浅谈高层建筑抗震

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高层建筑中的建筑抗震设防与耐震性能

高层建筑中的建筑抗震设防与耐震性能

高层建筑中的建筑抗震设防与耐震性能随着城市化进程的加速和人口增长的需要,高层建筑的兴建如雨后春笋般涌现。

然而,高层建筑所面临的挑战也相应增加,其中一个重要的问题就是地震带来的风险。

因此,在高楼大厦的设计和施工过程中,建筑抗震设防和耐震性能成为至关重要的考虑因素。

本文将着重探讨高层建筑中的建筑抗震设防和耐震性能的关键要素。

一、基础设计和土壤处理高层建筑的抗震性能开始于基础设计和土壤处理。

建筑物需要具备足够的刚度和强度,以抵御地震引起的振动。

合理设计的承载力和变形能力可以有效地减少地震作用带来的破坏。

此外,针对不同地质条件,采取相应的土壤处理方法,如加固地基,确保建筑物与土壤之间的稳定性,也是确保抗震性能的重要一环。

二、结构设计和材料选择在高层建筑的结构设计中,采用合理的结构形式和材料选择是关键。

一种常见的设计方法是采用钢筋混凝土结构,它具有良好的抗震性能。

该结构能够吸收地震引起的能量,分散地震作用,从而减少结构的应力和变形。

此外,现代建筑设计还采用了各种新型材料,如纤维增强复合材料和钢结构等,以提高抗震性能。

三、防震措施和装备除了基础设计和结构设计,高层建筑中还应配备一系列抗震设备和防震措施。

其中,防震设备包括但不限于防震支座、防震支撑和减震器等,用于减少建筑物在地震中的晃动。

此外,采取适当的建筑经验措施,如设置应急通道和安全出口,确保在地震发生时人员能够安全撤离,也是十分重要的。

四、监测和维护为了保证高层建筑的耐震性能,监测和维护也不可或缺。

通过定期对建筑物的结构进行监测,可以及时发现潜在问题,并采取相应的修复措施。

此外,定期维护和保养建筑物的各种设备和抗震设备,确保其正常运行,也是提高耐震性能的重要一环。

综上所述,高层建筑中的建筑抗震设防和耐震性能至关重要。

合理的基础设计和土壤处理,合适的结构设计和材料选择,以及配备有效的防震设备和采取适当的防震措施,都是确保高层建筑在地震中具备良好耐震性能的关键要素。

高层建筑抗震设计对策

高层建筑抗震设计对策

高层建筑抗震设计对策随着城市的快速发展,高层建筑如雨后春笋般涌现。

然而,地震等自然灾害的威胁始终存在,因此高层建筑的抗震设计至关重要。

良好的抗震设计能够在地震发生时保障建筑结构的稳定性和人员的生命安全。

本文将探讨高层建筑抗震设计的一些对策。

一、场地选择场地的选择是高层建筑抗震设计的首要环节。

应优先选择地质条件稳定、坚硬的场地,避免在地震断层、滑坡、泥石流等危险区域建设高层建筑。

同时,要对场地的地震效应进行详细的勘察和评估,包括场地土的类型、覆盖层厚度、卓越周期等。

例如,软弱土场地在地震时会放大地震波的作用,增加建筑物的地震响应,而坚硬场地则能有效减小地震影响。

二、结构体系的选择合理的结构体系是确保高层建筑抗震性能的关键。

常见的高层建筑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的优点,但抗侧刚度相对较小,适用于层数较低的建筑。

