欢迎访问发表云网!为您提供杂志订阅、期刊投稿咨询服务!

高层建筑抗震结构设计大全11篇

时间:2023-07-19 17:11:26

高层建筑抗震结构设计

高层建筑抗震结构设计篇(1)

中图分类号:TU97文献标识码: A

前言

建筑工程的抗震性能取决于抗震结构的设计,这就对抗震结构的设计提出了更高的要求。建筑单位需要不断分析预见地震灾害中可能会遇到的各种问题,探讨如何在设计过程中有效规避这些问题,不断优化抗震结构,尽量减小地震造成的建筑损失。另外,在研究建筑工程的抗震结构设计过程中,建筑单位必须明确抗震结构的设计目标,利用最有效的设计方式,提高建筑工程的安全能力,保障建筑工程的稳定性,发挥建筑工程的最大效益。

一、建筑抗震性能的主要影响因素

影响建筑工程抗震结构安全性的因素是多方面的,建筑地基和建筑高度是其中的两个重要因素,直接关系到建筑的抗震性能。首先,建筑地基。地基是抗震结构设计重点考虑的内容,建筑工程的地基稳定程度直接影响其抗震性能,良好的地基建设能够为建筑抗震提供稳定的基础。科学的抗震结构设计必须要深入研究地基问题。其次,建筑高度。我国对建筑高度与抗震烈度之间的关系有明确的规定,建筑高度必须与抗震烈度相匹配,然而部分建筑没有遵循此原则,无法达到相应的抗震烈度,为建筑抗震埋下安全隐患。

二、建筑抗震结构设计的基本原则

建筑工程抗震结构需要遵循一定的设计原则,以此保障抗震结构设计的安全性,提高工程质量。(1)协同原则,建筑工程的抗震结构并不是单一个体,而是由多个独立的单元模块组成,建筑单位必须确保协同作用,才能发挥抗震结构的优势,提升建筑的抗震性能;(2)多防线原则,地震产生的波动不局限于一次,建筑抗震设计需考虑地震的连锁危害,不能仅靠一条防线,根据建筑的实际情况,设置多防线保护,最大程度的保护建筑工程;(3)刚性原则,抗震结构的建设材料,必须达到刚性标准,确保抗震材料的坚韧度;(4)平衡原则,建筑抗震结构需具备平衡的数据参数,各项抗震结构保持在统一水平,避免作用力突然转移,发挥建筑工程动态抗震的优势;(5)整体原则,抗震结构需以整体为出发点,不能单纯考虑单方面的防震。

三、抗震概念在高层建筑结构设计中的应用

1.选择有利的地基和场地

根据我国以往发生的多次发地震造成的建筑损害情况分析,表明了地震对建筑物的破坏程度受建筑物所在场地地形以及地基的影响较大。一般情况下,建筑场地条件包括局部地形、断层、地基土层、沙土液化等。在场地和地基的选择方面,表层覆盖层的厚度越小、土质硬,所以其承载力就高,稳定性也越好,在发生地震时地基不易失效;但是表层覆盖层的厚度越大,土质越软,那么对地震的效果作用也就会加大倍数的放大。另外,场地周围如果有突出的山梁或者是孤立的山包,那么也会对地震效果放大。地震中,在断层处常会出现地基失效、地层错位、滑坡、土体变形等现象。因此,在高层建筑抗震设计时,要选择硬质场地,尽可能避免不利因素的场地选择,当实在无法避免时,就要采取必要的措施,减少地震效果的输出。

2.对建筑平面以及立面科学的布局

在进行建筑结构的设计中,应该保证建筑平面和立面的规整性。在建筑抗震设计中,使结构的刚度中心与质量中心相重合,以达到建筑平面与立面规则、简洁的效果。那些建筑平面不规则建筑物的质量中心和刚度中心一般情况下不能够重合,这样在地震中建筑结构会发生扭曲,增加了地震的破坏力。对于建筑的立面设计,要避免有突变的阶梯立面出现,降低建筑的重心,并且保证凸出建筑主体的建筑部分高度,避免在地震中出现鞭梢效应。建筑物的高度与地震造成的损害成正比,所以,在高层建筑建设过程中层数和高度都要有一定的限值。在保证建筑平面与立面的平整要求后,还应该考虑建筑的外观造型设计上美观、大方。这样既能达到抗震效果,又能符合建筑的使用条件。

3.对建筑结构合理的选择和布置

在建筑结构的选型上要根据许多综合因素考虑,这此因素包括建筑的高度、建筑用途、设防烈度、基础、地基、材料、施工、场地等,还要在经济技术和经济条件进行比较以后确定建筑选型。对于建筑结构的布置方面,应该遵循“平面对称、竖面均匀”的原则。还应该注意的是,纯框架高层建筑中,要尽量防止出现框架柱和楼梯斜梁或平台梁直接连接的情况,因为这样会将框架柱变为短柱,发生地震就容易产生剪切破坏。

4.保障建筑结构的整体性

只有保证建筑结构的整体性,在发生地震时建筑结构的各个部件才能相互协同工作,使建筑结构的抗震效果更加显著。建筑结构的抗震力是由结构整体刚度以及整体的稳定性决定的,在高层建筑施工中使用型钢混凝土结构或现浇钢筋混凝土结构,可以实现结构整体稳定性效果,这两种钢筋混凝土结构具有整体性好、水平刚度大等优点,使用这两种钢筋混凝土结构不但可以解决滑移问题,还可以增强楼板刚度,达到抗震效果更好。

5.对于其他非结构部件的处理

建筑物中非结构部件对抗震有影响的有:框架填充墙、墙板、楼梯踏步板、内隔墙等。在地震中,这些结构也会在不同程度上参与抗震工作,改变这些结构的承载力以及刚度,或者是改变整个结构,或许在地震中这些结构会起到意外的效果。所以说,对其他非建筑结构部件进行合理的处理,能更好的提高建筑物的抗震能力,减少地震给其造成的损害。

结语

随着我国经济水平的快速提升,人口迅速的增加,城市土地资源严重匾乏,为了解决这一难题,中高层建筑乃至于超高层建筑在城市建设的过程中越来越多。众所周知,建筑物层数越多,高度越高,它的抗震效果就越差,在地震发生时对其的损害程度也就越多,这严重威胁着人民生命财产安全。所以在高层建筑结构设计中应用抗震概念设计,在建筑结构施工的各个方面,对建筑结构抗震设计进行完善,消除建设过程中出现的不利于建筑结构抗震的操作。在高层建筑结构设计中应用抗震概念设计,有效的提高了建筑物的抗震能力,能有效减少地震对建筑物的损害,从而保证人民生命财产安全。

参考文献:

[1]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居.2013.

[2]刘华新,孙志屏,孙荣书.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].工程技术.2007.

高层建筑抗震结构设计篇(2)

Abstract: using the modern science and technology to reduce and prevent earthquake disaster, the structure aseismatic design is a kind of effective method. So here is the author of the current structural seismic design Suggestions to explore.

Keywords: construction project, the structure, the seismic design

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

建筑物本身又是一个庞大复杂的系统,在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,也存在着不确定性。因此,建筑结构抗震设计就显得尤为重要。

1.有关抗震设计的若干概念

为了保证结构的抗震安全,根据具体情况,结构单元之间应遵守牢固连接或有效分离的方法。高层建筑的结构单元宜采取加强连接的方法。尽可能设置多道抗震防线,强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,在首次破坏后在遭受余震,结构将会因损伤积累而导致倒塌。适当处理结构构件的强弱关系,使其在强震作用下形成多道防线,并考虑某一防线被突破后,引起内力重分布的影响,是提高结构抗震性能,避免大震倒塌的有效措施。合理布置抗侧力构件,减少地震作用下的扭转效应。结构刚度、承载力沿房屋高度宜均匀、连续分布、避免造成结构的软弱或薄弱部位。结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能。主要耗能构件应有较高的延性和适当的刚度,承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。合理控制结构的非弹性(塑性铰区),掌握结构的屈服过程,实现合理的屈服机制。框架抗震设计应遵守“强柱、弱梁、结点更强”的原则,当构件屈服、刚度退化时,结点应能保持承载力和刚度不变。采取有效措施,防止钢筋滑移、混凝土过早的剪切破坏和压碎等脆性破坏。考虑上部结构嵌固于基础结构或地下室结构之上时,基础结构或地下室机构应保持弹性工作。高层建筑的地基主要受力范围内存在较厚的软弱黏性土层时,不宜采用天然地基。采用天然地基的高层建筑应考虑地震作用下地基变形对上部结构的影响。为了充分发挥各构件的抗震能力,确保结构的整体性,在设计的过程中应遵循以下原则:①结构应具有连续性。结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持整体的重要手段之一。②保证构件间的可靠连接。提高建筑物的抗震性能,保证各个构件充分发挥承载力,关键的是加强构件间的连接,使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。③增强房屋的竖向刚度。在设计时,应使结构沿纵、横2个方向具有足够的整体竖向刚度,并使房屋基础具有较强的整体性,以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿过房屋时所造成的危害。

