一、關于建筑結構抗震概念設計的概述

我國結構計算理論經歷了經驗報價、允許應力法、破損階段計算、極限狀態計算，到目前為止普遍采用的概率極限狀態理論等階段。現行的《建筑結構可靠度設計統一標準》（GB50068-2001）則采用以概率理論為基礎的結構極限狀態設計準則，以使建筑結構的設計得以符合技術先進、經濟合理、安全適用的原則。概率極限狀態設計法更科學合理，但該法在運算過程中有一定程度的近似性，只能視為近似概率法，僅憑極限狀態設計也難以估算建筑物的真正承載力。實際上，建筑物是空間結構，各種部件以相當復雜的方式共同工作，不是脫離結構體系的單獨部件。

地震具有隨機性、不確定性和復雜性，要正確預測建筑物遭遇地震的特性和參數，目前很難。建筑物本身是一個巨大而復雜的系統，在地震后破壞機理和破壞過程非常復雜。另外，在結構分析方面，由于結構空間作用、非彈性性性質、材料時效、減震變化等多種因素沒有充分考慮，也存在不確定性。因此，結構工程抗震問題不能完全依靠計算設計來解決。立足于工程抗震基本理論和長期工程抗震經驗總結的工程抗震基本概念，從概念設計的角度著眼于結構的整體地震反應，根據結構破壞過程，靈活運用抗震設計標準，全面合理解決結構設計中的基本問題，注意整體布局上的大原則，考慮到重要部位的細節結構，從根本上提高結構的抗震能力。

二、抗震概念設計的基本原則和要求

1.選擇有利的場所。建筑物受災的原因有很多，場所條件就是其中之一。由于場地因素引起的震害往往特別嚴重，而且有些情況僅僅依靠工程措施來彌補是很困難的。因此，選擇工程場址時，應進行詳細勘察，搞清地形、地質情況，挑選對建筑抗震有利的地段，盡可能避開對建筑抗震不利的地段，任何情況下均不得在抗震危險地段上建造可能引起人員傷亡或較大經濟損失的建筑物。

有利于建筑抗震的地區，一般是指開放平坦地區的硬地區土或密實均勻的硬地區土。在這樣的場所建造的建筑物，一般不會發生基礎故障引起的振動，從根本上減輕地震對建筑物的影響。對建筑抗震不利的地區，在地形方面，一般指條狀突出的山口、孤立的山包和梁的上部、高差大的臺邊、非巖質的陡坡、河岸和坡邊的邊緣，在場地的土質方面，一般指弱土、易液化土、故河道、斷層破碎帶、池濱溝

2.采用合理的建筑平面。建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結構布局。建筑布局簡單合理，結構布置符合抗震原則，就能從根本上保證房屋具有良好的抗震性能。

經驗表明，簡單、規則、對稱的建筑抗震能力強，地震時不易破壞，相反，如果房屋體型不規則，平面凹陷，立面高低錯落，地震時容易發生沖擊。此外，簡單、規則、對稱結構便于精確計算其地震反應，保證地震作用具有明確直接的傳遞途徑，便于采取抗震結構措施和細節處理。

3.選擇合理的結構形式。抗震結構體系是抗震設計應考慮的重要問題。按結構材料分類，目前主要應用的結構體系有結構結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構、鋼混凝土結構等，按結構形式分類，目前常見的有框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、簡體結構等。結構體系的確定受抗震設置防烈度、建筑高度、場所條件、建筑材料、施工條件、經濟條件等多個因素的影響，是綜合的技術經濟問題，需要仔細考慮確定。

抗震規范對建筑結構體系主要有以下規定:①結構體系應具有明確的計算簡單圖和合理的地震作用傳遞途徑②結構體系應具有多條抗震防線，部分結構和部件破壞，整個體系應失去抗震能力或對重力負載的負載能力③結構體系應具有必要的抗震負載能力，具有良好的變形能力和消耗能力④結構體系應具有合理的剛性和負載能力分布，部分削弱或突變形應具有較弱的部分，產生過大的應力集中或塑性變形集中，對可能出現的弱部分應具有較高的抗震能力和軸扭轉能力。④結構體布局部分應采取合理的適度和軸扭轉能力，以避免相對較弱的結構組織。

4.提高結構延展性。結構的延展性可定義為結構在承載能力沒有明顯下降的前提下發生非彈性變形的能力。結構的延展性反映了結構的變形能力，是防止地震倒塌的重要因素之一。

結構良好的延展性有助于減少地震作用，吸收和消耗地震能量，避免結構倒塌。結構延展性和能耗的大小取決于部件的破壞形態及其塑化過程，彎曲部件的延展性遠遠大于剪切部件，部件的彎曲直到破壞所消耗的地震輸入能耗，遠遠高于部件的剪切破壞所消耗的能耗。因此，結構設計要避免部件的剪切破壞，努力實現更多部件的彎曲破壞。始終遵循強柱弱梁、強弱彎、強節點、弱錨的原則。構件的破壞和退出工作，使整個結構從穩定系統轉移到另一個穩定系統，使結構周期發生變化，避免地震優良周期長時間持續作用引起的共振效果。

5.確保結構的整體性。結構是由多個部件連接組合而成的整體，通過各部件的協調作業有效地抵抗地震作用。如果結構在地震作用下失去整體性，各部件的抗震能力無法充分發揮，結構容易成為機動體倒塌。因此，結構的整體性是保證結構各部分在地震作用下協調工作的重要條件，確保結構的整體性是抗震概念設計的重要內容。

為了充分發揮各構件的抗震能力，確保結構的整體性，在設計的過程中應遵循以下原則：

①結構應具有連續性。結構的連續性是使結構在地震作用時能夠保持整體的重要手段之一。

②保證構件之間的可靠連接。提高建筑物的抗震性能，保證各部件充分發揮承載力，重要的是加強部件之間的連接，滿足傳遞地震力時的強度要求和適應地震時大變形的延展性要求。

③提高房屋的縱向剛度。設計時，應使結構沿縱橫兩個方向具有足夠的整體縱向剛性，使住宅基礎具有較強的整體性，抵抗地震時可能發生的基礎不均勻沉降和地面裂縫通過住宅時的危害。

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