高層建筑抗震設計范例6篇

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高層建筑抗震設計范文1

關鍵詞:高層建筑;地震;抗震;設計;措施;短柱

中圖分類號:TU97文獻標識碼:A文章編號:

Abstract:In this paper, the author introduced the design for aseismatic building and puncheon

Key words:building;earthquake;aseismatic;design;solution;puncheon

0 前言:

我國《高層建筑混凝土結構技術規程》規定,10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高層民用建筑。地震是地殼在內、外營力作用下,集聚的構造應力突然釋放,產生震動彈性波,從震源向四周傳播引起的地面顫動。地震對高層建筑的危害是巨大的,在高層建筑設計中,抗震設計是非常重要的一個環節。

一、抗震分析理論

1.擬靜力理論:在估計地震對結構的作用時,僅假定結構為剛性,地震力水平作用在結構或構件的質量中心上。地震力的大小當于結構的重量乘以一個比例常數(地震系數)。

2.反應譜理論:以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解,以及結構動力反應特性的研究為基礎。

3.動力理論:把地震作為一個時間過程,選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入,建筑物簡化為多自由度體系,計算得到每一時刻建筑物的地震反應,從而完成抗震設計工作。

二、抗震分析與設計的新趨勢

1.基于性能的結構抗震設計現場理論PBD ( Performance-based Design)方法。

上世紀90年代美國學者Bertero. R和Bertero. V. V等研究人員首先明確提出了基于性能的抗震設計概念,這種方法主要是將結構的性能目標轉化為破損指標和位移需求,并且對基于性能的抗震設計進行了持續的研究,并將其作為新一代的抗震設計方法。

2.動力時程響應分析的狀態空間迭代法。

這種方法把 現代 控制理論中的狀態空間理論應用到高層建筑結構動力響應問題。根據結構動力方程,引入位移與速度為狀態變量,導出狀態方程,給出非齊次狀態方程的解,進而建立狀態空間迭代計算格式。經工程實例驗算,具有較高精度。特別對多自由度體系的多輸入、多輸出等問題的動力響應解法,效率較高。

3.材料參數隨機性的抗震模糊可靠度分析。

該方法從結構整體性能出發,改變過去對結構抗震可靠度的研究只考慮荷載的不確定性而忽略了其他多種不確定因素,綜合考慮了材料參數的變異性,地震烈度的隨機性,烈度等級界限的隨機性與模糊性對結構抗震可靠度的影響。研究成果可用于對現有的結構進行抗震可靠度評估,并可用于指導基于可靠度理論的結構抗震設計。

三、三水準、兩階段

我國《建筑抗震規范》對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求,“三水準”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時,結構處于彈性變形階段,建筑物處于正常使用狀態。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。因此,要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態驗算,要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區抗震設防烈度的基本烈度地震時,結構屈服進入非彈性變形階段,建筑物可能出現一定程度的破壞。但經一般修理或不需修理仍可繼續使用。因此,要求結構具有相當的延性能力(變形能力)不發生不可修復的脆性破壞。當遭遇第三設防烈度地震即高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震時,結構雖然破壞較重,但結構的非彈性變形離結構的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發生危及生命的嚴重破壞,從而保障了人員的安全。因此,要求建筑具有足夠的變形能力,其彈塑性變形不超過規定的彈塑性變形限值。三個水準烈度的地震作用水平,按三個不同超越概率(或重現期)來區分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重現期50年;設防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重現期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重現期1641-2475年,平均約為2000年。

對建筑抗震的三個水準設防要求,是通過“兩階段”設計來實現的,其方法步驟如下:第一階段:第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數,先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應,與風、重力荷載效應組合,并引入承載力抗震調整系數,進行構件截面設計,從而滿足第一水準的強度要求;第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角,使其不超過抗震規范所規定的限值;同時采用相應的抗震構造措施,保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段:采用與第三水準相對應的地震動參數,計算出結構(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節)的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規范的限值。并采用必要的抗震構造措施,從而滿足第三水準的防倒塌要求。

四、罕遇地震作用下的彈塑性分析方法

結構彈塑性分析可分為彈塑性動力分析和彈塑性靜力分析兩大類。彈塑性動力分析,采用桿模型和層模型等簡化的結構計算模型。桿模型計算的優點是可以得到桿件狀態隨時間的變化過程,也可得到各樓層的反應。但耗時多、費用昂貴、結果數據量大且分析比較繁冗,在國外也極少采用。層模型計算能得到各樓層的反應,例如層剪力、樓層側移和層間轉角、層間位移延性比等,它主要是從宏觀上即層間變形檢驗結構在大震作用下的安全性。層模型計算的數據相對較少,適宜于進行宏觀檢驗,也便于計算多條地震波作用。上世紀九十年代中期一些學者相繼提出彈塑性靜力分析方法用于結構抗震分析。這種方法并非創新,但有較多優點。由彈塑性靜力分析,可以了解結構中每個構件的內力和承載力的關系以及各桿件承載力間的相互關系;檢查是否符合強柱弱梁,并可發現設計的薄弱部位;還可得到不同受力階段的側移變形,給出“底部剪力一預點側移”關系曲線以及“層剪力一層間變形”關系曲線等等。后者即可作為各樓層的“層剪力一層間位移”骨架線,它是進行層模型彈性時程分析所必須的參數。只要結構一定,其結果不受地震波的影響,只與初始樓層水平荷載的分布有關。

五、高層建筑結構抗震設計措施

結構體系應符合下列各項要求:

1 應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。

2 應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。

3 應具備必要的抗震承載力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。

4 對可能出現的薄弱部位,應采取措施提高其抗震能力。

在對結構的抗震設計中,除要考慮概念設計、結構抗震驗算外,歷次地震后人們在限制建筑高度,提高結構延性(限制結構類型和結構材料使用)等方面總結的抗震經驗一直是各國規范重視的問題。當前,在抗震設計中,從概念設計,抗震驗算及構造措施等三方面入手,在將抗震與消震(結構延性)結合的基礎上,建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法,直至進一步通過一些結構措施(隔震措施,消能減震措施)來減震,即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且,強柱弱梁,強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用已得到普遍的認可。

