结构抗震设计的若干问题

结构抗震设计的若干问题

0结构抗震设计地震和二次地震灾害给人类带来了巨大的经济损失和损失。目前的科学研究还无法正确预测和控制地震的发生，但可以运用现代科学技术来减轻和防止地震灾害，并对建筑结构进行抗振性设计是一种积极有效的方法。抗震设计的基本目标是防止建筑物倒塌，并在一定的经济条件下尽量减少地震过程中的经济损失和人员损失。从建筑结构的发展趋势来看,施工技术的发展往往领先于结构设计的发展,当前的结构抗震研究的重要目标是加快发展抗震设计方法,更经济安全地保持地震后的建筑功能.一般的建筑结构抗震设计主要包括3个方面的内容:①结构抗震设防水准和等级的选取;②结构地震反应分析;③结构抗震设计.本文从以上3个方面进行总结论述,并进一步分析我国现行抗震设计中存在的一些问题以及当前结构抗震理论研究中的一些热点课题.1建筑抗震设计原则建筑抗震设防标准规定结构应该具有的地震安全性或结构抗震的能力.建筑抗震设防综合考虑设防原则和目标、设防环境和参数、设防水准和等级;并由三个基本因素确定:社会经济条件、地震危险性和结构重要性.建筑抗震设防标准最终体现在抗震设防水准和设防等级上(如图1).1.1我国抗震设计规范中地震防抗震设防水准是指在结构设计中如何根据客观的设防环境和已定的设防目标,并考虑具体的经济条件来确定选择多大的地震强度作为防御的对象,或者说如何确定设防烈度,是结构抗震设计中最基本的问题.由于设防目标不是单一的,因此设防水准也不是单一的,而是多级的,如我国抗震设计规范(GB50011-2001)中“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标分别体现了三级抗震设防水准(见表1).抗震设防水准与一个国家的经济、技术以及传统设计习惯等多学科因素相关,因此设防水准各国不尽相同.我国抗震规范规定三水准;日本建筑标准法规规定两水准,即第一水准的中等强度地震和第二水准的强烈地震;新西兰规范(AS/NZS11702003Draft)在其规范说明中隐性地体现了三水准的思想,三设防目标依次对应频繁地震、中等地震和强烈地震;美国规范(UBC1997)和欧洲规范(EC82000Draft)采用单一的设防水准,按地震分区分别给出区域系数、基本地震系数或有效峰值加速度值;美国加州结构工程师协会(SEAOC2000)在基于性能的抗震设计理论中采用四个等级的设防水准.1.2结构重要性判断抗震设防等级是全局性体现国家设防政策的综合标准,结构抗震设计首先需要明确抗震设防等级.等级划分主要依据三方面的标准:建筑的重要性、建筑抗震潜力大小和建筑行业类别.我国抗震规范是采用增减设防烈度体现设防等级,根据建筑使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁四类,再根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级.国际上则采用一组0.8～1.3之间结构重要性系数调整设计地震作用反映设防等级.2结构抗震设计方法现代抗震设计方法始于上世纪初,随着人们对地震动和结构反应特性研究的不断深入,结构抗震理论研究经历了以结构承载力分析为主,发展到兼顾承载力和结构变形,再到全面分析结构的承载力、变形、损伤和耗能的过程.在一个多世纪的发展过程中,大致提出了5种主要的抗震设计方法.2.1结构地震作用机理20世纪70年代以前的抗震设计基本采用基于承载力的抗震设计方法,地震分析属于等效静力分析阶段,以结构构件的强度或刚度是否达到特定的极限状态作为结构失效的准则.基于承载力的抗震设计方法建立在静力分析理论之上,是在1900年大森房吉提出的地震力理论和1916年佐野利器提出的抗震结构理论的基础上发展起来的.静力法和早期的反应谱法都是以惯性力的形式来反映地震作用,并按弹性方法来计算结构地震作用效应.2.2震害相对较小1933年美国研制出第一台强地震记录仪,并成功地取得地震记录后,结构地震反应分析进入动力分析阶段,地震波研究为地震反应谱分析创造了条件.