前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇抗震設(shè)計方法范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

抗震設(shè)計方法范文第1篇

關(guān)鍵詞：斜張橋　 抗震　 技術(shù) 設(shè)計

0 引言

斜張橋也稱斜拉橋。用錨在塔上的多根斜向鋼纜索吊住主梁的橋。斜張橋是第二次世界大戰(zhàn)以后新發(fā)展起來的重要橋梁之一，因主梁為纜索多點懸吊，內(nèi)力小，建筑高度低，施工方便，跨越能力大，現(xiàn)跨度已建到465米?？捎糜诠窐?、鐵路橋、城市橋、人行橋以及管造橋等。同時，現(xiàn)代斜張橋的抗震問題已受到關(guān)注，美國1978年建成的帕斯卡-開訥維克(Pasco-Kenewick)預(yù)應(yīng)力混凝土斜張橋位于強震區(qū)，它是典型的三跨斜張橋。主梁在塔柱位置，無豎向支承，僅有側(cè)向約束，錨固墩上，一端為固定支座，另一端設(shè)置伸縮縫。當(dāng)遭遇超過抗震設(shè)計要求的縱向地面加速度的強烈地震時，設(shè)在固定支座上的鋼桿就被剪斷，此時主梁僅由拉索懸掛于塔上，在地震荷載作用下，主梁呈縱向懸浮狀，在懸浮過程中消耗了能量，加大了振動周期，減小了結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，這就是現(xiàn)在應(yīng)用十分廣泛的“懸浮體系”。它的減震作用是明顯的，但結(jié)構(gòu)的縱向位移也是相當(dāng)可觀的。這種設(shè)計構(gòu)思很快被世界各國橋梁工程師接受，在我國地震地區(qū)大部分斜張橋都設(shè)計為懸浮體系。

1 橋梁抗震設(shè)計的總體思想

在以上各國的抗震規(guī)范中，其共同點是在強震情況下不容許出現(xiàn)坍塌，但一定程度的損壞是可以接受的，即我們所說的“大震不倒，中震可修”，AASHTO規(guī)范中定義了可接受的破壞程度，即指柱子中的撓曲屈服(沒有剪力破壞)，而且此破壞必須是可以檢測及修復(fù)的(在地面及水平線以上)，所有其它的破壞(指基礎(chǔ)、橋臺、剪力鍵、連接構(gòu)造、支座、上部結(jié)構(gòu)的梁及橋面板的破壞)都是不能接受的。這一定義被其它規(guī)范廣泛采用，尤其在撓曲破壞的類型方面。然而一些規(guī)范放松了對位置的要求，特別是容許在樁身、樁排架、橋臺臺背翼墻處的屈服。對強震的定義，即使在AASHTO規(guī)范中都很模糊，但一般認(rèn)為是475年一遇的地震可稱為強震。在頻繁出現(xiàn)但規(guī)模小得多的情況下，要求橋梁基本上保持彈性運營狀態(tài)(無破壞)，對于這種狀態(tài)沒有特別的校核規(guī)定。

我國現(xiàn)行的橋梁抗震設(shè)計規(guī)范還很不完善，無論是鐵路橋或公路橋，還是采用基于強度設(shè)防基礎(chǔ)上的設(shè)計方法，即根據(jù)折減后的彈性地震反應(yīng)進行抗震設(shè)計，而結(jié)構(gòu)的延性要求沒有明確規(guī)定，僅從墩柱的箍筋配筋率及構(gòu)造方面提出要求，以保證結(jié)構(gòu)的延性。因此對我國現(xiàn)行震規(guī)進行修訂和補充，使其提高到一個新的先進水平已是刻不容緩。90年代初在上海南浦大橋的抗震設(shè)計中，首次提出了二水平的抗震設(shè)計方法。之后，用同樣方法先后對20余座大橋、城市立交橋和城市高架橋進行了抗震研究，20余年來積累了很多科研成果，對橋梁抗震的設(shè)計思想也日趨成熟。在此基礎(chǔ)上于1998年開始，范立礎(chǔ)教授將正式主持“城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范”的制訂工作。

減震和隔震設(shè)計思想是利用材料或裝置的耗能性能，達到減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的目的，是一種經(jīng)濟有效的方法。近年來世界各國在結(jié)構(gòu)的減隔震設(shè)計方面也做了很多研究，如彈性支座隔震體系是目前能采用的最簡單的隔震方法，其中普通板式橡膠支座構(gòu)造簡單、性能穩(wěn)定，已在橋梁上廣泛應(yīng)用，法國跨度320m的伯勞東納(Brotonne)預(yù)應(yīng)力混凝土斜張橋的兩個塔墩頂上各用了12塊橡膠支座，該橋已通車20年，使用情況良好。

2 斜張橋梁抗震設(shè)計方法

常用的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法有震度法和動態(tài)分析法兩種，動態(tài)分析法中又包括反應(yīng)譜法和時程分析法。

動態(tài)分析法比震度法有了較大的改進，它同時考慮了地面運動和結(jié)構(gòu)的動力特性。其中反應(yīng)譜方法中一個重要概念是動力放大系數(shù)，或稱標(biāo)準(zhǔn)化反應(yīng)譜。其定義為：β(ω，ξ)=|U+Ug|max/Ug，max

