高层建筑结构抗震设计要点

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1、高层建筑结构抗震设计要点摘要：近些年来高层建筑结构设计越来越重视抗震性能设计。本文分析了影响高层建筑结构抗震效果的主要因素，阐述高层建筑结构抗震设计要点。关键词：高层建筑；抗震；结构；抗震防线；设计要点一、影响高层建筑结构抗震效果的因素（一）高层建筑自身结构设计高层建筑中抗水平力是结构设计主要矛盾，据不同侧力及抗震等级采用不同结构体系。高层建筑从其本质上是悬臂结构，垂直荷载主要使结构产生轴力与建筑物高度大体为线性关系；水平荷载使结构产生弯矩。从受力特性看，垂直荷载方向不变，随建筑物增高仅引起数量增加，而水平荷载来自任何方向，均布荷载与建筑物高度大体为二次方

2、变化。一般情况下水平荷载远大于垂直荷载影响。应使结构要有较大强度外还要有足够刚度。高层建筑常用结构类型有钢结构和钢筋碇结构。钢结构整体自重轻、强度高、抗震性能好、施工工期短等特点，且截面相对较小，有很好延性，适合柔性方案，其缺点是造价较高。当场地土特征周期较长时易发生共振。钢筋碗结构刚度大、空间整体性能好、造价相对较低及材料来源也较丰富，较适用承载力大,控制塑性变形的刚性方案结构。不利因素是结构自重大、抵抗塑性变形能力差，施工周期较长。因此高层建筑采取何种形式应取决于结构体系和材料特性，同时取决于场地土类型，避免场地土和建筑发生共振，而使振害更加加重。（二

3、）高层建筑结构施工材料和过程高层建筑结构施工原材料对其抗震效果有直接影响，因此施工建设中应明确施工材料重要性。通常情况下建筑物建设质量越高，地震对建筑物的作用力越小，在同等地震环境下建筑施工中使用性能越好的材料，其受到地震作用力也越小，而如无法保证材料使用性能，就会受到较大地震作用力。在高层建筑施工建设中选择建筑材料时建议采用塑料板材、空心砖及加气混凝土板等，这些质轻材料对保证建筑物抗震性能都十分有利。高层建筑施工中为较好的保证其抗震效果，还应保证施工中每个环节和每道工序质量，应高度重视施工中各项管理工作，同时建立完善施工监管规范制度,严格按照设计图纸及施

4、工规范施工，保证高层建筑结构施工质量，确保其抗震效果。（三）场地选择场地选择对高层建筑至关重要。地震造成的破坏除地震直接引起结构破坏外还有场地条件原因。当地震来临时，其对高层建筑结构破坏的原因有很多方面,最主要的是地表滑坡、山体崩塌及岩石断层等导致地表发生运动，使建筑结构受到破坏，而水灾和海啸等地震带来的次生灾害也会破坏建筑物。因此选择有利抗震建筑场地，是减轻地震灾害的第一道工序，抗震设防区建筑工程应选有利地段，应避开不利的地段。二、高层建筑结构抗震设计要点（一）选择有利场地高层建筑选择建筑场地时应据工程需要和地震活动情况、工程地质情况和地震地质情况有关资

5、料，对抗震有利、一般、不利和危险地段做综合评价。对不利地段应提出避开要求；当无法避开时应采取有效措施o对危险地段不应建设高层,减少建筑物先天缺陷，最大限度降低地震灾害发生造成损失。（二）合理建筑结构体系及参数设计计算分析高层建筑抗震设计必须正确选择合理结构体系，正确认识其受力特点，选择合理结构布置，协调好建筑与结构关系，提高整体抗震性能。建筑结构应据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。结构体系应满足：(1)应具有明确计算简图和合理地震作用传递途径；(2)应避免因部分结构或构件破

6、坏而导致整个结构丧失抗振能力或对重力荷载的承载能力；(3)应具备必要抗震承载力，良好变形能力和消耗地震能量能力；(4)对可能出现的薄弱部位采取措施提高抗震能力。对复杂结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时采用不少于两个不同力学模型。目前主要有两种计算理论：剪摩理论和主拉应力理论，它们有各自适用范围：砖砌体一般釆用主拉应力理论，而砌块结构可采用剪摩理论。对计算机计算结果应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。结构计算控制主要计算结果有结构自振周期、位移、平动及扭转系数、层间刚度比、剪重比、有效质量系数等。另外地下室水平位移嵌固位置，转换层刚度是否满

7、足要求等，都要求有层刚度作依据。复杂高层建筑抗震计算时宜考虑平扭耦联计算结构扭转效应，振型数不应小于15,对多塔结构振型数不应小于塔楼数9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量90%。总之高层结构计算很难一次完成，应据试算结果，按上述要求多次调整，得到较为合理计算结果，以保证建筑物安全。（二）层间位移限制高层建筑物在遭受地震作用下，一般楼层间会产生一定位移，从而致使各楼层间错位，如楼层间位移超过限制会发生倒塌现象。据以往地震研究发现，层间位移限度不仅与建筑施工所使用材料有关，且还与整个建筑物结构体系有关。一般钢筋混凝土相对于纯钢结构来说，对高层建筑层

8、间位移限制较严格；风荷载作用下限度相对来说要求较严格。一般基于位移