1、論文發(fā)表網(wǎng)小議高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)    【摘 要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提升，建筑事業(yè)也隨之快速進(jìn)展，尤其是高層建筑。但是由于地震等自然災(zāi)害的頻發(fā)，嚴(yán)重影響了人們的日常生活和生命財(cái)產(chǎn)安全，由此，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常必要的。本論文即針對(duì)高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見不足進(jìn)行了淺析，并探討了高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則以及基本策略，同時(shí)淺析了高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前景?！娟P(guān)鍵詞】高層建筑；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)今，我國(guó)的大部分城市內(nèi)都是高樓聳立，對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較復(fù)雜責(zé)任繁重的系統(tǒng)工程，尤其是抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)的好壞將直接影響

2、高層建筑的工程質(zhì)量，特別是在地震多發(fā)區(qū)，由此，這就需要設(shè)計(jì)人員要充分認(rèn)識(shí)高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的不足，不斷進(jìn)行總結(jié)和改善，以改善高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。1 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見不足1.1 高層建筑的高度不足根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的相關(guān)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)定，在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)型式下，鋼筋混凝土高層建筑要有一個(gè)適宜的高度。也就是說，在這個(gè)高度的范圍內(nèi)，建筑的抗震性能是比較可靠地，但是目前，有著少數(shù)的高層建筑的高度超過了規(guī)定的范圍，如果在地震力的作用下，極易轉(zhuǎn)變超過限制的高層建筑物的變形破壞性態(tài)以及其他影響因素，那么就會(huì)大大降低高層建筑的抗震能力，對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些相關(guān)參數(shù)也要重新選取。1.

3、2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以及建筑材料的選用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以及建筑材料的選用對(duì)于高層建筑的抗震性能具有非常重要的作用，尤其是在地震的多發(fā)區(qū)，更應(yīng)該重視科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以及建筑材料的選用。在我國(guó)，多部分的高層建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是鋼筋混凝土核心筒以及混合結(jié)構(gòu)為主，所以對(duì)于變形的制約通常要以這種結(jié)構(gòu)的位移值為基準(zhǔn)。但是，這種情況下，如果發(fā)生彎曲變形，導(dǎo)致的側(cè)移會(huì)比較大，進(jìn)而增加鋼結(jié)構(gòu)的承受壓力，為了保證效果，使其制約在規(guī)范的側(cè)移值內(nèi)，通常需要設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)或加大混凝土筒的剛度。1.3 抗震設(shè)防烈度過低根據(jù)可靠的數(shù)據(jù)以及專家淺析，我國(guó)現(xiàn)行的高層建筑抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)的需求，有數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)的高層建筑抗震實(shí)際

4、的安全度很可能是世界上最低的一個(gè)國(guó)家。在經(jīng)濟(jì)科技都快速進(jìn)展的情況下，我國(guó)的高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”，在這種新形勢(shì)下，有必要進(jìn)行重新的修訂。由于我國(guó)現(xiàn)行的高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)過低，由于其結(jié)構(gòu)失效，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。1.4 軸壓比與短柱不足在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果是采取鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，為了制約柱的軸壓比，增加柱的橫斷面，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋。對(duì)柱的軸壓比進(jìn)行限制主要是為了使柱子處于較大的偏壓狀態(tài)下，避開受拉鋼筋的破損，進(jìn)而降低高層建筑的整體結(jié)構(gòu)延性。2 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則以及基本策略2.1 抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則2.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)

5、計(jì)的整體性高層建筑的樓蓋對(duì)于其結(jié)構(gòu)的整體性占據(jù)著不可或缺的位置。樓蓋就類似于一個(gè)橫向的水平隔板，將慣性力聚集起來，并向各個(gè)豎向抗側(cè)力的子結(jié)構(gòu)傳遞，尤其是當(dāng)這些子結(jié)構(gòu)的布置不均勻或過于復(fù)雜時(shí)，樓蓋就可以很好的將這些抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)組織起來，進(jìn)行協(xié)同合作，來承受地震的作用。2.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性主要是指在地震的作用下，具有極其明確清晰的直接傳力方式。在相關(guān)的規(guī)范中對(duì)于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有明確的要求，即結(jié)構(gòu)系統(tǒng)要有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖以及合理的地震作用傳遞途徑。換句話說，只有高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)越簡(jiǎn)單，才能夠淺析出結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型、內(nèi)力以及位移，進(jìn)而提升對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能的預(yù)測(cè)的可靠性。

