關(guān)于高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)探析

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1、關(guān)于高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)探析　　摘要：在眾多的自然災(zāi)害中，地震由于危害程度深，發(fā)生時(shí)間短，突然性強(qiáng)的特點(diǎn)，往往會(huì)給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類生存安全和社會(huì)穩(wěn)定帶來(lái)嚴(yán)重的危害。有研究顯示地震中人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的最主要因素就是房屋倒塌及其引發(fā)的次生災(zāi)害（占95%）。2008年我國(guó)汶川大地震中，我國(guó)四川盆地到處屋毀人，一片狼藉，無(wú)數(shù)次的歷史經(jīng)歷告訴我們，做好抗震防御是抗震減輕地震災(zāi)害最有效、最根本的措施。關(guān)鍵字：高層建筑、混凝土房屋、抗震設(shè)計(jì)引言：我國(guó)是一個(gè)人口密度大、地域廣博的的發(fā)展中國(guó)家，同時(shí)其建筑物設(shè)計(jì)的抗震能力普遍較低，因此，如果我國(guó)

2、發(fā)生地震將會(huì)于社會(huì)的發(fā)展和人民的健康都造成了無(wú)法彌補(bǔ)的損失。因此，建筑物的抗震設(shè)防問(wèn)題是我國(guó)減輕自然災(zāi)害、保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展，特別是保障人民群眾生命安全的—個(gè)重要問(wèn)題。本文中，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)將結(jié)合我國(guó)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀、建筑抗震的理論分析對(duì)高層混凝提土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行討論。1、我國(guó)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀6地震由于其具有較強(qiáng)的突發(fā)性和隨機(jī)性，要在強(qiáng)烈晃動(dòng)中保證高層建筑的穩(wěn)定性是一向很大的挑戰(zhàn)。混凝土具有硬度高、連接性好的特點(diǎn)，但是強(qiáng)烈的晃動(dòng)又要求建筑物的材質(zhì)應(yīng)該是變形可收縮的，這樣就可以消耗地震的能量

3、，提高結(jié)構(gòu)的變形、耗能能力和整體抗震能力，防止高于設(shè)防烈度的“大震”不倒是抗震設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo)。雖然這幾年，越來(lái)越多的研究者這在著手研究這方面的問(wèn)題，但是效果并不是很理想。下面簡(jiǎn)述一下關(guān)于我國(guó)高層混凝提土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。1.1結(jié)構(gòu)層間屈服強(qiáng)度有明顯的薄弱樓層在對(duì)于混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上存在明顯的不均勻性，使得這些結(jié)構(gòu)存在著層間屈服強(qiáng)度特別薄弱的樓層。當(dāng)發(fā)生強(qiáng)烈地震時(shí)，結(jié)構(gòu)的薄弱層率先屈服，彈塑性變形急劇發(fā)展，并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致大樓的迅速垮塌。比如在1976年的唐山大地震中，就出現(xiàn)了高層建筑的集體彈性變形

4、的情況。1.2柱端與節(jié)點(diǎn)的破壞較為突出6在地震中易造成高層建筑嚴(yán)重變形倒塌的原因是框架結(jié)構(gòu)中存在梁輕柱重的情況。如果柱頂重于柱底，那么很顯然的容易造成尤角杜和邊柱易發(fā)生破壞。這種情況對(duì)于短柱來(lái)說(shuō)，易發(fā)生剪切破壞外。對(duì)于一般柱來(lái)講，當(dāng)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)無(wú)箍筋約束時(shí)，節(jié)點(diǎn)與柱端破壞合并加重。同時(shí)當(dāng)柱側(cè)有強(qiáng)度高的砌體填充墻緊密嵌砌時(shí)，柱頂剪切破壞嚴(yán)重，破壞部位還可能轉(zhuǎn)移至窗洞上下處，甚至出現(xiàn)短柱的剪切破壞。1.3砌體填充墻的破壞較為普遍當(dāng)遭到地震作用時(shí)，由于砌體承重墻變形力度較小，首先受到地震的作用而出現(xiàn)裂縫情況。當(dāng)遇到8級(jí)或者8級(jí)以上地震時(shí)，填充墻

