浅析高层建筑结构设计的中震设计概念

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浅谈高层建筑结构抗震设计

浅谈高层建筑结构抗震设计

浅谈高层建筑结构抗震设计≯嚣曩宫方武1玉琢2(1.杭州市房产安全鉴定所浙江杭州3100032.杭州欣新房地产开发有限公司浙江杭州310001)裂器N E YV A L LE l工程荤萼学[摘要]高层建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点,概述高层建筑的发展,对建筑抗震进行必要的理论分析.从而来探索高层建筑的设计理念、方法从而采取必须的抗震措施。

.【关键词】高层建筑抗震设计方法探索中图分类号:T U3文献标识码:^文章编号:1671--7597(2008)0520059--01现阶段,土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析‘在概念上进一步走向完善,如果可以在结构与地基的材料特性,动力响应,计算理论,稳定标准诸方面得到符合实际的发展,自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。

一、高赓建筑发展概况80年代,是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。

各大中城市普遍兴建高度在l O O m左右或l O O m以上的以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化。

比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店,它是一座现代化的高级宾馆,总高153.52m,全部采用框架一芯墙全钢结构体系,深圳发展中心大厦43层高165.3m,加上天线的高度共185.3m,这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。

进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。

不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。

深圳于1995年6月封顶的地王大厦,8l层高,385.95m为钢结构,它居目前世界建筑的第四位。

:、建筑抗震的理论分析(一)建筑结构抗震规范建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。

浅谈高层建筑结构抗震的概念设计

浅谈高层建筑结构抗震的概念设计

6 结构延性要求和延性设计原则
6. 1 延Байду номын сангаас是指最大允许变形与屈服变形的比值 结构延性反映截面和构件的塑性变形能 力, 延性比数值越大, 说明截面和构件的延性 越好, 结构的延性也就越好。 6 . 2 提高钢筋混凝土梁延性的措施 选择适宜的梁截面尺寸, 经济的配筋率, 避免出现超筋或少筋梁。 采用中低级强度的钢 筋。 加密箍筋不仅可防止梁的剪切破坏, 同时 由于箍筋对混凝土的约束作用, 可大大改善梁 的延性。
混凝土的约束作用明显减弱。 (3) 剪力墙端部应形成I 、 形或设I 端 T 柱、暗柱。地震作用下, 它们对剪力墙的承载 力和边缘处的混凝土约束作用有明显的提高, 同时对抗倒塌和扭转亦非常有利。剪力墙的 端部、 暗柱、 端柱的设置应满足 《 高规》 第5. 3 . 16 条的构造要求。
3.3 框架一剪力 墙结构
3.4 底层大空间 剪力墙结构
(1)为了改善底层大空间剪力墙的缺点, 设 计中常常采用部分落地剪力墙 , 形成框一支剪 力墙和落地剪力墙协同工作的体系。设计时 2 适宜刚度的原则 梁为拉弯构件, 梁上部至少有 高层建筑结构设计中, 适宜的刚度非常重 应特别注意框支 50%的主筋贯通全梁, 下部钢筋全部贯通, 沿梁 要。刚度越大, 地震作用下承受的地震作用就 高配置间距不大于200mm , 直径不小于中16 大, 破坏后果相对就严重, 且会造成大量建筑 7 “ 小屁不坏. 中展可修, 大屁不倒”设计 框支柱应沿全高加密箍筋。 材料的浪费。 刚度过小, 建筑物较柔, 地震作 的腰筋, 原则 (2)底层大空间结构转换层的应力比较复 用、 风荷载作用下产生较大的变形, 影响正常 “ 小震不坏”要求建筑结构在小震( 多遇 应采用双向配筋, 转换层相邻的楼层板也 使用, 影响强度及稳定性。通常改变结构刚度 杂, 或常遇地震)作用下仍处于弹性工作状态, 建筑 在大空间部分的楼板不宜开洞, 物不出现任何损坏. “ 的方法有: 改变建筑结构水平构件(梁板)的整 应适当加强, 中震可修” 要求建筑结构 体性和刚度;改变竖向构件的整体性和刚度, 降 转换层的混凝土强度等级不宜低 C30 , 在中震(设防烈度地震)作用下允许有少量次要 低或增高其高宽比; 增大或减小构件的纵筋配 构件产生不严重的破坏, 经维修后即可恢复正 筋率, 提高或降低构件混凝土的强度等级等等。 4 等强度与耗能设计原则 常使用, 此时部分结构构件进人弹塑性状态, 所谓等强度, 就是在外力作用下各种构件 “ 大震不倒” 要求建筑结构在大震(罕遇地震)作 均充分发挥 自身的材性、特性。同时达到破 3 常用高层建筑结构抗屁设计的特点 用下, 虽然产生较大的塑性变形但不致倒塌。 坏状态。此种状态亦为最经济状态。这就是 3. 1 框架结 构 避免应力集中, 8 多道设防设计原则 为防止房屋在地震作用下突然坍塌, 应避 要求在设计中加强薄弱环节, 防止因局部破坏引发整体破坏等。 免塑性铰出现在底层柱, 故在设计中必须保证 所谓多道设防是指人为加强某些竖向抗 一个高质量的高层建筑结构设计, 肯定也 底层柱的抗弯、抗剪强度、提高底层柱的可 侧力 结构, 提高该部分的可靠度, 使其在强震 是一个良好的耗能系统。人为地在一些次要 下仍处于工 靠度。进行框架计算时, 对梁端负弯矩进行 作状态, 有意识地设置一些薄弱环 部位、次要构件上设计若干薄弱环节对结构 调幅, 可以提高整个框架结构的延性。 节, 使其在强震下破坏并退出工作, 从而引发 的整体抗震性能是大有好处的。它能大大改 3.2 剪力 构 墙结 内力重分布, 达到减轻震害的目的。原则上应 (1)剪力墙结构的刚度很大, 其变形很容易 善结构的延性性能。应选择水平构件为主要 优先选择轴压比值较小的剪力墙, 筒体之类构 不应选用承受竖向荷载的构件, 如 件, 为 一 抗 防 的 侧 构 一 满足 《 高规》规定的要求。因其塑化历程是在 耗能构件, 作 第 道 震 线 抗 力 件, 粉 底部(1/ 8 总高范围且不小于底层层高范围)出 柱、剪力墙等。 情 下不 选 轴 比 大 框 柱 为 况 ,宜 用 压 很 的 架 作 挤 现塑性铰, 设计时应对该部分予以适当加强. 一道防线的抗侧力构件。 ( 2 ) 剪力墙内的竖向最小配筋率应满足 5 强柱弱梁、强剪弱弯. 更强节点的设 《 高规》第5. 3. 巧条, 以避免在罕遇地震作用 计原则 9 地展藕连作用 下产生脆性破坏。水平分布筋亦须满足 《 高 在结构设计中, 强柱弱梁、强剪弱弯、 地震除有水平作用外, 还有垂直作用和扭 规》第5 . 3 . 15 条规定, 水平分布筋过小, 对 更强节点是强度设计最重要的一个原则。它 转效应。《 高规》明确规定质量与刚度不对

