[论文摘要]高层建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点，概述高层建筑的发展，对建筑抗震进行必要的理论分析，从而来探索高层建筑的设计理念、方法，从而采取必须的抗震措施。
现阶段，土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善，如果可以在结构与地基的材料特性，动力响应，计算理论，稳定标准诸方面得到符合实际的发展，自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。
一、高层建筑发展概况
80年代，是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑，建筑层数和高度不断增加，功能和类型越来越复杂，结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店，它是一座现代化的高级宾馆，总高153.52m，全部采用框架一芯墙全钢结构体系，深圳发展中心大厦43层高165.3m，加上天线的高度共185.3m，这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。深圳于1995年6月封顶的地王大厦，81层高，385.95m为钢结构，它居目前世界建筑的第四位。
二、建筑抗震的理论分析
（一）建筑结构抗震规范
建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算，结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导，向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识，现代规范中的条文有的被列为强制性条文，有的条文中用了“严禁，不得，不许，不宜”等体现不同程度限制性和“必须，应该，宜于，可以”等体现不同程度灵活性的用词。
（二）抗震设计的理论
1、拟静力理论。拟静力理论是20世纪10~40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。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)。
2、反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40~60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。
3、动力理论。动力理论是20世纪70－80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，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，从而完成抗震设计工作。
三、高层建筑结构抗震设计
（一）抗震措施
在对结构的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构抗震验算外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施(隔震措施，消能减震措施)来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且，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。
（二）高层建筑的抗震设计理念
我国《建筑抗震规范》（GB50011-2001）对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求，“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此，要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇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，建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力（变形能力）不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保障了人员的安全。因此，要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
三个水准烈度的地震作用水平，按三个不同超越概率（或重现期）来区分的：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。
对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段：采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构（特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节）的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。
（三）高层建筑结构的抗震设计方法
我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：1、高度不超过40m，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。2、除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法。3、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。
参考文献
[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社，2002.11.
[关键词]适用标准；结构安全；抗震鉴定
0前言
‘5.12’四川汶川大地震后，教育部和省教育局（闽教发[2008]61号）的要求下达专项文件，要求对学校建筑进行大规模的抗震排查。目的是确定这些校舍工程的结构安全是否满足有关鉴定标准和抗震设防的要求，提出抗震排查、鉴定初步意见，对这些工程的加固与处理提供技术依据。
1多层校舍建筑抗震鉴定适用的标准
既有中小学校舍的建造年代绝大多数在1980年后。按照采用的抗震设计规范不同可分为1990年之前按《工业与民用建筑抗震设计规范》（TJ11-78）设计建造、1991-2001按《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）设计建造、2002年-2010年按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）设计建造。随着抗震设计规范在设防要求、设计方法和抗震构造措施等方面都在不断完善和提高。
