高層建筑抗震規范范例6篇

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高層建筑抗震規范

高層建筑抗震規范范文1

關鍵詞:高層建筑;抗震設計;優化對策

隨著我國高層建筑工程不斷的發展,高層建筑抗震問題也日益嚴峻。制定有效的抗震設計方案能夠維持高層建筑工程自身發展的需要。分析抗震設計中所存在的問題,制定有效的優化對策,能夠提升高層建筑的抗震等級,更好的優化建筑結構,保障高層住戶安全,推動高層建筑行業可持續發展。

1 高層建筑抗震等級的劃分

在我國對于抗震等級的劃分主要可以分為6個大類,從三級到八級分別為小地震、有感地震、中強地震、強烈地震和大地震。高層建筑結構設計過程中,根據不同的地區,抗震等級的設計和標準是不盡相同。一般所采用的抗震標準是能夠抵抗六級地震。結構設計、房屋的高度等是抗震等級設計的標準。建筑材料的好壞也會影響到高層建筑的抗震等級。

2 高層建筑結構抗震設計所存在的問題

2.1 施工材料問題

在高層建筑結構設計中,通常所采用的材料是砂石混泥土,這種材料雖然有著比較高的強度級別,但是在運用的過程中,水泥的比例過高的話,就會導致主梁結構和墻體出現縫隙。雖然這些縫隙不會給建筑整體結構帶來什么嚴重的影響,如果這個樓盤樓層較高,并且都出現這種現象的話,那么就會使得整個高層建筑的抗震性低于實際的標準值,從而產生相應的安全隱患。

2.2 建筑施工問題

在高層建筑施工中,不僅要對建筑設計方案的執行落實,還要注重高層建筑施工流程的評估和監督。當前高層建筑評估還不夠完善,對于施工管理只是停留在制度的管理上,沒有對現場施工管理過多的關注,對管理制度的落實,相關的監督機制和監督部門還不夠完善,從而使得高層建筑施工管理上不能體現出管理的協調性和規范性,使得高層建筑施工不能有效的配合,各個部門之間的銜接性不夠緊密。在現場施工管理的執行和落實過程中,由于涉及的環節比較多,對施工人員監督和施工標準還不夠規范,這就使得抗震設計方案不能有效的落實。

2.3 抗震設計人員問題

在高層建筑抗震設計過程中,設計方案和建筑物所處環境考慮相對比較繁瑣、結構比較復雜。在我們,設計人員受到專業水平的限制,對設計方案的考慮不夠全面,相關的技術知識不夠全面,這就使得在實際的抗震設計中,不能發現問題的所在,制約了建筑結構抗震設計的發展。一些設計人員在設計抗震方案中,沒有結合當地的地震發生情況,設計人員和建筑施工人員工作積極性和工作責任意識不高,這些都使得抗震設計方案難以開展和落實。

3 高層建筑結構抗震設計的優化對策

3.1 提升設計人員的綜合素質

在高層建筑設計中,根據目前設計人員綜合性人才缺乏的情況,應該要加強對各種層次、各種類型的綜合性人才隊伍培養,以此來滿足設計人員在抗震設計中的需要。加強抗震設計工作模式的完善,更應該對現有的設計人員進行強化培訓,提升自我綜合素質,并且能夠讓他們能夠充分認識到抗震設計在高層建筑中的重要性。設計人員在工作中應該樹立工作責任意識,提升工作的積極性。通過互聯網技術和相關的信息技術,對設計人員進行指導,更好的學習先進的抗震設計技術,保障抗震設計在高層建筑施工中有效進行,同時滿足抗震設計對人才的需求,確保高層建筑抗震等級。

3.2 完善高層建筑施工管理體系

當前一些建筑單位所采用的管理制度,對于管理主體還不太明確,沒有特定的控制主體,造成高層建筑施工管理工作沒有有效的落實到實處,管理標準不夠規范。對高層建筑管理體系的完善,加強對施工的工作流程和抗震方案的落實的監督是非常重要的。詳細記錄檢查結果,確定好抗震設計方案,從而為高層建筑施工進行提供有效保障。對于抗震設計圖紙應該做好審核工作,保證圖紙的整體質量。成立管理部門,構建完善的控制體系,并且構建多元化的管理結構。加強設計人員與施工人員的溝通,減少部門之間的內部矛盾。確定控制體系主體,采用分級負責的方式,明確各個部門之間的職責,將責任落實到個人。落實崗位責任制和績效考核,從而提升高層建筑施工人員和設計人員的積極性,保證抗震設計方案有效實施。

3.3 確保高層建筑施工材料的質量

為了確保高層建筑的抗震等級,加強對建筑材料質量的關注是很重要的。在高層建筑施工之前,結合抗震設計方案的要求,對所需要的材料嚴格進行選購和配置工作,從而確保施工材料的質量。對建筑材料進行必要的檢驗工作,確保建筑材料各項參數能夠符合抗震設計的施工標準。加強材料數據的統計工作,從而讓施工過程中能夠有足夠的材料可以選用。建立專項部門,對建筑材料進行專項管理,保證材料的安全性和可靠性,保障高層建筑結構的抗震水平。

