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高層建筑的抗震措施范文1
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；提高；短柱；抗震措施
中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
眾所周知，我國屬地震多發(fā)的國家，隨著經(jīng)濟的全球化發(fā)展，高層建筑將會勢如破竹地成為城市建設(shè)的主體。而高層建筑中的主要受力構(gòu)件———柱子，在地震荷載的作用下能否承受得住脆性剪切破壞，成為建筑物倒塌與否的關(guān)鍵。因此，如何改善柱子特別是短柱的抗震性能成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固亟待解決的一個問題。
一、“短柱”判定
我國建筑抗震設(shè)防的目標(biāo)是“小震不裂，中震可修，大震不倒”。中震相當(dāng)于我們地震烈度區(qū)劃圖中給出的50 年超越概率10％的烈度值，這里用I 表示。這時小震用I－1.55 表示，大震就用I＋I(xiàn) 表示，小震的地震動峰加速度為中震的1/3，而大震的峰加速度為中震的4～6 倍。《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》都規(guī)定，采用剪跨比來判斷短柱。剪跨比是反映柱截面所承受的彎矩與剪力相對大小的一個參數(shù)，表示為λ＝M/Vh，其中M、V 分別指柱截面的彎矩和剪力，h 為柱截面有效高度。當(dāng)λ＜2 時，稱為短柱；當(dāng)λ＜1.5 時，稱為超短柱。
二、短柱的破壞形式
短柱一般有剪切型和粘結(jié)型兩種破壞類型, 它們的破壞形式如下:
1、 剪切受壓破壞。在荷載作用下, 水平彎曲裂縫斜向發(fā)展, 形成斜裂縫。如果箍筋較強, 斜裂縫不會迅速開展, 但在彎剪作用下,壓區(qū)混凝土剪切錯動, 混凝土擠碎而喪失承載能力。
2、剪切受拉破壞。剪跨比較小且配箍率較低的構(gòu)件, 在受拉縱筋屈服以后, 隨著荷載反復(fù)次數(shù)的增加或變形加大, 可能突然產(chǎn)生一條寬度較大的主斜裂縫, 箍筋很快達(dá)到屈服, 柱子被剪壞, 承載能力急劇下降。
3、剪切斜拉破壞。斜裂縫往往沿柱對角線出現(xiàn), 箍筋達(dá)到屈服甚至被拉斷, 承載能力突然下降, 但主筋未屈服。
實際上, 構(gòu)件的最終破壞可能是幾種破壞狀態(tài)的綜合反映, 有時其中某一種比較突出而明顯, 有時兩種破壞狀態(tài)同時發(fā)生。以上幾種破壞狀態(tài)極限承載力不同, 極限變形能力也不同。房屋能否做到“中震可修、大震不倒”的設(shè)防要求, 在很大程度上取決于柱的延性大小。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高短柱抗震的措施
1、 選擇合適的基礎(chǔ)方案
基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件, 上部結(jié)構(gòu)類型及荷載分布,相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析, 選擇經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)方案。設(shè)計時宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力,必要時還應(yīng)進(jìn)行地基變形驗算。基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報告,對一些缺地質(zhì)報告的小型建筑也應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場查看和參考鄰近建筑資料。一般情況下,同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用兩種不同的類型。
2、合理選擇結(jié)構(gòu)方案
一個成功的設(shè)計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案, 即要選擇一個切實可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確,傳力簡捷,同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系,地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則。總之,必須對工程的設(shè)計要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析,并與建筑、水、暖、電等專業(yè)充分協(xié)商,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型,確定結(jié)構(gòu)方案,必要時還應(yīng)進(jìn)行多方案比較,擇優(yōu)選用。
3、 使用復(fù)合螺旋箍筋
高層建筑框架柱的抗剪能力是應(yīng)該滿足剪壓比限值和“強剪弱彎”要求的，柱端的抗彎承載力也是應(yīng)該滿足“強柱弱梁”要求的。對于短柱，只要符合“強剪弱彎”和“強柱弱梁”的要求，是能夠做到使其不發(fā)生剪切型破壞的。因此，使用復(fù)合螺旋箍筋來提高柱子的抗剪承載力，改善對砼的約束作用，能夠達(dá)到改善短柱抗震性能的目的。
4、采用分體柱
由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多，在地震作用下往往是因剪壞而失效，其抗彎強度不能完全發(fā)揮。因此，可人為地削弱短柱的抗彎強度，使抗彎強度相應(yīng)于或略低于抗剪強度，這樣，在地震作用下，柱子將首先達(dá)到抗彎強度，從而呈現(xiàn)出延性的破壞狀態(tài)。
人為削弱抗彎強度的方法，可以在柱中沿豎向設(shè)縫將短柱分為2 或4 個柱肢組成的分體柱，分體柱的各柱肢分開配筋。在組成分體柱的柱肢之間可以設(shè)置一些連接鍵，以增強它的初期剛度和后期耗能能力。一般，連接鍵有通縫、預(yù)制分隔板、預(yù)應(yīng)力摩擦阻尼器、素砼連接鍵等形式。對分體柱工作形態(tài)的理論分析和試驗研究表明：采用分體柱的方法雖然使柱子的抗剪承載力基本不變，抗彎承載力稍有降低，但是使柱子的變形能力和延性均得到顯著提高，其破壞形態(tài)由剪切型轉(zhuǎn)化為彎曲型，從而實現(xiàn)了短柱變“長柱”的設(shè)想，有效地改善了短柱尤其是剪跨比λ≤ 1.5 的超短柱的抗震性能。分體柱方法已在實際工程中得到應(yīng)用。
5、采用鋼骨砼柱
