建立建筑结构抗震概念设计基本原则及要求

聂凤玲 甘桂其

甘肃建筑职业技术学院

建立建筑结构抗震概念设计基本原则及要求

聂凤玲 甘桂其

甘肃建筑职业技术学院

针对于自然灾害，我国在建筑方面也开始了相关的防御设计，其中就包括建筑结构抗震设计控制。这篇文章主要是结合地震的一些常见现象，针对平立面的样式，结构的常用设置，选择建筑物场地以及结构的延展性等方面进行详细阐述，标准设计基本原则以及相关要求。

抗震设计；结构设计

一、抗震设计在建筑结构中的内涵

追溯我国结构计算理论的发展起源，从经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算一直到现代社会广泛使用的概率极限状态理论，都表现出人类的发明创造潜能是无穷的。现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)的中心理论基础是概率理论，总结出更加完善的结构极限状态设计准则，要求建筑结构的设计必须符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。总体来说，虽然新标准相对比较合理科学，但是概率极限状态设计法还不够完善，只能进行近似算法，不能对建筑物的实际承载力做准确的估算。总体来说，建筑物不是一个独立体，属于空间结构，它是各种部件的结合体，而且这些部件协同工作，维持其正常功能。

地震不是人们所能控制和把握的，其本身带有的随机性、不确定性和复杂性给准确预测地震破环建筑物的相关参数造成了很大的挑战，很难得到准确的实际信息。 建筑物的部件之间相互联系，在受到破坏后将会复杂化也是很难准确针对修复的。从结构的角度来进行分析，建筑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等方面也很难准确把握，有很高的不确定性，所以，“计算设计”本身也存在缺陷，不能解决目前所遇到的发展难题。依据人类长期发展过程中总结的理论和实际抗震建设工作中得到的经验规律，可以基本上得出工程抗震基本概念设计的内容，由目前所得到的知识来更加深入透彻的研究总结建筑结构的总体地震所呈现出的反应，查看破坏情况，尝试总结破坏规律情况，按照得出的抗震设计准则，科学完善地设计出对应的解决方案，一方面保证了总体布置所遵循的大原则，也保障了重要部位的细节性构造，从根本上改善了结构的抗震能力。

二、抗震概念设计的基本原则与要求

1.选择有利场地。

导致建筑物受到地震损坏包括很大方面的原因，其中就有场地条件。场地对建筑物有直接影响，而且地震的损坏结果一般都相对比较严重，工程的补求措施并不能完全弥补。所以，进行场地选择工作时，必须要严格考察地形地况，得到详细信息，结合实际情况参考选择有利的场地施工，减少地震对建筑的损坏，明确场地要求，绝对不能在危险场地进行建筑构造，以免出现人员伤亡事故以及造成经济财产损失。

开阔平坦地带的坚硬场地土或是密实均匀中硬场地土具有显著的选择优势，其地形稳定，可靠性较高，属于有利的场地。位于这些场地上的建筑一般在地震的时候不会发生地基损坏失效现象，从基础上降低了地震对建筑物的损毁程度。相对而言较为不利的地段地形有条状突出的山嘴、孤立的山包以及山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘，位置比较陡峭，稳定性低；不利的场地土质通常包括软弱土、易液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷以及半挖半填地基等，一些水平分布不均匀等场地也不合格。

2.采用合理的建筑平立面。

采用合理的建筑平立面能显著改善建筑的使用性能。合理科学的建筑平立面，如果符合抗震原则，就能够增加建筑的抗震能力，尽可能的降低地震的损害程度。

结合以往的建筑经验，较为简单、规则、对称的建筑则具有一般都能保证其较强的抗震能力，能够减轻地震带来的能量破坏；相反的，针对一些形状不符合规格的建筑设计，在设计时，采取平面上凸出凹进以及立面上高低错落的设计形式，则具有很大的不稳定性，从而容易在地震发生时出现倒塌现象。所以，在进行建筑的平立面设计时尽量采用简单、规则、对称的建筑结构，在操作上也比较科学合理，可以保证地震的作用顺利传递，而且，在地震发生时还容易采取相应的解决措施来应对问题。