結合抗震方案施工所需的建筑鋼材、混凝土等材料,應該嚴格對出廠合格證和材料質量進行核算。將所需的施工材料送到專業的檢驗機構中進行試驗配給,從而確保所采購的材料能夠滿足高層建筑施工的需求。根據試驗結果,注意保管試驗材料,在材料的購買中根據試驗的標準和數據。例如在混凝土的配給上,結合水泥的標準、含水量的高低、砂量的配給比例,來確?;炷嗤恋恼w施工質量,把握好材料的施工標準,必要情況下,請專業人員進行指導和糾正,從而最終確定施工比例和材料的質量,確保高層建筑抗震能力。

3.4 加強抗震設計技術的運用

在高層建筑中,嚴格的對抗震結構進行設計。采用抗震墻設計和地基結構設計等綜合考慮,來提升高層建筑的抗震能力。如在處理一道截面較長的抗震墻方面,可以充分利用其洞口用來構成弱連梁,對每個墻段高寬比設置應該>2.5,對墻體可以設計成單肢墻或者多肢強,進而提升墻體的抗變形水平。對地基可以采用單獨的承重柱和承重墻來提升抗震水平。

4 結語

綜上所述,加強對高層建筑抗震設計中問題的探討是很有必要的。通過提升設計人員的綜合素質、完善高層建筑施工管理體系、確保高層建筑施工材料的質量、加強抗震設計技術的運用,能夠提升高層建筑的抗震等級,更好的優化建筑結構,保障高層住戶安全,推動高層建筑行業可持續發展。

參考文獻

[1] 閆旭梅.高層建筑結構抗震設計分析[J].科技傳播,2013,17(11).

高層建筑抗震規范范文2

關鍵詞:高層建筑;抗震設計;結構設計

引言

隨著建筑行業的快速發展,我國建筑逐漸向高層建筑和超高層建筑結構發展。高層建筑的結構復雜,層數比較高,建筑地基承受的荷載比較大。地震發生時,震源對高層建筑結構會產生沖擊力,容易造成建筑梁、柱斷裂,建筑倒塌等現象,嚴重威脅到人民群眾的安全。我國是地震災害比較頻繁的國家,高層建筑抗震設計一直是社會關注的重點,抗震設計的好壞直接關系到高層建筑的質量。因此高層建筑抗震設計的時候要根據高層建筑的實際情況,提高建筑結構抗震性能。

1超限高層建筑結構基于性能抗震設計與常規抗震設計的比較

1.1基于性能的抗震設計的概念

概念設計是目前一種比較先進的設計理念,與傳統建筑設計相比,概念設計不需要精準的計算或參考建筑設計規范相關的目錄,而是設計者根據實踐經驗,按照建筑結構體系的力學關系、結構破壞機理,從建筑結構整體進行把握設計。傳統的建筑設計思想無法滿足人們對建筑結構抗震功能的要求,為了提高建筑結構抗震安全性能要求,抗震設計已經發生了較大變化。比如建筑結構以力分析為主并兼顧力與變形,考慮到建筑結構變形、耗能和損失,以及非線性分析和可靠性分析?;谛阅艿目拐鹪O計是20世紀90年代美國建筑設計師提出來的一個全新的設計理念。它的主要核心是將抗震設計從保護居民生命財產安全為基本目標轉移到不同風險水平地震作用力下滿足人們對建筑的性能要求,通過多層次、多目標的抗震安全設計,保障建筑安全,最終實現經濟效益和投資效益的平衡,滿足人們對建筑的個性需求。

1.2我國常規抗震設計方法

當前大部分國家的抗震設計規范為“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則,我國采用二階段抗震設計方法滿足工業建筑和民用建筑實現以上三個原則的抗震要求,并在這個基礎上根據建筑物抗震重要性分成甲、乙、丙、丁四類建筑物,根據建筑物的類別設置相應的抗震防烈要求。二階段抗震設計方法如下:第一階段是對建筑結構強度進行驗算,也就是小震的地震洞參數,通過彈性模量計算建筑結構的彈性地震作用力,并與建筑物風荷載、雪荷載、水平荷載等進行組合,計算建筑結構截面的抗震承載力,確保建筑結構的強度,并通過合理的平面結構布置,確保建筑結構的抗拉力。第二階段則是驗算建筑結構的彈塑性,也就是對地震作用下很容易倒塌的建筑結構按照大震標準進行設計,處理好建筑結構的薄弱環節,以免地震發生時首先沖擊建筑結構的薄弱環節,影響到整個建筑結構的安全性和穩定性。

1.3常規抗震設計方法與基于性能抗震設計方法的比較

基于常規抗震設計方法與基于性能抗震設計方法在設防目標、設計實施方法和檢驗方法、實現性能和工程應用方面都有所不同,具體見表1。通過比較發現,基于性能抗震設計方法是未來建筑抗震設計的發展方向,它適應了社會新技術和新工藝發展需求,能夠滿足建筑業務單位和使用單位對建筑結構安全性、經濟性等相關要求。

