【关键词】建筑结构；抗震概念；实际设计；理解
地震是一种破坏力较强的自然灾害，主要损害建筑结构，进而导致承重构件或地基失去作用。现阶段，人们还不能深入的认识到地震的损坏机理，直接影响了抗震计算的精确性。概念设计是一种指导总体方案开展的方法，良好的概念设计不仅给日后建筑工程结构计算及工程造价等奠定基础，同时还实现了抗震设计的目的，具有较广的应用意义，必须及时进行分析。
1.建筑抗震设计
目前随着经济的发展，抗震结构设计已经呈现出新的发展趋势，可利用基于性能结构抗震现场理论、材料抗震模糊可靠度等方法进行建筑抗震设计。但是建筑地震灾害依然在反复发作，虽然很多建筑设计师已经认识到以上技术的局限性，但是由于建筑结构还会受到地形、规划、工程造价、施工技术等多方面因素影响，导致“概念设计”开始被人们重视起来，并加大了对其的研究。概念设计不仅完善了建筑结构，同时综合全面的分析了地震所产生的影响，掌握了地质活动破坏机制，并可以综合全面的了解抗震设计规范与准则，在长期实践中还可以不断提升建筑结构的抗震水平。
2.建筑结构抗震概念设计遵循的原则
2.1建筑选址并确定地基稳定条件
合理的规划选址已经成为建筑设计成功的基础，对建筑结构抗震设计整体质量具有很大影响。实际操作中要求规避地震不利地段，尽量选择安全稳定的建筑场地，如果受各方面因素影响，导致实际操作中无法避开不利地段，必须结合实际情况采取针对性的措施，提高地基稳定性与安全性。现有基础设计规范中明确指出，结构单元中个别应地质因素而采用天然地基或桩基的做法不可取，尤其是不允许在地震高发段建设建筑物。地震作用力较强，一般会引起承载力降低或出现基土液化，进而影响了地基稳定性，容易出现建筑开裂、倾斜和倒塌等问题。同时受地震影响所产生的滑坡、泥石流等情况也与建筑选址密切联系，保证建筑基础稳定已经成为提高抗震力的核心条件。
2.2选择有利于建筑的立面或平面
为了避免地震发生时产生应力集中、扭曲或塑性变形等问题，要求建筑平、立面必须合理设置，一般要求建筑物的平、立面布置对称，同时质量和刚度均匀，尽量避免楼盖错层。实际操作中可从两反面操作，一方面，不设抗震逢，对建筑物进行结构抗震分析，了解局部应力和变形集中及扭转等的影响，并采取加强措施进行处理。另一方面，设置抗震缝，将建筑物划分为很多结构单元，可结合抗震设防强度、材料种类、结构型号及单位布置，并留有足够的宽度，要求伸缩缝与沉降缝满足防震缝要求。控制好建筑刚度与质量变化，各个楼层不能错层，条件允许时可在每层设置防震缝，可根据建筑结构实际情况设置。一般体型结构复杂的建筑必须给其设置计算模型，并展开抗震分析。
2.3选择科学合理的抗震结构体系
抗震结构体系要求从建筑重要程度、房屋高度、地基基础、技术、经济及使用等多方面进行判断。通常选择建筑结构体系时，必须满足以下条件：（1）具有详细的计算简图，并有恰当的传递地震途径；（2）具有较强的强度、耗能及变形能力；（3）设置多道地震防线，避免部分结构或构件对整体构件造成影响；（4）控制好强度与刚度，避免局部形成薄弱部位或者应力或塑性变形集中；（5）控制好结构在两主轴之间的动力特性。设计构件连接时，要求满足以下条件：（1）构件节点强度不能低于连接构件强度；（2）装配结构连接整体性必须得到保证；（3）预埋件锚固强度不能低于连接构件强度。选择抗震结构构件时，要求满足以下要求：（1）砌体结构必须结合施工要求，合理设置混凝土圈梁与构造柱，提高结构抗震水平；（2）设置钢结构构件时，要求控制好其尺寸，避免出现局部或整体构件失稳；（3）混凝土结构构件必须合理选择尺寸，配置好箍筋与纵向钢筋，避免剪切在弯曲前破坏，同时要求混凝土压溃先于钢筋屈服、钢筋锚固粘接在构件破坏前损坏。
2.4计算校核的必要性
目前计算机辅助设计系统已经广泛应用到结构设计中，而且应用范围较广，实际分析中，可应用计算机相关软件完成设计与校核。软件是辅佐校核的工具，实际操作中为了提高校核效果，必须由具有丰富经验的结构设计技术人员分析，同时掌握软件的适用范围、条件、计算模型等，深入理解设计规范，而且要端正自己对待工作的态度，只有如此，才能反复进行验证，进而将精确校核的计算结果成功应用到工程项目建设中。
3.正确处理主体结构与非承重结构的关系
主体结构与非承重结构关系的处理已经成为抗震设计的基础，具有减少地震损失及避免附加震害的作用。附属结果构件要求必须与主体结构或锚固稳定连接，避免实际操作中出现设备损害或砸到人员等问题出现。设置围护墙与隔墙时，必须综合考核结构抗震所产生的不利影响，避免设置不恰当损害主体结构。例如，厂房柱间或框架填充不完整时，就会损坏柱子。此外，吊挂件、装饰贴面与幕墙均要与主体合理连接，避免地震时造成人员伤害。
4.控制好材料与施工质量
材料选择与施工质量控制对抗震结构设计具有很大作用，不仅提高了施工质量，还保证了其他工序的顺利开展。目前抗震结构设计中已经对材料与施工质量提出了要求，必须在设计文件中明确，具体操作如下：（1）黏土砖等级要求不低于MU10，同时控制好砌筑砂浆强度与等级，不呢低于M5；（2）混凝土抗震与强度等级均使用一级框架梁、柱与节点，要求不能低于C30，芯柱、基础与圈梁不应低于C30，其他构件不能低于C20；（3）混凝土小型砌块强度控制在MU7.5，要求砌筑砂浆强度在M7.5以上；（4）控制好钢筋强度，要求纵向钢筋使用Ⅱ、Ⅲ级变形钢筋，箍筋为Ⅰ、Ⅱ热轧钢筋，构造柱与芯柱使用Ⅰ、Ⅱ级钢筋。进行钢筋混凝土结构施工时，由于实际设计中缺少规定的钢筋型号，使用其他规格型号的替代时，不能使用屈服强度较高的钢筋替代原始钢筋。实际替换中可结合截面实际屈服强度合理换算，并要求替代后构建曲面屈服强度不能超过原截面屈服强度。此种操作的主要目的是减少了薄弱部位转移，避免了混凝土脆性损坏，如剪切破坏或混凝土压碎等问题。
5.结语
建筑结构抗震设计时一项较系统的工程，改变以计算为中心的传统设计、评估与校核，实现了设计者多年经验与设计规范的结合，避免了盲目开展计算工作，对抗震设计创造了独特的发展空间，并真实展现了结构的实时情况，进而科学合理的进行抗震设计。
作者:柴梅卿 单位:国家林业局西北林业调查规划设计院
参考文献
