浅析结构设计的抗震要点
摘要：本文主要针对建筑结构设计中的抗震措施进行了深入探讨，详细论述了建筑结构抗震措施的相关要点，从现代抗震设计思路提出至今，世界各国的抗震学术界和工程界又取得了许多新的成果，在这样的环境中，我国的抗震设计思路也应该在完善自身不足的同时，不断向前发展。
关键词：抗震措施；建筑结构；设计规范
一、建筑结构抗震措施的衡量标准
对于性能的要求，现行抗震设计规范有两种基本的表达方式：一种是以损坏的程度来描述，另一种是以用途的重要性即抗震设防分类来描述。
建筑结构中的损坏程度划分为不损坏和属正常维修下的损坏、可修复的破坏和倒塌；抗震设防分类则分为甲、乙、丙、丁四类。
对某些钢筋混凝土结构，现行规范给出了正常维修和倒塌的层间变位角作为定量指标。
对于不同的设防类别，先行规范规定了不同的抗震措施，如乙类建筑的抗震措施要比丙类建筑的有关规定提高一度。
按规范提高抗震措施后，在遭遇到相当于本地区设防烈度的地震影响时，由于地震作用步提高，乙类建筑毁坏程度比丙类建筑要轻些。
在遭遇到本地区罕遇地震影响时，乙类建筑的抗倒塌能力比丙类建筑要明显提高。
显然，结构的抗震能力仍然缺乏明确的数量的变化。
借助于现行《建筑抗震鉴定标准》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。
例如，结构抗力的高低，可用结构楼层的受剪承载力与设计地震剪力的比值，即楼层的受剪承载力与设计地震剪力的比值即楼层屈服强度系数来表征；结构变形能力的高低，可用结构所具有的变形能力与基本变形能力的比值来表征。
从而使不同性能要求所对应的坑震措施得以数量化。
如果把按现行抗震设计规范进行设计的丙类结构作为符合基本性能要求的结构，即其抗力和变形能力的组合结果，可定义为综合坑震能力的基本值；对于性能（包括变形）要求较高的建筑结构，如乙类建筑，其综合抗震能力应低于基本值。
高低的具体取值，可根据性能要求确定。
在确定综合抗震能力的两个因素中楼层屈服强度系数的定量在现行的抗震设计规范中已经是现成的，可以根据结构构件的实际截面尺寸和配筋，取材料强度标准值按承载力计算的有关公式得到，这里不在重复。
以下重点研究的是变形能力比值的定量变化。
二、变形要求与综合抗震能力的关系
结构在地震作用下的损坏程度与变形特别是楼层的层间变位角有明显的对应关系。
如前面所述，先行设计规范已经给出某些钢筋混凝土结构的变形要求，作为正常维修和防止倒塌的标志。
因此，对于采用变形要求作为不同性能指标的结构能得出抗震措施的初步定量关系。
若一不倒塌的变形值作为变形能力的基本要求，当要求结构处于轻微损坏或不损坏时，其变形控制值应缩小到不倒塌变形值的某
一比例值。
但是，根据根据结构所吸收的地震能量相等的原则，起综合抗震能力应基本保持恒定值。
据此，可获得缩小结构变形控制值所对应的结构抗力提高的比例，即结构地震作用效应（内力）的提高系数。
这就意味着，在建筑结构抗震时，可利用地震作用效应调整系数来实现不同的变形性能要求。
三、影响结构延性的构造因素分析
对于有不同构造措施的建筑结构，在现行《建筑抗震鉴定标准》中，为使结构构造对抗震能力的影响系数和局部影响系数，将抗震构造措施对整个结构抗震能力的影响分为整体影响和局部影响两
大类。
例如，对砌体结构，以抗震横墙间距、房屋高宽比、相邻层刚度比、墙体之间及墙体与楼板的连接、圈梁和构造柱设置作为整体影响的构造，而以墙体局部尺寸、楼梯间构造、出屋面建筑等作为局部影响的构造。
对不同的设防烈度、抗震构造有不同基本构造措施要求，当现有结构的构造高于基本要求时，相应的影响系数大于1.0当低于基本要求时，相应的影响系数小于1.0，这些系数的变化幅度，一般在0.6至1.3的范围内。