2.抗震设计一般规定

2.1多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和适用的最大高度应符合要求。平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构,适用的最大高度应适当降低。合相应的计算和构造措施要求。

2.2钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算措施要求。

2.3钢筋混凝土房屋抗震等级的确定,尚应符合下列要求:框架一抗震墙结构,在基本振型地震作用下,若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,最大适用高度可比框架结构适当增加:裙房与主楼相连,除应按裙房本身确定外,不应低于主楼的抗震等级;主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时,应按裙房本身确定抗震等级;当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分,可根据具体情况采用三级或更低等级;抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑应结合有关抗震设防标准的规定和确定抗震等级;其中,8度乙类建筑高度超过规定的范围时应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施。

2.4高层钢筋混凝土房屋宜避免采用规定的不规则建筑结构方案,不设防震缝。

3. 建筑防震设计方法

建筑抗震的概念设计指在进行建筑结构抗震设计时,应着眼于建筑物结构的总体地震的震动反应,按照建筑结构的破坏机制和破坏过程,灵活应用建筑抗震的设计准则,全面而合理地解决建筑结构设计中出现的基本问题。

钢结构建筑有许多优良的特性。有很好的抗震、抗风性能。钢结构整体刚性好、强度高、重量轻、变形能力强,建筑物自重仅为砖混结构的1/5,抗震性能却是砖混结构的2倍以上,并有很强的抗风性能,有效的保护人民生命和财产安全。建筑钢结构都是由多层水平的楼盖和竖向的柱、墙等组成。楼盖主要承受竖向荷载,而建筑竖向的柱、墙等构件因为建筑高度的变化,其组成方式和受力变形.特性结构体系也有明显的变化。框架、剪力墙及筒体是结构中抵抗竖向及水平荷载的基本单元,由它们及其变体组成了各种结构体系,如框架结构体系、框架一支撑结构体系、框架-剪力墙体系、框架一简体结构体系、交错析架结构体系等。

建筑设计应设置多道抗震设防体系。由于地震的震动往往会持续一定时间,而且震动是往复的。根据对地震的大量研究可以看出,建筑物的倒塌通常是由于地震的持续往复作用,使建筑物的结构造到破坏,从而丧失了对建筑物重力荷载的承载能力。所以,建筑抗震规范提出“强柱弱梁、强剪弱弯”的抗震设计思想。建筑柱桩是建筑主要承受重力荷载的构件,通过科学、合理处理柱与梁之间的强弱关系,使建筑框架梁在地震中先于柱子屈服,出现了塑性铰,从而耗散一定的地震能量,柱桩在建筑抗震中退居到第二道抗震设防体系。剪切破坏属于力学的脆性破坏,而弯曲破坏是材料力学中的延性破坏,破坏后出现塑性铰,建筑结构还能够继续承载。“强剪弱弯”的设计思想则使剪切破坏退居到第二道抗震设防体系。

建筑抗震设计要具备合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。结构构件必须具备足够大的承载能力和刚度(刚度包括抗侧刚度和抗扭刚度),结构构件的承载能力和刚度是相关的,一般来说,建筑刚度越大,其承载能力也越大。增大建筑结构构件的承载力,可以推迟地震时构件的屈服能力,减轻地震对构件的屈服程度,降低对构件延性的要求,但这提高了建筑工程造价。要实现经济合理的建筑抗震结构体系,使建筑物在遭受大地震侵袭时,仍具有很强的抗倒塌能力,最理想的是建筑物部分结构构件破坏,通过延性耗散地震能量,避免建筑物的倒塌。

建筑延性系数设计方法。该方法的实质是通过建立建筑构件的位移延性系数或建筑截面曲率延性系数与塑性铰区混凝土极限压应变的关系,由结构约束箍筋来保证核心混凝土能够满足所要求的极限压应变,从而使建筑构件具有所需要的延性系数。建筑延性包括建筑结构延性、构件延性和截面延性三个方面。结构延性可以用顶点位移延性和层间位移延性来表达;构件位移延性与塑性铰区长度和截面延性等有关;截面延性与建筑物的几何形状、混性土强度、轴压比、纵筋含钢率、含箍特征值等因素有关。

采用能力谱方法进行建筑抗震设计。该方法是通过地震反应谱曲线和建筑结构能力谱曲线的叠加来评估建筑结构在给定地震作用下的反应特性。反应谱是指单自由度体系在给定地震输入下的加速度谱;能力谱是指通过对建筑结构进行静力推的分析,转换得到等效单自由度体系的加速度和位移之间的关系曲线。能力谱方法由Freeman等提出,经过不断的完善和革新。《日本建筑标准法》和美国ATC-40都采用能力谱法作为基于性能,位移抗震设计方法。Chopra提出了将能力谱方法和结构损伤指数评定相结合的屈服位移能力谱的地震损伤分析方法,增加并强化了能力谱法的实用性。因此,能力谱法的实质是采用的基于承载力的设计方法加位移、变形的能力校核,并依据能量的设计方法。对抗震设计的研究表明地震动瞬时能量在大多数情况下对结构最大位移反应具有决定性作用。但要建立基于能量的有效建筑抗震设计框架还需更深入的研究。

4.结束语

随着建筑结构抗震相关理论研究的不断发展,结构抗震设计思路也经历了一系列的变化。最初,在未考虑结构弹性动力特征,也无详细的地震作用记录统计资料的条件下,经验性的取一个地震水平作用用于结构设计。结构抗震设计思路经历了从弹性到非线性,从基于经验到基于非线性理论,从单纯保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服,并赋予结构一定的非弹性变形性能力的“耗”的一系列转变

高层建筑抗震结构设计篇(3)

随着城市化的不断推进和城市建设突飞猛进,各种功能多样化、综合化、全面化的,体型复杂化的高层建筑成为发展趋向。梁式转换层结构以其施工方便、传力直接、明确和清楚等优点,已成为实现垂直转换的结构形式在高层建筑中被广泛应用。

1、工程概况

某高层住宅项目规划用地面积5082.6m2,建筑总面积30665.2m2。地上部分为29层,地下部分2层。地上部分由裙楼连接两个塔楼构成,裙楼顶板以上设置伸缩缝将两座塔楼分开。建筑总高度91.8m,其中1~2层为裙楼,1层层高6.0m,用于架空层与管理用房;2层层高4.5m,用于商业开发铺面;3~29层为标准层,层高3.0m,均是住宅。地下部分为设备用房与地下车库,每层层高3.5m。工程结构形式采用框支剪力墙结构。

2、工程结构设计参数

2.1建筑参数

本工程建筑高度70.5m,属于《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)(以下简称《高规》)规定的A级高度钢筋混凝土结构高层建筑。且高宽比4.5,满足《高规》中规定的高层建筑结构最大高宽比要求。

2.2地震参数(见表1)

2.3风荷载参数

根据《高规》,风荷载取值规定:对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑,其基本风压应按100年重现期的风压值采用,一般情况下,房屋高度大于60m的高层建筑可按100年一遇的风压值采用,故本工程采用100年一遇的基本风压0.60KN/m2。

2.4结构抗震等级参数

根据《高规》中表4.8.2规定,本工程框支柱、框架柱、框架梁、剪力墙的抗震等级参数设计见表2。

剪力墙截面高度与厚度之比为5~8的短肢剪力墙提高一级,按一级抗震等级采用。如剪力墙厚度不小于300mm,且层高与剪力墙截面高度之比大于4的剪力墙,仍视为一般剪力墙,其抗震等级亦按一般剪力墙的抗震等级采用,连梁抗震等级同与其相连之剪力墙。

3、梁式转换层结构布置

3.1平面布置力求规则简单,对称均衡,尽量使水平荷载的合力中心与结构的刚度中心重合,避免产生扭转等不利影响。

3.2剪力墙中心线宜与框支梁中心线重合,框支梁截面中心线宜与框支柱截面中心线重合,以避免荷载偏心,框支梁上一层墙体内不宜设边门洞,也不宜在中柱上方设门洞。

3.3底部大空间必须有落地的落地筒体或剪力墙作支撑,落地剪力墙的数量不宜少于剪力墙总数的50%。通常可结合建筑平面,将剪力墙在楼梯间或电梯间处落地围成筒体,并对落地剪力墙和筒体底部墙体适当加厚。

3.4落地剪力墙间距应不大于2倍楼盖宽度,且不大于24m。

3.5落地剪力墙与相邻框支柱的间距,不宜大于12m。

3.6转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比应符合《高规》附录E的规定。按规定本工程地上2层为框支柱层,上下层的侧向刚度比Y不应大于2。

4、层侧向刚度比计算分析

由于本工程梁式转换层结构上部住宅的剪力墙较多,而建筑底部是大空间,因此,部分剪力墙不能直接落地。并且此工程部分转换层层高较大,若设计中不加以注意,通常容易造成下部抗侧刚度远远小于上部的情况。为保证转换层下部大空间结构有适宜的刚度、强度、延性和抗震能力,应尽量弱化转换层上部主体结构、强化转换层下部主体结构的刚度,使转换层上、下主体结构的刚度及变形特征尽量相近。

