淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的重要性

現(xiàn)在，我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)在不斷發(fā)展。城市建設(shè)和農(nóng)村建設(shè)在加大步伐，出現(xiàn)了很多的高樓大廈。對(duì)于建筑物的興建，不僅要做好建筑設(shè)計(jì)，同時(shí)也要考慮到建筑物的抗震能力。近年，我們國(guó)家的地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的頻率比較大，尤其是在一些地震活躍帶上的地區(qū)地震的次數(shù)在增多。地震是非常嚴(yán)重的自然災(zāi)害，從唐山大地震，汶川地震，玉樹地震等慘痛的經(jīng)歷里面，我們可以看出，地震給社會(huì)帶來了非常大的損失。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生以后，建筑物不能夠有效抵抗，發(fā)生了倒塌，會(huì)雪上加霜，奪走人民群眾的生命。所以，對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)是非常必要的。

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震的重要性

我們對(duì)建筑賦予了不同的職能，有提供居住的建筑，有辦公的建筑，還有休閑娛樂的建筑。這些建筑的質(zhì)量關(guān)系到人們的生命安全。只有建筑物本身是安全可靠，才能夠給人們帶來不同的功能。所以，現(xiàn)在越來越多的設(shè)計(jì)師開始注重起建筑物的質(zhì)量，一定要把質(zhì)量安全放在第一位。地震是非常嚴(yán)重的自然災(zāi)害，現(xiàn)在我們的技術(shù)還不能夠精確預(yù)測(cè)出地震的發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)。這種未知的情況下，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)會(huì)給建筑物帶來致命的打擊?，F(xiàn)在的建筑以高層為主，一旦建筑物倒塌以后，那么人們的生命財(cái)產(chǎn)會(huì)受到嚴(yán)重的后果。所以，對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)就是從根本上保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2 建筑物抗震概念的設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括概念設(shè)計(jì)和計(jì)算設(shè)計(jì)。這兩種設(shè)計(jì)都是十分重要的。計(jì)算設(shè)計(jì)要依據(jù)嚴(yán)格的設(shè)計(jì)規(guī)范，理論，加上結(jié)構(gòu)的模型，受力情況進(jìn)行綜合的分析計(jì)算。計(jì)算設(shè)計(jì)是真實(shí)存在的，能夠充分根據(jù)現(xiàn)實(shí)存在的壓力和材料進(jìn)行計(jì)算，也能夠得到一定的計(jì)算結(jié)果。但是計(jì)算設(shè)計(jì)的方法不完全適合抗震設(shè)計(jì)。眾所周知，地震是我們現(xiàn)在還沒有辦法進(jìn)行預(yù)測(cè)的，不知道地震什么時(shí)候發(fā)生，也不知道危害多大。目前，我們對(duì)地震的研究還處在初級(jí)階段，地震給建筑物帶來的影響也都是我們假設(shè)的，這是我們現(xiàn)在沒有辦法進(jìn)行計(jì)算的。如果只是根據(jù)假設(shè)情況去計(jì)算，就不能夠得到穩(wěn)定性特別高的抗震設(shè)計(jì)。對(duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)抗震設(shè)計(jì)結(jié)合建筑物的概念設(shè)計(jì)綜合計(jì)算，這樣才能夠設(shè)計(jì)出符合抗震性能的建筑物，保證建筑物的質(zhì)量安全。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)

3.1 注重建筑的概念設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)的整體性

國(guó)內(nèi)外歷次大地震的重要經(jīng)驗(yàn)表明，概念設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)整體性能是決定建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的重要因素。國(guó)家現(xiàn)行新版系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范也十分強(qiáng)調(diào)客觀抗震概念設(shè)計(jì)。因此，在對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，把建筑物看成一個(gè)整體，這是十分必要的，也是非常重要的。在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，使結(jié)構(gòu)具有必要的承載能力、剛度和延性。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失承受重力荷載、風(fēng)荷載和地震作用的能力。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取有效的加強(qiáng)措施，確保結(jié)構(gòu)的整體安全。為保證結(jié)構(gòu)的整體性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)單元抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)規(guī)則、對(duì)稱，受力明確、傳力合理、途徑不間斷。

3.2 結(jié)構(gòu)體系明確、平面立面力求簡(jiǎn)單

在對(duì)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確、傳力途徑合理、簡(jiǎn)潔且傳力路線不間斷，結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性宜接近。這就要求結(jié)構(gòu)的平面、豎向布置要規(guī)則、均勻、減少扭轉(zhuǎn)，避免沿豎向剛度、質(zhì)量突變。建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了明確的規(guī)定。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們追求的是簡(jiǎn)單高效，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)能夠充分分析出建筑物的特性，還能夠準(zhǔn)確得到建筑物抗震的薄弱的環(huán)節(jié)，針對(duì)這些地方采取措施進(jìn)行處理。

