高层建筑结构抗震设计论文
高层建筑结构抗震优化设计论文

浅谈高层建筑结构抗震的优化设计【摘要】综述了高层建筑抗震设计的必要性,论述了我国高层建筑抗震设计中的一些问题,并论述了我国高层建筑结构抗震的具体设计和提高结构抗侧力和构件的延性应注意的事项。
【关键词】高层建筑;结构抗震;优化设计1.高层建筑抗震设计的必要性20世纪70年代以来,结构工程师在总结历次地震灾害的经验中逐渐认识到宏观的概念设计比以往的数值设计对工程结构抗震来说更为重要,因此,人们对于概念设计愈来愈重视。
抗震概念设计就是从结构总体方案设计一开始,就运用人们对建筑结构抗震已有的正确知识去处理好结构设计中遇到的诸如房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延性等问题,从宏观原则上进行评价、鉴别、选择等处理,再辅以必要的计算和构造措施,从而消除建筑物抗震的薄弱环节,以达到合理抗震设计的目的。
2.我国高层建筑抗震设计中的一些问题2.1高度问题按我国现行高层建筑混凝土结构技术规程(jgj3-2002)规定,在一定设防烈度和一定结构型式下,钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。
可实际上,已有许多混凝土结构高层建筑的高度超过了这个限制,对于超高限建筑物,应当采取科学谨慎的态度。
在地震力作用下,超高限建筑物的变形破坏形态会发生很大的变化,有些参数本身超出了现有规范的适宜范围,如安全指标、荷载取值、力学模型选取等。
2.2材料的选用和结构体系问题在高层建筑中,应注意结构体系及材料的优选,现在我国钢材生产数量已较大,钢结构的加工制造能力已有了很大提高,因此在有条件的地方,建议尽可能采用钢骨混凝土结构,钢管混凝土(柱)结构或钢结构,以减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能。
在超过一定高度后,为减小风振需要采用混凝土材料,钢骨、钢管混凝土通常作为首选。
2.3抗震设防烈度较低现在许多专家提出,现行的建筑结构设计安全度已不能适应国情的需要,认为我国“取用了可能是世界上最低的结构设计安全度”,并主张“建筑结构设计的安全度水平应该大幅度提高”。
建筑结构抗震设计能力措施方法论文(共6篇)

建筑结构抗震设计能力措施方法论文(共6篇)第1篇:房屋建筑结构设计体系选型和抗震设计分析前言我国目前房屋建筑的抗震设计工作还有很长的路要走,相关建筑企业应把房屋1具体使用需求,对不同建筑结构进行有效的功能区分,实现建筑结构资源与建筑功能的完美结合。
现阶段,我国建筑的功能越来越多样化、综合化和复杂化,用户对于建筑物的使用需求也越来越多,因此,要科学划分建筑物的使用功能,合理对建筑内部的空间进行规划,综合考虑建筑结构、建筑设计等相关规范要求,对建筑结构进行科学选型,做到既满足建筑物功能要求,又提高建筑物使用效率,又有效节约建筑建造和运营的有关成本和费用。
1.1.3充分考虑结构材料的特性和功能建筑结构的选型过程中需要考虑的最为重要的就是选择建筑结构材料,要对相关材料的基本特性、材料的功能以及特点进行充分地分析,在建筑选型以及布置过程中充分分析建筑结构所具有的优势和特点,科学合理地调整好建筑结构。
现代建谓的水平承重结构,此类型的结构一般包含有无梁楼盖结构、密肋楼盖结构、肋形楼盖以及平板体系几种,而这些结构一个最大的应用优势在于能够有效增加楼层层数。
1.2.3下部结构的选型对于建筑物来说,特别是高层建筑,其最为重要的一个组成部分就是基础选型,即下部结构。
此类结构选型的好坏,会对结构的安全、建筑工程的造价以及施工工期产生重要影响,因而做好高层建筑的基础选型工作有着十分重要的意义。
常见的高层建筑的基础形式有以下几种,分别为:①柱下独立基础:此类基础适合用于层数较少,土质较好的框架结构。
地基为岩石地质时,则可以利用地錨在岩石上锚固好基础,要注意锚入长度≥40d。
②交叉梁基础:即双向为条形基础。
适用:层数不2够与第三抗震性能的水准相满足。
2.1.2地震作用下结构设计要求在多遇地震时,计算结构构件的承载力以及复核结构变形时都要跟弹性设计要求相满足。