中小学教学楼等校舍建筑属于乙类建筑。对于既有中小学校舍的抗震能力评价，不能采取建造时期相应设计规划的要求来评定，而应采用新颁布的《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）标准来评定。在这本标准中给出了按不同后续使用年限采用不同抗震鉴定标准的要求：对于后续使用年限为30年的建筑划分为A类，对于后续使用年限为40年的建筑划分为B类；后续使用年限为50年的建筑划分为C类。并给出了各类建筑抗震鉴定方法和抗震措施、承载力验算等要求。对中小学教学楼等建筑的安全鉴定可采用《砌体结构设计规划》（GB50003-2001）、《混凝土结构设计规划》（GB50010-2010）、《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）。对于建造于不同时期的校舍工程的安全与抗震鉴定中的楼面活荷载、风荷载和雪荷载取值则应符合《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）的规定。
2多层砌体校舍建筑现状质量检测的内容和方法
（1）外观质量普查。既有建筑的质量缺陷会反映在结构的外观质量上。因此，在现场客观条件允许的情况下，对进行安全与抗震检测鉴定的所有建筑物的外观质量进行普查。普查内容包括结构构件外观质量与缺陷情况，各层承重结构有无开裂、受损等情况
（2）建筑垂直度检测和地基基础评价。1）采用经纬仪对进行安全与抗震检测鉴定的所有工程进行垂直度的检测，以确认该房屋是否存在倾斜和不均匀沉降；2）根据结构构件下沉和倾斜等情况，对地基基础进行评价和必要的检测。
（3）混凝土构件强度检测。采用回弹法进行混凝土强度检测。依据《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）的抽样检测的样本容量和各房屋混凝土构件的数量确定抽样的数量。对多层砌体房屋则应抽取楼梯梁、承重梁和构造柱等；对所抽取混凝土构件进行碳化深度的检测。
（4）砖墙材料强度检测。对多层砌体房屋的承重砖墙，应区分楼层和不同设计强度等级进行砌筑砂浆强度和砖墙块材材料强度的检测。
（5）现浇构件主筋和箍筋配置的数量、间距检测。对多层砌体房屋的楼梯梁、承重梁和构造柱等混凝土构件进行主筋和箍筋配置的数量、间距检测。
（6）其他损伤情况检查与检测。在全面普查该工程现状缺陷的基础上，对所有的损伤进行仔细检测，比如裂缝的长度、宽度、深度等，并分析产生的原因。。
（7）砌筑质量检查。对进行安全与抗震鉴定的所有砌体房屋的砌筑质量进行检查，包括砌筑方法、灰缝质量、砌体偏差、留槎及洞口等项目。
（8）结构构造检查。对进行安全与抗震检测鉴定的所有砌体房屋的构造措施进行检查，包括构件高厚比、梁垫、壁柱、预制构件的搁置长度、构件端部锚固措施、圈梁、构造柱或芯柱等。
（9）目前房屋实际荷载水平核查。调查各类房间的活荷载和改造情况，为结构安全与抗震能力分析提供可靠的数据。
3多层砌体校舍结构安全与抗震鉴定的内容
建筑抗震鉴定的内容，应从结构布置、结构体系、抗震构造和构件抗震承载力、结构抗震变形能力及结构现状质量与损伤状况几个侧面进行综合。若结构现有的构件承载力较高，则除了保证结构整体性所需的构造外，结构变形能力方面的构造鉴定要求可稍低；反之，现有的构件承载力较低，则可用较高变形能力的构造要求予以补充。
3.1结构布置与结构体系
结构布置鉴定应重点检查结构的平、立面和抗侧力构件布置是否规则、楼梯间是否设置在转角或尽端等。结构体系鉴定应重点检查结构类别和构成、结构体系的合理性、结构相邻楼层间的传力是否明确、传力途径是否间断等。
3.2结构构件抗震承载力
（1）结构抗震验算应包括构件的抗震承载力验算和结构变形验算。乙类建筑结构抗震验算的地震作用不提高。
（2）结构构件抗震承载力验算：1）验算采用的结构分析方法，应符合所采用的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规定的方法；2）验算使用的计算模型，应符合其实际受力与构造情况；3）结构上的作用应经调查或检测核实；4）结构构件上作用的组合、作用的分项系数及组合值系数，按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）及其他相关规范的规定执行；5）材料强度的标准值，应根据结构的实际状态确定：原设计文件有效，且不怀疑结构有严重的性能劣化或者发生设计、施工偏差的，可采用原设计的标准值，调查表明实际情况不符合上面要求的，应进行现场检测；6）结构或构件的几何参数应采用实测值，并应计入锈蚀、腐蚀、风化、局部缺陷或缺损以及施工偏差等的影响。
3.3抗震构造措施
对于新建工程的乙类建筑的构造措施应符合本地区设防烈度提高1度的要求。对于2001年以前建造的既有建筑、其合理的使用年限较新建工程要缩短，所以既有多层砌体教学楼乙类建筑的抗震构造措施可按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的要求，其构造柱的设置是否满足要求应根据增加2层后的总层数对照相应的抗震设防烈度来判断。
4多层砌体校舍抗震性能的主要问题
4.1结构布置与结构体系
（1）建筑结构平面绝大多数基本上为矩形，对于超过规范长度或结构平面为L形等不规划的结构均设置了防震缝；结构构件、砌体抗震墙布置对称、规则，在地震作用下的扭转影响比较小，对结构抗震有利；但也有一部分教学的平面为L形等构成。
（2）建筑总层数为2-4层，极个别的总层数为5层。多层砌体校舍的建筑总层数不超过4层的为满足抗震规范GB50011-2010关于对乙类的多层砌体房屋的总层数应减少一层且总高度应降低3米和对医院、教学楼等横墙较少的多层砌体房屋，总高度应规定降低3米，层数相应减少一层的规定。对于个别校舍建筑总层数为5层的工程，应在综合分析其抗震能力的基础上提出加固等处理建议。
（3）楼梯间在1992年以前建筑的基本设置在端部，且楼梯平台板有的为预制板，楼梯间墙体因楼梯斜梁的作用而刚度增大，楼梯间的预制平台板削弱了楼梯的整体性，使得这些校舍的楼梯间成为了房屋抗震的薄弱环节。
（4）外纵墙开洞率大，使得窗间墙的高宽比大于1.0；对于外纵墙的窗间墙多为高宽比大于1.0时，其外纵墙的抗震能力相对比较差。
（5）外廊建筑的两个外纵墙的开洞率均较大，使得外廊建筑的抗震能力较内廊式的多层砌体校舍还差。
（6）个别房屋结构体系不合理；如：结构是局部框架与砌体房屋组合、砌体房屋与单层构件混凝土排架结构组合。
4.2抗震构造措施
由于我国的建筑抗震设计规范经历了4次修订，其抗震设防的目标和要求及其构造措施均在不断提高和完善。
