建筑抗震設(shè)計概念精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的建筑抗震設(shè)計概念主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：建筑抗震設(shè)計概念范文
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；抗震；概念設(shè)計
過去我國結(jié)構(gòu)計算理論經(jīng)歷了許多階段,曾經(jīng)有經(jīng)驗估算、容許應(yīng)力法計算、破損階段計算、極限狀態(tài)計算，一直到目前普遍采用的概率極限狀態(tài)理論計算等階段。現(xiàn)行的《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2001）則是采用以概率理論為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計準(zhǔn)則，從而使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計符合技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、安全適用的原則。概率極限狀態(tài)理論計算法更科學(xué)合理，但是此方法在運算過程中帶有一定程度近似，只能把它作為近似概率法，而且只靠極限狀態(tài)設(shè)計很不易估算出建筑物的實際承載力。其實，建筑物是一個空間結(jié)構(gòu)，各種構(gòu)件以相當(dāng)復(fù)雜的方式共同工作，并不是脫離結(jié)構(gòu)體系整體的單獨構(gòu)件。
地震通常具有隨機性、不確定性和復(fù)雜性，因此目前很難做到準(zhǔn)確預(yù)測建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)。建筑物其本身又是一個很龐大很復(fù)雜的系統(tǒng)，在遭受地震作用后其破壞機理和破壞過程非常復(fù)雜。而且在結(jié)構(gòu)分析方面，因為不能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時效、阻尼變化等諸多因素，也將存在著不確定性。所以結(jié)構(gòu)工程抗震問題不能全部依賴“計算設(shè)計”解決。應(yīng)該立足于工程抗震的基本理論以及長期工程抗震經(jīng)驗總結(jié)的工程抗震基本概念，從“概念設(shè)計”的角度著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，按照結(jié)構(gòu)的破壞過程，靈活運用抗震設(shè)計準(zhǔn)則，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)構(gòu)造，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。
建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計要從如下幾個因素考慮:
1 選擇對抗震有利場地，避開不利的場地
造成建筑物震害的原因是多方面的，場地條件是其中之一。由于場地因素引起的震害往往特別嚴(yán)重，而且有些情況僅僅依靠工程措施來彌補是很困難的。因此，選擇工程場址時，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)勘察，搞清地形、地質(zhì)情況，挑選對建筑抗震有利的地段，盡可能避開對建筑抗震不利的地段。
對建筑抗震有利的場地，一般是指位于開闊平坦密實均勻中硬土地段。建造于這類場地上的建筑一般不會發(fā)生由于地基失效導(dǎo)致的震害，從而可從根本上減輕地震對建筑物的影響。對建筑抗震不利的場地，一般是指軟弱土、易液化土、山嘴孤丘、陡坡河岸、采空區(qū)和土質(zhì)不均勻的場地。
2 建筑物形狀力求簡單、規(guī)則
建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。如果建筑布局簡單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，那么就能從根本上保證房屋具有良好的抗震性能。
經(jīng)驗表明，簡單、規(guī)則、對稱的建筑抗震能力強，在地震時不易破壞；反之，如果房屋體形不規(guī)則，平面上凸出凹進(jìn)，立面上高低錯落，在地震時則容易產(chǎn)生震害。而且，簡單、規(guī)則、對稱結(jié)構(gòu)容易準(zhǔn)確計算其地震反應(yīng)，可以保證地震作用具有明確直接的傳遞途徑，容易采取抗震構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理。
3 選擇對于抗震合理的結(jié)構(gòu)形式
抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題。按結(jié)構(gòu)材料分類，目前主要應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系有砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土結(jié)構(gòu)等；按結(jié)構(gòu)形式分類，目前常見的有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)體系的確定受到抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經(jīng)濟條件等諸多因素影響，是一個綜合的技術(shù)經(jīng)濟問題，需進(jìn)行周密考慮確定。
抗震規(guī)范對建筑結(jié)構(gòu)體系主要有以下規(guī)定：
3.1 結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；
3.2 結(jié)構(gòu)體系宜具有多道抗震防線，應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力；
3.3 結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有必要的抗震承載力，良好的變形能力和耗能能力；
3.4 結(jié)構(gòu)體系宜具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中，對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力；
3.5 結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的動力特性宜相近，在結(jié)構(gòu)布置時，應(yīng)遵循平面布置對稱、立面布置均勻的原則，以避免質(zhì)心和剛心不重合而造成扭轉(zhuǎn)振動和產(chǎn)生薄弱層。
4 確保結(jié)構(gòu)的整體性
結(jié)構(gòu)是由許多構(gòu)件連接組合而成的一個整體，并通過各個構(gòu)件的協(xié)調(diào)工作來有效地抵抗地震作用。若結(jié)構(gòu)在地震作用下喪失了整體性，則結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的抗震能力不能充分發(fā)揮，這樣容易使結(jié)構(gòu)成為機動體而倒塌。因此，結(jié)構(gòu)的整體性是保證結(jié)構(gòu)各個部分在地震作用下協(xié)調(diào)工作的重要條件，確保結(jié)構(gòu)的整體性是抗震概念設(shè)計的重要內(nèi)容。
為了充分發(fā)揮各構(gòu)件的抗震能力，確保結(jié)構(gòu)的整體性，在設(shè)計的過程中應(yīng)遵循以下原則：
4.1 結(jié)構(gòu)應(yīng)具有連續(xù)性。結(jié)構(gòu)的連續(xù)性是使結(jié)構(gòu)在地震作用時能夠保持整體的重要手段之一。
4.2 保證構(gòu)件間的可靠連接。提高建筑物的抗震性能，保證各個構(gòu)件充分發(fā)揮承載力，關(guān)鍵的是加強構(gòu)件間的連接，使之能滿足傳遞地震力時的強度要求和適應(yīng)地震時大變形的延性要求。
4.3 增強房屋的豎向剛度。在設(shè)計時，應(yīng)使結(jié)構(gòu)沿縱、橫兩個方向具有足夠的整體豎向剛度，并使房屋基礎(chǔ)具有較強的整體性，以抵抗地震時可能發(fā)生的地基不均勻沉降及地面裂隙穿過房屋時所造成的危害。
5 提高結(jié)構(gòu)的延性
結(jié)構(gòu)的延性可定義為結(jié)構(gòu)在承載力無明顯降低的前提下發(fā)生非彈性變形的能力。結(jié)構(gòu)的延性反映了結(jié)構(gòu)的變形能力，是防止在地震作用下倒塌的關(guān)鍵因素之一。
結(jié)構(gòu)良好的延性有助于減小地震作用，吸收與耗散地震能量，避免結(jié)構(gòu)倒塌。而結(jié)構(gòu)延性和耗能的大小，取決于構(gòu)件的破壞形態(tài)及其塑化過程，彎曲構(gòu)件的延性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于剪切構(gòu)件，構(gòu)件彎曲屈服直至破壞所消耗的地震輸入能量，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于構(gòu)件剪切破壞所消耗的能量。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)力求避免構(gòu)件的剪切破壞，爭取更多的構(gòu)件實現(xiàn)彎曲破壞。始終遵循“強柱弱梁，強煎弱彎、強節(jié)點、弱錨固”原則。構(gòu)件的破壞和退出工作，使整個結(jié)構(gòu)從一種穩(wěn)定體系過渡到另外一種穩(wěn)定體系，致使結(jié)構(gòu)的周期發(fā)生變化，以避免地震卓越周期長時間持續(xù)作用引起的共振效應(yīng)。
參考文獻(xiàn)：
[1]高淑英；加強結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的概念設(shè)計.河北工程技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2001年09月（第3期）.
[2]李慶憲; 鄒銀生; 陳俊; 甘袁華; 論建筑抗震設(shè)計中的概念設(shè)計[J]. 基建優(yōu)化 2004年02期
[3]趙祜茂; 抗震概念設(shè)計在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J]. 山西建筑 2004年09期
[4]葛學(xué)禮; 朱立新; 張海明; 建筑抗震概念設(shè)計重要性[J]. 建設(shè)科技 2005年02期
[5]劉輝; 淺談結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計[J]. 廣西土木建筑 2000年04期
[6]肖桂清；建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的若干對策及改進(jìn)建議[D].武漢:武漢大學(xué),2004.