高层建筑结构与抗震

高层建筑结构与抗震

高层建筑结构与抗震在现代城市的天际线中,高层建筑如林立的巨人,它们不仅是城市繁荣的象征,也是建筑技术与工程学的杰作。

然而,这些高耸入云的建筑面临着诸多挑战,其中结构的稳定性和抗震能力尤为关键。

高层建筑的结构设计是一项极其复杂的任务。

首先,要考虑的是垂直荷载,也就是建筑自身的重量以及居住者、家具、设备等带来的重量。

想象一下,几十层甚至上百层的建筑,其重量是何等巨大,这就要求结构能够承受这一垂直向下的压力。

为了应对这一挑战,工程师们通常会选择使用高强度的材料,如钢筋混凝土和钢结构。

钢筋混凝土结构具有良好的抗压性能,能够有效地承受垂直荷载。

它由钢筋和混凝土共同工作,钢筋提供抗拉强度,混凝土则承担抗压任务,两者相辅相成,形成坚固的结构体系。

而钢结构则以其高强度和轻质的特点,在一些超高层建筑中得到应用。

钢结构能够提供更大的跨度和更灵活的空间布局,但成本相对较高。

除了垂直荷载,高层建筑还面临着水平荷载的考验,其中最主要的就是风荷载和地震作用。

风在高层建筑周围流动时,会产生压力差,从而对建筑施加水平推力。

而地震则会带来地面的震动,使建筑产生水平和竖向的振动。

为了抵抗这些水平荷载,高层建筑的结构需要具备足够的刚度和强度。

在结构形式上,常见的有框架结构、剪力墙结构和框架剪力墙结构等。

框架结构由梁柱组成,能够提供较大的空间,但抗侧刚度相对较小。

剪力墙结构则通过一片片的钢筋混凝土墙体来抵抗水平荷载,具有较好的抗侧性能,但空间布局相对受限。

框架剪力墙结构结合了两者的优点,在框架中设置一定数量的剪力墙,既能满足空间需求,又能保证结构的稳定性。

而在抗震设计方面,更是需要精心规划和计算。

地震是一种不可预测的自然灾害,其能量的释放和传播非常复杂。

为了确保高层建筑在地震中能够保持结构的完整性,工程师们需要对建筑所在地区的地震风险进行评估,并根据评估结果确定抗震设防烈度。

抗震设计的基本原则是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。

这意味着在较小的地震作用下,建筑结构不应出现损坏;在中等强度的地震作用下,建筑可能会出现一些损坏,但经过修复后仍可继续使用;在强烈地震作用下,建筑不应倒塌,以保障人员的生命安全。

浅谈高层建筑结构的概念设计

浅谈高层建筑结构的概念设计

浅谈高层建筑结构的概念设计摘要:随着我国经济的发展,城市的发展有横向发展转化为立体发展,高层建筑越来越受到人们的重视,怎样使高层建筑更好的满足社会的需求。

通过分析高层建筑结构的受力性能,阐述了结构概念设计方法,可对建筑师和结构工程师在建筑方案设计时的结构选型起指导作用,而建造出适用、安全、经济、美观的现在高层经济。

关键词:概念设计;高层建筑;抗震设计近年来我国的建筑设计水平有了很大的提高。

大量的工程实践表明:对高层建筑而言,在设计前期通过建筑师与结构工程师的密切配合,正确运用结构概念,对主要结构体系有比较地选择,就能创作出一个性能良好、造价经济、令人满意的建筑方案,为后续工作打好坚实的基础。

本文试图对高层建筑的结构设计概念及设计方案中的结构抗震设计作一论述。

一、概念设计的重要性概念设计是展现先进设计思想的关键,一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。

大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天,对计算机结果明显不合理、甚至错误而不能及时发现。

随着年龄的增长,导致他们在大学所的那些孤立的概念都被逐渐忘却,更谈不上设计成果的不断创新。

强调概念设计的重要,主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性,比如对混凝土结构设计,内力计算是基于弹性理论的计算方法,而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法,这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远,为了弥补这类计算理论的缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。

二、高层建筑结构一般概念设计高层建筑的结构性能与一般中、低层建筑有所不同,必须引起设计人员的重视。

在混凝土和钢结构设计中,在不增加更多成本的前提下,只要我们遵守下列基本原则,按照高层建筑的结构概念进行结构布置,就能够增加高层建筑抵抗侧向力和变形的能力:一是增加抗弯结构体系的有效宽度,因为增加宽度可以直接减小倾覆力矩,并且当其它条件不变时,变形按宽度增加的三次方比例减小。

论高层建筑结构设计抗震设计

论高层建筑结构设计抗震设计

一Leabharlann 防 线 ,这 样 的 结 构 体 系 对 保 证 结 构 的 抗 震 安 全 性 是 非 常 有 效 的 。 同 时
底框建筑 底层高度 不宜 太高,应控 制在 4. m以 下。高度 加大 ,底层 5
刚 度 减 小 ,重 心 提 高 , 使 框 架 柱 的 长 细 比增 大 , 更 容 易 产 生 失 稳 现
建筑 与 发展
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论高层建筑结构设计抗震设计
桂振 东
桐城 市规划建筑设计 院
【 摘
安徽
安庆
2 10 3 40
要 】 随着高层 建筑的增 多, 结构抗震 分析和 设计 已越 来越 重要。 本文结合 了自身工作经验对 高层建 筑设计 中抗震设计进行 了分析 、 探讨 、
1 实 行 建筑 抗 震 设 计 规 范 , 总 结 工 程 经 验 妥 善 处 理 工 程 问 .
题 :
11 择 有 利 的抗 震 场 地 .选
地 震 造 成 建 筑 物 的 破 坏 ,除 地 震 动 直 接 引 起 的 结 构 破 坏 外 , 场 地 条 件 也 是 一 个 重 要 的 原 因 。地 震 引 起 的 地表 错 动 与 地 裂 ,地 基 土 的 小 均 匀沉 陷 , 滑 坡 和粉 ,砂 土 液 化 等 。 因 此 , 应 选 择 对 建 筑 抗 震 有 利 的 地 段 ,应 避 开 对 抗 震 不 利 地 段 , 如软 弱地 图, 易液化 土 ,条件 突 出 的山嘴 ,高 耸孤 立 的山丘 ,非岩 质 陡坡 、采 空区 。 河岸 和 边坡 边 缘 ,场 地 土在 平面 分 布 上 的原 因 、

