高層建筑結構抗震設計探討

1、<p>　　高層建筑結構抗震設計探討</p><p>　　摘要：近年來，由于人類對于自然環(huán)境的不斷破壞，各類自然災害的發(fā)生也日益頻繁。地震作為自然災害中破壞性非常嚴重的一種，其突發(fā)性和破壞性對人類的生存安全及社會的穩(wěn)定造成了很大的破壞。本文主要針對高層建筑結構的抗震設計來進行探討。 </p><p>　　關鍵詞：高層建筑；建筑結構；抗震設計 </p><p&g

2、t;　　中圖分類號：TU208文獻標識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　隨著高層建筑的不斷興起，其抗震結構設計成為人們關注的焦點，目前科學技術的進步，使高層建筑結構的抗震設計技術和方法越來越先進，越來越完善。但社會需求的不斷提升，也需要設計人員不斷強化自身的專業(yè)技能，同時還要做好對建筑環(huán)境及地質的分析和研究工作，從而根據實際情

3、況來選擇適合的抗震結構，以此增強高層建筑結構的抗震能力，避免在地震發(fā)生時造成嚴重的傷亡和損失。 </p><p>　　1、建筑結構抗震等級的規(guī)定和標準 </p><p>　　長期以來，國家針對歷史、地理及地質方面的資料深入分析，并進行勘查和驗證之后，將地震分為六個等級，分別為小地震（3級以下）、有感地震（3~4.5級）、中強地震（4.5~6級）、強烈地震（6~7級）、大地震（7~8級）、巨

4、大地震（8級以上的）。這是當前我國對地震分組的情況。根據地震等級的不同，對建筑物的抗震設防標準也有所不同，目前在我國根據地震的烈度，將建筑物的抗震等級通常都會以8度為標準，在這個等級標準內的建筑物可以抵抗6級的地震。 </p><p>　　而高層建筑屬于鋼筋混凝土結構，所以在進行抗震設計時需要根據其高度、結構及設防的烈度來進行抗震等級的確定，同時還要保證計算和相應的措施都要符合相關的標準和要求。 </p&g

5、t;<p>　　2、高層建筑結構抗震設計的基本原則 </p><p>　　2.1、結構的簡單性 </p><p>　　結構的簡單性，其指的就是結構在地震的作用之下具有十分明確、直接的傳力途徑，結構薄弱部位、內力分析以及計算模型的出現都可以非常容易的把握，對于結構抗震性能的估計也是十分的可靠。 </p><p>　　2.2、結構的規(guī)則和均勻性 </

6、p><p>　?、傺刂ㄖ锏呢Q向，建筑的造型以及結構的布置均比較均勻，在最大曾度上來避免承載能力、傳力途徑以及剛度的突變，使其可以限制結構在豎向的某一個樓層或者是極少數的幾個樓層會出現敏感的薄弱地位。這些部分一般都將會產生過大的變形以及過大的應力集中，這樣就會非常容易的使機構過早的倒坍。 </p><p>　?、谠诮ㄖ矫姹容^規(guī)則的情況之下，平面內的結構布置也是十分的均勻，使得建筑物的分布質

7、量的慣性能力是以比較直接的途徑來進行傳遞的，并且還會使得結構的剛度以及質量的分布相互的協(xié)調起來，進而就可以很好的限制剛度和質量之間的偏心。 </p><p>　　建筑平面規(guī)則、結構布置均勻，就會非常的有利于防止薄弱的子結構過早的產生破壞、倒坍。使得地震作用可以在各個子結構之間均勻的分布，進而就可以增加結構的綴度數量，最終可以從根本上將結構耗散地震能量的作用真正的發(fā)揮出來。 </p><p>

8、;　　2.3、結構的剛度和抗震能力 </p><p>　?、僭诮Y構布置里應該使結構可以抵抗來自任意方向的地震作用。在一般情況下，可以使結構沿著平面上的兩個主軸方向具有抗震能力以及充分的剛度。 </p><p>　?、谠诮Y構剛度選擇的時候，雖然我們可以考慮到場地的特征，來進行選擇結構的剛度，在最大程度上充分的減少地震作用的效應，但是也得注意到控制結構變形的增大，在過大的情況之下，變形就會由于

9、P-△效應過大而會破壞到整個結構。 </p><p>　　③結構除了需要滿足水平方向的剛度以及抗震能力之外，還應該具有充足的抵抗扭轉振動以及抗扭剛度的能力。 </p><p>　　2.4、結構的整體性 </p><p>　?、僭诙喔邔拥慕ㄖ?，樓板就相當于水平隔板，不僅僅是聚集以及傳遞慣性力到各個豎向的抗側力結構，而且還會使這些結構額可以協(xié)同承受地震的作用，尤其是當