经弹性计算分析后可知,结构沿着主轴方向产生的振动形式相似,并且结构的振型、周期、位移形态以及量值都要能够保持在合理的范围:结构所具有的地震作用要能够跟高度分布进行响应:有效的质量系数跟楼层剪力的大小要相关的规范要求相满足,同时要确保剪力墙和连梁截面跟剪应力的控制要求、配筋都在合理范围内。
高层建筑结构设计论文

高层建筑结构设计论文随着科学技术的不断发展,功能俱全的高层建筑越来越多。
高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。
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高层建筑结构设计论文范文一:探究高层建筑结构边节点抗震性能1试验概况1.1试验构件设计和制作边节点试验构件取用承重框架梁柱反弯点之间的一个平面组合体,即“T字形”试件。
为有效保证试件的浇筑质量和垂直度,并与工程实际相符,全部试件均采用钢模板、立模浇筑。
边节点构件柱子的截面尺寸为200mm×200mm,梁的截面尺寸为150mm×250mm,纵向受力钢筋采用HRB400级,箍筋采用HPB235级。
柱子的配筋率为1.13%,梁的配筋率为0.9%,所有构件配筋率和钢筋的强度相同。
为防止柱头破坏,柱上、下两端箍筋加密;节点核心区按照抗震要求对箍筋进行了加密处理。
本次试验共包括7根试件,详细的试验构件概况如表1所示,构件的尺寸和配筋图示,节点核心区采用柱混凝土的构件,施工缝留设在梁下部;节点核心区采用梁混凝土的构件,分别在梁上和梁下留设两道施工缝,施工缝处浇筑时间间隔为2天(48小时)。
1.2试验方法和加载装置采用低周反复试验方法进行研究,加载制度为力—位移混合控制加载,在开始加载到构件屈服前采用力控制;构件屈服后,改用屈服位移的整数倍为级差作为回载控制点,每一位移下循环3次。
在实际框架结构中,当作用水平荷载时,上柱反弯点可视为水平可移动铰,相应的下柱反弯点可视为固定铰;而节点两侧梁的反弯点可视为水平可移动铰。
这样可以有两种加载方案:一种是在柱端施加水平荷载或位移,这时梁能够左右移动而上下受到约束,产生剪力和弯矩。
这种边界条件比较符合实际结构中的受力状态;另一种是将柱保持垂直状态,在梁的自由端施加反复荷载或位移,此时边界条件变为上下柱反弯点为不动铰,梁反弯点为自由端。
本次试验采用的是柱端加载的方式,即采用在柱顶施加轴向力和水平力的方式进行试本次试验在东北电力大学结构试验室进行,采用美国MTS公司生产的MTS液压式伺服加载系统进行试验,采用MTS动态数据采集系统进行数据采集。
高层建筑抗震论文

高层建筑抗震论文随着建筑行业的发展,高层建筑的建设数量越来越多。
在进行高层建筑结构设计的过程中,抗震设计是一项非常重要的组成部分,有利于在突发地震时,保证人们的生命安全。
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高层建筑抗震论文范文一:高层建筑抗震设计问题分析高层建筑在现代化的城市中比较常见,这类建筑有着较高的美观性,建筑结构多采用的是钢结构,高层建筑对抗震性有着较高的要求,设计人员要做好结构的优化工作,选择高强度的施工材料,并做好技术交底工作。
在高层建筑抗震设计中,首先要明确设计的目标,其次要对结构进行优化,设计人员必须重视抗震设计工作,其关系着业主居住的安全性。
在对高层建筑的施工方案进行设计时,要提高梁柱的承载能力,这可以避免地震等作用力对梁柱造成较大的破坏。
1高层建筑抗震设计的相关概念高层建筑的抗震设计还需要结合当地的地形以及气候环境条件,针对一些地震高发地带,设计需要采用强度较高的施工材料,要做好建筑结构的优化工作,保证建筑满足抗震设防的要求。
高层建筑有着良好的发展趋势,在设计与施工时,一定要保证建筑使用的安全性,并且要使建筑在地震力的作用下,不会出现结构严重变形的问题。
高层建筑抗震设计是一项重要的工作,下面笔者对高层建筑结构抗震设计目标以及结构优化措施进行简单的介绍。
1.1高层建筑结构抗震设计目标高层建筑结构抗震设计是一项重要的工作,设计人员需要保证结构的稳定性,高层建筑结构抗震设计目标是“小震不坏、大震不倒”。
为了达到这一目标,设计人员还要合理确定施工的材料,施工材料要具有较高的强度与刚度,建筑结构要具有良好的延展性。