[7] 龔思禮；建筑抗震設(shè)計手冊，2002
第2篇：建筑抗震設(shè)計概念范文
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震設(shè)計；概念設(shè)計
1 概念設(shè)計的定義
結(jié)構(gòu)設(shè)計分為理論設(shè)計和概念設(shè)計。理論設(shè)計是結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)計算理論和規(guī)范，在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算模型的假設(shè)及受力狀態(tài)的假定的前提下，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算分析，得出數(shù)據(jù)式的結(jié)果，然后利用結(jié)果進(jìn)行設(shè)計。概念設(shè)計是指不經(jīng)數(shù)值計算，尤其在一些難以做出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)的總體布置，并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。
2 概念設(shè)計的意義
概念設(shè)計的應(yīng)用面非常廣泛，幾乎包含了所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計。概念設(shè)計的重要性，主要體現(xiàn)在三方面：一是因為現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性。為了彌補計算理論的缺陷，或?qū)崿F(xiàn)對實際存在的大量無法計算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計，都需要用概念設(shè)計來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的。二是由于在方案設(shè)計階段，初步設(shè)計過程是不能借助于計算機來實現(xiàn)的。這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，選擇效果最好、造價最低的結(jié)構(gòu)方案。三是由于計算機計算結(jié)果的高精度，容易給結(jié)構(gòu)設(shè)計人員帶來對結(jié)構(gòu)工作性能的誤解，過分地依賴于計算機和設(shè)計軟件，進(jìn)行習(xí)慣性、傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對計算結(jié)果明顯不合理、甚至錯誤的地方不能及時發(fā)現(xiàn)，使許多的建筑結(jié)構(gòu)留下安全隱患。因此，概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)設(shè)計中具有重要的地位。
3 抗震概念設(shè)計
抗震概念設(shè)計就是根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。由于地震是一種隨機振動，其破壞作用和破壞機理的復(fù)雜性和不確定性，以及結(jié)構(gòu)計算模型的各種假定與實際情況的差異，使得至今為止，依據(jù)所規(guī)定的地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震驗算，無論計算理論和工具如何發(fā)展，計算怎樣嚴(yán)格，計算的結(jié)果總還是一種比較粗略的估計，要準(zhǔn)確預(yù)測建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)，目前尚難做到。在結(jié)構(gòu)分析方面，由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、結(jié)構(gòu)材料的非彈性性質(zhì)、材料時效、阻尼變化等多種因素，同時也存在著不準(zhǔn)確性。因此，工程抗震問題不能完全依賴“計算設(shè)計”解決，而必須立足于“概念設(shè)計”。結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果僅集中在少數(shù)薄弱部位，必會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早破壞，目前各種抗震設(shè)計方法的前提之一就是假定整個結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用，在此前提下才能以多遇地震（小震）作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算、構(gòu)件截面設(shè)計并輔以相應(yīng)的構(gòu)造措施，必要時采用彈性時程分析法進(jìn)行補充計算，試圖達(dá)到罕遇地震（大震）作用下結(jié)構(gòu)不倒塌的目標(biāo)。
為了保證建筑具有足夠的抗震能力，通過概念設(shè)計從宏觀上控制結(jié)構(gòu)的抗震性能，應(yīng)充分考慮以下環(huán)節(jié)：① 選擇對抗震有利的場地及地基，避免地面變形的直接危害，采取措施保證地基的穩(wěn)定性。② 進(jìn)行合理的基礎(chǔ)設(shè)計，同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)不同的地基土上，不宜采用不同的基礎(chǔ)形式，設(shè)計時宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力。③ 建筑物的體型應(yīng)力求簡單、規(guī)則、對稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，以減少地震作用產(chǎn)生的變形、應(yīng)力集中及扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。④ 選擇合理的結(jié)構(gòu)體系，抗側(cè)構(gòu)件力求均勻?qū)ΨQ，設(shè)置多道抗震防線，避免局部出現(xiàn)薄弱部位，要求結(jié)構(gòu)布置受力明確，傳力簡捷。⑤ 各類構(gòu)件之間要有可靠的連接，并具有必要的強度和變形能力，從而獲得整個結(jié)構(gòu)良好的抗震性能。⑥ 強調(diào)結(jié)構(gòu)空間整體性，平面加強連接，豎向確保足夠整體剛度。⑦ 重視對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的處理，利用其對主體結(jié)構(gòu)的有利影響，避免不合理設(shè)置導(dǎo)致對主體結(jié)構(gòu)的不利影響。⑧ 盡量減輕結(jié)構(gòu)自重，減少地基土壓力，從而降低向建筑物傳輸?shù)牡卣鹆Α?/p>
4 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的運用
運用概念設(shè)計的思想，采用抗震措施，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路得到了拓寬。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計算理論的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計似乎只關(guān)注如何提高結(jié)構(gòu)抗力R，以致混凝土的等級越用越高，配筋量越來越大，造價越來越高。結(jié)構(gòu)工程師往往只注意到不超過最大配筋率，結(jié)果肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)隨處可見。以抗震設(shè)計為例，一般是根據(jù)初定的尺寸、混凝土等級算出結(jié)構(gòu)的剛度，再由結(jié)構(gòu)剛度算出地震力，然后算配筋。但是大家知道，結(jié)構(gòu)剛度越大，地震作用效應(yīng)越大，配筋越多，剛度越大，地震力就越強。這樣為抵御地震而配的鋼筋，增加了結(jié)構(gòu)的剛度，反而使地震作用效應(yīng)增強。其實，為什么不考慮降低作用效應(yīng)S呢？目前在抗震設(shè)計中，隔震消能的研究就是一個很好的例子。隔震消能的一般作法是在基礎(chǔ)與主體之間設(shè)柔性隔震層；加設(shè)消能支撐（類似于阻尼器的裝置）；有的在建筑物頂部裝一個“反擺”，地震時它的位移方向與建筑物頂部的位移方向相反，從對建筑物的振動加大阻尼作用，降低加速度，減少建筑物的位移，來降低地震作用效應(yīng)。
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，合理地確定建筑物的剛度是非常重要的。建筑物的剛度不宜太大，剛度大則結(jié)構(gòu)自振周期就短，在地震時結(jié)構(gòu)所承受的地震作用就大，相對后果較重，且造成材料的浪費；剛度也不宜過柔，過柔的建筑結(jié)構(gòu)在地震時就會產(chǎn)生過大的變形，影響其強度、穩(wěn)定性和正常使用。
抗震驗算時應(yīng)特別注意場地土類別。框架結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成雙向梁柱剛接體系，但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應(yīng)加強垂直地震作用的設(shè)計，從震害分析，規(guī)范給出的垂直地震作用明顯不足。
雨篷不得從填充墻內(nèi)出挑。大跨度雨篷、陽臺等處梁應(yīng)考慮抗扭。由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時，應(yīng)驗算構(gòu)件的最小配筋率。出屋面的樓電梯間不得采用磚混結(jié)構(gòu)。考慮地震作用時，必須充分領(lǐng)會和靈活運用抗震概念設(shè)計的優(yōu)化準(zhǔn)則和采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。優(yōu)化準(zhǔn)則“強節(jié)弱桿”― 防止節(jié)點破壞先于構(gòu)件；“強柱弱梁”― 防止桿系發(fā)生樓層傾移破壞機制，要求柱的抗彎能力高于梁的抗彎能力；“強剪弱彎”― 防止構(gòu)件剪力破壞，要求桿件的受剪承載力高于受彎承載力；“強壓弱拉”― 對桿件截面而言，為避免桿件在彎曲時發(fā)生受壓區(qū)混凝土破裂的脆性破壞，使受拉區(qū)鋼筋承載力低于受壓區(qū)混凝土受壓承載力。
保證措施有兩個方面：一是調(diào)整或限制構(gòu)件的荷載效應(yīng)；二是強制規(guī)定必要的構(gòu)造措施?？拐饦?gòu)造措施就是除了地震作用計算和抗力計算以外的抗震設(shè)計內(nèi)容，一般不需計算而對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求。這兩個方面在«建筑抗震設(shè)計規(guī)范»（GB50011-2010）有詳細(xì)的規(guī)定，有的則是以強制性條文提出嚴(yán)格要求。
5 結(jié)束語
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,必須堅持“小震不壞，中震可修，大震不倒”，多道抗震防線等設(shè)計原則。以保障房屋建筑在遭遇設(shè)防地震影響時，不致于產(chǎn)生災(zāi)難性后果；在遭遇罕遇地震影響時不致于倒塌。2008年汶川地震表明，嚴(yán)格按照現(xiàn)行抗震規(guī)范進(jìn)行設(shè)計、施工和使用的房屋建筑，均達(dá)到了規(guī)范規(guī)定的設(shè)防目標(biāo)，在遭遇到高于地震區(qū)劃圖一度的地震作用下，沒有出現(xiàn)倒塌破壞―實現(xiàn)了生命安全的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
[1]《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）.
第3篇：建筑抗震設(shè)計概念范文
關(guān)鍵詞：概念設(shè)計；建筑結(jié)構(gòu)；安全Abstract: The conceptual design of the seismic design of building structure is the macroscopic control design of buildings. Due to the randomness, complexity of earthquake action, so that each earthquake generated waveform is different, but it will have more or less damage to the building, the engineers to analyze, summarize the experience of these accidents, the conceptual design of the. This paper analyzes the conceptual design of the seismic design of building structure.
