高层钢结构房屋抗震设计要点分析
钢结构房屋抗震等级
钢结构房屋抗震等级概述钢结构房屋是一种具有轻质、高强度、可塑性好等特点的结构形式,具有良好的抗震性能。
抗震等级是评估建筑结构在地震作用下所承受的能力的重要指标之一。
本文将介绍钢结构房屋的抗震等级及其影响因素。
钢结构房屋抗震等级标准根据国家标准《建筑抗震设计规范》,钢结构房屋的抗震等级一般分为7个等级,分别为A、B、C、D、E、F、G等级,等级越高代表其抗震能力越强。
抗震等级的确定通常考虑到结构的性能、位移容许值、地震作用等综合因素。
影响钢结构房屋抗震等级的因素1.结构形式:钢结构房屋的结构形式会直接影响其抗震等级,通常采用框架结构、筒体结构等形式能提高抗震性能。
2.纵横向抗震布局:设计时纵横向抗震布局的合理性会对抗震等级产生重要影响。
3.材料选择:钢结构房屋所使用的钢材质量、连接件性能等材料选择也会对抗震等级有一定影响。
4.地质条件:建筑地基的土质、地震烈度等地质条件也是影响抗震等级的重要因素。
5.设计参数:结构设计参数的选择和精度对抗震等级有着直接的影响。
提升钢结构房屋抗震等级的方法1.合理使用高强度钢材,提高整体结构的承载能力。
2.设计时采用合理的抗震设防烈度,并考虑地震影响因素,提高结构的整体稳定性。
3.采用刚性连接和变形能力强的连接件,增加结构的延性,提高抗震性能。
4.在设计时合理设置剪力墙、抗震支撑等抗震构件,提高结构整体的抗震等级。
结语钢结构房屋作为一种具有优良抗震性能的建筑形式,在设计和施工中合理考虑抗震等级是确保安全的重要保障。
通过合理的设计和选择材料,提升钢结构房屋的抗震等级,将有助于减少地震灾害对建筑造成的损失,保障人们的生命财产安全。
第六章多层和高层钢结构房屋的抗震设计
2.竖向布置
抗震设防的高层建筑钢结构,宜采用 竖向规则的结构。在竖向布置上具有下 列情况之一者,为竖向不规则结构:
(1)楼层刚度小于其相邻上层刚度的 70%,且连续三层总的刚度降低超过50%。
(2)相邻楼层质量之比超过1.5(建筑 为轻屋盖时,顶层除外)。
(3)立面收进尺寸的比例为L1/L< 0.75(右图)。
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②结构平面形状有凹角,凹角的伸出部分在一个方向 的长度,超过该方向建筑总尺寸的25%;
③楼面不连续或刚度突变,包括开洞面积超过该层总 面积的50%;
④抗水平力构件既不平行于又不对称于抗侧力体系的 两个互相垂直的主轴。
属于上述情况第①、④项者应计算结构扭转的影响, 属于第③项者应采用相应的计算模型,属于第②项者应 采用相应的构造措施。
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带有偏心支撑的框架-支撑结构,具备中心支撑体系侧向 刚度大、具有多道抗震防线的优点,还适当减少了支撑构件的 轴向力,进而减小了支撑失稳的可能性。
由于支撑点位置偏离框架接点,便于在横梁内设计用于 消耗地震能量的消能梁段。强震发生时,消能梁段率先屈服, 消耗大量地震能量,保护支撑斜杆不屈曲或屈曲在后,形成了 新的抗震防线,使得结构整体抗震性能,特别是结构延性大大 加强。
3.水平地震作用计算
高层建筑钢结构采用底部剪力法时,可按下式计算顶 部附加地震作用系数:
1.框架体系
2.框架-支撑体系 框架-支撑体系是在框架体系中沿结构的纵、横两个方
向均匀布置一定数量的支撑所形成的结构体系。 (1)中心支撑
中心支撑是指斜杆与横梁及柱汇交于一点,或两根斜 杆与横杆汇交于一点,也可与柱子汇交于一点,但汇交时 均无偏心距。
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基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究3篇
基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究3篇基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究1随着现代城市化和人民生活水平提高,高层建筑的数量和高度有了显著的增长,其中不乏重要的政府和商业办公楼、酒店、购物中心甚至是住宅。
在高层建筑的设计中,抗震是一个至关重要的方面。
由于地震是一种毁灭性的自然灾害,会对建筑物造成巨大的破坏和人员伤亡。
然而,高层建筑地震设计是一项复杂而困难的工作,需要充分考虑建筑物的大小和复杂性、结构材料的种类和性质等不同因素。
近年来,随着钢结构的发展和应用,高层建筑的设计中也愈发注重钢结构抗震设计。
相对于混凝土和砖类建筑,钢结构建筑的抗震性能更加优越。
钢材具有高强度、高韧性、抗冲击力以及较好的可塑形性等特点,可以有效地抵御地震对建筑物的破坏。
因此,近年来,许多企业和工程师都将钢结构作为抗震性能优异的解决方案,用于设计和建造高层建筑。
然而,在钢结构设计方面,仍面临着一些挑战。
一方面,由于每座高层建筑的结构特点和地理情况都不同,设计人员必须充分了解这些差异以及地震带来的力量,针对每个具体的项目进行量身定制的设计。
另一方面,钢结构建筑的设计需要充分考虑材料的性能,和各种要素之间的平衡,以确保建筑的结构强度和稳定性,并且在抵御地震力量的同时,能够承受各种集中荷载、雪荷载等准静态荷载。
为了探讨高层建筑钢结构抗震设计,进行了一项基于性能的研究。
首先,需要对建筑的节点进行评估和分析,以确保在强地震条件下,节点能够充分发挥其带有冲击吸收作用的特点。
其次,需要考虑整个结构在地震中的变形能力,这一点对于钢结构设计来说尤为重要。
因为钢结构具有出色的韧性和可塑性,可以通过吸收和分散地震能量来避免建筑物的崩塌和全面破坏。
此外,还需要确保钢结构连接件的可靠性和结构的整体刚度。
总之,基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究具有广泛的理论和实践价值,它可以确保建筑物的安全性,保障人民生命财产安全,同时也对钢结构建筑的应用和进一步发展起到了积极的推动作用。
高层建筑钢结构的抗震设计与抗震措施