鋼骨砼柱由鋼骨和外包砼組成。鋼骨通常采用由鋼板焊接拼制或直接扎制而成的工字形、口字形、十字形截面。與鋼結(jié)構(gòu)相比，鋼骨砼柱的外包砼可以防止鋼構(gòu)件的局部屈曲，提高柱的整體剛度，顯著改善鋼構(gòu)件處平面扭轉(zhuǎn)屈曲性能，使鋼材的強度得以充分發(fā)揮。采用鋼骨砼結(jié)構(gòu)，一般可比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)約鋼材達(dá)5 0 % 以上。此外，外包砼增加了結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性。與鋼筋砼結(jié)構(gòu)相比，由于配置了鋼骨，使柱子的承載力大大提高，從而有效地減小柱截面尺寸；鋼骨翼緣與箍筋對砼有很好的約束作用，砼的延性得到提高，加上鋼骨本身良好的塑性，使柱子具有良好的延性及耗能能力。
由于鋼骨砼柱充分發(fā)揮了鋼與砼兩種材料的特點，具有截面尺寸小，自重輕，延性好以及優(yōu)越的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)等特點，如果在高層或超高層鋼筋砼結(jié)構(gòu)下部的若干層采用鋼骨砼柱，可以大大減小柱的截面尺寸，顯著改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。
6、采用鋼管砼柱
鋼管砼是由砼填入薄壁圓形鋼管內(nèi)而形成的組合結(jié)構(gòu)材料，是套箍砼的一種特殊形式。由于鋼管內(nèi)的砼受到鋼管的側(cè)向約束，使得砼處于三向受壓狀態(tài)，從而使砼的抗壓強度和極限壓應(yīng)變得到很大的提高，砼特別是高強砼的延性得到顯著改善。同時，鋼管既是縱筋，又是橫向箍筋，其管徑與管壁厚度的比值至少都在9 0 以下，相當(dāng)于配筋率至少都在4.6% 以上，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過抗震規(guī)范對鋼筋砼柱所要求的最小配筋率限值。由于鋼管砼的抗壓強度和變形能力特佳，即使在高軸壓比條件下，仍可形成在受壓區(qū)發(fā)展塑性變形的“壓鉸”，不存在受壓區(qū)先破壞的問題，也不存在像鋼柱那樣的受壓翼緣屈曲失穩(wěn)的問題。因此，從保證控制截面的轉(zhuǎn)動能力而言，無需限定軸壓比限值。因為按照規(guī)定，鋼管砼單肢柱的承載力可按公式③計算。公式③：N ≤φ 1 φ e N 0 。該式中，θ =faAa／ fcAc稱為套箍指標(biāo)，0.3 ≤θ≤ 3。由式③可以看出，當(dāng)選用了高強砼和合適的套箍指標(biāo)θ后，柱子的承載力可大幅度提高，通常柱截面可比普通鋼筋砼柱減小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。
總而言之, 諸多措施來改變短柱的抗震性能最終不外乎改變構(gòu)件的承載能力和變形能力。因為建筑物的抗震性能主要取決于結(jié)構(gòu)吸收地震能量的能力, 這種能力是由其承載力和變形能力的乘積決定的, 因而改變構(gòu)件抗震性能必須從提高承載力和變形能力入手。當(dāng)按剪跨比λ判定柱子不是短柱時, 按一般框架柱的抗震要求采取構(gòu)造措施即可; 確為短柱, 就應(yīng)當(dāng)盡量提高短柱的承載力, 減小短柱的截面尺寸, 采取各種有效措施提高短柱的延性, 避免因為短柱問題所引發(fā)的破壞, 從而改善短柱的抗震性能。
參考文獻(xiàn)：
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高層建筑的抗震措施范文2
第二條本細(xì)則所稱超限高層建筑工程，是指超出現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以及現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中明確應(yīng)專門研究的新建、改建、擴建及進(jìn)行抗震加固的高層建筑工程。
第三條**市建設(shè)和管理委員會負(fù)責(zé)本市超限高層建筑工程抗震設(shè)防的管理工作，**市工程抗震辦公室負(fù)責(zé)本市超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理工作的具體實施。
第四條設(shè)計單位應(yīng)對超限高層建筑予以判定，在初步設(shè)計階段由初步設(shè)計主審部門征詢**市工程抗震辦公室意見，**市工程抗震辦公室負(fù)責(zé)超限高層建筑初步設(shè)計抗震設(shè)防專項審查。
第五條**市建設(shè)工程抗震設(shè)防審查專家委員會由高層建筑工程抗震的勘察、設(shè)計、科研和管理專家組成，由**市建設(shè)和管理委員會聘任，對抗震設(shè)防專項審查意見承擔(dān)相應(yīng)的審查責(zé)任。
第六條**市建設(shè)工程抗震設(shè)防審查專家委員會組織專家進(jìn)行審查，提出書面審查意見，**市工程抗震辦公室應(yīng)當(dāng)自接受超限高層建筑初步設(shè)計抗震設(shè)防專項審查全部申報材料之日起20個工作日內(nèi)，將審查意見提交初步設(shè)計主審部門。
第七條審查難度大或?qū)彶橐庖婋y以統(tǒng)一的超限高層建筑工程，可由**市工程抗震辦公室邀請有關(guān)專家參加審查，或委托全國超限高層建筑工程抗震設(shè)防審查專家委員會進(jìn)行審查，提出專項審查意見，并報國務(wù)院建設(shè)行政主管部門備案。
第八條建設(shè)單位提交的超限高層建筑工程初步設(shè)計抗震設(shè)防專項審查資料，應(yīng)當(dāng)符合超限高層建筑初步設(shè)計抗震設(shè)防專項審查送審文件的要求（見附件二）。
第九條超限高層建筑工程的抗震設(shè)防專項審查內(nèi)容包括：建筑抗震設(shè)防設(shè)計依據(jù)、抗震設(shè)防分類、抗震設(shè)防烈度（或者設(shè)計地震動參數(shù)）、場地勘察成果和抗震性能評價、地基和基礎(chǔ)的設(shè)計方案、建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計、主要結(jié)構(gòu)布置、建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的協(xié)調(diào)、采用的計算程序、結(jié)構(gòu)總體計算和關(guān)鍵部位的計算結(jié)果和分析判斷、薄弱部位的抗震措施、以及可能存在的結(jié)構(gòu)抗震安全問題等。
第十條超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查費用（包括組織審查、結(jié)構(gòu)分析及試驗等）由建設(shè)單位承擔(dān)。
