高層建筑抗震論文2篇

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第一篇

一、高層建筑抗震設(shè)計原則

1．1結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力等性能

高層建筑物想要具備抗震能力，則構(gòu)成該建筑的架構(gòu)構(gòu)件應(yīng)該具備必要的承載力，其剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性等性能都應(yīng)該較強(qiáng)。為此，建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計的時候應(yīng)該要注意“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱”的設(shè)計原則。同時，對于整個結(jié)構(gòu)中抗震性能較弱的地方要注意采取抗震加強(qiáng)措施增強(qiáng)其抗震性能，而對于承載力過多的重點構(gòu)件要注意適當(dāng)增加一些支點以分擔(dān)其承載力。

1．2盡可能多的設(shè)置多道抗震防線

高層建筑的抗震系統(tǒng)應(yīng)該由若干個單元抗震系統(tǒng)組成。這些單元抗震系統(tǒng)之間相互協(xié)作共同起到抗震作用。一般強(qiáng)地震過后還會有一些余震，如果高層建筑只是設(shè)置了一道抗震防線，那么當(dāng)遇到余震時建筑物就沒有抵抗余震的能力，很可能出現(xiàn)倒塌的情況。因此，高層建筑物應(yīng)盡可能設(shè)置多道防線，如此就能夠增強(qiáng)建筑物的抗震性能。除此之外，對于構(gòu)件各部分之間的強(qiáng)弱關(guān)系應(yīng)當(dāng)引起注意，在進(jìn)行設(shè)計的時候要注意當(dāng)強(qiáng)地震使主要的構(gòu)件遭受損壞的時候，其他的主要構(gòu)件應(yīng)該仍處于完好的狀態(tài)，能夠抵御地震作用，保持建筑的穩(wěn)定性。

1．3增強(qiáng)薄弱構(gòu)件的抗震能力

一般，承載力是衡量一個構(gòu)件強(qiáng)弱的主要因素。要想使高層建筑具備較強(qiáng)的抗震能力，就必須要使樓層的實際承受能力和設(shè)計計算的彈性受力的比值保持在一個相對數(shù)值范圍之內(nèi)，這樣一旦樓層受到地震的重創(chuàng)就會有一定的彈性變形。另一方面，應(yīng)該有意識的加強(qiáng)薄弱構(gòu)件的抗震性能，使之有足夠的變形能力而不會發(fā)生錯位倒塌的情況。

二、高層建筑的抗震設(shè)計要點

在進(jìn)行高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，從整體方面把握建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，然后按照地震作用對結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制和破壞過程，靈活運(yùn)用抗震設(shè)計原則，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。接下來將對高層建筑物抗震設(shè)計中的要點進(jìn)行闡述。

2．1結(jié)構(gòu)規(guī)則性

高層建筑設(shè)計應(yīng)該根據(jù)抗震概念設(shè)計的要求明確規(guī)定建筑形體的規(guī)則性，重視建筑平面、立面以及豎向剖面的規(guī)則性對建筑物抗震性能的影響。因為規(guī)則的平面和立面容易從其表面的反應(yīng)觀測出地震來臨時所發(fā)生的現(xiàn)象，進(jìn)而根據(jù)具體的情況采取相應(yīng)的抗震措施，以及對部分構(gòu)件進(jìn)行細(xì)致的處理。建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性不僅指的是建筑物平面的尺寸滿足規(guī)范要求，同時建筑平面的承載力、剛度、穩(wěn)定性等性能也應(yīng)該根據(jù)具體的設(shè)計合乎規(guī)范。一般對于建筑物的平面要求其對稱、造型簡單，承載力、剛度等性能均勻分布，并且立面要具備一定的扭轉(zhuǎn)力。如此在遭遇地震時就可以盡量降低整體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的影響了。

