高层建筑抗震结构设计探讨
高层建筑结构抗震优化设计探讨
高层建筑结构抗震优化设计探讨摘要:高层建筑结构设计的要求更高,同时,在抗震设计方面,高层建筑也比普通建筑的设计要更加的严格,这样才能够保证高层建筑抗震的性能。
本文将从以下几个方面来分析如何进行高层建筑结构抗震优化设计。
关键词:高层建筑;结构;抗震;优化设计一、前言目前,我国高层建筑抗震性能还有待于提高,在地震中,高层建筑遭到的破坏远远超过了设计允许的范围。
所以,研究如何进行高层建筑结构抗震优化设计很有必要。
二、高层建筑抗震设计的必要性在历年的地震灾害中,结构工程师逐渐认识到工程结构中宏观的“概念设计”比“数值设计”的抗震更为重要,所以对“概念设计”越来越重视。
建筑建筑结构概念设计的定义就是在结构的宏观整体的基础上,根据结构系统及结构整体的要求,正确处理结构总体方案、细部构造及材料使用等,进而达到对建筑的合理结构设计。
对在结构中遇到的结构体系、构件延性、刚度分布等问题,从宏观的角度上对其进行鉴别、选择等处理,通过适当的计算及构造来消除高层建筑抗震设计中的薄弱环节。
工程师在进行概念设计时要充分运用其思维和判断力,确定结构设计中的基本问题。
因此,在进行抗震设计时,工程师要充分理解结构抗震的特点,分析振动中结构受力特性,抓住关键问题,用正确的思维才能得到科学合理的结构设计。
三、影响高层建筑结构抗震能力的主要因素抗震能力主要是指整体建筑结构抵御地震作用的能力,其由建筑结构的变形能力和承载力共同决定。
高层建筑结构抗震能力的强弱直接决定着该建筑面临倒塌的风险程度。
一般来讲,影响高层建筑结构抗震能力的主要因素包括:第一,结构总体布置。
在对高层建筑进行结构设计之时,需要注意结构体形要简单、结构要对称、强度和刚度要连续均匀变化;第二,结构选型。
首先,超静定次数要多,这样可以消耗地震的输入能量,提高抗震可靠度。
其次,要根据建筑施工地的地质特征选择合适的结构类型。
第三,结构整体性。
不仅需要增强房屋的竖向刚度,更需要构件间的可靠连接,保证建筑基础具有较强的整体性,适应地震时大变形的延性要求;第四,材料选用。
高层建筑的抗震设计与结构分析
高层建筑的抗震设计与结构分析高层建筑作为现代城市的标志性建筑,承载着人们的居住、工作和娱乐等活动。
然而,地震作为一种自然灾害,对高层建筑的稳定性和安全性提出了严峻的挑战。
因此,高层建筑的抗震设计与结构分析显得尤为重要。
一、高层建筑抗震设计的原则在进行高层建筑的抗震设计时,需满足以下原则:1.地震荷载计算:首先,需要根据建筑所处地区的地震烈度、地质条件以及建筑材料的特性来确定地震荷载的大小。
通过合理计算地震荷载,可以为建筑的结构稳定性提供参考依据。
2.结构形式选择:不同的结构形式具有不同的抗震能力。
常见的高层建筑结构形式包括框架结构、筒体结构、剪力墙结构等。
根据具体情况选择适合的结构形式,能够提高建筑的抗震性能。
3.材料选择:高层建筑中,混凝土、钢材等作为主要结构材料。
在抗震设计中,需要选择具有良好抗震性能的材料,如高强度混凝土和钢材等。
合理的材料选择对于提高建筑的抗震性能至关重要。
4.结构设防:通过采取一些特殊的结构措施,如加强柱底节点、设置耗能器等,可以增加建筑的抗震能力。
结构设防是抗震设计中的重要环节,对于确保建筑的安全性有着不可忽视的作用。
二、高层建筑结构分析的方法在高层建筑的结构分析中,常用的方法有:1.静力分析:静力分析是指根据结构受力平衡的原理,通过静力学的知识计算结构的内力和变形。
通过静力分析,可以获得结构在静力荷载下的响应,为结构的合理设计提供参考。
2.动力分析:动力分析是指通过模拟结构在地震作用下的动态响应,对结构的抗震性能进行评估。
常见的动力分析方法包括模态分析、时程分析等。
动力分析结果能够反映结构在地震加载下的位移、加速度和剪力等参数,对高层建筑的设计与改进提供指导。
3.数值模拟:数值模拟是通过计算机仿真手段对建筑结构进行分析。
利用有限元方法等数值方法,可以模拟结构在地震荷载下的响应,分析结构的强度、刚度等性能,并对结构进行优化设计。
三、高层建筑抗震设计的案例以某高层办公楼的抗震设计为例,该建筑采用的是钢筋混凝土框架结构。
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。
探讨高层建筑结构抗震设计
重, 降低 地震 力作 用 效应 。
设计 来分 析结 构 的变形 能力 , 并确 定结 构具 有所 需 的延性 抗震 能力 , 从 而保证 结构 在各 种地 震作 用 中实现 抗震 防设 的 目标 。减少 地震 输入 除 了验 算构 件 的 承载 力外 , 还要 控制 结构 在地 震作 用下 的层 间位 移角 限值 或位 移延 性 比 ; 确定
距离 。 不 致倒 塌或 者发生 危及 生命 的严重 破坏 , 从 而保 障了人 员 的安 全 。 因此 ,
要求 建筑具 有足 够 的变形 能力 , 其弹 塑性 变形 不超过 规定 的弹塑 性变形 限值 。 对 建筑 抗 震 的三 个 水准 设 防要 求 , 是通过“ 两 阶段 ” 设 计来 实 现 的 , 其方