第十一條超限高層建筑工程的勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理，應(yīng)當(dāng)由具備甲級（一級）及以上資質(zhì)的勘察、設(shè)計、施工和工程監(jiān)理單位承擔(dān)，其中建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)分別由一級注冊建筑師和一級注冊結(jié)構(gòu)工程師承擔(dān)。
第十二條未經(jīng)超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查，初步設(shè)計審查不予通過，有關(guān)部門不得對超限高層建筑工程施工圖設(shè)計文件進(jìn)行審查。
第十三條超限高層建筑工程的施工圖設(shè)計文件審查應(yīng)當(dāng)由具有超限高層建筑工程施工圖設(shè)計審查資格的施工圖設(shè)計文件審查機構(gòu)承擔(dān)。
第十四條建設(shè)單位、勘察單位、設(shè)計單位應(yīng)當(dāng)按照超限高層建筑初步設(shè)計抗震設(shè)防專項審查意見進(jìn)行超限高層建筑工程的勘察、設(shè)計；施工圖設(shè)計文件審查時應(yīng)當(dāng)檢查設(shè)計是否執(zhí)行抗震設(shè)防專項審查意見和采取相應(yīng)的抗震措施；未執(zhí)行專項審查意見的，施工圖設(shè)計文件審查不予通過。
高層建筑的抗震措施范文3
關(guān)鍵詞:高層建筑;抗震設(shè)計;問題;策略
一、引言
隨著城市建設(shè)的日益推進(jìn)，城市建筑行業(yè)也是芝麻開花———節(jié)節(jié)高，城市中到處是高樓林立。再加上近年來人口數(shù)量呈遞增模式，城市人口越來越密集。為了更進(jìn)一步為人類提供較大的建筑空間，高層建筑近年來比比皆是，建筑層數(shù)也居“高”不下。人民對于高層建筑的安全系數(shù)也頗為敏感，尤其是在多地震的城市，人們更是談“震”色變，這就對我國高層建筑的抗震設(shè)計提出了更高的要求和巨大的挑戰(zhàn)。可見高層建筑的抗震設(shè)計問題是高層建筑中最重要的話題。下面筆者就該問題進(jìn)行分析和探討，以引起高層建筑業(yè)的高度重視，把這些問題扼殺在萌芽狀態(tài)，努力為人民創(chuàng)建更美好、幸福的家園。
二、高層建筑抗震設(shè)計中存在的現(xiàn)實問題
1、違“高”現(xiàn)象仍然成為高層建筑中的隱患
為了更進(jìn)一步保障人們的生命和財產(chǎn)安全，有效突出高層建筑的安全性，我國有關(guān)法律和文件對建筑物的高度已經(jīng)做出了明確、具體的規(guī)定，各個建筑單位對此也非常清楚，但很多房地產(chǎn)商為了獲取更大的利潤，在僥幸心理的驅(qū)使下，想方設(shè)法鉆空子，冒天下之大不韙，其高層建筑遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國家規(guī)定、限制的高度范圍，以至于遇到地震災(zāi)害，這些高層建筑不能有效抗震，剎那間，給人民，給國家?guī)聿豢赏炀鹊木薮髶p失。這種違“高”現(xiàn)象是普遍存在的，但它給人們帶來的危害是潛在的，可見在人民的生命和財產(chǎn)面前，我們應(yīng)做到“防患于未然”，不能存在任何僥幸心理。
2、抗震材料選用問題
我國是地震災(zāi)害多發(fā)國家，雖然在高層建筑中國家對抗震材料的規(guī)定很明確，但與一些發(fā)達(dá)國家所選用的高層建筑抗震材料相比，質(zhì)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。例如對我國地震多發(fā)城市，國家規(guī)定應(yīng)采用鋼架結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步提高建筑的穩(wěn)定性和安全效果，但是一些地震高發(fā)區(qū)的高層建筑開發(fā)商卻置若罔聞，仍采用鋼筋混凝土的普通結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，安全防護(hù)性源源比不上鋼架結(jié)構(gòu)。這無疑就造成了高層建筑抗震的隱患，大大減弱了高層建筑的防震、抗震能力。3、抗震設(shè)計人才后備不足現(xiàn)階段，我國抗震設(shè)計領(lǐng)域的專業(yè)人才后備不足，大多抗震設(shè)計人才大都是學(xué)習(xí)國外技術(shù)，引進(jìn)國外的成功經(jīng)驗，國內(nèi)抗震設(shè)計人員技術(shù)不夠精湛，缺乏一定的自主創(chuàng)新能力，盡管一些高校都已經(jīng)開設(shè)了抗震設(shè)計專業(yè)課程，但是空學(xué)理論，缺乏實際，理論和實際不能很好地結(jié)合，再加上目前抗震課程不全面等原因，致使我國建筑抗震設(shè)計領(lǐng)域的人才比較缺乏。目前我國一些精湛的高層建筑還得借鑒外國先進(jìn)經(jīng)驗進(jìn)行施工。此外，我國抗震設(shè)計的抗震能力較差，抗震級別和高層建筑不成比例，很難達(dá)到相應(yīng)的級別。基于此，我國高層建筑相關(guān)部門應(yīng)針對我國高層建筑情況制定出更加與之符合的方針政策，以切實提高我國高層建筑抗震設(shè)計的要求度。
三、我國高層建筑抗震設(shè)計應(yīng)采取的具體策略
1、采用位移的結(jié)構(gòu)抗震方法進(jìn)行設(shè)計
一旦地震來臨，高層建筑會因地震的強烈作用出現(xiàn)變形，本身防震不強的建筑結(jié)構(gòu)在地震面前也會顯得那么無力，更何況我們所采取的是不夠先進(jìn)的防震結(jié)構(gòu)和措施呢?因此，不管是在建筑施工中還是在建筑后期防震設(shè)計中都應(yīng)細(xì)致考慮到彈性變形結(jié)構(gòu)的運用。例如位移變形結(jié)構(gòu)設(shè)計，它是通過縱地基層的位移來減少地震產(chǎn)生的位移。
2、運用高延性結(jié)構(gòu)來進(jìn)行消震和隔震
高延性結(jié)構(gòu)除了能有效減少地震對房屋建筑的沖擊和傷害，還能起到一定的隔震效果。所以在我國當(dāng)前的建筑防震設(shè)計以及后期施工時，一些施工單位都有意識的加強了結(jié)構(gòu)的韌性，以提高高層建筑的剛度和抗震性，降低地震帶來的不良后果。眾所周知，地震過程是一種能量的釋放，在這個過程中，如果能充分使用高延性結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計和施工，就會達(dá)到消震和隔震的目的，有效減少地震帶來的危害和災(zāi)難，且適宜的韌性能夠降低房屋倒塌的幾率。故此，在對高層建筑進(jìn)行設(shè)計和規(guī)劃時，一定要采用先進(jìn)的抗震技術(shù)來增加房屋的抗震能力，減少地震能量對房屋建筑的沖擊和破壞，比如阻尼器的設(shè)計原理就是如此，除此之外，它還具有一定的監(jiān)測作用，其效果得到好評和推廣。