在长期的工程实践和试验研究中发现,地震中地震峰值发生的时间很短,震害表明这种脉冲式地震作用带来的震害相对较小;而且结构的非弹性变形能力可使结构在较小屈服承载力的情况下经受更大的地震作用,由此提出了基于反应谱的延性抗震设计方法.通过地震力降低系数调整反应谱加速度,来实现不同结构的延性需求.如新西兰抗震规范中混凝土框架结构模型化的设计地震力与结构延性需求关系(如图2),结构延性高则取值大,结构延性低则取值小,延性抗震设计考虑结构进入非弹性状态下的结构反应,然而由于结构非弹性地震反应分析的困难,因此只能根据震害经验采取必要的构造措施来保证结构自身的非弹性变形能力,以适应和满足结构非弹性地震反应的需求.结构的抗震设计仍采用小震下按弹性反应谱计算的地震力来确定结构构件,与考虑地震重现期的抗震设防目标相结合.采用反应谱基于承载力和构造保证延性的设计方法成为目前各国抗震设计规范的主要方法.2.3结构损伤的构造模型非弹性变形对结构抗震和防止结构倒塌有着重要作用,但结构自身将因此产生一定程度的损伤.当非弹性变形超过结构自身非弹性变形能力时,则会导致结构的倒塌.对结构在地震作用下非弹性变形以及由此引起的结构损伤研究就成为结构抗震研究的一个重要方面,并由此形成基于结构损伤的抗震设计方法.损伤抗震设计中引入反映结构损伤程度的某种指标作为设计参数,如Park和Ang于1985提出了钢筋混凝土构件最大变形与累积滞变耗能线性组合的地震损伤模型:D=xmxcu+βEhFyXcn(1)式中,xm为地震作用下达到的最大变形;xcu为单调荷载下的极限变形;β为经验系数;Fy为计算的屈服强度;Eh为耗散的塑性应变能.Fajfar在1992引入正规化累积滞变耗能参数,将(1)式简化为D=(1+βγh2μm)μmμcuγh=1μmEhFyxy−−−−√(2)式中,μ和μn分别为结构的在地震作用下的实际位移延性系数和单调荷载作用下的极限位移延性系数.我国学者吕大刚和王光远以结构最大变形与滞回耗能单独引起的损伤程度,建立了加权线性组合双参数地震损伤模型;欧进萍等结合中国地震设防水准,提出了钢筋混凝土结构基于地震损伤的三水准性能目标抗震设计方法.2.4能力抗震设计方法20世纪70年代,新西兰的T.Paulay和R.Park基于对非弹性性能对结构抗震能力贡献的理解和超静定结构在地震作用下实现具有延性破坏机制的控制思想,提出了保证钢筋混凝土结构具有足够弹塑性变形能力的设计方法.能力抗震设计方法的关键在于将控制概念引入结构抗震设计,有目的地引导结构破坏机制,避免不合理的破坏形态,可有效保证和达到结构抗震设防目标,同时又使设计做到经济合理.能力设计法3大关键措施:一是人为增大截面相对于梁截面的抗弯能力,即“强柱弱梁”措施;二是用剪力增大系数增大梁端、柱端及梁柱节点等的抗震组合剪力值,即“强剪弱弯”措施;三是通过相应构造措施保证可能出现塑性铰的部位具有所需的塑性转动能力和耗能能力,其中“强柱弱梁”措施是“能力设计法”的关键.到20世纪80年代,各国规范均在不同程度上采用了能力设计方法的思路.2.5基于性能的抗震设计三水准抗震设防目标“小震不坏、中震可修、大震不倒”是世界上广泛接受的抗震设计思想,但是这种基于承载力的抗震设计理论,不能有效地控制地震对社会所带来的巨大经济损失,现代城市建筑不仅要防止倒塌,还要考虑控制经济损失的大小,保证结构使用功能的延续.基于此抗震设防思想,上世纪90年代美国地震工程和结构工程专家经过对历次震害深刻的总结后,改进基于承载力的设计方法,提出了基于性能的抗震设计理论.基于性能的设计需要选择一定的设计标准、恰当的结构形式、合理的规划和结构比例,保证结构与非结构的细部构造设计,并控制结构质量和长期维护水平,使得建筑物在遭受一定水平地震作用下,结构的破坏不超过一个特定的极限状态.基于性能的抗震设计理论为实现结构不同性能水准,需要不断的迭代寻求结构对强度、刚度、延性需求的合理统一,现阶段还不具有实际应用的可能.