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(1)刚性抗震设计。刚性抗震设计是传统的结构抗震设计方式，即通过强化设计结构强度，提高建筑抵抗地震破坏能力;通过强化塑性设计，提高建筑的延性以及抗倒塌能力;通过强化结构刚性设计，提高建筑的抗变形能力的抗震设计方式。目前，世界范围内采用最广泛的抗震设计方式为刚性抗震设计方式，其抗震设计以混凝土的结构为主，主要通过增加抗侧力构件的截面，例如柱、梁等，提高混凝土标号以及增加配筋量等措施来提高建筑物自身的延性以及刚性，以此实现抗震的效果。刚性钢针设计的优点在于该种抗震设计理念经过长期的应用和发展，形成了一套相对成熟和完整的理论，不仅技术非常成熟，还有丰富的实践经验。同样，其缺点在于增大工业和民用建筑刚度的同时，由于建筑结构自身刚度无论多大，抵抗能力都相对有限，当遇到强烈的地震作用时并不能有效保证建筑不受损害，同时增加了地震加速度，导致建筑受到的地震效应更强，抵抗地震损害的能力相对有限。
(2)局部抗震设计。局部抗震设计主要包括以下几个方面:其一，在详细的分析了地震的破坏机理之后，发现地震纵波的传播速度比地震横波快，地震纵波在建筑结构的主体部位以及连接构件之间形成了一个相对容易被破坏的环节，当地震横波抵达后会直接作用在工业与民用建筑结构主体，导致工业与民用建筑出现倒塌的问题，通过对工业与民用建筑发生的地震资料进行分析，工业与民用建筑的后砌墙结构和楼板很容易出现损坏与坍塌的问题，因此，应该充分的考虑建筑主体结构与连接构件之间的质量，科学的设计截面形式以及接触面积，同时深入探讨和设计后砌墙和模板之间的连接状况，有效的提高工业与民用建筑结构设计的抗震能力;其二，科学的选择建设场地，工业与民用建筑场地对建筑的抗震性能具有直接的关系，全面的分析工业与民用建筑场地的岩土工程、工程地质遗迹地形地貌等环境条件，确定最为合理、科学的场地条件，尽可能的降低建筑上部结构对建筑接触的影响，以此降低在地震作用下对建筑结构的损坏程度，因此，在选择建筑场地时，应该尽可能的避免选择软弱粘土区、采空区、非岩质陡坡区等，如果需要在软土地基中上建筑工业与民用建筑，应该采取合理的地基处理基础有效的提高地基的整体性与刚性，以此保证工业与民用建筑在地震作用下具备较强的抗震能力;其三，提高施工质量，根据近几年较大地震的相关资料显示，影响工业与民用建筑抗震能力的原因与施工质量具有直接的关系，因此，为了保证人们的生命和财产安全，工业与民用建筑的抗震设计人员以及施工人员，应该以国家、社会以及人们的生命财产安全为出发点进行抗震设计和施工，以此保证工业与民用建筑具备足够的抗争能力。
2强化工业与民用建筑结构抗震设计的有效措施
(1)选择合适的抗震结构形式。目前，我国工业与民用建筑的结构形式相对较多，主要包括钢筋混凝土结构、砖混结构、钢结结构等形式，各种建筑结构形式的抗震性能存在一定的差异。因此，为了提高工业与民用建筑的抗震性能，应该根据建筑现场的具体状况，选择具有较强承载能力、变形能力、柔性以及抗争能力的抗震结构形式，防止工业与民用建筑在地震作用下受到破坏。
(2)选择合适的建筑场地。全面的熟悉和了解我国相关的抗震减灾法，尤其是对于可能发生自然灾害的地区的工业与民用建筑工程来说，更应该重视工业与民用建筑的抗震性能，通过评价工业与民用建筑的抗震性能符合国家的相关标准之后，设置相应的抗震标准。通常状况下，抗震设防主要分为甲、乙、丙、丁四种，对于容易发生地震灾害的工业与民用建筑，在选择建筑场地时，应该选择能够降低或者消除地震影响的地理位置，尽量避免在容易影响工业与民用建筑工程安全的区域建造工业与民用建筑，特别是软弱地基，在地震的作用下很容易出现液化现象，降低工业与民用建筑地基的抗震能力，导致工业与民用建筑出现倾斜甚至倒塌的问题。
3结束语
【关键词】高层建筑；抗震设计；结构；方法；探索
一、我国高层建筑发展的历史回顾
我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段是在上个世纪80年代，当时各大、中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑，建筑层数和高度不断增加，功能和类型越来越复杂，结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店，全部采用框架一芯墙全钢结构体系，深圳发展中心大厦是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。现阶段，土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善，如果可以在结构与地基的材料特性，动力响应，计算理论，稳定标准诸方面得到符合实际的发展，自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。
二、从理论上分析高层建筑的抗震设计
高层建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点，概述高层建筑的发展，对建筑抗震进行必要的理论分析，从而来探索高层建筑的设计理念、方法，从而采取必须的抗震措施。建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，是指导建筑抗震设计，包括结构动力计算，结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容的法定性文件。它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导，向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识，现代规范中的条文有的被列为强制性条文，有的条文中用了“严禁，不得，不许，不宜”等体现不同程度限制性和“必须，应该，宜于，可以”等体现不同程度灵活性的用词。
1、拟静力理论。拟静力理论是20世纪10~40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数即地震系数。
2、反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40~60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。
3、动力理论。动力理论是20世纪70－80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。
三、高层建筑结构抗震设计的理念、方法和措施
1.高层建筑的抗震设计理念
