建筑结构设计中的抗震设计研究
【摘要】抗震设计是建筑设计中其中一个重要的部分，它是建筑抗震的基础。想要保证建筑结构设计中抗震设计的有好的效果，应该遵循相关的标准，来进行科学并且合理的创新抗震设计，力求使建筑物达到具有可靠的抗震性能，这样如果遇到突如其来的地震，能够保护建筑物，减少建筑物受到过多的损坏，最重要的一点是能够保护人民的生命财产安全，所以一定要重视建筑设计中的抗震设计环节，针对以往的传统抗震设计的情况，笔者在本文中着重使用概念设计思想，针对建筑结构设计当中的抗震设计环节进行相关的论述分析，供给大家一起学习和交流。
【关键字】建筑结构设计；抗震设计
1 建筑结构中抗震设计的基本情况
大家都知道，地震的发生具有很大的不确定性以及复杂性，即使是非常准确的测震仪器一般也做不到万无一失。因此，建筑物作为一个庞大而又复杂的系统，在发生地震的时候，它的结构方面可能会发生很多复杂的变化。所以说，建筑结构中的抗震设计环节中不能够完全依赖于“计划设计”来进行解决，而是需要我们立足于建筑工程抗震理论和工程抗震的实际经验，从“概念设计”的角度来看待建筑结构的整体抗震能力及反应，抗震设计人员要按照建筑结构的破坏过程灵活的运用抗震设计方法，全面的着手解决绪构设计当中出现的一些问题，不仅要顾虑到建筑整体布局的原则，也要考虑到每个关键的细节部位的构造，从而从根本上提高建筑物的抗震能力。
2 建筑设计的主要方式
建筑结构设计主要是分为理论设计以及概念设计两种方法。理论设计一般是由结构工程师根据计算理论以及规范，在假设情况下对建筑结构计算模型做详细的计算分析，然后得出一个数据式结果，之后再进行相应的设计。概念设计则主要指的是跨过数值上的运算，特别是在遇到一些很难得到精确的理性分析的问题的时候，可以根据整体结构体系以及分体系相互之间的力学关系及结构破坏机理，而获得的基本的设计原则，从整体的方面来确定建筑结构的总体设计和做抗震细节部分的宏观方面控制。目前在建筑设计方案里面，从建筑总体出发采用概念设计方法可以迅速并且有效的对建筑结构体系做出构思、比较以及设计。然而概念设计的弊端就在于实际数据中往往存在一定的误差，但是它的优点在于概念清晰、操作简单并且经济适用，所以在现代设计中很受欢迎。
3 新形势下建筑结构抗震设计方法
建筑结构设计基于性能要求的抗震设计一般有以下几个步骤：建筑性能目标的确定、抗震措施设计以及计算分析方法的选择和目标评价等等。性能目标的确定因素中比以前要多出了业主决策以及非结构构件的分级性能水准。
3.1 基于承载力的结构抗震设计
基于承载力的结构抗震设计是建立在静力分析理论的基础之上的，是以惯性力的形式来反映地震作用的一种形式，然后按照弹性方法对结构地震作用效应的大小进行计算，之后进行结构弹性位移的验算，把结构构件的强度能否达到特定的极限状态看作结构失效的一个准则。
3.2 基于能量的结构抗震设计
基于能量的抗震结构设计理论指的是，从能量的角度来考虑地震发生的地面运动对于建筑结构的作用，这种设计概念明确，能够较好的反映地震的动强度、频谱以及对于建筑结构破坏的综合影响，另外，从输入能量以及耗散能量的角度可以捕捉到建筑结构在强烈的地震作用下的非弹性变形历程。能量分析具有一定的复杂性，目前基于能量的结构抗震设计方法仍然处在初步的理论研究阶段，能够真正运用到建筑工程设计中的能量设计方法到现在为止还没有完整的建立起来。能量概念以及破坏模型一直是抗震研究中的两个大论题，尤其是现在基于性能的抗震设计思路的提出，又针对抗震结构的耗能能力与性能的研究提出了一些新的标准和要求。总之，基于能量的抗震设计方法可以考虑到结构滞回变形对于建筑结构破坏的影响，这个特点对于实现基于性能的抗震设计理念是非常有意义的，所以基于能量的抗震设计方法的研究，对于基于性能的抗震设计理念的实现以及进一步发展都是非常重要的，这一方法成为了改进传统抗震设计方法的一个重要的发展方向。
