解析房屋建筑中结构抗震概念设计的应用

摘要：近年来，伴随着我国建筑行业的迅猛发展，也促使了我国房屋建筑在设计方面的要求日益提高，在房屋结构设计方面也日趋复杂化；就建筑结构抗震概念设计所起的作用而言，虽然只是建筑的一个基础，但在整个建筑结构设计中却起着极为关键的作用，对于整个建筑的施工质量产生着极大的影响。基于此，以下就房屋建筑中结构抗震概念设计所起的应用，进行一些分析和探讨。

关键词：房屋建筑；结构设计；抗震概念设计

Abstract

In recent years, with with China building industry of rapid development, also prompted has China housing building in design aspects of requirements increasingly improve, in housing structure design aspects also increasingly complicates; on structures seismic concept design by up of role,, although just building of a based sex function, but in whole building structure design in the is up with extremely key of role, for whole building of construction quality produced with great of effects. Based on this, the housing below the application of seismic conceptual design in architecture, analysis and discussion.

中图分类号：TU3文献标识码： A

一、建筑结构抗震概念设计的基本概念

所谓的概念设计是指可以有效解决建筑、结构及材料等方面问题的总体方案设计或者策划，在建筑结构抗震设计中引入概念设计的主要目的是为了使建筑物达到预定的抗震性能。而“概念”本身则是指设计师本身在抗震概念设计中所运用的专业知识、力学知识、设计经验以及研究成果等。建筑结构抗震设计要想达到良好的抗震效果，需要立足于抗震基本理论以及实际抗震设计施工经验，从概念设计的角度出发，按照建筑结构的破坏过程灵活进行抗震设计，从根本上提高建筑结构的抗震能力。

二、建筑概念设计在建筑结构抗艇设计中的必要性

概念设计是建筑结构抗震设计中的重要组成部分，概念设计与计算设计相比而言可以说是建筑抗震设计的基础，概念设计中包含了建筑工程中的多个方面，总结了建筑结构抗震设计经验，贯穿于建筑结构抗震设计的始终，具有指导建筑结构抗震设计的功能，其在建筑结构抗震设计中的必要性主要体现在两方面，一方面概念设计弥补了建筑计算设计中的不足，在建筑结构抗震设计中仅靠计算设计无法满足建筑结构抗震设计要求，概念设计很好的解决了这一问题，概念色设计中将多年抗震设计经验融入到抗震设计中，并通过对建筑结构的全面考量，实现对建筑施工场地、建筑结构、尺寸、外形、材料等方面的优化设计。

三、抗震概念的设计原则

(一)对地基进行合理的设计

建筑物的基础结构是地基，它的作用是保证建筑物的稳定性。对地基进行设计时，要结合施工场地的实际来设计，对施工现场的水文环境、地质条件以及建筑工程的地基荷载力、结构类型等因素进行分析，从而将建筑结构的抗震作用发挥出来。

(二)对建筑的平面、立面结构进行优化

建筑抗震概念设计中，建筑立面结构和平面结构的设计十分重要，因此要对平面、立面结构进行优化，在优化时要注意以下几点：

（1）因为地震的发生会影响到建筑物，所以对建筑物的各个结构受力体系要十分明确。

（2）在对建筑结构进行设计时，要保证其对称性且均匀的进行高度变化，以免出现楼层错层的情况。在实际设计时，建筑结构可能会受到地理环境的影响，使得建筑的结构设计得不规则，当这样的情况出现时，设计者必须对地震产生的作用进行仔细的研究、分析、计算，然后对建筑物各个部位的扭转反应和应力进行估算，最后根据计算结构做好防震工作。

(三)构件之间的连接要可靠

建筑结构若是想拥有良好的抗震性能就必须保证建筑中各个构件之间的稳定和牢固。因此，在对构件进行安装时，要注意以下几点：

（1）构件本身的承载能力和它连接的构件承载力必须是相同的。

（2）预埋件的锚固承载能力和与它相连接的构件承载能力是一样的。

（3）每个构件之间的连接要可靠牢固，并且每个构件都要具备一定的变形能力和刚度。

(四)尽可能多地设置防线

因为地震有一定的持续时间，且可能会反复作用，所以对构件的强弱关系要适当的进行处理，使之形成多道防线，从而增强建筑结构的抗震能力。第一道防线指的是全部结构，部分结构有可能会屈服，所以需要具有良好的延性，适当选择少负担或者不负担重力荷载的填充墙或者竖向支撑，也可以选择轴压相对较小的框架柱作为第一道防线。第二道防线必须要具备一定的承载力和抗侧刚度，其组成是部分结构。在第一道防线中，有些结构受到损害后，第二道防线就可以形成独立结构，从而抵抗已经降低的地震强度。

因为地震是反复作用的，如果只有一道防线，那么破坏就会集中在一部分构件中，而这些构件因为积累了损伤就会倒塌，因此要对容易毁坏的结构根据第二道防线的结构对其抗震进行验算。第二道防线也需要具备延性。

四、结构抗震概念设计在房屋建筑中的应用

(一)地基基础与建筑场地的合理选择

在建筑结构抗震设计之前需要对建筑场地进行选址，在工程选址过程中应尽可能选在抗震性能相对较好的建筑场地，尽量避免抗震性能较低的场地，若无法避免，那么应做好相应的预防措施，以免遭受地震居民受到危害。而对于建筑地基基础的选择，要保证建筑地基基础选择的科学性，首先应对建筑所在地的地质状况进行全面勘察，应尽可能选择土质坚实的场地，这样对建筑结构防震抗震有一定的帮助。若地质条件不允许，则应结合当地建筑结构场地实际情况，因地制宜选择建筑地基结构，一般情况下建筑地基结构可分为刚性结构与柔性结构两种，对于建筑场地相对较为坚硬的土质，应选择柔性结构，反之则应该选择刚性结构，以此来降低地震灾害给建筑物以及人们带来的危害。