高层建筑的抗震要能做到：当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此，要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保障了人员的安全。因此，要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段：采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构（特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节）的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。
2.高层建筑结构的抗震设计方法
我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：⑴高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。⑵除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法。⑶特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。
3. 高层建筑结构的抗震措施
在对结构的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构抗震验算外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且，强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
关键词：高层建筑；框架结构 ；抗震
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一 建筑结构抗震的理论分析
1 建筑结构抗震规范简介
建筑结构抗震规范是由各国建筑抗震经验总结而来,具有权威性。建筑结构抗震规范是指导建筑抗震设计，包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。
2 抗震设计的理论
(1)拟静力理论：拟静力理论是20世纪10～40年展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。
反应谱理论：反应谱理论是在加世纪40～60年展起来的,它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。
(2)动力理论:动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而完成抗震设计工作。
二 高层建筑结构抗震设计
1 抗震措施
在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且强柱弱梁,强脊弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
2 高层建筑结构的抗震设计方法
① 阻尼器的使用
目前，运用于高层建筑的结构调谐振动控制装置有多种：调谐质量阻尼器 、调谐液体阻尼器、质量泵、摆式质量阻尼器、液体—质量控制器等。其中，调谐液体阻尼器是一种被动耗能减振装置，近年来进行了大量的研究和应用。调谐液体阻尼器利用固定水箱中的液体在晃动过程中产生的动侧力来提供减振作用。其具有构造简单，安装容易，自动激活性能好，不需要启动装置等优点，可兼作供水水箱使用。
② 柔性结构的运用
在高层建筑抗震当中，即由传统的以“硬抗”为主的抗震体系转变为以“柔抗”为主的结构减震控制体系。建筑采用动力平衡的建筑结构体系防震减震效果会更好，这样可以以柔克刚、刚柔相济，有效的释放地震冲击力。
③ 高延性构件的运用
目前，我国的高层建筑很多采用延性结构体系来抗震设防，即适当控制结构的刚度，容许结构构件在地震时进入塑性状态，具有较大的延性，以此消耗地震能量，减小地震反应，减轻地震给高层建筑带来的破坏与损失。如果一座高层建筑物具有较大的延性，即使承载能力较低，它所能吸收的能量也会较大，虽然较早出现损坏，但能经受住较大的变形，避免倒塌；而仅有较高强度而无塑性变形能力的脆性结构，吸收能量的能力弱，一旦遭遇超过设计水平的地震时，很容易因脆性破坏而突然倒塌。所以，延性结构的运用这种体系，在很多情况下是有效的，它可以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒”。
④ 设置多道抗震防线
高层建筑结构需要设置多道抗震防线。建筑物应设置多道抗震防线，当第一道防线的构件在强烈地震作用下遭到破坏后，后备的第二道乃至第三道防线能抵挡后续的地震动的冲击，使建筑物免于倒塌。
3高层建筑结构抗震设计
（1）选择场地地基
选择场地地基首先要根据实际工程需要，并且还要考虑地震活动情况。分析天然地基时的抗震承载力要根据不同的场地来进行，另外，分析地震所造成的危害度也要根据不同场地来进行。如果有必要，可采用规范的地基来进行处理。对避让距离的确定可根据地震强度、断裂的地质历史、场地土的厚度来进行，进而有利于对场地范围内的地震断裂的确定。必须确保避开对建筑不利的地段来进行场地地基的选择，如果如法避开，可以利用合适的抗震措施来进行。
（2）合理匹配建筑结构刚度、承载力和延性设计
建筑结构的抗力较高时能够在一定程度上降低总体延性的要求。因此，要综合考虑整个结构的承载力和构造等因素来对结构的抗震能力进行衡量。当发生地震时，建筑物将会受到地震作用，其大小与动力特性有着很大的关系。但是，结构的抗侧力刚度的提高一般都需要提高工程造价，因此，使结构中的所有构件都具有较高的延性是提高建筑物的抗震性能最理想的措施，虽然这个理想措施很难在实际中实现。工程实践比较经济可行的方法就是有选择的提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性。因此，合理匹配建筑结构刚度、承载力和延性设计在高层建筑结构抗震设计中是非常重要的。
参考文献
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[2] 李国强.沈祖炎.高层建筑抗展设计的发展趋势.建筑结构学，1992，8.
