高層住宅樓結構與抗震設計

1、<p>　　高層住宅樓結構與抗震設計</p><p>　　摘要：對于一個高層結構的設計，只能具體問題具體分析。工程實踐表明在高層結構的設計過程中，設計人員只有抗震概念清晰，構造措施得當，應用合適的結構分析軟件三者有機結合才能取得比較理想的結果，在這個過程中抗震構造重于結構計算。本文對建筑抗震進行必要的理論分析，從而探索高層建筑的設計理念、方法，采取必要的抗震措施。 </p><p&g

2、t;　　關鍵詞：高層住宅樓；抗震設計 </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　我國處于地震多發(fā)區(qū)，結構抗震分析和設計已提到我國建筑設計的日程上了。國內雖有一些高層結構設計理念，但可靠性仍值得商榷。近年來隨著人們對住宅要求的不斷提高，原來普通框架結構已不能滿足人們對住宅空間的要求。于是經(jīng)過不斷的實踐和改進，出現(xiàn)了目前這種以剪力墻為基礎，并吸取框

3、架的優(yōu)點的高層住宅建筑抗震結構設計。 </p><p>　　1地震給建筑帶來的危害 </p><p>　　地震帶來的危害已經(jīng)不容忽視，房屋受到地震很多危害，地震來臨時的風荷載對于高層建筑的危害是巨大的。如下圖所示：由于震區(qū)砌體結構房屋普遍采用預知空心樓板，沒有按照規(guī)范要求進行設計成裝配整體式樓蓋，地震發(fā)生時墻體受到破壞，導致樓板塌落，達不到裝配整體式樓蓋的效果。據(jù)有關方面調查，不規(guī)則建筑物

4、，特別是沿豎向不規(guī)則的房屋建筑所受到的地震破壞較為嚴重，主要是結構底層是空曠結構，大多底層為大開間框架結構，由于底層形成薄弱層，達不到抵御剛度與強度的要求，在受到強烈地震時，出現(xiàn)底層倒塌、傾斜。此外，突出屋面的小塔樓結構由于沿豎向質量與剛度突然變化，容易產(chǎn)生鞭稍效應，從而在地震中絕大部分受到損壞。從地震受害的整體情況看來，框架剪力墻結構基本完好或只受到輕微破壞。但是有極少部分的框架結構受到嚴重破壞并倒塌，主要表現(xiàn)在柱上下端或框架梁、柱節(jié)

5、點核心區(qū)域的剪切破壞。在地震中，框架結構的樓梯間震受到的破壞較為普遍，本應成為逃生通道的樓梯間卻是倒塌最為嚴重的區(qū)域。同時，框架結構中最為常見的震害部位是填充墻破壞，在汶川地震中的表現(xiàn)非常明顯。 </p><p>　　2高層住宅抗震設計特點 </p><p>　　隨著建筑高度的不斷增加，建筑的側向位移也會隨之而增加，所以設計高層建筑的過程中，不但要結構上有著足夠大的強度，同時結構上還要有具

6、體的剛度，讓結構有個合理的自振頻率，使水平力的作用層位移具體控制在一個范圍內。結構還要有一個良好的廷性.相對一些較低的樓房來說，高樓的結構會更加柔和一點，在實際地震作用下其變形就會更大一點。其是影響建筑結構的耐震性的主要因素是結構的變形能力和承載力，所以為了讓結構進入塑性的變形階段之后還能有著較強的實際變形能力，預防高層建筑在一些大地震中倒塌。 </p><p>　　3住宅高層建筑結構抗震設計時應注意的措施 &l

7、t;/p><p>　　抗震設計要剛柔相濟，選擇合適的結構形式?？拐鹪O計的高層建筑建筑，當?shù)叵率翼攲幼鳛樯喜拷Y構的嵌固端時，地下一層的抗震等級應按上部結構采用，地下一層以下結構的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級，地下室柱截而每側的縱向鋼筋面積除應符合計算要求外，不應少于地上一層對應柱每側縱向鋼筋面積的1.1倍；地下室中超出上部主樓范圍且無上部結構的部分，其抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級。9度抗震設計時.地下室

