1、復雜高層建筑抗震與消能減震分析摘要:隨著現代城市化進程的加快和經濟的不斷發展,城市的人口也越來越多。過多的城市人口加劇了城市建筑用地的緊張,如果想要讓這有限的用地發揮最大的價值,就得增加建筑物的高度。但是復雜的高層建筑的抗震和消能減震性能一直都是建筑設計和施工的重點。所以,在此對高層建筑的抗震和消能減震做以下分析。關鍵詞:復雜高層建筑;抗震;減震消能Abstract: with the modern the acceleration of urbanization and development of economy, the citys population is more and more
2、. Too much of the citys population increased tension in the city land for construction, if want to let this limited land maximum value, will have to increase the height of the building. But the complex of high-rise buildings aseismic and away to has been damping performance architectural design and
3、construction of the key. So, in this of a high-rise building seismic and away to do the following analysis shock.Keywords: complex high-rise buildings; Seismic; Damping away can中圖分類號:TU208.3文獻標識碼:A 文章編號: 隨著現代社會需求的多樣化發展和城市用地的日益緊張的趨勢,現代建筑的跨度和高度都在不斷增加,結構也越來越復雜,這樣對于抗震和消能減震的要求也就越來越高。對于一些可能發生強震的地區,其要求會更高。
4、如何來提高建筑物的抗震和消能減震性能成為建筑是否能夠安全地為人民服務的關鍵。一、組合剪力墻和筒體的結構剪力墻和筒體是高層建筑中應用最多的抗側力構件,其抗震性能對整個建筑的安全性非常重要。鋼板剪力墻結構具有較大的剛度、良好的塑性性能和變形能力、滯回特性非常穩定,非常適用于地震區的建筑。純鋼板剪力墻有著自身不可避免的缺點,比如耗鋼量大、剛度小、對結構的耐久性要求高等,為此研究人員提出了組合鋼板剪力墻,組合鋼板剪力墻的核心抗側力構件仍然是普通鋼板,通過螺栓或者栓釘等與鋼筋混凝土板連接,混凝土板側向約束鋼板,防止鋼板失穩,在兩者的共同作用下,鋼板的抗剪承載力提高了,改善了結構的抗震能力,還可以將混凝土
5、板視為鋼板的防火保護。雙重組合剪力墻和筒體是北京工業大學研究出來的,它集剪力墻抗震承載力大和鋼結構豎向桁架抗震性能好于一體。內藏鋼桁架不僅制約了剪力墻和筒體裂縫的開展,而且為內力重分布和剛度衰減慢提供了有利的條件,可以說是多道抗震防線,更有利于將剪力墻和筒體抗震耗能能力墻的優勢發揮得淋漓盡致。暗支撐不僅包括鋼筋混凝土暗支撐,還包括型鋼與鋼筋混凝土組合的暗支撐,鋼筋混凝土暗桁架是由剪力墻中的暗梁、暗柱與鋼筋混凝土暗支撐一起構成的,實現了桁架與剪力墻的有效組合。有關研究表明:內藏鋼支撐以45度到60度為最佳角度,鋼管混凝土邊框不能小于剪力墻的厚度,否則無法保證對墻體的約束,鋼管混凝土邊框架與剪力墻
6、接觸面的連接是抗震設計的關鍵。二、鋼管混凝土結構鋼管混凝土結構被廣泛用于高層和超高層建筑中,不僅適應了現代工程結構的發展,而且高度符合現代施工技術的要求,。鋼管混凝土柱可分為矩形鋼管混凝土、圓鋼管混凝土、以及異形鋼管混凝土等。節點的連接和設計方法是矩形鋼管混凝土結構抗震中的關鍵部分,外加強板式、內加強板式,以及貫穿加強板式是方鋼管混凝土柱與鋼梁的主要連接形式。同濟大學研制了兩種新型連接型式:這兩種節點減少了現場焊接的數量,施工方便,費用低,設計方便,不僅提高了節點的延性,而且避免了鋼結構中的脆性斷裂,進而改善了結構的抗震性能。異形鋼管混凝土柱是特殊的鋼管混凝土結構,有其特殊的工程特點和獨特的力
7、學性能。異性鋼管混凝土柱擁的抗側剛度非常大,截面形狀非常好地配合了建筑房間的墻體布置,有效地增加房間的使用面積,因此在鋼結構高層建筑中有較好的應用和發展前景。三、結構模型試驗當前結構非線性動力的分析水平不高,需要進一步驗證高層結構彈塑性的準確性。結構模型的振動臺試驗是檢驗結構抗震性能的直接手段,在高層建筑工程的抗震審查時被廣泛使用。國家重點實驗室完成了40多個高層工程的振動臺模型試驗,包括上海世博會中國館、廣州珠江新城西塔、上海國際設計中心、廣州南方電力調度大廈、南京多媒體大廈、北京中國建筑文化中心、LG北京大廈、深圳商隆大廈、上海浦東中外賓接待中心、上海凱旋門大廈、上海久百城市廣場、上海嘉里
8、中心等,遍布全國各地。通過這些試驗,不僅得到了原型結構的動力特性和地震反應,還發現了結構的抗震薄弱部位,提出了改善結構抗震性能的措施,保證了大型工程的地震安全性,使其經濟效益和社會效益得到雙贏。四、消能減震消能減震技術是結構抗震控制中研究較為成熟的技術,不僅能夠適用于新建建筑,也可用于傳統建筑的抗震加固。到目前為止,研究人員已經研發了大量消能減震裝置,初步可分為四類:粘滯阻尼器、金屬阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器,這些裝置多是是單一種類的消能器。當前開發了一種新型的組合式抗震消能支撐,這個裝置首先由鉛芯橡膠消能器與油阻尼器并聯,然后再與鋼支撐通過節點板串聯構成。這個消能支撐已經應用于許多重大
9、工程,比如上海港匯廣場商務樓,其結構的抗震性能不僅達到了相關要求,而且是國內加固設計工程中消能減震支撐使用規模最大的。同濟大學的土木大樓是國內首次在鋼結構中使用消能減震裝置。當前,這個消能支撐在四川地震災區和新疆抗震設防區已經廣泛使用,并取得了非常好的效益。隔震技術是結構抗震控制中應用最為廣泛的技術,基礎隔震能降低結構的自振頻率,讓變形盡量集中在隔震層,基礎隔震主要應用于中低層建筑結構。現代都市中,由于用地緊張,建筑物可能采用天橋連接,在發生強震時,相鄰結構很可能發生碰撞,這時采用控制裝置來連接相鄰建筑能夠有效提高相鄰建筑的抗震性能,同時防止它們之間的碰撞。總結:復雜的高層建筑將是我國未來城市
10、建設的重點,而如何提高其抗震和消能減震的能力是我們所必須做的。只有建設高質量的大型復雜高層建筑物,才能緩解現代的城市用地緊張,才能加快城市化的建設。因此,在建筑設計時一定要按照抗震和消能減震的基本規則設計,避免安全事故的發生。隨著現代的新型材料和新科技的應用,未來的建筑抗震和效能減震能力一定會越來越好。參考文獻:1呂西林.超限高層建筑工程抗震設計指南M .上海: 同濟大學出版社. 2009.2于險峰.高層建筑結構抗震設計J.中國新技術新產品.2010(01 )3劉光紳.吳建奇.建筑結構抗震設防設計中的若干問題探討J.山西建筑,2010(03)4胡勝利.高層建筑結構設計問題探討J.建設科技,2010 (02 )注:文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。