浅谈高层建筑结构设计中的隔震减震措施

浅谈高层建筑结构设计中的隔震减震措施
2.2层间隔展装置
层间隔震在隔震减震中的应用最初的目的是在建筑物的结构上安装减震的装置,当地震来临时,装置隔震和减震共同运用于消耗地震的能量,消弱因地震引发的损失,进而减少因地震给高建筑结构的安全系数造成影响[3]。总的来说,层间隔震技术是结合了抗震技术以及隔震技术。但是层同隔震的实际减震效果没有达到基础隔震技术的减震效果,即使层间隔震技术的减震效果不是很明显,但该项技术在高层建筑物的隔震减震中得到了广泛应用。新建建筑物既有建筑物都可利用该技术进行隔震减震。对于隔震装置的支座材料的选择上,可以使用橡胶,通过建筑结构夹层或原结构隔震层,达到最佳的隔震减震目的。
浅谈高层建筑结构设计中的隔震减震措施
摘要:地震作为一种自然灾害,由于近几年地壳运动多发,地震灾害已经成为严重威胁人类生命以及财产安全的最为多发的地质灾害。为了保障人类的建筑使用安全,在设计过程中已经尝试通过各种结构来提高建筑物的地震抗灾减灾的能力,特别对于高层建筑物的结构设计的隔震减震提出类更高的技术要求。隔震结构是利用结构的来对地震中的能量进行吸收的抗震结构。本文针对高层结构隔震技术的应用难点,提出了一些隔震减震措施,以供高层结构工程设计参考。
2.3悬挂隔震装置
悬挂隔震装置的隔震减震原理是消耗地面的地震波向建筑主体结构传递地震波的力量,尽可能避免建筑物主体结构因地震受到影响。在安转悬挂隔震装置时,一是该装置的很大部分悬挂安转,二是全部悬挂在地面上。一旦地震发生时,该装置将高层建筑的上层结构和下层进行分离,使得惯性力大大减小,从而达到隔震减震的目的[4]。对于适用范围而言,悬挂隔震技术没有如其他技术那样得到广泛地应用。悬挂隔震装置主要使用的结构是大型钢结构,该结构由主框结构和子结构两部分组成,当悬挂隔震结构发挥作用时,主框架结构便与子结构实现了分离,大大降低了地震能量对高层建筑物的影响,有效减少了地震能量的的传递带给高层建筑的损害。

建筑结构设计中的抗震结构设计理念

建筑结构设计中的抗震结构设计理念

建筑结构设计中的抗震结构设计理念摘要:随着国家经济发展水平的稳步提升,人们对建筑工程中的建筑工程结构设计质量关注度越来越高。

由于地震灾害会对人民生命财产安全产生严重威胁,因而希望能通过更高质量的建筑工程结构设计来提升抗震效果。

基于此,相关人员在对建筑工程进行设计研究时,一定要注重对抗震技术的探究,以此确保发生地震灾害时,建筑工程能够具备较强的抗震性能,进而为人民生命财产安全提供有力保障。

关键词:建筑结构设计;抗震结构设计理念;措施1引言建筑工程结构抗震设计直接决定了建筑工程的抗震性能和效果,为保障用户生命财产安全,需将建筑工程结构的抗震设计现状作为关键的切入点,根据建筑工程的建设质量标准要求,合理地落实建筑工程结构抗震设计。