建 筑结 构
探 讨 高 层 建 筑 结 构 抗 震 设 计
池 凯
山西省 建筑 设计研究 院 }
I
摘要: 我 国是 世 界上 遭 受地震 灾 害 较为 严 重的 国家 之 一 , 随着 高 层建 筑 的建设 越 来 越 多 , 其 抗 震 性能 提 升显得 愈 加重 要 。 本 文 作者
和竖 向抗 拉 力构 件 的截 面尺 寸 和材 料宜 自下而 上逐 步 减小 , 避 免抗 侧 力 结构 的侧 向 刚度 和 承载力 突 变 。 对 平 面不 规则 和 竖 向不规 则类 型 的建 筑结 构 应按
考 虑 到地 震效 应 和建 筑物 的 质量 成正 比, 这 样 减轻 建 筑物 的质量 可 以减轻 地 震 力 的 作 用效 应 , 如 高 层 建 筑 由于 高度 大 , 重心偏高 , 地 震 力 作用 的力 矩 变
可 以在不 增 加基 础 或 地基 处 理造 价 的情 况下 , 可 以增 加建 筑 物 的 层数 , 如 对 于 同样 的地基 承 载条 件 , 可以利 用 减轻 自重 来 增加 层 数 , 增加 使 用 面积 。 同时
高层建筑结构抗震设计存在的问题及解决对策
高层建筑结构抗震设计存在的问题及解决对策【摘要】高层建筑在抗震设计中存在诸多问题,如设计标准滞后、结构设计不合理、施工工艺不当、监理不严格等。
为提高抗震性能,需加强设计标准修订、优化结构设计、控制施工质量、严格监理、协调抗震与节能设计。
通过这些对策,能有效提升高层建筑的抗震能力,确保建筑安全稳定。
【关键词】高层建筑、结构、抗震设计、设计标准、抗震性能、施工工艺、材料选择、监理、质量控制、节能设计、对策、修订、更新、优化、施工质量、监理力度、协调、双赢。
1. 引言1.1 高层建筑结构抗震设计存在的问题及解决对策高层建筑作为城市的地标性建筑,其结构抗震设计至关重要。
在实际工程实践中,高层建筑结构抗震设计存在着诸多问题,需要采取相应的对策进行解决。
设计标准滞后,无法满足实际需求。
当前的抗震设计标准与高层建筑结构的复杂性和变化性不相适应,需要加强标准的修订和更新。
结构设计不合理,抗震性能不足。
一些高层建筑的结构设计存在缺陷,导致其在地震等自然灾害中易受损,需要优化结构设计,提高抗震性能。
施工工艺和材料选择不当也会影响结构抗震性能。
在施工过程中,需严格控制施工工艺和材料质量,确保符合抗震要求。
监理不到位、质量控制不严格也是问题之一,需要加强监理力度,确保施工质量。
抗震设计与节能设计之间存在矛盾,需要协调抗震设计与节能设计,实现双赢。
为了提高高层建筑结构的抗震性能,需要全面思考这些问题,并采取相应的对策,以确保高层建筑结构在面对各种自然灾害时能够安全稳固地屹立不倒。
2. 正文2.1 问题一:设计标准滞后,无法满足实际需求设计标准滞后是高层建筑结构抗震设计面临的主要问题之一。
由于抗震设计标准的滞后,很多高层建筑的结构设计并不能满足当前社会的实际需求,造成了抗震性能不足的情况。
设计标准的滞后意味着设计中所采用的抗震参数和计算方法可能已经过时,无法充分考虑到地震对建筑结构的影响。
随着地震工程领域的不断发展和新技术的涌现,原有的设计标准已经难以满足当前的抗震需求。
高层建筑结构抗震设计现状及措施分析
05
高层建筑结构抗震设计的优化 建议与发展方向
高层建筑结构抗震设计的优化建议
优化结构体系
加强构件设计
采用合理的结构体系,如框架-核心筒结构 、筒中筒结构等,以提高结构的整体性和 抗震性能。
对关键构件进行详细设计,如梁、柱、墙 等,确保其具有足够的承载力和延性,以 防止构件在地震中发生破坏。
考虑地震动特性
高层建筑结构的消能减震措施
阻尼器
通过在建筑物结构中设置阻尼器,吸 收和消耗地震能量,降低结构的地震 反应。
调谐质量阻尼器
通过在建筑物顶部设置调谐质量阻尼 器,利用地震时产生的惯性力来抵消 地震能量,降低结构的地震反应。
高层建筑结构的加固措施
抗震加固
通过加强结构构件的连接和支撑 ,提高结构的整体性和抗震能力
02
高层建筑在地震中容易产生过大 的加速度和位移,导致结构破坏 和倒塌。
高层建筑结构抗震设计的基本原则
采取合理的建筑结构 形式和体系,增强结 构的整体性和稳定性 。
考虑地震动特性,采 取有效的抗震措施, 如隔震、减震等。
提高结构构件的强度 和刚度,确保构件之 间连接的可靠性和稳 定性。
高层建筑结构抗震设计的现状和发展趋势
细化,提高设计效率和准确性。
绿色环保
注重绿色环保理念,采用环保材料和节能 技术,降低高层建筑在建设和使用过程中 的能耗和环境影响。
多元化结构体系
探索和发展多种结构体系,以满足高层建 筑多样化的功能和造型需求,同时提高结
构的抗震性能。
跨学科合作
加强与地震工程、岩土工程等相关学科的 合作,共同研究高层建筑结构抗震设计的 关键技术和方法,推动该领域的发展。
国内外高层建筑抗震设计规范 和标准不断完善,强调结构的 性能设计和细部构造。
高层建筑结构设计与抗震性能分析
