浅谈高层建筑结构抗震设计?

作者&投稿:孛浅 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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浅谈高层建筑结构抗震设计具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
一、高层建筑发展概况
80年代,是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店,它是一座现代化的高级宾馆,总高153.52m,全部采用框架一芯墙全钢结构体系,深圳发展中心大厦43层高165.3m,加上天线的高度共185.3m,这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。深圳于1995年6月封顶的地王大厦,81层高,385.95m为钢结构,它居目前世界建筑的第四位。
二、建筑抗震的理论分析
(一)建筑结构抗震规范
建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。
(二)抗震设计的理论
1、拟静力理论。拟静力理论是20世纪10~40年代发展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。
2、反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40~60年代发展起来的,它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。
3、动力理论。动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而完成抗震设计工作。
三、高层建筑结构抗震设计
(一)抗震措施
在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
(二)高层建筑的抗震设计理念
我国《建筑抗震规范》(GB50011-2001)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率(或重现期)来区分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重现期50年;设防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重现期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重现期1641-2475年,平均约为2000年。
对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。
(三)高层建筑结构的抗震设计方法
我国的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定:1、高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法。2、除1款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法。3、特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

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研究复杂高层与超高层建筑结构设计要点?
答:1 复杂高层与超高层建筑结构设计中需要注意的问题 在复杂高层与超高层建筑结构设计中,为保证建筑结构设计能满足相关标准,则需要重点开展以下几方面的质量控制:1.1 抗震设防烈度 与常规建筑相比,复杂高层与超高层建筑的主要特征就是“高”,在该特征的影响下,建筑的抗震设防烈度十分重要,如果建筑抗震...

高层建筑的结构对抗震性能及灾难逃生的影响?
答:目前,绝大部分高层建筑都是框架剪力墙结构。而这种结构的特性就是小震不坏、中震可修、大震不倒!高层建筑的抗震设计原则是“小震(烈度约为5.45度)不坏、中震(烈度为7度)可修、大震(烈度为8度)不倒”,其结构具备必要的承载力刚度和延性。此外,我国的高层建筑的主要结构体系为框架结构、剪力墙结构和框架剪力...

建筑设计在建筑抗震设计中的探讨?
答:在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件,使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体,充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。三、建筑竖向布置设计问题建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。无论是单层或多层,还是高层建筑或超高...

建筑结构抗震设计问题和改进建议?
答:3.2框架结构建筑设计改进策略。建筑结构抗震设计中不建议采用单跨框架结构,在《抗震规范》第6.1.5条规定,“高层建筑不用采用单跨框架结构,多层建筑不宜采用单跨框架结构”。显而易见,单跨框架的混凝土结构抗震能力低弱,在08年汶川地震灾害经验表明,采用单跨框架架构建筑的学校等其他建筑,在地震...

(1)简述《高规》对高层建筑结构抗震措施的要求。
答:高层建筑设计过程中,需要对抗震结构投入更多的时间和精力,使建筑的安全性更符合人们的需要。抗震结构设计要考虑多个方面的内容,建筑设计人员要基于对抗震结构与建筑材料性能的掌握的基础上,采取针对性的措施对建筑结构进行综合设计,确保抗震性能良好。在建筑抗震设计中,需要遵循以下原则:(1)整体性原则...

北京高层住宅怎么防震国家对高层建筑抗震要求
答:4、是看抗震力。在国际上,地震震级采用里氏震级指标,分为1-8.9级,1-3级对建筑物无损坏,4级对建筑物有轻微破坏,5级以上就开始破坏建筑物。因此,5级以上的地震区在住宅设计时应考虑防震。砖混结构的优点是造价低,保温、隔热性能好,便于施工。5、钢筋混凝土结构适用于中高层住宅,其中高层住宅...

浅谈高层建筑结构设计?
答:下面是中达咨询给大家带来关于浅谈高层建筑结构设计的相关内容,以供参考。一、高层建筑的特点1.在相同的建设场地中,建造高层建筑可以获得更多的建筑面积,这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。设计精美的高层建筑还可以为城市增加景观,如马来西亚首都的石油大厦和上海的金茂大厦等。但高层建筑太多、太密集也会对...

高层建筑抗震设计中的错层结构
答:抗震设计时,高层建筑沿竖向宜避免错层布置。当房屋不同部位因功能不同而使楼层错层时,宜采用防震缝划分为独立的结构单元。独立的结构单元宜采用防震缝划分为独立的结构单元。相近的结构体系错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系。不应归并为一个刚性楼板错开的楼层不应归并为一个刚性楼板。 抢首...

高层建筑结构刚度退化与抗震性能分析?
答:此方法在分析过程中会受到多种因素的影响,使其计算结果产生误差,比如阻尼取值、材料模型、操作失误等因素,所以必须在设计过程中对分析结果进行合理的评判。2高层建筑结构地震作用响应的影响因素 (1)高层建筑结构抗震设计分析评价指标 高层建筑结构在进行基于性能的抗震设计时,通常采用弹塑性分析方法,在对...

什么是建筑结构的抗震设计?
答:建筑结构:应根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁类四个抗震设防类别。建筑的抗震设防类别划分见国家标准《建筑抗震设防分类标准》GB 50223的规定,也可见《建筑抗震设计手册》(1994年版)高层建筑没有丁类抗震设防。各抗震设防类别的高层建筑结构,其抗震措施应符合下列要求:甲类、乙类建筑:...