8、結構的抗震等級不應低于二級。抗震設計與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應低于主樓的抗震等級；主樓結構在裙房頂部上、下各一層應適當加強抗震構造措施。房屋高度大、柱距較大而柱中軸力較大時，宜采用型鋼混凝土柱、鋼管混凝土柱，或采用高強度混凝土柱。一次地震造成的破壞大小，不僅跟震級、震中距有關，還取決于震源深度、地質構造、地基條件和建筑物結構、材料、施工質量等因素，因此沒法斷言“房子能抗幾級地震”。我國抗震設防烈度分6-9度，度數(shù)越高要求越嚴。

9、</p><p>　　加強結構設計的優(yōu)化，認清主次，通過多種目標與單一目標的優(yōu)化使設計的效果令人滿意。同時，還應加強房屋耐久性設計，在原來的結構設計方案中，建筑結構設計的耐久性往往沒有得到設計人員充分的考慮，其實就是在規(guī)定的使用年限內對于用戶的各種正常使用要求均能夠滿足。在實際情況中，許多方案設計都沒有達到這些要求，出現(xiàn)這種情況的主要原因是設計時沒有完全考慮建筑物在實際運作中由于環(huán)境、條件的影響，從而導致建筑的可

10、靠指數(shù)明顯降低。因此在對一般的高層進行混凝土進行設計時，主要都集中在造價、材料上，所以只有造價小、材料少的結構設計才是滿意的設計，如今人們的生活水平不斷的提高，對工程的質量要求也相應的得到提高，所以當建筑物的特殊使用要求或者技術要求與經(jīng)濟成為主要矛盾時，就要果斷的放棄經(jīng)濟這個指標。結構體系的選擇是高層建筑鋼筋混凝土設計的重點之一，在一些地基基礎比較穩(wěn)固的地方，在上部結構能夠滿足變形限值的前提下，考慮到建筑的外觀問題，可以盡量減小剛度。

11、</p><p>　　在框架結構與頂蓋結構設計中，填充墻會直接使結構的實際剛度大于設計時的剛度，所以這就會導致計算周期遠遠大于結構的實際周期，因此，計算出的結構剪力比較小時，這就會使房屋建筑的結構不安全，所以要把建筑物的結構計算周期進行適當?shù)恼蹨p，只有這樣建筑的效果才能有所改善。除了沒有墻的框架結構，其余都要進行適量的折減。 </p><p>　　4高層住宅結構抗震設計 </p>

12、;<p><b>　　4.1結構布置 </b></p><p>　　建筑物結構平面應避免發(fā)生地震引起結構局部應立即中和扭轉，結構的豎向布置要以整體的穩(wěn)定性為前提，避免結構剛度突變?？蚣芙Y構的剛度沿高度不應突變，避免形成短柱導致薄弱層產(chǎn)生。由于框架短柱在進行抗震作用時會發(fā)生脆性破壞，導致結構整體受到嚴重破壞，甚至倒塌，因此，在進行結構設計時，應盡量避免設計成短柱，如果難以避免，必

13、須采取措施，如復合箍筋、螺旋箍筋等防止短柱受到粘著破壞或剪力破壞，增加短柱的耗能能力。為了避免形成較大的偏心距，梁與柱的軸線應重合，柱的截面不應過小。多層砌體結構建筑物由于砌體是較為脆性的材料，抗拉與抗剪的強度都比較低，因此砌體結構抗震性能較差，必須優(yōu)選橫墻承重，縱橫墻的布置應均勻，達到砌體建筑物的高寬比限制。 </p><p>　　4.2合理設置防震縫 </p><p>　　為了降低建筑

14、物抗震設計難度，提高抗震設計的可靠性，縫兩側上部結構要完全分開。通過實踐驗證，設置多道抗震防線對于建筑物抗震是非常有利的。 </p><p><b>　　結束語 </b></p><p>　　設計者應根據(jù)工程抗震概念各方面的知識和經(jīng)驗，作出正確的工程判斷，找出結構安全與經(jīng)濟合理的最佳結合點，探求出一種實用可行的二步或三步設防的合理有效的抗震設計方法，以更好地適應社會經(jīng)

15、濟和科學技術的發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 楊威，王滿生，陳俞，朱爾玉，紀曉東，劉輝. 農(nóng)村典型磚砌體結構房屋抗震性能試驗研究[J]. 地震工程與工程振動. 2013（02） </p><p>　　[2] 薛曉敏1，孫清1，伍曉紅2，張陵2. 磁流變阻尼器滯回模型參數(shù)的敏感性分析及其簡化模