高层建筑结构设计中的防震措施

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1、高层建筑结构设计中的防震措施摘要： 随着我国城市人口的密度越来越大,这快速城市化的发展的同时,高层建筑的快速发展很好缓 解这一现象,然而,总有一些从自然地质灾害影响人们的生产和生活,比如地震,因为这些灾难是不可避免 的,所以我们应该改变可以改变的,或创造条件，以尽量减少和避免这些自然灾害对人类生命的破坏。因此， 本文着重研究地震防护措施在高层建筑结构设计中的应用。关键词：抗震概念设计；隔震；高层建筑结构设计；防震措施；运用中国是一个地形复杂的国家，每年都受到各种地质灾害的影响和破坏，这对中国的社会稳定和经济发 展极为不利。同时，地震具有很强的破坏性和突发性，由于人们无法控制它，给中国建筑业带来

2、了巨大的 挑战和混乱。由于中国是地震多发的国家，因此在地震频繁的地区建造建筑并非易事。因此，如何更好地 保障和提高这些地区人民的生活质量，提高建筑结构的抗震性能，是我们迫切需要解决的重大问题。因此， 高层建筑的结构设计加上抗震措施，标志着中国建筑领域的新篇章。1 抗震设计理念地震从人们发现到现在，已是不可避免的，在社会发展的长期过程中已经严重危害人类生命和财产 安全。这主要是地球的过程中,地壳运动积累了巨大的能量相对薄弱的地区,突然爆炸,指这种突然的伤害 是人类而言非常危险,因此,抗震设计的概念被人们重视。简单地说，抗震设计的概念是指通过对地震全过 程的总结，找出相关规律，然后通过试验验证试验

3、后得出一些认识，得出能够改变建筑结构设计的结论。 通过选择设计、施工现场以及相关材料和施工技术，可以很好地提高高层建筑结构的抗震性能，这些抗震 知识的积累逐渐形成了抗震的概念。由此可见，抗震概念设计在高层建筑结构设计中的出现和融合是建筑 业发展的新飞跃。,但是那是另外,高层建筑结构的设计是建筑结构的地震知识、实践知识和经验,不断提 高融合,从细节到整体都很好的处理,所以,不能很好的实现,可以提高高层建筑的抗震性能。2 抗震概设计在高层建筑结构设计中的运用2.1 选址在选择高层建筑的选址时，应尽量远离地震易发区，选择安全、有利的施工场地。另外，要充分了 解和评价大范围施工区域的地质条件，然后选择

4、场地。2.2 减少能量输入2.2.1 薄的场地覆盖层在中国的建筑物抗震设计规范中，建筑场的覆盖层厚度被定义为从地面到坚硬的建筑场屋顶的距离。坚硬的地方包括岩石或剪切波速大于500m/s的坚硬土层，但不能将坚硬的三明治层或孤立岩桩视为 岩石。由于国内外多次发生大型地震，地震造成的破坏主要是土层厚、土层薄、基岩层轻。 2.2.2 坚实的 农田土壤。地基土是地基内的地基土，大致相当于平面上的工厂和自然村的大小，深度为地下 15m。结果： 土质刚度大，地震损伤指数小，损伤程度轻。刚度小，损伤指数大，损伤重。另外，在长周期的高层建筑 中，地震发生在松软的泥土上时，与坚硬的泥土相比，能量输入会变大。因此，

5、为了减少地震能量的输入， 在条件允许的情况下，有必要选择平均剪切波较大的坚硬场地土。2.2.3 建筑的自振周期与地面的良好振动周期错开，避免共振在建筑设计过程中，对场地的显著地震动周期进行估算。然后，通过改变建筑类型和结构层数，将建 筑的自振周期与地面运动的优良周期分离。2.3 建筑的平立面布置建筑设计根据抗震概念设计的要求，明确建筑形式的规律性。对不规则建筑物应当按照规定进行加固， 特别是对不规则建筑物应当进行专门的研究、论证和加固。不应该采用沉重的结构和不规则的结构。规则 的评价必须几何布局和结构的设计和使用的因素,但布局的一般要求,质量和抗侧力单元适当的规则的布 局,根据对称变化,沿着纵