1、隔震技術。目前,國際上較熱門的工程抗震新技術就是隔震技術,它是通過把如橡膠隔震墊等隔震消能裝置安放在結構物底部和基礎(或底部柱頂)之間,來隔開上部結構和基礎,從而改變結構的動力作用和動力特性,有利于減輕結構物的地震反應。實踐證明,隔震技術具有很大的垂直承載力及垂直壓縮剛度,具有足夠大的初始剛度及較小的水平變形剛度,能夠抵抗風荷載和輕微地震,且耐久性好,使用壽命長,因此,主要適用于較重要的如學校、醫院、商場、科研機構及重要的指揮職能單位的低層和多層建筑。

2、消能減震技術。消能減震技術主要用于高層或超高層建筑,其原理是指在建筑結構的某些部位,如節點、剪力墻、支撐、連接件或連接縫等,設置消能元件,通過消能裝置產生摩擦非線性滯形耗能來耗散或吸收地震能量以減小主體結構的水平和豎向地震反應,從而避免結構產生破壞或倒塌,以達到減震抗震的目的。雖然隔震技術和消能減震技術能夠大幅度提高建筑結構的抗震性能,但因為施工較復雜,很難合理把握,因此,在實際運用中,還需要更加合理的設計及科學的施工,以保證房屋建筑具備優質的抗震性能。

六、高層建筑抗震設計中短柱的處理

在層高一定的情況下,為提高延性而降低軸壓比則會導致柱截面增大,且軸壓比越小截面越大;而截面增大導致剪跨比減小,又降低了構件的延性。因此,在高層特別是超高層建筑結構設計中,為滿足對軸壓比限值的要求,柱子的截面往往比較大,在結構底部常常形成短柱甚至超短柱。另外,諸如圖書館的書庫、層高較低的儲藏室、高層建筑的地下車庫等由于使用荷載大,層高較低,在設計中也不可避免地會出現短柱。眾所周知,短柱的延性很差,尤其是超短柱幾乎沒有延性,在建筑遭受本地區設防烈度或高于本地區設防烈度的地震影響時,很容易發生剪切破壞而造成結構破壞甚至倒塌,無法滿足“小震不壞,中震可修,大震不倒”的設計準則。為了避免短柱脆性破壞問題在高層建筑中發生,要對短柱采取一些構造措施或處理,提高短柱的延性和抗震性能。改善短柱抗震性能的措施主要有以下幾種:

1.使用復合螺旋箍筋提高抗剪承載力

高層建筑框架柱的抗剪能力是應該滿足剪壓比限值和“強剪弱彎”要求的,柱端的抗彎承載力也是應該滿足“強柱弱梁”要求的。對于短柱,只要符合“強剪弱彎”和“強柱弱梁”的要求,是能夠做到使其不發生剪切型破壞的。因此,使用復合螺旋箍筋來提高柱子的抗剪承載力,改善對混凝土的約束作用,能夠達到改善短柱抗震性能的目的。

2.采用分體柱降低抗彎強度,實現先彎曲破壞后剪切破壞

由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多,在地震作用下往往是因剪壞而失效,其抗彎強度不能完全發揮。因此,可人為地削弱短柱的抗彎強度,使抗彎強度相應于或略低于抗剪強度,這樣,在地震作用下,柱子將首先達到抗彎強度,從而呈現出延性的破壞狀態。人為削弱抗彎強度的方法,可以在柱中沿豎向設縫將短柱分為2或4個柱肢組成的分體柱,分體柱的各柱肢分開配筋。在組成分體柱的柱肢之間可以設置一些連接鍵,以增強它的初期剛度和后期耗能能力。一般,連接鍵有通縫、預制分隔板、預應力摩擦阻尼器、素混凝土連接鍵等形式。對分體柱工作性態的理論分析和試驗研究表明:采用分體柱的方法雖然使柱子的抗剪承載力基本不變,抗彎承載力稍有降低,但是使柱子的變形能力和延性均得到顯著提高,其破壞形態由剪切型轉化為彎曲型,從而實現了短柱變“長柱”的設想,有效地改善了短柱尤其是剪跨比λ≤1.5的超短柱的抗震性能。分體柱方法已在實際工程中得到應用。

3.采用鋼骨混凝土柱提高承載力減小截面積

鋼骨混凝土柱由鋼骨和外包混凝土組成。鋼骨通常采用由鋼板焊接拼制或直接扎制而成的工字形、口字形、十字形截面。與鋼結構相比,鋼骨混凝土柱的外包混凝土可以防止鋼構件的局部屈曲,提高柱的整體剛度,顯著改善鋼構件出平面扭轉屈曲性能,使鋼材的強度得以充分發揮。采用鋼骨混凝土結構,一般可比鋼結構節約鋼材達50%以上。此外,外包混凝土增加了結構的耐久性和耐火性。與鋼筋混凝土結構相比,由于配置了鋼骨,使柱子的承載力大大提高,從而有效地減小柱截面尺寸;鋼骨翼緣與箍筋對混凝土有很好的約束作用,混凝土的延性得到提高,加上鋼骨本身良好的塑性,使柱子具有良好的延性及耗能能力。由于鋼骨混凝土柱充分發揮了鋼與混凝土兩種材料的特點,具有截面尺寸小,自重輕,延性好以及優越的技術經濟指標等特點,如果在高層或超高層鋼筋混凝土結構下部的若干層采用鋼骨混凝土柱,可以大大減小柱的截面尺寸,顯著改善結構的抗震性能。

4.采用鋼管混凝土柱

鋼管混凝土是由混凝土填入薄壁圓形鋼管內而形成的組合結構材料,是套箍混凝土的一種特殊形式。由于鋼管內的混凝土受到鋼管的側向約束,使得混凝土處于三向受壓狀態,從而使混凝土的抗壓強度和極限壓應變得到很大的提高,混凝土特別是高強混凝土的延性得到顯著改善。同時,鋼管既是縱筋,又是橫向箍筋,其管徑與管壁厚度的比值至少都在90以下,這相當于配筋率至少都在4.6%以上,這遠遠超過抗震規范對鋼筋混凝土柱所要求的最小配筋率限值。由于鋼管混凝土的抗壓強度和變形能力特佳,即使在高軸壓比條件下,仍可形成在受壓區發展塑性變形的“壓鉸”,不存在受壓區先破壞的問題,也不存在像鋼柱那樣的受壓翼緣屈曲失穩的問題。因此,從保證控制截面的轉動能力而言,無需限定軸壓比限值。