高层建筑钢结构的抗震设计与抗震措施高层建筑的抗震设计与抗震措施高层建筑的抗震设计与抗震措施是保证建筑在地震发生时能够承受地震力并保持稳定的重要考虑因素。
随着现代建筑技术的发展和城市化进程的加快,高层建筑在城市中扮演着重要的角色。
因此,高层建筑的抗震设计对于保障人民生命财产的安全至关重要。
首先,高层建筑钢结构的抗震设计需要满足地震作用下的结构稳定。
抗震设计的目标是在保证建筑结构安全的前提下,尽可能减小地震对建筑造成的破坏。
此外,还需要考虑地震烈度、建筑所处的地震带、地基情况以及建筑的重要性等因素。
其次,高层建筑的抗震设计需要根据建筑结构的特点选择合适的抗震措施。
钢结构具有重量轻、刚度大、延性好等特点,使其成为高层建筑常用的结构材料。
在抗震设计中,可以采用以下措施:1. 设计合理的结构形式:高层建筑的结构形式应选择适合地震作用下的构造形式,如框架结构、剪力墙结构等。
这样能有效分散和吸收地震力,提高结构的抗震性能。
2. 控制建筑质量和刚度:合适的质量和刚度控制有助于提高建筑的整体稳定性。
在高层建筑的设计中,应根据抗震要求合理配置结构材料和加固措施,确保建筑具有足够的抗震能力。
3. 筒体设计:筒体是高层建筑的重要组成部分,其设计应考虑到地震作用下的变形和稳定性。
通过合理布置筒体内的横向抵抗构件和纵向加固措施,可以增强建筑的整体抗震能力。
4. 考虑地基条件:高层建筑的地基条件对其抗震性能有着重要影响。
建筑应根据地基承载力、地震波传递性能等因素进行综合考虑,采取相应的地基加固措施。
准确分析高层建筑的抗震需求,采取适当的抗震措施是确保建筑在地震中安全的关键。
国内外针对高层建筑抗震设计与抗震措施已经建立了一系列的规范和标准,如我国《抗震设计规范》等。
建筑师和工程师需要充分了解这些规范和标准,结合实际情况进行设计与工程实施。
此外,高层建筑抗震措施的有效性还需要在建筑的整个生命周期中得到保证。
定期检查和维护是确保高层建筑持久抗震能力的重要环节。
钢结构房屋抗震设计3
(7)消能梁段为防止剪切或弯曲引起的局部失稳,应按 下列要求在其腹板上设置中间加劲肋:
1)当a 1.6Mlp /Vl时,加劲肋间距不大于(30tw h / 5);
2)当2.6Mlp /Vl a 5Mlp /Vl时,应在距消能梁段端部1.5bf 处配置中间加劲肋, 且中间加劲肋的间距不应大于(52tw h / 5); 3)当1.6Mlp /Vl a 2.6Mlp /Vl时,中间加劲肋的间距宜在上述两者间线性插入;
采用人字形、V形支撑的框架,与支撑连接的框架梁在支撑相交处, 应设置侧向支承。该支承点和梁端支承点间的平面外长细比也应符合上 述要求。
4、框架-支撑结构中的支撑杆件
(1)Q235的中心支撑杆件的长细比,按压杆设计时,不应大于120;一、 二、三级中心支撑不得采用拉杆设计,四级采用拉杆设计时,其长细比不 应大于180。其他牌号钢材的情况下应乘以 235/ fay 。
(2)Q235中心支撑杆件的板件宽厚比,不应大于下表的规定。其他牌号钢 材的情况下应乘以 235/ fay 。
钢结构中心支撑板件宽厚比限值
板件名称
翼缘外伸部分 工字形截面腹板
箱形截面腹板 圆管外径与壁厚
比
四级 13 33 30
42
三级 10 27 25
40
二级 9 26 20
40
一级 8 25 18
面腹板
≤60
≤65
≤70
≤75
3、梁柱构件的侧向支承
在梁柱构件出现塑性铰的截面处,上下翼缘均应设置侧向支承。相邻两
支承点间构件平面外长细比y符合式(8.9a)(8.9b)的要求。
当1 M1 Wpx f
0.5时,y
(60 40 M1 ) Wpx f
高层建筑钢结构连接节点的抗震设计
高层建筑钢结构连接节点的抗震设计- 结构理论摘要:本文介绍高层建筑钢结构抗震设计时,并对钢结构构件节点和杆件接头处的三种杆件连接方式,其性能及适用范围进行了分析比较,然后对梁、与柱、柱与柱、梁与梁的连接以及抗震剪力墙与框架的连接等方式进行了阐述,以供同行参考。
关键词:高层建筑;钢结构;连接节点;安装1 前言随着城市建设的发展,高层建筑在我国日益增多。
高层钢结构具有承载力高、抗震性能好、施工周期短等特点,特别适用于高耸的高层建筑。
在高层钢结构抗震设计中,节点连接良好的抗震设计是保证结构安全的重要一环。
连接节点应满足强度、延性和耗能能力三方面的要求,其连接强度应高于相连构件端部的屈服承载力,并且必须有较大的变形能力,用以弥补强度方面的缺陷。
钢材本身具有很好的延性,但这种延性在结构中不一定能体现出来,这主要是由于节点局部压曲和脆性破坏而造成的,因此在设计中应采用合理的细部构造,避免应变集中而形成较大的约束应力。
在钢材的选用上应满足强度、塑性、韧性及可焊性的要求。
钢材强度指的是抗拉强度和屈服强度,钢材应具有较高的强屈比,其屈服强度的上限值和下限值应适当。
钢材的塑性表现在伸长率和冷弯性能两项指标上,反映钢材承受残余变形量的程度及塑性变形能力。
对抗震结构还必须满足冲击韧性的要求。
钢材另一重要的基本要求是对化学成分含量的限制,它将直接影响结构的可焊性,应控制钢材的碳当量。
在高层钢结构中,厚钢板的应用较为广泛,在梁一柱节点范围,当节点约束较强,板厚等于或大于40mm时,应附加要求板厚方向的断面收缩率,以防发生平行于钢材表面的层状撕裂。
2 杆件连接2.1连接方式2.1.1 连接类型建筑钢结构的构件节点和杆件接头处的杆件连接可采用:(1)全焊连接;(2)高强度螺栓连接;(3)焊缝和高强度螺栓混合连接。
2.1.2 性能比较2.1.2.1全焊连接,传力最充分,不会滑移。
良好的焊接构造和焊接质量可以为结构提供足够的延性。
高层钢结构建筑中的抗震设计思路分析
高层钢结构建筑中的抗震设计思路分析【摘要】随着当今高层钢结构建筑的增多,探讨如何进行高层钢结构建筑的防震设计成为备受关注的焦点。
本文从概念设计、结构计算以及构造上入手,其设计结果经实践证明符合抗震水准。
【关键词】高层钢结构建筑;抗震;设计钢结构建筑与传统的混凝土建筑结构相比具有突出的优点,例如强度与重量比高、韧性好,因此被广泛的应用与各种类型的民用建筑以及商用的高层、超高层建筑中。
但是由于钢结构建筑的发展时间较短,很多现实的问题没有得到充分的解决,致使钢结构建筑的优势得不到充分的发挥,在面临地震作用下也会形成一定的破坏和损失。
