摘要：地震災害損失與建筑結構抗震設防水平的高低成反比。通過對建筑結構抗震設計的過程分析，結合建筑結構設防標準的影響因素，對抗震設防標準可靠度與投資決策的方法優化進行探討。

　　關鍵詞：建筑工程師論文,核心期刊論文發表,建筑結構,抗震設防,投資決策

　　隨著經濟社會的發展和科學技術的進步，建筑的結構體系也越來越先進。尤其是近些年來，高層建筑的建設速度達到了空前的繁榮，對建筑結構的安全性、可靠性提出了更高的要求。建筑結構的抗震分析和設計是工程設計中重要的內容，為了更大程度上滿足建筑向著高層化、結構復雜化的趨勢良好發展，對建筑抗震設防的研究已是當前擺在工程投資人員及設計人員面前亟待解決的核心問題之一。

　　1.建筑結構抗震設計分析

　　現階段應用比較廣泛的房屋建筑結構抗震設計理論主要可分為反應譜理論、動力理論以及擬靜力理論三個類型，首先，對于反應譜理論而言，進行抗震設計的重心在于地震震動過程當中的加速度特性;其次，對于動力理論而言，進行抗震設計中的中心在于將整個地震視作獨立的時間過程，這當中具有顯著特征的地震動加速度被視作地震動輸入變量參數，而房屋建筑結構就是整個計算系統當中的自由度體系，在精確得出各個時刻建筑物地震反應的同時完成抗震設計;最后，對于擬靜力理論而言，進行抗震設計的基本在于對地震力大小參數進行核算，按照地震系數與房屋建筑結構重量的乘積對該參數進行計算。

　　2. 建筑結構設防標準的影響因素

　　新建建筑的設防標準是指設計時允許一個結構在它服役期內遇到地震時對其反應不超過某一給定的極限狀態的概率。這表明，結構的設防標準除了與地震發生的概率和地震動參數大小有關外，還與其允許的極限狀態有很大的關系。對同一建筑結構而言，允許的極限狀態越大，說明該結構對性能的要求越高，那么相應所需的經濟投入也就越多。伴隨著設防烈度的增大，結構的投資也在增多，勢必降低結構的損失費用。當結構的投資較小時，損失較大，無法起到預防地震災害，確保結構安全的作用;隨著投資的增加，損失逐漸減小。但是，當投資增加到一定程度的時候，損失費用減小的趨勢逐漸變小，也就是說，投資增加到一定程度后即使增加投資，損失也不會再繼續減小，此時增加投資就會造成不必要的浪費。因此，必須尋求一個平衡點，使其在保證建筑結構安全的同時又達到經濟的效果。

　　3.建筑結構抗震設防投資的優化

　　基于建筑結構安全、經濟性能等因素相協調的抗震設計思想反映了現代結構抗震設計思想的一個重要轉變，即從以往只注重結構安全向全面注重結構的性能、安全及經濟等諸多方面發展。從經濟的角度看，為提高建筑結構抗震能力而進行的投資與在地震作用下結構破壞所造成的損失費用應達到一個合理的平衡，目標就是在保障人類生命安全的前提下，結構在整個服役期內總費用之和最小。