同时,采取有效防范措施,强化建筑工程结构的抗震性能和整体安全性,在保障用户居住安全的同时,满足用户的生活需求。

2建筑结构性能抗震设计当前看到的大部分建筑结构抗震性能设计理论大部分都是基于结构抗震性能分析实现的。

基于结构性能的抗震设计是指所设计和建造的工程结构在各种可能遇到的地震作用下的反应和破坏程度均在设计预期的要求范围内,不仅能保证生命安全,而且能使经济损失最小。

换句话说,是使得建筑物在某一特定设防地震等级下最大的破坏程度能按预期执行的设计。

在建筑物的使用寿命期间,当受到大于本地区设防烈度的罕见大地震时,可以容许建筑物有一定程度的损坏,但为了保护用户的人身安全,是不允许发生倒塌或危及生命的严重破坏。

因此考虑安全性和经济性的平衡是过去抗震设计的主要目标。

但是,对建筑物抗震性能的要求是各种各样的,只考虑安全性,就不能完全满足用户各种各样的要求。

因此,进行基于性能的抗震设计方法是非常有必要的。

基于性能设计的基本思想就是使所设计的工程结构在使用期间满足各种预定的性能目标要求,而具体性能要求可根据建筑物和结构的重要性确定。

对于结构工程师来说,可明确描述结构性能状态的物理量主要有:力、位移(刚度)、速度、加速度、能量和损伤。

高层建筑的抗震设计

高层建筑的抗震设计

高层建筑的抗震设计高层建筑是现代城市发展中不可或缺的一部分,它们不仅提供了大量的办公和居住空间,也是城市地标和人们生活的象征。

然而,由于地震的频发和破坏力,高层建筑的抗震设计显得尤为重要。

本文将探讨高层建筑的抗震设计原则、技术以及未来的发展趋势。

一、抗震设计原则1. 结构合理性高层建筑的结构设计应合理,结构形式选择应考虑各种力的影响,如竖向荷载、水平荷载以及地震荷载。

2. 隔震设计隔震设计是高层建筑抗震的关键措施之一。

通过设置隔震装置,能有效减轻地震对建筑物的冲击。

常见的隔震装置包括橡胶隔震支座和钢球隔震装置等。

3. 抗震墙抗震墙是高层建筑中常见的抗震设计手段。

通过将抗震墙布置在建筑的关键部位,可以提高建筑的整体抗震能力。

4. 钢结构设计钢结构在高层建筑中的应用越来越广泛,其强度和韧性使其成为抗震设计的理想选择。

钢结构能够在地震中更好地吸收能量,并分散到整个结构中。

5. 增加结构强度通过增加材料的强度和截面尺寸,可以提高高层建筑的抗震能力。

在设计过程中,应根据地震的烈度和建筑物的高度,选择适当的强度和截面尺寸。

二、抗震设计技术1. 数值模拟数值模拟是高层建筑抗震设计中常用的技术手段之一。

通过计算机模拟地震力对建筑物的作用,可以评估不同结构形式和材料参数的抗震性能。

2. 结构监测与预警系统结构监测与预警系统可以实时监测高层建筑的结构状态,并在地震发生前提供预警信息。

这为人们提供了逃生和避险的宝贵时间。

3. 新型材料的应用随着科技的进步,新型材料如碳纤维复合材料等逐渐应用到高层建筑的抗震设计中。

这些材料具有更好的抗震性能和轻质高强的特点。

4. 钢筋混凝土结构的优化在高层建筑的抗震设计中,钢筋混凝土结构是最常见的结构形式之一。

通过优化设计方法和加强施工质量管理,可以提高钢筋混凝土结构的抗震性能。

三、未来的发展趋势1. 结构柔性化未来的高层建筑抗震设计将朝着结构柔性化发展。

通过使用可调节的结构和材料,在地震发生时,建筑物可以自动调整结构形态,减少地震荷载对建筑的影响。

简述高层建筑结构设计中的隔震减震

简述高层建筑结构设计中的隔震减震

简述高层建筑结构设计中的隔震减震摘要:隔震减震措施的应用意义在于,能够有效抵抗风荷载作用,减少建筑物位移,建筑物所受来自结构性地震的不利影响得以降低,能够为高层建筑居住者的生命财产安全提供保障。

本文就高层建筑结构设计中的隔震设计、减震原理与技术形式展开分析,进一步探讨高层建筑结构设计中减震优化设计方法,旨在提升高层建筑结构设计水平,仅供相关人员参考。

关键词:高层建筑;结构设计;隔震减震;措施引言由于高层建筑的使用性能与社会群体的生活密切相关,并且关系着社会经济的发展,因而高层建筑的稳定性与抗震性也受到全社会的高度重视。

隔震减震措施的科学化应用,有助于提升高层建筑结构设计水平,促进高层建筑结构稳定性的提升,延长高层建筑使用寿命,为社会群体的生命财产安全提供保障。

在此种情况下,对高层建筑结构设计中的隔震减震措施进行探究,具有一定现实意义。

1高层建筑结构设计中的隔震设计1.1基础隔震结构就高层建筑结构设计情况来看,基础隔震结构主要以建筑基础为支持,来对地震波进行消耗,此种方式下能够有效避免建筑上部结构承受地震波,降低上部结构受损几率。

部分隔震设施因其自身局限性而无法应用于高层建筑中,这与其自身自振周期存在一定关系,当地震发生时,无法有效降低地震所造成的破坏,因此基础隔震结构一般应用于底层建筑的基础与上部结构之间,并且能够达到理想的隔震效果。

1.2层间隔震结构在高层建筑结构设计中,层间隔震的主要原理在于,通过隔震与抗震技术的协调应用,将减震装置安装于建筑结构上,通过此种层间隔震装置来降低地震能量传播,对能量波进行有效吸收,进而将高层建筑上部结构所受地震的影响控制在最小范围内。

1.3悬挂隔震在高层建筑设计中,悬挂隔震是一种保护建筑主体结构的有效方式,能够通过削弱并阻止地震波,降低其对于高层建筑主体结构所产生的不利影响。

一般情况下,于地面悬挂该隔震装置,由于不存在惯性力,所以在地震发生时被分离的高层建筑上部结构不会受到影响,这就有效达到了隔震的效果。

抗震概念与高层建筑结构设计

抗震概念与高层建筑结构设计

浅谈抗震概念与高层建筑结构设计摘要:针对目前建筑结构设计当中过分依赖结构软件计算结果,不注重结构的构造设计。

提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性,推动结构设计的发展。

所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确力学分析或在规范中难以规定的问题中,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。

关键词:建筑设计;概念设计;抗震近十年来,高层建筑大量涌现,其结构一般都是不规则的,有些是特别不规则的,从而使结构设计遇到了许多难点,结构工程师发挥了创造才能,尽可能地解决结构设计中的难题和技术关键,从而陆续产生了能适应建筑师创新意识的多种复杂高层建筑结构体系。

高层建筑连体结构是一种新型结构形式,通过在不同建筑塔楼间设置连接体使其成为共同的使用空间。

同时,由于连体建筑的独特外形能够带来强烈的视觉效果,使建筑型体更具特色。

1.我国现行规范对抗震设计的要求地震作用是一种随机的不可复制的自然运动,是其大小和方向都无法确定的一种偶然荷载。

根据我国《抗规》规定,建筑物的抗震设计按“三水准二阶段”进行,即体现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的原则,一般情况下遭遇第一水准烈度时,建筑处于正常使用状态,从结构抗震设计计算的角度,可以视为弹性体系,用弹性反应谱进行弹性阶段分析;当遭遇第二水准烈度时,结构进入非弹性工作阶段,但非弹性变形或结构体系的损坏控制在可修复的范围,此阶段的设计主要由构造来体现;遭遇第三水准烈度时,结构有较大的非弹性变形,但变形控制在规定的范围内,以免倒塌。

二阶段的设计即是按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力以及在小震作用下验算结构的弹性变形,一般采用的是弹性反应谱分析方法,以满足第一水准抗震设防目标的要求;第二阶段是在大震作用下验算结构的弹性塑性变形,以满足第三水准抗震设防目标的要求。

对于第二水准抗震设防目标的要求,《抗规》是以抗震措施来加以保证的。

高层建筑结构设计中的隔震减震措施

高层建筑结构设计中的隔震减震措施

高层建筑结构设计中的隔震减震措施摘要:地震是一种极具破坏性的自然灾害,会给建筑物结构造成不可挽回的严重损害。

如今,在经济的发展之下高层建筑越来越受欢迎,如何有效提高高层建筑的抗震性能成为社会关注的问题。

因此,本文从高层建筑结构概念及特征入手,就高层建筑结构设计中的隔震措施阐述了自己的经验,希望能给同行的朋友提供参考。

关键词:高层建筑;结构设计;隔震;减震;措施在建筑结构的设计中,考虑到地震造成的损害,采取有效地减轻损害的对策是抗震设计的课题。

发生地震时,建筑物的安全性和稳定性非常重要,建筑设计人员在建筑物的设计中,需要考虑各种各样的因素,可以使用隔震设计原理来进行隔震设计,针对不同的影响因素所使用的隔振措施也不同,本文针对高层建筑结构中的隔振措施进行了详细的介绍,希望带来一定的指导性作用。

