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2合肥地区地震历史学习分析
2.1合肥地区历史地震记录据史料记载
公元288年至今，区域内没有发生过7级以上强震。
2.21970年以来地震记录资料
2.3对地震记录资料的分析
合肥地区据史料记载，自公元288年至今区域内没有发生过7级以上强震；1673年3月～1962年8月史料中，1673年合肥南部发生的5级地震，位置在桥头集-东关断裂、大蜀山-长临河断裂与乌云山-合肥断裂的交汇部位，据专家推断该三条断裂为活动断裂，且合肥地区具备发生5.5级~6级地震构造。此外，邻区地震也影响合肥，如1668年山东郯城-莒县间发生的8.5级地震,造成合肥大约7度的破坏；1917年霍山6.25级地震和1954年在合肥六安间发生的5.5级地震均造成大约6度的破坏。据有关部门从1973年至1994年发生的MS≥1级地震震中分布与断裂关系研究发现：合肥地区小震活动主要集中于区域东部，形成一个小震丛集区和两个密集带：
①一个小震丛集区位于池河-西山驿和乌云山-合肥断裂之间，反映区域东部地壳活动性明显强于西部；
②巢湖内的姥山-中庙一线存在着一个近东西向展布的小震密集带，线状特征明显；
③元瞳-梁园-石塘一带小震呈密集带，暗示有北西向隐伏线性构造的存在。
3合肥地区地震评价和抗震烈度区划现状
合肥市是距离郯庐断裂带最近的省会城市，经权威部门研究认为：
①郯庐断裂安徽段为中强震低频地段；
②合肥地区未来的地震危险性主要来自华北地震区的长江下游-黄海地震带和郯庐地震带；
③未来可能发生在安徽六安-霍山地震区、涡阳—凤台地震区和江苏溧阳地震区的强震，会对合肥地区有较大潜在地震影响；
④综合各方面情况，合肥区域发生6级以上地震或受到大于7度地震影响的概率极低。国务院把合肥列为全国13个地震重点监视防御城市之一，2010年抗震规范规定合肥市四区（蜀山、瑶海、庐阳、包河）及四县（长丰、肥东、肥西、庐江），建筑抗震设防基本烈度为7度、第一组、地震加速度为0.10g；巢湖市列为建筑抗震设防基本烈度为6度、第二组、地震加速度为0.05g。
4合肥地区工程抗震浅析
4.1合肥地区抗震措施一般不需要考虑“避让断裂带”的要求
根据2010年抗震规范第4.1.7条规定“抗震设防小于8度区域，建筑抗震不用考虑避让断裂带”的要求，原因是通过国内外大量地震资料在小于8度地震区，地面一般不发生断裂错动。合肥市四区、四县、一市抗震设防基本烈度皆小于8度。
4.2合肥地区建设工程时地貌单元勘察要求
合肥地区要注意在河、湖岸边漫滩及一级阶地等地貌单元上建设工程时，应该注意场地土（砂土和粉土）的液化问题。在这些地貌单元勘察时必须进行有关技术测试，如对砂土要进行标准贯入试验，对粉土要进行颗粒分析试验和标准贯入试验，并进行有关液化土评价和场地液化指数的综合计算，进而提供设计对地基基础的技术措施依据，施工中严格按照勘察设计要求进行，使建筑满足抗震规范要求。必须注意：本次规范修订依据国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223—2008），修订中总结汶川大地震的经岩土工程与基础处理336验教训考虑到我国经济已有较大发展，把“未成年的学校、医院、体育场馆、博物馆、文化馆、图书馆、影剧院、大商场、交通枢纽等人员密集的公共服务设施”划为重点设防类，其地基基础抗震设防措施比基本烈度提高一度的要求进行设计。对抗震基本烈度为6度区的巢湖市，建筑抗震乙类（重点设防类，如中小学、幼儿园等）及甲类建筑，严格注意勘察时应对场地在7度地震力作用下有液化的土层进行技术测试与液化评价，进而在设计时考虑要按照“比基本烈度提高一度（7度）设防”的要求采取措施处理，以达到抗震规范规定的抗震要求。
4.3对重要的、体型复杂的高层建筑应该进行地基动参数检测、地震力衰减和时程分析
在地震过程中，土的剪切模量和阻尼比随剪应变的加大而呈现出明显的非线性变化。在有限的范围内剪切模量G与剪切模量Gmax的比值随剪应变γ的变化曲线仅与土类有关，故土的非线性动力特性可以用G/Gmax~r曲线描述。而Gmax由原位剪切波速测试出的S波速Vs由下式算出：Gmax=ρVS2。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)要求，地震作用计算拟采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。通过对场地原位剪切波速测试和人工模拟的加速度时程曲线,计算各层土层地震动力反应，给出地表加速度时程,再进行有关加速度时程合成。通过地震危险性分析给出了场地基岩地震动时程的动力学特性：峰值加速度及加速度反应谱。人工合成地震动就是计算满足这些特性的加速度时程，其方法是不断调整初时时程Ra(t)的幅值谱，使Ra(t)的动力特性（包括加速度反应谱及峰值加速度）均满足危险性分析的要求。地震动时程的强度包线采用如下形式：(t/c1)2×Agmaxt≤c1Agmaxc1≤t≤c2exp(-c3(t-c2)Agmaxt＞c2f(t)={其中：c1、c2、c3是确定包络线的3个参数；Agmax是最大加速度；t是从地震初至开始的时间。对合肥周围地区，在考察每个潜源的最大震级和潜源内发生最大震级地震对场地影响两个方面的因素后，多遇地震各参数：c1＝17.76，c2＝26.52，c3＝0.12。为反映地震全过程，对多遇地震时程长度为20.48s，采样步长0.02s，相应的采样点数分别为1024。
4.4建设工程勘察、设计、施工必须严格按照国家抗震设防分类
标准（2008）和2010抗震规范执行新规范继续保持着“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防方针。所有建筑只要严格按规范设计和施工，可以在遇到高于区基本烈度1度的地震下没有倒塌的危险，从而实现生命安全的目标。其中：所指的“小震即多遇地震、中震即基本烈度地震、大震即罕遇地震”，其对应的50年“超越概率63%、10%和2%~3%的地震”，对应的“重现期分别为50年一遇、约500年一遇和约2000年一遇的地震”。
4.5对既有建筑抗震的现状分析与抗震措施的建议
4.5.1既有建筑抗震的现状
根据笔者参加的安徽省住建厅与安徽建筑工业学院2009年对“安徽省城市重要市政基础设施和公共建筑的抗震性能调查”研究，既有建筑物抗震隐患主要存在如下几种情况。
①抗震设计标准的变化引起建筑物抗震性能不满足现行规范要求，如原抗震设防分类标准为丙类而现行规范定为乙类建筑，如教育建筑、医疗建筑、大型公用建筑等，因为现在新规范要求要比基本抗震烈度提高1度设计，所以现在不能满足新规范要求抗震。
②7度区1978年前建造使用的建筑和6度区1989年前建造使用的建筑，由于之前没有进行抗震设计建造，因此其安全性较低，达不到现行抗震要求。
③对于1978年前建造的建筑虽然进行了一些抗震加固，但其整体性差，很多建筑根本不能抵抗基本烈度的地震作用。
④1978年以后建造的抗震房屋，但根据对部分建筑（如合肥市西苑新村某楼，6层，二层）现场检测其承重墙砌体砂浆标号很低，已很多达不到M25，不能抵抗基本烈度7度时的地震力作用。
