高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計存在問題和其對策

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1、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計存在問題和其對策　　摘要：現(xiàn)代城市的發(fā)展促使高層建筑的不斷增多，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計也顯得越來越重要。而新型結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，分析難度大，全面細(xì)致的考慮結(jié)構(gòu)各個構(gòu)件和每個組成部分，成為今后新型結(jié)構(gòu)體系設(shè)計和考慮的重點。本文介紹了地震作用下高層建筑結(jié)構(gòu)的破壞特點，分析了我國高層建筑抗震設(shè)計中存在的問題，探討了高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的對策。關(guān)鍵詞：高層建筑抗震設(shè)計特點問題對策中圖分類號：TU973+.31文獻標(biāo)識碼：A文章編號：建筑物抗震性能的優(yōu)劣受復(fù)雜因素的影響，一直存在諸多問題，對建筑物的安全帶來隱患。造成這些問題的原因是多方面的，有認(rèn)識方面的原因，有設(shè)計人員忽視了

2、抗震概念設(shè)計方面的原因(未能從整體、全局上把握好)，有法律建設(shè)方面的原因(在工程抗震設(shè)防管理方面缺乏國家法律依據(jù)，特別是處罰方面)。因此，堅決貫徹相關(guān)的建筑法律法規(guī)，貫徹高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則是確保高層建筑抗震性能的基礎(chǔ)保障。一、地震作用下高層建筑結(jié)構(gòu)的破壞特點1、地基方面7①在具有較厚軟弱沖積土層場地，高層建筑的破壞率顯著增高；②地基土液化導(dǎo)致地基不均勻沉降，從而引起上部結(jié)構(gòu)損壞或整體傾斜；③建造在不利或危險地段的房屋建筑，因地基破壞導(dǎo)致房屋損壞。④當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的基本周期與場地自振周期相近時，因共振效應(yīng)破壞程度將加重。2、結(jié)構(gòu)體系方面①采用“填墻框架”的房屋結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝

3、土框架結(jié)構(gòu)平面內(nèi)柱上端易發(fā)生剪切破壞，外墻框架柱在窗洞處因受窗下墻的約束而發(fā)生短柱型剪切型破壞；②采用框架一抗震墻體系的房屋結(jié)構(gòu)，破壞程度較輕；③采用“底框結(jié)構(gòu)”體系的房屋，剛度柔弱的底層破壞程度十分嚴(yán)重；采用“填墻框架”體系的房屋，當(dāng)?shù)讓訛槌ㄩ_式框架間未砌磚墻，底層同樣遭到嚴(yán)重破壞；3、剛度分布方面①矩形平面布置的建筑結(jié)構(gòu)，電梯井等抗側(cè)力構(gòu)件的布置當(dāng)存在偏心時，因發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動而使震害加重；②采用三角形、L形等不對稱平面的建筑結(jié)構(gòu)，同樣在地震作用因發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動而使震害加重。4、構(gòu)件形式方面①在框架結(jié)構(gòu)中，通常柱的破壞程度重于梁、板；②鋼筋混凝土多肢剪力墻的窗下墻通常會出現(xiàn)斜向或交

4、叉裂縫；③配置螺旋箍筋的混凝土柱，當(dāng)層間位移角達到較大數(shù)值時，核心混凝土仍保持完好，柱仍具有較大的抵抗能力；7二、我國高層建筑抗震設(shè)計中存在的問題1、部分建筑物高度過高根據(jù)我國現(xiàn)行的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，在標(biāo)準(zhǔn)的防裂度和科學(xué)的結(jié)構(gòu)形式下，高層建筑需要有合理的建設(shè)高度，只有在這種高度下，抗震設(shè)計才會穩(wěn)定安全，但是，我國有不少建筑已經(jīng)超過的高度限制，當(dāng)遇到震力時，這些超高的建筑物的變形破壞性會發(fā)生很大的變化，因而會降低建筑物的抗震性能，同時，其它的不良的因素也會被誘發(fā)出來，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程預(yù)算參數(shù)的改變。2、地基的選取不合理現(xiàn)代城市不斷的發(fā)展，而人口也在不斷增多，城市的人

5、均占有面積已經(jīng)在逐漸減少，但很多建筑商忽略了這一個問題，他們發(fā)現(xiàn)哪里的利潤空間大，就會在哪里施工，但高層建筑應(yīng)該選擇地域?qū)掗煹耐恋兀瑫r要保證土地的堅硬或密實均勻中，遠(yuǎn)離河岸，不應(yīng)垮在兩類土壤上，避開不利的地形或異性地形，例如：斷層、山崖、滑坡、地陷等，在這些地段開展建設(shè)也會遭遇很多危險。因此，地基選擇的錯誤還可能導(dǎo)致抗震能力差。3、材料的選用不科學(xué)，結(jié)構(gòu)體系不合理7特別是在地震多發(fā)地區(qū)，建筑材料的選擇和結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計受到人們廣泛的關(guān)注和重視。目前，我國建筑物主要是由鋼筋混凝土組成的。因此，變形的控制與設(shè)計必須以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為準(zhǔn)。但是，鋼筋混凝土的彎曲變形側(cè)移較大，如

6、果利用鋼框架來減少位移，不僅會增加鋼筋的負(fù)荷，且無明顯的輔助效果，為此，有時還必須加大混凝土的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，這樣才能勉強滿足其位移控制標(biāo)準(zhǔn)。4、較低的抗震設(shè)防烈度很多專業(yè)人士認(rèn)為，現(xiàn)有的建筑安全設(shè)計之都已經(jīng)無法在滿足國家的發(fā)展了，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計水平還需要不斷的提高。因為我國現(xiàn)有的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)還是較低的，中震相當(dāng)于在規(guī)定的設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)超越概率為10％的地震烈度，較低抗震防裂的標(biāo)準(zhǔn)也阻礙了抗震設(shè)計的發(fā)展。5、軸壓比與短柱問題在混凝土機構(gòu)的建筑中，設(shè)計人員為了控制柱的軸壓比，促使柱的斷面更大，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋，即使使用高強度的混凝土，其柱面的尺寸也沒有明顯的減小。控

7、制柱子的軸比，是為了讓柱子處于大偏壓狀態(tài)，避免IE受拉鋼筋而導(dǎo)致的混凝土被碾碎，使柱子的抗變形能力降低，縮短的建筑結(jié)構(gòu)的使用質(zhì)量，如果建筑物遭遇到地震，耗散和吸收地震能量少，結(jié)構(gòu)就容易被損壞。因此，如果在框結(jié)構(gòu)中可以保持強柱弱梁設(shè)計，同時梁的穩(wěn)定性良好，柱子變形的可能就會大大減少，設(shè)計人員便可放松軸壓的比限值。此外，有不少高層建筑底部幾層柱的長細(xì)比小于4，但并不代表這是短柱，當(dāng)剪跨比≤27的時候才能算是短柱。專家認(rèn)為，目前要開展抗震設(shè)計，其高軸壓比應(yīng)需提高?？墒?，在實踐中，即使能