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摘要：我国历史上是一个多地震的国家。现代的抗震从建筑结构的发展趋势来看，施工技术的发展往往领先于结构设计的发展，当前的结构抗震研究的重要目标是加快发展抗震设计方法，更经济安全地保持地震后的建筑功能。为了抗御与减轻地震灾害，有必要进行建筑工程结构的抗震分析与抗震设计。
关键词：抗震研究；抗震分析；抗震设计
Abstract: our country history is a earthquake country. The modern seismic building structure from the trend of construction technology of development ahead of the often structure design of the development, the current structure seismic research important goal is to speed up the development of seismic design method, the more economic safely keep building function after the earthquake. In order to resist the and mitigate earthquake disasters, it is necessary to take architectural engineering structure seismic analysis and seismic design.
Keywords: seismic research; Seismic analysis; Seismic design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1. 我国三个阶段抗震理论发展
我国抗震设计理论是从20世纪初才开始建立起来的。经历了一个世纪的发展，随着人们对地震动特性和结构动力特性理解的不断加深，结构抗震设计理论从最初的静力阶段和反应谱阶段，发展到动力阶段及目前的基于性态的抗震设计理论阶段：一是静力理论阶段。20世纪10~40年代属于静力理论阶段。静力理论是指估计地震力时，不考虑地震的动力特性和结构的动力性质，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，其大小相当于结构的重量乘以一个比例常数。二是反应谱理论阶段。20世纪40~60年代属于反应谱理论阶段。反应谱理论的发展是伴随着强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动性质的进一步了解，以及对结构动力反应特性的研究而发展起来的，是加州理工学院的一些研究者对地震动加速度记录的特性进行分析后所取得的一个重要成果。三是动力理论阶段。20世纪70~80年代属于动力理论阶段。随着20世纪60年代电子计算机技术和试验技术的发展，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，这促进了结构抗震动力理论的形成。
2. 抗震设计的基本原则与要求
2.1选择有利的抗震场地
2.1.2地震造成建筑物的破坏，除震动直接引起的结构破坏之外，场地条件改变也是一个重要的因素，如地震引起的地表错动与地裂，地基土的不均匀沉陷、滑坡，粉、砂土液化等，因而会出现“重灾区中有轻灾，轻灾区中有重灾”的现象。
2.1.2抗震设防区的建筑工程场地的选择应做到以下几点：①应选择对建筑抗震有利的地段，如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土等段。②应避开对建筑抗震不利的地段，如软弱场地土、易液化土、突出的山嘴、高耸孤立的山丘，非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘，在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的场地土（如故河道、断层破碎带、暗埋的塘滨沟谷及半填半挖的地基）。当无法避开时，应采取有效的抗震措施。③不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。危险地段一般是指地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流的地段和发震断裂带上可能发生地表错位的地段。建筑场地为[Ⅰ]类时，甲、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；丙类建筑允许按本地区抗震设防烈度降低1度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。震害调查表明，土质越软、覆盖层越厚，建筑物震害越严重，反之则越轻。
2.2地基测算和基础设计
2.2.1基本测算：等效剪切波速。根据GB50011—2010《建筑抗震设计规范》的规定，土层的等效剪切波速按公式计算；。式中Vse—土层等效剪切波速，m/s；do—计算深度，取覆盖层厚度与20m二者中的较小值(m)；t—剪切波速在地面至计算深度之间的传播时间(s)；di—计算深度范围内第i土层的厚度（m）；Vsi—计算深度范围内第i土层的剪切波速，m/s；n—计算深度范围内土层的分层数。
2.2.2场地覆盖层厚度和场地类别建筑的场地类别，应根据土层剪切波速和场地覆盖层厚度按照表1划分。在实际的工程中，Ⅱ类场地较为常见。
表 1 各类建筑场地的覆盖层厚度（m）
2.2.3基础设计注意事项①注意基础的选型，加强其整体刚性。同一建筑单元不宜设置在