2超限高層建筑結構的抗震性能目標

某酒店塔樓的高度是168.9m,結構計算高度為176m,建筑結構為B類鋼筋混凝土高層建筑。建筑場地類別為III類,建筑抗震等級為二級。

2.1結構的抗震性能水準

按照相關規定,酒店的塔樓高度、平面扭轉不規則等不能超限,所以在第一、二階段抗震設計過程中,必須采取有效的方法滿足建筑工程國家以及地方相關的標準,并將基于性能抗震設計目標概念進行設計。按照《建筑抗震設計規范》給出的抗震性能設計方法以及《高層建筑混凝土結構技術規范》中的相關規范進行設計,確定該酒店的性能水準為C類,具體控制目標如下:

2.2建筑結構的性能目標

超限高層建筑結構規則性、高度等方面超出了建筑工程規范中的適用限值,使得抗震設計缺乏相應的參考依據?;谛阅苣繕嗽O計方法在設計的時候,需要綜合考慮到建筑場地實際設防裂度、超高限值以及建筑結構不規則等經濟因素,對超高建筑的薄弱環節、主抗側力構件等結構變形能力和抗震承載能力有具體的性能目標。按照建筑工程設計中相關內容,建筑結構關鍵構件由建筑結構工程師根據工程實際情況分析。比如水平轉換構件和支撐豎向構件、大懸挑結構的主要懸挑構件、長短柱在同一樓層的數量相當于在該層各個長短柱等要求。這其實是將過去常規抗震設計中的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設計原則進行量化和細化。比如將A級性能目標設計要求建筑結構小震不壞、中震和大震不壞,就是要求建筑結構在中震和大震中依然保持一定的彈性。

3結語

隨著建筑行業的快速發展,常規的建筑工程抗震設計方法已經無法滿足當下建筑設計的要求,基于建筑結構性能抗震設計理念對抗震結構的目標進行量化,明確抗震目標性能,能夠提高建筑結構抗震性能,必將成為建筑行業的發展趨勢。

參考文獻:

高層建筑抗震規范范文3

關鍵詞:建筑;抗震;結構設計

隨著這幾年來經濟的快速發展,由于建設者開發、使用功能上的要求,高層建筑的體型越來越多樣化。高層建筑不僅在材料和結構體系上逐漸多樣化,而且在高度上也大幅度增長。進入上世紀90年代后,結構抗震分析和設計已提到各國建筑設計的日程。特別是我國處于地震多發區,高層建筑抗震設防更是工程設計面臨的迫切任務。作為工程抗震設計的依據,高層建筑抗震分析處于非常重要的地位。

地震是威脅人類安全的主要自然災害之一。我國是一個地震多發的國家,分布廣、頻率高、強度大、震源淺,是世界上地震災害最嚴重的國家之一。近幾年來,各國歷次地震對人類造成了嚴重災害,通過總結大量的經驗教訓,促使結構抗震設計不斷發展。建筑抗震的實踐表明,一個地震區建筑物,如果沒有良好的建筑總體布置方案,單靠結構抗震計算和抗震的構造措施,在較強烈的地震作用下,仍是難以取得建筑抗震的較好效果,甚至減輕不了建筑物的震害程度。因此,只有建筑設計與建筑抗震設計有機地結合起來,建筑抗震設計水平才能達到一個比較完善的高度。

1 目前我國抗震設計中存在的不足

通過多年對于建筑抗震設計的研究,我國逐漸形成了自己的一套較為先進的抗震設計方法而且日益成熟,但是也有許多考慮欠妥的地方,需要我們今后加以完善。首先,與國外規范相比,我國抗震規范在對關系的認識上還存在一定的差距。美國UBC規范按同樣原則來劃分延性等級,但在高烈度區推薦使用高延性等級,在低烈度區推薦使用低延性等級。這幾種抗震思路都是符合規律的,而目前我國將地震作用降低系數統一取為2.86,而且還把用于結構截面承載能力設計和變形驗算的小震賦予一個固定的統計意義。另外,我國規定的“小震不壞,中震可修,大震不倒”的三水準抗震設防目標也存在一定的問題。該設防目標對甲類、乙類、丙類這三類重要性不同的建筑來說,并不都是恰當的。最后,由于不同類別建筑的不同重要性,不宜再籠統的使用以上同一個性態目標。此外,還應該考慮建筑所有者的不同要求,選擇不同的設防目標,從而做到在性態目標的選擇上更加靈活。

2 高層建筑抗震設計中經常出現的問題

2.1 部分建筑物高度過高

按我國現行高層建筑混凝土結構技術規程規定,在一定設防烈度和一定結構型式下,鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。在這個高度,抗震能力還是比較穩妥的,但是目前不少高層建筑超過了高度限制。在震力作用下,超高限建筑物的變形破壞性會發生很大的變化,建筑物的抗震能力下降,很多影響因素也發生變化,結構設計和工程預算的相應參數需要重新選取。

2.2 地基的選取不合理

由于城市人口的增多和相對空間的縮小,不少建筑商忽略了這一問題,哪里商業空間大就在哪里建。高層建筑應選擇位于開闊平坦地帶的堅硬土場地或密實均勻中硬土場地,遠離河岸,不應垮在兩類土壤上,避開不利地形、不采用震陷土作天然地基,避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險地段建造房屋。高層建筑的地基選取不恰當可能導致抗震能力差。

