高层建筑的抗震结构设计探讨.docx

高层建筑的抗震结构设计探讨摘要：随着居民生活水平的提升对居住环境的安全要求越来越高我国因处于地壳活动较为活跃的地区地震等自然灾害发生频率比较频繁为了保证人民的财产安全和生命安全在房屋的建筑结构设计上应该考虑到抗震的功能。本文结合我国房屋建筑的实际情况简单介绍建筑抗震设计的相关方法仅供广大建筑设计同仁参考。关键词：房屋建筑抗震结构设计随着近年来世界各地的地震频发有关建筑抗震结构的设计问题已得到建筑结构设计中的广泛关注将对人类生命与财产安全产生重要作用。因此在设计建筑结构过程中必须加强对抗震问题的重视程度有针对性地采取措施减少地震发生时对建筑物的破坏性。一、高层建筑结构抗震设计的基本方法减少地震能量输入。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求。对于高层建筑选择坚硬的场地土建造高层建筑可以明显减少地震能量输入减轻破坏程度。错开地震动峰加速度周期可防止共振破坏。推广使用隔震和消能减震设计目前我国和世界各国普遍采用的传统抗震结构体系是“延性结构体系”即适当控制结构物的刚度但容许结构构件在地震时进入非弹性状态并具有较大的延性以消耗地震能量减轻地震反应使结构物“裂而不倒”。提高结构阻尼采用高延性构件能够提高结构的耗能能力减轻地震作用减小楼层地震剪力。选择合理结构材料。在高层建筑的方案设计阶段结构材料选用也很重要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因素。二、提高高层建筑抗震设计的措施（一）选择具有抗震效果的建筑材料建筑材料的选择对建筑抗震效果也有一定的影响随着材料技术的不断进步具有抗震功能的新材料不断面世在建筑行业也受到广大设计者的青睐在建筑时尽量采用框架剪力墙的结构以钢结构为基础进行建设在宏观上提高了建筑的刚性和延性有助于提高建筑结构的稳定性。钢结构相比于目前采用的混凝土结构遇有更高的强度和韧性在重量比上也要优于混凝土结构具有更好的抗震性能。（二）尽可能设置多道抗震防线当发生强烈地震之后往往伴随多次余震如只有一道防线则在第一次破坏后再遭余震将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度有意识地建立一系列分布的屈服区主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度以使结构能吸收和耗散大量的地震能量提高结构抗震性能避免大震时倒塌。（三）客观考虑位移问题对于我国建筑抗震结构设计来说大多以承载力作为重要的基础而设计人员则采取线弹性方法对小幅度震动情况下的结构变形力、内力等进行分析采取组合内力方法对构件的截面进行验证以此确保结构的可靠性、稳定性。另外为了更好地针对基础位移状况实行抗震设计应该充分了解结构变形情况和配筋之间的关系有针对性地采取设计方法当建筑结构进入到抗震阶段后对其变形力进行细致分析与探讨。因此除了计算小震阶段的情况以外也要收集、统计、分析大震过程实现更深层次的设计必将成为未来发展方向。（四）减少地震时能量的输入在具体的设计中采用基于位移的结构抗震方法对具体的方案进行定量的分析使结构的变形能力能够满足预期地震作用下的变形需求。在验算结构的承载力之外还要对结构在大震作用下的层间位移角限值或位移延性比进行控制；根据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；根据建筑截面的应变大小和应变分布来确定建筑构件的构造需求。另外对于高层建筑在坚硬的场地上施工可以明显的减少地震时能力的输入降低对高层建筑的破坏。（五）抗侧力体形的优化对一般性构造的高楼刚比柔好采用刚性结构方案的高楼不仅主体结构破坏轻而且由于地震时的结构变形小隔墙围护墙等非结构部件将得到保护破坏也会减轻。提高结构的超静定次数在地震时能够出现的塑性铰就多能耗散的地震能量也就越多结构就愈能经受住较强地震而不倒塌。改善结构屈服机制使结构破坏十按照整体屈服机制进行而不是楼层屈服机制。设计结构时遵循强节弱杆、强柱弱梁、强剪弱弯强压弱拉的原则。在进行结构设计时应该选定构件中轴力小的水平杆件作为主要耗能杆件并尽可能使其发生弯曲耗能。（六）竖向布置力求均匀结构竖向布置均匀可以最大限度的使其竖向刚度、强度变化均匀这样可以有效的避免出现薄弱层。从建筑结构的特点看临街的建筑物往往会因为商业的需要底部几层有大空间的设置。非临街的建筑物底部也可能门厅、餐厅或停车场而出现大空间。在这种结构中上部的钢筋混凝土抗震墙或竖向支撑或砌体墙体到此被中止而下部须采取框架体系。也就是说上部各层为全墙体系或框架抗震墙体系而底层或底部两三层则为框架体系整个结构属“框托墙”体系。