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【摘 要】 为使钢筋砼多层框架结构达到抗震设防的总目标，除了按基本规定选择有利地段、正确确定地震作用效应和抗震承载力外，还需要重点处理好结构构件的选型和构件的延性要求；通过内力调整实现概念设计要求；通过变形验算防止整体倒塌等。
【关键词】 多层框架结构；抗震设防；构件的延性；强柱弱梁
1 房屋建筑抗震设计的基本要求
房屋建筑的抗震设计，是在现有建筑技术和经济水平的条件下，科学处理地震风险与建筑结构安全之间的关系。由于地震作用具有间接性、复杂性、随机性等特点，与一般的荷载（如结构自重、设备、家具等）不同，因而经过抗震设计的房屋建筑，一般都能够减轻地震的损坏或破坏，但尚不能完全避免损坏或破坏。
在工业现代化和信息化快速发展的今天，建筑科技和建筑结构设计、施工技术管理等部门的科技人员意识到，单纯强调建筑结构在地震作用下不严重破坏和不倒塌，已经不是一种完善的建筑结构抗震设计思想，已不能适应高新科技发展对现代工程结构抗震性能的需求了。事实上我国现行的建筑结构抗震设计规范（GB50011-2010）采用的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准抗震设防目标和两阶段抗震设计方法，与《建筑结构可靠度设计统一标准》提出的“结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的概率称为结构的可靠度”的原则是一致的。
为了达到建筑抗震设防的减震目标，在建筑抗震设计中需要重点控制的是：
1.1房屋建筑地基在强烈地震下保持稳定，并能承受上部结构传来的荷载。重点是防止边坡滑移和控制砂性土壤液化程度。
1.2房屋建筑的平面布置和结构选型不出现在地震作用下的安全薄弱环节。重点是控制房屋建筑各种几何尺寸、刚度和强度不连续性的程度。
1.3正确确定建筑結构承受的地震作用效应和结构构件的抗震承载能力。重点是控制结构构件的抗震承载能力与建筑结构承受的地震作用效应之间具有规定的比值。
1.4建筑结构抗震措施和细部构造能够防止结构在强烈地震作用下倒塌。重点是控制建筑结构在三个不同水准的地震作用下的损坏程度。
2 建筑结构抗震设计的基本规定
2.1建设场地勘察和地基设计的抗震要求。在确定了房屋建筑的抗震设防依据和设防标准之后，建设工程场地的岩土勘察便是把好房屋抗震设计质量的第一道关口。建设场地条件的优劣，不仅对地基基础的投资有重要影响，而且对上部结构的抗震作用大小和抗震总投资有明显的影响。
2.1.1建设场地勘察的抗震要求。建设场地勘察有单体工程，也有建设小区，其工作量的大小，与具体场地的复杂程度有关；建设工程的岩土勘探和试验，是正确评价场地地基抗震性能和进行抗震设计的基础和依据。为此，《建筑结构抗震设计规范》明确规定了供抗震设计使用的勘察报告所必需包含的内容，这是检查勘察报告质量时要着重掌握的：按实际需要划分对建筑有利、不利和危险的地段；依据对场地覆盖层厚度和场地土层软硬程度的评判，提供建筑的场地类别；当存在饱和砂性土层时，通过初判和标准贯入判别，提供液化判别结果和液化地基的处理方案；对无法避开的不利地段，在详细查明地质、地貌、地形条件后，提供滑坡、崩塌等岩土稳定性评价。
2.1.2地基设计的抗震要求。根据我国历年来的宏观震害资料，只有少数房屋是因地基震害而导致上部结构破坏。地基震害现象主要有倾斜、裂缝、滑移、震陷和地基上浮等，其中80%是土体液化引起的，软弱粘土地基和严重不均匀地基也容易产生震陷。因此，抗震设计规范关于地基和基础抗震设计的规定（包括基础选型、天然地基及各类基础的抗震承载力验算和构造等）中，扩大了对天然地基基础不作验算的范围，并根据桩基抗震性能比同类结构的天然地基要好的宏观经验，对照天然地基不验算范围，也列出了不存在液化土层时桩基不验算的范围。
