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    高層建筑抗震標準精選(九篇)

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    高層建筑抗震標準

    第1篇:高層建筑抗震標準范文

    關鍵詞:高層建筑;抗震設計;問題;策略

    1引言

    隨著社會經濟的快速發展,我國城市化進程不斷加快,城市中隨處可見高樓林立,加之世界人口數量的激增,為了給人類提供擁有更多的建筑空間,高層建筑規模越來越大,建筑層數也不斷提高。與此同時,隨著建筑的復雜性和難度的增加,人們對于建筑安全的要求越來越高,特別是作為一個地震多發地區的國家,加之近幾年自然災害的頻發,我國居民對于高層建筑的防震效果更加重視,這就對我國高層建筑的抗震設計帶來了不小的挑戰。因此,筆者認為,十分有必要對我國高層建筑的抗震設計中存在的問題進行研究,并尋求合理的解決途徑,以期能夠提高我國高層建筑抗震能力。

    2高層建筑抗震設計中存在的問題

    2.1高度規范問題

    雖然我國有相關的法律法規和政策文件對建筑物的高度規范做出了明確的、具體的規定,而且為了保證高層建筑的安全性,針對不同級別的高層的混凝土的建筑結構技術也有不同級別的高層建筑設置規范,但從我國現階段各個建筑單位的實際執行情況來看,很多房地產開發商為了追求經濟利益,使得高層建筑的高度遠遠超過了科學合理的范圍,以至于在遭遇地震時,這些違規高層建筑會成為“眾矢之的”,不能有效抵抗地震威脅。

    2.2抗震材料選用問題

    我國雖然也是地震多發國家,但是與國際上發達國家在高層建筑時結構材料的選擇還相差甚遠。地震多發地區的建筑應當較多的采用鋼架結構,以提高建筑的穩定性和安全性,但是我國很多地震區域的高層建筑仍然知識鋼筋混凝土的普通結構,這種結構的抗震性能遠不及鋼結構。另外,對于建筑高度高于150m的高層,應當有三層支撐框架做支撐。而且隨著科技的進步及鋼鐵產能的提高,新型鋼質混凝土結構一般質量較輕,且能夠在減少鋼架結構尺寸的基礎上,提高高層建筑的防震能力。

    2.3抗震設計人才支撐問題

    現階段我國抗震設計領域的專業人才還很匱乏,很多抗震設計大多是借鑒國外的成功經驗,國內設計者的自主創新能力較低。雖然國內很多高校和職教院校都開設了抗震設計專業類課程,但是由于我國缺乏實際施工實踐經驗,理論知識與實踐能力的不扎實,課程結構的不全面等,使得我國建筑設計在抗震設計領域的人才十分匱乏,國內一些經典的高層建筑還不得不依賴國外的設計師來進行抗震設計和施工,抗震設計人才支撐不足。此外,我國抗震設計的抗震能力較差,抗震級別較低,還比不上發達國家的標準。我國的建筑架構設計安全系數還不高,因此,亟需相關部門對我國高層抗震設計做出更為符合我國國情和時代要求的標準,以提高我國高層建筑抗震設計的適宜性。

    3我國高層建筑抗震設計優化策略

    3.1采用位移的結構抗震方法進行設計

    地震來臨時,高層建筑都會因為受到地震能量作用而發生變形,還有一些建筑在施工過程中也會出現變形,所以,不論是在建筑施工還是在后期防震設計和建設過程中都應當設置合理的彈性變形結構,比如位移變形結構設計,通過改變縱地基層的位移來減少地震產生的位移,另外還應當對界面結構的應變分布處進行處理來加強變形部件之間的聯系,提高抗震效果。此外,還可以在建筑周圍建立一些鞏固結構,減少地震直接對建筑物產生能量,減弱地震力。

    3.2運用高延性結構來進行消震和隔震

    高延性結構能夠有效抵消地震力,并起到良好的隔震效果,因此,我國當前在建筑的防震設計及后期施工過程中,很多建設和施工單位都加強了結構的韌性、剛度,并對地震構造進行了科學的設計,提高高層建筑的結構韌性和剛度,減少地震帶來的不利影響。地震過程是一種能量的釋放過程,因此,需要高延性結構設計和施工來產生良好的消震和隔震效果,有效減少地震對房屋建筑的傷害。反過來講,如果高層建筑的負載能力較差,高延性結構能夠更多的過濾掉地震的能量,有效保證房屋的原有結構,避免建筑變形,而適宜的韌性能夠大大降低房屋崩塌的發生率。因此,在對高層房屋建筑的設計和規劃時,一定要運用先進的技術來提高房屋的抗震能力,比如阻尼器的設計原理就是通過吸收地震能量來減少對房屋建筑的沖擊,而且還能監測地震對建筑的破壞程度,效果顯著。

    3.3建立多層地震防線

    通過建立多層地震防線的方式能夠提高高層建筑抗地震的性能,滿足高層業主對于房屋安全的要求。當高層建筑在遭遇地震等惡劣自然災害的影響時,如果只有一道地震防線,一旦遇到級別很高的地震,就難以阻擋地震的摧毀和破壞,因此,一定要設置出備用防線,在多層建筑中設置第二道、第三道防線,以防一道地震防線崩潰后造成建筑物的整體崩塌。高層建筑在進行抗震設計時,可以采用多段強框架結構,最常見的比如抗震剪力墻設計,該設計因其抗震性能好,因此被廣泛的應用作為抗震墻的第一層防線,而且發揮著最為重要的作用。所以,為了保證墻體的抗震能力足以防止地震的損害,有效減少地震造成的墻體裂痕或者倒塌,就應當科學建立防震結構,多層防線形成合力。而且在地震以后,每一層的剪力墻所承受的負載力應當是設計預期最大剪力墻的兩倍,或者要超過地震總剪力值的1/5.

    4結束語

    時代的發展讓高層建筑已經成為我們司空見慣的建筑物,對其進行優化設計,提升其抗震能力也將會成為建筑行業未來發展的重要趨勢。相關人員選用更加專業的材料,運用更加專業的技術手段提升建筑的抗震效果。同時,該行業人員也需要不斷提升研發能力,讓新型抗震材料進入到高層建筑抗震設計中,讓高層建筑為人們的生活帶來跟尾舒適、安全的居住環境。

    參考文獻:

    [1]張罡睿.高層建筑工程抗震設計中的相關問題分析[J].門窗,2014(4):258~259.

    第2篇:高層建筑抗震標準范文

    1.1整體尺度原則

    城市高層建筑設計的整體尺度原則是指建筑各組成主體間的有機聯系及產生的視覺效果。整體尺度原則主要強調的是建筑物整體性,在高層建筑整體性設計時要充分考慮建筑的主體、裙房以及屋面三個主要因素,將三要素有機結合在一起按照統一的尺度參考體系進行設計,而不是將三者單獨地按照各自的參數體系進行設計。只有這樣才能使三者有機的融合在一起,打造具有整體性的優秀建筑工程設計作品。

    1.2近人尺度原則

    近人尺度原則在城市高層建筑設計中的內涵是建筑物的進出口以及底層部分的尺寸大小能給人帶來視覺享受的同時又能方便人們使用。其中,建筑物進出口是用戶每天都要使用的部分,進出口設計質量對用戶的感官刺激較大。所以在高層建筑設計時要將近人尺度設計理念充分地融入到設計思路中,合理地劃分建筑物入口處的柱子、檐口、大門以及墻面的尺度,細化每一部分尺度,使每一部分尺度都能在滿足用戶對建筑功能性需求的基礎上,又能給人們帶來感官享受。