结构位移能体现结构在地震作用下的性能水准,因此基于位移的抗震设计是实现基于性能设计的有效途径.目前,基于位移的抗震设计大致有三种思路和方法:控制延性的方法、直接基于位移的方法和能力谱法.基于位移的设计要求进行定量分析,使结构的弹塑性变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求,即控制结构在地震作用下的层间位移角限值,实现用量化的位移设计指标来控制建筑物的抗震性能,它比基于承载力的抗震设计理论确定了更为明确的结构地震性能目标.以实际震害为背景提出的基于性能的抗震设计理论,受到国际上普遍的关注,美国、日本等国家进行了大量的基础研究.1996年SEAOC蓝皮书和1997年UBC都正式纳入了基于位移的抗震设计思想,作为未来结构抗震设计的一种发展趋势,其基本思想将逐渐进入设计标准并应用于实际工程的设计.3结构地震反应分析结构地震反应分析是现代抗震设计理论的核心内容,是确定结构需求的关键步骤,真正意义上的地震反应分析是从20世纪40年代开始的.由于结构地震反应决定于地震动和结构动力特性,因此地震反应分析也随着这两方面认识的深入而发展.结构地震反应研究实现了三个方面的发展:从线性弹性分析发展到非线性弹塑性分析;从确定性分析发展到可靠度分析;从等效静力分析阶段发展到动力分析阶段和能量分析阶段.根据计算分析理论的不同,地震反应分析方法可分为静力分析法、反应谱分析法、动力分析法和能量分析法.地震反应分析中各种方法并不一定单独采用,而往往是多方法交错应用,如静力分析时会涉及动力分析;动力分析中常考虑结构的能量分析.3.1结构静力弹塑性分析静力分析起源于日本,是国际上最早形成的抗震分析理论.20世纪初,日本学者提出水平最大加速度是造成地震破坏的重要因素,并提出按等效静力分析求地震效应的方法.将结构看作刚体,不考虑变形对结构的影响,也不考虑地震作用随时间的变化及其与结构动力特性的关系,结构各质点的水平地震作用最大值为该质点与地面运动加速度的乘积.近年来,广泛应用的结构静力弹塑性分析或称Pushover分析也是一种静力分析法.Pushover分析考虑某种形式的侧向等效荷载施加于结构计算模型上,逐渐增大荷载强度,并记录加载下的开裂、屈服、塑性铰形成以及各种结构构件的破坏行为.Pushover分析法综合上世纪90年代发展起来的能力谱法,应用于结构抗震设计和评估,以非线性变形来评估强烈地震作用下结构的抗震性能,能清晰地表示结构的变形行为,可满足不同性能需求的抗震设计和评估.抗震静力分析的产生具有划时代的意义,结构地震反应分析理论经过一百年的发展,静力分析法依然是目前世界上抗震分析的主要方法之一,但是在表现形式上有所变化,计算精度上有了很大的提高.3.2反应谱分析方法反应谱分析建立在强震观测基础上,由美国学者M.A.Biot在上世纪40年代提出,到50年代初由Housner实现.将实测地震波代入单自由度动力反应方程,计算出各自最大弹性地震反应,从而得出结构最大地震反应与结构自振周期的关系曲线.由反应谱可计算最大地震作用,再按静力法计算地震反应.反应谱分析虽然考虑了结构的动力特性,但在分析中仍把地震惯性力看作静力,因此只能称为准动力分析.反应谱理论与结构振型分解法结合,建立了振型分解反应谱法,从而解决了复杂多自由度体系地震反应分析的问题.利用振型正交性和振型分解原理进行解耦,使之转化为求解独立的相当于单自由度体系的运动方程.在以后研究发展中,人们不断完善反应谱理论,提出了非线性反应谱分析法.反应谱分析法在地震作用计算方面取得了重大突破,因而在地震工程的发展中具有非常重要的贡献,是目前各国抗震规范中给出的一种主要抗震分析方法.3.3地震波输入和波场动力分析方法动力分析法起源于20世纪60年代计算机技术的应用,是使地震波输入地震反应方程直接进行逐步积分求解成为可能而发展起来的分析方法.动力分析法包括确定性的动力时程分析法和非确定性的随机振动分析法,往后进一步发展提出了波动分析法.