七、結語:

地震的危害性非常大,不僅會造成巨大的人員傷亡,也會帶來嚴重的財產損失。目前,城市的高層、超高層建筑越來越多,相關安全性問題也備受關注。這就使得建筑物的抗震性能顯得尤為重要。

參考文獻:

《建筑抗震設計規范》GB50011-2010

《混凝土結構設計規范》GB 50010-2010

《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ 3—2010

《混凝土結構》中國建筑工業出版社 程文瀼

高層建筑抗震設計范文2

關鍵詞:高層建筑;抗震設計

中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A 文章編號:

地震是一種自然現象,至今尚不能科學地定量、定時、定點預測,其破壞具有多發性、連鎖性和嚴重性等特點。對于一些高層建筑物,目前很多設計已經不再局限于“小震不壞,中震可修,大震不倒”的抗震設防標準,對重要結構必要時可以高于上述標準,很多抗震設計思想和方法是在總結國內外工程震害經驗的基礎上提出來的。

1 高層建筑抗震設計方法

1.1 阻尼器的使用

進入20世紀以來,人們對建筑物抗振動能力的提高做出了巨大的努力,取得了顯著的成果。其中尤為重要的是阻尼器在結構抗震減災中的運用。人們利用阻尼器抗振、減震和吸能的特點,結合結構的動力性能,巧妙的避免或減少了地震對高層建筑的破壞作用。

目前,運用于高層建筑的結構調諧振動控制裝置有多種:調諧質量阻尼器(Tuned Mass Dampers,TMD)、調諧液體阻尼器(Tuned Liquid Dampers,TLD)、質量泵(Mass Pumps ,MP)、擺式質量阻尼器、液體—質量控制器等。其中,調諧液體阻尼器(Tuned Liquid Damper,簡稱TLD)是一種被動耗能減振裝置,近年來進行了大量的研究和應用。TLD這一名稱為孫利民教授和其導師藤野陽三最先提出,后來在國內外被廣泛使用。調諧液體阻尼器利用固定水箱中的液體在晃動過程中產生的動側力來提供減振作用。其具有構造簡單,安裝容易,自動激活性能好,不需要啟動裝置等優點,可兼作供水水箱使用。

1.2 柔性結構的運用

中國自古有“以柔克剛”的思想,即剛勁的東西不一定要用更剛勁的去征服,有時需要用柔軟的事物去克制。在高層建筑抗震當中,即由傳統的以“硬抗”為主的抗震體系轉變為以“柔抗”為主的結構減震控制體系。建筑采用動力平衡的建筑結構體系防震減震效果會更好,這樣可以以柔克剛、剛柔相濟,有效的釋放地震沖擊力。這方面的運用,有很多例子,比如拱結構在高層抗震當中的運用:迪拜帆船酒店,外觀如同一張鼓滿了風的帆,一共有56層、321m高,就是運用拱結構抗震減災的很好的例子。又如,在新建建筑物四周一定范圍內,沿基礎設置消震裝置,在建筑物上部設置隔震減震裝置。基礎部分的消震裝置起隔斷地震沖擊力作用,上部設置的隔震減震裝置則將沖擊力的傳力進一步切斷。這就可以從根本上降低地震的破壞力。

1.3 高延性構件的運用

目前,我國的高層建筑很多采用延性結構體系來抗震設防,即適當控制結構的剛度,容許結構構件在地震時進入塑性狀態,具有較大的延性,以此消耗地震能量,減小地震反應,減輕地震給高層建筑帶來的破壞與損失。如果一座高層建筑物具有較大的延性,即使承載能力較低,它所能吸收的能量也會較大,雖然較早出現損壞,但能經受住較大的變形,避免倒塌;而僅有較高強度而無塑性變形能力的脆性結構,吸收能量的能力弱,一旦遭遇超過設計水平的地震時,很容易因脆性破壞而突然倒塌。所以,延性結構的運用這種體系,在很多情況下是有效的,它可以消耗地震能量,減輕地震反應,使結構物“裂而不倒”。

1.4 設置多道抗震防線

高層建筑結構需要設置多道抗震防線。建筑物應設置多道抗震防線,當第一道防線的構件在強烈地震作用下遭到破壞后,后備的第二道乃至第三道防線能抵擋后續的地震動的沖擊,使建筑物免于倒塌。

2 高層建筑抗震設計要點

2.1 結構規則性

建筑物尤其是高層建筑物設計麻符合抗震概念設計要求,對建筑進行合理的布置,大量地震災害表明,平立面簡單且對稱的結構類型建筑物在地震時具有較好的抗震性能,因為該種結構建筑容易估計出其地震反映,易于采取相應的抗震構造措施并且進行細部處理。建筑結構的規則性是指建筑物在平立面外形尺寸、抗側力構件布置、承載力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面對稱均勻,體型簡單,結構剛度,質量沿建筑物豎向變化均勻,同時應保證建筑物有足夠的扭轉剛度以減小結構的扭轉影響,并應盡量滿足建筑物在豎向上重力荷載受力均勻,以盡量減小結構內應力和豎向構件間差異變形對建筑結構產生的不利影響。

2.2 層間位移限制

高層建筑都具有較大的高寬比,其在風力和地震作用下往往能夠產生較大的層間位移,甚至會超過結構的位移限值。而國內普遍認為該位移限值大小與結構材料、結構體系甚至裝修標準以及側向荷載等諸多因素有關,其中鋼筋混凝土結構的位移限值(一般在1/400-1/700范圍內)則比鋼結構(1/200-1/500范圍內)要求嚴格,風荷載作用下的限值比地震作用F的要求嚴格。因此在進行高層建筑結構設計時應根據建筑物的實際情況以及所處的地理位置進行設計,既要滿足其具有足夠的剛度又要避免結構在水平荷載的作用下產生過大的位移而影響結構的承載力,穩定性以及正常使用功能等。