目前在高层建筑结构设计规范中,对于带转换层的高层建筑结构,往往通过控制转换层上、下主体结构的抗侧刚度比来避免竖向刚度差异较大。规范对层侧向刚度比计算,主要有3种方法:(1)地震剪力与地震层间位移比;(2)剪切刚度;(3)剪弯刚度。

计算方法1地震剪力与地震层间位移比是在《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)条文说明中提供的层刚度比计算方法。

计算方法2剪切刚度是在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)附录E.0.1中提供的层刚度比计算方法,适用于底部大空间为1层的情况。《高规》附录E.0.1规定:当底部大空间为1层时,可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比Y表示转换层上下层结构刚度的变化;Y宜接近1,非抗震设计时不应大于3,抗震设计时不应大于2,按下列公式计算:

但是这种刚度比计算方法存在着一定的问题:(1)没有考虑竖向构件的布置问题,布置在中间的剪力墙和布置在的剪力墙对层刚度的贡献是不同的,抗侧刚度中弯曲刚度的作用是不可忽略的。(2)特殊结构布置情况下(如与剪力墙相连的框支柱,短肢墙,斜向布置的剪力墙等)剪切面积的取值不明确。

计算方法3剪弯刚度是在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)附录E.0.2中提供的层刚度比计算方法,适用于底部大空间大于1层的情况。附录E.0.2规定:当底部大空间大于1层时,其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比Ye,宜接近1,非抗震设计时不应大于2,抗震设计时不应大于1.3。按以下公式计算:

同时规定当转换层设置在3层及3层以上时,其楼层侧向刚度不应小于上部楼层侧向刚度的60%。以上公式综合考虑了抗剪刚度和抗弯刚度层间侧移量的影响,考虑了竖向构件的布置问题,可适用于梁式转换层和绗架式转换层结构。

总之,当Ye

高层建筑抗震结构设计篇(4)

中图分类号:TU97 文献标识码:A

前言

在高层混凝土建筑中,抗震结构和减震结构设计是建筑中必须重点考虑的关键问题,它包含对地震危险性的分析、对建筑物抗震性能的分析、对结构抗震性能的评估等多个设计要素,同时还直接关系到建筑的使用寿命和安全问题,因此,是目前高层混凝土建筑研究中的重要课题。

二、高层建筑的结构特点

从本质上讲,高层建筑就是一个竖向悬臂结构,竖向垂直荷载主要使结构产生轴向力,与建筑物高度大体为线性关系;水平荷载使结构产生弯矩。从受力特性看,垂直荷载方向不变,随建筑物的增高仅引起量的增加;而水平荷载可来自任何方向,当为均布荷载时,弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特性看,竖向荷载引起的侧移很小,而水平荷载当为均布荷载时,侧移与高度成四次方变化。由此可以看出在高层结构中,水平荷载的影响要远远大于垂直荷载的影响,水平荷载是结构设计的控制因素,结构在抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力时应有较大的强度外,同时要求结构要有足够的刚度,使建筑物随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。

三、建筑结构抗震等级规定及标准

建筑结构抗震等级是按照地震强度来划分的,具体而言,就我国来看,其地震主要划分为了六个等级:①3级——小地震;②3~4.5级——有感地震;③4.5~6级——中强地震;④6~7级——强烈地震;⑤7~8级——大地震;⑥8级以上——巨大地震。相关标准还规定了抗震设防分为了三类建筑,即甲、乙、丁,而在我国大部分的房屋抗震等级中都为Ⅷ度,其抗震能力都能达到抵御6级地震的作用。在具体的建筑设计中,对于抗震等级的选择,应根据建筑物的具体分类、设防标准及房屋高度和结构等来确定。比如说在高层混凝土建筑中的抗震设计,就应根据建筑高度、结构及设防烈度采用不同的抗震等级,并且必须符合相关的计算与措施要求。

四、高层混凝土建筑抗震结构、减震结构的设计方法

本文主要探讨的就是高层混凝土建筑结构设计的方法,主要包括了以下几个方面的内容:

1.加强建材的选择

对于建筑工程而言,其材料属于基础,因此在抗震方案设计中,不可忽视建材的选择。为了提高建材的的抗震性能,不仅需要对建材承受力进行分析,还应加强建材的抗震性能参数分析,从整体上进行所有建材的参数变异性的分析。换句话说,从抵抗地震来选择建材就应控制好建筑结构的延性,为了达到这个方面的需求,就需要选择满足抗震需求同时也经济适用的建材。

2.概念设计及设计参数的合理选择

在进行抗震结构方案设计时,需要进行概念设计,以明确结构体系地震作用的传递途径,同时也使得结构拥有更多的抗震防线。结构最大且适用高度等应控制在规范的允许范围之内,以便结构拥有足够的延性。在剪力墙的布置上理应对称与均匀,而且应在横纵两方向上都要合理布置,使得两个主轴方向上的刚度能保持一致;墙体上的开洞尽量少,若必须开洞,则应保证洞口的齐整,要避免随意的开洞;高层混凝土结构的构件在截面尺寸、受力钢筋及箍筋等方面的设置应控制恰当;在结构构建的装配及连接上,要保证其结构的整体性,对于预应力混凝土构建的预应力钢筋而言,锚固在节点核心区之外最佳。

3.重视抗震、减震结构的设计

就目前来看,我国在150米及以上的高层混凝土建筑,主要有三种结构体系,这些结构体系也是其他各国普遍采用的体系。由于我国钢材生产十分丰富,加之该类结构在加工制造中也得到了很大的进步与提高,基于此我国高层混凝土建筑结构可以采用钢骨混凝土结构或者钢管混凝土结构,这样可以有效减少柱断面的尺寸,从而提高高层建筑的抗震性能。

4.科学选择高层建筑结构体系

在高层建筑结构设计的时候,首先就要充分考虑该高层建筑的房屋高度、使用功能、抗震设防烈度、高宽比、地基情况、场地类别及施工技术等,通过综合的分析与研讨,最终科学选择高层建筑结构体系。就当前来看,我国普遍适用的高层混凝土建筑结构体系主要有:框架、剪力墙、框架—剪力墙、板柱一剪力墙等。本文就其中的前三者进行简要的阐述与探讨:

(一)框架结构

高层建筑结构采用框架结构的话,则其室内空间可以灵活布置。当高层建筑层数不多时,水平荷载所承受的力不大,同时对结构的影响也很小,因此采用框架结构就比较合理。但是,这种结构的本质属于柔性,并且以剪切变形为主,因此实际的使用高度受到了限制,一般适用于层数较少或者非抗震设计的高层建筑中。

(二)剪力墙结构

这种结构主要指的是剪力墙随着纵向与横向采用多轴线斜交布置或者正交布置,而全部的水平及竖向荷载最终都由钢筋混凝土墙体所承受,其本质为刚性,同时以弯曲变形为主。这种结构有着很好的抗侧力,并且在水平力的作用下侧向变形很小,空间的整体性不错。但是,由于剪力墙结构自身的重量过大,使得建筑的平面布置过于局限,无法满足内部过大的建筑需求。因此,剪力墙结构主要用在墙体布置较多且房屋面积要求不大的建筑中。

(三)框架一剪力墙结构

框架一剪力墙结构当属框架结构与剪力墙结构的有机结合,指的是在框架结构中适当增设剪力墙,从而实现建筑结构的刚柔并进,能屈能伸。这种结构能够为建筑提供更为广阔的使用空间,并且框架与剪力墙可以共同承当水平作用力。但是,两种结构在刚度及变形上都有着一定的差异,因此需要通过一定的辅助措施来促使两者的变形保持一致,当前主要是在各层楼板间下功夫,以此实现两者的协同运作。两者受力不同,但是通过了变位协调之后,顶部的框架可以协助剪力墙抗震,同时底部的剪力墙也可以协助框架共同抗震,以此实现两者的优势结合,最大化提升抗震性能。此种结构模式普遍适用于不同高度的建筑物结构设计中。

五、结构的抗震性能评估方法

能力谱方法的基本思路是运用图形对比结构的抗震能力和地震地面运动对结构的需求,直观地评价结构在地震作用下的整体表现。对于评估结果不符合设计预定的抗震目标水准时,要修改设计参数或采用其它的抗震设防措施。重新设计,直到分析的结果满足抗震设计目标性能水准为止。对所设计出的结构进行非线性分析。进而评估其抗震性能,是结构的抗震等级满足结构性能目标等级要求的重要保证,是基于结构性能的综合抗震设计方法的重要步骤,也是基于结构性能的抗震设计理论的重要内容之一。

六、提高结构的抗震减震性能的具体措施

高层建筑与一般建筑之间的区别在于受力特性上,尤其是在地震区开展高层建筑结构设计时,除了要保证足够大的刚度与强度,更应具备良好的抗震性能。对高层建筑结构进行抗震设计与研讨,使得建筑结构抗震性能得到提升,最终实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的目标。为了实现这样的目标,有些地区在进行结构抗震设计的时候利用了塑性变形来吸收地震产生的能量,从而实现地震破坏的减小,这种方法已经得到了一定的推广及应用,取得了良好的效果。