3、盡量建立多層地震防線
多層地震防線，顧名思義，它能夠提高高層建筑的抗地震性能，實現(xiàn)高層業(yè)主對房屋安全的愿望。建立多層地震防線，最重要的是在高層建筑遭遇地震等自然災(zāi)害的沖擊時，就可以預(yù)防建筑物的倒塌。相反，如果只有一層地震放線，其防震效果會很差，也就是難以減弱地震的破壞程度。因此高層建筑在進(jìn)行抗震設(shè)計時。可以采用多方面的框架結(jié)構(gòu)，最常見的是抗震剪力墻設(shè)計，其抗震效果良好，被別人成為抗震的首要防線，且能發(fā)揮出很重要的作用。可見，為了保障高層建筑的墻體抗震能力能切實阻止地震的損害，避免墻體出現(xiàn)裂痕或者倒塌，就應(yīng)當(dāng)使用和建立有效的防震結(jié)構(gòu)，這樣就可以實現(xiàn)多層防線的有效結(jié)合，形成客觀的合力。并且一旦發(fā)生地震，每一層的剪力墻所承受的負(fù)重力是防震設(shè)計預(yù)期最大剪力墻的兩倍，效果非常可觀。綜上所述，在時代的快速發(fā)展前景下，高層建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代城市的標(biāo)志，對其進(jìn)行科學(xué)的抗震設(shè)計，會很好地提高高層建筑的抗震能力，這也是時展的必須和重要趨勢。高層建筑的相關(guān)人員要加強專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)，潛心研究，努力提高自己的研發(fā)能力，使新型的抗震材料，一流的抗震設(shè)計手段納入現(xiàn)實的高層建筑抗震設(shè)計中，真正為人民創(chuàng)設(shè)安全、舒服的工作和居住環(huán)境，為城市的發(fā)展增添最美麗的一抹色彩。
參考文獻(xiàn)
高層建筑的抗震措施范文4
關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)； 抗震設(shè)計；
一、引言
建筑抗震的實踐表明，高層建筑物如果缺乏良好的抗震設(shè)計，沒有良好的總體布置方案，僅僅依靠結(jié)構(gòu)抗震計算，采取抗震構(gòu)造措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，不能達(dá)到良好的抗震效果。當(dāng)較強地震發(fā)生的時候，高層建筑物無法發(fā)揮很好的抗震效果，不能起到降低震害的效果。因此，在高程建筑設(shè)計的實際工作中，為了提高設(shè)計水平，保證高層建筑的強度和質(zhì)量，提高高層建筑的抗震能力，必須重視取相應(yīng)的策略，從多個方面入手，優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，為人們的生產(chǎn)生活創(chuàng)造良好的條件。文章結(jié)合高層建筑的設(shè)計情況，主要探討分析了抗震優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)問題，并提出了具體的提高高層建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的策略，以供實際工作進(jìn)行參考和借鑒。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計準(zhǔn)則
抗震設(shè)計要剛?cè)嵯酀x擇合適的結(jié)構(gòu)形式，在增加結(jié)構(gòu)剛度的同時也要增強地震作用，需要確定合理的抗震措施。保證結(jié)構(gòu)的抗震性能主要是確保建筑物滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標(biāo)。在地震力作用下，要求結(jié)構(gòu)保持在彈性范圍內(nèi)正常使用。建筑物的變形破壞性態(tài)后不能發(fā)生很大的變化，經(jīng)簡單的修復(fù)后可正常使用。隨著建筑物高度的增加，允許結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，但必須保證結(jié)構(gòu)整體的安全。因此，六級以上必須進(jìn)行抗震設(shè)計。每次強震之后都會伴隨多次余震，在建筑抗震設(shè)計過程中如果若一味的提高結(jié)構(gòu)抗力，就會增加結(jié)構(gòu)剛度。所以，建筑物在地震過程中既能滿足變形要求，又能減小地震力的雙重目標(biāo)。因此，只有這樣才能使建筑物抗震設(shè)計過程中防止造成建筑物局部受損。建筑物的抗震結(jié)構(gòu)體系如果剛度太柔，首次被破壞后而余震來臨時其結(jié)構(gòu)將因損傷，結(jié)構(gòu)構(gòu)件協(xié)同工作來抵擋地震作用容易導(dǎo)致建筑物過大形變而不能使用。延性較好的分體系組成，地震發(fā)生時不會發(fā)生整體傾覆。因此，由若干個在地震發(fā)生時由具有較好延性。
三、 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的關(guān)鍵問題
對于高層建筑來說，提高其抗震能力無疑是其十分重要的工作。而要提高抗震能力，首先就得做好設(shè)計工作，優(yōu)化抗震設(shè)計，把握好其中的關(guān)鍵問題。具體來說，這些關(guān)鍵問題包括以下幾個方面。
1. 場地選擇。場地的選擇對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力會產(chǎn)生直接的影響。如果場地選擇不好，不僅影響高層建筑的抗震性能，還會給人們的生產(chǎn)生活帶來極大的不便。具體來說，在進(jìn)行場地選擇的時候，應(yīng)該選擇有利于抗震的場地，避開危險地段，避開對高層建筑結(jié)構(gòu)抗震不利的地段。選擇地段安全、地基穩(wěn)定的地段。如果確實不能避開不良地段的話，為了提高高層建筑的抗震性能，就必須采取相應(yīng)的促使對地段進(jìn)行處理和加工，以滿足施工的要求，提高高層建設(shè)結(jié)構(gòu)的抗震能力。
2. 結(jié)構(gòu)體系選擇。第一，結(jié)構(gòu)體系需要避免對高層建筑整體抗震產(chǎn)生不利影響。在進(jìn)行設(shè)計的時候，需要考慮不能因為部分結(jié)構(gòu)的破壞而導(dǎo)致整個高層建筑結(jié)構(gòu)抗震能力下降或者喪失。即使某一構(gòu)件停止工作，但是其他的構(gòu)件卻不能失去效能，以免影響整個高層建筑物的抗震能力。第二，結(jié)構(gòu)體系需要有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳播途徑。第三，結(jié)構(gòu)體系必須具備良好承載能力、變形能力、消耗地震能量的能力。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有上述良好的能力，所以在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。第四，結(jié)構(gòu)體系需要具
