建筑結構抗震概念設計論文

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【摘要】建筑結構抗震概念設計在抗震設計中占據較大比例，與建筑抗震效果密切聯系。本文主要對建筑結構抗震概念設計的理解進行探討，主要從抗震設計原則、設計思想等方面進行分析，并融入了地震發生時建筑結構的實時情況，綜合全面的完成了建筑抗震設計，希望可以給相關研究學者提供借鑒，進而綜合全面的設計出理想的建筑抗震結構，減少地震對建筑的損害。

【關鍵詞】建筑結構；抗震概念；實際設計；理解

地震是一種破壞力較強的自然災害，主要損害建筑結構，進而導致承重構件或地基失去作用。現階段，人們還不能深入的認識到地震的損壞機理，直接影響了抗震計算的精確性。概念設計是一種指導總體方案開展的方法，良好的概念設計不僅給日后建筑工程結構計算及工程造價等奠定基礎，同時還實現了抗震設計的目的，具有較廣的應用意義，必須及時進行分析。

1.建筑抗震設計

目前隨著經濟的發展，抗震結構設計已經呈現出新的發展趨勢，可利用基于性能結構抗震現場理論、材料抗震模糊可靠度等方法進行建筑抗震設計。但是建筑地震災害依然在反復發作，雖然很多建筑設計師已經認識到以上技術的局限性，但是由于建筑結構還會受到地形、規劃、工程造價、施工技術等多方面因素影響，導致“概念設計”開始被人們重視起來，并加大了對其的研究。概念設計不僅完善了建筑結構，同時綜合全面的分析了地震所產生的影響，掌握了地質活動破壞機制，并可以綜合全面的了解抗震設計規范與準則，在長期實踐中還可以不斷提升建筑結構的抗震水平。

2.建筑結構抗震概念設計遵循的原則

2.1建筑選址并確定地基穩定條件

合理的規劃選址已經成為建筑設計成功的基礎，對建筑結構抗震設計整體質量具有很大影響。實際操作中要求規避地震不利地段，盡量選擇安全穩定的建筑場地，如果受各方面因素影響，導致實際操作中無法避開不利地段，必須結合實際情況采取針對性的措施，提高地基穩定性與安全性?，F有基礎設計規范中明確指出，結構單元中個別應地質因素而采用天然地基或樁基的做法不可取，尤其是不允許在地震高發段建設建筑物。地震作用力較強，一般會引起承載力降低或出現基土液化，進而影響了地基穩定性，容易出現建筑開裂、傾斜和倒塌等問題。同時受地震影響所產生的滑坡、泥石流等情況也與建筑選址密切聯系，保證建筑基礎穩定已經成為提高抗震力的核心條件。

2.2選擇有利于建筑的立面或平面

為了避免地震發生時產生應力集中、扭曲或塑性變形等問題，要求建筑平、立面必須合理設置，一般要求建筑物的平、立面布置對稱，同時質量和剛度均勻，盡量避免樓蓋錯層。實際操作中可從兩反面操作，一方面，不設抗震逢，對建筑物進行結構抗震分析，了解局部應力和變形集中及扭轉等的影響，并采取加強措施進行處理。另一方面，設置抗震縫，將建筑物劃分為很多結構單元，可結合抗震設防強度、材料種類、結構型號及單位布置，并留有足夠的寬度，要求伸縮縫與沉降縫滿足防震縫要求?？刂坪媒ㄖ偠扰c質量變化，各個樓層不能錯層，條件允許時可在每層設置防震縫，可根據建筑結構實際情況設置。一般體型結構復雜的建筑必須給其設置計算模型，并展開抗震分析。