2.3 材料的選用不科學,結構體系不合理

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。由于我國建筑結構主要以鋼筋混凝土核心筒為主,變形控制要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準。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,不僅增大了鋼結構的負擔,而且效果不大,有時不得不加大混凝土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。

2.4 較低的抗震設防烈度

許多專家提出,現行的建筑結構設計安全度已不能適應國情的需要,建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高。我國現行抗震設防標準是比較低的,中震相當于在規定的設計基準期內超越概率為lO%的地震烈度,較低的抗震設防烈度放松了高層建筑的抗震要求。

2.5 建筑外形與平面功能影響結構布置

現在某些政府規劃部門領導根本不懂結構,純粹為了形象美觀而對建筑設計指指點點,從而使建筑偏離了建筑設計師的最初理念,你對他提出的修改意見不予理會,你就通不過。還有某些建筑設計師根本就缺乏抗震設計的概念,在高烈度區設計出高層建筑的大懸挑,這既增加了工程造價,有埋下了安全隱患,不負責任的叫囂“沒有做不出的結構”,那要看付出的代價和收獲是不是對等。

3 高層混凝土建筑抗震結構設計策略

3.1 高層混凝土建筑的結構體系選擇

高層建筑結構應根據建筑使用功能、房屋高度和高寬比、抗震設防類別、抗震設防烈度、場地類別、地基情況、結構材料和施工技術等因素,綜合分析比較,選擇適宜的結構體系。高層建筑鋼筋混凝土結構可采用框架、剪力墻、框架- 剪力墻、筒體和板柱-剪力墻結構體系。

框架結構可為建筑提供靈活布置的室內空間。當建筑物層數較少時,水平荷載對結構的影響較小,采用框架結構體系比較合理;框架結構屬于以剪切變形為主的柔性結構,使用高度受到限制,主要用于非抗震設計和層數相對較少的建筑中。剪力墻結構中,剪力墻沿橫向、縱向正交布置或多軸線斜交布置,由鋼筋砼墻體承受全部的水平荷載和豎向荷載,屬于以彎曲變形為主的剛性結構。該種結構的抗側力剛度大,在水平力作用下側向變形小,空間整體性好。但剪力墻結構自重大,建筑平面布置局限性大,難以滿足建筑內部大空間的要求。因此更多地用于墻體布置較多,房間面積要求不太大的建筑物中,既減少了非承重隔墻的數量,也可使室內無外露梁柱,達到整體美觀。

框架――剪力墻結構是指在框架結構中的適當部位增設一些剪力墻,是剛柔相結合的結構體系,能提供建筑大開間的使用空間,是由若干道單片剪力墻與框架組成。在這種結構體系中,框架和剪力墻共同承擔水平力,但由于兩者剛度相差很大,變形形狀也不相同,必須通過各層樓板使其變形一致,達到框架和剪力墻的協同工作。從受力特點看,剪力墻是以彎曲變形為主,框架是以剪切變形為主,由于變位協調,在頂部框架協助剪力墻抗震,在底部剪力墻協助框架抗震,其抗震性能由于較好地發揮了各自的優點而大為提高。因此可以適用于各種不同高度建筑物的要求而被廣泛采用。板柱- 剪力墻結構,由于在板柱框架體系中加入了剪力墻或井筒,主要由剪力墻構件承受側向力,側向剛度也有很大的提高。這種結構目前在7、8 度抗震設計的高層建筑中有較多的應用,但其適用高度宜低于一般框架- 剪力墻結構。

3.2 減少地震發生時能量的輸入

在具體的設計中,積極采用基于位移的結構抗震方法,對具體的方案進行定量分析,使結構的變形彈性滿足預期地震作用力下的變形需求。對建筑構件的承載力進行驗收的同時,還要控制建筑結構在地震作用下的層間位移限值;并且根據建筑構件的變形和建筑結構的位移之間的關系,確定構件的變形值;根據建筑界面的應變分布以及大小,來確定建筑構件的構造需求。對于高層建筑,在堅固的場地上進行建筑施工,可以有效減少地震發生作用時能量的輸入,從而減弱地震對高層建筑的破壞。

參考文獻:

[1] 伊小群.高等民用建筑結構的抗震設計探討[J].中國高新技術企業,2010,(20).

高層建筑抗震規范范文4

【關鍵詞】抗震概念;高層建筑結構設計;運用

概念設計是建筑抗震設計的重要組成部分,建筑的抗震性能很大程度上取決于概念設計是否具備足夠的科學性,高層建筑的抗震設計開始之前,需要對高層建筑的建設地址進行科學的選擇,并且對建筑的平面圖設計方案進行評價,要加強對高層建筑內部結構的重視,根據建筑結構延性的特點對建筑抗震性的薄弱部分進行重點施工改造,以便高層建筑的抗震性能能夠真正滿足使用者想需求。