（1）由于抗震规范GBJ11-89于1992年7月以后才正式实施，在1991年以前按抗震规范TJ11-78设置的构造柱比较少，多数房屋仅在楼梯间四角、横墙与外纵墙交接处设置。这主要是由于该规范把构造柱作为超高的措施运用。抗震规范GBJ11-89和GB50011-2001把构造柱和圈梁一起作为约束脆性砖墙而达到提高多层砌体房屋整体抗震能力的构件，按照这两本抗震规范设计的多层砌体校舍的构造柱设置较为合理，但也存在内纵墙构造柱设置偏少的问题。
（2）多层砌体房屋校舍中楼（屋）盖中采用预制钢筋混凝土空心板，其钢筋混凝土空心板，其钢筋混凝土圈梁设置非常重要。在1991年以前建造的多层砌体房屋校舍圈梁的设置不够合理，基本上是有横墙处才设置圈梁，使得圈梁间距均在9.0米以上。对于1991年以后建造的多层砌体房屋校舍，其圈梁设置较为合理，在纵墙承重的结构体系的每开间构造柱设置的部位采用现浇板带作为圈梁，形成了纵横向圈梁与构造柱相连接约束砖墙的作用。
（3）多层砌体房屋校舍中部分横墙承重结构的承重梁下没有设置混凝土梁垫，虽然没有出现承重梁下砌体因局部承压不足产生的破坏，但是在地震作用下支承承重梁的墙体是薄弱环节，会率先破坏并导致楼板的垮塌。
5提高多层砌体校舍抗震能力的对策
（1）对于墙体砌筑砂浆强度小于1.0MPa的多层校舍建筑，考虑到其抗震能力较低和加固量涉及所有的墙体，其抗震加固费用会超过新建工程的70%，以及存在由于砂浆强度太低很难达到加固效果和难满足乙类建筑的抗震设防要求等问题，对这类校舍房屋应拆除重建。
（2）对于砌筑砂浆强度不小于1.0MPa的建筑，其砖墙抗震力与抗震设防要求有一定的差距，通过采取加固措施可以使结构的抗震承载力满足要求；同时，在结构体系方面为预制钢筋混凝土空心板的纵墙承重或总层数大于4层等，在抗震构造上构造柱、圈梁设置不合理的多层砌体校舍建筑，应从提高房屋的整体抗震能力进行整体加固，包括墙体加固、内外纵墙增设钢筋混凝土构造柱和钢拉杆以及楼梯间三面墙体加固等。
（3）对于砂浆强度等级满足设计要求，其墙体抗震承载力也满足设防要求，但存在构造柱、圈梁设置不合理或楼梯间设置在端部等校舍工程，应采取在内外纵墙增设钢筋混凝土构造柱和钢拉杆以及楼梯间三面墙体加固等的局部加固措施。
（4）对于结构体系不合理、结构布置不对称的校舍建筑，应从改变结构抗侧力体系和改善结构的对称性的抗震加固入手。对于楼梯间的加固应根据楼梯间的位置确定加固方法：若楼梯间在转角或房屋尽端，则不宜加得过强，可采用适当加大配筋率的钢筋网砂浆面层加固，也应同时加固相邻的横向墙体，即不能使加固后楼梯间墙体较相邻墙体的抗侧力度增大很多而加重其破坏；若楼梯间在中部，则可采用钢筋混凝土板墙加固。
（5）对于承重柱、梁、楼梯梁不满足抗震承载力要求的以及楼板开裂等混凝土构件，应采取增大截面或粘钢等加固补强的措施。
（6）对墙体抗震承载能力和抗震构造措施均满足要求，但存在外墙渗漏、墙体或梁、楼板出现裂缝等情况，应采取维护、修补措施以确保校舍工程的耐久性。
【关键词】多遇地震；设防地震；罕遇地震；基本烈度
当结构工程师设计一般的结构时，往往要求结构在规定荷载作用下处于或基本处于弹性工作阶段，结构设计要有足够的强度，保证安全，又要有足够的刚度，保证结构的变形在使用许可范围之内。例如，我们设计楼板或梁时，在竖向恒载及活载作用下，除了必须满足强度要求外，其挠度变形也必须控制在许可范围之内，从而使之在使用功能上和外观上均能满足要求。又如，在设计高耸结构时，设计者将会考虑在大风作用下结构依然保持弹性状态。总之，结构抵御一般的荷载作用时，设计者必须遵循的基本原则是使结构在预期荷载作用下保持在或基本保持在弹性工作状态，结构内力的分析与设计一般采用弹性分析方法。在实际工程中，按照这样原则设计出来的结构，如果没有遇到特别的情况，在预期的荷载作用下，极少出现严重破坏、过度变形等不正常状态。
而地震作用则不同，由于地震本身的随机性很强，在某一地区，在某一基准期内，可能出现的最大地震动是一个随机变量，事先无法预知。相对于上述荷载，地震动的影响次数少，作用时间短，各次地震的强度差异很大。若要求在各种强度地震动下，结构仍然保持弹性状态是很不经济的，甚至是不可能的。因此，结构的抗震设计与结构抵御其他荷载作用的设计是不同的，对于结构工程师而言，在进行工程抗震设计时，必须要清楚地震作用有别于其他荷载的特殊情况，进而准确理解与把握符合这一特殊情况的结构设计基本原则，即结构抗震设计思想。
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第1.0.1条规定：“为贯彻执行国家有关建筑工程、防震减灾的法律法规并实行以预防为主的方针，使建筑经抗震设防后，减轻建筑的地震破坏，避免人员伤亡，减少经济损失，制定本规范。按本规范进行抗震设计的建筑，其基本的抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需修理可继续使用，当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能发生损坏，但经一般性修理仍可继续使用，当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏”。作为抗震设计规范的第一条规定，其目的是为了明确建筑抗震设防的政策、方针及基本目的，同时，给出了现阶段抗震设计的基本思想，即抗震设防目标问题。我国现行《建筑抗震设计规范》GB50011-2010仍以“三个水准”为抗震设防目标。即通常所说的“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
我国现行《建筑抗震设计规范》GB50011-2010对抗震设防标准作了如下一些规定：
（1）在遭受本地区规定的基本烈度地震影响时，建筑（包括结构和非结构部分）可能有损坏，但不致危及人民生命和生产设备的安全，不需修理或稍加修理即可恢复使用；
（2）在遭受较常遇到的、低于本地区规定的基本烈度的地震影响时，建筑不损坏；
（3）在遭受预估的、高于基本烈度的地震影响时，建筑不致倒塌或发生危及人民生命财产的严重破坏。
上述三点规定可概述为“小震不坏、中震可修、大震不倒”这样一句话。
按照上述抗震设防思想，从结构受力角度看，当建筑遭遇第一水准烈度地震（小震）时，结构应处于弹性工作状态，可以采用弹性体系动力理论进行结构和地震反应分析，满足强度要求，构件应力完全与按弹性反应谱理论分析的计算结果相一致；当建筑遭遇第二水准烈度地震（中震）时，结构越过屈服极限，进入非弹性变形阶段，但结构的弹塑性变形被控制在某一限度内，震后残留的永久变形不大；当建筑遭遇第三水准烈度地震（大震）时，建筑物虽然破坏比较严重，但整个结构的非弹性变形仍受到控制，与结构倒塌的临界变形尚有一段距离，从而保障了建筑内部人员的安全。如图1所示为三水准下钢筋混凝土框架结构的破坏程度与层间位移角的大致对应关系。
建筑抗震设计规范的三个水准设防目标是通过“两阶段设计”来实现，其方法和步骤是：