3.选择合理的结构形式。

选择合理的结构形式对建筑结构抗震概念标准设计来说非常重要。从结构材料来看，现代社会使用广泛的结构体系可以分为砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等；根据结构的形式来区分，可以概括为框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等不同的形式。在选择合理的结构形式的过程中，需要考虑到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等多方面条件，对于这样一个综合性的技术经济问题定，必须要严谨思考，结合实际需求来选择。

从抗震规范的角度来讲对于建筑结构体系有五个方面的要求：①结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；②结构体系需要设置多方面的防震策略，尽量降低部分结构破环从而造成整个建筑失去抗震性能以及对重力的负荷能力的概率；③结构体系需要具有一定程度的变形能力和耗能能力，保证其抗震性能；④结构体系的刚度和承载力应该进行合理的分配，以防在地震时形成薄弱部位，发生变形的情况；⑤结构体系应该按照平面对称、立面布置均匀来进行设计，保证建筑整体的稳定性，避免因震动而出现结构不均匀现象，造成部分抗震能力比较差。

一般说到结构的延性主要是指结构在不影响其承受力的前提下进行非弹性变化的性能。结构的延性设计主要是为了建筑在发生地震时出现倒塌，增加结构的变形能力，可以降低地震的破环程度，分担一部分地震引出的破坏力量，支持建筑的结构。在设计建筑结构时必须考虑其延性和耗能情况，降低建筑组成的损坏和形态变形，弯曲构件的延性相比于剪切构件弯曲程度更好，发生地震时以弯曲形态来减轻地震输入能量。所以，结构设计要多考虑弯曲构建的设计，坚持“强柱弱梁，强剪弱弯、强节点、弱锚固”的设计标准。

4.确保结构的整体性。

建筑是空间结构，其组成包括很多部件，各个部件相互协同工作保证建筑的整体稳定性，同时降低了地震的破环能力。建筑在设计过程中，每个部件都赋予了抗震性能，遇到地震时同时协同发挥作用，如果因为地震破坏了结构的整体合作抗震能力，建筑因为不能抵抗地震的毁坏能力而倒塌。所以，保证结构的整体性有利于增加建筑的抗震能力。

想要增强建筑的整体性，充分利用各部分构件的抗震能力，设计时可以考虑下面几个方面：①建筑结构要有一定的连续性。结构的连续性发挥其整体在地震时的抗震性能。②做好构建之间的连接设计。保证建筑物的稳定性需要各个部件充分发挥其抗震承受力，进行连接协同合作，表现出其最大延性。③完善建筑在竖向刚度方面的设计。在设计时，应使结构沿纵、横2个方向具有足够的整体竖向刚度，并使房屋基础具有较强的整体性，避免建筑出现地基不均匀或是出现裂缝现象。

为了能更好地完成建筑结构抗震概念标准设计，相关技术人员必须深入了解概念标准设计的基本原则和相关要求，在进行设计工作时，全方位参考相关数据和实际情况，分析后得到可靠的结果，认真对待建筑设计工作，在完成舒适美观的要求同时，也要保证其安全居住性能，维护人们的生命安全，毕竟房屋建筑是人类赖以生存的空间结构。总而言之，在我国以后的发展中，也需要逐步完善关于建筑抗震方面的建设标准和相关要求，使其更好地服务于建筑行业，提高建筑行业的安全性能，从而让人类的生活更加的便利，更加美好。

[1]付向红.建筑结构抗震概念设计[J].住宅科技，2007，07：31-34.

[2]张大伟，郭立英，于学智.建筑结构抗震设计中的概念设计[J].山西建筑，2008，13：77-78.

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