高层建筑抗震结构设计范例6篇

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高层建筑抗震结构设计

高层建筑抗震结构设计范文1

关键词:高层建筑;抗震;结构设计;浅析

中图分类号:TU9文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)

结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计,其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳,从而经济地实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的目的。但是,由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载,建筑物的地震破坏机理又十分复杂,存在着许多模糊和不确定因素,在结构内力分析方面,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,计算 方法还很不完善,单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。

钢筋混凝土高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的,我们在设计时要选用适合的抗震结构,注重建筑结构材料的选择,减小地震的作用力,增强地震的抵抗力,从而达到高层建筑抗震的目的。

1 钢筋混凝土高层建筑抗震设计存在的问题

1.1 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。

1.2 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。

1.3 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,加剧了地震的破坏作用,海城地震和唐山地震中有不少类似震害实例。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。

1.4 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。

1.5 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: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;房屋有较大错层;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。

1.6 结构抗震等级掌握不准

结构抗震等级有的提高了,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。

2 高层建筑抗震设计对策

2.1 结构规则性

建筑物尤其是高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求,对建筑进行合理的布置,大量地震灾害表明,平立面简单且对称的结构类型建筑物在地震时具有较好的抗震性能,因为该种结构建筑容易估计出其地震反映,易于采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理。建筑结构的规则性是指建筑物在平立面外形尺寸、抗侧力构件布置、承载力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面对称均匀,体型简单,结构刚度,质量沿建筑物竖向变化均匀,同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响,并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀,以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。

2.2 层间位移限制

高层建筑都具有较大的高宽比,其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移, 甚至会超过结构的位移限值。而国内普遍认为该位移限值大小与结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关,其中钢筋混凝土结构的位移限值(一般在 1/400-1/700 范围内)则比钢结构(1/200-1/500 范围内)要求严格 ,风荷载作用下的限值比地震作用下的要求严格。 因此在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况以及所处的地理位置进行设计,既要满足其具有足够的刚度又要避免结构在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性以及正常使用功能等。

2.3 控制地震扭转效应

大量事实表明,当建筑结构的平面布置等不规则、不对称导致建筑层间水平荷载合力中心与建筑结构刚度中心不重合,在地震发生时建筑结构除发生水平位移外还易发生扭转性破坏甚至会导致结构整体倒塌,因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。由于建筑物在扭转作用下各片抗侧力结构的层间变形不同,其中距刚心较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大;同时在上下刚度不均匀变化的结构中,各层的刚度中心未能在同一轴线上,甚至会产生较大差距,以上情况都会使各层结构的偏心距和扭矩发生改变,因此,在设计过程中应对各层的扭转修正系数分别计算。 计算时应主要控制周期比、位移比两个重要指标,即当两个控制参数的计算结果不能满足要求时则必须对其进行调整。当周期比不满足要求时可采用加大抗侧力构件截面或增加抗侧力构件数量的方法,并应将抗侧力构件尽可能的均匀布置在建筑四周,以减小刚度中心与质量中心的相对偏心,若调整构件刚度不能满足效果时则应调整抗侧力构件布置,以增大结构抗扭刚度。

2.4 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。

2.5 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。

2.6 选择合理结构类型

高层建筑的竖向荷载主要使结构产生轴向力,水平荷载主要产生弯矩。其竖向荷载方向不变,但随着建筑高度增加而增加,水平荷载则来自任何方向,因此竖向荷载引起建筑物的侧移量非常小,而水平荷载产生的侧移则与高度成四次方变化,即在高层结构中水平荷载的影响远远大于竖向荷载的影响,因此水平荷载应为设计的主要控制因素,在设计过程中应需在满足建筑功能及抗震性能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。

2.7 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。

3 结束语

随着我国经济的快速发展,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,为此从结构总体方案设计一开始,就运用人们对建筑结构抗震己有的正确知识去处理好结构设计中遇到的诸如房屋体型、结构体系、刚度分布,构件延性等问题,从宏观原则上进行评价、鉴别、选择等处理,再辅以必要的计算和构造措施,从而消除建筑物抗震的薄弱环节,以达到合理抗震设计的目的。

参考文献:

高层建筑抗震结构设计范文2

关键词:高层建筑;结构设计;抗震性能

地震作用影响因素极为复杂,它是一种随机的、尚不能准确预见和准确计算的外部作用,目前规范给出的计算方法还是一种半经验半理论的方法,要进行精确的抗震计算还有一定的困难,因此高层建筑抗震安全问题必须引起建筑师们的高度重视,及时采取有效措施,防患于未然。