2．2層間位移限制

高層建筑物在遭受地震的作用下，一般樓層之間會產(chǎn)生一定的位移，從而致使各個樓層之間錯位，如果樓層間的位移超過限制就會發(fā)生倒塌的現(xiàn)象。根據(jù)以往的地震研究發(fā)現(xiàn)，層間位移的限度不僅與建筑施工所使用的材料有關(guān)，而且還與整個建筑物結(jié)構(gòu)體系有關(guān)。一般鋼筋混凝土相對于純鋼結(jié)構(gòu)來說，對于高層建筑層間位移的限制較為嚴(yán)格;風(fēng)荷載作用下的限度相對來說要求也較為嚴(yán)格。一般，基于位移的抗震設(shè)計方法以結(jié)構(gòu)的容許位移為出發(fā)點，在設(shè)計的最后以結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度進(jìn)行檢驗，充分考慮各部件的破壞。因此，在實際的設(shè)計過程中應(yīng)該綜合考慮，設(shè)計出具有較強(qiáng)剛度又具有較高承載力的高層建筑。

2．3控制地震的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

大多數(shù)高層建筑物在地震中倒塌的主要原因在于建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則、不對稱，使得高層建筑在遭受地震作用時由于建筑構(gòu)件各部分受力不平衡而致使樓層之間發(fā)生位移，層間的水平負(fù)荷中心與建筑結(jié)構(gòu)的中心錯位。另外，在發(fā)生地震時還容易出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)而使結(jié)構(gòu)整體倒塌。因此，對于建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)影響應(yīng)該充分引起我們的注意。因為，在發(fā)生地震時建筑物各個樓層間所發(fā)生的形變量不同。其中距離建筑中心遠(yuǎn)的構(gòu)件發(fā)生的形變量較大，距離建筑結(jié)構(gòu)中心近的構(gòu)件發(fā)生形變量較小。同時由于發(fā)生層間位移，所以各個樓層的中心就不在一條直線上。所以在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該為層間形變預(yù)留較大的空間，對于樓層間的支撐柱體應(yīng)該注意加強(qiáng)其扭轉(zhuǎn)能力和恢復(fù)力，這樣在地震時就可以有彈性的形變，不至于因為扭轉(zhuǎn)超過限制而發(fā)生倒塌的情況。

2．4減小地震能量輸入

減小地震的能量輸入要求，建筑結(jié)構(gòu)的形變能力滿足限定的地震作用下的形變要求。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時除了要對構(gòu)件的各種性能進(jìn)行控制外，還要對地震作用下層間的位移限度、構(gòu)件的形變限度進(jìn)行有效的控制。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論從靜力法到動力時程分析法都是以加速度或建筑物各部分構(gòu)件的受力情況為基礎(chǔ)的，這對于剛性的建筑結(jié)構(gòu)有一定的作用。但是從近幾年的幾次大地震中可以看出單一強(qiáng)度條件并不能夠充分的對建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力進(jìn)行評估。一般，建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈的地震作用下，其抗震能力呈現(xiàn)一種非線性的關(guān)系，即所輸入的能量并不隨著變形量的增加而呈直線狀增大，地震所輸入的能量有可能發(fā)生擴(kuò)展形變，從而對地震的反應(yīng)產(chǎn)生影響。因而，在進(jìn)行建筑設(shè)計時要注意考慮多方面性能，確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能滿足要求。

2．5合理選擇結(jié)構(gòu)類型

傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計未能充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料的作用期限等各種因素，因而其結(jié)構(gòu)設(shè)計通常都不夠合理。高層建筑在進(jìn)行設(shè)計時，一般要考慮到建筑的豎向負(fù)載主要是使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生軸向力，水平負(fù)載主要是使建筑能夠產(chǎn)生一定的扭轉(zhuǎn)。豎向的負(fù)載其隨著高度的增加一般不會發(fā)生太大的變化，而水平的荷載其受力方向可以來自任何一個方向。因此，在設(shè)計的時候我們應(yīng)該重點考慮到水平負(fù)載的性能設(shè)計。對于水平負(fù)載應(yīng)該盡量使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這樣不僅可以承受較大的負(fù)荷，而且其扭轉(zhuǎn)力能力較大，可以滿足更大的地震作用。