2.3 控制地震扭轉效應

大量事實表明,當建筑結構的平面布置等不規則、不對稱導致建筑層間水平荷載合力中心與建筑結構剛度中心不重合,在地震發生時建筑結構除發生水平位移外還易發生扭轉性破壞共至會導致結構整體倒塌,因此在結構設計中應充分重視扭轉的影響。由于建筑物在扭轉作用下各片抗側力結構的層間變形不同,其中距剛心較遠的結構邊緣的抗側力單元的層間側移最大;同時在上下剛度不均勻變化的結構中,各層的剛度中心未能在同一軸線上,甚至會產生較大差距,以上情況都會使各層結構的偏心距和扭矩發生改變,因此,在設計過程中應對各層的扭轉修正系數分別計算。計算時應主要控制周期比、位移比兩個重要指標,即當兩個控制參數的計算結果不能滿足要求時則必須對其進行調整。

當周期比不滿足要求時可采用加大抗側力構件截面或增加抗側力構件數量的方法,并應將抗側力構件盡町能的均勻布置在建筑四周,以減小剛度中心與質量中心的相對偏心,若調整構件剛度不能滿足效果時則應調整抗側力構件布置,以增大結構抗扭剛度。具體做法為當結構剛度富余量較小可采取均衡加強結構剛度,富余量較大則町采取在加強剛度的同時均衡的消弱結構內部中心抗側力構件剛度的方法進行處理。當結構位移比不滿足要求時則一般采取增加最大位移處構件剛度減小最小處位移構件剛度、在最大位移處局部加剪力墻、增加框架部分側向剛度和設置防震縫將不規則平面鶯新劃分為相對規則平面的方法進行處理。

2.4 減小地震能量輸入

具有良好抗震性能的高層建筑結構要求結構的變形能力滿足在預期的地震作用下的變形要求,因此在設計過程中除了控制構件的承載力外還應控制結構在地震作用下的層間位移極限值或位移延性比,然后根據構件變形與結構位移的關系來確定構件的變形值,同時根據截面達到的應變大小及分布來確定構件的構造要求,選擇堅硬的場地土來建造高層建筑等方法來減小地震能量的輸入。

2.5 減輕結構自重

對于同樣的地基條件下進行建筑結構設計若減輕結構自重則可相應增加層數或減少地基處理造價,尤其是在軟土基礎上進行結構設計這一作用更為明顯,同時由于地震效應與建筑質量成正比,而高層建筑由于其高度大重心高等特點,在地震作用時其傾覆力矩也隨之增加,因此,為了盡量減小其傾覆力矩應對高層建筑物的填充墻及隔墻盡量采用輕質材料以減輕結構自重。

3 結束語

地震是一種突發式的自然災害現象,從世界各國減輕地震災害所采取的措施來看,主要有三條:一是加強地震預報,力爭在地震發生前采取行動以減少損失;二是在設計和施工方面提高各類建筑物對地震的抵抗能力,包括對已建建筑進行抗震能力鑒定及加固;三是加強地震時應急指揮和救援工作??傊?,從各個環節上重視和把關,把地震災害盡量降到最小、最輕。

參考文獻:

[1] 王崇杰,崔艷秋.建筑設計基礎[M].北京:中國建筑工業出版社,2009.

高層建筑抗震設計范文3

【關鍵詞】高層建筑;抗震設計;內容 特點;措施

隨著經濟的不斷發展,高層建筑得的發展是大勢所趨,高層建筑的結構安全也越來越受到人們的關注。而我國是一個地震多發國家,地震建筑災害已成為地震災害中最具破壞性和殺傷力的毀滅性災害,因此,高層建筑抗震工作一直是建筑設計和施工的重點,結構工程師必須按抗震設計要求進行結構分析與設計。

1 高層建筑抗震設計的主要內容

在罕遇地震作用下,抗震結構都會部分進入塑性狀態,為了滿足大震作用下結構的功能要求,有必要研究和計算結構的彈塑性變形能力。當前國內外抗震設計的發展趨勢,是根據對結構在不同超越概率水平的地震作用下的性能或變形要求進行設計,結構彈塑性分析將成為抗震設計的一個必要的組成部分,但是由于結構彈塑性分析的復雜性,在如何進行計算和如何設定具體要求的問題上,各國的做法也有所不同。我國現行抗震規范(GB 50011-2010)要求高層建筑的抗震計算主要是在多遇地震作用下(小震),按反應譜理論計算地震作用,用彈性方法計算內力及位移,并用極限狀態方法設計構件。對于重要建筑或有特殊要求時,要用時程分析法補充計算,并進行大震作用下的變形驗算。這種先用多遇地震作用進行結構設計,再校核罕遇地震作用下結構彈塑性變形的方法,即為所謂的二階段設計方法,同時規范規定了結構在罕遇地震作用下的彈塑性變形的結構彈塑性分析方法。結構彈塑性分析可分為彈塑性動力分析(時程分析)和彈塑性靜力分析(推力計算)兩大類。

2 高層建筑抗震設計特點

第一,控制建筑物的側移是重要的指標。在地震荷載作用下,建筑結構所產生的水平剪切力占主導地位,所以建筑物會產生明顯的側移,隨建筑結構的高度不斷曾加,結構的側向位移迅速增大,但該變形要在一定限度之內,這樣才能保證結構安全以及使用功能。

第二,地震荷載中的水平荷載是決定因素。水平荷載會使建筑物產生傾覆力矩,并且在結構的豎向構件中引起很大的軸力,這些都與建筑物高度的兩次方成正比,故隨建筑結構高度的曾加,水平載荷大相徑庭。對高度一定的建筑物而言,豎向荷載基本上是不變的,但是隨著建筑物的質量、剛度等動力特性的不同,水平地震荷載和風荷載的變化是比較大的。

