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1、浅析高层建筑抗震设计:随着高层建筑往更高的方向发展,其抗震性能也变得越来越胃要。文中系统的分析了建筑设计在抗震设计当中存在的问题,总结了震害多发点及高层建筑抗震概念设计的基本要点,并对高层建筑的抗震计算方法进行了探讨,最后对加固薄弱环节和结构隔震与消震设计进行浅析。 关键词:高层建筑;抗震设计;消震设计 Abstract:ent,theseismicperformanceisalsobeingmoreandmoretothestomach.Thispaperanalysesthearchitectureofthesystemdesigninseismicde
2、signproblemsof,summarizestheearthquakedamagemultiplepointsandhighbuildingaseismicdesignofthebasicconcept,andthekeypointofearthquake-resistantcalculationofhigh-risebuildingmethodisdiscussed,finallytostrengtheningicdesign. Keyicdesign;Aicdesign :[TU208.3]:A: 引言 高层建筑结构体系是随着社会的
3、发展和科技的进步而出现的。随着此类建筑的不断增多,其结构抗震分析和设计也变得越来越重要。特别由于我国处于地震多发地区,地震荷载是建筑结构强度和刚度的主要控制荷载,因此,如何准确的评估地震荷载、获得经济合理的高层建筑抗震设防体系是大型土木工程设计面临的首要问题。 1、建筑设计在抗震设计当中存在的问题 在高层建筑设计中,除了考虑垂直荷载和水平荷载外,还要考虑地展力。往往由水平地震力产生的内力,成为设计控制的主要因素。高层建筑的结构体系有多种,当地震烈度低于8度时,只要建筑物体型合理。垂直刚度均匀,九层以下的高层建筑,仍可采用钢筋混凝土框架结构。加上临街一面底层抗
4、震墙设计减少,引起底层的侧移刚度比纵横墙较多的第二层要小,这种结构的建筑物其地震倾覆力矩主要由钢筋砼框架柱承担,使得底层钢筋砼框架柱的承载能力大为降低,当地震时,因为下柔上刚,从而危及整座建筑的安全。如何才能克服这些闲难就是建筑设计者所面临问题。 2震害多发点 地震作用具有较强的随机性和复杂性,要求在强烈地震作用下结构仍保持在弹性状态,不发生破坏是很不实际的;既经济又安全的抗震设计是允许在强烈地震作用下破坏严重,但不倒塌。因此,依靠弹塑性变形消耗地震的能量是抗震设计的特点,提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力,防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到
5、的目标。 2.1柱端与节点的破坏较为突出 框架结构的构件震害一般是梁轻柱重,柱顶重于柱底,尤其是角杜和边柱易发生破坏。当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时,柱顶剪切破坏严重,破坏部位还可能转移至窗洞上下处,甚至出现短柱的剪切破坏。 2.2结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层 钢筋混凝土框架结构在整体设计上存在较大的不均匀性,使得这些结构存在着层间屈服强度特别薄弱的楼层。如1976年唐山大地震中,13层蒸吸塔框架,由于该结构楼层屈服强度分布不均匀,造成第6层和第11层的弹塑性变形集中,导致该结构6层以上全部倒塌。 3结构抗震概念设计 地震作用影响因素极为复
6、杂,是一种随机、尚不能准确预见、计算的外部作用。目前规范给出的计算方法还是一种半经验半理论的方法,要进行精确的抗震计算还有一定的困难,因此人们在工程实践中提出了“建筑抗震概念设计”。概念设计强调在工程设计应把握好场地选择、能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延性等方面,从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节,再辅以必要的计算和构造措施,使设计出的房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。抗震概念设计的基本要点有: 3.1选择有利于抗震的场地和地基 高层建筑设计中要选择对建筑抗震有利的地段,避开对建筑抗震不利的地段。当无法避开时,应当采取适当的抗震措施,
7、不应在危险地段上建造高层建筑。此外,设计前应估算建筑结构的白振周期,并与场地卓越周期错开,防止地震时结构发生类共振现象的破坏。 3.2选择良好的抗震结构体系 高层建筑结构在抗震设计时,应选择合理的结构类型,设计的结构既要考虑其抗震安全性,也要尽可能的经济。此外,结构应拥有良好的整体性和变形能力,使结构的强度、刚度和变形能力三者达到统一。 4.高层建筑抗震计算方法 当地震发生时,地面上原来静止的结构物因地面运动而发生强迫振动。因此,结构地震反应是一种动力反应,其大小不但与地面运动有关,还与结构的动力特性有关,一般需要采用结构动力学方法分析才能得到。目前常用
8、的方法有底部剪力法、振型