剪力墙结构抗侧刚度大,能有效抵抗水平地震作用,但空间布置不够灵活。

框架剪力墙结构结合了框架和剪力墙的优点,既能提供较大的使用空间,又具有较好的抗震性能,是高层建筑中应用较为广泛的结构体系之一。

筒体结构,如框筒、筒中筒等,具有极大的抗侧刚度和承载能力,适用于超高层建筑。

在选择结构体系时,需要综合考虑建筑的高度、使用功能、经济因素等。

同时,要保证结构的整体性和连续性,避免出现薄弱部位。

三、抗震计算分析准确的抗震计算分析是高层建筑抗震设计的核心。

目前常用的抗震计算方法包括底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。

底部剪力法适用于高度不超过 40 米、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构。

振型分解反应谱法考虑了结构的多振型效应,能更准确地反映结构在地震作用下的响应,适用于大多数高层建筑。

时程分析法则通过输入实际的地震波,对结构进行动态分析,能更真实地模拟地震作用,但计算工作量较大,通常用于重要或复杂的高层建筑。

在进行抗震计算时,要合理确定地震作用的取值,包括地震烈度、设计基本地震加速度、设计地震分组等参数。

高层建筑结构抗震设计

高层建筑结构抗震设计

浅谈高层建筑结构抗震设计摘要:近年来,我国建筑业的发展突飞猛进,各地高楼林立。

在高层建筑中,抗震设计是一项不容忽视的关键任务,因此,本文主要就高层建筑结构抗震设计进行了分析。

关键词:高层建筑抗震设计应用中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a 文章编号:abstract: in recent years, the development of construction industry in our country by leaps and bounds, tall buildings all over the line. in the high-rise building, the seismic design is a not allow to ignore the key task, therefore, this article mainly aseismic design of high-rise building are analyzed.keywords: high building aseismic design applications随着我国经济的蓬勃发展,各地的高层建筑纷纷拔地而起,速度惊人。

高层建筑结构的抗震设计一直以来就是建筑设计和施工的重点,要使工程建设真正能够减轻甚至避免地震带来的危害,把握好抗震设计是关键。

因此,我们首先要对建筑地震进行必要的理论分析,然后进行抗震设计,从而来探索高层建筑的抗震设计理念和方法,以采取必要的抗震措施。

一、高层建筑结构抗震设计的理论和规范我国《建筑抗震设计规范》(gb50011-2001)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定:1、高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法。

2、除1款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法。

3、特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

浅论高层建筑抗震框架-剪力墙结构体系

浅论高层建筑抗震框架-剪力墙结构体系

2 高层建 筑框 架一 剪 力墙 结构抗 震设计 技术 要点
2 . 1 提 高剪 力墙 抗震 性 能
首先 , 在设计过程中, 为了阻止斜向的裂缝不会 向邻近的结构扩展, 可以
在剪 力墙 的周 围增加 梁柱 结构 以形 成边 框 剪力 墙 , 注 意所 增 加 的边 框要 具 备 斜截 面 的承 载能 力 , 这 样做 还可 以在 剪力 墙破 坏 后代 替其 承载 。 其次 , 确定 合
不会作为一个单独的个体来承受各种弯曲变形或者剪切变形 的影响。而且 , 这 样 一来 , 框架一 剪 力墙 在 同 一个 楼 层 内 的位 移 是 基 本 相 同 的 , 因此 , 框架一
剪 力墙 结 构在 水 平 面 内的位 移 呈 现 出来 的 特征 是 介 于框 架 与 剪力 墙 之 间 的
的方向发展 , 因此, 在进行高层建筑结构设计时, 需要综合考虑的受力结构形 式也更多种多样 , 这其中的关键就是竖向传力体系。建筑的空间形态是由结 构传力体系支撑的 , 传力体系的剖面形式可以直接反映结构竖直荷载传递 的 路径, 影 响到 建筑 物 的使 用功 能 。 框架一 剪力 墙结 构 体系 由 于同 时具 备框架 和 剪 力墙 的 特征 , 优 点 明显 , 效 果显 著 , 而 且在 高层 建 筑领 域 得 到广 泛应 用 。 目
计 中需要 注意 的 问题 以及 相关 的应 对措 施 。
关键词 : 高层建筑; 框架一 剪力墙;结构设计 ; 抗震措施
随着 经 济社 会 的不 断 发展 , 人 们 生活 水 平不 断 提 高 , 对 高 层 建筑 的要 求 也在 逐渐 提 升 , 目前 的 建筑结 构 正在 向着 高 度更 高 、 功 能更 全 面 、 用 途 更广 泛

