高层建筑结构抗震设计探讨.doc

1、高层建筑结构抗震设计探讨摘要：近年来，由于人类对于自然环境的不断破坏，各类自然灾害的发生也日益频繁。地震作为自然灾害中破坏性非常严重的一种，其突发性和破坏性对人类的生存安全及社会的稳定造成了很大的破坏。本文主要针对高层建筑结构的抗震设计来进行探讨。 关键词：高层建筑；建筑结构；抗震设计 中图分类号：TU208 文献标识码： A 引言 随着高层建筑的不断兴起，其抗震结构设计成为人们关注的焦点，目前科学技术的进步，使高层建筑结构的抗震设计技术和方法越来越先进，越来越完善。但社会需求的不断提升，也需要设计人员不断强化自身的专业技能，同时还要做好对建筑环境及地质的分析和研究工作，从而根据实际情况来选择

2、适合的抗震结构，以此增强高层建筑结构的抗震能力，避免在地震发生时造成严重的伤亡和损失。 1、建筑结构抗震等级的规定和标准 长期以来，国家针对历史、地理及地质方面的资料深入分析，并进行勘查和验证之后，将地震分为六个等级，分别为小地震（3 级以下） 、有感地震（34.5 级） 、中强地震（4.56 级） 、强烈地震（67 级） 、大地震（78 级） 、巨大地震（8 级以上的） 。这是当前我国对地震分组的情况。根据地震等级的不同，对建筑物的抗震设防标准也有所不同，目前在我国根据地震的烈度，将建筑物的抗震等级通常都会以 8 度为标准，在这个等级标准内的建筑物可以抵抗 6 级的地震。 而高层建筑属于钢筋

3、混凝土结构，所以在进行抗震设计时需要根据其高度、结构及设防的烈度来进行抗震等级的确定，同时还要保证计算和相应的措施都要符合相关的标准和要求。 2、高层建筑结构抗震设计的基本原则 2.1、结构的简单性 结构的简单性，其指的就是结构在地震的作用之下具有十分明确、直接的传力途径，结构薄弱部位、内力分析以及计算模型的出现都可以非常容易的把握，对于结构抗震性能的估计也是十分的可靠。 2.2、结构的规则和均匀性 沿着建筑物的竖向，建筑的造型以及结构的布置均比较均匀，在最大曾度上来避免承载能力、传力途径以及刚度的突变，使其可以限制结构在竖向的某一个楼层或者是极少数的几个楼层会出现敏感的薄弱地位。这些部分一般

4、都将会产生过大的变形以及过大的应力集中，这样就会非常容易的使机构过早的倒坍。 在建筑平面比较规则的情况之下，平面内的结构布置也是十分的均匀，使得建筑物的分布质量的惯性能力是以比较直接的途径来进行传递的，并且还会使得结构的刚度以及质量的分布相互的协调起来，进而就可以很好的限制刚度和质量之间的偏心。 建筑平面规则、结构布置均匀，就会非常的有利于防止薄弱的子结构过早的产生破坏、倒坍。使得地震作用可以在各个子结构之间均匀的分布，进而就可以增加结构的缀度数量，最终可以从根本上将结构耗散地震能量的作用真正的发挥出来。 2.3、结构的刚度和抗震能力 在结构布置里应该使结构可以抵抗来自任意方向的地震作用。在一

5、般情况下，可以使结构沿着平面上的两个主轴方向具有抗震能力以及充分的刚度。 在结构刚度选择的时候，虽然我们可以考虑到场地的特征，来进行选择结构的刚度，在最大程度上充分的减少地震作用的效应，但是也得注意到控制结构变形的增大，在过大的情况之下，变形就会由于 P-效应过大而会破坏到整个结构。 结构除了需要满足水平方向的刚度以及抗震能力之外，还应该具有充足的抵抗扭转振动以及抗扭刚度的能力。 2.4、结构的整体性 在多高层的建筑中，楼板就相当于水平隔板，不仅仅是聚集以及传递惯性力到各个竖向的抗侧力结构，而且还会使这些结构额可以协同承受地震的作用，尤其是当布置复杂抗侧力子结构水平变形特征不同或者是竖向抗侧力

