建筑结构抗震设计理论及其设计方法

▍一、建筑结构抗震功能设计概述

1、地震设防水准

地震设防水准指的是将来可能用在建筑结构上的地震强度的大小。因为地震设防水准对建筑结构的抗震性能有着直接的影响，所以在基于利用的建筑结构抗震模式设计理论中，在建筑结构抗震模式设计过程中必须将地震设防水准精细化，以确保不同等级的抗震设防水准能够在不同的地震强度作用下有效地控制建筑结构的损坏状态。

2、建筑结构的抗震性能水准

建筑结构的抗震性能水准指的是在不同的设防地震等级作用下的建筑物可能的最大损坏程度，其包括建筑结构的完整性、适应性以及安全性等。根据研究实际的地震灾害可知，按照传统设计理念设计出来的建筑物虽然能够避免因为坍塌所造成的人员伤亡，却无法有效减少因为建筑物结构破坏所造成的基本设备、构件功能缺失带来的巨大经济损失。

基于利用的建筑结构抗震模式的设计要求，要考虑非结构构件、结构构件、建筑内部设备与装修等多项影响因子。还要据此设定详细、准确地建筑结构的抗震性能水准，以便扩大选择范围。

3、建筑结构的抗震性能目标

建筑结构的抗震性能目标指的是根据某一设防的地震等级所预期达到的建筑结构抗震能力。确立建筑结构的抗震性能目标必须综合考虑各项影响因素，比如工地特征、工程投入和效益、建筑的潜在价值等。其中，按建筑物的重要程度将结构抗震性能目标划分为基本设防目标、重要设防目标、特别设防目标。

▍二、建筑结构抗震设计方法介绍

国内外工程界学者对基于功能利用的建筑结构抗震模式设计方法的研究给予了高度的重视，在抗震设计的目标与理念上大致形成了统一的观点。一般情况下，基于功能利用的建筑结构抗震设计方法跟归纳为承载力设计法、位移设计法、能量设计法三种。

1、承载力设计法

当前，在世界各地的建筑结构抗震设计规范中往往采用承载力设计法。因此不做具体介绍，主要介绍一下两种设计方法。

2、位移设计法

位移设计法即先采用代替结构法把结构表示位移等效单自由度振子，用最大位移时的割线刚度和适合于非弹性反应时吸收的滞变能量的等效粘滞阻尼来表征结构，然后用预先确定的设计位移反应谱和由预期的延性求得估计的阻尼，由设计位移可求出最大位移时等效周期。因此，根据单自由度振子周期方程便可以求出最大位移时的有效刚度。

3、能量设计法

建筑物结构在强地震作用下，由于发生非弹性形变而造成能量损失。能力设计法指的是通过控制设施构件或者内部结构的能量消耗能力来实现建筑物结构抗震能力的有效控制。然而由于受结构复杂性的影响，导致其滞回耗能的计算过程错综复杂，存在较大的误差。

虽然目前基于功能利用的建筑结构抗震模式设计方法及设计理论仍存在着很多缺陷，实践起来也颇有难度，但是基于功能利用的建筑结构抗震设计是抗震工程设计的必然趋势。