高层建筑结构的抗震设计.doc

对高层建筑结构的抗震设计分析摘要：随着社会的不断进步和科学技术的快速发展，建筑结构逐渐向着复杂化、高端化的高层结构迈进，我国是一个多地震的国家，因此，高层建筑结构的抗震设计就面临着更加严峻的挑战。关键词：建筑结构高层多地震抗震设计abstract: with the development of society and the rapid development of science and technology, building structure to gradually complicated, the high-level structure of the high-end forward, the our country is a earthquake country, therefore, the seismic design of high-rise buildings will face more severe challenges.keywords: building structure high-level earthquake seismic design本文从当前我国高层建筑在抗震设计方面存在的问题出发，详细阐述了高层建筑结构的抗震设计，以期提高建筑结构的稳定性，从而最大程度的保障人们的生命财产安全。一、当前我国高层建筑在抗震设计方面存在的问题1、建筑高度方面的问题伴随着我国经济发展水平的快速提高，施工技术水平也迅速增长，与之相适应的还有对于建筑结构的科研水平，依据我国当前的高层建筑结构技术规定，在一定的结构模式下，高层建筑必然有一个非常合适的高度，但是，在实际施工过程中，有相当多的高层建筑都超出了这一合适的高度值，建筑物的高度增加，会使得许多因素超出先行规范的规定，例如材料性能、延性要求等都会发生变化。在地震的作用下，很有可能使得结构发生变形甚至是破坏。2、建筑结构体系问题在地震发生较为频繁的地区，建筑结构体系的选择是一个非常重要的问题。在我国，高层建筑主要有三种不同的结构体系：（1）框架结构。框架结构主要是通过量、柱等构件在节点处的连接而形成的一种承载结构。这种承载结构在建筑平面布局方面具有较大的灵活性，但是伴随着建筑结构越来越高，框架结构底部梁、柱等构件在水平载荷的作用下剪力和弯矩都大幅的增加，从而使得配筋量也随之而增长，这会给建筑平面布局和施工带来很大的影响，所以框架结构受到建筑结构层数的限制。（2）剪力墙结构。在钢混结构中一般会采用剪力墙承重，剪力墙承重就是将钢混墙板替代框架结构中的梁、柱等承重构件，剪力墙承载所有的水平载荷和竖向荷载，如重力载荷、风载荷以及地震载荷等，此时，剪力墙的就犹如是一根悬臂深梁，底端嵌固，在水平和竖向荷载作用下，所产生的弯曲和剪切变形构成水平位移，相对于框架结构来讲，空间和水平位移小，抗震性能好，但是混凝土的用量很多，导致自重比较大，房间格局不能随意改变。（3）框剪结构，框架结构结合了框架以及剪力墙结构的优势，在布置和使用空间上比较灵活，同时抗震性能较高，刚度比较大，因此应用非常广泛。3、轴压比问题在当前的高层建筑中，为了达到控制轴压比的目的而使得柱的截面尺寸偏大，而控制轴压比是为了让柱在大偏压的情况，避免钢筋在没有达到屈服极限时混凝土遭到破坏，建筑结构的延性与柱的塑性变形能力关联很大，柱的塑性变形能力越大，则建筑结构的延性就越好，一旦发生地震，吸收和耗散的地震能力少，则建筑结构就很容易遭到破坏。如果梁的延性比较好，那么柱达到屈服极限的可能性也会相应降低，而轴压比的限制也可以相应的放松。当前有一些学者认为在现行抗震条件下最后采用比较高的轴压比，实际上，在轴压比稍微增大的情况下，柱断面的大小变化不会很明显。二、高层建筑结构的抗震设计1、抗震设计原则一般情况下，建筑结构应该按照以下原则进行抗震设计计算：（1）在高层建筑结构的两个主轴方向，最后分别进行水平地震作用下的抗震计算，不同方向下的水平地震作用由各方向抗侧力构件进行承担。（2）在建筑结构中若有斜交角度大于15的抗侧力构件，最好对各个抗侧力构件方向的水平地震作用分别进行考虑。（3）如果建筑结构的质量和刚度不对称、不均匀，那么必须对水平地震影响下的扭转作用以及双向水平地震作用进行考虑。2、抗震设计计算方法当前，对于高层建筑的抗震设计主要采用以下几种方法：（1）底部剪力法。当建筑物高度小于四十米，且质量、刚度分布均匀、以剪切变形为主时，采用底部剪力法进行抗震设计计算。此种方法是将地震作用看作是等效静载荷，从而计算出结构的最强地震反应。（2）振型分解反应谱法。主要是利用振型分解以及反应谱理论计算结构的最强地震反应。（3）时程分析法。这种方法主要是通过选定一定的地震波，对结构的运动平衡微分方程进行数值积分，从而得到在整个地震时程区域内的地震反应。对弹性时程进行分析时，每一条时程曲线所计算出的结构底部剪力都必须大于按照振型分解反应谱法计算所得结果的60%，否则，要提高地震波加速峰值。3、抗震设计时重力载荷的考虑结构的重力载荷包括自重和可变载荷这两种，可变载荷的变动较大，当发生地震时，可变载荷不一定到底我国载荷规范规定的可变载荷标准值，一般都会比标准值小，因此，重力载荷的代表值可对可变载荷进行折减，计算时可按下列公式：式中：为重力载荷代表值，为自重标准值，为可变载荷组合值系数，为可变载荷标准值，其中，按照下表进行取值：在多遇地震情况下，对结构进行允许弹性变形验算，从而避免非结构构件的破坏，其中，为多遇地震作用标准值产生的楼层间的弹性位移，h为层高，为层间弹性位移角值，主要按照下表进行取值，参考文献：1陈维东高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策j中国高新技术企业2009(05)2李志勇，高