1 我国高层建筑发展概况

随着社会的进步,在20世纪80年代,是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。从各大中城市普遍兴建高层或超高层以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化。当进入90年代以来我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段,不仅结构体系及建筑材料出现多样化,而且在高度上长幅很大有一个飞跃。东方明珠广播电视塔,坐落在中国上海浦东新区陆家嘴,毗邻黄浦江,与外滩隔江相望。建筑动工于1991年,于1994年竣工,投资总额达8.3亿元。高467.9m,亚洲第一,世界第三高塔。

2 建筑抗震的理论分析

对于建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计的法定性文件。它不仅反映了各个国家经济与建设的时代水平,也反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。其中动力理论是20世纪70年代~80年代广为应用的地震动力理论。它的主要发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术外,人们也对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而完成抗震设计工作。

3 高层建筑结构抗震设计的基本内容

3.1 应重视建筑结构的规则性

建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的,提倡平、立面简单对称。因为震害表明,对称建筑在地震时较不容易破坏,容易估计出其地震反应,宜于采取相应的抗震构造进行细部处理。

3.2 抗震概念设计应坚持的措施和原则

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。

3.3 抗震措施

在满足抗震设防要求的高层建筑除应满足强度、刚度要求外,还要满足延性的要求。钢筋混凝土材料本身自重较大,所以对于高层建筑的底层柱,随着建筑物高度的增加,其所承担的轴力不断增加,而抗震设计对结构构件有明确的延性要求,在层高一定的情况下,提高延性就要将轴压比控制在一定的范围内而不能过大,这样则必然导致柱截面的增大,从而形成短柱,甚至成为剪跨比小于1.5的超短柱。众所周知,短柱的延性很差,尤其是超短柱几乎没有延性,在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时,很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌。

3.3.1 使用复合螺旋箍筋 高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的,柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。对于短柱,只要符合“强剪弱弯”和“强柱弱梁”的要求,是能够做到使其不发生剪切型破坏的。因此,使用复合螺旋箍筋来提高柱子的抗剪承载力,改善对混凝土的约束作用,能够达到改善短柱抗震性能的目的。

3.3.2 采用分体柱 由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多,在地震作用下往往是因剪坏而失效,其抗弯强度不能完全发挥。因此,可人为地削弱短柱的抗弯强度,使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度,这样,在地震作用下,柱子将首先达到抗弯强度,从而呈现出延性的破坏状态。人为削弱抗弯强度的方法,可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为各柱肢组成的分体柱,分体柱的各柱肢分开配筋在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键,以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻尼器、素混凝土连接键等形式。对分体柱工作性态的理论分析和试验研究表明:采用分体柱的方法虽然使柱子的抗剪承载力基本不变,抗弯承载力稍有降低,但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高,其破坏形态由剪切型转化为弯曲型,从而实现了短柱变“长柱”的设想,有效地改善了短柱尤其是剪跨比入蕊的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用。

高层建筑抗震结构设计范文3

关键词: 高层建筑; 框架结构;剪力墙结构;抗震设计

中图分类号:TU97 文献标识码:A

1. 正确选择合理的结构体系

由于高层建筑中抗水平力成为设计的主要矛盾,因此采用何种抗侧力结构是结构设计的关键性问题。根据抗侧力结构的不同,钢筋混凝土结构主要可分为框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构等结构体系,由于这些体系的受力特点、抵抗水平力的能力,特别是抗震性能等有所不同,因此具有不同的适用范围。

(1) 框架结构。由梁、柱构件通过节点连接构成,框架梁和柱既承受垂直荷载,又承受水平荷载,并可为建筑提供灵活布置的室内空间。当建筑物层数较少时,水平荷载对结构的影响较小,采用框架结构体系比较合理,当层数较多时,由于框架结构在水平力的作用下,内力分布很不均匀,并存在着层间屈服强度特别弱的楼层,且由于框架结构的构件截面惯性矩相对较小,导致侧向刚度较小,侧向变形较大,在强烈地震作用下,结构的薄弱层率先屈服,发生弹塑性变形,并形成弹塑性变形集中的现象,震害一般是梁轻柱重,柱顶重于柱底,尤其是角柱和边柱更容易发生破坏,除剪跨比较小的短柱易发生柱中剪切破坏外,一般柱是柱端的弯曲破坏。因此框架结构属于以剪切变形为主的柔性结构,使用高度受到限制,主要用于非抗震设计和层数相对较少的建筑中。