Key words: conceptual design; building structure; safety
中圖分類號：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
前言：建筑抗震設(shè)計一般包括三個層次的內(nèi)容與要求：（1）概念設(shè)計是根據(jù)人們在學(xué)習(xí)和實踐中所建立的正確概念，運用人的思維和判斷力，正確和全面地把握結(jié)構(gòu)的整體性能，即根據(jù)對結(jié)構(gòu)品性（承載能力、變形能力、耗能能力等）的正確把握，合理地確定結(jié)構(gòu)的總體布置與細(xì)部構(gòu)造。（2）抗震計算是對地震作用進(jìn)行定量分析，確定工程結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的地震效應(yīng)，再將地震效應(yīng)與其他荷載組合驗算結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的強度與變形。（3）抗震構(gòu)造措施是指采用滿足計算以外的措施，以保證結(jié)構(gòu)整體性、加強局部薄弱環(huán)節(jié)等，保證抗震計算結(jié)果的有效性。
1、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的意義
強調(diào)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的重要性，旨在要求建筑師和結(jié)構(gòu)工程師在建筑設(shè)計中應(yīng)特別重視規(guī)范、規(guī)程中有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的各條規(guī)定，設(shè)計中不能陷入只憑計算的誤區(qū)。若結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不規(guī)則、整體性差，則僅按目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算水平，難以保證結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)性能，尤其是抗震性能。高層建筑設(shè)計尤其是在高層建筑抗震設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)非常重視概念設(shè)計。這是由于高層建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，發(fā)生地震時地震動的不確定性，人們對地震時結(jié)構(gòu)響應(yīng)認(rèn)識的局限性與模糊性，高層結(jié)構(gòu)計算尤其是抗震分析計算的精確性，材料性能與施工安裝時的變異性以及其它不可預(yù)測的因素，致使設(shè)計計算結(jié)果（尤其是經(jīng)過實用簡化后的計算結(jié)果）可能和實際相差較大，甚至有些作用效應(yīng)至今尚無法定量計算出來。
2、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的原則
2.1優(yōu)化選型原則
結(jié)構(gòu)概念設(shè)計歸根到底是確定主體結(jié)構(gòu)體系及其聯(lián)系。它要考慮兩個方面，用比較方法進(jìn)行優(yōu)化選擇：（1）優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系。前提是掌握各類基本構(gòu)件的特征（如與受力相關(guān)的幾何特征，與變形相關(guān)的剛性特征等），根據(jù)環(huán)境、使用、建筑和荷載實況優(yōu)化選擇合用的基本構(gòu)件，確定它們間的聯(lián)系，形成基本結(jié)構(gòu)單元和它的支承做法（如框架結(jié)構(gòu)，筒體結(jié)構(gòu)等）；再將基本結(jié)構(gòu)單元通過線型、平面、疊合、交叉等集合形式構(gòu)成主要結(jié)構(gòu)體系。（2）優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置。在滿足使用要求和建筑意向前提下優(yōu)化布置樓屋蓋水平系統(tǒng)、柱墻豎向支承系統(tǒng)和基礎(chǔ)系統(tǒng)。這時除比較各種布置的承載能力、豎向和側(cè)向變形，支承做法、地質(zhì)條件等結(jié)構(gòu)問題的合理性、優(yōu)越性外，重要的原則是平立面宜規(guī)則、對稱，具有良好的整體性，豎向剖面除規(guī)整外，側(cè)向剛度宜均勻變化，自下而上逐漸減小，避免突變。
2.2空間作用原則
建筑物本來是一個空間結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計時，考慮建筑物內(nèi)各部分結(jié)構(gòu)的空間作用，實際上是還原到它本來的結(jié)構(gòu)面貌。當(dāng)然，如果這時更能有意識地利用構(gòu)成構(gòu)件間的空間關(guān)系，往往還會給所設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)帶來更大剛度、減小內(nèi)力、受力效能好等方面的優(yōu)點。
2.3合理受力原則
結(jié)構(gòu)概念設(shè)計時，要經(jīng)常運用力學(xué)原理來處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一般受力分析問題。以下幾個方面往往應(yīng)給予注意：（1）從受力和變形看，均勻受力比集中受力好，多跨連續(xù)比單跨簡支好，空間作用比平面作用好，剛性連接比鉸接好，超靜定的受力體系比靜定的受力體系好，另外，傳力簡捷比傳力曲折好，要避免不明確的受力狀態(tài)。（2）從受力和變形的分析看，要盡可能利用結(jié)構(gòu)的對稱性、剛度的相對性、變形的連續(xù)性和協(xié)調(diào)性；既要分析各部分構(gòu)件的直接受力狀態(tài)，也要分析整體結(jié)構(gòu)的宏觀受力狀態(tài)；要抓住主要的受力狀況和它所發(fā)生的變形，忽略次要的受力狀況和它的相應(yīng)變形。
2.4減輕自重原則
結(jié)構(gòu)所承受的荷載有兩種，豎向荷載和水平荷載。豎向荷載的85％以上是建筑物自重，水平荷載中的地震作用與建筑物自重直接相關(guān)。減輕自重不僅可以減輕結(jié)構(gòu)承受的荷載，而且可以降低建筑造價、加快建造速度、節(jié)約建筑材料、減少材料在生產(chǎn)運輸方面的工作量。減輕自重可采取如下措施：a、采用輕質(zhì)高強材料，如輕集料混凝土、高性能混凝土、高強度鋼材、多孔或空心砌塊等。b、采取高效能的結(jié)構(gòu)型式，如采用予應(yīng)力構(gòu)件，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點采用組合構(gòu)件或組合結(jié)構(gòu)，采用薄殼、箱形結(jié)構(gòu)等優(yōu)越的結(jié)構(gòu)型式。c、選擇優(yōu)越的結(jié)構(gòu)體系，如采用筒體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、空間桁架等空間結(jié)構(gòu)體系。d、選擇合理的結(jié)構(gòu)，如盡可能減少外墻面積、加大開間尺寸和柱網(wǎng)距離、降低不必要的樓層高度等。
3、概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用——建筑抗震的概念設(shè)計
概念設(shè)計要考慮以下因素：場地條件和場地土的穩(wěn)定性；抗震結(jié)構(gòu)體系的選取、抗側(cè)力構(gòu)件的布置；建筑平、立面布置及外形尺寸的確定；非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)的連接等。
3.1場地和地基的選擇
歷史震害資料表明，建筑場地的地質(zhì)、地形、地貌對建筑物震害有顯著影響。因此，在抗震設(shè)計中，首先要注意場地的選擇。地基和基礎(chǔ)的設(shè)計宜符合下列要求：（1）同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基上。（2）同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基部分采用樁基。（3）地基為軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴(yán)重不均勻土?xí)r，應(yīng)估計地震時地基不均勻沉降或其他不利影響，并采取相應(yīng)的措施。
3.2選擇合理的建筑體型
建筑設(shè)計及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱，盡量使結(jié)構(gòu)剛度中心與質(zhì)量中心相一致，并應(yīng)具有良好的整體性，以利于減輕結(jié)構(gòu)的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)及應(yīng)力集中現(xiàn)象。建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度宜變化均勻，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸遞減，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變產(chǎn)生薄弱層，造成應(yīng)力集中。按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的要求進(jìn)行水平地震作用計算和內(nèi)力調(diào)整，并對薄弱部位采取有效的抗震措施。對體型復(fù)雜、平立面特別不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，可按實際需要在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫，形成多個較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。防震縫應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)材料種類、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)單元的高度和高差情況，留有足夠的寬度，其兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)應(yīng)完全分開。
3.3抗震結(jié)構(gòu)體系的選擇
選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系，設(shè)置多道抗震防線。當(dāng)設(shè)計既抗風(fēng)又抗震的高層建筑時，希望設(shè)計成在風(fēng)荷載和規(guī)范規(guī)定的地震作用下是剛性的結(jié)構(gòu)體系，但當(dāng)?shù)卣鹱饔梅浅４髸r，又可
通過控制其屈服面變成有延性的結(jié)構(gòu)?？蓪⒋笮拓Q向和水平構(gòu)件聯(lián)結(jié)成巨型框架，豎向構(gòu)件既可單獨抵抗橫向剪力，在地震作用下，與水平構(gòu)件又可組成整體結(jié)構(gòu)，而豎向獨立構(gòu)件與整體結(jié)構(gòu)的振動周期是明顯不同的。
4、結(jié)束語
結(jié)構(gòu)設(shè)計是隨著經(jīng)濟發(fā)展及人們對建筑物功能要求改變，又隨著科技的進(jìn)步而得以實現(xiàn)和解決。在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計時，只要掌握好以上原則，就能為結(jié)構(gòu)設(shè)計勾勒出正確的方向，從而做出安全、美觀、經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
參考文獻(xiàn)：
第4篇：建筑抗震設(shè)計概念范文
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；抗震；概念設(shè)計
一、地震對建筑的破壞作用
地震是一種地殼中的板塊發(fā)生了頂撞、錯動和斷裂而產(chǎn)生震動的自然現(xiàn)象。我們不能夠準(zhǔn)確的預(yù)報在何時或是何地會發(fā)生多大級別的地震，更加不能阻止地震的到來，但是我們能夠粗略地把地震破壞的作用分成三類：①地層被錯位，地面有了開裂；②地基的液化，出現(xiàn)地陷或是滑坡；③地面發(fā)生振動。因為地震作用具有隨機性與復(fù)雜性，建筑物被地震破壞的機理十分復(fù)雜，存在許多不確定的以及模糊的因素。
但根據(jù)地震的破壞作用和民用建筑的常用結(jié)構(gòu)形式可以把建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞分為四種情況：①在地震的時侯，水平與豎向的振動作用之下，建筑物內(nèi)力與變形驟增，甚至內(nèi)部結(jié)構(gòu)受力的形式發(fā)生改變，導(dǎo)致建筑物的承載力不夠甚至?xí)适Щ蚴亲冃芜^大。②在地震的作用下，因為節(jié)點的強度不足、錨固失效、延性不夠，這會使結(jié)構(gòu)的構(gòu)件缺乏安全可靠的連接，使建筑物喪失了整體性而被破壞。③在地震作用下，因為地基的承載力的下降或是地基土的液化，使地基的一部分已經(jīng)失效甚至是完全失效，最終會導(dǎo)致建筑物整體傾斜或倒塌。④因為地震而引發(fā)次生災(zāi)害例如火山、滑坡、洪水、泥石流等會造成建筑物被嚴(yán)重破壞。
二、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的原則
（一）優(yōu)化選型原則
結(jié)構(gòu)概念設(shè)計歸根到底是確定主體結(jié)構(gòu)體系及其聯(lián)系。它要考慮兩個方面，用比較方法進(jìn)行優(yōu)化選擇：（1）優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系。前提是掌握各類基本構(gòu)件的特征（如與受力相關(guān)的幾何特征，與變形相關(guān)的剛性特征等），根據(jù)環(huán)境、使用、建筑和荷載實況優(yōu)化選擇合用的基本構(gòu)件，確定它們間的聯(lián)系，形成基本結(jié)構(gòu)單元和它的支承做法（如框架結(jié)構(gòu)，筒體結(jié)構(gòu)等）；再將基本結(jié)構(gòu)單元通過線型、平面、疊合、交叉等集合形式構(gòu)成主要結(jié)構(gòu)體系。（2）優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置。在滿足使用要求和建筑意向前提下優(yōu)化布置樓屋蓋水平系統(tǒng)、柱墻豎向支承系統(tǒng)和基礎(chǔ)系統(tǒng)。這時除比較各種布置的承載能力、豎向和側(cè)向變形，支承做法、地質(zhì)條件等結(jié)構(gòu)問題的合理性、優(yōu)越性外，重要的原則是平立面宜規(guī)則、對稱，具有良好的整體性，豎向剖面除規(guī)整外，側(cè)向剛度宜均勻變化，自下而上逐漸減小，避免突變。
（二）空間作用原則
建筑物本來是一個空間結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計時，考慮建筑物內(nèi)各部分結(jié)構(gòu)的空間作用，實際上是還原到它本來的結(jié)構(gòu)面貌。當(dāng)然，如果這時更能有意識地利用構(gòu)成構(gòu)件間的空間關(guān)系，往往還會給所設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)帶來更大剛度、減小內(nèi)力、受力效能好等方面的優(yōu)點。