第三,要重視建筑結構的延性設計。高層建筑結構隨著高度增加,剛度減小,顯得更柔,在地震荷載作用下變形較大。這就要求建筑結構要有足夠的變形能力,使結構進入塑性變形階段仍然安全,需要在結構構造上采取有利的措施,使得建筑結構具有足夠的延性。

3 對某高層建筑抗震設計的分析

3.1 工程概況。位于廣州市郊區,總建筑面積8.02 萬m2,包括A、B、C 三棟高層建筑。其中,A 棟高層建筑由20 層、29 層和31 層三個單體連接而成,最高高度為97.35m,建筑面積為5.8 萬m2;B 區高層住宅為18 層、高度56.5m,建筑面積2.2 萬m2。在功能上,1~5 層為商店和辦公用房,6 層以上為住宅,地下一層為人防地下室。

3.2 該工程建筑等級為一級,使用年限為100年,抗震設防烈度為6 度,地震基本加速度為0.05g,結構形式采用框支剪力墻結構。

3.3 該工程一是屬于向不規則結構的高位轉換,底層大空間層數在地面以上已達到5 層。二是由于其平面為不規則的L 型樓盤,剛度質心與形心不重合。這些都不利于抗震防震,應該進行研究和論證,采取特別的加強抗震措施。

3.4 抗震設計時,在L 型樓盤凹角處,結合住宅建筑立面造型和平面布置,采用加設厚板及巨型邊梁的處理方法,使設計特征周期、地震力與震型輸出達到GB50011-2010《建筑抗震設計規范》的要求。通過合理調整局部上、下剪力墻的數量,來滿足結構規范對位移比及轉角的要求,使結構剛度盡量均勻,不發生明顯的突變。

3.5 該工程結構整體穩定驗算結果如下:X向剛度比EJd/GH = 5.81 ≥ 1.4 ;Y 向剛度比EJd/GH = 7.64≥1.4。均滿足抗震設計要求。

3.6 在抗震概念設計中還做了以下分析改進:① 由于本工程高位轉換的一些顯著特點使配筋面積過大,結構延性相對較差,因此在主要部位如框支柱、框支梁及地下室頂層結構優先使用了三級鋼,且鋼筋在最大拉力下的總伸長率,實測值不應小于9 % ,使材料特性可以充分發揮作用。② 塔樓穹頂鞭梢效應明顯。用鋼結構替代混凝土結構,充分利用鋼結構輕質高強的材料特點,沒有盲目增大突出部位的剛度,而是使其第一階自振頻率、整體結構低階頻率不接近地面運動擾頻的方法來實現。

3.7 根據抗震概念設計理念,做好并加強對不需計算的結構及非結構各部分的抗震構造措施,主要考慮和分析了以下問題:① 對于鋼筋混凝土柱的設計。一是應該按軸壓比控制,軸壓比相差不宜大于0.2 當建筑有要求時,應和建筑協商好該問題。二是柱配筋時,應同時滿足配筋、箍筋、主筋、角筋、最小體積配筋率的要求。三是框架結構中主樓梯柱(中間平臺作用處)因為該柱為短柱,應該全程加密。② 對于鋼筋混凝土梁的設計。一是框架梁高取1/10 ~ 1/15 跨度,應該與建筑協商好凈高要求。二是對于一些大跨度公共建筑,梁的寬度應適當加大,應取300 mm 以上。梁的寬加寬后有利于抗剪,符合“強剪弱彎”的原則;寬350 mm 的梁,采用四肢箍筋可以使箍筋直徑減??;主梁寬度加寬后有利于次梁鋼筋的錨固;盡量避免長高比小于4 的短梁。三是梁配筋應充分考慮梁的錨固長度,特別是次梁,應滿足現行規范要求;注意腰筋的設置,單側腰筋應大于0.1% bhw;采用長高比小于4 的短梁時,全梁的箍筋應加密,梁上部鋼筋應通長,梁的縱筋不宜過大。四是主梁上有次梁處(包括挑梁端部)應附加箍筋和吊筋,宜優先采用附加箍筋;應避免次梁搭接在主梁的支座附近,否則應考慮由次梁引起的主梁抗扭,或增加構造抗扭縱筋和箍筋。五是次梁端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上時,梁端支座可按簡支考慮,但梁端箍筋應加密。③ 對大于懸挑梁的設計。一是懸挑梁宜做成等截面(大挑梁外露者除外)。與懸挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,做成變截面不能有效地減輕自重;變截面挑梁的箍筋,每個都不一樣,難以施工。二是要注意加強懸挑梁頂面的鋼筋,箍筋全長加密,對于1m 長的挑梁應驗算撓度。④ 對于鋼筋混凝土板的設計。一是現澆樓板厚度:多層建筑屋面、地下室頂板為120 mm;高層建筑屋面、地下室頂板為150 mm;頂應力樓板為150 mm;一般現澆板80 mm。二是當板內預埋暗管時,板厚不宜小于100 mm;預埋暗管多層交叉時,板厚應加厚以滿足要求。三是作為上部結構嵌固的地下室頂板,厚度應不小于180 mm,混凝土標號不低于C30。四是板應采用雙層雙向配筋,每個方向的配筋率均不宜小于0.25%。

4 結束語

總之,在抗震設防區,對高層建筑結構設計的可靠性、安全性及抗震設防質量提出了嚴格的管理規定。因此,在不斷總結經驗和加深認識當中,在超限高層建筑結構抗震設計時必須采取一系列對策。

參考文獻:

高層建筑抗震設計范文4

Abstract: The high-rise buildings seismic methods has been the focus of the architectural design, the development of the theory of shallow high-rise building, the architecture of the seismic necessary theoretical analysis, and to explore the high-rise building design idea, method, thus the seismic measures must be taken. Avoid brittle failure problems occurred in high-rise buildings, improve the ductility of the component and seismic performance.