　　3.1建筑物的抗震等級對工程造價的影響

　　在建筑結構設計中，提高設防烈度需要通過提高建筑物的抗震等級實現，建筑物的造價也隨之提高，造價增加的幅度是大家所關心的。提高建筑物的抗震等級對造價方面影響的主要是建筑的土建造價部分。建筑物抗震等級的確定與當地的抗震設防烈度、地震分組、設計基本加速度、建筑場地等外部因素有關，還與建筑物高度、建筑物抗震設防分類、結構類型等有關。建筑物抗震等級的提高，將加大結構構件的計算內力，提高配筋率和配箍率，對造價的影響是加大截面尺寸，即增加混凝土和鋼筋用量，而對樓板厚度、配筋量幾乎沒有影響。當設防烈度超過8度時，依舊通過改變構件的截面尺寸和配筋率來提高結構的抗震能力已經不是最經濟的方法，一方面加大豎向構件尺寸將降低有效使用面積，同時由于剛度的增加也加大了地震的作用力，此時應通過改變結構體系、增加抗震斜撐體系、增設隔震消震措施等提高結構抗震性能來達到抗震設防烈度的要求，這樣提高的造價比單純提高結構的截面尺寸和配筋量還少。根據各種結構類型的抗震性能從低到高，依次選擇磚混結構、框架結構、框剪結構、框筒結構、筒中筒結構等，選擇合適的結構體系是保證結構抗震能力的第一步，且直接影響建筑物的土建造價。

　　3.2建筑結構抗震設防標準可靠度與投資決策分析

　　可靠度是結構分析和設計理論發展到概率階段提出的概念，在此之前對結構的安全度沒有統一的度量，結構安全性靠安全系數體現，其依據是專家的經驗。對工程結構的目標可靠度進行決策是一件困難的事情，現有的方法有兩種:一種是類比法，另一種方法是校準法。美國、加拿大和歐洲的一些國家以及我國都采用此法建立了結構的目標可靠度水準。類比法和校準法是非抗震結構設計時確定目標可靠度所采用的方法，顯然也可以用來決策結構抗震目標可靠度。但它們各自都存在缺陷，作為確定抗震目標可靠度的方法并不恰當。事實上，結構工程師在工程實踐中必須努力協調“安全”和“經濟”這一矛盾，在確保結構安全性的前提下盡可能減少結構花費。這也是研究和制定抗震設防標準的根本原因。

　　抗震目標可靠度制定得高與低，實際上同國家的技術經濟政策和投資者的經濟承受能力以及服役結構創造的效益有關。影響結構效益的因素又可以分為兩類：建設投人和投資風險。建設投入是指結構建設完成之前需要的費用總和，如土地征用費、設計費、材料費、施工費等。對于抗震結構還應該特別包括為了抗震需要而增加的構造措施費用。投資風險是指結構在服役過程中可能遭受的各種直接和間接的損失，包括經濟損失、人員傷亡及社會、政治影響等。如果抗震目標可靠度制定得高，則需要的建設投人就大，雖投資風險變小，但若沒有遭遇期望強度的地震就會得不償失。如果抗震目標可靠度制定得低，雖然可以減少建設投人，但投資風險加大，有可能導致巨大的經濟損失和社會影響而無法承受。由此可見，合理的抗震設防標準應該在建設投人和投資風險之間取得平衡，使得工程結構在服役期間支付的總費用最小化。結構抗震目標可靠度則不僅體現了結構的抗震安全性(或者地震風險水平)，同時也是體現結構經濟性的一個指標。

　　制定合理的抗震目標可靠度不僅需要考慮結構初始的建設投人，而且必須考慮服役過程中結構需要承擔的投資風險，并且采用優化方法確定結構抗震可靠性最佳的目標水準，使得結構方案在失效后果和安全措施費用之間實現平衡。這種方法被稱為“投資-效益”準則法，目前尚處于研究階段。近年來，這種方法受到了比較廣泛的關注，國內外都有研究者從不同層面對其進行研究。“投資-效益”準則法被認為是科學決策結構最佳抗震目標可靠度的一種切實可行的方法，同時也是基于性態的抗震設計思想需要研究的一個基本問題。

　　4.結束語

　　建筑工程結構的抗震設防投資方案可選不同的結構型式和設防等級，不同的結構型式和設防等級引起結構可靠度、震害損失等方面的差異，通過地震災害損失的經濟效果來進行工程結構的投資優化是十分必要的。在制定最佳抗震目標可靠度時需要考慮結構整個生命周期中的經濟因素，包括建設投入和投資風險，而“投資-效益”準則法是確定結構最佳抗震設防目標及可靠度的一種切實可行的方法。

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