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摘 要：
随着我国经济的发展，我国建筑工程项目的建设也越来越多，房地产业的迅速崛起和工程规模的不断壮大，建筑体形也变化多端，建筑师从使用角度以及美观方面考虑，有时候会做出多很“奇奇怪怪”的建筑，使得建筑结构在抗震设计方面的问题变得更加突出。这就需要结构工程师更加注重建筑结构抗震的概念设计。本文对建筑结构抗震概念设计进行简单的归纳与总结，说明建筑抗震概念设计的重要性以及必要性，为结构工程师提供一定的参考。
关键词：抗震概念设计；抗震设计
引言
在建筑物设计中，如何提高建筑的抗震能力一直以来都是结构工程师们关注的问题。建筑设计和抗震设计密切相关，抗震设计是建筑设计的重要的组成部分，建筑设计是抗震设计的基础，在建筑抗震设计中仅凭结构工程师并不能达到预期的抗震效果，需要建筑设计师一起共同努力，才能充分地做好建筑的抗震设计。建筑抗震设计关系到人民生命财产的安全，在设计过程中要全面考虑建筑的重要性程度、建筑物的高度、场地条件、以及施工等相关因素，在保证实用、安全的、经济的同时也要具有一定的美观性。
１、建筑结构抗震概念设计的概念：
建筑抗震设计是一门“艺术”，抗震计算与抗震措施是不可分割的组成部分，而在抗震设计中，概念设计要比计算设计更为重要。所谓概念设计是根据历次地震灾害工程经验长期形成的基本设计原则和思路，是立足于工程抗震基本理论及长期抗震经验总结的抗震设计。正确的解决总体方案、结构布置、材料使用以及细部构造的问题，以达到抗震设计的目的。现在的各种计算理论、计算假定以及计算模型还不够完善，都是近似的，程序不是万能的，都有其使用条件和适用范围，计算出来的结果也不一定完全准确、不一定都与事实相符，也不是通过程序计算就可以高枕无忧。对于程序计算的结果设计师应根据力学概念和工程经验进行判断，确认合理有效后方可实施。不掌握概念设计的精髓，不理解规范的意图，不知道从宏观上把握和控制结构的安全，就很有可能计算出来的结构在抗震设防烈度为6度时可以通过，而增加到7度是结构就倒塌了，这样是不行的，因为实际地震发生的烈度是不确定性的，很有可能大于设防烈度。而好的抗震概念设计就能够在设防烈度发生时不破坏，大于设防烈度情况下最大程度减小震害。
2、建筑结构抗震概念设计
在设计建筑方案的过程中，建筑设计师要全面考虑到抗震设计，再由结构工程师根据建筑方案进行相应的调整，使建筑各部分处于合理的布局之中，注意建筑体型、平面布局等设计要求，以确保建筑物结构的质量、承载力、刚度均匀性等，使建筑物达到预期的建筑抗震效果，提高建筑的结构稳定性。要达到这个目的，应做到如下几点：
2.1、合理选择建筑场地
建筑抗震性能的发挥首先取决于建筑场地的抗震性能。地震发生后，场地的地震动会直接对建筑该场地的建筑结构产生相应的破坏作用，并且产生一系列的间接破坏，如砂土液化、滑坡、地基沉降等危害。而选择合理、适当的场地，不仅可以使建筑具有更好的抗震性能，还能有效地降低投资成本。有利地段地震破坏作用相对较小，建筑抗震需要的成本投入相对较少；不利地段地震破坏作用相对较大，建筑抗震需要的成本投入相对较大。选择场地的总体原则是：利用有利地段，避开不利地段，禁止利用危险地段。
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2.2控制建筑结构平面、立面竖向构件布置的规则性