1 概念设计概念设计即采用一种从总体上、大概的进行抗震的工程决策,以免盲目的进行计算工作,可以实现合理的抗震设计。
1.1 建筑场地场地的选择要充分的掌握了相关的工程地质资料以及地震活动情况的基础上对于建筑用地进行综合的评估。
经验表明,密实坚硬或者开阔平坦的坚硬场地食欲建筑使用,而易于液化土、软弱场地土、孤立的山丘、采空区以及河岸或者边坡均不适于建筑使用。
1.2地基与基础由于不均匀的沉降会给建筑物带来巨大的危害,因此要在地基的设置上避免将同一个结构单元设置于不同性质的地基土上,同时避免天然地基与桩基混用。
当遇到严重不均匀土层、软弱粘性土时要着重的加强基础的刚性与整体性。
1.3 平面与立面的布置由于钢结构建筑在地震中易于发生扭转、塑性变形以及应力集中的现象,从而使得抗震效果减弱。
而均匀的刚度变化、质量分布以及规则、对称的立面、平面设置可以有效的环节地震带来的破坏。
同时合理的设置抗震缝,将建筑物分割为规则的结构单元也可以起到加强房屋抗震的作用。
在此方面,我国已经出台了官运钢结构房屋的使用高度、高宽比的规定,如下表1、2:1.4 结构体系结构体系一般有着如下的规范要求:具备相当的承载力、耗能力与变形力;设置多重的抗震防线,以免发生部分的结构失效所带来的整体建筑破坏的后果;设计要满足刚度分布、承载力合理以及不发生因局部的削弱而导致的薄弱环节,同时对于可能会出现的薄弱环节要及时的采取措施提高其承载力。
多高层建筑钢结构抗震设计
多高层建筑钢结构抗震设计在当今的建筑领域,多高层建筑的钢结构设计中,抗震性能是至关重要的考量因素。
地震作为一种不可预测且具有巨大破坏力的自然灾害,对建筑物的安全构成了严重威胁。
因此,为了保障人们的生命财产安全,确保多高层建筑在地震作用下能够保持结构的稳定性和完整性,合理的抗震设计显得尤为关键。
钢结构具有强度高、重量轻、施工速度快等优点,使其在多高层建筑中得到了广泛的应用。
然而,在地震作用下,钢结构也面临着一系列的挑战。
例如,钢结构的柔性较大,容易产生较大的变形;节点连接的可靠性对结构的整体性能影响显著;以及钢材在反复荷载作用下的疲劳问题等。
在进行多高层建筑钢结构抗震设计时,首先要明确设计的基本要求和目标。
其核心目标是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
也就是说,在较小的地震作用下,建筑物应基本保持完好,不影响正常使用;在中等强度的地震作用下,建筑物可能会出现一定程度的损坏,但经过修复后仍可继续使用;在强烈地震作用下,建筑物虽然会遭受严重破坏,但不应发生整体倒塌,以保障人员的生命安全。
为了实现这些目标,需要对地震作用进行准确的分析和计算。
目前,常用的地震分析方法包括反应谱法、时程分析法等。
反应谱法是一种基于大量地震记录统计分析得到的设计方法,具有计算简单、结果较为可靠的优点,适用于大多数常规结构的设计。
时程分析法则通过直接输入地震波,对结构在地震过程中的动力响应进行模拟,可以更准确地反映结构的非线性行为,但计算量较大,通常用于复杂结构或重要建筑的设计。
结构体系的选择对于抗震性能有着决定性的影响。
常见的多高层建筑钢结构体系包括框架结构、框架支撑结构、筒体结构等。
框架结构具有布置灵活、空间利用率高的优点,但抗侧刚度相对较小,适用于层数较低、地震烈度较小的地区。
框架支撑结构通过在框架中设置支撑,有效地提高了结构的抗侧刚度,适用于中高层建筑。
筒体结构则具有极好的抗侧性能,适用于超高层建筑。
在构件设计方面,要确保钢材的强度和延性满足要求。
高层建筑结构设计的抗震性能分析与优化
高层建筑结构设计的抗震性能分析与优化摘要:随着城市化进程的不断推进,各大城市中高层建筑数量持续增加,这些高楼不仅代表了城市繁荣,也面临着更为严重的地震风险,因此需要更为先进的抗震设计与技术。
在地震频繁的地区,建筑结构的抗震性能成为社会安全的关键因素,在这些地区,需要深入研究高层建筑结构的抗震性能,以降低地震带来的损害和风险。
本文旨在分析高层建筑结构设计的抗震性能并探讨优化方法,为提高建筑物在地震中的安全性和稳定性提供了有益的参考。
关键词:高层建筑;结构设计;抗震性能;分析优化前言对高层建筑结构设计抗震性能的分析和优化不仅关乎建筑物本身的安全,更关系到城市的韧性和可持续发展。
为了更好地应对地震灾害,高层建筑的结构设计必须在兼顾建筑美学和功能的前提下,更加注重其在地震中的稳定性和可靠性。
1抗震性能在高层建筑设计中的重要性抗震性能良好的高层建筑能够在地震中保持相对的稳定性,减轻结构损失,降低修复和重建成本,这对于社会和个体而言都有利,尤其是在地震频繁的地区。
高层建筑通常承载着城市的重要功能,如商业、住宅、办公等,抗震性能良好的建筑能够在地震后更快地恢复正常运营,有助于维护城市的正常功能。
抗震性能的提高有助于减小地震灾害对社会造成的冲击,有助于保持社会的稳定。
灾害后,能够更快地恢复正常生活和工作秩序,减轻社会的紧张氛围。
高层建筑抗震设计要求结合先进的科技和工程手段,推动工程技术的创新,抗震性能的提高不仅仅是对基础理论的验证,更是对工程实践和科技创新的体现。
抗震性能是高层建筑设计中不可忽视的因素,关系到建筑在面对地震等自然灾害时的安全性、可维护性和经济性。
在现代建筑设计中,强调抗震性能是建筑安全和可持续发展的基础。
2高层建筑结构设计的抗震性能优化措施2.1结构参数的优化设计在高层建筑的抗震设计中,合理的结构参数设计是确保建筑物在地震作用下能够保持稳定和安全的核心,结构参数的优化涉及到建筑物的几何形状、材料的选择以及支撑系统等方面。
钢结构房屋抗震设计规定
钢结构房屋抗震设计规定引言钢结构房屋抗震设计规定是为了确保钢结构房屋在地震发生时具备足够的抗震能力,保护人们的生命财产安全。
本文将介绍钢结构房屋抗震设计的相关规定,并说明其重要性和应采取的措施。
1. 设计标准1.1 国家标准根据国家标准,钢结构房屋抗震设计应满足以下要求:•结构的抗震性能应符合《钢结构抗震设计规范》(GB 50011)的要求;•砌体墙体的抗震能力应符合《建筑抗震设计规范》(GB 50011)的要求;•钢结构房屋的承载能力应满足国家标准《普通建筑结构荷载规范》(GB 50009)的要求;•钢结构房屋的施工和验收应符合国家标准《钢结构工程施工及验收规范》(GB 50205)的要求。
