高层建筑抗震结构设计浅述

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高层建筑抗震结构设计浅述 摘 要：现如今，我国的大部分 城市内都是高楼耸立，然而高层建筑结 构设计是一项较复杂又系统的工程，尤 其是高层抗震的结构设计更是会直接影 响到高层建筑的质量，特别是在地震的 多发区，其影响更为严重，所以，这就 需要设计人员要充分认识高层建筑抗震 结构设计中易出现的问题，同时进行不 断总结和改进，从而促使高层建筑的抗 震结构设计得到进一步完善化。 中国论文网 /8/view-12886157.htm 关键词：高层建筑 抗震结构 设 计 中图分类号：TU352.11 文献标 识码：A 文章编号： 1672- -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 3791（2016）11（b）-0042-02 随着我国城镇人口的持续性增多、 城市规划的进一步拓展，在一定程度上 促使我国高层建筑得到了迅速的发展。 可是，受到地震等各种自然灾害频频出 现的影响，人们的正常生活及生命财产 受到了巨大的威胁，为此，高层建筑设 计中，做好抗震结构设计有着十分重要 的意义。 1 高层建筑抗震结构设计原则 一是整体性原则。大家都知道， 高层建筑的楼盖对于其结构的整体性占 据着不可或缺的位置，楼盖就类似于一 个横向的水平隔板，将惯性力聚集起来， 并向各个竖向抗侧力的子结构传递，尤 其是当这些子结构的布置不均匀或过于 复杂时，楼盖则可以很好地将这些抗侧 力子结构组织起来，然后进行协同合作， 来承受地震的作用；二是简单性原则。 高层建筑结构设计的简单性主要是指在 地震的作用下，要具有极其明确清晰的 直接传力方式，在相关的规范中对于结 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 构体系也是有着明确的要求，即结构体 系要有明确的计算简图以及合理的地震 作用传递途径，换句话说就是，只有高 层建筑结构的设计足够简单，才能够分 析出结构的计算模型、内力以及位移， 从而促使高层建筑结构抗震性能得到真 实性的可靠预测。 2 高层建筑抗震结构设计方法介 绍 2.1 正确挑选施工场地 对于高层建筑而言，挑选正确的 施工场地是非常重要的。需遵循场地的 种类对建筑的地震力进行相应计算，同 时需对场地做出系统性浅析，将地震的 危害度进行了解，按照相关规范做好建 筑地基的处理，通过对地震强度、场地 土层实际厚度、断裂地质的历史等因素 的分析确定地震的断裂情况，这样便能 够确定建筑物要避让的距离，从而成功 地避开对施工不利的地段，若没办法成 功避开这些地段，那么就要选择适合的 抗震措施来加入到建筑抗震结构设计内 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 容当中。高层建筑抗震结构设计过程中， 需在性质一致的地基中进行同一结构单 元的设置，尽可能地选择相同的结构形 式。当地基中包含液化土、新近填土、 土层严重不均匀等问题存在的情况下， 需采取相应的措施来进一步强化地基的 整体性和刚性，这样才能够促使高层建 筑的稳定性得到基础的保证。譬如，底 层框架结构因其实用性是非常显著的， 为此得到了大范围的投入使用，可是， 此结构的上层刚度非常大，下层刚度比 较小，其上下属性存在明显的差异性， 在地震发生的情况下，整个建筑的抗扭 曲性能是非常低的，极易导致建筑的倒 塌、断裂。所以，在抗震区域要尽可能 地不用此种结构，或者将其上下层刚度 性质做出调整，这样才能够确保其抗震 性能得到基本的保证。 2.2 减少地震时的能量输入 高层建筑抗震结构设计过程中， 可选择基于位移的结构抗震法实施定量 性分析，这样才能够确保建筑结构的变 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 形性能达到预期地震作用下地形的变形 需求。我们需在对建筑结构的承载性能 进行验算的基础上，对建筑结构在地震 作用下的蛹湮灰平窍拗怠灰蒲有员 冉行科学合理性的掌控。