摘要：相关单位在对钢筋混凝土结构进行设计时，应当充分的了解抗震概念，然后将其使用到设计方案中，这样能够在最大程度上起到抗震的作用，减少地震所带来的灾害。本文对结构抗震概念设计进行分析，提出自己的见解以及在具体工程中的使用情况。
关键词：高层；钢筋混凝土；抗震概念设计
就高层建筑来说，相关单位采取抗震概念设计的环节很重要，因为结构概念设计不属于具体的做法，它存在整个设计环节中，包含方案布置、结构等，也是作为一位结构工程师所掌握的本领之一。本文对抗震概念设计进行分析，从而提出合理化建议，提供给相关人士。
1、认识与理解
《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3—2010）（简称《高规》）对高层的定义如下：10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构。高层建筑结构从表面上看主要体现在层数和高度，而实质上高层建筑的特点是水平荷载在设计中占主导地位。结构内力与高度的关系，轴力N与高度成正比，弯矩M和水平位移Δ与层数的关系曲线均呈上升趋势。那么高层建筑结构如何抵抗水平荷载成了又一设计主题，研究建筑结构抗侧力能力成为高层建筑结构抗震设计的重点。高层建筑水平力主要由风荷载和地震荷载引起，而地震荷载作用往往起控制作用。地震荷载的破坏特点是：作用时间短暂，强度大且无规律，除水平振动外还有扭转振动。在设计过程中为了提高建筑物的抗震性能，完全用弹性理论分析着手进行设计是不可行的，因为抗侧构件会增大很多，且增加了结构主体的自重，导致结构在水平地震力作用时增大结构自身的惯性力，从而对抗震更加不利。那么就应该从结构概念着手，在满足建筑功能的前提下，尽量使建筑物平面、立面规则，合理有效地布置结构构件，减轻结构自身重量，避免出现由于设计不当造成人为的薄弱层。这是一条比较好的思路，也是现代高层建筑钢筋混凝土结构设计师最为提倡的设计理念。
高层建筑钢筋混凝土结构在发展中国家应用尤为广泛，这也是由混凝土结构本身的特点所决定的。其造价相对于钢结构较低，材料来源丰富，并且可以浇筑成各种复杂断面形状，钢材用量少，而且承载力也不低，侧向刚度大，整体浇筑的连接节点可靠，抗震性能在经过合理设计之后也可获得较好的效果。
2、高层建筑结构抗地震倒塌能力的有限元模型建立
2.1配筋设计
模型主要包括以下基本信息：共存在五层框架模型，层高为3.6m；高层建筑场地是II类场地，设计了两组地震分组，其为B类粗糙度，抗震设防烈度是8度，并为二级抗震等级；楼面恒载是5.OkN/m2，楼面活载是2.0kN/m2，存在7.0kN/m2的屋面恒载，并为0.5kN/m2屋面活载；板厚是120mm，使用C30混凝土，梁纵筋为HRB400钢筋，箍筋为HPB300钢筋。按照我国规范运用PKPM设计结构，出于建模的便利性需求，在正确配筋后进行处理。
2.2分析参数
本文在上面所提到的配筋结果和某国家的荷载组合的有关规定满足，通过利用SAP2000（v15）来对Load＝1.0DL+0.25LL（其中DL为恒荷，LL为活载），通过以下两种情况来对楼板进行分析，一种是将楼板考虑进来；另一种是不将楼板考虑进来，然后对两种模型所产生的有关反应进行合理分析。
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按照有关国家规范FE-MA-356将处于模型中的梁柱铰确定为梁柱杆系单元默认的集中塑性铰类型，柱两端被确定为P-M-M铰，再将M铰确定在梁两端。弹性段（（AB）、强化段（BC），卸载段（（CD）、塑性段（DE）四个不同时期构成了全部过程。楼板模拟采用的是非线性分层单元。
3、高层建筑结构抗震倒塌能力的计算结构分析
3.1楼板对失效柱上节点竖向位移的影响
通常情况下，失效柱上节点由于在某种程度上受到位移所带来的影响，具体表现在：首先通过竖向位移在失效柱上有所表现，与此同时是通过振动而产生的，慢慢的会稳定下来。在失效柱上面节点发生位移的情况、稳定位移等在不对模板的相应参数考虑的情况下，通过前者所发出的动力相应要比后者所发出的动力相应要长些。
3.2楼板对失效节点加速度而产生的影响
相关人员依据节点位移而产生的改变和加速度发生的变化，进而所出现的动力反应的整个环节都可以观察到。第一，将楼板模型纳入进来，这样就能够在柱节点上面获得相应的速度，和X轴的距离相邻，这样就可以看见速度所产生的变化；反过来，倘若在模型中不将楼板考虑进来，那么就发生竖向摆动的情况；第二，将楼板考虑其中，对于不考虑楼板而言时间会比考虑楼板的时间短些，在失效以后即刻进入到稳定的状态，这样就可以认为是内力重分布完毕，将相应的传递路径重新建立，就会产生新型的结构；第三，假如都是在顶层柱失效的时候，那么所产生的速度就会发生明显的改变，使所产生的内力对梁、板带来不利影响；反过来看，当顶层梁已经失去作用以后就会出现相应的承受力。
3.3失效柱相交梁塑性铰发展分析
（1）从整体结构上看，将楼板模型的的具体情况都纳入进来，从而使梁端塑性处于A-B的范围内，可以称之为弹性段。同时也可以从不同的方向可以看出失效柱所产生的动力响应。相应的模型都是在A-B亦或是B-C段进行运动，都没有发生破坏的情况。
（2）依据塑性改变的具体情况来说，由于梁端弯矩在一定程度上受到了楼板所带来的影响，将楼板考虑进来所产生的程度高些。换句话来说，当柱失去作用以后，相应的弯矩逐渐变成作用力，也可以当做T型梁效应，从而增强抗弯能力。
（3）不将楼板放入模型中进行考虑，在角柱工况下的塑铰通常都是在B-C的范围内。这是因为两方面所产生的因素而带来的影响，首先相关人员没有对楼板所产生的作用引起重视，当柱失去作用以后没有了传递通道，仅仅存在梁恒载。其次是因为随着结构在不断倒塌的过程中，角柱等相关部位属于比较薄弱的部位。
4、结语
从以上内容可以得知：就地震倒塌方面来说，楼板对整体结构起到了重要的作用。有些人员没有将模型纳入到具体的分析是希望使结果具有保守性，当结构处于不断倒塌的时候，实际上楼板可能会起到作用，所以可以避免结构成本的过度浪费。失效柱所在的位置和层数之间的关系一直到相应的节点动力上，在不断倒塌的过程中，角柱失效、中柱失效等部位都处于不利的状态，尤其是在柱顶层的部分，会对整体的结构带来不利影响。因此，相关单位应当将相应构件的强度加以提升，从而使结构能够达到稳定的效果。
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[5]李国珍.高层建筑结构设计中抗震概念设计的应用浅析[J].江西建材.2014（02）
论文作者:尹明
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第35期
论文发表时间:2017/3/27
标签：楼板论文; 结构论文; 荷载论文; 高层建筑论文; 概念论文; 模型论文; 位移论文; 《北方建筑》2016年12月第35期论文;