關于建筑結構抗震設計理論及其設計方法的研究

一、建筑結構抗震功能設計概述

1、地震設防水準

地震設防水準指的是將來可能用在建筑結構上的地震強度的大小。因為地震設防水準對建筑結構的抗震性能有著直接的影響，所以在基于利用的建筑結構抗震模式設計理 論中，在建筑結構抗震模式設計過程中必須將地震設防水準精細化，以確保不同等級的抗震設防水準能夠在不同的地震強度作用下有效地控制建筑結構的損壞狀態。

2、建筑結構的抗震性能水準

建筑結構的抗震性能水準指的是在不同的設防地震等級作用下的建筑物可能的最大損壞程度，其包括建筑結構的完整性、適應性以及安全性等。根據研究實際的地震災害可知，按照傳統設計理念設計出來的建筑物雖然能夠避免因為坍塌所造成的人員傷亡，卻無法有效減少因為建筑物結構破壞所造成的基本設備、構件功能缺失帶來的巨大經濟損失。

基于利用的建筑結構抗震模式的設計要求，要考慮非結構構件、結構構件、建筑內部設備與裝修等多項影響因子。還要據此設定詳細、準確地建筑結構的抗震性能水準，以便擴大選擇范圍。

3、建筑結構的抗震性能目標

建筑結構的抗震性能目標指的是根據某一設防的地震等級所預期達到的建筑結構抗震能力。確立建筑結構的抗震性能目標必須綜合考慮各項影響因素，比如工地特征、工程投入和效益、建筑的潛在價值等。其中，按建筑物的重要程度將結構抗震性能目標劃分為基本設防目標、重要設防目標、特別設防目標。

二、建筑結構抗震設計方法介紹

國內外工程界學者對基于功能利用的建筑結構抗震模式設計方法的研究給予了高度的重視，在抗震設計的目標與理念上大致形成了統一的觀點。一般情況下，基于功能利用的建筑結構抗震設計方法跟歸納為承載力設計法、位移設計法、能量設計法三種。

1、承載力設計法

當前，在世界各地的建筑結構抗震設計規范中往往采用承載力設計法。因此不做具體介紹，主要介紹一下兩種設計方法。

2、位移設計法

位移設計法即先采用代替結構法把結構表示位移等效單自由度振子，用最大位移時的割線剛度和適合于非彈性反應時吸收的滯變能量的等效粘滯阻尼來表征結構，然后用預先確定的設計位移反應譜和由預期的延性求得估計的阻尼，由設計位移可求出最大位移時等效周期。因此，根據單自由度振子周期方程便可以求出最大位移時的有效剛度。

3、能量設計法

建筑物結構在強地震作用下，由于發生非彈性形變而造成能量損失。能力設計法指的是通過控制設施構件或者內部結構的能量消耗能力來實現建筑物結構抗震能力的有效控制。然而由于受結構復雜性的影響，導致其滯回耗能的計算過程錯綜復雜，存在較大的誤差。

雖然目前基于功能利用的建筑結構抗震模式設計方法及設計理論仍存在著很多缺陷，實踐起來也頗有難度，但是基于功能利用的建筑結構抗震設計是抗震工程設計的必然趨勢。