刍议高层建筑抗震结构设计.pdf

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1、讨论与建议DISCUSSIONANDSUGGESTION刍议高层建筑抗震结构设计张红新(山东省德州市建筑规划勘察设计研究院，山东德州253000)摘要：随着科学技术的飞速发展，我国的高层建筑施工工艺取得很大进步，但是抗震结构依然存在很多问题，由于抗震结构的错综复杂性，对存在问题的解决也是具有挑战性的。笔者论述了建筑的抗震结构原理、常见问题以及主要的抗震措施。关键词．高层建筑的抗震结构；设计；问题；措施中图分类号：TU973+，31文献标志码：A文章编号：1674—3024(2012)06—0116—03地震作用影响因素非常复杂，它是一种随机的、尚不能准确预见和准确

2、计算的外部作用，目前规范给出的计算方法还是一种半经验半理论的方法，要进行精确的抗震计算还有一定的困难，因此人们在工程实践中提出了“建筑抗震概念设计”。结构的抗震设计应该是综合概念设计、计算和结构措施等完整的一系列设计。1抗震概念设计“建筑抗震概念设计”是指根据地震灾害和工程实际经验等所形成的基本设计原则及设计思想，依此进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。掌握了抗震概念设计，有助于明确抗震设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计原则，使设计人员不至于陷入盲目的计算工作，从而做到比较合理地进行抗震设计。2高层结构设计更应该重视概念设计高层建筑设计尤其是在高层建筑抗震

3、设计中，应当非常重视概念设计。这是因为高层建筑结构的复杂性、发生地震时震动的不确定性、人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性、高层结构计算尤其是抗震分析计算的精确性、材料性能与施工安装时的变异性以及其他不可预测的因素，致使设计计算结果可能和实际相差较大，甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。在设计中，虽然分析计算是必须的，也是设计的重要依据，但仅靠此往往不能满足结构安全性、可靠性的要求，不能达到预期的设计目标，因此必须非常重视概念设计。从某种意义上讲，概念设计甚至比分析计算更为重要，因为合理的结构方案是安全可靠的优秀设计的基本保证。16建筑建材装饰3建筑抗震概

4、念设计的基本内容3．1应重视建筑结构的规则性建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的，提倡平、立面简单对称。因为震害表明，此种类型建筑在地震时较不容易破坏，容易估计出地震反应，易于采取相应的抗震构造措施和进行细部处理。“建筑结构的规则性”包含了对建筑的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，承载力分布等诸多因素的综合要求。“规则建筑”体现在体形简单；抗侧力体系的刚度承载力上下变化连续、均匀；平面布置基本对称。3．2抗震概念设计应坚持的原则(1)刚柔相济原则。在抗震设计中，不能一味地提高结构的抗力，一般

5、是根据初定的尺寸和混凝土等级算出结构的刚度，再由结构刚度算出地震力，然后计算配筋。如果结构刚度太大，地震作用效应就很大，这样为抵御地震而需配更多的钢筋，因此，增加了结构的刚度，反而使地震作用效应增强。在较大的地震力瞬间袭来时，极易造成局部受损，最后导致各个击破；而太柔的结构虽然有很好的延性，可以消减外力，但容易造成变形过大而无法使用，甚至整体倾覆。在抗震设计中，为了实现刚柔相济的原则，既满足变形要求，又能减小地震力，最主要的方法是进行隔震消能设计。隔震消能设计一般的做法是在基础和主体之间设置柔性隔震层、加设消能支撑等；另外，在抗震设计中“刚柔相济”可以通过合理控制

6、设计总信息来实现。(2)多道设防原则。强烈地震后往往伴随多次余2012年第6期震，如果只有一道设防，在首次破坏后再遭余震，结构将会因损伤积累而导致倒塌。因此，一个抗震结构体系，应由若干个延生较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作，如框架一剪力体系是由延性框架抗震墙两个分体系组成。3．3抗侧力结构和构件应设计成延性结构或构件延性抗侧力结构和构件应设计成延性结构或构件延性，是指构件或结构具有承载能力基本不降低的塑性变形能力的一种性能在“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则下，结构应设计成延性结构。当设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能

7、量，结构变形加大，但结构承受的地震作用不会直线上升，也就是说，结构是用它的变形能力在抵抗地震作用。延性结构的构件设计应遵守“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱杆件，强底层柱”原则，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。3．4应有意识地加强薄弱环节(1)结构在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载力分析是判断薄弱层的基础。(2)要使楼层的实际承载力和设计计算的弹性受力之比在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层的这个比例有突变时，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整个结构各位刚度、承载力的协调。(4)在抗震设计中有意识、有目

8、的地控制薄