    1.3細部尺度原則

    細部尺度是指高層建筑所采用的施工材料的質感,是更為細膩的建筑尺度劃分。在高層建筑設計時應透徹地了解人們對建筑材質的標準要求及喜好程度。一般情況下,我們對事物的評價,都是通過眼觀以及手摸的方式去對事物進行進一步的了解,然后從主、客觀角度對該項事物做出綜合性評價。所以,設計人員應遵循細部尺度原則,采用人們能夠接受的喜愛的建筑材質塑造建筑工程作品,給人們帶細部尺度主要是指建筑材料的質感,指高層建筑更細分的尺度大小。

    2城市建設中高層建筑設計要點

    2.1高層建筑采光設計

    隨著人們節能減排意識的不斷提高,發展節能型建筑是當今建筑工程領域發展的總體態勢。高層建筑內的照明能耗比較大,如何通過有效的措施降低人工照明對能源的消耗及利用日光照明是當今建筑工程領域必須要重視的課題。目前,比較先進的日光采集系統主要有以下幾種:(1)提高單位面積進光區的日光量,利用太陽光為建筑提供照明需求,可有效降低人工照明對能源消耗。(2)為了能在不增加窗戶周圍的陽光強度且能使其到達采光更深的工作區域,可以通過陽光發射到屋頂平面來完成。(3)在不改變建筑構造的基礎上,如增大建筑窗戶的面積或數量來采集更多的太陽光,而能較好地滿足建筑內照明需求的同時又不會在強烈的太陽光下給用戶帶來不適感覺,可通過陽光直射阻擋系統來解決。該系統是利用光線的折射計反射原理為設計依據的。

    2.2高層建筑的抗震設計

    抗震設計是高層建筑工程設計的重要內容,抗震設計質量對提升高層建筑的抗震能力有著直接的影響。基于地震頻發的現實情況,加強高層建筑抗震設計工作是現行建筑工程領域必須要關注及重視的問題。在高層建筑抗震設計時候需要注意以下要點:建筑大廳的四角及建筑外墻位置應設置構造柱,并根據高層建筑要求的具體抗震等級合理確定構造柱數量。建筑框架山墻以及縱向方向的墻體是否設置構造柱用來分擔磚墻荷載;在高層建筑抗震設計前設計人員應深入到施工工地進行工程地質勘探,牢固掌握高層建筑施工所在地地質情況及發生地震災害的頻率情況,以此為依據進行高層建筑抗震設計。在抗震設計中設計人員應嚴格按照《建筑抗震設防分類標準》劃分的設防等級進行設計不得以經驗隨意地更改建筑的設防等級,如果提高建筑的設防等級會額外地增加工程成本投入,而降低建筑設防等級則會降低建筑的抗震能力,一旦地震災害來臨將會對建筑及人們生命財產安全帶來極大危害。

    2.3高層建筑的消防問題設計

    第3篇:高層建筑抗震標準范文

    1高層建筑抗震設計的相關概念

    高層建筑的抗震設計還需要結合當地的地形以及氣候環境條件,針對一些地震高發地帶,設計需要采用強度較高的施工材料,要做好建筑結構的優化工作,保證建筑滿足抗震設防的要求。高層建筑有著良好的發展趨勢,在設計與施工時,一定要保證建筑使用的安全性,并且要使建筑在地震力的作用下,不會出現結構嚴重變形的問題。高層建筑抗震設計是一項重要的工作,下面筆者對高層建筑結構抗震設計目標以及結構優化措施進行簡單的介紹。

    1.1高層建筑結構抗震設計目標

    高層建筑結構抗震設計是一項重要的工作,設計人員需要保證結構的穩定性,高層建筑結構抗震設計目標是“小震不壞、大震不倒”。為了達到這一目標,設計人員還要合理確定施工的材料,施工材料要具有較高的強度與剛度,建筑結構要具有良好的延展性。另外,在高層建筑施工時,需盡量減少耗能情況,施工單位要多采用可再生的新型能源。

    1.2高層建筑結構優化措施

    1.2.1加強結構體系的優化高層建筑施工在選擇材料時,應盡量選擇輕質的材料,結構材料還要具有較高的強度,這樣的結構有著良好的連續性,可以抵抗較大的荷載以及作用力,可以保證建筑結構的整體性。合理選擇結構材料,并優化結構體系,是提高建筑防震效果的有效措施。建筑工程多采用的是鋼結構或者型鋼混凝土結構,這對鋼材以及混凝土的性能有著較高的要求,在施工前,需要對施工材料的性能進行檢測。優化建筑抗震結構體系,可以保證建筑的承載力,避免結構在地震力作用下出現變形問題,良好的建筑結構可以起到吸收地震能量的作用,在地震災害下,有利于避免建筑出現較為嚴重的損毀問題。建筑抗震設計需主要結構的整體性,這考驗了設計人員的能力,采用型鋼混凝土結構,可以保證建筑結構達到立面的效果,提高建筑使用的安全性。

    1.2.2場地的選擇高層建筑對施工場地也有著一定要求,在施工前,設計人員需要做好地質的考察工作,對施工場地的土質進行檢測,并保證地質結構的穩定性,設計人員加強實地勘探,可以了解該地區是否存在地震隱患,并了解地下巖層的結構,根據這些因素進行綜合評價,從而得出準確的場地數據。如果遇到不適合建造高層建筑的場地,應該采取回避的措施,給出恰當的危險性評價,從根源上杜絕出現由于地面的震動而摧毀地基的現象。

    1.2.3建筑結構的規則性建筑結構的規則性對于抗震作用比較大,不規則的建筑結構不利于抗震。因為建筑結構具有規則以及對稱的剖面結構,地震對建筑物帶來的搖晃有一定的支撐作用,從而起到很好的抗震效果。從建筑豎向剖面理論來說,豎向抗側力構建的截面尺寸以及材料強度應該自下而上的逐漸減少,這樣就能夠避免測力結構的承載力突變。因此,對于沒有特殊要求的高層建筑物,應該盡量避免過于規則的結構組成,不能一味的追求其視覺效果,更多的注重抗震要求。

    1.2.4多道防震體系一般情況下,一次地震不會造成持續的震動,但是可能會造成接連不斷的余震,盡管強度不大,但是從持續時間以及反復次數上來說,在一定程度上對建筑物造成不同程度的損壞。高層建筑物只是采取單體的結構,一旦遭遇到破壞時就會難以應付接踵而來的持續余震,最終導致建筑物坍塌。針對此種現象,就必須設立多道防震體系。設立多道防震體系,及時第一道防震線被摧毀,還有第二道以及第三道防震線,就能夠很好的躲避反復的余震帶來的破壞,大大的降低了危險指數,增加了抗震能力。

    2高層建筑結構抗震設計中應主要的幾個問題

    2.1控制結構超限現象以及相關的解決措施

    對于結構薄弱位置,在框架柱內設置型鋼,提高其承載力以及抗震安全性;控制結構扭轉比,使結構樓層的扭轉位移比小于1.2;對于個別墻柱按照中震彈性以及小震計算結果進行包絡設計,滿足中震彈性的抗震性能目標;依次類推,標準層的個別墻柱則按照中震計算結果,滿足中震不屈服的抗震性能目標;根據彈塑性實程分析結果,連梁以及框架梁出現彎曲塑性鉸,梁端塑性鉸在各個樓層分布較為均勻,反應歷程中最大層間位移角小于1/120,滿足規范要求。

    2.2剪力墻連梁抗震設計措施

    ①調整連梁剛度折減系數:對內力以及位移進行計算時,對豎向與水平的荷載效應下兩種情形進行區別對待。在水平荷載效應下,可以折減連梁的剛度系數,例如:當出現作用力時,折減系數應該大于或者等于0.50;在豎向荷載效應下,不需要折減連梁的剛度系數,通過利用支座彎矩調整的幅度來降低連梁支座的彎矩。