3.3 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

建筑的規(guī)則性建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要原則。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視建筑平面、立面和豎向剖面的規(guī)則性對(duì)抗震性能及經(jīng)濟(jì)合理性的影響，優(yōu)先選用規(guī)則的形體，抗側(cè)力構(gòu)件平面布置規(guī)則對(duì)稱、側(cè)向剛度沿豎向均勻變化、豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度自下而上逐漸減少。國(guó)家現(xiàn)行抗震規(guī)范明確規(guī)定，特別不規(guī)則的建筑應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證，采取特別的加強(qiáng)措施；嚴(yán)重不規(guī)則的建筑不應(yīng)采用。

3.4 注重多道防線

多道防線對(duì)于結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下的安全性是非常重要的。一次強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如果結(jié)構(gòu)只有一道抗震防線，則即使結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震中沒有破壞、倒塌，也可能在余震中發(fā)生破壞、倒塌。一個(gè)抗震較好的結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作，每個(gè)分體系應(yīng)具有其所應(yīng)獨(dú)立承擔(dān)的承載能力和變形能力?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部贅余度，保證部分構(gòu)件發(fā)生受損、破壞后整體結(jié)構(gòu)不至于發(fā)生倒塌。

3.5 提高結(jié)構(gòu)抗震薄弱部位的抗震能力

抗震薄弱層（部位）的概念，也是抗震概念設(shè)計(jì)中的重要概念。地震作用下，由于結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性可能導(dǎo)致薄弱層或部位，該層或部位的承載能力和變形能力均較差，對(duì)層或部位應(yīng)采取切實(shí)可行的措施，提供其抗震能力。在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，有意識(shí)有目的地控制抗震薄弱部位，使之有足夠的變形能力又不使薄弱部位發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段

4 抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 選擇合適的建筑抗震結(jié)構(gòu)體系

不同的建筑物在設(shè)計(jì)的時(shí)候被賦予了不同的職能，不同的建筑物的抗震結(jié)構(gòu)和體系也不同。常見的混凝土結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、板柱結(jié)構(gòu)等。選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)體系對(duì)建筑物來說非常重要，也是抗震設(shè)計(jì)的重要工作。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場(chǎng)地條件、功能需求、經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮，確定合理、經(jīng)濟(jì)、適宜的結(jié)構(gòu)體系。

4.2 根據(jù)場(chǎng)地情況，合理選擇地基基礎(chǔ)

建筑物在選擇建筑場(chǎng)地時(shí)應(yīng)選擇對(duì)建筑抗震有利或一般的地段，盡量不要選擇對(duì)建筑抗震不利或危險(xiǎn)的地段。如果不可避免，就要對(duì)建筑物做好預(yù)防地震的措施。建筑物的地基處理要根據(jù)地勘資料，合理選擇持力層，采取適合工程情況的地基處理方法。對(duì)建筑進(jìn)行基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地、地基情況，優(yōu)先選擇抗震整體性能好的鋼筋混凝土交叉條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)或箱型基礎(chǔ)。

4.3 協(xié)調(diào)建筑主體結(jié)構(gòu)與非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的關(guān)系

建筑結(jié)構(gòu)里面的非承重的結(jié)構(gòu)構(gòu)件會(huì)對(duì)整體的結(jié)構(gòu)帶來一定的影響。所以，要處理好那些非承重構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。處理好它們之間的關(guān)系，可提高建筑抗震減震的效果。在進(jìn)行抗震概念設(shè)計(jì)的時(shí)候，非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)應(yīng)有可靠的連接，保證非承重構(gòu)件在地震中不脫落，同時(shí)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度不應(yīng)影響整體機(jī)構(gòu)的抗震性能。

4.4 合理選擇建筑結(jié)構(gòu)尺寸

高層建筑抗震設(shè)計(jì)中建筑平面立面及其構(gòu)件的尺寸也非常重要。建筑物的外形還有具體的結(jié)構(gòu)尺寸等參數(shù)會(huì)給建筑的抗震性能帶來非常大影響。建筑物在平面設(shè)計(jì)的時(shí)候也要注意對(duì)抗震性能的考慮，要以增強(qiáng)建筑物的抗震性能為主，選擇容易實(shí)現(xiàn)的抗震設(shè)計(jì)方案。據(jù)研究，規(guī)則性建筑物在抗震性能上要比不規(guī)則建筑物的抗震性能強(qiáng)很多?！陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》明確規(guī)定結(jié)構(gòu)平面形狀要簡(jiǎn)單、規(guī)則，質(zhì)量、剛度和承載能力分布要均勻。不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面布置。結(jié)構(gòu)的豎向布置要避免過大的外挑和收進(jìn)，剛度宜下大上小，均勻變化。合理選擇建筑結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)建筑抗震有著非常重要的意義。

5 結(jié)語(yǔ)

地震會(huì)給我們帶來毀滅性的破壞，所以對(duì)建筑做好抗震概念的設(shè)計(jì)非常重要。一個(gè)建筑里面抗震概念設(shè)計(jì)的好壞，直接影響建筑物抵抗地震的能力。所以，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員要增強(qiáng)自己的敏感性和知識(shí)儲(chǔ)備，充分運(yùn)用抗震的概念設(shè)計(jì)，建造安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的工程。

［1］華穎.抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.中華民居，2013（06）.

［2］徐萍，葉明峰.抗震概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.工程技術(shù)，2011（05）.