高层建筑抗震设计论文

高层建筑抗震设计探讨

摘要：本文分析了高层建筑抗震性能的影响因素及高层建筑抗震设计常见的问题，提出了高层建筑结构抗震设计措施。

关键词：高层建筑；抗震设计；探讨

中图分类号：tu2 文献标识码：a 文章编号：

经济和安全的关系,是结构抗震设计的重要技术政策。从长远观点看,如何从我国高层建筑抗震设计现状及国际高层抗震设计发展的趋势出发,探求一种新型的结构与材料的应用,应该成为地震区高层建筑发展的新方向。

1 高层建筑抗震性能的影响因素

新世纪以来,各大中城市普遍兴建高度在l00m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化,抗震的设计难度不断增大。

1.1 抗震设防标准

抗震不仅仅是取决于建筑的抗震设防标准,还要严格的遵循建筑抗震设计规范。国家根据地震发生的可能性和震害的严重性确定各地区基本设防烈度,这是各地区抗震设计的基本参数,主要代表地面加速度的大小。对具体房屋。需要结合建筑使用功能的重要性确定建筑的抗震设防标准,即确定设计烈度和抗震等级。对一般建筑,设计烈度就是本地区设防烈度。设计烈度愈高,抗震能力愈强,但建筑造价也愈高。

1.2合理的抗震设计

抗震设计就是要选择合适的结构形式,确定合理的抗震措施,保证结构的抗震性能,确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。高层住宅主要采用现浇剪力墙结构、框架一核心筒或框架一剪力墙结构,具有较好的强度和变形能力,抗震性能相对较好。因此,无论板式住宅还是点式住宅,只要设计合理,都可满足抗震要求。多层住宅大部分采用砖混结构,目前多采用现浇楼板,并采取设构造柱和圈粱等抗震措施,或者采用框架结构,大大增强了抗震能力。

2 高层建筑抗震设计常见的问题

2.1 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。2.2 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。

2.3 —个结构单元采用两种不同的结构受力体系,如—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隋的为二层底橱,而另—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。

2.4 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(gb 50223-95)》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。

2.5 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;墙与纵墙交接处不设抗震构造柱;过多设罡抗震构造柱等。

2.6 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撒电。

2.7 结构其他问题:不少地方都采用钢筋混凝土内柱来承重以代替砖墙承蕈,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。

2.8 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平酪项尺寸超过《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(ugj

3.91》》中表223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。

2.9 结构抗震等级掌握不准,有的提高了,而有的叉降低了,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。

3 高层建筑结构抗震设计措施

3.1抗震措施

在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面人手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至迸一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

3.2高层建筑的抗震设计理念

我国《建筑抗震规范》(gb50011—2001)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区

抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏,但经一般修理或不需修理仍可继续使用,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有,段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

3.3 高层建筑结构的抗震设计方法

我国的《建筑抗震设计规范)》(gbsooll一2001)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定: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;建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法;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。

4 结束语

我国是一个地震灾害比较频繁的国家，对于高层建筑来说，一旦遭遇地震，往往会遭受巨大的损失。因此在进行高层建筑结构抗震设计的过程当中应该充分考虑当地的地质情况，有针对性的进行相应的设计，尽可能的降低地震造成的损坏。