1.合理的建筑结构刚度和建筑结构体系

一个好的建筑设计方案首先包含着结构受力合理,施工方便简单。在建筑体型构思,平面布置和竖向设计阶段,建筑和结构设计人员一定要密切配合,相互取长补短,既要充分考虑到建筑物使用合理,造型美观,又要考虑到结构受力明确,结构设计经济合理,有利于抵抗水平作用和方便施工等,其体型应尽量设计的简单和规则。建筑物的体型对建筑结构的受力和材料消耗又有极其重要的作用。设计中根据建筑物的功能,选择适宜的结构体系,严格控制建筑物在横向和纵向上各层之间的剪切刚度比。在建筑结构达到适宜的刚度(含满足变形,振动加速度,自振周期等要求)后按如下原则分配:在平面布置时刚度既要相对集中又要均匀分布。相对集中可节约材料,减轻结构自重,减少地震力;均匀分布可以减小某些构件产生过大变形。建筑物一定要尽量避免其纵横向刚度相差悬殊,自振周期相差悬殊的情况出现。

2.强柱弱梁、强剪弱弯、强核心区强锚固

在对建筑结构进行抗震设计时,通过强柱弱梁,可以使柱子不会先于梁破坏,对构件应力产生平衡,保证地震不会对建筑物整个结构造成威胁。抗震设计时保证在强震作用下,梁端的塑性铰区,采用强剪弱弯设计,实现弯曲破坏,避免剪切破坏。通过强核心区强锚固加强对混凝土的约束。

3.高层基础的抗震

高层建筑应设置地下室,基础埋深应满足相应的规范要求,地下室四周填土应进行夯实处理。高层的桩基础不仅要能够承受来自竖向的结构自重与活荷载,更要能够承受来自地震产生的水平力。所以,桩基水平承载力计算也应得到相应的重视,基础的水平承载力计算一般通过两个方面来实现:1,单桩的水平承载力。2,地下室周边土的被动土压力,两者之和应大于地震产生的水平力,从而保证上部结构的安全。

七、结束语

随着高层结构体系和形式的复杂化,对高层混凝土建筑的抗震设计分析的难度不断加大,它需要我们全面细致的考虑结构各个构件的设计和每个组成部分的配合,成为今后高层建筑结构抗震设计和考虑的重点问题。只有通过全面深入的考虑做出来的抗震减震设计才能提高高层建筑的安全性能,起到一定的保护作用。这需要我们不断探索与创新。

参考文献:

[1]杨慧.高层钢筋混凝土建筑结构抗震减震延性设计[J].中国新技术新产品.2011(04).

高层建筑抗震结构设计篇(5)

引言

随着建筑行业的快速发展,我国建筑逐渐向高层建筑和超高层建筑结构发展。高层建筑的结构复杂,层数比较高,建筑地基承受的荷载比较大。地震发生时,震源对高层建筑结构会产生冲击力,容易造成建筑梁、柱断裂,建筑倒塌等现象,严重威胁到人民群众的安全。我国是地震灾害比较频繁的国家,高层建筑抗震设计一直是社会关注的重点,抗震设计的好坏直接关系到高层建筑的质量。因此高层建筑抗震设计的时候要根据高层建筑的实际情况,提高建筑结构抗震性能。

1超限高层建筑结构基于性能抗震设计与常规抗震设计的比较

1.1基于性能的抗震设计的概念

概念设计是目前一种比较先进的设计理念,与传统建筑设计相比,概念设计不需要精准的计算或参考建筑设计规范相关的目录,而是设计者根据实践经验,按照建筑结构体系的力学关系、结构破坏机理,从建筑结构整体进行把握设计。传统的建筑设计思想无法满足人们对建筑结构抗震功能的要求,为了提高建筑结构抗震安全性能要求,抗震设计已经发生了较大变化。比如建筑结构以力分析为主并兼顾力与变形,考虑到建筑结构变形、耗能和损失,以及非线性分析和可靠性分析。基于性能的抗震设计是20世纪90年代美国建筑设计师提出来的一个全新的设计理念。它的主要核心是将抗震设计从保护居民生命财产安全为基本目标转移到不同风险水平地震作用力下满足人们对建筑的性能要求,通过多层次、多目标的抗震安全设计,保障建筑安全,最终实现经济效益和投资效益的平衡,满足人们对建筑的个性需求。

1.2我国常规抗震设计方法

当前大部分国家的抗震设计规范为“小震不坏、中震可修、大震不倒”的原则,我国采用二阶段抗震设计方法满足工业建筑和民用建筑实现以上三个原则的抗震要求,并在这个基础上根据建筑物抗震重要性分成甲、乙、丙、丁四类建筑物,根据建筑物的类别设置相应的抗震防烈要求。二阶段抗震设计方法如下:第一阶段是对建筑结构强度进行验算,也就是小震的地震洞参数,通过弹性模量计算建筑结构的弹性地震作用力,并与建筑物风荷载、雪荷载、水平荷载等进行组合,计算建筑结构截面的抗震承载力,确保建筑结构的强度,并通过合理的平面结构布置,确保建筑结构的抗拉力。第二阶段则是验算建筑结构的弹塑性,也就是对地震作用下很容易倒塌的建筑结构按照大震标准进行设计,处理好建筑结构的薄弱环节,以免地震发生时首先冲击建筑结构的薄弱环节,影响到整个建筑结构的安全性和稳定性。

1.3常规抗震设计方法与基于性能抗震设计方法的比较

基于常规抗震设计方法与基于性能抗震设计方法在设防目标、设计实施方法和检验方法、实现性能和工程应用方面都有所不同,具体见表1。通过比较发现,基于性能抗震设计方法是未来建筑抗震设计的发展方向,它适应了社会新技术和新工艺发展需求,能够满足建筑业务单位和使用单位对建筑结构安全性、经济性等相关要求。

2超限高层建筑结构的抗震性能目标

某酒店塔楼的高度是168.9m,结构计算高度为176m,建筑结构为B类钢筋混凝土高层建筑。建筑场地类别为III类,建筑抗震等级为二级。

2.1结构的抗震性能水准

按照相关规定,酒店的塔楼高度、平面扭转不规则等不能超限,所以在第一、二阶段抗震设计过程中,必须采取有效的方法满足建筑工程国家以及地方相关的标准,并将基于性能抗震设计目标概念进行设计。按照《建筑抗震设计规范》给出的抗震性能设计方法以及《高层建筑混凝土结构技术规范》中的相关规范进行设计,确定该酒店的性能水准为C类,具体控制目标如下:

2.2建筑结构的性能目标

超限高层建筑结构规则性、高度等方面超出了建筑工程规范中的适用限值,使得抗震设计缺乏相应的参考依据。基于性能目标设计方法在设计的时候,需要综合考虑到建筑场地实际设防裂度、超高限值以及建筑结构不规则等经济因素,对超高建筑的薄弱环节、主抗侧力构件等结构变形能力和抗震承载能力有具体的性能目标。按照建筑工程设计中相关内容,建筑结构关键构件由建筑结构工程师根据工程实际情况分析。比如水平转换构件和支撑竖向构件、大悬挑结构的主要悬挑构件、长短柱在同一楼层的数量相当于在该层各个长短柱等要求。这其实是将过去常规抗震设计中的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设计原则进行量化和细化。比如将A级性能目标设计要求建筑结构小震不坏、中震和大震不坏,就是要求建筑结构在中震和大震中依然保持一定的弹性。

3结语

随着建筑行业的快速发展,常规的建筑工程抗震设计方法已经无法满足当下建筑设计的要求,基于建筑结构性能抗震设计理念对抗震结构的目标进行量化,明确抗震目标性能,能够提高建筑结构抗震性能,必将成为建筑行业的发展趋势。

高层建筑抗震结构设计篇(6)

中图分类号:TU2文献标识码: A

一、抗震概念设计的含义和原则

(一)基本含义

高层建筑结构设计中的抗震概念设计是指根据地震灾害和建筑设计的相关原则进行高层房屋的建设,在设计的时候要从高层建筑的整体结构来考虑抗震设计。具体抗震概念设计就是制定正确合理的抗震设计方案,重视抗震材料的选择以及结构设计,保证高层建筑的抗震性。现在抗震概念设计是设计师在设计房屋时,考虑的关键问题,特别是高层建筑结构设计。

(二)原则

结构设计要相对简化,结构设计要有明确的目标和直接的作用。简单的结构设计能够有效地对建筑模型、建筑的位移等等情况分析,保证设计各方面的完善,增加结构设计的抗震性预估的准确性。抗震概念设计要保证结构刚性和抗震能力,合理的结构设计可以有效地减少地震对建筑的损害,建筑结构要具备足够的刚性和抗震能力才能真正实现抗震的目标,结构刚性要合理地把握,刚性过大不仅不能减少地震对建筑的损害,还会造成建筑结构的变形,影响建筑的质量。抗震概念设计要重视建筑楼盖的设计,建筑楼盖将建筑整体的力量分布到不同的部位,将压力平衡。当建筑某个部位出现变化或者损害时,建筑楼盖可以协同其他结构工作,保证建筑的质量。