(1)结构振动方程时程分析法对结构运动微分方程直接逐步积分求解,得到各质点随时间变化的位移、速度和加速度的反应,并进而可计算出构件内力的时程变化关系.用全增量形式表示的运动微分方程为[M]{Δx¨}+[C]{Δx˙}+[K][Δx]=−[MI]{Δx¨g}(3)时程分析法求解地震反应的关键是确定结构振动分析模型和合适的恢复力曲线;选择合适的地震波和增量方程的数值解法.时程分析法能较好地反映结构动力效应的全过程,识别结构抗震的薄弱环节,估计结构的变形或能量反应.但是时程分析法由于计算复杂且耗费时间太多,还不能普遍应用于一般的结构设计.(2)高层建筑地震反应分析方法地震反应分析发展的前期阶段基本上都是属于确定性的反应分析,然而地震动实际上是取决于许多因素的随机过程,从而使得结构地震反应也是随机过程.据此,人们提出了结构体系振动的随机反应分析方法.将地震作用看成随机过程是1947年Housner提出的,经过半个多世纪的发展,国内外学者已在地震动输入的随机模型、地震随机反应分析方法等方面取得了丰硕成果.如Kiureghian提出了计算高层建筑平移扭转耦联效应的随机地震反应的振型位移法;王虎栓和江近仁提出了均值反应谱随机振动加速度法,用少数前几阶振型的组合求解非重合的质量与弹性中心的高层建筑,可得到精确的结果;李宏男在研究多维随机地震反应分析方法时,推导了计算高层建筑在平动和扭转地震分量共同作用下的结构随机反应的振型加速度法;林家浩从计算力学的角度提出了计算大型结构随机响应的虚拟激励法,提高了计算效率.虽然地震反应分析已取得了不少研究成果,但有许多问题尚未解决,用于实际工程设计还存在一定困难,不过这种分析方法将会成为未来地震反应分析的重要方法之一.(3)小波理论在结构抗震反应分析中的应用小波理论在处理随机变量方面有独特的优越性,这种优越性成为处理地震波随机性的一个有效方法,因此有人提出将小波理论与随机振动理论相结合,应用于结构抗震分析的思路.目前小波理论应用于结构抗震动力分析,已取得了一定的成果.Basu和Gupta把小波理论成功应用于多自由度结构的抗震反应分析;叶燎原和肖梅玲从小波变换的基本原理出发,提出了地震地面运动的小波模型,以具有时频特性的小波基来表示,用于多自由度的地震反应分析,导出了计算公式;Yama和Kuwamura利用小波变换对地震作用下结构的动力反应进行了分析和计算,并利用能量分配关系清楚地分析了各频段范围地震输入分量对结构反应的作用程度.通过借鉴其他领域的成果和经验,可以预见小波分析将在地震工程领域取得突破性的进展.3.4地震反应分析上世纪50年代Housner提出了用能量分析结构地震反应的方法,用弹性体系的拟速度谱来等价弹塑性体系的总输入能量谱.随着实际地震数据和试验数据的积累,人们更加认识到能量反应分析在评价地震强度和结构破损中的重要作用.能量分析法考察任意时刻系统的总输入能与其他能量之和相互平衡:Ei(i)=Ek(t)+Ed(t)+Eh(t)+Eg(t)(4)结构地震反应分析进入非线性分析阶段后,能量分析法进入了新的发展时期.能量分析结合动力时程分析用于研究在不同地面运动输入和不同结构恢复力模型条件下结构的能量反应规律.能量分析包括三个方面的内容,一是结构的总耗能;二是总耗能中属于引起结构破坏的非弹性变形耗能(滞回耗能)的比例;三是滞回耗能在结构层间、构件之间的分配规律.4我国抗震设计存在的问题我国抗震设计理论研究从上世纪五六十年代开始,经历了创建、发展和横向发展三个阶段50年的进展,在抗震设防标准、地震反应分析、结构抗震设计和防灾减灾等方面已取得了长足的进步.虽然在这些方面取得不小的成就,但由于我国地震工程研究开展较晚,而且科技水平和经济能力均低于发达国家,因此与发达国家相比,我国抗震设计中依然存在一些不足,应当承认我国的抗震科研长期以来是在跟踪而不是引导国际潮流.下面分析我国抗震设计中存在的几个比较突出的问题,这些问题在新编抗震规范中虽有改进,但还有一些不足.4.1我国抗震设计安全基准的现状我国的抗震设防标准最初是在20世纪五六十年代设定的,与当时的国家经济和资源状况、社会财富积累、设计施工技术以及材料质量水准相匹配.