高层建筑抗震标准范例6篇

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高层建筑抗震标准

高层建筑抗震标准范文1

1高层建筑混凝土抗震结构特点

高层建筑在本质上就是竖向的悬臂结构,其可以在垂直荷载的结构上产生轴向力,进而提高建筑物高大体积的线性垂直效率,在此过程中,高层建筑结构会在水平荷载的弯矩下能够成为一个受力点,其受力特征就是当垂直荷载方向不变的情况下,会随着建筑物的增高而增加,并且水平荷载可以来自各个方向。当高层建筑受到均布荷载影响的时候,弯矩与建筑物之间就会出现第二次的变化,无论是侧移特点还是竖向荷载,都会出现较小的变化。当水平荷载在均布荷载情况下,侧移与高度会出现四次方的变化,在一定程度上,能够突出混凝土抗震结构特点。

2高层建筑混凝土抗震结构的设计要求

在高层建筑混凝土抗震结构设计之前,设计人员要对其要求加以全面的了解,保证能够提高设计效率[1]。首先,在高层建筑混凝土抗震结构设计的过程中,必须要满足发生严重地震时不倾倒的要求,在遭遇中级地震的之后,经过维护与检修可以再次使用,在遭遇微弱地震之后,高层建筑混凝土抗震结构可以保持在整体结构稳定牢固的状态,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”的建筑抗震三水准。同时,设计人员还要对各方面影响因素加以考虑,保证能够提高高层建筑混凝土抗震结构设计的科学性与合理性,并根据高层建筑的实际情况,制定完善的设计与规划方案,满足抗震设计需求,保证高层建筑混凝土抗震结构的稳定性,为其发展奠定良好基础[2]。其次,高层建筑混凝土抗震结构设计人员在执行工作的过程中,要保证结构设计刚度满足相关要求,并且全面了解高层建筑混凝土抗震设计物理学知识,或是机械设备的运行原理,保证能够通过适当的调整与配合,不断提升高层混凝土抗震结构的抗震效果,使其波动力在一定范围之内,进而提高抗震结构设计质量,为其发展奠定良好基础[3]。最后,高层建筑混凝土抗震结构设计人员在设计过程中,必须要重视某些连接点与结构构件的受力情况,保证能够采取有效的减震措施,避免在遭受地震灾害的时候,出现严重的经济损失,导致高层建筑混凝土结构出现连续损坏的现象,进而形成崩塌的后果。另外,高层混凝土抗震结构设计人员必须要对抗震结构的抗震性能进行改善,保证其强度与刚度符合相关需求,进而形成良好的结构体系,提高其抗震效果,促进建筑事业的长远发展[4]。

3高层建筑混凝土抗震结构设计策略

高层建筑混凝土抗震结构设计人员在设计过程中,必须要对自身工作加以重视,保证能够提高设计质量,为人们营造良好的生活环境,在提升人们生活质量的基础上,促进国民经济的提高。

3.1优化抗震结构功能

在设计人员对建筑混凝土抗震结构进行设计的过程中,必须要对抗震结构功能加以重视,保证能够提高其抗震质量。设计人员必须要对功能造价与要求加以重视,保证能够结合相关设计原则对凹槽建筑混凝土抗震结构的功能加以完善,在约束条件与目标的影响下,优化其使用功能[5]。

3.2抗震结构体系的优化

高层混凝土混凝土抗震结构体系的优化是利用悬挂、筒体与剪力墙等结构形式。不仅如此,以框架核心筒结构为例,设计同时要注意由于设置伸臂桁架和腰桁架加强层引起的相对薄弱层的出现,从而导致刚度和承载力的突变,这对高层结构抗震是不利的,通常应采用有限刚度设计理念,适当“削弱加强层”。另外,设计应结合高层建筑混凝土抗震社会效应与美学效应,科学、合理的对工程造价进行控制,保证能够设计出质量较高的抗震结构体系。

3.3科学、合理的选择建设位置

经过对地震灾害的分析,高层混凝土抗震结构的建设位置对于抗震效果会产生直接的影响,因此,在设计过程中,必须要科学、合理的选择建设位置,并且全面考虑高层混凝土建筑抗震地质条件,此时应该注意到,不可以选择在变电站、火电厂等附近,避免受到不安全因素的影响,同时,还要避免在山坡与丘陵的附近选择建设位置,为其发展奠定良好基础。

3.4优化结构设计方案

在设计高层建筑混凝土抗震结构的过程中,设计人员要对设计方案加以优化,首先,要科学、合理的对其进行布局,保证能够有效协调与控制高层建筑混凝土抗震结构的受力情况,进而达到受力均匀与平衡的目的。其次,设计人员要保证高层建筑混凝土抗震结构设计的层次性,进而提高其抗震的稳定性。最后,设计人员必须要结合建设区域地质情况特点,严格处理重点关键抗震部位,进而提高其抗震质量。

3.5重视抗震扭转效力

在地震过程中会出现较多的扭转作用、竖向作用与水平作用,在一定程度上,会对建筑物造成破坏性影响,导致出现破裂甚至是倒塌的现象。因此,高层建筑混凝土抗震结构设计人员要对结构的扭转效力加以重视,保证能够提高其位移结构刚度,进而达到相关设计标准,确保高层建筑混凝土抗震结构每一个部分都能达到相关设计标准,及时发现抗震结构设计中存在的问题,并且采取有效措施对其进行调整,最大程度上提高高层建筑混凝土抗震结构的设计效率,使其设计质量得以提升,促进建筑行业的经济发展,使其向着更好的方向发展。

4结语

高层建筑混凝土抗震结构的设计,对于人们的生活质量与安全性产生直接影响,相关设计人员必须要严格遵循设计原则,阶段性的学习新型抗震结构设计知识,充分考虑到设计工作影响因素,保证能够提高其设计质量,同时,在设计人员实施工作期间,必须要对抗震结构设计经济效益加以重视,提高成本控制效率。

作者:浦心宇 单位:重庆大学土木工程学院

参考文献:

[1]罗联训.浅论高层混凝土建筑抗震结构设计[J].中华民居,2014(18):25.

