浅析高层型钢混凝土混合结构抗震性能.doc

1、浅析高层型钢混凝土混合结构抗震性能摘要：在当今世界的城市建筑中，城市高层建筑几乎可以说是随处可见，而且大多建筑都是由钢混凝土混合结构构成的。这种构造，被视为是现代工业社会的体现，然而与此同时的国外，在地震区却很少使用这种构造，问题来了，高层钢混凝土混合结构在面对突如其来的地质灾害：如地震、泥石流等；究竟有着怎样的抗震能力？我国是世界上地震多发的国家, 深入的对高层钢混凝土混合结构抗震性能的研究对于我过来说具有战略性意义。 关键词：高层；钢混凝土；抗震性能；结构 中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号： 根据我国现在的国情，底层或多层住宅存在着一系列诸如：房屋造价偏贵、土地占用量大、

2、环境差、资源利用率低下以及建造周期长等缺陷，注定了在我国特有国情下，高层钢混凝土房屋构造必将大受欢迎。然而在我国，随着我国改革开放三十年，近年来经济发展迅速，但对于房屋建造方面的研究却起步甚晚，仅仅十多年的时间而已，因此在我国房屋建造方面成就突飞猛进的同时，也必将存在着一些问题，尤其是在地震多发带，高层钢混凝土混合结构究竟能不能抵御地震等自然灾害，将人民的生命财产损失降到最低？仍然没有一个可靠地定论，这作为一个潜在危险，不得不令人担忧。 基于抗震性能，高层钢混凝土混合结构的代表建筑和建筑特点简析 1.1、目前国内外高层钢混凝土混合结构的代表建筑 在我国，由于国情的特殊性，使得高层钢混凝土混合结

3、构建造房屋大行其道，其中不乏一些优秀的作品譬如：上海金茂大厦、大连云山大厦、深圳发展中心、及证券大厦等。在一九九八年，大连远洋大厦正式落成，这栋完全由我国独立自主创作建造图纸、建造的高层钢混凝土混合结构房屋标志着我国高层建筑钢- 混凝土混合结构完全国产化已经起步。 与我国这种对高层钢混凝土混合结构建筑的狂热推崇不同的是，国外对于这种好处多多的建筑方式表现出了理性甚至是冷淡的态度，国外的态度的却耐人寻味，究其原因是国外对于这种建造方式存在很大争议，对于高层钢-混凝土混合结构建筑到底是否具有抗震性能表示无法证实。因此国外在建造类似的这种建筑时一直持有着近身的态度，所以尽管国外的高层钢混凝土混合结构

4、抗少，但却不乏精品，诸如：新加坡的海外联合银行中心( Overseas Union Bank Center)、法国巴黎的麦纳-蒙帕纳斯大楼（Anconda Tower）等，对于世界高层钢-混凝土混合结构建筑史来说，是浓墨重彩的一笔，具有举足轻重的意义。 1.2、具有高抗震性能高层钢混凝土混合结构建筑物的特点 对于房屋建筑是否具有抗震的能力，以及抗震能力能达到几何？最有发言权的当属地震多发国家：日本了，由于日本地震多发，因此，对于钢-混凝土的房屋构造的安全性要求更高，再加上日本人口众多，人地关系紧张，因此对于日本而言，高层建筑的安全是极为重要的。因此日本在建造高层钢混凝土混合结构建筑时一般采用一

5、般采用 ALC 轻混凝土板、塑料板、木板及彩色钢板夹芯板等钢结构混合墙体，采用能够提高门窗抗压能力等各项性能的利用新型节能玻璃及框材, 设计新型的门窗开启形式的钢结构住宅门窗，除此之外日本还采取厨卫整体化来增强房屋的整体抗震能力。 高层钢混凝土混合结构建筑的抗震性能综述 2.1、国内对于高层钢混凝土混合结构抗震性能进行研究的历史 中国建筑科学研究院于一九九一年进行了钢-混凝土混合结构模型试验研究；八年后，在上海同济大学李国强教授在一九九九年完成了25 层钢- 混凝土混合结构的模型实验；两千零四年，中国科学研究院完成了 30 层型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体混合结构模型进行了拟静力试验；我国又在