在抗震设计规范几次修编中,安全水准有过一些调整,但均没有实质性的提高,基本上是根据80年代以前我国的实践水平通过校准法确定的,与国际标准相比始终处于较低的水准.综合国内许多土木工程专家的一些看法,我国抗震规范设防标准偏低主要体现在如下3个方面.(1)地震发生强、结构失效的疫情将增经济增长迅速,城市化程度越来越高,积累在城市里的财富越来越多,抗震设防水准没有提高,发生强烈地震时由于结构失效引起的各种损失将是巨大的,这将使可以预先增加投入来防止的损失变得无法挽回.(2)美国、欧洲规范主导的短周期内地震作用按“小震不坏”的抗震目标取值,在相同条件下,我国规范在短周期内与美国和欧洲规范相当,而在中长周期区段大致相当于欧美规范延性系数5.5的水准;我国规范地震作用取值比美国规范的取值一般要低10%～20%;结构构件的安全储备普遍比国外低20%～40%.(3)结构体系设计设计基本周期内的超越概率和地震重现期能够明确定义三水准抗震设防目标的地震水准,而结构在地震中的工作状态“不坏、可修、不倒”概念模糊,没有定量或定性的指标,依据主要是常年的工程经验,没有充分考虑工程结构服役的经济指标,没有体现服役功能和地区差别.基于目前较低的结构安全水准以及结构造价在工程投资中的比率下降,可以考虑结构在设防烈度下采用弹性设计,将“小震不坏”的抗震目标改为“中震不坏”.提高设防水准所追加的抗震投资幅度不大,如设防地震烈度从7度提高到8度,增加抗震投资约为5%～8%.抗震设防标准是政策性、技术性和经济性的综合体现,必须从社会经济发展的全局与长远的目标考虑.最近国外提出了以人的生活质量为指标的抗震设防标准,综合考虑可接受的地震破坏、建造和维修的投入进行优化.从当前中国社会经济发展趋势和人们生活质量水准来看,较大幅度地提高抗震设防水准是非常必要而且有利的.4.2结构非线性弹塑性分析的局限性抗震设计方法是建筑结构抗震理论中的重要内容,分析和设计结果的精度是决定结构抗震安全性的关键因素.我国抗震设计规范在这方面的不足表现在以下几个方面.(1)现行的抗震规范是采用地震烈度区划计算地震作用,即抗震设计根据地震区划选取设防烈度、基本地震加速度值和所属地震分组.从地震烈度的定义出发,同一烈度下的地震加速度相同,震害也应是相同的.但是无论从理论分析还是强震观测表明,只要频率或频谱、地震持时等其他因素可变,同一烈度区的不同场地震害差别很大,这与地震烈度的概念矛盾.地震烈度区划在地震加速度取值上也有很大不同,因为烈度相差一度,则峰值加速度相差一倍,在烈度区划边界的建筑,即使在同一地点,相同建筑可能取到不同的设计基本加速度值.在新编的抗震规范中,采用了地震分组的方法,但没有完全消除这些不合理.国际上广泛采用的方法是地震动参数,用地震系数和特征周期区划,概念明确,而且可以减小不同场地类别划分的“跳跃”.(2)在同一基本烈度区,不同重要性建筑取用了相同的地震烈度计算地震作用,这是不合理的.地震作用的计算是界定结构在地震时的弹性极限,因此虽然重要性不同,但结构都会同时达到弹性极限,而且经历从小震到大震所增加的加速度相同.用抗震等级区分不同重要性建筑,牺牲了次要建筑的延性,也是不可取的.合理的方法可以参考国外规范,对不同重要性建筑采用不同的地震系数或地震加速度,用结构性能系数区分,这和规范采用不同安全等级的建筑取用不同的可靠度指标或结构重要性系数的概念是不同的.(3)采用不同的地震反应计算方法所得的结果差异较大,且与实际灾害反馈的地震反应存在差异.地震反应分析采用静力反应谱分析,动力荷载等效为静力荷载计算的结构反应比动力反应谱分析和时程分析的结果普遍偏小,振型分解反应谱分析的结果在局部楼层比时程分析的结果小,而时程分析缺乏可操作性.分析中对剪切变形尚没有令人满意的计算方法,剪切变形要么不考虑,要么只按弹性来考虑,这显然是不合理的.这些偏差都难以保证结构在地震中安全,是结构弹塑性地震反应分析中迫切需要解决的课题.