性质不同的地基上，也不宜一部分采用天然地基，而另一部分采用桩基。②建筑物基础的埋深不宜浅 建筑物基础埋置深度增加，可以增强地基土对建筑物的嵌固作用，从而减小建筑物的振幅，减轻震害。所以，在条件允许时，建筑物的基础应尽可能埋得深一些，并切实做好基槽回填和夯实，使其与基础侧面紧密接触。③加强基础和上部结构的整体性。为了加强基础与上部结构的整体作用，基础在室内地坪下宜设置基础圈梁，上部结构的构造柱钢筋插入圈梁，使构造柱与地面下圈梁连接牢固。当地基土质较差时，还应在基底布置圈梁。④软土地基的基础应有较多的安全储备，宜加强基础的整体性和刚性。
2.3把握合理的建筑体型
建筑平面和立面的规整性，是结构设计中的一个十分重要的基础。在建筑平面、立面设计中、宜尽可能简洁、规则、合理设置防震缝，结构质量中心与刚度中心相一致。在地震作用下会产生扭转效应，大大加劇地震的破坏力度。建筑立面设计时，应避免采用带有突然变化的阶梯形立面，尽可能降低房屋的重心，突出屋面建筑部分的高度不应过高，以免地震时发生鞭梢效应。当建筑平、立面设计中不可避免采用严重不规则的设计方案时，应尽量在适当部位设置防震缝，将体型复杂、平面特别不规则的建筑布局，分割成几个相对规则的独立单元。
2.4采用合理的结构形式与布置
2.4.1在结构选型方面，应根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，经技术、经济比较后综合确定。常见的结构类型按照抗震性能优劣依次是：钢结构，型钢砼结构，现浇钢筋砼结构，预应力砼结构，装配式钢筋砼结构，配筋砌体结构，砌体结构等。
2.4.2结构布置的平面布置力求对称，竖向布置力求均匀。在采用纯框架结构的高层建筑中， 应尽量避免将楼梯踏步斜梁和平台梁直接与框架柱相连，以免发生剪切破坏。另外，装配式钢筋砼结构，不宜在高烈度区使用，此类结构存在致命的抗震弱点。唐山、汶川地震和国外的一些统计资料已经充分证明。
2.5提高结构的延性
延性是指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低且有足夠塑性变形能力的一种性能，是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。在设计中，可以通过各种各样的构造措施和耗能手段来增强结构和构件的延性。例如，对于钢筋砼结构可以采用强剪弱弯、强节点弱构件的设计策略促使梁以受弯形式产生较大变形：对于砌体结构可以采用墙体配筋、构造柱 圈梁体系等措施增加结构的延性。
2.6确保结构的整体性
结构是由许多构件连接组合而成的一个整体，并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。若结构在地震作用下丧失了整体性，则结构各构件的抗震能力不能充分发挥，这样容易使结构成为机动体而倒塌。海城。唐山。汶川地震中，导致房屋坍塌的最主要的原因
之一，就是构件之间连接遭到破坏，结构丧失了整体性。现浇钢筋砼结构和型钢砼结构具有整体性好。水平刚度大的优点，是比较理想的抗震构件。为了充分发挥各构件的抗震能力，确保结构的整体性，在设计的过程中应遵循以下原则：①结构应具有连续性。②保证构件间的可靠连接。③增强房屋的竖向刚度。
2.7添加多道抗震防线
在建筑的抗震设计中，有意识地利用多种手段实现设置多道抗震防线是抗震概念设计的一个重要组成部分。例如，采用超静定结构、有目的设置人工塑性铰、设置耗能装置等等。但在各种灵活多样的设计手法中应该共同注意的原则是：①不同的设防阶段应使结构周期有明显差别，以利避免共振；②最后一道防线要具备一定的强度和足够的变形潜力。
2.8注意非结构因素
非结构构件的存在，会影响主体结构的动力特性（如阻尼、周期等）。 同时，一些非结构构件（如玻璃幕墙、吊顶、室内设备等）在地震中往往会先期破坏。因此，在结构抗震概念设计中，应特别注意非结构构件与主体结构之间要有可靠的连接或锚固。同时，对可能对主体结构振动造成影响的非结构构件，如围墙、隔墙等，应注意分析或估计其对主体结构可能带来的影响，并采取相应的抗震措施。
3.结 语
抗震设计规范会随着抗震理论的提高而不断发展。现状是反应谱理论已在规范中全面得到了应用，真正的动力理论特别是非线性动力理论只在规范中作为特殊结构的设计要求。一般抗震设计规范的应用对象是面广、量大的结构物，复杂、费时的设计方法或原理要经过简化后才能为规范所采用，而建筑结构抗震设计理论随着社会经济的发展而不断发展，人们在认识地震孕育发生过程、掌握和应用防震减灾技术方面取得了长足的进步。但如何将真正动力法的设计原则简化或转化为一些具体的、简单的规定和方法，是今后抗震研究需要重点解决的问题。
关键词：抗震研究；抗震分析；抗震设计
Abstract: our country history is a earthquake country. The modern seismic building structure from the trend of construction technology of development ahead of the often structure design of the development, the current structure seismic research important goal is to speed up the development of seismic design method, the more economic safely keep building function after the earthquake. In order to resist the and mitigate earthquake disasters, it is necessary to take architectural engineering structure seismic analysis and seismic design.
