建筑设计中高层建筑抗震设计问题要点的思考
高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策

高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策摘要:随着社会经济的发展、城市化进程的加快和科学技术的进步,建筑事业的飞速发展及城市建设用地的局限性,高层建筑的结构体系也随之不断的发展,高层建筑的设计在城市的建设中占了主导地位。
随着高层建筑的发展规模不断壮大,结构抗震分析和设计已越来越重要。
高层建筑结构抗震分析和设计在世界范围内被广大建筑公司所重视,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。
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。
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。
高层建筑结构的抗震是建筑物安全考虑的重要问题。
地震等自然灾害严重影响了建筑的安全性能,因此,如何提高高层建筑结构的抗震性能设计,是建筑设计中所要研究的重点之一。
本文就分析了高层建筑结构抗震设计中存在的问题,并提出了优化提高高层建筑结构抗震设计的措施。
关键词:高层建筑结构;抗震设计;问题;对策引言:随着城市的发展、城市化进程的加快和科学技术的进步,高层建筑随之迅速的发展。
由于城市人口迅速膨胀,为了节约用地,更好地利用空间,往往在建筑设计时首先考虑高层建筑。
高层建筑有利于解决住房紧张、节约用地、减少市政基础设施和美化城市空间环境。
因此高层建筑有了飞速的发展,高层建筑设计为了追求丰富的立面设计效果及多功能、多变的使用空间,常采用较为复杂的高层建筑结构体系。
高层建筑坐落在不同的地域,再加上复杂的地质构造,高层建筑很容易受到地震等自然灾害的损害。
高层建筑结构的抗震工作是建筑设计和施工的重点。
地震发生具有很大的随机性,破坏后果严重。
而高层建筑抗震设计方法研究目前还不十分成熟,为了降低在遭遇地震时的经济和人力损失。
因此,必须提高高层建筑结构的抗震设计。
1、我国高层建筑结构抗震设计存在的问题1.1、部分建筑物高度过高我国现行高层建筑混凝土结构技术规程规定,钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。
高层建筑结构抗震性能分析与优化设计

高层建筑结构抗震性能分析与优化设计
高层建筑是城市中不可或缺的一部分,然而在地震等自然灾害面前,其结构的抗震性能问题也备受关注。
因此,对高层建筑结构抗震性能的分析和优化设计显得尤为重要。
首先,对于高层建筑的结构抗震性能,我们需要考虑到地震对建筑物的影响。
地震是一种破坏性极强的自然灾害,其波动会对建筑物的结构造成巨大的冲击力,从而使其产生变形和破坏。
因此,在设计高层建筑时,必须要充分考虑到地震对建筑物的影响,以确保其在地震时能够保持稳定。
其次,为了提高高层建筑的结构抗震性能,我们需要采取一系列优化措施。
例如,在设计时应该尽可能采用抗震性能好的材料,如钢材、混凝土等。
此外,还可以通过加固墙体、设置支撑结构等措施来提高建筑物的整体稳定性。
另外,在建筑物的设计过程中,还应该考虑到地震活动的级别和频率,以便更好地设计出适合该区域地震条件的建筑结构。
除此之外,在高层建筑的施工过程中,还需要严格执行相关规范和标准,以确保建筑物的质量和安全性。
同时,在建筑物的使用过程中也需要进行定期检查和维护,以确保其结构的稳定性和安全性。
总之,高层建筑结构抗震性能分析与优化设计是一项非常重要的工作。
只有在充分考虑到地震对建筑物的影响,并采取一系列优化措施的情况下,我们才能够设计出更加稳定和安全的高层建筑。
高层建筑抗震设计中的规范与实践

高层建筑抗震设计中的规范与实践在当今城市发展的进程中,高层建筑如雨后春笋般拔地而起。
这些高耸入云的建筑不仅是城市的地标,更是人们生活和工作的重要场所。
然而,地震作为一种不可预测的自然灾害,给高层建筑带来了巨大的威胁。
因此,高层建筑的抗震设计至关重要,它关系到人们的生命财产安全和城市的可持续发展。
一、高层建筑抗震设计的重要性地震是一种极具破坏力的自然现象,它会导致地面震动、建筑物摇晃、结构破坏甚至倒塌。