（三）合理受力原則
結(jié)構(gòu)概念設(shè)計時，要經(jīng)常運用力學(xué)原理來處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一般受力分析問題。以下幾個方面往往應(yīng)給予注意：（1）從受力和變形看，均勻受力比集中受力好，多跨連續(xù)比單跨簡支好，空間作用比平面作用好，剛性連接比鉸接好，超靜定的受力體系比靜定的受力體系好，另外，傳力簡捷比傳力曲折好，要避免不明確的受力狀態(tài)。（2）從受力和變形的分析看，要盡可能利用結(jié)構(gòu)的對稱性、剛度的相對性、變形的連續(xù)性和協(xié)調(diào)性；既要分析各部分構(gòu)件的直接受力狀態(tài)，也要分析整體結(jié)構(gòu)的宏觀受力狀態(tài)；要抓住主要的受力狀況和它所發(fā)生的變形，忽略次要的受力狀況和它的相應(yīng)變形。
（四）減輕自重原則
結(jié)構(gòu)所承受的荷載有兩種，豎向荷載和水平荷載。豎向荷載的85%以上是建筑物自重，水平荷載中的地震作用與建筑物自重直接相關(guān)。減輕自重不僅可以減輕結(jié)構(gòu)承受的荷載，而且可以降低建筑造價、加快建造速度、節(jié)約建筑材料、減少材料在生產(chǎn)運輸方面的工作量。減輕自重可采取如下措施：a、采用輕質(zhì)高強材料，如輕集料混凝土、高性能混凝土、高強度鋼材、多孔或空心砌塊等。b、采取高效能的結(jié)構(gòu)型式，如采用予應(yīng)力構(gòu)件，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點采用組合構(gòu)件或組合結(jié)構(gòu)，采用薄殼、箱形結(jié)構(gòu)等優(yōu)越的結(jié)構(gòu)型式。c、選擇優(yōu)越的結(jié)構(gòu)體系，如采用筒體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、空間桁架等空間結(jié)構(gòu)體系。d、選擇合理的結(jié)構(gòu)，如盡可能減少外墻面積、加大開間尺寸和柱網(wǎng)距離、降低不必要的樓層高度等。
三、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點
如何采取較低成本來有效地提高建筑物的抗震性能是重要課題。但抗震設(shè)計理念需要建筑物本身就具有一定的結(jié)構(gòu)特性，這就需要在建筑物抗震設(shè)計前期就要考慮從概念設(shè)計的角度出發(fā)來對建筑物進(jìn)行合理的設(shè)計，如確定出合理的建筑體系以及結(jié)構(gòu)布置等等。隨著概念設(shè)計的應(yīng)用推廣，越來越多的設(shè)計者接受了這一設(shè)計方式，并逐漸成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的主導(dǎo)思想。
（一）我國對于建筑物的抗震設(shè)計，要求采取抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是“三水準(zhǔn)設(shè)防、兩階段設(shè)計”
在這種抗震設(shè)計思想下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)歷了剛性設(shè)計、柔性設(shè)計、延性設(shè)計和結(jié)構(gòu)控制設(shè)計四階段。但是由于地震的隨機性、復(fù)雜性、間接性和偶然性，在結(jié)構(gòu)自振周期、材料性能、阻尼變化和基礎(chǔ)差異沉降等因素的影響下，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出極大的復(fù)雜性、計算假定與實際情況的不符的特點，甚至一些在定性分析上反應(yīng)出來的結(jié)論完全相反，使計算結(jié)果差距很大。因此，要提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，建筑物設(shè)計時首先要考慮到良好的概念設(shè)計。
（二）確保建筑結(jié)構(gòu)體系的共同工作
對建筑采取抗震設(shè)計時應(yīng)充分利用建筑結(jié)構(gòu)體系的協(xié)同工作，從而設(shè)計建筑物中的各個構(gòu)件都處于相互協(xié)作以及共同工作的狀態(tài)。也就是需要建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承載力極限的條件下不僅可以保持共同工作，同時也需要它們具有共同的耐久性。此外建筑結(jié)構(gòu)的上部及其基礎(chǔ)，當(dāng)受到載荷時應(yīng)保持著一個統(tǒng)一整體，共同承擔(dān)載荷。在砌體結(jié)構(gòu)的建筑中避免建筑結(jié)構(gòu)單純的依靠建筑結(jié)構(gòu)自身剛度來承受載荷。
（三）充分提高建筑物材料利用率的協(xié)同工作
從建筑物抗震設(shè)計經(jīng)驗表明，材料的利用率越高，結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作能力也就越高。例如，因為梁的長度變化會引發(fā)梁彎矩的變化，同時梁的中和軸附近的材料利用率低致使實際使用中矩形截面受壓構(gòu)件利用率極低。分析此種情況，通過采取建筑概念設(shè)計理念來進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，調(diào)整梁截面的應(yīng)變梯度，使構(gòu)件保持軸心受力，以有效地提升材料的利用率，以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)抗震性能。
四、結(jié)語
第5篇：建筑抗震設(shè)計概念范文
關(guān)鍵詞： 抗震 概念設(shè)計 高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計 原則
概念設(shè)計是指工程設(shè)計人員從宏觀上、總體上和原則上出發(fā)，運用“概念”進(jìn)行分析，著眼于結(jié)構(gòu)整體反應(yīng)，決策和確定高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如總體方案的選定和布置、材料的使用、細(xì)部構(gòu)造、截面設(shè)計、分析計算、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性保證和耗能作用的發(fā)揮、關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)的判斷與加強等一些最基本、最關(guān)鍵的問題，并采取相應(yīng)措施，以達(dá)到合理抗震設(shè)計的目的。概念設(shè)計是一種結(jié)構(gòu)設(shè)計理念、設(shè)計思想和設(shè)計原則。
1、抗震概念設(shè)計的重要性
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，有不少結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件都可計算高層結(jié)構(gòu)，但這些結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件都有各自的使用范圍和特點，且結(jié)構(gòu)的實際受力情況并不能從計算結(jié)構(gòu)時所采用的計算模型中完全反應(yīng)出來，因此，在高層建筑中不能僅憑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件來計算建筑結(jié)構(gòu)。且在建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）和高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2002）等各種新規(guī)范（流程）中都強調(diào)了建筑與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的重要性。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計。
2、抗震概念設(shè)計的要點
2.1結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和均勻性
在國內(nèi)外的大地震中因高層建筑體形不合理或結(jié)構(gòu)總體布置不合理而造成的地震災(zāi)害曾出現(xiàn)過幾次。而根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）》中第3.4.2條規(guī)定：“建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面布置宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變?！币虼?，在對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計時，應(yīng)重視建筑體形（即建筑的平面和立面）和結(jié)構(gòu)的總體布置（即結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置）。經(jīng)實踐證明，有利于抗震的建筑其平面形狀一般較簡單、對稱、均勻、規(guī)則且長寬比不大，且為減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)使結(jié)構(gòu)具有較好的整體性結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度和承載力分布較均勻且對稱，質(zhì)量中心和剛度中心要盡可能重合。
2.2具有合理明確的計算簡圖和合理的傳力途徑
根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）》中第3.5.2條要求，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。因此，為保證計算結(jié)果的可靠性，工程設(shè)計人員在利用計算機對大多數(shù)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行程序運算時要熟練掌握結(jié)構(gòu)的簡化計算方法。為得到符合實際的計算結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)玫胶奢d作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算簡圖和簡單、直接的結(jié)構(gòu)傳力途徑時，應(yīng)通過合理明確的力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型對其進(jìn)行地震反應(yīng)分析。只有結(jié)構(gòu)在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑才能較易把握結(jié)構(gòu)模型計算、結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移的分析、限制薄弱部位的出現(xiàn)，且能確保結(jié)構(gòu)抗震性能的可靠性。
2.3結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力
由于水平地震的作用是雙向的，因此在結(jié)構(gòu)布置時應(yīng)確保任意方向的地震作用結(jié)構(gòu)都能抵抗，通常做法是使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力。地震產(chǎn)生的過大的變形會產(chǎn)生重力二階效應(yīng)，破壞結(jié)構(gòu)，使其失穩(wěn)，因此，在選擇結(jié)構(gòu)剛度時應(yīng)具有足夠的抗扭強度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動的能力，以減少地震作用效應(yīng)、控制結(jié)構(gòu)變形的增大。
2.4選擇適宜場地和地基
根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求，高層建筑不可建造在危險地段上。在選擇高層建筑場地時應(yīng)盡量避開對建筑地震不利的地段，選擇適宜建筑抗震的場地；而當(dāng)無法避開不利地段時應(yīng)采取相應(yīng)的有效的抗震措施。同時，為避免建筑結(jié)構(gòu)自振周期與場地地震動的卓越周期之間引起共振而加大地震的反應(yīng)情況，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計前應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)的自振周期進(jìn)行初步估算并跟場地的地震動的卓越周期錯開或通過改變房屋類型和層數(shù)來錯開兩者。
2.5選擇延性好的材料、構(gòu)件和輕質(zhì)高強度材料
延性是結(jié)構(gòu)構(gòu)件吸收能量的能力體現(xiàn)，具有延性的結(jié)構(gòu)可以降低對結(jié)構(gòu)承載力的要求和材料的用量，進(jìn)而節(jié)約工程造價。在抗震設(shè)計原則下，應(yīng)將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計為延性機構(gòu)，允許其部分構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸。若在構(gòu)件具有足夠延性的基礎(chǔ)上，合理控制塑性鉸的部位可使高層建筑結(jié)構(gòu)即使在大震作用下也不會倒坍。
在高層建筑結(jié)構(gòu)中采用輕質(zhì)高強材料（如室內(nèi)填充墻）可減少結(jié)構(gòu)對地基承載力的要求、結(jié)構(gòu)的地震作用、降低建筑的傾覆力矩，從而減少P-效應(yīng)。
3、結(jié)論
綜上所述，地震是一種隨機振動，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計具有許多不確定、不確定因素的特點，且人類對地震時結(jié)構(gòu)認(rèn)識存在局限性、對建筑材料性能和施工安裝時的變易性把握不夠等因素，使得高層建筑實際受力情況分析結(jié)果與實際存在較大差別，簡單地依賴設(shè)計軟件來計算建筑結(jié)構(gòu)不能充分解決現(xiàn)實中的抗震問題，因此，在進(jìn)行細(xì)致的計算分析外要特別注重結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計，如采用規(guī)則結(jié)構(gòu)、確定合理明確的計算簡圖和合理的傳力途徑、選取適宜建筑抗震的場地、選擇延性好的材料、構(gòu)件和輕質(zhì)高強度材料等等，只有這樣才能保證高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，從而創(chuàng)造出更加安全、適用、經(jīng)濟美觀的高層建筑。
參考文獻(xiàn)：
[1]張少博.建筑抗震概念設(shè)計的重要性[J].管理學(xué)家.2010;3（12）:125-130.