Abstract: The rapid population growth makes people's living space narrow. Be forced, people's living and working space begins to have a senior development. In recent years, with the increasing of the number of high-rise buildings and the intensification of natural disasters, particularly the high frequency occurrence of the earthquake, people have to pay attention to the seismic effects on buildings. This paper analyzes the seismic design of buildings, and further proposes the new direction of the seismic design of building structures to improve the seismic performance of buildings.
关键词:建筑;抗震设计;理念;发展
Key words: building;seismic design;idea;development
中图分类号:TU352 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)23-0078-01
0引言
地震是最具危害性的自然灾害之一,也是大部分建筑工程中所必须考虑和预防的关键因素之一。在人类社会的发展过程中,曾经因为地震的发生给人类造成了巨大的人员伤亡和经济损失。于是,建筑结构中的抗震设计开始成为建筑学者必须考虑的关键因素之一,如何完善现有的抗震设计理念,使建筑物在以后的地震中展现更加强势的抗震性能,是现代地震工程学界不得不考虑的问题。
1抗震设计理论的发展过程
地震灾害发生的高度不确定性和其所造成的巨大经济损失,是现代地震灾害的最大特征,这不仅引起地震工程学者对现有抗震理念作出深刻的检讨,而且,也在时刻提醒他们不得不尽快地研究出新的抗震设计方法,以适应建筑工程设计日益发展的需要。我们首先来看一下现有的抗震设计理念具体经过了哪几个阶段:①刚性设计理念。这一抗震设计理念是指在建筑设计施工过程中,要尽力加强建筑结构的刚度,使整个建筑物与地基形成一个相互连接的刚性整体。这种设计理念,严重地限制了建筑结构的跨度、高度以及建筑物的复杂程度。在抗震设计发展史上,这种设计理念就因其内部的局限性曾一度阻碍了建筑中抗震设计理念的发展。但是,在实际的建筑施工过程中,这种设计理念也因为简单的概念原理,和一幕了然的公式计算在桥台和挡土墙结构的抗震设计中得到了广泛的应用。②柔性设计理念。这种设计理念正好同刚性设计相反,其追求的是尽可能的是减小建筑结构的刚度,从而,进一步减少了地震对建筑物所带来的冲击,但是,这种设计理念,只适用于较小型的地震,而在大地震的作用下,往往会使得建筑物的结构变形,更严重的会使建筑物坍塌。③结构控制设计理念。结构控制设计理念是通过主要控制机构的设置,由新生成的控制机构和已有的结构共同抵御地震的发生。近年来,结构控制理念得到了长足的发展,主要应用于建筑物和桥梁的施工建设过程中。④基于性能的抗震设计理念。基于性能的结构抗震设计理念,是对“多级抗震设防”思想的进一步细化。其主要设计思路是:建筑结构在遭到不同等级的地震的作用下,应该存在不同的性能水平,以使得建筑物构在整个地震冲击过程中所造成的危害最小。该设计理念是在前几种抗震理念的基础上形成的,相对来说,在抗震方面优势更大。
2现代抗震设计思路及关系
在当前抗震理论下形成的现代抗震设计思路,其主要内容是:①合理选择确定结构屈服水准的地震作用。一般先以一具有统计意义的地面峰值加速度作为该地区地震强弱标志值(即中震的),再以不同的R(地震力降低系数)得到不同的设计用地面运动加速度(即小震的)来进行结构的强度设计,从而确定了结构的屈服水准。②制定有效的抗震措施使结构确实具备设计时采用的R所对应的延性能力。其中主要包括内力调整措施(强柱弱梁、强剪弱弯)和抗震构造措施。现代抗震设计理念是基于对结构非弹性性能的研究上建立起来的,其核心是关系,主要指在不同滞回规律和地面运动特征下,结构的屈服水准与自振周期以及最大非弹性动力反应间的关系。其中R为弹塑性反应地震力降低系数,简称地震力降低系数;而μ为最大非弹性反应位移与屈服位移之比,称为位移延性系数。
3抗震设计理念中存在的问题
尽管随着基于性能的抗震设计理念的出现,近年来,世界范围内建筑中的抗震设计相应地取得了一些可喜性的研究成果,但仍存在不少问题,具体如下:①建筑物对于地震的反应取决建筑结构自身的特性,虽与地震的等级也有密不可分的关系,但二者从根本上说都存在不确定的因素。因此,对于建筑结构的抗震性能的检测,并不能从本质上说明什么,即使振动理论目前的迅速发展,但还是不能找出一种对随机地震反应测试的方法。②那些以位移作为主要对象的抗震设计理念,还只是处于概念起步阶段,并没有形成一个完整的系统。从而,造成了抗震设计理念在理论和实践中的巨大差距。
4常用抗震分析方法
伴随着抗震理论的发展,各种抗震分析方法也不断出现在研究和设计领域。在结构设计中,我们需要确定用来进行内力组合及截面设计的地震作用值。对结构抗震性能进行分析是抗震研究的一项重要内容,非线性时程分析,非线性静力分析是目前常用的几种抗震分析方法。它们的基本原理和步骤是先以某种方法得到结构在可能遭遇地震作用下所对应的目标位移,然后对结构施加竖向荷载的同时,将表征地震作用的一组水平静力荷载以单调递增的形式作用到结构上,在达到目标位移时停止荷载递增,最后在荷载中止状态对结构进行抗震性能评估,判断是否可以保证结构在该水平地震作用下满足功能需求。
5抗震设计理念的新发展
近年来,世界范围内建筑中的抗震设计方案有了新的发展,新的抗震和减震结构的出现,例如美国98个橡胶弹簧地基上的40多层高层建筑物的建立;日本弧型钢条上的防震建筑;以及中国刚柔性隔震、消震建筑与低层抗震楼房等。这种新型抗震理念上设计的建筑物,完全改变了传统的刚性、柔性等设计理念。它将整个建筑物完全分成两个有机的受力体系,这样就能有效地化解地震所带来的极大冲击力。其中“建筑物消震装置”的出现,就是最新的抗震理念具体落实的体现,其主要是从根本上保证建筑物在地震发生时安全状况,该装置的具体作用是完全切断地震波的冲击路线,使建筑物始终基础处于安全保护之中。从而,大大提高了高层建筑结构的抗震性。
参考文献:
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[3]范立础,卓卫东.桥梁延性抗震设计[M].北京:人民交通出版社,2001.