式中，右端項的分子為單質(zhì)點體系動力反應(yīng)的絕對加速度反應(yīng)，分母為地面加速度反應(yīng)的峰值。

應(yīng)用反應(yīng)譜計算結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，首先要計算結(jié)構(gòu)的動力特性和各階振型參與系數(shù)，然后按各階振型對某項反應(yīng)的貢獻程度進行線性疊加，得到這項反應(yīng)的最大值。我國“震規(guī)”中的驗算方法就是建立在反應(yīng)譜理論的基礎(chǔ)上的，但反應(yīng)譜理論在大跨度橋梁抗震驗算上的應(yīng)用還存在一些問題，如“震規(guī)”中加速度反應(yīng)譜，或橋址場地設(shè)計加速度反應(yīng)譜的適用范圍大都在5s以內(nèi)，而大跨度橋梁是長周期結(jié)構(gòu)，它們的基本周期大都大于5s，在長周期范圍動力放大系數(shù)β的取值對大跨度橋梁的地震反應(yīng)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。項海帆教授早在八十年代初就對公路工程抗震設(shè)計規(guī)范中的反應(yīng)譜提出了長周期部分的修正意見，王君杰副教授也提出了“長周期地震反應(yīng)譜的取值和規(guī)范化應(yīng)以強震記錄位移反應(yīng)譜的統(tǒng)計結(jié)果為依據(jù)”的觀點，并以此為基礎(chǔ)提出了對當(dāng)前公路工程抗震設(shè)計規(guī)范中的反應(yīng)譜的長周期部分的修正和補充方法，增加了表達長周期地震反應(yīng)譜特性的參數(shù)；其次大跨度橋梁地震反應(yīng)組合中，如何考慮地震動的空間變化也是一個需要考慮的問題，因為對于大跨度橋梁，地震動的空間變化效應(yīng)是不可忽略的。另一個在大跨度橋梁抗震分析中需要解決的問題，就是在多分量地震動作用下振型組合問題，目前常用的組合方法有SUM法(最大值絕對值之和法)、SRSS法(最大值平方和的平方根法)、CQC法(基于平穩(wěn)隨機振動理論導(dǎo)出的完全二次組合法)等。由于CQC方法計入了振型間的相關(guān)性，較好地考慮了密集振型間的強耦合性，而大跨度橋梁的動力特性具有自振周期長、頻率密集和阻尼較小的特點，因此CQC方法對大跨度橋梁的地震反應(yīng)分析更為適用。除此以外，在反應(yīng)譜分析中給出的反應(yīng)值基本上還是彈性反應(yīng)，不能做到真正的非線性分析?？傊?，反應(yīng)譜方法在大跨度橋梁的方案設(shè)計階段，對結(jié)構(gòu)的抗震性能進行粗略的評估還是可行的，但是對于重要結(jié)構(gòu)或大跨度橋梁的地震反應(yīng)分析則應(yīng)進行專題研究。

抗震設(shè)計方法范文第2篇

[關(guān)鍵詞]凍土區(qū)；橋梁設(shè)計；抗震性；破壞形式；

中圖分類號：U442.5+9 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）24-0222-01

一、橋梁抗震概念設(shè)計

抗震概念設(shè)計是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，正確地解決結(jié)構(gòu)總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造，以達到合理抗震設(shè)計的目的。合理抗震設(shè)計，要求設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)，在強度、剛度和延性等指標(biāo)上有最佳的組合，使結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)濟地實現(xiàn)抗震設(shè)防的目標(biāo)。應(yīng)當(dāng)指出，強調(diào)概念設(shè)計重要，并非不重視數(shù)值計算，而是為了給抗震計算創(chuàng)造出有利條件，使計算分析結(jié)果更能反映地震時結(jié)構(gòu)反應(yīng)的實際情況。橋梁抗震概念設(shè)計階段的主要任務(wù)是選擇良好的抗震結(jié)構(gòu)體系，主要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的一般要求進行。對于采用延性抗震概念設(shè)計的橋梁，還包括延性類型選擇和塑性耗能機制選擇。而在凍土區(qū)進行橋梁設(shè)計更應(yīng)該充分考慮其在不同季節(jié)所產(chǎn)生的地質(zhì)情況，這樣才能有效提高其抗震性..我國著名的青藏鐵路，就是在凍土區(qū)修建的，這里的其中的清水河大橋在修建的過程中就運用了科學(xué)的設(shè)計方法提高其抗震性。

二、橋梁結(jié)構(gòu)地震破壞的主要形式

根據(jù)橋梁過去的地震破壞情況，除了如液化、斷層等凼地基失效引起的破壞以外，混凝上橋梁最常見的破壞形式有以下四種：

2.1 彎曲破壞

結(jié)構(gòu)在水平地震荷載作用下由于過大的變形導(dǎo)致混凝土保護層脫落、鋼筋壓屈和內(nèi)部混凝土壓碎、崩裂，結(jié)構(gòu)失去承載能力。整個過程可以用以下四個階段來描述：第一、當(dāng)彎矩達到開裂強度時，截面出現(xiàn)水平彎曲裂縫；第二、隨著裂縫的發(fā)展和荷載強度的提高，受拉側(cè)的縱筋達到屈服強度；第三、隨著變形量的增大，混凝土保護層脫落、塑性鉸范圍擴大；第四、鋼筋壓屈（或拉斷）和內(nèi)部混凝土壓碎、崩裂。

12.2 剪切破壞（彎剪破壞）

在水平地震倚戟作用下，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到的剪切力超過截而剪切強度時發(fā)生剪切破壞，整個破壞過程可以用以下四個階段來描述：第一、截血彎矩達到開裂強度時，截面出現(xiàn)水平彎曲裂縫；第二、隨著裂縫的發(fā)展和荷載強度的提高，柱內(nèi)出現(xiàn)斜方向的剪切裂縫；第三、局部剪切裂縫增大，箍筋屈服導(dǎo)致剪切裂縫進一步增長；第四、發(fā)生脆性的剪切破壞。

2.3 落梁破壞

當(dāng)梁體的水平位移超過梁端支撐長度時發(fā)生落梁破壞。落梁破壞是由于梁與橋墩（臺）的相對位移過大，支座喪失約束能力后引起的一種破壞形式。發(fā)生在橋墩之間地震相對位移過大、梁的支撐長度不夠、支座破壞、梁間地震碰撞等情況。

2.4 支座損傷

上部結(jié)構(gòu)的地震慣性力通過支座傳到下部結(jié)構(gòu)，當(dāng)傳遞荷載超過支座設(shè)計強度時支座發(fā)生損傷、破壞。支座損傷也是引起落梁破壞的主要原因。對于下部結(jié)構(gòu)而言，支座損傷可以避免上部結(jié)構(gòu)的地震荷載傳到橋墩，避免橋梁發(fā)生破壞。

三、凍土區(qū)橋梁抗震設(shè)計原則

合理的抗震設(shè)計，要求設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)在強度、剛度和延性等指標(biāo)上有最佳的組合，使結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)濟的實現(xiàn)抗震設(shè)防的目標(biāo)。要達到這個要求，就需要設(shè)計工程師深入了解對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)有重要影響的基本因素，并具有豐富的經(jīng)驗和創(chuàng)造力，而不僅僅是按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。凍土區(qū)對橋梁扛著設(shè)計的影響是非常大的，尤其是圖紙變化最大的夏冬兩季，在設(shè)計的過程中必須要堅持以下原則：

