【摘要】随着混凝土结构应用要求的不断提高，研究其基于位移的抗震能力设计凸显出重要意义。本文首先介绍了抗震能力在混凝土结构中的重要性，分析了混凝土结构基于位移的抗震能力设计要点，并对其优化措施提出了个人看法。
【关键词】混凝土结构；位移；抗震能力；设计
一、前言
作为混凝土结构应用中的重要工作，其抗震能力设计在近期得到了有关方面的高度关注。该项课题的研究，将会更好地提升混凝土结构的抗震能力，从而有效优化混凝土结构的整体应用效果。本文从介绍抗震能力设计的重要性着手本课题的研究。
二、抗震能力在混凝土结构中的重要性
1.抗震设计是保护人民群众的生命财产安全的需要。人类社会在发展过程中，首先要解决的就是温饱与安全的需求，如据有关报道，在2008年的汶川地震的主震区内，完好的建筑几乎没有。除却地震本身的烈度较高，破坏性较强的原因之外，一个更重要的问题值得我们的深思，就是建筑结构的抗震能力非常差，一方面在技术水平上缺乏突破，另一方面一部分人受利益驱动，往往在施工过程中，存在偷工减料等行为，导致了建筑物抗震能力薄弱，加强建筑结构抗震设计的重要性，对于保护人民群众的生命财产安全不言而喻。
2.抗震设计是促进建筑结构设计技术与理念的创新与发展的需要。以地震多发地区的日本为例，1880年横滨地震之后，日本成立了日本地震学会，1891年在浓尾地震之后，鉴于地震给建筑物造成的重大损害，日本成立了“震灾预防调查委员会”，开始着手进行抗震结构设计研究。经过近百年的发展，日本的建筑物结构抗震设计无论是在技术还是在理念上都处于领先的地位，但只解决了大部分问题，地震持续时间对震害的影响始终在设计理论中没有得到反映。
3.抗震设计具有良好的社会正向效应。整个社会发展是一个复杂的系统，从这一战略高度加以认识的话，我们不难发现，建筑物抗震结构设计的加强对于构建和谐社会具有重要意义，良好的建筑物抗震能力，有利于维护社会稳定，对于建设“美丽中国”，实现“中国梦”，具有良好的社会效应。
三、混凝土结构基于位移的抗震能力设计要点
抗震技术理念所涉及的内容比较广泛，从建筑方案、结构布置到计算简图选取，从截面配筋到构件构造等都贯穿抗震技术理念的内容。
1.结构平面布置。结构的平面布置要做到简单、规则、对称，对凹凸、细节等复杂平面尽量减少，尽可能使平面刚度中心与质心靠近，减少地震下的扭转，可从两方面考虑减少地震作用下的扭转破坏，一方面是减少地震的扭转，另一方面要增强结构抵抗扭转能力。平面刚度不均匀是造成扭转破坏的重要原因，而影响刚度是否均匀的主要因素是布置剪力墙，剪力墙要做到均匀对称，利用楼梯间、电梯间形成简体，增强结构抗扭刚度，减少扭转，此外还需注意平面上质量的分部，减少质量偏心。对于平面上有突出部分的建筑，也会出现局部扭转，一般不宜设计突出部分过长的L型、T型和H型平面，应使其突出长度控制在规范允许范围内，不可避免时，可在其端部设置刚度较大的剪力墙或井筒，减少突出部分端部的侧向位移，可减少局部扭转。
2.结构竖向布置。结构的竖向布置同平面布置，要做到体形均匀、规则，避免有较大的外挑和内收，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通，结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐减小。竖向刚度是否均匀，剪力墙的布置也是最主要因素。框支剪力墙是典型的沿高度刚度突变，竖向构件不连续的结构，框支层为薄弱层，其底部变形大，容易遭受严重震害。对于该类结构，底部应增大其刚度，尽量使转换层上下部分刚度接近，控制转换层设置的高度等措施。当结构顶部楼层相对下部楼层收进时，收进的部位高度，收进后的平面尺寸越小，会使上部结构由于高振型反应鞭梢效应而导致破坏，因此对收进和外挑尺寸应加以限制。
3.结构和构件的延性设计。延性是指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低，且有足够塑性变形的一种性能。在我国“多遇地震不坏，设防烈度可修和罕遇地震不倒”的设防目标下，钢筋混凝土结构都应该设计成延性结构，即在设防烈度地震作用下，允许部分构件出现塑性铰，这种状态为“设防烈度可修”状态；当合理控制塑性铰部位、构件的各种抗侧力体系都是由剪力墙和框架组成的，作为抗震结构均应设计成延性剪力墙和框架。延性结构的塑性变形可以耗散地震能力，结构变形虽然会加大，但作用于结构的惯性力不会很快上升，内力也不会再加大，因此可降低对延性结构的承载力要求。延性结构是一种经济的、合理而安全的设计手段，相反，若结构延性较差，在地震作用下容易发生脆性破坏，甚至倒塌。
四、混凝土结构抗震能力设计中的几点优化措施
1.优化场地选择
在地震灾害发生时，不同地质环境下的建筑遭受的地震破坏的程度有较大的差别，建筑场地的优化选择对于建筑抗震尤为重要。掌握工程的地质、地震等相关资料，掌握地震的活动情况，合理选择建筑场地。对地震危险地段进行综合评估，对于地震多发地段应主动避开，无法避开时应采取相关补救措施措施，选取具有良好的抗震能力的地质环境，岩石、半岩石和密实的地基土有利于建筑抗震，松软的粘性土不利于建筑抗震。同一结构单元的基础应该设置在性质相同的地基上，同一结构单元应该采取相同的地基。建筑场地选择还应该远离有其他重大威胁的场地，例如核电站、大型石油保存设施等等，防止地震引发的核泄漏、石油泄露等其他灾害带来的安全隐患。
2.优化结构参数
优化钢筋混凝土建筑结构的震动周期、扭转角度、相关刚度比例等相关参数。运用剪摩理论（砌块结构）和主拉应力理论（砖砌体结构）等力学模型，对建筑结构进行地震作用下内力和变形的分析，计算弹性状态下的建筑结构的地震作用效应，与风荷载效应、重力荷载效应组合，引入相关地承载力抗震调整系数，进行构件截面的优化设计。运用计算机对结构参数进行反复计算和优化，对计算结构进行调查研究，在保证结构的抗震性能的前提下，确定结构的相关参数。
3.优化结构设计
钢筋混凝土建筑要满足国家规定的建筑抗震能力的标准，保证主体结构有具备变形调节能力，结构在强大延性作用下，可以恢复到正常状态，削弱主体结构变形对整个建筑结构造成的伤害，保证结构长期稳固。合理布局结构构件，注意协调高层混凝土建筑结构构件之间的受力，按照规整、对称、均匀的原则进行布置，尽可能减小地震发生时结构的弯曲变形、剪切变形、整体平移和整体转动，有条理地设计结构，增加建筑结构的整体抗震能力。注意记录地震灾害信息，根据地震引发的结构变形采取相关的防震措施，对于关键性的微小部位进行处理，维护建筑结构受力的整体一致性，削弱水平方向和竖直方向的不规则的地震力带来的破坏，达到相应的抗震效果。
五、结束语
通过对混凝土结构基于位移的抗震能力设计相关研究，我们可以发现，该项工作的顺利开展，有赖于对多项影响环节与因素的充分掌控，有关人员应该从混凝土结构应用的客观实际要求出发，研究制定最为优化可行的抗震能力设计实施方案。
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