工民建结构抗震探索及研究

工民建结构抗震探索及研究

摘要:在建筑工程的设计和规划中，工民建结构抗震是一个非常重要的部分。在杭震的研究和探索中，概念设计这一理念的提出，开拓了建筑结构设计的思路，在概念设计思想的指引下，从整体设计上提高建筑结构抗震的特点和性能，提高建筑的安全性。 关键词:概念设计；设计应用；前景展望

abstract: in the construction engineering design and planning, industry and civil structure seismic is a very important part. hangzhen in research and exploration, concept design the concept of open up the building structure design ideas, the concept design thought and under the guidance of the overall design from improve structural seismic features and performance and improve the safety of the building. keywords: concept design; design application; prospect

中图分类号：s611文献标识码：a 文章编号：

自从上世纪70年代起，不断的地震灾害让设计人员认识到，针对建筑的抗震设计来说，结构概念的设计的重要性远大于结构计算的设计。纯粹凭借微观的数学、力学计算是难以保证建筑物在经历地震时体现出良好的抗震特点性能。概念设计在通常的工程设计，特别是在结构抗震能力的提高方面发挥了非常重要的作用。概念设计就是从方案的规划和设计开始，运用对建筑结构抗震的准确认

识，面对和解决结构设计中碰到的各类问题，包括建筑体型、结构体系、刚度分布和构件延性。在宏观原则的角度对其进行评价、甄别、选择等处理，然后实施必须的计算和构造措施，达到消除建筑物抗震的软肋，加强抗震设计合理性的目的。换句话说， 概念设计是在特殊的建筑环境和地理空间下，通过整体概念来设计结构的整体方案，通过总体系和分体系所之间的力学关系和构造破坏机理、试验现象以及经验心得所得到的设计原则和理念，从整体上确定建筑构造的整体布局，进行抗震构造措施的控制。不管在国内还是国外，概念设计都受到普遍重视，它也将发挥更重要的作用。

1概念设计的重要性和必要性

随着经济的快速发展，人们的生活水平得到不断的提高，对建筑结构的质量和性能也提出了新的更高的要求。采用先进的计算方法，促进计算机的广泛，加快新型建材的设计和开发，加强建筑结构的安全性、适用性、经济性已逐渐成为当前的首要工作。面对当前建筑结构设计的状况，通过概念设计的理念来加强结构工程的创造性设计，随着结构设计的发展，是一项非常必要而且重要的事情。加强概念设计思想的推广就是一种高效而实用的方法，具体分析如下:

1.1建筑结构的抗震设计规范是建立在可靠度理论的基础上的，对延性设计思想有所借鉴和吸纳。然而，其对于某些实际问题，例如“中震能修”的设计目标方面的规定表现的非常模糊。因而我们

切勿墨守陈规，要将规范当成一种指导和参考，在实际运用过程中做出正确的抉择。所以，这就要求在整体体系与分体系的力学关系上有清晰而深刻的了解，在实际工作中充分运用概念设计。传统观念影响下，人们都不够重视结构设计，认为只要遵循设计规范，在建筑设计完成后，凭借计算机就能完成结构设计。然而，这种方式不但难以充分地利用好设计者的设计技能，而且会跟建筑设计方案格格不入，造成分歧和矛盾的产生。因此，我们要认真思考如何在结构设计中做好对概念设计的运用。

1.2概念设计是非常重要的，这在方案的设计阶段也有很好的体现。开始时的设计是不允许通过计算机来完成的，这也就要求结构工程师充分运用好结构概念，设计出可靠而经济的结构方案。鉴于此点，就要求工程师加强设计理念上的思考和创新，潜心探索各种结构的特点性能，并能灵活运用。通过对概念性估算的方式的运用，就能够在方案的设计阶段快速高效地构思结构体系，并对其进行比较与选择。这样设计出来的方案，概念清楚、定性精确，消除了后期设计阶段的不必要运算，因而可靠性很强。与此同时，这也能够判断计算机分析出的数据的可靠性。

