1、高層建筑抗震設計研究文摘:由于現(xiàn)在建筑的高層化、多功能化和空間復雜化，使現(xiàn)代建筑抗震設計成為重點 的設計內容。本文對高層建筑地震破壞特點以及抗震設計方法進行具體的研究。關健詞：高層建筑；抗震設計；方法研究隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和需求的提高，現(xiàn)代建筑也逐漸朝著高層化和功能多樣化不斷的發(fā)展。建筑層數(shù)的增加和建筑結構的復雜化，使現(xiàn)代建筑的抗震設計越來越重要。我國是地震帶分布較多的國家，地震的活動較為頻繁且震極較大。因此，高層建筑物的抗震設計就是一項十分重要的課題，在高層建筑的設計階段，必須結合實踐進行深入的研究分析，從而提出最為合理、有效的抗震設計。1高層建筑結構在地震作用的破壞特點1.1地基方面的破壞
2、特點地震破壞在具有較厚軟弱土層場地的高層建筑上，表現(xiàn)出的危害效果較為明顯。地基土的液化使地基發(fā)生不均勻的沉降，從而導致上部建筑物結構的破壞甚至整體傾斜；地震的破壞性還表現(xiàn)在，建造在不利或者危險地區(qū)的建筑，因為地基所受到破壞的不穩(wěn)定性，而導致建筑損壞；如果建筑結構的基本周期與場地自振周期發(fā)生共振，在共振的效應下，建筑物的破壞程度會更加明顯。1.2結構體系方面的破壞特點在采用填墻框架結構的建筑上面，鋼筋混凝土的框架結構平面內核上容易發(fā)生剪切性的破壞，外墻框架柱在窗洞位置，由于受到窗下墻的約束，而容易發(fā)生短柱型剪切破壞。另外，當此種結構的建筑底層為敞開式框架間未砌磚墻時，底層所受到的破壞十分嚴重。而
3、采用框架抗震墻體系的建筑結構，所遭到的破壞影響力則較輕；采用底框結構的建筑物，其剛度較為薄弱的底層破壞程度會非常嚴重；采用鋼筋混凝土板、柱體系結構的建筑，在樓板受到?jīng)_切或者因樓層側移過大、柱腳受到破壞時，各層的樓板會發(fā)生墜落重疊現(xiàn)象。1.3剛度分布方面的破壞特點矩形平面布置的建筑結構，電梯井等抗側力的構件如果發(fā)生偏移扭轉時，會存在振動破壞加重的問題；采用三角形或者L形等不規(guī)則的平面建筑結構，在地震作用下同樣會因發(fā)生扭轉振動而使破壞加巨。1.4構件形式方面的破壞特點在框架結構的建筑中，柱的破壞程度一般要比梁、板等構件的破壞程度高；鋼筋混凝土的多肢剪力墻，其窗下墻一般會發(fā)生斜向或者交叉的裂縫問題；
4、在配置了螺旋箍筋的混凝土柱構件上，當層間的位移角達到了較大的程度時，其核心混凝土仍然會保持完好，所以這種柱具有較大的抵抗能力；鋼筋混凝土框架的建筑，如果在同一層存在長、短柱并用的情況，那么短柱的破壞會相對嚴重。1.5建筑體型方面的破壞特點選擇L形、T形或者Y形等不規(guī)則的平面設計建筑，其地震的破壞性會比較明顯；擁有較大底盤的高層建筑，裙房頂面與主樓相接位置面積突然減少時的樓層，破壞性會加重；防震縫的設置寬度不足，導致建筑物間發(fā)生相互碰撞，也會導致嚴重的破壞；樓層的平面形心越偏離重心，震害就越突出。2建筑抗震設計理論分析2.1建筑結構抗震設計規(guī)范建筑結構抗震規(guī)范是各國對建筑抗震經(jīng)驗的權威性總結，也
5、是建筑進行抗震設計的法定指導文件，它不僅能夠反映出每個國家的經(jīng)濟水平與建設水平，也能夠反映出每個國家的抗震實踐經(jīng)驗。建筑的抗震設計不但要求設計者具有較高的理論水平，更要具有豐富的實踐經(jīng)驗，并把建筑的安全性放在首先考慮的重點上。基于這種認識，現(xiàn)代建筑的抗震規(guī)范中，部分條文被規(guī)定為強制性執(zhí)行的條文，設計者可根據(jù)條文中的語言辭令來判斷，哪些是必須執(zhí)行，哪些是可以根據(jù)客觀條件進行適當調整的。2.2抗震設計的理論擬靜力理論是上世紀初期發(fā)展起來的理論，它在地震對結構的作用估計時，首先假定結構為剛性，而地震力水平作用在結構或者構件的中心上。地震力作用的大小可相當于結構的重量乘以地震系數(shù)；反應譜理論是在上世紀
