摘要：建筑的抗震性与人民群众的生命财产安全息息相关，加强建筑结构抗震设计的重要性是不言而喻的，因此，在建筑施工设计过程中，设计人员应根据建筑所在区域的地质情况及具体的抗震要求进行建筑结构设计，以进一步提高建筑结构的抗震性能，进而为建筑用户提供一个安全、舒适的生活工作环境。
关键词：抗震概念设计；建筑结构设计；应用
引言
建筑工程抗震设计工作与工程安全质量具有紧密的联系，在进行抗震设计工作中，往往涉及到多方面的因素。所以工作人员在进行抗震设计中，要充分了解建筑结构抗震设计概念，在实际建设中要结合基于承载力与延性科学选择设计方式和加强工程薄弱环节等科学建设思路，综合考虑墙体承重、建筑结构抗震设计和减震消能结构抗震等设计方式进行抗震设计工作，只有这样，才能够为工程结构抗震设计提供更加科学合理的设计方案，从而不断提高建筑工程的抗震性能。
1建筑抗震概念设计的概述
建筑结构设计一般会从两个方面进行设计，一是计算设计，二是概念设计。建筑结构计算设计需要建立在准确数据、完善信息的基础上，但由于地震具有一定的不可预测性，故在实际工作中想要通过计算设计来进行建筑的抗震设计是不现实的，这时就需要进行相关的建筑抗震概念设计。在建筑抗震设计过程中，通常会采用概念设计来引入地震的情况，再模拟出相应的地震情况，并根据模拟的相关参数进行建筑结构的计算，以得到相应的建筑抗震结构，进而保障了建筑结构的抗震性能。概念设计是对结构总体方案、设计策略和结构构造进行定性的引导，以提高结构综合抗震能力。而结构抗震概念设计强调以性能目标为基础，对什么样的性能目标，就应采用什么样的概念设计，但概念设计的内容大致相同，图1列出了其详细的情况。
图1 结构抗震概念设计
另外，建筑结构抗震设计的总体目标为：应按照建筑工程所在地的小震效应对主要结构构件的承载力进行科学计算，以此来掌握建筑在该条件下的弹性变形情况；同时对建筑在大震情况下的结构弹性变形进行计算，保证设计能够达到第三水准的抗震要求。在建筑结构的抗震设计中，设计目标是设计工作开展的大方向，所有设计工作均应围绕该目标展开，以此使建筑结构具有良好的抗震性能，从而达到小震不坏、大震不到的效果。图2是其流程图。
图2建筑结构抗震设计流程图
2建筑结构抗震设计需注意的问题
2.1场地的选择
《建筑抗震设计规范》中明确规定：建筑物应尽量远离抗震不利地段，若无法避免的，需采取有效的抗震措施。故在选择地基的过程中，应尽量避开一些对建筑抗震不利和危险地方，选择一些利于建筑抗震的地段；选择一些土质坚硬、地质元素分布均匀的地段；尽量避免选择一些极易发生泥石流、滑坡、地裂的地段，以通过保障地表的稳定性来提高建筑抗震能力。
2.2建筑物平立面布置
在结构设计中，对建筑抗震有利的理想状态是平立面规则、刚度分布均匀，避免地震发生时在薄弱处应力产生集中性破坏。《建筑抗震设计规范》中对建筑平立面形状及剖面变化进行了明确规定：建筑结构设计中，应尽量避免扭转不规则、侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续等。同时，在建筑结构设计中，应尽量确保结构构件布置的规则性，布置多道抗震防线，保证建筑的适用性和安全性。
2.3抗震结构体系的选择
首先结构体系要能概括出计算简图和内力传递路线，同时为了增加安全度，避免因部分构件遇地震破坏而引发建筑结构体系失去抗震能力或承载能力，应设置多道抗震防线，比如地震时框架结构中，填充墙应先于框架破坏；框架－抗震墙结构中，抗震墙应先受水平地震力破坏。同时，在概念设计中要重视强度、刚度的合理分布，质心和刚心偏心距越小越好，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，在遇到地震破坏时产生过大的应力集中或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位，需采取有效措施以提高抗震能力。
3概念设计在建筑结构设计中的应用
3.1建筑场地的选择