另外,在高层建筑施工时,需尽量减少耗能情况,施工单位要多采用可再生的新型能源。
1.2高层建筑结构优化措施1.2.1加强结构体系的优化高层建筑施工在选择材料时,应尽量选择轻质的材料,结构材料还要具有较高的强度,这样的结构有着良好的连续性,可以抵抗较大的荷载以及作用力,可以保证建筑结构的整体性。
高层建筑结构设计要点研究论文六篇

高层建筑结构设计要点研究论文六篇关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。
第一篇摘要:随着我国人口急剧上升,土地资源稀缺问题愈加明显,为了提升土地利用率,开发商开始将目光投向高层建筑。
近年来,复杂高层与超高层建筑得到广泛应用,它即满足了城市发展的需要,也实现了有限土地资源的有效利用。
因此,本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨,用以提高高层建筑的合理性与科学性。
关键词:复杂高层;超高层;建筑结构;设计要点1引言随着复杂高层与超高层建筑的不断增加,政府对高层建筑的质量提出更高要求,尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。
因此,在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时,要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行,为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。
2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素2.1重力荷载与其他类型的建筑相比,复杂高层与超高层建筑具有特殊性,不仅建筑高度不可比拟,还需要面临重力荷载的挑战。
特别是随着建筑高度不断攀升,地面受力与重力荷载会逐渐上升,在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加,从而加大超高层建筑的困难性。
其次,复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点,主要体现在两个方面:①楼层越高风效应就越大,在风的作用下其合力作用点的位置就越高,由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。
②在建筑结构设计中,建筑的结构自重是企业必须考虑的问题,因为它关乎建筑物的稳定性。
而结构自重与重心位置相关,随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高,从而结构自重不断加大,成为强力作用下的薄弱环节,比如地震等。
2.2风振加速度风力大小与建设楼层的高低相关,通常楼层越高其风力效果越强,因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。
但是,人们对风作用的舒适度有一定的感知,若风振作用过强则会令人产生不适感,从而降低居住品质。
论高层建筑结构设计抗震设计

一Leabharlann 防 线 ,这 样 的 结 构 体 系 对 保 证 结 构 的 抗 震 安 全 性 是 非 常 有 效 的 。 同 时
底框建筑 底层高度 不宜 太高,应控 制在 4. m以 下。高度 加大 ,底层 5
刚 度 减 小 ,重 心 提 高 , 使 框 架 柱 的 长 细 比增 大 , 更 容 易 产 生 失 稳 现
建筑 与 发展
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论高层建筑结构设计抗震设计
桂振 东
桐城 市规划建筑设计 院
【 摘
安徽
安庆
2 10 3 40
要 】 随着高层 建筑的增 多, 结构抗震 分析和 设计 已越 来越 重要。 本文结合 了自身工作经验对 高层建 筑设计 中抗震设计进行 了分析 、 探讨 、
1 实 行 建筑 抗 震 设 计 规 范 , 总 结 工 程 经 验 妥 善 处 理 工 程 问 .