按上述思路，考虑到现行设计规范规定的基本抗震构造一般可分为高、中、和低三个等级，相当于将不同的性能要求用不同的等级来表示，但对于不同类型的结构，确定构造等级时所考虑的因素不同。
参照现行设计规范的有关内容和要求，对于除规则性要求外的抗震构造，初步划分如下：
1.砌体结构影响变化能力的构造，可将圈梁、构造柱设计数量、
位置、截面尺寸和配筋的分级作为重点，而局部墙体尺寸等只考虑其局部影响。
例如，多层砖房的构造柱设置数量，可将房屋四角和楼梯间四角设置作为第一等级，房屋隔开间内外墙交接处和楼梯间四角设置作为第二等级。
房屋每开间内外墙交接处和楼梯间四角设置作为第三等级；不设置构造柱即与非抗震设计相同。
当然，在同样设防烈度和同样的性能要求下，对层数不同的砌体结构，其基本延性构造要求仍不同，如构造柱设置要求随房屋层数的增加而提高。
现在的问题是，需要通过具体实例的计算分析，研究同一地点同样的房屋按不同的等级采取措施后，其各种措施的构造影响系数如何取值？是否可在某个范围内（如0.6至1.5的范围内）取值。
2.钢筋混凝土结构影响变形能力的构造，可将内力调整、柱纵向钢筋和箍筋体积配箍率、抗震墙墙体边缘的布置和构造作为分级的重点，而短柱、框支层、连梁的构造作为局部的影响。
在同样设防烈度和同样的性能要求下，对层数不同的钢筋混凝土结构，其基本延性构造要求仍需不同。
这里，内力调整、纵筋总配筋率和箍筋体积配箍筋率等均已有现成的分级和定量取值，只需研究如何转为相应的影响系数。
3.钢筋结构影响变形能力的构造，可将内力调整、节点域构造、构件长细比和支撑设置作为分级的重点，而构件宽厚作为局部影响。
在同样设防烈度和同样的性能要求下，对层数不同的钢结构，其基本延性构造要求也需不同。
现行高层民用钢结构规程也有一些现成的定量0 取值，同样需研究将其转化为影响系数的方法。
总之，为了达到各类结构延性措施的定量化，需要在震害总结、理论分析和试验研究的基础上，从综合抗震能力，即结构所吸收的地震能量的监督，提出现性规范中各种构造规定的影响系数，并通过大量的试算、比较、和分析，予以确认。
现阶段，还需进一步收集资料并加以整理。
四、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。
通常采用底部剪力法，振型分解反应谱法，弹性时程分析方法来计算该地震作用值，这三种方法都是弹性分析方法。
其中，底部剪力法最简便，适用于质量、刚度沿高度分布较均匀的结构。
它的大致思路是通过估计结构的第一振型周期来确定地震影响系数，再结合结构的重力荷载来确定总的水平地震作用，然后按一定方式分配至各层进行结构设计。
对较复杂的结构体系则宜采用振型分解反应谱法进行抗震计算，它的思路是根据振型叠加原理，将多自由度体系化为一系列单自由度体系的叠加，将各种振型对应的地震作用、作用效应以一定方式叠加起来得到结构总的地震作用、作用效应。
而对于特别不规则和特别重要的结构，常常需要进行弹性时程分析，该方法为直接动力分析方法。
以上方法主要针对结构在地震作用下的弹性阶段，保证结构具有一定的屈服水准。
从现代抗震设计思路提出至今，世界各国的抗震学术界和工程
界又取得了许多新的成果，比如进行了大量钢筋混凝土构件的抗震性能试验；通过迅速发展的计算机技术编制了准确性更好的非线性动力反应程序；在设计方法上也不再拘泥于以前单一的基于力的传统抗震设计方法，开始尝试基于性能和位移的新的抗震设计理念。
在这样的环境中，我国的抗震设计思路也应该在完善自身不足的同时，不断向前发展。