有合理的剛度和強度。這是應(yīng)對地震，降低地震給高層建筑物帶來損害的必備條件。
3. 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，還需要重視建筑平面布置的規(guī)則性。在平面布置上需要注意符合抗震的設(shè)計原則，采用規(guī)則的設(shè)計方案，不能采用不規(guī)則的方案。結(jié)構(gòu)的規(guī)則性主要表現(xiàn)在高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)上，尤其需要注意以下四個問題。第一，高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)需要注意兩個主軸方向的剛度需要比較接近，其變形特性還需要比較的相似。第二，高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)成變化比較均勻，不應(yīng)當(dāng)有突變的情況發(fā)生。第三，從高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置來看，需要注意的是，應(yīng)該注意同一主軸方向的各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度盡量均勻，這樣有利于高層建筑整體的抗震性能的發(fā)揮。第四，高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置需要注意，中央核心和周邊結(jié)構(gòu)的剛度協(xié)調(diào)均勻，以避免產(chǎn)生過大的扭曲變形。
四、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計探討
高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計，指在注意總體布置上的大原則，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)構(gòu)造，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題。需著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，按照結(jié)構(gòu)的破壞過程。
1. 建筑場地的選擇
選擇有利的建筑場地，最好選擇有利地段，為減輕高層建筑物的震害。當(dāng)無法避開時，避開對建筑抗震不利的地段，在選址時，不應(yīng)在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。應(yīng)加強地基勘察，應(yīng)采取有效措施。對于不利地段，這就考慮了地震因場地條件間接引起結(jié)構(gòu)破壞的原因。盡量避開不利地質(zhì)環(huán)境，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)提出避開要求，如活動斷層、溶洞、局部突出的山包等。
2. 建筑的平、立面布置
根據(jù)新的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011―2001），持力層的選擇對建筑物的安全至關(guān)重要。要求建筑的形狀及抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則的整體性，不宜用軸壓比很大的鋼筋混凝土框架柱作為第一道防線。在相同的地震力作用下，又要考慮抗震的要求。多道抗震防線，避免采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案。增大建筑物的固有周期，選擇基礎(chǔ)方案時，以減少輸入主體結(jié)構(gòu)的地震能量。受力性能比較明確，必要的強度的剛度和強度分布，既要考慮經(jīng)濟合理，達(dá)到減輕主體結(jié)構(gòu)破壞的目的。
3. 抗震結(jié)構(gòu)體系
抗震結(jié)構(gòu)體系體型是抗震設(shè)計中應(yīng)考慮的最關(guān)鍵問題，結(jié)合設(shè)計、經(jīng)濟條件綜合考慮與確定，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有多道抗震防線，應(yīng)優(yōu)先選用不承受重力荷載的構(gòu)件如框架填充墻構(gòu)件。應(yīng)根據(jù)建筑類因素，抗震結(jié)構(gòu)體系必須具有合理的地震作用傳遞途徑，可避免因部分構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力。抗震概念設(shè)計在選擇建筑結(jié)構(gòu)的方案和采取抗震措施時，首先要考慮地震動的性質(zhì)及其對建筑影響，將橡膠墊層放置于上部建筑物與基礎(chǔ)之間，應(yīng)注意地震的不確定性及其一定的規(guī)律性，用以吸收震能量。
五、結(jié)語
文章結(jié)合高層建筑的設(shè)計，介紹了其結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵問題，并分析了提高高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的具體措施，以期能夠為高層建筑抗震設(shè)計的實際工作提供借鑒和指導(dǎo)。然而，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計是一個不斷發(fā)展和進(jìn)步的過程，隨著新技術(shù)的運用和實際經(jīng)驗的總結(jié)，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計必將得到進(jìn)一步的發(fā)展。今后在實際工作中，我們需要重視經(jīng)驗的積累和總結(jié)，并注重創(chuàng)新，以更好的推動高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展，為人們的生產(chǎn)生活創(chuàng)造良好的條件。
參考文獻(xiàn)
[1]劉光紳，吳建奇.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防設(shè)計中的若干問題探討[J].山西建筑，2010（3）.