3.3 基于损伤的结构抗震设计
损伤指数的计算一般是以结构累积的滞回耗能的计算作为基础的，而累积滞回耗能计算则是结构能量分析当中的一个重点，所以我们也可以把基于损伤的设计方法看作是能量法结合了性能设计思想的一个延伸的应用方法。基于损伤的抗震设计一般是把反映结构损伤程度的损伤指数看作它的设计指标，然后选取适当的地震损伤模型进一步计算出结构的损伤指数，最后验算其是否能够满足之前预定的损伤性能目标。
4 建筑结构中延性抗震能力的设计
延性抗震能力设计的目的主要是用来抵抗较大型的地震发生时造成的非弹性变形，在地震作用力的破坏下，建筑结构延性抗震能力以及结构的强度具有同等重要的作用。为了保证钢筋混凝土结构在地震发生时引起的动力反应中能更好的表现出良好的延性抗震能力，我们必须使塑性变形能力集中在更加容易保证良好的延性性能的构件上面，在设计上一般是有以下3个方面的思路：
第一，选择一个我们可以接受的塑性变形机构，现在普遍应用的“梁柱铰机构”，也就是我们平常所说的“强柱弱梁”。通常我们是利用对柱截面的组合弯矩乘以它的增大系数，也可以选择由梁端实际配筋反算出的梁端可抵抗弯矩，也就是说可以用实配弯矩乘以它的增大系数的方法来实现，然后用增大后的弯矩数值来进行柱端控制截面的承载能力设计。
第二，平常我们所说的强剪弱弯，就是通过人为的增大各种类型构件的抗剪能力，使在地震发生时，在结构延性没有开始发挥出来之前就出现非延性的剪切性破坏。一般的主要做法是用剪力增大系数来增加梁端、柱端和剪力墙端以及剪力墙洞的组合剪力值，并且利用增大后的剪力设计值来进行受剪控制截面的控制条件进行设计以及验算。具体的操作方法有两种：第一，直接把跨梁两端截面的顺时针或是逆时针方向的组合弯矩的值乘以它的增大系数，然后再和梁上作用的竖向重力荷载代表值组合在一起通过在平衡关系中求出梁端剪力。第二，沿着顺时针或是逆时针的方向求出跨梁两端截面在实际中的配筋能抵抗的弯矩，然后再乘上增大系数，再与梁上作用的竖向重力荷载代表值组合到一起从平衡关系中算出梁端剪力。
第三，通过与之相对应的构造方法，保证可能会出现的塑性铰的部位能够具备所需要的塑性转动力和塑型耗能的能力，最主要是通过箍筋加密以及限制轴压比等的方法来予以保证。
5 小结
综上所述，建筑结构的抗震设计属于一个比较系统的过程，从场地的选择到基础构建的配置，抗震设计是贯穿在整个建筑设计中的；采用正确、合理、有效的抗震设计方法，对于建筑设计来说是非常重要的，所以我们在设计中应当考虑的非常充分，尽力找出最合理的结构布置。地震作为一种人类难以准确预测的自然灾害，需要我们不断对它进行相关的研究，方能达到目的。我们作为建筑工程设计者在进行建筑结构设计的过程中应该从整体上出发，准确的把握好建筑的功能以及它的安全性可靠性，应该以此作为出发点，努力建造出更安全的建筑，来保证我们的生命财产安全。
【参考文献】
[1]郭彩霞，李晓娜.混凝土结构高层建筑的抗震性能分析[J].科技创业月刊，2010，8（12）：18-20.
[2]陈臣.美国IBC规范的混凝土结构抗震设计介绍[J].山西建筑，2010，8（13）：90-92.
[3]吴流.浅析建筑混凝土结构抗震设计[J].城市建设理论研究（电子版），2011，12（27）：134-136.
[4]张晓翠，杜泽丽.中美混凝土结构设计规范中抗震设计规定的比较研究[J].现代企业文化，2010，17（18）：89-91.