高层建筑的抗震措施范例6篇

高层建筑的抗震措施

高层建筑的抗震措施范文1

关键词:提升高层建筑;建筑结构;抗震性能;关键措施;

中图分类号:TU208 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2015)-04-00-01

一、提升高层建筑结构抗震性能研究的意义

在经济贸易高速发展的背景下,建筑行业迎得了其快速发展的契机,高层建筑越来越多的出现在城市中,它们与人们生活的联系也更加密切。随着人们生活水平的普遍提高,人们对于高层建筑的地理位置、居住面积、抗震性能等问题的关注力度不断增加,所以如何提升高层建筑结构抗震性能的研究得到了越来越多的关注。高层建筑结构抗震性能的设计好坏直接关系着建筑物能否达到人民群众对于其使用安全性、使用稳定性的要求,综合利用美观、实用、人性化等因素为提升高层建筑结构抗震性能以及基于抗震性能的设计方案进行更好的科学人性化设计提供了更加广阔的思路。高层建筑由于其自身建筑高度、建筑面积等特点,给建筑结构的抗震性能设计提出了许多挑战,这就要求设计人员在进行提升高层建筑结构抗震性能设计时要区别于其他不同建筑的抗震设计、抗震措施,要根据其特点进行针对性的分析,采用适合高层建筑结构的抗震措施,体现出高层建筑结构抗震性能设计与其他建筑抗震性能设计的不同之处。

二、提升高层建筑结构抗震性能的关键措施

对于提升高层建筑结构抗震性能这关键问题,具有针对性的对建筑整体进行安全性、稳定性的分析研究,根据建筑物的实际结构安全性、稳定性情况采取必要的措施加固措施,提升建筑结构的抗震性能,减少地震发生时的人员伤亡和财产损失,在一定程度上保障建筑物在地震发生时能够更好的发挥其结构抗震性能。对于提升高层建筑结构抗震性能的关键措施如下所示:

(一)对于高层建筑结构的构件加固措施。对于高层建筑的结构构件进行加固是提升其抗震性能的关键措施之一,要尽可能的使建筑物底部承受剪力的墙体厚度增加,并且增加大量的钢筋混凝土柱或者加大其底部的配筋比例。面对建筑结构中连接梁的加固配筋,要运用科学的分叉方式进行搭接,确保其结构稳定性。对于一些结构节点或者框架连接,要进行严格的检测控制,通过增加构造的措施实现其加固。

(二)在建筑结构按照图纸施工,将结构进行平面布置的过程中,扭转是破坏这一过程中的主要力,避免扭转带来的恶劣影响就要保证建筑结构侧向材料的刚度可以在水平方向上发生均匀变化。这对于构件的整体设计,构件的实际施工提出了新的挑战,只有进行多层次、多方面的反复构件核算,才可以得到最为理想的构建布置方案、布置位置。

(三)良好的梁式转换层的结构构件是提升高层建筑结构抗震性能的重要措施。在一般的建筑施工中,梁式转换层一般都是一层,为了更好的提升高层建筑结构的抗震性能,在施工过程中将梁式转换层加伸到两层是非常必要的。除此之外对于承受剪力的墙体进行配筋强度的增加,在转换层上使用双层配筋都是提升结构抗震性能的有效措施。

三、提升高层建筑结构抗震性能设计的基本要求

面对我国高层建筑结构抗震性能设计起步较晚的现实,面对人们对于高层建筑结构抗震性能的高度关注,设计人员对于提升高层建筑结构的抗震性能设计提出了以下几个基本要求:

(一)在进行提升高层建筑结构的抗震性能设计时,设计人员要尽可能的采取措施设计出多层次的抗震防线。面对高层建筑的建筑结构特点,要想保证每一个建筑物都具备良好的抗震体系,该建筑物就必须要有多个具有良好延展性的分体建筑结构所组成,这些结构不仅要紧密的结合在一起,而且还要在结构的配合下不影响其相互间的作用。在高层建筑结构抗震性的设计过程中设计出多层次的抗震防线,对于地震发生后保障高层建筑结构稳定性、安全性、延伸性等有着重要的意义,多层次抗震防线的设计不但可以科学有效的保障高层建筑结构的稳定性、安全性,而且还可以起到减轻地震整体危害的作用,在一定程度提升了高层建筑结构的整体抗震性能。

(二)高层建筑的建筑施工相对其他建筑项目来说存在一定的难度,对于高层建筑结构中的薄弱环节的分析研究、检测控制是提升其建筑结构抗震性能的必要措施。当面对地震这种不可抗拒的自然灾害时,高层建筑结构的主体结构承受了绝大部分的地震冲击力,为了保证高层建筑结构的稳定性、安全性,加大对于高层建筑结构中薄弱环节的检测控制是非常重要的,这对于提升高层建筑结构抗震性能具有重要意义。

