。因此实施科学合理的设计方法，科学处理建筑设计和抗震设计的关系。建筑设计是整个建筑抗震设计的重要环节，二者存在着密切的联系，共同为提高建筑整体抗震性能提供了强大的支撑。在进行建筑的抗震设计时候，必须要将建筑的建筑设计和结构设计综合协调起来，实现二者的配合，共同为建筑整体的抗震设计发挥出更强大的作用。
参考文献：
[1] 蒋山 浅谈建筑设计在建筑抗震设计中的作用 [期刊论文] 《中国房地产业》 -2011年10期
[2] 陆伟权 浅析建筑设计在建筑抗震中的作用 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年14期
[3] 曾锐 重视建筑设计在建筑抗震设计中的作用 [会议论文] 2003 - 中国铁道学会铁路房建管理会议
[4] 程宇 建筑设计在建筑抗震设计中的分析 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2011年36期
[5] 李建平 建筑设计在建筑抗震设计中的作用 [期刊论文] 《安徽建筑》 -2004年5期
[6] 宫玲君 论抗震设计在建筑设计中的意义与策略 [期刊论文] 《科技风》 -2009年16期
关键词:抗震设计，基于性能，性能水准
Abstract: in the 1990 s, when many of the earthquake happened, causing immeasurable loss, in such a case, the architecture industry has also put forward new requirements, accordingly, some of the related theory and design earthquake have emerged, based on the performance of the seismic design theory is in such bad condition of generation. This paper expounds the construction structure based on the performance of the seismic design the main content of the theory, and discusses the performance based on seismic design of the present method.
Keywords: seismic design, based on performance, and performance level
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
建筑结构中的抗震设计是为了保障人们的生命财产安全，但是近年来的地震灾害造成的人员伤亡和经济上的损失，都在直接和间接的影响着社会的安定和发展，从每次震后的情况可以发现，大多数房屋就算在地震的时候没有倒塌，实际上也无法再修复居住，这种自然灾害的破坏常常会超出人们的想象和预估。在1989年美国和台湾相继发生地震后，惨烈的灾后现状刺激了理论界和工程界的反思，到了上世纪90年代，美国学者先行提出了基于位移的抗震设计理论，此后，逐步发展成基于性能的抗震设计理论和方法。
建筑结构基于性能的抗震设计理论的主要内容包括地震的设防水准、结构性能水准、结构抗震性能目标、结构抗震方泄等斩面
一、地震设防水准