[2]李鸥.浅议高层混凝土建筑抗震结构设计[J].价值工程,2015,34(9):175-176.

[3]孙小华,余军.高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].城市建筑,2013(10):52.

高层建筑抗震标准范文2

[关键词]:高层建筑;结构体系;结构抗震设计;概念设计;结构选型;

中图分类号:TU208文献标识码: A

近年来,中国建筑行业疾速发展,高层建筑逐渐成为建筑行业的主要发展趋势。期间,高层钢结构的建筑也在不断的发展,高层钢结构常用框架体系、双重抗侧力体系(钢框架-支撑体系 、钢框架-混凝土剪力墙体系、钢框架-混凝土核心筒体系)、筒体体系(框筒体系、桁架筒体系、筒中筒体系、束筒体系)。随着高层建筑的蓬勃发展,人们对高层建筑的抗震功能也提出了更高的需求,高层混凝土建筑具有良好的抗震功能,被广泛的应用在高层建筑施工建设中。如何把工程做到安全、适用、经济、美观、施工便捷等多方位高标准的建筑作品,是我们专业设计师的重要课题。本文主要围绕合理选择结构体系、结构抗震设计等方面浅谈一下笔者的看法。

一、结构选型

首先,在我们接手一个工程项目时,要确定设计的工程适用于何种结构型式。在国内的多层及高层钢筋混凝土房屋中,常用的建筑结构型式有:框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构、混合结构等。框架结构的特点是,它由线型的杆件-梁和柱所构成,框架结构可为建筑提供灵活布置的室内空间,使用方便。由于它的抗侧移刚度较小,侧移大,在较强地震作用下房屋的非结构构件一般破坏严重,结构的次生内力较大,抗震性能较差,在多层建筑中应用得较为普遍。

剪力墙结构的主要优点:整体性好,侧向刚度大,抗侧力性能好,在水平力作用下的位移小,而且没有梁、柱等外露与凸出,便于房间内部布置,适用于小开间的高层住宅、公寓、旅馆、办公楼等。其缺点为:剪力墙的布置受到建筑开间和楼板跨度的限制。墙与墙之间的间距较小,难于满足布置大空间的使用要求,不适用大空间结构布置,造价偏高;

框剪结构吸取了框架结构和剪力墙结构各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此,这种结构被广泛地应用于各类房屋建筑。

框筒结构是现代高层结构体现最重大的发展之一,它具有一个有效的、易于施工的结构,可建造出最高的建筑。从建筑风格来讲,框筒结构的外形清晰明快。由于框架-核心筒结构只保留了剪力墙内筒,外筒作为一般框架,不要求起空间筒体作用,因此其平面形状较为自由,灵活多样。

二、 结构抗震设计若干注意问题

如确定了建筑物可以采用框架结构,下一部的工作是在计算建模之前预先进行概念设计。掌握概念设计,将有助于明确抗震设计思想,灵活恰当地运用抗震设计原则,使不至于陷入盲目地计算工作,做到比较合理地进行抗震设计。“小震不坏,中震可修,大震不倒”是《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》抗震设防三个水准地具体化。地震区的建筑物结构设计,不仅要做到计算准确,而且还要在构造上满足抗震要求,做到计算模型和设计构造一致。而对于钢筋混凝土框架结构,设计宜符合“四强、四弱”准则:

(一)强节弱杆D框架梁、柱节点域的截面抗震验算,应符合《抗震规范》附录D 的要求,使杆件破坏先于节点破坏。

(二)强柱弱梁-框架各楼层节点的柱端弯矩设计值,应符合《抗震规范》第6.2.2、6.2.3、6.2.6 和6.2.10 条的要求,使梁端破坏先于柱端破坏。

(三)强剪弱弯-框架梁、柱的截面尺寸应满足《抗震规范》第6.2.9 条的要求,框架梁端截面和框架柱的剪力设计值,应分别符合《抗震规范》第6.2.4、6.2.5 条的要求,使梁柱的弯曲破坏先于剪切破坏。

(四)强压弱拉-框架柱的截面尺寸应满足《抗震规范》第6.3.7 条的要求,框架梁、柱的纵向受拉钢筋和箍筋的配置,应分别符合《抗震规范》第6.3.3、6.3.6 条和第6.3.8~6.3.10条的要求,使梁、柱截面受拉区钢筋的屈服先于受压区混凝土的压碎。

三、高层混凝土建筑抗震结构设计要求

高层混凝土建筑抗震结构设计应具有良好的抗震能力,在遭遇严重地震时保持不倾倒;遭遇中等地震时,经过维护检修之后还可以再使用;遇到微弱地震时,整个高层混凝土建筑结构可以保持牢固稳定。在设计高层混凝土建筑抗震结构时,要综合考虑各方面的因素,刚柔结合,使高层混凝土建筑各方面的受力情况能够科学合理,根据高层建筑的实际情况,有针对地进行设计和规划,满足强剪强弯的抗震结构设计,确保高层混凝土建筑抗震结构的稳定性。