1.2 地区标准不同地区可能有自己的地震状况和抗震设计要求,因此,钢结构房屋的抗震设计规定也可能会因地区而异。
在进行抗震设计时,还必须考虑当地地震烈度和地基条件等因素。
2. 抗震设计要点2.1 结构选择钢结构房屋的抗震性能主要取决于其结构形式。
常见的钢结构形式包括框架结构、剪力墙结构和桁架结构等。
在设计中应根据工程实际情况选取合适的结构形式,并根据结构类型的特点进行合理的布局和连接方式。
2.2 材料选择钢结构房屋的材料选择直接影响其抗震性能。
应选用高强度的钢材料,并严格控制材料的质量。
同时,还应注意材料的耐久性和防腐性,以确保结构的长期稳定性。
2.3 设计参数钢结构房屋的抗震性能与其设计参数密切相关,包括结构的受力形式、刚度、阻尼比等。
在设计时,应根据地震烈度和地基条件等因素,确定适当的设计参数,保证结构的合理性和稳定性。
2.4 连接设计钢结构房屋的连接部位是其抗震性能的关键。
连接部位应有足够的强度和刚度,能够承受地震力的作用,并保证连接的可靠性和耐久性。
连接设计应充分考虑材料的膨胀和收缩,以及结构的变形和位移等因素。
2.5 防震措施除了在设计中加强结构的抗震能力外,还应采取一系列防震措施来提高钢结构房屋的整体抗震能力,如设置防震支撑、增加结构的阻尼等。
多层和高层钢结构抗震规范
6多层和高层钢筋混凝土房屋6.1一般规定6.1.1本章适用的现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和最大高度应符合表6.1.1的要求。
平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构,适用的最大高度应适当降低。
注:本章的“抗震墙”即国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的剪力墙。
注: 1 房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分);2 框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构;3 部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构;4 乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度;5 超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。
6.1.2钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。
丙类建筑抗震等级应按表6.1.2确定。
6.1.3 钢筋混凝土房屋抗震等级的确定,尚应符合下列要求:1框架-抗震墙结构,在基本振型地震作用下,若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,最大适用高度可比框架结构适当增加。
2裙房与主楼相连,除应按裙房本身确定外,不应低于主楼的抗震等级;主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。
裙房与主楼分离时,应按裙房本身确定抗震等级。
3当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。
地下室中无上部结构的部分,可根据具体情况采用三级或更低等级。
4 抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑,应按本规范3.1.3条规定和表6.1.2确定抗震等级;其中,8度乙类建筑高度超过表6.1.2规定的范围时,应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施。
注:本章“一、二、三、四级”即“抗震等级为一、二、三、四级”的简称。
注:1建筑场地为Ⅰ类时,除6度外可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但相应的计算要求不应降低;2接近或等于高度分界时,应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级;3 部分框支抗震墙结构中,抗震墙加强部位以上的一般部位,应允许按抗震墙结构确定其抗震等级。
高层建筑结构抗震性能分析
高层建筑结构抗震性能分析随着城市化进程的加快,高层建筑的兴起已成为都市发展的一道靓丽风景线。
然而,高层建筑由于其特殊的结构形式,常常面临地震带来的巨大挑战。
因此,对高层建筑结构抗震性能进行深入分析和研究,具有重要的理论和实践意义。
一、高层建筑结构的特点高层建筑结构通常具有以下几个特点:1. 高度:高层建筑一般高度超过50米,甚至更高。
这种高度特点使得结构容易受到地震力的影响。
2. 自重:高层建筑自身的自重通常较大,使得结构需要更强的抗震能力。
3. 柔性:高层建筑通常采用柔性的结构形式,如钢结构、混凝土框架结构等。
这种柔性使得结构在地震中更容易受到水平荷载的作用。
二、高层建筑抗震设计原则为了确保高层建筑在地震中具备较强的抗震能力,需要遵循以下抗震设计原则:1. 抗震性能目标:确定高层建筑的抗震性能目标,包括地震烈度、安全性能要求等。
2. 结构计算方法:选择合适的结构计算方法,包括静力计算、准静力计算和动力响应谱计算等。
3. 结构材料和形式:选择适当的结构材料和结构形式,如钢结构、混凝土框架结构等。
4. 结构稳定性:保证高层建筑结构的整体稳定性,防止结构在地震中发生局部破坏。
5. 预制与拼装:采用预制和拼装结构,提高结构的整体性能和施工质量。
6. 基础处理:合理设计高层建筑的基础,确保其抗震性能。
三、高层建筑结构抗震分析方法高层建筑结构抗震分析有多种方法,可以根据具体情况选择合适的方法,常用的有:1. 静力分析方法:通过静态荷载计算,分析结构的受力情况和位移响应。
2. 响应谱分析方法:基于地震响应谱,分析结构的动力特性和受力情况。
3. 时程分析方法:通过地震波时程分析,模拟结构在地震中的实际受力情况。
4. 参数分析方法:通过改变结构参数,分析结构的敏感性和抗震性能。