所谓地震设防水准就是在实际施工中，要切实的老虑客观环境因素，结合已经确定要设防的目标，合各方面社会条件决设防所用的厂数。我国的“三水准，䘤阶⮵”的震设防水准虽然有点于怦能的抗震设计的意思，但是因为第一水准ᒌ笤二水准的重现和超越概有很大的偏差，这两者之间的环节，也就昧房屋设计在经济和安全性能上就或存ᜨ一些问题。在19 5，美国加州结构程师协会就针对建筑构提出了一事基与性的戗震设计理论思想，并且提采用新地震设防水准的建议ဂ
二、结构性能水准
现有的建筑结构在已经预设的地震设防水准下能够估计到的最坏的灾害程度就是结构性能水准。早在2004年的时候，我国的相关学者就根据我国的国情与社会水平撰写了《建筑工程抗震设计性态通则（试用）》，这里面的内容充分显示了我国建筑结构在其结构性能水平的发展方向，但是，该通则并没有具体的说明实际建筑的结构或者其他的力学指标和相关的设备材料的使用及运行是什么样的情况，只是阐述了一些不同与现行规范抗震理论的建议。之后，美国加州工程师协会在Vision2000关于结构性能设计的研究报告中将建筑结构的抗震性能等级划分为四个等级，并且给出了一些想关的使用功能人员安全的裁定级别和总体上的大致描述。
三、结构抗震性能目标
同样是在Vision2000报告中提出的，并且将之划分为三个等级：基本目标，重要目标，最高目标。是人们根据当地的地质情况所预想的一个地震等级下，建筑结构所能达到的抗震的能力，结构抗震性能目标的确定一定要结合当地的居住条件，地质条件，做相关地壳运动的分析，详细分析建筑结构的功能，了解该建筑的投资与收益，假如发生地震，在各级地震后的损失与重建的情况，这样的抗震性能目标能带给社会和人们多大的价值和好处，更要深入调查这样的实施会让公众有什么样的反应和业主的承受力在什么样的程度。这也反应了抗震性能目标等级越高，其工程的造价就越高，在实际的建筑结构抗震性能目标的确定的时候，可以业主的需要来设定，因为在规范中提出的抗震性能目标的等级是最低的。
四、建筑结构基于性能的抗震设计方法
建筑结构基于性能的抗震设计方法主要有以下三种：基于位移的抗震设计法、承载能力的设计方法、能量设计法。这些方法虽然在设计理念上得到了各学术界和专家的一致认可，大家也是非常热衷于对这个方法的研究，但是，想要将其应用到实际的设计中，发挥其真正的最大的功效，就目前看来，还不是很系统和完善。
（一）基于位移的抗震设计法
基于位移的抗震设计法是在设计的初始阶段就已经明晰了建筑结构进的抗震能力，在图纸设计时，从建筑物的空间布局，结构的承载力各方面充分考虑，计算出抗震能力的大小，使得建筑结构在空间、经济、抗震能力上得到最完美的统一，它颠覆了传统的设计过程，从源头紧紧抓住抗震这个概念，可以说，和传统的抗震设计法相比，该设计法是性能设计中最合理优化最好的方法。下面简要论述基于位移的抗震设计法的实现过程：基于位移的抗震设计法在设计的最初阶段通过假设抗震性能的控制因素为位移或者层间位移导致，从这个假设出发，利用地震位移谱理论计算出在地震发生时建筑的位移结构有效周期，在该周期的范围内，计算出基底剪力的最大值，从而计算出具体的配筋设计。
(二)承载能力设计方法
承载能力设计方法在计算基底剪力时主要采用的是反应谱计算，在计算时，通过一定规则分配到结构全高再和其他荷载实现组合，以达到结构强度的设计，将承载能力分摊到各部分的结构，各部分在承受压力时，通过其变形程度再进行验算。承载能力设计方法是设计人员使用最多的方法，设计人员一般都能熟练掌握这种方法。承载能力设计方法在操作时十分简单，不需要繁复的或者一些难度较高的操作技巧，上手容易，在对性能概念的描述上也做到了清晰准确，细部的设计考虑到了十分细节上的问题，使得整个设计方法十分可靠，通过非线性静力的分析验算，承载能力设计方法在对结构非线性反应的控制上得到了很好的增强，对预期性目标的实现，能够做到游刃有余。当然，承载能力设计方法也有他的缺点，他的缺点主要是在弹性反应上，在对非弹性反应上只能保证其中一种性能的目标，不能对整个性能目标做到很好的控制。
（三）能量法