(一)在设计高层混凝土建筑抗震结构时,要准确把握高层建筑的刚度值要求,充分了解高层混凝土建筑的物理力学知识、机械设备运行、建材性能、施工现场地形地貌等情况,确定高层混凝土建筑整体结构设施的刚度,借助于建筑结构的连接设置,通过适当的调整和调节,不断提高高层混凝土建筑的抗震效果,确保高层混凝土建筑的波动受力能够保持在一定的范围内。如果高层混凝土建筑的基础结构发生了微小的变形,通过结构自身的调节作用,高层混凝土建筑的整体结构不会发生较大的变化,在经过适当的维护检修之后,还可以继续使用。

(二)高层混凝土建筑在规划和设计抗震结构时,设计人员要重点考察高层混凝土建筑结构中某些连接点和构件的受力情况,积极采取有效措施来减震消灾。地震灾害的相关统计表明,如果高层混凝土建筑的刚度较为柔和,当高层混凝土建筑遭遇到严重地震之后,高层建筑的主体结构会遭受严重损害,在之后的余震作用下,高层混凝土结构会持续受到破坏,最终导致崩塌。

(三)高层混凝土建筑抗震结构设计,要不断改善高层混凝土结构的延展性,确保其具有适宜的强度和刚度,提高高层混凝土建筑抗震结构的抗震效果。

四、高层混凝土建筑抗震结构设计的优化

(一)优化结构功能

高层混凝土建筑使用对于抗震结构功能的造价和要求有着直接的影响,要结合高层混凝土建筑的整体性能和功能要求,在相关约束条件和目标的影响下,优化高层混凝土建筑抗震结构的功能要求。

(二)优化结构体系选择

高层混凝土建筑建筑可以采用框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构、混合结构等形式,结合高层混凝土建筑抗震结构的社会效应、美学效应、施工造价、工程特性、刚度、强度等要求,综合经济学、美学、建筑学、结构学、力学等学科的相关连接,选择合适的抗震结构体系。

(三)优化结构体系

优化高层混凝土建筑抗震结构体系,首先在规划设计时,尽量使高层混凝土建筑的平面布置对称和规则,在竖向、侧向和立面的刚度均匀分布,经过定量分析高层混凝土建筑抗震结构设计的整体性能,计算和优化结构的刚度特征值、平面布置、剪力墙设计等。结构传力途径要求简捷、明确,关键部位宜有多条传力途径。平面布置的正交抗侧力刚度中心和质量重心宜靠近,最好重合,以减小水平力产生的扭转效应及其相应的破坏能力。对于体型复杂、平立面不规则、结构超长建筑,应根据不规则程度、超长长度、地基基础条件和技术经济等因素的比较分析,最终确定是否设置防震缝或采取其他结构措施。

五、高层混凝土建筑抗震结构设计的有效策略

(一)科学选定建设位置

经过综合分析地震的灾害情况,高层混凝土建筑的建设位置对于其抗震效果有着直接的影响,因此要科学选定建设位置,充分考虑到高层混凝土建筑周围的地质条件和地形地貌情况,一方面高层混凝土建筑的建设位置要远离石油储存场所、变电站、火电厂等地方,避免一些不安全因素的影响;另一方面,高层混凝土建筑的建设位置不能处于山坡、丘陵等位置,这些地方抗震不利。

(二)改进结构设计方案

高层混凝土建筑抗震结构设计方案要严格符合我国建筑工程的抗震能力要求和标准,其主体结构要能够调整其空间变形,在强大的结构延伸作用下,能够自动恢复到原来的状态,这样可以消除高层混凝土建筑结构主体变形的不利影响,确保高层混凝土结构处于牢固、稳定的平衡状态。在评定地震作用力对高层混凝土结构造成的不同程序影响时,要科学合理的进行构件布局,最大程度地协调和控制高层混凝土建筑结构各个部分的受力情况,提高建筑结构的抗震能力,重点考虑高层混凝土建筑竖向结构受力的情况,使其匀称平和、受力平衡,达到高层混凝土建筑的刚度设计要求,确保高层混凝土建筑结构不交错、有层次、不紊乱、有条理,提高高层混凝土建筑结构的整体稳定性和抗震能力。另外,要结合高层混凝土建筑施工位置周围实际的地质情况,在设计抗震结构时加入适当的防震措施,严格处理高层混凝土建筑的重点关键部位,降低整个高层混凝土建筑承受的均匀受力,确保建筑的均匀对称,利用这种受力变化规律,逐渐改变高层混凝土建筑的不规则竖向和水平的作用力,从而提高高层混凝土建筑的抗震效果。

(三)控制扭转效应

地震会产生扭转作用、竖向作用以及水平作用,在这些作用的综合影响下,会产生巨大的破坏力,导致建筑物倒塌、地裂等。地震发生时会面临很多不确定的因素,并且具有随机性,因此在高层混凝土建筑抗震结构设计时,不能仅仅考虑到地震的竖向作用和水平作用,还要充分考虑到地震的扭转作用,设置抗震结构的位移标准,测定最小位移和最大位移结构的刚度,保持混凝土建筑的整体结构都具有一致的位移,确保混凝土建筑抗震结构的每一个部分都能够达到设计标准,对房屋混凝土建筑的整体性能进行可行性研究,及时发现问题,及时进行研究和调整,最大程度地提高混凝土建筑的抗震能力。