对于高层建筑来说,由于其高度较高、重心偏高、结构复杂等特点,在地震作用下更容易受到破坏。
一旦高层建筑在地震中发生倒塌,将会造成巨大的人员伤亡和财产损失。
例如,在一些地震频发的地区,如日本、智利等,曾经发生过因地震导致高层建筑倒塌的惨痛事故。
因此,为了保障高层建筑在地震中的安全性,必须进行科学合理的抗震设计。
二、高层建筑抗震设计的规范为了确保高层建筑的抗震性能,各国都制定了相应的抗震设计规范。
这些规范通常包括以下几个方面:1、地震设防烈度地震设防烈度是指一个地区在未来一定时期内可能遭受的地震最大烈度。
在高层建筑抗震设计中,根据建筑物所在地区的地震设防烈度,确定建筑物的抗震设防标准,以保证建筑物在地震作用下具有足够的承载能力和变形能力。
2、结构体系高层建筑的结构体系对抗震性能有着重要影响。
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。
不同的结构体系在抗震性能上各有优缺点,设计时应根据建筑物的高度、使用功能、地质条件等因素综合选择合适的结构体系。
3、抗震计算方法抗震计算方法是确定建筑物在地震作用下内力和变形的重要手段。
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、时程分析法等。
在设计过程中,应根据建筑物的复杂程度和地震设防烈度选择合适的计算方法。
4、构造措施构造措施是保证建筑物抗震性能的重要环节。
例如,在框架结构中,应设置足够的箍筋和纵筋,以提高柱子的抗震能力;在剪力墙结构中,应保证墙体的厚度和配筋,以增强墙体的抗震性能;在节点处,应采取加强措施,以保证节点的可靠性。
高层建筑抗震设计的原则及应注意的问题

建 筑 科 学
高层建筑抗震设计 的原则及应注意 图建筑设计有 限公 司, 浙江 杭 州 3 1 0 0 0 0 )
摘 要: 针 对 高层 开展 的抗 震 活动 是设 计 和 建设 的 关键 点 , 分析 高层 的发 展 态 势和 抗震 理 论 , 进 而提 升 其 设计 思想 和措 施 。 为防 止短 柱 出现 脆性 破 损 , 就要 先 判 定 , 进 而使 用构 造 方法 等 处理 , 提 升他 的 抗震 水 平 。 关键 词 : 高层 建 筑 ; 抗震 ; 设计 ; 措 施
按照《 建筑抗震设 防分类标 准( G B 5 0 2 2 3 — 9 5 ) 》 划分 应属六度 设防 但设计 中提高了一度按七度设 防, 提高了建筑抗震设防标准 , 将 结构 抗 震 的规 定 开 展设 计 工作 , 它 的意 义 是 想让 结 构 在各 项 特 的 , 有 的项 目严 格 应按 七 度 采 取 抗 震 措 施 的 , 但设计 征, 比如 刚 度 和强 度 等层 次 中合乎 规 定 , 进 而 确保 小 地 震 不会 破 损 , 会 增 加 工程 投 资 ; 减 低 了抗 震设 防标 准 , 不 利 抗震 。 中型 的可 以维修 , 大规模的不会塌陷。 不过 , 因为该项活动是一种有 中又按 六 度设 防 , 2 . 6结构的竖 向布置 。 在高层建筑中 , 竖向体型有过大的外挑和 着非常显著 的随机意义 , 而且是多次开展 的力 , 建筑本身 的破损原 立面收进部分的尺寸 比值 B 1 / B不满足 ≥0 . 7 5的要求 。 理很是繁琐 , 有很多不明确的事项。 在开展 内力分析的时候 , 因为没 内收 , 2 . 7抗 震 构造 柱 布 置不 当。 如 外墙 转 角处 , 大 厅 四角 未设 构 造 柱 有切实的发挥 出结构 自身的空间性等意义 , 计算措施不合理 , 如果 以 构造 柱 代 替 砖 墙 承重 ; 山 墙 与 纵 墙 交 接 处 只 是 借 助 于单 一 的力 学 分 析 的话 是 无 法 确 保 物 质 在 受 到 地震 影 响 或 构 造 柱 不 成对 设 置 ; 不 设 抗震 构 造柱 ; 过 多设 置抗 震 构造 柱等 。 的时候 还 有较 高 的抗 震 水 平 。 2 . 8框架结构砌体填充墙抗震构造措施不到位。砌体外 围护墙 1开 展抗 震 结构 的设 计工 作 时要 切 实遵 守 的理 念 框 架 间砌 体 填 充墙 高 度 长 1 . 1构件要具有有效 的受力性 以及稳定性 等特点。 