⑤其他问题诸如：部分建筑结构体型不规则和设计缺陷，引起的建筑结构抗震能力薄弱；部分建筑由于施工质量较差和建筑材料性能指标不合格导致结构抗震性能不满足设计要求；有些建筑未经技术鉴定或设计许可，擅自加层或改变使用功能而导致结构抗震性能存在隐患；个别建筑建造在没有处理的坑道上、液化场地上、可能造成的滑坡上等等。
4.5.2对既有建筑的抗震措施的建议
对重要公共建筑设施应该积极进行鉴定、加固。对过去设计符合老规范没有达到新规范标准的如未成年的学校、医院、体育场馆、博物馆、文化馆、图书馆、影剧院、大商场、交通枢纽等人员密集的公共服务设施，应该重点实施加固改造。对民房、危房应积极宣传，鼓励自行委托鉴定、加固或拆除。
2建筑现状调查
抗震鉴定前应进行建筑现状调查，包括搜集勘察、施工及竣工验收的相关原始资料；当资料不全时，应根据鉴定的需要进行补充实测。调查建筑现状与原始资料相符程度、施工质量和维护状况。
2.1原始资料调查
该住院楼岩土工程勘察报告、竣工图纸、竣工验收资料等原始资料均较齐全。
2.2外观质量检查
钢筋混凝土结构主要检查结构构件的裂缝及劣化程度等。经检查个别框架柱及剪力墙表面存在蜂窝、麻面现象；少数框架梁存在梁底钢筋锈蚀现象；个别屋面板板底存在碱蚀、露筋现象。结构构件未发现明显开裂、较大变形等严重结构性损坏现象。
2.3材料性能检测
建筑结构的材料性能是结构安全的基本保证。本工程混凝土强度采用超声-回弹综合法对混凝土抗压强度进行现场取样检测，检测混凝土强度摘录如表1所示。现场采用钢筋探测仪对部分梁、板、柱、剪力墙的钢筋配置、分布及混凝土保护层厚度进行检测，检测结果基本符合原图纸设计要求。
3抗震鉴定
3.1抗震鉴定原则
本工程属于B类建筑，应进行两级鉴定。
(1)第一级鉴定对现有房屋的宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价；
(2)第二级鉴定：对现有房屋进行抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。(1)和(2)同时满足的建筑评定为满足抗震要求,可不进行加固处理；(1)满足而主要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的95%、次要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的90%，可不进行加固处理；(1)不满足而抗震承载力较高时，可通过构造影响系数进行综合抗震能力的评定；(1)和(2)均不满足要求时，应采取加固或其他相应措施。
3.2抗震等级确定
本工程使用功能为病房楼，根据《建筑工程抗震设防分类标准》第4.0.3条，二三级医院的门诊、医技、住院用房，抗震设防类别应划分为重点设防类（乙类）。依据现行《建筑抗震设计规范》第6.1.2条规定，本楼框架抗震等级为二级、剪力墙抗震等级为一级。依据现行《建筑抗震鉴定标准》第6.3.1条规定，框架抗震等级为三级、剪力墙抗震等级为二级。改造工程的抗震设防目标及抗震设防水准，按照安全、经济、合理的要求，结合其后续使用年限40年相协调，确定框架抗震等级为三级、剪力墙抗震等级为二级。
3.3场地、地基和基础
查阅原地勘报告，本楼建造于对抗震有利的地段，场地类别为II类，其地基主要受力范围内不存在软弱土、饱和砂土和饱和粉土或严重不均匀土层。依据《建筑抗震鉴定标准》第4.1条、4.2条规定，可不进行场地对建筑影响的抗震鉴定，同时也可不进行地基基础的抗震鉴定。
3.4抗震措施鉴定（第一级鉴定）
3.4.1结构高度
本工程结构总高26.90m,满足《建筑抗震鉴定标准》第6.1.1条，7度框架-抗震墙结构适用的最大高度为120m的要求。
3.4.2房屋的结构体系
本工程为双向多跨框架-抗震墙结构，结构布置及框架梁、柱、剪力墙截面满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.2条房屋结构体系要求。本工程建筑平面形状为矩形，平面没有局部突出，立面没有局部缩进，均满足《建筑抗震鉴定标准》第6.2.1条房屋结构体系要求。楼层刚度大于其相邻上层刚度的70%，且连续3层总的刚度降低小于50%，满足《建筑抗震鉴定标准》第6.2.1条房屋结构体系要求。首层个别框架柱轴压比为0.98，不满足《建筑抗震鉴定标准》第6.2.1条框架-抗震墙柱（抗震等级三级）轴压比≤0.95的要求。
3.4.3混凝土强度等级
本工程混凝土强度实测结果，满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.3条梁、柱、墙实际达到的混凝土强度等级不应低于C20要求。
3.4.4框架梁的配筋及构造
本工程框架梁纵向受拉钢筋的配筋率不大于2.5%；梁端截面的底面和顶面配筋量的比值不小于0.3；梁端箍筋实际加密区的长度大于梁截面高度的1.5倍，箍筋最小直径为8mm，满足要求。
3.4.5框架柱的配筋及构造
本工程框架柱实际纵向钢筋的总配筋率，框架中柱、边柱和角柱均大于1.0%，满足要求。柱箍筋加密区的箍筋间距为100mm，箍筋直径为φ8mm和φ10mm，满足要求。柱加密区箍筋肢距不大于200mm，且每隔1根纵向钢筋在2个方向均有箍筋约束，满足要求。
3.4.6框架节点核心区构造
本工程框架节点核心区内箍筋最大间距为100mm，最小直径为φ12mm，柱体积配箍率为1.6%~2.1%，满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.6条要求。
3.4.7抗震墙的配筋及构造
本工程抗震墙墙板竖向、横向分布钢筋的配筋率约为0.628%，均大于0.25%，最大间距为150mm，最小直径φ12mm，满足要求。抗震墙边缘构件的配筋，纵向钢筋配筋率为1.2%~2.0%，箍筋直径均为φ10mm，间距均为100mm，满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.7条要求。
3.4.8填充墙
本工程砌体填充墙在平面和竖向布置均匀对称，满足要求。砌体填充墙沿框架柱每隔500mm有2根φ6mm拉筋，拉筋伸入填充墙内长度700mm，满足三四级框架不应小于墙长的1/5且不小于700mm的要求。墙长度大于5m时，墙顶部与梁设有拉结措施，满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.9条要求。
3.5抗震承载力验算（第二级鉴定）
第二级鉴定是以抗震验算为主，结合构造影响进行综合评价。第二级鉴定可采用楼层综合抗震能力指数法与《建筑抗震设计规范》规定方法进行抗震计算分析。本工程采用中国建筑科学研究院编制的《PKPM混凝土结构鉴定加固》软件进行抗震承载力计算。在建立计算模型和选择计算方法时采取了如下处理。
1）在PKPM软件计算中，依据原设计施工图、本次改造建筑图，并结合现场调查结果，确定结构布置及荷载分布，建立计算空间计算模型
2）抗震计算的有关参数抗震设防烈度:7度;设计基本地震加速:0.15g;设计地震分组:第一组；设计特征周期值:0.30s;建筑场地类别:II类;地面粗糙类别:C类;框架抗震等级:三级;剪力墙抗震等级:二级。