按照建筑构 件的实际变形与建筑结构位移间的联系， 将构件的变形值加以最终的确定。通过 建筑截面的应变情况确定建筑构件的构 造需求。针对高层建筑若是在比较坚硬 的场地进行施工的话，那么就能够将地 震发生时的能力输入降到最低的程度， 将地震给高层建筑造成的影响减少到最 小。 2.3 隔震与消能减震设计 在当前的高层建筑抗震结构设计 中，通常运用的是以往的抗震结构体系 即延性结构体系。这种抗震结构体系是 对建筑结构刚度进行的系统性掌控，在 有地震发生的时候，会使得整个建筑构 件处在一种非弹性状态下，这样会使得 其延性得到进一步增加，对地震发生时 能量的消耗起到一定的辅助作用，将地 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 震效应产生的影响降到最低，可有效避 免建筑物倒塌的发生。除此之外，可采 取相应的隔震措施，将高层建筑的动力 特性进行科学的更改，这样能降低地震 作用于建筑物的力，并且可利用高延性 结构将地震效应降到最低。 2.4 充分重视抗震结构设计 高层建筑结构设计过程中，我们 在提升建筑抗震性能的同时，需兼顾到 建筑整体结构的抗震性能情况。一般情 况下，高层建筑会选用框、筒框架、支 撑结构体系。当前，我国的钢材生产数 量非常大，钢结构加工制造水平得到了 明显升高，所以，在高层建筑中可最大 限度上以钢骨混凝土结构、钢结构、钢 管混凝土结构为主，这样能够使得柱断 面尺寸大大缩减，对于建筑结构抗震性 能的改善是非常有利的。 2.5 减小高层建筑结构自重 若是在相同的地基承载能力条件 下，减轻高层建筑结构的自身重量，就 可以使其在不增加地基以及造价的情况 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 下，增加高层建筑的层数，研究显示， 由于高层建筑的高度很高，所以其重心 也相应较高，然而建筑的重量越大，受 地震作用的倾覆力矩的效应也就越大， 所以，在高层建筑的抗震结构设计中， 我们要尽量采用轻质材料来填充高层建 筑物的填充墙及隔墙，以减轻建筑的自 重。 2.6 设置多道抗震防线 我们提倡采用由两个与两个以上 同时延性较好的分体系组成的一个抗震 结构体系，这是由于在发生地震时通常 都会带有余震，倘若只有一道抗震防线， 那么就很难防止由于某一结构损伤而导 致整个结构坍塌的情况发生，所以，在 构建高层建筑抗震结构体系时，我们首 先要有最大可能数量的内外部冗余度； 其次还要建立一套分布完整的屈服体系； 最后，该体系的主要耗能构件一定要有 较高的延性和充足的刚度，以确保建筑 物在遭遇地震灾害时，其强烈的地震作 用对其的危害，这样在第一道防线崩溃 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 的状况下，抵挡后续地震波的冲击还有 第二道防线和第三道防线。 3 高层建筑结构抗震设计的前景 分析 从目前的形势来看，今后若干年， 中国仍将是世界上修建高层建筑最多的 国家，这也将会给高层建筑抗震设计带 来新的难题，一是对于影响高层建筑抗 震结构设计效果的关键因素就是建筑材 料的选用，提高每一项建筑材料的抗震 指标可以很好地提高高层建筑的整体抗 震性能，因此，科研人员需要加强对于 新型复合高性能的建筑材料的研发，以 促进抗震技术的发展，进而满足高层建 筑抗震结构设计的需求；二是对于不同 抗震能力的需求，要采取相应的抗震措 施，甚至是对于同一个高层建筑的不同 部位和楼层以及对于性能的要求不相同 时，都要选用不同标准的构件；三是计 算机模拟抗震试验都得到广泛应用，将 制作好的模型或结构构件放在模拟地震 振动台上，在台面输入某一确定性的地 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 震记录，就能够较好地反映该次确定性 地震作用的效果，计算机模拟环境可以 拟真抗震效果，进而帮助改进各因素， 从而做到有效抗震，另外，高层建筑结 构的抗震设计的计算方法也会有新的转 变。即从线性分析向非线性分析的转变， 从确定性分析向非确定性分析的转变， 从振型分解反应分析向时程分析法的转 变。 4 结语 高质量的高层建筑抗震结构设计 是在达到