【摘要】地震具有突發(fā)性，且可預(yù)見性低，因此應(yīng)以預(yù)防為主要方針，最根本的就是要搞好抗震設(shè)防和提高現(xiàn)代高層建筑抗震能力。本文從多個(gè)角度的建筑抗震設(shè)計(jì)方法，建筑抗震概念設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行概述。

【關(guān)鍵詞】 抗震概念設(shè)計(jì)； 抗震設(shè)計(jì)方法； 抗震設(shè)計(jì)策略

根據(jù)我國多次大型地震中的位置與損害程度分析中得出：科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，建筑造型抗震設(shè)計(jì)策略，建筑平面抗震設(shè)計(jì)策略，屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)問題是房屋抗震能力提高的宗旨。

一、 建筑抗震概念設(shè)計(jì)

地震復(fù)雜性和不確定性對于準(zhǔn)確預(yù)測房屋遭遇的參數(shù)和特性無非是現(xiàn)代建筑科技的挑戰(zhàn)?？拐鹪诮Y(jié)構(gòu)分析方面仍存在許多不確定性因素，抗震設(shè)計(jì)不能完全依賴計(jì)算得到的結(jié)果。長期抗震經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的抗震工程基本概念和抗震工程的基本理論應(yīng)是抗震問題的基本立足點(diǎn)，同時(shí)也是良好結(jié)構(gòu)性能的決定因素。

1 、科學(xué)合理的建筑場地的選擇

地震中經(jīng)常出現(xiàn)的輕災(zāi)區(qū)有重災(zāi)，重災(zāi)區(qū)有輕災(zāi)的現(xiàn)象，就是由于地震對房屋的破壞不只是在結(jié)構(gòu)上還有對房屋周圍場地條件的破壞?？拐鹪O(shè)防區(qū)的建筑工程場地在選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

第一、 密實(shí)均勻的中硬場地土和開闊平坦的堅(jiān)硬場地土是建筑抗震有利地段的最好選擇。

第二、 避開對建筑抗震的不利地段，例如突出的山嘴，高聳孤立的山丘，河岸和邊坡邊緣，采礦區(qū)，軟弱場地土，非巖質(zhì)陡坡，在平面分布上成因明顯不均勻的場地土。

第三、不在地震時(shí)可能發(fā)生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段和發(fā)震斷裂帶上建造房屋。

2、 抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)遵循的原則

（1）采用多道抗震防護(hù)線，以防因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的損壞而導(dǎo)致整個(gè)抗震體系喪失對重力荷載的承載能力或喪失抗震能力。

（2）抗震結(jié)構(gòu)應(yīng)具有合理的強(qiáng)度和剛度分布，避免因局部削弱產(chǎn)生應(yīng)力集中或是塑性變形集中，以防結(jié)構(gòu)薄弱部位的出現(xiàn)。

二 、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

1、基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法，是在不同強(qiáng)度地震作用下，以位移響應(yīng)為主要目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而使結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)期設(shè)定的性能和功能。它應(yīng)包括構(gòu)件截面承載力計(jì)算，構(gòu)件截面變形能力設(shè)計(jì)等。基于位移的抗震設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)

（1）首先能夠滿足多層次抗震要求。它通過不同的功能要求，設(shè)計(jì)出不同位移情況下的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度

（2）基于位移的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是以目標(biāo)位移為基準(zhǔn)的，所以對破壞時(shí)結(jié)構(gòu)的破壞狀態(tài)有著確定的認(rèn)識。

（3）不必考慮結(jié)構(gòu)的非線性性質(zhì)。彈性結(jié)構(gòu)下的設(shè)計(jì)方法可以直接引用，可用線性系統(tǒng)代替原有結(jié)構(gòu)。

2、能力譜法按照對結(jié)構(gòu)延性需求將規(guī)范設(shè)計(jì)的反離譜折減后轉(zhuǎn)換為反應(yīng)加速度?—位移關(guān)系的需求譜。根據(jù)對靜力彈塑性分析得到的力和位移關(guān)系曲線轉(zhuǎn)換成等效單自由度體系加速度—位移關(guān)系能力譜。最后通過將能力譜和需求譜放在統(tǒng)一坐標(biāo)系，可以分析評價(jià)結(jié)構(gòu)的抗震性能?；緝?nèi)容包括以下方面：

（1）以多自由度體系和單自由度的轉(zhuǎn)換關(guān)系為依據(jù) ，從而建立結(jié)構(gòu)的等效單自由度體系。

（2）通過對分析 研究結(jié)構(gòu)的靜力彈塑性得出結(jié)構(gòu)基底剪力 。

（3）在同一個(gè)坐標(biāo)系下把能力曲線與需求曲線比較，如果能力曲線不與任何一條需求曲線相交，則得出建筑結(jié)構(gòu)不滿足抗震要求。如果兩者相交，則可以通過運(yùn)用插值圖解法 計(jì)算出二者的交點(diǎn)，尋求二者交點(diǎn)的對應(yīng)阻尼比。該點(diǎn)確定了在設(shè)計(jì)反應(yīng)譜作用下單自由度體系下最大反應(yīng)和先對阻尼，因而可計(jì)算結(jié)構(gòu)延性。

