【關鍵字】：概念結構設計 抗震

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：

地震（earthquake），是一種普遍存在地殼快速釋放能量過程中造成振動，期間會產(chǎn)生地震波的一種自然現(xiàn)象。地震是地球內部構造運動的產(chǎn)物,地殼在內、外營力作用下，集聚的構造應力突然釋放，產(chǎn)生震動彈性波，從震源向四周傳播引起。由于地震作用的隨機性、復雜性,地震波波形各異，其對建筑物的作用各不相同,震對建筑物的作用與建筑物自身所固有的自振周期、場地土的動力特性有關,所產(chǎn)生的破壞程度也各不相同。中國是一個多地震國家，2008年5月12日發(fā)生在汶川的5.12大地震，近7萬人喪生，1.8萬人失蹤，1600萬間房屋倒塌，造成了極其慘重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。通過對建筑地震震害實例進行分析，找到其原因，機理，并在設計中有效減少地震危害，意義重大�？拐鹪O計概念設計方法是指一些在難以作出具體規(guī)定的問題，例如結構破壞機理的概念，力學概念以及由震害試驗現(xiàn)象等總結提供的各種宏觀和具體的經(jīng)驗等，必須由工程師運用“概念”進行分析，作出判斷，以便采取相應的措施。未經(jīng)抗震概念設計的結構不能稱其為抗震結構。建筑結構的抗震設計，是以現(xiàn)有科學水平和經(jīng)濟條件為前提的。 GB50011 - 2010《建筑抗震設計規(guī)范》對抗震概念設計的要求更全面、更合實際的規(guī)定，增加了“不規(guī)則建筑結構的概念設計”，使得概念設計在工程中的應用更具體更明確地落到實處，切實提高了結構的抗震能力。 規(guī)范的修改說明“概念設計”愈來愈受到國內外工程界的普遍重視。

地震及結構所受地震作用機理，特性復雜，地震科學還有許多規(guī)律未被認識�？拐鹪O計思路發(fā)展歷程隨著建筑結構抗震相關理論研究不斷發(fā)展，結構抗震設計思路也經(jīng)歷了一系列的變化。結構抗震設計思路經(jīng)歷了從彈性到非線性，從基于經(jīng)驗到基于非線性理論，從單純保證結構承載能力的“抗”到允許結構屈服，并賦予結構一定的非彈性變形性能力的“耗”的一系列轉變。 在當前抗震理論下形成的現(xiàn)代抗震設計思路，其主要內容是合理選擇確定結構屈服水準的地震作用來進行結構的強度設計，從而確定了結構的屈服水準，制定有效的抗震措施使結構和抗震構造措施�，F(xiàn)代抗震設計理念是基于對結構非彈性性能的研究上建立起來的，其核心在很大程度上取決于良好“的概念設計”。為了保證結構具有足夠的抗震可靠性，建筑抗震概念設計主要考慮了以下因素：場地條件；建筑物的平、立面布置及其外形尺寸規(guī)則性要求； 抗震結構體系要求-即抗震結構體系的選取、構件的布置以及結構質量的規(guī)則分布；非結構構件的布置，結構材料與施工質量等。

. 場地條件 正確地進行建筑場地選擇和場地抗震性能評價,對于建筑物的結構抗震設計有十分重要的意義。影響建筑物震害的場地因素主要是局部地形特征、地質構造、地基土性質、地下水埋深等幾方面,這些場地條件常常是造成震害顯著差異的重要因素。建筑抗震概念設計，選擇建筑場地時，應劃分對建筑抗震有利、不利和危險的地段，選擇建筑場地時，應根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況、工程地質和地震地質的有關資料，對抗震有利、不利和危險地段做出綜合評價。對不利地段вμ岢霰蕓要求┍蕓對建筑抗震不利的地段，當無法避開時，采取有效措施。對危險地段，嚴禁建造甲、乙類的建筑，不應建造丙類的建筑。選擇對建筑抗震有利的場地，不應在危險地段建建筑。建筑基礎與土質、強風化巖質邊坡的邊緣應留有足夠的距離，其值應根據(jù)抗震設防烈度的高低確定，并采取措施避免地震時地基基礎破壞。這就考慮了地震因場地條件間接引起結構破壞的原因，諸如地基土的不均勻沉陷、 地震引起的地表錯動與地裂等等。特別是有液化現(xiàn)象的場地，一定要按規(guī)范避開，加固處理。