    ②調整連梁跨高比:在設計連梁時,可能會遇到剛度折減之后連梁的正截面仍然承受剪承載力不足的現象,這時就需要增加洞口的寬度,減低高度。

    ③其他措施:設置水平縫形成雙連梁、連梁內設置交叉暗撐、采用型鋼混凝土連梁、調整連梁的內力以及增加連梁延性等。

    3結論

    第4篇:高層建筑抗震標準范文

    在經歷了9.0級地震即大海嘯后,人們驚異地看到日本的多層、中高層甚至高層建筑物居然完整地挺立著,很多房子雖然被洶涌的海浪挪出很遠,但全然沒有散架,日本的大地震讓建筑抗震再度成為焦點。

    結構、地基、規范成三利器

    作為一個地震高發國,此次地震仍被視為“日本歷史上近1200年一遇的大地震”。雖然地震造成了嚴重的損失,但多數巋然不倒的高層建筑在災難中保護了無數人的生命。這樣的建筑抗震能力值得中國學習。

    日本的高層建筑之所以能在多次強震中巋然不倒,與日本高層建筑的框架結構、特殊防震設計以及建筑抗震標準密不可分。而且在日本的建筑施工中,對于抗震有三種構造概念:耐震、制震和免震。耐震為最普通級別,主要用在低層建筑中。制震則是讓建筑物在地震晃動中,集中在一個地方造成損害,但其他地方不會發生損毀。其中一種做法是在建筑物中放置各種球體,讓這個部分吸收地震能量,等地震過后,只需把這部分換掉就行,建筑其他地方不會發生問題。還有比較普遍的做法則是放置油壓器裝置,其作用相當于保險絲,基本上在高層建筑中,每層都會放置一個以上這種裝置。

    第三種的免震技術運用的成本過高,而且也不是每個地塊的地基都適合。所以,現在日本大多數建筑采用的標準基本都是制震的標準。

    據留學日本多年的方體空間工作室主持建筑師、北京大學建筑學研究中心副教授王昀表示:“日本的高層建筑多以純鋼結構、鋼骨混凝土結構為主,而鋼結構建筑正是抗震性能最好的,甚至優于日本民居所用的木結構,以及我國大多數建筑采用的鋼筋混凝土結構。”

    “鋼結構的特點正是強度高、自重輕、剛性大,能通過形變來承受動力荷載,因此具有很強的抗震能力。”知名建筑評論家、清華大學建筑系教授周榕表示,鋼結構在日本新建的建筑中已經被廣泛使用。

    地上55層、高185米,有日本最高公寓樓之稱的玉縣川口公寓,就采用了與美國紐約世界貿易中心相同的建筑結構――填充混凝土鋼柱CFT(Concrete-Filled Steel Tube)結構,這種結構的鋼柱直徑最大達800毫米,厚度達40毫米,管芯中注入了比通常混凝土強度高3倍的特種混凝土。該公寓共使用此種鋼柱168根。

    同時,日本堪稱世界上最嚴格的建筑規范也是挽救眾多生命的一大利器。資料顯示,日本自1950年以來多次修改《建筑基準法》,各類建筑的抗震基準已提高到最高水準。

    日本《建筑基準法》規定,日本的高層建筑必須能夠抵御里氏7級以上的強烈地震。一個建筑工程為獲得開工許可,除了設計、施工圖紙等文件外,還必須提交建筑抗震報告。這一報告主要內容是,根據地震的不同強度,計算不同的建筑結構在地震中的受力大小,進而確定建筑的梁柱位置、承重以及施工中鋼筋、混凝土的規格和配比。

    法律還規定,只有一級建筑師以上的人才能有資格編制抗震報告書,而且,報告書中的相關計算必須要使用國土交通省認可的專用程序。普通的一個八九層公寓樓,其抗震報告書動輒厚達兩三百頁。而建筑抗震報告還必須經過相關部門或人員的檢查,確認無誤后才能開工。

    讓建筑有“彈性”

    據經歷此次地震的人描述,強震來臨時,只見眼前的高樓大廈左右搖晃,仿佛在“跳舞”。但強震過后一看,不僅房屋未垮塌,甚至連大的裂縫都沒有。有的人甚至反映,一些高層建筑連玻璃都沒有碎。

    日本建筑的抗震能力,從結構入手,附加安裝阻尼器等,讓建筑變得有“彈性”,不再直接與地震“硬來”。

    傳統觀念認為,加粗、加固梁柱等是抗地震的辦法,但日本的最新抗震技術是讓大樓適度搖晃。森大廈(在上海的開發項目為環球金融中心)的相關人員介紹說,其在日本的大型開發項目六本木新社區的建筑群就采用了這種被稱為“柔構造”的抗震技術,這種構造能夠吸收地震的能量,而不是“硬碰硬”地對抗地震波。

    這種彈性建筑,東京有12座,經里氏6.6級地震考驗,證明在減輕地震災害方面效果顯著。據悉,彈性建筑物建在隔離體上,隔離體由分層橡硬鋼板組和阻尼器組成,建筑結構不直接與地面接觸,而阻尼器由螺旋鋼板組成。

    高層建筑的震動頻率和設計強度使其在地震中不易倒塌。王昀說,“日本的每一棟高層建筑在設計之初都預先設計了減震設施,基本這些減震設施都被設計在地基,當地震來臨大樓往東搖時,減震設施就往西移動,以減輕地震帶來的壓力。”

    而這種設計正是日本在構筑高層建筑中普遍采用的“地基地震隔絕”技術,通過在建筑物底部安裝橡膠彈性墊或摩擦滑動承重座等抗震緩沖裝置來進行減震。當遇到強烈地震時,隔層支座產生彈性水平變位,建筑物就變柔了,大大減小了地震引起的上部慣性力,使得建筑物緩慢的左右、前后平行移動,從而使得上部建筑物基本不損壞,家具不翻倒。當地震停止時,支座的彈性恢復力可以使得建筑復位。

    不過,上海市建筑科學院總工程師朱春明表示,高層建筑安裝阻尼器代價較高,一般非地震高發地區,不太會花如此高的代價安裝,而且也沒有很大必要,因為通過其他手段也能滿足抗震要求。不過,由于日本是地震高發地區,因此阻尼系統的應用比國內多。

    借鑒與瓶頸

    比對汶川地震和此次日本大地震后建筑倒坍的畫面,SOHO中國董事長潘石屹不禁感嘆,中國的建筑質量和日本的建筑質量有很大的差距,尤其農村的建筑缺乏基本的結構,沒有水泥的圈梁和必要的柱子,都是用磚頭砌起來的,地震后成了碎塊。

    事實上,雖然高層建筑的危險系數遠遠大于普通建筑,但高層建筑并不意味著抗震性弱。此次日本大地震中屹立不倒的高層建筑就足以證明這一點。

    目前,磚混結構是我國主要的建筑結構,高層建筑則普遍采用鋼筋混凝土結構,但這些都已開始在日本建筑中淡出舞臺。

    “這兩種建筑結構,要比鋼結構、木結構的抗震性能弱得多。”周榕說。

    究其原因,鋼結構建筑造價昂貴是主要原因。“平均比鋼筋混凝土結構要貴出30%到50%。”中國工程院院士、廣州大學工程抗震研究中心主任周福霖指出。而木結構也由于其防火性能差、堅固性不夠在我國并不流行。