二、高层建筑结构设计中抗震概念设计的必要性

抗震概念设计在高层建筑结构设计中发挥十分重要的作用,设计师在设计高层建筑时,不能忽视抗震概念设计。地震发生时对建筑的损害无法估计,存在很大的不确定性,再加上高层建筑内部结构的复杂性,无法准确的预测地震会损害高层建筑哪个部位,造成怎样程度的损害。设计师在结构设计时,会仔细地分析地震带给高层建筑的影响,在实际的施工过程中,重视材料的应用,增强建筑的牢固性。但是建筑材料后期的变化以及地震中不确定的因素,都会与实际地震带给建筑的损害有很大的差别,这样地震同样会给建筑造成伤害。结构设计时对建筑和地震的相关数据进行分析和预估十分必要,但是高层建筑结构设计不能仅仅只是依靠数据分析来完成,更主要的是在实际的高层结构设计中重视抗震概念设计,从本质上提高高层建筑的抗震能力。

随着抗震概念设计在实际设计中的不断应用和发展,现在的抗震概念设计更加的成熟和完善。合理地应用概念设计可以更好地保证建筑的质量和安全,提高结构设计的可靠性。汶川地震发生后,设计师更加重视抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用。通过对实际地震中的数据分析,制定相应的结构设计方案,排除结构设计中不必要的设计,将设计的重点放在抗震概念设计上,提高建筑的抗震能力。这些数据分析和结构设计方案,为设计师下阶段的抗震结构设计有很大的参考价值,提高高层建筑结构设计的质量,有利于高层建筑的顺利建造。

三、抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用

(一)选择有利的地形建造高层建筑

地形是造成地震发生的一个重要原因,很多的地震事件证明了地形对地震的影响,所以在建筑建造前要实地考察相关的地形,对当地的地理环境有详细地了解,有利于后期的建筑建造。一般建筑的选址要考虑地形、土质、地表等问题,要选择土质较硬,稳定性好的土地,保证建筑的质量。表层覆盖小、土质硬的土地可以有效地降低地震对建筑的伤害;表层覆盖厚、土质较软的土地会放大地震的作用,加重建筑的损害程度。土质越软的土地地震效应越大,造成的损失也越大。在抗震设计时尽量避免松软的土地,当无法避免危险地形时,要加强抗震概念设计,在建筑的施工期间有意识地加强建筑的牢固性和抗震能力,保证建筑的质量和安全。

(二)合理地设计建筑的平面和立体造型

建筑的平面设计和立体设计是建筑结构设计的前提和基础,建筑的平面和立体造型是将建筑的刚性和质量相结合的手段,在设计的过程中要追求建筑造型的简单化,不要设计过多的不规则造型。不规则的建筑在地震过程中容易变形,造成更严重的损失,也要严格地控制建筑的高度,高度越高,地震效应越严重。如果在设计过程中必须要求设计不规范的建筑造型,这时候设计师要特别注意建筑的抗震设计,在建筑特定的部位设置防震线,将不规则的建筑分成几个单独的部分,有利于减少地震对整个建筑造成伤害,建筑的隔离可以降低地震对建筑的损伤。建筑造型尽量简单规范,可以很大程度上提高建筑的抗震能力。

(三)合理地设计建筑的内部结构

内部结构的设计要根据建筑本身的抗震能力、建筑高度、材料使用、地形等特点来确定。综合所有相关的因素来设计内部结构,制定合理的设计方案。建筑的内部结构要符合建筑对称和力量均衡的原则。建筑楼梯的设计尽量避免交叉的情况,提高楼梯的质量。在地震中往往很多情况因为建筑的内部设计,建筑受到致命的损害,所以建筑的结构设计,不仅要保证整个建筑的安全设计,还要重视细节的设计,这样才能保证整个建筑的安全性。

(四)重视建筑结构的整体一致性

建筑结构每部分的协调工作才能保证整栋建筑的质量,建筑任何一个小部件出现问题,都会对建筑的整体质量造成影响。保持建筑结构的整体一致性,能够有效地抵抗地震的伤害,将损伤降到最低。建筑结构的抗震能力的综合体现就是建筑结构的稳定性和整体性,建筑结构的稳定性和整体性在抗震过程中发挥关键作用。在具体施工中,要选择稳定性和整体性强的材料建造房屋,防止材料发生变化,造成整个建筑出现位移的情况,建筑位移问题的解决,可以很好地保证建筑整体的质量。在施工时也可以放松墙面的要求,提高建筑结构的整体性。

(五)减少非结构部分的设计

建筑的填充墙、墙、楼梯踏步板、以及其他装饰建筑的设计部分都会或多或少地影响到建筑的抗震能力。地震的变化性很强,杀伤力也很大,对建筑不会有选择性的破坏,这些非结构部分也会是损害的对象,但往往正是因为这些非结构部分的设计加重了建筑的损害程度。非结构部分会对建筑结构的其他部分造成影响,破坏结构本身的稳定性和整体性,出现意外状况。建筑结构设计时,减少非结构部件的设计,一定程度上减轻了地震灾害,保证建筑结构的稳定性,还提高了建筑的抗震性。

四、总结

随着社会不断发展,建筑高层化是建筑业发展的必然趋势,高层建筑要想在地震灾害中“存活”,设计师必须要重视抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用。设计师要树立正确的设计观念,对抗震概念设计有清晰的认识,提高自身的概念设计能力,在设计过程中不断创新和发展,提高高层建筑结构设计水平,促进高层建筑发展。

参考文献:

[1]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,(6)

[2]周定前.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,(5)

高层建筑抗震结构设计篇(7)

二、抗震设计理念概述

(一)传统的抗震理念对建筑的影响

传统的抗震设计理念主要是为建筑设计研究和计算结构设计的理念。在这种传统的设计思维的引导下,建筑设计师们总是过多地关注建筑的细节,并不注重建筑的整体结构形式。所以这种传统的抗震设计理念不适用于所有的建筑结构设计,反而使建筑结构更加地不合理。

(二)抗震设计理念的引入

理念的设计已经成为了抗震设计中各个设计师所关注的焦点问题,尤其是当前的高层建筑越来越多,抗震设计理念显得更为重要。在高层建筑设计中加入抗震理念就是在对建筑物的结构进行抗震设计时,要以建筑工程的经验以及地震灾害下的设计思想和原则为基础,从整体结构上对抗震工程进行决策,在建筑物的抗震方面要设计出合理的方案,以及建筑物的内部结构和材料的使用,只有这样才能起到抗震作用。

三、抗震理念的一般原则

在抗震理念的设计过程中,并不是仅仅依靠计算就能够完成的。根据我国当前的结构设计的计算水平,不能完全保证建筑结构的规则性和整体性,它的抗风、抗震性能也会受到影响。所以,建筑设计师们必须要提前做好初步的准备。在对高层建筑的结构进行设计时要遵循自身的原则和内容,高层建筑设计章程中也有明确规定。首先,简单性结构具体来讲就是指建筑结构在地震的破坏和影响下所能承载和接受的最直接的传递途径。在高层建筑设计规范中,抗震理念含有强制性的规定,即建筑结构的体系必须要有明确的图纸设计和建筑结构的有效抗震作用。简单性结构能够帮助建筑师们更好地分析建筑的计算情况和位移现状等等,减少薄弱环节的出现。因此,简单性结构对建筑抗震效果是具有很大帮助的。其次,在平面布局上,要使建筑的规则性和建筑的抗震结构相互对称,且使所有环节成为一个完整的系统。对建筑物的剖面也要进行合理地放置,结构的侧向刚度变化要符合实际情况,竖向抗侧力的截面的大小也要逐渐变小,避免建筑结构的侧向刚度发生变化,影响其承载力。

此外对于建筑结构的平面,要进行均匀规则的布置,这样在地震发生时,建筑物的分布质量就能够以一种迅速而直接的方式来进行传递,并且使建筑物的质量分布和结构刚度相互融合,避免质量和刚度发生偏离。在建筑物的竖向分布上,结构的布置和建筑物的外观必须要均匀,防止承载力和传递途径发生变化,避免建筑物楼层之间出现薄弱部分。再次,建筑的抗震水平和刚度之间的作用是相互的,结构布局的合理化可以抵抗各个方向发生的地震。一般来讲,建筑结构都应该具有一定的刚度和抗震能力。抗震能力可以综合反映建筑结构的强度和整体质量,而刚度结构一方面要尽可能地减少地震带来的破坏另一方面又要防止建筑结构发生变形。如果建筑结构发生严重变形时会导致结构发生破坏。最后,在高层建筑结构的整体性发展中,整体性楼盖对其产生了重要作用。具体来讲就相当于一个水平隔板,它能够聚集传递惯性力,其子结构也具有承受地震的能力。当竖向抗侧力的结构和布局发生变化或不均匀时或者出现水平变异特征时,真个建筑过程就必须要依靠楼盖协助抗侧力子结构来共同完成工作。