[2]郁彥.高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計[J].北京：中國鐵道出版社.1999;5(10):245-246.
第6篇：建筑抗震設(shè)計概念范文
關(guān)健詞:概念設(shè)計 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 重要性 應(yīng)用
Abstract: the concept design structure from the general scheme design of the start, people use to structural seismic has some correct knowledge to deal with the problems in structural design, such as: building shape, structure, the stiffness distribution, component ductility and so on. In this paper the author peacetime work practice, to the conceptual design in the structural design of importance and application to brief discussion and explained.
Key words: concept design structure design application importance
中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
一、概念設(shè)計的涵義
所謂的概念設(shè)計一般指不經(jīng)數(shù)值計算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。運用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計的方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計階段一些不必要的繁瑣運算，具有較好的的經(jīng)濟可靠性能。同時，也是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
對建筑物抗震來說，從宏觀原則上進(jìn)行評價、鑒別、選擇等處理，再輔以必要的計算和構(gòu)造措施。從而消除建筑物抗震的薄弱環(huán)節(jié)，以達(dá)到合理抗震設(shè)計的目的。也就是說概念設(shè)計是工程師運用思維和判斷力，根據(jù)從大量震害經(jīng)驗得出的結(jié)構(gòu)抗震原則，從宏觀上確定結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題。因此，工程師必須從主體上了解結(jié)構(gòu)抗震特點，振動中結(jié)構(gòu)的受力特征，抓住要點，突出主要矛盾，用正確的概念來指導(dǎo)概念設(shè)計，才會獲得成功。由于概念設(shè)計包括的范圍極廣，因此不僅僅要分析總體方案確定的原則，還要顧及非材料的正確使用和關(guān)鍵部位的細(xì)部構(gòu)造。但是首先和最重要的還是結(jié)構(gòu)總體概念設(shè)計、材料選型和細(xì)部構(gòu)造等問題，這些設(shè)計原則和結(jié)構(gòu)概念中，較為重要的是結(jié)構(gòu)總體設(shè)計。
二、概念設(shè)計的重要性
概念設(shè)計是展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計思想的關(guān)鍵，一結(jié)構(gòu)工程師的主要任務(wù)就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計，并能有意識地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。強調(diào)概念設(shè)計的重要，主要還因為現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性，比如對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，內(nèi)力計算是基于彈性理論的計算方法，而截面設(shè)計卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計方法，這一矛盾使計算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn)，為了彌補這類計算理論的缺陷，或者實現(xiàn)對實際存在的大量無法計算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計，都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的。同時計算機結(jié)果的高精度特點，往往給結(jié)構(gòu)設(shè)計人員帶來對結(jié)構(gòu)工作性能的誤解，結(jié)構(gòu)工程師只有加強結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng)，才能比較客觀、真實地理解結(jié)構(gòu)的工作性能。概念設(shè)計之所以重要，還在于在方案設(shè)計階段，初步設(shè)計過程是不能借助于計算機來實現(xiàn)的。
三、概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
所謂的概念設(shè)計一般指不經(jīng)數(shù)值計算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。運用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計的方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計階段一些不必要的繁瑣運算，具有較好的經(jīng)濟可靠性能。同時，也是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
運用概念設(shè)計的思想，也使得結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路得到了拓寬。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計算理論的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計似乎只關(guān)注如何提高結(jié)構(gòu)抗力R，以至混凝土的等級越用越高，配筋量越來越大，造價越來越高。結(jié)構(gòu)工程師往往只注意到不超過最大配筋率，結(jié)果肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)處處可見。以抗震設(shè)計為例，一般是根據(jù)初定的尺寸、砼等級算出結(jié)構(gòu)的剛度，再由結(jié)構(gòu)剛度算出地震力，然后算配筋。但是大家知道，結(jié)構(gòu)剛度越大，地震作用效應(yīng)越大，配筋越多，剛度越大，地震力就越強。這樣為抵御地震而配的鋼筋，增加了結(jié)構(gòu)的剛度，反而使地震作用效應(yīng)增強。其實，為什么不考慮降低作用效應(yīng)S呢？目前在抗震設(shè)計中，隔震消能的研究就是一個很好的例子。隔震消能的一般作法是在基礎(chǔ)與主體之間設(shè)柔性隔震層；加設(shè)消能支撐（類似于阻尼器的裝置）；有的在建筑物頂部裝一個“反擺”，地震時它的位移方向與建筑物頂部的位移相反，從對建筑物的振動加大阻尼作用，降低加速度，減少建筑物的位移，來降低地震作用效應(yīng)。合理設(shè)計可降低地震作用效應(yīng)達(dá)60%，并提高屋內(nèi)物品的安全性。這一研究在國內(nèi)外正廣泛地深入展開。在日本，研究成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實際工程中，取得良好的經(jīng)濟、適用效果。而我國由于經(jīng)濟、技術(shù)和人們認(rèn)識的限制，在工程界還未被廣泛地應(yīng)用。
四、小結(jié)
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的要求。發(fā)展先進(jìn)計算理論，加強計算機的應(yīng)用，加快新型高強、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟是當(dāng)務(wù)之急。其中，打破建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的墨守成規(guī)，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力，是相當(dāng)必要的。因為他們是結(jié)構(gòu)設(shè)計革命的推動者和執(zhí)行者。這則需要工程界和教育界進(jìn)行共同的努力。推廣概念設(shè)計思想是一種有效的辦法。
著名的美國工程院院士林同炎教授在《結(jié)構(gòu)概念和體系》一書中為結(jié)構(gòu)工程師提供了廣泛而又有獨特見解的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計基礎(chǔ)知識和設(shè)計實例。該書著重介紹用整體概念來規(guī)劃結(jié)果總體方案的方法，以及結(jié)構(gòu)總體系和個分體系尖的相互力學(xué)關(guān)系和簡化近似設(shè)計方法。為結(jié)構(gòu)工程師和建筑師在設(shè)計中創(chuàng)造性地相互配合，設(shè)計出令人滿意的建筑奠定基礎(chǔ)。這本書第二版的出版，為我們更好的加深概念設(shè)計的理解，提供有益的幫助?？傊拍钤O(shè)計必然會成為今后結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流思想，這就讓我們來共同學(xué)習(xí)、發(fā)展它吧，為結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
［1］林同炎，S．D．思多臺斯伯利．結(jié)構(gòu)概念和體系．中國建筑工業(yè)出版社．
［2］建筑抗震設(shè)計規(guī)范．(GB5011一2010).混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范．(GB5010一2010)．
第7篇：建筑抗震設(shè)計概念范文
關(guān)鍵詞：概念設(shè)計； 結(jié)構(gòu)抗震； 結(jié)構(gòu)體系； 地震作用；
前言
