淺談現(xiàn)代建筑結構設計抗震設計方法

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摘要：而隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，抗震設計不僅要防止建筑物倒塌破壞，還需要根據(jù)建筑物的用途和重要性有效控制其破壞狀態(tài)。這就對抗震設防目標提出了多級化要求。本文介紹了多個抗震設計方法，并對這些設計方法進行了比較。而基于性能的抗震設計方法正是為解決這個問題而提出的，是本文的主要設計方向。 

關鍵詞：建筑結構；抗震設計方法；發(fā)展方向  0 引言  建筑結構的地震反應可以用不同的變量來體現(xiàn)，具體在抗震設計過程中采用何種設計變量則要根據(jù)結構自身類型、地震反應特性、地震破壞模式等因素綜合考慮。根據(jù)結構抗震設計變量不同再對結構抗震設計方法進行分類，大致可分為基于承載力的抗震設計法、基于位移的抗震設計方法、基于能量的抗震設計方法和基于損傷的抗震設計方法。  從抗震設防目標的角度來看，目前的抗震設計方法歸根結底還是以保護生命安全為單一設防目標。而隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，抗震設計不僅要防止建筑物倒塌破壞，還需要根據(jù)建筑物的用途和重要性有效控制其破壞狀態(tài)。這就對抗震設防目標提出了多級化要求，基于性能的抗震設計方法正是為解決這個問題而提出的。性能是一個宏觀概念，不同于力或位移這樣明確的物理概念，無法作為設計變量直接運用到抗震設計中，其更多是與建筑物的破壞程度相關聯(lián)，而建筑物的破壞程度則可以用力、位移、能量、損傷等反應參數(shù)來表示，故基于性能的抗震設計是比基于承載力或基于位移等抗震設計更為廣義的設計理念，目前進行的針對基于位移、基于能量、基于損傷等抗震設計方法的研究均以基于性能的抗震設計為主導思想。  1 現(xiàn)代建筑結構抗震設計方法研究綜述  1.1 基于承載力的結構抗震設計  基于承載力的結構抗震設計，建立在靜力分析的理論之上，以慣性力的形式來反映地震作用，并按彈性方法來計算結構地震作用效應的大小、進行結構彈性位移驗算，把結構構件的強度是否達到特定的極限狀態(tài)作為結構失效的準則。  1.1.1 設計地震作用的確定  在基于承載力的結構抗震設計方法中，設計地震作用取值由設防烈度的地面運動有效峰值加速度考慮放大效應和地震作用效應降低系數(shù)的綜合影響后得來的，可以用如下公式表示：f = kβig/r式中：f—建筑結構總水平地震作用；  k—地震系數(shù)(不同地震分區(qū)所取的相當于設防烈度水準的地面運動有效峰值加速度或地面運動峰值加速度與重力加速度的比值，它反映了不同地區(qū)設防烈度地震的強弱)；β —動力放大系數(shù)(對應于不同周期的結構反應峰值加速度與地面運動有效峰值加速度或峰值加速度比值的擬合值，它反映了不同周期體系對地震作用的動力放大效應)；  i—建筑重要性系數(shù)；  r—地震作用降低系數(shù)；  g—結構重力荷載代表值（取恒載和可能與設計地震作用同時出現(xiàn)的活載之和）地震系數(shù)k 反映的是不同地區(qū)設防烈度地震的強弱，根據(jù)各地區(qū)不同的地震危險性將其細分為不同地震區(qū)域，并對每個地區(qū)根據(jù)統(tǒng)計結果重現(xiàn)期給出其地震系數(shù)。動力放大系數(shù)β 反映了不同周期彈性單自由度體系的動力放大效應，它通常是從相對于地面運動有效峰值加速度作歸一化處理后的多條彈性加速度反應譜曲線中經(jīng)歸納和簡化后得到的。加速度反應譜是確定的地面運動通過一組阻尼比相同自振周期不同的單自由度體系所引起的各體系最大加速度反應與相應體系自振周期間的關系曲線。  1.1.2 基于承載力結構抗震設計方法的研究現(xiàn)狀  基于承載力的抗震設計法作為產(chǎn)生較早的方法，從20世紀年代中期開始廣泛應用，經(jīng)過多年的研究發(fā)展較之其他抗震設計方法相對成熟。目前加速度反應譜的短周期段的精度已基本滿足工程使用要求，研究主要關注反應譜的不合理性。隨著高層、超高層等長周期結構的發(fā)展，對反應譜長周期的研究也逐漸開展。考慮到現(xiàn)有的科技水平及設計習慣，彈性加速度反應譜仍是現(xiàn)階段結構抗震設計計算的最基本依據(jù)，研究工作主要集中在結合場地影響、強震觀測改進及結構時程分析對加速度反應譜的長周期段進行修正，以求使地震作用計算更加合理準確。另外對設計地震力—延性聯(lián)合控制準則的核心內容r μ 關系相關問題也展開了更廣泛的研究：如把r μ 關系與周期t聯(lián)系起來，全面考慮震級、震中距和場地條件以及滯回性能的分析結果，提出針對不同延性水準和各類結構模型且與周期相關的r μ  t 關系?？紤]結構中存在的材料超強和整體超強效應，在某種程度上提高了結構的屈服水準或相當于減小了r值，尋找其對r μ 規(guī)律的定量影響程度。