    雖然目前我國已經開始在一些高層建筑中逐漸使用鋼結構,比如鳥巢、廣州新電視塔等,但仍因成本高企未能占據建筑行業主流。

    第5篇:高層建筑抗震標準范文

    關鍵詞:建筑;抗震;結構設計

    隨著這幾年來經濟的快速發展,由于建設者開發、使用功能上的要求,高層建筑的體型越來越多樣化。高層建筑不僅在材料和結構體系上逐漸多樣化,而且在高度上也大幅度增長。進入上世紀90年代后,結構抗震分析和設計已提到各國建筑設計的日程。特別是我國處于地震多發區,高層建筑抗震設防更是工程設計面臨的迫切任務。作為工程抗震設計的依據,高層建筑抗震分析處于非常重要的地位。

    地震是威脅人類安全的主要自然災害之一。我國是一個地震多發的國家,分布廣、頻率高、強度大、震源淺,是世界上地震災害最嚴重的國家之一。近幾年來,各國歷次地震對人類造成了嚴重災害,通過總結大量的經驗教訓,促使結構抗震設計不斷發展。建筑抗震的實踐表明,一個地震區建筑物,如果沒有良好的建筑總體布置方案,單靠結構抗震計算和抗震的構造措施,在較強烈的地震作用下,仍是難以取得建筑抗震的較好效果,甚至減輕不了建筑物的震害程度。因此,只有建筑設計與建筑抗震設計有機地結合起來,建筑抗震設計水平才能達到一個比較完善的高度。

    1 目前我國抗震設計中存在的不足

    通過多年對于建筑抗震設計的研究,我國逐漸形成了自己的一套較為先進的抗震設計方法而且日益成熟,但是也有許多考慮欠妥的地方,需要我們今后加以完善。首先,與國外規范相比,我國抗震規范在對關系的認識上還存在一定的差距。美國UBC規范按同樣原則來劃分延性等級,但在高烈度區推薦使用高延性等級,在低烈度區推薦使用低延性等級。這幾種抗震思路都是符合規律的,而目前我國將地震作用降低系數統一取為2.86,而且還把用于結構截面承載能力設計和變形驗算的小震賦予一個固定的統計意義。另外,我國規定的“小震不壞,中震可修,大震不倒”的三水準抗震設防目標也存在一定的問題。該設防目標對甲類、乙類、丙類這三類重要性不同的建筑來說,并不都是恰當的。最后,由于不同類別建筑的不同重要性,不宜再籠統的使用以上同一個性態目標。此外,還應該考慮建筑所有者的不同要求,選擇不同的設防目標,從而做到在性態目標的選擇上更加靈活。

    2 高層建筑抗震設計中經常出現的問題

    2.1 部分建筑物高度過高

    按我國現行高層建筑混凝土結構技術規程規定,在一定設防烈度和一定結構型式下,鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。在這個高度,抗震能力還是比較穩妥的,但是目前不少高層建筑超過了高度限制。在震力作用下,超高限建筑物的變形破壞性會發生很大的變化,建筑物的抗震能力下降,很多影響因素也發生變化,結構設計和工程預算的相應參數需要重新選取。

    2.2 地基的選取不合理

    由于城市人口的增多和相對空間的縮小,不少建筑商忽略了這一問題,哪里商業空間大就在哪里建。高層建筑應選擇位于開闊平坦地帶的堅硬土場地或密實均勻中硬土場地,遠離河岸,不應垮在兩類土壤上,避開不利地形、不采用震陷土作天然地基,避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險地段建造房屋。高層建筑的地基選取不恰當可能導致抗震能力差。

    2.3 材料的選用不科學,結構體系不合理

    在地震多發區,采用何種建筑材料或結構體系較為合理應該得到人們的重視。由于我國建筑結構主要以鋼筋混凝土核心筒為主,變形控制要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準。但因其彎曲變形的側移較大,靠剛度很小的鋼框架協同工作減小側移,不僅增大了鋼結構的負擔,而且效果不大,有時不得不加大混凝土的剛度或設置伸臂結構,形成加強層才能滿足規范側移限值。

    2.4 較低的抗震設防烈度

    許多專家提出,現行的建筑結構設計安全度已不能適應國情的需要,建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高。我國現行抗震設防標準是比較低的,中震相當于在規定的設計基準期內超越概率為lO%的地震烈度,較低的抗震設防烈度放松了高層建筑的抗震要求。

    2.5 建筑外形與平面功能影響結構布置

    現在某些政府規劃部門領導根本不懂結構,純粹為了形象美觀而對建筑設計指指點點,從而使建筑偏離了建筑設計師的最初理念,你對他提出的修改意見不予理會,你就通不過。還有某些建筑設計師根本就缺乏抗震設計的概念,在高烈度區設計出高層建筑的大懸挑,這既增加了工程造價,有埋下了安全隱患,不負責任的叫囂“沒有做不出的結構”,那要看付出的代價和收獲是不是對等。

    3 高層混凝土建筑抗震結構設計策略

    3.1 高層混凝土建筑的結構體系選擇

    高層建筑結構應根據建筑使用功能、房屋高度和高寬比、抗震設防類別、抗震設防烈度、場地類別、地基情況、結構材料和施工技術等因素,綜合分析比較,選擇適宜的結構體系。高層建筑鋼筋混凝土結構可采用框架、剪力墻、框架- 剪力墻、筒體和板柱-剪力墻結構體系。

    框架結構可為建筑提供靈活布置的室內空間。當建筑物層數較少時,水平荷載對結構的影響較小,采用框架結構體系比較合理;框架結構屬于以剪切變形為主的柔性結構,使用高度受到限制,主要用于非抗震設計和層數相對較少的建筑中。剪力墻結構中,剪力墻沿橫向、縱向正交布置或多軸線斜交布置,由鋼筋砼墻體承受全部的水平荷載和豎向荷載,屬于以彎曲變形為主的剛性結構。該種結構的抗側力剛度大,在水平力作用下側向變形小,空間整體性好。但剪力墻結構自重大,建筑平面布置局限性大,難以滿足建筑內部大空間的要求。因此更多地用于墻體布置較多,房間面積要求不太大的建筑物中,既減少了非承重隔墻的數量,也可使室內無外露梁柱,達到整體美觀。

    框架――剪力墻結構是指在框架結構中的適當部位增設一些剪力墻,是剛柔相結合的結構體系,能提供建筑大開間的使用空間,是由若干道單片剪力墻與框架組成。在這種結構體系中,框架和剪力墻共同承擔水平力,但由于兩者剛度相差很大,變形形狀也不相同,必須通過各層樓板使其變形一致,達到框架和剪力墻的協同工作。從受力特點看,剪力墻是以彎曲變形為主,框架是以剪切變形為主,由于變位協調,在頂部框架協助剪力墻抗震,在底部剪力墻協助框架抗震,其抗震性能由于較好地發揮了各自的優點而大為提高。因此可以適用于各種不同高度建筑物的要求而被廣泛采用。板柱- 剪力墻結構,由于在板柱框架體系中加入了剪力墻或井筒,主要由剪力墻構件承受側向力,側向剛度也有很大的提高。這種結構目前在7、8 度抗震設計的高層建筑中有較多的應用,但其適用高度宜低于一般框架- 剪力墻結構。

    3.2 減少地震發生時能量的輸入

    在具體的設計中,積極采用基于位移的結構抗震方法,對具體的方案進行定量分析,使結構的變形彈性滿足預期地震作用力下的變形需求。對建筑構件的承載力進行驗收的同時,還要控制建筑結構在地震作用下的層間位移限值;并且根據建筑構件的變形和建筑結構的位移之間的關系,確定構件的變形值;根據建筑界面的應變分布以及大小,來確定建筑構件的構造需求。對于高層建筑,在堅固的場地上進行建筑施工,可以有效減少地震發生作用時能量的輸入,從而減弱地震對高層建筑的破壞。

    參考文獻:

    [1] 伊小群.高等民用建筑結構的抗震設計探討[J].中國高新技術企業,2010,(20).