(三)为了满足人民对于高层建筑结构抗震性能的要求目标,设计人员在对高层建筑进行建筑结构抗震性能设计的过程中,要对建筑本身的稳定性、承载能力等方面进行深入的分析研究,保证整个建筑结构的构建严格按照国家安全要求进行,对承受力较大的区域采取必要的加固措施,从建筑结构开始大力提升其抗震性能。

四、结语

随着社会经济发展水平的快速提高,高层建筑在人们的生活中的作用越来越重要,高层建筑物的建筑高度在不断增加的同时,其建筑难度也在不断加大。面对人们对于高层建筑结构抗震性能的更高要求,如何提升建筑结构的抗震性能成为当下社会关注的焦点问题。科学合理的抗震设计对于提高建筑结构的稳定性、安全性具有重要意义,想要真正保证高层建筑的安全稳定,就要大力开展对于其抗震性能设计、加固措施等方面的研究探索。本文从提升高层建筑结构抗震性能的意义、措施、要求三个方面进行了一系列探索了,为提升高层建筑结构抗震性能提供了一些参考依据,相信在未来的建筑结构抗震性能的研究中,真正科学有效的抗震措施可以更多的探索研究出来。

参考文献:

[1]冯兴,张瑞云,王慧东. 转换层位置对高层建筑结构地震反应影响的研究[J]. 国防交通工程与技术. 2006(04)

高层建筑的抗震措施范文2

【关键词】建筑工程;结构设计;抗震

一、抗震概念设计

建筑工程的抗震概念设计,换种说法就是根据基本的建筑设计原则和思路对具体的建筑工程进行工程布局并对细节的构造进行确定的过程,其设计的原则和思路是在长期的工作经验中形成的。在对抗震设计时对抗震的计算是不可或缺的,抗震计算的基础是概念设计。概念设计之所以在与抗震计算的比较中起着更重要作用的原因有三个,首先就是地面和地震的运动具有极大的不确定性,其次就是我们还没有对地震时地面运动的复杂性有很确切的掌握,最后就是地震时的结构反应负责程度并没有在结构设计概念中充分的体现出来。所以,简简单单的靠着计算的结果就完成对建筑的抗震设计是不全面的,甚至是很危险的。抗震概念设计的基本原则是要注意抗震场地的科学选择,选择合适的结构抗震体系,选择合理的结构材料。

二、建筑结构抗震设计的措施

2.1 材料的选择

建筑结构抗震设计一般因地区而异,抗震建筑材料的选择一般要基于此地区的地震历史记录。由一个地区的地震历史记录可以得出科学的数据,这些数据可以反映此地区建筑的抗震要求。建筑结构受材料的刚度和塑性的影响,一般来说,满足了基本的设计思路之后,质地轻的材料,抗震性能比较低。在东北,为了使建筑物达到一定的抗震效果,钢筋混凝土则是选择比较多的材料。伸缩缝的设计达到了很好的抗震效果,它一般为大型建筑物的抗震措施,主要是提高基础的稳定性。

2.2 隔震措施

一般情况下是根据建筑物的地理环境和建筑尺寸来抗振,隔震措施也是一种有效的抗震设计。隔震措施一般包括地基隔震、基础隔震、间层隔震和悬挂隔震四种。隔震措施的设置减弱了地震对建筑物的冲击,它们一般设置在建筑物比较关键的位置。

第一,地基隔震措施:沥青原料的隔震层是我国现行比较常见的隔震层。地基隔震层是缓冲层,因其位于建筑物的基础底部与土层相接触的位置,所以它能在地震时很好地吸收和反射作用力,从而减少地震对建筑物的损害。科技在发展,相信隔震层的设计也会越来越完善。

第二,基础隔震措施:基础抗震一般包括混合隔震、基底滑移隔震和夹层橡胶隔震。基础隔震的作用机理主要是防止地震由地基处向上蔓延,所以多层建筑一般都会采用基础隔震措施。一个建筑物的建设最重要的就是基础结构设计,上层建筑取决于基础,所以要很重视基础结构的设计。

第三,间层隔震措施:间层隔震设计的实施简单易操作,所以在早期建筑里间层隔震是比较常见的。间层隔震可以吸收地震冲击余力,减弱地震力的作用。

第四,悬挂隔震措施:这是应用于大型钢结构建筑中的抗震措施,而且抗震效果很好。悬挂隔震的作用机理是通过建筑物的悬挂来达到隔震的效果。悬挂结构分为主体和子体,地震时,主体承受大部分的地震力来减少地震对子体的损害,需要介质传导的震力从而不能够传导,地震对上层建筑物的主体结构的损害就能有效的降低。悬挂隔震的隔震效果明显,也在逐步被投入使用中。在多次的实践和探索之后,悬挂隔震的设计思想将更加完善,建筑物的安全将得到有效的提高。