地震在产生的过程，通过震源不断的四周传递能量，建筑结构在地震时通过内部结构消耗掉一部分能量，当能量达到一定强度，而建筑对能量的吸收又已经饱和后，必然引发建筑物结构和内部设施的破坏。能量设计法就是基于这个认识而产生的。能量设计法通过对地震的再现，模拟出建筑结构在地震时的最大的承载能力，可以直接估算出结构的最大承载能力，以及地震发生时的破坏程度，但由于不确定性因素过多，应用方法也过于繁复，一般不为设计人员所采用。
建筑结构基于性能的抗震设计理论和方法的出现使人们对地震的认识由感性认识上升到理性认识，在预防地震时，不再怨天尤人，它在抗震中的具体量化和设防水准，让抗震有了实际的操作性，这在世界的抗震历史上，不得不说是一个全新的里程碑。
【参考文献】
[1]韩小雷，郑宜，季静，黄艺燕.《美国基于性能的高层建筑结构抗震设计规范》[J]. 地震工程与工程振动, 2008
[2]孙俊，刘铮，刘永芳.《工程结构基于性能的抗震设计方法研究》[J]. 四川建筑科学研究, 2005
关键词：建筑结构 抗震设计 结构动力特性 战略规划
一、研究背景以及结构抗震理论的发展
近年来，我国地震频发，自2008年“5·12”汶川大地震之后，2009年6月30日云南姚安6.0级地震，2010年4月14日青海玉树发生7.1级地震，2012年9月7日云南彝良、贵州威宁交界处发生5.7级地震，2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生7.0级大地震等等。在地震中，无一例外的伴随着大量房屋倒塌以及其他建筑物被损毁的现象，不仅仅造成了大量的财产损失，也严重威胁人民群众的生命安全。而且注入日本等一些地震多发地区对于建筑物结构的抗震设计要求较高，我国近年来对此也不断加以重视，也取得了一些进展，但是由于各方面的原因，整体建筑物的抗震能力还较差。事实上，国家在建筑物抗震设计当中，明确提出三个标准：“小震不坏，中震可修，大震不倒。”地震防烈度7度以下（含7度）为小震；8度为中震；9度以上（含9度）为大震。因此，对于建筑物结构设计中的抗震设计是应该有着明确的规划和指导的。
自20世纪以来，结构地震反应计算方法的发展，大致可以划分为三个阶段。第一阶段为静力理论阶段---静力法。1920年，由日本大森房吉提出。假设建筑物为绝对刚体，结构所受的水平地震作用，可以简化为作用于结构上的等效水平静力F，其大小等于结构重力荷载G的k倍。第二阶段是反应谱理论阶段，地震反应谱是单自由度弹性体系在地震作用下其最大的反应与自振周期的关系曲线称为地震反应谱。1943年美国皮奥特（ M. A. Biot）发表了以实际地震记录求得的加速度反应谱，提出的“弹性反应谱理论”。由于反应谱理论正确而简单地反映了地震特性以及结构的动力特性，从而得到了国际上广泛的承认。实际上到20世纪50年代，反应谱理论已基本取代了静力法。目前，世界上普遍采用此方法。 第三阶段是动力分析（时程分析法）阶段，时程分析法将实际地震加速度时程记录作为动荷载输入，进行结构的地震响应分析。不仅可以全面考虑地震强度、频谱特性、地震持续时间等强震三要素，还进一步考虑了反应谱所不能概括的其它特性。时程分析法用于大震分析计算，借助于计算机计算。
二、建筑结构抗震设计的重要性分析
一是充分保护人民群众的生命财产安全。人类社会在发展过程中，首先要解决的就是温饱与安全的需求（马斯洛的需要层次理论可以说明），如据有关报道，在2008年的汶川地震的主震区内，完好的建筑几乎没有。除却地震本身的烈度较高，破坏性较强的原因之外，一个更重要的问题值得我们的深思，就是建筑结构的抗震能力非常差，长时期以来，国人对于建筑的抗震设计重视不够，一方面在技术水平上缺乏突破，另一方面一部分人受利益驱动，往往在施工过程中，存在偷工减料等行为，导致了建筑物抗震能力薄弱，加强建筑结构抗震设计的重要性，对于保护人民群众的生命财产安全不言而喻。