1.3新抗震规范要求在建筑物内部设置地震观测系统，并提出了周期和振型的抗震概念。因此在结构的概念设计过程中，一定要注重结构和场地的共振问题。

1.4建筑结构的抗震设计，还存在很多难以确定的因素。比如：地震是一种随机性非常明显并且循环往复的现象，地震对建筑物的

破坏机理又非常繁杂，还难以做到对建筑遭遇的地震特性和参数的准确计算。所以，要保证结构体系的适用、安全和经济，就必须加强概念设计的运用。 2概念设计的理解于应用

加强结构抗震设计是为了使结构在强度、刚度、延性以及节能等各方面都能获得优化组合，进而达到在地震中增强稳定性的要求。为了增强结构的抗震性能，概念设计要涉及到以下因素:场地的稳定性，结构模型的计算，抗震结构的选择，材料的效能，结构的空间作用等。

2.1对现行抗震计算模型的理解和应用。新抗震规范中有规定:通常情况下，可以允许在建筑结构的两个主轴方向对地震作用进行验算，各方向的水平地震作用要由该方向的抗侧力来承担。然而实际情况下，结构无法实现强化的根本原因是计算模型问题。因此，运用概念设计的基本原理，联系到地震灾害与试验研究的结果，可以得到这样的结论：建筑的最不利受力状态会根据建筑与地震相互作用的方向而发生变化。

2.2对建筑结构的薄弱部位抗震构造措施的理解和应用。对建筑薄弱部位的改造，比如建筑平面内转角处的转角窗，对角部竖向抗侧力结构的设置有很大的限制，但按照概念设计的思想，解决这一问题的方法是在竖向构件之间设置厚板和梁柱等可靠构造。 2.3尽可能设置多道抗震防线。地震有一定的持续时间，而且可能多次往复作用， 根据地震后倒塌的建筑物的分析， 地震的往复

作用使结构遭到严重破坏，而最后倒塌则是因结构破坏而丧失了承受重力荷载的能力。适当处理构件的强弱关系，使其形成多道防线，是增加结构抗震能力的重要措施。例如单一的框架结构，框架就成为唯一的抗侧力构件，那么采用“强柱弱梁”型延性框架，在水平地震作用下， 梁的屈服先于柱的屈服，就可以做到利用梁的变形消耗地震能量，使框架柱退居到第二道防线的位置。

2.4具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。提高结构的抗侧移刚度，往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物在遭受强烈地震时，具有很强的抗倒塌能力，最理想的是使结构中的所有构件及构件中的所有杆件都具有较高的延性，然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性是比较经济有效的办法。例如上刚下柔的框支墙结构，应重点提高转换层以下的各层的构件延性。对于框架和框架筒体，应优先提高柱的延性。在工程设计中另一种提高结构延性的办法是在结构承载力无明显降低的前提下，控制构件的破坏形态， 减小受压构件的轴压比( 同时还应注意适当降低剪压比)，提高柱的延性。

3建筑结构抗震设计的前景和展望

如今，结构抗震体系已经从之前的以“硬抗”理念为主的抗震体系，逐渐发展成以“柔抗”年年为主的减震控制系统。结构减震体系运用的“以柔克刚”的全新理念，通过对结构进行隔震、减能或者控制方式来达到抗震效果，在将来的工民建中，结构抗震的理

念和思路将不断朝着减轻危害的方向深化和发展。 结语：

概念设计理念从宏观的角度设计建筑抗震结构，在一些方面解决了之前设计思路对抗震结构思考的缺陷，开辟了工民建结构抗震设计的新路。 参考文献：

[1]刘鹏.建筑结构概念设计浅析[j].山西建筑，2004(11). [2]李志青.建筑结构的概念设计[j].中外建筑，2003(3). 注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。