地震具有隨機性、不確定性和復(fù)雜性，要準(zhǔn)確預(yù)測建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)，目前是很難做到的。而建筑物本身又是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，在遭受地震作用后其破壞機理和破壞過程十分復(fù)雜。且在結(jié)構(gòu)分析方面，由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時效、阻尼變化等多種因素，也存在著不確定性。因此，結(jié)構(gòu)工程抗震問題不能完全依賴“計算設(shè)計”解決。應(yīng)立足于工程抗震基本理論及長期工程抗震經(jīng)驗總結(jié)的工程抗震基本概念，從“概念設(shè)計”的角度著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，按照結(jié)構(gòu)的破壞過程，靈活運用抗震設(shè)計準(zhǔn)則，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)構(gòu)造，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。人們在總結(jié)地震災(zāi)害經(jīng)驗時提出了“概念設(shè)計”的設(shè)計理念?！案拍钤O(shè)計”就是指正確地解決總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造，以達(dá)到合理抗震的目的。掌握“概念設(shè)計”，將有助于設(shè)計人員明確抗震設(shè)計思想，靈活、恰當(dāng)?shù)剡\用抗震設(shè)計原則而不至于陷入盲目的計算工作中去。高層建筑抗震概念設(shè)計的基本內(nèi)容有三個部分：一是選擇合理的建設(shè)場地和地基基礎(chǔ)設(shè)計方案；二是建筑設(shè)計應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的規(guī)則性；三是建筑設(shè)計應(yīng)選擇合理的結(jié)構(gòu)體系，考慮構(gòu)件和整體結(jié)構(gòu)的延性。
一、關(guān)于建筑場地的選擇和地基基礎(chǔ)設(shè)計問題分析
在選擇建筑場地時應(yīng)根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況及地質(zhì)資料，對抗震有利、不利及危險地段作出綜合評價。同時應(yīng)進(jìn)行合理的地基基礎(chǔ)設(shè)計。
1、宜選擇對建筑抗震有利地段。建筑場地盡可能要求寬闊平坦而且避開斜坡和崖地，要盡量選擇堅實均勻的場地。微風(fēng)化、中等風(fēng)化的基巖，堅實的砂土層，不含水的粘土層都屬良好的場地。
2、應(yīng)避開對抗震不利的地段，如無法避開時應(yīng)采取有效措施。不利地段就是指軟弱土、液化土、條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖質(zhì)陡坡、采空區(qū)、河岸和邊坡邊緣等。
3、不應(yīng)在地震時有可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及地震斷裂帶等建筑抗震危險地段建造甲、乙、丙類建筑。
4、同一結(jié)構(gòu)單元不宜建設(shè)在性質(zhì)截然不同德才地基土上，不宜部分采用天然地基部分采用樁基或部分采用摩擦樁部分采用端承樁，且基礎(chǔ)埋深應(yīng)一致。地基為軟質(zhì)粘性土、液化土、新近填土或嚴(yán)重不均勻土?xí)r，應(yīng)估計地震時低級的不均勻沉降或其它不利影響并采取相應(yīng)措施。不宜設(shè)置局部地下室。
二、關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題分析
建筑物的體形是否對抗震有利是抗震設(shè)計首先遇到的問題。不規(guī)則的結(jié)構(gòu)布置使結(jié)構(gòu)性能復(fù)雜化，對不規(guī)則結(jié)構(gòu)布置的識別和為避免或減緩其負(fù)面影響而采取補救措施的概念依賴于對結(jié)構(gòu)性能的正確理解。
1、建筑形狀力求規(guī)則和簡單。歷次地震震害經(jīng)驗表明：簡單和規(guī)則的結(jié)構(gòu)遭遇地震后的破壞較輕，因為簡單的結(jié)構(gòu)其受力性能比較明確，設(shè)計時容易分析結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)和內(nèi)力分布規(guī)律，且結(jié)構(gòu)細(xì)部的構(gòu)造也好處理。通常認(rèn)為簡單的平、立面圖形是方形或圓形的，而有凹角等平面會造成有應(yīng)力集中或變形集中的薄弱環(huán)節(jié)。實際工作中要求建筑體型盡量規(guī)則和簡單。
2、建筑結(jié)構(gòu)盡量對稱。建筑的平、立面剛度和質(zhì)量的分布不對稱，地震時往往產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞，因此在設(shè)計上做到對稱是十分必要的。實際工作中常常由于各種原因而造成不對稱的情況，通常表現(xiàn)在以下幾個方面：一是建筑周邊構(gòu)件的強度和剛度不對稱；二是建筑外形對稱而抗側(cè)力系統(tǒng)不對稱；三是具有細(xì)長伸出翼的平面；四是質(zhì)量偏心。
3、盡可能滿足建筑豎向均勻性。均勻性問題存在于建筑的豎向布置中，無論是幾何圖形還是樓層剛度變化其規(guī)則勻稱應(yīng)該是立面設(shè)計中優(yōu)先考慮的。布置不均勻的結(jié)果產(chǎn)生了剛度、強度的突變，引起豎向的應(yīng)力集中或變形集中，以致在中小型地震中損壞，在大震時倒塌。均勻性問題表現(xiàn)如下：一是豎向收進(jìn)問題。豎向收進(jìn)是常見的建筑處理方式，結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的問題是在凹角處應(yīng)力集中。由于房屋的不同部分其振動特征不同，所以在收進(jìn)處的橫隔（樓蓋或屋面板）產(chǎn)生應(yīng)力突變，為此，在抗震設(shè)計時，可考慮以下幾種處理方法：限制收進(jìn)尺寸；當(dāng)設(shè)置防震縫有利時，可設(shè)縫把復(fù)雜的體型劃分成若干簡單、規(guī)則的獨立單元，分割后的建筑體型應(yīng)是均衡的，不致過分細(xì)高；不設(shè)縫時應(yīng)進(jìn)行較細(xì)致的空間動力分析；對剛度突變的構(gòu)件采取加強措施。二是柔性層框架。建筑上往往因底層需要開敞或任意層需要大的空間，使結(jié)構(gòu)處于上下不連續(xù)狀況，產(chǎn)生豎向剛度突變。特別是柔性底層建筑，構(gòu)件的應(yīng)力和變形集中是非常嚴(yán)重的，所以在抗震設(shè)計時應(yīng)力求避免或配置強韌性良好的構(gòu)件以承受大的側(cè)移。三是同一層間的柱子剛度不同。建筑上由于空間需要或由于藝術(shù)構(gòu)思，使得同一層間柱子的剛度差異較大，通常在剛性較大的柱子上產(chǎn)生較大的內(nèi)力。為此設(shè)計時宜從抗震的角度重新安排結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，以使剛度盡量均衡。四是抗震墻的不連續(xù)。由于建筑上的需要，可能出現(xiàn)上下不連續(xù)的抗震墻，這就產(chǎn)生了不均勻性，為此在設(shè)計時，應(yīng)考慮限制上下層的剛度以及連續(xù)抗震墻的間距。五是填充墻設(shè)置的影響?？蚣軆?nèi)的填充墻若設(shè)置不當(dāng)，地震時往往會改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)而產(chǎn)生不利影響，為此在設(shè)計時，應(yīng)把墻同柱分開或采用輕質(zhì)墻以使框架柱連續(xù)。
4、洞口的開設(shè)要整齊。建筑上往往由于門、窗、管道等的不規(guī)則、不整齊的開洞，削弱了結(jié)構(gòu)的強度和剛度，形成了有應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)，這在設(shè)計的初期階段必須引起重視。
5、防震縫。防震縫的設(shè)置應(yīng)根據(jù)建筑物的體型、結(jié)構(gòu)體系等具體情況區(qū)別對待。但分要分的徹底，連要連的牢固，不宜采用似分不分，似連不連的結(jié)構(gòu)方案。
三、關(guān)于合理的結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件的延性問題分析
建筑抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合以下原則：一是具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。比如框架及框架一剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成雙向抗側(cè)力體系，主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用鉸接，梁、柱、墻的軸線宜重合在同一平面內(nèi)。二是具有多道抗震防線，避免因部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承受能力：比如框架一抗震墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，主要抗側(cè)力構(gòu)件是抗震墻，是第一道防線，當(dāng)抗震墻在一定強度的地震作用下遭受可允許的破壞、剛度降低或部分退出工作并吸收相當(dāng)?shù)牡卣鹉芰亢螅蚣懿糠志推鸬降诙婪谰€的作用。三是具備必要的強度、良好的變形能力和耗能能力。吸能和耗能能力主要依靠結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在預(yù)定部位產(chǎn)生反復(fù)的塑性變形，如果構(gòu)件的延性很差，耗能能力就會降低，構(gòu)件就會發(fā)生脆性破壞，這就意味著結(jié)構(gòu)可能失穩(wěn)或倒塌。四是具有合理的剛度和強度分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。比如框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻宜均勻?qū)ΨQ地設(shè)在建筑物兩側(cè)或樓、電梯間及平面形狀變化較大處，剪力墻間距不宜太大，但也不宜過分集中。
四、結(jié)語
總之，對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計而言，“概念設(shè)計”比“計算設(shè)計”、“數(shù)值設(shè)計”更為重要。只有進(jìn)行合理的概念設(shè)計，從場地選擇、地基基礎(chǔ)設(shè)計、平立面布置、結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件連接等各方面去研究，使它們符合一定的要求和原則，給抗震計算創(chuàng)造有利條件，才能有效控制結(jié)構(gòu)在地震作用下的薄弱環(huán)節(jié)，達(dá)到建筑抗震的目的。
參考文獻(xiàn)
第8篇：建筑抗震設(shè)計概念范文
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)；抗震；概念設(shè)計
建筑物本身是一個龐大而又復(fù)雜的系統(tǒng)，各種構(gòu)件以相當(dāng)復(fù)雜的方式共同工作，在遭受地震作用后它的破壞機理和破壞過程相應(yīng)的都十分復(fù)雜。由于地震作用的隨機性、不確定性和復(fù)雜性，結(jié)構(gòu)計算模型的基本假定與實際情況的差異，在結(jié)構(gòu)分析方面不能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時效、阻尼變化等多種因素，要準(zhǔn)確預(yù)測結(jié)構(gòu)所遭遇地震的特性和參數(shù)是很難做到的，即存在著不確定性。