第一阶段设计：第一步采用第一水准烈度的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力等荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的弹性层间位移角，使其不超过规定的限值，同时采取相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。
第二阶段设计：采用第三水准烈度的地震动参数，计算出结构（特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节）的弹塑性层间位移角，使之小于《抗震规范》限值，并结合采取必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。
关键词:场地和地基;地震效应;场地类别;软土震陷;活动断裂
一、前言
场地和地基地震效应评价是岩土工程勘察的重要内容之一。
现行的三种国家标准:《岩土工程勘察规范》(GB50021―2001)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007―2002)明确规定,抗震设防烈度等于或大于6度的地区,勘察设计时应进行场地和地基地震效应评价。
场地和地基地震效应评价评价内容一般包括:场地基底的地震加速度;覆盖层厚度和土的剪切模量不同,会产生不同的地面支运动;地面运动是否会造成场地和地基的失稳或失效,主要是考虑液化、震陷、滑坡、崩塌等;地表断裂造成的破坏,主要是活动断裂蠕动、突然错动造成建筑物剪切破坏;局部地形、地质构造的局部变化引起的地面异常波动所造成的破坏进行建筑抗震地段划分的主要原因。
二、关于场地地段的划分
现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定,选择建筑场地时,应按表1划分对建筑抗震有利、不利和危险地段。(见表1)
此外,对场地或场地邻近存在岩质陡坡时,尚应具体分析岩层(岩体)的结构特征,尤其是软弱结构面产状,及其与坡面的关系,节理、裂隙发育情况以及破碎程度,评价其稳定性,再按上述原则划分地段。
国内对震害实例的调查及理论分析表明,局部地形地貌、土质条件对震害影响是明显的,因此工程勘察中一定要根据地形地貌查明地基范围内有无故河道、暗滨、埋藏凹地、沟壕、浅埋基岩起伏等微地貌,特别是在地形、土质变化的交界位置,地震时对上部结构有较大影响。场地较大时应对不同地段进行分区划分,以便选择建筑场地时选择有利地段,避开不利地段、不在危险地段建设或采取有效措施,即工程地质建设适宜性分区。
三、建筑场地类别的划分
在建筑物抗震设计中,对建筑场地类别的划分相当地重要,按我国目前的勘察设计体制,是由岩土工程勘察单位采用剪切波速测试结合建筑场地条件(覆盖层厚度)确定建筑场地类别。
(一)钻孔剪切波速的测试
关于剪切波速,《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)则采用地面下20m且深度不大于覆盖层厚度范围内土层的等效剪切波速值。等效剪切波速是按公式1、2计算的。
Vse=do/t1
t=∑(di/Vsi)(i=1…n)2
式中Vse――土层的等效剪切波速;
do――计算深度(取20m和覆盖层厚度二者的较小值);
t――剪切波在地面至计算深度之间的传播时间;
Vsi――计算深度范围内第i层土的剪切波速;
di――计算深度范围内第i土层的厚度;
n――计算深度范围内土层的分层数。
(二)场地土类型的划分
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对场地土类型的划分,按表2,主要依据土层的剪切波速度或其承载力特征值。(见表2)
大量的岩土工程勘察资料表明,在城市区域内,近地表人工堆积层或被扰动的地层分布范围很广,而且厚度可达数米,由于填土的成分不同,其强度和剪切波速度一般低,但局部偏高,严重影响了20m以上场地土层等效剪切波速度值。对于一般高层建筑物,该层土往往被挖除,不作为基础持力层。在考虑该层土是否参加场地土层等效剪切波速度值计算的问题上,以及如何取值参与计算,应根据实际情况确定。
(三)场地覆盖层厚度的确定
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定,建筑场地类别的划分应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表3划分为四类。(见表3)
从上表可以看出,场地覆盖层厚度的大小对场地类别的划分影响是很大的,而岩土工程勘察中有时会遇到拟建场地存在大面积堆填或大面积开挖的情况。若大面积填方或挖方厚度较大时,如何确定场地覆盖层厚度,将对场地类别的划分产生影响。
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定:场地覆盖层厚度的确定,一般情况下,应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离确定。当建筑场地设计整平标高与现有地面标高相差不大时,可按现有地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面确定;若建筑场地存在大面积、大厚度的挖方或填方,场地设计整平标高与现有地面标高相差较大时,本人认为应按整平标高至剪切波速大于500m/s的土层顶面距离确定。
(四)建筑场地类别的划分还应考虑的因素
1.基础埋深
建筑物基础通常分为浅基础和深基础,浅基础是指建筑物基础位于地面下0.0～5.0m范围内的基础持力层上;深基础是指建筑物基础位于5.0m以下数米深处的基础持力层上。《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)给出的建筑场地类别划分主要依据自然地面下20m范围内土层的性状和覆盖层的厚度,而不考虑建筑物的实际基础埋深;如果考虑基础埋深,即基础下20m范围内土层的性状,往往建筑场地类别可以提高。
对于高层建筑且有地下室好几层,基坑开挖超过20m,桩长35m,若仍以地面下20m深度进行评价确定场地类别,则此范围内仅仅包括基础埋深以上的土层。
2.复合地基
换填垫层法是否可以改变建筑场地类别?
人工填土的成因具有极不均匀性,堆填时间短,成分复杂等特征,受人为影响因素控制。对待人工填土层在20m深度内的波速贡献,我们可以这样推理:一般的人工填土层沉积时间为几十年～几百年,近几年甚至近期在场地的弃土仍属人工填土的范畴。那么,某场地假定覆盖层厚度为51m,自天然地面以下20m深度范围内土层等效剪切波速值为249m/s,按规范判定其建筑场地类别为III类;若在勘察以前对场地浅层人工填土挖除2m,采用均匀性及密实度好的土层碾压处理,处理后的填土层仍然隶属于填土层,再行勘察时20m深度范围内土层等效剪切波速值必然大于250m/s,由此就会得出建筑场地类别为II类的结论。
3.其它地基处理方法是否也可以改变建筑场地类别?