建筑物的平、立面布置及其外形尺寸規(guī)則性要求建筑的平立面布置應符合概念設計的要求，結構體型(平立面)簡單,結構抗側力構件的剛度和承載力在平面內規(guī)則、對稱,在豎向則上下連續(xù)且均勻,即在平面、豎向和抗側力體系上沒有明顯的和實質上的不連續(xù)(突變)。建筑設計不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案。建筑及其抗側力結構的平面布置宜規(guī)則、對稱，應具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結構的豎向剛度突交易造成抗震薄弱層（部位），薄弱層可用樓層的實際承載力與設計計算的彈性受力之比來判斷，該比值在總體上應保持一個相對均勻的變化，避免大的起伏，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。不規(guī)則的建筑物的平、立面布置受力復雜,結構分析難度大,易造成較多的抗震薄弱部位,在抗震措施處理上難免顧此失彼而留下破壞隱患。而體型規(guī)則的結構受力簡單、明確,容易判斷其地震時的反應,便于采取抗震構造措施和進行細部處理。而體型復雜、特別或嚴重不規(guī)則的結構則受力復雜,結構分析難度大,易造成較多的抗震薄弱部位,在抗震措施處理上難免顧此失彼而留下破壞隱患。 如不能避免，也應對薄弱部位采取有效的抗震構造措施，使我們的設計更加完善合理少出問題。麗江地震 512汶川地震中用嚴重不規(guī)則的方案建筑遭受嚴重破壞，就是前車之鑒。

抗震結構體系的選取、構件的布置以及結構質量的規(guī)則分布 抗震結構體系的選取受震級大小，震中遠近，場地好壞以及建筑材料，施工條件、經(jīng)濟條件等諸多因素影響，是一個綜合的技術經(jīng)濟問題，須進行周密考慮確定。規(guī)范對建筑結構體系主要要求是達到體系受力明確，傳力臺理，傳力線路不間斷，具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。.保證結構延性能力的抗震措施合理選擇了結構的屈服水準和延性要求后，就需要通過抗震結構體系的選取、構件的布置來保證結構確實具有所需的延性能力，從而保證結構在中震、大震下實現(xiàn)抗震設防目標。系統(tǒng)的構件的布置，質量的規(guī)則分布措施包括以下幾個方面內容：1.“強柱弱梁”：人為增大柱相對于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現(xiàn)較早，在達到最大非線性位移時塑性轉動較大；而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚，在達到最大非線性位移時塑性轉動較小，甚至根本不出現(xiàn)塑性鉸。水平地震作用下，梁的屈服先于柱的屈服，。從而保證框架具有一個較為穩(wěn)定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。2.“強剪弱彎”：剪切破壞基本上沒有延性，一旦某部位發(fā)生剪切破壞，該部位就將徹底退出結構抗震能力，對于柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節(jié)點的組合剪力值，使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發(fā)生剪切破壞。

非結構構件的布置建筑非結構構件主要包括附屬結構構件如附屬機械電氣設備系統(tǒng)，裝飾物如幕墻，圍護墻和隔墻等。構件與其結構主體支座和連接等需符合地震時對使用功能的要求。

我國是一個多地震的國家,建筑抗震很重要.現(xiàn)在隨著計算機的發(fā)展，各種結構設計軟件大量涌現(xiàn)，但抗震結構設計概念非常重要，設計人員什么時候都不能丟掉概念而一味地相信計算機。不能丟掉概念而一味地相信計算機。概念設計決定建筑物的抗震性能，如果概念設計不適宜于抗震，那么不管多“精密”的計算也無濟于事。要在明確結構抗震概念設計的基礎上合理運用。目前我國在學習借鑒世界其他國家抗震研究成果的基礎上，逐漸形成了自己的大部分內容都符合現(xiàn)代抗震設計理念先進的抗震結構設計概念思路，但是也有許多要改進的地方，需要我們今后加以完善，通過遵循抗震概念設計的原則，使建筑物具有更可靠的抗震性能。

參考文獻

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作者：潘旭（1978.7），男，工程師，撫順建筑工程設計院，113006，