2.2建筑布局和结构选型的抗震要求。合理的建筑布局和正确的结构选型是结构抗震设计中两个重要环节。由于结构所受地震作用的不确定性和复杂性，设计、计算很难有效地控制结构的抗震性能，必须依靠良好的概念设计理念。
2.2.1体型复杂建筑的抗震要求。根据历年来宏观震害经验的总结，在同一次地震中，体型复杂的建筑比规则建筑容易遭破坏和倒塌。对不同的结构类型，规则与不规则的分界也有差异。抗震设计提倡规则，是现有的技术和经济条件所决定的；一个体型复杂的建筑，要达到国家标准规定的抗震设防目标，在设计、施工、监理等方面都需要投入较多力量和较高投资。对于体型复杂的建筑，通过设置防震缝划分为规则单元是一种处理方法；当不设置防震缝时，要采取必要的计算和构造措施；当设置防震缝时，分缝后的结构单元和缝宽均应符合有关规定；伸缩缝、沉降缝的宽度均应符合防震缝宽度的要求。
2.2.2结构体系选型的抗震要求。抗震建筑的结构体系选型，应根据建筑的重要性、设防烈度、建筑高度、场地地基、基础、材料和施工技术等因素，经技术、经济分析和比较综合确定。按相关规范规定，合理的抗震结构体系应满足以下条件：（1）受力合理，传力途径直接；（2）避免破坏的连锁反应；（3）具有必要的强度和变形能力，即从结构构件到整个结构体系，应具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力；（4）控制抗震薄弱部位，包括：每个构件实际具有的承载力；当楼层实际的受剪承载力与按弹性分析的地震剪力的比值有突变时，由于塑性内力重分布，该楼层会出现塑性变形集中发生的不利现象；要防止局部的加强会导致整个结构刚度和强度的不协调；有意识地控制薄弱部位，使其有足够的变形能力又不发生内力转移，是提高结构整体抗震能力的有效手段。
3 钢筋砼多层框架结构的抗震设计
在我国，钢筋砼结构有震害经验的主要是框架结构，结合国内外钢筋砼多层框架结构的震害调查，得知其地震破坏的主要部位是梁、柱连接处。多层框架结构在强烈地震作用下，破坏集中发生在柱上下端和梁两端，以及角柱的节点区，其中以柱端砼开裂者居多，严重时箍筋被拉开、砼酥裂、柱主筋压屈，甚至丧失对上部结构重力的承载能力。因此，为使多层框架结构达到抗震设防的总目标，除了按基本规定选择有利地段、正确确定地震作用效应和抗震承载力外，需要重点处理好结构构件的选型和构件的延性要求；通过内力调整实现概念设计要求；通过变形验算防止整体倒塌等。针对框架结构在强烈地震中因变形较大而破坏甚至倒塌的现实，多层框架结构抗震设计时，对梁、柱布置，构件截面尺寸、纵向钢筋和箍筋的配置，节点核芯区构造以及填充墙拉结等，提出了一系列配套的要求。
3.1框架梁的箍筋构造。按“强柱弱梁”要求，梁应先于框架柱屈服，以使整个框架有较大内力重分布和耗能能力，而这主要决定于梁端的塑性转动量。为此，抗震设计规范规定了梁端箍筋加密范围和间距。
3.2框架柱的纵筋构造。为使框架结构在地震中不丧失承载力，框架柱是最关键的构件。为此，抗震设计规范对不同抗震等级提出不同的最小总配筋率要求，以使其具有不同的屈服位移角和变形能力。
3.3框架柱的箍筋构造。柱的延性与柱的轴压比、箍筋数量、箍筋形式、箍筋间距以及砼强度与箍筋强度的比值等因素有关。因此，抗震设计规范规定了柱端箍筋的加密长度、间距、直径和体积配筋率。
参考文献：
[1]张敬书.建筑抗震鉴定与加固.北京：知识产权出版社，2006.
[2]刘大海.房屋抗震设计.西安：陕西科学技术出版社，2002.