(2) 剪力墙结构。剪力墙沿横向、纵向正交布置或多轴线斜交布置,由钢筋混凝土墙体承受全部的水平荷载和竖向荷载,属于以弯曲变形为主的刚性结构。该种结构的抗侧力刚度比框架结构大的多,在水平力作用下侧向变形小,空间整体性好。剪力墙结构的工作状态可分为单肢墙、小开口墙、联肢墙,单肢墙和小开口墙的截面内力完全或接近于按材料力学公式成直线分布规律,其平衡地震力矩只靠截面内力偶负担。联肢墙则通过连系梁使许多墙肢共同工作,地震力矩可由多个墙肢的截面内力矩与连梁对墙肢的约束力矩共同负担,设计原则是梁先屈服,然后墙肢弯曲破坏丧失承载内力。当连梁钢筋屈服并且有延性时,既可吸收大量地震能量,又能继续传递弯矩和剪力,对墙肢有一定的约束作用。由于剪力墙结构自重大,建筑平面布置局限性大,难以满足建筑内部大空间的要求。因此其更多地用于墙体布置较多,房间面积要求不太大的建筑物中,既减少了非承重隔墙的数量,也可使室内无外露梁柱,达到整体美观。

(3) 框架-剪力墙结构。是指在框架结构中的适当部位增设一些剪力墙,是刚柔相结合的结构体系,能提供建筑大开间的使用空间,是由若干道单片剪力墙与框架组成。在这种结构体系中,框架和剪力墙共同承担水平力,但由于两者刚度相差很大,变形形状也不相同,必须通过各层楼板使其变形一致,达到框架和剪力墙的协同工作。从受力特点看,剪力墙是以弯曲变形为主,框架是以剪切变形为主,由于变位协调,在顶部框架协助剪力墙抗震,在底部剪力墙协助框架抗震,其抗震性能由于较好的的发挥了各自的优点而大为提高。因此可以适用于各种不同高度建筑物的要求而被广泛采用。

以上分析了三种常用的钢筋混凝土结构体系的特点,通过分析比较看出,选择高层建筑结构抗侧力体系通常需要考虑的两个主要原因是建筑物的高度和用途。

2.正确认识高层建筑的受力特点,选择合理的结构类型

高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构,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,结构除抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外,同时要求结构要有足够的刚度,使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。

高层建筑有上述的受力特点,因此设计中在满足建筑功能要求和抗震性能的前提下,选择切实可行的结构类型,使之在特定的物资和技术条件下,具有良好的结构性能、经济效果和建筑速度是非常必要的。高层建筑上常用的结构类型主要有钢结构和钢筋混凝土结构。钢结构具有整体自重轻、强度高、抗震性能好、施工工期短等优点,并且钢结构构件截面相对较小,具有很好的延性,适合采用柔性方案的结构。其缺点是造价相对较高,当场地土特征周期较长时,易发生共振。与钢结构相比,现浇钢筋混凝土结构具有结构刚度大,空间整体性好,造价低及材料来源丰富等优点,可以组成多种结构体系,以适应各类建筑的要求,在高层建筑中得到广泛应用,比较适用于提供承载力,控制塑性变形的刚性方案结构。其突出缺点是结构自重大,抵抗塑性变形能力差,施工工期长,当场地土特征周期较短时,易发生共振。因此,高层建筑采用何种结构形式,应取决于所有结构体系和材料特性,同时取决于场地土的类型,避免场地土和建筑物发生共振,而使震害更加严重。

3.选择合理的结构布置,协调好建筑与结构的关系

(1) 应满足建筑功能要求,做到经济合理、便于施工。建筑物的开间、进深、层高、层数等平面关系和体型除满足使用要求外,还应尽量减少类型,尽可能统一柱网布置和层高,重复使用标准层。

(2) 高层建筑控制位移是主要矛盾,除应从平面体型和立面变化等方面考虑提高结构的总体刚度以减少结构的位移。在结构布置时,应加强结构的整体性及刚度,加强构件的连接,使结构各部分以最有效的方式共同作用;加强基础的整体性,以减少由于基础平移或扭转对结构的侧移影响,同时应注意加强结构的薄弱部位和应力复杂部位的强度。此外增强结构整体宽度也可减少侧向位移,在其