关键词：现代建筑；结构设计；安全性；抗震措施
中图分类号：TU352 文献标识码：A
一、概述
我国自改革开放以来，经济得到了迅猛的发展，城市化的进程也在不断的加快，这就使得城市中现代建筑物的数量迅速增加。这就使得建筑公司有了空前的发展机遇，但与此同时，也在很大程度上加大了建筑公司的工作难度。建筑结构设计是一项具有很强专业性的工作，质量的好坏直接影响着对应建筑物的安全性、经济性、抗震性。所以，现在建筑的抗震安全受到了人们的高度关注。而要想建筑物有好的抗震效果就必须先要对这些建筑有一个好的设计。现代建筑结构设计考虑的因素主要是防止建筑物的倒塌，近几年地震尤为显著，所以只有把建筑结构设计与建筑结构抗震设计有效的结合起来，并根据本身的实际情况在建设结构设计中提出承载力的抗震、位移的抗震、能量的抗震和损伤的抗震措施。
二、建筑结构安全性
建筑结构安全性是一种保证建筑物有很强的防止破坏和防止倒塌的能力。而要想建筑物达到建筑结构安全就必须首先要在建筑结构设计师的合理设计之下才能达成。在建筑结构设计师给出合理的设计之后，还要确保这些建筑物的施工水平。只有施工人员在科学合理的设计理论之下再认真地去施工，才能确保建筑物的建筑结构安全。
三、现代建筑结构设计中存在的安全性问题
1 缺乏足够的抗震度。近些年来，我国连续发生了不少大大小小的地震，这些地震所造成的直接影响就是给人们的生命、财产安全带来了无可弥补的损失，使得人们痛苦万分。这些结果都是因为我们国家的建筑物缺乏足够的抗震性所造成的。因此，当建筑结构设计的设计人员在给建筑物进行设计的时候，就必须要全面的去考虑怎样能最大限度的去提高建筑物的抗震性，从而以确保人们的生命财产安全。可还是有一些建筑公司的指挥者在指挥设计和施工不重视建筑结构设计中的抗震性，最后导致设计师乃至整个公司都不重视，就出现了豆腐渣工程。这种情况在一些大中城市中尤为普遍。因此，这就要求工程师在设计建筑结构的时候，要严格遵守抗震原则和施工地区的情况来选择恰当的抗震级别；同时也要求施工队在施工的过程中要认真负责。
2 偷工减料问题严重。很多的建筑公司在进行建筑结构设计时，为了尽可能的节约支出，减少成本，就会过多的节约钢材。本来要用到五根钢筋的地方只使用三根，这样做所造成的最直接的影响就是使得建筑物的质量完全没有保证，这就会使得建筑物的抗震效果大幅度削减，从而使得建筑物的质量完全没有保障。我国在建筑物钢筋配筋率中有明确的规定，不同的领域不同的配筋率，因此建筑设计公司的设计师要很大程度的重视配筋率，做好监督工作。
3 不能科学设计建筑结构。现在不少建筑公司的建筑结构设计师没有扎实的专业知识和丰富的经验。就导致设计出来的建筑结构不够恰当，并有一定的安全隐患，有一些设计师的安全意识不佳，只看重建筑设计的外观美，不重视建筑质量问题。也有些设计师为了保住自己的工作不提反对意见。这就说明建筑结构设计的设计师一定要有危机意识，要站在广大消费者的立场上为他们考虑。建筑结构设计的设计师一定要考虑各个方面的问题和需求，设计出安全、美观、经济的建筑物。
四、现代建筑结构设计的抗震措施
1 承载力的结构抗震措施。在分析理论上，以惯性力来按弹性来计算出结构地震效应并进行结构弹性位移验算，来判断建筑结构的强度是否达到特定的限度。
2 能量的结构抗震措施 。所谓的能量的结构抗震，主要是从能量方面来考虑震面对建筑结构的作用的。这样地震的强度、频谱、结构破坏的影响就能够更好的表达出来。根据能量的复杂性和多样性，能量结构设计的抗震还处在考核阶段，能运用到工程设计中的能量设计法至今还需要完善，能量概念和破坏模型是建筑结构抗震中两个论题，特别是目前性能结构设计的抗震提出，又对抗震结构的耗能能力和性能的研究提出了新的任务和要求。
3 损伤的结构抗震措施 。近些年来，地震研究学者表明：由于地震是一种重复运动，并且地震动荡时间较短，所以，地震作用下的损伤不仅与变形有关，也与建筑结构的疲劳效应所造成的不断损伤有关。用能够反映结构的变形和累积损伤效应的损伤性能参数可以更好地描述结构的非弹性性能，首先选取恰当的地震损伤模型、根据结构在未来地震作用下的损伤允许值来进行建筑结构设计的抗震更为恰当，因为损伤指数的计算以结构累积滞回耗能的计算为基础，而累积滞回耗能计算是结构能量分析中的重点，所以也可以将损伤结构措施看成为能量措施结合了性能设计的延伸措施。损伤结构抗震是以结构损伤程度的损伤指数作为设计指标，选取适当的地震损伤模型计算出结构的损伤指数，以验算是否满足预先设定的损伤性能目标，来达到我们既定的标准
4 性能结构抗震措施。性能结构抗震是结构在适当的强度地震下的变形需求与抗震措施结合在一起，是为了达到一定的目标水平，以此来对构件截面进行变形能力设计，促使结构与具有的预期性能水平相符的变形和耗能能力。
结语
由于人民的生活水平和消费水平有了显著的提高，对建筑物的要求也越来越多。人们在选择建筑物时，既要建筑有一定的舒适性，也要求建筑物有比较好的质量和较强的抗震性。要想确保建筑结构的安全性，首先就要有一个合理的建筑结构设计，因为建筑结构的安全性主要是来源于建筑结构设计的。因此，建筑公司和建筑公司进行结构设计的设计师，在进行建筑结构的设计时，要认真负责并严格地按照国家颁布的建筑标准和规范来进行设计。只有这样，建筑结构设计师设计出来的建筑才可能有足够的安全性。同时建筑结构设计的抗震问题也需要引起高度的重视，只有做到了这些才能减少地震灾害、保证人们的生命、财产安全。
【关键词】建筑设计，抗震设计，作用分析
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
在目前的发展趋势中，建筑结构设计的主流趋势有低碳，环保，安全，节能，生态。其中指标之一，就是建筑的安全性，而我国目前破坏力最大的安全威胁便是地震，因此，加强对建筑结构的抗震设计，必将会被提升到建筑设计新的战略高度。
二、建筑结构设计中抗震性能衡量标准
现行抗震设计规范对于建筑结构的性能从两个角度进行描述，一是通过损坏的程度描述其性能，将建筑结构的损坏程度分为不损坏和属正常维修下的损坏、可修复的破坏和倒塌；二是描述用途的重要性，即抗震设防分类。主要是氛围甲、乙、丙、丁四类。