一、抗震概念設計在高層建筑結構設計方面運用情況概述

地震災害是我國自然災害中較為常見的種類,如果高層建筑的抗震性能不佳,無法應對劇烈地震,人們的生活質量將很難得到保證,因此,加強對抗震概念的關注,對提升高層建筑的抗震性能,具有十分重要的意義【1】。抗震概念的設計工作根據以往對高層建筑抗震設計的經驗進行總結,并且結合當前的科學理論對高層建筑的抗震設計方案進行改良,能夠保障高層建筑抗震性能得到提升。提升高層建筑整體結構設計的科學性,并增強建筑細部構造建設水平,建筑抗震概念的設計既包括對高層建筑建設位置進行勘察,也包括建筑外部形態和內部結構設計方案的考察,還包括研究建筑設計人員的基本理念和基本思想,以便了解建筑的最終設計方案,制定出符合建筑實際要求的抗震設計概念。要對歷次地震災害的具體破壞性進行總結,并根據抗震設計的經驗對抗震概念進行完善,高層建筑的抗震設計工作當中,概念的設計環節比相關參數的計算更加重要。在對高層建筑的抗震結構進行設計的過程中,要從影響建筑抗震性能的全局出發對建筑的結構進行科學的改造,并且結合建筑在重大地震災害中可能出現的問題,對抗震概念的準則進行制定,只有做好了高層建筑的抗震概念設計工作,高層建筑的抗震性能才能真正得到保障。

二、抗震概念設計在高層建筑設計中的具體運用

(一)科學的選擇高層建筑建設地址

地震災害的發生并沒有完善的預警系統,但是,高層建筑的抗震概念設計人員可以根據建筑建設地點在歷史上發生地震的強度和次數進行地震發生可能性的估測,要選擇歷史上發生地震次數較少或不曾發生地震的地質作為高層建筑的建設地址,并且對該地區的地質狀況進行調查,要選取地質條件較為堅硬的地區或周邊缺少大型河流和湖波的地區作為高層建筑的施工地點,以此保證高層建筑具備良好的抗震基礎。要盡可能選擇粘土作為高層建筑地基施工的土質,并且在檢測建筑抗震性能的過程中選擇間隔58m的點作為高層建筑的檢測距離,要在高層建筑抗震檢測的過程中做好參數的記錄,尤其是建筑外部凸起部分的檢測要加強重視程度【2】。研究表明,高層建筑外部凸起部分的抗震性能需要較凹陷部分的抗震性能強1.84倍,因此,要對高層建筑外部突出部位的抗震設施進行加強處理。

(二)降低高層建筑的外部能量輸入

要加強對高層建筑施工場地覆蓋層的重視,盡可能選取較為輕薄的材質作為施工場地的覆蓋層,要根據國家科研機構制定的標準對覆蓋面的厚度進行控制,從施工場地的地面到堅硬場地上面的面積需要進行覆蓋面的處理,巖石是較為多見的堅硬場地的種類,場地的剪切波必須保證速度在500m/s以上【3】,在施工場地的土質較為堅硬的區域和硬夾層區域,必須進行特殊處理,不能采取同一般巖石施工相同的方法。在土質較為疏松的區域,要運用T0=4H/V作為公式,如果土質的整體含量較大,要運用T0=β4H/V作為公式。要借鑒其他國家的巖層處理經驗,如果建筑屬性為柔性建筑,要注意對土質密度較大的區域進行震害檢測,保證地震災害造成的破壞能夠盡可能多的對巖石材質構成影響,保證高層建筑的整體抗震性能。

(三)高層建筑的平立面布置

建筑設計應根據抗震概念設計的要求,明確建筑形體的規則性。不規則的建筑應按規定采取加強措施,特別不規則的建筑應進行專門研究和論證并采取特別的加強措施。不應采取嚴重不規則的建筑。規則性評價需綜合考慮幾何布局、結構設計以及使用等因素,總的要求是平面布置、質量和抗側力構件的平面布局宜規則、對稱,立面變化和側向剛度沿豎向宜均勻變化,豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小,避免側向剛度和承載力的突變。建筑物的平面布置宜規則、對稱,平面不規則包括扭轉不規則、凹凸不規則和樓板局部不連續。

三、抗震概念設計在高層建筑結構設計方面的具體運用

在進行結構方案平面布置時,應盡可能使得抗側力體系對稱分布,減輕房屋重量且保持重量分布較為均勻,以減小地震的扭轉影響。結構布置應有利于加大抗扭剛度和提高抗傾覆能力。因此,應特別注意抗側剛度大的抗震墻、芯筒的位置,力求居中或對稱,在結構布置一些抗震墻,可以提高結構的抗扭剛度和抗傾覆能力。在進行結構的豎向布置時,應盡可能使其豎向剛度、強度變化均勻,

避免出現薄弱層,并應盡可能降低房屋的重心。在地震中,第一道防線先行屈服或破壞,因此要求構成第一道防線的部分應當是不負擔或少負擔豎向荷載的構件,如填充墻、軸壓比小的抗震墻、柱或筒體等。在純框架結構中,梁應先于柱屈服,即“強柱弱梁”型框架。結構整體的承載能力、變形能力取決于構件的承載能力和變形能力的發揮,因此應保證關鍵構件、關鍵部位具有適當的強度和足夠的延性水平。在平面上,應該在房屋周邊轉角處、平面突變處以及復雜平面各翼相接處的構件延性著重提高。對于偏心結構,應該對房屋周邊特別是剛度較弱一端構件的延性進行特別的加大。對于具有多道抗震防線的抗側力體系,應著重提高第一道防線中構件的延性。在同一構件中,應著重提高關鍵桿件的延性。在進行抗震結構材料的選擇時,應該注重抗震結構材料的性能,主要要求如下:具有較好的連接性、較好的延性、構件的連接具有良好的整體性、能充分發揮材料的強度、延性系數高“、強度/重力”比值大、勻質性好。按照上述標準來衡量,高層建筑使用不同材料的結構類型,依其抗震性能優劣而排序為:鋼結構、型鋼混凝土結構、混凝土-鋼混合結構、現澆鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構、裝配式鋼筋混凝土結構、配筋砌體結構。

