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摘要：随着近几年地震频发，人们越来越重视房屋的抗震，在经验中慢慢积累的经验得到这样一个结论，站在建筑抗震设计的角度分析，要把组织结构概念设计比组织结构计算设计看的更重。仅仅是凭微观的数学力学计算还很难确保建筑物在遭遇大地震动时具有良好的抗震性能，在实际工程设计中，最主要的是提高组织结构抗震能力方面发挥了重要作用。
关键词:工民建;结构抗震;探索研究
中图分类号：TU352.1+1 文献标识码：A 文章编号：
20 世纪70 年代以来，设计师在总结曾经发生的多次大地震动灾害的经验中慢慢积累的经验得到这样一个结论，站在建筑抗震设计的奇偶度分析，要把组织结构概念设计比组织结构计算设计看的更重。仅仅是凭微观的数学力学计算还很难确保建筑物在遭遇大地震动时具有良好的抗震性能概念设计在实际工程设计中，最主要的是提高组织结构抗震能力方面发挥了重要作用。
结构抗震设计理论经历了静力设计、反应谱设计、动力设计和减震控制设计四个阶段，当前国内外抗震设计的发展趋势是根据对结构在不同超越概率水平下的地震作用下的性能或变形要求进行设计，结构弹塑性时程分析成为抗震设计的一个必要的组成部分，抗震设计进入了一个真正意义上的动力分析时代。
1 概念设计的重要性和必要性
随着社会经济的发展和生活水平的提高，设计师对建筑组织结构设计也提出了更高的要求。地震分为小震、中震和大震。所谓小震指的是常遇地震,50 年出现的概率大约为63%,重现期为50 年。中震是指50年出现的概率约为10%,重现期为475 年。而大震指的是罕遇地震,50 年出现的概率为2%～3%, 重现期为1641～2475 年。这个阶段的结构设计,对延性就会提出相应的要求,而延性就要靠精心设计的细部构造措施来保证。当大震来临的时候,结构的非线性变形非常大,也可能发生不可修复的破坏。处于这个阶段的结构就需要通过计算它的弹塑性变形来保证结构不致倒塌。
1.1 重视概念设计，还体现在整体规划设计阶段。初步设计过程是不能借助计算机来实现的，这就需要组织结构工程师综合运用组织结构概念，选择最为可靠、经济的组织结构整体规划。所以，需要工程师不断地丰富自己的设计理念，深入了解各类组织结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。运用概念性近似估算方法，可以在设计整体规划阶段迅速、有效果的对组织结构体系进行构思、比较与选择所得整体规划往往概念清晰定性准确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能同时，这也是判断计算机内力。分析输出数据可靠与否的主要依据。美国一些著名学者和专家曾说过：误用计算机造成组织结“破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”计算软件的选择和使用不当，也会造成组织结构设计的不合理，甚至影响到建筑物本身的安全性。应用概念设计的思想，可以避免此类情况的发生。
1.2 新抗震规范以可靠度理论为基础，吸收了延性设计的思想但对于一些具体问题，例如：中震可修的设防目标等，规定相当模糊，所以，我们不能盲目地照搬照抄规范，应该把规范作为一种指南和参考，并在实际工程应用中做出正确的选择，这就要求我们对整体组织结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识，把概念设计应用到实际工作中去。
一直以来，设计师认为组织结构设计很简单，只需遵循规范和手册，等建筑师完成建筑设计后，使用计算机就可以完成组织结构设计，但这不能充分地运用组织结构设计者的知识和技能，而且还会与建筑设计整体规划产生分歧和矛盾，所以我们应考虑在组织结构设计中如何运用概念设计，举个例子组织结构的抗风设计与抗震设计，抗震设计要求能消减外荷载，吸收或转换震动的能量；而抗风设计则要求组织结构在风的作用下，动力相对而言应该小点，刚度较大这一矛盾必然影响组织结构体系的抗风和抗震性能。为了弥补这一不足，需要合理的概念设计与延性构造措施来加以保证。
1.3 建筑组织结构的抗震设计，存在着许多模糊而且不确定的因素。例如大地震动作用是一种随机性很强而且循环往复的荷载建筑物的大地震动破坏机理又十分复杂，要准确计算或预测建筑物所遭遇的大地震动特性和参数，还难以做到。风荷载的脉动性与涡流作用情况也是如此。因为建筑物受到的大地震动作用难以确定，所以适用、安全、经济的组织结构体系必须注重概念设计。
