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1、试析高层建筑结构抗震设计的有效措施【摘 要】文章简要地介绍了高层建筑结构的受力特征，总结了高层建筑结构体系，在此基础上针对高层建筑抗震设计的有效措施进行了总结与研究，旨在为结构设计人员提供参考依据。 /1/view-12281614.htm【关键词】高层建筑结构；受力特征；结构体系；抗震措施引言目前，从我国的高层建筑现状来看，是具有延续时间长、区域面积广、发展速度快等特点。对于现在亲身实践中的建筑学者们所面临的我国现状来说，高层建筑结构抗震设计毫无疑问的是他们不可或缺的考虑选项。而且就完善当前现有的抗震设计理念的挑战更是重中之重，由于人们近年来对地震的恐慌和居住安全性考虑，使高层建筑在当前乃至
2、将来依然是人们关注的焦点。本文主要结合笔者的工作实践，主要论述了高层建筑结构抗震设计。1 高层建筑结构的受力特征从高层建筑结构的特点出发，依据我国现行的高层建筑结构抗震规范，我们总结得出高层建筑结构首要考虑的问题就是在它的受力方面。（1）要抵抗竖向荷载和水平荷载，在地震区还要特别注意考虑额外抵抗地震作用，然而通过相关研究表明它们之中水平荷载和地震作用更是起着决定性的作用。相对于依照荷载效应与建筑物高度的关系可知随着建筑物高度的不断增大，荷载效应产生的位移增加也越大这一研究成果。为了应对高层建筑结构在水平作用下产生位移而影响到其基础的安全稳定性，我们在设计中应首先确定一整套完善的措施来竭尽全力地
3、避免其发生或者把这种危害尽可能地降低到最低限度。（2）由高层建筑与低层建筑在受力方面分析可知，高层建筑具有较高的摆动性和柔韧性，对于越是高层的建筑物来说，它的周期振幅也就越大，因此在设计中应在高层建筑地基基础上和抗震预测设计方面上首要考虑尽可能优先满足其延展性和足够的强度和刚度。换而言之，在地震的严重作用下，结构进入弹塑性阶段后，仍具有着抵抗地震作用的足够强度变形能力，由此出发通过科学详细分析计算和实验结果，我们得出该高层建筑不会发生倒塌事故的结论。这种看似矛盾的关系在实际工作中却屡见不鲜。2 高层建筑结构体系高层建筑结构在构成体系的前提下才能发挥出更有效的作用，故而依照框架结构体系分析受力作
4、用和构成连接点链的梁、柱结构作用，可以得出框架结构体系在承受竖向荷载上也承受水平荷载。故我们完全可以把这种框架结构体系用于大多数高度不是特别大的高层建筑抗震设计理念和方法中去。框架构件这个在框架结构系统不可或缺的构件也是我们不得不考虑的，针对于它的类型少、方便于标准化定性的特点出发，我们首要考虑的预制结构件更需功能齐全，原因主要为以下几点：（1）方便于采用现浇结构来做整体定型；（2）可用来采用现浇柱及预制板的半现浇半预制结构的固定化整体定性；（3）抗震性能良好，并且在多地震区被作为优先考虑对象。除了梁体结构的框架体系外，墙体在抗震设计中也不容被忽视，针对墙体结构的类型和各自优缺点，我们本着实事
5、求是的原则，依照受力与形变为重要参考指标，可知框架剪力墙结构具有的承受力、刚度、稳定性、延性都集中地有了大幅度的提高，在水平荷载作用下的层间变形大幅减小，最大限度地减小了对非结构件的破坏。我国目前建设的高层建筑中，框架剪力墙结构体系运用被作为广泛推广对象，严格遵循结构设计规范，采取有效措施提高抗震能力。承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。在设计构造上宜有多道抗震防线。3 高层建筑抗震设计的有效措施对高层建筑结构进行抗震设计时，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，进行建筑抗震的设计。下面将从五个方面进行分析：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
6、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。3.1 减少地震作用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。在建筑构件的承载力得到满足的同时，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，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。3.2 运用高延性设计、推广消震和隔震措施在我国，许多高层建筑进行
7、抗震设计时，多采用延性结构，也就是适当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。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。通过对使用阻尼器进行减震和能量的吸收，可以巧妙地避免或减弱地震
8、对高层建筑的破坏。3.3 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150米以上的建筑，采用的三种主要结构体系（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。我国钢材生产数量较大，钢结构的加工制造能力已有了很大提高，因此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，改善结构的抗震性能。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、刚柔相济的目的，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
9、共有56层、321米高，就是运用拱结构抗震减灾的很好例子。3.4 做好建筑材料的选择在高层建筑的抗震方案设计中，建筑材料的选择也非常重要。首先，我们可以对建筑材料的参数进行抗震性能分析，从整体上对材料的参数变异性进行研究，不能仅考虑建筑材料的承载力而忽略其他因素。从抵抗地震的角度来讲，就是要控制建筑结构的延性需求，这就要求我们从高层建筑建设施工的各方面来选择符合抗震需求而且经济适用的建筑结构材料。4 结束语综上所述，建筑造型和构造措施是建筑物抗震设计的关键，抗震规范也是随工程抗震的不断发展变化而不断地修改以至逐步完善的，因此在遵从高层建筑抗震设计的相关规范下，充分地掌握结构受力特征和体系特点，这是高层建筑结构抗震设计的重点。本文从高层建筑结构抗震设计的理念、设计措施角度出发，探讨了高层建筑结构抗震设计理念，提出了高层建筑结构抗震设计的有效措施，旨在为了提高高层建筑结构抗震设计水平，以确保建筑结构的稳定和安全。【参考文献】1 于险峰.高层建筑结构抗震设计J.中国新技术新产品，2010（01）2 杨磊.论高层建筑结构抗震的优化设计J.建筑设计管理，2010（03）
