概念設計在建筑抗震設計中的體現及應用

景海龍

【摘要】近些年地震頻率逐步提升，對人們生命、財產有著較大威脅。因此對建筑抗震設計進行有效強化成為必然。本文主要對建筑抗震中如何運用概念設計進行探討分析，對其應用狀況進行總結，以期為建筑抗震性能的有效增強做出貢獻。

【關鍵詞】概念設計；建筑抗震設計；體現；應用

設計建筑時，對概念設計進行恰當運用可使抗震性能得以有效提升，不論是安全性還是穩定性都顯著增強，進而使結構體系與抗震要求相契合的同時，使結構造價達到經濟理想化。

1、概念設計具體體現概述

1.1基本概述

建筑設計通常分成計算、概念兩部分設計。計算設計通常以準確數據、信息等為基礎，而地震無法有效預測，因此從計算設計出發對建筑進行抗震設計并不現實。而概念設計主要指設計師以建筑空間為基準，從整體概念出發對結構方案進行設計，同時對各構件和結構相關關系進行有效處理。設計時一般會通過概念設計對地震情形進行引入，而后做出相應模擬，同時按照相關參數對建筑結構進行合理計算，從而獲得相應抗震結構，確保其抗震性能的有效強化。此外抗震設計應以建筑周圍小震效應為基準，計算各主要構件相應的承載力，從而把握好建筑具體彈性變形。此外還應合理計算大震時結構變形情況，確保設計在抗震方面實現第三水準。抗震設計以設計目標為導向來展開，為確保抗震性能的有效提升，設計師應對結構概念進行強化，使結構方案在效果、造價方面都實現理想化，從而實現小震不壞而大震不倒的設計目標。

1.2概念設計關注要點分析

首先選取場地需要使建筑與不利地段相遠離，如果不能避免則需采取相應抗震措施。因此選取地基時應靠近抗震有利地段。可選擇土質較為堅硬而地質元素也較為均勻的地區。此外結構設計應盡量使平立面保持規則，同時剛度分布較為均勻，從而避免地震導致薄弱處產生集中性質的破壞。結構設計需要使扭轉規、側向剛度等規則化，同時構件在布置方面須保持規則。其次對結構體系進行針對選取。結構體系需要對計算簡圖及內力如何傳遞等進行概括，還應對多道防線進行合理布置從而防止構件因地震損壞使得結構體系喪失抗震、承載能力。此外概念設計要對強度等的分布進行重視，通常質心、剛心相應的偏心距不應過大，防止局部削弱造成薄弱部位的出現。

2、建筑抗震中概念設計具體應用

2.1對抗震結構進行重點設計

現階段若建筑高于150m通常采用筒中筒、框—筒還有框架支撐等結構體系。上述體系應用良好，而國內鋼材產量巨大，再加之鋼結構等方面生產進步較大，因此結構設計可以采取鋼骨砼、鋼管砼及鋼結構等結構體系，同時對柱斷面進行合理調校，從而使其抗震性能得到有效提升。此外還可推動抗震模式從硬性為主向著柔性為主進行轉變，通過以柔克剛或剛柔結合的方式對地震沖擊進行合理釋放。

2.2對隔震技術進行恰當運用

設計師通常在基礎及上部結構中間建設隔震層，使二者實現有效隔離，降低能量傳播，確保其抗震性能得以有效提升，并減少地震能量所造成的破壞。對隔震技術進行恰當運用，使主體結構得到安全應用的同時，有效保護其內部構件。地震過后并不需要較大修復，僅需對隔震裝置進行更換。該技術對于隔震設施有著較高標準，其不論是豎向承載還是初始剛度等都應達標，從而實現對水平位移的有效把控；隔震設施在水平變形、阻尼等方面性能應較強，其自振周期應和場地振動時的特征周期相契合，從而對其地震能量進行吸收，使地震災害得以減輕。

2.3剪力墻結構相應構造措施應用

就剪力墻而言，對端部錨固通常有如下做法：

對鋼筋錨固來說，后者做法較為合理。前者主要將其分布鋼筋置于端部的保護層進行錨固，地震破壞會使其保護層產生脫落，墻體鋼筋便會裸露，而錨固也就顯得毫無意義。而后者則將鋼筋錨固于端柱中間位置，若有地震破壞，即便其端部相應保護層出現脫落，其端柱仍可使鋼筋受到有效錨固。因此只有對錨固相關概念進行正確認知，才會使構造措施更為合理。

2.4降低地震時能量輸入

結構設計通常以位移為基準進行，對各抗震方案進行合理分析從而對其變形彈性等進行有效處理，使建筑能夠承受預期地震引發的變形程度。在分析建筑各部位承載力時，應對樓層之間可能發生的位移進行考慮并控制，同時以從建筑位移及構件變形等狀況出發，對其形變性質及抗震能力等進行明確。此外在進行地基建設時，應將建筑設置于堅固地面，避免地震對其造成力的輸入，從而破壞程度進行有效控制。

2.5抗震防線須多道、合理設置

在防線設置方面，設計師應使抗震體系含有足夠的調節性，例如由抗震墻及延性框架等合理配置而構建的框架——抗震墻這一體系，便以概念設計為基礎，對豎向支撐進行選取時側重于重力荷載較小的設計，同時選取抗震墻時其軸壓應小，從而對抗側力進行有效構建。此外該體系不應選取框架柱，其軸壓通常較大，地震破壞會使其喪失豎向的承載力，從而導致坍塌狀況等的發生。

2.6應用意義

首先概念設計有效拓展了結構設計思路。以往計算理論通常僅對結構抗力如何有效提升加以關注，使得配筋量及砼等級逐漸提升，設計師僅關注配筋率不超標準即可，導致諸如肥梁胖柱等的出現。而概念設計可有效改善片面加筋、強化等級等情況。此外初步設計時無法以計算機為輔助進行實現設計，這便需設計師以其結構概念為基準，對結構方案進行合理選取。

總結：

強化抗震設計對建筑而言至關重要，設計師應以概念設計為基準，根據區域地質、抗震要求等從多角度來設計結構體系，使抗震性能得以有效強化，有效降低地震效應。

參考文獻：

[1]鄭海峰.探究抗震設計理念在建筑結構中的體現[J].建材與裝飾，2017（32）：118-119.