高层建筑抗震设计原则

高层建筑抗震设计原则

高层建筑抗震设计原则在现代城市的天际线中,高层建筑如同一座座挺拔的巨人。

然而,这些巨人在面对地震这一自然力量时,需要具备强大的“韧性”和“抵抗力”。

高层建筑抗震设计至关重要,它关系到人们的生命财产安全,也关系到城市的可持续发展。

接下来,让我们一起探讨一下高层建筑抗震设计的原则。

一、场地选择场地选择是高层建筑抗震设计的首要环节。

一个合适的场地能够在很大程度上减轻地震对建筑物的影响。

首先,应避开地震活动断层、滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害易发区。

这些区域在地震发生时,往往会加剧地面的震动和破坏程度。

其次,选择地势较为平坦、坚硬的场地。

这样的场地能够减少地震波的放大效应,使建筑物所受到的地震作用相对较小。

此外,还要考虑场地的土类型和覆盖层厚度。

松软的土层会放大地震波,增加建筑物的振动,而坚硬的土层则能起到一定的减震作用。

二、结构体系合理的结构体系是高层建筑抗震的核心。

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。

在选择结构体系时,需要综合考虑建筑物的高度、使用功能、抗震要求和经济因素等。

框架结构具有布置灵活的优点,但抗震性能相对较弱,一般适用于较低的建筑。

剪力墙结构能够提供较大的抗侧刚度,适用于较高的建筑。

框架剪力墙结构则结合了框架和剪力墙的优点,具有较好的抗震性能。

筒体结构,如框筒、筒中筒等,适用于超高层建筑,能够有效地抵抗水平荷载。

在设计结构体系时,要确保结构的整体性和连续性。

构件之间的连接应牢固可靠,避免出现薄弱环节。

同时,要合理布置结构的抗侧力构件,使其能够共同工作,有效地抵抗地震作用。

例如,在剪力墙结构中,剪力墙应均匀布置,避免出现局部集中或缺失的情况。

三、抗震计算准确的抗震计算是高层建筑抗震设计的重要依据。

目前,常用的抗震计算方法包括反应谱法、时程分析法等。

反应谱法是一种基于统计分析的方法,能够较为简便地计算出结构在地震作用下的响应。

时程分析法则通过输入地震波,对结构进行动态模拟,能够更准确地反映结构在地震作用下的实际受力情况。

高层住宅建筑抗震设计论文

高层住宅建筑抗震设计论文

高层住宅建筑抗震设计论文在当今城市化进程不断加快的背景下,高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。

然而,地震作为一种不可预测的自然灾害,对高层住宅建筑构成了严重威胁。

因此,高层住宅建筑的抗震设计至关重要,它直接关系到人们的生命财产安全。

一、高层住宅建筑抗震设计的重要性地震的破坏力巨大,它能够导致建筑物的倒塌、损坏,从而造成人员伤亡和财产损失。

高层住宅建筑由于其高度较高、结构复杂,在地震中的受力情况更加复杂,一旦发生地震灾害,后果不堪设想。

因此,进行科学合理的抗震设计,提高高层住宅建筑的抗震性能,是保障居民生命安全和社会稳定的关键。

二、高层住宅建筑抗震设计的基本原则1、整体性原则高层住宅建筑的抗震设计应将整个建筑结构作为一个整体来考虑,确保各个部分之间的协同工作,共同抵抗地震作用。

2、规则性原则建筑的平面和立面布置应尽量规则、对称,避免出现过大的凹凸变化和偏心,以减少地震作用下的扭转效应。

3、刚度和强度合理分布原则在设计中,应使结构的刚度和强度在竖向和水平方向上合理分布,避免出现薄弱层,以保证结构在地震作用下能够均匀受力。

4、多道防线原则设置多道抗震防线,如框架剪力墙结构中的框架和剪力墙、框架结构中的填充墙等,当第一道防线破坏后,后续防线能够继续抵抗地震作用。

三、高层住宅建筑抗震设计的关键因素1、结构体系的选择常见的高层住宅建筑结构体系有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。

