高层建筑的抗震性能设计研究.docx

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1、高层建筑的抗震性能设计研究 摘 要：在建筑结构的设计过程中，抗震性能设计是目前全部高层建筑极需仔细考虑的问题。我国的高层建筑主材料一般都是选用钢筋混凝土，而高层建筑结构的困难化以及设计的新奇化对高层建筑的抗震性 能又有肯定的影响。本文从我国目前高层建筑抗震问题分析入手，探讨了提高高层建筑抗震性能的方法。 关键字：高层建筑；抗震性能；结构体系 0.引言 近年来，基于性能的抗震设计方法在高层设计中的应用越来越多，高层的结构设计也比较适合采纳基于性能的抗震设计方法。除满意小震不坏、中震可修、大震不倒的基本规范要求外，在不同强度的地震设防水准下对超高层提出更高要求，从而实现多级设防标准已成为目前超限高

2、层设计中常用的手段。这须要设计人员做好高层建筑的抗震设计，提高抗震性能。本文从我国目前高层建筑抗震问题分析入手，探讨了提高高层建筑抗震性能的方法。 1.高层建筑抗震中常常出现的问题 1.1部分建筑物高度过高 目前，我国大部分高层建筑都采纳的是混凝土结构，在肯定的设防烈度和结构形式下，混凝土的高层建筑只能达到肯定的高度，假如超出了这个高度，建筑的自重增大，并且抗震实力降低，给建筑设计带来肯定的难度。一旦发生地震，高层建筑就会发生变形破坏，导致建筑物出现倒塌，给国家和人民带来人员伤亡和财产损失，对于高层建筑的抗震设计，须要结构设计师严格根据高层建筑混凝土结构技术规定进行设计。 1.2地基的选取不合

3、理 地基对高层建筑的抗震影响很大，因为这是建筑物的基础，假如基础不牢，在地震作用下，就会出现建筑物损坏的现象，但是目前高层建筑设计中没有对建筑场地进行足够的地质勘查，或者在地质条件不佳的状况下，强行修建高层建筑，给设计带来了难度，并且不能保证高层建筑的抗震效果。 1.3材料的选用不科学，结构体系不合理 在地震多发区，除了在设计上考虑抗震设防，同时要选择抗震性能好的建筑材料，从源头设防地震作用力的影响；同时在设计中要合理选择建筑的结构体系，在我国高层建筑主要以钢筋混凝土筒体结构为主，这种结构受到地震力的作用以钢筋混凝土结构的位移限值为基准，在设计中，设计人员必需将混凝土结构的位移限值限制在国家规

4、范要求的范围内。但是在地震作用下，高层建筑的弯曲变形的侧移比较大，只能靠刚度很小的框架减小侧移，抗震效果不佳，因此可以加大混凝土的刚度和设置伸臂结构，以形成加强层，这样可以减小高层建筑的侧移。 1.4较低的抗震设防烈度 我国依据地震状况，将全国划分成若干个地震烈度设防区，在不同的地区，高层建筑设防等级是不一样的，假如高层建筑降低抗震设防，就会给建筑结构带来平安隐患。我国现行的抗震设防标准时比较低的，中震相当于在规定的设计既准期内超越概率为10%的地震烈度，因此不能忽视高层建筑的地震设防烈度。 2.提高高层建筑结构的抗震性能方法 2.1结构规则性 在抗震设防烈度比较高的地区修建建筑物，考虑到建筑

5、物在地震时期反抗地震作用的效果，可以对建筑进行合理的布局，依据大量的地震灾难表面，建筑外观简洁，并且对称的结构类型建筑物在地震时期具有较好的防震性能。依据计算表明，这种简洁外观的高层建筑能够很好的适应地震作用，简单估计出其地震反映，表现出较好的抗震性能。因此，设计人员在进行建筑外观设计时，应当保证建筑的平立面外形尺寸、抗侧力构件布置、承载力分布等多方面都匀称分布，保证建筑结构的规则性，只有体型简洁、结构刚度、质量沿建筑匀称改变的设计，才能保证建筑物具有足够的扭转刚度，承受地震力的作用。 2.2削减地震能量输入 在高层建筑抗震设计中，要削减地震能量的输入一般采纳消能减震技术，其原理是指在建筑结构

