《淺談高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、淺談高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計摘要：對于一個高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計，遇到的問題可能錯綜復(fù)朵，只能具體問題具體分析。工程實踐表明在高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，設(shè)計人員只有抗震概念清晰，構(gòu)造措施得當(dāng)，應(yīng)用合適的結(jié)構(gòu)分析軟件三者有機結(jié)合才能取得比較理想的結(jié)果，在這個過程中抗震構(gòu)造重于結(jié)構(gòu)計算。本文對建筑抗震進(jìn)行必要的理論分析，從而探索高層建筑的設(shè)計理念、方法，采取必要的抗震措施，正確選擇合理的結(jié)構(gòu)體系，選擇合理的結(jié)構(gòu)類型，選擇合理的結(jié)構(gòu)布置，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。關(guān)鍵詞：高層建筑；抗農(nóng)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；框架結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)引言近50年來，我國抗震防災(zāi)工作是在和地震災(zāi)害的斗爭屮，不斷探索

2、,不斷開拓，不斷前進(jìn)的。20世紀(jì)以來歷次強震反復(fù)證明，經(jīng)過抗震設(shè)防的房屋，抗震加固的建（構(gòu)）筑物都經(jīng)受住了嚴(yán)峻考驗，有抗震設(shè)防與無設(shè)防，有抗震加固與無加固的大不一樣。充分顯示了設(shè)防加固對保證建筑物地震安全性的重要作用。一建筑抗震的理論分析擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀(jì)10?40年代發(fā)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年代發(fā)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

3、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--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，人們対各類結(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，同時隨著強農(nóng)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，建筑物簡化為多口山度體系，計算得到每一時刻建筑物的地震反應(yīng)，從

4、而完成抗震設(shè)計工作。二正確選擇合理的結(jié)構(gòu)體系我國《建筑抗震規(guī)范》(GB50011-2010)對建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的耍求，“三水準(zhǔn)”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。山于高層建筑中抗水平力成為設(shè)計的主要矛盾，因此采用何種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵性問題。根據(jù)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的不同，鋼筋磴結(jié)構(gòu)主要可分為框架結(jié)構(gòu)、框架一一剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)等幾種結(jié)構(gòu)體系，這些體系的受力特點、抵抗水平力的能力，特別是抗震性能等冇所不同，因此具有不同的適用范圍?？蚣芙Y(jié)構(gòu)山梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點連接構(gòu)成，框架梁和柱既承受垂直荷載，又承受水平荷載，并可為建筑

5、提供靈活布置的室內(nèi)空間。當(dāng)建筑物層數(shù)較少時，水平荷載對結(jié)構(gòu)的影響較小，采用框架結(jié)構(gòu)體系比較合理，當(dāng)層數(shù)較多時，由于框架結(jié)構(gòu)在水平力的作用下，內(nèi)力分布很不均勻，并存在著層間屈服強度特別弱的樓層，且由于框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面慣性矩相對較小，導(dǎo)致側(cè)向剛度較小，側(cè)向變形較大，在強烈地震作用下，結(jié)構(gòu)的薄弱層率先屈服，發(fā)生彈塑性變形，并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象，震害一般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊柱更容易發(fā)生破壞，除剪跨比較小的短柱易發(fā)生柱中剪切破壞外，一般柱是柱端的彎曲破壞。因此框架結(jié)構(gòu)屬于以剪切變形為主的柔性結(jié)構(gòu)，使用高度受到限制，主要用于非抗震設(shè)計和

6、層數(shù)相對較少的建筑中。剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻沿橫向、縱向正交布置或多軸線斜交布置，由鋼筋儉墻體承受全部的水平荷載和豎向荷載，屬于以彎曲變形為主的剛性結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度比框架結(jié)構(gòu)大的多，在水平力作用下側(cè)向變形小，空間整體性好。剪力墻結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)可分為單肢墻、小開口墻、聯(lián)肢墻，單肢墻和小開口墻的截面內(nèi)力完全或接近于按材料力學(xué)公式成直線分布規(guī)律，其平衡地震力矩只靠截面內(nèi)力偶負(fù)擔(dān)。聯(lián)肢墻則通過連系梁使許多墻肢共同工作，地震力矩可由多個墻肢的截面內(nèi)力矩與連梁對墻肢的約束力矩共同負(fù)擔(dān)，設(shè)計原則是梁先屈服，然后墻肢彎曲破壞喪失承載內(nèi)力。當(dāng)連梁鋼筋屈服并且有延

7、性時，即可吸收大量地震能量，又能繼續(xù)傳遞，彎矩和剪力，對墻肢冇一定的約束作用。由于剪力墻結(jié)構(gòu)自重大，建筑平面布置局限性大，難以滿足建筑內(nèi)部人空間的要求。因此其更多地用于墻體布置較多，房間面積要求不太大的建筑物中，既減少了非承重隔墻的數(shù)量，也可使室內(nèi)無外露梁柱，達(dá)到整體美觀。框架一一剪力墻結(jié)構(gòu)是指在框架結(jié)構(gòu)中的適當(dāng)部位增設(shè)一些剪力墻,是剛?cè)嵯嘟Y(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，能提供建筑大開間的使用空間，是由若干道單片剪力墻與框架組成。在這種結(jié)構(gòu)體系中，框架和剪力墻共同承擔(dān)水平力,但由于兩者剛度相差很大，變形形狀也不相同，必須通過各層樓板使其變形一致，達(dá)到框架和剪力墻的協(xié)同

8、工作。從受力特點看，剪力墻是以彎曲變形為主，框架是以剪切變形為主，山于變位協(xié)調(diào)，在頂部框架協(xié)助