现行规范对于部分钢筋混凝土结构提出了相应的定量指标，即正常维修和倒塌的层间变位角。而在设防类别上，提出了不同的抗震措施。其中乙类抗震措施的相关规定比甲类高一度。在强烈地震的影响下，乙类受到的毁坏程度比甲类轻。但是对于抗震能力，仍然缺乏确定的数量变化。借助于现行航震鉴定标摊b所引进的”综合抗震能力由数量上的区别”有可能使不同性能要求的结构所具有的抗震能力由数量上的区别。比如在判断结构抗力的高低中，可以采用结构楼层的受剪承载力与设计地震剪力的比值。而在结构变形能力高低方面，可以用结构所具有的变形能力与基本变形能力的比值来表征，这样就能保证不同性能要求下所对应的抗震措施的数量化。对于丙类结构的抗震设计，主要利用抗力和变形能力进行组合，并作为综合抗震能力的基本值。而乙类建筑，设计的综合抗震能力要低于相应的基本值。
三、建筑结构设计对建筑抗震性能的影响
1、 砌筑体结构影响基本变化能力的构造，重点是将整个圈梁、主要构造柱数量、具置、断面截面尺寸和配筋数量的分级，局部的墙体尺寸、楼梯间的构造等只适用于考虑局部影响。比如，5-6层砖房的主要构造柱数量，房屋四角和楼梯间四角应该设计为第一等级，用于房屋隔开间的内外墙链接处和楼梯间四角设计为第二等级。对于房屋每开间的内外墙链接位和楼梯间四角设计为第三等级；此处不用设置构造柱与抗震设计不同。当然，在相同设防烈度和性能要求的前提下，对与层数要求不同的砌筑结构，基本延性构造的要求也不同，构造柱设置就需要随房屋层数的不断增加而相应提高。目前主要难题是，需要根据具体实例进行计算和分析，针对同地点、同结构的房屋按照不同等级采取相应措施后，其措施的构造影响能力系数如何确定？是否可在某个范围内取值。
2、 钢筋混凝土结构对变形能力构造的影响，可适当的调整内力、提高结构柱箍筋和纵向钢筋体积配箍率、抗震墙墙体和构造作为抗震能力分级的重点，而框支层、短柱、链接的构造作为局部的影响。不同层数钢筋混凝土结构在相同设防烈度性能的要求，延性构造要求也不一样。目前，内力调整、纵筋总配筋率和箍筋体积配箍筋率等都成型的分级和取值，但如何将其转化为相应的影响系数还需要进一步的计算和研究。
3、 钢筋结构对变形能力构造的影响，可调整内力、各节点域内构造、构件的长细比和支撑设置作为重点的分级，这时构件的宽厚就是结构的局部影响。在相同设防烈度和性能的要求下，对建筑层数不同的结构建筑，基本延性构造需求也不同。钢结构规范中也有一些现成的定量取值，也要研究将其转化为影响系数的方法。
四、建筑结构设计中的抗震设计措施
1、要严格选择地基选址
地基选址是进行建筑结构设计的基础，因此，在房间结构抗震设计中，要科学避开山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本着坚硬，牢固，平坦，开阔的选址原则。亲身实地，利用先进技术设备，进行地质勘探，山石水土监测，并取样论证，科学严谨分析。力求使得整个地基牢固可靠，地质稳定无渗漏，无坍塌，无暗河，无熔岩，无火山……从而保证整个地基不会因为承载而发生小范围的坍塌。影响到整体承载能力和抗震能力设计。
2、确保结构的整体性
在建筑结构抗震设计中，一般而言，要尤其注意其是由诸多构件共同组合在一起，如此，要进行整体化的对待。要充分调动各个构件的作用来完成整体建筑的抗震效果。当建筑的一些构件基本都失去了原有的功能时候，那么，在地震来临之后，很容易让整体的建筑结构丧失对地震的抵抗能力。在这种情况下，很容易让整个建筑坍塌，因此，要保证所有构件的功能协调，并确保所有的构件都能够在地震作用下保证良好的性能，如此，可以让建筑结构的整体抗震能力增强。同时，要坚持实施多级防震措施。传统建筑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，建筑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、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。
4、要合理且恰当地布局地震外力的能量传递与吸收的途径，在地震当中，要确保建筑的支柱、梁与墙的轴线，处于同一个平面上，从而可以形成构件的双向抗侧力结构体系。并且可以使其在地震的作用下，呈现弯剪性的破坏，并使塑性屈服情况，尽量的发生在墙的根底部，从而连梁适合在梁端产生塑性屈服，这样还具有足够的变形的能力。在震灾中，在墙段部分充分发挥抗震功能之前，要按照"强墙弱梁"的原则，来大力加强墙肢的承载力，避免墙肢遭到剪切性的破坏现象，从而最大限度的提高建筑结构的整体的抗震能力。
5、要根据抗震等级，在对墙、柱以及梁节点设计中，采取相对应的抗震构造措施，力求确保建筑物结构，在地震的作用下可以达到三个水准的设防标准。还可以根据"强柱弱梁"、和"强剪弱弯" 、以及"强节点弱构件"几种构造的原则，在建筑设计中，合理的选择柱截面的尺寸，以此控制柱的轴压比，并还要注意构造配筋的要求，还要保证，钢筋砼结构建筑在地震的作用下，能够具有足够的承载能力以及具备足够的延性。
6、在建筑设计过程中，要设置出多道抗震的防线，即，在设计一个抗震结构的体系当中，有一部分延性比较好的构件，在地震的作用下，首先可以担负起第一道抗震防线的作用，然事，其他的构件，在第一道抗震防线屈服以后，在地震中，会依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防线，这样的抗震结构体系的设计，在建筑设计当中，对于确保建筑结构具有的抗震安全性，是非常的行之有效的设计方法和手段。
五、结束语
建筑结构抗震设计，关乎民生，关乎经济发展，社会稳定，对建筑实施结构的抗震设计，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。
参考文献：
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[4] 郭华 江雄华 现代建筑结构抗震设计方法研究 [期刊论文] 《中国新技术新产品》 -2010年16期
【关键词】建筑结构抗震设计
中图分类号：TU3文献标识码： A
随着施工技术的不断进步，再加上各种新材料的出现，使得建筑结构有更多复杂的形式，然而，在建筑设计中，抗震设计始终占据着重要的地位，尤其超高层建筑的出现，更是对抗震提出了更高的要求。我国是一个地震多发国家，目前人类还没有掌握地震的有效规律，这也增加了抗震设计的难度，结构抗震设计是摆在设计师和工程师面前的一项迫切任务，更是保证建筑结构安全性能的重要问题。
