高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

1、<p>　　高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計分析</p><p>　　摘要：隨著建筑企業(yè)的大力發(fā)展，高層建筑正在逐步取代傳統(tǒng)樓層建筑。而隨著近年來地震災(zāi)害的不斷頻發(fā)，人們已經(jīng)將焦點(diǎn)全部聚集在了樓層的抗震性能上，而高層混凝土建筑的抗震性能更是人們所擔(dān)心的問題。如何做好高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，保證高層混凝土建筑在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時的穩(wěn)定性，是文本將重點(diǎn)分析的問題。 </p><p>　　

2、關(guān)鍵詞：高層；混凝土建筑；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計；分析 </p><p>　　中圖分類號： TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p>　　一、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的分析 </p><p>　　現(xiàn)如今所建設(shè)的高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)從本質(zhì)上來講，就是一個垂直于地面的豎向懸臂結(jié)構(gòu)。其建筑的垂直載荷主要使建筑結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生一個與地球引力相抗衡的軸心力 ；建筑的水平載荷使

3、建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩。從建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)進(jìn)行分析可以看出：當(dāng)建筑的垂直載荷方向保持不變時，隨著建筑高度的不斷增加僅僅會引起量的增加而已，而這時水平載荷的方向就可以來自四面八方；而當(dāng)建筑為平均分布載荷時，建筑的高度就和彎矩呈現(xiàn)出二次方的變化。 </p><p>　　再從建筑的側(cè)移特點(diǎn)來看：建筑豎直方向載荷引起的建筑位移是比較小的，而水平方向的載荷作為平均分布的載荷時，建筑的高度就和其側(cè)移呈現(xiàn)出四次方的變化。由此可以得

4、出，在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中，水平方向的載荷對建筑結(jié)構(gòu)的影響是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于垂直方向載荷對建筑結(jié)構(gòu)的影響的，所以在進(jìn)行高層混凝土建筑建設(shè)時，水平載荷是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要重點(diǎn)控制的影響因素，所以除了在保證高層建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平載荷產(chǎn)生的彎矩、剪力以及 壓、拉應(yīng)力時，要具有較大的強(qiáng)度以外，還要保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，使得建筑隨著高度的不斷升高，所引起的側(cè)向變形能控制在結(jié)構(gòu)規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。 </p><p>　　

5、二、高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系選擇 </p><p>　　在進(jìn)行高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)所建設(shè)工程的具體使用功能、房屋的高度與寬度的比值、抗震設(shè)防的類別、場地的類別以及建筑地基的實(shí)際情況、建筑所用的結(jié)構(gòu)材料和施工工藝等相關(guān)因素，進(jìn)行綜合的比對分析，從而選擇出最為合適的建筑結(jié)構(gòu)體系。高層建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以采用框架、剪力墻、框架-剪力墻、簡體和板柱-剪力墻的結(jié)構(gòu)體系。 </p><

6、;p>　　建筑的結(jié)構(gòu)框架可以為建筑在進(jìn)行室內(nèi)空間的布置時提高其靈活性。當(dāng)建筑的層數(shù)較少的時候，水平方向的載荷對建筑結(jié)構(gòu)的影響是比較小的，所以采用框架結(jié)構(gòu)是比較合理的設(shè)計?？蚣芙Y(jié)構(gòu)主要受到剪力作用的影響，屬于柔性結(jié)構(gòu)，其在建筑層數(shù)較多時就會受到限制，所以框架結(jié)構(gòu)主要用在非抗震設(shè)計以及層數(shù)相對較少的建筑當(dāng)中。 </p><p>　　建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)中，其剪力墻是沿著建筑的橫向方向和縱向方向，進(jìn)行正交布置或者是多

7、軸斜線交布置的，是由鋼筋混凝土墻體來承受建筑所有的水平方向和豎直方向的載荷，是屬于以彎曲變形為主的剛性結(jié)構(gòu)。所以剪力墻這種結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度相對較大，在水平方向的作用力下側(cè)面方向的變形相對較小，具有良好的空間一體性。但剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)就是其結(jié)構(gòu)的自重比較大，在進(jìn)行建筑的平面布置時具有局限性，很難滿足建筑內(nèi)部需要建設(shè)大空間結(jié)構(gòu)的要求。所以剪力墻結(jié)構(gòu)更多的是運(yùn)用在墻體的布置以及對于建筑的面積要求不大的建筑工程中，這樣既彌補(bǔ)了剪力墻的缺點(diǎn)，減少

8、了非承重隔墻的數(shù)量，同時也使建筑更加的美觀，具有整體性。 </p><p>　　建筑的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)主要是指：在建筑框架結(jié)構(gòu)中的適當(dāng)部位，增添設(shè)置一些剪力墻，是剛性結(jié)構(gòu)與柔性結(jié)構(gòu)的融合體系，能提升高層建筑大開間的使用空間。在這種體系當(dāng)中，建筑的主要結(jié)構(gòu)是由若干道單片剪力墻以及框架相互構(gòu)成的，在這樣的結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，框架和剪力墻將共同承擔(dān)起建筑水平方向的受力，但是需要注意的是，因為這兩種結(jié)構(gòu)一種是剛性，而另一種是柔