第一、場地選擇。除了根據(jù)地震危險性分析盡可能選擇比較安全的廠址之外，還要考慮一個地區(qū)內(nèi)的場地選擇。選擇的原則是：避免地震時可能發(fā)生地基失效的松軟場地，選擇堅硬場地。第二、體系的整體性和規(guī)則性。橋梁的整體性要好，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能是連續(xù)的。較好的整體性可防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時被震散掉落，同時它也是結(jié)構(gòu)發(fā)揮空間作用的基本條件。無論是在平面還是在立面上，結(jié)構(gòu)的布置都要力求使幾何尺寸、質(zhì)量和剛度均勻、對稱、規(guī)整，避免突然變化。 第三、提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的強度和延性。橋梁結(jié)構(gòu)的地震破壞源于地震動引起的結(jié)構(gòu)振動，因此抗震設(shè)計要力圖使從地基傳入結(jié)構(gòu)的振動能量為最小，并使結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)膹姸?、剛度和延性，以防止不能容忍的破壞。在不增加重量、不改變剛度的前提下，提高總體強度和延性是兩個有效的抗震途徑。剛度的選擇有助于控制結(jié)構(gòu)變形；強度與延性則是決定結(jié)構(gòu)抗震能力的兩個重要參數(shù)。由于地震動可造成結(jié)構(gòu)和構(gòu)件周期反復(fù)變形，使其剛度與強度逐漸退化，因此，只重視強度而忽視延性絕對不是良好的抗震設(shè)計。第四、能力設(shè)計原則。能力設(shè)計思想強調(diào)強度安全度差異，即在不同構(gòu)件和不同破壞模式（延性破壞和脆性破壞模式）之間確立不同的強度安全度。通過強度安全度差異，確保結(jié)構(gòu)在大地震下以延性形式反應(yīng)，不發(fā)生脆性的破壞模式。在我國以前的建筑抗震設(shè)計中，普遍采用"強柱弱梁，強剪弱彎，強節(jié)點弱構(gòu)件"的設(shè)計思想。第五、多道抗震防線。應(yīng)盡量使橋梁成為具有多道抵抗地震側(cè)向力的體系，則在強地震動過程中，一道防線破壞后尚有第二道防線可以支撐結(jié)構(gòu)，避免倒塌。因此，超靜定結(jié)構(gòu)優(yōu)于同種類型的靜定結(jié)構(gòu)。但相對于建筑結(jié)構(gòu)，橋梁在這方面可利用的余地通常并不大。

四、結(jié)束語

綜上所述，凍土層對橋梁地震反應(yīng)的影響是非常明顯的。與融土情況相比，凍土層的存在可能增大也有可能減少橋墩的地震反應(yīng)。所以，在對凍土區(qū)進行橋梁設(shè)計時應(yīng)該充分考慮到凍土層對其抗震性所造成的影響，不能按照一般土層的設(shè)計方法進行設(shè)計。在季節(jié)性凍土及多年凍土區(qū)，不同季節(jié)時的橋墩地震反應(yīng)是不同的，如果都按照統(tǒng)一季節(jié)的情況進行設(shè)計，可能是不安全的，應(yīng)該充分結(jié)合夏冬兩個季節(jié)的情況進行設(shè)計。

參考文獻

[1] 鄭孝強，鄒文芳.提高橋梁抗震能力的設(shè)計方法研究[J].科協(xié)論壇（下半月）. 2009.01：33-35.

[2] 張彬，包寰宇.橋梁結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析方法[J].山西建筑.2009.07：19-21.

抗震設(shè)計方法范文第3篇

關(guān)鍵詞：建筑；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計

Abstract: The standard aseismatic design buildings in order to achieve the "small earthquakes not bad, the shock of repairable and of the 3-level design goal, design with the small earthquakes and the seismic elastic carrying capacity calculation of the ductility of the combined method of structure. In the current specification for on the seismic design of reinforced concrete structure, based on the analyses of the requirements, and puts forward the seismic design of reinforced concrete structures of the basic method, and finally how to improve the seismic behavior of reinforced concrete structure puts forward some Suggestions.

Key Words: architecture; reinforced concrete structure; seismic; design

中圖分類號：S611文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

0、引言

地震作為一種常見的地質(zhì)災(zāi)害，它是由于地殼在運動過程中產(chǎn)生大量的能量并釋放出來導(dǎo)致對地表的破壞的一種地質(zhì)運動現(xiàn)象。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在全球范圍內(nèi)，每年大概要發(fā)生550萬次的各種級別的地震。導(dǎo)致地震發(fā)生的原因主要包括這樣幾種：其一，最多的一種是由于地層深處大塊的巖石由于錯動、破裂等而導(dǎo)致的構(gòu)造性地震；其二，由于火山爆發(fā)而誘導(dǎo)產(chǎn)生的地震；其三，地下開挖的礦井或者是地下巖洞由于塌陷而導(dǎo)致的地震；其四，油田的注水以及水庫的泄洪等引發(fā)的地震；其五，爆炸或者是地下的核爆炸實驗等導(dǎo)致的地震。地震的發(fā)生將給地表建筑帶來嚴(yán)重的破壞，為了保證居民的生命與財產(chǎn)安全，有必要對建筑的混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計進行研究，以提高建筑的抗震能力，保證人們生命與財產(chǎn)的安全。

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范

當(dāng)前，我國施行的是最新的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》( GB50011—2010)，它在對建筑的混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計進行規(guī)定時，要求：在對規(guī)范進行使用時，首先要確定規(guī)范所應(yīng)用的有效范圍和條件，之后要進行必要的結(jié)構(gòu)計算與構(gòu)造措施，對建筑的結(jié)構(gòu)與構(gòu)件進行設(shè)計，最終使之滿足計算與構(gòu)造的基本要求。總的來說，規(guī)范中要求的就是要采用小震彈性承載能力計算和抗震的延性結(jié)構(gòu)構(gòu)造相結(jié)合的方式來對混凝土結(jié)構(gòu)進行針對性的設(shè)計，保證其抗震能力達到最優(yōu)。

2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本方法

2.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本途徑

我國對于建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計基本途徑以及概念設(shè)計是建立在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計基礎(chǔ)之上的。它是結(jié)合地震的具體形式以及建筑的抗震設(shè)計等的相關(guān)工作經(jīng)驗而形成基本的設(shè)計理念與設(shè)計途徑。抗震概念設(shè)計是根據(jù)地震災(zāi)難和工程經(jīng)驗等因素形成的基本設(shè)計經(jīng)驗和設(shè)計理念，最后結(jié)合相關(guān)必要的抗震計算以及構(gòu)造等措施。通常而言，進行抗震的概念設(shè)計主要做到下面幾點：

