建筑抗震概念设计的内涵与应用

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1、建筑抗震概念设计的内涵与应用杨德银合肥工业大学建筑设计研究院摘要：地震是一种常见的自然灾害，具有不确定性和复杂性，目前的科技水平还无法对地震作用及建筑物的抗力进行准确预测及精准计算。建筑结构的抗震设计涉及很多方面，受到很多不确定因素的影响，单纯依靠作用力和抗力计算进行设计是远远不够的，很大一部分抗震性能的实现要依靠抗震概念设计。结构设计人员必须掌握相关的抗震概念设计原则，通过一系列的抗震（构造）措施，来实现建筑工程的抗震设防目标。关键词：建筑结构设计;抗震概念设计;结构体系和布置;抗震（构造）措施;收稿日期：2017-8-17Received：2017—8-17引言近几十年来，我

2、国的经济社会发展取得了巨大进步，人民生活水平不断提高，对建筑物的结构安全及抗震性能提出更高要求。在建筑结构设计中，抗（减、隔）震设计也变得円趋重耍和成熟，而抗震概念设计就是其中最重耍的一环。基于在长期实际工作中的经验，木文对抗震概念设计进行粗略小结，阐述抗震概念设计的一些基本内容及注意事项，并就一些抗震措施进行探讨。1建筑抗震概念设计的内涵抗震设计是建筑结构设计的重要组成。建筑抗震设计乂可分为两类：（1）抗震概念设计；（2）地震作用及抗力计算（计算设计）。其中抗震计算（计算设计）主要是依据数理理论和现行工程规范，通过计算机来建立一个结构模型模拟建筑物受力，并棊于材料性能、力学理论

3、等来计算地震时建筑物的抗震能力，然后依据模拟数据的计算结果来进行整体的结构设计。在一些计算设计中或在规范中难以作出具体规定的问题，必须由工程师运用“概念”进行分析，作出判断，以便釆取相应的措施。工程师根据建筑物的整体结构特点，利用系统化的结构理念，注重结构的整体性反应和抗震薄弱部位，以此来合理选择结构体系的布罝方案，从而实现建筑物的抗震设防0标。在某种意义上，建筑抗震设计仍然是一门“艺术”，依赖于设计人员基于数理知识、经验总结和理性分析而形成的抗震设计理念。而建筑抗震概念设计的目标就是将抗震性能最大化地发挥出来，尽量避免或减少建筑结构中出现比较敏感的薄弱部位。在地震过程中，建筑结

4、构中比较薄弱部位在地震中的抗力失效，往往会对建筑物的整体结构造成很大的破坏甚至垮塌。所以，在各种抗震设计或者方法中，都是假设建筑整体结构可以充分发挥抗震作用，其前提就是在注重整体结构布置的同时，还要从量避免出现抗震薄弱部位。抗震概念设计对建筑结构的整体抗震性能来说，发挥着至关重要的作用，也即是说，建筑结构抗震性能的决定因素，是良好的抗震概念设计。2建筑抗震概念设计的一些基本内容2.1抗震措施和抗震构造措施抗震措施和抗震构造措施是两个既有联系又有区别的感念。“抗震措施”是除了地震作用计算和构件抗力计算以外的所有抗震设计内容，是抗震“概念设计”的概念在建筑抗震设计中的具体细化和实现手

5、段。其涵盖的内容非常广泛，色括场地和地基的选择、建筑总体布置、结构体系选型、结构平及竖向构件布置、上部结构嵌固端的选择、构件材料选用、地基抗液化措施、考虑概念设计对地震作用效应（N力和变形等）的调整，以及各种抗震构造措施。这里，地震作用计算是指地震作用标准值的计算，不包括地震效应（内力和变形）设计值的计算，不等同于抗力计算。在I类场地及0.15g和0.30g的III、IV类场地条件下，还需要做局部调整◊表1汇总丫现行规范屮甲、乙、丙、丁类建筑与场地相关的抗震构造措施的调整要求。表1甲、乙、丙、丁类建筑的抗震措施和抗震构造措施丁载原表2.2场地和地基选择地土；场基积指具奋相似的反应

6、谱特征的工程群体所在地，不局限于房屋基础下的地其范围相当于厂区、居民小区和自然村或不小于l.OkmXl.Okm的平面面地基，是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。现行抗震规范已明确界定各类场地条件。2.3抗震结构的匀称性及规则性合理的建筑形体、结构体系和布置在抗震概念设计中是头等重要的。其中，匀称性和规则性是一个重要的概念，要提倡并做到建筑形体平、立面简单对称，需要建筑师和结构工程师在建筑方案创作阶段就要密切配合，最终才可能设计出抗震性能良好的建筑，也冰可能避免搞出那些不利于抗震的、奇奇怪怪的建筑。这里“匀称”、“规则”包含了对建筑平、立面外形尺寸，抗侧力构件布罝、质量分布，直至承

7、载力分布等诸多因素的综合要求，即在平、立面、竖向剖面或抗侧力体系上，没有明显的、实质性的不连续（突变）。由于实际工程中引起建筑不规则的因素很多，特别是复杂的建筑形体，很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围。因此规范只提供了平面和竖向不规则的一些概念性的参考界限而不是严格的数值界限。一个形体不规则的建筑，疲调整建筑方案。合理的抗震结构体系，良好的变形能力和耗能能力。3抗震结构的多道防线和抗震薄弱层（部位）变形集中抗震结构体系是通过对相关耍件的综合分析，选用合理而