四、抗震理念在高层建筑结构设计中的主要应用

(一)选择抗震能力较强的场地和地基

通过对国内的一些大地震的研究分析可知,建筑物所在的地形条件对于地震的破坏程度会产生重大影响。场地条件就是指高层建筑所在的地形、地基等情况。表层覆盖较薄的地区一般土质较硬,所以建筑物的稳定性较好,即使是发生地震的时候也不容易出现地基失效的现状。相反,如果厚度大,土质就越软,发生地震时危害也会放大。一些特定地区的山包和山梁也会放大地震的效应。如果建筑物处于断层,就容易出现滑坡、地基错位和失效等情况。因此在设计高层建筑的抗震能力时一定要尽量避开那些场地较为坚硬的地区,如果无法避开这些场地,就要采取一些必要的措施,减小地震可能会带来的损害。

(二)对建筑进行科学合理布局

在对高层建筑进行结构设计时,必须要加强规划建筑的平面和立面,它是结构设计的基础,同时也是一项重要内容。所以在进行抗震设计时,要尽量保持建筑的简洁和美观,使建筑物的质量和刚度保持一致。如果设计的不规则时,建筑物的质量和刚度就不容易发生融合,这样在地震发生时,对建筑物的破坏程度会加大。所以在设计建筑立面时,要避免出现那些阶梯型的立面,同时降低房屋的重心,建筑物的凸出部分也不能过高。因为地震对高层建筑的破坏程度要远远高于那些底层建筑。此外在对建筑的平面和立面进行设计时,如果非常有必要采取一些不规则的设计方案,就必须要在在合适的场地设计防震缝,把那些不规则的整体分割成几个相对独立的部分。既要考虑到高层建筑的外观,又要顾及它的使用功能。所以高层建筑的设计既要美观大方,又要具有一定的抗震能力。

(三)在结构的选型和布置上进行合理的规划

在对结构进行选型时要考虑多种因素,如房屋的高度、场地、地基以及施工条件、建筑物的类型等等。结构选型的最终确定除了和这些因素有关,还要考虑经济条件和技术。在对结构进行布置时要尽量使平面结构保持对称,在竖向布局上也要尽量做到均匀。此外,在对一些高层建筑进行纯框架构建时要避免出现框架柱和楼梯的斜梁相互连接,因为这样容易导致框架柱变短,在地震发生时更容易出现损害。

(四)保证建筑结构的整体性

使高层建筑结构保持整体性可以使建筑物即使在发生地震时也能够保持完好无损,只有保证结构的完整性,才可以提高高层建筑的抗震能力。但是高层建筑的抗震能力的强弱与结构空间的整体性和稳定性是密不可分的。一些施工质量较好的现浇混凝土结构由于整体性能较好,因此可以作为较理想和合适的抗震结构。

高层建筑抗震结构设计篇(8)

引言

随着经济社会的不断发展,高层建筑也不断涌现出来,但是由于近些年频繁发生的地质灾害,也给高层建筑的结构设计敲响了警钟。高层建筑也越来越多,在这种情况下必须做好抗震设计,设计人员在高层建筑抗震设计中,都是按照抗震结构设计规范进行的,他们希望设计的结构能够达到强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳,从而经济地实现“小震不倒、中震可修、大震不倒”的目的,但是在实际设计中,却不能达到这种效果。本文将从抗震结构设计的基本原则,我国高层建筑抗震设计常见的问题以及提高抗震性能措施三个方面对高层建筑的抗震结构进行阐述。

1.高层建筑抗震结构设计的基本原则

(1)结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能。①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则;②对可能造成结构的相对薄弱部位,应采取措施提高抗震能力;③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

(2)尽可能设置多道抗震防线。由于每次强震之后都会伴随多次余震,因此在建筑物的抗震设计过程中若只有一道设防,则其在首次被破坏后而余震来临时其结构将因损伤积累而倒塌。因此,建筑物的抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,在地震发生时由具有较好延性的结构构件协同工作来抵挡地震作用。当遭遇第二设防烈度地震即低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。

2.我国高层建筑抗震设计常见的问题

2.1工程地质勘查资料不全

在设计初期,设计人员应该及时掌握施工场地的地质情况,但是往往在设计过程中,却没有建筑场地岩土工程的勘察资料,就不能很好的进行地基设计,给建筑物的结构带来安全隐患。

2.2建筑材料不满足要求

对于材料而言,我们要明确这样一个道理:地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。一般说在相同条件下,质量大,地震作用就大,震害程度就大,质量小,地震作用就小,震害就小。所以,在建筑物的楼板、墙体、框架、隔断、围护墙以及屋面构件中,广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土、加气混凝土板、空心塑料板材等轻质材料,将能显著改善建筑物的抗震性能。

2.3建筑物本身的建筑结构设计

建筑物如果平面布置复杂,致使质心与刚心不重合,在地震作用下产生扭转效应,则会加剧了地震的破坏作用,海城地震和唐山地震中有不少这样的震害实例。台湾9.21地震中,一栋钢筋混凝土结构由于结构平面不规则,在水平地震作用下,结构产生严重扭转效应而破坏倒塌,同时撞坏相邻建筑上部的阳台。

2.4平面布局的刚度不均

抗震设计要求建筑的平、立面布置宜规正、对称,建筑的质量分布和刚度变化宜均匀,否则应考虑其不利影响。但有的平面设计存在严重的不对称:一边进深大,一边进深小;一边设计大开间,一边为小房间;一边墙落地承重,一边又为柱承重。平面形状采用L、π形不规则平面等,造成了纵向刚度不均,而底层作为汽车库的住宅,一侧为进出车需要,取消全部外纵墙,另一侧不需进出车辆,因而墙直接落地,造成横向刚度不均。这些都对抗震极为不利。

2.5防震缝设置不规范

对于高层建筑存在下列三种情况时,宜设防震缝:①平面各项尺寸超过《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(JGJ3- 91)中表2.2.3 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。

2.6结构抗震等级掌握不准

有的提高了,而有的又降低了,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。

上述这些问题的存在,倘若不能得到改正,势必对建筑物的安全带来隐患。上述这些问题的原因是多方面的,这就需要设计人员从设计的角度避免这些问题的出现,防止将这种问题带入施工中,应该高层建筑的抗震性能。

3.提高抗震性能措施

3.1选择合理结构类型

在高层建筑中,其竖向荷载主要使结构产生轴向力,而水平荷载主要使结构产生弯矩,随着高度的增加,在竖向荷载不变的情况下,水平荷载作用力增加,此时竖向荷载所引起的建筑物侧移很小,但是水平荷载参数的侧移就非常大,与高度层四次方变化,因此在高层建筑中,主要对水平荷载进行控制,在设计过程中,应该在满足建筑功能及抗震性的前提下,选择切实可行的结构类型,使其具有良好的结构性能。目前大多数的高层建筑都采用了钢混结构,这种结构具有较大的刚度,空间整体性好,材料资源丰富,可组成多种结构体系。但是其变形能力差,造价相对较高,当场地特征周期较长时,容易发生共振现象。

3.2减小地震能量输入

具有良好抗震性能的高层建筑结构要求结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求,因此在设计过程中除了控制构件的承载力外还应控制结构在地震作用下的层间位移极限值或位移延性比, 然后根据构件变形与结构位移的关系来确定构件的变形值,同时根据截面达到的应变大小及分布来确定构件的构造要求,选择坚硬的场地土来建造高层建筑等方法来减小地震能量的输入。

3.3减轻结构自重

对于同样的地基条件下进行建筑结构设计若减轻结构自重则可相应增加层数或减少地基处理造价,尤其是在软土基础上进行结构设计这一作用更为明显,同时由于地震效应与建筑质量成正比,而高层建筑由于其高度大重心高等特点,在地震作用时其倾覆力矩也随之增加, 因此, 为了尽量减小其倾覆力矩应对高层建筑物的填充墙及隔墙尽量采用轻质材料以减轻结构自重。

3.4尽可能设置多道抗震防线

当发生强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度,有意识地建立一系列分布的屈服区,主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度,以使结构能吸收和耗散大量的地震能量,提高结构抗震性能,避免大震时倒塌。

4.结语

总之,面对中国的高层建筑抗震结构存在的诸多问题,限于我国作为一个发展中国家的财力、物力,探讨、研究有效的建筑抗震措施的任务仍然十分艰巨。于此同时,我国政府相关部门也应该加强规范力度,发挥好对高层建筑防震措施的检查、检验效力。

参考文献

[1]罗联训. 浅论高层混凝土建筑抗震结构设计[J]. 中华民居(下旬刊),2014,06:25.