对于深部地基处理后,提高基础下地基土的强度和变形模量外,还提高了地基土的抗震性能。天然地基经加固后,地基土承载力可较大的提高,地基土的性状得到了很大的改善。如果按照天然地基,该场地20m范围内土层承载力特征值加权平均值200Kpa,则为中硬场地土。由此可以给出天然地基为Ⅲ类建筑场地、复合地基则为Ⅱ类建筑场地的结果。
4.地震动参数的确定
《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),为工程技术人员确定地震动参数提供了基本依据,《建筑抗震设计规范》GB50011_2001为我国主要城镇中心地区地震动参数确定提供了依据。岩土工程勘察要提供的地震动参数主要为:抗震设防烈度、设计基本地震加速度值、抗震设防分组、场地设计特征周期、常时微动卓越周期。
地震动参数的确定时还应该考虑二个方面:一是建筑物抗震设防类别,《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)和《建筑抗震设计规范》(GB5001I_2001)适用于一般建设工程抗震设防,而对重大工程、可能发生严重次生灾害的工程、核电站和其它有特殊要求的核设施建设工程需做专门研究,《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2004)所规定的甲类建筑、乙类建筑不是一般建筑,属于抗震设防要求高的重要工程,要进行专门研究。一般建筑允许按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施,包括丙类建筑和丁类建筑。二是建筑场地情况,就建筑场地而言下列情况也需做专门研究:(1)位于地震动参数区划图分界线附近(相关规定中将地震动峰值加速度区划图峰值加速度分区界限两侧各4km界定为分界线附近);(2)某些地震研究程度和资料详细程度较差的边远地区(地震研究较差地区)。岩土勘察设计工程师要准确把握这一要求,就需要注意搜集地方地震研究部门的资料。
5.地震液化问题
地震液化判别是岩土工程勘察时经常遇到的问题。对饱和粉土、砂土进行液化判别,首先要进行初步判别,初步判别时考虑:(1)地质年代;(2)细粒土含量;(3)天然地基的建筑的基础埋深、地下水埋深和上覆非液化土层厚度。在依据地质年代和细粒土含量判为可液化土层,还需要根据基础埋深、地下水埋深深和上覆非液化土层厚度判别。
当初步判别认为需进一步进行液化判别时应采用标准贯入试验判别法判别地面下15m深度范围内的液化;当采用桩基或埋深大于5m的深基础时,尚应判别15～20m范围内土的液化。当饱和土标准贯入锤击数(未经杆长修正)小于液化判别标准贯入锤击数临界值时应,判为液化土。当有成熟经验时尚可采用其他判别方法。
在地面下15m深度范围内液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算:
Ncr=N0[0.9+0.1(ds-dw)](3/ρc)1/2(ds≤15)(3)
在地面下15～20m范围内液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算:
Ncr=N0(2.4-0.1ds)(3/ρc)1/2(15≤ds≤20)(4)
式中Ncr液化判别标准贯入锤击数临界值;
N0液化判别标准贯入锤击数基准值应按表4采用;
ds饱和土标准贯入点深度(m);
ρc粘粒含量百分率当小于3或为砂土时应采用3。
由液化机理可知,液化产生是由于地震时饱和粉土、砂土孔隙水压力上升所致,当基础埋深较小、上覆非液化土层较厚、地下水埋深较深时,初判天然地基不考虑液化影响,是由于考虑基础底以下非液化土层达到一定厚度而起到的约束作用,并不代表其深部饱和粉土、砂土地震时土层不发生液化。
桩基础设计时,仍然要穿透液化层,计算该层桩侧摩阻力时,仍然要考虑发生地震液化的影响。对于复合地基,由于处理方法很多,应具体分析,为提高承载力而设计的桩体,桩端不可放在可液化土层及其以上;基础底以下非液化土层达到一定厚度,满足初判可不考虑液化条件时,可等同天然地基对待,一般情况下,基础和上部结构设计,不再考虑液化土层影响。
6.软土震陷问题
软土震陷是指地震作用下软弱土层塑性区扩大或强度降低而使建筑物或地面产生的附加下沉,一般是较大面积的地面下沉,多见于软弱粘性土层。虽然震陷问题在科学试验和理论研究中得到证实,在宏观震害调查中,也证明它的存在,但当前很难进行可靠预测和计算,《岩土工程勘察规范》(GB50021―2001)也仅作为推荐性条款列出。岩土工程师应根据建筑物类别、在进行地基处理等时,进行具体分析,采取适宜的抗震措施。
7.活动断裂的影响
全新活动断裂为在全新地质时期(一万年)内有过地震活动或近期正在活动,在今后一百年可能继续活动的断裂;全新活动断裂中、近期(近500年来)发生过地震震级M≥5级的断裂,或在今后100年内,可能发生M≥5级的断裂,可定为发震断裂;对全新活动断裂的准确鉴别和合理评价,其对建筑抗震乙、丙、丁类建筑工程的影响是断裂勘察的核心内容。
鉴别活动断裂一般从地形地貌特征、地质特征、地震特征和历史记录等几个方面进行调查判定。(见表5)
活动断裂对工程影响,地震时老断裂重新错动直通地表,地面产生错位,对建造在位错影响带上的建筑,产生不同和度的破坏,不是简单地用能用工程措施避免的断裂。
全新活动断裂有缓慢蠕动和突然错动两种基本活动方式。蠕动在活动断裂带普遍存在,现代活动速率代表今天的活动水平,可以此作为活动断裂工程评价标准之一,历史的和地质的活动速率可以作为参考。资料研究显示,中国东部地区的活动断裂,现代活动速率≥1.0mm/a(Ⅱ级),西部地区活动断裂,现代活动速率≥5.0mm/a的活动断裂,将有可能发生中强级以上地震。突然错动将导致地震,强震对工程建筑的破坏也最大,因此,活动断裂工程是否具有震中烈度≥6°的发震条件,特别重要的是它是否具别震中烈度≥8°的发震条件,震中烈度6°基本对应5级地震,震中烈度8°基本对应6级地震稍强。同时,要考虑第四系未受错动的覆盖层对产生地震断层的抑制作用,覆盖层厚度越大,越对抗震有利。