二是促进建筑结构设计技术与理念的创新与发展。我们知道，日本是一个地震多发地区，事实上，在1880年以前，日本对于建筑物结构的抗震设计也不是很重视。1880年横滨地震（M=5.4）之后，日本成立了日本地震学会，1891年在浓尾地震之后，鉴于地震给建筑物造成的重大损害，日本成立了“震灾预防调查委员会”，开始着手进行抗震结构设计研究。经过近百年的发展，日本的建筑物结构抗震设计无论是在技术还是在理念上都处于领先的地位，如大量的震害分析表明，反应谱理论虽考虑了振幅和频谱两个要素，但只解决了大部分问题，地震持续时间对震害的影响始终在设计理论中没有得到反映。这是反应谱理论的局限性，后来，日本大规模的采用动力分析（时程分析法）。
三是具有良好的社会正向效应。整个社会发展是一个复杂的系统，从这一战略高度加以认识的话，我们不难发现，对于建筑物抗震结构设计的加强对于构建和谐社会具有重要意义，良好的建筑物抗震能力，能够减轻人民群众的生命财产损失和风险，有利于维护社会稳定，对于建设“美丽中国”，实现“中国梦”，具有良好的社会效应。因此，不能孤立的片面的静止的对待建筑结构抗震设计。
三、建筑结构设计抗震设计的对策分析
一是加强对建筑结构抗震设计的战略规划。建筑结构抗震设计是一个系统工程，涉及到众多方面的内容，如建筑场地、地基与基础；结构地震反应分析和抗震验算；多层砌体结构抗震设计；钢筋混凝土结构的抗震设计；多、高层钢结构房屋的抗震设计；单层钢筋混凝土厂房的抗震设计；结构隔震与消能减震控制等等。因此，要从战略层面加以重视和规划，我国有《建筑工程抗震设防分类标准》、《城市抗震防灾规划管理规定》等国家标准，对建筑物抗震设防分类、责任划归、防灾规划均有具体划分。应该加强在实际工作中的执行力度。
二是优化建筑结构抗震设计的技术方法。建筑结构抗震设计的基本方法与不做包括，首先计算结构的地震作用—地震荷载；其次计算结构、构件的地震作用效应—M、Q、N及位移；再次，地震作用效应与其他荷载效应进行组合、验算结构和构件的抗震承载力及变形。
我们知道，地震作用和结构抗震验算是建筑抗震设计的重要环节，是确定所设计的结构满足最低抗震设防安全要求的关键步骤。由于地震作用的复杂性和地震作用发生的强度的不确定性，以及结构和体形的差异等，地震作用的计算方法是不同的。
三是加强结构抗震设计的二次优化。在当前的地震多况下，尤其是烈度较大的情况下，抗震结构设计的二次优化至关重要。在多遇地震作用下结构的弹性变形验算，属于第一阶段的抗震设计内容；在罕遇地震作用下结构的弹塑性变形验算，属于第二阶段的抗震设计内容。经过第一阶段抗震设计的结构，构件已经具备了必要的延性，多数构件可以满足在罕遇地震下不倒塌的要求；对某些处于特殊条件的结构，尚须计算其在罕遇地震作用下的变形，即进行第二阶段抗震设计，以考察安全性。在此基础上，确定建筑物的相关结构内容，从建筑方来讲，总想把外立面做得很美观，显得特别复杂；但从抗震角度讲，外观越复杂的，恰恰就越不抗震，因此，更应该充分重视建筑结构设计，选择合理的建筑结构，不能因噎废食。
参考文献：
[1]吕西林，蒋欢军.建筑结构抗震研究的若干进展[J].同济大学学报（自然科学版），2004，32（10）：1278-1284.
[2]李碧雄，甘立刚，王清远等.基于震害和数值分析的加固建筑结构抗震性能评估[J].四川大学学报（工程科学版），2010，42（5）：142-149.
[3]耿中举.建筑结构抗震加固方法应用探析[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（12）.
[4]夏念恩，谭正清.从汶川地震谈对建筑结构抗震的几点思考[J].黄冈职业技术学院学报，2008，10（4）：11-13.
