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建筑设计

CoNSTRUCTIoN

浅谈抗震概念与高层建筑结构设计

李志勇高晓静

河北建筑设计研究院有限责任公司秦皇岛分公司066000

摘要：针对目前建筑结构设计当中过分依赖结构软件计算结果，不注重结构的构造设计。提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造

性，推动结构设计的发展。所谓的概念设计一般指不经数值计算，尤其在一些难以作出精确力学分析或在规范中难以规定的问题中，从整体的角

度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制

关键词：建筑设计；概念设计；抗震

近十年来，高层建筑大量涌现，J￡结构一般都是不规则的，有些度中心往往不容易重合，在地震作用下会产生扭转效应，大大加剧地

是特别不规则的，从而使结构设计遇到了许多难点，结构_T程师发挥震的破坏力度。建筑立面设计时应避免采用带有突然变化的阶梯形立

了创造才能，尽可能地解决结构设计巾的难题和技术关键，从而陆续面。并尽可能降低房屋的重心，突}lJ屋面建筑部分的高度不应过高，

产生了能适应建筑师创新意识的多种复杂高层建筑结构体系。高层建以免地震时发生鞭梢效应。

筑连体结构是一种新型结构形式，通过在不同建筑塔楼间设置连接体4．合理地进行结构的选型与布置

使其成为共同的使用空间。同时，由于连体建筑的独特外形能够带来在结构选型方面应根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场

强烈的视觉效果，使建筑型体更具特色。地、地基、基础、材料和施工等因素，经济技术、经济条件比较综合

1．我国现行规范对抗震设计的要求确定。常见的结构类型按照抗震性能优劣依次是：钢结构，型钢混凝

地震作用是一种随机的不可复制的自然运动，是其大小和方向都土结构，混凝土．钢混合结构，现浇钢筋混凝土结构，预应力混凝土

无法确定的一种偶然荷载。根据我国《抗规》规定，建筑物的抗震设结构，装配式钢筋混凝土结构，配筋砌体结构，砌体结构等。

计按“三水准二阶段”进行，即体现“小震不坏，中震可修，大震不5．非结构部件处理

倒”的原则，一般情况下遭遇第一水准烈度时，建筑处于正常使用状在地震作用下，建筑中的内隔墙、楼梯踏步板、框架填充墙、建

态，从结构抗震设计计算的角度，可以视为弹性体系，用弹性反应谱筑外围墙板等部件也会或多或少地参与工作，可能改变整个结构或某

进行弹性阶段分析；当遭遇第二水准烈度时，结构进入非弹性工作阶些构件的刚度、承载力和传力路线，产生出乎意料的抗震效果，或造

段，但非弹性变形或结构体系的损坏控制在可修复的范围，此阶段的成未估计到的局部震害。妥善处理这些非结构部件，可减轻震害，提

设计主要由构造来体现；遭遇第三水准烈度时，结构有较大的非弹性高建筑的抗震可靠度。

变形。但变形控制在规定的范围内，以免倒塌。二阶段的设计即是按6．优化准则及其保证措施

小震作用效应和其他荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力以考虑地震作用时必须充分领会和灵活运用抗震概念设计的优化准

及在小震作用下验算结构的弹性变形，一般采用的是弹性反应谱分析则和采取相应的构造措施。优化准则“强节弱杆”一防止节点破坏先

方法，以满足第一水准抗震设防目标的要求；第二阶段是在大震作用于构件“；强柱弱梁”一防止杆系发生楼层倾移破坏机制，要求柱的

下验算结构的弹性塑性变形。以满足第三水准抗震设防目标的要求。抗弯能力高于梁的抗弯能力“；强剪弱弯”～防止构件剪力破坏，要

对于第二水准抗震设防目标的要求，《抗规》是以抗震措施来加以保求杆件的受剪承载力高于受弯承载力“；强压弱拉”一对杆件截面而

证的。言，为避免杆件在弯曲时发生受压区混凝土破裂的脆性破坏，使受拉

2．选择有利的抗震场地区钢筋承载力低于受压区混凝土受压承载力。保证措施保证措施有两

通过比较震害普查绘制的等震线图可以发现，在正常的烈度区个方面：一是调整或限制构件的荷载效应，二是强制规定必要的构造

内，常存在着小块的高一度或低一度的烈度异常区。同一次地震的同一措施。这两个方面在高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