一，在進行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時，應(yīng)該具有科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)計算簡圖以及地震作用力的傳遞路徑。尤其是在進行具體結(jié)構(gòu)的布局時，尤其要避免局部構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體的坍塌等問題；

二，建筑的外形設(shè)計必須力求簡單、對稱和規(guī)則，而且要求其質(zhì)量與剛度等的變化要均勻合理；

三，要保證建筑各個局部受力體之間要有可靠的連接，這樣可以保證地震力能夠進行有效的傳遞；

四，對于建筑中所包含的非結(jié)構(gòu)型構(gòu)件，諸如隔墻、維護墻要與建筑的結(jié)構(gòu)主體有可靠的連接；

五，整個建筑的抗震結(jié)構(gòu)在設(shè)計的過程中要保證其支撐系統(tǒng)在受到地震力作用時能保持良好的穩(wěn)定性。

2.2合理選取鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計體系

在對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計時，我們主要采用的結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)以及框架-抗震墻結(jié)構(gòu)。

其中，框架結(jié)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)自身重量輕，適合于要求房屋內(nèi)部空間較大、布置靈活的場合。整體重量的減輕能有效減小地震作用。如果設(shè)計合理，框架結(jié)構(gòu)的抗震性能一般較好，能達到很好的延性。但同時由于側(cè)向剛度較小，地震時水平變形較大，易造成非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。結(jié)構(gòu)較高時，過大的水平位移引起的P-效應(yīng)也較大，從而使結(jié)構(gòu)的損傷更為嚴(yán)重，故框架結(jié)構(gòu)的高度不宜過高。

抗震墻結(jié)構(gòu)的特點是側(cè)向剛度大，強度高，空間整體性能好。然而，由于墻體多，重量大，地震作用也大，并且內(nèi)部空間的布置和使用不夠靈活。此結(jié)構(gòu)比較適合于住宅、旅館等建筑，因這類建筑墻體較多，分隔較均勻，使承重結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)達到較高程度的統(tǒng)一。

而框架-抗震墻結(jié)構(gòu)是將前面兩種結(jié)構(gòu)相結(jié)合，形成一種能同時承受豎向荷載與側(cè)向力的抗震結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)易于形成較大的自由靈活的使用空間，以滿足不同建筑功能的要求；抗震墻則可提供很大的抗側(cè)剛度，以減少結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載或側(cè)向地震作用下的側(cè)向位移，有利于提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。總而言之，框架-抗震墻結(jié)構(gòu)的特點是在一定程度上克服了純框架和純抗震墻結(jié)構(gòu)的缺點，發(fā)揮了各自的長處，剛度較大，自重較輕，平面布置較靈活，并且結(jié)構(gòu)的變形較均勻。因此，框架-抗震墻結(jié)構(gòu)具有很寬的適用范圍，在辦公樓、旅館等公共建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。

3、提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能的策略

3.1 選擇合適的場地

選擇建筑場地時，應(yīng)根據(jù)工程需要和地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料，對抗震地段做出綜合評價。對不利地段，應(yīng)提出避開要求；當(dāng)無法避開時應(yīng)采取有效的措施。

3.2 結(jié)構(gòu)平立面布置要均勻、規(guī)則

建筑設(shè)計應(yīng)重視其平面、立面和豎向剖面的規(guī)則性對抗震性能及經(jīng)濟合理性的影響，宜擇優(yōu)選用規(guī)則的形體，其抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則對稱、側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化、豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小、避免側(cè)向剛度和承載力突變。

3.3設(shè)計成延性結(jié)構(gòu)

延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載力不降低或基本不降低、具有足夠塑性變形能力的一種性能。當(dāng)設(shè)計成延性結(jié)構(gòu)時，由于塑性變形可以耗散地震能量，結(jié)構(gòu)變形雖然會加大，但結(jié)構(gòu)承受的地震作用不會很快上升。延性框架的抗震設(shè)計原則有強柱弱梁、強剪弱彎、強核心區(qū)、強錨固等，延性抗震墻的抗震設(shè)計原則有強墻弱梁、強剪弱彎、加強重點部位等等。除上述設(shè)計原則外，還要進行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計。可以說，從方案、布置、計算到構(gòu)件設(shè)計、構(gòu)造措施每個設(shè)計步驟

都貫穿了抗震概念設(shè)計的內(nèi)容。

3.4 設(shè)置多道抗震防線

在進行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，除了合理選擇結(jié)構(gòu)體系外，還宜設(shè)置多道抗震防線。所謂多道防線，通常指的是：第一，整個抗震結(jié)構(gòu)體系由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作。第二，抗震結(jié)構(gòu)體系具有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部贅余度，有意識地建立起一系列分布的塑性屈服區(qū)，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，一旦破壞也易于修復(fù)。

3.5 重視薄弱層（部位）及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計

在抗震設(shè)計中有意識、有目的地控制薄弱層（部位），使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震破壞會影響安全和使用功能，應(yīng)進行抗震設(shè)計。處理好非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系，可防止附加災(zāi)害，減少損失。

3.6逐步推廣抗震性能化設(shè)計

建筑的抗震性能化設(shè)計，立足于承載力和變形能力的綜合考慮，具有很強的針對性和靈活性。針對具體工程的需要和可能，可以對整個結(jié)構(gòu)，也可以對某些部位或關(guān)鍵構(gòu)件，靈活運用各種措施達到預(yù)期的性能目標(biāo)——著重提高抗震安全性或滿足使用功能的專門要求。

參考文獻：

[1] 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011—2010

[2] 李國強等 《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》[J] 中國建筑工業(yè)出版社

[3] 牛瑞富. 對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的探討[J]. 河南科技. 2010-07.

