浅谈多高层建筑结构抗震设计

《建筑结构抗震设计》课程论文班级:学生姓名：学号：许昌学院城市与环境（土木工程）学院浅谈多高层建筑结构抗震设计摘要：本文主要论述多高层建筑结构抗震设计的必要性,以及对多高层建筑结构的震害分析,根据不同建筑结构类型震害特点,根据国家对抗震设防的不同要求，对其抗震设计方法的概述.关键词：高层建筑震害形式分析抗震设计方法OntheseismicdesignoftallbuildingsAbstract:Thispapermainlydiscussesthehigh-risebuildingstructureseismicdesignnecessity,aswellasonhigh-risebuildingstructureseismicdamageanalysis,accordingtothedifferenttypesofbuildingstructuresdamagecharacteristic,accordingtothedifferentrequirementsofseismicfortification,theseismicdesignmethodareoutlined.Keywords:TallbuildingSeismicdamageanalysisAseismicdesignmethod1、引言地震是一种危及人民生命财产安全、破坏性极大的突发性自然灾害，地震造成生命、财产损失的直接原因是建筑物的剧烈震动、破坏倒塌。对于高层建筑来说,一旦遭遇地震往往会遭受巨大的损失，由于目前预测工作没有发展到准确预报的程度，所以建筑结构抗震设防是减轻地震灾害的重要途径。随着我国城市化的发展，人口和财富向城市高度集中，基础设施高度发达，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。但我国位于世界两大地震构造系的交汇区域,历史上就是地震多发的国家之一，抗震防灾是也是我国一项特殊的社会事业，它关系着经济发展和社会稳定。近年来，许多国家的抗震设计规范都趋向于以“小震不坏、中震可修、大震不倒”作为建筑设计的基本准则来最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏。2、多高层建筑的震害特征形式1）、多高层建筑钢筋混凝土结构的震害形式：a.结构布置不合理而产生的震害，具体形式有扭转破坏、薄弱层破坏、应力集中造成破坏和防震缝处碰撞造成的破坏。b.框架结构的震害破坏形式具体包括整体破坏和局部破坏两种形式。2）、多高层建筑钢结构的震害形式：a.节点连接破坏，主要有两种节点连接破坏，一是支撑连接破坏，另一种是梁柱连接破坏。b.构件破坏，主要破坏形式有支撑压屈、梁柱局部失稳和柱水平裂缝或断裂破坏。c.结构倒塌，是地震破坏最严重的破坏形式。3、我国工程抗震设防水准以及对抗震设计相关要求1）、我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)明确提出了三个的抗震设防要求a.第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需要修理仍可以继续实用。b.第二水准：当遭受相当于于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物可能损坏，但经一般修理即可恢复正常实用。c.第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。2）、对于不同用途的建筑物的抗震设防，采用不同标准，根据其破坏后果加以分类，我国建筑抗震设计规范将建筑物按其用途的重要性氛围四类：a.特殊设防类。b.重点设防类。c.标准设防类。d.适度设防类。适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。3）抗震设计的总体要求，一般建筑抗震设计包括三个层次的内容与要求，概念设计、抗震计算与构造措施。在总体上要求把握的基本原则可以概括为注意场地选择、把握建筑体形、利用结构延性、设置多道放线和重视非结构因素等。4、抗震设计方法分析根据抗震设计总体要求的基本原则，可以将抗震设计方法归结为以下几个方面：1）、建筑的场地以及地基的选择场地是指建筑物所在地，其范围大体相当于厂区、居民区和自然村的范围，不同场地的地震动，其震害程度也不同，对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响，是建筑抗震设计的基础。在进行建筑场地以及地基的选择时，应该充分的了解当地的地震活动情况，对当地的地质情况进行科学的勘察，在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价，评估当地的抗震设计等级。对于一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避，而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施。在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或者是其它具有较高密实度的基土，从而提高建筑地基的抗震能力，尽可能的避开不利于抗震的软性地基土。对于一些达不到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造，使其能够符合相应的标准。2）、建筑体形的选取

在抗震设计中，对于框架结构自身重量轻的特点，如果设计合理，减轻建筑物整体重量能有效减小地震作用，能达到一定的延性，但同时由于侧向刚度较小，地震时水平变形较大，易造成非结构的破坏，结构较高时，过大的水平位移引起的p-⊿效应也比较大从而也造成结构的损伤更为严重，所以在建筑物体形的选择上，很大程度的直接影响抗震设计效果。3）、建筑结构的布置

对建筑的不规则性进行分类，当结构不规则时，则视情况进行空间结构分析或采用其他专门措施，尽可能满足结构规则性要求。对于非承重结构的材料、选型、布置时，根据烈度、房屋高度、建筑体形、结构层间变形、体形自身抗侧力性能的利用等因素，应优先选用轻质材料。刚性非承重墙的布置，应避免使结构变形成刚度和强度上的冲突。结构水平布置时，要使结构平面质量中心和刚度中心相重合或尽可能靠近。结构竖向布置时，应尽可能均匀而少变化，使结构的刚度沿竖向均匀。4）、对结构设置多道防线（加固）为了有效的提高建筑结构的抗震能力，应该根据建筑结构的实际情况采取相应的加固措施，在进行加固方法选择的时候应该具体考虑以下几个方面的因素：对于一些机构设计存在缺陷的情况，应该根据实际情况增加构件进行加固，或者是采取具有较高抗震能力的构件代替原有构件。对于需要提高承载力或结构整体刚度的情况，可以增设构件，扩大原截面，设置套箍等方法；很多建筑结构整体性连接达不到抗震的标准，可以有针对性的对结构进行相应的调整，这样可以分散地震力，减少破坏。建筑中的一些与建筑结构不相关的构件，在地震时有可能倒塌而造成危害，应该适当进行加固。5、总结在进行高层建筑抗震设计时，原则上满足国家三水准的抗震设防要求，在具体做法上，我国建筑抗震设计规范采用了简化的两阶段设计方法：1）第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作应效果和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载力和结构弹性变形。2）第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。6、结束语总之，只有掌握结构抗震设计的方法，按照国家相关抗震设计要求，对结构合理设计和布置，