关键词：地震；桥梁抗震设计理论；适用范围
中国图分类号：U445 文献标识码：A
引言
我国是世界上地震活动最强烈的国家之一，尤其近年来，我国地震发生频繁，给我国人民生命和财产的安全造成了严重的危害。地震灾害表明，震区桥梁的损坏坍塌，不仅阻碍当时的救灾行动，而且影响灾后的恢复工作。其次，因地震造成的桥梁关闭对经济的影响随桥梁关闭时间、交通线路的经济重要性、替代线路引起交通延期和重造新桥费用的增加而增加。因此，提高桥梁的抗震性能，进而减少因地震引起的桥梁坍塌造成的生命财产损失，具有重大意义。
一、桥梁抗震设计理论的分类
桥梁抗震设计理论可按以下方法分类：
1.按结构地震反应分析方法分类：静力理论、反应谱理论、动力理论（动力时程分析）
2.按设计方法分类：强度设计理论、延性设计理论、减隔震设计理论、振动控制理论
二、桥梁抗震设计理论及其适用范围
（一）静力法
抗震设计的静力法理论最初由日本学者大房森吉在1899年提出，其假设结构各个部分与地震力具有相同的振动，把地震的加速度引起的惯性力（即地震力）视为静力作用于结构物上进行结构线弹性静力计算。地震力计算公式：
式中：——结构总重量；
——地面运动加速度峰值与重力加速度的比值，也称为地震系数
从动力学的角度来看，静力法在理论上存在极大的局限性，因为它把结构的动力反应特性这一重要因素忽略了。只有当结构物可以近似为刚体时，静力法才能成立。但因静力法概念清晰，计算公式简明扼要，在实际应用中仍受到欢迎，如桥台及挡土墙的抗震设计。
（二）反应谱法
对于任意给定的地震输入和已知的结构阻尼比，把谱速度作为结构的自需用频率或周期的函数来计算，对于每一种频率给出谱速度值得一个点，在一定的有实际意义的结构周期范围内把这些点连起来，就得到了速度反应谱，按照反应谱的相关关系式就可得到位移反应谱和加速度反应谱。
反应谱理论建立在以下基本假定的基础上：1)结构的地震反应是线弹性的，可以采用叠加原理进行振型组合；2)结构物所有支承处的地震动完全相同；3)结构物最不利地震反应为其最大地震反应；4)地震动的过程是平稳随机过程。
反应谱法概念简单，计算方便，可以用较少的计算量获得结构最大反应值。当获得场地所需的地震谱以后，计算工作主要集中在将结构振型方程进行分解，最后通过适当的方法将各振型反应最大值组合起来得到结构反应的最大值。
（三）动力法—动态时程分析法
动力时程分析法是将实际的加速度记录输入结构计算模型，直接分析结构的地震反应的一种方法。此法可直接获得地震过程中结构节点各时刻的位移、速度和加速度，从而计算各时刻竖向地震作用和构件的地震内力。
在非线性时程分析中，荷载用一系列短的时间间隔来划分，在每一个时段，系统按线性来计算。系统的特性采用时间段开始时刻的特性，并且需要调整时间步长结束时的系统特性，以反映新的应力或应变状态，形成新的切线刚度矩阵用于下一个时间步长。由于对结构的分析有复杂的全循环特性，这一计算过程相当冗繁，需借助专用计算程序完成。
三、结语
在桥梁抗震设计中，可根据不同的情况选择合理的抗震设计理论：
1.静力法概念明确，计算简便，当结构物可以近似地视为刚体时，可考虑应用静力法。
2.反应谱法是假定在所有的支承处地震动完全相同，不能考虑多点激励，这将给复杂地质条件下的大跨度桥梁带来局限性。到目前为止，反应谱理论只限于线弹性范围，还没有真正意义上的弹塑性谱曲线。
3.时程分析法不但突破了反应谱方法的局限，而且还可以精确地考虑桩一土相互作用；可利用地震波相位差或者不同的地震波多点输入作为激励，以较为真实地、合理地模拟结构的地震响应；可以考虑结构的比较复杂的各种非线性因素；可以比较详细地揭示结构每一时刻的位移、速度、加速度的响应过程，从而可以拟结构从初始的弹性逐步发展到塑性甚至直到破坏的整个过程。此外，非线性时程分析法可以使桥梁的抗震设计从单一的强度保证转入强度、变形(延性)的双重保证，同时使桥梁工程师更清楚结构地震动力破坏的机理，有利于提高桥梁抗震设计的水平。
参考文献：
[1] (美) 陈惠发，段炼. 桥梁工程抗震设计.机械工业出版社.