它条件不变时,变形与宽度的三次方成正比。因此宜对建筑物的高宽比加以限制,体型扁而重的建筑是不合适的,宜采用刚度较大的平面形状,如方型、接近方型的矩型、圆型、Y 型和井型等塔式建筑,即把使用要求及建筑体型多样化和结构的要求有机地结合起来,又可形成侧向稳定的体系。

(3) 在地震区为了减少地震作用对建筑结构的整体和局部的不利影响,如扭转和应力集中效应,建筑平面形状宜规正,避免过大的外伸或内收,沿高度的层间刚度和层间屈服强度的分部要均匀,主要抗侧力竖向构件,其截面尺寸、混凝土强度等级和配筋量的改变不宜集中在同一楼层内,应纠正“增加构件强度总是有利无害”的非抗震设计概念,在设计和施工中不宜盲目改变混凝土强度等级和钢筋等级以及配筋量。简单地说就是使结构各部分刚度对称均匀,各结构单元的平面形状应力求简单规则,立面体型应避免伸出和收进,避免结构垂直方向刚度突变等。平面的长宽比不宜过大,以避免两端相距太远,振动不同步,应使荷载合力作用线通过结构刚度中心,以减少扭转的影响。尤其是布置楼电梯间时不宜设在平面凹角部位或端部角区,他对结构刚度的对称性有显著的影响。

(4) 提高结构的抗震性能。由于高层建筑的受力特点不同于低层建筑,因此在地震区进行高层建筑结构设计时,除应保证结构具有足够的强度和刚度外,还应具有良好的抗震性能。通过合理的抗震设计,使建筑物达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”。为了达到这一要求,结构必须具有一定的塑性变形能力来吸收地震所产生的能量,减弱地震破坏的影响。

框架结构设计应使节点基本不破坏,梁比柱的屈服易早发生,同一层中各柱两端的屈服历程越长越好,底层柱底的塑性铰宜晚形成,应使梁、柱端的塑性铰出现得尽可能分散,充分发挥整体结构的抗震能力。为了保证钢筋混凝土结构在地震作用下具有足够的延性和承载力,应按照“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的原则进行设计,合理地选择柱的截面尺寸,控制柱的轴压比,并注意构造配筋要求,特别是要加强节点的构造措施。

对于框架—剪力墙结构和剪力墙结构中各段剪力墙高宽比不宜小于2,使其在地震作用下呈弯剪破坏,且塑性屈服尽量产生在墙的底部。连梁宜在梁端塑性屈服,且有足够的变形能力,在墙段充分发挥抗震作用前不失效,按照“强墙弱梁”的原则加强墙肢的承载力,避免墙肢的剪切破坏,提高其抗震能力。

4.结束语

高层建筑已经逐渐成为当前时代建筑发展的主流建筑形态之一,对于高层建筑,其抗震效能的分析一直是国内外建筑抗震设计分析的研究热点,而最直接最有效的抗震措施就是在建筑设计阶段进行结构抗震设计,只有从高层建筑物内部实施结构抗震,才能够从根本上提高高层建筑的抗震效能。通过对高层建筑的受力特性、结构类型、结构体系、结构布置、抗震性能等多方面的概念设计,从而

更加有效地构造出新的措施与计划,完善建筑结构设计。

参考文献:

[1]现行建筑施工规范大全[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,2009.

高层建筑抗震结构设计范文4

关键词:高层;建筑结构;抗震设计;基本内容

Abstract: in the high-rise building structure seismic design process should fully consider the local geology condition, targeted for the corresponding design, possible reducing earthquake damage. This paper analyzes the earthquake under the action of the structure of the high-rise building damage characteristics, discusses the aseismic design of high-rise building of the basic content.