高層建筑的抗震措施范文5
關(guān)鍵字：高層結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震
Abstract: The high-rise building is a development direction in the construction industry with its particular meaning. As for a high-rise structure design, the problem may be intricate. This paper analyzes aseismic design of the necessary from the structure of the high-rise building characteristics of buildings, and explores the high-rise building design concept and aseismatic measures. And a high-rise building structure development trend is briefly introduced.Keywords: high-rise building, structure, seismic design
中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
隨著科學(xué)的發(fā)展和時代的進(jìn)步,高層建筑如雨后春筍般的出現(xiàn)。高層建筑的高度在一定程度上反映了一個國家的綜合國力和科技水平,世界著名的建筑更是建筑史上的紀(jì)念碑。但是如果高層建筑因結(jié)構(gòu)設(shè)計不清,而造成結(jié)構(gòu)布置不合理,不僅會造成大量的浪費,更重要的是給高層建筑留下了結(jié)構(gòu)質(zhì)量的安全隱患。因此高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計就顯得尤為重要了。
一 結(jié)構(gòu)設(shè)計特點
1.1 水平載荷是設(shè)計的主要因素
高層結(jié)構(gòu)總是要同時承受豎向載荷和水平載荷作用。載荷對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力是隨著建筑物的高度增加而變化的,隨著建筑物高度的增加,水平載荷產(chǎn)生的內(nèi)力和位移迅速增大。
1.2 側(cè)向位移是結(jié)構(gòu)設(shè)計控制因素
隨著樓房高度的增加,水平載荷作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大,結(jié)構(gòu)頂點側(cè)移與建筑高度的四次方成正比,設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)時要求結(jié)構(gòu)不僅要具有足夠的強度,還要具有足夠的抗推強度,使結(jié)構(gòu)在水平載荷下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在范圍之內(nèi)。
1.3 結(jié)構(gòu)延性是重要的設(shè)計指標(biāo)
高層建筑還必須有良好的抗震性能,做到“小震不壞,大震能修。”為此,要求結(jié)構(gòu)具有較好的延性,也就是說,結(jié)構(gòu)在強烈地震作用下,當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)入屈服階段后具有較強的變形能力,能吸收地震作用下產(chǎn)生能量,結(jié)構(gòu)能維持一定的承載力。
1.4 軸向變形不容忽視
高層結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的變位是由彎曲變形、軸向變形及剪切變形三項因素的影響疊加求得的。在計算多層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移時,只考慮彎曲變形,因為軸力項影響很小,剪力項一般可不考慮。但對于高層建筑結(jié)構(gòu),由于層數(shù)多,高度大,軸力值很大,再加上沿高度積累的軸向變形顯著,軸向變形會使高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力數(shù)值與分布產(chǎn)生明顯的變化。
二 建筑抗震的理論分析
2.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范
建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實際上是各國建筑抗震經(jīng)驗帶有權(quán)威性的總結(jié),是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(包括結(jié)構(gòu)動力計算,結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容)的法定性文件它既反映了各個國家經(jīng)濟與建設(shè)的時代水平,又反映了各個國家的具體抗震實踐經(jīng)驗。它雖然受抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo),向技術(shù)經(jīng)濟合理性的方向發(fā)展,但它更要有堅定的工程實踐基礎(chǔ),把建筑工程的安全性放在首位,容不得半點冒險和不實。正是基于這種認(rèn)識,現(xiàn)代規(guī)范中的條文有的被列為強制性條文,有的條文中用了“嚴(yán)禁,不得,不許,不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“必須,應(yīng)該,宜于,可以”等體現(xiàn)不同程度靈活性的用詞。
2.2 抗震設(shè)計的理論
擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀(jì)10～40年展起來的一種理論,它在估計地震對結(jié)構(gòu)的作用時,僅假定結(jié)構(gòu)為剛性,地震力水平作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的質(zhì)量中心上。地震力的大小當(dāng)于結(jié)構(gòu)的重量乘以一個比例常數(shù)(地震系數(shù))。
反應(yīng)譜理論。反應(yīng)譜理論是在加世紀(jì)40～60年展起來的,它以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進(jìn)一步了解,以及結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ),是加理工學(xué)院的一些研究學(xué)者對地震動加速度記錄的特性進(jìn)行分析后取得的一個重要成果。動力理論。動力理論是20世紀(jì)70-80年廣為應(yīng)用的地震動力理論。它的發(fā)展除了基于60年代以來電子計算機技術(shù)和試驗技術(shù)的發(fā)展外,人們對各類結(jié)構(gòu)在地震作用下的線性與非線性反應(yīng)過程有了較多的了解,同時隨著強震觀測臺站的不斷增多,各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)記錄也不斷增多。進(jìn)一步動力理論也稱地震時程分析理論,它把地震作為一個時間過程,選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入,建筑物簡化為多自由度體系,計算得到每一時刻建筑物的地震反應(yīng),從而完成抗震設(shè)計工作。
三 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計
3.1 抗震措施
在對結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中,除要考慮概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)抗震驗算外,歷次地震后人們在限制建筑高度,提高結(jié)構(gòu)延性(限制結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)材料使用)等方面總結(jié)的抗震經(jīng)驗一直是各國規(guī)范重視的問題。當(dāng)前,在抗震設(shè)計中,從概念設(shè)計,抗震驗算及構(gòu)造措施等三方面入手,在將抗震與消震(結(jié)構(gòu)延性)結(jié)合的基礎(chǔ)上,建立設(shè)計地震力與結(jié)構(gòu)延性要求相互影響的雙重設(shè)計指標(biāo)和方法,直至進(jìn)一步通過一些結(jié)構(gòu)措施(隔震措施,消能減震措施)來減震,即減小結(jié)構(gòu)上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經(jīng)濟的抗震性能是當(dāng)代抗震設(shè)計規(guī)范發(fā)展的方向。而且,強柱弱梁,強剪弱彎和強節(jié)點弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用已得到普遍的認(rèn)可。
3.2 高層建筑的抗震設(shè)計理念