    第6篇:高層建筑抗震標準范文

    中圖分類號:[TU208.3]文獻標識碼:A文章編號:

    1 現行規范抗震分析與設計的內容

    我國現行抗震規范要求高層建筑的抗震計算主要是在多遇地震作用下,按反應譜理論計算地震作用,用彈性方法計算內力及位移,并用極限狀態方法設計構件。對于重要建筑或有特殊要求時,要用時程分析法補充計算,并進行罕遇地震作用下的變形驗算。這種先用多遇地震作用進行結構設計,再校核罕遇地震作用下結構彈塑性變形的方法,即二階段設計方法。同時規范還規定了結構在罕遇地震作用下的彈塑性變形的結構彈塑性分析方法。

    結構彈塑性分析可分為彈塑性動力分析和彈塑性靜力分析兩大類。彈塑性動力分析,采用桿模型和層模型等簡化的結構計算模型。桿模型計算的優點是可以得到桿件狀態隨時間的變化過程,也可得到各樓層的反應。但耗時多、費用昂貴、結果數據量大且分析比較繁冗,在國外也極少采用。層模型計算能得到各樓層的反應,例如層剪力、樓層側移和層間轉角、層間位移延性比等,它主要是從宏觀上即層間變形檢驗結構在大震作用下的安全性。層模型計算的數據相對較少,適宜于進行宏觀檢驗,也便于計算多條地震波作用。但無論是采用桿模型還是層模型進行彈塑性時程分析,計算結果受地震波的影響較大且不存在唯一答案,有時難以判斷。

    2 高層建筑抗震結構設計的基本原則

    結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性等方面的性能;應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強底層柱(墻)”的原則; 對可能造成結構的相對薄弱部位,應采取措施提高抗震能力;

    承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。

    一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結構構件連接協同工作。例如框架—剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成,雙肢或多肢剪力墻體系組成。強烈地震之后往往伴隨多次余震,如只有一道防線,則在第一次破壞后再遭余震,將會因損傷積累導致倒塌。抗震結構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度,有意識地建立一系列分布的屈服區,主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度,以使結構能吸收和耗散大量的地震能量,提高結構抗震性能,避免大震時倒塌。

    適當處理結構構件的強弱關系,同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后,其他抗側力構件仍處于彈性階段,使“有效屈服”保持較長階段,保證結構的延性和抗倒塌能力。構件在強烈地震下不存在強度安全儲備,構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協調。在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層,使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移,這是提高結構總體抗震性能的有效手段。

    3我國高層建筑抗震分析與設計中常見問題

    按我國現行《高層建筑混凝土結構技術規程》規定綜合考慮 經濟 與適用的原則,給出了各種常見結構體系的最大適用高度。

    這個高度是在我國目前建筑科研水平、經濟 發展 水平和施工技術水平下,較為穩妥的,也是與目前整個土木工程規范體系相協調的。對于超高限建筑物,應當采取 科學 謹慎的態度。因為在地震力作用下,超高限建筑物的變形破壞性態會發生很大的變化,隨著建筑物高度的增加,許多影響因素將發生質變,即有些參數本身超出了現有規范的適宜范圍,如安全指標、延性要求、材料性能、荷載取值、力學模型選取等。

    在地震多發區,采用何種建筑材料或結構體系較為合理應該得到人們的重視。我國150m以上的建筑,采用的三種主要結構體系(框一筒、筒中筒和框架一支撐),這些也是其他國家高層建筑采用的主要體系。但國外特別在地震區,是以鋼結構為主,而在我國鋼筋混凝土結構及混合結構占了90%。如此高的鋼筋混凝土結構及混合結構,國內外都還沒有經受較大地震作用的考驗。混合結構的鋼筋混凝土內筒往往要承受80%以上的地震作用剪力,有的高達90%以上。由于結構以鋼筋混凝土核心筒為主,變形控制要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準。但因其彎曲變形的側移較大,靠剛度很小的鋼框架協同工作減小側移,不僅增大了鋼結構的負擔,而且效果不大,有時不得不加大混凝土筒的剛度或設置伸臂結構,形成加強層才能滿足規范側移限值。此外,在結構體系或柱距變化時,需要設置結構轉換層。加強層和轉換層都在本層形成大剛度而導致結構剛度突變,常常會使與加強層或轉換層相鄰的柱構件剪力突然加大,且加強層伸臂構件或轉換層構件與外框架柱連接處很難實現強柱弱梁。因此在需要設置加強層及轉換層時,要慎重選擇其結構模式,盡量減小其本身剛度,減小其不利影響。現在許多專家學者提出,現行的建筑結構設計安全度己不能適應國情的需要,認為我國“取用了可能是世界上最低的結構設計安全度”并主張“建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高”。此外,對于“小震不壞,中震可修,大震不倒”這個抗震設計原則,在新形勢下也有重新審核的必要。

    設防標準低的根本原因在于國家財力物力有限。我國建筑結構抗震設計除了設防烈度較低外,具體抗震計算方法和構造規定的安全度也不如國外,在配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配等一系列保證抗震延性的要求上,與外國相比,也有異同。隨著社會財富的增長,結構失效帶來的損失愈來愈大,加之結構造價在整個投資中的比例下降,因而有人主張結構在設防烈度下應該采用彈性設計,特別是高烈度區要有嚴格的抗震措施與抗震構造措施來保證結構的安全。

    4 抗震分析與設計的新趨勢

     現代控制理論中的狀態空間理論應用到高層建筑結構動力響應問題。根據結構動力方程,引入位移與速度為狀態變量,導出狀態方程,給出非齊次狀態方程的解,進而建立狀態空間迭代計算格式。經工程實例驗算,具有較高精度。特別對多自由度體系的多輸入、多輸出等問題的動力響應解法,效率較高。從結構整體性能出發,改變過去對結構抗震可靠度的研究只考慮荷載的不確定性而忽略了其他多種不確定因素,綜合考慮了材料參數的變異性,地震烈度的隨機性,烈度等級界限的隨機性與模糊性對結構抗震可靠度的影響。研究成果可用于對現有的結構進行抗震可靠度評估,并可用于指導基于可靠度理論的結構抗震設計。

    5 結語

    現階段,土與結構物共同工作理論的研究與發展使建筑抗震分析在概念上進一步走向完善,如果可以在結構與地基的材料特性,動力響應,計算理論,穩定標準諸方面得到符合實際的發展,自然會在建筑結構抗震領域內起到重要的作用。

    參考文獻:

    [1]王軍.某超限高層的抗震性能設計[J].福建建筑,2008,(7).