高层建筑结构设计与抗震性能分析高层建筑在现代都市中起到了举足轻重的作用,但由于其复杂的结构以及高度,抗震性能成为设计和建造过程中不可忽视的重要因素。
本文将对高层建筑结构设计与抗震性能进行分析,并探讨相关的优化技术。
一、高层建筑结构设计要点高层建筑的结构设计要点包括以下几个方面:1. 基础设计:高层建筑的基础设计应考虑地质条件、土壤承载力以及建筑的荷载等因素。
采用适当的基础形式和深度可以提高建筑的稳定性和抗震性能。
2. 结构体系:高层建筑的结构体系应选用抗震性能良好的方案,如剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框架-筒状墙结构等。
这些结构体系具备较好的抗震性能,能够有效吸收和分散地震作用。
3. 材料选择:高层建筑结构的材料选择对于提高抗震性能至关重要。
采用高强度、高韧性的钢材或混凝土材料,可以提高结构的整体强度和延性,从而提高抗震性能。
二、高层建筑抗震性能分析方法高层建筑的抗震性能可以通过以下几种方法进行分析:1. 静力分析:静力分析是一种简化的抗震性能分析方法,通过计算建筑在地震作用下的静力响应来评估其抗震性能。
该方法适用于低层建筑或对于结构刚度较为均匀的高层建筑。
2. 动力分析:动力分析是一种较为准确的抗震性能分析方法,通过计算建筑在地震作用下的动力响应来评估其抗震性能。
该方法适用于高层建筑或对于结构刚度较为不均匀的情况。
3. 数值模拟:数值模拟是一种基于有限元原理的抗震性能分析方法,通过建立结构的数值模型来模拟地震作用下的动力响应。
该方法能够更加准确地评估结构的抗震性能,并可用于优化结构设计。
三、高层建筑抗震性能的优化技术为了进一步提高高层建筑的抗震性能,可以采用以下优化技术:1. 设计合理的剪力墙布置:剪力墙是高层建筑中一种常用的抗震结构形式,其布置合理与否直接关系到结构的抗震性能。
通过优化剪力墙的位置和布置方式,可以提高结构的整体刚度和延性,增强其抗震性能。
2. 采用抗震支撑系统:抗震支撑系统能够在地震发生时提供额外的支撑和稳定性,对高层建筑的抗震性能具有重要影响。
高层建筑结构设计中的抗震性能分析和优化
高层建筑结构设计中的抗震性能分析和优化摘要:高层建筑的抗震性能一直是结构工程领域的重要研究课题。
本文旨在分析高层建筑结构设计中的抗震性能,并探讨如何通过优化策略提高其抗震性。
我们首先概述了高层建筑的定义、特点和结构类型,然后深入探讨了影响高层建筑抗震性能的关键因素,包括结构材料、设计参数、地理和地质条件以及结构维护监测。
随后,我们提出了一系列优化策略,包括结构材料和构造技术的选择、结构参数和几何设计的调整、地震保险和风险管理以及高层建筑的抗震改造。
通过综合考虑这些因素,我们可以有效提高高层建筑的抗震性能,从而确保建筑物在地震发生时的安全性和可持续性。
最后,我们强调了抗震性能分析和优化在现代建筑工程中的重要性,鼓励进一步研究和实践,以不断提升高层建筑的抗震能力。
关键词:高层建筑、抗震性能、结构材料、地质条件、结构维护、监测、优化策略、抗震改造高层建筑作为现代城市的标志性建筑物,在城市发展中起到了重要作用。
然而,由于其高度和结构复杂性,高层建筑在地震发生时可能面临严重的破坏风险。
因此,研究高层建筑的抗震性能,并采取有效的优化策略,以确保其在地震中的安全性和可持续性变得至关重要。
本文将深入探讨高层建筑抗震性能的分析和优化,以帮助工程师和设计师更好地理解和处理这一挑战性问题[1]。
1. 高层建筑结构概述1.1 高层建筑的定义和特点高层建筑通常被定义为在一定高度范围内,其高度明显超出周围建筑物的建筑物。
它们的特点包括垂直高度的增加、大量使用建筑材料、复杂的功能需求以及对结构性能和安全性的高要求。
高层建筑的设计和建造需要考虑风荷载、地震荷载、温度变化等多种因素,以确保其稳定性和可持续性。
1.2 高层建筑的结构类型高层建筑可以采用多种结构类型,以满足不同的设计要求和地理条件。
常见的结构类型包括钢结构、混凝土结构、混合结构和木结构。
钢结构通常用于高层建筑,因其强度和抗震性能优越。
混凝土结构具有良好的耐火性和隔声性能,因此在高层住宅中广泛使用。
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。
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。
高层建筑结构的抗震性能分析与优化设计
高层建筑结构的抗震性能分析与优化设计随着全球城市化进程的加速,高层建筑的建设成为城市发展的一种趋势。
然而,高层建筑在地震中的安全性一直备受关注。
因此,对高层建筑结构的抗震性能进行分析与优化设计显得尤为重要。
本文将探讨高层建筑结构的抗震性能分析与优化设计的关键要点。
首先,高层建筑结构的抗震性能分析需要从建筑材料的选用开始。
优质的建筑材料能够提高结构的抗震性能。
例如,使用高强度混凝土和钢材作为主要结构材料可以增强结构的刚度和韧性,提高抗震能力。
此外,选用抗震性能好的建筑材料,如抗震剪力墙和抗震隔墙材料,也可以提高结构的抗震性能。