关键词：高层建筑，抗震设计，抗震结构，抗震技术
2008年的汶川地震和2010年的玉树地震对中国来说无不是沉重的打击，不但造成巨大的经济损失，更心痛的是有那么的生命离开了我们，这不得不让人们反思我们建筑的抗震设防能力。在地震中，几乎所有的建筑都倒塌了，相对于低层建筑而言，高层建筑破坏和倒塌的后果就更加严重。近年来国内国外高层、超高层建筑的高度不断攀升，就在2010年正式开放的哈利法塔的高度达到了惊人的828米，而且建筑的体型越来越复杂，不规则结构越来越多，这对于结构的抗震都是十分不利的。为保证高层结构的抗震安全，达到安全和经济的统一，有必要对高层结构的抗震设计、抗震结构和抗震技术进行探讨。
1.地震导致建筑破坏的原因
根据地震经验，地震期间导致高层建筑破坏的直接原因可分为以下三种情况：
（1）地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂缝或错位等地面变形，对其上部建筑的直接危害；
（2）地震引起的砂土液化、软土震陷等地基失效，对上面建筑物所造成的破坏；
（3）建筑物在地面运动激发下产生剧烈震动过程中，因结构强度不足、过大变形、连接破坏、构件失稳或整体倾覆而破坏；
2.建筑的抗震概念设计
所谓“建筑抗震概念设计”是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,依此进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。科技论文。
3.建筑抗震设计方法的发展过程
3.1、静力理论阶段
水平静力抗震理论始创于意大利，发展于日本，1900年日本学者大森房吉提出“震度法”的概念。该理论认为：结构物所收到的地震作用，可以简化为作用于结构的等效水平静力，其大小等于结构重力荷载乘以一个系数。
3.2、反应谱理论阶段
我国及国际上多数国家抗震设计规范本质上都采用了反应谱理论及结构能力设计原则。其主要特点如下：
(1) 用规范规定的设计反应谱进行结构线弹性分析。
(2) 结构构件的承载力是根据设计反应谱所作的结构线弹性计算通过荷载和地震作用效应组合后内力进行设计。
(3) 在早期方案设计阶段，结构体系、结构体型的规则性及结构的整体性满足规范的规定，以使结构能可靠地发挥非弹性延性变形能力。
3.3、动力理论阶段
1971年美国圣费南多地震的震害，使人们清楚地认识到“反应谱理论只说出了问题的一大半，而地震持时对结构破坏程度的重要影响没有得到考虑”，从而推动了采用地震加速度过程a(t)来计算结构反应过程的动力法的研究。此一新理论不但考虑了地震的持时，还更近一步地考虑了地震过程中反应谱所不能概括的其他特性。
4.高层建筑结构体系
设计地震区的高层建筑，在确定结构体系时，除了要考虑前面所提到的材料用量、建筑内部空间和使用的房屋高度等因素外，还需进一步考虑下列抗震设计准则：
（1）具有明确的计算简图和合理的地震力传递路线；
（2）具备多道抗震防线，不会因部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抵抗侧力或承受重力荷载的能力
（3）具有必要的承载力、良好的延性和较多的耗能潜力，从而使结构体系遭遇地震时有足够的防倒塌潜力；
（4）沿水平和竖向，结构的刚度和强度分布均匀，或按需要合理分布，避免出现局部削弱或突变形成薄弱环节，从而防止地震时出现过大的应力集中或塑性变形集中。
