结构设计中概念设计和结构措施

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1、结构设计中概念设计和结构措施　　中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：一、关于建筑结构设计和概念设计的重要性概念设计的重要性还体现在方案设计阶段。初步设计过程是不能借助计算机来实现的，这就需要结构工程师综合运用结构概念，选择最为可靠、经济的结构方案。为此，需要工程师不断地丰富自己的设计理念，深入了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。运用概念陛近似估算方法，可以在设计方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。所得方案往往概念清晰、定性准确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。同时，这也是判断计算

2、机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。计算软件的选择和使用不当，也会造成结构设计的不合理，甚至影响到建筑物本身的安全性。应用概念设计的思想，可以避免此类情况的发生。二、建筑结构设计中概念设计应注意的问题5（1）适宜刚度概念。在建筑结构设计中，合理地确定建筑物的刚度是非常重要的。建筑物的刚度不宜太大刚度大刚结构自振周期就短，在地震时结构所承受的地震作用就大，相对后果较重，且造成材料的浪费；刚度也不宜过柔，过柔的建筑结构在地震时就会产生过大的变形，影响其强度、稳定性和正常使用。（2）充分认识和掌握结构的破坏机制和塑化历程。建筑结构的破坏机制一般分为楼

3、层破坏机制和整体破坏机制，设计人员在设计中应尽量避免结构产生楼层破坏机制，因为这种破坏机制说明结构中存在着薄弱环节，即在其它构件承载能力尚未充分发挥作用之前，整个结构已经提前破坏，设计人员的责任和主要任务就是努力实现理想的建筑结构的整体破坏机制，就是正确布置和掌握塑性铰出现的位置和出现顺序。5（3）等强度与耗能设计原则。这是抗震结构总体设计时必须认真考虑的设计原则，在结构设计中一定要避免由于设计考虑不周，或施工的局部缺陷，造成在水平作用下部分主要承重结构提前破坏，整幢建筑物连续破坏的局面。在结构的整体设计上要注意加强薄弱环节，尽量做到等强度，在注

4、意等强度设计原则的同时，一定要注意使建筑结构在恰当的部位具有能消耗大量能量的性能，一个好的结构设计必定是一个好的耗能系统。在选择主要耗能构件时应注意以下几点：(1)耗能构件的屈服应力仍然处于弹性阶段工作的构件的约束，即它们的屈服在整个建筑结构中应该是局部性的，不至于引起整体破坏；(2)耗能构件不应选用主要承受竖向荷载的构件，如柱、剪力墙等；(3)为了更多地消耗地震能量，耗能构件应有相当的数量，且这些耗能构件应有较好的延性。（4）结构延性设计原则。结构延性一般用延性系数表示，它表示的是结构极限变形与屈服变形的比值，该比值越大，结构的延性越好，如果组

5、成整体结构的各个构件均具有较好的延性，那么整体结构本身会有较好的延性。（5）强柱弱梁设计原则。强柱弱梁设计原则，其目的就是为了保证在强地震作用下，柜架结构塑性铰首先在梁上发生面不在柱上发生，通柜架结构出现楼层破坏机制。三、概念设计的应用（1）场地条件和基础选型尽量的选择对抗震有利的场地，避免在不利于抗震的危险地段建造甲、乙、丙类建筑，当无法避开的时候，应当采取有效地措施减少和消除其不利的影响，一般在初步设计前就进行勘探和选址。（2）结构体系的选择和布置高层混凝土结构常用的结构体系有框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒体结构和板柱一剪力墙结构

6、等。规范中对它们各自的适用高度和高宽比等均做出了详细规定，设计人员应充分了解其适用范围和优缺点，结合建筑的功能需要、建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。5在结构体系的布置当中，特别要注意适当的处理构件的强弱关系。众所周知，在建筑结构中，柱倒了，梁会跟着倒；而梁倒了，柱还是可以不用倒的。可见柱承担的责任比梁大，柱不能先倒。为了保证柱是在最后失效，故意把梁设计成相对薄弱的环节(但并不是指结构构件不安全)，使其破坏在先，以最大限度减少可能出现的损失。如果梁柱等同看待，企图

7、让他们都“坚不可摧”。则可能会造成同时破坏，后果会更糟糕，损失会更大，这就是所说的“强柱弱梁”的概念。同时，在同一类型的结构构件中，其重要性也是不尽相同的。（3）结构平、立面布置及外形尺寸结构平面的布置应当要尽量简单、规则、对称，尽量使结构的刚度中心与质量中心重合，以减小扭转，结构的竖向布置要做到刚度均匀和连续，避免刚度突变和出现薄弱层。当有抗震设计要求时，结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐减小，当上下层结构布置发生变化时，要设置结构转换层。对规范规定的不规则结构，应进行进～步的抗震验算，并对抗震薄弱部位采取有效的加强措施，对严重不规则的方案应不予

8、采用。（4）抗震设防类别和抗震等级的确定5抗震设防的类别关系到了整个建筑的抗震设防烈度和抗震的等级，对于结构安全性和经济性影响相当的大，