    第7篇:高層建筑抗震標準范文

    關鍵詞:高層建筑;混凝土結構;抗震性能;設計

    中圖分類號:[TU208.3] 文獻標識碼:A 文章編號:

    高層建筑的抗震性能關系到人民的生命財產安全,但是就目前情況來看,建筑結構的抗震性能還存在一定問題,由于地震造成的巨大災難給人們敲響了警鐘,所以,提高高層建筑結構的抗震性能成為現代建筑重點研究的課題。

    一、高層建筑抗震結構的分析

    現代高層建筑結構形式主要是一個垂直于地面的豎向懸臂結構。其建筑的垂直載荷主要使建筑結構產生一個與地球引力相抗衡的軸心力;建筑的水平載荷使建筑結構產生彎矩。從建筑結構的受力特點進行分析可以看出:當建筑的垂直載荷方向保持不變時,隨著建筑高度的不斷增加僅僅會引起量的增加而已,而這時水平載荷的方向就可以來自四面八方;而當建筑為平均分布載荷時,建筑的高度就和彎矩呈現出二次方的變化。

    再從建筑的側移特點來看:建筑豎直方向載荷引起的建筑位移是比較小的,而水平方向的載荷作為平均分布的載荷時,建筑的高度就和其側移呈現出四次方的變化。由此可以得出,在高層建筑結構中,水平方向的載荷對建筑結構的影響是要遠遠大于垂直方向載荷對建筑結構的影響的,所以在進行高層建筑建設時,水平載荷是在進行結構設計時需要重點控制的影響因素,所以除了在保證高層建筑結構抵抗水平載荷產生的彎矩、剪力以及壓、拉應力時,要具有較大的強度以外,還要保證高層建筑結構具有足夠的剛度,使得建筑隨著高度的不斷升高,所引起的側向變形能控制在結構規范允許的范圍之內。

    二、高層建筑的抗震結構體系選擇

    在進行高層建筑結構設計時,應當根據所建設工程的具體使用功能、房屋的高度與寬度的比值、抗震設防的類別、場地的類別以及建筑地基的實際情況、建筑所用的結構材料和施工工藝等相關因素,進行綜合的比對分析,從而選擇出最為合適的建筑結構體系。高層建筑的鋼筋混凝土結構可以采用框架、剪力墻、框架-剪力墻、簡體和板柱-剪力墻的結構體系。

    建筑的結構框架可以為建筑在進行室內空間的布置時提高其靈活性。當建筑的層數較少的時候,水平方向的載荷對建筑結構的影響是比較小的,所以采用框架結構是比較合理的設計。框架結構主要受到剪力作用的影響,屬于柔性結構,其在建筑層數較多時就會受到限制,所以框架結構主要用在非抗震設計以及層數相對較少的建筑當中。

    建筑的剪力墻結構中,其剪力墻是沿著建筑的橫向方向和縱向方向,進行正交布置或者是多軸斜線交布置的,是由鋼筋混凝土墻體來承受建筑所有的水平方向和豎直方向的載荷,是屬于以彎曲變形為主的剛性結構。所以剪力墻這種結構的抗側力剛度相對較大,在水平方向的作用力下側面方向的變形相對較小,具有良好的空間一體性。但剪力墻結構的缺點就是其結構的自重比較大,在進行建筑的平面布置時具有局限性,很難滿足建筑內部需要建設大空間結構的要求。所以剪力墻結構更多的是運用在墻體的布置以及對于建筑的面積要求不大的建筑工程中,這樣既彌補了剪力墻的缺點,減少了非承重隔墻的數量,同時也使建筑更加的美觀,具有整體性。在國內大力推廣節能設計的大環境下,結構設計過程中工程師宜在滿足國家及行業規范的前提下盡量節省鋼筋混凝土的用量。在剪力墻結構剛度大且軸壓比很小的位置增設結構洞,在結構周期比不滿足規范要求的一些情況下此種減小剛度的方法更宜優先采用。這樣結構設計滿足規范要求的同時也降低了鋼筋混凝土的用量,降低了工程造價。

    建筑的框架-剪力墻結構主要是指:在建筑框架結構中的適當部位,增添設置一些剪力墻,是剛性結構與柔性結構的融合體系,能提升高層建筑大開間的使用空間。在這種體系當中,建筑的主要結構是由若干道單片剪力墻以及框架相互構成的,在這樣的結構體系當中,框架和剪力墻將共同承擔起建筑水平方向的受力。所以在進行框架-剪力墻這種結構的建筑建設時,必須通過各樓層間的樓板使得其變形保持一致,以此使得兩者間能夠很好的進行協同工作。而從這兩者的受力特點進行分析后,可以看出由于兩者的變形方式不同,所以在進行協同工作時,框架結構能協助頂部剪力墻進行抗震,底部剪力墻能協助框架進行抗震,以此發揮出各自的抗震最佳效果,提升了建筑的抗震性能,被廣泛運用在高層建筑抗震的設計上。在實際工程設計當中框剪結構的剪力墻時常會影響房間的使用,這樣結構專業在設計的時候會因為局部剪力墻不能布置而導致框架柱軸壓比略超過規范要求。此種情況設計者宜調整箍筋的直徑,間距,肢距從而提高軸壓比限值的上限來滿足要求。這種方法比增大柱子截面或者提高混凝土強度等級更容易接受。

    三、高層建筑的抗震結構布置

    在進行高層建筑的獨立結構單元布置時,應該使得建筑結構平面的形狀相對簡單、規則、剛度和承載力都能均勻的分布。建筑的豎直方向體型應該規則、均勻,避免有過大的外挑和內斂。建筑結構的側向剛度應該是下部剛度大上部剛度小,并逐漸的進行變化。其高層建筑在進行結構布置時應該遵循以下幾點要求:

    1、在進行高層建筑的結構布置時應該具有必要的承載能力、足夠大的剛度以及變形能力。

    2、在進行高層建筑的結構布置時,應該注意避免因為部分建筑結構或者是構件遭受損壞,從而導致了建筑結構的整體喪失對重力、載荷以及地震的承受能力。

    3、在進行高層建筑的結構布置時,對可能出現的薄弱環節進行嚴格的審核,并且及時采取相應的有效措施來進行應對。

    4、在進行高層建筑的結構布置時,其建筑結構的豎直方向和水平方向的布置,應該使建筑的剛度以及承載力進行合理的分布,避免因地震時引起的局部突變和扭轉效益的發生,具有多道抗震設防的特點。

    四、高層建筑的抗震結構計算

    目前國內外在進行高層建筑抗震結構的計算時,都開始廣泛的采用電腦軟件,特別是在面對一些比較復雜的建筑結構形式時,電腦軟件能對其提供巨大的幫助。在運用電腦軟件進行建筑抗震結構的計算時,要求建筑結構的工程師必須具有清晰的結構概念,能準確在計算機上建立出反映工程實際情況的模型,還要能對其計算結果是否具有準確性、合理性做出分析。

    在利用計算機進行對高層建筑的抗震結構計算時,要求計算機軟件的技術條件應該符合相關的標準規范,并且在進行特殊結構處理計算時,還要闡明其內容方面相關的科學依據。在面對復雜結構下,多發地震災害的建筑內力和變形的分析時,至少要采用兩個不同的力學模型進行研究計算,對計算出來的結果進行準確的分析、確認無誤后,才能進行相關建筑工程的抗震結構設計。

    五、提高高層建筑結構的抗震性能

    由于高層建筑的受力特點與低層建筑的受力特點有所不同,所以在地震頻發區,進行高層建筑結構的設計時,除了在保證建筑結構具有足夠良好的強度以及剛度以外,還必須具有一定的塑性變形能力,來減少地震對高層建筑的破壞。

    高層建筑如果采用框架結構的設計,應該保證節點基本不會受到破壞,同一樓層中各個梁柱的兩端屈服歷程越長越好,而梁柱兩端的塑性鉸的出現應盡可能相對分散,以此充分發揮出整體框架結構的抗震能力。

    六、結語

    為了保證高層建筑具有良好的抗震性,在地震災害來臨之際可以有效的對人民的生命財產安全提供保護,在進行建筑結構的抗震設計時,就必須要通過其受力的特點、建筑結構的體系、建筑結構的布置以及計算進行詳細的分析,然后再進行建造。只有這樣才能保證高層建筑擁有良好的抗震能力,減少材料用量,降低工程造價,使人們的生命財產安全受到有效保護。

    參考文獻:

    [1]陳天華.高層建筑抗震結構設計探析[J].中國科技信息,2011,(16)

    [2]盧偉.高層建筑抗震結構設計之探討[J].價值工程,2011,30(5)

    第8篇:高層建筑抗震標準范文

    關鍵詞:高層 建筑 杭震 結構 設計 探析

    中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A

    正文:

    一、高層建筑抗震結構的分析

    現代高層建筑結構形式主要是一個垂直于地面的豎向懸臂結構。其建筑的垂直載荷主要使建筑結構產生一個與地球引力相抗衡的軸心力;建筑的水平載荷使建筑結構產生彎矩。從建筑結構的受力特點進行分析可以看出:當建筑的垂直載荷方向保持不變時,隨著建筑高度的不斷增加僅僅會引起量的增加而已,而這時水平載荷的方向就可以來自四面八方;而當建筑為平均分布載荷時,建筑的高度就和彎矩呈現出二次方的變化。

    再從建筑的側移特點來看:建筑豎直方向載荷引起的建筑位移是比較小的,而水平方向的載荷作為平均分布的載荷時,建筑的高度就和其側移呈現出四次方的變化。由此可以得出,在高層混凝土建筑結構中,水平方向的載荷對建筑結構的影響是要遠遠大于垂直方向載荷對建筑結構的影響的,所以在進行高層混凝土建筑建設時,水平載荷是在進行結構設計時需要重點控制的影響因素,所以除了在保證高層建筑結構抵抗水平載荷產生的彎矩、剪力以及壓、拉應力時,要具有較大的強度以外,還要保證高層建筑結構具有足夠的剛度,使得建筑隨著高度的不斷升高,所引起的側向變形能控制在結構規范允許的范圍之內。

    二、高層建筑抗震結構設計的要求

    一方面,高層混凝土建筑在設計規劃時,一定要把握好結構剛度值的大小,經過精確的計算分析,充分了解地質地形條件、所用建材性能、機械設備運行參數、物理力學知識等內容,最終確定高層結構的整體剛度強弱或者某個結構設施的剛度,依靠連接設置的調節作用,力求保證抗震能力的提高,盡量讓整個建筑波動受力保持在地質所能支持的范圍之間。也就是說,如果其基礎結構產生小幅度的變形,結構的自我調節功能就會使得整體結構不發生大幅度改變,在經過一此維護工作之后,仍然具有使用價值。

    另一方面,在結構設計以及規劃時,結構工程師一定要著重關鍵構件和連接點的受力情況,采取相關措施進行有效調節,可以達到消災減震的目的,盡最大程度地降低地震災害帶來的損失。根據有關地震災害統計,剛度過于柔和的高層混凝土建筑受到強大的震動作用后,其主體結構受到了一定程度的損毀,然而在余震的相繼作用之下,就會受到持續損壞導致崩塌。

    總之,對于高層混凝土建筑抗震結構的設計,一定要保證其結構具備適宜的剛度,還要改善其延性等特點,進而增強其整體結構的抗震性能。

    三、改善高層建筑抗震結構設計具體措施

    (一)選定建設位置

    根據地震災害情況的綜合分析,我們得出,如果建筑物所處的位置不同,那么其承受地震作用也會有很大的差別,究其原因就是所處地質條件存在不同點。這就需要,在建設項目位置選定時,應該注意以下兩點內容:一是工程項目建設位置的地質環境應該具有良好的抗震能力;二是應該遠離有重大威脅的場地,例如變電站、大型石油保存設施等等,防止除地震外其他因素帶來的安個隱患問題。

    (二)改進結構設計方案

    結構工程師所采用的方案要求設計出的建筑能夠滿足國家規定建筑抗震能力的標準,實現主體結構有足夠的空間進行調節變形,并且能夠在結構的強大延性作用下,自動回復到正常狀態,這樣就大大削弱了主體變形對整個建筑結構帶來的不利作用,達到高層混凝土結構長期處于穩定牢固的平衡狀態。在平算不同程度的地震作用力對結構造成的影響,對其構件開展科學合理的布局,盡量協調高層混凝土建筑結構各種設施之間的受力情況,維持平衡,加大其承受外力的能力,著重考慮結構豎向重力作用的情況,使其平和勻稱,達到剛度規劃的要求目標,盡可能讓設計結構有條理、不紊亂、有層次、不交錯,實現增加整體抗震能力的目的著平研究地震災害記錄信息,根據實際要素在設計中融入相應的防震措施,對關鍵微小部分要嚴加處理應對,使整體結構由上到下所承受的重力均勻一致的降低,保持建筑整體的對稱情況,這種一目了然的重力變化規建能夠大大削弱地震帶來的水平與豎向不規則的作用力,因而有了相應的抗震效果。

    (三)控制扭轉效應

    地震作用有水平作用、豎向作用以及扭轉作用,在多種受力的綜合下,就會產生難以估量的破壞力,如地裂、房屋倒塌、地勢波動較為強烈等由于地震爆發具有隨時性,其中包含很多不穩定的地方,這就要求對于高層混凝土建筑抗震方面的結構設計方面,強調地震帶來扭轉效應如果沒有設置相關結構位移的標準,就應該選取所測定的最大位移部分的剛度以及減弱最小位移帶點剛度,保持結構在整體方面位移的一致性保證每一個細節都達到相關的設計要求,一旦發現不合理的地方,就應該及時作出有效的調整,盡量地控制地震扭轉作用帶來的不利影響。

    (四)研究高層混凝土建筑各層結構參數設置

    對各層參數的設置主要是在模擬地震時各種受力作用帶給結構設施受力分析的計算,例如,墻體承載能力、柱梁變形方面計算等等在高層混凝土結構設計的預處理階段,在充分了解所建項目的位置、地形條件、所選材料、施工工藝、質量檢測等多個方面的基礎上,把握其中要點,建立建筑設計的基本框架,應用自身的設計理念和專項技能來進行詳實的設計,并對一此關鍵地方做出十分重要的說明,來完成建筑抗震結構設計的工作最好能夠建立系統的完善的建筑結構設計信息數據庫,便于結構工程師查找相關案例,總結經驗,采取合理的設計方法開展工作在研究建筑復雜結構綜合受理情況時,要選出相應的力學模型,例如剪切理論和主拉應力理論,來對建筑結構受理是否合理進行判斷應該對由計算機運算結果開展深入的調杳研究,估定其有效程度,為以后的結構抗震能力的設計提供依據高層混凝土建筑結構所要處理的參數包括整體的震動周期、扭轉角度、相關剛度比例等。因此,對于高層結構的設計不能一蹴而就,應該經過反復的計算研究和多次協調,在保證其結構具有抗震能力的基礎上,確定結構方面的有關參數。

    四、高層混凝土建筑的抗震結構布置

    在進行高層混凝土建筑的獨立結構單元布置時,應該使得建筑結構平面的形狀相對簡單、規則、剛度和承載力都能均勻的分布。建筑的豎直方向體型應該規則、均勻,避免有過大的外挑和內斂。建筑結構的側向剛度應該是下部剛度大上部剛度小,并逐漸的進行變化。其高層建筑在進行結構布置時應該遵循以下幾點要求:

    1、在進行高層混凝土建筑的結構布置時應該具有必要的承載能力、足夠大的剛度以及變形能力。

    2、在進行高層混凝土建筑的結構布置時,應該注意避免因為部分建筑結構或者是構件遭受損壞,從而導致了建筑結構的整體喪失對重力、載荷以及地震的承受能力。

    3、在進行高層混凝土建筑的結構布置時,對可能出現的薄弱環節進行嚴格的審核,并且及時采取相應的有效措施來進行應對。

    4、在進行高層混凝土建筑的結構布置時,其建筑結構的豎直方向和水平方向的布置,應該使建筑的剛度以及承載力進行合理的分布,避免因地震時引起的局部突變和扭轉效益的發生,具有多道抗震設防的特點。

    結語

    為了保證高層建筑具有良好的抗震性,在進行建筑結構的抗震設計時,就必須要通過其受力的特點、建筑結構的體系、建筑結構的布置以及計算進行詳細的分析,然后再進行建造,只有這樣才能保證高層混凝土建筑擁有良好的抗震能力,才能使人們的生命財產安全受到有效保護。

    參考文獻:

    [1] 現行建筑施工規范大全[M]. 北京: 中國建筑工業出版社,2009.

