一種新型建筑結構的分災抗震設計研究★

龐 乃 勇

(中糧置業投資有限公司，北京 100020)

·結構·抗震·

一種新型建筑結構的分災抗震設計研究★

龐 乃 勇

(中糧置業投資有限公司，北京 100020)

簡述了分災抗震設計的定義及結構原理，介紹了新型建筑結構體系——節能砌塊隱形密框結構體系的構造形式，并深入分析了該結構體系的抗震減災能力，對建筑物結構抗震性能的進一步研究有重要意義。

新型建筑結構，抗震設計，結構體系，構造形式

1 分災抗震設計概念

基于分災模式的結構抗震設計[1-3]，就是輸入的地震能量由結構的不同分災元件來分擔，同時明確各部分在不同階段所消耗的能量大小，確保主體結構在設計使用期間內，尤其在強震作用下所受到的地震力大大降低，仍能夠單獨承擔荷載作用。分災抗震設計結構原理見圖1。

2 密肋耗能復合墻結構體系

結構形式合理、墻體材料適宜和生產工藝先進是我國對新型住宅結構體系的重點要求，基于以上要求并綜合考慮建筑結構的耗能減震性能，由西安建筑科技大學和北京交通大學聯合開發了一種新型住宅結構體系——節能塊體隱形密框結構體系[4,5]。

節能塊體隱形密框結構體系采用裝配整體式方案，由預制密肋耗能復合墻板、現澆隱形框架和復合樓板組合而成，其構造形式見圖2。其中密肋耗能復合墻板是由密布的肋梁和肋柱形成的肋格，內嵌節能輕質塊體預制而成，隱形框架是由樓層暗梁、邊框柱和連接柱形成[6]。

3 節能塊體隱形密框結構體系分災設計

節能塊體隱形密框結構體系層層嵌套的構造形式使得構件之間具有復雜的協同工作關系，結構破壞模式多樣，因此需要通過預先設計好的分災路徑，調整墻體地震內力分布比例，實現合理的結構破壞機制。節能砌塊隱形密框結構分災路徑(抗震防線)見圖3。

通過對結構材料、選型和尺寸方面的優化設計及分災元件的合理布置，實現“節能塊體—框格—外框”三階段破壞的分災抗震模式，有效減小地震作用帶來的危害，以達到結構整體失效損失最小的目的。圖4表示節能塊體隱形密框結構分災路徑可以實現的性能目標。由圖4可知，在大震作用下，外框架仍在彈性階段工作，建筑物大震不壞；在中震作用下，外框架會發生破壞，但是只需要對其進行修復或替換，在小震作用下，結構的各個分災元件均處于彈性階段。

4 結語

本文以新型建筑結構體系——節能塊體隱形密框結構體系為例，深入分析了基于分災模式的結構抗震性能，為結構基于性能的抗震設計提供參考。

[1] 李 剛，程耿東.基于性能的結構抗震設計——理論、方法與應用[M].北京：科學出版社，2004.

[2] 程耿東，蔡文學.基于分災模式的結構防災減災設計概念初探[J].自然災害學報，1996，5(1)：22-27.

[3] Wen, Y. K.， Kang, Y. J.. Minimum Building Life-cycle Cost Design Criteria，I：Methodology and Ⅱ Applications[J].Journal of Structural Engineering，2001，127(3)：330-346.

[4] 姚謙峰，龐乃勇，夏 雷.基于抗震概念設計的密肋復合墻新型抗震結構體系[J].北京交通大學學報，2010，34(4)：50-55.

[5] 夏 雷.底部框架密肋復合墻結構組合作用效應及非線性分析方法研究[D].北京:北京交通大學博士學位論文，2012.

[6] 姚謙峰，師永恒.密肋壁板結構分災抗震設計[J].工業建筑，2008，38(1)：1-3，13.

A new-type research on building structure of damage-reduction and seismic-resistance design★

Pang Naiyong

(CofcoComercialPropertiesInvestmentCo.,Ltd,Beijing100020,China)

The paper indicates the definition and structural principle for the seismic isolated and anti-seismic design, introduces the new architectural structural system, energy-saving block and invisible multi-ribbed structure, and analyzes the anti-seismic and disaster relief capacity of the structural system, so it is meaningful for the further research on the anti-seismic performance of the architectural structure.

new architectural structure, anti-seismic design, structural system, structural form

1009-6825(2015)02-0020-02

2014-11-05★：國家自然科學基金資助項目(項目編號：51078028)

龐乃勇(1986- )，男，工程師

TU352

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