不同的结构体系具有不同的抗震性能和适用范围。

框架结构具有较好的灵活性,但抗震性能相对较弱;剪力墙结构抗震性能较好,但空间布置不够灵活;框架剪力墙结构则结合了两者的优点,是高层住宅建筑中常用的结构体系之一。

2、地震作用的计算地震作用的计算是抗震设计的重要环节。

目前,常用的地震作用计算方法有反应谱法、时程分析法等。

反应谱法是一种基于统计分析的方法,计算简便,但对于复杂结构和不规则结构的计算结果可能不够准确;时程分析法则能够更准确地反映地震作用的时变特性,但计算工作量较大。

浅谈高层建筑结构抗震的概念设计

浅谈高层建筑结构抗震的概念设计

6 结构延性要求和延性设计原则
6. 1 延Байду номын сангаас是指最大允许变形与屈服变形的比值 结构延性反映截面和构件的塑性变形能 力, 延性比数值越大, 说明截面和构件的延性 越好, 结构的延性也就越好。 6 . 2 提高钢筋混凝土梁延性的措施 选择适宜的梁截面尺寸, 经济的配筋率, 避免出现超筋或少筋梁。 采用中低级强度的钢 筋。 加密箍筋不仅可防止梁的剪切破坏, 同时 由于箍筋对混凝土的约束作用, 可大大改善梁 的延性。
混凝土的约束作用明显减弱。 (3) 剪力墙端部应形成I 、 形或设I 端 T 柱、暗柱。地震作用下, 它们对剪力墙的承载 力和边缘处的混凝土约束作用有明显的提高, 同时对抗倒塌和扭转亦非常有利。剪力墙的 端部、 暗柱、 端柱的设置应满足 《 高规》 第5. 3 . 16 条的构造要求。
3.3 框架一剪力 墙结构
3.4 底层大空间 剪力墙结构
(1)为了改善底层大空间剪力墙的缺点, 设 计中常常采用部分落地剪力墙 , 形成框一支剪 力墙和落地剪力墙协同工作的体系。设计时 2 适宜刚度的原则 梁为拉弯构件, 梁上部至少有 高层建筑结构设计中, 适宜的刚度非常重 应特别注意框支 50%的主筋贯通全梁, 下部钢筋全部贯通, 沿梁 要。刚度越大, 地震作用下承受的地震作用就 高配置间距不大于200mm , 直径不小于中16 大, 破坏后果相对就严重, 且会造成大量建筑 7 “ 小屁不坏. 中展可修, 大屁不倒”设计 框支柱应沿全高加密箍筋。 材料的浪费。 刚度过小, 建筑物较柔, 地震作 的腰筋, 原则 (2)底层大空间结构转换层的应力比较复 用、 风荷载作用下产生较大的变形, 影响正常 “ 小震不坏”要求建筑结构在小震( 多遇 应采用双向配筋, 转换层相邻的楼层板也 使用, 影响强度及稳定性。通常改变结构刚度 杂, 或常遇地震)作用下仍处于弹性工作状态, 建筑 在大空间部分的楼板不宜开洞, 物不出现任何损坏. “ 的方法有: 改变建筑结构水平构件(梁板)的整 应适当加强, 中震可修” 要求建筑结构 体性和刚度;改变竖向构件的整体性和刚度, 降 转换层的混凝土强度等级不宜低 C30 , 在中震(设防烈度地震)作用下允许有少量次要 低或增高其高宽比; 增大或减小构件的纵筋配 构件产生不严重的破坏, 经维修后即可恢复正 筋率, 提高或降低构件混凝土的强度等级等等。 4 等强度与耗能设计原则 常使用, 此时部分结构构件进人弹塑性状态, 所谓等强度, 就是在外力作用下各种构件 “ 大震不倒” 要求建筑结构在大震(罕遇地震)作 均充分发挥 自身的材性、特性。同时达到破 3 常用高层建筑结构抗屁设计的特点 用下, 虽然产生较大的塑性变形但不致倒塌。 坏状态。此种状态亦为最经济状态。这就是 3. 1 框架结 构 避免应力集中, 8 多道设防设计原则 为防止房屋在地震作用下突然坍塌, 应避 要求在设计中加强薄弱环节, 防止因局部破坏引发整体破坏等。 免塑性铰出现在底层柱, 故在设计中必须保证 所谓多道设防是指人为加强某些竖向抗 一个高质量的高层建筑结构设计, 肯定也 底层柱的抗弯、抗剪强度、提高底层柱的可 侧力 结构, 提高该部分的可靠度, 使其在强震 是一个良好的耗能系统。人为地在一些次要 下仍处于工 靠度。进行框架计算时, 对梁端负弯矩进行 作状态, 有意识地设置一些薄弱环 部位、次要构件上设计若干薄弱环节对结构 调幅, 可以提高整个框架结构的延性。 节, 使其在强震下破坏并退出工作, 从而引发 的整体抗震性能是大有好处的。它能大大改 3.2 剪力 构 墙结 内力重分布, 达到减轻震害的目的。原则上应 (1)剪力墙结构的刚度很大, 其变形很容易 善结构的延性性能。应选择水平构件为主要 优先选择轴压比值较小的剪力墙, 筒体之类构 不应选用承受竖向荷载的构件, 如 件, 为 一 抗 防 的 侧 构 一 满足 《 高规》规定的要求。因其塑化历程是在 耗能构件, 作 第 道 震 线 抗 力 件, 粉 底部(1/ 8 总高范围且不小于底层层高范围)出 柱、剪力墙等。 情 下不 选 轴 比 大 框 柱 为 况 ,宜 用 压 很 的 架 作 挤 现塑性铰, 设计时应对该部分予以适当加强. 一道防线的抗侧力构件。 ( 2 ) 剪力墙内的竖向最小配筋率应满足 5 强柱弱梁、强剪弱弯. 更强节点的设 《 高规》第5. 3. 巧条, 以避免在罕遇地震作用 计原则 9 地展藕连作用 下产生脆性破坏。水平分布筋亦须满足 《 高 在结构设计中, 强柱弱梁、强剪弱弯、 地震除有水平作用外, 还有垂直作用和扭 规》第5 . 3 . 15 条规定, 水平分布筋过小, 对 更强节点是强度设计最重要的一个原则。它 转效应。《 高规》明确规定质量与刚度不对

