浅谈高层建筑结构设计中抗震设计.docVIP

浅谈高层建筑结构设计中抗震设计【摘 要】随着城市的发展和科学技术的进步,高层建筑的应用日益广泛,结构工程师按抗震等要求进行结构分析与设计，但由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，存在着许多模糊和不确定因素，在高层建筑结构设计中抗震设计是十分复杂和重要的。 【关键词】高层建筑结构设计；抗震设计；安装 高层建筑结构设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的，提倡平、立面简单对称。 “建筑结构的规则性”包含了对建筑的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，承载力分布等诸多因素的综合要求。“规则建筑”体现在体形简单;抗侧力体系的刚度承载力上下变化连续、均匀;平面布置基本对称 1 高层建筑结构设计 1.1 高层建筑结构设计的概念及内容： 结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素。包括基础，墙，柱，梁，板，楼梯，大样细部等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。 1.2 高层建筑结构设计的阶段： 结构设计的阶段大体可以分为三个阶段，结构方案阶段，结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。 结构计算阶段的内容为： 1.2.1 荷载的计算。荷载包括外部荷载和内部荷载，上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。 1.2.2 构件的试算。根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。 1.2.3 内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩，剪力，扭矩，轴心压力、拉力等等。四：构件的校核。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。 2 高层建筑结构设计的基本要求 2.1 结构的规则性 2.1.1 不应采用严重不规则的结构体系。建筑设计应符合抗震概念设计的要求，应采用规则的设计方案，应符合下列要求： （1）具有必要的承载能力、刚度和变形能力； （2）避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和抗地震作用的能力； （3）对可能出现的薄弱部位，应采取多重措施予以加固。 2.1.2 高层建筑的结构体系宜符合下列要求： （1）结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位； （2）应具备多道抗震防线。 2.2 规则结构的主要特征 高层建筑及其抗侧力结构的平面布置应该规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。 2.3 规则平面布置需满足的要求 结构平面布置必须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载，受力要明确，传力要直接，均匀对称，减少扭转的影响。在地震作用下，建筑平面要力求简单规则，风力作用下则可适当放宽。抗震设防的建筑，平面形状宜简单、对称、规则，以减少震害。 3 高层建筑结构设计中的抗震设计 3.1 高层建筑抗震结构设计的基本原则 3.1.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能 （1）结构构件应遵守强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱的原则； （2）对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力 （3）承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。 3.1.2 尽可能设置多道抗震防线 （1）一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。 （2）强烈地震之后往往伴随多次余震，抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。 （3）适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力； （4）在抗震设计中