高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)論文范文

　　摘要:隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。防震概念設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分，直接關(guān)系到高層建筑物在自然災(zāi)害的影響下能否會(huì)給人們?cè)斐缮�命和�?cái)產(chǎn)的危害。所以本文先分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念的概述，然后從四個(gè)方面闡述了高層建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用策略。

　　關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震概念;應(yīng)用

　　防震設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必不可少的一部分，并且地震是一種無(wú)法消除的自然災(zāi)害。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)采取科學(xué)、合理的措施來降低地震對(duì)高層建筑物的危害系數(shù)，以提高高層建筑物的穩(wěn)定性，從而保證人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，這同時(shí)也是我國(guó)高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝不斷優(yōu)化的必然結(jié)果。

　　1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念概述

　　地震的發(fā)生是無(wú)規(guī)律的，因此做好高層建筑物的防震設(shè)計(jì)是十分必要的。實(shí)踐證明，只有利用科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)措施，整體布局高層建筑的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，才能降低地震對(duì)于高層建筑物的危害。一般抗震設(shè)計(jì)是從抗震值和抗震措施兩個(gè)方面進(jìn)行的，其過程是:地震情況統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、提出概念�？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是保證高層建筑整體的穩(wěn)固性和細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的抗震性。簡(jiǎn)單地說，抗震概念設(shè)計(jì)就是基于工程抗震的基本理論和實(shí)際的抗震經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的工程抗震概念，是決定建筑物抗震能力的基礎(chǔ)�？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)中包含空間作用、非線性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種不確定的因素�？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)的原則是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單性、剛度適宜性、勻稱性、整體性。例如在一些地震頻發(fā)的地區(qū)設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，應(yīng)該考慮都高層建筑上下部分結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同的問題。

　　2高層建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用策略

　　2．1合理的場(chǎng)地

　　高層建筑物的建設(shè)地點(diǎn)也是保障建筑工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。選擇合理的建筑施工場(chǎng)地，不僅可以減少企業(yè)的投入成本，還能提高建筑物的穩(wěn)固性。因此，施工人員可以利用現(xiàn)代先進(jìn)科技設(shè)施來選擇理想的地段。場(chǎng)地的選擇應(yīng)當(dāng)避開地震危險(xiǎn)地段，如地震時(shí)會(huì)發(fā)生崩塌、地裂以及在高強(qiáng)度地震下容易發(fā)生地表錯(cuò)位的場(chǎng)地。一般地震危險(xiǎn)地段包括斷層區(qū)、坡度陡峭的山區(qū)、存在液化和潤(rùn)滑夾層的坡地以及大面積采空的地區(qū)。如發(fā)生嚴(yán)重地震的四川北川地區(qū)，其區(qū)域特點(diǎn)是縣境內(nèi)地形切割強(qiáng)烈，地形起伏大，相對(duì)高差超過1000m，溝谷谷坡一般大于25°，部分達(dá)40°～50°，甚至陡立。并且地貌類型以侵蝕構(gòu)造山地、侵蝕溶蝕山地為主。另外在縣境內(nèi)還存在一條斷裂帶。這也就是北川地區(qū)成為汶川地震重災(zāi)區(qū)的原因，該地區(qū)的地震宏觀烈度達(dá)到了Ⅺ度。因此，建設(shè)高層建筑的重點(diǎn)就是選擇地勢(shì)開闊、平坦以及中硬場(chǎng)地土。如我國(guó)中部平原地區(qū)，其地勢(shì)平坦，并且屬于地震低發(fā)區(qū)。當(dāng)然，如果無(wú)法避免區(qū)域限制，那么也可以選擇抗震性比較好的地區(qū)，如避免存在孤立山包的區(qū)域以及表面覆蓋層厚度較小的區(qū)域�？傊�，因地制宜，選擇合適的高層建筑建筑建設(shè)場(chǎng)地是保證高層建筑物穩(wěn)定性的最佳途徑。

