高层建筑结构抗震设计要点及其优化措施.pdf

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1、2013年8月建材与装饰规划与设计高层建筑结构抗震设计要点及其优化措施周俊威（桂林市城市规划设计研究院广西桂林541002）摘要：近年来，随着我国建筑事业的飞速发展，高层建筑越来越流行，高层建筑发展具有的层数和高度不断增加、体型和平面日趋复杂的特点。经常发生的地震、沙尘暴等自然灾害严重影响了建筑设施尤其是高层建筑的使用安全性能，本文中，笔者根据高层建筑抗震设计工作的相关经验，简要介绍了几种常用的高层建筑结构抗震设计方法，并就高层建筑结构抗震设计提出了一些重要的优化措施。关键词：抗震设计；高层建筑；优化措施；分析方法中图分类号：TU973+.31文献标识码

2、：B文章编号：1673-0038（2013）22-0019-021前言发生扭转振动，因而损害现象严重；对于采用矩形平面布置的高高层建筑容易受到地震、沙尘暴等自然灾害的影响。地震作层建筑结构，如果该建筑的抗侧力构件（如电梯井等）布置存在偏用具有很大的随机性，作用于建筑设施的负荷具有循环性，高层心情况时，同样会使建筑结构发生扭转振动。建筑抗震设计方法研究还不成熟，仅仅依据微观的数学力学而3抗震设计方法不充分考虑高层建筑结构内力的阻尼变化、材料时效、非弹性性3.1静力法质以及空间作用等其他相关因素，很难在结构上提高高层建筑静力法抗震设计表述为：如果以F作为地震

3、作用于建筑设施的抗震能力，降低其在遭遇地震时的经济和人力损失。因此高层的力，以M表示建筑物的重量，以R表示地震震度，则有以下公建筑结构的抗震设计具有急需性[1]。式：2地震对高层建筑的作用特点F=R伊M（1）2.1高层建筑构件形式方面这种以“震度”表示地震尺度的想法，在1924年（日本关东发地震对高层建筑构件形式方面的作用主要表现为如下几生大地震后第二年）被纳入日本的建筑工程相关的技术规范中。种：在高层建筑的框架结构中，通常地震对板和梁的破坏程度轻当时，人们已经意识到房屋的重量是影响地震破坏能力的一个极于柱；地震作用经常在多肢剪力墙（钢筋混凝土结构）的窗

4、下引为重要的因素。在当时的条件下人们认为建筑重量10%的水平起交叉火灾斜向的裂缝；如果混凝土柱配置螺旋箍筋，即使地震力与地震惯性力相当。当时还假定：建筑结构的承载能力大小决引起较大的层间位移，对柱以及核心混凝土作用并不明显；钢筋定了房屋的抗震能力大小；地震力与建筑地基以及结构的实际特混凝土框架结构，如长、短柱并用于同一楼层，长柱受损害较轻。性等因素无关。2.2高层建筑结构体系方面3.2反应谱法反应谱法是一种有效的抗震设计方法[2]。美国在1933年长滩地震对高层建筑构件体系方面的作用有如下几种：对于钢筋混凝土柱、板体系的高层建筑，各层楼板因楼层柱脚破坏或

5、者发生大地震以及在1940年ELcentro发生大地震时，均取得了强侧移过大以及楼板冲切等因素而在地面坠落重叠；对于“填墙框震加速度记录。美国的一些致力于建筑抗震设计的工作者依据建架”体系的高层建筑，由于受窗下墙的约束，因而容易发生外墙筑物自振特性资料，详细分析这些强震记录的基础上提出了地震框架柱在窗洞处短柱型剪切现象；对于“填墙框架”体系的高层反应谱理论，对于建筑抗震设计具有非常重要的现实意义。近些建筑，地震对采用敞开式框架间未砌砖墙的底层破坏严重；对于年来，我国在抗震设计领域也取得了较大的进展，逐渐形成了科框架-抗震墙体系的高层建筑，地震损害不大；对

6、于“底框结构”学合理而又普遍适用的建筑结构抗震设计方法。大部分的建筑结体系的高层建筑，地震严重破坏刚度柔弱的底层。构抗震设计规范都是根据结构能力以及反应谱理论建立起来的。2.3高层建筑地基方面3.3弹性动力时程法地震对高层建筑构件地基方面的作用为：如果地基自振周这种抗震结构设计的原理是根据地震烈度、高层建筑场地类期与高层建筑结构的基本周期相同或相近，地震作用因共振效别以及设计分组的判断，然后根据相关信息选用具有一定数量规应而增加；如果高层建筑处在危险地形不利的区域，则容易使高模的地震地面运动加速度的记录，对这些地震地面运动加速度积层建筑因地基破坏而受损；

7、地基处地质不均匀，在地震作用下容分，然后求解运动方程，最终计算出在模拟的地震中建筑的加速易使上部结构倾斜甚至倒塌损；若高层建筑的地基处有较厚的度、速度以及位移的响应，进行抗震设计。高层建筑地震地面运动软弱冲积土层，则地震作用对高层建筑的损害显著增大。方程是一个独立的体系，要计算地震各个时刻的高层建筑的结构反应只需用到数值方法求解即可实现。2.4高层建筑刚度分布方面地震对高层建筑的刚度分布也产生作用：对于采用L形以3.4静力弹塑性法及三角形等平面不对称的高层建筑，地震作用能够使建筑结构这种建筑抗震设计方法的原理为计算现有设计方案的抗震·19·规划与设计建材

8、与装饰2013年8月力能力，进而估计出其抗震能力，其具体方法为：根据建筑的具然要