选择建筑场地是建筑设计的首要而且必须的阶段，在设计初期确定一个对建筑项目有利的场地对整个建筑设计后期起到非常重要的作用。在选择建筑场地时必须注意以下几个因素：现场地形分析、防护距离、高度控制、日照间距等。与此同时整个建筑设计体系里，建筑场地最好选择容易抗震的地址，并尽量避开选择不利于抗震或者拥挤的地段。若是不可避免以上情况，也需要采用有效措施削弱不良影响。因此在进行设计之前就应该先进行地质勘探与选址。
3.2建筑基础的合理选择
在选择了合适的建筑场地后，就要根据建筑需要的地形特征与结构设计选择较为合适的建筑基础。建筑基础包括三种主要类型：箱型基础、桩基础与筏形基础：（1）桩地基。这种建筑基础比较适用于地质相对松软而且对地压力较大的高层建筑，当天然地基不能承载建筑时，可使用桩地基将建筑的荷载传送到较深的持力层；（2）箱型基础。该类型建筑基础大多适用于高层建筑，整体的刚度适中，能够有效把荷载均匀的从上部传送到下部基础，因此能够有效的嵌固结构组成，有效的解决了箱基沉降不均匀的重要问题，大大强化了建筑结构对地震或其他灾害的承受能力；（3）筏形基础。这种基础广泛应用于承载力较低的地基，上部结构的荷载较大的建筑结构。特征是刚度较大，整体结构优良，能够有效的把上部的荷载均匀分散到下部，以此有效处理了不均匀沉降的通病。
3.3选择合理的结构规则
一般来说主体建筑必须选择合理并简单对称的结构，采用合理的结构规则能削弱扭转力，保持非结构部件的工作稳定，减少建筑耗材的成本。建筑结构中的对称一般是抗测力结构的对称，较为典型的容易对称的平面结构有剪力墙结构和简体框架结构等。此外，建筑内部结构对称同样需要联系平面工程进行科学布置。使建筑结构对称的方式一般为调控建筑的结构刚心、平面形心和物质心的距离，尽量使它们相互靠近。
3.4设计合理的防震抗灾防线
对一个优良的建筑来说最基本的要求便是有着较强的抗震及承重能力。建筑设计中应该建设多道抗震防线以削弱或者避免发生地震对建筑的破坏。另外可以采用合理的控制结构最大程度减弱建筑物受到的破坏。在建筑结构受到剧烈震动时，可以通过使赘余的杆件变形与弯曲分散消耗一部分地震能量，另外通过赘余杆件变形停止工作来避免产生共振对建筑结构产生破坏，平稳过度建筑结构到比较稳定的状态。
3.5选择适当的结构刚度
建筑设计必须选择一个比较科学的结构刚度，这也是评估建筑设计方案的重要指标之一。选择一个适当的结构刚度，能够延长结构基本的自振周期，进而可以削弱地震产生的危害。结构刚度适当能够有效减少建筑主体承受的压力和建筑地基的荷载，并能够优化配置适当数量的建筑材料，缩减耗材成本。同时，选择适当的结构刚度，能大幅优化结构占用的空间，有利于提高建筑的空间利用率，又经济又能有效抗震。
3.6选用科学的计算简图
概念设计中结构计算的基础便是计算简图，选择既科学的计算简图能够保障建筑的安全性与稳定性。而不科学的设计简图会造成极大的安全隐患，就像一个不稳定的炸弹不知什么时候会引发安全事故。计算简图的设计人员必须对构造设施提供对应保证。
结束语
随着时代不断的发展进步，人们的生活质量有了很大提高，从而对建筑工程项目有了更高的要求，建筑规模更大，建筑技术更加复杂，设计难度更高，尤其是建筑的施工和使用中充满了不确定性，这就加大了建筑结构设计的难度。而概念设计为解决这个问题提供了可行的、有效的解决途径，也给建筑设计中的各种不确定因素的处理方式提供了可靠的参考。
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论文作者:郑磊
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/29
标签：建筑论文; 结构论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 结构设计论文; 概念论文; 基础论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;