1、对抗震概念设计的认识理解【摘要】：介绍了抗震概念设计产生的背景，阐述了概念设计的主要内容，通过对建筑抗震新规范的认识理解，指出做好钢筋混凝土结构抗震概念设计具有深远的意义。 【关键词】：抗震设计;概念设计 中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号： 抗震概念设计的产生的背景 七十年代以来 ,人们在总结大地震灾害经验中发现 ，对结构抗震设计来说 ， “概念设计”比“计算分析”更为重要。由于地震作用的不确定性，以及结构计算假定与实际情况的差异，使“计算设计”很难有效地控制结构在地震作用下的薄弱环节，因此不能完全依赖“计算” 。结构抗震性的决定因素是良好的“概念设计” ，设计人员必须首先掌握这些
2、重要的设计概念。所以概念设计是结构抗震设计的首要问题。 2010 年 12 月 01 日实施的 GB50011-2010建筑抗震设计规范对概念设计的要求作了全面、符合实际的规定 ,根据 2008 年汶川地震震害经验，对灾区设防烈度进行了调整，增加了“有关山区场地、框架结构填充墙设置、砌体结构楼梯间、抗震结构施工要求的强制性条文”,使得概念设计在工程中的应用更具体更明确地落到实处 ,切实提高了结构的抗震能力。 “概念设计”愈来愈受到国内外工程界的普遍重视。 抗震概念设计的定义 建筑抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。
3、 因而可以认为，概念设计是设计的灵魂，也是整个建筑过程中的灵魂。 抗震概念设计的主要内容 目前地震及结构所受地震作用还有许多规律未被认识，人们在总结历次大地震灾害经验中认识到：一个合理的抗震设计，在很大程度上取决于良好的“概念设计” 。 下面按照新抗震规范的精髓归纳为以下几点 : 选择对抗震有利的场地、地基和基础 选择建筑场地时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和抗震地质的有关资料，对抗震有利、一般、不利和危险地段做出综合评价。宜选择有利的地段，避开不利地段，当无法避开时应采取有效的抗震措施；严禁在危险地段建造甲、乙类建筑，不应在危险地段建造丙类建筑。建筑形体及其构件布置的规则性 建筑设
4、计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济和理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。 建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则的建筑应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用。 结构体系的合理选择 结构体系是抗震设计应考虑的关键问题，结构方案的选取是否合理，对安全性和结构性起决定作用。抗震结构体系，应根据建筑功能要求、建筑高度、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、结构
5、材料和施工技术条件等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。 结构体系应符合以下要求： 1）应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。 2）应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。 抗震设计的一个重要原则是结构应有必要的赘余度和内力重分配的功能。 3）应具备必要的抗震承载力、良好的变形能力和消耗地震能量的能力。 4）对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。 结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免结构出现敏感的薄弱部位，地震能量的耗散仅集中在极少数薄弱部位，导致结构过早破坏。因此，抗震结构设计应该尤其注意重要概念、整体性
6、及多道防线。 1）确保结构的整体性。 结构是由许多构件连接组合而成的一个整体，并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。若结构在地震作用下丧失了整体性，则结构各构件的抗震能力不能充分发挥，这样容易使结构成为机动体而倒塌。因此，结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。 多、高层建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构，而且使这些子结构能协同承受地震作用。多、高层建筑基础的整体性以及基础与上部结构的可靠连接是结构整体性的重要保证。 2）宜有多道抗震防线。
7、地震有一定的持续时间 ,而且可能多次往复作用 ,根据地震后倒塌的建筑物的分析 ,我们知道地震的往复作用使结构遭到严重破坏 ,而最后倒塌则是结构因破坏而丧失了承受重力荷载的能力。因此，设置合理的多道防线，是提高建筑抗震能力、减轻地震破坏的必要手段。 多道防线的设置，原则上应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或者选用轴压比较小的抗震墙、实体筒墙等构件作为第一道抗震防线，一般情况下，不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。例如，在框架-抗震墙体系中，延性的抗震墙是第一道防线，令其承担全部地震力，延性框架是第二道防线，要承担墙体开裂后转移到框架的部分地震剪力。对于单层工业
8、厂房，柱间支撑是第一道抗震防线，承担了厂房纵向的大部分地震力，未设支撑的开间柱则承担因支撑损坏而转移的地震力。 3）足够的侧向刚度、冗余度。 对于建筑抗震设计来说，防止倒塌是我们的最低目标，也是最重要和必须要得到保证的要求。而建筑的倒塌往往都是结构构建破坏后致使结构体系变为机动体系的结果。从能量耗散角度看，在地震作用下，结构上每出现一个塑性铰，即可吸收和耗散一定数量的地震能量。在整个结构变成机动体系之前，能够出现的塑性铰越多，耗散的地震输入能量就越多，就更能经受住较强地震而不倒塌。从结构传力路径上看，超静定结构要明显优于静定结构。因此，从这个意义上来说，结构冗余度越多，抗震安全度越高。 4）
9、“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件”的设计准则。 抗震设计三水准原则：小震不坏、中震可修、大震不倒。结构设计时，主要通过弹性计算保证“小震不坏” 。 “中震可修”原则即为概念设计的内容，主要采用放大系数保证强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件。“大震不倒”原则主要依靠采取抗震构造措施，提高延性来保证。 四、建筑结构概念设计的意义 在结构设计中，概念设计占据极其重要的地位，结构设计与分析的首要步骤就是概念设计。在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。由于概念设计可以借助概念性近似计算方法来完成，虽有一定的误差度，但概念清楚、定性准确、运算简单快捷,所以往往能迅速选择出最优方案。作为结
10、构设计的灵魂和核心，概念设计统领着整个结构设计过程，也显示了设计工程师的理论和设计水平。通过结构概念设计的运用，可以从全局上明确结构的各项性能，从而科学的判断计算分析得到的结果并进行合理的利用，确保了设计过程中工程师的主体地位。 强调概念设计的重要，主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，比如对混凝土结构设计，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法，这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计
11、算机结果的高精度特点，往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，结构工程师只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。 结束语 我国城市建设速度越来越快，城市中的工程建设数量逐渐增加，为了创造 更多精品工程，我们结构设计人员在日常设计工作中，必须学会熟练运用概念设计，并使这一理念贯穿于结构设计工作的整个过程当中，既要严格把握好设计的大原则，又要全面考虑诸多因素，最终才能保证设计的科学性和严谨性。 参考文献 1GB50011-2010，建筑抗震设计规范. 中国建筑工业出版社 2GB50007-2011，建筑地基基础设计规范. 中国建筑工业出版社 3黄世敏、杨沈的建筑震害与设计对策. 中国计划出版社