1高层建筑结构概念及特征1.1高层建筑结构类型高层建筑结构按承重体系的不同可以分为框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙混合结构和筒状结构。

此外,还可以根据所使用的建筑材料的不同分为钢结构、混凝土结构和组合结构。

框架结构体系主要是由建筑的结构梁、柱和节点组成;框架结构平面布置相对灵活,可获得较大的使用空间,但结构的侧移刚度较小,在水平荷载作用下的侧移位移较大,对建筑物的正常使用会造成影响。

剪力墙结构体系是将房屋的墙体进行垂直承重和抗横向力的结构体系;可以在墙上打洞,孔洞越大,就越接近框架。

剪力墙结构的横向剪力和横向刚度较大,横向的变形会很小。

房间的墙面和天花板平整,楼层的高度小,比较适合住宅和宾馆等建筑,但其结构的自重比较大。

剪力墙框架结构体系是将剪力墙结构的底部剪力墙或底部几层做成框架的结构体系,这种结构也被称为带转换层高层建筑结构,在底部大空间剪力墙结构中的墙壁,通常把落地剪力墙安排在两端或中间,同时与纵向和横向的墙面围成简体。

剪力墙框架结构具有剪力墙和框架的优点,大大提高了横向结构的水平承载力和刚度,且剪力墙结构的布置灵活性更强。

浅析高层建筑抗震概念设计

浅析高层建筑抗震概念设计
关键 词 :高层建 筑;结构设 计;概 念设计
S p r c a ay i f u e f il i An l s o n e t a sg n S r t r l e s i e i n. s Co c p u l De i n i t uc u a im c S s S g
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葛建 国
( 州 大 学 工 程 设 计 研 究 院 ,江 苏 扬 州 2 5 0 ) 扬 2 0 9
摘 要 :本文阐述 了高层 结构抗 震设计 中 “ 念设计 ”的重要性 以及 对结构进行概 念设计 的一般 原 则, 概 为工程设计人 员在今后的设计 工 作提 供 了一 些参考建议 。
力 墙 集 中 布 置 在 结 构 平 面 的 一 端 是 不 好 的 , 大 刚度 抗 侧 力
2 概念设 计的重要性
概念设 计是指一般不经过数值计 算, 根据整体 结构体系
与 分 体 系 之 间 的 力 学 关 系 、 结 构 破 坏 机 理 、 震 害 、试 验 现 象 和 工 程 经 验 所 获 得 的 基 本 设 计 原 则 和 设 计 思 想 , 整 体 的 从 角 度 来 确 定 建 筑 结 构 的 总 体 布 置 和 抗 震 细 部 措 施 的 宏 观 控
中 震 可 修 , 大 震 不 倒 ” 的 目的 。但 是 , 由 于 地 震 作 用 是 一 种 随 机 性 很 强 的循 环 、 往 复 荷 载 , 建 筑 物 的 地 震 破 坏 机 理 又 十 分 复 杂 , 存 在 着 许 多 模 糊 和 不 确 定 因素 ,在 结 构 内力 分 析 方 面 , 由 于 未 能 充 分 考 虑 结 构 的 空 间作 用 、 非 弹 性 性
Ke r s h g ul ig; sr c u a e in; c n e t a sg ywo d : ih b i n d tu t r l sg d o cpu l de in