2.3 合理的建筑结构参数设计

(1)建筑结构靠的是延展性来抵抗地震作用对墙体的非弹性形变。所以在地震发生时,建筑结构的延性和建筑的结构有着同样的重要性。为了让钢筋混凝土结构能在地震发生时能够表现出良好的延性,就有必要在对其参数设计时将塑形变形重点集中在具有很好的延展能力的构件重,或者集中在容易保证良好延展性的构件中。建筑的参数设计是对地震作用下的房屋构件的响应计算,其中包含岁各墙柱梁板的承载力和变形等计算。

(2)在进行开市计算工作之前,要根据高层建筑的实际工况,确定合适的计算模型,特殊情况下能根据概念设计做相应的简化处理和计算。计算软件条件在输入时要严格的按照相关的规范和标准的规定进行,根据实际施工情况可以做特殊的处理。在对结构复杂的结构进行变形和内力分析时,要采取两种以上不同的力学模型,目前常用的理论有两种,分别是主拉应力和剪摩理论。主拉应力理论主要用于砖砌体,剪摩理论主要用在砌块结构上。

2.4 通过效能减震设计来抗震

效能减震一般是通过效能器和阻尼器来达到抗震的效果,且效果显著。消能器能够消耗地震的能量,阻尼器能够吸收地震的能量,从而使建筑主体结构的安全性得到保障。效能减震的应用范围广,在新旧建筑中都可以应用。

传统的抗震结构体系是通过改变结构的刚度来达到抗震的效果。但该体系也有不足之处。第一:这种设计的结果是建筑断裂,但并不倒塌,所以它不适合用于有纪念价值的建筑、造价比较高的建筑和核电发电站等。第二:建筑物的断裂是非弹性形变,非弹性形变是不可恢复性形变,经过地震的建筑物发生非弹性形变,震后建筑物的修复将成为一大难题,若建筑物形变比较严重将不可能被修复,只能摒弃原建筑用更多的资金建新的建筑。随着时代的进步,高层建筑物越来越多,建筑物的抗震要求也越来越高,传统的抗震结构体系的缺陷表现出来,不能使建筑物达到一定的抗震标准。新型的效能减震设计,能够使建筑物的抗震水平达到标准,其应用范围广,抗震效果显著。

2.5 通过防止共振的抗震设计

两个物体的自振周期接近时容易发生共振现象,地震时,建筑物和场地发生共振,建筑物将很容易倒塌。所以要提高建筑物的抗震性能就要防止共振的产生。建筑物的自振周期受结构的层数、结构类别和结构体系的影响,要避免建筑物和场地发生共振,就要使其的自振周期有所差异。所以要对这些影响因素做一些调整,来防止共振现象的出现。

参考文献:

[1]李军鹏,耿俊景.浅谈建筑结构抗震的概念设计.《城市建设理论研究(电子版)》.2013年18期

高层建筑的抗震措施范文3

关键词:多层砌体房屋抗震概念设计 抗震措施

目前我国砌体房屋普遍用于住宅、办公楼、医院、教学楼等民用建筑和公用建筑。其所用材料的脆性,抗拉、抗剪和抗弯的能力很低,抗震能力差,特别未经抗震设计的破坏尤为严重。

多层砌体房屋震害规律主要有:1.不同烈度区震害差异较大,特别在高烈度区以严重破坏或倒塌为主。2. 结构整体性差、抗连续倒塌能力低。3. 未进行抗震设计的老旧房屋破坏严重。4. 砌体与钢筋混凝土混合体系中砖砌体破坏严重。5. 不同结构体系抗震性能不同, 房屋复杂体形比简单体型破坏重;房屋震害横墙承重最轻,纵横墙承重次之,纵墙承重最重;空旷底层破坏重,端头大房间的震害加重;大空间顶层破坏重。特别村镇建筑震害严重,是最薄弱的环节。

一.多层砌体结构房屋抗震设计中存在的主要问题

1.建筑体型复杂,平立面严重不规则使得房屋在水平和垂直方向上刚度分布不均匀,地震时易因扭转效应和鞭梢效应而严重破坏。

2.房屋超高、超层,建筑在地震中震害严重易倒塌。

3.房屋底层空旷或顶层为大空间,砖墙数量减少而结构又未采取有效方法避免刚度的突变,地震时易破坏。

4.构造柱、圈梁问题,数量不够或配筋不足,结构的整体性、延性和抗塌性能很差。

5.墙体问题,采用120MM或180MM厚薄墙、预制板支撑长度不够、墙肢尺寸不足、山墙开洞过多或墙体承载力不足等,均在地震中易破坏。

6.悬臂构件挑出长度过大,易倾覆。

二.建筑结构抗震设防的目标和内容

新建筑抗震设计规范GB50011-2010继续采用“小震不坏,中震可修,大震不倒” 的三水准设防目标。地震的不确定性和复杂性使得建筑抗震设计依赖于设计人员的设计理念,抗震计算和抗震措施是不可分割的两个组成部分,其中“概念设计”(conceptual design)要远比“计算设计”(numerical design)更为重要。所谓“概念设计”是指根据地震灾害和工程经验等形成的基本设计原则和思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。良好的概念设计是建筑结构抗震性能的决定因素。

