高层建筑抗震分析探讨

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1、高层建筑抗震分析探讨高层建筑抗震分析探讨　　摘要：我国是一个多地震国家，高层建筑结构的抗震问题也逐渐成为建筑行业关注的焦点。采用抗震性能好的建筑结构体系及平面布置，应用新型建筑材料可以大幅度增强建筑物的抗震性能。　　高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。随着大城市的发展，城市用地紧张，市区地价日益高涨，促使近代高层建筑的出现，电梯的发明更使高层建筑越建越高。宏伟的高层建筑是经济实力的象征，具有重要的宣传效应，在日益激烈的商业竞争中，更扮演了重要的角色。　　1885年建成美国芝加哥家庭保险公司大楼，通常被认为是世界第一栋高层建筑。结构上没有承重墙，整个建筑的重量由金属框架支撑

2、，圆形铸铁柱子内填水泥灰，1至6层为鍛铁工字梁，其余楼层用钢梁。标准的梁距5英尺，支撑砖拱楼板。砖石外立面，窗间墙和窗下墙为砖石构造，象幕墙一样挂在框架之上。建筑史称它为"钢铁结构进化中决定性的一步"。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化，而且在高度上也有大幅度增长。而一次又一次地震灾难及教训，警示人们：防震减灾任重道远，刻不容缓。高层建筑抗震分析探讨高层建筑抗震分析探讨　　摘要：我国是一个多地震国家，高层建筑结构的抗震问题也逐渐成为建筑行业关注的焦点。采用抗震性能好的建筑结构体系及平面布置，应用新型建筑材料可以大幅度增强建筑物的抗震性能。　　高层建筑是社会经济发展和科技

3、进步的产物。随着大城市的发展，城市用地紧张，市区地价日益高涨，促使近代高层建筑的出现，电梯的发明更使高层建筑越建越高。宏伟的高层建筑是经济实力的象征，具有重要的宣传效应，在日益激烈的商业竞争中，更扮演了重要的角色。　　1885年建成美国芝加哥家庭保险公司大楼，通常被认为是世界第一栋高层建筑。结构上没有承重墙，整个建筑的重量由金属框架支撑，圆形铸铁柱子内填水泥灰，1至6层为鍛铁工字梁，其余楼层用钢梁。标准的梁距5英尺，支撑砖拱楼板。砖石外立面，窗间墙和窗下墙为砖石构造，象幕墙一样挂在框架之上。建筑史称它为"钢铁结构进化中决定性的一步"。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化，

4、而且在高度上也有大幅度增长。而一次又一次地震灾难及教训，警示人们：防震减灾任重道远，刻不容缓。　　从上个世纪开始，各国的专家、学者对抗震设计进行了一系列研究。进入90年代，结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的历史日程。特别是我国处于地震多发区，高层抗震设计设防更是工程设计面临的迫切的任务。作为工程抗震设计的依据，高层建筑抗震分析更处于非常重要的地位。　　历次地震表明，在同等场地、地震烈度条件下，钢结构房屋的震害要较钢筋混凝土结构房屋的震害小得多。以1985年9月墨西哥城大地震的震害为例，其中倒塌和严重破坏的钢结构房屋为12栋，而钢筋混凝土房屋却有127栋。现在我国钢材产量已

5、居世界前列，建筑钢材的类型及品种也在逐渐增多，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，建议尽可能采用型钢混凝土结构、钢管混凝土结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。　　在结构体系或柱距变化时，需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成刚度而导致结构刚度突变，常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大，加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。因此在需要设置加强层及转换层时，要慎重选择其结构模式，尽量减小其本身刚度，减小其不利影响。　　在超过一定高度后，由于钢结构质量较轻而且较柔，为减小风振而需要采用混凝土材料，钢骨混

6、凝土，通常作为首选。工程经验表明：利用钢管混凝土承重柱自重可减轻65%左右，由于柱截面减小而相应增加使用面积，钢材消耗指标与钢筋混凝土结构相近，而工程造价和钢筋混凝土结构相比可降低15%左右，工程施工工期缩短1/2.此外钢管混凝土结构显示出良好的延性和韧性。　　对20世纪90年代几场大地震后的钢结构震害调查发现,以往抗弯框架的刚性连接方式并不能达到人们所预期的目的,甚至有较大的破坏,在此基础上,提出了采用翼缘削弱钢梁(RBS)的构造方式,来达到强柱弱梁的抗震目的,通过对以往大量试验和数值分析结果的研究,结合现行规范和工程实际要求提出了采用RBS的计算方法和构造方式。　　日本造

7、出的蚕茧大厦是一座校舍建筑，外形酷似蚕茧，采用钢架结构，以独特的造型结构吸引分解外来冲击力，从而保障自身的稳固性。这座高达米的超高校舍建筑地上有50层，地下2层，建筑面积3541平方米。这是由日本顶级建筑大师丹下健三(KenzoTange)的建筑设计事务所设计的，其灵感来自“蚕茧”，不仅外形具有蚕茧的形态，其间架结构也吸收了蚕茧的诸多优点。　　现代钢筋混凝土建筑对抗地震的办法大多是硬碰硬，通过加深地基、加强材料的坚固性和结构的稳固来保障大厦的安全。而蚕茧大厦却展示了一种另类思维——以柔克刚，以独特的造型