Keywords: seismic research; Seismic analysis; Seismic design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1. 我国三个阶段抗震理论发展
我国抗震设计理论是从20世纪初才开始建立起来的。经历了一个世纪的发展，随着人们对地震动特性和结构动力特性理解的不断加深，结构抗震设计理论从最初的静力阶段和反应谱阶段，发展到动力阶段及目前的基于性态的抗震设计理论阶段：一是静力理论阶段。20世纪10~40年代属于静力理论阶段。静力理论是指估计地震力时，不考虑地震的动力特性和结构的动力性质，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，其大小相当于结构的重量乘以一个比例常数。二是反应谱理论阶段。20世纪40~60年代属于反应谱理论阶段。反应谱理论的发展是伴随着强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动性质的进一步了解，以及对结构动力反应特性的研究而发展起来的，是加州理工学院的一些研究者对地震动加速度记录的特性进行分析后所取得的一个重要成果。三是动力理论阶段。20世纪70~80年代属于动力理论阶段。随着20世纪60年代电子计算机技术和试验技术的发展，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，这促进了结构抗震动力理论的形成。
2. 抗震设计的基本原则与要求
2.1选择有利的抗震场地
2.1.2地震造成建筑物的破坏，除震动直接引起的结构破坏之外，场地条件改变也是一个重要的因素，如地震引起的地表错动与地裂，地基土的不均匀沉陷、滑坡，粉、砂土液化等，因而会出现“重灾区中有轻灾，轻灾区中有重灾”的现象。
2.1.2抗震设防区的建筑工程场地的选择应做到以下几点：①应选择对建筑抗震有利的地段，如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土等段。②应避开对建筑抗震不利的地段，如软弱场地土、易液化土、突出的山嘴、高耸孤立的山丘，非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘，在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的场地土（如故河道、断层破碎带、暗埋的塘滨沟谷及半填半挖的地基）。当无法避开时，应采取有效的抗震措施。③不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。危险地段一般是指地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流的地段和发震断裂带上可能发生地表错位的地段。建筑场地为[Ⅰ]类时，甲、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；丙类建筑允许按本地区抗震设防烈度降低1度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。震害调查表明，土质越软、覆盖层越厚，建筑物震害越严重，反之则越轻。
2.2地基测算和基础设计
2.2.1基本测算：等效剪切波速。根据GB50011—2010《建筑抗震设计规范》的规定，土层的等效剪切波速按公式计算；。式中Vse—土层等效剪切波速，m/s；do—计算深度，取覆盖层厚度与20m二者中的较小值(m)；t—剪切波速在地面至计算深度之间的传播时间(s)；di—计算深度范围内第i土层的厚度（m）；Vsi—计算深度范围内第i土层的剪切波速，m/s；n—计算深度范围内土层的分层数。
2.2.2场地覆盖层厚度和场地类别建筑的场地类别，应根据土层剪切波速和场地覆盖层厚度按照表1划分。在实际的工程中，Ⅱ类场地较为常见。
表 1 各类建筑场地的覆盖层厚度（m）
2.2.3基础设计注意事项①注意基础的选型，加强其整体刚性。同一建筑单元不宜设置在