题 :
11 择 有 利 的抗 震 场 地 .选
地 震 造 成 建 筑 物 的 破 坏 ,除 地 震 动 直 接 引 起 的 结 构 破 坏 外 , 场 地 条 件 也 是 一 个 重 要 的 原 因 。地 震 引 起 的 地表 错 动 与 地 裂 ,地 基 土 的 小 均 匀沉 陷 , 滑 坡 和粉 ,砂 土 液 化 等 。 因 此 , 应 选 择 对 建 筑 抗 震 有 利 的 地 段 ,应 避 开 对 抗 震 不 利 地 段 , 如软 弱地 图, 易液化 土 ,条件 突 出 的山嘴 ,高 耸孤 立 的山丘 ,非岩 质 陡坡 、采 空区 。 河岸 和 边坡 边 缘 ,场 地 土在 平面 分 布 上 的原 因 、
建筑结构抗震设计论文
论建筑结构抗震设计摘要:随着时间的推移,高层建筑抗震设计出现了很多新的难题。
本文在分析影响建筑物抗震效果的因素的基础上,就建筑机构的抗震设计提出了几点拙见,旨在与同行共同那个切磋探讨。
关键词:高层建筑;抗震设计;影响因素abstract: with the passage of time, the seismic design of high-rise building there are many new problems. based on the analysis of the factors affect the buildings aseismic effect, on a basis of the seismic design of building institutions puts forward some humble opinion, with counterparts to discuss common the contested.keywords: high building; seismic design; influence factors中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a文章编号:建筑物抗震效果的影响因子分析研究高层建筑结构的抗震设计,必须明确建筑物抗震效果的主要影响因素。
下面,将从建筑结构本身的设计效果、施工材料和施工过程以及建筑场地情况三个方面进行分析。
1、建筑物自身的结构设计建筑物的结构设计是影响抗震效果极为关键的一个因素,建筑物若要达到抗震目的,无论点式住宅或是版式住宅,都必须进行合适的结构设计,保证抗震措施合理,能够基本实现小震不坏、大震不倒这样的目标,提高建筑结构的抗震性能。
2、建筑结构建造材料和施工过程建筑结构的材料是影响抗震效果非常重要的因素,但是这个因素往往被人们忽视,工作人员需要明确这样一点:在一般情况下,地震对建筑物作用力的大小与建筑物的质量成正比。
浅谈高层建筑结构的抗震设计
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浅谈 高层 建筑 结构 的抗 震设 计
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范 同 内。 高层 建 筑有 上述 的受 力特 点 ,因此设计
当建 筑场 地为 I 类时 ,应 允许 仍按 本 地 区抗 震设 防烈度 的要求 采取 抗震措 施 。 丙类建 筑 :应 符合 本地 区抗 震 没防烈度 的要 求 。当建 筑场 地 为 I 时 , 6度外 , 类 除 应 允许 按本地 区抗 震 没防烈度 降 低一 度 的要求
l建筑结 构抗震 等级 的一 般规定 房 屋高度 大 、柱距 较 大而 柱 中轴力 较大 震 级是 表 示地 震 强度 所 划 分 的等 级 , 我 时 , 采 用 型钢 混 凝 土柱 、 管 混凝 土 柱 , 宜 钢 或 同地震 划分 为六 级 :小 地震 3 ,有 感地 震 采 用高 强度 混凝 土柱 。 级 3 45级 , 中强 地 震 45 6级 ,强 烈 地 震 6 7 ~. .~ ~ 2 高层建 筑结 构抗 震设计 的基 本方法 级 , 地 震 7 8 , 于 8 的 为 巨大 地震 。 大 ~ 级 大 级 减 少地震 能量 输 入 。积极采 用 基于位 移 地 震烈 度是 国家主 管部 门根 据地 理 、地 质和 的结 构 抗震设 计 , 要求 进行 定量 分析 , 结构 使 历 史资 料 , 利学勘 查 和验证 , 我 国主要 城 的变形 能力 满足 在预期 的地震作 用下的 变形 经 对 除 要 市 和地 区进 行的抗 震设 防与 地震 分组 的 经验 要 求 。 了验算构 件 的承载 力外 , 控制 结构 数 值 , 地域 概念 。 是 抗震设 防类 别分 为 甲 、 、 在 大震 作用 下 的层间位 移 角 限值或 位移 延性 乙 丁类建 筑 ,全 同大 部分 地 区的房 屋抗 震设 防 比 ; 根据 构 件变形 与结 构位 移关 系 , 确定 构 件 烈 度一 般为 8 抗 6 度f 级地震 ) 抗震 等级 是设 的变形 值 ;并根 据截 面达 到 的应变 大小 及应 。 