Key Words: high building seismic design method measures

中圖分類號:[TU208.3]文獻標識碼:A 文章編號:         

引言         現在社會高速發展,城市里不斷興建越來越高的建筑,就對我們的高層設計不斷提出了更高的要求。結構工程師按抗震設計規范要求進行結構分析與設計,其目標是希望使所設計的結構在強度、剛度、延性及耗能能力等方面達到最佳,從而經濟地實現“小震不壞,中震可修,大震不倒”的目的。但是,由于地震作用是一種隨機性很強的循環、往復荷載,建筑物的地震破壞機理又十分復雜,存在著許多模糊和不確定因素,在結構內力分析方面,由于未能充分考慮結構的空間作用、非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素,計算方法還很不完善,單靠微觀的數學力學計算還很難使建筑結構在遭遇地震時真正確保具有良好的抗震能力。         1 高層建筑抗震結構設計的基本原則         1.1 結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性等方面的性能①結構構件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強底層柱(墻)”的原則。②對可能造成結構的相對薄弱部位,應采取措施提高抗震能力。③承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。         1.2 盡可能設置多道抗震防線①一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結構構件連接協同工作。例如框架―剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成,雙肢或多肢剪力墻體系組成。②強烈地震之后往往伴隨多次余震,如只有一道防線,則在第一次破壞后再遭余震,將會因損傷積累導致倒塌??拐鸾Y構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度,有意識地建立一系列分布的屈服區,主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度,以使結構能吸收和耗散大量的地震能量,提高結構抗震性能,避免大震時倒塌。③適當處理結構構件的強弱關系,同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后,其他抗側力構件仍處于彈性階段,使“有效屈服”保持較長階段,保證結構的延性和抗倒塌能力。④在抗震設計中某一部分結構設計超強,可能造成結構的其他部位相對薄弱,因此在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小,改變抗側力構件配筋的做法,都需要慎重考慮。         1.3 對可能出現的薄弱部位,應采取措施提高其抗震能力①構件在強烈地震下不存在強度安全儲備,構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。②要使樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化,一旦樓層(部位)的比值有突變時,會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。③要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協調。④在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位),使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移,這是提高結構總體抗震性能的有效手段。            2 高層建筑抗震設計常見的問題         在高層建筑的建設中,其中最主要的問題是對它的抗震問題的研究,其中又以中短柱問題為最主要的問題。現在首先介紹一下抗震設計中常見的一些問題。         2.1 缺乏巖土工程勘察資料或資料不全。有的在擴初設計階段還缺建筑場地巖土工程的勘察資料,有的在擴初設計會審之后就直接進入了施工圖設計,有的在規劃設計或方案設計會審后就直接進入了施工圖設計。無巖土工程勘察資料,設計缺少了必要的依據。         2.2 結構的平面布置。外形不規則、不對稱、凹凸變化尺度大、形心質心偏心大,同一結構單元內,結構平面形狀和剛度不均勻不對稱,平面長度過長等2.3 一個結構單元內采用兩種不同的結構受力體系。如一半采用砌體承重,而另一半或局部采用全框架承重或排架承重;底框磚房中一半為底框,而另一半為磚墻落地承重,這種情況常發現在平面縱軸與街道軸線相交的住宅,其底層為商店,設計成一半為底框磚房(有的為二層底框),而另一半為磚墻落地自承,造成平面剛度和豎向剛度二者都產生突變,對抗震十分不利。         2.4 底框磚房超高超層。如2006年,對某設計單位作的一次專題普查,發現有69幢底框磚房超高超層。新項目亦普遍存在此現象,2009塊住宅竣工交付使用驗收中發現有三幢底框磚房超高超層,甚至有超三層的。         2.5 抗震設防標準掌握不當。有一些項目擅自提高了設防標準,按照《建筑抗震設防分類標準(GB 50223-2008)屬六度設防的,但設計中提高了一度,按7度設防構造,提高了建筑抗震設防標準,將會增加工程投資;有的項目嚴格應按七度采取抗震措施的,但設計中又按六度設防,減低了抗震設防標準,不利抗震。

       2.6 結構的豎向布置。在高層建筑中,豎向體型有過大的外挑和內收,立面收進部分的尺寸比值B1/B不滿足≥0.75的要求。         2.7 抗震構造柱布置不當。如外墻轉角處,大廳四角未設構造柱或構造柱不成對設置;以構造柱代替磚墻承重;山墻與縱墻交接處不設抗震構造柱;過多設置抗震構造柱等。         2.8 框架結構砌體填充墻抗震構造措施不到位。砌體護墻砌筑在框架柱外又沒有設置抗震構造柱,框架間砌體填充墻高度長度超過規范規定要求又沒有采取相應構造措施。         2.9 結構其他問題。有的底層無橫向落地抗震墻,全部為框支或落地墻間距超長;有的僅北側縱墻落地,南側全為柱子,造成南北剛度不均;有的底層作汽車庫,設計時橫墻都落地,但縱墻不落地,變成了縱向框支;還有的底框和內框砌體住宅采用大空間靈活隔斷設計,其中幾乎很少有縱墻。不少地方都采用鋼筋混凝土內柱來承重以代替磚墻承重,實際上將磚混結構演變為內框架結構,這比底框磚房還不利,因內框磚房的層數、總高度控制比底框磚房更嚴,因此存在著嚴重抗震隱患。更為嚴重的是這種情況并未引起目前大多數結構工程師的重視。         2.10 平面布局的剛度不均??拐鹪O計要求建筑的平、立面布置宜規正、對稱,建筑的質量分布和剛度變化宜均勻,否則應考慮其不利影響。但有的平面設計存在嚴重的不對稱:一邊進深大,一邊進深?。灰贿呍O計大開間,一邊為小房間;一邊墻落地承重,一邊又為柱承重。平面形狀采用L、π形不規則平面等,造成了縱向剛度不均,而底層作為汽車庫的住宅,一側為進出車需要,取消全部外縱墻,另一側不需進出車輛,因而墻直接落地,造成橫向剛度不均。這些都對抗震極為不利。         2.11 防震縫設置。對于高層建筑存在下列三種情況時,宜設防震縫:①平面各項尺寸超過《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程中表2.2.3的限值而無加強措施;②房屋有較大錯層;③各部分結構的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施;但有的竟未采取任何抗震措施又未設防震縫。         2.12 結構抗震等級掌握不準。有的提高了,而有的又降低了,主要是對場地土類型、結構類型、建筑高度、設防烈度等因素綜合評定不準造成。         上述這些問題的存在,倘若不能得到改正,勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的存在,倘若不能得到改正,勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的原因是多方面的,有認識方面的原因有計劃經濟向市場經濟轉化過程中出現的原因,有設計人員忽視了抗震概念設計方面的原因(未能從整體、全局上把握好),有法律建設方面的原因(在工程抗震設防管理方面缺乏國家政府法律依據,特別是處罰方面),通過這些問題來研究中短柱的問題。