[3]李宏南.多层及高层建筑结构设计.北京：中国建筑工业出版社，2002.
[4]苏三庆.地震工程.西安：陕西科学技术出版社，2001.
【关键词】 多层框架结构；抗震设防；构件的延性；强柱弱梁
1 房屋建筑抗震设计的基本要求
房屋建筑的抗震设计，是在现有建筑技术和经济水平的条件下，科学处理地震风险与建筑结构安全之间的关系。由于地震作用具有间接性、复杂性、随机性等特点，与一般的荷载（如结构自重、设备、家具等）不同，因而经过抗震设计的房屋建筑，一般都能够减轻地震的损坏或破坏，但尚不能完全避免损坏或破坏。
在工业现代化和信息化快速发展的今天，建筑科技和建筑结构设计、施工技术管理等部门的科技人员意识到，单纯强调建筑结构在地震作用下不严重破坏和不倒塌，已经不是一种完善的建筑结构抗震设计思想，已不能适应高新科技发展对现代工程结构抗震性能的需求了。事实上我国现行的建筑结构抗震设计规范（GB50011-2010）采用的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准抗震设防目标和两阶段抗震设计方法，与《建筑结构可靠度设计统一标准》提出的“结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的概率称为结构的可靠度”的原则是一致的。
为了达到建筑抗震设防的减震目标，在建筑抗震设计中需要重点控制的是：
1.1房屋建筑地基在强烈地震下保持稳定，并能承受上部结构传来的荷载。重点是防止边坡滑移和控制砂性土壤液化程度。
1.2房屋建筑的平面布置和结构选型不出现在地震作用下的安全薄弱环节。重点是控制房屋建筑各种几何尺寸、刚度和强度不连续性的程度。
1.3正确确定建筑結构承受的地震作用效应和结构构件的抗震承载能力。重点是控制结构构件的抗震承载能力与建筑结构承受的地震作用效应之间具有规定的比值。
1.4建筑结构抗震措施和细部构造能够防止结构在强烈地震作用下倒塌。重点是控制建筑结构在三个不同水准的地震作用下的损坏程度。
2 建筑结构抗震设计的基本规定
2.1建设场地勘察和地基设计的抗震要求。在确定了房屋建筑的抗震设防依据和设防标准之后，建设工程场地的岩土勘察便是把好房屋抗震设计质量的第一道关口。建设场地条件的优劣，不仅对地基基础的投资有重要影响，而且对上部结构的抗震作用大小和抗震总投资有明显的影响。
2.1.1建设场地勘察的抗震要求。建设场地勘察有单体工程，也有建设小区，其工作量的大小，与具体场地的复杂程度有关；建设工程的岩土勘探和试验，是正确评价场地地基抗震性能和进行抗震设计的基础和依据。为此，《建筑结构抗震设计规范》明确规定了供抗震设计使用的勘察报告所必需包含的内容，这是检查勘察报告质量时要着重掌握的：按实际需要划分对建筑有利、不利和危险的地段；依据对场地覆盖层厚度和场地土层软硬程度的评判，提供建筑的场地类别；当存在饱和砂性土层时，通过初判和标准贯入判别，提供液化判别结果和液化地基的处理方案；对无法避开的不利地段，在详细查明地质、地貌、地形条件后，提供滑坡、崩塌等岩土稳定性评价。
2.1.2地基设计的抗震要求。根据我国历年来的宏观震害资料，只有少数房屋是因地基震害而导致上部结构破坏。地基震害现象主要有倾斜、裂缝、滑移、震陷和地基上浮等，其中80%是土体液化引起的，软弱粘土地基和严重不均匀地基也容易产生震陷。因此，抗震设计规范关于地基和基础抗震设计的规定（包括基础选型、天然地基及各类基础的抗震承载力验算和构造等）中，扩大了对天然地基基础不作验算的范围，并根据桩基抗震性能比同类结构的天然地基要好的宏观经验，对照天然地基不验算范围，也列出了不存在液化土层时桩基不验算的范围。