(二)选择科学合理的建筑施工方案

在实施建筑方案初步设计过程中，作为一名建筑师，一定要结合自身所掌握的相应理论知识及自身所拥有的经验来进行方案的选择，一定要确保所选择的方案既科学合理、又经济实惠，尽可能确保不必运用诸如计算机等工具来完成纯粹的数据筛选。就建筑物的平面而言，一定要让所确定的方案满足对称性较强这个条件，实践表明，具备这种对称较强的平面布置，由于能够很好地把质量与难度之间的偏差缩小下来，这样不仅能够有效保障建筑物竖向各部分的受力均匀一致，而且还能有效确保建筑物竖向各部分之间具有较强的整体性这个特征，从而有效杜绝建筑物产生扭转的这种问题。在现阶段各种建筑平面中，存在着一种“细腰建筑”。这是一种比较不规则的建筑平面； 在多数情况下，虽然这种建筑具有相当好的外形，但如果把这类建筑应用于高层建筑之中，一旦当地发生地震，则这类建筑物在其细腰部分就非常容易遭到破坏，从而对整个建筑物带来极为严重的后果。所以，在进行建筑设计过程中，一定要尽可能应用具有良好抗震效果的形体设计，尽可能减少或杜绝以下这些形体的出现: (1)外涂形体；(2)内凹形体；(3)不对称形体。

(三)选择适合的建筑结构体系

要确保建筑物各部分能维持整体性协调，最为重要的就是要选择适合的建筑结构体系，因此，在进行建筑结构抗震概念设计过程中，一定要让所设计的建筑物的结构体系同时满足这两大条件:第一，稳定；第二，合适。对于一个科学合理的建筑结构体系而言，它不仅可以有效满足变形的要求，同时还可以有效抵抗冲击力的要求，故建筑物要具备一定的刚度，这样才能对自身的荷载起到一定的承受作用，从而有效避免变形的出现，此外，在发生地震时才有可能对巨大的地震力起到有效缓冲作用而达到有效避免局部受损的良好效果。因此，在选择房屋建筑物结构体系时，既要注意建筑物传力途径的明确性，同时又要注意受力计算的明确性，尽可能在建筑结构体系中不使用转换层，这样在发生地震时可以有效避免房屋建筑物倾斜或局部受损等现象的出现。

(四)进行科学抗震防线的有效布置

在进行选择结构抗震体系过程中，有关那些单一的抗震防线一定尽量不要去使用。就单一的抗震防线而言，多数情况下只有一道，在地震一再反复发生这种情况之下，若抗震防线遭到损坏，就一定会使得房屋建筑物发生崩塌，从而带来极为严重的后果。如果能够使所设置的抗震防线多于一个，那么在房屋建筑物中的各个构件，库可以通过一定的强弱结合，促使整个建筑物结构在抗震性能方面，得到了极大的增强。

(五)选择高质量的建筑结构材料

实践表明，建筑结构抗震性能，除了会受到建筑施工方案、建筑结构体系及抗震防线等因素的影响之外，在多数情况下，还极大地受影响于房屋建筑的施工材料。通常，房屋建筑结构的抗震性能不仅会受到来自建筑材料强度、建筑材料刚度的影响，还会受到来自建筑材料连续性及建筑材料均衡性的影响。所以，在选取建筑结构材料过程中，一定要认真、仔细考查房屋建筑施工材料的刚度和延伸性最大限度确保建筑施工材料能与建筑结构体系相符合。此外，对于建筑施工材料的经济性能，也要予以足够的重视，以便能把建筑施工材料的经济性能进行最充分的发挥，从而达到房屋建筑物的单个性能与整体性能的最佳配合。

(六)做好房屋建筑物中较为薄弱部位的处理

实践表明，要使建筑构件相互之间能够配合协调，结构的整体性必须足够的良好；这就需要建筑各个部位，不管是其强度、还是其延伸性，都必须达到所规定的要求。所以，在进行结构概念设计过程中，对于建筑较为薄弱的那些环节，一定要予以特别的重视并进行相应的处理，结合所存在问题的具体情况，制定出有效措施来加强巩固这些建筑的关键部位。在设计房屋建筑物结构整体时，对于强柱弱梁、强剪弱弯都要予以足够的重视，此外，对于各个房屋建筑构件与梁、柱及节点之间的相互关系，也要予以充分的分析，尤其是关于房屋建筑物构件节点的承载力一定要比其连接构件的承载力大这一点，更要引起设计师的足够重视，只有满足这个条件，才能确保房屋建筑物构件节点的承载力不因其不断加深的老化而使构件节点的刚度和承载力出现改变。若房屋建筑物是属于砌体结构，则可应用设置构造柱、圈梁等方法来进一步加强房屋建筑物的整体性和延伸性。

结语

综上所述，概念设计是建筑抗震设计的重要组成部分，在抗震设计中融入概念设计会使整个抗震设计更具有说服力，可以为建筑抗震施工提供正确性引导，对建筑施工的顺利进行具有重要意义，是提升建筑整体结构抗震性能的关键因素。

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