一. 概念设计的必要
概念设计应用范围较广泛，几乎组成包含了所有的结构设计。在不确定因素多、受力状态变化较大的抗震设计、基础设计、高层建筑设计中，概念设计的应用尤显重要和突出。概念设计的重要性，主要体现在三方面：
（1）因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性。为了弥补计算理论的缺陷，或实现对世界存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要用概念设计来满足结构设计的目的。
（2）由于在方案设计阶段，初步设计过程是不可能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案。概念设计在设计人员中提得比较多，但往往被人们片面地理解，认为其主要是用于一些大的原则，如确定结构方案、结构布置等。其实，在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。
（3）由于计算机计算结果的高精度，容易给结构设计人员带来对结构工作性能出现的可能误解，过分地依赖于计算机和设计软件，进行习惯性、传统的结构设计，对计算结果明显不合理、甚至错误的地方不能及时发现，使许多的建筑结构留下安全隐患。因此，概念设计在结构设计中具有重要的地位。
二、建筑设计和建筑结构的规则性
建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的结构单元。
结构体系的选择
结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。结构体系应符合下列各项要求：应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载力；应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。
结构体系应符合下列各项要求：
宜有多道抗震防线。多道抗震防线是指：一个抗震结构，应由若干延性较好的分体系组成，通过构件的连接协同作用，有意识地在结构内部、外部建立一系列分布的屈服区，使结构在先屈服的部分耗散大量的地震能量，而使最后的“防线”得以保存，便于结构的修复。
例如，在有填充墙的框架结构中，填充墙为第一道防线，框架为第二道防线；此时填充墙本身应有一定的刚度和承载能力，并均匀、对称地布置在框架结构中。在强烈地震的冲击下，第一道防线遭受破坏后，结构的动力特性（如自振周期等）得以改变，可使第二道防线承受的地展作用得以缓解和受到保护。
在高层钢筋混凝土房屋中，应用较多的另一种结构形式是框架一剪力墙体系（在抗震设计中，剪力墙也称为抗震墙）。剪力墙是第一道防线，框架为第二道防线。
在一般情况下，应优先选择不承受重力荷载的构件，如上述的框架填充墙、轴压比不太大的钢筋混凝土剪力墙或柱间支撑、竖向支撑等作为第一道防线。
宜具有合理的刚度和承载力分布。建筑物承受的静力荷载是基本稳定的（如自重、楼面活荷载等），而地震时所受的地震作用大小则与结构的动力特性密切相关：建筑物的侧移刚度越大，则自振周期越短，地震作用也越大，要求结构构件具有较高的承载力。提高结构的侧移刚度，往往以提高造价和降低结构变形能力为代价，因此在确定结构体系时，需要在刚度、承载力之间寻求较好的匹配关系。结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。此时，结构在两个主轴方向的地震反应相当，不致造成一个方向过强、一个方向过弱的现象。根据房屋高度选择合理的结构体系。从技术经济指标而言，各种结构体系都有其最佳适用高度。
三、建筑结构抗震设计方法
（1）构减轻结构自重。研究表明，地震效应与建筑物的质量成正比，高层建筑高度较大，其重心也较高，在地震作用下，倾覆力矩也随质量的增加而增大，这就会对结构物带来极大危险。因此，在进行设计和建造时，要尽可能采用强度大、质量轻的建筑材料，减轻建筑物的质量。
（2）提高短柱延性。在建筑结构中，要尽量提高短柱的承载力，并采取有效措施提高短柱的延性，这样就可以大幅度增强其抗震性能，确保建筑结构的安全。
（3）选择合理的建筑材料。在设计阶段，要进行抗震分析和计算，在选择建筑材料时，要对其参数进行可靠度分析，也要充分考虑材料参数的变异性，而且尽可能选择自振频率不同的材料，避免在地震作用时结构物局部或者整体发生共振，造成严重破坏。
（4）设置多道抗震防线，这样可以避免在地震作用下，由于局部损坏而造成整个建筑结构的损坏，例如框架一抗震墙结构系统，抗震墙可以抵抗较大的侧压力，是第一道防线，当在地震作用下抗震墙发生破坏时，框架结构就起到抗震的第二道防线。 多道抗震防线可以极大的消耗地震能量，延缓或者减轻地震作用对高层建筑的损坏。
（5）加强建筑物内部的薄弱部分。在高层建筑中，由于层数较多，建筑面积较大，难免存在一些受力比较大而比较薄弱部分，在建设过程中，要及时对薄弱部分进行加强，采取有效措施增强其强度和刚度，这样就可以极大提高其承载力，避免在地震作用下过早的屈服产生较大变形，导致建筑结构局部损坏或者整个结构的损坏。
四、结束语
建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念，从场址的选择到建筑物的结构设计，抗震设计贯穿了整个过程，也是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。使抗震设计与设计、施工完美结合，最终实现适用、安全、经济、美观是我们追求的目标。
参考文献：
[1] 晏斌斌. 高层建筑结构抗震设计分析[J]. 江西建材， 2011，（04）
[2] 方浩波. 论高层建筑结构设计中的问题[J]. 科协论坛（下半月）， 2008，（05）
关键词:高层建筑、抗震、结构设计
中图分类号：TU97 文献标识码： A
1、高层建筑的特点
1．1在相同的建设场地中，建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。设计精美的高层建筑还可以为城市增加景观，如马来西亚首都的石油大厦和上海的金茂大厦等。但高层建筑太多、太密集也会对城市带来热岛效应，玻璃幕墙过多的高层建筑群还可能造成光污染现象。