第一 , 其构件 砌筑 在 框架 柱外 又 没 有设 置 抗 震 构造 柱 , 要 切 实 的落 实 “ 强柱弱梁 、 强剪弱弯 、 强 节 点 弱 构件 、 强底 层 柱 ( 墙) ” 度超 过 规 范规 定要 求 又 没有 采取 相 应构 造 措施 。 2 . 9 结 构其 他 问题 。 有 的底层 无 横 向落 地抗 震 墙 , 全部 为 框支 或 的原 则 。 第二, 对 或 许会 导 致 问题 的结 构 弱 势 区域 , 要设 置 合 理 的抗 有 的仅 北 侧 纵墙 落 地 , 南 侧全 为柱 子 , 造 成 南北 刚 震 方 法 。第 三 , 负担 竖 向力 的构件 不 能 够 当成是 关 键 的耗 能 部件 。 落 地墙 间距 超 长 ; 有的底层作汽车库 , 设计时横墙都落地 , 但纵墙不落地 , 变 1 . 2最好是多设计一些防线。 第一 , 任何抗震体 系都要 由非常多 度不均 ; 的单 一 的延 性 优 秀 的分 支构 成 , 而且 由延性 优 秀 的 构件 开 展 协调 活 成 了纵 向框 支 ; 还 有 的底 框 和 内框 砌 体 住 宅采 用 大 空 间灵 活 隔 断设 动。 例 如 框架 一 剪 力墙 结 构 由延性 框 架 和剪 力 墙两 个 分体 组 成 , 双肢 计 , 其中几乎很少有纵墙。不少地方都采用钢筋混凝土内柱来承重 实 际 上将 砖 混 结 构演 变为 内框 架 结 构 , 这 比底 框 或多肢剪力墙体系组成。 第二 , 强震之后会非常多的小震 , 假如只是 以代 替 砖 墙 承重 , 设 置 一个 防线 的话 , 就在 首 次 破 坏 之后 还 会 受 到 影 响 , 导 致 问 题 累 砖 房 还不 利 , 因内框 砖 房 的层 数 、 总高 度控 制 比底框 砖 房 更 严 , 所 以 最关键 的是此类问题未受到结构人 员的高 积进而塌陷。结构体系要有非常高的冗余度 , 要设置合理 的屈服范 有抗震方面的不利现象 。 围, 关 键 的构 件 要 具 有非 常好 的延 性 和 刚度 , 以 此 来 确 保 结 构 可 以 度 关 注 。 2 . 1 0 平 面布 局 的 刚度 不均 。对 于 设计 来 讲 , 通 常规 定建 筑 的 各 吸收或是扩 散较 多的地震力 , 提升其抗震性 特点 , 防止其塌陷 。第 建筑的质量分布和刚度变化宜均 匀 , 要不然的话就 三, 积极 的分析构件的关联 , 对于相同的楼层最好是确保关键的构 个 面是对称的 , 件屈服之后 , 别 的构件还 能够处在弹性时期 , 确保其延性优秀 。第 要分析它导致的负面效益 。 不过一些设计有着非常显著 的不对称性 四, 在 设计 的时 候 , 如 果 一个 区域 的设 计 太 强 的话 , 就 会 导 致别 的区 特征 。一侧的进深非常高 , 另外的一侧较小。一侧是较大的开间 , 另 一边墙落地承重 , 一边又为柱承重。 平面形 域较弱 , 所 以设 计 的 时候 不 当 的强 化 和建 设 时 期通 过 大 来 带小 等 的 外的一侧是较小的开间。 措 施 都要 认 真 的分 析 。 状采用 L 、 叮 r 形不规则平 面等 , 此 时使得竖向的刚度不合理 , 对于那 1 _ 3对 于或 许会 存 在 的弱 势 区域 , 要 切 实 的提 升它 的抗 震 性 。 第 些底下是 车库 的建筑体来讲 , 一边为 了进出规定 , 没有设置外侧 的 构件在较高 的地震力 的干扰之下 , 不具有强度优秀储备 , 其具体 竖墙 , 另外 的 一般 不 用进 出 , 所 以墙是 直 接 的在 地 上 的 , 此 时 导致 水 ’ 的受力性探索是判别弱势区域 的前提。第二 , 要确保楼层的具体受 平方 向的 刚度 不 合理 。其 均 不利 于 抗震 。 2 . 1 1防震 缝设 置 。对 于 高层 建 筑存 在 下列 三种 情 况 时 , 宜设 防 力性和设计 的受力数在总的数值上维持一个合理 的变动性 , 如果其 比值发生了变动的话 , 会 因为导致变形聚集。 第三 , 要避免在部分区 震缝 : ①平面各项尺寸超过《 钢筋混凝土高层 建筑 结构设计 与施工 域强化 , 而忽略了总体结构的刚度和受力性。 第 四, 在开展设计的时 规程( J G J 3 - 9 1 ) } 中表 2 . 