高层建筑结构选型与抗震设计探讨.doc

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1、高层建筑结构选型与抗震设计探讨摘要：本文主要针对高层建筑结构选型探讨了它的结构体系、结构选型的内容以及影响因素，分析了高层建筑结构的损伤机制和抗震设计。关键词：高层建筑；结构选型；影响因索；抗震分析；加固措施0前言目前，在我们国家，建筑设计和计算大部分还是依赖软件，对其中的各种参数、假定包括现行的规范理解不够，实际的建筑工程设计水平还有局限性，这对于建筑结构的安全性是不利的。选择合适的结构选型，并对于地震区需加强抗震措施的建筑应作出抗震加固是十分重要的。因此，结构选型及抗震设计作为高层建筑结构设计当中的两大关键要素，其设计安全性与时代性应当引起相关工作

2、人员的特别关注与重视。1高层建筑结构体系形式和内容竖向荷载是所有结构最基本的传力体系；随着建筑高度的增大，侧向荷载对结构的影响成为重中之重，侧向荷载将成为确定高层建筑结构方案和影响土建造价的决定性因素，因此抗侧力体系的选择和组成是高层建筑结构设计的首要考虑和决策的重点。高层建筑在选型上可以考虑多种结构体系如框架、剪力墙、框架-剪力墙、框架-筒体、筒中筒等。每种结构体系均有自身的特点及适用范围,如框架比较利于空间的划分，但其适用高度有限，口高层框架抗震性能不好；而剪力墙结构则有利于空间的划分，但不适用于大空间的使用，但其抗侧性能较好；而框架-剪力墙则可以

3、弥补两者的不足。2影响高层建筑结构体系选择的因素高层建筑自身的功能要求是重屮Z重。如高层住宅在功能上对空间的分隔，剪力墙可以很好的满足，可以使剪力墙和隔墙统一，英承重和抗侧力功能良好。因此剪力墙是适应高层住宅一个很好的结构体系，而框架在框架柱可能暴露以及适应高度方面都局限性，在影响建筑的美观、施工方便以及抗震性能上都有所不足，对比剪力墙在高层住宅的应用要少很多。而对于即要求平面上空间的划分有小有大时，如高层旅馆等，剪力墙只能上空间分隔上满足耍求，而对于划分大空间时，框架比较适合，因此选用框架一剪力墙结构和筒体结构较为合适。而对空间上下部分划分不一致时，

4、如建筑下部分作为商场使用等，则应该在高层建筑中设置转换层。因此对于高层建筑，建筑的功能要求对于结构体系的确定有重大的影响。3高层建筑结构抗震设计分析（1）高层建筑结构抗震设计理论分析。现阶段应用比较广泛的高层建筑结构抗震设计理论主要可分为反应谱理论、动力理论以及拟静力理论三个类型，首先，对于反应谱理论而言，进行抗慮设计的重心在于地慮農动过程当中的加速度特性；其次，对于动力理论，广范应用于20世纪70-80年代，进一步动力理论也称地震时程分析理论，它抗震设计的核心就是把地震作为一个时间过程，将有显著特征的地震动加速度作为一个地震动变量参数，而整个结构就是

5、多自由度体系，从而得到每个时刻的地震反应从而完成抗震设计工作。最后，对于拟静力理论而言，进行抗震设计的基本在于对地震力大小参数进行核算，按照地震系数与高层建筑结构重量的乘积对该参数进行计算。（2）高层建筑结构抗震设计应该按照“二水准”设计，应使建筑结构构件、层间位移、整个结构的抗震能力均符合规范要求。4传统抗震技术存在的问题从早期的框架结构、剪力墙结构这些传统抗震结构，到近期的消能减震结构和隔農结构等新型结构，结构的损伤机制越來越明确。目前传抗抗震技术存在以下问题：（1）安全问题：由于“基本烈度”不确定性，在突发强地震时难于控制结构破损程度，因此很难保

6、证不倒塌。（2）适应问题：只要求在设防烈度内保护结构，并没有对生命线工程作强调，没有保护生命线工程中的重要设备、仪器等，而这些生命线工程包括指挥中心、网络中枢、医院、电台等。（3）经济问题：硬抗地震，一味的增加构件的断面血积，会使构件的刚度变大，而刚度变大带来的效应是地震作用增大。据研究，烈度为7度时造价相比6度设计约增3%-8%,8度时增加10%-25%,9度时增加20%-40%；硬抗地憲只会使造价提升。（4）建筑设计复杂导破坏：不规则平面会导致扭转，不规则立面会导致层间剪切破坏。5高层建筑结构抗震加固的损伤机制和措施（1）高层建筑结构的损伤机制的内

7、容：结构在地震作用下的损伤是指地震过后无法自动恢复的结构力学特性的改变，比如构件的屈服、构件刚度和承载力的退化等。结构损伤形式包括脆性损伤和延性损伤，在抗震设计中我们期望的是延性损伤，即在承载力基本保持不变的情况下有较长稳定的变形的发展阶段，这样有较大的耗能能力。损伤在结构体系中发生的部位即是损伤分布，通常，将损伤尽可能均匀地分布在结构体系屮是提高结构抗震性能的有效手段，因此将地震作用下结构的损伤分布称为“损伤机制”。损伤机制控制有助于实现构件、区域功能分化，充分利用不同结构材料的特性；同时具有明确损伤机制的结构在预期强震下的地震响应更易于预测。（2）

8、普通结构的损伤机制：框架结构的理想损伤机制是“强柱弱梁”机制，即框架结构的梁端和底层柱角是预期