Keywords: top; Building structure; Seismic design; Basic content

中图分类号:TU97文献标识码:A 文章编号:

我国是一个地震灾害比较频繁的国家,对于高层建筑来说,一旦遭遇地震,往往会遭受巨大的损失。 因此在进行高层建筑结构抗震设计的过程当中应该充分考虑当地的地质情况,有针对性的进行相应的设计,尽可能的降低地震造成的损坏。

一、地震作用下高层建筑结构的破坏特点

1、地基方面

( 1) 在具有较厚软弱冲积土层场地, 高层建筑的破坏率显著增高;

( 2) 地基土液化导致地基不均匀沉降, 从而引起上部结构损坏或整体倾斜;

( 3) 建造在不利或危险地段的房屋建筑, 因地基破坏导致房屋损坏;

( 4) 当建筑结构的基本周期与场地自振周期相近时, 因共振效应破坏程度将加重。

2、结构体系方面

( 1) 采用“ 填墙框架” 的房屋结构, 钢筋混凝土框架结构平面内柱上端易发生剪切破坏, 外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切型破坏;

( 2) 采用框架---抗震墙体系的房屋结构, 破坏程度较轻;

( 3) 采用“ 底框结构” 体系的房屋, 刚度柔弱的底层破坏程度十分严重; 采用 “填墙框架” 体系的房屋, 当底层为敞开式框架间未砌砖墙, 底层同样遭到严重破坏;

( 4) 采用钢筋混凝土板 、柱体系结构的建筑, 因楼板冲切或因楼层侧移过大 ,柱脚破坏, 各层楼板坠落重叠在地面。

3、刚度分布方面

( 1) 矩形平面布置的建筑结构, 电梯井等抗侧力构件的布置当存在偏心时, 因发生扭转振动而使震害加重;

( 2) 采用三角形 L 形等不对称平面的建筑结构, 同样在地震作用因发生扭转振动而使震害加重。

4、构件形式方面

( 1) 在框架结构中, 通常柱的破坏程度重于梁、板;

( 2) 钢筋混凝土多肢剪力墙的窗下墙通常会出现斜向或交叉裂缝;

(3 ) 配置螺旋箍筋的混凝土柱, 当层间位移角达到较大数值时, 核心混凝土仍保持完好, 柱仍具有较大的抵抗能力;

( 4) 钢筋混凝土框架如在同一楼层出现长、短柱并用的情况, 短柱破坏较为严重。

5、房屋体形方面

( 1) L 形 T 形 Y 形等不规则平面房屋建筑破坏率显著增高;

( 2) 有大底盘的高层建筑, 裙房顶面与主楼相接处面积突然减小的楼层, 即相邻楼层质量突变较大时, 破坏程度加重;

( 3) 防震缝设置宽度太小导致建筑物间发生碰撞破坏;

( 4) 楼层平面形心与重心偏移越大, 震害越严重。

二、高层建筑结构抗震设计的基本内容

1、场地和地基的选择

建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响,是建筑抗震设计的基础。在进行建筑场地以及地基的选择时,应该充分的了解当地的地震活动情况,对当地的地质情况进行科学的勘察,在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价,评估当地的抗震设计等级。 对于一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避,而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施。 在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或者是其它具有较高密实度的基土,从而提高建筑地基的抗震能力,尽可能的避开不利于抗震的软性地基土。 对于一些达不到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造,使其能够符合相应的标准。

2、 应重视建筑结构的规则性

建筑设计应符合抗震概念设计的要求, 不应采用严重不规则的设计方案。合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的, 提倡平、 立面简单对称。因为震害表明, 对称建筑在地震时较不容易破坏, 容易估计出其地震反应, 宜于采取相应的抗震构造措施和进行细部处理。

3 、抗震概念设计应坚持的原则

(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;

(a)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。 (b)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。 (c)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

(a)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。例如框架-剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成, 双肢或多肢剪力墙体系组成。(b)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。 (c)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。 (d)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。

4、抗震措施

有抗震设防要求的高层建筑除应满足强度、 刚度要求外, 还要满足延性的要求。钢筋混凝土材料本身自重较大, 所以对于高层建筑的底层柱, 随着建筑物高度的增加,其所承担的轴力不断增加,而抗震设计对结构构件有明确的延性要求, 在层高一定的情况下, 提高延性就要将轴压比控制在一定的范围内而不能过大,这样则必然导致柱截面的增大,从而形成短柱, 甚至成为剪跨比小于 1 . 5的超短柱。众所周知, 短柱的延性很差, 尤其是超短柱几乎没有延性,在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时,很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌。

(1)使用复合螺旋箍筋

高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“ 强剪弱弯”要求的, 柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。对于短柱,只要符合“强剪弱弯 ”和 “强柱弱梁 ”的要求, 是能够做到使其不发生剪切型破坏的。因此,使用复合螺旋箍筋来提高柱子的抗剪承载力, 改善对混凝土的约束作用, 能够达到改善短柱抗震性能的目的。