2 - 3的限值而无加强措施 ; ②房屋有较大错 但 候 要切 实 的掌 控 好 弱 势 区域 , 确保 它有 充 足 的变 形 水 平 , 又不 会 导 层 ;③各部分结构的刚度或荷载相差悬殊而又未采取有效措施 ; 致 薄弱 层 出 现变 动 , 其实 提 升 总 的抗震 能 力 的关 键方 法 。 有 的 竟未 采 取任 何抗 震 措 施又 未 设 防震缝 。 2 . 1 2结构抗震等级掌握不准。 有的提高了, 而有的又降低了, 主 2 开展 设 计 时要 高 度关 注 的事 项 在 开 展建 设 工 作 的 时候 ,其 关 键 事项 是 对 其抗 震 事 项 的探 索 , 要 是 对场 地 土类 型 、 结构类型、 建筑高度、 设 防烈 度 等 因 素综 合 评 定 在这些要素中, 最为关键的中短柱。接下来具体 的讲述设计时期的 不 准 造成 。 几 点 内容 。 上 面 的此 类 不 利 现 象 的 出现 , 如 果 得 不 到 有 效 处 理 的话 , 就 会 2 . 1缺少 勘察 信 息 。一 些在 初 扩设 计 时期 还 缺少 相 关 的勘 察信 使得建筑体的安全受到很大的干扰 。不利现象的缘 由是多层次 的, 些是设计层次的 , 一 些是 经 济 转 变 时期 导致 的 , 依 稀 是 设 计 者 的 息, 一 些 在 该 项 内 容 审计 之后 就 进 入 图 纸 的设 计 阶段 , 一 些 在 规 划 或 是 设 计 会 审 之后 就 开 始 了设 计工 作 , 没有 相 关 的勘 察 信 息 , 设计 知识 能力 太 差导 致 的 。 缺 少参 考 信 息 。 2 . 2结 构 的平 面 布 置 。 外形 不 规 则 、 不对称、 凹 凸变 化 尺度 大 、 形
高层建筑抗震设计要点分析

高层建筑抗震设计要点分析摘要:近年来,我国高层建筑呈现蓬勃发展之势,鉴于高层建筑特殊性考虑,在进行抗震设计时应采取严格技术措施确保整体建筑安全。
本文就高层建筑抗震设计中的基本理论结合地下室结构抗震设计做浅要抗震分析探讨。
关键字:高层建筑抗震设计抗震内容我国规定的高层建筑抗震设计分析主要以反应谱为设计基础,时程分析为设计补充。
一:高层建筑反应谱要点分析高层建筑反应谱理论是我国建筑抗震设计分析基本理论;反应谱理论的关键是对结果进行判断分析。
1. 地震动参数值的分析地震动参数指反应谱分析的对地震影响系数的最大值和时程分析地震波峰的加速度值,在高层结构建筑中应对建筑采用地震动参数,小震中的弹性分析应按参数规范设计反应谱和安评报告较大者取值;另外中震、大震阶段应以规范取值为主,另一方面如果安评报告检测中的地震反应较大,设计时应作为重要参考内容。
2. 周期反应谱高层建筑大多采用高柔结构,周期长,某些建筑甚至超过6.0s。
抗震规范5.1.4 条规定,对于周期大于6.0s 的高层建筑采用的地震影响系数应专门分析研究。
如:天津津塔项目建筑,主楼总高度330m,结构第1 周期达到7.60s。
3. 层间位移角限值按照抗震设计要求,高层钢结构建筑其层间位移角限值取1/300。
高层钢混结构建筑其层间位移角部不宜大于1/500;另外楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响。
4. 剪重比调整根据最小地震剪力系数要求。
由于地震影响系数在长周期段高层建筑中下降普遍较快,对于周期段大于3.5s 的建筑结构,水平地震作用下的底部总剪力过小。
即为考虑地震影响,合理优化抗震设计,此时建筑结构设计过柔,从安全的角度考虑,应该人为性的提升地震剪力以确保结构设计安全性。
考虑到高层建筑是周期基本在6s左右的高柔结构,适当提高地震下的抗侧移刚度和承载力是建筑安全性合理因素。
5. 层刚度比和层抗剪承载力的控制抗震设计规范和高层建筑规程中均指出“楼层刚度不宜小于其上三层平均侧向刚度值的80%”或相邻上层建筑的70%。
高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析

高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析摘要:高层建筑结构设计阶段,在满足安全性、耐久性的前提下,对结构设计的优化,有利于实现建筑结构设计的经济性。
基于此,本文笔者根据多年工作经验对高层建筑结构设计存在的问题及优化措施进行简要分析。