三、結(jié)語

地震作用的影響因素復(fù)雜多變，它是一種隨機(jī)、不可預(yù)見并且沖擊力非常強(qiáng)大的外部作用。因此，設(shè)計師在進(jìn)行高層建筑設(shè)計時一定要遵循高層建筑設(shè)計原則，充分把握高層建筑的抗震設(shè)計要點，努力做到高層建筑在地震作用時建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目標(biāo)。

作者：靳同良 王多祥 單位：蘭州有色冶金設(shè)計研究院有限公司

第二篇

一、超限高層建筑抗震設(shè)計中的問題

1.1材料對超限高層建筑抗震設(shè)計的影響

質(zhì)量是建筑的核心，而建筑的抗震性能是體現(xiàn)建筑質(zhì)量的主要因素，對建筑質(zhì)量的影響極大，然而，在當(dāng)今超限高層建筑抗震設(shè)計中，卻由于由于多種原因造成抗震設(shè)計的質(zhì)量出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題，材料對其造成的影響只是其中一個重點要素[1]。材料的影響主要表現(xiàn)在材料的質(zhì)量、材料的不匹配等問題，在超限高層建筑工程設(shè)計中，有很多工作人員為某一己之私而在施工中用一些質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料，嚴(yán)重影響的建筑的抗震性能；另外，還有些工作人員在設(shè)計中會將一些其他的建筑抗震設(shè)計方案引入到該建筑物中，而由于建筑物的高度以及整體結(jié)構(gòu)都有所不同，導(dǎo)致出現(xiàn)“張冠李戴”的現(xiàn)象，與實際的建筑缺乏匹配度，導(dǎo)致超限高層建筑抗震設(shè)計受到了一定的影響，使建筑的安全性降低達(dá)不到超限高層建筑抗震的標(biāo)準(zhǔn)[2]。

1.2平面結(jié)構(gòu)設(shè)計對超限高層建筑物抗震設(shè)計的影響

超限高層建筑物的平面結(jié)構(gòu)設(shè)計是與建筑物外形有著直接的聯(lián)系，當(dāng)然也與建筑物抗震設(shè)計有著密切的關(guān)系，同時超限高層建筑的平面設(shè)計與施工難度有著直接的聯(lián)系，然而，在當(dāng)今超限高層建筑平面設(shè)計中卻存在一定的問題，平面結(jié)構(gòu)設(shè)計引起的施工難度過大，而導(dǎo)致的超限高層建筑抗震的施工也受到了一定的阻礙，即使能順利施工也會因為結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理對超限高層建筑抗震性能造成一定的影響，在后期的使用中依舊存在重大的安全隱患[3]。另外，如果平面結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理，會造成無法準(zhǔn)確的確定超限高層建筑抗震的均衡點的位置，尤其是超限高層建筑設(shè)計中需要考慮的因素較多，可能會在平面結(jié)構(gòu)設(shè)計中會漏掉某些細(xì)節(jié)的設(shè)計，一些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)出現(xiàn)問題也會導(dǎo)致超限高層建筑整體的抗震性安全性受到一定的影響。

1.3受力體系對超限高層建筑抗震設(shè)計帶來的影響

受力體系是建筑抗震設(shè)計中需要考慮的重要因素，而且每個建筑的受力體系也各不相同，這與設(shè)計者的經(jīng)驗沒有太大的聯(lián)系，因此，在設(shè)計的過程中不能光憑經(jīng)驗來完成設(shè)計，而且，確實有這種情況發(fā)生，覺得自己有著多年的設(shè)計經(jīng)驗，就沒有詳細(xì)的對建筑受力體系進(jìn)行分析，通過以前的經(jīng)驗直接按部就班的放到設(shè)計里，最終導(dǎo)致建筑的受力體系與抗震設(shè)計發(fā)生了矛盾，造成超限高層建筑抗震的性能降低，使得建筑整體缺乏安全性和穩(wěn)定性。

