抗震概念設計在建筑結構設計中的應用

劉覺先（中冶長天國際工程有限責任公司，湖南長沙410000）

抗震概念設計在建筑結構設計中的應用

劉覺先（中冶長天國際工程有限責任公司，湖南長沙410000）

概念設計是建筑結構抗震概念設計中的重要內容，具有較強的應用意義。本文從建筑結構杭震概念設計的基本概念出發(fā)，闡述了建筑概念設計在建筑結構杭震設計中的必要性及其應用。

抗震概念設計；建筑結構；設計；應用

1 引言

地震具有較大的隨機性、復雜性與不確定性，目前我國還不能準確預測建筑物遭受地震的特性與相關參數，然而建筑物本身是一個復雜的系統工程，若遭受地震破壞，其不僅會影響建筑物的安全性與穩(wěn)定性，同時還會威脅用戶的生命與財產安全，所以對建筑結構進行抗震設計十分必要。

2 抗震概念設計的基本概述

概念設計主要指的是設計思維和理念，由于在實際的設計階段給不出確定的計算結果，所以一般是不需要精確地計算的。需要注意的是，在抗震概念設計時要注意建筑本身的實際情況，根據建筑物的高度以及結構體系來大致明確它們之間的力學關系，根據力學關系來對建筑物實際受到的和地震作用帶來的損壞進行估算。由于地震的破壞力是不能準確估算的，這也就導致了上述的損壞程度無法準確計算。因此，從抗震的角度來看，在進行建筑設計時應用到抗震概念設計是很有現實意義的。概念設計本身包含了很多方面，內容較為廣泛。在建筑中選擇對建筑物抗震有利的結構方案和結構設計，加強對薄弱部位的分析，并且制定相應的補救措施，讓建筑的安全性能更高，也讓人們的生活更安全、更有保障。

3 抗震概念設計的主要內容

3.1 選擇合適的場地

場地的選擇是建筑能否順利進行的最基本也是最重要的問題，一塊好的場地不僅可以降低造價，更對整個工程的穩(wěn)固程度有著重要的影響。選擇場地時一定要避免高危地段，比如容易產生滑坡、地陷、泥石流等現象的地段應當堅決避免。盡量選擇防震效果比較理想的地段，比如，空曠、地表和地下都比較密實均勻的地段。在選擇建筑地段時可以借助一些較為先進的儀器，這樣選擇的結果安全性更高。

3.2 合理布置建筑的平立面

房屋的布置和自身的建筑布局可以決定建筑物性能的優(yōu)劣，根據抗震概念的原則，合理的結構設計和建筑布局可以增強房屋的抗震性能。換句話說，如果建筑布局不符合抗震設計的要求，即使有精細的地震分析也不能很好地達到抗震的效果。建筑物的高度和寬度都應當符合結構體系和地震烈度區(qū)的要求，只有這樣才有利于建筑物抗震效果的體現。

3.3 合理的結構選型和結構布置

合理的結構體系需要滿足抗震要求同時又經濟實用，要同時考慮到建筑物的地基基礎，經濟指標，功能價值，施工的技術難度等一系列的問題。在結構選型過程中，要特別注意場地的實際情況，建筑物本身的剛性等帶來的影響。結構布置要滿足對稱性和勻稱性，結構平面布置和豎向布置都應該進行嚴格的控制。

3.4 設置多條防震線

多條防震線的設置可以保證抗震結構體系的可靠性，增強建筑物的抗震能力。設計多條防震線簡單來說就是設置多個延性較好的分體系，在設置分體系時應該注意選用實用性能較高的結構構件使用。需要特別注意的是，由于各個部件在建筑中的功能不同，受力條件也不盡相同，因此在選擇的過程中應該注意有所區(qū)分。

4 抗震概念設計在建筑結構設計中應用的重要意義

4.1 能夠有效彌補計算機設計的缺陷

結構設計人員在進行建筑結構的方案設計時，計算機對于方案的設計具有很大的局限性，它很難完成建筑結構方案的整個初步設計。在建筑結構的設計過程中，計算機技術的使用非常廣泛，但其設計程序常常會給設計人員一個錯誤的認識，會讓設計人員覺得計算機的程序應用起來比較簡單，過多地依賴計算機設計程序進行設計，而忽略了對建筑結構抗震方面的學習，造成設計人員的設計能力逐步下降。部分建筑結構的設計人員，可能會習慣性地把結構分析計算程序不假思索地應用到建筑結構設計中，卻沒有認識到計算機軟件設計的缺陷。若選用到合適、正確的計算機軟件，則會提升建筑結構設計的效率，一旦選到錯誤的計算機軟件，則會影響到整個建筑結構的設計。而這種潛在問題，會隨著時間的推移，慢慢凸顯出來。為有效地彌補計算機軟件設計的缺陷，就應將抗震概念設計應用到建筑結構設計當中，結構設計人員應加強對抗震概念設計理念的學習，深入地了解與掌握建筑結構抗震概念設計，并根據所學到的抗震概念設計方面的知識，來選擇最優(yōu)的結構設計方案。