2.2建筑布局和结构选型的抗震要求。合理的建筑布局和正确的结构选型是结构抗震设计中两个重要环节。由于结构所受地震作用的不确定性和复杂性，设计、计算很难有效地控制结构的抗震性能，必须依靠良好的概念设计理念。
2.2.1体型复杂建筑的抗震要求。根据历年来宏观震害经验的总结，在同一次地震中，体型复杂的建筑比规则建筑容易遭破坏和倒塌。对不同的结构类型，规则与不规则的分界也有差异。抗震设计提倡规则，是现有的技术和经济条件所决定的；一个体型复杂的建筑，要达到国家标准规定的抗震设防目标，在设计、施工、监理等方面都需要投入较多力量和较高投资。对于体型复杂的建筑，通过设置防震缝划分为规则单元是一种处理方法；当不设置防震缝时，要采取必要的计算和构造措施；当设置防震缝时，分缝后的结构单元和缝宽均应符合有关规定；伸缩缝、沉降缝的宽度均应符合防震缝宽度的要求。
2.2.2结构体系选型的抗震要求。抗震建筑的结构体系选型，应根据建筑的重要性、设防烈度、建筑高度、场地地基、基础、材料和施工技术等因素，经技术、经济分析和比较综合确定。按相关规范规定，合理的抗震结构体系应满足以下条件：（1）受力合理，传力途径直接；（2）避免破坏的连锁反应；（3）具有必要的强度和变形能力，即从结构构件到整个结构体系，应具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力；（4）控制抗震薄弱部位，包括：每个构件实际具有的承载力；当楼层实际的受剪承载力与按弹性分析的地震剪力的比值有突变时，由于塑性内力重分布，该楼层会出现塑性变形集中发生的不利现象；要防止局部的加强会导致整个结构刚度和强度的不协调；有意识地控制薄弱部位，使其有足够的变形能力又不发生内力转移，是提高结构整体抗震能力的有效手段。
3 钢筋砼多层框架结构的抗震设计
在我国，钢筋砼结构有震害经验的主要是框架结构，结合国内外钢筋砼多层框架结构的震害调查，得知其地震破坏的主要部位是梁、柱连接处。多层框架结构在强烈地震作用下，破坏集中发生在柱上下端和梁两端，以及角柱的节点区，其中以柱端砼开裂者居多，严重时箍筋被拉开、砼酥裂、柱主筋压屈，甚至丧失对上部结构重力的承载能力。因此，为使多层框架结构达到抗震设防的总目标，除了按基本规定选择有利地段、正确确定地震作用效应和抗震承载力外，需要重点处理好结构构件的选型和构件的延性要求；通过内力调整实现概念设计要求；通过变形验算防止整体倒塌等。针对框架结构在强烈地震中因变形较大而破坏甚至倒塌的现实，多层框架结构抗震设计时，对梁、柱布置，构件截面尺寸、纵向钢筋和箍筋的配置，节点核芯区构造以及填充墙拉结等，提出了一系列配套的要求。
3.1框架梁的箍筋构造。按“强柱弱梁”要求，梁应先于框架柱屈服，以使整个框架有较大内力重分布和耗能能力，而这主要决定于梁端的塑性转动量。为此，抗震设计规范规定了梁端箍筋加密范围和间距。
3.2框架柱的纵筋构造。为使框架结构在地震中不丧失承载力，框架柱是最关键的构件。为此，抗震设计规范对不同抗震等级提出不同的最小总配筋率要求，以使其具有不同的屈服位移角和变形能力。
3.3框架柱的箍筋构造。柱的延性与柱的轴压比、箍筋数量、箍筋形式、箍筋间距以及砼强度与箍筋强度的比值等因素有关。因此，抗震设计规范规定了柱端箍筋的加密长度、间距、直径和体积配筋率。
参考文献：
[1]张敬书.建筑抗震鉴定与加固.北京：知识产权出版社，2006.
[2]刘大海.房屋抗震设计.西安：陕西科学技术出版社，2002.
[3]李宏南.多层及高层建筑结构设计.北京：中国建筑工业出版社，2002.
[4]苏三庆.地震工程.西安：陕西科学技术出版社，2001.