四、高层建筑结构抗震加固与改造对于现有的高层建筑,如何提升其抗震性能是一个重要的问题。
常见的高层建筑结构抗震加固与改造方法有:1. 增加承载力:通过增大柱子和梁的截面,提高结构的抗震能力。
高层建筑结构抗震分析与优化设计共3篇
高层建筑结构抗震分析与优化设计共3篇高层建筑结构抗震分析与优化设计1高层建筑作为一种高度复杂的建筑结构体系,在地震等极端条件下,其结构稳定性会受到极大的挑战。
为此,在高层建筑结构的抗震设计中,需要对其结构体系进行充分的抗震分析和优化设计,以确保其在地震等极端条件下的结构安全性。
首先,在高层建筑的抗震设计中,需要考虑各种因素对结构稳定性的影响。
这些因素包括建筑结构的高度、结构形式、材料等等。
我们需要采用科学的方法对这些因素进行分析,并找出其对建筑结构抗震性能的主要影响因素。
其次,我们需要针对建筑结构的主要影响因素进行抗震分析。
这种分析方法的核心是对建筑结构体系的动力特性进行研究,以找出其在不同地震条件下的抗震性能表现,并加以评估。
这种方法需要结合计算机模拟等技术手段,对建筑模型进行模拟并进行动力分析,以获取建筑结构的动态响应曲线。
最后,在对建筑结构进行抗震分析和评估之后,我们需要进行相应的优化设计,以提高建筑结构的抗震性能。
这种优化设计可以针对建筑结构的不同部位和因素进行,比如调整结构形式、加强连接构件、使用更耐震性的材料等等。
需要注意的是,在高层建筑的抗震设计中,我们还需要考虑到建筑结构的经济性和可持续性。
因此,在进行抗震分析和优化设计时,我们需要综合各种因素进行评估,以找出最经济、最可行的设计方案。
总之,高层建筑的抗震设计是一项极为复杂和关键的工作,它需要结合多种技术手段和科学方法进行研究和应用,以确保建筑结构在地震等极端情况下的安全和稳定。
高层建筑结构抗震分析与优化设计2高层建筑结构抗震分析与优化设计随着经济的发展和城市化的加速,高层建筑的数量逐年增加。
然而,高层建筑在地震发生时容易受到破坏,不仅影响建筑的使用安全,也会造成严重的人员伤亡和财产损失。
因此,在高层建筑的设计和建设过程中,结构的抗震性能是非常重要的。
本文将从高层建筑结构的抗震分析和优化设计两个方面进行探讨。
一、高层建筑结构的抗震分析高层建筑结构的抗震分析是建筑工程中非常重要的环节之一。
钢结构房屋抗震等级要求
钢结构房屋抗震等级要求钢结构房屋是一种常见的建筑结构形式,其在抗震设计中具有独特的要求和特点。
为了确保钢结构房屋在地震发生时具有足够的抗震性能,设计中需要遵循一定的抗震等级要求。
抗震等级划分根据建筑的重要性、使用目的和地震烈度等因素,钢结构房屋的抗震等级通常被划分为多个等级,包括但不限于: - 一般抗震设防等级 - 较大抗震设防等级 - 巨大抗震设防等级不同的抗震等级要求对钢结构房屋的结构设计、构件选择、连接方式等都有具体的规定和要求。
抗震设计原则在满足相应抗震等级要求的前提下,钢结构房屋的抗震设计应遵循以下原则:1. 结构稳定性:钢结构房屋的整体结构应具有足够的稳定性,抗震设计应考虑结构的整体刚度和稳定性。
2. 构件设计:钢结构构件的设计应符合相关规范要求,包括截面尺寸、材料选择、连接方式等。
3. 抗震节点设计:钢结构房屋的抗震节点设计尤为重要,节点的连接应满足抗震等级要求,确保节点在地震作用下不发生破坏。
4. 拟规模试验:在设计阶段,可以进行拟规模试验来验证设计方案的可行性和稳定性,提前发现和解决潜在问题。
抗震设防措施为提高钢结构房屋的抗震性能,设计中可以考虑采取以下抗震设防措施: - 设计抗震加筋:在结构构件中增加抗震加筋,提高结构的整体稳定性。
- 采用抗震减震器:通过设置抗震减震器等设备,减小地震作用对结构的影响。
- 合理设置剪力墙:在结构中设置合理的剪力墙,增加结构的抗震性能。
- 优化节点设计:节点是结构中易受破坏的部位,通过合理设计和加强,提高节点的抗震性能。
通过以上抗震设防措施的合理应用,可以有效提高钢结构房屋的抗震性能,保障建筑物在地震发生时的安全性。
结语钢结构房屋的抗震等级要求是设计过程中重要的考虑因素,设计师应根据建筑的具体情况和要求,合理确定抗震等级,并采取相应的设计措施,确保建筑在地震发生时具有足够的抗震性能,保障人们的生命安全和财产安全。
高层钢结构房屋抗震设计
高层钢结构房屋抗震设计作者:牛超蔡肖娴来源:《装饰装修天地》2016年第04期摘要:随着人们对高层钢结构建筑的需求越来越大,其抗震设计越来越引起人们的高度重视。
本文阐述了高层钢结构房屋抗震设计的内容:包括概念设计、计算设计和构造要求,以供参考。
关键词:高层钢结构房屋;抗震设计前言钢材基本属于各向同性的均质材料,且轻质高强、延性好,是一种很适合于建筑抗震结构的材料。
但是,钢结构房屋如果设计与制造不当,在地震作用下,可能发生构件的失稳和材料的脆性破坏或连接破坏,使钢材的性能得不到充分发挥,造成灾难性后果。
因此,高层钢结构房屋的抗震设计就显得非常重要和必要。
一、概念设计1.建筑场地在选择建筑场地时,应根据工程需要,掌握地震活动情况和工程地质的有关资料,对建筑场地做出综合评价。
宜选择对建筑抗震有利的地段,如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的干硬场地土等地段,避开对建筑抗震不利的地段,如软弱场地土、易液化土、条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘,非岩质的陡坡、采空区、河岸和边坡边缘等地段。
2.地基和基础为了避免建筑物不均匀沉降而导致结构产生裂缝、甚至倾斜,使结构构件过早进入塑性区,同一结构单元不应设置在性质截然不同的地基土上,不宜部分采用天然地基,部分采用桩基;地基有软弱粘性土、可液化土或严重不均匀土层时,应加强基础的整体性和刚性。
3.平面和立面布置为了避免地震时建筑发生扭转和应力集中或塑性变形集中而形成薄弱环节,建筑平面、立面布置宜规则、对称,质量分布和刚度变化宜均匀。
当不设置抗震缝时,应采用与实际情况相符合的计算模型,设置抗震缝时,应将建筑物分割成规则的结构单元。
我国《抗震规范》对高层钢结构房屋的最大适用高度和钢结构房屋的最大高宽比都有规定。