4.2 能有效滿足建設方的需求

抗震概念設計應用到建筑結構的設計中，比較突出的作用是，可最大限度地滿足建設方對建筑結構設計的需求，而且對于建設方各個方面的需求，都起到較好的推動作用，這種滿足對于結構設計而言，正是設計人員追求的主要目的，目的是得到建設方認可。將抗震概念設計理念充分應用到建筑結構設計中，可充分考慮到建設方的需求，但該種需求需通過合理的設計方式表現在結構中[1]。并且，在應用時，也不是僅僅以滿足建設方需求作為唯一的根本，還要將建設方需求與結構設計進行完美地融合，這樣不僅能滿足建設方對建筑結構設計的需求，還能提升建筑結構設計的高效性。

5 抗震概念設計在建筑結構設計中的具體應用

5.1 抗震概念設計在結構分析計算中的應用

對于建筑結構的設計來說，分析計算屬于結構設計的一個關鍵環(huán)節(jié)，特別是在科學技術飛速發(fā)展的今天，相關設計軟件的有效應用，分析計算也有了較好的體現，而且分析計算準確率對建筑結構的設計水平也會有影響。因此，建筑結構設計單位應多關注對結構的分析計算。通常情況下，將計算機技術應用到建筑結構設計中，可在一定程度上提升建筑結構分析計算的準確率，但從整體設計方案來看，一旦選到錯誤的設計方法，對建筑結構的分析計算會造成很大的影響。此外，在對建筑結構進行分析計算時，設計人員要先從整體性、全面性的角度來考慮和分析結構計算軟件及其計算結果，這正是目前抗震概念設計應用在建筑結構設計中的一個本質需求，同時，有效地分析結構計算結果是否準確、合理，充分應用抗震概念設計理念，以保證建筑結構的分析計算能夠得到有效的應用。

5.2 抗震概念設計在建筑結構設計中的應用

5.2.1 降低地震時能量的輸入

根據以往的地震調查結果，增強建筑物抗震能力一個有效途徑就是減少地震能量的輸入。在進行建筑物的建設過程時，除了要考慮到局部地形的因素外，也應當將地震時的能量輸入納入考慮范圍之內，選擇地震輸入能量較少的地方相對來說較為安全。

5.2.2 有機結合剛度和延性

一般來說一棟建筑物的靜力荷載是相對穩(wěn)定的，變化度不大，但是當地震來臨時，建筑物所承受的作用力一般不是靜力荷載，與其動力特性密切相關。如果建筑物的抗側移的剛性大，它的自振周期短，地震給它帶來的影響就相對來說更為明顯，更容易受到影響。在建筑工程的實施前一定要對抗震概念設計有一定的研究，以達到更為理想的結果。

5.2.3 處理好非結構部件

非結構部件一般指的是在結構分析中不參與考慮重力荷載和側向荷載的部件，這些側向荷載主要包括風和地震。內隔墻、建筑外圍墻等屬于非結構部件，這些部件雖然一般不參與荷載分析，但是在地震來臨時，這些部件都會或多或少的起到一定的積極或消極作用，甚至改變整個結構的承載力度，從而產生意料之外的抗震效果，或者是破壞原有的抗震效果，帶來局部危害。因此，為了建筑更好的抗震效果，有必要重新審視這些非結構部件，以達到理想效果。

5.2.4 遵從建筑結構整體性

建筑抗震能力的前提是建筑的整體性。當地震來臨時，力的作用是沿著平面不同方向同時傳遞的，此時，樓頂就像相當于水平隔板，成為力的傳播載體。尤其是在樓蓋有較大的空洞時，應該特別注意建筑結構整體的保持。

6 結語

總而言之，建筑結構設計人員把概念設計引入到建筑結構的設計過程中，不但成就了建筑結構的概念設計，并且能夠在現代化的建筑結構設計中，發(fā)揮了十分重要的作用，提升了建筑結構設計的安全性、可靠性以及創(chuàng)新性，還彌補了以往計算機軟件設計的不足，使建筑結構的設計方案更加完善，進一步提升建筑結構的設計質量與水平。

[1]徐正加.淺析概念設計建筑結構設計中的意義及應用[J].大眾商務月刊，2010（8）：293.

[2]段 媛.結構抗震概念設計在房屋建筑中的應用分析[J].山西建筑，2014，40（5）：42～43.

[3]楊 敬.探討抗震概念設計在建筑結構設計中的應用[J].科技與生活，2010（12）：55.

TU352.1+1

A

2095-2066（2016）15-0121-02

2016-4-20

劉覺先（1982-），男，工程師，研究生，主要從事建筑結構設計方面工作。