高层建筑结构设计中的抗震性能优化研究

高层建筑结构设计中的抗震性能优化研究

高层建筑结构设计中的抗震性能优化研究在建筑领域中,高层建筑的抗震性能一直是一个关键问题。

随着城市化进程以及人们对于舒适、安全住所的需求增加,高层建筑的数量也在不断增加。

然而,高层建筑由于其结构的复杂性和高度的特点,面临着更大的地震风险。

因此,在高层建筑的结构设计中,抗震性能的优化研究变得至关重要。

一、抗震性能评估在高层建筑结构设计中,首先需要进行抗震性能的评估。

抗震性能评估是通过对建筑的结构和材料进行分析,评估其抵御地震力的能力。

评估过程中需要考虑多种因素,包括建筑的地理位置、地质条件、使用功能等。

通过这些评估,可以得出建筑结构的抗震性能指标,为后续的优化设计提供依据。

二、结构优化设计在抗震性能评估的基础上,可以进行高层建筑结构的优化设计。

结构的优化设计旨在提高建筑的抗震能力,降低地震灾害风险。

常见的结构优化设计方法包括:1. 材料选择:选择高性能的抗震材料,如高强度钢材、高韧性混凝土等,以提高结构的承载能力和韧性。

2. 结构形式:根据地震力的特点选择合适的结构形式,如框架结构、剪力墙结构等,以减少地震力对结构的影响。

3. 建筑布局:通过合理的建筑布局,将地震力传导到整个结构系统中,避免单一局部结构的过度承载。

4. 基础设计:合理设计建筑的地基和地基承载力,以增加结构的稳定性和抗震能力。

三、模型分析与验证在结构优化设计完成后,需要进行模型分析与验证。

模型分析是通过计算机模拟地震力对建筑结构的作用,评估结构的受力情况和响应。

模型分析可以采用有限元方法等数值模拟技术,对结构进行多种工况和多个地震波动力分析。

通过模型分析验证设计的合理性,并进行必要的调整和优化。

四、结构施工与监控在高层建筑结构的施工过程中,需要严格按照设计要求进行施工,并进行结构监控。

结构施工时需要注意材料的质量、施工工艺的规范,并配合相关监测设备进行实时监控。

结构施工的合理性和质量对于建筑的抗震性能至关重要。

五、经济性与可行性考虑除了抗震性能的优化,高层建筑的结构设计还需要考虑经济性和可行性。

高层建筑结构设计中的抗震要求

高层建筑结构设计中的抗震要求

高层建筑结构设计中的抗震要求随着城市化进程的推进,高层建筑越来越多地出现在我们的生活中。

然而,随之而来的地震风险也使得高层建筑的抗震设计显得尤为重要。

在高层建筑的结构设计中,抗震要求是必不可少的考虑因素之一。

本文将探讨高层建筑结构设计中的抗震要求,以期对读者有所启发。

首先,高层建筑的抗震要求包括几个方面。

首要的要求是:高层建筑的结构必须具备足够的强度和刚度,能够在地震发生时承受地震力的作用。

为了实现这一目标,结构镇定性、储能能力、耗能能力等等都需要考虑在内。

此外,高层建筑的抗震设计还需考虑剪切变形、位移控制、结构的耐久性等方面,以保证建筑在地震中能够安全稳定地运行。

其次,抗震设计中的考虑因素十分复杂。

高层建筑作为非常特殊的建筑形式,要求对结构系统及其构件进行全面的抗震分析。

在进行抗震设计时,应考虑地震波特性、建筑材料的性能、结构系统的动力特性等因素。

此外,还应充分考虑地震引起的破坏机理,如剪力开裂、弯曲断裂等。

只有全面考虑这些因素,才能使高层建筑在地震中具备足够的抗震能力。

然而,光考虑这些因素还不够,高层建筑的抗震设计还应兼顾建筑的经济性和施工的可行性。

在追求高层建筑的抗震性能的同时,也应合理利用建筑材料、优化结构系统并遵循合理的施工工艺。

只有综合考虑这些因素,才能使高层建筑的抗震设计真正实用有效。

当前,高层建筑结构设计中的抗震要求越来越高。

随着科学技术的发展,人们对高层建筑的抗震性能要求也在不断提升。

与此同时,中国政府也对高层建筑的抗震要求制定了一系列规范和标准。

例如,我国建筑抗震设计规范对地震烈度、结构基本要求、设计方法等进行了详细的规定。

这些规范和标准为高层建筑的抗震设计提供了依据,对保障建筑结构的安全具有重要意义。

最后,高层建筑抗震设计中的科学研究和技术创新亟待加强。

虽然在抗震设计领域已经取得了一定的成就,但是面对日益严峻的地震威胁,我们还需要不断加强科学研究和技术创新。

只有通过不断探索和创新,才能提高高层建筑的抗震能力,进一步保障人民生命财产的安全。

建筑结构设计中的隔震减震措施浅析

建筑结构设计中的隔震减震措施浅析

建筑结构设计中的隔震减震措施浅析摘要:随着我国建筑业和科学技术的迅速发展,建筑结构的设计越来越受到人们的关注,特别是抗震、减震技术等。

在施工活动中采取科学、合理的防震措施,可以使建筑结构的设计质量得到持续提高,而且在某种程度上也能起到应有的效果。

在保证工程结构设计符合工程实际要求的前提下,其安全性、稳定性都会得到提升,保护人民的生命财产安全。

通过改变传统住宅结构抗震设计方式,提高其抗震性能,在一定程度上降低地震的危险性,避免地震造成严重的经济损失,以保证结构的质量,促进建筑的可持续发展。

本文就从建筑结构中抗震设计中的要点入手,针对建筑结构设计中的隔震减震措施进行一定的分析。

关键词:建筑结构设计;隔震减震;措施一、引言地震是一种常见的自然现象,当地壳迅速释放出能量时,会引起地震,造成建筑物等物体的变形和崩塌。

地震对建筑物的破坏是不可忽略的,因此,在进行建筑物的抗震设计时,应注意做好隔震、减震工作,尽量减少地震对建筑物的冲击,保证建筑物的安全。

隔震与耗能减震设计适用于对建筑物的抗震安全、使用性能有特殊要求的建筑物,采用橡胶隔震支座构成的隔震层,在主体构件上安装减震装置等,以尽量降低地震波对建筑物的影响,防止出现建筑物变形、倒塌等问题。

二、高层建筑结构中抗震设计的要点(一)水平刚度的控制在发生地震时,高层混凝土结构更易受横向力的作用而发生侧向位移,甚至发生倒塌。

在高层建筑的抗震设计中,结构的横向刚度是设计中的一个关键问题。

高层混凝土建筑的楼盖应将地震的力量传导到墙体上,使其承受倾覆的力矩,并在其内部形成轴力,使其与水平力弯矩成比例,避免出现侧倾、倒塌等现象。

(二)结构控制采用框架的形式对结构进行控制,使得设计中的具体参数和结构参数能够应用到现场,让结构的控制条件能够与设计时的目标数据相符合,从而能够有效地控制施工过程中的材料和工艺。

在进行结构控制时,应考虑到要进行的最大抗震级别,加强结构的隔震和缓冲作用,减少地震发生时造成的经济损失和人员,并根据区域内的震情情况,适当提高建筑的某些性能,以保证工程的安全。

高层建筑结构抗震概念设计原则

高层建筑结构抗震概念设计原则

高层建筑结构抗震概念设计原则随着科技的发展和城市化的加速,越来越多的高层建筑拔地而起,为人们的生产和生活提供了更高效、便捷的服务。

但在城市建设中,却经常会遭受天灾人祸的威胁,其中最常见的就是地震。

因此,为了确保高层建筑在地震中安全稳定,高层建筑结构抗震概念设计原则至关重要。

一、基础设施的抗震设计作为高层建筑的根基,基础设施的建设和设计必须充分考虑地震对其的影响。

首先,建立深厚的地基,以确保建筑物有足够的支撑和稳定性。

其次,应该考虑到地震时的水土流失和液化现象,采取相应的措施降低其影响。

二、结构的抗震设计高层建筑的结构设计应当从多方面考虑地震造成的动力荷载和地震位移,以确保结构的稳定性。

在设计结构时,应采用高强度、高韧性、耐久性能好的材料,并合理使用抗震支撑、隔震措施等。

三、设备设施的抗震设计设备设施也是高层建筑重要的组成部分,特别是一些重要的使用设备,更是与建筑安全直接相关。

因此,在设备设施的设计中要充分考虑地震的影响,如将设备安装在低处等,在震动作用下可以降低可能的灾害。

四、综合保护设计在高层建筑的设计过程中,建筑各部分之间是相互联系、相互依赖的。

因此,综合保护设计是重要的一环,要从各方面考虑高层建筑的抗震应对能力。

从建筑的外部形态来看,应减少突出于墙体的结构(如挑檐、明窗等);在建筑的内部结构上,应合理设置梁柱系统,营造均衡、稳定的结构体系;在管道和连接设备的设计中,应采取防震措施以强化其抗震性。