因此，結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計問題不能完全依賴結(jié)構(gòu)抗震計算設(shè)計解決，應(yīng)立足于工程抗震基本理論和長期工程抗震經(jīng)驗總結(jié)的工程抗震基本概念，從結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的角度，遵循結(jié)構(gòu)的破壞過程和破壞機理，著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，靈活運用抗震設(shè)計準(zhǔn)則，全面合理地解決結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的基本問題，最終提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。
一、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的內(nèi)容
《抗震規(guī)范》條文說明中明確提出“結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計性能的決定因素是良好的概念設(shè)計”。概念設(shè)計是指依靠設(shè)計者的知識和經(jīng)驗，運用思維和判斷正確地的決定結(jié)構(gòu)的總體方案和細(xì)部構(gòu)造，做到合理的抗震設(shè)計；計算設(shè)計是僅靠計算分析得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行的抗震設(shè)計（也稱為數(shù)值設(shè)計）；抗震構(gòu)造措施是指根據(jù)抗震概念設(shè)計原則，一般不需要計算而對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求，以保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，同時保證結(jié)構(gòu)的整體性。
概念設(shè)計與計算設(shè)計之間存在著辯證邏輯關(guān)系。概念設(shè)計不僅彌補了計算設(shè)計的一些不足，使計算設(shè)計的結(jié)果盡可能地反映結(jié)構(gòu)的實際地震反應(yīng)，同時概念設(shè)計對計算設(shè)計提出了更高的要求，從而促進(jìn)了計算方法和計算手段（比如三維空間分析、彈塑性時程分析等）的不斷發(fā)展，而且也使概念設(shè)計的某些內(nèi)容能夠通過計算設(shè)計來體現(xiàn)。當(dāng)然計算方法和計算手段的發(fā)展，也深化了概念設(shè)計。正是概念設(shè)計與計算設(shè)計之間的這種關(guān)系，促使了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計水平的不斷提高和發(fā)展。
在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中概念設(shè)計、計算設(shè)計和抗震構(gòu)造措施應(yīng)當(dāng)有效地融合。針對傳統(tǒng)設(shè)計將規(guī)范或規(guī)程中規(guī)定的功能指標(biāo)作為歸宿，一旦計算或驗算滿足設(shè)計即宣告設(shè)計的完成，而對結(jié)構(gòu)的實際工作性能及結(jié)構(gòu)的破壞過程、破壞模式等無法預(yù)期，應(yīng)當(dāng)變被動設(shè)計為主動設(shè)計，即將結(jié)構(gòu)物的功能作為起點和控制的目標(biāo)，反過來對結(jié)構(gòu)物提出各種要求，從而克服盲目性，提高設(shè)計的自覺性。因此，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計本身就是概念設(shè)計的具體表現(xiàn)，但同時它又不僅僅只是概念設(shè)計，它是一套完整的設(shè)計理念、計算方法和設(shè)計構(gòu)造，即是概念設(shè)計、計算設(shè)計與構(gòu)造措施的融合。
二、概念設(shè)計的內(nèi)容
造成建筑物震害的原因是多方面的，針對各方面的原因，概念設(shè)計主要包括以下幾個方面的內(nèi)容。
1、注意選擇有利場地
選擇工程場地時，首先應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的勘察，搞清楚地形、地質(zhì)、地貌以及地下的情況，挑選對建筑物抗震有利的地段，一般指位于開闊平坦地帶的堅硬場地土或密實均勻中硬場地土，在此類場地上建造的建筑物一般不會發(fā)生由于地基失效而導(dǎo)致的震害。對建筑抗震不利的地段，一般是指軟弱土、易液化土、舊河道、斷層破碎帶、暗埋塘浜溝谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的地段；就地形而言，一般是指條狀突出的山嘴、孤立的山包和山梁的頂部、高差較大的臺地邊緣、非巖質(zhì)的陡坡、河岸和邊坡的邊緣。選擇時應(yīng)盡可能避開這類地段，任何情況下都不得在抗震危險地段上建造可能引起人員傷亡或較大經(jīng)濟損失的建筑物，因為由于場地因素引起的震害往往特別嚴(yán)重，而且有些情況僅僅依靠工程措施來彌補是很困難的。
2、合理選用建筑體型和結(jié)構(gòu)布置
建筑結(jié)構(gòu)的動力性能主要取決于建筑物的建筑體型和結(jié)構(gòu)布置。建筑體型簡單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，就能從根本上保證房屋良好的抗震性能。實踐表明，簡單、規(guī)則、對稱的建筑物抗震能力較強，容易準(zhǔn)確計算其地震反應(yīng)，可以保證地震作用具有明確直接的傳遞途徑，容易采取抗震構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理，在地震時不易被破壞；反之，如果房屋體形不規(guī)則，平面上凸出凹進(jìn)，立面上高低錯落，在地震時就容易產(chǎn)生震害。
3、采用合理的抗震結(jié)構(gòu)體系
抗震結(jié)構(gòu)體系是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題，抗震規(guī)范對建筑結(jié)構(gòu)體系有明確的規(guī)定：結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。目前主要應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系按結(jié)構(gòu)材料分類有砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土結(jié)構(gòu)等；按結(jié)構(gòu)形式分類有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)體系的合理與否受到抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經(jīng)濟條件等諸多方面因素的影響，是一個綜合的技術(shù)經(jīng)濟問題，需進(jìn)行周密考慮確定。
4、提高結(jié)構(gòu)的延性
延性對抗震來說是極為重要的一個性質(zhì)。結(jié)構(gòu)的延性可定義為結(jié)構(gòu)在承載力無明顯降低的前提下發(fā)生非彈性變形的能力。結(jié)構(gòu)的延性反映了結(jié)構(gòu)的變形能力，是防止建筑物在地震作用下倒塌的關(guān)鍵因素之一。對于梁柱等構(gòu)件，延性的影響因素最終可歸納為最根本的兩點：混凝土極限壓應(yīng)變；破壞時的受壓區(qū)高度。影響延性的其他因素實質(zhì)都是這兩個根本因素的延伸。在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中為了保證結(jié)構(gòu)的延性，經(jīng)常采用以下的措施：控制受拉鋼筋的配筋率，保證一定數(shù)量的受壓鋼筋，通過加箍筋保證縱筋不局部壓屈失穩(wěn)，約束受壓混凝土，以及對柱子限制軸壓比等。
5、保證非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全以確保結(jié)構(gòu)的整體性
結(jié)構(gòu)是由許多構(gòu)件連接組合而成的一個整體，并通過各個構(gòu)件的協(xié)調(diào)工作來有效地抵抗地震作用。所以建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)有使結(jié)構(gòu)在地震作用時能夠保持整體的結(jié)構(gòu)連續(xù)性，有滿足傳遞地震力時的強度要求，有適應(yīng)地震大變形的延性要求，有保證構(gòu)件之間的可靠連接，有使結(jié)構(gòu)沿縱、橫2個方向足夠的整體豎向剛度，并使房屋基礎(chǔ)具有較強的整體性，以抵抗地震時可能發(fā)生的地基不均勻沉降及地面裂隙穿過房屋時所造成的危害。若結(jié)構(gòu)在地震作用下喪失了整體性，則結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的抗震能力不能充分發(fā)揮，這樣容易使結(jié)構(gòu)成為機動體而倒塌。因此，結(jié)構(gòu)的整體性是保證結(jié)構(gòu)各個部分在地震作用下協(xié)調(diào)工作的重要條件，確保結(jié)構(gòu)的整體性是抗震概念設(shè)計的重要內(nèi)容。
6、采用隔震消能技術(shù)
隔震消能的基本思想是使基礎(chǔ)和上部房屋結(jié)構(gòu)分離，隔離地震能量向建筑物的輸入。實現(xiàn)地震時地動而建筑物基本不動，達(dá)到保證建筑物安全的目的。地震時，地面運動能量經(jīng)過基礎(chǔ)輸入到房屋結(jié)構(gòu)，致使房屋結(jié)構(gòu)發(fā)生振動、變形，甚至倒塌。目前常用的基礎(chǔ)隔震方法是在建筑物和構(gòu)筑物基礎(chǔ)部位設(shè)置橡膠支座，利用橡膠支座水平柔性形成的柔性隔離層吸收或散耗地震能量，阻止或減小地震能量向建筑物和構(gòu)筑物上部結(jié)構(gòu)傳遞，使整個建筑物和構(gòu)筑物自振周期延長，從而減小建筑物和構(gòu)筑物上部結(jié)構(gòu)對地震的反應(yīng)。
第9篇：建筑抗震設(shè)計概念范文
關(guān)鍵詞：高層 建筑 杭震 結(jié)構(gòu) 設(shè)計 探析
中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
正文：
一、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的分析
現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)形式主要是一個垂直于地面的豎向懸臂結(jié)構(gòu)。其建筑的垂直載荷主要使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個與地球引力相抗衡的軸心力；建筑的水平載荷使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩。從建筑結(jié)構(gòu)的受力特點進(jìn)行分析可以看出：當(dāng)建筑的垂直載荷方向保持不變時，隨著建筑高度的不斷增加僅僅會引起量的增加而已，而這時水平載荷的方向就可以來自四面八方；而當(dāng)建筑為平均分布載荷時，建筑的高度就和彎矩呈現(xiàn)出二次方的變化。
