浅析高层建筑结构防震设计的研究.doc

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1、浅析高层建筑结构防震设计的研究【摘要】在我国现行的高层建筑结构抗震设计中应用最为广泛和应用效果最为显著的就是基于性能的高层建筑防震结构设计方法，该方法根据建筑物的重要性和用途，确定预期的性能目标，由不同的性能目标提出不同的抗震设防标准，使设计的建筑在未來地震中具备预期功能，从而使建筑物在整个生命期内，在遭遇可能发生的地震作用下，总的损失达到最小。本文从建筑防震的概述入手，分析了高层建筑防農结构设计现状，并分析基于性能的高层建筑防震结构设计要点，提出了高层建筑结构防震设计的措施和方法。【关键词】高层结构抗震设计・、£•・亠•一、I川肯我国结构计算理

2、论经历了经验估算、容许丿应力法、破损阶段计算、极限状态计算，到耳前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则，以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。概率极限状态设计法更科学、更合理，但该法在运算过程中还带有一定程度近似，只能视作近似概率法，并且仅凭极限状态设计也很难估算建筑物的真正承载力。事实上，建筑物是一个空间结构，各种构件以相当复杂的方式共同工作，并非是脱离结构体系的单独构件。地震具有随机性、不确定性和复杂性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数

3、，目前是很难做到的。而建筑物本身乂是一个庞人复杂的系统，在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在着不确定性。因此，结构工程经验总结的工程抗震基本方法，从概念设计的角度入手，着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。二、高层建筑防震结构设计现状概述1、现行高层建筑防震结构设计方法分析在我国现行的高层建筑结

4、构抗慮设计中应用最为广泛和应用效果最为显著的就是基于性能的高层建筑防震结构设计方法，该方法根据建筑物的重要性和用途，确定预期的性能目标，由不同的性能目标提出不同的抗震设防标准，使设计的建筑在未来地震中具备预期功能，从而使建筑物在整个生命期内，在遭遇可能发生的地震作用下，总的损失达到最小。其屮,基于性能的高层建筑防憲结构设计方法具有如下几个方面的特点：首先，该设计方法可以根据不同的结构、不同设防水平，提出相应的性能目标，由不同的性能目标提出不同的抗震设防标准，采用一定的建筑材料、施工方法和结构分析手段完成设计，使所设计的建筑物在未来的地震屮具备预期

5、的功能。其次，根据所选用的性能目标，建筑设计人员进行设计可以使高层建筑结构在地震发生时能够实现预期的抗震性能冃标。最后，从性能设计的特点来看，基于性能的抗震设计是一个效果比较理想的方法，利用该方法设计的防震结构将会更经济、合理，且对应于不同的高层建筑结构的防震性能是可预知的。2、基于性能的高层建筑防震结构设计方法引用实例某高层建筑结构为8度设防的框架-剪力墙结构，总高93叽底部五层的楼板偏于一侧，无楼板的一侧为穿层型刚混凝讥斜柱，斜柱和斜支撑在五层顶板形成较大的拉力和压力。针对上述特点，其性能设计的要求是：五层顶板采用加强措施确保静力和地震下的安

6、全；斜柱采取措施减少长细比，并保证在中震下考虑卩-△效应的承载力按弹性设计，在人震下的变形可得到控制，约为1/450；增加框架部分承担的地震剪力，取20%的总地震剪力，口•每个斜柱承担2%的总地震剪力。三、基于性能的高层建筑防震结构设计要点分析基于性能的高层建筑防震结构设计要点主要包括结构计算、防震缝与抗撞墙的设计、结构破坏机制的设计、钢筋混凝土框架的结构体系设计以及框架-剪力墙结构的机构布置设计等，以下将分别给予详细的说明。1、结构计算基于性能的高层建筑防震结构设计的结构计算要满足如下要求：一是在弹性计算和非线性计算分析中，对结构整体模型及构件

7、、节点的各种计算参数要力求正确合理；二是对具有水平转换构件的结构，应注意区分不落地柱和墙体的转换梁、框支梁相邻层的计算层数、层高、转换厚板有限元的类型；三是对剪力墙，应注意非线性分析中的计算模型和参数的确定。对采用支座的结构，应采用制作两侧结构相互作用和影响的整体计算模型进行人震下的计算。对平面尺寸凹凸不规则或平面内局部开设大洞口的结构，应注意洞口位置、大小、数量和分布以及抗侧力构件的布置；四是正确选择分片刚性楼盖或整体非刚性楼盖的计算模型，如楼板不能在大震下处丁基木弹性状态，则需耍研究提出合理的计算模型；五是对采用消能减震的结构，应正确确定构件

8、和整体结构有效阻尼比，注意构件、节点的模拟和计算参数对整体结构的影响；六是结构体系复杂难以准确反映各构件的受力状态时，需至少采用两种不同