总之,高层建筑结构抗震概念设计原则是一个综合性、相互依存的过程,需要从基础设施、结构、设备设施、综合保护等方面进行考虑。

通过合理的抗震设计,可以使高层建筑在地震中更加稳定和安全,为人们的生活和社会发展做出更加重要的贡献。

浅谈高层建筑结构抗震分析和设计

浅谈高层建筑结构抗震分析和设计
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高层 建 筑
抗震设计
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高层建筑结构抗震设计分析

高层建筑结构抗震设计分析

高层建筑结构抗震设计分析摘要:近年来,高层建筑在我国越来越普及,其结构抗震设计原则主要是基于“小震不损、中震可修、大震不倒”三大设防标准。

建筑结构的抗震设计主要通过两个设计阶段来实现结构的抗震目标。

建筑抗震设防的第一阶段主要是验算结构的承载力。

用地震动参数计算建筑结构地震作用的弹性特征值及其地震效应,用分项系数分析建筑结构截面的承载力,以满足小震的抗震要求。

地震下可修复的建筑结构的设防要求主要是根据建筑结构的设防措施来实现的。

本文论述了高层建筑结构抗震设计的要点。

关键词:高层建筑结构;抗震设计引言随着时代的发展,高层建筑受到许多大中城市的追捧,成为城市综合实力的象征。

然而,在地震灾害面前,高层建筑结构需要承受更大的地震作用,一旦倒塌,将面临不可估量的损失。

因此,在设计中要加强结构的抗震设计,充分考虑工程选址、结构体系和材料应用,尽可能提高高层建筑结构的整体抗震性能。

1高层建筑结构抗震设计问题1.1工程选址问题高层建筑需要很强的承载力和延性作为支撑,对地质条件要求很高。

根据相关研究,地震灾害中,地面错动、软土沉降、土壤液化和边坡失稳都是导致建筑结构破坏的重要因素。

因此,工程选址成为抗震设计的首要内容,设计烈度必须根据基本烈度和场地烈度来确定。

如遇不良地质条件或有特殊意义的建筑,可在基本烈度的基础上适度提高设计条件,综合勘察场地的地形、地质条件、水文条件等方面,为建筑结构抗震设计提供准确的数据支持。

1.2抗震设计问题在高层建筑结构设计中,抗震设计作为一项难度大、重要性高的关键工作,也需要引起设计人员的重视,这方面的问题不容忽视。

一旦建筑结构的抗震设计不合理,不仅会增加建筑结构变形的风险,还会导致地震作用下的严重破坏,影响建筑结构的安全。

通过具体分析高层建筑结构抗震设计中存在的问题,一是设计人员不能准确把握抗震设计要求,抗震等级和具体参数选择不合理,会导致后续抗震设计工作的错误指导,造成高层建筑结构整体稳定性不足。

试析高层建筑结构抗震设计理念及设计

试析高层建筑结构抗震设计理念及设计

试析高层建筑结构抗震设计理念及设计发表时间:2019-07-29T15:56:48.077Z 来源:《基层建设》2019年第14期作者:杨凯[导读] 摘要:文章主要从高层住宅建筑结构的抗震设计理念出发,分别阐述了建筑抗震设计中需要注意的问题,以及建筑结构抗震设计要点,旨在与广大同行共同探讨学习。

仁化县建筑设计室 512300摘要:文章主要从高层住宅建筑结构的抗震设计理念出发,分别阐述了建筑抗震设计中需要注意的问题,以及建筑结构抗震设计要点,旨在与广大同行共同探讨学习。

关键词:高层建筑结构;理念;抗震设计一、高层住宅建筑结构的抗震设计理念对高层住宅建筑结构进行抗震设计的主要目的就是提高建筑的稳定性和安全性,当地震发生的时候,最大限度保证人们的生命安全和财产安全,尽可能的降低地震导致的各种损失。

设计人员在进行设计的时候,一般达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的基本目标。

“小震不坏”指的是当发生小地震的时候,要保证住宅的完全安全,不被地震损坏。

“中震可修”是指当发生中级地震时,住宅受到的损坏较小,并且住宅建筑结构可以修复,居民的生命安全得到保障,财产损失较小。

“大震不倒”指当发生大地震的时候,高层住宅不会倒塌,给居民争取足够的时间逃生。

二、建筑抗震设计中需要注意的问题1.体型设计在建筑结构设计中,要想强化其抗震效果,就需要对建筑体型进行合理规划,确保平面和空间形状的合理性。

同时在对地震作用研究中发现,不规则体型的建筑在地震中所受的影响和波及要较规则体型建筑严重的多。

例如,在汶川地震中,结构简单的建筑相应的损坏效率较低,而复杂结构的建筑破损则较为严重。

对于不规则的建筑来说,由于其空间结构上存在一定的复杂性,受地震波的影响会使得建筑结构出现不同级别的晃动,当晃动频率较大时,就会导致内部结构部件出现松动、错位等问题,影响建筑结构的承载能力和刚度,造成建筑的倒塌。

而在较为规则的建筑中,地震波同样会对建筑带来不同程度的晃动,不过由于结构的稳定性和规整性,使得晃动频率对整体结构造成的影响相对较低,不会发生严重的变形。

高层建筑结构设计中的隔震减震

高层建筑结构设计中的隔震减震

建筑设计建 筑 技 术 开 发·39·Architectural DesignBuilding Technology Development第47卷第3期2020年2月近年来,我国各个地区频繁地发生地震事件,所以,其在建筑结构设计上的抗震性能要求会更加严苛。

应在建筑设施的抗震性施工中选择相应的隔震减震措施,更好地降低建筑设施在遭受地震时的损坏程度。

在构建高层建筑设施时,应综合性地探究建筑设施自身的抗震问题,合理地使用相应的抗震措施,使其可在较长时间中抵御地震。

建筑施工单位必须注重地震防范工作的开展,采取不同种类的结构更好的抗震减灾,吸取大量的地震能,把地震的损害程度调控至最低。

1 高层建筑结构隔震减震概述建筑设施内部的阻尼数值和地震能量消耗存在较为紧密的关系,在开展高层建筑结构的设计工作时,应利用好这一特点,适当调整建筑设施内部的阻尼大小,利用建筑设施阻尼更好地吸收地震的能量,这样可以更好地保障主体结构的稳固性,尽可能地减轻其所遭受到地震灾害。