最后,高層抗震設計是一個復雜的體系,需要多方面考慮,多方面設防。

參考文獻: [1]《建筑抗震設計規范》(CB5011-2010)

[2] 《高層建筑混凝土結構設計規程》(JGJ3-2010)

高層建筑抗震設計范文5

【關鍵詞】高層建筑;抗震設計;基本原則;影響因素

0.引言

雖然老師在上課過程中只是講了一小部分相關結構抗震的知識,但是近些年來地震頻發,抗震設計也逐漸顯示出其在結構安全以及正常使用的重要性。

1.高層建筑抗震結構設計的基本原則

1.1結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性等方面的性能

①結構構件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強底層柱(墻)”的原則。

②對可能造成結構的相對薄弱部位,應采取措施提高抗震能力。

③承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。

1.2盡可能設置多道抗震防線

①一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結構構件連接協同工作。例如框架—剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成,雙肢或多肢剪力墻體系組成。

②強烈地震之后往往伴隨多次余震,如只有一道防線,則在第一次破壞后再遭余震,將會因損傷積累導致倒塌。抗震結構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度,有意識地建立一系列分布的屈服區,主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度,以使結構能吸收和耗散大量的地震能量,提高結構抗震性能,避免大震時倒塌。

③適當處理結構構件的強弱關系,同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后,其他抗側力構件仍處于彈性階段,使“有效屈服”保持較長階段,保證結構的延性和抗倒塌能力。

④在抗震設計中某一部分結構設計超強,可能造成結構的其他部位相對薄弱,因此在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小,改變抗側力構件配筋的做法,都需要慎重考慮。

1.3對可能出現的薄弱部位,應采取措施提高其抗震能力

①構件在強烈地震下不存在強度安全儲備,構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。

②要使樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化,一旦樓層(部位)的比值有突變時,會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。

③要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協調。

④在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位),使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移,這是提高結構總體抗震性能的有效手段。

2.影響建筑抗震性能的因素

2.1房屋建筑抗震性能首先取決于建筑的抗震設防標準不僅僅是取決于建筑的抗震設防標準,還要嚴格的遵循建筑抗震設計規范

國家根據地震發生的可能性和震害的嚴重性確定各地區基本設防烈度,這是各地區抗震設計的基本參數,主要代表地面加速度的大小。對具體房屋,需要結合建筑使用功能的重要性確定建筑的抗震設防標準,即確定設計烈度和抗震等級。對一般建筑,設計烈度就是本地區設防烈度。設計烈度愈高,抗震能力愈強,但建筑造價也愈高。

2.2房屋結構的抗震性能與合理的抗震設計密切相關抗震設計就是要選擇合適的結構形式,確定合理的抗震措施,保證結構的抗震性能,確保建筑物滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標

高層住宅主要采用現澆剪力墻結構、框架——核心筒或框架——剪力墻結構,具有較好的強度和變形能力,抗震性能相對較好。因此,無論板式住宅還是點式住宅,只要設計合理,都可滿足抗震要求。多層住宅大部分采用磚混結構,目前多采用現澆樓板,并采取設構造柱和圈梁等抗震措施,或者采用框架結構,大大增強了抗震能力。

2.3房屋抗震性能還與施工質量等其它因素有關

在建筑房屋是還應加強施工質量監督、規范,對建筑的使用管理是十分必要的。

3.在施工過程中可以采取的抗震措施

保障多層建筑的抗震措施,是多層建筑“大震不倒”和不作“二階段設計”的關鍵。多層建筑的抗震措施內容,概括起來,可分為以下幾部分:

3.1構造柱和圈梁的設置

對橫墻較多的多層建筑,應設置構造柱;對橫墻或橫墻很少的多層建筑,應根據房屋增加一層或二層后的層數,設置構造柱。門洞寬不小于2m和窗洞不小于2.3m;“大房間”可界定為:層高3.6m或長度大于7.2m。對橫墻共同承重的裝配式鋼筋砼樓,屋蓋或木樓、屋蓋的多層建筑,應設置圈梁;對于隔開間或每開間設置構造柱的多層建筑,應沿設有構造柱的橫墻及內、外縱墻在每層樓蓋和屋蓋處均設置閉合的圈梁。

3.2構造門的連接措施

多層建筑各構件間的抗震構造連接是多層建筑抗震的關鍵??拐饦嬙爝B接的部位較多,重要部位的連接措施有下列幾項:

a.構造柱與樓、屋蓋連接。當為裝配式樓、屋蓋時,構造柱應與每層圈梁連接(多層建筑宜每層設圈梁);當為現澆樓、屋蓋時,在樓、屋蓋處設240mmX120mm拉梁與構造柱連接。

b.構造柱與磚墻連接。構造柱與磚墻連接處應砌成馬牙搓,并沿墻高每隔500mm設拉結剛筋,每邊伸入墻內不小于1m。

c.墻與墻的連接。7度時層高超過3.6m或長度大于7.2m的大房間,以及8度和9度時,外墻轉角及內外墻交接處,當未設構造柱時,應沿墻高每隔500mm設拉結鋼筋,每邊伸入墻內不小于1m。

d.屋頂間連接。突出屋面的樓梯間等,構造柱應從下一層伸到屋頂間頂部,并與頂部圈梁連接。屋頂間的構造柱與墻以及墻與磚墻的連接,可按上述抗震措施采取。

3.3后砌體的連接

后砌的非承重砌體隔墻,應沿墻高每隔500mm設拉結鋼筋與承重墻連接,每邊介入墻內不小于0.5m。8度和9度時,長度大于5.1m的后砌墻頂,應與樓、屋面板或梁連接。