其次,高层建筑结构的抗震性能分析需要对结构的整体稳定性进行研究。
高层建筑的结构设计应满足强度、刚度和稳定性的要求。
在抗震设计中,地震力是结构稳定性的主要考虑因素。
通过对结构进行合理的抗震分析,可以确定结构所需的稳定措施,如加强结构柱、梁和地基,提供充足的抗震支撑和抗震连接等。
此外,还应考虑结构的整体稳定性,如尽量避免破坏性地震力集中在某一局部区域,通过结构布局的合理性和对称性来平衡地震力的分布。
再次,高层建筑结构的抗震性能分析需要考虑结构的动力响应。
在地震发生时,结构会受到地震力的作用,产生振动。
结构的动力响应是评估其抗震性能的重要指标。
对于高层建筑,考虑结构的动力响应包括结构的自振周期、固有频率、刚度和阻尼等。
在设计阶段,可以通过数学模型和计算方法对结构的动力响应进行评估。
例如,利用有限元方法可以对结构进行动力分析,评估结构的刚度和振动特性,从而优化结构设计。
最后,高层建筑结构的抗震性能优化设计需要通过抗震措施来提高结构的抗震能力。
常见的抗震措施包括设置抗震墙、加固柱子和加宽梁等。
抗震墙可以提供结构的纵向和横向刚度,减小结构的振动位移。
加固柱子和加宽梁可以提高结构的刚度,增强结构的整体稳定性。
另外,还可以采用桥墩阻尼器、摆锤阻尼器和防震减隔震器等先进的抗震措施来减小结构的振动响应。
高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策
高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策
1. 抗震设计标准不完善:目前我国的建筑抗震设计标准还存在一定的不足之处,对
高层建筑的抗震设计要求相对较低,没有明确的指导意见和具体要求。
2. 设计方法不合理:在高层建筑的抗震设计中,有些设计者在计算和考虑地震作用
时采取了较为简化的方法,将高层建筑的抗震设计视为普通住宅,没有充分考虑到高层建
筑特有的抗震需求。
3. 结构刚性差:高层建筑多采用钢结构或混凝土框架结构,这种结构的自重较大,
容易产生较大的风荷载和地震作用,而且结构的刚性相对较差,抗震能力较弱。
4. 非线性效应忽视:在高层建筑的抗震设计中,存在非线性效应的问题,即结构在
地震作用下的变形方式是非线性的,设计时应该充分考虑到这个问题,但实际上很多设计
者忽视了这一点。
对策如下:
2. 采用合理的设计方法:在高层建筑的抗震设计中应该采用合理的设计方法,对地
震作用进行全面的考虑,确保设计方案的准确性和可行性。
3. 加强结构刚性:应该进一步加强高层建筑的结构刚性,采用更为牢固和刚性的材
料和结构形式,提高抗震能力。
高层建筑结构抗震设计存在的问题主要是标准不完善、设计方法不合理、结构刚性差、非线性效应忽视等方面,需要进一步加强规范制定和技术研究,提高抗震设计的水平和质量。
高层建筑地下室结构的抗震设计
高层建筑地下室结构的抗震设计随着城市化进程的加快,高层建筑在城市景观中占据了重要的地位。
然而,高层建筑面临的地震威胁不容忽视。
为了确保高层建筑的整体安全性,地下室结构的抗震设计成为了一个关键问题。
本文将详细阐述高层建筑地下室结构的抗震设计,包括基本概念、设计规范、注意事项以及案例分析。
地震是由于地球内部的地壳运动引起的自然现象。
当地壳中的应力超过地质层的强度时,地震能量会瞬间释放,导致地面震动和地裂缝。
地震的破坏力主要表现在震动引起的惯性力对建筑物的破坏上。
因此,高层建筑地下室结构的抗震设计应充分考虑地震的影响。
地下室结构设计规范是进行高层建筑地下室结构抗震设计的基础。
在设计过程中,应遵循以下基本原则:坚固性:地下室结构应具有足够的坚固性,以抵抗地震的破坏力。
均匀性:地下室结构的荷载应均匀分布,避免出现集中荷载。
连通性:地下室结构应具有较好的连通性,以确保地震时各部分结构的协调性。
常用的计算方法包括有限元法、动力时程分析法等,设计师应根据实际情况选择合适的计算方法。
充分了解地质条件:设计师应充分了解建筑所在地的地质条件,以便对地下室结构进行合理设计。
确定地震烈度指标:根据地震烈度指标,可以评估地震对地下室结构的影响程度。
地震时的位移计算:在地震烈度指标的基础上,计算出地下室结构在地震时的位移,以便进行结构优化。
设置抗震墙:根据计算结果,合理设置抗震墙,以提高地下室结构的抗震性能。
柱的稳定性计算:对地下室结构中的柱进行稳定性计算,确保其在地震时具有足够的稳定性。
合理设计地下室结构的埋深,以增加结构的稳定性。
在结构设计中充分考虑地下室的排水系统,防止地震时排水系统失效。
利用弹性支撑、耗能支撑等措施来减小地震对地下室结构的影响。
以某实际高层建筑地下室结构的抗震设计为例,该地下室为框架结构,其抗震设计具有以下特点:采用了有限元法进行计算,以获得更精确的结构位移和应力分布。
根据地震烈度指标,将地震影响较大的区域进行特别加强,以提高其抗震性能。
对于高层建筑结构的抗震设计探讨
— l L
—一