高层建筑结构抗震设计现状及措施分析

高层建筑结构抗震设计现状及措施分析

05
高层建筑结构抗震设计的优化 建议与发展方向
高层建筑结构抗震设计的优化建议
优化结构体系
加强构件设计
采用合理的结构体系,如框架-核心筒结构 、筒中筒结构等,以提高结构的整体性和 抗震性能。
对关键构件进行详细设计,如梁、柱、墙 等,确保其具有足够的承载力和延性,以 防止构件在地震中发生破坏。
考虑地震动特性
高层建筑结构的消能减震措施
阻尼器
通过在建筑物结构中设置阻尼器,吸 收和消耗地震能量,降低结构的地震 反应。
调谐质量阻尼器
通过在建筑物顶部设置调谐质量阻尼 器,利用地震时产生的惯性力来抵消 地震能量,降低结构的地震反应。
高层建筑结构的加固措施
抗震加固
通过加强结构构件的连接和支撑 ,提高结构的整体性和抗震能力
02
高层建筑在地震中容易产生过大 的加速度和位移,导致结构破坏 和倒塌。
高层建筑结构抗震设计的基本原则
采取合理的建筑结构 形式和体系,增强结 构的整体性和稳定性 。
考虑地震动特性,采 取有效的抗震措施, 如隔震、减震等。
提高结构构件的强度 和刚度,确保构件之 间连接的可靠性和稳 定性。
高层建筑结构抗震设计的现状和发展趋势
细化,提高设计效率和准确性。
绿色环保
注重绿色环保理念,采用环保材料和节能 技术,降低高层建筑在建设和使用过程中 的能耗和环境影响。
多元化结构体系
探索和发展多种结构体系,以满足高层建 筑多样化的功能和造型需求,同时提高结
构的抗震性能。
跨学科合作
加强与地震工程、岩土工程等相关学科的 合作,共同研究高层建筑结构抗震设计的 关键技术和方法,推动该领域的发展。
国内外高层建筑抗震设计规范 和标准不断完善,强调结构的 性能设计和细部构造。
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浅谈高层建筑抗震
2008年的汶川地震和2010年的玉树地震对中国来说无不是沉重的打击,不但造成巨大的经济损失,更心痛的是有那么的生命离开了我们,这不得不让人们反思我们建筑的抗震设防能力。