3）梁柱节点重合部分,梁端简化为刚域。
4）考虑填充墙对于结构总体刚度的影响，计算时取周期折减系数为0.75。
5）根据第一级鉴定结果，体系影响系数取0.95。经计算首层个别框架柱抗剪不满足要求，首层、2层部分框架梁、板承载力不满足要求，3层、5层改造为设备机房位置楼板承载力不满足要求。
3.6抗震鉴定结论
1）个别框架柱轴压比不满足要求；
2）个别框架柱抗剪不满足要求；
3）部分框架梁承载力不满足要求；
4）部分楼板承载力不满足要求。
4抗震加固设计
4.1框架柱加固
轴压比不足的框架柱采用加大截面法进行加固处理。该方法是在框架柱构件表面凿毛和清洁处理后用钢筋混凝土围套，围套内的纵向受力钢筋由计算确定，并与原框架柱内纵向受力钢筋共同工作。采用加大截面法不仅提高框架柱的承载力，并且在一定程度上提高了结构的刚度。加大截面的尺寸一般在100mm左右，采用混凝土加大截面，浇筑时很难振捣密实，加固质量难以保证。本工程采用高强灌浆料代替混凝土，保证了混凝土的密实度。抗剪承载力不足的框架柱采用横向粘贴碳纤维的方法进行加固处理。框架柱粘贴环向碳纤维箍，缠绕3圈且搭接长度应超过200mm。碳纤维箍外侧抹厚度不小于25mm的高强度水泥砂浆，以满足防火及防护要求。框架柱顶部及底部设置4mm厚钢板封闭箍进行附加锚固。
4.2混凝土梁加固
混凝土梁采用型钢加固法。此方法适用于不允许增大构件截面尺寸，而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构加固。型钢加固法是在混凝土构件四周包以型钢，型钢与被加固梁之间用聚合物砂浆或结构胶等方法黏结。型钢表面抹厚度不小于25mm的高强度水泥砂浆（应加钢丝网防裂）作防护层，具体做法
4.3楼板加固
楼板采用粘贴碳纤维加固法。碳纤维复合材加固混凝土结构，主要是利用纤维抗拉的高强度、高弹性模量、高应变性能及利用改性环氧树脂类胶结材料，使碳纤维与混凝土结构产生良好的黏结性，加固补强原结构受拉纵向钢筋和受剪、抗扭箍筋的不足，从而提高结构抗弯、抗剪、抗扭承载力。该方法用高性能黏结剂将碳纤维布黏贴在楼板表面（纤维粘贴方向应平行于构件的主受力方向），使两者共同工作，提高楼板的抗弯承载力。为提高碳纤维布黏结加固耐久性，碳纤维表面采用压结钢片加射钉进行附加锚固，压结钢片长度宜为碳纤维布宽+60mm，射钉应不打穿碳纤维布。
5结语
1.1基于整体性的结构设计
民用建筑的功能比较单一，内部通常不涉及负责的功能模块，除了基础的水电煤气网等内容之外，主要提供的是居住环境和活动空间。这与生产性建筑明显不同，生产性建筑如工业车间，其内部构造的材料必须与生产能力相适应，包括地面材料也有特殊的标准。民用建筑在功能结构上侧重整体性，即通过整体性的构造来实现单一功能要求，因此在抗震设计中要尽量规避掉可能出现的不连续缺陷，例如承重墙附近的辅助部分，不能够喧宾夺主而出现裂缝。基于这一要求，抗震设计索要遵循的整体性原则并保持连续性，已经形成了建筑定势思维，甚至在会弱化建筑的风格要求和功能需求，重点突出安全性。否则，建筑结构的抗震设计就无法完成，所谓的整体性也就是一纸空谈。
1.2基于连接性的结构设计
尽管民用建筑的功能较为单一且突出整体性特点，但从建筑学角度考虑，任何一个工程都是由部分结构组成的，并通过相互连接的方式组成整个建筑。例如，楼梯与楼层之间的连接，房间墙壁分隔的连接等等，连接部分直接影响了建筑结构的抗震性能，因此在设计中必须深度考虑，即对连接性进行优化。一般的抗震元素中，良好的连接性需要承重墙的作用，保护机构的预应力也要达标，这是确保可靠性的必然要求。同时，连接性的另外一个优势是体现在震动过程中的，在出现地震灾害的过程中，物理连接性可以转化为抗震连续性，确保建筑的安全。
1.3基于刚度性的结构设计
所谓刚度性，是指建筑材料在受到震动之后产生抵抗弹性变化的能力，始于柔度相对应的一个变量。刚度设计在民用建筑中非常重要，也比较难把握，因为存在的数据信息量过少，无法进行详细的测算。建筑企业在施工过程中，主要从主承受结构的竖向刚度入手，同时将横向延展性作为抗震设计标准中的重点（地震的横波破坏性较大）。简单地说，刚度设计是综合考虑承载力之后实现的。
2影响民用建筑抗震施工构造的要素
民用建筑的抗震施工结构设计并不比其他类型建筑简单，甚至在某些方面表现的更为复杂，这关键是由于环境因素造成的。民用建筑的分布范围广泛，不同的地质环境千差万别，没有统一的施工设计标准。同时，基于受力结构而言，抗震设计中的整体性原则是在施工完成后才可以整体评估的，目前还缺乏更有效的建筑手段。作者通过研究认为，影响民用建筑抗震施工构造的因素主要有以下几种：
2.1设计结构与实际偏移量
在设计过程重要尽量减小控制结构偏移量，这样可以减小地震发生环境下的能量干预。而民用建筑结构中的偏移量，需要实现进行计算，这已经成为当前主要的方法；但存在的不利因素在于，民用建筑抗震施工构造中的偏移量计算方式缺乏有效的数据参考。为了解决这一问题，结构设计中通常会放大偏移量的数据测量范围，从而实现在建筑发生地震的环境下，结构变形的总量不会超出安全范围，尤其是建筑基础部位的位移量；地基发生的偏移量超出安全范围，必然导致建筑的坍塌，这也是地基使用抗震材料和构件较多的原因。
2.2隔震消能技术的应用
民用建筑的规模小，建筑稳定性缺乏实践标准，因此对地基以下的地质选择非常重要。为了应对地基存在的天然抗震缺陷，人们发明了隔震消能技术，并取得了很好的效果。我国对隔震消能技术的研究和应用始于上世纪六十年代，随着时间的推移，已经演化成为民用建筑中主要的抗震手段。隔震消能技术是通过控制结构的刚度来实现的，在承重部分中加入有效的抗震构件，用来抵消发生地震时的能量输入。经过长期的检验发现，使用隔震消能技术的民用建筑可以有效地提升稳定性，在发生地震（或模拟实验）过程中做到“列而不倒”。
2.3建筑材料的选择
建筑材料因素对民用建筑的抗震性影响很直接。我国传统的砖瓦木质建筑结构已经被逐步淘汰掉，响应的，钢筋、水泥、架构等新型的建筑形式开始成为民用建筑的主体。从建筑学的角度来说，要提高抗震性，应该减少材料自身的质量并提升刚度，例如对钢材的选取要求，要做到与建筑规模匹配的原则，将自身质量与承重能力维持在一个平衡点上。同时，建筑材料的选择，也是对建筑成本影响最大的因素。一般来说，建筑材料占建筑成本的50%左右，其次为人工成本。由于民用建筑的主体投资能力并不是很强，在针对抗震重要性不了解的情况下，会导致建筑材料不达标的现象，这是十分危险的。因此，适当出台民用建筑材料的标准型法规，对人民群众的生民财产安全具有重要保护作用。
建筑的抗震设计以及抗震性能的高低与人民群众的生命财产安全有着直接联系，而建筑抗震设计又是以建筑设计为基础的。这是由于建筑结构是基于建筑设计的，当建筑设计完成后建筑结构就难以改变。因此建筑设计师在建筑设计前期就应该充分考虑到建筑抗震设计的需求。
二、基于建筑抗震设计的建筑设计措施
（一）建筑结构设计的对称原则