二、超限高層建筑抗震設(shè)計優(yōu)化

2.1做好超限高層建筑設(shè)計的前期工作

由第一部分得知，建筑材料對超限高層建筑設(shè)計抗震設(shè)計的影響及其的嚴(yán)重，因此在設(shè)計前要做好前期的準(zhǔn)備工作，主要對設(shè)計中涉及到的材料質(zhì)量、數(shù)量、規(guī)格等做好相應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計，通過對材料的了解再進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計，尤其是材料的性能參數(shù)一定要做好詳細(xì)的分析，因為有很多材料類型差不多，但是，還是有著細(xì)節(jié)上的差別。另外，還應(yīng)對超限高層建筑地點的地質(zhì)地貌、周邊環(huán)境等進(jìn)行詳細(xì)的分析，這些因素對超限高層建筑抗震設(shè)計也有著一定的影響[4]。因此，要做好前期的材料搜集、整理的工作，要確保相關(guān)數(shù)據(jù)材料收集的全面性和準(zhǔn)確性。通過做好前期的準(zhǔn)備工作，不管是在超限高層建筑的整體設(shè)計還是對建筑的抗震設(shè)計需要將這些數(shù)據(jù)作為設(shè)計的基礎(chǔ)，進(jìn)而確保設(shè)計過程中避免出現(xiàn)一些誤差。

2.2對超限高層建筑物平面結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化

超限高層建筑的設(shè)計要比平常的多層、高層的設(shè)計特點復(fù)雜的多，而且對超限高層建筑抗震設(shè)計的本身要求也特別高，因此，在這種情況下超限高層建筑抗震設(shè)計中，應(yīng)全面的考慮各種因素，將其作為優(yōu)化方案的因素[5]。另外，在對超限高層建筑抗震設(shè)計的過程中，設(shè)計者要根據(jù)實際情況，再結(jié)合多種有關(guān)設(shè)計因素，如，抗震指數(shù)、施工方式等，設(shè)計出多種超限高層建筑抗震設(shè)計方案，然后再通過多種方案的相互比較，選擇出最優(yōu)化的方案，通過這種優(yōu)化方式，能更好的做好超限高層建筑的抗震設(shè)計，而且，以這種設(shè)計優(yōu)化方式，一旦發(fā)現(xiàn)方案中存在設(shè)計問題或安全隱患能及時的比較出來，并及時的改正，對建筑抗震性能具有很大的保障。

2.3明確超限高層建筑抗震設(shè)計中的受力體系

隨著社會不斷的發(fā)展，人們不僅對建筑的質(zhì)量要求提高了，同時也對建筑物的外觀有著一定的要求，美觀、大氣、上檔次是建筑外觀表現(xiàn)出來的典型特點，但是有很多建筑物只考慮到外觀設(shè)計，卻忽略了建筑的受力體系，對建筑物的抗震性能帶來直接的影響，如果這種現(xiàn)象出現(xiàn)在超限高層建筑的設(shè)計中，勢必會為建筑物帶來更大的安全隱患，因此，在對超限高層建筑物抗震設(shè)計中一定要明確建筑物的受力體系。建筑的外觀要求是要滿足的，而在達(dá)到這個要求的同時，還需要設(shè)計者充分考慮到超限高層的抗震設(shè)計，要盡量以后者為主，畢竟后者是關(guān)乎到建筑物使用的安全性。可以通過力學(xué)的知識來尋找超限高層建筑抗震設(shè)計受力體系中的平衡點，以此來實現(xiàn)超限高層建筑的抗震要求。

三、結(jié)語

該文主要針對于超限高層建筑抗震設(shè)計中的問題進(jìn)行了具體的分析，通過本文的探討，我們了解到，在進(jìn)行超限高層建筑抗震設(shè)計的過程中，設(shè)計人員應(yīng)及時的發(fā)現(xiàn)問題，并且采取有效的措施解決問題，才能夠進(jìn)一步提高建筑的抗震性能，促進(jìn)建筑的良好使用。

作者：蔣寶鋒 單位：東營市建筑設(shè)計研究院