2022年高层建筑抗震结构设计.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 高层建筑抗震结构设计山东科技高校泰山科技学院资源与土木工程系测绘工程10-1 【作者】摘要 :对于一个高层结构的设计 ,遇到的问题可能错综复杂 ,只能详细问题详细分析；工程实践说明在高层结构的设计过程中 ,设计人员只有抗震概念清楚 ,构造措施得当 ,应用合适的结构分析软件三者有机结合才能取得比较抱负的结果,在这个过程中抗震构造重于结构运算；本文对建筑抗震进行必要的理论分析 ,从而探究高层建筑的设计理念、方法 ,实行必要的抗震措施；关键词 :高层建筑 ;抗震;结构设计 ;探讨引言现阶段 ,土与结构物共同工作理论的讨论与进展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善,假如可以在结构与地基的材料特性,动力响应,运算理论 ,稳固标准诸方面得到符合实际的进展 构抗震领域内起到重要的作用；1 高层建筑进展概况,自然会在建筑结80 岁月 ,是我国高层建筑在设计运算及施工技术各方面快速进展的阶段；各大中城市普遍兴建高度在100m 左右或 100m 以上的以钢筋为主的建筑 ,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；比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店 ,它是一座现代化的高级宾馆,总高 153.52m,全部采纳框架一芯墙全钢结构体系,深圳进展中心大厦43 层高 165.3m,加上天线的高度共185.3m,这是我国第一幢大型高层钢结构建筑；进入90 岁月我国高层建筑结名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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显现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃；深圳于 1995 年 6 月封顶 的地王大厦 ,81 层高为钢结构 ,它居目前世界建筑的第四位；2 建筑抗震的理论分析 2.1 建筑结构抗震标准 建筑结构抗震标准实际上是各国建筑抗震体会带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计包括结构动力运算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容 的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设 的时代水平 ,又反映了各个国家的详细抗震实践体会；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进展 ,但它更要有坚决的工程实践基础 ,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实；正是基于这种熟悉,现代标准中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“ 严禁 ,不得,不许,不宜” 等表达不同程度限制性和“ 必须,应当,宜于,可以” 等表达不同程度敏捷性的用词；2.2 抗震设计的理论拟静力理论；拟静力理论是 20 世纪 1040 岁月进展起来的一种理论 ,它在估量地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上； 地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数 地震系数 ；反应谱理论；反应谱理论是在加世纪4060 岁月进展起来的 ,它以强地震惊加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步明白,以及结构动力反应特性的讨论为基础,是加理工学院的一些讨论名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学者对地震惊加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果；动力理论；动力理论是20 世纪 70-80 年广为应用的地震惊力理论；它的进展除了基于 60 岁月以来电子电脑技术和试验技术的进展外 ,人们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明白 ,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 ,挑选有代表性的地震惊加速度时程作为地震惊输入 ,建筑物简化为多自由度体系 ,运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3.1 抗震措施在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性 限制结构类型和结构材料使用 等方面总结的抗震体会始终是各国标准重视的问题；当前 ,在抗震设计中 ,从概念设计 ,抗震验算及构造措施等三方面入手 ,在将抗震与消震 结构延性 结合的基础上 ,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施隔震措施 ,消能减震措施 来减震 ,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计标准进展的方向；而且 ,强柱弱梁 ,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可；3.2 高层建筑的抗震设计理念名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 我国建筑抗震标准GB50011-2001对建筑的抗震设防提出 “ 三水准、两阶段” 的要求 ,“ 三水准” 即“ 小震不坏 ,中震可修 ,大震不倒” ；当遭受第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时 ,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态；建筑物一般不受损坏或不需修理仍可连续使用；因此 ,要求建筑结构满意多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值；当遭受其次设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时 ,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能显现肯定程度的破坏；但经一般修理或不需修理仍可连续使用；因此 ,要求结构具有相当的延性才能 变形才能 不发生不行修复的脆性破坏；当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时 ,结构虽然破坏较重 ,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离；不致倒塌或者发生危及生命的严峻破坏,从而保证了人员的安全；因此,要求建筑具有足够的变形才能 形限值；,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率或重现期 来区分的 :多遇地震 :50 年超越概率 63.2%,重现期 50 年;设防烈度地震基本地震 :50 年超越概率 10%,重现期 475 年;罕遇地震 :50 年超越概率 2%-3%,重现期 1641-2475 年,平均约为 2000 年；对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“ 两阶段” 设计来实现的,其方法步骤如下 :第一阶段 :第一步采纳与第一水准烈度相应的地名师归纳总结 震惊参数 ,先运算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷第 4 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 载效应组合 ,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;其次步是采纳同一地震惊参数运算出结构的层间位移角 ,使其不超过抗震标准所规定的限值 ;同时采纳相应的抗震构造措施 ,保证结构具有足够的延性、变形才能和塑性耗能 ,从而自动满意其次水准的变形要求；其次阶段:采纳与第三水准相对应的地震动参数 ,运算出结构 特殊是脆弱楼层和抗震薄弱环节 的弹塑性层间位移角 ,使之小于抗震标准的限值；并采纳必要的抗震构造措施 ,从而满意第三水准的防倒塌要求；3.3 高层建筑结构的抗震设计方法我国的建筑抗震设计标准 GB50011-2001对各类建筑结构的抗震运算应采纳的方法作了以下规定:高度不超过 40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较匀称的结构 ,以及近似于单质点体系的结构 ,可采纳底部剪力法等简化方法;除 1 款外的建筑结构 ,宜采纳振型分解反应谱方法 ;特殊不规章的建筑、甲类建筑和限制高度范畴的 高层建筑 ,应采纳时程分析法进行多遇地震下的补充运算 ,可取多条时 程曲线运算结果的平均值与振型分解反应谱法运算结果的较大值；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页