性质不同的地基上，也不宜一部分采用天然地基，而另一部分采用桩基。②建筑物基础的埋深不宜浅 建筑物基础埋置深度增加，可以增强地基土对建筑物的嵌固作用，从而减小建筑物的振幅，减轻震害。所以，在条件允许时，建筑物的基础应尽可能埋得深一些，并切实做好基槽回填和夯实，使其与基础侧面紧密接触。③加强基础和上部结构的整体性。为了加强基础与上部结构的整体作用，基础在室内地坪下宜设置基础圈梁，上部结构的构造柱钢筋插入圈梁，使构造柱与地面下圈梁连接牢固。当地基土质较差时，还应在基底布置圈梁。④软土地基的基础应有较多的安全储备，宜加强基础的整体性和刚性。
2.3把握合理的建筑体型
建筑平面和立面的规整性，是结构设计中的一个十分重要的基础。在建筑平面、立面设计中、宜尽可能简洁、规则、合理设置防震缝，结构质量中心与刚度中心相一致。在地震作用下会产生扭转效应，大大加劇地震的破坏力度。建筑立面设计时，应避免采用带有突然变化的阶梯形立面，尽可能降低房屋的重心，突出屋面建筑部分的高度不应过高，以免地震时发生鞭梢效应。当建筑平、立面设计中不可避免采用严重不规则的设计方案时，应尽量在适当部位设置防震缝，将体型复杂、平面特别不规则的建筑布局，分割成几个相对规则的独立单元。
2.4采用合理的结构形式与布置
2.4.1在结构选型方面，应根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，经技术、经济比较后综合确定。常见的结构类型按照抗震性能优劣依次是：钢结构，型钢砼结构，现浇钢筋砼结构，预应力砼结构，装配式钢筋砼结构，配筋砌体结构，砌体结构等。
2.4.2结构布置的平面布置力求对称，竖向布置力求均匀。在采用纯框架结构的高层建筑中， 应尽量避免将楼梯踏步斜梁和平台梁直接与框架柱相连，以免发生剪切破坏。另外，装配式钢筋砼结构，不宜在高烈度区使用，此类结构存在致命的抗震弱点。唐山、汶川地震和国外的一些统计资料已经充分证明。
2.5提高结构的延性
延性是指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低且有足夠塑性变形能力的一种性能，是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。在设计中，可以通过各种各样的构造措施和耗能手段来增强结构和构件的延性。例如，对于钢筋砼结构可以采用强剪弱弯、强节点弱构件的设计策略促使梁以受弯形式产生较大变形：对于砌体结构可以采用墙体配筋、构造柱 圈梁体系等措施增加结构的延性。
2.6确保结构的整体性
结构是由许多构件连接组合而成的一个整体，并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。若结构在地震作用下丧失了整体性，则结构各构件的抗震能力不能充分发挥，这样容易使结构成为机动体而倒塌。海城。唐山。汶川地震中，导致房屋坍塌的最主要的原因
之一，就是构件之间连接遭到破坏，结构丧失了整体性。现浇钢筋砼结构和型钢砼结构具有整体性好。水平刚度大的优点，是比较理想的抗震构件。为了充分发挥各构件的抗震能力，确保结构的整体性，在设计的过程中应遵循以下原则：①结构应具有连续性。②保证构件间的可靠连接。③增强房屋的竖向刚度。
2.7添加多道抗震防线
在建筑的抗震设计中，有意识地利用多种手段实现设置多道抗震防线是抗震概念设计的一个重要组成部分。例如，采用超静定结构、有目的设置人工塑性铰、设置耗能装置等等。但在各种灵活多样的设计手法中应该共同注意的原则是：①不同的设防阶段应使结构周期有明显差别，以利避免共振；②最后一道防线要具备一定的强度和足够的变形潜力。
2.8注意非结构因素
非结构构件的存在，会影响主体结构的动力特性（如阻尼、周期等）。 同时，一些非结构构件（如玻璃幕墙、吊顶、室内设备等）在地震中往往会先期破坏。因此，在结构抗震概念设计中，应特别注意非结构构件与主体结构之间要有可靠的连接或锚固。同时，对可能对主体结构振动造成影响的非结构构件，如围墙、隔墙等，应注意分析或估计其对主体结构可能带来的影响，并采取相应的抗震措施。
3.结 语
抗震设计规范会随着抗震理论的提高而不断发展。现状是反应谱理论已在规范中全面得到了应用，真正的动力理论特别是非线性动力理论只在规范中作为特殊结构的设计要求。一般抗震设计规范的应用对象是面广、量大的结构物，复杂、费时的设计方法或原理要经过简化后才能为规范所采用，而建筑结构抗震设计理论随着社会经济的发展而不断发展，人们在认识地震孕育发生过程、掌握和应用防震减灾技术方面取得了长足的进步。但如何将真正动力法的设计原则简化或转化为一些具体的、简单的规定和方法，是今后抗震研究需要重点解决的问题。