結束語:抗震概念設計是提升高層建筑抗震性能的重要設計工作,深入的分析抗震概念的重要意義,并從高層建筑具體施工和結構設計方面對抗震概念的運用進行具體分析,對提升高層建筑的抗震性能,具有十分重要的意義。

參考文獻:

[1] 呂西林.高層建筑結構設計(第二版)[M].武漢:武漢理工大學出版社,2014.

[2] 郭繼武.建筑抗震設計[M].北京:高等教育出版社,2014.

[3] 中華人民共和國建設部. JGJ3-2002 高層建筑混凝土結構技術規程

高層建筑抗震規范范文5

關鍵詞: 高層建筑;結構設計;抗震概念;應用

中圖分類號:TU97文獻標識碼: A

0引言;近年來,由于人類對于自然環境的不斷破壞,各類自然災害發生的較為頻繁。高層建筑結構設計中抗震概念設計是對建筑抗震設計的宏觀控制,合理的運用抗震概念和原則是建筑結構抗震設計的必要前提,在高層建筑工程一開始從建筑的場地選擇、平立面形式、結構布置以及延性等方面進行考慮,從根本上消除高層建筑中抗震的薄弱環節,再通過計算與結構措施,能夠保證設計出的高層建筑具有良好的抗震能力,顯著的提高高層建筑的抗震可靠度。

一.高層建筑結構設計中抗震概念設計的意義

高層建筑結構設計中應該非常重視抗震概念設計,因為高層建筑結構非常復雜,當發生地震時具有動力不確定性特點,人們對地震時對結構認識的局限性,再加上材料性能和施工安裝的變易性、模擬地震波的模糊性等因素,導致計算結果和實際之間具有很大的差異。簡單的依賴數值計算獲得結構并不能有效的解決高層建筑的實際抗震問題,尤其是地質特征的差異性原因,導致許多國家甚至是地區指定的抗震規范都有明顯的差異。高層建筑結構抗震概念設計在依據數值計算的基礎上,還增加了實踐經驗元素,并且結構概念設計甚至比分析計算更重要,使得這一抗震設計理念能夠滿足區域差別下從事高層建筑結構設計的實際需求。強調高層建筑結構設計中抗震概念設計的重要性,其目的是為了引起高層建筑結構工程是在進行建筑結構設計時,特別重視相應的結構規程以及抗震概念設計中的相關規定,從而擺脫傳統的結構設計中只重視計算結果的誤區,要求結構工程師嚴格的按照結構設計計算原則,再結合地區的抗震規范,以此保證高層建筑結構的抗震性能。

二.影響建筑物抗震效果的因素

2.1 建筑結構建造過程中所使用的材料和施工過程在實際抗震設計時,抗震 效果與建筑結構的材料具有十分密切的關系。但在許多時候工作人員往往意識不到這一點。建筑材料的質量的好壞與建筑物所受到的地震作用力有直接的關系,質量好的材料所受到的地震作用力就小,則質量差的則所受到的力就大。因此一些輕型材料的應用,對于提高建筑物的抗震性能具有非常好的效果,不僅施工材料對于抗震性能有所影響,施工過程中的每一個具體環節都會對抗震效果有所影響,所以在高層建筑施工中,要控制好施工的質量,做好相應的監管工作,從而保證高層建筑的施工質量,使建筑的抗震效果有所保證。

2.2 建筑物自身的結構設計

結構設計的好壞直接關乎建筑物的質量,同時也是對抗震效果具有關鍵性的影響因素,所以在實際建筑物結構設計中,保證抗震效果是非常必要的。目前在建筑物抗震結構設計時通常以在震不壞、大震不倒為目標,因此在建筑設計時,無論是點式還是板式建筑,其合理的結構設計都是十分重要的,這對提高建筑物的抗震效果將起到積極的作用。另外建筑物在平面結構布置時,其盡量做到質心和剛心的重合,因為在建筑物平面布置時一般都較為復雜,一旦發生地震如果質心和剛心不一致時則會導致地震的作用力加劇,從而形成較大的破壞性,所以為了有效的提高地城的抗震能力,則需要做到質心與剛心的重合。

2.3 建筑物所處地質環境情況

建筑物所處位置的地質情況對建筑抵抗各種自然災害發生時的破壞性具有非常重要的意義。通常在地震發生時,如果建筑物位于巖石地帶、山體附近、容易產生滑坡的地質情況下時,則一旦發生地震所造成的破壞是十分巨大的。所以為了有效的增強建筑的抗震性能,可以在進行建筑位置選擇時即做好詳細的勘測工作,盡量避開容易在地震中由于導致地表發生變化的不利地段,選擇有利的地點進行建筑物建造。