抗震設(shè)計方法范文第4篇

抗震設(shè)計思想大體經(jīng)歷了靜力理論分析階段、反應(yīng)譜理論階段以及動力理論階段，三個階段的發(fā)展并沒有嚴(yán)格的分界點，而是相互聯(lián)系、相互滲透的。靜力理論階段中應(yīng)用的是基于承載力的抗震設(shè)計方法，它假定在地震作用下的結(jié)構(gòu)是剛性的，建筑物上任一點的加速度都等于地震加速度。這種理論沒有考慮到結(jié)構(gòu)的動力特性，設(shè)計方法比較粗略。

到了1943年，美國的Biot教授提出了彈性反應(yīng)譜的概念，反應(yīng)譜是指按地震波作用在單質(zhì)點體系上時，求得的位移、速度或加速度等反應(yīng)的最大值與單質(zhì)點體系自振周期間的關(guān)系。反應(yīng)譜理論考慮了自振周期、振型和阻尼等動力特性以及共振效應(yīng)，考慮到了結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形。至今它仍然是各國規(guī)范設(shè)計地震作用取值的基礎(chǔ)。動力法把地震作為一個時間過程，將建筑物簡化為多自由度體系，選擇能反映地震和場地環(huán)境以及結(jié)構(gòu)特點要求的地震加速度時程作為地震動輸人，計算出每一時刻建筑物的地震反應(yīng)。鑒于其優(yōu)點，我國抗震規(guī)范[lj規(guī)定在計算結(jié)構(gòu)罕遇地震作用下的彈塑性變形時可采用此方法。

新的抗震理論是基于對現(xiàn)有地震資料的總結(jié)的基礎(chǔ)上提出的。1989年美國發(fā)生的I碑omaPrieta地震和臺灣的集集地震等給人類帶來了巨大的經(jīng)濟損失和社會災(zāi)難。這促使理論界和工程界對現(xiàn)行理論進行了反思。上世紀(jì)90年代初，由美國學(xué)者閉率先提出了基于位移的抗震設(shè)計理論，這種理論最早應(yīng)用于橋梁設(shè)計中，并取得了一定的成果。此后，美國加州工程師協(xié)會等機構(gòu)以報告的形式提出了PBSI)的設(shè)計思想和相關(guān)的建議。我國學(xué)者對基于功能的設(shè)計理論也進行了深人研究。同濟大學(xué)、清華大學(xué)等院校的學(xué)者取得了一定的成績[5，們，為PBSD的推廣和發(fā)展作出了重要的貢獻。

2PBSD的特點

目前，世界各國主要采用兩水準(zhǔn)或是三水準(zhǔn)設(shè)防的設(shè)計思想，不同的是各國在對結(jié)構(gòu)彈塑性的考慮上根據(jù)各國的實際情況對彈性反應(yīng)譜的折減有所不同。

3甚于結(jié)構(gòu)性能的抗越設(shè)計理論的主要內(nèi)容

基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計理論的主要內(nèi)容應(yīng)包括確定地震設(shè)防水準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)、結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計方法等方面。

3.1地震設(shè)防水準(zhǔn)

地震設(shè)防水準(zhǔn)是指工程設(shè)計中如何根據(jù)客觀的設(shè)防環(huán)境和已定的設(shè)防目標(biāo)，并考慮具體的社會經(jīng)濟條件來確定采用多大的設(shè)防參數(shù)。我國現(xiàn)行規(guī)范采用“三水準(zhǔn)”的地震設(shè)防水準(zhǔn)。它的問題在于雖然考慮了基于性能理論中的多級設(shè)防水準(zhǔn)，但是由于第一和第二水準(zhǔn)的重現(xiàn)期和超越概率相差很大，那么在處于二者中間的重現(xiàn)期和超越概率的房屋設(shè)計就變得不經(jīng)濟或者是不安全。美國加州結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會的放眼二十一世紀(jì)委員會建議采用新的地震設(shè)防水準(zhǔn)[2〕。

3.2結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)

結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)是指結(jié)構(gòu)在特定的某一級地震設(shè)防水準(zhǔn)下預(yù)期損傷的最大程度。2004年，我國研究機構(gòu)和學(xué)者在積累總結(jié)以往世界各國的大震經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，參考了相關(guān)外國文獻，結(jié)合本國的實際情況，編寫了《建筑工程抗震設(shè)計性態(tài)通則(試用)廣〕?！锻▌t》對結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)提出了新的建議，這表明我國在考慮結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)上從原來的定性考慮逐漸向定量考慮過渡，其發(fā)展的方向?qū)⒅饾u與國際接軌。但是，該《通則》所建議采用的結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)仍然沒有對結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的具體力學(xué)指標(biāo)以及具體設(shè)備的運行情況給出明確的說明，只給出了一般性的建議。按照美國聯(lián)邦緊急救援署提供的資料建議，基于性能的抗震研究可以采用四個性能水準(zhǔn):水準(zhǔn)1基本完好:無永久側(cè)移;結(jié)構(gòu)基本保持原有強度和剛度;結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本不損壞。所有重要設(shè)備仍正常工作。水準(zhǔn)2，輕微破壞:無永久側(cè)移;結(jié)構(gòu)基本保持原有強度和剛度;結(jié)構(gòu)構(gòu)件與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件有輕微破壞。電梯能夠重新啟動，防火措施得力。水準(zhǔn)3，生命安全:所有樓層都有殘留強度和剛度;承受重力荷載的構(gòu)件仍起作用;不發(fā)生墻體平面外失效或女兒墻倒塌;有永久側(cè)移。隔墻破壞，建筑修復(fù)費用可能很高。水準(zhǔn)4，不倒塌:幾乎沒有殘留剛度和強度;但承受荷載的柱子和墻體仍起作用;有大的永久側(cè)移。每個性能水準(zhǔn)都對應(yīng)了具體的控制指標(biāo)，如:結(jié)構(gòu)的側(cè)移、剛度、強度，結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷情況，設(shè)備的運行情況[4J。

3.3結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)

結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)是針對某一級地震設(shè)防水準(zhǔn)而期望建筑物能夠達到的性能水準(zhǔn)或等級。性能目標(biāo)的建立需要綜合考慮人員居住情況、場地效應(yīng)、結(jié)構(gòu)功能與重要性、投資與效益、震后損失與恢復(fù)重建、潛在的歷史或文化價值、社會效益，社會公眾的反應(yīng)以及業(yè)主的承受能力。它是抗震設(shè)防水準(zhǔn)與結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)的綜合反應(yīng)。加州工程師協(xié)會的VisionZo00報告建議將結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)劃分為3個等級(基本目標(biāo)、重要目標(biāo)、最高目標(biāo))[2〕。

3.4基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法

基于性能的抗震設(shè)計方法自提出以來，在國內(nèi)外都受到廣泛重視和研究。但是怎樣把基于性能的抗震設(shè)計思想合理并且簡單有效地應(yīng)用到實際設(shè)計中，目前尚無統(tǒng)一方法和標(biāo)準(zhǔn)。目前，基于性能的抗震設(shè)計方法主要有承載力設(shè)計方法、基于位移的抗展設(shè)計方法、能量設(shè)計法。