计 部 门依据 国家有 关规 定 , 建筑 物重 要性 变 分 布 ,确定 构 件 的构造 要求 。对 于 高层 建 按“ 分类 与 设 防标 准 ” 根 据烈 度 、 构 类 型 和房 筑 , 择坚 硬的 场地 土建造 高层 建 筑 , 以明 , 结 选 可 屋 高度 等 ,而采用 不 同抗 震 等级 进行 的具 体 显 减少 地震 能量输 入 减轻 破坏 程度 。错 开地 可 设计。 以钢筋 混凝 土框架结 构 为例 , 震 等级 震 动卓 越周 期 , 防止 共振 破坏 。 抗 划 分 为 四级 , 以表示 其 很 严贡 、 严乖 、 严 贡 较 推 广使 用 隔震和 消能 减震 设计 。 目前我 国和世 界各 陶普 遍采 用 的传统 抗震 结构 体 系 及一般 的 四个级 别。 建筑结 构根据 其使 用功 能 的重要 性 分为 是 “ 延性 结 构 体 系 ” 即适 当控 制结 构 物 的 刚 , 甲、 、 、 乙 丙 丁类 四个 抗震设 防类 别 。 各抗 震设 度 ,但 容许结 构 构件 在地 震时 进人 非 弹性 状 并 以消 耗地 震 能量 , 减 防类 别的高 层建 筑结 构 ,其 抗 震措 施应 符合 态 , 具 有 较 大 的延 性 , 下列 要求 : 轻 地震 反应 , 结构 物 “ 而不倒 ” 采取 软 垫 使 裂 。 甲类 、 乙类 建筑 : 当本地 区的抗 震设 防烈 隔震 、 滑移 隔震 、 动隔震 、 吊 隔震等 措施 , 摆 悬 度为 6 8 时 ,应符合 本地 区抗震 设 防烈度 改变结 构 的动力 特性 , 少地 震能 量输 人 , —度 减 减 提高 一 度 的要求 ;当本 地 区的设 防 烈度 为 9 轻 结构 地震 反 应 ,是 一 种很有 前途 的防震 措 度 时 ,应符 合 I 9 抗震 设 防更 高 的要 求 。 施 。提 高结 构 阻尼 , z 度 L 采用 高延 性构 件 , 能够 提
高层建筑结构设计论文
高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。
然而,高层建筑的结构设计是一项极其复杂且具有挑战性的任务,需要综合考虑众多因素,以确保建筑的安全性、稳定性和功能性。
高层建筑结构设计面临着诸多特殊的挑战。
首先,垂直荷载显著增加。
由于楼层数量多,建筑物自身的重量以及人员、设备等产生的荷载都较大,这对结构的竖向承载能力提出了更高的要求。
其次,水平荷载成为控制结构设计的关键因素。
风荷载和地震作用在高层建筑中产生的效应更为显著,可能导致结构的侧向位移和内力大幅增加,甚至影响结构的整体稳定性。
再者,结构的稳定性和抗倾覆能力至关重要。
高层建筑重心较高,容易在外界作用下发生倾覆,因此在设计中必须充分考虑结构的稳定性。
在高层建筑结构设计中,结构体系的选择是至关重要的。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构具有布置灵活、空间大等优点,但抗侧刚度相对较小,适用于层数较低的建筑。
剪力墙结构则具有良好的抗侧刚度,能有效抵抗水平荷载,但空间布置不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供较大的空间,又具有较好的抗侧性能,适用于大多数高层建筑。
筒体结构包括框筒、筒中筒等形式,具有很强的抗侧和抗扭能力,常用于超高层建筑。
风荷载是高层建筑结构设计中不可忽视的因素。
风对高层建筑的作用不仅会产生水平力,还可能引起漩涡脱落、横风向振动等复杂现象。
在设计中,需要通过风洞试验或数值模拟来准确确定风荷载的大小和分布。
同时,合理的建筑外形设计可以有效减小风荷载的影响。
例如,采用流线型的外形可以降低风阻,减少风荷载对结构的作用。
地震作用对高层建筑的安全性构成严重威胁。
在地震区,高层建筑必须具备良好的抗震性能。
结构的抗震设计包括概念设计和计算设计两个方面。
概念设计强调从整体上把握结构的布置和选型,遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”等原则,保证结构具有合理的传力路径和良好的变形能力。
高层建筑结构设计论文
高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张的有效手段。
然而,高层建筑的结构设计面临着诸多挑战,需要综合考虑多种因素,以确保其安全性、稳定性和经济性。
一、高层建筑结构设计的特点高层建筑与低层建筑在结构设计上存在显著差异。
首先,高层建筑所承受的风荷载和地震作用明显增大。
随着高度的增加,风的影响愈发显著,风振效应可能导致结构的疲劳和破坏。
地震作用也会随着高度的增加而放大,对结构的抗震性能提出了更高的要求。
其次,高层建筑的竖向荷载较大。
由于层数众多,建筑物自重以及活荷载的累积效应不容忽视,这对结构的竖向承载能力和基础设计带来了考验。