5、的裂縫會(huì)明顯變寬，甚至造成建筑物倒塌震害規(guī)律一般是上輕下重，空心砌體墻重于實(shí)心砌體墻，砌塊墻重于磚墻。2、建筑抗震的理論分析2.1建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范是每個(gè)國(guó)家針對(duì)就建筑物設(shè)計(jì)提出來(lái)的具有規(guī)范性的指導(dǎo)手冊(cè)，對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要符合國(guó)家的規(guī)定與要求，有關(guān)部門應(yīng)該根據(jù)規(guī)范嚴(yán)格要求設(shè)計(jì)單位，對(duì)于違反相關(guān)條例的設(shè)計(jì)師要進(jìn)行嚴(yán)肅處理，要把抗震設(shè)計(jì)作為一種新的理念加入到建筑物的整體設(shè)計(jì)中去。但是，由于地地質(zhì)的不同，在建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范中，基于工程的可實(shí)施性，我國(guó)又提出了堅(jiān)持科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)，項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理方向發(fā)展的要求。這些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中有體

6、現(xiàn)。2.2抗震設(shè)計(jì)的理論6目前國(guó)際上對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)研究的理論主要有三個(gè)：擬靜力理論、反應(yīng)譜理論和動(dòng)力理論。擬靜力理論是以建筑物結(jié)構(gòu)為剛性的條件，認(rèn)為地震力水平的作用在結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)的重心上，這個(gè)理論興起于上個(gè)世紀(jì)10—40年代。然而反應(yīng)譜理論則相對(duì)與其稍微成熟一些，它以強(qiáng)地震動(dòng)加速度觀測(cè)記錄的增多和對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)特性的進(jìn)一步了解，以及結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ)，是加理工學(xué)院的一些研究學(xué)者對(duì)地震動(dòng)加速度記錄的特性進(jìn)行分析后取得的一個(gè)重要成果。對(duì)于動(dòng)力理論，它把地震作為一個(gè)時(shí)間過(guò)程，選擇有代表性的地震動(dòng)加速度時(shí)程作為地震動(dòng)輸入，建筑物簡(jiǎn)化為多

7、自由度體系，計(jì)算得到每一時(shí)刻建筑物的地震反應(yīng)，從而完成抗震設(shè)計(jì)工作。3、對(duì)我國(guó)高層混凝提土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)探討要想使建筑物在強(qiáng)烈地震下結(jié)構(gòu)仍保持在彈性狀態(tài)，不發(fā)生破壞是很不實(shí)際的，最合理的方案是建筑結(jié)構(gòu)允許在強(qiáng)烈地震中受到破壞，但是絕對(duì)不能倒塌。選擇合理的建筑框架保證節(jié)點(diǎn)基本不被破壞，梁比柱盡可能早發(fā)生、多發(fā)生，對(duì)于同一層各柱兩端的屈服歷程應(yīng)該是越長(zhǎng)越好，柱子底部的塑性鉸應(yīng)最后形成。簡(jiǎn)言之，框架的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)使梁、柱端的鉸出現(xiàn)盡可能分散，充分發(fā)揮整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震能力。3.1抗震計(jì)算中的延性保證6從樓層的水平地震剪力和層間位移關(guān)系可以看到，

8、當(dāng)防震達(dá)到第二、第三級(jí)水準(zhǔn)時(shí)，框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)建的彈塑性才是重中之重，框架結(jié)構(gòu)在保持一定承載力的情況下通過(guò)變形來(lái)削減地震的能量，所以在框架材料的選擇上要選擇具有比較好的變形能力的材料，這樣才不至于失去抗震的效果