高层建筑抗震结构设计解析

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1、高层建筑抗震结构设计解析　　摘要：近年来，我国经济快速增长，这也给高层建筑的发展带来了契机，但是由于频发的地震灾害给人们造成的无法弥补的伤害，将人们关注的焦点集中在了高层建筑的抗震性能方面，比如08年的汶川地震和前不久暴发的雅安地震，都给四川人民乃至全国人民造成了无法磨灭的创伤。如何提高高层建筑的抗震性能，增强混凝土结构的整体稳定性，是当前建筑企业重点研究的内容。关键词：高层建筑；混凝土结构；抗震性能；设计中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：高层建筑的抗震性能关系到人民的生命财产安全，但是就目前情况来看，建筑结构

2、的抗震性能还存在一定问题，由于地震造成的巨大灾难给人们敲响了警钟，所以，提高高层建筑结构的抗震性能成为现代建筑重点研究的课题。一、高层建筑抗震结构的分析7现代高层建筑结构形式主要是一个垂直于地面的竖向悬臂结构。其建筑的垂直载荷主要使建筑结构产生一个与地球引力相抗衡的轴心力；建筑的水平载荷使建筑结构产生弯矩。从建筑结构的受力特点进行分析可以看出：当建筑的垂直载荷方向保持不变时，随着建筑高度的不断增加仅仅会引起量的增加而已，而这时水平载荷的方向就可以来自四面八方；而当建筑为平均分布载荷时，建筑的高度就和弯矩呈现出二次方的变化。再从建筑

3、的侧移特点来看：建筑竖直方向载荷引起的建筑位移是比较小的，而水平方向的载荷作为平均分布的载荷时，建筑的高度就和其侧移呈现出四次方的变化。由此可以得出，在高层建筑结构中，水平方向的载荷对建筑结构的影响是要远远大于垂直方向载荷对建筑结构的影响的，所以在进行高层建筑建设时，水平载荷是在进行结构设计时需要重点控制的影响因素，所以除了在保证高层建筑结构抵抗水平载荷产生的弯矩、剪力以及压、拉应力时，要具有较大的强度以外，还要保证高层建筑结构具有足够的刚度，使得建筑随着高度的不断升高，所引起的侧向变形能控制在结构规范允许的范围之内。二、高层建筑

4、的抗震结构体系选择在进行高层建筑结构设计时，应当根据所建设工程的具体使用功能、房屋的高度与宽度的比值、抗震设防的类别、场地的类别以及建筑地基的实际情况、建筑所用的结构材料和施工工艺等相关因素，进行综合的比对分析，从而选择出最为合适的建筑结构体系。高层建筑的钢筋混凝土结构可以采用框架、剪力墙、框架-剪力墙、简体和板柱-剪力墙的结构体系。7建筑的结构框架可以为建筑在进行室内空间的布置时提高其灵活性。当建筑的层数较少的时候，水平方向的载荷对建筑结构的影响是比较小的，所以采用框架结构是比较合理的设计。框架结构主要受到剪力作用的影响，属于柔

5、性结构，其在建筑层数较多时就会受到限制，所以框架结构主要用在非抗震设计以及层数相对较少的建筑当中。建筑的剪力墙结构中，其剪力墙是沿着建筑的横向方向和纵向方向，进行正交布置或者是多轴斜线交布置的，是由钢筋混凝土墙体来承受建筑所有的水平方向和竖直方向的载荷，是属于以弯曲变形为主的刚性结构。所以剪力墙这种结构的抗侧力刚度相对较大，在水平方向的作用力下侧面方向的变形相对较小，具有良好的空间一体性。但剪力墙结构的缺点就是其结构的自重比较大，在进行建筑的平面布置时具有局限性，很难满足建筑内部需要建设大空间结构的要求。所以剪力墙结构更多的是运用

6、在墙体的布置以及对于建筑的面积要求不大的建筑工程中，这样既弥补了剪力墙的缺点，减少了非承重隔墙的数量，同时也使建筑更加的美观，具有整体性。在国内大力推广节能设计的大环境下，结构设计过程中工程师宜在满足国家及行业规范的前提下尽量节省钢筋混凝土的用量。在剪力墙结构刚度大且轴压比很小的位置增设结构洞，在结构周期比不满足规范要求的一些情况下此种减小刚度的方法更宜优先采用。这样结构设计满足规范要求的同时也降低了钢筋混凝土的用量，降低了工程造价。7建筑的框架-剪力墙结构主要是指：在建筑框架结构中的适当部位，增添设置一些剪力墙，是刚性结构与柔性

7、结构的融合体系，能提升高层建筑大开间的使用空间。在这种体系当中，建筑的主要结构是由若干道单片剪力墙以及框架相互构成的，在这样的结构体系当中，框架和剪力墙将共同承担起建筑水平方向的受力。所以在进行框架-剪力墙这种结构的建筑建设时，必须通过各楼层间的楼板使得其变形保持一致，以此使得两者间能够很好的进行协同工作。而从这两者的受力特点进行分析后，可以看出由于两者的变形方式不同，所以在进行协同工作时，框架结构能协助顶部剪力墙进行抗震，底部剪力墙能协助框架进行抗震，以此发挥出各自的抗震最佳效果，提升了建筑的抗震性能，被广泛运用在高层建筑抗震的

8、设计上。在实际工程设计当中框剪结构的剪力墙时常会影响房间的使用，这样结构专业在设计的时候会因为局部剪力墙不能布置而导致框架柱轴压比略超过规范要求。此种情况设计者宜调整箍筋的直径，间距，肢距从而提高轴压比限值的上限来满足要求。这种方法比增大柱子截面或