在确定建筑方案的同时，应综合考虑房屋的重要性、设防烈度、场地条件、房屋高度、地基基础以及材料供应和施工条件，并结合体系的经济、技术指标，选择最合适的结构体系。
5.建筑抗震措施或设计
5.1、错开地震动卓越周期
一个场地的地面运动，一般均存在着一个破坏性最强的主振周期，如果建筑物的自振周期与这个卓越周期相等或相近，建筑物的破坏程度就会因共振而加重。地震动卓越周期又称地震动主导周期。
从众多的地震倒塌建筑物中可以看出，建筑周期与地震动卓越周期相接近，是引起建筑共振破坏的主要因素和直接原因。因此，在进行高层建筑设计时，首先要估计地震引起该建筑所在场地的地震动卓越周期；然后，在进行建筑方案设计时，通过改变房屋层数和结构类型，尽量加大建筑物基本周期与地震动卓越周期的差距。
5.2、采取基础隔震措施
传统的抗震方法是依靠结构的承载力和变形能力，来耗散地震能量，使结构免于倒塌，但由于是一种“被动防震”，就不免存在许多不足之处。地震对建筑的破坏作用，是由于地面运动激发起建筑的强烈振动所造成的，也就是说，破坏能量来自地面，通过基础向上部结构传递。人们总结地震经验后发现，地震时结构底部的有限滑动，能大幅度地减轻上部结构的破坏程度。科技论文。
基于可动概念的基础隔震方案很多，主要有：（1）软垫式隔震。在房屋底部设置若干个带铅芯的钢板橡胶隔振装置，使整个房屋坐落在软垫层上，遭遇地震时，楼房底面与地面之间产生相对水平位移，房屋自振周期加长，主要变形都发生在软垫块处，上部结构层间侧移变得很小，从而保护结构免遭破坏。（2）滑移式隔震。在房屋基础底面处设置钢珠、钢球、石墨、砂粒等材料形成的滑移层或滚动层，使建筑物遇地震时在该处发生较大位移的滑动，达到隔震目的。（3）摆动式隔震。科技论文。摆动式隔震方式实质上是柔性底层概念的改进和引伸。（4）悬吊式隔震。这一隔震方式的构思是，将整个建筑悬吊在支架下面，避免地震的直接冲击，从而大幅度较小建筑物所受到的地震惯力。
5.3、削减地震反应——提高结构阻尼
为了提高结构阻尼，可以在结构上设置阻尼器，以吸收地震输入的能量，减小结构变形。台北101大楼在87~92楼安装了一个巨大的钢球风阻尼器，是世界上目前最大的大楼风阻尼器，它的球体直径5.5米，由四十一层12.5厘米厚钢板结合为球形，重量660吨，可以有效减轻由于飓风和地震所引起的震动和侧移。
为高层建筑提供附加阻尼的另一新途径，是利用主体结构与刚性挂板之间特殊装置的非弹性性能和摩擦。采取这一措施后，可以使阻尼比仅为2%的抗弯钢框架，有效粘滞阻尼比增加到8%或更多，从而使底部地震剪力和顶点侧移降低50%。
此外，通过采用高延性构件和附设耗能装置也能有效削减地震反应。
6.高层建筑抗震技术发展展望
未来高层建筑的发展趋势，体型将更趋复杂，结构体系将更趋多样化。出于对建筑艺术上的要求，高层建筑的体型将会更为复杂和多样，许多高层建筑都是综合性的和多用途的，因此对建筑和结构必然提出新的更高的要求。从结构体系上看，也决不会停留在原有的几种形式上，而会更好地满足功能和艺术上的需求，创造出新的结构体系。
参考文献
[1]刘大海,杨翠如,钟锡根.高层建筑抗震设计.中国建筑工业出版社.
[2]谷连营,肖国梁.高层建筑抗震技术的发展概况.山西建筑,2006.8（15）：50—51.
[3]王红霞.论高层建筑抗震概念设计.山西建筑,2007,12（35）：74—75.
购物车(0)