三.抗震概念設計在高層建筑結構設計中的應用

3.1抗震概念設計應該重視高層建筑的結構規律。在高層建筑的抗震概念設 計應用中,應該對高層建筑的體型設計進行科學的修正,保證在質量、剛度、對稱、規則上分布均勻,保證設計的整體性,避免局部出現剛度過大的問題。高層建筑的結構布局對抗震概念設計具有十分重要的作用,簡單、對稱的建筑在地震中的應力分析和實際反映很容易做到,并且能夠達到相一致,但是在凹凸的立面與錯層設計的高層建筑中,當地震發生時將會產生復雜的地震效應,很難做到對高層建筑抗震效果的最佳分析。因此,高層建筑的抗震概念設計應該重視結構的規律性。

3.2抗震概念設計在結構體系上的應用。高層建筑抗震結構體系是抗震概念設計的關鍵,抗震概念設計在結構體系上的應用依據高層建筑物的高度以及抗震等級選擇合適的抗側力體系,通過概念近似手算確定結構設計方案的可行性以及主要構件的基本尺寸??拐鸾Y構方案選擇的合理性,直接影響建筑抗震概念設計的經濟性與安全性。合理的選擇建筑結構體系,應該注意以下三個方面: 其一,選擇建筑結構體系時,應該對因為部分結構或者部分構件的破壞而導致整體建筑結構體系喪失對抗震能力或者重力荷載的承載能力,應該堅持抗震設計原則中的贅余度功能和內力重分配功能,這一原則的重要性在許多建筑物地震后的實際狀況中都得到了很好的印證; 其二,選擇建筑結構體系時,不僅僅應該要求建筑體系的受力明確、傳力合理以及傳力路線,還應該有合理的地震作用傳遞途徑和明確的計算簡圖,這些都應該和不間斷的抗震分析相符合; 其三,其中延性是建筑結構中的重要特性之一,結構體系的變形能力取決于組成結構的構件和連接的延性水平,提高結構構件的延性水平,是提高高層建筑抗震設計概念在建筑結構設計應用中的重點問題,通過采用豎向和水平向混凝土構件,能夠增強對砌體結構的約束,當配筋砌體在地震中即使產生裂縫也不會倒塌或者散落,保證高層建筑早地震中不至于喪失對重力荷載的承載能力。

3.3抗震概念設計在結構構件上的應用。高層建筑抗震的實現需要各個構件的支撐,因此,抗震結構體系中的各個構件都必須具有一定的剛度與強度,并且還應該具有可靠的連接性。高層建筑的結構體系是一個多層次超靜定結構,因此其抗震結構也應該設置多道抗震防線,這樣在地震作用下,即使一部分構件先被破壞,剩余的構件依然具備支撐的作用,形成獨立的抗震結構,承受地震力與豎向荷載。因此,合理的預見高層建筑結構先屈服或者破壞的位置,適當的調整構件的強弱關系,形成多道抗震防線,實現對高層建筑結構體系的合理控制,這是結構抗震耗能的一種有效措施,是建筑抗震結構概念設計的重要內容。

四.結束語

總而言之;隨著高層建筑的不斷興起,其抗震結構設計成為人們關注的焦點,目前技術的進步,使高層建筑結構的抗震設計技術和方法越來越先進,越來越完善。但社會需求的不斷提升,也需要設計人員不斷強化自身的專業技能,同時還要做好對建筑環境及地質的分析和研究工作,從而根據實際情況來選擇適合的抗震結構,從而增強高層建筑結構的抗震能力,避免在地震發生時造成嚴重的傷亡和損失。

參考文獻

高層建筑抗震規范范文6

關鍵詞: 抗震等級; 轉換層; 設置; 設計

1 工程概況

某綜合樓, 總用地面積6850m?, 建筑面積15000m?。該項目包含購物中心超市、高層住宅等功能。首至三層主要為商業空間, 4 層大部分為架空層與裙樓屋面結合的綠化、交通空間,5~16 層為四棟高層住宅樓。地下1 層為停車庫。其中A、B區為四棟16 層塔樓裙房屋面設置結構轉換層, 塔樓總高為49.52m?,F就設計過程中遇到的一些問題并結合對《高層建筑混凝土結構技術規程(JGJ3- 2002)》(以下簡稱《高規》)的理解和應用淺談作者的設計體會。