1.4 新抗震规范提出了在建筑物内设置大地震动反应观测系统的要求，并提出了组织结构两个主轴方向的动力特性（周期和振型）相近的抗震概念。所以在组织结构概念设计中还应该注意组织结构与场地的共振问题。例如在唐山大地震动时，天津塘沽地区的7 到10 层框架组织结构房屋破坏严重，而3 到5 层的砖混组织结构住宅却只有轻微损坏。后来经调查发现，框架房屋的自振周期和场地的卓越周期一致导致共振，而3到5 层砖混住宅的自振周期远低于场地的卓越周期，因此破坏较轻。
2 概念设计的理解和应用
组织结构抗震设计的目的是使组织结构在强度、刚度、延性以及节能等方面取得最佳，从而满足小震不坏，中震可修，“大震不倒”的要求。在当前的科技水平和经济条件下，为了保证组织结构具有可靠的抗震性能，概念设计应充分考虑以下因素：场地条件和场地土的稳定性，建立组织结构计算模型，抗震组织结构体系的选取，材料效用，温度作用以及组织结构的空间作用等。
2.1 组织结构薄弱部位抗震构造措施的理解和应用。组织结构薄弱部位的处理，如建筑平面外墙转角处的转角窗，限制了角部组织结构竖向抗侧力构件的设置，如果采用概念设计，解决这一问题的方法是2 竖向构件间应设厚板、暗梁等可靠拉结。再如，由于节点部位的重要性，所以引入抗裂性的概念，以此来比较梁柱节点偏心所引起的节点性能的变化。建议在大地震动区，不宜采取梁柱偏心过大的节点形式，而且构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力。
2.2 现行抗震计算模型的理解和应用新抗震规范规定：一般情况下，应允许在建筑组织结构的2个主轴方向分别计算水平大地震动作用并进行抗震验算，各方向的水平大地震动作用应由该方向抗侧力构件承担。而实际组织结构难以實现强柱弱梁的主要原因则是计算模型问题。即：仅仅对相互正交的2 个主轴方向进行内力分析和强度设计，不能真实反映组织结构的空间作用。所以，应用概念设计的原理，结合大量地震带来的危害和试验研究成果，所得出的结论是：构件的最不利受力状态随着构件和大地震动作用方向而变化。当大地震动作用方向与组织结构主轴方向一致时，梁处于最不利受力状态；当大地震动作用与组织结构的主轴方向呈45 度时，大多数柱处于最不利受力状态。
参考文献
[1]房屋结构设计中常见的问题分析，王小莹，《建筑与规划设计》2010年04期
[2]浅析高层建筑设计，张凡，《中国建筑论坛》2009年05期
[3]建筑机构设计基础理论，王小艳，《房地产业》2003年03期
关键词:工民建;结构抗震;探索研究
中图分类号：TU352.1+1 文献标识码：A 文章编号：
20 世纪70 年代以来，设计师在总结曾经发生的多次大地震动灾害的经验中慢慢积累的经验得到这样一个结论，站在建筑抗震设计的奇偶度分析，要把组织结构概念设计比组织结构计算设计看的更重。仅仅是凭微观的数学力学计算还很难确保建筑物在遭遇大地震动时具有良好的抗震性能概念设计在实际工程设计中，最主要的是提高组织结构抗震能力方面发挥了重要作用。
结构抗震设计理论经历了静力设计、反应谱设计、动力设计和减震控制设计四个阶段，当前国内外抗震设计的发展趋势是根据对结构在不同超越概率水平下的地震作用下的性能或变形要求进行设计，结构弹塑性时程分析成为抗震设计的一个必要的组成部分，抗震设计进入了一个真正意义上的动力分析时代。
1 概念设计的重要性和必要性
随着社会经济的发展和生活水平的提高，设计师对建筑组织结构设计也提出了更高的要求。地震分为小震、中震和大震。所谓小震指的是常遇地震,50 年出现的概率大约为63%,重现期为50 年。中震是指50年出现的概率约为10%,重现期为475 年。而大震指的是罕遇地震,50 年出现的概率为2%～3%, 重现期为1641～2475 年。这个阶段的结构设计,对延性就会提出相应的要求,而延性就要靠精心设计的细部构造措施来保证。当大震来临的时候,结构的非线性变形非常大,也可能发生不可修复的破坏。处于这个阶段的结构就需要通过计算它的弹塑性变形来保证结构不致倒塌。
