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建筑结构抗地震倒塌能力设计方法研究 摘要：结构设计是保证建筑抗震能力提升的重要基 础，从抗倒塌能力提升的角度进行结构设计可以最大限度降 低建筑倒塌的破坏程度，从系统化的角度进行先整体后细节 的设计，可以保证建筑结构具备一定的整体性，从而迗到其 大震不倒的最终目标。 关键词：建筑结构设计；抗倒塌；整体性；设计方法 一、建筑结构抗地震倒塌能力设计的基本思路 地震对于建筑的破坏会导致其出现变形和倒塌，因此在 地震中造成伤亡的不是地震本身而是建筑的损毁，所以提高 建筑物的抗倒塌能力是建筑结构设计的重要设计思想之一。 建筑本身是一个整体，所以在抗倒塌的要求下，建筑结构设 计必须将建筑作为一个系统进行全面衡量，这样才能提高建 筑的抗倒塌能力。对于建筑结构的体系而言，建筑构件与整 体之间是相互依存的关系，离开整体结构也就不能发挥其应 有的作用，反之独立的结构构件也会影响整体的功能，所以 在设计中要实现抗倒塌就必须从整体系统来考虑结构设计。 因为建筑系统是一个复杂的系统，所以结构系统的功能必须 依靠构件与构件之间的相互作用来实现，结构设计中结构构 件不同的组合方式就会产生不同的整体性，即抗震抗倒塌的 效果，这也就是建筑结构抗震设计的核心思路。选择不同的 结构构件形式和组合方式使之迗到抗倒塌的目的。 综上就会出现两种情况，一种是结构构件之间的相互依 赖加剧了结构整体的功能性损失，这样在地震中一旦结构构 件遭到破坏就会导致整体结构平衡的破坏，从而产生受力的 不对称，此时整个建筑的抗震能力也就变弱，这样的情况就 称之为不利于整体结构，整个结构系统就会体现为易倒塌。 而另一种情况则是有利于整体性的设计，在设计中利用合理 的系统组织和设计，可以影响结构构件之间的响应模式，从 而最大限度的减少结构构件损失而导致的整体失衡，即结构 构件遭到破坏而不会影响整个建筑的稳定性，也就不会发生 连续的破坏而导致建筑物倒塌。这样的系统性能也可称之为 鲁棒性。这样的系统抗震性往往可以体现为3-1而大于2, 其重要的意义就在于，如果建筑遇到强震建筑也会保持一定 的形态而不至于倒塌或者连续倒塌等。 在实际的设计中，要以抗地震抗倒塌能力作为结构设计 的思想，就必须提高鲁棒性和整体的稳定性，但是也不能忽 视整体牢固性的支持，所以建筑结构抗地震倒塌能力设计的 基本思路就是将结构的鲁棒性、整体稳定、整体牢固三者平 衡起来，三者缺一则建筑结构的抗倒塌能力就不会达到抗震 的要求 、提高建筑抗震倒塌能力的设计方法 1、提高第二阶段的设计 在我国现有的规定中，抗震有三个水准，“小震不坏、 中震可修、大震不倒”，并利用二阶段设计的方式予以实现， 一阶段是按照小规模地震进行计算与分析，解决的是结构整 体的基本安全储备，这个设计阶段的设计方法与思路都已十 分成熟。但是第二阶段中，抗倒塌设计因为分析与模拟的难 度较大，我国抗震规范中要求仅停留在采用合理抗震措施来 保证大震不倒，但是针对“不到”的具体操作往往存在理解 与操作偏差，实现起来十分复杂。我国采用的是梁柱受弯承 载力比的条件来实现“强柱弱梁”结构屈服机制，但是曰本 采用的是延性的整体结构屈服机制的计算和分析，并对框架 结构和框架-剪力墙结构具有延性的整体结构屈服机制的模 式，同时也在结构屈服计算中要求进行静力弹塑性分析，可 操作性较强，在我国的设计中也可采用此思路进行辅助设 计。同时利用概念设计来考虑建筑整体结构的屈服机制，帮 助设计者明确整体结构的破坏模式和倒塌机制，进而明确结 构中不同构件的主次，以及变形能力和承载能力等，从而实 现对抗倒塌能力的提高，完成建筑结构设计。 2、重视对结构形式的选择 结构形式的选择和抗震体系的选择是保证建筑抗震安 全的重要基础，在设计中必须重视对建筑结构整体形式的选 择，按照抗震的需要进行合理的结构组织与配置，按照系统 组织科学的思路进行结构设计。建筑抗震能力的体现首先体 现在结构系统的选择上，也就是解决抗震体系的问题，然后 才是抗震构造的组织与实施，最后才是按照抗震要求进行细 化计算，从而形成一个完整的设计方案。然而在实际的工程 中，因为抗震体系和结构类型存在多种形式，不同的结构形 式会形成不同的计算与分析方法，所以不能用细致的规范进 行罗列以供选择，同时在我国的建筑结构设计中，对于结构 整体性的设计往往不够重视，所以结构工程师往往在设计中 对于整体结构系统的设计存在短板，不能完全按照规范和实 际需求进行科学的选择与设计。因此在设计中应强化抗震规 范中结构体现与选择类型上的指导意见和标准，立足于结构 设计的整体性。同时在实际的灾害和案例分析中说明，按照 同样的规范进行结构设计也可能会产生抗震性能的差异，因 为结构参数的不同，如结构方案、超静定次数、屈服机制等 等，都会导致建筑的抗倒塌能力存在差异。目前结