在地震中,几乎所有的建筑都倒塌了,相对于低层建筑而言,高层建筑破坏和倒塌的后果就更加严重。

近年来国内国外高层、超高层建筑的高度不断攀升,就在2010年正式开放的哈利法塔的高度达到了惊人的828米,而且建筑的体型越来越复杂,不规则结构越来越多,这对于结构的抗震都是十分不利的。

为保证高层结构的抗震安全,达到安全和经济的统一,有必要对高层结构的抗震设计、抗震结构和抗震技术进行探讨。

1.地震导致建筑破坏的原因
根据地震经验,地震期间导致高层建筑破坏的直接原因可分为以下三种情况:
(1)地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂缝或错位等地面变形,对其上部建筑的直接危害;
(2)地震引起的砂土液化、软土震陷等地基失效,对上面建筑物所造成的破坏;
(3)建筑物在地面运动激发下产生剧烈震动过程中,因结构强度不足、过大变形、连接破坏、构件失稳或整体倾覆而破坏;
2.建筑的抗震概念设计
所谓“建筑抗震概念设计”是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,依此进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。

科技论文。

3.建筑抗震设计方法的发展过程
3.1、静力理论阶段
水平静力抗震理论始创于意大利,发展于日本,1900年日本学者大森房吉提出“震度法”的概念。

该理论认为:结构物所收到的地震作用,可以简化为作用于结构的等效水平静力,其大小等于结构重力荷载乘以一个系数。

3.2、反应谱理论阶段
我国及国际上多数国家抗震设计规范本质上都采用了反应谱理论及结构能力设计原则。

其主要特点如下:
(1) 用规范规定的设计反应谱进行结构线弹性分析。

(2) 结构构件的承载力是根据设计反应谱所作的结构线弹性计算通过荷载和地震作用效应组合后内力进行设计。

(3) 在早期方案设计阶段,结构体系、结构体型的规则性及结构的整体性满足规范的规定,以使结构能可靠地发挥非弹性延性变形能力。

3.3、动力理论阶段
1971年美国圣费南多地震的震害,使人们清楚地认识到“反应谱理论只说出了问题的一大半,而地震持时对结构破坏程度的重要影响没有得到考虑”,从而推动了采用地震加速度过程a(t)来计算结构反应过程的动力法的研究。

此一新理论不但考虑了地震的持时,还更近一步地考虑了地震过程中反应谱所不能概括的其他特性。

4.高层建筑结构体系
设计地震区的高层建筑,在确定结构体系时,除了要考虑前面所提到的材料用量、建筑内部空间和使用的房屋高度等因素外,还需进一步考虑下列抗震设计准则:
(1)具有明确的计算简图和合理的地震力传递路线;
(2)具备多道抗震防线,不会因部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抵抗侧力或承受重力荷载的能力
(3)具有必要的承载力、良好的延性和较多的耗能潜力,从而使结构体系遭遇地震时有足够的防倒塌潜力;
(4)沿水平和竖向,结构的刚度和强度分布均匀,或按需要合理分布,避免出现局部削弱或突变形成薄弱环节,从而防止地震时出现过大的应力集中或塑性变形集中。