1.1 重视概念设计，还体现在整体规划设计阶段。初步设计过程是不能借助计算机来实现的，这就需要组织结构工程师综合运用组织结构概念，选择最为可靠、经济的组织结构整体规划。所以，需要工程师不断地丰富自己的设计理念，深入了解各类组织结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。运用概念性近似估算方法，可以在设计整体规划阶段迅速、有效果的对组织结构体系进行构思、比较与选择所得整体规划往往概念清晰定性准确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能同时，这也是判断计算机内力。分析输出数据可靠与否的主要依据。美国一些著名学者和专家曾说过：误用计算机造成组织结“破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”计算软件的选择和使用不当，也会造成组织结构设计的不合理，甚至影响到建筑物本身的安全性。应用概念设计的思想，可以避免此类情况的发生。
1.2 新抗震规范以可靠度理论为基础，吸收了延性设计的思想但对于一些具体问题，例如：中震可修的设防目标等，规定相当模糊，所以，我们不能盲目地照搬照抄规范，应该把规范作为一种指南和参考，并在实际工程应用中做出正确的选择，这就要求我们对整体组织结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识，把概念设计应用到实际工作中去。
一直以来，设计师认为组织结构设计很简单，只需遵循规范和手册，等建筑师完成建筑设计后，使用计算机就可以完成组织结构设计，但这不能充分地运用组织结构设计者的知识和技能，而且还会与建筑设计整体规划产生分歧和矛盾，所以我们应考虑在组织结构设计中如何运用概念设计，举个例子组织结构的抗风设计与抗震设计，抗震设计要求能消减外荷载，吸收或转换震动的能量；而抗风设计则要求组织结构在风的作用下，动力相对而言应该小点，刚度较大这一矛盾必然影响组织结构体系的抗风和抗震性能。为了弥补这一不足，需要合理的概念设计与延性构造措施来加以保证。
1.3 建筑组织结构的抗震设计，存在着许多模糊而且不确定的因素。例如大地震动作用是一种随机性很强而且循环往复的荷载建筑物的大地震动破坏机理又十分复杂，要准确计算或预测建筑物所遭遇的大地震动特性和参数，还难以做到。风荷载的脉动性与涡流作用情况也是如此。因为建筑物受到的大地震动作用难以确定，所以适用、安全、经济的组织结构体系必须注重概念设计。
1.4 新抗震规范提出了在建筑物内设置大地震动反应观测系统的要求，并提出了组织结构两个主轴方向的动力特性（周期和振型）相近的抗震概念。所以在组织结构概念设计中还应该注意组织结构与场地的共振问题。例如在唐山大地震动时，天津塘沽地区的7 到10 层框架组织结构房屋破坏严重，而3 到5 层的砖混组织结构住宅却只有轻微损坏。后来经调查发现，框架房屋的自振周期和场地的卓越周期一致导致共振，而3到5 层砖混住宅的自振周期远低于场地的卓越周期，因此破坏较轻。
2 概念设计的理解和应用
组织结构抗震设计的目的是使组织结构在强度、刚度、延性以及节能等方面取得最佳，从而满足小震不坏，中震可修，“大震不倒”的要求。在当前的科技水平和经济条件下，为了保证组织结构具有可靠的抗震性能，概念设计应充分考虑以下因素：场地条件和场地土的稳定性，建立组织结构计算模型，抗震组织结构体系的选取，材料效用，温度作用以及组织结构的空间作用等。
2.1 组织结构薄弱部位抗震构造措施的理解和应用。组织结构薄弱部位的处理，如建筑平面外墙转角处的转角窗，限制了角部组织结构竖向抗侧力构件的设置，如果采用概念设计，解决这一问题的方法是2 竖向构件间应设厚板、暗梁等可靠拉结。再如，由于节点部位的重要性，所以引入抗裂性的概念，以此来比较梁柱节点偏心所引起的节点性能的变化。建议在大地震动区，不宜采取梁柱偏心过大的节点形式，而且构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力。
2.2 现行抗震计算模型的理解和应用新抗震规范规定：一般情况下，应允许在建筑组织结构的2个主轴方向分别计算水平大地震动作用并进行抗震验算，各方向的水平大地震动作用应由该方向抗侧力构件承担。而实际组织结构难以實现强柱弱梁的主要原因则是计算模型问题。即：仅仅对相互正交的2 个主轴方向进行内力分析和强度设计，不能真实反映组织结构的空间作用。所以，应用概念设计的原理，结合大量地震带来的危害和试验研究成果，所得出的结论是：构件的最不利受力状态随着构件和大地震动作用方向而变化。当大地震动作用方向与组织结构主轴方向一致时，梁处于最不利受力状态；当大地震动作用与组织结构的主轴方向呈45 度时，大多数柱处于最不利受力状态。
参考文献
[1]房屋结构设计中常见的问题分析，王小莹，《建筑与规划设计》2010年04期
[2]浅析高层建筑设计，张凡，《中国建筑论坛》2009年05期
[3]建筑机构设计基础理论，王小艳，《房地产业》2003年03期