1．2在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，建造高层建筑比多层建筑能够提供更多的空闲地面，将这些空闲地面用作绿化和休息场地，有利于美化环境，并带来更充足的日照、采光和通风效果。例如在新加坡的新建居住区中，由于建造了高层建筑群，留下了更多地面空间，可以更好地建设城市绿化和人们休闲活动空间。
1．3高层建筑中的竖向交通一般由电梯来完成，这样就会增加建筑物的造价，从建筑防火的角度看，高层筑的防火要求要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。
2 建筑抗震的理论分析
2.1 建筑结构抗震规范
建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。
2.2 抗震设计的理论
拟静力理论。拟静力理论是20世纪10～40年展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小相当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。
反应谱理论。反应谱理论是在20世纪40～60年展起来的,它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。
动力理论。动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震作用。
3 高层建筑结构抗震设计
3.1 抗震措施
在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
3.2 高层建筑的抗震设计理念
我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,
要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率(或重现期)来区分的:
多遇地震:50年超越概率63.2%,重现期50年;设防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重现期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重现期1641-2475年,
平均约为2000年。
对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。
4、高层建筑结构体系的特点
随着层数和高度的增加，水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著，包括地震作用和风荷载。高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的结构体系密切相关。不同的结构体系，适用于不同的层数、高度和功能。
4．1框架结构体系。框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形成可灵活布置的建筑空间，具有较大的室内空间，使用较方便。由于框架梁柱截面较小，抗震性能较差，刚度较低，建筑高度受到限制；剪切型变形，即层间侧移随着层数的增加而减小；框架结构主要用于不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中。在考虑抗震设防要求的建筑中，应用不多；高度一般控制在60m以下。
4．2剪力墙结构体系。利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系。剪力墙结构体系用于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。
现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求也容易满足；剪力墙结构体系主要缺点：主要是剪力墙间距不能太大，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求。此外，结构自重往往也较大。
当剪力墙的高宽比较大时，是一个受弯为主的悬臂墙，侧向变形是弯曲型，即层间侧移随着层数的增加而增大。剪力墙结构在住宅及旅馆建筑中得到广泛应用。因此这种剪力墙结构适合于建造较高的高层建筑。
根据施工方法的不同，可以分为：全部现浇的剪力墙；全部用预制墙板装配而成的剪力墙；内墙现浇、外墙为预制装配的剪力墙。
在承受水平力作用时，剪力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。剪力墙的水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成。高层建筑剪力墙结构，以弯曲变形为主，其位移曲线呈弯曲形，特点是结构层间位移随楼层增高而增加。
4．3筒体结构。单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。平面剪力墙组成空间薄壁筒体，即为实腹筒；框架通过减小柱距，形成空间密柱框筒，即框筒；筒壁若用空间桁架组成，则形成桁筒。实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构，而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。
五、结语
对于一个高层结构的设计,遇到的问题可能错综复杂,只能具体问题具体分析。工程实践表明在高层结构的设计过程中,设计人员只有抗震概念清晰,构造措施得当,应用合适的结构分析软件三者有机结合才能取得比较理想的结果,在这个过程中抗震构造重于结构计算。
参考文献：
[1]都凤强。高层建筑结构设计的实践探讨[J]。科技创新导报，2009，（21）
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