    [2] GB50011 -2010,建筑抗震設計規范[S].

    第9篇:高層建筑抗震標準范文

    【關鍵詞】高層建筑;結構抗震;優化設計

    一、高層建筑抗震設計的必要性

    在歷年的地震災害中,結構工程師逐漸認識到工程結構中宏觀的“概念設計”比“數值設計”的抗震更為重要,所以對“概念設計”越來越重視。建筑建筑結構概念設計的定義就是在結構的宏觀整體的基礎上,根據結構系統及結構整體的要求,正確處理結構總體方案、細部構造及材料使用等,進而達到對建筑的合理結構設計。對在結構中遇到的結構體系、構件延性、剛度分布等問題,從宏觀的角度上對其進行鑒別、選擇等處理,通過適當的計算及構造來消除高層建筑抗震設計中的薄弱環節。工程師在進行概念設計時要充分運用其思維和判斷力,確定結構設計中的基本問題。因此,在進行抗震設計時,工程師要充分理解結構抗震的特點,分析振動中結構受力特性,抓住關鍵問題,用正確的思維才能得到科學合理的結構設計。

    二、我國高層建筑抗震設計中的存在問題分析

    ⒈建筑高度問題分析。在我國制定的高層建筑混凝土結構技術規程中規定,在在一定設防烈度及結構型式下,鋼筋混凝土高層建筑的高度要控制在一定的范圍之內。這個高度要適合我國現階段經濟發展水平、施工技術水平及建筑科研水平,總之要與我國目前的土建規范體系協調一致。但是我國現在實際的高層建筑的高度已經遠遠超過了這個原則。要采用科學謹慎的態度對待這些超高限建筑,不但有組織專家對其論證也要進行模型振動臺試驗。在地震的強烈震感下,超高限建筑物會很容易產生加大的變形,高度越高,設計時的參數就容易超出其適用的范圍,特別是延性要求、材料性能、安全指標、荷載取值、力學模型等設計參數,會發生質變。

    ⒉材料的選用和結構體系問題分析。在地震多發區,人們越來越重視對建筑物所采用的材料及結構體。對于150m以上的建筑,主要采用的結構體系有框-筒、筒中筒和框架-支撐三種體系結構。在高層建筑中,對建筑材料及結構體系的選擇尤為重要,但是市場上現有的鋼材種類及類型很多,對其結構的加工制造水平也在不斷的提高,所以要盡量選擇鋼管混凝土結構、鋼骨混凝土結構來減少柱斷面的尺寸,已達到建筑結構的抗震性能。高層建筑超過一定高度后,需要采用混凝土材料和鋼骨混凝土來達到減小風振的目的。

    ⒊抗震設防烈度較低。建筑界權威專家指出,我國目前的建筑結構設計安全度已經不能夠適應現階段的國情,甚至我國采用的結構設計可能是世界上最低的結構設計安全度,所以大幅度提高建筑結構設計的安全度水平已經非常需要。因此在堅持抗震設計原則即“小震不壞,中震可修,大震不倒”下,重新對抗震設計進行審核,以適應我國國情的需要。目前我國現行的抗震設防標準遠遠跟不上時代的發展,不但對筑結構抗震設計的設防烈度低,而且抗震計算方法和構造規定的安全度也與發達國家相距甚遠,當然對配筋率、梁柱承載力匹配等這些抗震延性的要求也不夠嚴格。在經濟發展形式下社會財富也會越來越多,那么如果對高層建筑結構的抗震性沒有合理的設計必將帶來更嚴重的損失。

    三、我國高層建筑結構抗震的具體設計分析

    ⒈在對高層建筑結構進行抗震設計要注重其結構的規則性。高層建筑的結構均勻性主要體現在:①高層建筑主體抗側力結構兩個主軸方向的變形特性及剛度要相近。現階段的高層建筑基本上都是三維的,但是地震的風荷載等具有隨意性,誒有固定的方向,所以要想果高層建筑具有好的抗震 抗風性能其抗側力結構兩個主軸方向的變形特性和剛度要均勻;②高層建筑主體抗側力結構的構成變化及豎向斷面要均勻。即高層建筑主體結構的的層剪切剛度要均勻,這樣即使一些薄弱層受到破壞,但是結構整體不會受到破壞;③對高層建筑主體抗側力結構進行平面布置時,同一主軸方向各片抗側力結構剛度的均勻,同時要避免布置一些剛度延性差如長窄的實體剪力墻結構。不過這種結構也是滿足不了剛度和對稱性要求,同時由于個別結構剛度大,在地震時能夠吸收極大的能量會被破壞,從而被導致整個結構的破壞。但是如果同一主軸方向的各片抗側力結構剛度均勻,那么水平荷載作用下應力分布也會比較均勻,從而實現高層建筑體系的抗震性能。

    ⒊建筑結構體系合理性選擇。在對高層建筑結構進行設計時首先要考慮其結構設計的合理性,因為結構的合理性直接決定對高層建筑的安全性及經濟性。①對樓屋蓋梁系進行布置時,要分析那條是最短路徑使垂直重力荷載傳遞到豎向構件墻 柱上去;②豎向構件的布置。在垂直重力荷載作用下要盡量使豎向構件的壓應力水平均勻,這樣可以避免豎向構件間壓應力的二次轉移。垂直重力荷載下對豎向構件的這種布置是是最合理優化的布置;③轉換結構的布置。要使上部結構豎向構件所生成的垂直重力荷載通過最少的轉換層到達下部結構的豎向構件;另外要明確整體抗側力結構體系,結構體系也應該有多道抗震防線及合理的剛度。

    四、抗側力結構和構件的延性設計分析

    為提高高層建筑結構和構件的延性水平要注意一下幾點。①對鋼筋混凝土框架結構設置時要堅持“強柱弱梁”的原則;②限制剪壓比。現階段的鋼筋混凝土構件斜截面受剪承載力的設計表達式是由斜截面上箍筋能達到抗拉屈服強度及其受剪承載力隨配箍特征值的增長所決定的。但是較大的配箍特征值使其不能充分發揮其強度特性,也會影響剪壓比對構件變形性能,所以對剪壓比限制,也是滿足構件最小截面的要求;③軸壓比限制。軸壓比不但控制偏心受拉邊鋼筋抗拉的強度,而且也是受壓區混凝土邊緣達到其極限壓應變的重要指標。無數次實驗證明,軸壓比越大柱的變形能力越小,尤其在高軸壓比下,通過增加箍筋來改善柱變形能力這種方式收效甚微。 因此,高層建筑結構想要有比較好的抗震性,就應限制偏心受壓構件的軸壓比。同時也要特別注意影響高層建筑結構構件延性的其他因素包括剪跨比、混凝土鋼筋材料、縱向鋼筋配筋率、配箍率、箍筋型式鋼筋連接、錨固方式等,要保證這些方面都應滿足高層建筑結構抗震設計的要求。

    結論

    土木工程技術人員在對高層建筑的研究及設計中,應該站在對建筑的整體宏觀角度出法,在對建筑的整個設計過程中科學合理的運用概念設計,對建筑的功能、安全可靠性、經

    濟合理、美觀藝術性等方面具體的考慮并且在對建筑進行設計時不但要考慮其抗震結構的造價,也要考慮其經濟、社會效益,,創造出安全、經濟的具有最優抗震結構設計的高程建筑。

    參考文獻

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