高层建筑抗震结构设计篇(9)

现在建设的很多项目都是高层建筑,而且这些项目建设的时候,规模都很大而且还有一定的高度,在设计高层建筑结构的时候,对于抗震结构的设计很严格。随着建设项目的增多,抗震设计的方法也在变化,而且设计的结构越来越精确。在对高层结构设计的时候,先要在建筑的位置研究,勘查环境,使建筑结构具有抗震性。在保证建筑的抗震性上,要降低作用力这样才能达到抗震的目的。

1 影响高层建筑结构抗震效果的因素

1.1 高层建筑自身结构设计

高层建筑常用结构类型有钢结构和钢筋砼结构。钢结构整体自重轻、强度高、抗震性能好、施工工期短等特点,且截面相对较小,有很好延性,适合柔性方案,其缺点是造价较高。当场地土特征周期较长时易发生共振。钢筋砼结构刚度大、空间整体性能好、造价相对较低及材料来源也较丰富,较适用承载力大,控制塑性变形的刚性方案结构。不利因素是结构自重大、抵抗塑性变形能力差,施工周期较长。因此高层建筑采取何种形式应取决于结构体系和材料特性,同时取决于场地土类型,避免场地土和建筑发生共振,而使振害更加加重。

1.2 高层建筑结构施工材料和过程

建筑中的材料与建筑的抗震性是有一定影响的,在设计环节要保证材料的选择。当建筑的质量达到要求的时候,及时发生了地震,建筑的损害也会很小。因此在其他条件不变的情况下,要保证建筑的材料应该具有抗震性。如果使用的材料质量没有办法保证,那么在地震的时候建筑的破损情况严重,一般在高层建筑中使用的材料都是塑料板材还有混凝土板,这些材料对于建筑的抗震是有积极影响的。因此在高层建筑中可以使用这些材料。

要想保证高层建筑的抗震效果,在建筑的设计环节就要保证所有的环节都是合理的,通过科学的设计方便建筑的施工也方便建筑的管理。要有人员去检查建筑的设计,保证设计图纸以及设计内容科学,从而让建筑的抗震效果达到要求。

1.3 场地选择

场地选择对高层建筑至关重要。地震造成的破坏除地震直接引起结构破坏外还有场地条件原因。当地震来临时,其对高层建筑结构破坏的原因有很多方面,最主要的是地表滑坡、山体崩塌及岩石断层等导致地表发生运动,使建筑结构受到破坏,而水灾和海啸等地震带来的次生灾害也会破坏建筑物。因此选择有利抗震建筑场地,是减轻地震灾害的第一道工序,抗震设防区建筑工程应选有利地段,应避开不利的地段。

2 高层建筑结构抗震延性设计要点

2.1 选择有利场地

在对高层建筑设计的时候,首先要选择一个正确的位置,这个位置地震活动少,在设计前要在建筑的位置收集资料,包括当地的地质以及地质活动等等,然后根据材料对建筑的抗震性作出合理的判断。规划建筑的位置对建筑的抗震有什么影响,例如地质条件稳定的位置对建筑的抗震有利,地震频繁的地区对建筑的抗震不利。如果建筑的位置经常出现地震,那么设计单位在设计的时候,要提出要求,尽量避开这些地方。如果没有恰当的方式可以避开,就要有合理的措施保证建筑的稳定。非常危险的地方最好不要建筑高层。

2.2 合理建筑结构体系及参数设计计算分析

建筑结构应据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素,经技术、经济和使用条件综合比较确定。结构体系应满足:(1)应具有明确计算简图和合理地震作用传递途径;(2)应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗振能力或对重力荷载的承载能力;(3)应具备必要抗震承载力,良好变形能力和消耗地震能量能力。

对复杂结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时采用不少于两个不同力学模型。目前主要有两种计算理论:剪摩理论和主拉应力理论,它们有各自适用范围:砖砌体一般采用主拉应力理论,而砌块结构可采用剪摩理论。对计算机计算结果应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。结构计算控制主要计算结果有结构自振周期、位移、平动及扭转系数、层间刚度比、剪重比、有效质量系数等。

2.3 层间位移限制

在出现地震的时候,高层建筑中的某些楼层会有位移,在出现位移的时候,建筑中的楼层会有错位,当错位超过一定程度的时候,建筑就会坍塌。根据某些研究发现,建筑的楼层出现位移,有建筑的材料有关,此外,还与建筑的结构联系。现在建筑的结构有钢筋混凝土,也有一部分是纯钢结构。但是钢筋混凝土结构对建筑位移的限制要比钢结构严格,尤其是对于建筑的抗风能力。现在对建筑的抗震设计主要是从位移出发,而且还要检查结构的强度,将各个部件所能承受的能力都作为设计的一个标准。这样才能保证设计的高层建筑有强度而且还有承载力。

在控制建筑位移的时候应该从两个方面出发,一个是平面体型;一个是建筑的里面变化。这样才能保证建筑的刚度没有变化,在设计结构的时候,要讲究结构的整体性。建筑结构之间的构件连接要保证有效。在设计地基的时候,也要保证地基有整体性,这样可以控制建筑发生位移,还能保证建筑结构稳定。对于建筑的某些薄弱环节要各位的注意,在设计的时候严格要求。建筑的宽度以及高度都要保证在合理的范围内,这样可以使建筑在发生位移的时候能够在一个可以控制范围内。

2.4 减小地震能量输入

在设计的过程中通常采用的是在位移结构抗震的方法,同时还要对方案开展定量分析工作,从而使得结构的弹性形变能够很好的满足地震作用力下位移的基本要求,在对建筑构件的承载力开展验算的同时,还需要对建筑结构受到地震作用之下所产生的位移极限值进行有效的控制和调整,同时还要按照建筑构件构造的实际要求来对构件变形值和地震发生时候的能量输入进行有效的控制,这样也就能在很大程度上减弱了地震对高层建筑产生的不利影响。高层建筑在建设的过程中一定要具备非常强的变形能力,这样就可以更好的吸收地震过程中所产生的能量,从而减少了地震破坏所产生的影响,在必要的时候我们还需要采取一定的手段来减少地震能量对结构的不利影响。

结束语

综上,结构抗震设计要达到的总体要求是“小震不坏,中震可修,大震不倒”这一目的,必须进行严格的选型、分析和计算。高层建筑是当下建筑发展的主要趋势,其抗震设计是高层建筑设计的重中之重。

参考文献

高层建筑抗震结构设计篇(10)

中图分类号TU99 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)65-0024-02

20世纪80年代以来,在我国经济快速发展和科学技术不断提高的推动下,城市建筑的层数和高度不断增加,原来越多的高层建筑遍布大小城市。在高层建筑的安全因素中,地震作为一种随机的、尚不能准确预见和准确计算的外部作用必须给予充分的考虑。特别是我国处于地震多发区,地震基本烈度6度及其以上的可能面积几乎占到全国面积的60%。所以,高层建筑的抗震抗震性能分析与设计便成为我们不得不面对的迫切课题。

1 我国高层建筑的抗震性能分析

1.1高层建筑抗震性能指标与计算

我国目前的高层建筑抗震规范(GB50021-2001)提出了三个水准的要求,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。基于这一标准,高层建筑的抗震性能指标设计基本上是以本地区今后50年内,可能遭遇超越概率为10%的地震烈度为基本烈度,应用反应谱理论计算地震作用,以极限状态方法设计构建,并通过二阶段设计法实现。1)第一阶段按小震状态作用和相关载荷效应的共同组合验算结构构建可承载能力,得到该状态下的结构弹性形变性,满足第一水准抗震要求;2)第二阶段进行大震或罕遇地震作用下的结构弹塑性变形验算,达到第三水准抗震目标。由于经济发展水平和相关设计理念的限制,我国高层建筑的结构性能安全度还有待大幅提高,在充分考虑空间作用、非弹性构件、材料失效和阻尼变化等因素的前提下,以更科学、严谨的设计与施工确保高层建筑具有足够的抗震可靠性。

1.2我国高层建筑的建筑材料和结构体系与国际先进国家存在的差距

我国高层建筑常用框架、框架-剪力墙、剪力墙和筒体等几种结构体系,尽管这些在国际先进国家也常常采用,但选择的材料却存在差异。在国外发达地区,高层建筑普遍以钢结构为主,而我国钢筋混凝土结构及混合结构却占了90%。被建筑商屡屡看中的框架-核心筒体系,用钢量比钢结构少,还减少柱子断面,所以钢筋混凝土内往往要承受80%以上的震层剪力,有可能由于其弯曲变形引发较大侧移。为了满足规范侧移限值,不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构,形成加强层。与钢筋混凝土结构及混合结构相比,钢结构的强度、韧性、延性和强度重量比更优越,抗震性能更好,抗震能力更强。

2 提高高层建筑的抗震性能的设计原则

2.1选择合理的高层建筑结构体系

合理选择高层建筑结构体系,提高高层建筑承载能力、变形能力及消减地震能量能力,是实现建筑物安全性、经济性的基础。首先,要将抗震概念融汇在高层建筑设计中,全面考虑建筑物的平立面外形尺寸,抗侧力构件布置、质量分布,承载力分布等诸多因素,提倡平、立面简单对称,构建规则的建筑布置,采取相应的抗震构造措施和细部处理,确保抗侧力体系的刚度承载力上下变化连续、均匀。其次,要对有关建筑结构的弹塑性变形和建筑结构构件承载力实施严谨的验算。建立起具有良好性能的多重抗震结构框架。主体抗侧力结构刚度的选择应大于规范的阙值,对结构层间位移实行控制。形成良好的塑性内力重分布能力,有效吸收和消耗地震能量所带来的压力。第三,遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则,对结构承载力、刚度、稳定性、延性等性能相对薄弱部位采取辅助措施。