(四)设置合理的高层混凝土建筑结构参数

通过模拟地震发生时对高层混凝土建筑的各种受力情况,设置合理的结构参数,计算和分析各个结构的施受力情况,如计算柱梁变形、墙体承载能力等。在设计和规划高层混凝土建筑抗震结构时,在充分了解高层混凝土建筑的质量检测、施工工艺、施工材料、地形条件、建设位置等方面内容基础上,把握高层混凝土建筑抗震结构设计的要点,优化和改进抗震设计的基本框架,在高层混凝土建筑抗震结构设计的关键位置进行详细的说明,不断提高高层混凝土建筑抗震结构设计水平。构建完善的高层混凝土建筑抗震结构设计数据库,深入研究高层混凝土建筑结构的综合受力情况,确定科学合理的力学模型,科学判断高层混凝土建筑抗震结构的合理性。高层混凝土建筑结构参数包括整体结构的刚度比、扭转角度及扭平比、震动周期等,对于高层混凝土建筑抗震结构设计需要多次协调和反复研究,设置合理的结构参数。

(五)建模计算

在满足抗震设防要求的前提下初步确定了框架的梁柱尺寸,随后可以根据初步尺寸建立结构计算模型。根据实际情况,采用PKPM 系列中SATWE、PMSAP 等进行计算。经过反复调整,计算出最优截面以后,就可以将计算结果打印,作为结构计算书,作为施工图的设计依据。

结束语

近年来,建筑行业快速发展,人们对于高层建筑的要求也越来越高,高层混凝土建筑抗震结构设计是高层建筑施工建设的一项重要研究内容,在结构设计当中,对抗震概念和构造的理解,需要不断深入,不断总结,在充分理解抗震设计模式的基础上,做到建模合理,计算准确,构造得当。通过综合分析高层混凝土建筑建设位置的地质环境,优化抗震结构设计,提高高层混凝土建筑的抗震能力。

参考文献:

[1] 建筑抗震设计规范(GB50011-2010)北京:中国建筑工业出版社, 2010

[2] 高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)北京:中国建筑工业出版社, 2010

[3] 建筑地基基础设计规范(GB5007--2002)北京:中国建筑工业出版社, 2002

高层建筑抗震标准范文3

引言

我国地域内所发生的地震,绝大部份属于这种“构造地震”的类型。由火山爆发所产生的“火山地震”或因岩洞崩塌、局部地面陷落所引起的地震,在我国很少发生。

许多国家在高层建筑的抗震设计方案中,已经出现了新的结构。如美国纽约的高层建筑物,建在于基础分离的98个橡胶弹簧上,日本的建在弧型钢条上防地震建筑物,明显的在建筑结构体型上,改变了传统的插入式刚箍捆住内力的结构体系。

在2010年12月1日施行的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)和2011年10月10日开始施行的《高层建筑混凝土结构技术基础》(JGJ 3-2010)是综合了各国高层建筑设计的成功经验,同时结合我国地震灾害的特点,对我国高层建筑设计提出了新的标准和要求。

世界抗震设计经验

1.美国抗震措施

美国是一个地震较多的国家,其西海岸重要城市洛杉矶正好处在环太平洋地震带上,而整个加州也是全球地震高发地区之一。高层建筑的抗震问题以及如何将地震带来的损失降到最低,一直是人们密切关注的问题。其中关于高层建筑的一些抗震措施。

(1)控制高层建筑的层高

在地震频发的洛衫矶市,除了市中心作为地标建筑的一些超高层建筑,其余地段均是多层低层建筑。尤其值得注意的是在土层薄弱和不利地段加州政府通过立法禁止建造高层建筑。对于高层建筑而言,地震力和风力是控制荷载,且都是水平作用力,层高过高,对建筑抗震和抗风都十分不利。控制在地震区域的建筑层高,是有效降低震害的手段之一。

(2)选用轻质建材

美国大部分地区均是低层建筑,且均是木结构,围护材料和隔墙也多采用石膏板、刨花板等轻质板材。采用轻质建材的建筑,在地震力作用下,自身结构受到更小的影响,且即使受到破坏,较轻的建材也能有效减轻造成的二次破坏。

(3)选用高强度高延性建材

美国另一重要的防震措施是在高层建采用钢结构,而低层建筑就采用木结构。钢材与木材都是高延性的材料,具有足够的柔度。在地震发生时,可以通过自身变形消耗掉地震能量,在抗震要求更高的超高层建筑中,则添加上阻尼减震器,也可以大大提高建筑的延性和抗震性能。

2.日本抗震措施

日本全岛都处在地震频发区域,每年都会发生约1000余次地震,在高层建筑防震抗震方面,有丰富的经验。

(1)提高建筑物的强度和刚度

日本的高层公寓很多,大部分的住户在购买公寓中都会特别看重抗震设计水平。号称日本第一高层公寓的大楼中,采用了与美国世贸大厦相同的钢管,其抗震性能主要来源于采用高强度高刚度的优质建材,确保了建筑物的抗争性能,也是公寓能得以畅销的重要原因

(2)选用橡胶材料加强延性

日本东京的一些超高层建筑都进行了严密的抗震设计,其中一个重要措施就是在建筑使用高强度的橡胶作为基底材料,同时在建筑中心也选用天然橡胶作为基层,提高了建筑物的抗震性能。

(3)“局部浮力”抗震系统

近年来日本新研制了“局部浮力”抗震系统,将建筑物的上层结构与基础部分分离开,采用这种“局部浮力”系统进行连接,借助水的浮力来加强建筑整体的延性,其工作原理大体上与阻尼减震系统和橡胶减震系统类似,但据报告有更好的抗震效果。

新增条款的意义分析

《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术基础》新增了若干条款,本文列出对抗震设计影响较大的条款进行分析。

