抗震概念设计在高层建筑设计的重要性及应用.doc

精品文档 目 次 摘要.IAbstract .II 引言.22 抗震概念设计重要性及其定义.2 2.1 抗震概念设计思想分析.3 3 高层建筑结构设计中抗震概念.4 3.1 结构的整体性.4 3.2 结构的简单性.4 3.3 结构的刚度.4 3.4 结构的规则与均匀性.4 4 抗震概念设计在高层建筑结构中的应用.4 4.1 抗震概念设计应该重视高层建筑的结构规律.4 4.2 抗震概念设计在结构体系上的应用.4 4.3 抗震概念设计在结构构件上的应用.5 4.4 抗震概念设计在地基基础上的应用.55 科学的布局设计和抗震概念设计.56 总结.5致谢.6参考文献.6.抗震概念设计在高层建筑设计的重要性及应用摘要 伴随着社会的不断进步，经济的高速发展，我国人们生活水平的不断提高，建筑企业异军突起。人们对于建筑工程的质量关注度有了很大提升，再加上近些年来自然灾害的不断发生，世界各地都发生了剧烈的地震，这就使人们更加关注建筑物的抗震能力，而在建筑设计之中抗震概念设计相当关键，其不仅可以真正意义上增强建筑结构的可靠性和稳定性，同时还可以保证建设施工企业最佳的经济效益。文章将针对这一方面的内容展开论述，详细的分析了抗震概念设计在高层结构设计之中的综合应用，同时对设计的难点和主导的思想方向等进行了系统性的分析。中中国论文网 h关键词：高层建筑；抗震概念设计；重要性；应用Abstract Along with societys unceasing progress, the rapid development of economy, the continuous improvement of living standards of our people, construction enterprises have sprung up everywhere. Concerns for the construction project quality has greatly improved, and in recent years to natural disasters will continue to occur, all over the world have taken place in the severe earthquake, which makes people pay more attention to the seismic capacity of buildings, and in the architectural design of anti-seismic concept design is critical. It can not only enhance the reliability and stability of the structure to the true meaning, and also can ensure the construction enterprise the best economic benefits. The content of the article will according to the aspects discussed, detailed analysis of the The comprehensive application of seismic conceptual design in the design of high-rise structure, the difficulty of the design and the dominant ideological direction and so on were analyzed systematically.Key words: high-rise building; seismic conceptual design; importance; application1.引言 近些年来，自然灾害频频发生，尤其是地震灾害，汶川、玉树、日本等等地区都发生了强烈的地震。地震严重威胁了人们的生命和财产安全，由于地震具有不可预知性，我们只能够在增强自身危机意识基础之上，增强我们所使用建筑物的抗震能力。抗震概念设计是建筑提升其抗震能力的基础，因此，将抗震概念设计融入到建筑结构设计之中去是当前的一大趋势。本文就对抗震概念设计重要性以及抗震概念设计定义进行分析，从而探析抗震概念设计在建筑结构设计中的应用。2.抗震概念设计重要性及其定义建筑物自身就是一个复杂而又庞大的系统，建筑物自身中的各种构件都以非常复杂的方式共同工作，建筑物各种构件并没有脱离建筑物整体结构体系而单独工作。近些年来，地震频频发生，这就在一定程度上提高了人们的安全防范意识。因此，人们对于建筑物的抗震性能也更加关注。由于地震本身具有复杂性、不确定性以及随机性，而建筑物结构模型的基本假定与其实际情况存在着很大的差异，在建筑物结构分析这一方面并不能对建筑物结构的材料时效、阻尼变化、非弹性性质以及空间作用进行充分的考虑，所以，我们很难准确的预测到建筑结构所要遭遇的地震参数和地震特性，因此，我们必须对建筑结构运用抗震概念设计。