9、性，所以兩者間的剛度相差很大，其結(jié)構(gòu)的變形也是各不相同的。所以在進(jìn)行框架-剪力墻這種結(jié)構(gòu)的建筑建設(shè)時，必須通過各樓層間的樓板使得其變形保持一致，以此使得兩者間能夠很好的進(jìn)行協(xié)同工作。而從這兩者的受力特點(diǎn)進(jìn)行分析后，可以看出由于兩者的變形方式不同，所以在進(jìn)行協(xié)同工作時，框架結(jié)構(gòu)能協(xié)助頂部剪力墻進(jìn)行抗震，底部剪力墻能協(xié)助框架進(jìn)行抗震，以此發(fā)揮出各自的抗震最佳效果，提升了建筑的抗震性能，被廣泛運(yùn)用在高層混凝土建筑抗震的設(shè)計上。 </p&

10、gt;<p>　　三、高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)布置 </p><p>　　在進(jìn)行高層混凝土建筑的獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元布置時，應(yīng)該使得建筑結(jié)構(gòu)平面的形狀相對簡單、規(guī)則、剛度和承載力都能均勻的分布。建筑的豎直方向體型應(yīng)該規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)斂。建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度應(yīng)該是下部剛度大上部剛度小，并逐漸的進(jìn)行變化。其高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時應(yīng)該遵循以下幾點(diǎn)要求： </p><p>　

11、　1、在進(jìn)行高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)布置時應(yīng)該具有必要的承載能力、足夠大的剛度以及變形能力。 </p><p>　　2、在進(jìn)行高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)布置時，應(yīng)該注意避免因為部分建筑結(jié)構(gòu)或者是構(gòu)件遭受損壞，從而導(dǎo)致了建筑結(jié)構(gòu)的整體喪失對重力、載荷以及地震的承受能力。 </p><p>　　3、在進(jìn)行高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)布置時，對可能出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的審核，并且及時采取相應(yīng)的有效措施來進(jìn)行應(yīng)對

12、。 </p><p>　　4、在進(jìn)行高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)布置時，其建筑結(jié)構(gòu)的豎直方向和水平方向的布置，應(yīng)該使建筑的剛度以及承載力進(jìn)行合理的分布，避免因地震時引起的局部突變和扭轉(zhuǎn)效益的發(fā)生，具有多道抗震設(shè)防的特點(diǎn)。 </p><p>　　四、高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)計算 </p><p>　　目前國內(nèi)外在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的計算時，都開始廣泛的采用電腦軟件，特

13、別是在面對一些比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)形式時，電腦軟件能對其提供巨大的幫助。在運(yùn)用電腦軟件進(jìn)行建筑抗震結(jié)構(gòu)的計算時，要求建筑結(jié)構(gòu)的工程師必須具有清晰的結(jié)構(gòu)概念，能準(zhǔn)確在計算機(jī)上建立出反映工程實(shí)際情況的模型，還要能對其計算結(jié)果是否具有準(zhǔn)確性、合理性做出分析。 </p><p>　　在利用計算機(jī)進(jìn)行對高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)計算時，要求計算機(jī)軟件的技術(shù)條件應(yīng)該符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并且在進(jìn)行特殊結(jié)構(gòu)處理計算時，還要闡明其內(nèi)容

14、方面相關(guān)的科學(xué)依據(jù)。在面對復(fù)雜結(jié)構(gòu)下，多發(fā)地震災(zāi)害的建筑內(nèi)力和變形的分析時，至少要采用兩個不同的力學(xué)模型進(jìn)行研究計算，對計算出來的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、確認(rèn)無誤后，才能進(jìn)行相關(guān)建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計。 </p><p>　　五、提高高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能 </p><p>　　由于高層混凝土建筑的受力特點(diǎn)與低層建筑的受力特點(diǎn)有所不同，所以在地震頻發(fā)區(qū)，進(jìn)行高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，除

15、了在保證建筑結(jié)構(gòu)具有足夠良好的強(qiáng)度以及剛度以外，還應(yīng)該具有良好的抗震性能，所以其建筑結(jié)構(gòu)必須具有一定的塑性變形能力，來減少地震對高層混凝土建筑的破壞。 </p><p>　　高層混凝土建筑如果采用框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，應(yīng)該保證節(jié)點(diǎn)基本不會受到破壞，同一樓層中各個梁柱的兩端屈服歷程越長越好，而梁柱兩端的塑性鉸的出現(xiàn)應(yīng)盡可能相對分散，以此充分發(fā)揮出整體框架結(jié)構(gòu)的抗震能力。 </p><p><

16、b>　　六、總結(jié) </b></p><p>　　為了保證高層混凝土建筑具有良好的抗震性，在地震災(zāi)害來臨之際可以有效的對人民的生命財產(chǎn)安全提供保護(hù)，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時，就必須要通過其受力的特點(diǎn)、建筑結(jié)構(gòu)的體系、建筑結(jié)構(gòu)的布置以及計算進(jìn)行詳細(xì)的分析，然后再進(jìn)行建造。只有這樣才能保證高層混凝土建筑擁有良好的抗震能力，才能使人們的生命財產(chǎn)安全受到有效保護(hù)。 </p><p&g

17、t;<b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]陳天華.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計探析[J].中國科技信息,2011,(16) </p><p>　　[2]盧偉.高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計之探討[J].價值工程,2011,30(5) </p><p>　　[3]宮彩紅.試析高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,