　　2．2合理布局建筑平面

　　建筑物的房屋布置和結(jié)構(gòu)布置都是影響高層建筑物穩(wěn)定性的重要因素。依據(jù)抗震的概念，合理布局能夠有效提高高層建筑物的抗震能力，延長(zhǎng)建筑的使用年限。一般施工人員都會(huì)根據(jù)地震系數(shù)選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖ�物高度和寬度，使高層建筑的抗震能力達(dá)到最大值。建筑平面的布置可以從四個(gè)方面考慮:一是布置平面時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循簡(jiǎn)單、對(duì)稱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以減少偏心;二是應(yīng)當(dāng)保證質(zhì)量和剛度變化均勻，避免樓層錯(cuò)層問題;三是盡量設(shè)計(jì)合理的平面長(zhǎng)度，且建筑物突出的長(zhǎng)度也應(yīng)該符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);四是盡量避免采用角部重疊的平面圖形以及細(xì)腰形平面圖形。如早前發(fā)生在墨西哥的地震，相關(guān)人員在地震發(fā)生后對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。據(jù)數(shù)據(jù)表明，建筑物剛度明顯不對(duì)稱會(huì)增加15%的地震破壞率，拐角形建筑會(huì)增加42%的地震破壞率，因此，高層建筑施工人員應(yīng)該科學(xué)合理的設(shè)置建筑平面。此外，現(xiàn)澆鋼筋混凝土高層建筑適用高度的確定需要考慮地區(qū)的地震烈度，如高層建筑的抗震墻在烈度系數(shù)達(dá)到6的地區(qū)，其最高適宜高度為130米;在烈度系數(shù)為7的地區(qū)，最高適宜高度為120米。總之，合理的高層建筑物平面布局是保證高層建筑抗震能力的關(guān)鍵。

　　2．3合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要滿足抗震要求，還要滿足經(jīng)濟(jì)、功能齊全、施工技術(shù)等要求。在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)要考慮實(shí)際的場(chǎng)地環(huán)境和建筑物本身的'建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。另外，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還應(yīng)該滿足對(duì)稱性�？傊�，對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該從各個(gè)方面綜合考慮。首先，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要考慮多種影響因素，除材料、施工、地基、防烈度等因素外，還要考慮經(jīng)濟(jì)因素，之后才能確定建筑物結(jié)構(gòu)類型。有利于防震的建筑平面設(shè)計(jì)包括方形、圓形、矩形、正六邊形、正八邊形等，不利于防震的建筑平面設(shè)計(jì)包括多塔形、錯(cuò)層、樓板開口等。次外，如果建設(shè)的高層建筑屬于純框架高層建筑，那么設(shè)計(jì)人員應(yīng)避免出現(xiàn)框架柱傾斜、樓體傾斜等問題。因?yàn)槿绻�框架柱傾斜，一旦發(fā)生地震就會(huì)出現(xiàn)剪切破壞問題，造成高層建筑的嚴(yán)重?fù)p壞。其次，更為重要的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要遵循對(duì)稱原則，避免扭轉(zhuǎn)問題的出現(xiàn)。如果高層建筑結(jié)構(gòu)采取對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，那么當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，其建筑物只會(huì)發(fā)生平移震動(dòng)，建筑物各個(gè)部分的受力比較均勻，從而降低地震對(duì)高層建筑的破壞程度。

　　2．4設(shè)置多條防震線

　　設(shè)置防震線是為了提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震系數(shù)，提高建筑物體的穩(wěn)固性。之所以設(shè)置多條防震線是因?yàn)榻ㄖ�物中各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)和功能是不相同的，設(shè)計(jì)相應(yīng)的反震線能整體提高高層建筑物的抗震能力。設(shè)置多條防震線的優(yōu)勢(shì)在于如果發(fā)生地震時(shí)，第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件在遭到破壞之后，其地震的沖擊力和破壞力就會(huì)減弱。這樣當(dāng)?shù)卣鸾?jīng)過多道防震線之后，地震的破壞力就會(huì)降到最低。如尼加拉瓜的馬拉瓜市的美洲銀行大廈，就是應(yīng)用多道防震線的典型建筑，其大樓采用的是11.6米*11.6米的鋼筋混凝土芯筒作為主要的抗震和防風(fēng)構(gòu)件，并且該芯筒又由四個(gè)小芯筒組成。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，該高層建筑對(duì)于地震的反應(yīng)用數(shù)據(jù)表示是，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，其四個(gè)小芯筒的結(jié)構(gòu)底部地震剪力值達(dá)到了27000KN，結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩達(dá)到了370000KNm，其結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移值為120毫米�？偠�言之，設(shè)置多條防震線提高高層建筑物防震能力的重要手段。尤其是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，重視抗震概念的設(shè)計(jì)是延長(zhǎng)高層建筑物使用年限，提高我國(guó)建筑工藝水平的關(guān)鍵。

　　3總結(jié)

　　綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷增長(zhǎng)，高層建筑物的數(shù)量也在迅速增長(zhǎng)。因此，做好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震概念設(shè)計(jì)就凸顯的尤為重要。將抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要考慮高層建筑結(jié)構(gòu)施工的各個(gè)方面，還要考慮各種外界因素以及抗震標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能提高高層建筑的穩(wěn)定性，降低地震給高層建筑造成的危害程度，從而保證人們生命和財(cái)產(chǎn)的安全。

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