2.3選擇科學合理的抗震結構體系

抗震結構體系要求從建筑重要程度、房屋高度、地基基礎、技術、經濟及使用等多方面進行判斷。通常選擇建筑結構體系時，必須滿足以下條件：（1）具有詳細的計算簡圖，并有恰當的傳遞地震途徑；（2）具有較強的強度、耗能及變形能力；（3）設置多道地震防線，避免部分結構或構件對整體構件造成影響；（4）控制好強度與剛度，避免局部形成薄弱部位或者應力或塑性變形集中；（5）控制好結構在兩主軸之間的動力特性。設計構件連接時，要求滿足以下條件：（1）構件節點強度不能低于連接構件強度；（2）裝配結構連接整體性必須得到保證；（3）預埋件錨固強度不能低于連接構件強度。選擇抗震結構構件時，要求滿足以下要求：（1）砌體結構必須結合施工要求，合理設置混凝土圈梁與構造柱，提高結構抗震水平；（2）設置鋼結構構件時，要求控制好其尺寸，避免出現局部或整體構件失穩；（3）混凝土結構構件必須合理選擇尺寸，配置好箍筋與縱向鋼筋，避免剪切在彎曲前破壞，同時要求混凝土壓潰先于鋼筋屈服、鋼筋錨固粘接在構件破壞前損壞。

2.4計算校核的必要性

目前計算機輔助設計系統已經廣泛應用到結構設計中，而且應用范圍較廣，實際分析中，可應用計算機相關軟件完成設計與校核。軟件是輔佐校核的工具，實際操作中為了提高校核效果，必須由具有豐富經驗的結構設計技術人員分析，同時掌握軟件的適用范圍、條件、計算模型等，深入理解設計規范，而且要端正自己對待工作的態度，只有如此，才能反復進行驗證，進而將精確校核的計算結果成功應用到工程項目建設中。

3.正確處理主體結構與非承重結構的關系

主體結構與非承重結構關系的處理已經成為抗震設計的基礎，具有減少地震損失及避免附加震害的作用。附屬結果構件要求必須與主體結構或錨固穩定連接，避免實際操作中出現設備損害或砸到人員等問題出現。設置圍護墻與隔墻時，必須綜合考核結構抗震所產生的不利影響，避免設置不恰當損害主體結構。例如，廠房柱間或框架填充不完整時，就會損壞柱子。此外，吊掛件、裝飾貼面與幕墻均要與主體合理連接，避免地震時造成人員傷害。

4.控制好材料與施工質量

材料選擇與施工質量控制對抗震結構設計具有很大作用，不僅提高了施工質量，還保證了其他工序的順利開展。目前抗震結構設計中已經對材料與施工質量提出了要求，必須在設計文件中明確，具體操作如下：（1）黏土磚等級要求不低于MU10，同時控制好砌筑砂漿強度與等級，不呢低于M5；（2）混凝土抗震與強度等級均使用一級框架梁、柱與節點，要求不能低于C30，芯柱、基礎與圈梁不應低于C30，其他構件不能低于C20；（3）混凝土小型砌塊強度控制在MU7.5，要求砌筑砂漿強度在M7.5以上；（4）控制好鋼筋強度，要求縱向鋼筋使用Ⅱ、Ⅲ級變形鋼筋，箍筋為Ⅰ、Ⅱ熱軋鋼筋，構造柱與芯柱使用Ⅰ、Ⅱ級鋼筋。進行鋼筋混凝土結構施工時，由于實際設計中缺少規定的鋼筋型號，使用其他規格型號的替代時，不能使用屈服強度較高的鋼筋替代原始鋼筋。實際替換中可結合截面實際屈服強度合理換算，并要求替代后構建曲面屈服強度不能超過原截面屈服強度。此種操作的主要目的是減少了薄弱部位轉移，避免了混凝土脆性損壞，如剪切破壞或混凝土壓碎等問題。

5.結語

建筑結構抗震設計時一項較系統的工程，改變以計算為中心的傳統設計、評估與校核，實現了設計者多年經驗與設計規范的結合，避免了盲目開展計算工作，對抗震設計創造了獨特的發展空間，并真實展現了結構的實時情況，進而科學合理的進行抗震設計。

作者:柴梅卿 單位:國家林業局西北林業調查規劃設計院

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