高层建筑结构抗震分析和设计的探讨.doc

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1、高层建筑结构抗震分析和设计的探讨摘要：近年來地震给人们所带来的灾害，高层建筑在结构体系的选择、设计的方法以抗震的性能等诸多的设计都给抗震事业带来了积极的影响，对于建筑的完善起到了很大的作用。本文对高层建筑结构抗震设计的策略进行了探讨。关键词：高层建筑；结构；抗震；设计；策略中图分类号：TU97文献标识码：A高层建筑已经逐渐成为当前时代建筑发展的主流建筑形态2—，对于高层建筑，其抗農效能的分析一直是国内外建筑抗農设计分析的研究热点，而最直接最有效的抗震措施就是在建筑设计阶段进行结构抗震设计，只有从高层建筑物内部实施结构抗農，才能够从根本上提高高层建筑的抗震效能。一、高层建筑受地震作用的

2、影响分析在进行抗震性能设计之前，首先要明确地農对建筑结构的破坏形式有哪些，并且要掌握建筑结构在地震作用下的形变特征。一般来讲，地震对高层建筑的结构破坏作用形式有两种，即一次超越性和反复损伤型。前者是指在地震作用下，建筑结构发生大幅度的振动，使得建筑主体出现一定程度的位移，当这种位移所引起的结构变形程度超过了建筑本身的变形能力，就会使建筑的强度遭受严重破坏，引起建筑裂开，断裂,甚至是倒塌现象。而后者则是指建筑结构并非是直接受到地震的影响而破坏，而是通过地震的间接作用來实现对结构的破坏。即在地震作用下，建筑结构的弹性在不断的循环，塑性变形也在不断循环，整个建筑结构都遭受了严重的损伤累积，

3、并长期处于低周疲劳效应的状态，建筑的整个防震底盘都遭受较人损害，此时即使有轻微的外界作用，都有可能引起建筑倒塌。事实上在目前的地震作用下，建筑结构遭受破坏的形式多为反复损伤型破坏方式，并口破坏作用部位有很大差异。二、高层建筑结构抗震设计的策略1、选择合适的抗震场地每次地震发生时高层建筑都遭到很人的破坏，这除了是因为地址破坏了高层建筑的结构外，跟高层建筑的场地也有很大的关系。地震可能会引起的地表错动与地裂，还可能会引起地基土的小均匀沉陷，滑坡和粉、砂土液化等。因此，我们应该选择对建筑抗震有利的地段，同时应避开对抗震不利的地段，即使无法避开时，也应采取适当的抗震加强措施，应根据抗震设防类

4、别采取加强地基和上部结构整体性和刚度，和根据地基液化等级部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施；当地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、新近填土和严重不均匀土层时，采用桩基、地基加固和加强基础和上部结构的处理措施，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，对于地震时可能导致滑移或地裂的场地，应采取相应的地基稳定措施。2、正确认识高层建筑的受力特点，选择合理的结构类型高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构，垂直荷载主要使结构产生轴向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,随建筑物的增高仅引起量的增加;而水平荷载可来口任何方向，当为均布荷载时，弯

5、矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特性看，竖向荷载引起的侧移很小，而水平荷载当为均布荷载时，侧移与高度成四次方变化。由此可以看出，在高层结构中，水平荷载的影响要远远大于垂直荷载的影响，水平荷载是结构设计的控制因素，结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外，同时要求结构要有足够的刚度，使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。高层建筑有上述的受力特点，因此设计中在满足建筑功能要求和抗震性能的前提下，选择切实可行的结构类型，使之在特定的物资和技术条件下，具有良好的结构性能、经济效果和建筑速度是非常必要的。高层建筑上常用的结构类型主要有钢结构和钢筋混凝土

6、结构。钢结构具有整体口重轻、强度高、抗震性能好、施工工期短等优点，并且钢结构构件截曲相对较小，具有很好的延性，适合采用柔性方案的结构。其缺点是造价相对较高，当场地土特征周期较长时，易发生共振。与钢结构相比，现浇钢筋混凝土结构具有结构刚度大，空间整体性好，造价低及材料來源丰富等优点,可以组成多种结构体系，以适应各类建筑的要求，在高层建筑中得到广泛应用，比较适用于提供承载力，控制塑性变形的刚性方案结构。其突出缺点是结构自重大，抵抗塑性变形能力差，施工工期长，当场地土特征周期较短时，易发生共振。因此，高层建筑釆用何种结构形式，应取决于所有结构体系和材料特性，同时取决于场地土的类型，避免场地

7、土和建筑物发生共振，而使震害更加严重。3、结构的刚度和延性结构水平方向的刚度应能使结构抵抗任何方向的水平地震作用，并有助于减少结构的变形。结构还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。由于现有的抗震设计计算不考虑地震地面运动的扭转分量，所以在概念设计中还应注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。延性好的结构能吸收较多的地震能量，能经受住较大的变形。增加结构的延性，能削弱地震反应，提高结构抵抗地震的能力。结构对延性的需求与地震力降低系数是相适应的。地震