地质论文范文试论建筑结构中的抗震概念设计

　　20世纪70年代以来，人们总结地震灾害经验时发现，由于地震作用的不确定性，结构计算假设与实际情况存在较大的差异，使得地震作用下的结构薄弱环节很难通过“计算设计”来控制，因此对抗震设计来说，“概念设计”比“计算设计”更重要。相比较理论设计方法，概念设计可根据架构体系和力学关系等设计原则进行总体设计和控制难以精确计算的问题，对于提高建筑的抗震设防能力具有重要意义，因此越来越受到国内外工程界的重视。

　　摘要：我国是世界上地震灾害最严重的国家之一，并且地震灾害具有分布广、频率高、震源浅等特点。人类目前还无法控制地震，对自然灾害的预测误差也较大，因此为减轻或避免地震灾害，建筑工程建设必须做好抗震设防工作，把好抗震设计关。文章详细介绍了建筑结构抗震概念设计的重要性，阐述了结构抗震概念设计的原则及主要内容，希望为提高我国建筑抗震水准提供参考。

　　关键词：地质论文范文,建筑抗震,概念设计,设计内容,设计原则

　　1建筑结构抗震概念设计的重要性

　　建筑结构抗震设计首先要有符合概念设计要求的抗震概念设计思路，然后进行不可或缺的抗震计算。其中概念设计是抗震计算的前提和基础，在建筑结构抗震设计起着更为重要的作用。

　　1.1概念设计的基本内涵

　　由于地震及地面运动的不确定性、地震时地面运动的复杂性及对结构的复杂影响尚未被掌握、结构抗震计算理论目前尚未能充分反映地震时结构反应及破坏的复杂过程等原因，使得建筑结构抗震概念设计尤为重要。概念设计的理念是不通过精确计算，只需利用笼统而科学的思维方式来确定一些设计上难以给出确定答案的难点。在抗震设计中，尽管通过分析整体结构体系和分体结构间的力学关系，可解释地震对建筑物的损害，但损害的概念是模糊的，地震本身产生的破坏力也难以用精确的数据衡量，因此利用宏观的概念性估算的设计理念更符合抗震的需求。这也是概念设计的基本内涵。

　　1.2概念设计的优势

　　①概念设计体现了先进的设计思维，结构工程师通过概念设计可完成对特定建筑空间的设计，制定建筑的总体结构方案，同时透彻清晰的理解构件、结构间的关系。通过简单的计算，在不借助计算机的情况下，可完成对建筑的正确定性和优化建筑结构，降低建筑成本。

　　②一些结构设计理论和计算理论中的缺陷和不可预见性，可以通过概念设计弥补。如在混凝土结构设计中，截面积计算的理论基础和内力计算的理论基础分别是塑性理论和弹性理论，两者从根本上来说是对立的，计算结果也和实际状况存在较大的差距，通过概念设计思路可很好的解决这方面的问题。

　　③概念设计可判断和甄别简化的结构模型和实际情况不符，输入数据的错误等情况下对计算结果的影响，也可作为判断结果可靠性的主要依据。

　　1.3概念设计与计算设计的区别

　　要使建筑结构物具有较可靠的抗震性能，必须要有正确的概念设计，然后进行必要的抗震计算。相比较传统的计算设计，概念设计的重要性尤为突出，如表1所示。

　　2建筑结构抗震概念设计的原则及主要内容

　　①抗震概念设计的原则。场地应选在对建筑抗震有利的位置，避开危险地段或抗震不利的地段；建筑的平立面布置不应采用严重不规则的方案；结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求；应遵循“强剪弱弯”（避免剪切破坏先于弯曲破坏）的设计原则，“强柱弱梁”（避免柱子破坏先于梁的破坏）设计原则。

　　②概念设计应重视结构规律。建筑抗震概念设计，是保证结构具有优良抗震性能的一种方法，通过分析结构薄弱部位，设计延性结构，采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施，避免薄弱部位过早遭受破坏，避免设计静定结构。在建筑的概念设计中首要思考的问题是建筑和结构的布局是否对抗震有利，质量和刚度上要求分布应均匀，建筑体型设计力求合理的概念化修正，简单、规则、对称。凹凸的立面和错层设计尽管艺术效果较好，但在地震时产生的地震效应较为复杂，抗震效果也较差。而地震时，简单对称的建筑结构的实际反映和应力分析都比较容易，因此实际的概念设计中应做好结构布局的设计。

　　③概念设计在结构体系上的应用。建筑结构的空间结构是由水平构件和竖向构件组成，水平构件承担着竖向荷载，并往竖向构件传递，最后往基础传递。水平构件和竖向构件共同组成的抗侧力体系承担着水平荷载，并直接传递给基础。竖向构件不同所组成的抗侧力体系也不同，如剪力墙、筒中筒、框架—剪力墙等。抗侧力体系决定了结构的安全性、合理性、经济性。概念设计在结构体系中的应用就是通过选择合适的抗侧力体系然后合理布置，确定设计结构方案的可行性和主要构件的基本尺寸。并且建筑结构中承载力和延性是对立的，但延性在建筑结构有占有重要地位，因此利用概念设计合理布置结构体系，可以很好的协调承载力和延性的矛盾。

　　④概念设计在结构构件上的应用。构件合理的强度和刚度对于抗震的实现至关重要，因此抗震结构中各种构件要形成可靠性连接。抗震结构的设计应保证在部分构建损害时，剩余结构仍能够独立的承受竖向荷载和地震力。结构概念设计的理念就是合理控制薄弱部位，协调各部位的强弱关系增加抗震性能。概念设计就是为了提高建筑的抗震效果，因此为不影响到整个结构的受力情况，要避免非结构构件的不合理设置，可从以下方面考虑：避免非结构构件直接进入抗震体系，加强细部构造设计；要避免非结构性构件的连续损坏；避免地震作用时非结构性构件平面性损坏。

　　⑤概念设计的新发展。随着时代的发展和科技的进步，抗震概念设计也在不断的创新，如：隔振和消能的设计思路，隔振是通过增设柔性结构（增设钢板橡胶隔振垫、阻尼器等）抵消地震部分能量，以此降低地震波对对建筑的破坏作用；消能是利用科学的结构或者方法削弱地震对建筑的危害。

　　3结语

　　分析、预见、控制结构的耗能和薄弱部位是概念设计中最重要的问题。结构工程师在运用抗震概念设计时必须要做到：利用先进的设计理念；充分发挥结构功能和经济的协调性；利用概念和定量计算，判断计算的合理性和进行抗震分析；保证结构功能和外部条件的一致性。同时，由于客观事物处于不断的变化发展中，因此概念也应随着认识的加深而不断深化，从而为进一步做好抗震概念设计奠定坚实的基础。

　　参考文献：

　　[1]杨洪胜.建筑结构的抗震概念设计[J].合作经济与科技，2010，（10）：50-75.

　　[2]王亚勇，郭子健，吕西林.建筑抗震设计中地震作用取值—主要国家抗震规范比较[J].建筑科学，1999，15（5）：36-39.