2.2尽量选择抗震性能突出的结构材料

从某种意义上讲,高层建筑结构体系的抗震能力,实质是不同建筑构件在地震来袭时其承载能力与延展能力的集合。这就要求我们在高层建筑中,根据建筑工程的条件,优选抗震性能突出的结构材料。按照抗震性能比较,不同材料的结构类型性能等级排序为:钢结构、型钢混凝土结构、现浇钢筋混凝土结构、装配式钢筋混凝土结构、钢筋砌体结构。目前我国钢材产量巨大,供应充沛。因此,尽可能采用钢结构或型钢混凝土结构。通过减小柱断面尺寸,提高结构的抗震性能。在高层建筑中还应注意选用新型建筑结构和材料,减轻结构自重。在相同地基处理的情况下,利用钢管混凝土承重柱自重可减轻65%左右,从而降低建筑体的重心,减小地震作用时倾覆力矩,提高建筑体稳定性,优化其抗震性能。

2.3构设多道抗震技术措施

构设有效的技术措施是提高高层建筑抗震性能的重要因素。1)在建筑结构体系设计中保持比较充裕的内部、外部冗余度,适当处理结构构件的强弱关系,建立一系列分布的屈服区,使“有效屈服”保持较长阶段,吸收和耗散地震能量;2)改变结构的动力学特性,采取软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震等方式,减少地震能量输入,减轻地震引发的结构反应;3)采用新型复合材料钢纤维混凝土,阻滞带基体混凝土裂缝的形成,提高建筑混凝土的抗拉、抗弯、抗剪强度,改善建筑结构的抗冲击、抗疲劳、裂后韧性和耐久性;4)采用钢管混凝土柱。在钢管混凝土组合结构中,钢管既是纵筋,又是横向箍筋。通过钢管内混凝土受到钢管侧向约束导致的三向受压,以及钢骨本身良好的塑性,提高混凝土的延性、抗压强度和极限压应变。

由于高层建筑在我们的建筑史较短,还没有经历过太多地震的考验,抗震设防仍然处在摸索阶段。所以,我们应该清醒认识我国高层建筑结构的抗震性能,研究国际高层抗震设计发展的趋势,为提高我国高层建筑结构的抗震能力做出应有的贡献。

参考文献

高层建筑抗震结构设计篇(11)

一、前言

近年来,高层建筑遭受地震后受到巨大破坏的例子屡见不鲜,这提醒我们,高层建筑结构急需提高抗震性能,以提高高层建筑使用的安全性,保护我国居民的人身财产安全。

二、建筑结构抗震等级的划分

地震的等级是要按照地震的强弱程度来进行划定的。在中国,地震等级的划定有6个大类:三级是小地震,三级到四点五级是有感地震,四点五级到六级是中强地震,六级到七级是强烈地震,七级到八级则是大地震。设计单位依照有关规范,根据建筑物的类别划分和设防标准,根据房屋的高度、结构设计等等方面,采用不一样的抗震等级。比如,在钢筋混凝土建筑结构中,抗震等级有四个级别,分别为一般、较为严重、严重及很严重。

在进行高层建筑结构抗震设计时,混凝土结构应该按照建筑的高度、结构形式及设防烈度选用不同的抗震等级,而且应当满足相关的计算及抗震措施。

三、影响建筑物抗震效果的因素

研究高层建筑结构的抗震设计,必需明确影响建筑物抗震效果的主要因素。下面,将从施工材料、建筑结构本身的设计以及建筑场地情况三个方面进行分析。

1、建筑在建造过程中所使用的材料

建筑结构的材料是影响抗震效果非常重要的因素,但是这个因素往往被人们忽视,工作人员需要明确这样一点:在一般情况下,地震对建筑物作用力的大小与建筑物的质量成正比。在同等地震环境下,建筑物材料使用越好,其受到的地震作用力也相对较小;反之,建筑物就会遭到来自地震的很大的作用力。所以,在实际的建筑物的建设中,建议他们多采用隔断、板楼、维护墙等构件,广泛采用空心砖、加气混凝土板、塑料板材等质轻的建筑材料,这将会有利于建筑物抗震性能的提高。所以,高层建筑在具体施工中,要加强监管和规范,严格做好高层建筑施工管理,从建筑结构的质量上来提高抗震效果。

2、建筑物自身的结构设计

建筑物的结构设计是影响抗震效果极为关键的一个因素,建筑物若要达到抗震目的,必须进行合理的结构设计,保证抗震措施合理,能够基本实现小地震不坏、大地震不倒这样的目标。无论点式住宅或是版式住宅,都要进行合理的结构设计,提高建筑结构的抗震性能。如果建筑物对平面的布置较为复杂,质心与刚心不一致,在地震情况下,将会加剧地震的作用影响力,破坏性增强。所以,建筑物的结构平面布置尽量保证建筑物质心和刚心重合,提高建筑物的抗震能力。

3、建筑物所处地质环境情况

在地震中,对建筑物造成破坏的原因是多方面的,比如:岩石断层、山体崩塌、地表滑坡等使得地表发生运动,造成建筑物的破坏;海啸、水灾等次生灾害对建筑物造成破坏。在造成建筑物破坏的诸多原因中,有些是可以通过工程措施加以预防的。所以,在选择建筑工地的位置之前,要进行详尽的勘探考察,分析地形和地质条件,避开不利地段,挑选对建筑物抗震有利的地点。

四、高层建筑结构抗震设计原则

1、结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能

(一)结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。

(二)对可能造成结构的相对薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。

(三)承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

2、尽可能设置多道抗震防线

(一)一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接协同工作。

(二)强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度,有意识地建立一系列分布的屈服区,主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度,以使结构能吸收和耗散大量的地震能量,提高结构抗震性能,避免大震时倒塌。

(三)适当处理结构构件的强弱关系,同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后,其他抗侧力构件仍处于弹性阶段,使“有效屈服”保持较长阶段,保证结构的延性和抗倒塌能力。

(四)在抗震设计中某一部分结构设计超强,可能造成结构的其他部位相对薄弱,因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小,改变抗侧力构件配筋的做法,都需要慎重考虑。

3、对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力

(一)构件在强烈地震下不存在强度安全储备,构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。

(二)要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化,一旦楼层的比值有突变时,会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。

(三)在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层,使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移,这是提高结构总体抗震性能的有效手段。

五、高层建筑结构抗震设计的方法分析

高层建筑结构的抗震设计要讲求一定的方法,要进行全方面的分析研究,之后才能够进行结构抗震设计。下面本文就从以下几个方面进行分析。

1、高度重视抗震结构设计工作

近几年地震频发,人们对于建筑抗震性能越来越重视,这就需要在高层建筑结构抗震性能设计方面入手,提高建筑的抗震功效。一般来说,我国150米以上的高层建筑,经常采用的三种主要的结构体系为框―筒、框架―支撑以及筒中筒的结构体系,在设计的过程中经常采用钢结构或者是钢管混凝土结构,这样能够很好的减小柱断面的尺寸,有效的提升高层建筑结构的抗震性能。除此之外,在实际的设计过程中,还需要逐步转变设计理念,转向以柔性为主的抗震模式,以有效的减弱地震释放的能量对建筑物的冲击。

2、采用高延性设计方式,提升抗震性能

我国的很多高层建筑在进行抗震设计的过程中,较多的采用延性结构,即适当的控制建筑结构的刚度,允许在地震发生时建筑结构的构件能够进入到具有较大延性的塑性状态中,这样能够有效的消减地震发生时产生的能量,减小地震对建筑物的破坏程度。

3、采用恰当的结构抗震设计方法,有效的进行设计的定量分析

在高层建筑结构抗震设计过程中,要积极的采用基于位移的结构抗震方法,要对实际的情况进行具体分析,这样才能够确保建筑结构的变形弹性能够在地震作用下破坏力降低到最低。在对建筑构件的承载能力进行验收的过程中,需要控制好结构在地震作用下层间位移的限值,并且以此来确定建筑结构构件的变形值。在这个过程中还需要注意,要根据建筑界面的应变分布和大小情况确定构件的构造要求,以此来进行恰当的设计。

4、高层建筑结构抗震设计中要尽可能的减轻结构的自重

在同样的施工条件下减轻建筑结构的自重,能够在适当的情况下增加建筑物的层数,尤其是在软土地基上进行建筑结构的抗震设计,这种现象更为明显。由于高层建筑的重心较高,当发生地震时建筑物的倾覆力矩也会相应的增加,所以说为了减小其对建筑物的影响需要尽量的使用轻质材料,并且改善施工工艺,最大限度的降低建筑结构的自重。

六、结束语

综上所述,高层建筑结构要想提高抗震性能,就必须要从抗震结构设计着手,优化设计的每一个环节。其次,要保证施工机械设备和材料的质量,做好施工的质量监管工作,保证高层建筑结构抗震目标得以实现。

参考文献