Ci eT h li a o c h a w e noe nPd t nN c o s drus g
建 筑 技 术
对于高层建筑结构 的抗震设 计探讨
李 彬
( 河北 冶金建设集 团勘察设计有限公司 , 河北 邯郸 0 60 ) 5 0 3
摘 要 : 国是 一个 地震 多发 的 国 家 , 给 我 国人 民的 生命 和 财产 安全 带来 了巨大 的损 失 。近年 来 , 着我 国 经济 的快 速加 快 , 市人 口数 量不 断的 增加 , 城 给城 市用地 带 来很 大的压 力 , 这使得 建 筑朝 着 高层 的方 向发展 。高层 建 筑能够 有 效地 提 高 土地 的使 用效 率 , 且被 人们 广 泛的接 受。 由于高层 建 筑层数 多、 并 高度 较 高 , 构也 比一般 的 建 筑复 杂很 多, 结 一旦 遭 遇地 震 , 会 将 受到 巨大的损 失 。因此做 好 高层 建 筑结 构的抗 震设 计 , 提升 高层 建 筑抵御 地 震的 能 力。
关键 词 : 高层 建筑 结构 ; 结构 抗震 ; 震设 防 地
中图 分类 号 :U T 文 献标 识码 : A
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随 着 现代 城市 的不 断 发展 ,高 层建 筑 逐 渐 成为 城 市经 济发 展 的象 征 。当前 我 国高 层 建 筑数 量不 断 的增 加 ,一方 面 提高 了有 限的 土 地 的使 用效 率 ,促进 了我 国建筑 行 业 的发 展 ,另 一方 面 给建 筑结 构 抗震 设计 工 作带 来 极 大 的挑 战 。 国是 一个 地 震多 发 国家 , 多 我 很 城 市都 位 于地 震带 上 ,因此在 高层 建 筑结 构 设 计 过程 当 中一定 要 做好 相应 的结构 设计 工 作 , 而减 少地 震 带来 的破 坏和 损失 。 从
关于高层建筑结构抗震设计的探讨
关于高层建筑结构抗震设计的探讨摘要:高层建筑抗震工作一直是建筑设计和施工的重点,首先对建筑抗震的设计特点进行了分析,从而提出了高层建筑的设计要点及注意问题,促进抗震效果的有效提高。
关键词:高层建筑;抗震;设计地震作用影响因素极为复杂,它是一种随机的、尚不能准确预见和准确计算的外部作用。
因此建筑(尤其是高层建筑)抗震安全问题必须引起结构师们的高度重视,及时采取有效措施,防患于未然。
1. 建筑结构抗震划分概述震级是根据地震的强度而进行的划分,在我国,地震划分为六个级别:3级为小地震,3~4.5级为有感地震,4.5级--6级为中强地震,6~7为级强烈地震,7~8级为大地震,8级以上的为巨大地震,是国家根据相关的历史、地理和地质方面的经验资料,经过勘查和验证,对进行地震分组的一个经验数值,它是地域概念。
抗震设防有甲、乙、丁类建筑,在我国大部分的房屋抗震等级是8度,可以抵抗6级地震的作用。
国家设计部门依据有关规定,按照建筑物的分类和设防标准,根据房屋高度、结构等方面,采用不同的抗震等级。
比如,在钢筋混凝土结构中,抗震等级可以分一般、较为严重、严重和很严重这4个级别。
在高层建筑的抗震设计中,混凝土结构应根据建筑的高度、结构类型和设防的烈度确定抗震等级,而且应该符合相应的计算和措施要求。
2.高层建筑结构抗震设计要点2.1 减少地震能量输入。
积极采用基于位移的结构抗震设计,要求进行定量分析,使结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求。
除了验算构件的承载力外,要控制结构在大震作用下的层间位移角限值或位移延性比;根据构件变形与结构位移关系,确定构件的变形值;并根据截面达到的应变大小及应变分布,确定构件的构造要求。
选择坚硬的场地土建造高层建筑,可以明显减少地震能量输入减轻破坏程度。
2.2 推广使用隔震和消能减震设计。
目前我国和世界各国普遍采用的传统抗震结构体系是“延性结构体系”,即适当控制结构物的刚度,但容许结构构件在地震时进入非弹性状态,并具有较大的延性,以消耗地震能量,减轻地震反应,使建筑“裂而不倒”。
高层建筑结构的抗震设计探讨
高层建筑结构的抗震设计探讨摘要:随着社会生产与科学技术的进步,高层建筑的结构体系也得到不断的发展。
随着经济水平的增长和高层建筑的增多,结构抗震分析和设计已经变得越来越重要。
特别是我国处于地震多发区,高层建筑结构的抗震设计更显得尤为重要。
关键词:高层建筑、结构、抗震设计高层建筑是社会生产的发展和人类物质生活的产物,是现代社会工业化、商业化和城市化的必然结果。
当前我国高层建筑数量不断的增加,一方面提高了有限的土地的使用效率,促进了我国建筑行业的发展,另一方面给建筑结构抗震设计工作带来极大的挑战。
我国是一个地震多发国家,很多城市都位于地震带上,因此在高层建筑结构设计过程当中一定要做好相应的结构设计工作,从而减少地震带来的破坏和损失。
一、抗震设计目标国家为了规范建筑的抗震设计,出台了一系列的标准,其中的抗震设防烈度就是一个十分重要的标准,对于规范我国的建筑抗震设计具有十分重要的意义。
