建筑结构抗震概念设计初探

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1、2010年第31卷第5期建筑结构抗震概念设计初探鹿钊恺(北京国内贸易工程设计研究院，北京100069)摘要：文章依据地球简要地震原理，从建筑结构抗震设计的理解程度、抗震概念设计的主要原则以及概念设计对建筑设计的指导与优化作用等多方面，综合探究这一关系人类生命财产安全的关键问题。关键词：建筑结构；抗震；概念设计ResearchOnAnti-quakeArchitecturalStructureConceptuaIDesignLUZh口。一志口i(BeUingIntermlTradeEngineeringDesigll&Resear

2、chIrlstitute，Be日iIlg100069，CKna)Abst豫ct：ThiSpaperframtIle∞rthquakeprincipkbrieny，哪de墙tarldingofbuildinga∞ismicdesign，themainprincipleofaseis瑚ticdesignconceptsandtheguidanceofconc印td鹪ignandoptimizationinarchjtecturald髓igntocomprehe戚vein-quiryin舱gratedint0tIlerektionsh

3、ipbetweenthehuman“feandpropenysecu矗tykeyproblems．KeywOrds：builihIlgstrllcture；a辩is嗽tic；collceptualdesign1地震破坏简要原理阐述众所周知，对于建筑而言地震所带来的最大破坏力是反复不规则的水平剪切力，由于建筑上部结构的反作用力垂直于地面，这样两个作用在同一平面交会而为建筑物带来难以估量的损伤与破坏。无法改变的是所有建筑结构都无疑要遵循整体插入式结构的设计理念，当地震袭来时，建筑上部产生的晃动能量沿建筑传向基础，而地震连续的震能仍在

4、相继向基础输送，上部结构返回的作用力与接踵而来的震能连续不规则的在结构破坏点即主要在基础与上部结构交会面处发生冲撞，巨大的剪切力将建筑结构短时间内构成损毁。2建筑抗震设计的深度认知虽然在抗震结构设计领域出现了很多具有指导性的新趋势，例如：基于性能的结构抗震设计现场理论、材料参数随机性的抗震模糊可靠度分析以及动力时程响应分析的状态空间迭代法等等，但是在经40历了无数次地震灾害后，越来越多的建筑设计师们清醒的发现，完全依靠计算设计优化加固建筑结构抗震等手段是不能妥善解决抗震这类技术难题的，更何况建筑结构还要受到地质地形、总体规划、工

5、程造价、可持续性发展等诸多限制条件的综合影响。与此同时，结构抗震设计的“概念设计”被真正重视起来。概念设计在完善和优化结构设计的同时深度认识地震带来的整体反应，把握结构在地震活动中产生破坏的机制，从更高更广的视角中审视并灵活运用抗震设计规范与准则，既讲求“面面俱到”把握整体布置的基本原则，又“重点突出”解决细节中的关键问题。力求从根本上提高建筑结构的综合抗震能力。概念设计被提升到抗震设计的最前沿也就不足为奇了。3建筑结构抗震概念设计的主要原则3．1建筑选址与地基稳定条件成功建筑设计的基石在于优秀的规划选址，前建精世界2010年第

6、31卷第5期提条件没有充分满足无疑是舍本逐末之作。规避地震不利地段，选择稳定安全的建筑场地是非常必要的。无法避开时采取有效措施来保证地基的稳定性与安全性。现行的基础设计规范中规定，结构单元中某些建筑出于地质因素考虑部分采用桩基或天然地基的做法都是不合理的，而出于任何理由而考虑在抗震危险地段建造建筑物更是绝对不允许的。地震作用下，地基承载力下降或地基土液化，地基因此而失稳甚至于完全丧失稳定性，最终导致建筑物开裂、倾斜、倒塌都是非常常见的现象。其次由地震所引发的其他次生灾害如泥石流、滑坡、山洪等在相当程度上也都决定于最初的建筑选址，

7、建筑基础的稳定是最大的抗震前提条件。3．2总体布置与结构体系的合理性在实际的建筑结构设计过程中总体布置也是在整体上影响结构稳定性的要素之一。平面布置一般要求尽量规则，对称，尽可能缩小刚度中心与质量中心的偏差，以此降低建筑结构在水平荷载作用下产生的扭转效应。在竖向布置上尽量避免使用转换层，力求上下联通，减少应力集中点。不但减小了结构受力分析等各方面的难度，也缩短了设计周期，降低了工程造价，另外渐变的竖向刚度也能够最大限度的使建筑结构抵抗水平动力荷载。合理的建筑结构体系，以明确的计算简图和简洁合理的传力途径为先决条件，对于不规则的建

8、筑，应计算地震力的计算模型空间，考虑扭转藕的共同影响，使得整体更接近实际工作条件。不在同一系统的受力结构单元体系，首选现浇混凝土结构，底层框架抗震墙砌体建筑结构选择混凝土抗震墙为解决方案，设计多层砌体构筑物则优先选用横墙承重结构组合体系。结构体系复杂的构筑物以抗