(2) 采用分体柱

由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多, 在地震作用下往往是因剪坏而失效, 其抗弯强度不能完全发挥。因此, 可人为地削弱短柱的抗弯强度, 使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度, 这样,在地震作用下, 柱子将首先达到抗弯强度, 从而呈现出延性的破坏状态。人为削弱抗弯强度的方法,可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为各柱肢组成的分体柱, 分体柱的各柱肢分开配筋在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键, 以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般连接键有通缝、 预制分隔板、 预应力摩擦阻尼器、 素混凝土连接键等形式。

对分体柱工作性态的理论分析和试验研究表明: 采用分体柱的方法虽然使柱子的抗剪承载力基本不变, 抗弯承载力稍有降低, 但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高,其破坏形态由剪切型转化为弯曲型, 从而实现了短柱变“长柱”的设想, 有效地改善了短柱尤其是剪跨比入蕊的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用。

(3) 提高短柱的受压承载力

提高短柱的受压承载力可减小柱截面、 提高剪跨比, 从而改善整个结构的抗震性能。减小柱截面和提高剪跨比, 最直接的方法就是提高混凝土的强度等级,即采用高强混凝土来增加柱子的受压承载力, 降低其轴压比; 但由于高强混凝土材料本身的延性较差,采用时须慎重或与其他措施配合使用。此外, 可以采用钢骨和钢管混凝土柱以提高短柱的受压承载力。

地震是一种目前难以准确预测的自然灾害, 为避免它给人类带来大的灾难 。作为工程技术设计人员在建筑结构的研究和工程设计中, 应从整体宏观的观点出发, 综合处理好建筑功能 、技术、 艺术、 安全可靠性和经济合理等几方面内容 ,从而创造出更加安全、 适用 、经济美观的高层建筑 ,新型结构的出现高性能材料的发展, 计算机技术水平的提高 ,促使人类建筑精品再上新的台阶。

参考文献:

[1] 宫方武,玉琢. 浅谈高层建筑结构抗震设计[J]. 硅谷, 2008,(10) .

[2] 赵媛. 高层建筑的抗震设计及减灾措施[J]. 建筑, 2010,(22) .

[3] 蔡金兰. 浅谈建筑中抗震设计理念的发展[J]. 价值工程, 2010,(23) .

高层建筑抗震结构设计范文5

【关键词】结构体系; 结构类型; 抗震设计;

前言

地震是人类在繁衍生息、社会发展过程中遇到的一种可怕的自然灾害。强烈地震常常以其猝不及防的突发性和巨大的破坏力给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害。随着我国城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要,促使高层建筑得以快速发展。另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展,抗风和抗震理论的不断完善,加之新的施工技术和设备的不断涌现,特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高,为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。对高层建筑结构抗震设计中值得重视的几个问题进行探讨。

1 正确选择合理的结构体系

由于高层建筑中抗水平力成为设计的主要矛盾,因此采用何种抗侧力结构是结构设计的关键性问题。根据抗侧力结构的不同,钢筋砼结构主要可分为框架结构、框架――剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构等几种结构体系,这些体系的受力特点、抵抗水平力的能力,特别是抗震性能等有所不同,因此具有不同的适用范围。

框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成,框架梁和柱既承受垂直荷载,又承受水平荷载,并可为建筑提供灵活布置的室内空间。当建筑物层数较少时,水平荷载对结构的影响较小,采用框架结构体系比较合理,当层数较多时,由于框架结构在水平力的作用下,内力分布很不均匀,并存在着层间屈服强度特别弱的楼层,且由于框架结构的构件截面惯性矩相对较小,导致侧向刚度较小,侧向变形较大,在强烈地震作用下,结构的薄弱层率先屈服,发生弹塑性变形,并形成弹塑性变形集中的现象,震害一般是梁轻柱重,柱顶重于柱底,尤其是角柱和边柱更容易发生破坏,除剪跨比较小的短柱易发生柱中剪切破坏外,一般柱是柱端的弯曲破坏。因此框架结构属于以剪切变形为主的柔性结构,使用高度受到限制,主要用于非抗震设计和层数相对较少的建筑中。