2 結構設計

2.1 抗震等級的問題

按照《建筑抗震設防分類標準( GB50223- 95) 》和《建筑抗震設計規范(GB5001l- 2001)》的規定, 本工程下部商場部分用防震縫和建筑的防火單元分成各自獨立的建筑空間, 高層部分和裙樓均根據建筑物使用功能的重要性可定為丙類建筑, 地區地震烈度為7 度, 高層部分各結構構件的抗震等級均可由《高規》中表4.8.2 確定: 框支框架一級: 剪力墻底部加強部位和非底部加強部位均為二級。經審圖單位和抗震辦公室審查后指出, 下部商場部分功能接近, 雖然用抗震縫和磚墻隔開, 但不能排除在使用過程中重新進行區域劃分和調整功能的可能, 因此本工程應全部定為乙類建筑。乙類建筑和丙類建筑的造價相差較多, 業主難以承受, 根據其以往的開發經驗和對同類工程對比, 業主已按現行設計方案進行了招商, 建成后不會進行大的調整, 按丙類建筑設計是合理的。設計單位和作者認為, 審查專家的意見有一定的道理, 下部商場作為大型公共建筑, 根據《建筑抗震設防分類標準(GB50223- 95)》條文說明: 在一般情況下, 原則上能保障在遭遇設防烈度地震影響時, 不致有災難性后果的建筑, 均可列為丙類建筑。條文說明中還指出, 不論多層和高層, 只有年營業額1.5 億元以上、固定資產0.5 億元以上、建筑面積1 萬m2 以上3 個條件均滿足時, 才定為乙類建筑。另《建筑抗震設防分類標準》3.0.1.5 條中規定“建筑物各單元的重要性有顯著不同時, 可根據局部的單元劃分類別”。而本建筑裙樓商場大底盤設置了多道抗震縫將結構分為若干單元后, 大部分單元不同時滿足上述3 個條件, 且各單元經招商銷售后將劃分為若干獨立的中小型商場,相鄰商場的人流及營業情況也會有所不同, 應不致產生災難性后果。

因此本工程全部定位乙類建筑顯然是不妥當的。經專家論證, 并參照抗震規范管理組的意見, 本工程C、D 區全部定為乙類建筑, A 區高層部分轉換層及其上兩層定為乙類建筑, 其它層住宅定為丙類建筑, B、E 區定為丙類建筑。因此高層部分各結構構件抗震等級為: 地下一層無上部結構的部分按7 度三級抗震設防; 有上部結構部分的地下一層至第6 層樓面框架和剪力墻按7度特一級抗震設防; 第6 層樓面以上至第8 層樓面框架部分為7度一級抗震設防, 落地剪力墻和一般剪力墻為7 度特一級抗震設防; 第7 層以上至屋面(包括小塔樓)框架和剪力墻均為7 度二級抗震設防。根據使用功能的重要性, 同一建筑物可以分為不同的抗震設防類別, 說明新規范更符合建筑物的實際使用情況。

2.2 轉換層的設置和設計

一般來說, 如果豎向構件能夠直接落地, 則不需設置轉換構件?!陡咭帯返?.3.5 條規定:“樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移, A 級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2 倍, 不應大于該樓層平均值的1.5 倍; B 級高度高層建筑、混合結構高層建筑及本規程第10 章所指的復雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2 倍, 不應大于該樓層平均值的1.4 倍?!比绻诵耐财幕蛘哔|量有偏心時, 即使所有柱子均能直接落地, 但最大水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值卻往往也難以滿足《高規》的要求, 此時, 設計中單純通過加大柱截面的辦法來改善其位移情況收效不大, 只有在位移較大部位布置剪力墻才能收到較好的效果。一部分剪力墻不能直接落地, 必須設置轉換構件才能滿足底部大空間的要求。在本工程結構方案設計階段, A、B 棟高層建筑所有柱均可直接落地, 因此并未設置轉換層。經過初設階段后, 由于核心筒偏心, 上部住宅如果不設剪力墻, 單純依靠加大柱截面的辦法, 結構扭轉周期仍為第一周期, 最大水平位移和層間位移與樓層平均值之比不滿足規范要求, 最終只好在上部住宅增設剪力墻并通過設置轉換梁才能滿足規范要求。因此, 在商住樓設計中, 如果平面不對稱或平面較狹長時, 一般在裙房屋面設置轉換層方可得到滿意的計算結果。

2.3 結構選型問題

一般情況下, 高度在30m 以下的建筑, 框架結構要比框剪結構經濟; 但是當建筑高度在40- 50m 時, 仍可采用框架結構, 也可采用框剪結構。但究竟采用框架或框剪結構, 則需設計人員通過試算確定。根據《高規》表4.8.2 可知: 建筑物高度超過30m時, 框架結構中框架的抗震等級均比框剪結構中框架提高一級。如采用框剪結構, 必須合理確定剪力墻的設置位置和數量: 剪力墻數量設置太多, 建筑物樓層質量較重, 地震力加大, 構件截面和配筋必然加大, 則不經濟; 剪力墻數量設置較少其框架的抗震等級和柱軸壓比限值仍需按照框架結構采用??拐鹪O計時, 剪力墻應沿建筑物周邊, 對稱分散布置, 對質量較重處也應布置剪力墻。合理的數量可由計算確定, 即在基本振型地震作用下, 剪力墻部分承受的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50%。滿足此條件的最少剪力墻數量和位置即為框剪結構的最優布置。因此當剪力墻較少時, 采用框剪結構并不一定比框架結構要浪費。本工程中D 棟原設計采用框架結構, 框架的抗震等級均為一級抗震設防; 在施工圖設計中, 經過進一步的技術經濟比較, 決定采用框剪結構, 縱向設7 片剪力墻, 橫向設6 片剪力墻, 即可滿規范要求??蚣艿目拐鸬燃壗禐槎?, 剪力墻為一級, 柱軸壓比數值比框架結構的柱軸壓比提高0.15, 柱截面減少較多, 骨架部分造價可比純框架降低8%以上??梢?, 合理的結構選型是結構設計人員必須掌握的第一要義。

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