结构非线性弹塑性分析应用存在局限性,规范主要针对平面规则、对称、结构扭转效应小的多层建筑,在复杂结构体系的多中高层建筑不完全适用;而且结构分析的方法和相关规定主要适用于矩形结构构件,对异形构件不一定适用,如框架柱的轴压比受截面尺寸影响比较大,而规定的限值是根据矩形柱确定的,因此计算分析将产生较大误差.另一方面,结构内力分析与截面设计采用了不同理论依据,如一般钢筋混凝土结构内力分析皆采用线弹性理论,而构件截面设计常采用极限状态理论,时程分析法又考虑了构件塑性铰的出现过程,理论不一致就很难求解真实的结果;其次还有选用内力分析模型造成的差异,上下部共同作用带来的差异,结构弹性模量与阻尼比变化的影响等等都会对计算结果产生误差.(4)抗震设计可靠度方法的问题.我国的结构设计规范从上世纪80年代开始采用基于概率理论的可靠度设计方法,虽然表达形式与多安全系数的结构设计方法相同,但是现行规范中的分项系数与分项安全系数的物理概念不同.安全系数和可靠度指标都是用来作为结构安全性的一种度量,在一定条件下有相互对应的关系.安全系数是一百多年来经过不断总结成功和失败的经验,概括过去长时间内所有不利和有利结果而得到的经验系数.安全系数的安全度水准概念比较清楚,能宏观地给人安全程度大小的概念.可靠度指标需翔实的统计数据,是建立在比较准确可靠的抗力和荷载效应的概率分布之上的,由于目前没有获得这些指标精确的概率分布函数,可靠度指标是对过去的安全系数通过“校准”而确定的,不是真实或接近实际的失效概率.采用可靠度方式表达以后,低量级(10-3到10-4)的失效概率由于是远离实际的虚假值,反而使人对安全度的认识显得模糊,甚至不可捉摸.在抗震分析中,由于在同一地点发生类似地震的可能性很小,而且地震发生的时间间隔太长,真正进行统计分析是相当困难的.国际上的结构抗震设计基本上采用比较可靠的多安全系数的设计方法,概念清晰,符合人们的思维习惯.安全系数方法并不排斥可靠度分析,是一种经验、统计分析相结合的方法.5科技支撑中的地震工程概念的提出和发展最近20年间,国际上与地震工程相关的科学研究发展迅速,在传统理论技术的基础上,又开创了基于性能的抗震设计理论、结构减震控制和结构健康诊断三个前沿领域,突破了传统地震工程研究的知识基础,控制论、信息技术、材料科学和机械工程的新成果被引入了土木工程,这突出体现了现代科技发展的特点.5.1关于地震反应的研究,应将质量引入地震分析和波基于性能的抗震设计理论是在总结近年破坏性地震灾害的基础上提出的,是抗震设计理念上一次变革.考虑反映结构抗震设计“共性”和“个性”的两类目标功能,采用“投资-效益”准则下基于可靠度的优化设计方法,具有很大的发展空间,被认为是未来抗震设计的主要指导思想.虽然基于性能的抗震理论在国际上得到了广泛的重视和研究,而且已取得不少成果,但现阶段还不完全具有实际应用的可能,有许多问题需要解决,如目标性能水准的划分、确定非确定因素的考虑、结构非线性、大变形状态下的本构关系等,因此基于性能的抗震设计将是抗震设计理论进一步研究的重点.用弹塑性动力分析法能较好地反映结构动力效应的全过程,识别结构抗震的薄弱环节,估计结构的变形或能量反应,但是弹塑性动力分析法由于计算复杂且耗费时间太多,受地震波影响较大,对一般的结构设计不能普遍采用.随机振动分析和波动分析在地震反应分析中优势是明显的,但理论并不完善,需进一步的研究加以完善.5.2结构的震摇问题随着高、精、尖技术设备进入建筑,如何保证地震发生时这些设备能正常运行而不致因建筑结构反应使其破坏,引发或加重次生灾害;随着建筑物高度的增加,如何保证结构因地震作用引起的震动摇晃不超过居住者所能承受的心理压力;在强烈地震作用下如何最大限度地确保结构的安全,不致使人们生命财产遭受重大损失.这些都是抗震设计研究所面临的现实而重大的课题.一个较为合理的办法就是采用结构地震反应控制技术,使设计出的建筑物同时满足上述机能性、居住性和结构安全性的要求.结构减震控制是现代控制论和控制技术与土木工程的结合,是区别于传统抗震技术、提高建筑结构抗震安全性的新的更灵活有效的途径.5.3结构