剪力墙结构中,剪力墙沿横向、纵向正交布置或多轴线斜交布置,由钢筋砼墙体承受全部的水平荷载和竖向荷载,属于以弯曲变形为主的刚性结构。该种结构的抗侧力刚度比框架结构大的多,在水平力作用下侧向变形小,空间整体性好。剪力墙结构的工作状态可分为单肢墙、小开口墙、联肢墙,单肢墙和小开口墙的截面内力完全或接近于按材料力学公式成直线分布规律,其平衡地震力矩只靠截面内力偶负担。联肢墙则通过连系梁使许多墙肢共同工作,地震力矩可由多个墙肢的截面内力矩与连梁对墙肢的约束力矩共同负担,设计原则是梁先屈服,然后墙肢弯曲破坏丧失承载内力。当连梁钢筋屈服并且有延性时,即可吸收大量地震能量,又能继续传递,弯矩和剪力,对墙肢有一定的约束作用。由于剪力墙结构自重大,建筑平面布置局限性大,难以满足建筑内部大空间的要求。因此其更多地用于墙体布置较多,房间面积要求不太大的建筑物中,既减少了非承重隔墙的数量,也可使室内无外露梁柱,达到整体美观。

框架――剪力墙结构是指在框架结构中的适当部位增设一些剪力墙,是刚柔相结合的结构体系,能提供建筑大开间的使用空间,是由若干道单片剪力墙与框架组成。在这种结构体系中,框架和剪力墙共同承担水平力,但由于两者刚度相差很大,变形形状也不相同,必须通过各层楼板使其变形一致,达到框架和剪力墙的协同工作。从受力特点看,剪力墙是以弯曲变形为主,框架是以剪切变形为主,由于变位协调,在顶部框架协助剪力墙抗震,在底部剪力墙协助框架抗震,其抗震性能由于较好的的发挥了各自的优点而大为提高。因此可以适用于各种不同高度建筑物的要求而被广泛采用。

以上分析了三种常用的钢筋砼结构体系的特点,通过分析比较看出,选择高层建筑结构抗侧力体系通常需要考虑的两个主要原因是建筑物的高度和用途。

2 正确认识高层建筑的受力特点,选择合理的结构类型

高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构,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,结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外,同时要求结构要有足够的刚度,使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。高层建筑有上述的受力特点,因此设计中在满足建筑功能要求和抗震性能的前提下,选择切实可行的结构类型,使之在特定的物资和技术条件下,具有良好的结构性能、经济效果和建筑速度是非常必要的。

3 选择合理的结构布置,协调好建筑与结构的关系

3.1 应满足建筑功能要求,做到经济合理,便于施工。建筑物的开间、进深、层高、层数等平面关系和体型除满足使用要求外,还应尽量减少类型,尽可能统一柱网布置和层高,重复使用标准层。

3.2 高层建筑控制位移是主要矛盾,除应从平面体型和立面变化等方面考虑提高结构的总体刚度以减少结构的位移。在结构布置时,应加强结构的整体性及刚度,加强构件的连接,使结构各部分以最有效的方式共同作用; 加强基础的整体性,以减少由于基础平移或扭转对结构的侧移影响,同时应注意加强结构的薄弱部位和应力复杂部位的强度。此外增强结构整体宽度也可减少侧向位移,在其它条件不变时,变形与宽度的三次方成正比。因此宜对建筑物的高宽比加以限制,体型扁而重的建筑是不合适的,宜采用刚度较大的平面形状,即把使用要求及建筑体型多样化和结构的要求有机地结合起来,又可形成侧向稳定的体系。

3.3 在地震区为了减少地震作用对建筑结构的整体和局部的不利影响,如扭转和应力集中效应,建筑平面形状宜规正,避免过大的外伸或内收,沿高度的层间刚度和层间屈服强度的分部要均匀,主要抗侧力竖向构件,其截面尺寸、砼强度等级和配筋量的改变不宜集中在同一楼层内,应纠正“增加构件强度总是有利无害”的非抗震设计概念,在设计和施工中不宜盲目改变砼强度等级和钢筋等级以及配筋量。简单地说就是使结构各部分刚度对称均匀,各结构单元的平面形状应力求简单规则,立面体型应避免伸出和收进,避免结构垂直方向刚度突变等。平面的长宽比不宜过大,以避免两端相距太远,振动不同步,应使荷载合力作用线通过结构刚度中心,以减少扭转的影响。

4 提高结构的抗震性能

高层建筑抗震结构设计范文6

【关键词】高层建筑;混凝土;抗震结构;减震结构;设计;探讨

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).

[2]陆雪颖.建筑设计在建筑抗震设计中的探讨[J].中国新技术新产品.2011(14).