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建筑抗震概念設(shè)計分析論文
摘 要：根據(jù)地震作用的特點，闡述了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中“概念設(shè)計”的重要性以及對結(jié)構(gòu)進(jìn)行概念設(shè)計的原則。在提高結(jié)構(gòu)的整體抗震性能時，運(yùn)用新的抗震設(shè)計理念，為工程設(shè)計人員在今后的設(shè)計工作中提供了一些思路。
關(guān)鍵詞：地震作用；抗震概念設(shè)計；場地；抗震措施
地震是地球內(nèi)部構(gòu)造運(yùn)動的產(chǎn)物，是普遍存在的一種自然現(xiàn)象，由于地震作用的隨機(jī)性、復(fù)雜性、藕聯(lián)性，每次地震所產(chǎn)生的波形各異，因而其對建筑物的作用各不相同，所產(chǎn)生的破壞程度也千差萬別。地震對建筑物的作用與建筑物自身所固有的自振周期、場地土的動力特性有關(guān)，但因結(jié)構(gòu)計算中計算模型、自振周期、材料性能、基礎(chǔ)類型以及阻尼變化等均與實際情況存在差異，使得抗震計算時所考慮的地震作用無法準(zhǔn)確估算，因而，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時，不能完全依賴地震作用計算，更要綜合考慮多種因素，切實做好建筑抗震概念設(shè)計。
1 抗震概念設(shè)計的含義
抗震設(shè)計是通過地震作用的取值和抗震措施共同實現(xiàn)的，通過總結(jié)歷次地震災(zāi)害后發(fā)現(xiàn)，對于結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計來說，“概念設(shè)計”比“數(shù)值計算”更為重要。結(jié)構(gòu)抗震性能的決定因素是良好的“概念設(shè)計”，也就是說，“概念設(shè)計”是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的首要問題。所謂“概念設(shè)計”是指在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，既要著眼于結(jié)構(gòu)的整體地震反應(yīng)，又按照結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制和過程，靈活運(yùn)用抗震設(shè)計準(zhǔn)則；既要把握整體布置的大原則，又兼顧了關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)，從根本上解決了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的問題，有效地提高了結(jié)構(gòu)自身的整體抗震能力。
2 抗震設(shè)計的一般原則
2.1場地和地基
建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞情況有四種：
�。�1）地震時，在水平和豎向振動作用下，建筑物的內(nèi)力和變形驟增，甚至結(jié)構(gòu)的受力形式發(fā)生改變，最終導(dǎo)致建筑物承載力不足甚至于喪失或者變形過大而破壞。
�。�2）地震作用下，由于節(jié)點強(qiáng)度不足、延性不夠、錨固失效，使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件缺乏可靠的連接，建筑物喪失整體性而遭破壞。
�。�3）地震作用下，由于地基承載力下降或地基土液化，使得地基部分失效甚至于完全失效，最終導(dǎo)致建筑物傾斜、倒塌。
�。�4）由地震引發(fā)的次生災(zāi)害如火山、洪水、滑坡、泥石流等造成建筑物的嚴(yán)重破壞。
所以場地的選擇是建筑抗震設(shè)計成功的第一步，從選址工作開始就應(yīng)該選擇對抗震有利的地段，盡量避開不利的地段，避不開時應(yīng)采取有效措施確保地基的穩(wěn)定性；任何情況下均不考慮在抗震危險地段建造建筑物。
2.2規(guī)則性建筑
在建筑的方案設(shè)計階段就應(yīng)該盡量采用規(guī)則建筑方案，即建筑平、立、剖應(yīng)規(guī)則、簡單、對稱；結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度、材料強(qiáng)度和質(zhì)量的分布應(yīng)均勻、連續(xù)，無突變，因為不規(guī)則的建筑在水平地震作用下也會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動，進(jìn)而破壞。
2.3合理的結(jié)構(gòu)體系
一個合理的結(jié)構(gòu)體系，首先應(yīng)有明確的計算簡圖和合理、簡潔的傳力途徑，對于不規(guī)則建筑，應(yīng)采用空間計算模型計算地震力，考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)影響，使其更接近實際工況。不在同一結(jié)構(gòu)單元混用受力體系，優(yōu)先選用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，在多層砌體房屋中優(yōu)先采用橫墻承重的結(jié)構(gòu)體系，在底層框架抗震墻砌體房屋中，優(yōu)先采用混凝土抗震墻。體型復(fù)雜的建筑，設(shè)置合理的抗震縫將上部結(jié)構(gòu)分割成相互獨立、相對規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。
2.4計算結(jié)果的校核
一般來說，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常采用計算軟件進(jìn)行抗震分析，這就要求設(shè)計人員對所用軟件的適用范圍、技術(shù)條件、計算模型等均有深刻的認(rèn)識和充分的掌握，對所有計算結(jié)果，應(yīng)經(jīng)認(rèn)真分析校核，只有經(jīng)分析判斷結(jié)果合理、有效后，方可用于工程實際。
2.5抗震構(gòu)造措施
對結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用多道設(shè)防，嚴(yán)格按規(guī)范要求保證“強(qiáng)柱弱梁”，“強(qiáng)剪弱彎”，“強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件”，加強(qiáng)節(jié)點連接，加強(qiáng)梁、柱端頭箍筋加密區(qū)的箍筋量。所用材料等級不低于規(guī)范要求的最低等級，從而有效減小材料的脆性，計算中還應(yīng)嚴(yán)格控制梁的相對受壓區(qū)高度。砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱等，有效約束砌體，提高砌體的延性和整體性。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件比如框架填充墻兩端應(yīng)與柱有效拉結(jié)，附屬構(gòu)件女兒墻、雨篷、挑檐等除保證自身整體性能外，還應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)有可靠連接和錨固。
結(jié)語
結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在日常設(shè)計工作中，必須學(xué)會熟練運(yùn)用概念設(shè)計，并使這一理念貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的整個過程當(dāng)中，既要嚴(yán)格把握好設(shè)計的大原則，又要全面考慮諸多因素，最終才能保證設(shè)計的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，為社會創(chuàng)造更多精品工程。
參考文獻(xiàn)
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