10、布置復雜抗側力子結構水平變形特征不同或者是豎向抗側力子結構布置不均勻的時候，使整個結構依靠樓蓋來使各個抗側力子結構能互相的協(xié)同工作。 </p><p>　?、诙喔邔咏ㄖA的整體性和基礎以及上部結構的可靠連接是結構整體性的重要保障。 </p><p>　　3、影響建筑物抗震效果的因素 </p><p>　　3.1、建筑結構建造過程中所使用的材料和施工過程 </

11、p><p>　　在實際抗震設計時，抗震效果與建筑結構的材料具有十分密切的關系。但在許多時候工作人員往往意識不到這一點。建筑材料的質量的好壞與建筑物所受到的地震作用力有直接的關系，質量好的材料所受到的地震作用力就小，反之質量差的則所受到的力就大。 </p><p>　　3.2、建筑物自身的結構設計 </p><p>　　結構設計的好壞直接關乎著建筑物的質量，同時也對抗震效

12、果具有關鍵性的影響因素，所以在實際建筑物結構的設計中，保證抗震效果是非常有必要的。目前在建筑物抗震結構設計時通常以在震不壞、大震不倒為目標，因此在進行建筑設計時，無論是點式還是板式建筑，其合理的結構設計都是十分重要的，這對提高建筑物的抗震效果將起到積極的作用。 </p><p>　　3.3、建筑物所處地質環(huán)境情況 </p><p>　　建筑物所處位置的地質情況對建筑抵抗各種自然災害發(fā)生時的

13、破壞性具有非常重要的意義。通常在地震發(fā)生時，如果建筑物位于巖石地帶、山體附近、容易產生滑坡的地質情況下時，則一旦發(fā)生地震所造成的破壞是十分巨大的。 </p><p>　　4、高層建筑的抗震設計方法 </p><p>　　4.1、必須減少地震能量輸入 </p><p>　　積極采用基于位移的結構抗震設計，要求進行定量分析，使結構的變形能力滿足在預期的地震作用下的變形要

14、求。除了驗算構件的承載力外，要控制結構在大震作用下的層間位移角限值或位移延性比；根據構件變形與結構位移關系，確定構件的變形值；并根據截面達到的應變大小及應變分布，確定構件的構造要求。選擇堅硬的場地建造高層建筑，可以明顯減少地震能量輸入減輕破壞程度。 </p><p>　　4.2、運用高延性設計、推廣消震和隔震措施的運用 </p><p>　　現在我國許多高層建筑在進行抗震設計時，多采用延性

15、結構，也就是適當的空著建筑結構的剛度，發(fā)生地震的時候，其結構的構件進入到具有一個很大延性的塑性狀態(tài)，從而消耗地震作用時的能量，使得地震反應減小，減弱地震給高層建筑帶來的破壞和重大損失。假如某高層建筑的承載能力較小，但是具有較高的延性，那么在地震中它也不容易倒塌，由于延性構件可以吸收較多的能量，經受住非常大的結構變形。延性結構的運用，在很多情況下是有效的，它可以消耗地震能量，減輕地震反應，使結構物裂而不倒。 </p><

16、;p>　　4.3、注重結構材料的選用 </p><p>　　可以對材料參數隨機性的抗震模糊可靠度進行分析，改變過去對結構抗震可靠度的研究只考慮荷載的不確定性而忽略了其他多種不確定性因素，綜合考慮了材料參數的變異性，地震烈度的隨機性及烈度等級界限的隨機性與模糊性對結構抗震可靠度的影響。 </p><p>　　4.4、高層建筑減輕結構自重 </p><p>　　一

17、方面從地基承載力來看，如果是同樣的地基條件，減輕結構自重意味著在不增加基礎或地基處理造價的情況下，可以多建層數，特別是對于軟土更為明顯。另一方面地震效應與建筑質量成正比，結構質量的增加必然引起地震力的增大。高層建筑由于其高度較大，重心較高，地震作用傾覆力矩也隨質量的增加而增大。設計時要求高層建筑物的填充墻及隔墻應采用輕質材料。 </p><p>　　4.5、設置多道抗震防線 </p><p&g

18、t;　　當第一道防線的構件在強烈地震作用下遭到破壞以后，后備的第二道甚至是第三道防線能抵擋后續(xù)地震的沖擊，使得建筑物能夠免于倒塌的危害。高層結構形式應采用具有聯肢、多肢及壁式框架的框架剪力墻，剪力墻框架簡體，筒中筒等多道抗震防線結構體系。 </p><p><b>　　結束語 </b></p><p>　　在高層建筑的抗震設計中，設計人員必須在結構設計中正確的應用規(guī)范

19、，把握好抗震概念設計，吸取新的理論知識，確保建筑結構在遭遇地震時真正具有良好的抗震能力。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]孫明亮■SunMingliang.試談高層建筑結構抗震設計理念及方法[J].城市建筑,2013,22:59. </p><p>　　[2]韓嬋媛,董毅.淺談建筑結構設計中的概念設計