我国出台的建筑抗震设计规范中指出，我国建筑抗震的设计目标是小震不坏，中震可修，大震不倒。对于建筑师和结构工程设计师来说，在进行建筑工程设计师应该秉持着简单、规则的建筑结构原则。一般方形、圆形、为主。建筑的竖向形态的变化要规则，一般可以选择矩形、梯形等变化均匀的形状。对称结构建筑在地震地面平动作用下一般只会出现平移震动，建筑内部构件出现测位移量，内部构件受力均衡；而非对称结构的建筑则会由于刚心和质心不重合，在地面平动的过程中也会出现扭转振动。如建筑内部的构建离刚心较远就会由于超出变形极限而出现损坏，进而导致结构一侧失效而倒塌。
（二）注重建筑构件与连接点处质量
在建筑工程设计和施工过程中建筑构件的合理配置以及连接点处的质量与建筑施工安全质量存在直接的联系。并且在新型建筑材料问世的同时建筑物的外部设计大都汇采用新型建筑材料，例如大理石、瓷砖等。而建筑室内装饰也会使用到吊顶等技术。这些室内以及立面装饰本身存在抗震性能的问题，并且其与建筑主体的牢固连接也是抗震设计的关键。近几年有部分国外高层建筑在发生地震时下起了“玻璃雨”，建筑的玻璃幕墙由于地震导致破损。这是由于当前所使用的玻璃幕墙还无法适应地震中产生变形和扭转。因此建筑如要采用玻璃幕墙则必须保证玻璃幕墙的强度与变形能力。在其与建筑主体连接处要设计为能够在水平向实现变位能力的构造，从而在地震时玻璃幕墙能够与建筑物地震变形脱离，减少玻璃幕墙的损坏。另外，在建筑设计中内隔墙、玻璃隔断等结构件的设计中也要充分考虑其与建筑主体连接点的牢固性，保证其抗震性能。
（三）关注建筑顶部抗震
在高层或超高层的建筑设计过程中，建筑的顶部抗震设计是十分关键的。当前高层或超高层建筑的屋顶普遍存在过高和过重的问题。屋顶过高或过重会导致建筑变形加重，进而强化了地震的破坏作用。对于屋顶建筑以及下层建筑物的安全性能有着极大的负面影响。如建筑的屋顶与下层建筑的重心没有位于同一条直线上，那么建筑屋顶的抗侧力墙也会与下层建筑的抗侧力墙出现分离，当地震出现时则会加剧损坏。因此在高层或超高层建筑设计中应该使用新型高强度轻质的建筑材料，尽可能保证屋顶的重心与下层建筑的重心位于通一条直线。当建筑屋顶的较高时要保证其抗震定性，缓解地震带来的变形作用。
（四）建筑竖向布置
建筑竖向布置主要体现在建筑物的高度结构质量以及刚度的设计中，特别是在高层或超高层建筑中建筑的竖向布置对于建筑抗震设计来说更加重要。建筑楼层的使用功能差异导致建筑物楼层分布的质量和刚度均不一致，例如楼层包括游泳池、会议室、健身房等。楼层的功能需求导致楼层上下之间的刚度差异过大。高层建筑中刚度最差的楼层的抗震性能最为薄弱，在出现地震时即为变形严重的薄弱层。在建筑设计中由于楼层功能不同导致的墙体不连续，柱子不对称等极大的限制了抗震性能。因此在建筑抗震设计中应该尽量保证竖向的刚度分布靠近，尤其是在结构上刚度转换层更加要着重注意。
2建筑设计中要重点关注的几个抗震设计
（1）建筑构件和连接点处的抗震设计。如今人们的生活水平日益提高，随之也对居住质量有了更为严格的要求，就施工的整体质量而言，与之直接相关联的便是建筑构件的合理搭设和对连接点的科学设置。如今新世纪出现了许多新的工艺和材料，这样施工就迎来了更大的挑战。例如说建筑物的外部设计，其中会用到大理石、瓷砖等新材料，室内装饰设计用到的则有吊顶和人工造影等技术。就实际施工而言，一定要对材料质量和施工技术有所保证，才能使建筑物的抗震性得到保障，同时要重点监督和管理其牢固性，以免在地震发生时意外坠落而造成人员的伤害。
（2）建筑物顶部的抗震设计。如今的建筑行业，普遍对顶部过高、过重的问题有所避免。因为顶部产生的压力会导致建筑墙面也形成相应的较大压力，这会使建筑物的抗震性和牢固性在一定程度上有所减弱。在建筑设计过程中，务必要保证建筑物整体有一个合理的重心，与此同时还要花心思用于材料选择，选取的顶部材料要尽量是重量轻、刚度较均匀的，这样建筑结构才能将抗震能力充分发挥出来。
（3）建筑设计中关于设计限制的问题。通常都是在建筑前期确定建筑物的抗震级别，并且这是以建筑物的实际使用情况为依据，所以要在施工过程中严格按照国家规定，要使建筑物的抗震性能有所保障，以免有墙体裂缝或坍塌的现象出现。
3建筑设计过程中要考虑到的抗震设计
根据上述内容，我们了解到建筑抗震设计和建筑设计之间息息相关的联系。为了确保最大程度的抗震性，就一定要在实际施工中紧密结合起二者的联系，同时还要在施工过程中真正融入抗震理念，如此才能使原有的建筑常规从根本上被打破，才能使建筑物抗震现状得到彻底改善，接下来从建筑物的形状、平面和空间三方面设计来具体阐述二者的结合。
（1）形状设计建筑物的形状设计也就是针对建筑进行的“体型”设计，具体包括了各部分施工技术、建筑物平面布局和立体空间等的设计。在建筑行业发展的新时代，很多方面都有所创新就建筑物思维整体外观而言亦是如此。由此有诸多样式的建筑外形出现，所以，在形状设计的过程中，需要对不同外形的不同特点予以充分考虑，不同的建筑外形，也会有不同的建筑特色和实际需求，施工单位应该加以充分考虑。通常情况下，凸凹形状的建筑体型，通常可以使建筑物的抗震性得到大大提升，然而在实际的建筑建设过程中，原有的常规形状的建筑物已无法满足现代化经济发展需求，所以，建筑物整体抗震性的提高，首先需要对建筑的形状进行科学、合理的设计。
（2）建筑物的平面设计在建筑物施工，平面设计是重要的环节，对建筑物日后的使用将起到决定作用。例如，分别作商务和居住用途的建筑物，它们在平面设计上必然存在很大差别，为了使使用需求得到进一步满足，就一定要按照用途，来对平面构造进行科学设计；另外，为了将抗震元素融入到平面设计之中，不仅要对施工材料的坚固性加以重点考虑，还需要对构架安装的合理性、内部各因素的协调性加以综合考量。要想完美地实现平面设计和抗震设计的结合，就对设计者提出了很高的要求，不但要工作经验丰富，要需要深入地研究审美观念和抗震技术，前提还得不对内部美观产生不利影响，在此基础上再确保抗震性能的最大化。
（3）空间设计对建筑物进行空间设计，是在三维空间内进行的关于建筑物的竖向设计方案。因为日益加快的城市化进程和急剧增加的城市人口，增加了城市的人口压力，所以出现的建筑物楼层愈发高。为了使土地占有面积尽量减少，在现代社会中愈发流行高层建筑，如此就对建筑物的空间设计有了更严格的要求。通常说来，建筑物层数越低，稳定性就越高，受到地震的损害也就会越小；反之稳定性越差，受到地震的伤害也就越大。所以，融合建筑物的空间设计和抗震设计在一起，这样建筑物的整体抗震性才能得到保证。
1基本情况
广州琶洲香格里拉酒店项目位于广州市海珠区，广州国际会议展览中心东侧，在建的黄洲大桥西侧，北临珠江，南靠新港东路，长约240米，宽约200米。整个项目包括一座37层的酒店（塔楼高32层，裙楼5层）和宴会大厅，以及2层地下车库。
2抗震设防标准
（1）抗震设防烈度：7度。
（2）本工程属丙类建筑，按本地区设防烈度采取抗震措施。
3基本数据
（1）场地类别：Ⅱ类。
（2）土层等效剪切波速为168.4m/s-173.8m/s,场地覆盖层厚度约13.5m-17.4m，砂土液化等级综合评定为严重，属于抗震不利地段。
（3）持力层名称：微风化岩层，埋深约10.90m-23.70m，地基承载力特征值fak=4500KPa，岩石天然湿度下单轴抗压强度的标准值fr=13.5Mpa。