3.4欄板的連接

磚砌欄板應配水平鋼筋,且壓頂臥梁應與砼立柱相接,壓頂臥梁宜錨入房屋的主體構造柱。

3.5構造柱底端連接

構造柱可不單獨設基礎(承重構造柱除外),但應伸入室外地面下500mm,或錨入室外地面不小于300mm的地圈梁。

3.6懸臂構件的連接

a.女兒墻的穩定措施:6-8度時,240mm厚無錨固女兒墻(非出入口處)的高度不宜超過0.5m,當超過時,女兒墻的計算高度可從屋蓋的圈梁頂面算起,當屋面板周邊與女兒墻有鋼筋拉結時,計算高度可從板面算起。

b.懸挑構件:懸臂陽臺挑梁的最大外挑長度不宜大于1.8m,不應大于2m。不應采用墻中懸挑式踏步或豎肋插入墻體的樓梯。

4.結語

隨著未來人口的不斷增加,修建高層建筑會成為作為提供人類居住環境的主流趨勢,而對于高層建筑,由于其直接關系到人民生命財產的安全以及社會的穩定,結構的抗震設計將會是一個不得不重視的問題。然而在抗震設計中也存在著能用于實例研究的樣本少等問題,故有關高層建筑抗震設計的理論仍將有賴于每一個工程師的努力研究與不斷探索?!科]

【參考文獻】

[1]劉大海,高層建筑結構方案優選[M].北京:中國建筑工業出版社,2004.

高層建筑抗震設計范文6

高層建筑是社會經濟發展和科技進步的產物。隨著大城市的發展,城市用地緊張,市區地價日益高漲,促使近代高層建筑的出現,電梯的發明更使高層建筑越建越高。宏偉的高層建筑是經濟實力的象征,具有重要的宣傳效應,在日益激烈的商業競爭中,更扮演了重要的角色。

自從1886年世界上第一棟近代高層建筑——美國芝加哥家庭保險公司大樓(HomeIuranceBuilding,10層,高55m)建成以來,至今已有100多年的歷史了。高層建筑不僅在材料和結構體系上逐漸多樣化,而且在高度上也有大幅度增長。而一次又一次地震災難及教訓,警示人們:防震減災任重道遠,刻不容緩。

從上個世紀開始,各國的專家、學者對抗震設計進行了一系列研究。進入90年代,結構抗震分析和設計已提到各國建筑設計的歷史日程。特別是我國處于地震多發區(地震基本烈度6度及其以上的地震區面積約占全國面積的60%),高層抗震設計設防更是工程設計面臨的迫切的任務。作為工程抗震設計的依據,高層建筑抗震分析更處于非常重要的地位。

二、材料的選用和結構體系問題在地震多發區,采用何種建筑材料或結構體系較為合理應該得到人們的重視。

我國高層建筑中常采用的結構體系有:框架、框架-剪力墻、剪力墻和筒體等幾種體系,這也是其他國家高層建筑采用的主要體系。但國外,特別地震區,是以剛結構為主,而在我國鋼筋混凝土結構幾混合結構卻占了90%.如此高的鋼筋混凝土結構及混合結構,國內外都還沒有經受較大的考驗。鋼結構同混凝土結構相比,具有優越的強度、韌性和延性,強度重量比,總體上看抗震性能好,抗震能力強。

震害調查表明,鋼結構較少出現倒塌破壞情況。在高層建筑中采用框架-核心筒體系,因其比鋼結構的用鋼量少,又可減少柱子斷面,故常被業主所看中?;旌辖Y構的鋼筋混凝土內往往要承受80%以上的震層剪力,有的高達90%以上。由于結構以鋼筋混凝土結構的位移值為基準。但因其彎曲變形的側移較大,靠剛度很小的鋼框架協同工作減小側移,不僅增加了鋼結構的負擔,而且效果不大,有時不得不加大混凝土筒的剛度或設置伸臂結構,形成加強層才能滿足規范側移限值;

此外,在結構體系或柱距變化時,需要設置結構轉換層。加強層和轉換層都在本層形成剛度而導致結構剛度突變,常常會使與加強層或轉換層相鄰的柱構件剪力突然加大,加強層伸臂構件或轉換層構件與外框架柱連接處很難實現強柱弱梁。因此在需要設置加強層及轉換層時,要慎重選擇其結構模式,盡量減小其本身剛度,減小其不利影響。

唐山鋼鐵廠震害調查資料統計參數結構形式總建筑面積(萬㎡)倒塌和嚴重破壞比例(%)中等破壞比例(%)鋼結構3.6709.3鋼筋混凝土結構4.0623.247.9砌體結構3.0941.220.9在高層建筑中,應注意結構體系及材料的優選?,F在我國鋼材產量已居世界前列,建筑鋼材的類型及品種也在逐漸增多,鋼結構的加工制造能力已有了很大提高,因此在有條件的地方,建議盡可能采用型鋼混凝土結構(SRC)、鋼管混凝土結構(CFS)或鋼結構(S或),以減小柱斷面尺寸,并改善結構的抗震性能。

在超過一定高度后,由于鋼結構質量較輕而且較柔,為減小風振而需要采用混凝土材料,鋼骨(鋼管)混凝土,通常作為首選。工程經驗表明:利用鋼管混凝土承重柱自重可減輕65%左右,由于柱截面減小而相應增加使用面積,鋼材消耗指標與鋼筋混凝土結構相近,而工程造價和鋼筋混凝土結構相比可降低15%左右,工程施工工期縮短1/2.此外鋼管混凝土結構顯示出良好的延性和韌性。

1995年日本阪神地震震害說明,在鋼骨混凝土構件中,采用格構式的型鋼時,震害嚴重,采用實腹式的大型型鋼或焊接工字鋼的,則震害輕微。因此,在高層建筑結構中,若用鋼骨混凝土構件,建議使用后者。

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