6、2.2 抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略2.2.1 基于水平位移的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于水平位移的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是為了使結(jié)構(gòu)的變形能力能夠保持在預(yù)期的地震作用下（通常是在大地震的情況下）的變形要求。此外，要根據(jù)界面的應(yīng)變大小以及分布，來確定建筑的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在確定構(gòu)件的變形值時(shí)，要以構(gòu)件的變形以及其與結(jié)構(gòu)位移的聯(lián)系來確定。首先，要充分探討高層建筑的一些簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的構(gòu)件變形，以及其與配筋的聯(lián)系，嚴(yán)格按照變形的要求來設(shè)計(jì)合理的構(gòu)件，進(jìn)而對(duì)建筑的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性后的變形與構(gòu)件變形的聯(lián)系。由此，這時(shí)就要設(shè)計(jì)在大地震的作用下的變形，這也將是高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的未來的進(jìn)展走勢(shì)。2.2.2 推廣利用隔震和消能減震設(shè)計(jì)現(xiàn)今，在

7、高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中，多采取的是傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，也就是延性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，主要是制約建筑結(jié)構(gòu)的剛度，如果發(fā)生地震，就會(huì)使建筑的構(gòu)件進(jìn)入非彈性的狀態(tài)中，使其具有較大的延性，進(jìn)而有助于地震作用下的能量的消耗，盡可能的減小地震效應(yīng)，避開建筑物的倒塌。此外，通過采取相關(guān)的隔震措施，如軟墊隔震、擺動(dòng)隔震以及滑移隔震等，可以轉(zhuǎn)變高層建筑的動(dòng)力特性，進(jìn)而減少所受到的地震能量的作用，同時(shí)通過采取高延性構(gòu)件，也可以增加高層建筑結(jié)構(gòu)的耗能能力，有助于減輕地震效應(yīng)。2.2.3 降低高層建筑結(jié)構(gòu)的自重如若是在相同的地基承載能力條件下，降低高層建筑結(jié)構(gòu)的自身重量可以使在不增加地基以及其造價(jià)的情況下，可以在相關(guān)的規(guī)定范圍內(nèi)

8、，尤其是在軟土層的地基上，可以增加高層建筑的層數(shù)。探討顯示，由于高層建筑的高度很大，重心也相應(yīng)較高，所以，建筑的重量越大，受地震作用的傾覆力矩的效應(yīng)就越大。由此，在高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要盡量采取輕質(zhì)材料來填充高層建筑物的填充墻及隔墻。2.2.4 設(shè)置多道抗震防線通常在地震后都會(huì)伴有多次的余震，那么對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)如果只設(shè)置一道抗震防線，往往會(huì)只因首次的強(qiáng)烈地震就會(huì)遭到嚴(yán)重的破損，甚至倒塌。由此，有必要對(duì)高層建筑設(shè)置多道抗震防線。在一個(gè)高層建筑的抗震系統(tǒng)下，應(yīng)該由多個(gè)延性較好的分系統(tǒng)組成，當(dāng)?shù)谝坏揽拐鸱谰€遭到?jīng)_擊時(shí)，其他的抗震防線便能夠接替第一道防線繼續(xù)抵擋隨后的地震沖擊，通過多道防線的協(xié)

9、同合作，可有效地防止高層建筑的倒塌。3 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前景雖然我國(guó)的高層建筑水平穩(wěn)步的提升，但是在高層建筑抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍然面對(duì)很多新的不足和挑戰(zhàn)。其中，首先對(duì)于影響高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果的關(guān)鍵因素就是建筑材料的選用，提升每一項(xiàng)建筑材料的抗震指標(biāo)可以很好地提升高層建筑的整體抗震性能，由此，科研人員要加強(qiáng)對(duì)于新型復(fù)合高性能的建筑材料的研發(fā)，以推動(dòng)抗震技術(shù)，進(jìn)而滿足高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求。其次，對(duì)于不同的抗震能力的需求，要采取相應(yīng)的抗震措施，設(shè)置是對(duì)于同一個(gè)高層建筑的不同部位和樓層以及對(duì)于性能的要求不同時(shí)，都要選用不同的標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件。由此，高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中，要根據(jù)自身的專業(yè)水平知識(shí)以及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合對(duì)具體的高層建筑的抗震性能要求及措施，來設(shè)計(jì)出符合抗震設(shè)防烈度標(biāo)準(zhǔn)的高層建筑結(jié)構(gòu)。另外，高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)也開始逐漸以柔性為主，而不在是傳統(tǒng)中的以硬性為主的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。最后，對(duì)于高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的計(jì)算方式也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，即以線性淺析向非線性淺析轉(zhuǎn)變，以確定性淺析向非確定性淺析轉(zhuǎn)變，以振型分解反應(yīng)淺析向時(shí)程淺析法轉(zhuǎn)變。4 總結(jié)：綜上所述，高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但是在我國(guó)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上處于起步階段，仍需要進(jìn)一步的改善。由此，設(shè)計(jì)人員用綜合多方面的因素進(jìn)行淺析