关键词:高层建筑;结构设计;优化;一、高层建筑结构设计中的常见问题1.抗风问题因为高层建筑的楼层较多并且高度较高,所以,相对其他建筑,高层建筑更容易改变风的流动性与空气的动力效应。
由于建筑的刚架结构以及玻璃幕墙等柔性结构的刚度较小,在风荷载较大的情况下,很容易破坏建筑物的墙体、装饰结构及支撑结构,降低建筑物的稳定性。
因此,进行高层建筑结构设计时,需要对结构进行抗风设计,防止建筑物受自然因素的影响而存在隐患[2]。
2.抗震问题高层建筑抗震结构设计一直以来都是建筑结构设计中的一个难点。
因为地震属于自然因素,而每个地区的抗震设防烈度不同,计算得出的数据也并不是所有地区都适用,并且计算地震结构设计数据时,存在许多不确定性因素,加之一些设计人员的灵活性不足,不能很好地完善抗震结构设计。
3.消防问题针对高层建筑结构消防设计,在我国相关规范中有明确规定。
由于高层建筑楼层比较多,发生火灾时,高层建筑难以疏散住户,对控制火势不利,并且排烟系统设计难度大等,都是高层建筑防火结构设计急需攻克的问题[3]。
二、高程建筑结构设计常见问题的优化措施1.科学设计建筑平面针对高层建筑结构中出现的扭转问题,在建筑结构设计中,相关设计人员应以地基具体形状和建筑物功能需要等为依据,科学合理地设计建筑物外形,尽可能采取长方形、圆形等相对常规的建筑平面,提高建筑结构的稳定性。
2.提高建筑抗风荷载作用的能力为了使高层建筑抗风构件与结构设计的牢固性符合要求,对高层建筑结构进行抗风设计时,必须充分做好以下工作:1)优化基础,只有高层建筑的基础部分稳定性较强,才能保证高层建筑上部分结构的稳固性。
因此,明确混凝土的级配标准成为高层建筑基础设计最基本的工作。
关于高层建筑结构抗震设计的探讨

关于高层建筑结构抗震设计的探讨摘要:高层建筑抗震工作一直是建筑设计和施工的重点,首先对建筑抗震的设计特点进行了分析,从而提出了高层建筑的设计要点及注意问题,促进抗震效果的有效提高。
关键词:高层建筑;抗震;设计地震作用影响因素极为复杂,它是一种随机的、尚不能准确预见和准确计算的外部作用。
因此建筑(尤其是高层建筑)抗震安全问题必须引起结构师们的高度重视,及时采取有效措施,防患于未然。
1. 建筑结构抗震划分概述震级是根据地震的强度而进行的划分,在我国,地震划分为六个级别:3级为小地震,3~4.5级为有感地震,4.5级--6级为中强地震,6~7为级强烈地震,7~8级为大地震,8级以上的为巨大地震,是国家根据相关的历史、地理和地质方面的经验资料,经过勘查和验证,对进行地震分组的一个经验数值,它是地域概念。
抗震设防有甲、乙、丁类建筑,在我国大部分的房屋抗震等级是8度,可以抵抗6级地震的作用。
国家设计部门依据有关规定,按照建筑物的分类和设防标准,根据房屋高度、结构等方面,采用不同的抗震等级。
比如,在钢筋混凝土结构中,抗震等级可以分一般、较为严重、严重和很严重这4个级别。
在高层建筑的抗震设计中,混凝土结构应根据建筑的高度、结构类型和设防的烈度确定抗震等级,而且应该符合相应的计算和措施要求。
2.高层建筑结构抗震设计要点2.1 减少地震能量输入。
积极采用基于位移的结构抗震设计,要求进行定量分析,使结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求。
除了验算构件的承载力外,要控制结构在大震作用下的层间位移角限值或位移延性比;根据构件变形与结构位移关系,确定构件的变形值;并根据截面达到的应变大小及应变分布,确定构件的构造要求。
选择坚硬的场地土建造高层建筑,可以明显减少地震能量输入减轻破坏程度。
2.2 推广使用隔震和消能减震设计。
目前我国和世界各国普遍采用的传统抗震结构体系是“延性结构体系”,即适当控制结构物的刚度,但容许结构构件在地震时进入非弹性状态,并具有较大的延性,以消耗地震能量,减轻地震反应,使建筑“裂而不倒”。
设计抗震建筑需要注意什么

设计抗震建筑需要注意什么地震是一种难以预测且破坏力巨大的自然灾害,给人类的生命和财产带来了严重的威胁。
为了在地震发生时保障人们的生命安全和减少财产损失,设计抗震建筑至关重要。
那么,在设计抗震建筑时,究竟需要注意哪些方面呢?首先,合理的选址是设计抗震建筑的基础。
应避开地震活动频繁、地质不稳定的区域,如地震断层带、容易发生滑坡和泥石流的山坡等。
同时,要考虑场地的土壤条件,坚硬、均匀的土壤能够提供更好的抗震支撑。
