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高层建筑抗震设计 　　【摘要】高层建筑是社会生产的需要和人类生活需求的产物，是现代工业化、商业化和城市化的必然结果。但是对于一个高层建筑的设计，它所需要考虑的因素很多，随着科学技术的发展，其设计的严谨和重要性便更加突出。本文从高层建筑的结构设计特点和设计中常遇问题两方面出发对建筑抗震进行了较全面的分析，并介绍了四种通过改变结构动力特性的途径进行设计的方法。 　　【关键词】高层建筑 注意问题 减震设计 　　一.高层建筑的简述 　　在古代人们就开始建造高层建筑，不过大部分是用来服务王权的，中世纪的高层建筑是寄托着人们信仰的宗教塔楼，而现代则是以利益为主导的实用型高层建筑。高层建筑并不仅仅以高度或楼层数为其定义，重要的准则在于它的设计是否受到“高度”影响。 　　二. 高层建筑结构抗震设计特点 　　1.水平荷载和侧移是结构设计的控制因素 　　高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构，楼面使用和楼面自重等垂直荷载主要使结构产生轴向力，并且与建筑物高度大致为线性关系，水平荷载使结构产生弯矩，并且水平荷载可以来自任何方向，当为均布荷载时，弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从变形看，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，因此水平荷载是结构设计的控制因素。 　　2.轴向变形不容忽视 　　高层建筑中竖向荷载很大，因此轴力也很大，再加上沿高度积累的轴向变形显著，在这种情况下，如果忽略轴力的影响，会使结构设计结果偏于不安全。另外轴向变形会对构件的剪力和侧移会产生影响，因此轴向变形不容忽视。 　　3.结构刚度及延性需布置适宜 　　在很多人看来，结构的刚度越大其抗震性能更好，其实不然，高层建筑的结构并不是刚度越大越好，这样不仅会提高造价，而且可能会使建筑因刚度和脆性过大而倒塌。因此高层建筑的结构需同时具备一定的柔性，这样才会提高其抗震性能，同时为了避免建筑物的倒塌，需要在构造上采取一些措施，使结构在进入塑性变形阶段以后在承载能力不降低的情况下还会有较强的变形能力。 　　三. 高层建筑抗震设计中的应注意的问题 　　1.合理选用建筑结构体型 　　结构的平面布置外形应尽量规则，对称，减少偏心，避免凹凸变化尺度太大。结构对称，有利于减轻结构的地震扭转效应。一方面在结构平面方向，应尽量使结构刚度中心和地震作用中心重合，否则对体型不规则的结构类型，扭转效应会使远离刚度中心的构件产生严重震害；另一方面是指沿结构立面高度方向，结构质量，侧向刚度及承载力不宜突变，即竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度应自上而下逐渐变化，否则会造成应力集中的薄弱层出现。 　　平面的长宽比不宜过大，以避免两端相距太远，振动不同步，尤其是布置楼电梯间时不宜设在平面凹角部位或端部角区，它对结构刚度的对称性有显著的影响。 　　2.选择合适的结构体系 　　在设计高层建筑结构时要充分考虑建筑结构的实际高度、高宽比以及抗震性能和建筑结构所在的环境类型等因素。在此过程中，要通过综合考虑、全面比较和分析，选择最佳的结构体系。 　　1） 框架结构的水平刚度较差，在地震区一般适用于10层左右体型简单，刚度均匀的建筑物；对于层数较多，体型复杂，刚度不均匀的建筑，为减小侧移，减轻震害，宜采用剪力墙结构 　　2） 框架-剪力墙体系，当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架-剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小， 　　3） 剪力墙体系，当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架-剪力墙体系。 　　4） 筒体体系，凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、筒体-框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑 　　5） 钢结构体系，钢和混凝土组合结构，是钢部件和混凝土或钢筋混凝土部件组合成为整体而共同工作的一种结构，兼具钢结构和钢筋混凝土结