将隔震技术应用到高层建筑结构的设计工作中,已经成为我国时代发展的必然。

我国在汶川地震后,隔震建筑设施的种类及数量越来越多。

一般来说,隔震设计所应用到的施工材料和我国以往的设计方案所存在的差异比较显著,和传统抗震设计方案对比,当前的隔震设计难度会比较高。

隔震措施会受到时间因素的影响,可将隔震措施应用到新型的建筑结构之中,也可在建筑设施完成后,借助阻尼来调控地震吸取的能量,更好地实现减震的目的。

站在适用部位的角度上分析,减震措施的应用范围相对来说比较广泛,不管是上部结构,还是隔震的夹层,都可以使用减震措施。

通过使用消能减震技术,安装消能减震设施,更好地调整结构的阻尼比数值,避免建筑设施的结构产生变形等问题,利用附加装置更好地吸取地震的能量,全面性地防护主体的结构,防止其在遭受地震灾害后严重破损。

就数值统计信息可以更好地了解到,应利用好消能减震的结构,更好地提升建筑设施的抗震 性能。

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浅析高层建筑结构设计的中震设计概念
发表时间:2016-06-27T14:51:54.553Z 来源:《基层建设》2016年5期作者:隆凡梅
[导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。

摘要:对于普通建筑物的结构抗震设计,目前我国是以小震为设计基础,中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。

但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。

本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。

关键词:中震设计概念;地震影响系数;荷载
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。

首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题:
1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定,仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定; 2在中震作用下,规范仅提出“中震可修”的概念设计要求,没有具体的抗震设计方法;
3“中震可修”的技术经济问题:可修的标准决定工程¬¬¬¬造价、破坏损失、震后修复费用。

随着时代的进步,现在的建筑物体型复杂,结构新颖,超高超限越来越多,因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。

2 中震设计
2.1 为何要进行中震设计呢?
《抗规》条文说明1.0.1条指出,对大多数结构,可只进行第一阶段设计(即小震下的弹性计算),而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求,但前提是建筑物的体型常规、合理,经验上一般能满足大中震的抗震要求。

反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物,在大震下的结构反应和小震完全不同,不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。

为达到各阶段抗震要求,须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计,其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。

2.2 中震设计的基本概念
抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时,要求建筑物具有不同的抵抗能力。

中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度,即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。

中震设计和大震设计都可称为性能设计。

基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡,业主(设计者)可选择所需的性能目标,而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。

针对本工程的结构特点,设定本结构的抗震性能目标。

对超限结构而言,利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现,给超限设计提供可靠的判断依据。

2.3 中震设计的分类
中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍(αmax=0.23)取值下进行验算。

目前工程界对于结构的中震设计有两种方法,第一种按照中震弹性设计,第二种是按照中震不屈服设计。

首先明确一点,中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念,两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。

中震弹性设计,设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数,保留材料、荷载等分项系数,对应地保留了结构的安全度和可靠度,结构仍属于弹性阶段,属正常设计。

中震不屈服设计,设计中除了地震内力不作调整,同时也取消了材料、荷载等分项系数,对应地不考虑结构的安全度和可靠度,结构已经处于弹塑性阶段,属承载力极限状态设计,是一种基于性能的设计方法。

由此可见,中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计,而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。

3 基本方法及应用
根据中震设计的分类,以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法,介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。

3.1 中震不屈服设计
3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制
若场地安评报告提供实际的地震影响系数,则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数,屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。

3.3.2 SAWTE计算:地震信息中抗震等级均为四级;αmax按表3取值;总信息中风荷载不参加计算;勾选地震信息中的按中震(或大震)不屈服做结构设计选项;其它设计参数的定义均同小震设计。

3.3.3 MIDAS/Gen计算:主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级:四级;主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数:定义中震反应谱,在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可,β值按表3计算所得;总信息中风荷载不参加计算;主菜单→结果→荷载组合:将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0;主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数:将材料分项系数取为1.0;其它同小震。

3.3.4 ETABS计算:选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级:四级;定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱,地震影响系数最大值αmax取值,其余参数按《抗规》;静荷载工况中不定义风荷载作用;定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ;定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。

4 工程算例
4.1 示范算例
4.1.1 基本参数:二十二层框支剪力墙结构,三层楼面转换,无地下室,首、二层4.5米,标准层3.5米,总高79m。

结构平面布置如图一所示。

结构高宽比3.76,长宽比1.22;抗震参数,7 度,第一组,0.10g;场地II类;风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。

三层转换层结构布置图图一标准层结构布置图
4.1.2 由《抗规》查得,该结构抗震等级除框支框架为一级外,其余均为二级。

5 中震设计的存疑
5.1 中震设计,暂时只是一种业界约定,并未形成规范规程,相关参数选项不同的设计单位有不同的设置,对结果的判定方法也不统一,缺乏统一标准。

5.2 中震计算,构件存在小震弹性、中震不屈服、中震弹性三种配筋结果,如何确定选取那一种计算结果应用到实际工程?三者关系如何?
5.3 中震设计取消了相应的地震组合内力调整系数(即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数),这一设计理念与规范相左,可能使得结构不安全。

5.4 中震设计取消风荷载组合,但实际中,风荷载较大的地区、超高层及高宽比较大的建筑物的结构内力和变形均由风荷载起控制作用,而不是地震作用。

那么取消风荷载作用组合是否安全、可行呢?若考虑风荷载参加组合,则组合系数又如何确定呢?
6 对未来抗震设计的展望
目前的结构设计基本上是基于小震的,对于性能目标提出的中震、大震的要求,我们的设计措施是非常缺乏的。

汶川大地震后,很多结构专家提出竖向构件设计过渡到中震设计(框架梁还是按小震设计),保证竖向构件的承载力,有利于真正实现“大震不倒”的设计意图。

实际上,发达国家都按中震设计结构。

通过竖向构件承载力提高和中震作用的切入,这种细分的性能设计比较容易落实,实际工程中也比较容易操作,更容易达到强柱弱梁的基本指标。

完善我国规范中二阶段设计的内容,是提高我国建筑整体抗震性能的重要工作之一。

将性能设计的思想以及实现的思路、手段更加明确地写入规范条文,给性能设计的实践创造更好的条件。

因此规范应该尽快给出中震设计、乃至大震设计思路和方法。

参考文献:
[1]建筑抗震设计的屈服判别法及其工程应用—魏琏、王森
[2]复杂高层建筑结构设计—徐培福。

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