4.结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;应有多道抗震设防防线,避免因部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抗震能力或丧失对重力的承载能力;应具备必要的承载能力,良好的变形能力和耗能能力;应具有合理的刚度分布和承载力分布,避免因局部削弱或突变而形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中,对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其承载能力。
多高层建筑钢结构抗震设计
为保证钢框架为强柱弱梁型,框架的任一梁柱节点处 需满足下列要求:
4. 框筒结构体系
(1)实际上是密柱框架结构
(2)框架结构的梁柱节点宜采用刚接 (3)由于梁跨小,刚度大,使周圈柱
近似构成一个整体受弯的薄壁筒体
(4)具有较大的抗侧刚度和承载力
因而框筒结构多用于高层建筑
各种钢结构体系建筑的适用高度
适用的钢结构房屋最大高度(m)
结构体系
设 6、7
防烈 8
框架
110
应计算结构扭转影响
4. 高层建筑钢结构不宜设置防震缝,但薄弱部位应注意采 取措施提高抗震能力。
如结构平面不规则,可设置防震缝,将平面不规则的结 构,分解为几个结构平面较规则的部分。
三、结构竖向布置
多高层钢结构的 竖向布置 应尽量满足下列要求:
1. 楼层刚度大于其相邻上层刚度的70%,且连续三层总的刚度降低不超过50% 2. 相邻楼层质量之比不超过1.5
第六章 多高层建筑钢结构抗震设计
主要内容
6.1 多高层钢结构的主要震害特征 6.2 多高层钢结构的选型与结构布置 6.3 多高层钢结构的抗震概念设计 6.4 多高层钢结构的抗震计算要求 6.5 多高层钢结构抗震构造要求
§6.1 多高层钢结构的主要震害特征
钢结构特性:
强度高、延性好、重量轻、抗震性能好 总体来说,在同等场地、烈度条件下, 钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的震害要小
但钢支撑或混凝土芯筒(剪力墙)的延性较差
为发挥钢框架部分延性好的作用,承担起第二道结构抗震 防线的责任,要求钢框架的抗震承载力不能太小
框架部分按计算得到的地震剪力应乘以调整系数 达到不小于 min {结构底部总地震剪力的25% ;框架部分地震剪 力最大值1.8倍}
钢结构抗震设防烈度
钢结构抗震设防烈度
钢结构建筑作为一种常见的高层建筑结构形式,其抗震设计和设防烈度一直备
受关注。
抗震设防烈度是指在地震作用下,建筑结构所能承受的最大地震烈度。
而钢结构的抗震设防烈度直接关系到建筑的安全性和可靠性。
本文将从几个方面来探讨钢结构抗震设防烈度的相关内容。
1. 抗震设计原则
钢结构的抗震设计需要遵循一定的原则,包括结构合理性、构造简洁性、构件
连接可靠性等。
在设计过程中,要充分考虑地震力的作用,合理布置结构形式,提高整体抗震性能。
2. 设防烈度分析
钢结构的设防烈度分析是评定建筑结构是否符合地震安全要求的重要步骤。
通
过地震动力学计算和结构有限元分析,确定建筑在不同抗震烈度下的受力情况,从而确定最佳的设防烈度。
3. 设防烈度等级
根据国家相关规范,钢结构的设防烈度等级通常分为几个等级,如一级、二级、三级等。
不同的等级对应着不同的地震烈度标准,建筑的设计和施工都需要按照相应等级进行。
4. 设防烈度提高措施
为了提高钢结构的抗震设防烈度,设计者可以采取一系列措施,如增加结构的
刚度和强度、加固连接件、设置减震减弱装置等,从而提高整体的抗震性能。
结语
钢结构抗震设防烈度是评定钢结构建筑安全性的重要指标,设计者在设计过程
中应充分考虑地震因素,合理选取设防烈度等级,并采取有效措施提高结构的抗震性能,确保建筑在地震发生时可以安全稳定地运行。
通过全面的设计和施工,钢结构建筑在地震作用下将展现出良好的抗震性能,为人们的生命和财产安全提供保障。
多高层建筑钢结构抗震设计
多高层建筑钢结构抗震设计在当今的建筑领域,多高层建筑越来越普遍,而钢结构因其优越的性能在其中占据了重要地位。
然而,地震作为一种不可预测的自然灾害,对建筑物的威胁极大。
因此,多高层建筑钢结构的抗震设计至关重要,它关系到人们的生命财产安全和社会的稳定。
多高层建筑钢结构抗震设计的重要性不言而喻。
地震的能量巨大,会对建筑物产生水平和竖向的振动作用。
如果钢结构设计不合理,在地震发生时就容易出现变形、断裂甚至倒塌,造成严重的人员伤亡和财产损失。
例如,在一些地震多发地区,由于建筑抗震设计不足,导致地震发生时建筑物大面积损毁,给社会带来了巨大的灾难。
在进行多高层建筑钢结构抗震设计时,首先要考虑的是建筑的场地选择。
应尽量避开地震活动频繁、地质条件不稳定的区域。
同时,要对场地的土壤类型、地形地貌等进行详细勘察,评估其对地震波传播的影响。
结构体系的选择也是关键。
常见的多高层建筑钢结构体系有框架结构、框架支撑结构、筒体结构等。
框架结构具有布置灵活的优点,但抗侧力能力相对较弱;框架支撑结构通过在框架中设置支撑,提高了结构的抗侧刚度;筒体结构则具有良好的整体性和抗侧力性能。
设计时应根据建筑的高度、功能需求和抗震要求,选择合适的结构体系。
在构件设计方面,要保证钢材的质量和强度。
钢结构中的梁柱等主要构件应具有足够的承载能力和变形能力。
例如,通过合理设计截面尺寸、选择合适的钢材型号,可以提高构件的抗震性能。
同时,要注意节点的设计,节点是连接各个构件的关键部位,其强度和可靠性直接影响整个结构的抗震能力。
多高层建筑钢结构的抗震计算也是设计中的重要环节。
目前常用的抗震计算方法包括反应谱法和时程分析法。
反应谱法是基于大量地震记录的统计分析,计算简便,但对于复杂结构可能不够精确;时程分析法则是直接输入地震波进行动力分析,能更准确地反映结构在地震作用下的响应,但计算工作量较大。
在实际设计中,往往需要结合两种方法进行综合分析。
另外,抗震构造措施也不能忽视。
建筑结构抗震设计原则及设计要点分析
建筑结构抗震设计原则及设计要点分析摘要:众所周知,我国幅员辽阔,很多地区都处于地震带上,地震带来的损伤与影响非常严重,因此建筑工程在建设设计的过程中都融入了抗震结构理念。
经汶川、玉树等地震考验后,我国建筑工程抗震结构设计要求逐步高。