建筑结构抗震概念设计主要考虑以下几点:建筑平立面布置及其外形尺寸;抗震结构体系的选取、抗侧力构件的布置及结构质量的分布,结构构件与主体结构的关系及两者之间的锚拉;材料与施工质量等。

三.多层砌体房屋的抗震概念设计要求

多层砌体房屋抗震概念设计主要包括:

1. 房屋的高度和层数。限制层数和高度是提高多层砌体房屋的抗震能力主要的抗震措施。砌体房屋的高度限制是指设置了构造柱的房屋高度。

2. 建筑形体的规则性要求。科学合理的建筑形体和平立面布置,对多层砌体房屋抗震尤为重要的。“规则”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,直至承载力分布等诸多因素的综合要求。规则的建筑方案体现在体型(平面和立面的形状)简单,抗侧力体系的刚度和承载力上下变化连续、均匀,平面布置基本对称。即在平立面、竖向剖面或抗侧力体系上,没有明显的、实质的不连续(突变)。

3. 抗震结构体系的选择。首先,要使所选结构体系的计算简图受力明确、传力合理且传力路线不间断,这是结构选型与布置抗侧力体系时首先要考虑的条件。其次,应使结构体系具有多道抗震防线,避免因部分结构或构件破坏而导致整体破坏。一个多道抗震设防的结构体系,应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。

4. 结构整体性要求,各抗震构件之间的连接必须可靠。构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力;预埋件的锚固承载力不应低于连接件的承载力;装配式结构中各抗侧力构件必须有可靠措施以保证结构的空间协同工作。

四.多层砌体房屋的抗震措施

抗震措施不等同于抗震构造措施。抗震措施的内容包括,建筑总体布置、结构选型、地基抗液化措施、考虑概念设计对地震作用效应(内力和变形等)的调整,以及各种抗震构造措施等。根据笔者多年的设计经验,以七度抗震区的多层砌体房屋为例,有以下几点体会:

1. 层数及高度控制。按照规范GB50011-2010严格要求多层砌体房屋,7度(0.10g)时高度不超过18m、层数不超过6层,为了满足楼盖对传递水平地震力所需的刚度要求7度(0.15g)时高度不超过15m、层数不超过5层。多层砌体承重房屋的层高,不应超过3.6m。

5. 体系要求。应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。不应采用砌体和混凝土墙混合承重体系。纵墙开洞率不超过50%保证纵向的一定刚度。纵、横墙的布置宜均匀对称,平面内宜对齐,竖向宜上下连续,同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。规定抗震横墙最大间距满足楼盖传递水平地震力的刚度要求,现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖不超过15m, 装配式钢筋混凝土楼、屋盖不超过11m。楼板局部洞口尺寸不宜超过楼板宽度的30%,且不应在墙体两侧同时开洞;房屋错层的楼板高差超过500mm时,应按两层计算;错层部位的墙体应采取加强措施。结构抗震体系采用多道抗震防线,墙体为抗震第一道防线,合理设置构造柱和圈梁成为抗震的第二道防线。尽量采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖。

2. 规则性要求。建筑平立面宜尽可能简洁、规则,结构质量中心与刚度中心相一致。平面轮廓凹凸尺寸,不应超过典型尺寸的50%;当超过典型尺寸的25%时,房屋转角处应采取加强措。尽可能不防震缝,计算模型要符合实际,抗震分析要精确,易损部位要加强。设缝时,缝两侧均应设墙体,缝宽应根据烈度和房屋高度确定,可采用70mm~100mm,满足中震不碰。

3. 高宽比控制。最大房屋高宽比7度时不应超过2.5。

4. 局部尺寸控制。承重窗间墙最小宽度、外墙尽端和内阳角至门窗洞口边的最小距离均为1米,无锚固女儿墙(非出入口处)的最大高度不超过0.5米。可防止因局部破坏而导致的整体破坏。

5. 适当增加墙体面积与合理提高砂浆强度。提高墙体面积、砂浆强度等级能有效地提高房屋的抗震能力。

6. 其他要求。楼梯间不宜设置在房屋的尽端或转角处。楼梯间处构造柱、圈梁和墙内钢筋严格按照2010规范设置,使之成为抗震安全岛。不应在房屋转角处设置转角窗。烟道、风道不应削弱墙体,否则应采取水平筋等加强措施。

