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1、建筑设计中的建筑抗震设计研究 new摘要：建筑设计是建筑抗震设计的一个重要方面，建筑设计与建筑抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用。一个优良的建筑抗震设计，必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。为此，要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性，在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。关键词：建筑设计；抗震性能；设计方法中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号： 引言：地震是一种多发性的随机震动，其复杂性和不确定性很难把握，要准确预测建筑物震窖的特性和参数，目前还很难做到，但是在建筑的设计中，建筑抗震设计可以有效的减少不必要的伤亡，从而可以
2、有效保护人民的生命财产安全，本文主要进行研究建筑设计中如何提高建筑抗震性能。 1概念设计的意义 概念设计的应用面非常广泛，几乎组含了所有的结构设计。在不确定因素多、受力状况变化较大的抗震设计、高层建筑设计、基础设计中，概念设计的应用尤显重要和突出。概设计的重要性，主要体现在三方面：一是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性。为了弥补计算理论的缺陷，或实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要用概念设计来满足结构设计的目的。二是由于在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案。概念
3、设计在设计人员中提得比较多，但往往被人们片面地理解，认为其主要是用于一些大的原则，如确定结构方案、结构布置等。其实，在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。三是由于计算机计算结果的高精度，容易给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，过分地依赖于计算机和设计软件，进行习惯性、传统的结构设计，对计算结果明显不合理、甚至错误的地方不能及时发现，使许多的建筑结构留下安全隐患。因此，概念设计在结构设计中具有重要的地位。 2 抗震概念设计 地震是一种随机振动，有难于把握的复杂性和不确定性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前尚难做到。在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、结构材料的非弹
4、性性质材料时效、阻尼变化等多种因素，同时也存在着不准确性。因此，工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决，而必须立足于“概念设计”。结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免结构出现敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果仅集中在少数薄弱部位，必会导致结构过早破坏，目前各种抗震设计方法的前提之一就是假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用，在此前提下才能以多遇地震（小震）作用进行结构计算、构件截面设计并辅以相应的构造措施，必要时采用弹性时程分析法进行补充计算，试图达到罕遇地震（大震）作用下结构不倒塌的目标。为了保证建筑具有足够的抗震能力，通过概念设计从宏观上控制结构的抗展性能，应
5、充分考虑以下环节：选择对抗震有利的场地及地基，避免地面变形的直接危害，采取措施保证地基的稳定性进行合理的基础设计，同一结构单元不宜设置在性质不同的地基土上，不宜采用不同的基础形式设计时宜最大限度地发挥地基的潜力。建筑物体型应力求简单、规则、对称，质量和刚度变化均匀，以减少地震作用产生的变形、应力集中及扭转反应。选择合理的结构体系，抗侧构件力求均匀对称，设置多道抗展防线，避免局部出现薄弱部位要求结构布置受力明确，传力简捷。各类构件之间要有可靠的连接，并具有必要的强度和变形能力，从而获得整个结构良好的抗震性能。强调结构空间整体性，平面加强连接，竖向确保足够整体刚度。重视对非结构构件的处理，利用其对
6、主体结构的有利影响，避免不合理设置导致对主体结构的不利影响。尽量减轻结构自重，减少地基土压力，从而降低向建筑物传输的地震力。 3 结构概念设计的运用 运用概念设计的思想，也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力R，以致混凝土的等级越用越高，配筋量越来越大，造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率，结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例，一般是根据初定的尺寸、混凝土等级算出结构的刚度，再由结构刚度算出地震力，然后算配筋。但是大家知道，结构刚度越大，地震作用效应越大，配筋越多，刚度越大，地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋，
