高层建筑抗震结构设计

【摘 要】本文主要对高层建筑的抗震结构设计进行了分析,指出了具体的抗震措施.

【关 键 词】高层建筑；抗震结构设计

我国城市人口的不断增多、建设用地的日趋紧张和城市规划的需要,使高层建筑得以快速的发展.科技的进步、新材料出现和施工技术的不断提高、计算机的普及和结构分析等新科技水平的提高,为高层建筑的发展提供了条件.而高层建筑的发展也对建筑的抗震性能提出了更高的要求.近年来不断发生的地震灾害,带来了巨大的人员伤亡和经济损失,给人们敲响了警钟.地震作用影响因素复杂,目前尚没有精确的抗震计算方法,规范给出的计算方法也是半经验半理论的计算,但在楼层的设计中,对于高层建筑的抗震性能设计,已经引起人们的高度重视,采用了各种措施来提高高层建筑的抗震性能.下面对建筑结构的抗震设计措施进行分析.

建筑结构的抗震设计,主要从减少地震作用力的输入和增强地震抵抗力两个大方面进行,分别从以下几个小的方面进行全面的分析.

一、合理的基础设计

建筑的基础是整个建筑质量的根本保证,建筑抗震的设计更要有好的基础.在建筑设计中,同一个结构单元要设置在性质相同的地基上,尽量采用相同的结构形式.地基有软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时,要采取措施加强基础的整体性和刚性,以保证地基的稳定性.底层框架结构由于具有良好的实用性,目前使用比较广泛,但这种结构上部刚度比较大,而下部刚度又比较小,上下性质截然不同,变形能力相差比较大,在地震时抗扭曲的性能较低,容易引起房屋的倒塌和断裂,因此,在抗震区要尽量少采用.或者是在利用时采取一定的措施将上下刚度的性质进行协调,提高其抗震能力.

二、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.

三、高层建筑预定的必要刚度

高层建筑的刚度过大或是过小,在结构计算中会表现出周期的偏大或偏小,主体结构的位移也相应的偏大或是偏小.因此,在高层建筑的设计中,可以通过与刚度相关的参数的调整来对刚度进行调整.如对计算参数的设置进行调整,调整梁的钢度放大系数来满足需要；还可以对截面尺寸、剪力墙结构开洞大小、混凝土的强度等级等进行调整,实现对刚度的调整.在正常的条件下,对建筑机构层间的文艺进行限制具有以下两方面的作用：一是保证主要结构基本上处于弹性受力的状态,避免钢筋混凝土墙或者是柱的裂缝的情况出现.对混凝土梁等楼面构件的裂缝数量和宽度限制在允许的范围内.二是避免填充墙、幕墙、隔墙等非结构构件的损坏,保证其完好的性能.

四、隔震和消能减震措施

目前我国和世界各国都普遍采用延性结构体系作为抗震体系,延性结构就是对通过对建筑物刚度的控制,使地震发生时建筑物的结构构件能够进入到延性的塑性状态,从而达到消耗地震能力,减少地震带来的破坏的目的.延性结构可以吸收较多的能量,在很多的情况下是有效的.但随着建筑物楼层的不断增加和对建筑物抗震能力的要求,传统的延性结构体系已经越来越难以满足高层建筑的抗震需求.

新科技变得不断发展和人们的不断研究,使抗震结构的设计出现了一些新的方法.如阻尼器等隔震和降震技术和措施的采用,为高层建筑的抗震带来了新的发展前景,在未来高层建筑的设计中,可以充分的利用新技术和措施来增加建筑的抗震性能.

五、抗震结构的设计

在高层建筑的设计中,不仅要采取措施对建筑的抗震能力进行提高,还要在设计时考虑建筑整体结构的抗震性,高层建筑的抗震设计的结构应该得到人们的重视.目前我国钢材的生产能力已经显著提高,在建筑时要尽量采用抗震能力较强的钢骨混凝土结构、钢结构或者是钢管混凝土结构,以改善建筑结构的抗震性能.

我国传统文化中“以柔克刚”的思想在高层建筑的设计中具有很高的思想价值,具有一定的指导意义.在建筑的设计中,可以从传统的以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,利用柔劲降低地震的能量,减少损坏.

六、结束语

综上所述,高层建筑的抗震结构设计要从整体进行考虑,从建筑的各个方面进行控制.建筑结构的抗震性已经出现了新的技术和措施,在未来的发展中,会有更好的预防措施来对地震的损坏进行控制.