7. 抗震结构材料的选用及施工质量控制。尽量采用多孔砖、陶粒泥凝土砌块、加气混凝土板等轻质材料并要满足强度要求。钢材满足屈强比要求。施工程序要规范,保证工程质量。施工先砌墙后浇混凝土。砌体结构的纵横墙交接处应同时咬搓砌筑或采取拉接措施。

高层建筑的抗震措施范文4

关键词:地建筑结构, 抗震设计.抗震分析,概念设计

Abstract: by people for the mountain building structure of the existing security hidden danger to alert and attention, this article through the mountain building structure types of definition. Typical mountain building structure analysis of the earthquake damage of tall the existing design mistakenly classify horse and comb, and find out the mountain building structure existing in the aseismic design of special problems are pointed out, the mountain building structure the particularity of the seismic design of enough attention, theoretical study lags behind in engineering application, the proposal is in complete accumulate some research fruit should develop in a building structure after the code for seismic design of she.

Keywords: to building structure, seismic design. Seismic analysis, concept design

中图分类号:TU973+.31 文献标识码:A文章编号:

1 引言

虽然国内外不乏山地城市,但铁乏对山地建筑结构抗震设计特殊问题的认识及相关震害的调查和分析,有针对性的研究还较为少见。目前基本投有开展山地建筑结构设计特殊问题方面的系统研究,缺乏对山地建筑结构设计有指导意义的研究成果,更谈不上相关的设计规程或规范,理论研究明显滞后于工程实践的需要。设计人员只能按一般结构和根据设计经验进行设计.当遇到山地建筑结构特殊问题时经常无所适从,可能存在安全隐患。但不幸的是山地建筑结构的特殊性和由此带来的问题还投引起足够的重视。因此,迫切需要根据山地建筑结构的特点,归纳、梳理和总结其特殊阿题,并开展研究和提出对策及解决办法[1,2]。下面将对山地建筑结构的类型界定、建筑震害、设计误区、特殊问题等分别进行归纳和梳理。

2 山地建筑结构类型及设计误区分析

山地建筑结构是指山地建筑特有的结构形式。根据山地建筑特点,我们将山地建筑结构归纳为悬挑、吊脚、掉层、错层、连鏖、附崖等,或由这些形式组台而成。

由于目前现行规范对山地建筑结构没有给出明确的设计方法和指导措施,导致在设计中常常存在一些设计误区。下面通过5.12汶川地震中.典型山地建筑结构房屋的震害,来说明山地建筑结构设计存在的误区及需要注意的问题。

1)山地建筑结构架空层易形成柔弱底层,对于不等高柱架空,容易形成短柱,建议从概念设计上考虑和采取必要的抗震构造措施,尽量避免短柱和上刚下柔。

2)山地建筑架空层常会为了设计和施工方便,直接把桩基础伸出地面当柱使用,由于其抗弯和抗剪都较弱,容易在出地面桩身发生破坏,建议设计时勿用桩代替柱。

3)错层式山地建筑结构房屋在锩层部位楼梯柱(短柱)及梯段板麓害尤其严重,建议采取必要的抗震构造措施,设计时进行必要的抗震验算。

4)对于无法避免在陡坎附近建山地建筑,建议在设计时考虑局部场地的影响及陡坎边坡稳定问题。

5)由于山地建筑结构竖向刚度不规则,扭转效应明显,建议设计时底部加强。

6)从上述山地建筑结构震害可以看出,山地建筑结构抗震设计方法及山地建筑结构地震动输入问题有待进一步研究。

3 山地建筑结构的设计特殊问题

3.1 概念设计

建筑结构的抗震设计分为概念设计、抗震计算和抗震构造措施三个层次。概念设计是对结构整体抗震性能的总体把握,通常采用结构总高度限定、结构高宽比限定、结构的扭转控制等指标来体现。由于山地建筑结构接地方式的复杂性,则将这些指标的应用存在两个问题:一是指标的适用性;二是指标如何计算。概念设计中的指标是综合结构受力性能、经济性等在大量的工程实践和经验的基础上提出的,但没有考虑到山地建筑的特殊性,因此其在山地建筑结构中的合理性有待验证。现行规范对结构的总高度、结构高宽比、结构扭转控制等指标都规定了计算方法,但山地建筑结构中如何确定则有待分析,如吊脚、掉层、错层、连崖、附崖等结构的高度起算点如何定,取最高接地点还是最低接地点;这些结构的高宽比如何计算,也就是高宽比中高度和宽度如何取值等问题。

山地建筑结构概念设计体现可以有两种思路,一是根据概念设计的目的和山地建筑结构特点提出新的控制指标;二是以现有的概念设计指标为依据,考虑山地建筑结构特点加以修正。这两种思路均应以大量的算例分析为依据,但相对而言,第二种思路更具有操作性。

