抗震概念對建筑結構設計的意義范文
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傳統高層建筑結構設計過分依賴于計算，將計算結構作為評判建筑物結構設計的唯一標準，這種建筑結構設計方法是比較狹隘的。一些建筑物結構雖然抗震計算結果達標，但是建筑物也可能出現整體結構不規整、整體性差的問題。遇到地震災害時，建筑物的實際抗震性能是達不到要求的。因此，在建筑結構設計環節，需要運用概念設計理論來做好高層建筑物的結構設計工作，一般需要遵循以下基本設計原則。
1.確保建筑物結構設計的規則性以及均勻性高層建筑整體形態不合理、建筑結構不均勻、不規則，對整體建筑物抗震性能的影響是極大的。根據建筑物抗震設計相關規定，進行建筑物抗震設計，需要保證建筑物以及建筑物抗側力結構平面布置的規則性、對稱性，保證建筑物結構的整體性。同時，建筑物的立面方向以及豎向剖面同樣需要進行規則布置。建筑物結構在側向剛度方面，需要保持均勻變化。建筑物在豎向方向的抗側力構件、構件的截面尺寸以及構件材料強度需要保持從下而上逐漸減小的趨勢，從而保持構件的剛度以及承載力符合建筑物整體結構的要求。因此，利用抗震概念設計方法進行結構設計時，需要重視高層建筑物的體形以及整體結構、在設計中盡量做到建筑物的平面形狀規則、對稱和均勻，將建筑物的長寬比控制在合理范圍內，盡量減少建筑物扭轉效應。在結構設計時注重考慮建筑物的整體質量、剛度，保證建筑物承載力對稱、分布較均勻，盡量做到建筑物質量中心同剛度中心的重合。
2.建筑物結構的剛度以及抗震能力設計地震作用力對建筑物的影響是雙向的，進行建筑物抗震結構設計時，需要對建筑物水平、縱向方向上的抗震性能進行保障。因此，在建筑物結構設計過程中，需要沿著建筑物主體結構的兩個主軸方向來進行抗震設計，保證兩個主軸方向上建筑物的剛度以及抗震性能。只有保證了建筑物主題在各個方向上的剛度和抗震性能，在遭遇地震力破壞時，地震力引起的建筑物結構變形影響才能降到最小，建筑物整體結構的穩定性才能得到保證。在結構設計過程中，結構布置應使結構平面在兩個主軸方向均具有足夠的剛度和抗震能力，同時還應具有抗扭轉剛度和抵抗扭轉振動的能力，框架結構應在縱橫兩個方向布置成雙向剛接框架。
3.建筑物設計需要具備規范的計算簡圖以及有效的傳力途徑進行建筑物抗震設計，需要借助建筑物結構體系計算簡圖來進行。然后設計有效的傳力途徑，將地震作用力最大限度的傳遞出去，從而保證建筑物結構的可靠性。因此，進行高層建筑抗震結構設計時，需要借助計算機程序對建筑物結構進行計算，從而得到符合實際的建筑物計算結構。對荷載情況下的建筑物結構形態變化進行分析，繪制建筑物結構計算簡圖。然后通過科學合理的建筑物力學模型以及數學模型，對建筑物的抗震能力進行模擬分析。只有在地震作用力狀況下，建筑物的抗震性能才能得到最好的檢驗，從而設計更加有效的建筑物傳力途徑。所以，只有利用概念設計方法和數據模型來進行建筑物結構模型設計、計算，對建筑物受力狀況下產生的結構內力、建筑物內部變形情況進行分析，才能真正保證建筑物的整體抗震性能，滿足建筑物實際使用的需要。
4.在設計過程中選用質量好的材料，保證建筑質量要保高層建筑的抗震性能，需要選用延性好、強度高的構建材料。延性好的材料對能量的吸收能力高，能夠很好的滿足高層建筑的承載力要求。同時，使用延性好的材料能夠降低整體建筑的材料使用量和施工成本。進行概念抗震設計時，需要將建筑物的整體鋼筋混凝土結構按照延性機構設計，從而保障整體建筑物的延性基礎，保障建筑物良好的抗震性能。
5.保證建筑物地基質量地基是建筑物的基礎，良好的地基狀況和地基質量是建筑物抗震結構的基本保證。因此，進行高層建筑結構設計時，需要做好選址工作，保證建筑場地質量，不能將高層建筑設計在一些危險地段上。一些地震多發地帶和地質結構不穩定地段，在設計時都應該盡量避開。遇到一些在實際設計過程中無法避開的危險地方，需要進行特殊抗震防護設計。同時需要注意的是，地震活動存在一定的周期，建筑物自身同樣存在自振周期。如果建筑物的自振周期同地震活動周期重合的話，容易引起共振現場，建筑物結構的穩定性將受到更大的威脅。因此，在進行建筑物選址和設計時，需要對地震周期進行研究，對建筑物層數以及建筑結構類型進行綜合考慮，避免共振問題的出現。
二、高層建筑抗震概念設計應用
在高層建筑結構抗震概念設計中，需要利用概念設計中的相關原則來對建筑結構抗震進行優化，主要從以下兩個方面來進行。
1.概念設計應用基本準則防止建筑物節點破壞，保證建筑物柱結構的承載力，柱的抗彎能力尤為重要。設計時，要保證柱的抗彎能力比梁體結構的抗彎能力好，防止高層建筑物構件的剪力發生破壞，因此，需要在設計時，對桿件的受剪承載力進行高質量設計，讓建筑的受剪承載力高于受彎承載力。由于設計內力計算模型是建立在樓蓋平面內剛度無限大的假定的基礎上，設計應使樓蓋系統有足夠的平面內剛度和抗力。并與豎向結構有效連接，從而保證梁、板、柱、墻能共同協同工作。
2.高層建筑抗震概念設計保護措施對于高層建筑物來說，抗震概念設計保護主要需要做到對建筑物構件的荷載效應進行調整和控制，同時還需要對建筑物的構造措施進行硬性規定。例如，通過對建筑物梁端截面混凝土受壓高度同混凝土有效高度的比值進行硬性規定，對梁的變形進行有效的控制。通過抗震概念設計相關試驗研究，當高層建筑物的鋼筋混凝土梁結構的位移延性系數設計為3～4時，同時將混凝土受壓區域的相對高度控制在0.25～0.35之內時，建筑物的抗震性能能夠達到最佳。
三、結語
高層建筑物的抗震性能十分重要，良好的抗震性能才能保證建筑結構的穩定和安全。本文根據建筑物抗震結構設計相關規范，分析了抗震概念設計在高層建筑結構設計中的應用。結果證明，運用抗震概念設計，能夠對建筑物的抗震性能進行保證。通過概念設計，可以對建筑物的抗震性能、使用功能以及藝術性等進行綜合考慮。從而設計和建造穩固、安全、美觀、經濟適用的高層建筑，促進建筑行業以及現代城市的發展。
作者：揭偉單位：深圳市建筑設計研究總院有限公司