在此还要特别强调三点:第一活动断裂往往具有分段活动特征,强震往往发生在活动深断带的特殊部位,如活动断裂破碎交汇处、活动断裂两端、多次强震重复发生地段等,同一断裂在不同地段的破坏影响是不同的。第二无覆盖层的断裂,一旦发震破坏严重,应注意判定是否为全新活动断裂。主要靠分析研究断层破碎带,采取断层泥样品实测地质年龄来确定是否属于活动断裂。第三平均活动速率>1.0mm/a是《岩土工程勘察规范》(GB50021_2001)强烈全新活动断裂判定标准之一、震级≥6级也是《岩土工程勘察规范》(GB50021_2001)中等全新活动判定标准之一。
四、结论
场地和地基地震效应评价是岩土工程勘察设计的重要内容之一,关系设计人员对于基础埋深、型式的选择、地基处理方式、地基抗震设防、承压力的验算等。本人结合工程实践,就现行规范中该部分内容的认识,浅谈了几点见解,供同行们探讨。
参考文献:
[1]《岩土工程勘察规范》(GB50021―2001),中国建筑工业出版社,2002
[2]《建筑地基基础设计规范》(GB50007―2002),中国建筑工业出版社,2002
[3]《建筑抗震设计规范》(GBS0011―2001),中国建筑工业出版社,2001
关键词：建筑结构；抗震设计
Abstract:Howtomakethebuildingsafeinanearthquake,donotsufferseriousdamage,isabigprobleminthedesignofbuildingstructuresmustbeconsidered,especiallyinrecentyears,frequentearthquakes,people'slivesandpropertyarethreatened,constructionsafetyhasbecomeoneofthemostimportantfactorsofsocialsecurity.Inordertoensuretheseismiccapacitybuilding,thedesignermustbeinaccordancewiththerelevantstandardsandspecifications,designwithconsiderableseismiccapacitybuilding.Thispaperintroducesrelatedconceptofseismicdesign,thedesignideaandtheneedtopayattentiontotheproblem,inordertoaseismicstructuremoreclearly,reasonableconstructiondesign.
Keywords:buildingstructure;seismicdesign
中图分类号:TU973+.31文献标识码：A文章编号：
建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的过程，从场址的选择到建筑物的结构设计，抗震设计贯穿了整个过程。而且建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。因此如何准确、合理的运用不同的抗震设计方法，是非常重要的，对于不同的建筑、不同的情况应区别对待，从而寻求最合理的结构布置。
1、抗震目标
抗震设防目标，是抗震设计的所要达到的设计目标。目标可以定的低，也可以定的高，对于不同的建设单位，建设工程，是有可能不同的。这个就是属于规范提出的抗震性能化设计的范围。但是对于一般建筑，应该满足国家规定的基本的抗震设防三水准目标：“小震不坏、中震可修、大震不倒”。这个也是最低的目标要求，最基本的抗震设计要求。
为实现三个水准目标，我国主要采取二阶段设计。第一阶段设计是承载力验算，取多遇地震的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应，采用《建筑结构可靠度设计统一标准》规定的分项系数设计表达式进行结构构件的截面承载力抗震验算，这样既满足多遇地震下具有必要的承载力可靠度，又满足设防地震下损坏可修的目标。第二阶段设计是弹塑性变形验算，对地震时易倒塌的结构、有明显薄弱层的不规则结构以及有专门要求的建筑，除进行第一阶段设计外，还要进行结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算，并采取相应的抗震构造措施，定量的实现罕遇地震下的设防要求。大多数的结构，可只进行第一阶段设计，而通过概念设计和抗震构造措施定性的实现罕遇地震下的设防要求。
2、结构地震作用
从上面的介绍可以看到，按照我国三水准设防目标，计算地震作用也是比较复杂的。但是由于国家相关技术人员已经做了大量的工作，所以我们结构设计师已经是到了直接应用的阶段了。例如，某个城镇，它的设防烈度是多少，设计基本地震加速度是多少，设计地震分组是什么，多遇地震下参数是多少，等等，规范里都有依据可以查到，但这些是要花费非常大的精力去试验、实践才能得出来的数据，而我们查下规范，就可以得到。所以我觉得，规范使得抗震设计可以有据可依，设计也才可以顺利的进行。另一个方面，随着结构计算软件的发展，我们地震作用的计算也变得更简化。我们只需要准确理解地震相关各种参数的意义，合理准确的输入到计算程序中，那么程序就可以计算出相应情况下的地震作用，而后用于结构构件的内力、配筋计算。
（1）一般情况下，应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。
（2）有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。
（3）质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。
（4）8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。8、9度时采用隔震设计的建筑结构，应按有关规定计算竖向地震作用。
（5）建筑地震作用的计算，应采用下列方法：a）.高度不超过40m、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。b）.除a款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。c）.特别不规则的建筑、甲类建筑和表5.1.2-1所列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。
