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摘要：我国处于环太平洋地震带和欧亚地震带，地震活动频繁，由于地震的突发性和难以预测性，使得提高建筑的抗震性能对于保护人民群众的生命财产安全具有重要意义。近年来发生的汶川地震和玉树地震，都给我们带来了沉痛的教训，让我们结构设计人员深切感受到身上的责任。本文将结合当前的建筑结构抗震设计理念，对抗震设计的几个关键问题进行探讨和分析，提出自己对建筑结构抗震设计的合理化建议和参考。
关键词：建筑结构；抗震设计；关键问题
地震是由地壳运动所引起的一种自然灾害，高烈度地震破坏力惊人，且受限于现阶段的技术条件，无法通过提前对地震的发生做出有效预测来降低地震造成的损失。这就把提高建筑结构的抗震性能的重要性凸现出来，通过我们结构工程师的工作，使得房屋建筑当地震发生时能够抵御地震的破坏，从而保护房屋内人民群众的生命财产安全。而如何做好建筑结构的抗震设计，结构设计中需要把握哪些关键问题，我们先从地震对建筑物作用的特点讲起。
一、地震对建筑物作用的特点
（一）地震作用具有不可预知性
地震作用的不可预知性一方面体现在地震的发生时间、地点、强度是不确定的。现有的科学水平还难以准确预估地震的发生，预期地震概率较小的地方也发生过地震，预期会发生大震的一些地方到目前还未发生较大的地震，我国历次发生的大地震往往超过了当地的设防烈度。另一方面，地震作用的不可预知性还体现在地震特性的不同造成的地震作用不同，建筑物所处场地的不同所受到的地震作用不同。地震作用与震级的大小、震源的深浅、震中距、传播介质的特性、建筑场地类别等因素有关，这就造成了地震作用的差异性，为建筑结构的抗震设计增加了难度。
（二）地震作用是短时间的动力作用
地震作用时间不长，通常一分钟左右，长的也不过几分钟，但是它是动力作用，具有动力特性。地震通过地壳的震动摇晃建筑地基，使建筑物产生前后、左右、上下、甚至扭转的振动，让建筑物受到惯性力的作用。地震动的动力特性和建筑物本身的动力特性决定了建筑物所受地震作用的大小。这就是结构抗震设计需要考虑的关键因素，通过控制建筑物的动力特性，减小建筑物所受地震作用，提高建筑物的承载能力，来保证建筑物在地震中的安全。
二、建筑结构抗震设计关键问题分析
（一）充分考虑建筑场地对抗震设计的影响
因为地震力是通过场地作用于建筑地基从而传递给上部结构的，所以在建筑结构的抗震设计中要充分考虑建筑场地的影响。
建筑场地应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、一般、不利和危险地段做出综合评价。抗震设防区的建筑工程宜选择有利的地段，应避开不利的地段并不在危险的地段建设。建筑物应满足规范规定的距发震断裂带的最小避让距离。当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时，应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用，其水平地震影响系数最大值应乘以增大系数。建筑结构抗震设计中应根据建筑场地类别的不同采取不同的抗震构造措施。当遇到液化土和软土地基时，应采取措施减小不良地质条件对建筑物的影响。
（二）选择合理的结构体系
建筑结构抗震设计中，合理的结构体系具有非常重要的意义，这是结构抗震概念设计的重要组成部分。合理的抗震结构体系应受力明确、传力途径合理且传力路线不间断，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力，应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。因此建筑结构抗震设计中应采取多道抗震防线，加大结构赘余度，利用延性构件的变形吸收和耗散地震能量，增加建筑结构的抗震性能。同时在抗震设计中，应使结构在两个主轴方向的动力特性宜相近，并有意识、有目的地控制薄弱部位，采取措施提高其抗震能力，使之有足够的变形能力又不使薄弱部位发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
（三）注重结构布置的规则性
抗震结构布置的核心是均匀、规则。结构竖向布置应避免刚度、承载力和传力途径的突变，防止局部楼层成为薄弱部位，产生较大的应力集中和过大的变形。结构平面布置应均匀对称，使得楼层质量和刚度的形心尽量重合，减小扭转效应，同时为了地震力的传递，应避免平面的凹凸和楼板开大洞。抗侧力构件平面上应规则对称，竖向上应均匀变化，同时满足两主轴方向相近的动力特性和结构抗扭能力的要求。
当结构布置存在规范规定的不规则时，应按规范要求对薄弱部位采取抗震构造措施，特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施，严重不规则的建筑不应采用。某些体型复杂的建筑可以通过设置抗震缝使结构布置变得简单规则，但应使防震缝两侧建筑在预期的地震下不发生碰撞或减轻碰撞引起的局部损坏。
（四）保证结构计算的有效性
当选择了合理的结构体系，并完成基本的结构布置后，就需要进行结构的计算工作。保证结构计算的有效性，为结构设计提供可靠依据，是建筑结构抗震设计的重要一环。计算模型的建立、必要的简化计算与处理，应符合结构的实际工作状况。结构计算时应根据实际情况确定楼板采用刚性或柔性假定、是否需要考虑重力二阶效应等。一般的建筑结构应在弹性工作状态下进行多遇地震作用下的内力和变形分析。不规则且具有明显薄弱部位可能导致重大地震破坏的建筑结构，应进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析。复杂结构在多遇地震作用下的内力和变形分析时，应采用不少于两个合适的不同力学模型，并对其计算结果进行分析比较。
结语
由于地震动的不确定性、结构地震破坏机理的复杂性，以及结构计算模型的各种假定与实际情况的差异，迄今为止，依据所规定的地震作用进行结构抗震验算，计算的结果还是一种比较粗略的估计。建筑结构抗震设计中，我们应该遵循“重概念，轻精度”的原则。选择具有多道防线的结构体系、均匀规则的结构布置，提高结构的总体抗震性能。一方面通过选择轻质高强的建筑材料减轻自重，从而减小地震力，另一方面通过延性构件的可控变形吸收和耗散地震力。还应做到“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”，防止脆性破坏，提高结构承载能力。建筑结构抗震设计是一个系统工程，只有通过这种从总体到局部的方法，才能设计出具有良好抗震性能的房屋建筑。
参考文献
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