6、和横的刚性均匀性抗侧力垂直分量的断面尺寸和材料的强度逐渐从下面,一侧的 刚性和避免拥挤,发生了翻天覆地的变化。建筑的平面布局应具有一定的规律性和对称性，平面不规则包 括弯曲不规则、凹凸不规则和楼板不连续。在建筑物的类型、体系、形状复杂的情况下，通过设置抗震加 固，可以将结构分成几个有规律的部分。设置地震间隙会给建筑物、构造物、设备等的设计带来困难。因 此，结合伸缩缝和沉降缝的要求，尽可能减少缝的设置。特别是高层建筑，通过调整平面的形状和大小， 在施工和施工上多下功夫，尽量做到没有接缝。是否安装耐震缝纫线是根据建筑体的形状、平面标高的不 规则程度、基础条件和技术经济要素来确定的。2.4 结构布置

7、在结构方案平面布置中，反作用力系统分布尽可能对称，减轻房屋重量，重量分布相对均匀，减小地 震旋转效应。结构布置有利于提高扭转刚度和倾斜能力。因此，要特别注意耐震壁和大侧移刚度的芯筒的 位置，使其处于中心或对称位置。在进行结构的纵向配置时，纵向刚度要尽量均匀，强度的变化要尽量均 匀，避免弱层的出现，使建筑物的重心尽量减小。地震中,在第一个防御线是首先屈服或破坏,所以第一的 防御线的要求是垂直负重不应该得到部分或少负担的组件,例如填充墙、抗震墙的小轴方向压力、排或者 比汽缸。在纯粹的框架内，梁要屈服于柱子前面，即“强柱弱梁”的框架。整个结构的承重能力和变形能 力取决于构件的承重能力和变形能力，所以

8、关键构件和关键部位应保证适当的强度和足够的延展性。在平 面上，房屋的一角，平面的突变和复杂平面的两翼连接，需要提高结构的延展性。对于偏心结构，尤其应 该增加房屋周围的延展性。对于多条地震线的侧向力抵抗体系，第一条防御线构件的延展性应该提高。同 一部件需要提高关键部件的延展性。2.5 结构材料的选择高层建筑结构的各种属性现在都能得到真实的体现，只是停留在设计上的建筑形式和机构是不够的， 好的设计只是好的开始，结构的材料选择也是至关重要的，这就要求我们的结构。设计人员不仅要有足够 的理论知识，还要对各种材料的抗震性能有较全面、客观的认识，并能根据施工环境和区域特点来选择最 佳的材料和结构。出现在各

9、种新的建筑材料和结构在人们的视野,实用、经济、建筑材料选择尤为重要,站 在的角度抗震性能,扩展性能更好的材料是首选,此外,根据高层建筑结构抗震性能的优势,钢结构、钢筋混 凝土结构在当前结构的应用越来越普遍,而且是相对稳定的表现也不错。2.6 设计多道抗震设防体系在每一个高层建筑的抗震性能设计,我们应该充分准备,只有依靠建筑结构和材料性能良好并不是一 个好办法实现建筑的抗震稳定性,需要设计尽可能多的抗震防御系统在高层建筑的结构设计。由于每次地 震的时间不同，这种多级地震系统的设计不仅可以提高建筑物的安全性，而且可以为震区人民争取更多的 时间。目前，这些抗震概念设计在实际施工中也得到了很好的实践。

10、3 高层建筑结构设计中的隔震减震措施3.1 高层建筑结构设计中隔震减震存在的问题3.1.1 隔震支座和阻尼支座会受到地震墙的影响隔震墙设置时应尽量分散隔震墙，不得布置在高层建筑周围。这样既增加了地震时抗震墙所承受的倾 覆力，又在一定程度上影响了承重力。在受力较大的位置应设置抗震减震支座，支座间距不宜过大。当支 座之间的距离小于2.0m时，隔震支座之间的直径也会发生变化，建筑结构也会处于超载状态，尤其是高 层建筑。在这种情况下，隔震支座会产生一种拉应力，严重影响高层建筑的隔震和阻尼效果，相应地降低 了建筑的水平变形能力。3.1.2 对地球的结构分析地震是一种非常常见的自然灾害，是由地壳运动引起的

11、。因此，在高层建筑结构设计过程中，有必 要对地球结构进行分析，在地震发生时，地震在很大程度上影响了建筑物的倒塌。所谓地震方向的地震方 向的房子在地震中,高层建筑在选址必须结合当地的地质条件和地震方向,所以建筑和抗震的方向互相垂 直,尽量避免建筑和抗震方向平行。平行于地震方向的建筑物会增加倒塌的风险，但垂直于地震方向的建 筑物则不太可能倒塌。通过对以往重大地震灾害的研究发现，如果高层建筑的选址与地震方向平行，建筑 会随着地震波产生较大的振动。3.1.3 高层建筑结构的选择高层建筑的隔震与阻尼设计在结构形式的选择上较为复杂。传统框架结构的主要特征是剪切变形。 但叠合橡胶支座不仅能起到隔震、减震的作