3、抗震变形验算
当地震作用计算完成后，把地震力作用于结构，就可以得到相应地震力作用下结构的位移。按照我国三水准设防目标，要求对结构进行多遇地震下的弹性变形验算，对应“小震不坏”；对甲类建筑、位于高烈度区和场地条件较差的建筑、超过一定高度的高层建筑、特别不规则的建筑、采用隔震和消能减震设计的结构进行罕遇地震下的弹塑性变形验算，对应“大震不倒”。当然，这个也是概念性的定义，如何把它应用于实际，规范也给出了量化的标准，使设计可以有据可依。而我们也必须明白，这些量化的标准也是经过大量的试验和对试验结果的分析而得来，是来之不易的。同样，由于结构计算软件的发展，地震作用下的位移也是可以计算出来的。那我们就可以按照计算的结果来验算结构刚度是否满足规范要求，实际也是是否满足设防目标要求。按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比u/h宜
符合以下规定：
（1）高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比u/h不宜大于下表的限值；
（2）高度等于或大于250m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比u/h不宜大于1/500；
（3）高度在150～250m之间的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比u/h的限值按本条第1款和第2款的限值线性插入取用。
（4）楼层层间最大位移u以楼层最大的水平位移差计算，不扣除整体弯曲变形。抗震设计时，楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响。当计算结果不满足上述限值要求时，表明结构位移过大，结构某方面刚度不足，所以我们就要找出问题的原因，调整结构刚度，使结构满足位移要求。经过反复的试算、分析，得出比较合理的结构布置。
4、抗震措施和抗震构造措施
当一个建筑结构的抗震变形满足要求后，表明该结构的刚度满足要求，而相应地震力也已经计算得到，那就可以往下进行结构构件内力及配筋计算。此刻的内力、配筋结果就是考虑了抗震设计的结果。但是抗震设计的内涵要比它大，它表现在抗震措施的考虑上。“抗震措施”是除了地震作用计算和构件抗力计算以外的抗震设计内容，包括建筑总体布置、结构选型、地基抗液化措施、考虑概念设计对地震作用效应（内力和变形等）的调整，以及各种抗震构造措施。抗震措施包含抗震构造措施。“抗震构造措施”是指根据抗震概念设计的原则，一般不需要计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部构造，如构件尺寸、高厚比、轴压比、长细比、板件高厚比，纵筋配筋率、箍筋配箍率、钢筋直径、间距等构造和连接要求等等。结构抗震设计，必须要包括抗震措施及其抗震构造措施。这种种规定，详细分布于规范的各章节，非常具体，数量非常多。例如框架结构有什么要求，剪力墙结构又怎么样，框架-剪力墙结构、部分框支剪力墙结构、筒体结构等等又有什么要求，我们结构设计人员也一定要根据不同的结构类型，采用相应的抗震措施及其抗震构造措施。抗震措施及其抗震构造措施应用还有点要注意的。因为不同抗震设防类别的建筑，其抗震措施是需要调整的，它或提高或降低，具体应包括抗震规范各章中除地震作用计算和抗力计算外的所有规定，与场地条件无关；而抗震构造措施也要按情况提高或降低，在一类场地及0.15g和0.3g的Ⅲ、Ⅳ类场地条件下，还需要作局部调整。乙、丙类建筑的抗震措施和抗震构造措施如下表：
5、计算案例
之前做过一个外地的工程，24~26层的高层住宅，下面6层是商铺及办公，两层地下室。抗震设防烈度6度，本来地区烈度较低，但由于结构自身原因和对抗震设防要求，实际做出来的配筋也是比较大的。上面住宅部分布置剪力墙，但是因为下面有办公楼及地下车库，所以要涉及框支剪力墙转换，而且是高位转换。由于高位转换对结构抗震不利，经与甲方商定，转换层设在地面以上结构四层。地震信息输入如下：丙类建筑；地震烈度，6度；场地类别，II类；设计地震分组，一组；特征周期，TG=0.35；地震影响系数最大值，0.04；活荷重力荷载代表值组合系数，0.5；周期折减系数，0.9；结构的阻尼比，0.05；考虑偶然偏心；考虑双向地震扭转效应；振型组合方法，CQC耦联；计算振型数，18个。抗震等级，6度，>80米的一般部分框支剪力墙结构，框支框架为二级，底部加强部位剪力墙为二级，非底部加强部位剪力墙为三级；但由于转换层位置>3层，所以最终框支框架按一级，底部加强部位剪力墙按一级。计算出来弹性位移较小，基本
【关键词】超限高层基于性能抗震设计
中图分类号：TU208.3文献标识码：A
一、概述
什么是超限高层？超限高层是指超过规范要求限制的高层建筑。超限高层建筑在项目的初步设计阶段进行审查，按照我国建设部的要求，全国超限高层审查委员会组织专家从技术角度进行多方论证，力求在抗震、消防等方面保证建筑物的质量安全。一般对于超限高层的理解是：混凝土框架剪力墙结构的高层建筑，超过120米为超限高层；混合剪力墙结构为100米以上；有错层的为80米以上；网架结构的为55米以上；而网架无盖结构为28米以上。无论建筑有多高，超限高层的存在都对工程技术质量提出了更高的挑战。建设部第111号令（《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》）明确指出，属于超限高层建筑的工程，在结构扩初结束后，需进行抗震设防专项审查。
新时期，经过多方努力，我们对于高层建筑的抗震性研究越来越深入。尤其是现在非常流行也很实用的基于性能的抗震研究，取得很大的成就。基于性能的抗震设计理论是20世纪90年代初由美国学者提出，按此理论设计的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。基于性能的抗震设计代表了未来高层结构抗震设计的发展方向，是一种更先进、科学、合理的设计理念。这一研究理论已引起了各国广泛的重视。美国联邦紧急管理厅资助的国家地震减灾项目NEHRP提出了在用结构基于位移的抗震评估及加固方法，于1997年出版了《房屋抗震加固指南》(FEMA273/274)；