例如,在松软的淤泥质土或填土地基上建设,地震时建筑物的晃动可能会更加剧烈,增加倒塌的风险。
建筑的平面和立面布局也对其抗震性能有着重要影响。
平面布置应尽量规则、对称,避免出现过于复杂的形状和突出部分。
这样可以使建筑物在地震作用下的受力更加均匀,减少扭转效应。
立面设计要避免高低错落过大、局部收进或悬挑过多的情况。
建筑物的重心应尽量降低,以增加其稳定性。
比如,高层建筑的上部结构应逐渐减小,避免形成“头重脚轻”的局面。
结构体系的选择是抗震设计的核心。
常见的抗震结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。
框架结构具有较好的灵活性,但抗震能力相对较弱;剪力墙结构则能提供较强的抗侧力能力,但空间布局不够灵活;框架剪力墙结构结合了两者的优点,是许多中高层建筑常用的结构形式。
在选择结构体系时,要根据建筑物的高度、用途、抗震设防烈度等因素综合考虑。
材料的质量和性能也是不容忽视的因素。
用于建筑结构的钢材、混凝土等材料,必须符合国家相关标准和规范,具备足够的强度和韧性。
高强度的钢材能够承受更大的拉力和压力,高性能的混凝土则能提高结构的整体性和耐久性。
此外,还要确保材料的施工质量,严格控制钢筋的绑扎、混凝土的浇筑等环节,避免出现质量缺陷。
加强连接节点的设计同样关键。
节点是结构中各个构件相互连接的部位,如梁柱节点、剪力墙与框架的连接节点等。
在地震作用下,节点往往容易发生破坏,从而影响整个结构的稳定性。
因此,要对节点进行精心设计,保证其具有足够的强度和延性,能够有效地传递内力。
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建筑设计中高层建筑抗震设计问题要点的思考
摘要:随着经济的发展,建筑高层住宅越来越多,高层建筑设计对抗震性能要求越来越高,因此,本文分析了高层建筑抗震设计常见问题,然后提出从抗震的角度探讨建筑各方面的设计探讨。
关键词:高层建筑;抗震设计;问题措施
abstract: with the development of economy, more and more high-rise residential, high-rise building design on the seismic performance of the increasingly high demand, therefore, this paper analyzes the common problems in seismic design of tall buildings, and then discuss the design of the building from the angle of the seismic.
key words: high-rise building; seismic design; problem measure
中图分类号:tu2
一、高层建筑抗震设计问题在高层建筑的建设中,其中最主要的问题是对它的抗震问题的研究,其中又以中短柱问题为最主要的问题。
1、缺乏岩土工程勘察资料或资料不全。
有的在扩初设计阶段还缺建筑场地岩土工程的勘察资料,有的在扩初设计会审之后就直接进入了施工图设计,有的在规划设计或方案设计会审后就直接进入了施工图设计。
无岩土工程勘察资料,设计缺少了必要的依据。
2、结构的平面布置。
外形不规则、不对称、凹凸变化尺度大、形心质心偏心大,同一结构单元内,结构平面形状和刚度不均匀不对
称,平面长度过长等。
3、一个结构单元内采用两种不同的结构受力体系。
如一半采用砌体承重,而另一半或局部采用全框架承重或排架承重;底框砖房中一半为底框,而另一半为砖墙落地承重,这种情况常发现在平面纵轴与街道轴线相交的住宅,其底层为商店,设计成一半为底框砖房(有的为二层底框),而另一半为砖墙落地自承,造成平面刚度和竖向刚度二者都产生突变,对抗震十分不利。
4、抗震设防标准掌握不当。
有一些项目擅自提高了设防标准,按照《建筑抗震设防分类标准(gb50223-2008)》划分应属六度设防的,但设计中提高了一度按七度设防,提高了建筑抗震设防标准,将会增加工程投资;有的项目严格应按七度采取抗震措施的,但设计中又按六度设防,减低了抗震设防标准,不利抗震。
5、结构的竖向布置。