在确定建筑方案的同时,应综合考虑房屋的重要性、设防烈度、场地条件、房屋高度、地基基础以及材料供应和施工条件,并结合体系的经济、技术指标,选择最合适的结构体系。

5.建筑抗震措施或设计
5.1、错开地震动卓越周期
一个场地的地面运动,一般均存在着一个破坏性最强的主振周期,如果建筑物的自振周期与这个卓越周期相等或相近,建筑物的破坏程度就会因共振而加重。

地震动卓越周期又称地震动主导周期。

从众多的地震倒塌建筑物中可以看出,建筑周期与地震动卓越周期相接近,是引起建筑共振破坏的主要因素和直接原因。

因此,在进行高层建筑设计时,首先要估计地震引起该建筑所在场地的地震动卓越周期;然后,在进行建筑方案设计时,通过改变房屋层数和结构类型,尽量加大建筑物基本周期与地震动卓越周期的差距。

5.2、采取基础隔震措施
传统的抗震方法是依靠结构的承载力和变形能力,来耗散地震能量,使结构免于倒塌,但由于是一种“被动防震”,就不免存在许多不足之处。

地震对建筑的破坏作用,是由于地面运动激发起建筑的强烈振动所造成的,也就是说,破坏能量来自地面,通过基础向上部结构传递。

人们总结地震经验后发现,地震时结构底部的有限滑动,能大幅度地减轻上部结构的破坏程度。

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基于可动概念的基础隔震方案很多,主要有:(1)软垫式隔震。

在房屋底部设置若干个带铅芯的钢板橡胶隔振装置,使整个房屋坐落在软垫层上,遭遇地震时,楼房底面与地面之间产生相对水平位移,房屋自振周期加长,主要变形都发生在软垫块处,上部结构层间侧移变得很小,从而保护结构免遭破坏。

(2)滑移式隔震。

在房屋基础底面处设置钢珠、钢
球、石墨、砂粒等材料形成的滑移层或滚动层,使建筑物遇地震时在该处发生较大位移的滑动,达到隔震目的。

(3)摆动式隔震。

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摆动式隔震方式实质上是柔性底层概念的改进和引伸。

(4)悬吊式隔震。

这一隔震方式的构思是,将整个建筑悬吊在支架下面,避免地震的直接冲击,从而大幅度较小建筑物所受到的地震惯力。

5.3、削减地震反应——提高结构阻尼
为了提高结构阻尼,可以在结构上设置阻尼器,以吸收地震输入的能量,减小结构变形。

台北101大楼在87~92楼安装了一个巨大的钢球风阻尼器,是世界上目前最大的大楼风阻尼器,它的球体直径5.5米,由四十一层12.5厘米厚钢板结合为球形,重量660吨,可以有效减轻由于飓风和地震所引起的震动和侧移。

为高层建筑提供附加阻尼的另一新途径,是利用主体结构与刚性挂板之间特殊装置的非弹性性能和摩擦。

采取这一措施后,可以使阻尼比仅为2%的抗弯钢框架,有效粘滞阻尼比增加到8%或更多,从而使底部地震剪力和顶点侧移降低50%。

此外,通过采用高延性构件和附设耗能装置也能有效削减地震反应。

6.高层建筑抗震技术发展展望
未来高层建筑的发展趋势,体型将更趋复杂,结构体系将更趋多样化。

出于对建筑艺术上的要求,高层建筑的体型将会更为复杂和多样,许多高层建筑都是综合性的和多用途的,因此对建筑和结构必然提出新的更高的要求。

从结构体系上看,也决不会停留在原有的几种形式上,而会更好地满足功能和艺术上的需求,创造出新的结构体系。

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