抗震设防烈度是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
我国《建筑抗震设计规范》提出三个水准的设防要求,即“小震可修,中震不坏,大震不倒”。
它是通过二阶段设计方法来实现的。
(1)按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合演算结构构件的承载能力,以及在小震作用下演算结构的弹性变性。
(2)在大震作用下验算结构的弹塑性变形,以满足第三水准抗震设防目标的要求。
第二水准抗震设防目标的要求,是以抗震构造措施来保证的。
抗震设计目标是整个高层建筑抗震设计的大方向,所有的抗震设计工作都围绕着抗震设计目标而进行,因此对于建筑的抗震设计具有重大的意义。
二、高层建筑抗震设计中存在的问题。
研究高层建筑结构的抗震设计,必须要先明确目前高层建筑抗震设计中所存在的问题,影响抗震设计效果的因素。
1、地基选取不合理。
高层建筑应选择位于开阔平坦地带的坚硬土场地或密实均匀中硬土场地,远离河岸,不应垮在两类土壤上,避开不利地形、不采用震陷土作天然地基,避免在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段建造房屋。
高层建筑抗震设计与结构优化研究
高层建筑抗震设计与结构优化研究随着城市的发展和人口的增加,高层建筑已经成为现代城市的标志性建筑物。
然而,地震是可能发生的自然灾害之一,对于高层建筑而言,抗震设计和结构优化是至关重要的。
本文将探讨高层建筑抗震设计和结构优化的重要性,并介绍一些相关的研究方法和技术。
高层建筑的抗震设计是保证建筑物在地震发生时能够抵御地震力量并保持结构稳定的过程。
一个合理的抗震设计可以减少地震对建筑物的破坏,保护人民的生命安全。
抗震设计的主要目标是降低结构的振动和加强结构的刚度。
为了实现这一目标,工程师需要考虑多个因素,如地震波的频率、建筑物的质量、刚度和弹性模量等。
通过使用先进的分析模型和计算工具,工程师可以预测建筑物在地震中的行为,并相应地调整设计参数。
在高层建筑的抗震设计中,结构优化是一个不可避免的步骤。
结构优化是通过改变结构的形状、材料和构件尺寸等来提高其抗震性能的过程。
通过结构优化,可以减少结构的质量和振动,提高其刚度和稳定性,从而使建筑物能够更好地抵御地震加载。
在进行结构优化时,工程师通常会使用数值模拟技术,如有限元分析和遗传算法等。
这些方法可以帮助工程师寻找最佳结构方案,并确定最佳设计参数,以实现最佳的抗震性能。
现代高层建筑的抗震设计与结构优化是一个复杂而挑战性的任务。
在设计过程中,工程师需要考虑多个因素,如建筑地点的地震烈度、土壤条件、建筑物类型等。
此外,高层建筑的抗震设计还需要考虑建筑物的功能需求和使用寿命。
为了满足这些要求,工程师需要使用先进的技术和工具,如地震响应谱分析、三维有限元建模和优化算法等。
除了抗震设计和结构优化,高层建筑的安全评估和监测也是非常重要的任务。
安全评估可以帮助工程师确定建筑物在地震中的风险,并采取相应的措施来提高其安全性。
而监测系统可以实时监测建筑物的振动和应力变化,并提供及时的报警和反馈。
这些工作可以帮助工程师了解建筑物的健康状态,并及时采取措施来保护建筑物和居民的安全。
总之,高层建筑的抗震设计和结构优化是确保建筑物能够在地震中抵御地震力量并保持结构稳定的关键步骤。
高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策
高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策【摘要】高层建筑结构抗震设计在实际应用中存在着多个问题,如抗震设计不足导致地震灾害风险增加、结构材料和连接方式存在隐患、地基设计不合理等。
这些问题可能影响建筑物的抗震性能,增加地震灾害造成的损失。
为解决这些问题,需要加强抗震设计规范和监管、提高建筑结构材料和连接方式的质量、合理设计地基结构以提高抗震性能、加强抗震设计人员培训与考核。
通过采取这些对策,可以提高高层建筑的抗震性能,减少地震灾害带来的影响,保障人们的生命财产安全。
【关键词】高层建筑、结构、抗震设计、问题、对策、地震灾害、风险、材料、连接方式、地基设计、抗震性能、计算方法、建筑设计人员、规范、监管、培训、考核1. 引言1.1 高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策高层建筑结构抗震设计是保障建筑物在地震发生时能够安全稳固地承受地震作用,减少地震灾害风险的重要环节。
在实际的建筑实践中,高层建筑结构抗震设计存在着一系列问题,这些问题不仅影响着建筑物本身的安全性,也可能对周围环境和人员造成潜在的危险。
抗震设计不足造成的地震灾害风险是一个严重的问题。
由于一些建筑物在设计过程中没有充分考虑到地震的影响,导致在地震发生时容易发生倒塌或结构损坏,造成人员伤亡和财产损失。
结构材料和连接方式存在隐患也是影响高层建筑抗震性能的重要因素。