當(dāng)前，基于承載力的設(shè)計方法被世界各國規(guī)范所采用。以我國為例，它的設(shè)計思想是:第一階段:對于一般結(jié)構(gòu)在中、小地震作用下采用彈性計算方法，可根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體情況采用底部剪力法或者是振型分解反應(yīng)譜法計算地展力，并與其他荷載通過分項系數(shù)法進行組合，計算截面的承載力和構(gòu)件的配筋，對于較高的建筑物還要控制其側(cè)向變形。第二階段:對于有特殊要求的結(jié)構(gòu)采用彈塑性計算方法?？筛鶕?jù)結(jié)構(gòu)的具體情況采用簡化的計算方法、靜力彈塑性分析法或者是彈塑性時程分析方法，驗算其基本烈度相對應(yīng)的罕遇烈度地展作用下結(jié)構(gòu)的彈塑性層間變形是否滿足規(guī)范要求，防止機構(gòu)由于薄弱部位產(chǎn)生的彈塑性變形，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞甚至引起房屋倒塌。

基于位移的設(shè)計方法是基于性能設(shè)計理論推薦的配套設(shè)計方法。它以位移為設(shè)計起點，以層間位移或者其他變形作為抗震設(shè)計的控制因素，進行結(jié)構(gòu)的截面設(shè)計和配筋，這與傳統(tǒng)的基于承載力的設(shè)計方法在設(shè)計順序和控制因素的選取上有很大的區(qū)別，這也說明了該方法的出發(fā)點更接近于地震作用下結(jié)構(gòu)的實際運行狀態(tài)。能量法最初是由Housner于上世紀(jì)50年代末提出。它的基本假設(shè)是:結(jié)構(gòu)的總體破壞是由于地展輸人的總能量造成的，結(jié)構(gòu)及內(nèi)部設(shè)施的破壞程度是由地展輸人的能量和結(jié)構(gòu)消耗的能量共同決定的。該方法的優(yōu)點在于能夠直接估計結(jié)構(gòu)的破損狀態(tài)，但是由于在參數(shù)的選取、能量的計算方法等方面沒有一個確定的、合理的標(biāo)準(zhǔn)，所以這種方法還有待深人的研究。

4結(jié)束語

PBSD的出現(xiàn)是世界抗展史上一個新的里程碑，它真正達到了多級設(shè)防目標(biāo)并考慮了具體量化的設(shè)防水準(zhǔn)，其設(shè)計方法更加貼近于結(jié)構(gòu)在地震作用下的真實表現(xiàn)，可以滿足社會、業(yè)主等不同需求，為理論界和工程界提供了一種新的研究和設(shè)計理念。當(dāng)前，各國研究機構(gòu)和學(xué)者對PBSD的研究都沒有完全脫離現(xiàn)有規(guī)范而單純做PBSD的研究，這是因為:

(1)現(xiàn)有理論本身考慮了基于性能的設(shè)計。

(2)現(xiàn)有理論建立在大量的地震觀測記錄的基礎(chǔ)上，貼近于工程實際。

抗震設(shè)計方法范文第5篇

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計；發(fā)展與展望

引言

就目前而言，建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)可以用不同的變量來體現(xiàn)，具體在抗震設(shè)計過程中采用何種設(shè)計變量則要根據(jù)結(jié)構(gòu)自身類型、地震反應(yīng)特性、地震破壞模式等因素綜合考慮。依據(jù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計變量的不同對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法進行分類，大致可分為基于承載力的抗震設(shè)計法、基于位移的抗震設(shè)計方法、基于能量的抗震設(shè)計方法和基于損傷的抗震設(shè)計方法。

一、分析現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法

1.1 基于承載力的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

基于承載力的抗震設(shè)計，建立在靜力分析理論之上，以慣性力的形式來反映地震作用，并按彈性方法來計算結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)的大小、進行結(jié)構(gòu)彈性位移驗算，把結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度是否達到特定的極限狀態(tài)作為結(jié)構(gòu)失效的準(zhǔn)則。

1.1.1 設(shè)計地震作用的確定

在基于承載力的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法中，設(shè)計地震作用取值由設(shè)防烈度的地面運動有效峰值加速度考慮放大效應(yīng)和地震作用效應(yīng)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(jié)構(gòu)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(dāng)于設(shè)防烈度水準(zhǔn)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(shè)防烈度地震的強弱)；β ―動力放大系數(shù)(對應(yīng)于不同周期的結(jié)構(gòu)反應(yīng)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(yīng))；

I―建筑重要性系數(shù)；

R―地震作用降低系數(shù)；

G―結(jié)構(gòu)重力荷載代表值（取恒載和可能與設(shè)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(shè)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(xì)分為不同地震區(qū)域，并對每個地區(qū)根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果按475 年重現(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(yīng)，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(yīng)譜曲線中經(jīng)歸納和簡化后得到的。加速度反應(yīng)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(yīng)與相應(yīng)體系自振周期間的關(guān)系曲線。

1.1.2 基于承載力結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法的研究現(xiàn)狀

基于承載力的抗震設(shè)計法作為產(chǎn)生較早的方法，從50 年代中期開始廣泛應(yīng)用，經(jīng)過多年的研究發(fā)展較之其他抗震設(shè)計方法相對成熟。目前加速度反應(yīng)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(guān)注反應(yīng)譜的不合理性。隨著高層、超高層等長周期結(jié)構(gòu)的發(fā)展，對反應(yīng)譜長周期的研究也逐漸開展?？紤]到現(xiàn)有的科技水平及設(shè)計習(xí)慣，彈性加速度反應(yīng)譜仍是現(xiàn)階段結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計計算的最基本依據(jù)，研究工作主要集中在結(jié)合場地影響、強震觀測改進及結(jié)構(gòu)時程分析對加速度反應(yīng)譜的長周期段進行修正，以求使地震作用計算更加合理準(zhǔn)確。另外對設(shè)計地震力―延性聯(lián)合控制準(zhǔn)則的核心內(nèi)容R −μ 關(guān)系相關(guān)問題也展開了更廣泛的研究：如把R −μ 關(guān)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(jié)果，提出針對不同延性水準(zhǔn)和各類結(jié)構(gòu)模型且與周期相關(guān)的R −μ − T 關(guān)系。考慮結(jié)構(gòu)中存在的材料超強和整體超強效應(yīng)，在某種程度上提高了結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)或相當(dāng)于減小了R值，尋找其對R −μ 規(guī)律的定量影響程度。

