高层建筑抗震的结构及材料运用研究.doc

高层建筑抗震的结构及材料运用研究
高彦明
(中铁二十局集团有限公司第六工程有限公司，陕西西安710016)
摘要：地震发生时，建筑的倒塌是造成人员伤亡的最主要原因。从20世纪开始，各国的专家、学者对抗震设计进行了一系列研究，进入20世
纪9O年代．结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的历史日程，特别是我国处于地震多发区，并且城市用地紧张，随着地价目益高涨，促使高层
超高层建筑的出现，所以高层抗震设计设防更是工程设计面临的迫切任务。
关键词：高层建筑；结构抗震；抗震材料
1影响建筑抗震性能的因素
1．1房屋建筑抗震性能首先取决于建筑的抗
震设防标准不仅仅是取决于建筑的抗震设防标准，还要严格的遵循建筑抗震没计规范。国家根据地震发生的可能性和震害的严重性确定各地区基本设防烈度，这是各地区抗震设计的基本参数，主要代表地面加速度的大小。对具体房屋，需要结合建筑使用功能的重要陛确定建筑的抗震没防标准，即确定谢}烈度和抗震等级。对一般建筑，设计烈度就是本地区设防烈度设计烈度愈高，抗震能力愈强，但建筑造价也愈高。
1．2房屋结构的抗震性能与合理的抗震设计密切相关
抗震设计就是要选择合适的结构形式，确定合理的抗震措施，保证结构的抗震性能，确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。高层住宅主要采用现浇剪力墙结构、框架一核心筒或框架一剪力墙结构，具有较好的强度和变形能力，抗震性能相对较好。因此，无论板式住宅还是点式住宅，只要设计合理，都可满足抗震要求。多层住宅大部分采用砖混结构，日前多采用现浇楼板，并采取设构造柱和圈梁等抗震措施，或者采用框架结构，大大增强了抗震能力。
l3房屋抗震性能还与施工质量等其它因素有关
在建筑房屋时还应加强施工质量监督、规范，对建筑的使用管理是十分必要的。

2合理的抗震结构和建筑材料的应用
2.l在地震多发区，结构体系的合理性应该得到充分的重视我国高层建筑中常采用的结构体系有：框架、框架一剪力墙、剪力墙和筒体等几种体系，这也是其它国家高层建筑采用的主要体系。但国外，特别地震区，是以钢结构为主，而在我国钢筋混凝土结构及混合结构却占了90％，如此高的钢筋混凝土结构及混合结构，国内外都还没有经受较大的考验。钢结构同混凝土结构相比，具有优越的强度、韧性和延性，强度重量比，总体上看抗震性能好，抗震能力强。震害调查表明，钢结掏较少出现倒塌破坏情况。在高层建筑中采用框架一核心简体系，因其比钢结构的用钢量少，又可减少柱子断面，故常被业主所看中。混合结构的钢筋混凝土内往往要承受80％以上的震层剪力，有的高达90％以上。由于结构以钢筋混凝土结构的位移值为基准，但因其弯曲变形的侧移较大，靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不仅增加了钢结构的负担，而且效果不大，有时不得不加大混凝土简的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值。此外，在结构体系或柱距变化时，需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成刚度而导致结构刚度突变，常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大，加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。因此在需要设置加强层及转换层时，要慎重选择其结构模式，尽量减小其本身刚度，减小其不利影响。
2．2建筑材料的抗震探讨和应用
从建筑材料的角度分析抗震要求，一方面材料应具有足够的强度，虽然强度高并不等于高抗震，f于具有脆性材料特征的建筑材料，其抗折、抗拉强度更为重要；另一方面是材料应具有优异的耐久性和安全可靠性，用以抵御不同使用环境下、不同介质对材料产生的各种不利影响，以提高材料使用中的安全性和延跃使用寿命。水泥、混凝土目前作为人类使用量最大的建筑材料，自1824年诞生至今，在人类社会经济与文明发展的过程中起到非常重要的作用。但从抗震的角度，水泥混凝土由于属于胞l生材料，这对于作为结构材料尤其是有高抗震要求的地区建筑的结构材料是不利的。这一问题既可以在混凝土工程中通过结构设计或采用钢筋增强等途径得到解决，也可以通过对水泥混凝土自身的改陛进行应对。从提高水泥混凝土抗震性能而言，对水泥混凝土自身的改性途径很多，—般可以包括以下几个方面或它们的组合：首要的是要严格控制混凝土拌合用水量。混凝土的工作性、强度、耐久性各项性能均对用水量非常敏感，水胶比从o5降低到03以下可使混凝土的强度至少提高—倍，其主要途径掺加高效减水剂，不仅大大改善混凝土的工作性，而且能够通过降低混凝土用水量而大幅度提高混凝土强度，进而提高混凝土结构的致密性、耐久性和可靠性；但必须指出，强度不是万能的方案，混凝土强度越高，极限压应变越小，混凝土破坏时脆性特征越明显，这对于抗震来说是不利的，必须复合采用增韧技术。采用聚合物改性，可以显著提高混凝土的抗渗性、抗侵蚀能力，改善浆体与集料界面的结合，而且掺加达到一定量时，脆性的混凝土开始呈现