建筑结构抗震概念设计问题探究

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1、建筑结构抗震概念设计问题探究摘要：本文首先对建筑结构抗震〃概念设计〃进行了概述，然后从场地选择、地基基础设计、平立面布置、结构体系、构件连接等方面进行了详细的探讨，最后明确了建筑结构抗震〃概念设计〃的原则和要求，以达到合理抗震的目的。本文在此提出了自己的一些观点和看法，可供同行参考。关键词：概念设计；结构抗震；结构体系；地震作用；、八―1—^刖g地農具有随机性、不确定性和复杂性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统，在遭受地震作用后其破坏机理和破坏

2、过程十分复杂。且在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在着不确定性。因此，结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理论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木问题，既注意总体布置上的人原则，乂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。人们在总结地震灾害经验时提出T“概念设计”的设计理念。“概念

3、设计”就是指止确地解决总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震的冃的。掌握“概念设计”，将有助于设计人员明确抗震设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计原则而不至于陷入盲目的计算工作中去。高层建筑抗震概念设计的基本内容有三个部分：一是选择合理的建设场地和地基基础设计方案；二是建筑设计应重视结构的规则性；三是建筑设计应选择合理的结构体系，考虑构件和整体结构的延性。一、关于建筑场地的选择和地基基础设计问题分析在选择建筑场地时应根据工程需要，学握地震活动情况及地质资料，对抗震冇利、不利及危险地段作出综合评价。同

4、时应进行合理的地基基础设计。1、宜选择对建筑抗震有利地段。建筑场地尽可能要求宽阔平坦而且避开斜坡和崖地，要尽量选择坚实均匀的场地。微风化、中等风化的基岩,坚实的砂土层，不含水的粘土层都属良好的场地。2、应避开对抗震不利的地段，如无法避开时应采取冇效措施。不利地段就是指软弱土、液化土、条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘等。3、不应在地震时有可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及地震断裂带等建筑抗震危险地段建造甲、乙、丙类建筑。4、同一结构单元不宜建设在性质截然不同德才地基

5、土上，不宜部分采用天然地基部分采用桩基或部分釆用摩擦桩部分采用端承桩，且基础埋深应一致。地基为软质粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时，应佔计地震时低级的不均匀沉降或其它不利影响并采取相应措施。不宜设置局部地下室。二、关于建筑结构的规则性问题分析建筑物的体形是否对抗震有利是抗震设计首先遇到的问题。不规则的结构布置使结构性能复杂化，对不规则结构布置的识别和为避免或减缓其负面影响而采取补救措施的概念依赖于对结构性能的正确理解。1、建筑形状力求规则和简单。历次地震震害经验表明：简单和规则的结构遭遇地震后的

6、破坏较轻，因为简单的结构其受力性能比较明确，设计时容易分析结构在地震作用下的反应和内力分布规律，且结构细部的构造也好处理。通常认为简单的平、立面图形是方形或圆形的，而有凹角等平面会造成有应力集中或变形集中的薄弱环节。实际工作中要求建筑体型尽量规则和简单。2、建筑结构尽量对称。建筑的平、立面刚度和质量的分布不对称，地震时往往产生扭转破坏，因此在设计上做到对称是十分必要的。实际工作屮常常由于各种原因而造成不对称的情况，通常表现在以下几个方面：一是建筑周边构件的强度和刚度不对称；二是建筑外形对称而抗侧力系统不

7、对称；三是具有细长伸岀翼的平面；四是质量偏心。3、尽可能满足建筑竖向均匀性。均匀性问题存在于建筑的竖向布置中，无论是几何图形还是楼层刚度变化其规则匀称应该是立面设计中优先考虑的。布置不均匀的结果产牛了刚度、强度的突变，引起竖向的应力集中或变形集中，以致在中小型地震中损坏，在人震时倒塌。均匀性问题表现如下：一是竖向收进问题。竖向收进是常见的建筑处理方式，结构上产生的问题是在凹角处应力集中。由于房屋的不同部分其振动特征不同，所以在收进处的横隔（楼盖或屋面板）产生应力突变，为此，在抗震设计时,可考虑以下几种处

8、理方法：限制收进尺寸；当设置防震缝有利时，可设缝把复杂的体型划分成若干简单、规则的独立单元，分割后的建筑体型应是均衡的，不致过分细高；不设缝时应进行较细致的空间动力分析；对刚度突变的构件釆取加强措施。二是柔性层框架。建筑上往往因底层需要开敞或任意层需要大的空间，使结构处于上下不连续状况，产生竖向刚度突变。特别是柔性底层建筑，构件的应力和变形集中是非常严重的，所以在抗震设计时应力求避免或配置强韧性良好的构件以承受大的侧移。三是同一层间的柱子刚