6、两千零六年针对钢- 混凝土混合结构的往复水平进行了测试。这个实验使用的是相较于实物为 1：3 的模型进行的试验楼盖采用了暗钢梁组合楼盖，经过高层钢混凝土混合结构抗震试验发现这种建筑结构在大变形时具有良好的承载能力和刚度稳定性, 是一种抗震性能良好的结构体系。 2.2、钢-混凝土混合结构有关试验研究 尽管我国对于高层钢混凝土混合结构的作用进行了一系列研究，然而相较于我国那个大的混合结构建筑市场来说还是显得很少。上世纪九十年代，李国强等人针对钢一混凝土混合结构的抵抗地质灾害的能力进行了模型缩小尺寸与比例的方式来模拟地震振动台试验, 这个试验主要是测试了模型的位移、加速度反应, 钢框架柱的竖向动应变

7、，底层混凝土核心筒的竖向动应变, 并且观察了混凝土核心筒在地震来临是出现裂缝、裂缝开展的过程, 核心筒角柱和暗柱纵筋屈曲外鼓, 钢框架梁与混凝土核心筒连接区域出现的混凝土开裂、破坏情况, 以及钢框架与混凝土核心筒共同工作性能等。实验结果表明, 小震阶段模型所编大的数据令人可喜说明模型有较好的延性。并且在随着地震强度的加大, 结构的损伤随之加剧, 阻尼增大, 自振频率不断下降；结构破坏主要集中于混凝土核心筒, 表现为底层核心筒混凝土受压破坏、暗柱和角柱纵筋压屈, 而钢框架却处于弹性阶段,而且没有出现明显的一开始预计的破坏现象。 对高层钢一混凝土混合结构抗震性能发展的展望 3.1、钢一混凝土结构的

8、钢框架化 如同日本一样，随着我国对于高层钢混凝土混合结构抗震性能的研究越来越深入，对于高层钢混凝土混合结构抗震性能的认识越来越现代，我国未来在建造高层钢混凝土混合结构建筑是必定也会大量的推广并使用钢框架混凝土内筒构造。在水平地震作用下, 钢框架的抗推刚度远小于混凝土内筒，在往复地震动的持续作用下, 当结构进入弹塑性阶段时, 墙体会产生裂缝, 这时内筒的抗推刚度将会大幅度的降低, 而钢框架由于弹性极限变形角大大的高于混凝土内筒, 因此，尽管这个时侯的水平地震作用要小于弹性阶段, 但是钢框架仍然有可能要承担比弹性阶段大得多的倾覆力矩和水平地震剪力。 3.2、钢一混凝土建筑的结构水平刚度的合理性 目

9、前学术界的一种普遍认为是在小型地震作用下，钢混凝土混合结构是出于弹性阶段的，因此要是到的控制混凝土结构位移，这么做是为了保证钢混凝土混合结构中的核心筒在弹性阶段能够保持完好的状态，以此来保证整个房屋拥有更好的抗震性；因为假使核心筒出现问题的话，整个房屋会极大地降低抗震性能，结构整体刚度迅速下降，使得变形加大。为了能够使结构在水平荷载的情况对于下所产生的位移量刚好能够达到规范要求, 超高层建筑设计师往往会采用设置一个或者设置多个加强层以达到能够弥补整体侧向刚度不足的缺陷, 从而达到减小侧移量的目的。但是, 加强层的合理设置,是一个复杂的项目，施工难度很大，而且这种加强层对结构的影响究竟是好是坏至今没有做出一个准确的定论仍然还需进一步研究。 四、总结 在钢混凝土混合结构的编制的基础上，对建筑要求做出进一步的规范和科学研讨，积极向国外先进科研机构交流和学习，只有这样，才能有效促进我国在钢混凝土混合结构研究中取得更好的成绩。 参考文献： 1 李爱群,高振世主编.工程结构抗震设计M. 中国建筑工业出版社, 2005 2 徐培福主编.复杂高层建筑结构设计M. 中国建筑工业出版社, 2005 3 吕西林主编.超限高层建筑工程抗震设计指南M. 同济大学出版社, 2005