12、用，还能增强主体框架的减震能力。3.1.4 隔震的要求隔震主要用于高烈度地区或使用功能有特别要 求的建筑以及符合以下各项要求的建筑: 不隔震时，结构基本周期小于1.0 s的梯级石造房屋、钢筋混凝土框架房屋等； 体型的基本规律，耐震计算可以采用底部剪切力法的房屋； 建筑场所应选择1、2、3种适宜、稳定性好的基础类型； 风负荷和其他地震作用及水平负荷不得超过结构总重力的10%。采用隔震建筑方案，应根据建筑耐 震设定、烈度设定、选址条件、建筑结构方案和建筑使用要求，综合比较分析技术、经济可行性后确定。3.1.5 隔震层的设置隔震层的布置应符合下列要求:1）隔震层由隔震支台、制动装置和防风装置构成。制

13、动装置和防风装置可以与分离振动支撑台集成在 一起，也可以单独设置，必要时可以设置限制置。2）震层刚度中心应与上部结构的质量中心重叠；3）震振支座的平面配置与上部结构和下部结构的纵向受力构件的平面位置相对应。4）在同一房屋中，选择多种规格的分离振动支承台时，应注意充分发挥各橡胶支承台的承重力和水平 变形能力。5）在同一支承位置选择多个隔震支座时，隔震支座之间的净距离大于设置操作所需的空间要求。6）设置在震层的抗风装置具有良好的对称性，分散分布在建筑物周围和附近。3.2 高层建筑结构设计中的隔震措施为了达到最佳的隔离效果，通常会结合多种隔离措施。在实际施工过程中，根据不同的地质特征，搭 配不同的隔

14、震材料，在不同的位置设置隔震。本文介绍了不同的隔离措施:（1）特殊材料的接地隔离。地基是地震最直接的接触面，也是地震波的直接应力区。因此，最快速、有效的隔震措施是基础隔震。 基础隔震是通过对地基进行特殊处理并铺垫以减少地震波对施工的破坏。这一措施有着利用地震产生的能 量来保持建筑物安全稳定的悠久历史。目前，人们已经开发出一种以沥青为原料的隔离材料。该材料的隔 震效果较好，将广泛应用于高层建筑的隔震。（2）基础隔震。基础隔震措施的原理是在基础与上部结构之间设置隔震装置。由于隔震层的位置不同，这种措施将减 少地震波的向上传播，这是一种传统的隔震措施。也有一些缺陷在实际的建设,这种方法更适合多层和低

15、 层建筑,如果应用程序和高层建筑不能发挥良好的效果的隔离,隔离措施的使用对于高层建筑将延长自震 周期的建筑,那建筑物的重量增加,但不利于隔离。目前常用的隔震方法有摩擦滑动隔震、滚子滑动隔震等。 根据不同的建筑可以选择不同的方法。（3）结构悬挂隔离。结构悬吊隔震措施的主要方法是将建筑物的大部分或全部结构悬吊起来，在发生地震时，这些悬吊结 构不会受到地震波的影响，从而使建筑物受到的破坏最小。这种隔震措施多用于大型钢结构的施工中，大 型钢结构悬空结构的隔震措施将对设计提出更高的要求。只有将主框架与副框架完美结合，才能使结构在 地震中不受扰动。隔离结构悬架的工作原理是让主框架影响地壳的运动在地震,和匹

16、配的子帧连接繁荣或 链条,所以地震所产生的能量将被转移到这部分的削弱,和子结构不会产生惯性力。这种措施具有良好的隔 震效果，能较好地阻断地震对建筑物的破坏，但工程造价高，不适用于一般建筑物。3.3 高层建筑结构设计中的阻尼措施不同于隔震措施建筑物的阻尼措施主要是利用建筑物以外的构件来增加建筑物的抗力，从而产生地震产生的能量 应尽量减少对建筑物的损害。建筑构件种类繁多，其中最重要的是阻尼和耗能装置。这些装置可分为滞回 型和粘滞型，在实际施工中也有广泛的应用。（1）新建筑结构设计中的减震措施。在各种自然灾害的不断侵袭下，人们的安全意识越来越强，这也 促进了新的建筑理念的出现。在新的社会需求中，人们越来越重视防震设计。在新建筑的设计,建筑面积 将特殊处理的基础上,减少地震的能量耗散装置设置将削弱了地震能量,大部分的减震器设计加强,后期由 于地震工