在高层建筑中,竖向体型有过大的外挑和内收,立面收进部分的尺寸比值b1/b 不满足≥0.75的要求。
6、抗震构造柱布置不当。
如外墙转角处,大厅四角未设构造柱或构造柱不成对设置;以构造柱代替砖墙承重;山墙与纵墙交接处不设抗震构造柱;过多设置抗震构造柱等。
7、框架结构砌体填充墙抗震构造措施不到位。
砌体外围护墙砌筑在框架柱外又没有设置抗震构造柱,框架间砌体填充墙高度长度超过规范规定要求又没有采取相应构造措施。
8、结构其他问题。
有的底层无横向落地抗震墙,全部为框支或落地墙间距超长;有的仅北侧纵墙落地,南侧全为柱子,造成南北刚度不均;有的底层作汽车库,设计时横墙都落地,但纵墙不落地,变成了纵向框支;还有
的底框和内框砌体住宅采用大空间灵活隔断设计,其中几乎很少有纵墙。
不少地方都采用钢筋混凝土内柱来承重以代替砖墙承重,实际上将砖混结构演变为内框架结构,这比底框砖房还不利,因内框砖房的层数、总高度控制比底框砖房更严,因此存在着严重抗震隐患。
更为严重的是这种情况并未引起目前大多数结构工程师的重视。
9、平面布局的刚度不均。
抗震设计要求建筑的平、立面布置宜规正、对称,建筑的质量分布和刚度变化宜均匀,否则应考虑其不利影响。
但有的平面设计存在严重的不对称:一边进深大,一边进深小;一边设计大开间,一边为小房间;一边墙落地承重,一边又为柱承重。
平面形状采用l、π形不规则平面等,造成了纵向刚度不均,而底层作为汽车库的住宅,一侧为进出车需要,取消全部外纵墙,另一侧不需进出车辆,因而墙直接落地,造成横向刚度不均。
这些都对抗震极为不利。
10、防震缝设置。
对于高层建筑存在下列三种情况时,宜设防震缝:①平面各项尺寸超过《高层建筑混凝土结构技术规程(jgj3-2010)》中表3.4.3的限值而无加强措施;
②房屋有较大错层;③各部分结构的刚度或荷载相差悬殊而又未采取有效措施;但有的竟未采取任何抗震措施又未设防震缝。
11、结构抗震等级掌握不准。
有的提高了,而有的又降低了,主要是对场地土类型、结构类型、建筑高度、设防烈度等因素综合评定不准造成。
二、建筑体型设计
建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。
震害表
明,许多平面形状复杂,如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。
唐山地震就有不少这样的震例。
平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏,有的甚至保持完好无损。
沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。
特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。
因此在建筑体型的设计中,应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则;在平面形状上,矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。
尽可能少做外凸和内凹的体型,尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。
在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布,避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。
三、建筑平面布置设计建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。
柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等,都要在建筑的平面布置图上明确下来。
而且,由于建筑使用功能不同,每个楼层的布置有可能差异很大,建筑平面上的墙体,包括外围填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称,墙体与柱子分布的不对称、不协调,使建筑物在地震时产生扭转地震作用,对抗震很不利。