3、控制延性的抗震設(shè)計(jì)方法

控制延性抗震設(shè)計(jì)方法主要有以下幾方面：

（1）分析計(jì)算出在小震下結(jié)構(gòu)的承載力， 并且運(yùn)算出截面內(nèi)力和配筋。

（2）依據(jù)大地震和經(jīng)驗(yàn)度計(jì)算選定的截面和配筋，得到結(jié)構(gòu)的實(shí)際強(qiáng)度，求出結(jié)構(gòu)整體所需要的位移延性系數(shù)。

（3）通過研究結(jié)構(gòu)位移延性系數(shù)與結(jié)構(gòu)體系的塑形變化機(jī)制來確立構(gòu)件的延性需求，進(jìn)而運(yùn)算出臨界截面所需的曲率延性系數(shù)。

三、建筑造型抗震設(shè)計(jì)策略

許多建筑物抗震能力弱的原因是建筑的造型和抗震性能相互不協(xié)調(diào)，這對建筑的性能和安全性存在著直接影響。建筑造型抗震設(shè)計(jì)包括建筑體型抗震設(shè)計(jì)和建筑立面抗震設(shè)計(jì)。

1、建筑體型抗震設(shè)計(jì)

建筑體型設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一，直接關(guān)系著建筑的布局和體量，對建筑物抗震能力有著很大的影響?，F(xiàn)實(shí)中為追求建筑物外觀的新異感，經(jīng)常建造出經(jīng)濟(jì)性低而危險(xiǎn)性高的建筑體型。建筑過程中建筑設(shè)計(jì)師注重建筑體型與建筑物抗震能力之間的關(guān)系，建筑的尺度和體量對建筑物的布局都存在著很大影響，它們是密切相關(guān)的。

2、建筑立面抗震設(shè)計(jì)

建筑立面組成成分是大量的部件，比如有門窗、墻柱、陽臺、檐口等等，它的設(shè)計(jì)就是合理確定部件的材料、比例關(guān)系和尺寸大小等。站在抗震的角度看，建筑立面具體設(shè)計(jì)要加強(qiáng)立面的比例、尺度、虛實(shí)、凹凸和對稱性的規(guī)劃，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意以下三個(gè)方面。（1）不能單獨(dú)考慮一面的設(shè)計(jì)，要將正立面、側(cè)立面和背立面保持協(xié)調(diào)、均衡和統(tǒng)一。（2）加強(qiáng)立面空間效果與立面各部件的均衡性和規(guī)劃性。（3）在建筑結(jié)構(gòu)和功能要求的基礎(chǔ)上深化建筑空間的造型。

四、建筑平面抗震設(shè)計(jì)策略

良好的建筑平面設(shè)計(jì)是通過整體綜合的考慮，能夠有效地解決建筑美觀、經(jīng)濟(jì)、安全和使用功能等方面問題。在抗震設(shè)計(jì)方面有諸多的影響因素，如建筑物的特征、結(jié)構(gòu)布置、造型和建筑施工技術(shù)等。建筑平面組合形式多種多樣，我們常見的有走道式、單元式、集中式和自由分隔式等，在具體的抗震設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者要根據(jù)時(shí)間情況選擇合適的組合方式。

（1）走道式平面組合方式的各個(gè)使用空間要借助走道進(jìn)行聯(lián)系，它們之間沒有直接的連通。具有各個(gè)分區(qū)功能明確、自由的特點(diǎn)，所以這種平面組合方式適用于辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院等等建筑。走道式有利于抗震主要是在建筑布局規(guī)整、簡單和空間分布均勻，另外樓層平面的剛度分布和質(zhì)量分布也比較均勻。

（2）單元式平面組合方式是利用垂直交通將各個(gè)使用空間聯(lián)系起來，每個(gè)使用空間有點(diǎn)互相干擾、平面集中和緊湊特點(diǎn)，這種單元方式組合多適用于酒店、商住樓、高層辦公樓、住宅等建筑。

（3）集中式平面組合方式是將大廳設(shè)計(jì)成建筑的樞紐，放在中心位置，有利于將各個(gè)房間連接起來。其結(jié)構(gòu)基本采用大跨度結(jié)構(gòu)，因此在選材方面就用空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)抗震性。

（4）自由分隔式平面組合方式就是將一個(gè)偌大的空間分割成多個(gè)獨(dú)立的小空間，主要適用于展廳等建筑。采用自由分隔式時(shí)我們應(yīng)注意：對結(jié)構(gòu)布置的規(guī)劃性和均勻性的把握；做到分隔墻在建筑的結(jié)構(gòu)梁上。

五、屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)問題

屋頂建筑設(shè)計(jì)的抗震所考慮的問題在于屋頂重心與下部建筑的重心是否在一條線，屋頂抗側(cè)力墻與下層抗側(cè)力墻上下是否連續(xù)，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量降低其高度，選用高強(qiáng)輕質(zhì)和剛度分布比較均勻的建筑材料，盡可能保證上下重心的一致。在高層和超高層建筑設(shè)計(jì)中，屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)是重要的部分，高層建筑屋頂存在過高和過重的問題，這不僅加強(qiáng)了建筑的變形也降低了建筑抗震的能力。

建筑抗震設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)一個(gè)重要方面，為提高建筑物的抗震能力，我們應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)選型、造型設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)和屋頂設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合考慮，保證其強(qiáng)度和剛度，更好地發(fā)揮設(shè)計(jì)在抗震應(yīng)有的作用，提高房屋整體的抗震效果。

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