1. 新增的通用条款

(1)抗震设计的高层建筑混凝土结构,当其房屋高度、规则性、结构类型、场地条件或抗震设防标准等有特殊要求时,可采用结构抗震性能设计方法进行分析和论证。

此条款明确了在高层建筑设计中,抗震设计的核心地位,高层建筑采用抗震性能设计已形成一种发展趋势。

(2)楼层质量沿高度宜均匀分布,楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。

此条规定限定了荷载沿竖向的不规则分布,可有效地降低震害,明确了高层结构设计的标准。

(3)增加了结构抗连续倒塌设计基本要求。安全等级为一、二级时,应满足抗连续倒塌概念设计的要求。安全等级为一级且有特殊要求时,可采用拆除构件方法进行抗连续倒塌设计。

连续倒塌是指结构因突发事件或严重超载而造成局部结构破坏失效,继而引发与失效破坏构件相连的构件连续破坏,最终导致相对于初始局部破坏更大范围的倒塌破坏。在高层建筑抗震设计中,对上部结构进行连续性倒塌分析时,其首先要保证下部基础不会发生破坏,加强结构基础设计是整个设计工作的根本。

2.修订条款的意义分析

(1)明确将扭转位移比不规则判断的计算方法,改为“在规定的水平力作用下并考虑偶然偏心”,以避免位移按振型分解反应谱组合的结果,有时刚性楼盖边缘中部的位移大于角点位移的不合理现象。

(2)根据汶川地震的经验,提高了框架结构中框架柱的内力调整系数,而其他各类结构中框架柱的内力调整系数保持不变。

框架结构柱的最小截面尺寸,除不超过2层和四级外,比旧版增加100mm;柱纵向受力钢筋的最小总配筋率比一般框架增加0.1%、最大轴压比控制比旧版加严0.05。

(3)根据汶川震害调查,将防震缝的最小宽度由70mm提高到100mm。

相邻结构在地震过程中的碰撞是导致结构损坏甚至倒塌的主要原因之一。为防止建筑物在地震中相碰撞,防震缝必须留有足够的宽度。原则上防震缝净宽应大于两侧结构允许的地震水平位移之和。

结语

高层建筑抗震标准范文4

关键词:高层建筑;抗震;设计

中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:

0 引言

高层建筑结构的抗震性能关系重大,本文探讨了抗震概念、构造及设计过程中如何解决遇到的问题,然后分析了影响建筑物抗震效果的主要因素,指出了高层建筑抗震设计应遵循的原则和方法,就此,提到了高层建筑结构抗震设计的广阔前景。

1 建筑结构抗震等级的规定和标准

震级是根据地震的强度而进行的划分,在我国,地震划分为六个级别:3级为小地震,3~4.5级为有感地震,4.5"--6级为中强地震,6~7为级强烈地震,7~8级为大地震,8级以上的为巨大地震,是国家根据相关的历史、地理和地质方面的经验资料,经过勘查和验证,对进行地震分组的一个经验数值,它是地域概念。抗震设防有甲、乙、丁类建筑,在我国大部分的房屋抗震等级是8度,可以抵抗6级地震的作用。国家设计部门依据有关规定,按照建筑物的分类和设防标准,根据房屋高度、结构等方面,采用不同的抗震等级。比如,在钢筋混凝土结构中,抗震等级可以分一般、较为严重、严重和很严重这4个级别。

在高层建筑的抗震设计中,混凝土结构应高根据建筑的高度、建筑的结构和设防的烈度运用不同的抗震等级,而且应该符合相应的计算和措施要求。

2 影响建筑物抗震效果的因素

研究高层建筑结构的抗震设计,必需明确建筑物抗震效果的主要影响因素。下面,将从建筑结构本身的设计效果、施工材料施工过程以及建筑场地情况3个方面进行分析。

2.1 建筑结构建造过程中所使用的材料和施工过程

建筑结构的材料是影响抗震效果非常重要的因素,但是这个因素往往被人们忽视,工作人员需要明确这样一点:在一般情况下,地震对建筑物作用力的大小与建筑物的质量成正比。在同等地震环境下,建筑物材料使用越好,其受到的地震作用力也相对较小;反之,建筑物就会遭到来自地震的很大的作用力。所以,在实际的建筑物的建设中,建议他们多采用隔断、板楼、维护墙等构件,广泛采用空心砖、加气混凝土板、塑料板材等质轻的建筑材料,这将会有利于建筑物抗震性能的提高。建筑结构施工过程同施工材料共同影响整个建筑工程的质量,在施工过程中,每一个环节都可以影响建筑结构抗震效果。所以,高层建筑在具体施工中,要加强监管和规范,严格做好高层建筑施工管理,从建筑结构的质量上来提高抗震效果。

2.2 建筑物自身的结构设计

建筑物的结构设计是影响抗震效果极为关键的一个因素,建筑物若要达到抗震目的,必须进行合适的结构设计,保证抗震措施合理,能够基本实现小地震不坏、大地震不倒这样的目标。无论点式住宅或是版式住宅,都要进行合理的结构设计,提高建筑结构的抗震性能。如果建筑物对平面的布置较为复杂,质心与

刚心不一致,在地震情况下,将会加剧地震的作用影响力,破坏性增强。所以,建筑物的结构平面布置尽量保证建筑物质心和刚心重合,提高建筑物的抗震能力。

在建筑结构的设计中,出屋面建筑部分不宜太高,以降低地震过程中的鞭梢影响;平面布置不规则的房屋注意偏离建筑结构刚心远端的抗震墙等等。

2.3 建筑物所处地质环境情况

在地震中,对建筑物造成破坏的原因是多方面的,比如:岩石断层、山体崩塌、地表滑坡等使得地表发生运动,造成建筑物的破坏;海啸、水灾等次生灾害对建筑物造成破坏。在造成建筑物破坏的诸多原因中,有些是可以通过工程措施加以预防的。所以,在选择建筑工地的位置之前,要进行详尽的勘探考察,分析地形和地质条件,避开不利地段,挑选对建筑物抗震有利的地点。