有的建筑物,其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧,结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。
这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度,吸引了地震作用的主要部分。
有的建筑物,在平面布置上一侧的墙
体很多,而另一侧的墙体稀少,这就造成平面上刚度分布的很不对称,质量分布也偏心,使结构的受力和变形不协调,导致扭转地震作用效应,带来局部墙面的破坏。
有的建筑物,如底层为商场的临街建筑,临街一侧往往不设墙体,而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭,两侧在刚度上相差很多,也将在地震时引起扭转地震作用,对抗震不利。
还有的建筑平面布置上,经常出现内隔墙不对齐或中断,使刚度发生突变和地震力传递受阻,对抗震也带来不利,客易引起结构的局部破坏。
建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大,从概念上要解决的一个核心问题是:建筑平面布置设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀,对称协调,避免突变,防止产生扭转效应。
在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件,使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体,充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。
四、建筑竖向布置设计建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。
无论是单层或多层,还是高层建筑或超高建筑,这个问题是比较突出的。
存在的这个主要问题是,由于建筑使用功能的不同要求,如底层或下面几层是商场、购物中心,建筑上要求是大柱距、大空间;而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼,低层设柱、墙很少,而上面则是以墙为主,柱很少。
有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅,在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅等,建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度分布的质量
和刚度的严重不均匀、不协调。
突出的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大,形成突变。
在刚度最差的楼层形成对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层。
这是在建筑设计中必须高度重视的问题。
在实际设计中,在建筑使用功能不同的情况下,很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐,柱子不对齐,墙体不连续,不到底;上层墙多,下层墙少;上层有柱,下层无柱等,使地震力的传递受阻或不通;抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。
所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。
多次大震害表明,建筑物竖向楼层刚度的过大变化,给建筑物造成很多破坏,甚至是整个楼层的倒塌。
五、结束语
建筑设计是建筑杭震设计的一个重要方面,建筑设计与建筑抗震设计有着密切关系。
它对建筑抗震起着重要的基础作用。
一个优良的建筑抗震设计,必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。
为此,要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性,在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。