（4）桩型为冲孔/钻孔灌注桩，桩端埋深约15-20m。
4建筑结构布置和选型
（1）主楼高度（±0.00以上）140.7m，地面以上结构层为38层，其中出屋面一层，高度为4.7m。
（2）裙房高度（±0.00以上）29.0m，地面以上结构层为4层。
（3）塔楼主体部分、裙楼和宴会厅之间设两道110mm宽抗震缝分开。建筑物总高度为136.0m，总平面尺寸为195m×122m。其中塔楼部分（转换层以上）平面尺寸为72米×18米，长宽比L/B＝4<［6］，高宽比H/B＝6.0<［7］；裙楼部分平面尺寸110m×45m，长宽比L/B=2.4，高宽比H/B=0.5；宴会大厅平面尺寸65m×53m，长宽比L/B＝1.2，高宽比H/B=0.3。
（4）塔楼质心有微小的向上偏心（以底端为原点）。
（5）结构形式简单、平面形状规则、布置均匀；结构层第5层为转换层，竖向构件布置不连续。
（6）本工程为现浇钢筋混凝土结构，楼盖整体性好。
（7）结构类型：框架—剪力墙结构，属于复杂类型。
（8）抗震等级：本工程塔楼的框架和核心筒为一级抗震。由于地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，地下一层的抗震等级与上部结构相同。其余部分裙楼及其地下一层与主楼相连，一级抗震。
（9）结构概况：
整个大楼的设计采用框架—剪力墙结构形式，分为两级结构，转换层以下布置了21根巨型框支柱，剪力墙及承重柱均落地直至基础，由剪力墙、的框架柱和框架梁形成第一级结构，承受水平力和竖向荷载，而楼面及次梁作为第二级结构，只承受竖向荷载并传递到第一级结构上。5结构分析主要结果
（1）计算软件：PKPM系列结构分析软件SATWE模块（2002规范版本）中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制。
（2）楼层自由度为3（刚性楼板）。
（3）周期调整系数：0.8。
（4）主楼结构总重：2291152.81KN（SATWE）。
（5）基底地震总剪力：32581KN（X向）36421KN（Y向）（SATWE）。
（6）扭转位移比：1.3。
（7）转换层的上下刚度比：0.6027。
（8）最大轴压比：n=0.85。
（9）最大层位移角为1/941，在17层（SATWE）。
（10）时程分析采用人工模拟的加速度时程曲线，选用了两组实测波和一组场地人工波进行弹性动力时程分析。弹性阶段的时程分析，构件内力，侧向位移小于采用振型分解反应谱法的构件内力和侧向位移。
6计算结果小结（与规范要求对比）：
（1）在风荷载及地震作用下各构件的强度和变形均满足有关规范的要求。
（2）墙、柱的轴压比均符合《建筑抗震设计规范》和《高规》的要求，转换层以上柱子轴压比小于［0.85］，框支柱轴压比小于［0.6］。
（3）按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比Δμ/h=1/941满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）第4.6.3条要求的1/800。
（4）塔楼满足（JGJ3-2002）关于复杂高层建筑结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比最大值为0.729，不大于0.85的规定。
（5）塔楼满足（GB50011-2001）第3.4.2条关于复杂高层建筑各楼层的最大层间位移不应大于该楼层两端层间位移平均值的1.4倍的规定。
（6）除转换层外，塔楼各层均满足（GB50011-2001）第3.4.2条关于各楼层的侧向刚度不小于相邻上一层的70%，并不小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%的规定。
（7）塔楼满足（JGJ3-2002）第E.0.2条关于转换层上部结构与下部结构的等效侧向刚度不应大于1.3的规定。
（8）除转换层外，塔楼各层均满足（JGJ3-2002）第4.4.3条关于楼层层间受剪承载力不宜小于相邻上一层的80%的规定。
（9）塔楼满足（JGJ3-2002）第5.4.4条关于结构稳定性的规定。
（10）塔楼满足（JGJ3-2002）第3.3.13条关于各楼层对应于地震作用标准值的楼层水平地震剪力系数不小于表3.3.13的规定。
（11）塔楼满足（JGJ3-2002）第3.3.5条关于按时程曲线计算所得的结构底部剪力不宜小于CQC法求得的底部剪力的65%的规定。
（12）结构薄弱层弹塑性层间位移符合《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第5.5.5条关于弹塑性层间位移角（1/164）小于1/100的规定。
7其它需要说明的问题
本工程在三种超限条件（高度、高宽比、体型规则性）中，高度超限13.3%，高宽比满足规范及规程的有关要求，结构平面形状规则，竖向不规则。
主要超限抗震措施包括：
（1）为避免大楼整体结构之间形状的不规则，引起不利于抗震的情况，在主楼和裙楼之间设置110mm宽抗震缝两道，缝的两侧设置双柱，地下室、基础不用设缝。
（2）转换层位于第5层，框架柱和剪力墙的抗震等级根据《高规》表4.8.2和表4.8.3规定提高一级，为特一级。
（3）首层、设备夹层、避难层、屋面层楼板加强,板厚为180mm，中央核心筒板厚加强为150mm,配筋相应加强，设双向双层钢筋网。
1．2科学的设计当地震发生时，不同的建筑结构所受到的地震影响是不同的，为了最大限度降低地震灾害的影响，建筑设计人员在抗震设计环节中，要根据当地地段的实际情况来进行建筑结构的选择。目前，我国常用的鹅建筑结构可以分为“钢筋混凝土结构”、“砌体结构”、“钢混结构”和“钢结构”四种类型。通过对四种结构的比较分析得出，钢筋混凝土结构的抗震能力相对较强，因为其自身具有较好的柔韧性，所以当建筑物因地震灾害而出现应力变形时，钢筋混凝土结构能够依靠自身良好的承载力对其进行一定程度的控制，这是其它三种结构所不具备的优势。近年来，高层建筑建设的增多，大大增大了其在地震灾害影响下的水平位移和抗侧移刚度，这在无形之中就加大了地震灾害的影响，为了避免地震灾害影响程度的增大，在设计和审核高层建筑抗震设计时，必须要考虑结构的侧移度。
1．3坚实的质量地震作为破坏性超强的自然灾害，想要最大限度降低其对建筑的破坏，保证建筑设计坚实的质量是最基本的防护措施。相比较而言，我国建筑设计水平发展较为缓慢，在地震设计方面也存在不够合理的情况，这使得很多建筑结构都出现了地震安全隐患，过大的自身重量也加大了地震危害。为了保证建筑结构抗震水平，必须要在建筑抗震设计环节中科学的运用抗震理论，根据相关设计原则，利用有效措施来提高建筑结构的可靠性与安全性。
2实现建筑结构抗震水平设计的措施
