建筑结构中抗震设计体会与概念设计应用

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1、建筑结构中抗震设计体会与概念设计应用刘皓(云南开发规划设计院，云南昆明650217)摘要：随着人们对地震灾害预防意识的日益增强，建筑师和结构工程师逐步认识到良好的概念设计才是建筑结构抗震性能的基础。设计中落实包括概念设计在内的建筑设计理念是提高建筑物的整体抗震能力的关键。关键词：建筑结构；抗震；概念设计中图分类号：TU973．31文献标志码：B文章编号：1672—4011(2017)06—0038—03DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2017．06．021l建筑设计与抗震设计的关系建筑方案设计对结构抗震性能起重要的基础作用，合理的结

2、构概念设计能最终实现建筑抗震设计理念。建筑抗震要求与建筑设计有机地结合起来，能使建筑抗震设计水平达到结构设计与建筑设计本身的和谐统一。这就要求建筑师能在建筑方案开始和初步设计深化中考虑抗震的要求，结构工程师才可能对结构体系和构件系统进行合理的安排与布置，确定建筑结构的质量分布和刚度分布均匀协调以及相应产生的地震作用、结构受力和变形合理，最终使建筑结构的抗震性能和抗震承载力得到改善和提高。从方案阶段建筑设计考虑到抗震要求，并在深化方案中逐步落实、贯彻概念设计的思想，能从总体上对建筑抗震设计起着直接的制约作用。2建筑抗震设计现状的体会2．1愈发复杂的结构设计规范

3、、标准和技术措施TJll—74《工业与民用建筑抗震设计规范》经过了40多年的不断发展和完善，我国先后制(修)订颁布施行了以GB50011—2010((建筑抗震设计规范》为基础的30多项抗震防灾为主的国家标准和行业标准。这些标准内容涵盖建筑工程抗震设计、建筑结构中非结构构件、设备设施抗震设计以及专项工程和结构的抗震设计(例如地铁轨道交通)。除此以外，还有包括GB50010—2010{混凝土结构设计规范》、JGJ99—2015((高层民用建筑钢结构技术规程》、JGJ3—2010((高层建筑混凝土结构技术规程》等在内的专业技术标准规程，这些标准规程不同层面范围均涉

4、及具体的抗震设计技术内容。一方面是抗震设计的规范越来越完备，另一方面使用中也给结构工程师带来困惑甚至矛盾。2．2社会发展需求与规范技术发展之间的矛盾我国建筑抗震设计一直沿用的“两阶段、三水准”的设计方法，其目的是实现防止建筑在预期的大震下倒塌破坏，保证建筑使用人员的生命安全。随着社会的不断发展，人们对房屋建筑的要求不仅仅局限于生命安全的单一水准要求上，根据不同维度的需求提出了多层次的建筑性能要求。工程实践中也出现了很多新型建筑结构形式，比如，伴随新型城收稿日期：2017—03—15·38·镇化和建筑工业化的发展，新型预制装配式结构、混凝土一钢复合结构(包括水

5、平复合、竖向复合等)必将大量使用，综合地下轨道交通工程、综合市政工程、地下综合管廊等地下结构等。新型结构型式急需抗震设计技术规范的支持。2．3现行规范没有能完全覆盖的结构体系仅从建筑结构这个领域看，现行抗震设计规范体系对以下结构体系仍然没有能够完全覆盖，如：建筑空间需要的少墙框架结构和少支撑框架结构，高层建筑结构中下部混凝土一上部钢框架复合结构和钢筋混凝土核心筒一钢框架组合结构、钢筋混凝土／型钢混凝土框架一钢支撑组合结构、体育馆等大跨空间结构，功能组合复杂的地下建筑结构，正在快速发展、使用消能减震技术结构。结构设计实践上，工程师仍然要通过对规范的实质地把握和

6、自己的工程经验，对涉及的问题进行判断及探索。2．4基于性能的设计方法我国现行的抗震规范有三个水准的设防目标：第一阶段是结构弹性阶段，截面设计实现第一水准强度要求，随后验算弹性位移及配合抗震构造措施实现满足第二水准的变形要求，第二阶段用第三水准烈度验算弹塑性变形及结合抗震构造措施满足第三水准的防倒塌要求，其基本目的是保障生命安全。近十几年来的大震震害调查显示，按现行抗震规范设计和建造的建筑物，在已经发生的地震中经受住了检验，基本实现没有倒塌，保障了生命安全的目标。但是地震破坏仍然造成了严重的包括间接损失在内的经济损失，甚至影响到了社会的发展，而且这种破坏和损失

7、经常超出设计者、建造者和业主预先的估计。从另一方面看，伴随着经济发展和现代化城市化的进程，城市人口密度在不断加大，城市设施愈发复杂，单次地震造成的综合损失和间接影响未来只会越来越大，迫使人们逐渐认识到仅强调抗震结构在地震作用下不受严重破坏和不倒塌，仍然不是一种全面、完整的抗震思想。实际上，公众与社会对不同的结构抗震性能存在多种层次的需求，如何改进现行的单一抗震设计理念，使结构在地震灾害中的抗震性能达到人们多层次、个性化的目标要求，这是结构工程师面临的重要课题。2010版抗震设计规范增加了关于性能化设计的原则规定与性能化参考指标要求，在一定程度上已反映出这些需

8、求的区别，性能化设计的方向已经确定，但在实践中尚需要