建筑工程抗震设计变得更加专业与复杂,因此必须对设计特点进行详细分析考量,才能够达到较高的设计质量。
然而从当下实际情况上来说,我国建筑抗震结构设计还有很多需要完善的内容与方面,这严重影响了建筑工程的抗震能力及水平。
此状况必须要得到改进才能更好的提升建筑工程抗震能力。
关键词:建筑结构抗震;设计原则;设计要点分析引言随着施工高度的不断提高,建筑面临着新的挑战。
其中,消防安全、抗震性能和抗风能力是目前需要优先考虑的问题之一。
许多地区位于地震带和地震影响最为严重的地区。
因此,长期以来,提高建筑结构的地震活动性一直是一个非常有价值的问题。
特别是在新时代,由于施工的复杂性和结构的复杂性不断增加,对抗震性能的要求也越来越高。
因此,高层结构的抗震设计显得尤为重要,它必须减少地震对建筑物的影响,确保人员和财产的安全。
此外,抗震设计还应该兼顾建筑的美观性、安全性和实用性,以减少损失和风险。
1建筑结构抗震设计原则抗震设计的整体性原则是指在抗震设计过程中,将建筑结构作为一个整体进行考虑和设计,以确保其整体的稳定性和抗震性能。
(1)将整个建筑结构作为一个系统来考虑,而不是把它看作是由独立部件组成的集合。
这意味着在抗震设计中,需要综合考虑建筑结构的各个部分之间的相互作用和协同工作,而不是单独对每个部分进行设计。
通过在整体考虑的基础上进行设计,可以提高建筑结构的整体刚度和强度,从而增强其抵抗地震力的能力。
(2)抗震设计中注重结构的韧性和能量耗散能力。
地震作用通常会引起结构内部的应力和变形集中,如果结构不能承受这些应力和变形而发生破坏,将导致建筑整体倒塌。
为了增强结构的韧性,可以采用一些措施,如提高材料的延性和减震器的安装等。
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。
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高层钢结构房屋抗震设计要点分析摘要:高层钢结构建筑主要是建立在钢铁工业发展的基础上,并且具有较长的发展历史。
随着我国社会经济和科学技术不断发展,我国钢产量和钢材产量也得到很大幅度的提升,在这一背景下,也促进我国钢结构建筑获得进一步发展。
然而国外其他国家相比较,我国的高层钢结构房屋工程发展比较晚,但是人们对于房屋居住质量提出了更高的要求,其中尤其是高层钢结构房屋的抗震设计,越来越受到人们高度重视。
在本文中,对高层钢结构发展及应用优势进行阐述,并对高层钢结构房屋抗震设计各项要点进行具体的分析,以此确保高层钢结构房屋建设质量,在地震作用下也能够发挥良好的抗震效果。
关键词:高层钢结构;房屋;抗震设计;要点;分析在现代,钢结构被普遍运用于民用建筑工程中,在高层和超高层建筑工程中也得到了广泛的应用。
与混凝土结构的房屋建筑工程结构相比较,钢结构具有超强韧性、强度大、重量比较高等优势特点,同时还能够发挥很好的抗震性能。
随着近几年我国各项地质灾害频频发生,也为高层房屋建设和管理增加了一定难度,其中尤其是地震的发生,对高层房屋的安全性和稳定性造成极大的影响。
因此,在现代高层钢结构房屋工程建设中,需要重视防震设计,以确保房屋安全和稳定。
基于此,对高层钢结构房屋抗震设计要点进行分析。
1高层钢结构房屋抗震设计基本概述1.1对高层钢结构房屋进行抗震设计的重要性分析随着我国社会经济不断发展,对我国自然生态环境造成一定影响,再加上近几年我国地质灾害发生频率的增加,其中尤其是地震灾害,所涉及到的范围、破坏性和影响力都十分巨大,对房屋建筑安全和稳定在造成严重的影响,也引发社会各界广泛的关注。
因此,在对现代高层钢结构房屋工程建造时,也要对高层房屋进行抗震设计,通过在高层钢结构房屋建设中安装阻尼器、隔振器等方式,有效阻挠地震对房屋造成的不良影响,进而保障人民群众生命财产安全,有效维护社会的和谐稳定。
长时间以来,很多发达国家对高层钢结构房屋的抗震设计开展探索和研究,不断完善和优化高层房屋抗震设计,在实际中进行应用也取得很好的应用效果,但是由于我国对高层钢结构房屋建筑抗震设计的研究和探索时间比较晚,致使抗震设计方案在实际应用中出现诸多问题,也对后期房屋使用安全性和稳定性造成一定影响,也迫切的需要相关专业人才和先进技术在其中发挥作用,不断总结经验和完善房屋抗震设计,提高承受地质灾害的能力,也有效保障房屋安全和稳定。
1.2高层钢结构房屋进行抗震设计的优势分析做好高层钢结构房屋抗震设计,对开展抗震、防震都能够起到积极促进作用。
并且对高层房屋进行良好的隔震设计,一旦发生地震灾害,还能够有效分解地震对高层房屋造成的损害,确保高层房屋建筑结构完整性和安全性。
与此同时,在高层钢结构房屋抗震设计中,主要是通过对刚度调整的方式实现对房屋结构的调整,以此达到防震、降低损坏的作用。
通常情况下,在抗震设计中,较常选择隔震设计方案,其主要目的是可以达到降低成本、提高防震效果的目的。
除此之外,后期所耗费的维修费用也比较低,并且适用于高层钢结构房屋建筑设计。
1.3高层钢结构房屋抗震设计技术的特点分析在高层钢结构房屋抗震设计中运用隔震技术,主要是借助隔震装置发挥效用,以起到延长房屋结构周期、降低地震灾害所带来的损害和保障人民群众生命财产安全。
在实际设计过程中,也要确保减震装置设计和安装的科学合理性,同时提高抗震系统各个构件的可塑造性,进而更好的保证高层房屋建筑安全性。
以外,在高层钢结构房屋设计过程中,为保障和提高上部结构总体设计灵活性,实现抗震措施的简化,也避免由于附属构件过多对最终的抗震效果造成不利影响,也需要进行科学合理的隔震设计,这样就可以降低非结构构件出现损坏,确保机械、仪表等处于正常工作状态,也能够使得抗震效益发挥到最大。
2高层钢结构地震灾害现象及形成原因与混凝土结构高层房屋结构相比较,钢结构形式的房屋结构更能够发挥出其自身良好的抗震性能,根据我国经历的地震灾害了解到,其采用钢结构建造的高层房屋遭受到的震害要低于混凝土结构建造的高层房屋,并且高层钢结构房屋出现坍塌和整体破坏的机率也比较少。
然而,就算是钢结构的高层房屋受到震害较少,也会在实际建设过程中受到焊接、冷加工、自然环境等因素影响,导致钢结构的抗震效果。
