试论工民建结构的概念设计

摘 要：近年来，地震灾害的多发让人们意识到工民建结构抗震性研究的重要性，通过工程师和设计者的不懈努力和探索研究，人们发现概念设计对于建筑物抗震性的重要程度要远超于结构计算的设计。因此，概念设计对工民建结构抗震的作用引起了人们极大的兴趣。在不断的探索中，人们发现概念设计这一原理开启了工民建结构设计的新纪元，在的引领下，建筑物的抗震能力将得到显著提高。工民建结构的抗震设计，受多种因素的共同制约，这些因素中有许多是模糊的。而地震发生的不确定性以及发生因素的复杂性，更增加了计算或预测建筑物抗震设计的难度。概念设计的应用恰恰为此难题的解决找到了出路。

关键词：工民建结构；结构抗震；概念设计

1.概念设计

概念设计简单地说就是：在结构设计方案中，运用以往在结构设计中的认知和经验更进一步地解决一些难题，比如说建筑结构的体系，建筑物的体型，还有建筑物构件的延性等问题。概念设计，是在要结构设计的基础之上再进行宏观的综合考虑，比如说选材，辨别，再加上符合实际的合理的计算来减小地震对建筑物的危害性。

1.1概念设计的重要性。

现在建筑业一般采用结构设计和概念设计相结合的设计方法，而且概念设计的重要性也正在凸显出来。概念设计在建筑设计时主要体现在方案设计阶段，方案设计阶段需要结构工程师运用结构设计的概念，在不断回忆自己的设计知识和设计经验结合实际设计一种安全可靠而又低成本的设计方案。在设计时可以运用概念性估算的方法，在初始设计阶段高效地在多种设计方案中选择最合适的方案。采取这种概念性估算方法不但定性准确，还能避免一些不必要的计算，经济可行。

1.2抗震规范中概念设计的应用。

在新的抗震规范中，一些具体的问题没有规定清晰，比如说中震可修的设防目标等等。这样在实际的抗震设计中我们不能完全按照规范，应该发展和继承地去应用规范。要想达到发展和继承地应用规范的程度，就要求设计师必须透彻地了解建筑物的结构体系和分体系之间的力学关系，然后再把概念设计运用到实际的设计中去。结构设计不只是简单地按照规范去依靠计算机设计，那样的话实际应用中必定不能满足要求。在建筑结构设计中，要做到在遵循规范的基础上结合实际情况，再加上设计师的经验，把概念设计融入到设计规范中。

1.3概念设计时需要注意的问题。

新抗震规范要求在建筑物的内部设置大地震动反应观测系统，还要在设计的时候注意组织结构与地面的共振问题。所以在概念设计时要充分考虑场地条件，地面的稳定性，材料的选取，温度的作用，抗震体系结构的选取等等，使得设计结果在组织结构上做到强度大，刚度好，具有延性，在经济方面做到节能。

2.工民建结构抗震概况

2.1工民建结构抗震的现状

目前，建筑物抗震主要有以下几种方法，一是通过在结构上增加建筑物的抵抗力以期达到抗震的目的，由于其简单易行地操作方法被人们大范围的应用。但是不得不说这种方法的抗震性能并不好，且投入很大，经济效益不高；另一种方法是结构减震法，即利用橡胶的弹性减震效果来增强建筑物的抗震减震性能。这种方法主要是利用橡胶隔离地震对建筑的破坏，在施工过程中需要将结构底部截断，因此为施工带来极大不便，使施工难度加大，所以很少被使用；第三种方法是钢结构。这种设计结构具有极好的结构延性，可以大大增加建筑物的抗震能力。但是值得注意的是，钢是一种成本极高的材料，并且就材料本身而言也极易被腐蚀，因此也存在不足。上述三种方法均属于结构设计里的抗震方法，虽能有效减少地震带来的危害，达到抗震减震的需求，但或多或少都存在着不足和隐患。所以，人们开始注重概念设计的研发，通过在结构设计的基础上使用概念设计，使建筑抗震体系更加完善，抗震能力不断提高。近年来通过效能器的使用来达到消能减震的目的，即我们通常所说的消能减震系统。这一方法在结构设计的基础上添加了概念设计，有效的增强了设计的精准度，提高的建筑的抗震减震性能。

2.2 工民建结构抗震中存在的问题

由于地震自身的传播特性——由震源以地震波形式向四周快速传播，造成地面建筑的剧烈震动、挤压、变形，当超过建筑物的曾受能力时，便造成了建筑物的倒塌。由于地震的这种特性，就必须加强建筑物的稳定性，于是各种能够加强稳定性的结构模型被应用。在工民建结构中，许多常用模型普遍存在精度低、校宽度难确定等问题。此外，许多工程师也曾提出过多种不同的结构模型，但多数过于复杂，难以应用于实际的建筑中，并且精度不高的问题依然存在。针对这些问题，现在建筑业通过将结构设计和概念设计结合，弥补传统单一的结构设计的不足，致使现在概念设计的作用日益凸显。

3.概念设计对工民建结构抗震的作用

近年来随着经济的快速发展，人们物质生活水平日益提高，因此精神文化需求也不断增加，享受型消费不断增加。体现在建筑业便是对建筑结构设计水平的要求提高。因此，新型的高强度性、高环保性建筑材料成了新一代的宠儿。为了新型材料的更好的抗震性、安全性、环保型、轻便型、经济型，就必须加快先进的科学的计算理论，创新概念设计思想。这种概念设计对提高工民建结构的抗震性起着极为重要的作用。

4.总结

随着我国城市人口的密集程度越来越大，地震的发生会给人民的生命财产造成极大的损失，增强建筑物的抗震能力就成了我们的研究对象。但是地震給由于地震发生时，建筑物会发生复杂的力学结构，这样仅仅依靠计算机处理数据进行的设计就不能很好地发挥抗震能力了。在实际工程中，概念设计的抗震效果得到了肯定，在以后得设计中还应该继续发挥概念抗震的作用。

参考文献：

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[4]王艳.工民建结构抗震现状分析及研究[J].民营科技，2012（02）.

作者简介：陈建，性别男，民族汉，出生日期1979.12.24