2．1基础性防震措施应用基础性防震措施根据建筑的结构的不同位置有着不同的措施:(1)地基隔震。地基隔震是在建筑地基与土层之间设置缓冲层，以便在地震发生时减小建筑与土层之间的震动碰撞，实现对震能的有效吸收和反射作用，减小地震对建筑物的破坏。目前，我国最常使用的地基隔层为沥青原料隔震层。(2)基础隔震。基础隔震是整个建筑结构抗震设计中的关键，想要降低地震对建筑物的破坏，就必须要做好基础隔震措施。在对建筑基础采取抗震措施时，为了减小地震对上部结构的破坏，需要在建筑物的上部结构和基础位置接触处设置隔震层，防止地震力由地基处向上部结构传播，降低地震对建筑上部结构的破坏。基础抗震装置一般采用混合隔震装置、基底滑移隔震装置和夹层橡胶隔震装置等。(3)间层隔震。间层隔震是为了吸收地震的冲击余力而设置的，间层隔震的有效设置能够对震力进行再次削减，以达到降低地震对建筑的破坏作用。间层隔震一般都安装在原始结构层上，其实我国最早使用的的抗震措施，具有施工操作简单的优势。(4)悬挂隔震。悬挂隔震是通过悬挂的方式，将建筑物全部或部分结构脱离地面，从而在地震出现时，降低地面震动与建筑物之间的震力作用。目前，此种抗震措施多用于大型钢结构建筑当中，收到了较为不错的抗震效果。
2．2机敏减震支撑体系机敏减震支撑体系是集成现代科技技术的防震系统，其利用活塞运动的原理，对建筑结构进行设计。在地震灾害发生时，保证建筑结构中的内、外钢能够通过不断的滑动来消减地震的破坏力，减轻震力破坏和消耗地震作用力的传导。目前，这项技术还在不断的研究和完善当中，相信其很快就能够实现有效的应用，为建筑抗震设计水平的提升做出贡献。
2．3效能减震技术应用效能减震是实现对地震所产生动能的消耗，来减轻地震能的传导大小，从而降低其对建筑物的破坏程度。目前，在此技术方面一般采用消能器和阻尼器，两种器械都能够实现地震能量的有效消耗和吸收，减小震力对建筑主体的破坏，以达到对建筑主体结构安全、稳性定的保护。目前，效能减震技术在我国建筑防震设计中得到了有效的应用，其在新建筑的防震设计和旧建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。
在自然界的灾害中，破坏力最大的就是地震，至今依然是无法准确预测。地震不但会导致建筑物倒塌，而且还会造成重大的伤亡事故。全世界每年由于地震灾害死亡的人数可达数万人，引起的财产损失有数千亿元人民币。在统计全球的地震破坏后的案例中，木结构建筑显示出了优越的抗震性能。震灾调查以后，倒塌的建筑中大多数是砖混结构以及框架结构，而木结构为主体的建筑都基本保持完好，基本没有倒塌。这说明了木结构建筑的抗震性能大大高于其它的结构，木结构具有高抗震性能的原因是：木材的质量较轻、建筑的层数一般较少，所以受到的地震作用（惯性力）较小，同时利用木结构各种节点能很好的消耗地震对结构产生的能量，从而保证在大震时木结构建筑物的稳定性以及完整性。即使在大震作用下建筑结构倒塌的最坏情况下，由于木材的质量和硬度比钢材以及混凝土等建筑材料小得多，所以对人们的健康伤害也要小的多。
1.2块材
块材和砂浆组成砌体结构，按照材料分，包括砖结构、石结构和其它材料的砌块结构。砌体结构在我国应用很广泛，这是因为它可以就地取材，有较好的保温隔热性能。较钢筋混凝土结构节约水泥和钢材，砌筑时不需模板及特殊的技术设备，可节约木材。砌体结构的缺点是自重大、体积大，砌筑工作繁重。由于砖、石、砌块和砂浆间黏结力较弱，因此无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度都很低。由于其组成的基本材料和连接方式，决定了它的脆性性质，从而使其遭受地震时破坏较重，抗震性能很差，因此对多层砌体结构抗震设计需要采用构造柱、圈梁及其它拉结等构造措施，以提高其延性和抗倒塌能力。此外，砖砌体所用黏土砖用量很大，占用农田土地过多，因此把实心砖改成空心砖，特别发展高孔洞率、高强度、大块的空心砖以节约材料，以及利用工业废料，如粉煤灰、煤渣或者混凝土制成空心砖块代替红砖等都是今后砌体结构的方向。
1.3混凝土
混凝土为主制作的结构称为混凝土结构，包括素混凝结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。混凝土材料也是脆性材料的典型。在2008年汶川地震中，震中地区钢筋混凝土房屋破坏严重，特别是2000年以前的混凝土结构建筑，几乎全部倒塌，这些建筑结构破坏有一个共同特征，都是在发生变形处混凝土溃碎，完全丧失了承载强度，钢筋外露，混凝土材料的力学性能完全丧失殆尽，这主要是当时设计和施工原因。2000年后的混凝土结构由于采用了新的抗震标准设计以及施工水平的提高，大多结构没有出现倒塌。从这点来看混凝土材料虽然时脆性的，但通过合理的设计和施工是完全能够满足结构的抗震需求的。
1.4钢材
使用钢材作为建筑结构称为钢结构，钢结构具有以下优点：强度高、强重比大；塑性、韧性好；材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高；工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。同时，钢结构也具有耐热不耐火、易锈蚀、耐腐性差等缺点。钢结构广泛应用在重型结构及大跨度建筑结构，多层、高层及超高层建筑结构，随着我国钢铁产量的日益增加以及我国用钢政策的调整，钢结构将会更加广泛地应用在各个领域。由于是钢结构建筑具有良好的延展性，属于延性材料，所以可以很好地衰减地震能量，有效地减少地震作用对建筑的破坏。钢结构在进行建筑抗震设计时，应该特别注意强度、稳定以及刚度上满足承载力和正常使用要求后，还要从延性和耗能上提高钢结构的抗震性能，减小地震破坏力，保证大震不倒的设计思想。
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A
1 我国的高层建筑发展历程
上世纪80年代，我国高层建筑在设计计算机施工技术等领域快速发展，100m左右及以上的将建筑快速发展，多以钢筋为主要材料，在层数与高度增加的同时，功能与类型也日益增多。各大城市几乎都建立了具有各自特色的建筑，以上海锦江饭店为代表：高度达到153.52m，全部采用的钢结构体系；而深圳的发展中心大厦有43层，高度达到165.3m，算上天线高度达到185.3m，是我国第一幢大型的高层钢结构建筑。到了90年代，我国的高层建筑结构从设计到施工进入到一个新的阶段，除了体系与材料的多样化，高度上也有了质的飞跃。在1995年完工的深圳地王大厦，共有81层，高度达到385.95m，居世界第四高。
2 建筑抗震的理论
2.1 建筑结构的抗震规范
一般的抗震规范都是各国结合具体的情况进行的经验总结，是指导抗震设计的法定文件，及反应国家经济与建设的发展水平，也反映了各个国家的抗震经验。尽管抗震理论不断完善，技术水平也在不断地提高，但是必须要有实践的指导，要将建筑工程的安全性放在首要位置，容不得任何的大意与疏忽。基于这一认识，现代建筑部分条文被列为强制条文，使用了“严禁、不得”等绝对性的字眼，同时也有不同条文有较大的自由空间。
2.2 建筑抗震设计的理论
当前建筑抗震设计的理论主要分为拟静力理论、反应谱理论及动力理论。拟静力理论起源于20世纪10～40年代出现的理论，在估测地震对结构的影响时，假设结构为刚性，地震水平作用在结构或构件的质量中心，地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数（地震系数）。