1.2 基于能量的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

1.2.1 基于能量的抗震設(shè)計方法概述

基于能量的抗震設(shè)計理論是從能量的角度考慮地震地面運動對于結(jié)構(gòu)的作用，概念明確，能夠較好的反映地震動強度、頻譜、持時對結(jié)構(gòu)破壞的綜合影響，從輸入能量和耗散能量的角度捕捉到結(jié)構(gòu)在強烈地震作用下的非彈性變形歷程。由于能量分析的復(fù)雜性，基于能量的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法還處在理論研究階段，能實際運用到工程設(shè)計中的能量設(shè)計法至今還未完整的建立起來。能量概念和破壞模型一直是抗震研究中的兩個論題，特別是目前基于性能的抗震設(shè)計思路的提出，又對抗震結(jié)構(gòu)的耗能能力及性能的研究提出了新的要求?；谀芰靠拐鹪O(shè)計方法能夠考慮結(jié)構(gòu)滯形對結(jié)構(gòu)破壞影響的這一特點對于實現(xiàn)基于性能的抗震設(shè)計理念很有意義，因此基于能量的抗震設(shè)計方法的研究對實現(xiàn)基于性能的抗震設(shè)計理念的進一步發(fā)展非常重要，成為了改進傳統(tǒng)抗震設(shè)計方法的重要發(fā)展方向。

1.3 基于損傷的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

1.3.1 基于損傷的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的方法概述

近年來地震害經(jīng)驗和各國學(xué)者的研究表明：由于地震是一種往復(fù)運動，并且地震動持時一般較短，因此地震作用下的損傷不僅與最大變形有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)的低周疲勞效應(yīng)所造成的累積損傷有關(guān)。用能夠反映結(jié)構(gòu)的變形和累積損傷效應(yīng)的損傷性能參數(shù)可以更好地描述結(jié)構(gòu)的非彈性性能，通過選取適當(dāng)?shù)牡卣饟p傷模型、按照結(jié)構(gòu)在未來地震作用下的損傷允許值來進行抗震設(shè)計更為經(jīng)濟合理，由此產(chǎn)生了基于損傷性能的抗震設(shè)計思想。

由于損傷指數(shù)的計算以結(jié)構(gòu)累積滯回耗能的計算為基礎(chǔ)，而累積滯回耗能計算正是結(jié)構(gòu)能量分析中的重點，所以也可以將基于損傷的設(shè)計方法視為能量法結(jié)合了性能設(shè)計思想的延伸應(yīng)用方法?；趽p傷的抗震設(shè)計就是反映結(jié)構(gòu)損傷程度的損傷指數(shù)作為設(shè)計指標(biāo)，選取適當(dāng)?shù)牡卣饟p傷模型計算出結(jié)構(gòu)的損傷指數(shù)，驗算其是否滿足預(yù)定的損傷性能目標(biāo)。

1.3.2 基于損傷的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的特點與研究趨勢

采用基于地震損傷理論的損傷指數(shù)能夠定量的描述結(jié)構(gòu)在地震作用下的倒塌破壞情況，而且損傷指數(shù)物理意義明確。結(jié)構(gòu)損傷的“三水準(zhǔn)”性能目標(biāo)反映了抗震設(shè)防水準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)功能失效與倒塌限值，區(qū)別了不同重要性結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)，同時提高了結(jié)構(gòu)抗震的功能要求。而且在基于損傷的抗震設(shè)計中用到等效位移延性系數(shù)，可以不需了解結(jié)構(gòu)在動力荷載作用的時程反應(yīng)而考慮結(jié)構(gòu)往復(fù)彈塑性變形和累積耗能的影響。并從設(shè)計開始階段就引入損傷指標(biāo)，使損傷指標(biāo)在設(shè)計過程中真正起到控制作用，體現(xiàn)了其方法上的先進性。由于結(jié)構(gòu)的損傷機理較為復(fù)雜，許多問題還沒有得到很好的解決，如結(jié)構(gòu)的非彈性變形和積累滯回耗能指標(biāo)確定和計算，損傷指數(shù)計算的進一步簡化、準(zhǔn)確化，結(jié)構(gòu)損傷模型與結(jié)構(gòu)的強度、剛度、延性等設(shè)計參數(shù)的關(guān)系分析，結(jié)構(gòu)損傷譜的確定等。因此，盡管基于損傷的抗震設(shè)計方法在理論上有其合理之處，但直接采用損傷指標(biāo)作為設(shè)計指標(biāo)并不易為廣大工程設(shè)計人員采用。

1.4 基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

1.4.1 基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計概述

根據(jù)設(shè)計思路的不同，基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計大致可分為三種方法：按延性系數(shù)設(shè)計方法、能力譜法、直接基于位移的設(shè)計方法。他們之間的差別在于：直接位移法和控制延性方法是依據(jù)位移目標(biāo)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法，而能力譜法則更多的是一種位移驗算方法。

1.4.2 基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計有待進一步解決的問題

① 按延性要求設(shè)計的方法、能力譜法和直接基于位移的方法都是用靜力方法去解決在地震作用下的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，沒有考慮諸如地震持續(xù)時間、結(jié)構(gòu)往復(fù)彈塑性變形和累積耗能等因素的影響。

② 更深入地研究表征結(jié)構(gòu)性能狀態(tài)的破損指標(biāo)與結(jié)構(gòu)位移的關(guān)系，有可能為確定結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位移提供更完善和簡便的方法。

③ 對能夠應(yīng)用于實際工程抗震設(shè)計的位移反應(yīng)譜尤其是彈塑性位移反應(yīng)譜的研究還有大量工作要做。

④ 基于位移的抗震設(shè)計中采用的靜力彈塑性分析方法存在著如何選取合適的水平力分布模式和位移分布模式等問題。

1.5基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

1.5.1 基于性能的抗震設(shè)計概念

美國SEAOC 組織對基于性能抗震設(shè)計的描述是“性能設(shè)計應(yīng)該是選擇一定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式、合理的規(guī)劃和結(jié)構(gòu)比例，保證建筑物的結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造設(shè)計，控制建造質(zhì)量和長期維護水平，使得建筑物在遭受一定水平地震作用下，結(jié)構(gòu)的破壞不超過一個特定的極限狀態(tài)”。ATC 組織對基于性能抗震設(shè)計的描述為“基于性能抗震設(shè)計是指結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)由一系列可以取得的結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)來表示，主要針對混凝土結(jié)構(gòu)并且采用基于能力的設(shè)計原理”。FEMA 對基于性能抗震設(shè)計的描述為“基于不同強度地震作用，得出不同的性能目標(biāo)。