6、4060年代發(fā)展起來的，反應譜理論根據(jù)強地震動加速度觀測記錄的增加和對地震地面運動特點的充分了解為基礎，加上對結構動力反應特性的深入研究，從而對地震的特性進行分析后所取得的重要成果；動力理論的發(fā)展和應用時間在上世紀的七八十年代，它有效的運用了電子計算機技術和觀測技術，對建筑結構在地震作用下的線性或者非線性反應過程進行進一步的分析；進一步動力理論也就是地震時程分析理論，這種理論將地震看作是一個過程，從而選擇具有代表性的地震動加速度時程，來作為地震動力輸入，將建筑簡化為多自由度體系，從而計算出建筑物在每一地震時刻的反應，來完成抗震設計。3.高層建筑抗震設計的方法高層建筑的抗震設計，應該從減少地震作
7、用力的輸入和增強地震抵抗能力兩個方面進行考慮，以下將進行具體的分析：3.1減少地震發(fā)生時的能量輸入設計方法在設計時，應該采用基于位移的結構抗震方法，對具體的設計方案進行定量分析，從而使建筑結構的變形彈性能夠滿足假定地震作用力下的變形需求。在注重建筑構件承載力的同時，還要對建筑結構在地震作用下的層間位移量進行控制；根據(jù)建筑構件的變形與結構位移之間的關系，來確定構件的變形系數(shù)；根據(jù)建筑界面上的應力分布情況來確定建筑構件的構造要求。高層建筑首先要選擇在堅固的場地上進行施工，以減小地震作用的能量輸入，這是減少地震危害最為有效的方法。3.2運用延性設計方法目前我國的很多高層建筑在抗震設計上都選擇了延性結
8、構，在控制建筑的結構剛度上減少地震作用的能量，從而減少地震給高層建筑帶來的破壞。當高層建筑的承載能力較小，但延性較高時，地震帶來的破壞性就不容易造成建筑物的倒塌。所以說延性結構設計對減少地震破壞是較為有效的方法之一。另外，阻尼器的使用也可以提高高層建筑的抗震效果。通過對阻民器的應用，可以減少和吸收地震的能量，不同程度的避免或者減弱了地震的危害。3.3注重抗震的結構設計高層建筑的抗震設計，必須得到高度重視，目前我國高層主要采用的結構體系不框筒、筒中筒、框架支撐體系。我國是鋼材生產大國，所以高層建筑的結構設計可以盡量采用鋼骨混凝土結構、鋼管混凝土結構或者鋼結構，這樣可以有效減小柱斷面的尺寸，以此來
9、改善建筑物的抗震性能。高層建筑在抗震設計時，可以采用具有多個肢節(jié)和壁式框架的“框架剪力墻”結構，它具有良好的多道抗震防線結構，在剪力墻結構中，可能通過合理的設置連梁來增加抗震的防線性能。另外，也可以由傳統(tǒng)的硬性為主的抗震模式，轉向以柔性抗震模式為主，從而將地震作用中的能量進行充分的釋放。3.4材料的選擇高層建筑抗震設計的材料選擇也非常重要，在選擇材料時不應該只考慮材料的承載力，而要對材料進行抗震性能的分析。從抗震的方向來講，主要就是控制好建筑結構的延性需要，這就要求我們在選擇建筑材料時，從各方面來選擇符合抗震需求的經(jīng)濟且有效的結構材料。4結論在高層建筑越來越普及的情況下，高層建筑的抗震設計一定要遵循其高層的特點，結合地震所產生的破壞特點進行設計，針對不同的設防列度和場地條件，在抗震模擬計算上、結構設計上以及材料選擇上，進行全面的、科學的抗震性能設計。從而使高層建筑的抗震能力得到充分保障，大最限度地保護人民生命和財產的安全。文獻引用：1 于友江.淺談高層建筑結構抗震設計J.建筑.2011年第17期.6364.2 崔燁，孫曉紅.高層建筑結構抗震設計與分析J.科技資訊.2011年第17期.5456.3 陳自鋼.高層及超限高層建筑基于性能的抗震設計初探J.山西建筑.2010年9月第36卷第26期.6970.
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