6、的某些部位，如节点、剪力墙、支撑、连接件或连接缝等，设置消能元件，通过消能装置产生摩擦非线性滞回变形耗能来耗散或汲取地震能量，以削减主体结构的水平或竖向地震反应，从而避开结构产生破坏或倒塌，以达到减震抗震的目的。 虽然隔震技术和消能减震技术能够大幅度的提高建筑结构的抗震性能，但因为施工比较困难，很难合理把握，因此在实际运用中，还须要更加合理的设计及科学的施工，以保证房屋建筑具有优质的抗震性能。 2.3限制地震扭转效应 当地震发生时，平面布置不规则、不对称的建筑一般会发生水平位移，同时也会发生扭转性破坏，甚至会出现建筑整体倒塌，分析其缘由，主要是不规则的建筑的水平荷载中心与建筑结构刚度中心不重合

7、，因此设计人员在进行抗震设计时，应当考虑到建筑物的设计，尽量选择规则、平整的外观设计，防止出现扭转效应的影响。建筑物在扭转作用的影响下，各片抗侧力结构的层间变形不同，其中距离轴线较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大；当地震力作用在建筑结构上，会引起建筑结构刚度不匀称改变，各层的刚度中心未能在同一轴线上，甚至出现较大的差距，最终导致各层结构出现偏心或者扭矩发生改变，因此设计人员在进行设计时，应当对各层的扭转修正系数分别计算，在计算过程中，要对周期比、位移比等指标进行有效的限制，当这两个限制指标不能满意设计要求时，应当刚好对其进行调整。 2.4高层建筑减轻结构自重。 对于高层建筑，应当尽量减小

8、建筑的自重，这样可以在不增加基础或地基处理造价的状况下，多建层数，减小高层建筑自重对于软土地基具有很好的效果。同时地震效应与建筑质量成正比，当结构质量增加时，受地震作用时，汲取的能量比较多，假如这些能量不能释放出来，就会对建筑造成损坏，同时，高层建筑高度大，重心较高，地震作用力产生的倾覆力矩增大，因此在设计中对于高层建筑，可以运用质量较轻的填充墙和隔墙。 2.5高层建筑结构应设置多道抗震防线。 为了提高高层建筑的抗震性能，可以为建筑物设置多道抗震防线，当第一道防线被剧烈的地震作用破坏后，后面的防线也能抵抗地震作用的冲击，避开建筑倒塌，带来人员伤亡。高层建筑应当多采纳联肢、多肢及壁式框架剪力墙等

9、多道抗震防线结构体系。 2.6选择合理结构类型 高层建筑受到地震作用会产生水平荷载和竖向荷载，其中水平荷载主要的表现形式就是弯矩，会使建筑物产生较大的倾覆弯矩，对建筑物产生加大的损坏；竖向荷载主要是建筑结构产生轴线力，从而出现侧向位移，分析水平荷载和竖向荷载，在地震作用中，水平荷载产生的影响比较大，因为水平荷载产生的侧移与高度呈四次方改变，当受到较小的水平作用使，也会产生较大的侧移，因此设计人员在对高层建筑受力设计时，应当对水平荷载进行合理的限制，在满意建筑功能及抗震性能的前提下，尽可能的选择切实可行的结构类型，使其具有良好的结构性能。目前我国大部分高层建筑都采纳钢混结构，因为钢混结构具有刚度

10、大、空间整体性好、材料资源丰富等优点，可以在减小自重的状况下，提高地基的承载力，提高抗震实力。 3.结语 新型结构原理的进步，高性能材料的共同发展，计算机技术水平的不断提高，促使人类建筑精品再上一个新的台阶。新型结构体系的发展和广泛应用满意了现代社会对建筑物的运用功能和外观的要求，抗震的要求使得结构的发展日益趋于成熟。 参考文献 1徐培福，戴国莹.超限高层建筑结构基于性能抗震设计的探讨J.土木工程学报，2022，38 2徐培福，王亚勇，戴国莹.关于超限高层建筑抗震设防审查的若干探讨J.土木工程学报，2022，37. 3陆道渊，安东亚，李承铭，等.大连某超高层公寓动力弹塑性时程分析J.建筑结构，2022，39 4大连小平岛假日公寓超限高层抗震审查报告R上海：华东建筑设计探讨院有限公司，2022. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页