在抗震规范这一条文中明确说明了结构抗震设计性能的决定因素就是良好的抗震概念设计。而所谓的抗震概念设计就是指根据建筑设计者的经验和知识，运用其判断能力和思维能力，对建筑结构的细部构造和整体方案进行决定，从而达到合理的抗震设计。抗震概念设计是结构抗震设计的一种，结构抗震设计主要包括抗震概念设计、抗震构造措施以及抗震计算设计。其中，抗震概念设计以及抗震计算设计这两者应该与抗震构造措施进行有效地结合。在日常生活中，造成建筑物遭受震害的原因应该是多方面的，抗震概念设计应该针对各个方面的震害原因，保证建筑物抗震设计的效果。抗震概念设计的主要内容包括：采用隔震消能技术、保证非结构构件安全、提高结构延性、采用合理抗震结构体系、合理选用建筑体型、合理选用建筑结构布置以及有利场地的选择等等，其中，对非结构构件安全进行保证的目的在于确保建筑结构的整体性。2.1 抗震概念设计思想分析明确抗震概念设计的主要思想和主导性的原则，对于相关工作的开展有着重大的意义和积极的影响。所以在实践之中还应当对此环节的内容进行深层次的研究和分析。随着当前经济建设事业不断的向前发展，当前的建筑设计也呈现出了多样化的局面。同时在建筑设计之中还全面的追求综合化、多样化以及原则化。从建筑自身的功能上进行分析，当前建筑需要使用抗震概念设计来实现自身抗震性的增强，以更好的满足实际使用的需求。而细节部位的设计，则应当更好的实现抗震概念设计的完善，以满足使用的需求。在高层设计之中抗震概念设计相当关键，所以在实践的抗震概念设计过程之中还应当很好的树立起健全的理念，以科学化的、现代化的手段实现对传统工作的不断改进，并且以更加灵活和自由的设计方式使得设计的思路可以得到不断的完善。随着当前社会不断向前发展高层建筑已经逐步成为了城市之中的主流设计方向，为了在实践之中更好的增强高层建筑抗震概念设计水准，还应当充分的结合行业之内的相关原则和管理的经验，重点的对高层建筑抗震概念设计相关内容进行分析，以更好的实现从系统功能上进行设计安全性的满足，更好的避免出现相关安全问题。同时还需要注意的是在高层建筑抗震概念设计之中布局设计技术也是其中的一个关键环节，所以，还应当对其中的相关重难点以及管理技术的主要方向等加以分析，真正意义上实现高层建筑抗震概念设计水准的增强和改进。传统结构设计的计算理论为建筑设计提供的是结构设计中对结构抗力的研究和计算。这种传统的设计思维使得建设结构设计师过度注重细节，而不是整体结构形式。抗震设计中传统的设计思路不能完全适用于结构设计，完全的照本宣科只能让建筑结构趋向不合理。需要强调的是设计不能陷入只依靠计算的误区，如果结构严重不规则，整体性差，仅按目前的结构设计的计算水平，难以保证结构的抗风、抗震性能，尤其是抗震的性能。因此，要求结构工程师和建筑师要共同做好初步设计。关于高层建筑混凝土结构设计的一般原则与具体内容，在高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）的有关章节中作了规定。简单性结构的简单性是指结构在地震的作用下具有直接、明确的传力的途径。在建筑抗震设计规范中做出强制性条文要求，“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径。”只有结构简单，才能对结构的计算模型、内力和位移进行分析，避免薄弱部位的出现，因此对结构的抗震性的估计也相对可靠。3.高层建筑结构设计中抗震概念设计的原则3.1结构的整体性在高层建筑结构中，楼盖的整体性对高层建筑结构的整体性起到十分重要的作用，其相当于水平隔板，不仅要求聚集和传递惯性力至各个竖向抗侧力的子结构，还要求这些子结构具有较强的抗震能力，能够抵抗地震作用，尤其是当竖向抗侧力子结构的分布不均匀、结构布置复杂以及抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时，整个高层建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构进行协同工作。3.2结构的简单性结构的简单性指的是结构在地震作用下具有明确、直接的传力途径。在高层建筑抗震设计规范中明确规定“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径”，只有结构简单，才能对结构的位移、内力以及模型进行分析，准确的分析出高层建筑抗震的薄弱环节，然后采取相应的措施，避免薄弱环节的出现。3.3结构的刚度结构的刚度和抗震能力水平在地震作用下是双向的，确定结构的刚度，然后合理的布置结构能够抵抗任意方向上的地震作用。通常状况下，地结构沿着平面上两个主轴方向都应该具有足够的刚度与抗震能力，结构的刚度不仅仅应该控制结构的变形，还应该尽可能降低地震作用对高层建筑结构的冲击，如果结构发生较大的变形，将会产生重力二阶效应，导致结构失衡而被破坏，降低高层建筑的抗震可靠性，因此，在抗震概念设计中，应该重视结构的刚度设计。