据相关地震调查研究，地震灾害通常发生于建筑结构的平面凹凸或竖向构件突变处。若刚度中心与质量中心发生较大的偏离，则很容易造成结构发生扭转现象使混凝土发生脆性破坏，从而导致严重地震破坏的发生。在传力途径受到阻碍的情况下，结构的抗震性能就会受到很大的影响。在建筑的设计中，平面布置是较为重要的一个环节，代表着建筑的功能和使用要求，与建筑抗震设计密切相关。因此，在平面形状上平面规则、尽量减少外伸、内凹，避免地震的扭转效应。在立面体型上考虑结构的侧向刚度和承载力的连续均匀，竖向构件布置要最大程度的保证结构质量和刚度的匀称和规则，剪力墙、混凝土柱等构件尽量使其沿竖向贯通到建筑物底部。平面规则、竖向构件沿竖向贯通计算分析时容易准确估算地震作用的大小与抗震不利部位。而不规则的建筑结构，传力路径相对复杂，计算分析时不容易准确估算地震作用的大小以及容易破坏的部位，使结构安全存在隐患。
2.3 采用合理受力的结构体系、形式
不同的结构类型、结构形式，抗震性能不同，适用范围不同，在建筑方案设计阶段，应结合建筑的使用功能、建筑的高度、结构的重要性系数选择相适应的结构类型、结构形式。常用的结构类型可以分为钢筋混凝土结构、砌体结构、钢混结构以及钢结构。在这四种建筑结构中，钢筋混凝土结构的抗震能力较强，且钢筋混凝土本身具有良好的延伸性和柔韧性，当建筑受到地震破坏时，这种特殊的建筑构造能够展现良好的抗震性。钢筋混凝土结构常用的形式有框架、剪力墙、框架－剪力墙以及筒体结构等。框架结构是利用梁和柱组成的纵横两个方向的框架形成的结构体系，同时承受竖向荷载和水平荷载，其优点是建筑平面布置灵活，可形成较大建筑空间，地震反应小；主要缺点是侧向刚度小，层数较多时会产生较大的侧向位移。剪力墙结构集承重、抗震、抗风及围护分割于一体，具有整体性强、抗侧刚度大、侧向变形小等特点，适应于较高的建筑，具有较好的抗震性能，但因结构的刚度大，地震反应也大；因需要墙体布置较密，使建筑平面布置及空间利用受到限制。结构布置时宜使两个主轴方向动力特性相近，使其具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径、必要的抗震承载力，良好的变形能力。同时在结构布置中设置多道防线，以此来消耗地震能量的能力，利用结构各部分的联系构件或非主要承重构件形成“耗能元件”。
2.4采用合理的抗震构造措施。
概念设计时要正解运用力学原理处理结构的一般受力分析问题，结构的构造做法必须与受力分析一至。从受力和变形来，均匀受力优于集中受力，刚性连接优于铰接连接，空间作用优于平面作用，超静定结构体系优于静定体系等。布置结构竖向构件要尽可能对称性，刚度均匀性，变形的连续和协调。从材料抗力来看，要尽可能使结构构件以受压和受弯为主，避免结构的受剪和受扭。结构设计要尽可能实现构件的弯曲破坏，不出现或者少出现构件的剪切破坏。尽可能的实现“强柱弱梁，强剪弱弯、强节点强锚固、弱构件”的原则。从构件自身来看，混凝土构件节点破坏不应先于其连接的构件，防止剪切破坏先于弯曲破坏，防止混凝土的压溃先于钢筋的屈服，钢筋的锚固粘结破坏先于钢筋破坏。
结语
综上所述，一个合理优秀的建筑结构抗震设计，是需要建筑设计和结构设计之间做到相互协作、共同配合一起考虑的。在结构概念设计时掌握好以上原则，就能为结构设计指导出正确的方向，从而做出安全、经济、实用、美观的结构设计，能够实现抗震设防的小震不坏，中震可修，大震不倒的三大性能目标。抗震概念设计是结构设计的核心，指导结构设计的全过程，只有将概念设计贯通其中，才能将结构设计做得更好。
参考文献
[1] 建筑抗震设计规范.CB50011-2010.中国建筑工业出版社,2016
[2] 混凝土结构设计规范.CB50010-2010.中国建筑工业出版社,2015.
[3] 朱炳寅. 建筑抗震设计规范应用与分析. 中国建筑工业出版社,2011.
[4] 魏利金.建筑结构设计规范疑难热点问题及对策.中国电力出版社 2015.
论文作者:夏健起
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第06期
论文发表时间:2019/6/21
标签：结构论文; 建筑论文; 构件论文; 建筑结构论文; 概念论文; 刚度论文; 平面论文; 《城镇建设》2019年第06期论文;