6、子结构布置不均匀的时候，使整个结构依靠楼盖来使各个抗侧力子结构能互相的协同工作。 多高层建筑基础的整体性和基础以及上部结构的可靠连接是结构整体性的重要保障。 3、影响建筑物抗震效果的因素 3.1、建筑结构建造过程中所使用的材料和施工过程 在实际抗震设计时，抗震效果与建筑结构的材料具有十分密切的关系。但在许多时候工作人员往往意识不到这一点。建筑材料的质量的好坏与建筑物所受到的地震作用力有直接的关系，质量好的材料所受到的地震作用力就小，反之质量差的则所受到的力就大。 3.2、建筑物自身的结构设计 结构设计的好坏直接关乎着建筑物的质量，同时也对抗震效果具有关键性的影响因素，所以在实际建筑物结构的设计

7、中，保证抗震效果是非常有必要的。目前在建筑物抗震结构设计时通常以在震不坏、大震不倒为目标，因此在进行建筑设计时，无论是点式还是板式建筑，其合理的结构设计都是十分重要的，这对提高建筑物的抗震效果将起到积极的作用。 3.3、建筑物所处地质环境情况 建筑物所处位置的地质情况对建筑抵抗各种自然灾害发生时的破坏性具有非常重要的意义。通常在地震发生时，如果建筑物位于岩石地带、山体附近、容易产生滑坡的地质情况下时，则一旦发生地震所造成的破坏是十分巨大的。 4、高层建筑的抗震设计方法 4.1、必须减少地震能量输入 积极采用基于位移的结构抗震设计，要求进行定量分析，使结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要

8、求。除了验算构件的承载力外，要控制结构在大震作用下的层间位移角限值或位移延性比；根据构件变形与结构位移关系，确定构件的变形值；并根据截面达到的应变大小及应变分布，确定构件的构造要求。选择坚硬的场地建造高层建筑，可以明显减少地震能量输入减轻破坏程度。 4.2、运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用 现在我国许多高层建筑在进行抗震设计时，多采用延性结构，也就是适当的空着建筑结构的刚度，发生地震的时候，其结构的构件进入到具有一个很大延性的塑性状态，从而消耗地震作用时的能量，使得地震反应减小，减弱地震给高层建筑带来的破坏和重大损失。假如某高层建筑的承载能力较小，但是具有较高的延性，那么在地震中它也不

9、容易倒塌，由于延性构件可以吸收较多的能量，经受住非常大的结构变形。延性结构的运用，在很多情况下是有效的，它可以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物裂而不倒。 4.3、注重结构材料的选用 可以对材料参数随机性的抗震模糊可靠度进行分析，改变过去对结构抗震可靠度的研究只考虑荷载的不确定性而忽略了其他多种不确定性因素，综合考虑了材料参数的变异性，地震烈度的随机性及烈度等级界限的随机性与模糊性对结构抗震可靠度的影响。 4.4、高层建筑减轻结构自重 一方面从地基承载力来看，如果是同样的地基条件，减轻结构自重意味着在不增加基础或地基处理造价的情况下，可以多建层数，特别是对于软土更为明显。另一方面地震效应与建

10、筑质量成正比，结构质量的增加必然引起地震力的增大。高层建筑由于其高度较大，重心较高，地震作用倾覆力矩也随质量的增加而增大。设计时要求高层建筑物的填充墙及隔墙应采用轻质材料。 4.5、设置多道抗震防线 当第一道防线的构件在强烈地震作用下遭到破坏以后，后备的第二道甚至是第三道防线能抵挡后续地震的冲击，使得建筑物能够免于倒塌的危害。高层结构形式应采用具有联肢、多肢及壁式框架的框架剪力墙，剪力墙框架简体，筒中筒等多道抗震防线结构体系。 结束语 在高层建筑的抗震设计中，设计人员必须在结构设计中正确的应用规范，把握好抗震概念设计，吸取新的理论知识，确保建筑结构在遭遇地震时真正具有良好的抗震能力。 参考文献 1孙明亮SunMingliang.试谈高层建筑结构抗震设计理念及方法J.城市建筑,2013,22:59. 2韩婵媛,董毅.浅谈建筑结构设计中的概念设计J.科学之友,2013,12:78-79. 3周湘鄂.高层建筑结构设计J.中华民居(下旬刊),2013,12:20.