3 高层建筑抗震设计的方法

对高层建筑结构的抗震设计时,要从减小地震作用力的输入和增强地震抵抗力两个方面进行考虑。下面将从五个方面进行分析:尽可能减小地震作用能量的输入,运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用,注重抗震结构的设计,重视建筑材料的选择,增多抗震防线的建设。将减小地震作用力和增强建筑的地震抵抗力二者结合起来,从两方面入手,进行建筑抗震的设计施工。

3.1 减少地震发生时能量的输入

在具体的设计中,积极采用基于位移的结构抗震方法,对具体的方案进行定量分析,使结构的变形弹性满足预期地震作用力下的变形需求。对建筑构件的承载力进行验收的同时,还要控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值;并且更具建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系,确定构件的变形值;根据建筑界面的应变分布以及大小,来确定建筑构件的构造需求。对于高层建筑来讲,在坚固的场地上进行建筑施工,可以有效减少地震发生作用时能量的输入,从而减弱地震对高层建筑的破坏程度。

3.2 运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用

现在在我国,许多高层建筑进行抗震设计时,多采用延性结构,也就是适当的空着建筑结构的刚度,允许地震时结构的构件进入到具有很大延性的塑性状态,从而消耗地震作用时的能量,使地震反应减小,减弱地震给高层建筑带来的破坏和重大损失。如果某高层建筑的承载能力较小,但是具有较高的延性,那么在地震中它也不容易倒塌,因为延性构件可以吸收较多的能量,经受住很大的结构变形。延性结构的运用,在很多情况下是有效的,它可以消耗地震能量,减轻地震反应,使结构物“裂而不倒一。

3.3 注重抗震结构的设计

高层建筑抗震设计的结构应该得到人们的重视。我国150 m以上的建筑,采用的3种主要结构体系(框.筒、筒中筒和框架.支撑体系),都是其他国家高层建筑采用的主要体系。我国钢材生产数量已较大,钢结构的加工制造能力已有了很大提高,因此在有条件的地方,建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土(柱)结构或钢结构,以减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能。

我国传统文化中“以柔克刚”具有价高的思想价值,可以指导很多实际问题。在高层建筑结构的抗震设计中,可以从传统的硬性为主的抗震模式向以柔性为主的抗震模式转变,实现以柔克刚、刚柔相济,有效地减弱地震作用过程中释放的冲击力。比如,在高层建筑的拱形结构中有这样一个例子迪拜帆船酒店,外观如同一张鼓满了风的帆,一共有56层、321 m高,就是运用拱结构抗震减灾的很好的例子。

4 高层建筑结构抗震设计前景展望

今后若干年,中国仍将是世界上修建高层建筑最多的国家,这将会给高层建筑抗震设防带来新的难题。21世纪,高层建筑结构抗震将有如下变化:

(1)高层建筑的抗震结构体系将从以硬性为主向柔性为主的结构抗震转变,通过“以柔克刚”方式,调整建筑结构构件的隔震、减震和消震来实现抗震目的。

(2)建筑材料对结构抗震的影响越来越得到重视。建筑材料的各个抗震指标的提升可以提高高层建筑的抗震能力,研制新的建筑材料可推动高层建筑结构抗震技术的发展。通过优化的抗震方法设计,来实现高层建筑的抗震要求。

(3)计算机模拟抗震试验得到广泛应用。将制作好的模型或结构构件放在模拟地震振动台上,台面输入某一确定性的地震记录,能够较好地反映该次确定性地震作用的效果。计算机模拟环境可以拟真抗震效果,帮助科学改进各因素,有效抗震。

另外,高层建筑结构的抗震设计的计算方法也有了新的转变:从线性分析向非线性分析转变,从确定性分析向非确定性分析转变,从振型分解反应分析向时程分析法转变 。

5 结语

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,我们需要在具体的实践中对高层建筑所处的地质和环境进行详细的分析和研究,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。

参考文献:

高层建筑抗震标准范文5

关键词:高层建筑;抗震;设计

Abstract: the structure of the high-rise building aseismic performance is of vital importance, this paper discusses the concept, structure and seismic design the process of how to solve problems, and then analyzes the impact of building the main factors of seismic effects, and points out that the high building aseismic design should follow the principles and methods for in this, mentioned the aseismic design of high-rise building and broad prospects.

Keywords: high building; Seismic; design

中图分类号:TU97文献标识码:A 文章编号:

0 引言

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,但是近年来,地震等自然灾害多发,影响到人们的基本生活和生命财产安全,因此,建筑(尤其是高层建筑)抗震安全问题必须引起建筑师们的高度重视。本文就高层建筑结构的抗震性能作出相关分析,以同行参考!