日本也在1995年开始进行了为期3年的“建筑结构的新设计框架开发”研究项目，并在研究报告《基于性能的建筑结构设计》中总结了研究成果。日本又在2000年6月实行了新的基于性能的建筑基准法(BuildingStandardLaw)。欧洲混凝土协会(CEB)于2003年出版了《钢筋混凝土建筑结构基于位移的抗震设计》报告。目前我国正在修订的国家标准《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》也打算把基于性能的抗震设计方法纳入进去。
我国目前已批准的《建筑抗震设计规范》及《高层建筑混凝土结构设计规程》在近几年科学研究及工程实践的基础上，已吸收了性能目标设计的内容，由于该项技术尚处于起步阶段，在地震作用的不确定性、结构分析模型和参数的选用方面存在不少经验因素、模型试验和震害资料较少等问题还有待进一步研究，相信随着超限高层建筑在工程中的不断应用，这一研究方法将会逐渐完善成熟。
二、超限高层建筑基于性能的抗震设计的内容、特点和方法的研究
1．基于性能的抗震设计包含的主要内容
（1）对于地震风险水平的确定；
（2）对结构性能水平和目标性能的选择；
（3）超限高层建筑场地的确定；
（4）概念设计、初步设计、最终设计中的可行性检查、设计方案确定及设计审核、实验验证等；
（5）高层建筑结构施工中的质量保证和使用过程中的检测维护。
2.基于性能的抗震设计的特点
现行的抗震设计规范主要是以保障生命安全为基本目标的，按照这一理念设计和建造的建筑物，在地震中虽然可以避免倒塌，但其破坏程度仍旧会造成严重的经济损失。这些破坏程度和损失远远超过了设计者、建造者以及业主的最初估计。
根据结构抗震的安全目标和结构抗震的功能要求，我们提出了基于性能的抗震设计思想和方法。基于性能的抗震设计具有以下特点：（1）着眼于单体抗震设防的同时考虑单体工程和说相关系统的的抗震；（2）在不同风险水平的地震作用下满足不同的性能目标，即将统一的设防标准改变为满足不同性能要求的更为合理的设防目标的标准；（3）设计人员可根据业主的要求，通过费用——效益的工程决策分析确定最优的设防标准和设计方案，以满足不同业主、不同建筑物的不同抗震要求；（4）抗震设计中更强调实施性能目标的深入分析和论证，有利于建筑结构的创新，经过论证(包括试验)可以采用现行标准规范中还未规定的新的结构体系、新技术、新材料；（5）有利于针对不同设防烈度、场地条件及建筑的重要性采用不同的性能目标和抗震措施。
这里有必要对我国的抗震知识做一介绍。
中国抗震设计规范GB50011-2001——三水准设防
中国地震风险水平
地震作用
水平50年超越概率重现期（年）
小震63.2%50
中震10%475
大震2~3%2495~1642
我国抗震设计规范GB50011-2001
小震不坏基本完好[θ]=1/550
中震可修中等破坏
大震不倒严重破坏[θ]=1/50
所谓小震不坏，就是高层建筑物遇到较低等级的地震时，高层建筑物处于弹性变形阶段，建筑物一般不受损坏或受损很轻，不需修理可以继续使用。中震可修是指相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，高层建筑物结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但这种破坏经一般修理或不需修理仍可继续使用。这一层次要求建筑物的结构具有相当的延性能力不发生不可修复的脆性破坏。大震不倒，是地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离，不至于建筑物倒塌从而保障了人员的安全。这一层次要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
3.基于性能的抗震设计方法
把基于性能的抗震设计应用于实际设计中，主要有两种方法。第一种是：基于传统的设计方法。这种方法基于的设防目标主要是：小震不坏、中震可修、大震不倒；小震有明确的性能指标，大震有位移指标，其余是宏观的性能要求；按使用功能重要性分甲、乙、丙、丁四类，其防倒塌的宏观控制有所区别。在方法上是：按指令性、处方形式的规定进行设计；通过结构布置的概念设计、小震弹性设计、经验性的内力调整、放大和结构以及部分结构大震变形验算，即认为可实现预期的宏观的设防目标。第二种是直接基于位移进行设计。此方法基于的设防目标是：按使用功能类别及遭遇地震影响的程度、提出对个预期的性能目标，包括结构的、非结构的、设施的各种具体性能自白哦；由业主选择具体工程的预期目标。这种设计方法采用结构位移作为结构性能指标，与传统设计方法想比较，它从根本上改变了设计过程，直接以目标位移作为设计变量，通过设计位移普得出在此位移时的结构有效周期，从而得出结构的有效刚度，求出结构此时的基底剪力，进行结构分析，具体配筋设计。
第一种方法基于传统的抗震设计，目前广泛应用，设计人员已经熟悉。对适用高度和规则性等有明确的限制，有局限性，有时不能适应新技术，新资料，新结构体系的发展。
第二种方法即基于性能抗震设计，目前较少采用，设计人员不易掌握，所承担的风险较大。为实现高层结构的设计提供了可行的方法，有利于技术进步和创新。技术上还有些问题有待研究改进
基于性能的抗震设计与现有常规方法相比，其优点是使三水准设防要求有具体量化的性能目标、水准，设计中更强调实施性能水准的判别准则、性能目标的选用和深入仔细的分析、论证。超限高层建筑结构基于性能的抗震设计将是今后较长时期高层结构抗震的研究和发展方向。虽然基于性能的抗震设计仍存在一些有待研究和解决的问题，尤其是地震作用大小的不确定性以及计算模型和参数的准确性等问题，但可以肯定的是，随着技术的进步和研究的深入，高层建筑的抗震性会越来越好，超限高层建筑也越来越安全。
【参考文献】
1.建筑抗震设计规范（GB50011-2001）.北京：中国建筑工业出版社
2.马宏旺，吕西林.建筑结构基于性能抗震设计的几个问题.同济大学学报.2002.30(12)