其中尤其是由于高层钢结构房屋抗震设计、施工和维护不当原因,还会对高层钢结构房屋结构造成严重影响,对其在地震灾害中的房屋结构破坏形态,对破坏的形式进行归纳和分析,具体如下:2.1 结构倒塌结构倒塌作为地震灾害造成的最为严重的破坏形态,导致这一情况发生的主要原因在于房屋结构薄弱层的形成,在对高层钢结构房屋设计和施工过程中,结构楼层强度系数与抗变刚度不能够随着高度,实现均匀的分布。
也因此,在对高层钢结构房屋抗震设计时注重各楼层强度和刚度系数的控制,避免不利因素在抗震设计中出现。
2.2破坏节点破坏节点作为地震灾害中发生最为广泛的一种破坏形式。
通常情况下,剐性连接的钢结构构件主要是运用焊接、铆接方式进行。
若是在开展节点设计和施工过程中,其构件焊缝存在缺陷,在节点区都会引发应力集中、受力不均匀的情况,一旦遭受到地震灾害的影响,就很容易出现连接性的破坏。
针对梁柱节点出现破坏,主要是体现在以下几方面:(1)铆接出现断裂情况;(2)进行焊接的部位出现位脱现象;(3)腹板发生断裂、屈曲等情况。
图1 圆钢支撑连接破坏2.3构件破坏高层钢结构房屋受到地震灾害影响而出现构件破坏情况,主要分为两种情况:(1)支撑破坏与失稳;(2)梁柱局部破坏。
其中导致出现支撑破坏与失稳的情况,主要是由于发生地震灾害的强度比较大,支撑所要承受的反复拉压作用,如果所承受的压力已经超过支撑屈曲的临界力,就会影响支撑稳定性或对支撑造成破坏。
而针对出现的梁柱局部破坏,主要体现为框架柱,其中又包含了翼缘屈曲、翼缝撕裂等;针对框架梁又包含了腹板屈曲、翼缘屈曲等情况。
图2 梁柱连接破坏2.4基础锚固破坏地震灾害对基础锚固造成破坏,主要体现在柱脚处螺栓脱落、混凝土破碎、连接板断裂等方面,上述所提到的情况也是发生地震灾害较常出现的现象,站在钢结构房屋出现地震灾害的角度,我们可以知道,虽然钢结构在高层房屋建造中进行应用,本身就具有较好的防震性,但是在经历过多次震害条件下,也会对高层钢结构房屋造成不同程度的影响,究其根本原因,还是与结构设计、材料质量、施工质量及日常的维护密切相关。
为有效减少这些情况发生,也要求在对高层钢结构房屋抗震设计时严格遵循相关规范和标准,以确保最终抗震效果。
3高层钢结构房屋抗震设计的基本要求3.1房屋结构类型在现代,较为常见的钢结构房屋体系包含了框架——抗震墙板结构、框架——支援结构、巨型框架结构等等,其最终高层钢结构房屋的抗震效果在一定程度上也取决于选择的房屋结构类型,在对实际房屋工程设计时,也要对各方面因素进行综合考虑,并不断对结构体系加以完善和优化。
3.2结构布置原则高层钢结构房屋结构体系及其对结构合理布置,也直接关系到最终房屋经济性和安全性。
与其他房屋建筑结构相类似,高层钢结构房屋构造也较多采用规则的建设方案,如果是房屋钢结构整体体型较为复杂,并且结构的平立面比较不规则,就可以结合实际需求,设置防震续,使之形成多个规则的抗侧立结构单元。
与此同时,钢结构与混凝土结构的耐受变形程度进行比较,钢结构往往要大于混凝土结构,也就不适合设置抗震缝,如果必须进行设置,其抗震缝的宽度应当要高于相对应混凝土结构房屋1.5倍。
针对结构布置的其他要求,在高层钢结构房屋抗震设计中适宜设置地下室,其中尤其是在框架——支撑体系中,竖向连续布置的剪力墙板需要延伸到基础,对地下室进行设置则至少延伸到地下一层。
8、9度时就比较适合运用偏心支撑,可以运用带缝钢筋混凝土剪力墙板、外伸臂框架或者其他类型的消能支撑。
也因此,在抗震结构布置中要优先采用延性较好的结构方案。
3.3高层钢结构房屋适用的高度和高宽比表1 各种钢结构房屋建筑体系适用的最大高度(m)结构体系设防烈度6、789框架1109050220200140框架——支撑(剪力墙板)300260180筒体(框筒、束筒)、巨型框架表2 各种钢结构房屋建筑体系适用的高宽比烈度6、789最大高宽比 6.5 6.0 5.5确定高层钢结构房屋适用的高度和高宽比,需要结合房屋结构总体高度和实际抗震设防的烈度进行确定,其中由于结构高宽比会对最终整体结构抗震性能和稳定性参数造成影响,同时还会影响到结构的刚度和侧移。
因此,在实际确定时,如果结构的高宽比值比较大,不仅会导致结构出现水平位移现象,还会受到倾覆力的影响,导致矩使柱产生很大的轴向力。
在我国《抗震规范》中,对高层钢结构房屋适用的最大高度和高宽比也做出了以下规定:(1)在结构体系中,应当具备较为明确的计算简图及作用途径,同时设置多条抗震防线,以预防由于构件失效原因影响实际抗震能力,此外也要对刚度和承载力进行合理的分布,针对较为薄弱的环节采取适当措施,以达到提高承载力的作用;(2)确保结构构件及连接部位在抗震体系中具备良好的延性,提高整体变形能力,同时加强各个构件之间的连接性和完整性,充分发挥保障结构稳定的效果;(3)针对围护墙、封墙等非结构的构件,需要保障其与主体结构之间连接的稳固性;(4)对钢结构房屋抗震设计进行试验,这也是对最终施工质量的检验,所选择的抗震结构材料也应当满足设计文件要求,使其符合图纸抗震要求。
4高层钢结构房屋抗震设计4.1自振周期在高层钢结构房屋抗震设计中,针对刚度及重量分布较为均匀的结构的自振周期进行计算,可以采用顶点位移法:T=1.7s s ∆∆;=GA mg 212-ξ在该公式中:GA 表示柱剪切的刚度;ξ表示分布不均的剪应力系数;∆s 代表了受剪应力影响出现的顶点位移;其T 则表示高层钢结构自振周期。
在对钢结构房屋进行初步的抗震设计时,也可以根据经验公式进行计算,其公式主要是:T=0.1⨯n 。
在该公式中:n 主要表示钢结构房屋层数,但是房屋的地下部分和小塔楼不被包含在内。
4.2反应谱设计在钢结构房屋抗震设计中,由于受到水平地震因素影响,导致在系数曲线当中,其下降段出现衰减的曲线指数为γ=0.95,斜率为η1=0.024,其中水平地震影响系数的最大值则需要按照相关表进行取值。
4.3计算内力和位移钢结构房屋在地震的作用下,对其内力和位移加以计算,可以分为以下两种情况:(1)多遇地震背景下,对钢结构房屋进行抗震设计,地震作用的效应就需要建立在弹性计算的基础上,而在计算内力和位移时,针对框架——支撑、框架——剪力墙等钢结构房屋体系可以运用矩阵位移法,在实际计算的过程中,也要充分考虑到梁、柱等出现弯曲或者是变形的情况对抗震设计效果所造成的不利影响;(2)罕遇地震背景下,对钢结构房屋抗震设计进行验算,可以运用弹塑性时程分析方法,其结构所采用的计算模型,也可以运用杆系模型、剪弯协同工作模型等等。