建筑结构抗震设计中的概念设计

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1、建筑结构抗震设计中的概念设计【摘要】在建筑结构抗震设计中需要对建筑抗震设计进行宏观控制,其方法常采用概念设计。本文根据地震的特点，从建筑物的场地选择、平立面形式、结构布置、结构的整体性、延性等几个方面简单论述一下建筑结构抗震设计中概念设计的内容。　　【关键词】建筑结构；抗震；概念设计　　　　过去我国结构计算理论经历了许多阶段,曾经有经验估算、容许应力法计算、破损阶段计算、极限状态计算，一直到目前普遍采用的概率极限状态理论计算等阶段。现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）则是采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则，从而使建筑结构的设计符合技术先进、经济合理、

2、安全适用的原则。概率极限状态理论计算法更科学合理，但是此方法在运算过程中带有一定程度近似，只能把它作为近似概率法，而且只靠极限状态设计很不易估算出建筑物的实际承载力。其实，建筑物是一个空间结构，各种构件以相当复杂的方式共同工作，并不是脱离结构体系整体的单独构件。　　地震通常具有随机性、不确定性和复杂性，因此目前很难做到准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数。建筑物其本身又是一个很庞大很复杂的系统，在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程非常复杂。而且在结构分析方面，因为不能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等诸多因素，也将存在着不确定性。所以结构工程抗震问题不能全部依赖“

3、计算设计”解决。应该立足于工程抗震的基本理论以及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。　　建筑结构抗震概念设计要从如下几个因素考虑:　　1选择对抗震有利场地，避开不利的场地　　造成建筑物震害的原因是多方面的，场地条件是其中之一。由于场地因素引起的震害往往特别严重，而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。因此，选择工程场址时，应进行详细勘察，搞清地形、地质情况，挑选对建筑抗震有

4、利的地段，尽可能避开对建筑抗震不利的地段。　　对建筑抗震有利的场地，一般是指位于开阔平坦密实均匀中硬土地段。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害，从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的场地，一般是指软弱土、易液化土、山嘴孤丘、陡坡河岸、采空区和土质不均匀的场地。　　2建筑物形状力求简单、规则　　建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。如果建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，那么就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。　　经验表明，简单、规则、对称的建筑抗震能力强，在地震时不易破坏；反之，如果房屋体形不规则，平面上凸出凹进，立面上高低错落

5、，在地震时则容易产生震害。而且，简单、规则、对称结构容易准确计算其地震反应，可以保证地震作用具有明确直接的传递途径，容易采取抗震构造措施和进行细部处理。　　3选择对于抗震合理的结构形式　　抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。按结构材料分类，目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等；按结构形式分类，目前常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多因素影响，是一个综合的技术经济问题，需进行周密考虑确定。　　抗震规范对建筑结构体系主要有以下规定：　　3.

6、1结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；　　3.2结构体系宜具有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力；　　3.3结构体系应具有必要的抗震承载力，良好的变形能力和耗能能力；　　3.4结构体系宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力；　　3.5结构在两个主轴方向的动力特性宜相近，在结构布置时，应遵循平面布置对称、立面布置均匀的原则，以避免质心和刚心不重合而造成扭转振动和产生薄弱层。　　4确保结构的整体性　　结构是由许多构件

7、连接组合而成的一个整体，并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。若结构在地震作用下丧失了整体性，则结构各构件的抗震能力不能充分发挥，这样容易使结构成为机动体而倒塌。因此，结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。　　为了充分发挥各构件的抗震能力，确保结构的整体性，在设计的过程中应遵循以下原则：　　4.1结构应具有连续性。结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持整体的重要手段之一