如果建筑物使用的材料质量不过关,或者连接方式设计不合理,都会导致建筑结构在地震时容易发生破坏,增加地震灾害的危险性。
地基设计不合理导致的抗震性能不佳也是一个常见的问题。
如果建筑物的地基设计不符合地震要求,那么在地震发生时地基将无法承受住建筑物的荷载,从而导致建筑物的倒塌或结构破坏。
抗震设计计算方法或假设不准确也会影响到建筑物的抗震性能。
如果建筑设计人员在设计过程中采用了不准确的计算方法或者假设,那么建筑物在地震时可能无法达到预期的抗震性能,增加地震灾害的风险。
加强抗震设计规范和监管、提高建筑结构材料和连接方式的质量、合理设计地基结构以提高抗震性能、加强抗震设计人员培训与考核是解决高层建筑结构抗震设计存在问题的关键对策。
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。
高层民用建筑结构抗震设计
高层民用建筑结构的抗震设计探讨摘要:随着我国城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要,促使高层民用建筑得以快速发展。
另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展,抗风和抗震理论的不断完善,加之新的施工技术和设备的不断涌现,特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高,为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。
现对高层建筑结构概念设计中值得重视的几个问题进行探讨。
关键词:高层民用建筑;抗震设计;探讨一、高层民用建筑抗震结构设计的基本原则及设计措施1、结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能(1)结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。
(2)对可能造成结构的相对薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。
(3)承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
2、尽可能设置多道抗震防线(1)一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接协同工作。
(2)强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。
抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度,有意识地建立一系列分布的屈服区,主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度,以使结构能吸收和耗散大量的地震能量,提高结构抗震性能,避免大震时倒塌。
3、对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力(1)构件在强烈地震下不存在强度安全储备,构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。
(2)要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化,一旦楼层(部位)的比值有突变时,会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。
(3)要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。
二、影响建筑结构抗震能力的主要因素1、建筑结构所用的材料及施工质量这个因素是显而易见的,但是容易被人们忽视,对于材料而言,我们要明确这样一个道理:地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。
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高层建筑抗震结构设计探讨
发表时间:2013-01-05T15:41:19.170Z 来源:《建筑学研究前沿》2012年11月供稿作者:满勇冯艳娜
[导读] 对于一个高层结构的设计,遇到的问题可能错综复杂,只能具体问题具体分析。
满勇单位:黄河勘测规划设计有限公司
冯艳娜单位:黄河勘测规划设计有限公司工程设计院
【摘要】:对于一个高层结构的设计,遇到的问题可能错综复杂,只能具体问题具体分析。
工程实践表明在高层结构的设计过程中,设计人员只有抗震概念清晰,构造措施得当,应用合适的结构分析软件三者有机结合才能取得比较理想的结果,在这个过程中抗震构造重于结构计算。
本文对建筑抗震进行必要的理论分析,从而探索高层建筑的设计理念、方法,采取必要的抗震措施。
【关键词】:高层建筑;结构设计;抗震;探讨
引言
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。
1、高层建筑发展概况
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100m左右或100m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,81层高,385.95m为钢结构,它居目前世界建筑的第四位。
2、建筑抗震的理论分析
2.1 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。
它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。
正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。
2.2 抗震设计的理论
拟静力理论。
拟静力理论是20世纪10~40年代发展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。
地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。
反应谱理论。
反应谱理论是在加世纪40~60年代发展起来的,它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。
动力理论。
动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。
它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。
进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而完成抗震设计工作。
3、高层建筑结构抗震设计
3.1 抗震措施
在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。
当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。
而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
3.2 高层建筑的抗震设计理念
我国《建筑抗震规范》(GB50011-2001)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。
建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。
因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。
当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。
但经一般修理或不需修理仍可继续使用。
因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。
当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。
不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。
因此,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率(或重现期)来区分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重现期50年;设防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重现期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重现期1641-2475年,平均约为2000年。
对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。
第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。
并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒
塌要求。
3.3 高层建筑结构的抗震设计方法
我国的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定:高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法;除1款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法;特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。