反应谱理论是在上世纪40-60年展起来的，以强地震动加速度观测记录的增多与对地震地面运动特性的进一步了解，及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的学者对地震加速度记录的特性进行分析后获得的成果。
动力理论是上世纪70-80年代的应用较为广泛的地震动力理论，是在60年代以来电子计算机技术与试验技术的发展为基础，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性的反应过程也有了较多的了解，随着强震观测台的增加，各种受损结构的地震反应记录也在不断地增加。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它将地震作为一个时间过程，选择具有代表性的地震加速度时过程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，完成设计工作。
3 高层建筑的抗震结构设计
3.1 必要的抗震对策
在高层建筑结构的抗震设计中国，出了要考虑到概念的设计，还要进行验算，结合地震的情况，要在高度允许的范围内建造，增加结构的延性。在当前的抗震设计中，抗震验算及构造与措施等角度入手进行分析，提高结构的抗震性与消震性能。建立地震力与结构延性互相影响的双重设计指标，直到达到预期的抗震效果。当前强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
3.2 高层建筑的抗震设计思想
在《建筑抗震规范》中有明文规定，建筑的抗震设防要符合“三水准、两阶段”的要求。所谓的“三水准”就是指“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遇到第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物可以正常使用。一般情况下，建筑物不会被损害，也不需要修理即可使用。所以，高层建筑结构的抗震设计要满足地震频发下的承载力极限，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遇到第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物结构会发生损害，但是不经修理或者简单修理就可以继续使用。所以，建筑结构必须要有足够的延性能力，不会出现脆性破坏。当发生第三设防烈度地震的情况下，就是遇到本地区地震极限外的情况，结构会受到非常严重的损害，但是结构的非弹性变形距离倒塌仍有一段距离，不致产生危及生命的损害，保障了居住人员的安全。所以在进行高层建筑结构设计的过程中，要保证建筑的足够变形能力，其弹塑变形要在规范的数值之内，保证结构良好的抗震性能。三个水准烈度的地震作用水平是根据不同超越概率进行区分的，一般情况下是：
多遇地震：50年超越概率63.2%，重现期50年；设防烈度地震（基本地震）：50年超越概率10%，重现期475年；罕遇地震：50年超越概率2%-3%，重现期1641-2475年，平均约为2000年。
从高层建筑的抗震水准来看，设防的要求是通过“两个阶段”设计来实现的，具体方法如下：第一环节，第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，提前计算出高层建筑结构在弹性状态下的地震作用效应，与风力、重力荷载进行高效组合。同时引入承载力抗震调整系数，进行构件截面的准确射击，进而达到第一水准的强度要求；然后是运用同一地震参数计算出结构的层间位移角，使其可以在抗震规范设定的限值之内；同时采用相应的抗震构造对策，确保结构可以有足够的延性、变形能力与塑形耗能，进而达到第二水准的变形目的。而第二阶段则是运用与第三水准对应的地震动参数，算出结构的弹塑性层间位移角，使其在抗震规范的限值之内，然后进行必要的抗震构造对策，进而实现第三水准的防倒塌目的。
3.3 现代高层建筑结构的抗震设计方法
在《建筑抗震设计规范》中对各类的建筑结构的抗震计算应该采用的方法都有明确的规定：高度要在40m之内，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法；除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法；特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。
结语
地震是威胁较大的天灾之一，必须要加强防御，从上文的分析中我们可以看到，高层建筑的抗震结构设计必须要在要求的限值之内，保证结构的良好性能，提高建筑的使用性能。
参考文献
[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社，2002.
中图分类号：TU973+.31文献标识码： A 文章编号：
一、基于性能的抗震设计的产生
20世纪初期，日本的森房吉教授（1868—1923）在对当时的地震灾害和理论认识进行研究之后，提出了最早的结构抗震设计方法。在之后的一百年间，随着科学技术的不断发展，人们对地震的反映特征和发展特征的研究和把握不断深入，结构抗震设计理论及方法也在不断进步当中。
目前 “大震不倒，中震可修，小震不坏”，作为抗震结构设计指导思想被国际普遍认可。至此，抗震结构设计可以说已经取得了显著的进步，此类建筑在地震中也表现出较好的抗震性能。但是，目前的三个水准的设计理念主要是以保护人类生命安全为目的，对于地震造成的其他破坏不能很好地进行控制。尤其是现代社会的高速发展使得大量人群、财富和资源可能集中在某一区域，如大城市中。在这些区域一旦发生地震，将会造成巨大的经济损失，对生还者的心里造成严重打击，也是十分不利于震后重建工作的开展。因此，要求人们在进行抗震设计时不仅防止地震对生命安全造成伤害，也要尽可能减少房屋倒塌对其他方面造成破坏。基于以上考虑，在1994年美国洛杉矶大地震和1995年日本阪神大地震之后，基于性能的抗震结构设计被广泛研究推广，并被认为是未来抗震结构设计的主要指导思想。
这项设计最早出现在桥梁抗震设计中，用量化的抗震指标来控制抗震性能，从而改进传统的设计理念。1995年，这一理念被美国放眼21世纪委员会提出了之后，便得到了美国政府的大力支持，日本、新西兰、澳大利亚、英国、智利等国家也先后投入研究。
二、基于性能抗震设计的特点
通过与现行抗震设计理念的对比，可得到基于性能抗震设计理念的特点。
1.采用多级设防。与现阶段“大震不倒、中震可修、小震不坏”的三阶段设防目标
相比，基于性能的抗震设计注重多级防护，注意保护建筑的内部设施与非结构件，从而达到了在地震发生时既保护业主安全又减轻了业主和社会的经济损失。
2.投资准则效益。投资准则效益反映了抗震设计思想的重要转变，是基于性能抗震设计的一个基本原则。即从只注重安全变为同时注重安全、经济等多个方面。根据这一准则，结构设计按照结构性能的要求，考虑到所拥有的所有资源，在安全和经济之间找到平衡、合理的切入点，得到优化的最佳方案。
三.设防水平