再從建筑的側(cè)移特點來看：建筑豎直方向載荷引起的建筑位移是比較小的，而水平方向的載荷作為平均分布的載荷時，建筑的高度就和其側(cè)移呈現(xiàn)出四次方的變化。由此可以得出，在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中，水平方向的載荷對建筑結(jié)構(gòu)的影響是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于垂直方向載荷對建筑結(jié)構(gòu)的影響的，所以在進(jìn)行高層混凝土建筑建設(shè)時，水平載荷是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要重點控制的影響因素，所以除了在保證高層建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平載荷產(chǎn)生的彎矩、剪力以及壓、拉應(yīng)力時，要具有較大的強度以外，還要保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，使得建筑隨著高度的不斷升高，所引起的側(cè)向變形能控制在結(jié)構(gòu)規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。
二、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求
一方面，高層混凝土建筑在設(shè)計規(guī)劃時，一定要把握好結(jié)構(gòu)剛度值的大小，經(jīng)過精確的計算分析，充分了解地質(zhì)地形條件、所用建材性能、機械設(shè)備運行參數(shù)、物理力學(xué)知識等內(nèi)容，最終確定高層結(jié)構(gòu)的整體剛度強弱或者某個結(jié)構(gòu)設(shè)施的剛度，依靠連接設(shè)置的調(diào)節(jié)作用，力求保證抗震能力的提高，盡量讓整個建筑波動受力保持在地質(zhì)所能支持的范圍之間。也就是說，如果其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生小幅度的變形，結(jié)構(gòu)的自我調(diào)節(jié)功能就會使得整體結(jié)構(gòu)不發(fā)生大幅度改變，在經(jīng)過一此維護(hù)工作之后，仍然具有使用價值。
另一方面，在結(jié)構(gòu)設(shè)計以及規(guī)劃時，結(jié)構(gòu)工程師一定要著重關(guān)鍵構(gòu)件和連接點的受力情況，采取相關(guān)措施進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，可以達(dá)到消災(zāi)減震的目的，盡最大程度地降低地震災(zāi)害帶來的損失。根據(jù)有關(guān)地震災(zāi)害統(tǒng)計，剛度過于柔和的高層混凝土建筑受到強大的震動作用后，其主體結(jié)構(gòu)受到了一定程度的損毀，然而在余震的相繼作用之下，就會受到持續(xù)損壞導(dǎo)致崩塌。
總之，對于高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，一定要保證其結(jié)構(gòu)具備適宜的剛度，還要改善其延性等特點，進(jìn)而增強其整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。
三、改善高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計具體措施
(一)選定建設(shè)位置
根據(jù)地震災(zāi)害情況的綜合分析，我們得出，如果建筑物所處的位置不同，那么其承受地震作用也會有很大的差別，究其原因就是所處地質(zhì)條件存在不同點。這就需要，在建設(shè)項目位置選定時，應(yīng)該注意以下兩點內(nèi)容：一是工程項目建設(shè)位置的地質(zhì)環(huán)境應(yīng)該具有良好的抗震能力；二是應(yīng)該遠(yuǎn)離有重大威脅的場地，例如變電站、大型石油保存設(shè)施等等，防止除地震外其他因素帶來的安個隱患問題。
(二)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案
結(jié)構(gòu)工程師所采用的方案要求設(shè)計出的建筑能夠滿足國家規(guī)定建筑抗震能力的標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)有足夠的空間進(jìn)行調(diào)節(jié)變形，并且能夠在結(jié)構(gòu)的強大延性作用下，自動回復(fù)到正常狀態(tài)，這樣就大大削弱了主體變形對整個建筑結(jié)構(gòu)帶來的不利作用，達(dá)到高層混凝土結(jié)構(gòu)長期處于穩(wěn)定牢固的平衡狀態(tài)。在平算不同程度的地震作用力對結(jié)構(gòu)造成的影響，對其構(gòu)件開展科學(xué)合理的布局，盡量協(xié)調(diào)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)各種設(shè)施之間的受力情況，維持平衡，加大其承受外力的能力，著重考慮結(jié)構(gòu)豎向重力作用的情況，使其平和勻稱，達(dá)到剛度規(guī)劃的要求目標(biāo)，盡可能讓設(shè)計結(jié)構(gòu)有條理、不紊亂、有層次、不交錯，實現(xiàn)增加整體抗震能力的目的著平研究地震災(zāi)害記錄信息，根據(jù)實際要素在設(shè)計中融入相應(yīng)的防震措施，對關(guān)鍵微小部分要嚴(yán)加處理應(yīng)對，使整體結(jié)構(gòu)由上到下所承受的重力均勻一致的降低，保持建筑整體的對稱情況，這種一目了然的重力變化規(guī)建能夠大大削弱地震帶來的水平與豎向不規(guī)則的作用力，因而有了相應(yīng)的抗震效果。
(三)控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)
地震作用有水平作用、豎向作用以及扭轉(zhuǎn)作用，在多種受力的綜合下，就會產(chǎn)生難以估量的破壞力，如地裂、房屋倒塌、地勢波動較為強烈等由于地震爆發(fā)具有隨時性，其中包含很多不穩(wěn)定的地方，這就要求對于高層混凝土建筑抗震方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，強調(diào)地震帶來扭轉(zhuǎn)效應(yīng)如果沒有設(shè)置相關(guān)結(jié)構(gòu)位移的標(biāo)準(zhǔn)，就應(yīng)該選取所測定的最大位移部分的剛度以及減弱最小位移帶點剛度，保持結(jié)構(gòu)在整體方面位移的一致性保證每一個細(xì)節(jié)都達(dá)到相關(guān)的設(shè)計要求，一旦發(fā)現(xiàn)不合理的地方，就應(yīng)該及時作出有效的調(diào)整，盡量地控制地震扭轉(zhuǎn)作用帶來的不利影響。
(四)研究高層混凝土建筑各層結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置
對各層參數(shù)的設(shè)置主要是在模擬地震時各種受力作用帶給結(jié)構(gòu)設(shè)施受力分析的計算，例如，墻體承載能力、柱梁變形方面計算等等在高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的預(yù)處理階段，在充分了解所建項目的位置、地形條件、所選材料、施工工藝、質(zhì)量檢測等多個方面的基礎(chǔ)上，把握其中要點，建立建筑設(shè)計的基本框架，應(yīng)用自身的設(shè)計理念和專項技能來進(jìn)行詳實的設(shè)計，并對一此關(guān)鍵地方做出十分重要的說明，來完成建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作最好能夠建立系統(tǒng)的完善的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計信息數(shù)據(jù)庫，便于結(jié)構(gòu)工程師查找相關(guān)案例，總結(jié)經(jīng)驗，采取合理的設(shè)計方法開展工作在研究建筑復(fù)雜結(jié)構(gòu)綜合受理情況時，要選出相應(yīng)的力學(xué)模型，例如剪切理論和主拉應(yīng)力理論，來對建筑結(jié)構(gòu)受理是否合理進(jìn)行判斷應(yīng)該對由計算機運算結(jié)果開展深入的調(diào)杳研究，估定其有效程度，為以后的結(jié)構(gòu)抗震能力的設(shè)計提供依據(jù)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)所要處理的參數(shù)包括整體的震動周期、扭轉(zhuǎn)角度、相關(guān)剛度比例等。因此，對于高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計不能一蹴而就，應(yīng)該經(jīng)過反復(fù)的計算研究和多次協(xié)調(diào)，在保證其結(jié)構(gòu)具有抗震能力的基礎(chǔ)上，確定結(jié)構(gòu)方面的有關(guān)參數(shù)。
四、高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)布置
在進(jìn)行高層混凝土建筑的獨立結(jié)構(gòu)單元布置時，應(yīng)該使得建筑結(jié)構(gòu)平面的形狀相對簡單、規(guī)則、剛度和承載力都能均勻的分布。建筑的豎直方向體型應(yīng)該規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)斂。建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度應(yīng)該是下部剛度大上部剛度小，并逐漸的進(jìn)行變化。其高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時應(yīng)該遵循以下幾點要求：
1、在進(jìn)行高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)布置時應(yīng)該具有必要的承載能力、足夠大的剛度以及變形能力。
2、在進(jìn)行高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)布置時，應(yīng)該注意避免因為部分建筑結(jié)構(gòu)或者是構(gòu)件遭受損壞，從而導(dǎo)致了建筑結(jié)構(gòu)的整體喪失對重力、載荷以及地震的承受能力。
3、在進(jìn)行高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)布置時，對可能出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的審核，并且及時采取相應(yīng)的有效措施來進(jìn)行應(yīng)對。
4、在進(jìn)行高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)布置時，其建筑結(jié)構(gòu)的豎直方向和水平方向的布置，應(yīng)該使建筑的剛度以及承載力進(jìn)行合理的分布，避免因地震時引起的局部突變和扭轉(zhuǎn)效益的發(fā)生，具有多道抗震設(shè)防的特點。
結(jié)語
為了保證高層建筑具有良好的抗震性，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時，就必須要通過其受力的特點、建筑結(jié)構(gòu)的體系、建筑結(jié)構(gòu)的布置以及計算進(jìn)行詳細(xì)的分析，然后再進(jìn)行建造，只有這樣才能保證高層混凝土建筑擁有良好的抗震能力，才能使人們的生命財產(chǎn)安全受到有效保護(hù)。
參考文獻(xiàn)：
［1］ 現(xiàn)行建筑施工規(guī)范大全［M］． 北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2009．
［2］ GB50011 －2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范［S］．