1 建筑结构抗震等级的规定和标准

震级是根据地震的强度而进行的划分,在我国,地震划分为六个级别:3级为小地震,3~4.5级为有感地震,4.5"--6级为中强地震,6~7为级强烈地震,7~8级为大地震,8级以上的为巨大地震,是国家根据相关的历史、地理和地质方面的经验资料,经过勘查和验证,对进行地震分组的一个经验数值,它是地域概念。抗震设防有甲、乙、丁类建筑,在我国大部分的房屋抗震等级是8度,可以抵抗6级地震的作用。国家设计部门依据有关规定,按照建筑物的分类和设防标准,根据房屋高度、结构等方面,采用不同的抗震等级。比如,在钢筋混凝土结构中,抗震等级可以分一般、较为严重、严重和很严重这4个级别。

在高层建筑的抗震设计中,混凝土结构应高根据建筑的高度、建筑的结构和设防的烈度运用不同的抗震等级,而且应该符合相应的计算和措施要求。

2 影响建筑物抗震效果的因素

研究高层建筑结构的抗震设计,必需明确建筑物抗震效果的主要影响因素。下面,将从建筑结构本身的设计效果、施工材料施工过程以及建筑场地情况3个方面进行分析。

2.1 建筑结构建造过程中所使用的材料和施工过程

建筑结构的材料是影响抗震效果非常重要的因素,但是这个因素往往被人们忽视,工作人员需要明确这样一点:在一般情况下,地震对建筑物作用力的大小与建筑物的质量成正比。在同等地震环境下,建筑物材料使用越好,其受到的地震作用力也相对较小;反之,建筑物就会遭到来自地震的很大的作用力。所以,在实际的建筑物的建设中,建议他们多采用隔断、板楼、维护墙等构件,广泛采用空心砖、加气混凝土板、塑料板材等质轻的建筑材料,这将会有利于建筑物抗震性能的提高。建筑结构施工过程同施工材料共同影响整个建筑工程的质量,在施工过程中,每一个环节都可以影响建筑结构抗震效果。所以,高层建筑在具体施工中,要加强监管和规范,严格做好高层建筑施工管理,从建筑结构的质量上来提高抗震效果。

2.2 建筑物自身的结构设计

建筑物的结构设计是影响抗震效果极为关键的一个因素,建筑物若要达到抗震目的,必须进行合适的结构设计,保证抗震措施合理,能够基本实现小地震不坏、大地震不倒这样的目标。无论点式住宅或是版式住宅,都要进行合理的结构设计,提高建筑结构的抗震性能。如果建筑物对平面的布置较为复杂,质心与

刚心不一致,在地震情况下,将会加剧地震的作用影响力,破坏性增强。所以,建筑物的结构平面布置尽量保证建筑物质心和刚心重合,提高建筑物的抗震能力。

在建筑结构的设计中,出屋面建筑部分不宜太高,以降低地震过程中的鞭梢影响;平面布置不规则的房屋注意偏离建筑结构刚心远端的抗震墙等等。

2.3 建筑物所处地质环境情况

在地震中,对建筑物造成破坏的原因是多方面的,比如:岩石断层、山体崩塌、地表滑坡等使得地表发生运动,造成建筑物的破坏;海啸、水灾等次生灾害对建筑物造成破坏。在造成建筑物破坏的诸多原因中,有些是可以通过工程措施加以预防的。所以,在选择建筑工地的位置之前,要进行详尽的勘探考察,分析地形和地质条件,避开不利地段,挑选对建筑物抗震有利的地点。

3 高层建筑抗震设计的方法

对高层建筑结构的抗震设计时,要从减小地震作用力的输入和增强地震抵抗力两个方面进行考虑。下面将从五个方面进行分析:尽可能减小地震作用能量的输入,运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用,注重抗震结构的设计,重视建筑材料的选择,增多抗震防线的建设。将减小地震作用力和增强建筑的地震抵抗力二者结合起来,从两方面入手,进行建筑抗震的设计施工。

3.1 减少地震发生时能量的输入

在具体的设计中,积极采用基于位移的结构抗震方法,对具体的方案进行定量分析,使结构的变形弹性满足预期地震作用力下的变形需求。对建筑构件的承载力进行验收的同时,还要控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值;并且更具建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系,确定构件的变形值;根据建筑界面的应变分布以及大小,来确定建筑构件的构造需求。对于高层建筑来讲,在坚固的场地上进行建筑施工,可以有效减少地震发生作用时能量的输入,从而减弱地震对高层建筑的破坏程度。

3.2 运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用

现在在我国,许多高层建筑进行抗震设计时,多采用延性结构,也就是适当的空着建筑结构的刚度,允许地震时结构的构件进入到具有很大延性的塑性状态,从而消耗地震作用时的能量,使地震反应减小,减弱地震给高层建筑带来的破坏和重大损失。如果某高层建筑的承载能力较小,但是具有较高的延性,那么在地震中它也不容易倒塌,因为延性构件可以吸收较多的能量,经受住很大的结构变形。延性结构的运用,在很多情况下是有效的,它可以消耗地震能量,减轻地震反应,使结构物“裂而不倒一。

3.3 注重抗震结构的设计

高层建筑抗震设计的结构应该得到人们的重视。我国150 m以上的建筑,采用的3种主要结构体系(框.筒、筒中筒和框架.支撑体系),都是其他国家高层建筑采用的主要体系。我国钢材生产数量已较大,钢结构的加工制造能力已有了很大提高,因此在有条件的地方,建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土(柱)结构或钢结构,以减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能。

我国传统文化中“以柔克刚”具有价高的思想价值,可以指导很多实际问题。在高层建筑结构的抗震设计中,可以从传统的硬性为主的抗震模式向以柔性为主的抗震模式转变,实现以柔克刚、刚柔相济,有效地减弱地震作用过程中释放的冲击力。比如,在高层建筑的拱形结构中有这样一个例子迪拜帆船酒店,外观如同一张鼓满了风的帆,一共有56层、321 m高,就是运用拱结构抗震减灾的很好的例子。

4 高层建筑结构抗震设计前景展望

今后若干年,中国仍将是世界上修建高层建筑最多的国家,这将会给高层建筑抗震设防带来新的难题。21世纪,高层建筑结构抗震将有如下变化:

(1)高层建筑的抗震结构体系将从以硬性为主向柔性为主的结构抗震转变,通过“以柔克刚”方式,调整建筑结构构件的隔震、减震和消震来实现抗震目的。

(2)建筑材料对结构抗震的影响越来越得到重视。建筑材料的各个抗震指标的提升可以提高高层建筑的抗震能力,研制新的建筑材料可推动高层建筑结构抗震技术的发展。通过优化的抗震方法设计,来实现高层建筑的抗震要求。

(3)计算机模拟抗震试验得到广泛应用。将制作好的模型或结构构件放在模拟地震振动台上,台面输入某一确定性的地震记录,能够较好地反映该次确定性地震作用的效果。计算机模拟环境可以拟真抗震效果,帮助科学改进各因素,有效抗震。

另外,高层建筑结构的抗震设计的计算方法也有了新的转变:从线性分析向非线性分析转变,从确定性分析向非确定性分析转变,从振型分解反应分析向时程分析法转变 。

5 结语

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,我们需要在具体的实践中对高层建筑所处的地质和环境进行详细的分析和研究,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。

参考文献:

高层建筑抗震标准范文6

高层建筑抗震设计的重要性分析

抗震设计在高层建筑设计中具有十分重要的意义。与普通房屋建筑工程相比,高层建筑的构造与之明显不同,无论是规模还是构件都存在着较大差异。一旦高层建筑质量出现问题,所带来的后果不堪设想。因此,在设计阶段就要充分落实好质量控制。其中抗震设计与高层建筑工程整体质量存在着密切关联。通过有效的抗震设计,可让建筑结构的刚度、延性、整体性达到相关要求,使高层建筑整体稳定性得以提升。换句话说,抗震设计是否合理直接关系到高层建筑物的质量,应给予重视。

高层建筑抗震设计关键问题分析

高层建筑抗震设计过程中,以下问题是关键点:(1)高度。根据JGJ3-2002规定所述,要求高层建筑在一定设防烈度和一定结构形式下,需保持“适宜高度”。这个“适宜高度”与推荐规范体系要求是相匹配的,但很多高层建筑实际高度却超出了“适宜高度”的限制。在地震力作用下,超高限建筑产生的破坏形变会存在较大变化,导致相关参数延性、刚度、荷载都会超出规范适宜范围,会给建筑物结构的稳定性带来严重影响。(2)结构形式筛选。建筑结构形式筛选是否合理,直接关系到结构的性能。通常情况下,高度超过150m的高层建筑结构主要包括三种结构体系即框筒支撑体系、框架支撑体系及筒中筒支撑体系。我国大多数高层建筑都会采取核心筒体系进行构建。该结构中,由钢筋混凝土构成的核心筒需承受80%至90%的震层剪力,给钢结构带来了较大负担。在这种情况下就需要合理设置装换层及加强层,以控制其本身刚度。(3)材料选择。我国大多数高层建筑都是以钢结构为主。当建筑物高度过高时,由于钢结构质量较小,且较为轻柔,必然会受到风振影响。因此,需要采用混凝土材料进行加固,其中钢骨混凝土为首选材料。(4)抗震设防烈度。从客观角度来看,我国建筑结构抗震设计设防烈度与欧美等发达国家相比,还是有所不足。构造规定安全度及也存在一定差距。另外,在配筋率、轴压比等方面也不如发达国家严格。在这方面还需要进一步提升标准,并逐步完善。

完善抗震设计的有效措施

1.落实抗震验算

在进行截面抗震验算时,结构应在设防烈度下进入弹塑性状态。可将大部分结构变形转变为众值烈度地震作用下构件承载力验算的形式来表现。进行构件截面抗震验算时,可选用非抗震承载力设计值,将承载力抗争调整系数与其关联起来。计算过程中,去地震作用效应值乘以抗震调整系数来进行折减。通过完善抗震验算,保证建筑抗震设计的有效性,使抗震设计充分发挥作用。

2.设置多道抗震防线

在构建抗震结构体系时,应设置多道防线,将一些延性较好的分体系进行组合,并将这些构件相互连接,充分发挥其协同作用。抗震墙体系便可由抗震墙与延性框架构成,两者共同作用,可进一步提升抗震结构的性能。抗震结构体系当中还需要设定充足的赘余度,包括内、外两个部分。并按照相关规则构建规律分布的屈服区,让建筑结构可充分吸收或消耗地震能量。体系当中还需要增加冗余设计,以增加抗震结构的可靠性。当建筑基本周期与地震卓越周期接近时,冗余设计便可充分发挥作用。即便是第一道抗侧力防线受到破坏,第二道、第三道防线可接替第一道防线,发挥保护作用,以缓解共振,并降低地震的破坏作用。

3.完善隔震及消能减震设计

隔震系统具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量,并且具有足够的水平初始刚度。即便在风载与小震作用下,整个体系依然可处于弹性范围内,满足正常需求。而中强地震时,其水平刚度较小,结构为柔性隔震结构体系。同时,隔震系统本身具有较大的阻尼,地震时能耗散足够的能量,可降低上部结构所吸收的地震能量。消能减震是在结构物某些部位设置耗能元件,通过元件产生摩擦,弯曲弹塑性滞形来消耗或吸收地震输入结构的能量,以降低主体结构的地震反应,使结构破坏程度降低。例如,可在建筑结构适当位置添加金属阻尼器,它可通过金属的屈服滞回将地震能量消耗掉,以降低结构反应程度;又如,可通过调谐减震控制体系来加强结构的减震能力,该体系利用调整结构的动力特性来消减结构的振动反应,以达到减震效果。

结语