3.2 分析方法与地震作用

分析方法是指采用什么方法进行山地建筑结构的抗震分析。现行的抗震分析方法是基于基础固端且各固端输入相同进行的地震分析,分析方法主要为反应谱法和时程方法。但悬挑、吊脚、掉层、错层、连崖、附崖等形式的山地建筑结构由于接地方式的复杂性,地基相连点间有高差,受局部地形影响明显。现行的结构抗震分析方法在山地建筑结构的抗震分析的适用性有待研究。考虑地基-结构相互作用的精细抗震分析模裂是进行山地建筑结构抗震分析的理想模型,但由于地基影响范围、计算量等影响,难以在结构设计中采用,但可以作为山地建筑结构抗震分析方法研究的基础和依据。在现行的结构抗震分析方法基础上的修正方法不失为一种好的方法,但必须以大量的研究为前提。

地震作用计算是以抗震分析方法相对应的,不同的地抗震分析方法采取的地震作用计算方法不相同。当山地建筑结构仍采用反应谱法分析时,由于局部地形对地震动谱特性的影响,则地震作用计算还有待调整。

3.3 结构抗震分析与计算

山地建筑结构分为悬挑、吊脚、掉层、错层、连崖、附崖等形式,应对这些结构的抗震性能加以分析,包括其受力特点、变形特点、薄弱部位等。在此基础上提出不同结构的适应条件和相应的构造措施。

另外,山地建筑结构会出现一些特殊部位,如山地建筑的吊脚架空结构、地下室、山地建筑转换层、掉层位置等,应对这些特殊部位加以分析。

山地建筑由于地形环境的影响容易形成一侧嵌入、两侧嵌入或三侧嵌入的地下室,这种地下室在地震作用下的性能特点和抗震性能有待研究。如掉层形式的山地建筑结构,基础出现在不同高度,目前没有相应的抗倾覆验算方法,有必要在分析的基础上提出合适的山地建筑抗倾覆验算方法。

3.4抗震构造措施

抗震构造措施是结构抗震性能的重要保障。山地建筑结构除了一般建筑结构的抗震构造措施外还有特殊部位的抗震构造措施,主要涉及吊脚、掉层、错层等结构接地部分的抗震构造措施;吊脚和掉层结构最高接地点处平台的抗震构造措施:错层部位竖向构造的抗震构造措施;连崖结构的连崖构件的抗震构造措施;以及附崖结构的附崖构件的抗震构造措施等。

对吊脚、掉层、错层结构的接地构件是重要的受力构件,也是结构的薄弱位置之一,其受力复杂,应在该类结构抗震分析基础上,分析其抗震特性,提出合理的抗震构造措施以保证结构的抗震性能。吊脚和掉层结构最高接地点处平台类似是结构的转换层,是将上部结构的荷载合理地传至下部结构的关键部位,除从抗震计算进行合理的抗震设计外,还应给出合理的抗震构造措施使该部位具有足够的抗震性能。

错层结构错层处竖向构造受力复杂,往往形成短柱或受力复杂的剪力墙,是结构的关键构件之一,应给出合理的抗震构造措施满足该构件的抗震性能。

连崖结构的连崖构件和附崖结构的附崖构件的可靠性是这两类结构抗震性能的重要保障,因此应提出相应的构造措施保证其地震作用下的安全性。

4 结语

随着城市化的发展山地建筑越来越多。与一般的建筑结构相比,山地建筑结构具有若干特殊的抗震设计问题,但目前山地建筑结构的抗震问题没有得到足够的重视,应该对山地建筑结构的特殊问题应引起重视,在积累了一定研究成果的条件下应编制有关山地建筑结构的抗震设计规程。

参考文献:

高层建筑的抗震措施范文5

【关键词】隔震;时程分析;水平向减震系数;抗震措施

随着隔震理论和技术的研究推广,隔震设计已逐渐应用在一些重要的建筑上,并经受住地震的考验。隔震体系通过延长结构的自振周期,能够减小结构的水平地震作用,从而减轻或消除结构和非结构的地震损坏。

隔震体系由隔震层(包括隔震支座)、隔震层以上结构和以下结构组成。隔震体系的计算,一般采用时程分析法。隔震体系的计算简图,应增加由隔震支座及其顶部梁板组成的质点;当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心不重合时,应计入扭转效应的影响。隔震层顶部的梁板结构,应作为其上部结构的一部分进行计算和设计。

1 采用时程分析法进行隔震设计的计算分析

采用时程分析法计算隔震与非隔震结构时,输入地震波的反应谱数量可取三组、七组或七组以上,应按建筑场地类别和设计地震分组选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线,其中实际强震记录的数量不应少于总数的2/3,多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。弹性时程分析时,每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%,多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。时程分析计算结果宜取包络值。

2 水平向减震系数和隔震层以上结构地震作用的确定

隔震层以上结构的水平地震作用可根据水平向减震系数确定,隔震后的水平地震影响系数最大值可按下式计算,

=

式中,为水平向减震系数,对于多层建筑,为按弹性计算所得的隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值;对于高层建筑,尚应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值,并与层间剪力的最大比值相比较,取二者的较大值;为非隔震的水平地震影响系数最大值;为调整系数,一般橡胶支座取0.80。