再者,高层建筑的结构体系更为复杂。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
不同的结构体系在力学性能、适用高度、经济性等方面各有优劣,需要根据具体情况进行选择和优化。
二、高层建筑结构设计的主要考虑因素(一)安全性安全性是高层建筑结构设计的首要原则。
这包括结构在正常使用条件下的承载能力、稳定性,以及在极端情况下(如强烈地震、大风)的抗倒塌能力。
在设计过程中,需要依据相关的规范和标准,进行详细的力学分析和计算,确保结构能够承受各种可能的荷载组合。
(二)稳定性高层建筑的高宽比通常较大,容易产生失稳现象。
因此,在结构设计中需要通过合理的布置构件、增加抗侧力构件的刚度等措施,提高结构的整体稳定性。
(三)经济性在满足安全性和稳定性的前提下,应尽量降低工程造价。
这需要在结构选型、材料选用、构件尺寸优化等方面进行综合考虑,以达到经济合理的设计目标。
(四)使用功能高层建筑往往具有多种功能,如办公、居住、商业等。
结构设计应满足不同功能区域的使用要求,如大开间的办公区域需要采用较为灵活的结构体系,而住宅区域则更注重房间的规整和隔音效果。
(五)施工可行性设计方案应便于施工,考虑施工过程中的技术难度、施工周期和成本等因素。
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试论高层建筑的结构抗震设计
【摘要】随着高层建筑的增多,结构抗震分析和设计已越来越重要。
抗震设计高层建筑的结构体系是随着社会的发展和科学技术的进步而不断发展的。
随着高层建筑的增多,结构抗震分析和设计已越来越重要。
特别是我国处于地震多发区,高层建筑抗震设防更是工程设计面临的迫切任务,高层建筑结构的抗震是建筑物安全考虑的重要问题。
地震是一种随机振动,所以建筑结构设计人员为防止、减少地震给建筑造成的危害, 就需要分析研究建筑抗震问题不断总结工程经验,妥善处理这一工程问题。
【关键词】高层建筑;建筑结构;抗震设计
1.实行建筑抗震设计规范,总结工程经验妥善处理工程问题
1.1选择有利的抗震场地
地震造成建筑物的破坏, 除地震动直接引起的结构破坏外,场
地条件也是一个重要的原因。
地震引起的地表错动与地裂,地基土的小均匀沉陷, 滑坡和粉、砂土液化等。
因此,应选择对建筑抗震有利的地段, 应避开对抗震不利地段, 如软弱场地土,易液化土,
条件突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘, 场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀等地段;当无法避开时, 应采取适当的抗震加强措施,应根据抗震设防
类别、地基液化等级,分别采取加强地基和上部结构整体性和刚度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施; 当地基主要受力层范
围内存在软弱粘性土层、新近填土和严重不均匀土层时,应估计地
震时地基不均匀沉降或其他不利影响, 采用桩基、地基加固和加强基础和上部结构的处理措施; 对于地震时可能导致滑移或地裂的场地,应采取相应的地基稳定措施。
基础设计时,同一结构单元不宜设计在性质截然不同的地基土上, 也不宜部分采用天然地基部分采用桩基,不宜部分采用端承桩部分采用摩擦桩; 高层建筑宜设置地下室, 应避免采用局部地下室。
1.2优化的平面和立面布置
关于建筑结构设计的平面与立体结构, 我们根据认为有以下几个方面可以参考:
1.2.1结构的简单性
结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径。
只有结构简单,才能够对结构的计算模型、内力与位移分析, 限制薄弱部位的出现易于把握,因而对结构抗震性能的估计也比较可靠。
1.2.2结构的刚度和抗震能力
水平地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。
通常, 可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力, 结构的抗震能力则是结构强度及延性的综合反映。
结构刚度的选择既要减少地震作用效应又要注意控制结构变形的增大, 过大的变形会产生重力二阶效应, 导致结构破坏、失稳。
1.2.3结构的整体性
在高层建筑结构中,楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作
用,楼盖相当于水平隔板,它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗
侧力子结构, 而且要求这些子结构能协同承受地震作用, 特别是
当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或抗侧力子结构水平
变形特征不同时, 整个结构就要依靠楼盖使抗侧力子结构能协同
工作。
