基于高层房屋建筑抗震结构设计中的要点分析.docx

基于高层房屋建筑抗震结构设计中的要点分析【摘要】随着社会经济的高速发展与人口的不断增多建筑用地越来越紧张促使高层建筑发展迅猛。在科学技术、新工艺以及新材料的推动下为高层建筑今后的发展提供了更多的空间。随着全世界各个地区地震灾害的相继发生所造成的经济损失、人员伤亡越来越让人们重视建筑的抗震程度。地震是自然灾害破坏性极大的灾害之一以目前的科学技术也无法对抗震发生进行精确的计算但是在高层抗震结构设计中人们可以对其设计进行不断的优化与改进从而提升其抗震性能。【关键词】高层建筑；抗震；结构设计一、高层建筑抗震结构的分析现代高层建筑结构形式主要是一个垂直于地面的竖向悬臂结构。其建筑的垂直载荷主要使建筑结构产生一个与地球引力相抗衡的轴心力；建筑的水平载荷使建筑结构产生弯矩。从建筑结构的受力特点进行分析可以看出：当建筑的垂直载荷方向保持不变时随着建筑高度的不断增加仅仅会引起量的增加而已而这时水平载荷的方向就可以来自四面八方；而当建筑为平均分布载荷时建筑的高度就和弯矩呈现出二次方的变化。再从建筑的侧移特点来看：建筑竖直方向载荷引起的建筑位移是比较小的而水平方向的载荷作为平均分布的载荷时建筑的高度就和其侧移呈现出四次方的变化。由此可以得出在高层混凝土建筑结构中水平方向的载荷对建筑结构的影响是要远远大于垂直方向载荷对建筑结构的影响的所以在进行高层混凝土建筑建设时水平载荷是在进行结构设计时需要重点控制的影响因素所以除了在保证高层建筑结构抵抗水平载荷产生的弯矩、剪力以及压、拉应力时要具有较大的强度以外还要保证高层建筑结构具有足够的刚度使得建筑随着高度的不断升高所引起的侧向变形能控制在结构规范允许的范围之内。二、高层建筑抗震设计结构设计的方法对高层建筑结构的抗震设计时要从减小地震作用力的输入和增强地震抵抗力两个方面进行考虑。下面将从五个方面进行分析：尽可能减小地震作用能量的输入运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用注重抗震结构的设计重视建筑材料的选择增多抗震防线的建设。将减小地震作用力和增强建筑的地震抵抗力二者结合起来从两方面入手进行建筑抗震的设计施工。（一）减少地震发生时能量的输入在具体的设计中积极采用基于位移的结构抗震方法对具体的方案进行定量分析使结构的变形弹性满足预期地震作用力下的变形需求。对建筑构件的承载力进行验收的同时还要控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值；并且更具建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系确定构件的变形值；根据建筑界面的应变分布以及大小来确定建筑构件的构造需求。对于高层建筑来讲在坚固的场地上进行建筑施工可以有效减少地震发生作用时能量的输入从而减弱地震对高层建筑的破坏程度。（二）运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用现在在我国许多高层建筑进行抗震设计时多采用延性结构也就是适当的控制建筑结构的刚度允许地震时结构的构件进入到具有很大延性的塑性状态从而消耗地震作用时的能量使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。如果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容易倒塌因为延性构件可以吸收较多的能量经受住很大的结构变形。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。进入20世纪以来人们对建筑物抗振动能力的提高做出了巨大的努力取得了显著的成果其中阻尼器的使用在高层建筑的抗震方面有很大的作用。通过对阻尼器的利用进行减震和能量的吸收可以巧妙的避免或减弱地震对高层建筑的破坏作用。（三）注重抗震结构的设计高层建筑抗震设计的结构应该得到人们的重视。我国150m以上的建筑采用的3种主要结构体系（框.筒、筒中筒和框架-支撑体系）都是其他国家高层建筑采用的主要体系。我国钢材生产数量已较大钢结构的加工制造能力已有了很大提高因此在有条件的地方建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土（柱）结构或钢结构以减小柱断面尺寸并改善结构的抗震性能。我国传统文化中“以柔克刚”具有价高的思想价值可以指导很多实际问题。在高层建筑结构的抗震设计中可以从传统的硬性为主的抗震模式向以柔性为主的抗震模式转变实现以柔克刚、刚柔相济有效地减弱地震作用过程中释放的冲击力。比如在高层建筑的拱形结构中有这样一个例子：迪拜帆船酒店外观如同一张鼓满了风的帆一共有56层、321m高就是运用拱结构抗震减灾的很好的例子。（四）重视建筑材料的选择在高层建筑的抗震方案设计中建筑结构的材料选择也非常重要。首先我们可以对建筑材料的参数进行抗震性能的分析从整体上对材料的参数变异性进行研究而不能仅考虑建筑材料的承载力忽略其他因素。从抵抗地震的角度来