3.4 结构的规则性与均匀性高层建筑的竖向和立面的剖面布置应该规则，结构侧向刚度的变化应该巨晕，避免侧向刚度以及抗侧力结构承载力的突变。沿着建筑物的竖向，机构布置和建筑造型应该规则和相对均匀，避免传力途径、刚度以及承载力的突变，防止结构在竖向上的某一楼或者少数楼层之间出现薄弱的环节。4.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用4.1 抗震概念设计应该重视高层建筑的结构规律在高层建筑的抗震概念设计应用中，应该对高层建筑的体型设计进行科学的修正，保证在质量、刚度、对称、规则上分布均匀，保证设计的整体性，避免局部出现刚度过大的问题。高层建筑的结构布局对抗震概念设计具有十分重要的作用，简单、对称的建筑在地震中的应力分析和实际反映很容易做到，并且能够达到相一致，但是在凹凸的立面与错层设计的高层建筑中，当地震发生时将会产生复杂的地震效应，很难做到对高层建筑抗震效果的最佳分析。因此，高层建筑的抗震概念设计应该重视结构的规律性。4.2 抗震概念设计在结构体系上的应用高层建筑抗震结构体系是抗震概念设计的关键，抗震概念设计在结构体系上的应用依据高层建筑物的高度以及抗震等级选择合适的抗侧力体系，通过概念近似手算确定结构设计方案的可行性以及主要构件的基本尺寸。抗震结构方案选择的合理性，直接影响建筑抗震概念设计的经济性与安全性。合理的选择建筑结构体系，应该注意以下三个方面： 其一，选择建筑结构体系时，应该对因为部分结构或者部分构件的破坏而导致整体建筑结构体系丧失对抗震能力或者重力荷载的承载能力，应该坚持抗震设计原则中的赘余度功能和内力重分配功能，这一原则的重要性在许多建筑物地震后的实际状况中都得到了很好的印证； 其二，选择建筑结构体系时，不仅仅应该要求建筑体系的受力明确、传力合理以及传力路线，还应该有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图，这些都应该和不间断的抗震分析相符合； 其三，其中延性是建筑结构中的重要特性之一，结构体系的变形能力取决于组成结构的构件和连接的延性水平，提高结构构件的延性水平，是提高高层建筑抗震设计概念在建筑结构设计应用中的重点问题，通过采用竖向和水平向混凝土构件，能够增强对砌体结构的约束，当配筋砌体在地震中即使产生裂缝也不会倒塌或者散落，保证高层建筑早地震中不至于丧失对重力荷载的承载能力。4.3 抗震概念设计在结构构件上的应用高层建筑抗震的实现需要各个构件的支撑，因此，抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度，并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构，因此其抗震结构也应该设置多道抗震防线，这样在地震作用下，即使一部分构件先被破坏，剩余的构件依然具备支撑的作用，形成独立的抗震结构，承受地震力与竖向荷载。因此，合理的预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位置，适当的调整构件的强弱关系，形成多道抗震防线，实现对高层建筑结构体系的合理控制，这是结构抗震耗能的一种有效措施，是建筑抗震结构概念设计的重要内容。4.4抗震概念设计在地基基础上的应用选择对于建筑抗震有利的地基，相当关键，同时也是抗震概念设计应用过程之中的基础性环节。在今后还应当加强对抗震概念设计的深入分析，在结构设计之中应当全面的注重房屋的高度、建筑设计的布局形式、场地设计的标准、现场的资源条件、周边的环境情况、材料等方面的因素等，同时还应当注重其中地基以及施工方面的影响因素，注重技术和经济指标的双重结合。以更好的确定今后的设计方向。针对建筑自身结构和布局形式的确定还应当全面的遵循力学的对成型，遵循其中的原则。避免在出现地震等不良情况之时出现剪切破坏等严重的状况。此外还应当加强表层土质的覆盖性，这一点对于减少地震的作用影响力也有着巨大的意义。在抗震概念设计之中，应当尽可能的选择一些中硬土的场地，很好的对其中的相关参数和特性加以判定，并且避免出现诸如地基实效、地层错位以及滑坡等严重的情况哎进行抗震设计之时还应当尽量的避免其中不利的场地因素和施工条件，这一点是当前城市建筑设计工作的主要发展方向，在施工的开展过程之中还应当采取相对应的措施和技术，以更好的降低地震所带来的不良影响，减少地震对于整个施工所产生的危害性。5.科学的布局设计和抗震概念设计科学的布局形式对于保证抗震概念设计的水准和效益相当关键。在实践的结构设计之中应当充分的结合场地的需求和标准，在其中及时并且恰当的引入相关规则，同时还应当保证政策和思想的完善性，另外还应当注重质量中心的重合，在地震发生之时，最为关键的一点是建筑自身的结构稳定性，不至于使得建筑在地震的作用之下出现扭转的情况。所以，还应当加强对强度的设计和提升。同时对设计的难点和主导的思想方向等进行系统性的分析，在进行建筑立面设计之时，则应当避免出现变化性的阶梯