1.3设置多道设防的抗震结构体系
抗震建筑结构体系应根据建筑物的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素,经过技术、经济条件
比较综合确定。
首先宜有多道抗震防线, 应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承裁能力。
所谓多道抗震防线, 是指在一个抗震结构体系中, 一部分延性好
的构件在地震作用下, 首先达到屈服, 充分发挥其吸收和耗散地
震能量的作用, 即担负起第一道抗震防线的作用, 其他构件则在
第一道抗震防线屈服后才依次屈服,从而形成第二、第三或更多道
抗震防线, 这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。
同时底框建筑底层高度不宜太高, 应控制在4.5m 以下。
高度
加大, 底层刚度减小, 重心提高, 使框架柱的长细比增大, 更容
易产生失稳现象。
而且由于高度较大,很多建筑房间被业主一层改
成了两层, 造成了较大的安全隐患。
宜具有合理的刚度和强度分布, 避免因局部削弱或突变形成薄弱部位.产生过大的应力集中或塑性
变形集中;可能出现的薄弱部位, 应采取措施提高抗震能力。
1.4保证结构的延性抗震能力
合理选择了建筑结构后, 就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性抗震能力,从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标, 系统的抗震措施包括以下几个方面内容。
强柱弱梁: 人为增大柱相对于梁的抗弯能力,使钢筋混凝土框架在大震下,梁端塑性铰出现较早,在达到最大非线性位移时塑性转动较大; 而柱端塑性铰出现较晚, 在达到最大非线性位移时塑性转动较小,甚至根本不出现塑性铰。
从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。
强剪弱弯: 剪切破坏基本上没有延性, 一旦某部位发生剪切破坏, 该部位就将彻底退出结构抗震能力, 对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。
因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值, 使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。
2.高层建筑抗震设计中经常出现的问题
2.1部分建筑物高度过高
按我国现行高层建筑混凝土结构技术规程规定,在一定设防烈度和一定结构型式下,钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。
在这个高度,抗震能力还是比较稳妥的,但是目前不少高层建筑超过了高度限制。
在震力作用下,超高限建筑物的变形破坏性会发生很大的变化,建筑物的抗震能力下降,很多影响因素也发生变化,结构设计和工程预算的相应参数需要重新选取。
2.2地基的选取不合理
由于城市人口的增多和相对空间的缩小,不少建筑商忽略了这
一问题,哪里商业空间大就在哪里建。
高层建筑应选择位于开阔平坦地带的坚硬土场地或密实均匀中硬土场地,远离河岸,不应垮在两类土壤上,避开不利地形、不采用震陷土作天然地基,避免在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段建造房屋。
高层建筑的地基选取不恰当可能导致抗震能力差。
2.3材料的选用不科学,结构体系不合理
在地震多发区,采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到人们的重视。
由于我国建筑结构主要以钢筋混凝土核心筒为主,变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。
但因其弯曲变形的侧移较大,靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移,不仅增大了钢结构的负担,而且效果不大,有时不得不加大混凝土的刚度或设置伸臂结构,形成加强层才能满足规范侧移限值。
2.4较低的抗震设防烈度
许多专家提出,现行的建筑结构设计安全度已不能适应国情的需要,建筑结构设计的安全度水平应该大幅度提高。
我国现行抗震设防标准是比较低的,中震相当于在规定的设计基准期内超越概率为lo%的地震烈度,较低的抗震设防烈度放松了高层建筑的抗震要求。
3.结语
地震是一种目前难以准确预测的自然灾害,为避免它给人类带来大的灾难。
作为工程技术设计人员在建筑结构的研究和工程设计中,应从整体宏观的观点出发,综合处理好建筑功能、技术、艺术、
安全可靠性和经济合理等几方面内容,从而创造出更加安全、适用、经济美观的高层建筑;新型结构的出现,高性能材料的发展,计算机技术水平的提高,促使人类建筑精品再上新的台阶。