隔震后隔震层以上结构的总水平地震作用不得低于非隔震结构在6度设防时的总水平地震作用,并应进行抗震验算;各楼层的水平地震剪力尚应符合《建筑抗震设计规范》对本地区设防烈度的最小地震剪力系数的规定。

考虑到隔震层不能隔离结构的竖向地震作用,隔震结构的竖向地震力可能大于其水平地震力,竖向地震的影响不可忽略,故要求当9度和8度且水平向减震系数不大于0.3时,隔震层以上结构应进行竖向地震作用的计算。

3 隔震层以上结构抗震措施的确定

隔震层以上结构的抗震措施,当水平向减震系数大于0.4时,不应降低非隔震时的有关要求;水平向减震系数不大于0.4时,可适当降低非隔震时的有关要求,但烈度降低不得超过1度,且与抵抗竖向地震作用有关的抗震构造措施不应降低。值得注意的是,抗震措施一般没有对8度(0.30g)和7度(0.15g)的具体规定,因此,当时抗震措施不降低,对于7度(0.15g)设防时,即使β

4 工程实例

4.1 工程概况

临沧市青华医院外科楼位于云南省临沧市,抗震设防烈度8度(0.20g),设计地震分组第三组,场地类别Ⅱ类,特征周期0.45s。采用钢筋混凝土框架剪力墙结构,一层地下室,塔楼十七层,隔震层设在一层以下,塔楼总高度67.700m,平面宽度21.600m,高宽比约为3.13。抗震设防类别属重点设防类。

4.2 ETABS模型建立

本工程使用有限元软件ETABS建立隔震与非隔震结构模型,并进行计算分析。ETABS具有强大的线性与非线性动力分析功能,其中连接单元能够准确模拟橡胶隔震支座。本结构模型接力PKPM建模得到。

4.3 地震动输入

本工程选取了5条实际强震记录和2条人工模拟加速度时程曲线。时程分析法与振型分解反应谱法计算的基底剪力如表1所示。

注:比例为个各时程分析与振型分解反应谱法得到的结构基底剪力之比。

4.4 设防地震(中震)分析

《叠层橡胶支座隔震技术规程》规定:隔震房屋两个方向的基本周期相差不宜超过较小值的30%。设防地震(中震)作用下,隔震结构两个方向的基本周期见表2。

多条时程曲线计算所得隔震结构与非隔震结构层间剪力比、层倾覆力矩比的最大值(多条曲线的平均值)出现在2层,见表3。由表3知,隔震前后隔震层以上结构层间剪力比值的最大值为0.401,层倾覆力矩比值的最大值为0.377,根据《建筑抗震设计规范》第12.2.5条,隔震后水平地震影响系数最大值==0.401*0.16/0.8=0.0803。

因本工程抗震设防烈度为8度(0.2g),水平向减震系数

β=0.401>0.30,故隔震层以上结构不需考虑竖向地震作用。

4.5 隔震层以上结构抗震措施的确定

因水平向减震系数β=0.401>0.40,由前述可知,对隔震层以上结构的抗震措施不应降低非隔震时的有关要求,即仍按本地区抗震设防烈度确定隔震层以上结构的抗震措施,但因本工程抗震设防类别属重点设防类,根据《建筑工程抗震设防分类标准》,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施。查《高层建筑混凝土结构技术规程》表3.9.3,按9度设防的框架剪力墙结构对应的只有高度≤50m的抗震等级,但根据《高规》第3.9.7条规定:甲、乙类建筑按本规程第3.9.1条提高一度确定抗震措施时, 如果房屋高度超过提高一度后对应的房屋最大适用高度,则应采取比对应抗震等级更有效的抗震构造措施。因此,本工程隔震层以上结构抗震措施的抗震等级为框架一级、剪力墙一级,抗震构造措施的抗震等级为特一级。

5 结论

隔震设计的目的是减少隔震层以上结构的水平地震作用,因此隔震层以上结构的地震作用计算是隔震设计的重要内容;时程分析法是隔震设计的常用计算方法,正确输入地震加速度时程曲线是时程分析法的关键;通过时程分析法计算隔震与非隔震结构得到的水平向减震系数来确定隔震后的水平地震作用和上部结构的抗震措施,是隔震设计的基本步骤。

参考文献:

[1]GB50011-2010建筑抗震设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2010.

[2]CECS 126:2001叠层橡胶支座隔震技术规程. 北京:中国标准出版社,2001.

[3]丰定国,王社良.等.抗震结构设计(第二版).武汉:武汉理工大学出版社,2003.