1．地震设防水平。地震设防水平是指在未来可能作用于建筑结构的地震强度大小。由于地震设防水平直接决定了建筑物的抗震能力，所以它在基于性能的抗震设计的理论中占有重要的位置，应充分考虑到已优化的经验基础，并根据地震参数具体确定。
2.结构性能水平。结构性能水平是在预期地震等级的作用下对建筑物破坏的最大程度。由于基于性能的抗震设计是考虑到结构构件、内部设施、非结构构件、装修等多种因素，因此除了应该对对建筑主体结构带来的损失有控制力外，还要充分考虑到对非主体的损坏的控制。所以说，能兼顾主体与非主体结构破坏程度的结构性能水准才是科学的、合理的。
四、基于性能抗震设计的方法
目前基于性能的抗震设计方法主要有：位移影响系数、直接位移、能力谱设计等方法。
1．位移影响系数法。该方法基于结构性能设计，即通过分析预先得到位移的最大期望值，然后利用模态、等效的方法进行确定，从而修正此系数。但是此方法目前也存在着一些问题，比如无法具体地体现出抗震水准与具体结构、楼层的损坏情况。
2．直接位移设计法。本方法适用于结构性能设计，即根据地震等级预期计算位移，使结构达到预期位移。本方法最大的特点是概念简单，但是只能从建筑材料的极限变化确定相应数值，不能考虑到预期之外的地震效应。
3．能力谱法。能力谱法是将地震反应谱与能力谱曲线转化成需求谱，从而评判该建筑的抗震性能。本方法侧重于对结构的实际性能进行评估与检验。另外，能力谱法只适用于分布比较均匀且平面结构可化简的结构。
总结：
基于性能的抗震设计是一个涵盖范围很广的体系，与现行抗震设计相比，它具有以下优点：
基于性能的抗震设计目标多而且具体，具有更强的可操作性与适应性，也具有更
大的实际作用意义。
基于性能的抗震设计提供给了设计者更大的灵活性。在符合相关规定与要求的前
提下，设计者可自行选择能实现业主抗震目标的设计方案与相对应的结构措施，充分发挥了设计者的创造性与创新性。
基于性能的抗震设计将之前单一的以保障业主生命安全的抗震目标转变为在不同
的地震风险等级下满足不同的抗震需求，并综合了经济、安全等多方面因素，充分考虑到了投资、震后损失、灾后重建、社会效益与业主的承受能力等多方面因素,更符合当今社会的需求。
基于性能的抗震建筑结构设计思路已经成为了未来抗震设计的主要发展思想，，得到了国际社会的广泛认可。特别是美日两国，在这一方面进行了大量的研究，并得到了一定成果。我国在这个项目的研究上起步较晚，但是为达到与国际社会同步，我国与国际社会上在这方面取得先进成果的专家多次进行学术交流，中国许多高校目前也已经开展了此项研究，从而发展出适合我国国情的基于性能的抗震设计方法。
参考文献:
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孙俊,刘铮,刘永芳;工程结构基于性能的抗震设计方法研究[J];四川建筑科学研究;2005年03期小谷俊介,叶列平;日本基于性能结构抗震设计方法的发展[J];建筑结构;2000年06期
1)建筑结构的平面布置。建筑结构的平面布置是影响结构抗震的重要因素，合理的建筑平面布置对建筑结构设计是至关重要的。大量地震灾害表明，平面布置简单、对称规则、质量和刚度分布比较均匀并且具有明确传力途径的建筑结构在地震时不容易发生破坏。规则结构能较为准确地预估结构的作用效应和地震时的反应，较容易采取有效的抗震措施及相应的结构措施来加强其抗震性能。相反，平面布置复杂、不对称且不规则的结构，其地震作用效应很难估计的。因此，高层建筑结构中规范规定，宜采用规则结构，不应采用严重不规则的结构。
2)建筑结构的体系选择。高层建筑结构设计中，就优先采用具有多道防线的结构体系。例如:框架—剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构。这三种结构可以作为地震区高层建筑的首选体系。当建筑物高度不高且层数不多时，可采用框架结构。但当建筑物位于地震区，且高度均较高时，应避免采用框架结构、板柱剪力墙结构。因为，地震具有强破性且持续时间很长，往复次数较多，能够对建筑物造成累积破坏。单一的结构体系在遭遇地震时，一旦发生破坏，很容易造成房屋倒塌，危及人们的生命及财产的安全。当结构体系具有多道防线时，当遭遇地震时，第一道防线遭破坏后，后续的防线仍然能抵抗地震的冲击力，可以最低限度的防止建筑物的倒塌，给人们以充分的时间进行逃生，保证人民的生命安全。因此，高层建筑结构抗震设计中的多道防线是进行抗震设计时所必须设置的。
3)结构薄弱层。当建筑结构的侧向刚度分布不均匀、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变时，容易产生薄弱层。薄弱层在地震中是最先遭受破坏的部位。因此，对有明显薄弱层的结构，应采用相应的抗震构造措施来提高其抗震能力。结构构件的实际承载能力是判断薄弱层部位的基础，有意识、有目的地控制薄弱层部位，让它有足够的变形能力，而且不使薄弱层发生转移是提高结构抗震性能的重要手段。
2高层建筑抗震设计常见问题
1)高层建筑结构的地基问题。高层建筑结构在设计阶段，应有完善的岩土工程勘察报告，为结构工程提供基本的设计依据。建筑结构场地应选择在有较稳定的基岩、开阔、平坦、土层坚硬或较密实的有利地段，不应建造在容易发生滑坡、地陷、崩塌和泥石流等不利地段及抗震的危险地段，有利地段的建造对建筑物的抗震是十分有利的。有时由于建设单位工期要求，在确定方案后设计人员就直接进入了施工图设计阶段，从而忽略了岩土工程勘察资料和场地的选择，从而给后续工作带来不必要的麻烦。
2)高层建筑结构平面布置问题。高层建筑为了追求外立面效果的美观而设计成平面不规则、不对称且有较大凹进或较大开洞的结构，这种结构对抗震十分不利。因此，在建筑方案正式确定前，结构工程师就应对建筑平面布置、体型方面的内容提出自己的见解，及时和建筑师进行沟通，尽量选用平面、竖向规则对称、质量和刚度、承载力均匀的平面布置，这对抗震十分有利。
3)高层建筑结构的高度问题。如今的高层建筑结构的高度越来越高，甚至出现了很多超高层的高层建筑，这就对结构工程师的专业知识提出了更高的要求。不同的高度对应不同的结构体系，规范上有明确规定。一旦结构超过了规范规定的限制高度，就应通过专门的审查、论证进行更严格的计算分析和研究。
4)高层建筑抗震设防等级的选取问题。抗震等级是结构抗震设计的重要依据，抗震等级选取不当将给建筑物的安全带来许多隐患，对工程造价也会带来不必要的浪费。抗震等级根据房屋的场地类别、抗震设防烈度、建筑高度、结构类型等因素综合评定。每个结构工程师应当熟练掌握结构的抗震概念设计和规范知识，做到该提高的应当提高其抗震等级，该降低则应适当降低。
5)计算软件的合理应用。高层建筑结构抗震设计时，应该应用正规的结构设计软件进行设计，软件中的各个参数指标能够正确反映建筑物的特征。结构工程师能正确分析结构软件所计算的结果，并做出正确的判断。但有时计算机设计会给结构工程师带来一种错觉，有的结构工程师往往过分依赖计算结果，而减少了结构的概念学习。一旦选择了错误的计算参数，就会导致结构设计出现问题，对结构的安全和经济方面造成影响。因此，结构工程师应加强自身的业务学习和抗震概念设计的理解，做到熟练掌握相关的结构概念设计，并且根据自身的专业知识配合计算结果选择最佳的结构设计方案。