7、增加了结构的刚度，反而使地震作用效应增强。其实，目前在抗震设计中，隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层；加设消能支撑（类似于阻尼器的装置）；有的在建筑物顶部装一个“反摆”，地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反，从对建筑物的振动加大阻尼作用，降低加速度，减少建筑物的位移，来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60%，并提高屋内物品的安全性。这一研究在国内外正广泛地深入展开。在日本，研究成果已经广泛应用于实际工程中，取得良好的经济、适用效果。而我国由于经济、技术和人们认识的限制，在工程界还未被广泛地应用。 4、建筑设计中场所的选择 在建筑
8、设计的过程中，在选择建筑的产地时，应该根据工程的要求，并且进行预测地震的活动情况和工程的地质，设计应该尽量避开对建筑抗震不利的地段，一般抗震不利的地段有软弱土、古河道半挖半填的地基以及一些孤立的山包、山梁的顶部、非岩质的陡坡，边坡或河岸的边缘等容易发生滑坡、坍塌、泥石流以及地陷等地段等，如果在建筑的工程中遇到不利的地段，应该进行避免，如果不能避免的情况下，应该采用有效的有效的措施进行弥补，如采用地基、桩基进行加固处理，选择抗震效果比较好的建筑设计。 5、抗震体系的类型选择 建筑的结构影响抗震的因素有很多种，比如施工的因素、使用功能的重要性以及体系类型的科学性、规则性和整体性等都会对建筑抗震造成
9、影响。建筑体系的选择对建筑抗震具有重要的作用，也是结构设计的过程中重要的基础，在建筑平面的设计中，应该设计类型简洁、规则的建筑，并且应该保证受力均匀，合理的设计建筑中的防震缝以及结构质量和刚度中心的一致性。在建筑设计的过程中。应避免采用带有突然变化的阶梯形立面，由于突然变化的阶梯立面在扭转不规则时，将会产生附加扭矩，从而影响地震作用的产生：对于刚度不连续时，将影响地震作用的分配；传力构件不连续时，影响地震作用的传递【1】。并且应该尽可能降低房屋的重心，对于突出屋面建筑部分的高度不应过高，以免地震时发生鞭梢效应。当建筑平、立面设计中不可避免采用严重不规则的设计方案时，应尽量在适当部位设置防震缝，
10、将体型复杂、平面特别不规则的建筑布局，分割成几个相对规则的独立单元。 6、建筑结构体系的选择 在建筑设计的过程中，应该根据建筑的特点、建筑物的高度、建筑物的重要性以及材料、基础等因素，选择合理的抗震的建筑结构体系，常见的建筑结构体系抗震性能比较好的有：钢结构、型钢混凝土的结构。混凝土钢混合的结构、，现浇钢筋混凝土结构，预应力混凝土结构，装配式钢筋混凝土结构等。 在建筑设计的过程中，应该注意抗震结构材料的选择，抗震的材料应该满足延伸性、韧性强度等级等，在施工的过程中，应该保证施工的质量和施工顺序的特殊性，在设计的过程中可以设计抗震防线【2】，从而可以有效的避免建筑的部分结构或者构件的损坏造成整个
11、建筑体系的抗震性能不能得到保证或者不能承受一定的重力。 在建筑的设计中应该保证建筑结构的整体性，建筑的整体性是保证建筑结构各个部件在地震的作用下协调工作的必要条件，如果想要保证建筑结构具有足够的抗震能力，就应该保证设计的建筑结构的整体性，而且建筑结构还应该具有连续性，从而保证各个构件之间的连接可靠。而型钢混凝土和现浇钢筋混凝土结构具有水平刚度大、整体性比较好的特点，这两种建筑结构是比较合理的抗震结构。 7、建筑抗震设计的应用 7.1根据承载能力进行建筑结构的抗震设计。承载力能力进行建筑结构的抗震设计，主要是根据静力分析理论，通过惯性力的形式对地震作用进行反映，并利用弹性方法计算结构地震作用效应
12、的具体情况，对结构弹性位移进行验算，以此来确定建筑结构及其构件的强度，保证建筑结构的安全性。这种设计方法在抗震结构设计中得到广泛的应用。根据承载能力进行建筑结构的抗震设计主要特点是：这种设计方法与传统的设计方法非常类似，所以很容易被设计人员理解利用，并且这种方法主要采用通过惯性力的形式对地震作用进行分析，把结构看成是弹性体系，把结构固有的频率所对应的最大地震反应作为控制值的选择依据，按照弹性方法对结构的抗震性能进行计算【3】。但是这种方法具有一定的局限性，由于加速度反应谱的理论取用是整个反应中过程中的最大值，因此不能有效反应建筑在地震反应时的全过程。 7.2根据损伤和能量进行建筑结构的抗震设计
13、。建筑结构能否抵御地震而不被破坏主要是根据建筑结构能否以某种形式耗散地震输入到结构中的能量。在超过设防地震作用下，在结构非弹性变形超过自身非弹性变形能力时，会导致建筑结构的倒塌。因此非弹性变形或者由于非弹性变形引起的结构损伤成为了研究防地震的设计方法。 根据能量进行建筑结构的抗震设计虽然容易理解抗震的原理，但是在抗震设计方法中有很多的不足之处，比如：结构体系耗能能力、地震输入能量谱、塑性滞回耗能等问题【4】。 7.3根据位移进行建筑结构的抗震设计。在不同的强度地震的作用下，根据建筑结构的位移响应为目标进行的结构设计，从而结构达到预定的性能，根据位移进行建筑结构的抗震设计主要能力普法、控制延伸性
14、的方法、直接基于位移的方法。其中能力谱法是最近几年研究的最多的一种方法，因此这种方法成为建筑结构的抗震设计的主要的方法。 结语：地震是一种自然现象，为避免它给人类带来大的灾难，要求在建筑的设计中，应该加强对建筑防震性能的设计，从而可以有效减少地震给人们带来灾难性的损坏，保证人们的生命安全。建筑设计是建筑杭震设计的一个重要方面，建筑设计与建筑抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用，所以应该加强建筑抗震设计的研究，要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性，从而加强建筑物的抗震性能，减少地震带来的损失。 参考文献： 【1】翁启锋.建筑结构的抗震设计分析.科技资讯，2010.21. 【2】吴奕霖，龙卓.浅析工程建筑中抗震概念的设计.城市建设，2010.12 【3】李尊，陈忠范.建筑结构抗震设计研究新进展. 【4】朱行行，刘金朋.建筑结构抗震设计研究与探讨.城市建设理论研究（电子版），2011.26.