我國《建筑抗震規(guī)范》(GB50011-2001)對建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求,“三水準(zhǔn)”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。當(dāng)遭遇第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時,結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段,建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此,要求建筑結(jié)構(gòu)滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗算,要求建筑的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遭遇第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時,結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段,建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞。但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此,要求結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)难有阅芰?變形能力)不發(fā)生不可修復(fù)的脆性破壞。當(dāng)遭遇第三設(shè)防烈度地震即高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震時,結(jié)構(gòu)雖然破壞較重,但結(jié)構(gòu)的非彈性變形離結(jié)構(gòu)的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞,從而保障了人員的安全。因此,要求建筑具有足夠的變形能力,其彈塑性變形不超過規(guī)定的彈塑性變形限值。
三個水準(zhǔn)烈度的地震作用水平,按三個不同超越概率(或重現(xiàn)期)來區(qū)分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重現(xiàn)期50年;設(shè)防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重現(xiàn)期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重現(xiàn)期1641-2475年,平均約為2000年。
對建筑抗震的三個水準(zhǔn)設(shè)防要求,是通過“兩階段”設(shè)計來實現(xiàn)的,其方法步驟如下:第一階段:第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動參數(shù),先計算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng),與風(fēng)、重力荷載效應(yīng)組合,并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù),進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計,從而滿足第一水準(zhǔn)的強度要求;第二步是采用同一地震動參數(shù)計算出結(jié)構(gòu)的層間位移角,使其不超過抗震規(guī)范所規(guī)定的限值;同時采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。第二階段:采用與第三水準(zhǔn)相對應(yīng)的地震動參數(shù),計算出結(jié)構(gòu)(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié))的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規(guī)范的限值。并采用必要的抗震構(gòu)造措施,從而滿足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。
3.3 高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法
我國的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001)對各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計算應(yīng)采用的方法作了以下規(guī)定:高度不超過40m,以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu),以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu),可采用底部剪力法等簡化方法;除1款外的建筑結(jié)構(gòu),宜采用振型分解反應(yīng)譜方法;特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑,應(yīng)采用時程分析法進(jìn)行多遇地震下的補充計算,可取多條時程曲線計算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的較大值。
四 高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢
隨著城市人口的不斷增加建設(shè)可用地的減少,高層建筑繼續(xù)向著更高發(fā)展,結(jié)構(gòu)所需承擔(dān)的荷載和傾覆力矩將越來越大。在確保高層建筑物具有足夠可靠度的前提下,為了進(jìn)一步節(jié)約材料和降低造價,高層建筑結(jié)構(gòu)夠構(gòu)件正在不斷更新,設(shè)計理念也在不斷發(fā)展。高層建筑結(jié)構(gòu)也正朝著結(jié)構(gòu)立體化,布置周邊化,體型多樣化,結(jié)構(gòu)支撐化,體型多樣化,材料高強化,建筑輕量化,組合結(jié)構(gòu)化,結(jié)構(gòu)耗能減震化等方向發(fā)展。
五 總結(jié)
高層建筑物有效地減輕了住房壓力,但必然也帶來了安全隱患,其結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得尤為重要。隨著設(shè)計理念的不斷發(fā)展,高層建筑物必將朝著更加合理的方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]朱鏡清.結(jié)構(gòu)抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.
高層建筑的抗震措施范文6
【關(guān)鍵詞】高層建筑；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計
現(xiàn)今，我國的大部分城市內(nèi)都是高樓聳立，對于高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一項較復(fù)雜責(zé)任繁重的系統(tǒng)工程，尤其是抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其設(shè)計的好壞將直接影響高層建筑的工程質(zhì)量，特別是在地震多發(fā)區(qū)，因此，這就需要設(shè)計人員要充分認(rèn)識高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中容易出現(xiàn)的問題，不斷進(jìn)行總結(jié)和改進(jìn)，以完善高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計。
1 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題
1.1 高層建筑的高度問題
根據(jù)我國現(xiàn)行的相關(guān)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)定，在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)型式下，鋼筋混凝土高層建筑要有一個適宜的高度。也就是說，在這個高度的范圍內(nèi)，建筑的抗震性能是比較可靠地，但是目前，存在少數(shù)的高層建筑的高度超過了規(guī)定的范圍，如果在地震力的作用下，極易改變超過限制的高層建筑物的變形破壞性態(tài)以及其他影響因素，那么就會大大降低高層建筑的抗震能力，對于抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些相關(guān)參數(shù)也要重新選取。
1.2 結(jié)構(gòu)體系以及建筑材料的選用
結(jié)構(gòu)體系以及建筑材料的選用對于高層建筑的抗震性能具有非常重要的意義，尤其是在地震的多發(fā)區(qū)，更應(yīng)該重視科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)體系以及建筑材料的選用。在我國，多部分的高層建筑結(jié)構(gòu)體系是鋼筋混凝土核心筒以及混合結(jié)構(gòu)為主，所以對于變形的控制通常要以這種結(jié)構(gòu)的位移值為基準(zhǔn)。但是，這種情況下，如果發(fā)生彎曲變形，導(dǎo)致的側(cè)移會比較大，進(jìn)而增加鋼結(jié)構(gòu)的承受壓力，為了保證效果，使其控制在規(guī)范的側(cè)移值內(nèi)，通常需要設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)或加大混凝土筒的剛度。
1.3 抗震設(shè)防烈度過低