1.5.2 基于結(jié)構(gòu)性能抗震設(shè)計的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景

基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計理論尚不成熟，要廣泛應(yīng)用于設(shè)計還存在一定的困難，尚需對以下問題展開研究：

① 在地震危險性方面，要實現(xiàn)由烈度向地震動參數(shù)區(qū)劃的過渡，按重現(xiàn)期或超越概率重新定義地震危險性水平。

② 在結(jié)構(gòu)性能方面，以結(jié)構(gòu)性能為基礎(chǔ)提出抗震設(shè)防水準(zhǔn)，定義不同結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)。對于結(jié)構(gòu)“不壞”、“可修”、“不倒”等模糊的定義，采用量化數(shù)據(jù)或具體化的定性數(shù)據(jù)來描述，例如對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的數(shù)量和程度等。

③ 研究和建立結(jié)構(gòu)功能失效標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)破壞標(biāo)準(zhǔn)，將目前的以分項系數(shù)表述的極限狀態(tài)表達式過渡到以可靠度指標(biāo)來描述。

基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計理論是以結(jié)構(gòu)抗震性能分析為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，是設(shè)計理念上的一次變革，涉及結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的各個方面，對工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計和發(fā)展具有重大意義。利用該理論進行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，可充分發(fā)揮工程師的主動性，滿足人們對結(jié)構(gòu)性能的不同要求。從各國抗震設(shè)計規(guī)范修訂動向來看，可以說基于性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計是21 世紀(jì)抗震設(shè)計規(guī)范的趨勢。

二、比較結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計方法

2.1 抗震抗震性能水平

結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)表示結(jié)構(gòu)在特定的某一地震設(shè)計水準(zhǔn)下預(yù)期破壞的最大程度，結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞以及因它們破壞引起的后果，主要用結(jié)構(gòu)易損性、結(jié)構(gòu)功能性和人員安全性來表達。對于不同等級的抗震性能，都應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)體系、豎向和橫向承載構(gòu)件、結(jié)構(gòu)變形、設(shè)備與裝修、修復(fù)使用等方面加以定義，應(yīng)該表達為量化指標(biāo)，以便工程設(shè)計和評估。我國規(guī)范中的提法“不壞”、“可修”、“不倒”其實就是對結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能水平的描述，具體敘述為“小震”對應(yīng)一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用水平；“中震”對應(yīng)可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用；“大震”對應(yīng)不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。這一提法已經(jīng)包含了一定的性能設(shè)計思想，只是對性能水平的描述比較模糊，水平之間的界定不明確，在實際設(shè)計中很難實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)性能的有效控制。

2.2 結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)

結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)是指建筑物在各設(shè)計地震水準(zhǔn)下期望達到的相應(yīng)性態(tài)水準(zhǔn)集合，應(yīng)依據(jù)建筑物的重要性分類，結(jié)合社會、經(jīng)濟因素和業(yè)主意愿綜合確定。三級性能目標(biāo)與按重要性劃分的三類建筑一一對應(yīng)，取每級地震作用水準(zhǔn)下的最低性能要求組合作為該類結(jié)構(gòu)的規(guī)定最低性能水準(zhǔn)目標(biāo)。并且設(shè)計師也可以根據(jù)實際情況和業(yè)主要求提高目標(biāo)性能水平進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，在一個或多個設(shè)計地震作用水準(zhǔn)上選擇更高的性能目標(biāo)，雖然在一定程度上會提高建筑造價，卻能減免以后可能會產(chǎn)生的損失。這種性能目標(biāo)的制定方式充分體現(xiàn)了基于性能抗震設(shè)計的自主性和靈活性。

2.3 兩種方法的設(shè)計過程

建筑結(jié)構(gòu)基于性能要求的抗震設(shè)計多了以下幾個步驟：性能目標(biāo)的確定、抗震措施與計算分析方法的選擇及目標(biāo)評價等。性能目標(biāo)的確定因素中多了業(yè)主決策和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件分級性能水準(zhǔn)。選擇抗震設(shè)計（分析）方法也是基于承載力力的抗震設(shè)計過程中所沒有的，通過不同的抗震性能水準(zhǔn)量化數(shù)值對應(yīng)了不同的結(jié)構(gòu)反應(yīng)參數(shù)和抗震設(shè)計準(zhǔn)則，因此可以選擇基于不同的結(jié)構(gòu)反應(yīng)參數(shù)的抗震分析方法。并且在設(shè)計完成后，基于承載力的抗震設(shè)計只對結(jié)構(gòu)進行層間位移驗算是否滿足限值，而性能設(shè)計則需要對結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)性能水平進行全方位的檢驗和評估。

2.4 抗震措施比較

現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的構(gòu)件截面的抗震構(gòu)造措施，主要是根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和重要性、房屋高度、地震烈度、場地類別等因素確定，是對結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)的宏觀定性控制，而不是對具體的結(jié)構(gòu)性能和震害損失的定量描述。設(shè)計人員只需要按照規(guī)范采取對應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，而在采取了這些措施以后結(jié)構(gòu)在地震時的性能狀態(tài)具體如何，設(shè)計人員并不能準(zhǔn)確把握。這種做法的經(jīng)濟性和合理性都不足?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計是把結(jié)構(gòu)在一定強度地震作用下的變形需求與抗震措施對應(yīng)了起來，通過對構(gòu)件截面進行變形能力設(shè)計，使結(jié)構(gòu)具備與預(yù)期性能水平相符的變形和耗能能力，從而達到目標(biāo)性能水平。這樣使得結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)要求與抗震措施聯(lián)系起來，是一種具體對應(yīng)的定量的抗震措施。由于通過設(shè)計人員主動選擇抗震措施來保證結(jié)構(gòu)達到預(yù)期的抗震性能，因此對結(jié)構(gòu)在未來地震時的整個反應(yīng)過程比較清楚。這樣制定抗震措施成為性能設(shè)計的重要組成部分，需要在設(shè)計的一開始確定性能目標(biāo)時就考慮進去。

三、展望

抗震設(shè)計方法理論是一個非常龐大和復(fù)雜的課題，涉及面非常廣泛，本文對這一理論的研究由于時間和能力的有限還不夠深入和細(xì)致。在未來的研究中，還有許多方面需要進一步的探討：

① 在對不同抗震設(shè)計方法里設(shè)計地震作用水準(zhǔn)的確定和劃分的進行比較時還應(yīng)該對其所采用的地震危險性分析方法和地震動參數(shù)分區(qū)劃分情況等方面進行分析和比較。