建筑设计论文：高层建筑结构抗震动力分析.docx

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1、 建筑设计计论文：高层建建筑结构构抗震动动力分析析【摘要要】针对对高层建建筑在抗抗震研究究方面的的薄弱点点,本论论文重点点从结构构抗震设设计的角角度对高高层建筑筑的抗震震设计进进行了分分析探讨讨,首先先简要介介绍了我我国当前前高层建建筑抗震震设计中中存在的的问题,并在此此基础上上重点对对高层建建筑的抗抗震特点点进行了了动力分分析,提提出了若若干具体体的结构构抗震设设计方法法与措施施,对于于进一步步提高我我国高层层建筑的的结构抗抗震设计计水平及及其应用用水平具具有一定定借鉴意意义。【关键词词】高层层建筑结构抗抗震动动力分析析一、目目前高层层建筑抗抗震设计计中存在在的问题题我国高高层建筑筑的结构构

2、材料一一直以钢钢筋混凝凝土为主主。随着着设计思思想的不不断更新新,结构构体系日日趋多样样化,建建筑平面面布置与与竖向体体型也越越来越复复杂,出出现了许许多超高高超限钢钢筋混凝凝土建筑筑,这就就给高层层建筑的的结构分分析与设设计提出出了更高高的要求求。尤其其是在抗抗震设防防地区,如何准准确地对对这些复复杂结构构体系进进行抗震震分析以以及抗震震设计,已成为为高层建建筑研究究领域的的主要课课题之一一。近年来,许多科科研和软软件设计计人员对对高层建建筑结构构进行的的大量的的分析与与研究,目前我我国已有有多种高高层建筑筑结构分分析设计计软件,如中国国建筑科科学研究究院结构构所研制制的TBBSA、TATT

3、、SAATWEE,清华华大学建建筑设计计研究院院研制的的TUSS,广东东省建筑筑设计研研究院研研制的广广厦CAAD等,为高层层建筑的的结构分分析与抗抗震设计计提供了了方便、高效的的计算分分析手段段。但是是,在建建筑功能能等要求求复杂多多样化的的今天,工程设设计中经经常会遇遇到一些些问题,如果简简单地直直接应用用设计软软件计算算设计,可能会会出现不不必要的的浪费,有的甚甚至造成成工程事事故,这这就要求求结构工工程师不不断积累累经验,运用概概念设计计的原则则,结合合理论分分析与试试验数据据对具体体工程一一些特殊殊问题具具体分析析、具体体处理。二、高层建建筑结构构抗震结结构设计计分析11.设计计阶段

4、的的结构动动力特性性分析。高层建建筑进入入初步设设计阶段段后,首首先按方方案阶段段确定的的结构布布置进行行计算分分析。计计算模型型取自0. 0000至塔顶顶,假定定楼板为为平面内内刚度无无限大,其地震震反应分分析基本本参数列列于,以以及可以以看出,随着楼楼层高度度的增加加,结构构X方向向(纵向向)自振振周期及及地震力力基本正正常,而而结构YY方向(横向)自振周周期偏长长、结构构刚度偏偏低,对对应于水水平地震震作用的的剪力较较小,结结构的抗抗震能力力偏弱,结构偏偏于不安安全。为为增加YY方向(横向)的抗侧侧移刚度度,提高高其抗震震能力,在现代代高层建建筑的设设计中,可以在在建筑核核心筒的的两侧增

5、增设四道道剪力墙墙。根据据高层层建筑混混凝土结结构技术术规程(JGGJ3-20002)和和建筑筑抗震设设计规范范(GGB5000111-20001),抗震震设计时时,框架架-剪力力墙结构构中剪力力墙的数数量必须须满足一一定要求求,在地地震作用用时剪力力墙作为为第一道道抗震防防线必须须承担大大部分的的水平力力。但这这并不意意味着框框架部分分可以设设计得很很弱,而而是框架架部分作作为第二二道防线线必须具具备一定定的抗侧侧力能力力,在大大震作用用下第一一道抗震震防线剪剪力墙遭遭受破坏坏时,整整个结构构仍具备备一定的的抵抗能能力,不不至于立立即破坏坏倒塌,这就需需要在结结构计算算时,对对框架部部分所承

6、承担的剪剪力进行行适当调调整。2. 结构抗震震设计方方法探讨讨。2. 11结构抗抗震设计计的基本本步骤。对建筑筑抗震的的三个水水准设防防要求,是通过过“两阶段段”设计来来实现的的,其方方法步骤骤如下:第一阶阶段设计计:第一一步采用用与第一一水准烈烈度相应应的地震震动参数数,先计计算出结结构在弹弹性状态态下的地地震作用用效应,与风、重力荷荷载效应应组合,并引入入承载力力抗震调调整系数数,进行行构件截截面设计计,从而而满足第第一水准准的强度度要求;第二步步是采用用同一地地震动参参数计算算出结构构的层间间位移角角,使其其不超过过抗震规规范所规规定的限限值;同同时采用用相应的的抗震构构造措施施,保证证