根據(jù)可靠的數(shù)據(jù)以及專家分析，我國現(xiàn)行的高層建筑抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會的需求，有數(shù)據(jù)顯示，我國的高層建筑抗震實際的安全度很可能是世界上最低的一個國家。在經(jīng)濟科技都快速發(fā)展的情況下，我國的高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”，在這種新形勢下，有必要進(jìn)行重新的修訂。由于我國現(xiàn)行的高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)過低，由于其結(jié)構(gòu)失效，經(jīng)常會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。
1.4 軸壓比與短柱問題
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如果是采用鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)體系中，為了控制柱的軸壓比，增加柱的橫斷面，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋。對柱的軸壓比進(jìn)行限制主要是為了使柱子處于較大的偏壓狀態(tài)下，避免受拉鋼筋的破損，進(jìn)而降低高層建筑的整體結(jié)構(gòu)延性。
2 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則以及基本方法
2.1 抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則
2.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體性
高層建筑的樓蓋對于其結(jié)構(gòu)的整體性占據(jù)著不可或缺的位置。樓蓋就類似于一個橫向的水平隔板，將慣性力聚集起來，并向各個豎向抗側(cè)力的子結(jié)構(gòu)傳遞，尤其是當(dāng)這些子結(jié)構(gòu)的布置不均勻或過于復(fù)雜時，樓蓋就可以很好的將這些抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)組織起來，進(jìn)行協(xié)同合作，來承受地震的作用。
2.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計的簡單性
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的簡單性主要是指在地震的作用下，具有極其明確清晰的直接傳力方式。在相關(guān)的規(guī)范中對于結(jié)構(gòu)體系有明確的要求，即結(jié)構(gòu)體系要有明確的計算簡圖以及合理的地震作用傳遞途徑。換句話說，只有高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計越簡單，才能夠分析出結(jié)構(gòu)的計算模型、內(nèi)力以及位移，進(jìn)而提高對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能的預(yù)測的可靠性。
2.2 抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法
2.2.1 基于水平位移的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計
基于水平位移的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是為了使結(jié)構(gòu)的變形能力能夠保持在預(yù)期的地震作用下（通常是在大地震的情況下）的變形要求。此外，要根據(jù)界面的應(yīng)變大小以及分布，來確定建筑的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)，同時在確定構(gòu)件的變形值時，要以構(gòu)件的變形以及其與結(jié)構(gòu)位移的關(guān)系來確定。首先，要充分研究高層建筑的一些簡單結(jié)構(gòu)的構(gòu)件變形，以及其與配筋的關(guān)系，嚴(yán)格按照變形的要求來設(shè)計合理的構(gòu)件，進(jìn)而對建筑的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性后的變形與構(gòu)件變形的關(guān)系。因此，這時就要設(shè)計在大地震的作用下的變形，這也將是高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的未來的發(fā)展趨勢。
2.2.2 推廣使用隔震和消能減震設(shè)計
現(xiàn)今，在高層建筑的抗震設(shè)計中，多采用的是傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)體系，也就是延性結(jié)構(gòu)體系，主要是控制建筑結(jié)構(gòu)的剛度，如果發(fā)生地震，就會使建筑的構(gòu)件進(jìn)入非彈性的狀態(tài)中，使其具有較大的延性，進(jìn)而有助于地震作用下的能量的消耗，盡可能的減小地震效應(yīng)，避免建筑物的倒塌。此外，通過采用相關(guān)的隔震措施，如軟墊隔震、擺動隔震以及滑移隔震等，可以改變高層建筑的動力特性，進(jìn)而減少所受到的地震能量的作用，同時通過采用高延性構(gòu)件，也可以增加高層建筑結(jié)構(gòu)的耗能能力，有助于減輕地震效應(yīng)。
2.2.3 降低高層建筑結(jié)構(gòu)的自重
如若是在相同的地基承載能力條件下，降低高層建筑結(jié)構(gòu)的自身重量可以使在不增加地基以及其造價的情況下，可以在相關(guān)的規(guī)定范圍內(nèi)，尤其是在軟土層的地基上，可以增加高層建筑的層數(shù)。研究顯示，由于高層建筑的高度很大，重心也相應(yīng)較高，所以，建筑的重量越大，受地震作用的傾覆力矩的效應(yīng)就越大。
因此，在高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要盡量采用輕質(zhì)材料來填充高層建筑物的填充墻及隔墻。
2.2.4 設(shè)置多道抗震防線
通常在地震后都會伴有多次的余震，那么對于高層建筑結(jié)構(gòu)如果只設(shè)置一道抗震防線，往往會只因首次的強烈地震就會遭到嚴(yán)重的破損，甚至倒塌。因此，有必要對高層建筑設(shè)置多道抗震防線。在一個高層建筑的抗震體系下，應(yīng)該由多個延性較好的分體系組成，當(dāng)?shù)谝坏揽拐鸱谰€遭到?jīng)_擊時，其他的抗震防線便能夠接替第一道防線繼續(xù)抵擋隨后的地震沖擊，通過多道防線的協(xié)同合作，可有效地防止高層建筑的倒塌。
3 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的前景
雖然我國的高層建筑水平穩(wěn)步的提升，但是在高層建筑抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計中仍然面臨很多新的問題和挑戰(zhàn)。其中，首先對于影響高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計效果的關(guān)鍵因素就是建筑材料的選用，提高每一項建筑材料的抗震指標(biāo)可以很好地提高高層建筑的整體抗震性能，因此，科研人員要加強對于新型復(fù)合高性能的建筑材料的研發(fā)，以促進(jìn)抗震技術(shù)，進(jìn)而滿足高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的需求。其次，對于不同的抗震能力的需求，要采取相應(yīng)的抗震措施，設(shè)置是對于同一個高層建筑的不同部位和樓層以及對于性能的要求不同時，都要選用不同的標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件。因此，高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員在實際工作中，要根據(jù)自身的專業(yè)水平知識以及實際經(jīng)驗，并結(jié)合對具體的高層建筑的抗震性能要求及措施，來設(shè)計出符合抗震設(shè)防烈度標(biāo)準(zhǔn)的高層建筑結(jié)構(gòu)。另外，高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系也開始逐漸以柔性為主，而不在是傳統(tǒng)中的以硬性為主的結(jié)構(gòu)體系。最后，對于高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的計算方式也發(fā)生了改變，即從線性分析向非線性分析轉(zhuǎn)變，從確定性分析向非確定性分析轉(zhuǎn)變，從振型分解反應(yīng)分析向時程分析法轉(zhuǎn)變。
4 總結(jié)：
綜上所述，高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個建筑工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但是在我國高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計上處于起步階段，仍需要進(jìn)一步的完善。因此，設(shè)計人員用綜合多方面的因素進(jìn)行分析，同時，結(jié)合新型的高性能材料以及抗震結(jié)構(gòu)理念，以提高高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平，進(jìn)而促進(jìn)我國高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]李志．高層建筑抗震設(shè)計分析[J]．中外建筑，2010（1）.