高层建筑的抗震措施范文6

关键词:高层建筑结构概念设计抗震

前言:由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载,建筑物的地震破坏机理又十分复杂,存在着许多模糊和不确定因素,在结构内力分析方面,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,计算方法还很不完善,单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。

1 高层建筑抗震结构设计的基本原则

1.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能

(1)结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。

(2)对可能造成结构的相对薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。

(3)承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

1.2 尽可能设置多道抗震防线

(1)一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架―剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成,或由双肢或多肢剪力墙体系组成。

(2)强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度,有意识地建立一系列分布的屈服区,主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度,以使结构能吸收和耗散大量的地震能量,提高结构抗震性能,避免大震时倒塌。

(3)适当处理结构构件的强弱关系,同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后,其他抗侧力构件仍处于弹性阶段,使“有效屈服”保持较长阶段,保证结构的延性和抗倒塌能力。

(4)在抗震设计中某一部分结构设计超强,可能造成结构的其他部位相对薄弱,因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小,改变抗侧力构件配筋的做法,都需要慎重考虑。

1.3 对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力

(1)构件在强烈地震下不存在强度安全储备,构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。

(2)要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化,一旦楼层(部位)的比值有突变时,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了整个结构各部位刚度、承载力的协调。

(4)在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位),使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移,这是提高结构总体抗震性能的有效手段。

2 提高短柱抗震性能的应对措施

有抗震设防要求的高层建筑除应满足强度、刚度要求外,还要满足延性的要求。钢筋混凝土材料本身自重较大,所以对于高层建筑的底层柱,随着建筑物高度的增加,其所承担的轴力不断增加,而抗震设计对结构构件有明确的延性要求,在层高一定的情况下,提高延性就要将轴压比控制在一定的范围内而不能过大,这样则必然导致柱截面的增大,从而形成短柱,甚至成为剪跨比小于1.5的超短柱。众所周知,短柱的延性很差,尤其是超短柱几乎没有延性,在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时,很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌。

混凝土短柱的延性主要受轴压比的影响,同时配箍率、箍筋的形式对混凝土短柱的影响也很大。高层混凝土结构短柱,特别是结构低层的混凝土短柱,其轴压比很大,破坏时呈脆性破坏,其塑性变形能力很小。提高混凝土短柱的抗震性能,主要也就是提高混凝土短柱的延性。因此,可以从以下几方面着手,采取措施提高混凝土的抗震性能。

2.1 提高短柱的受压承载力

提高短柱的受压承载力可减小柱截面、提高剪跨比,从而改善整个结构的抗震性能。减小柱截面和提高剪跨比,最直接的方法就是提高混凝土的强度等级,即采用高强混凝土来增加柱子的受压承载力,降低其轴压比;但由于高强混凝土材料本身的延性较差,采用时须慎重或与其他措施配合使用。此外,可以采用钢骨和钢管混凝土柱以提高短柱的受压承载力。

2.2 采用钢管混凝土柱

钢管混凝土是套箍混凝土的一种特殊形式,由混凝土填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构材料。由于钢管内的混凝土受到钢管的侧向约束,使得混凝土处于三向受压状态,从而使混凝土的抗压强度和极限压应变得到很大的提高,混凝土特别是高强混凝土的延性得到显著改善。同时,钢管既是纵筋,又是横向箍筋, 其管径与管壁厚度的比值至少都在90以下,相当于配筋率至少都在4.6%。

当选用了高强混凝土和合适的套箍指标后,柱子的承载力可大幅度提高,通常柱截面可比普通钢筋混凝土柱减小一半以上,消除了短柱并具有良好的抗震性能。

2.3 采用分体柱

由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多,在地震作用下往往是因剪坏而失效,其抗弯强度不能完全发挥。因此,可人为地削弱短柱的抗弯强度,使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度,这样,在地震作用下,柱子将首先达到抗弯强度,从而呈现出延性的破坏状态。分体柱方法已在实际工程中得到应用。人为削弱抗弯强度的方法,可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为2或4个柱肢组成的分体柱,分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键,以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般,连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻尼器、素砼连接键等形式。

3 结束语

抗震概念设计是高层建筑结构设计中应高度重视的部分,但是地震又是一种随机性振动,这就要求我们的结构工程师们不仅需要具有扎实的计算设计功底,还要具备清晰的概念和丰富的实践经验,在设计过程中更好地运用概念设计去解决理论和细节问题,从而创造出更加安全、适用、经济美观的高层建筑。

可以说,高层建筑本身就是一项系统工程。要搞好这项工程,必须通过了解工程对象,掌握工程特点,进而采取相应措施,保证建筑的质量与效果。随着当今社会的发展,高层建筑将成为未来建筑的主要趋势,我们建筑工作者有必要也有责任掌握更多的高层建筑的设计知识,为我国的建筑业服务。

参考文献

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002,11

[2]徐宜,丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨(J].江苏建筑,2009