7、结构具具有足够够的延性性、变形形能力和和塑性耗耗能,从从而自动动满足第第二水准准的变形形要求。第二阶阶段设计计:采用用与第三三水准相相对应的的地震动动参数,计算出出结构(特别是是柔弱楼楼层和抗抗震薄弱弱环节)的弹塑塑性层间间位移角角,使之之小于抗抗震规范范的限值值,并采采用必要要的抗震震构造措措施,从从而满足足第三水水准的防防倒塌要要求。2. 22结构抗抗震设计计方法。2. 22. 11基础的的抗震设设计。基基础是实实现高层层建筑安安全性的的重要条条件。我我国高层层建筑通通常采用用钢筋混混凝土连连续地基基梁形式式,在基基础梁的的设计中中,为充充分发挥挥钢筋的的抗拉性性和混凝凝土的抗抗压性的的复

8、合效效应,把把设计重重点放在在梁的高高度和钢钢筋的用用量上,在钢筋筋的布置置上采用用主筋、腹筋、肋筋、基础筋筋、基础础辅筋55种钢筋筋的结合合。为防防止基础础钢筋的的生锈,一方面面采用耐耐酸化的的混凝土土,另一一方面是是增加钢钢筋表面面的保护护层厚度度,以抑抑止钢筋筋的腐蚀蚀。高层层建筑基基础处理理的另一一个特色色是钢制制基础结结合垫块块的应用用,它是是高层建建筑上部部结构柱柱与基础础相连的的重要结结构部件件。它的的功能之之一是使使具有吸吸湿性的的混凝土土基础和和钢制结结构柱及及上部建建筑相分分离,有有效防止止结构体体的锈蚀蚀,确保保部件的的耐久性性。2. 22. 22钢结构构骨架的的抗震设设

9、计。采采用钢框框架结合合点柱壁壁局部加加厚技术术来提高高结构抗抗震性能能。一般般钢框架架结构,梁和柱柱结合点点通常是是柱上加加焊钢制制隅撑与与梁端用用螺栓紧紧固连接接。在这这种方式式下,钢钢柱必须须在结合合部被切切断,加加焊隅撑撑后再结结合,这这样做技技术上的的不稳定定性和材材料品质质不齐全全的可能能性很大大,而且且遇到大大地震,钢柱结结合部折折断的危危险性很很大。鉴鉴于此,可以首首先该结结构的梁梁柱采用用高密度度钢材,以发挥挥其高强强抗震、抗拉和和耐久性性。柱壁壁增厚法法避免断断柱形式式,对二二、三层层的独立立住宅而而言,结结构柱可可以一贯贯到底,从而解解决易折折问题。与梁结结合部柱柱壁达到

10、到两倍厚厚,所采采用的是是高频加加热引导导增厚技技术。在在制造过过程中品品质易下下降的钢钢管经过过加热处处理反而而使材料料本来所所具有的的拉伸强强度得以以恢复。对于地地震时易易产生的的应力集集中,柱柱的增厚厚部位能能发挥很很大的阻阻抗能力力,从而而提高和和强化了了结构的的抗震性性。2.2.3墙体体的抗震震设计。“三合一一”外墙结结构体系系,首先先是由日日本专家家设计应应用的,采用外外墙结构构柱与两两侧外墙墙板钢框框架组合合形成的的“三合一一”整体承承重的结结构体系系。该体体系不仅仅仅用柱柱和梁来来支撑高高层建筑筑,而是是利用墙墙体钢框框架与结结构柱结结合,有有效地承承受来自自垂直方方向与水水平

11、方向向的荷载载。由于于外墙板板钢框架架的补强强作用,该做法法可以较较好地发发挥结构构柱设计计值以外外的补强强承载力力。加强强了对竖竖向地震震力及雪雪荷载的的抵抗能能力,最最大限度度地发挥挥其抗震震优势;另一方方面,由由于外墙墙板钢框框架与内内部斜拉拉杆所构构成“面”承载与与结构柱柱的结合合并用,也提高高了整体体抗侧推推力和抗抗变形能能力。它它的抗水水平风载载和地震震力的能能力比单单纯墙体体承重体体系提高高30%左右。三、结结语高层建筑筑已经逐逐渐成为为当前时时代建筑筑发展的的主流建建筑形态态之一,对于高高层建筑筑,其抗抗震效能能的分析析一直是是国内外外建筑抗抗震设计计分析的的研究热热点,而而最

12、直接接最有效效的抗震震措施就就是在建建筑设计计阶段进进行结构构抗震设设计,只只有从高高层建筑筑物内部部实施结结构抗震震,才能能够从根根本上提提高高层层建筑的的抗震效效能。本本论文从从高层建建筑结构构设计的的角度进进行了抗抗震分析析,对于于具体的的高层建建筑抗震震设计具具有一定定指导和和借鉴意意义。参考文献献:1李李忠献.高层建建筑结构构及其设设计理论论M.北京京:科学学出版社社,20006.2吴吴镁良.带高位位转换层层高层建建筑结构构抗震性性能研究究D.北京京:清华华大学, 20003.3王王森,魏魏琏.不不同高位位转换层层对高层层建筑动动力特性性和地震震作用影影响的研研究JJ.建建筑结构构, 220022, (8): 344-355.4傅傅学怡,吴兵.高层建建筑结构构若干重重要问题题探讨J.建筑结结构-技技术通讯讯, 220077, (5): 111-122.