試論高層建筑結(jié)構抗震設計

1、試論高層建筑結(jié)構抗震設計論文關鍵詞高層建造 抗震設計 方法 探究 論文摘要高層建造抗震工作始終建造設計和施工的重點，概述高層建造的進展，對建造抗震舉行須要的理論分析，從而來探究高層建造的設計理念、方法，從而實行務必的抗震措施。 現(xiàn)階段，土與結(jié)構物共同工作理論的研究與進展使建造抗震分析在概念上進一步走向完美，倘若可以在結(jié)構與地基的材料特性，動力響應，計算理論，穩(wěn)定標準諸方面得到符合實際的進展，自然會在建造結(jié)構抗震領域內(nèi)起到重要的作用。 一、高層建造進展概況 80年月，是我國高層建造在設計計算及施工技術各方面快速進展的階段。各大中城市普遍興建高度在100m左右或100m以上的以鋼筋為主的建造，建造

2、層數(shù)和高度不斷增強，功能和類型越來越復雜，結(jié)構體系日趨多樣化。比較有代表性的高層建造有上海錦江飯店，它是一座現(xiàn)代化的高級賓館，總高153.52m，所有采用框架一芯墻全鋼結(jié)構體系，深圳進展中心大廈43層高165.3m，加上天線的高度共185.3m，這是我國第一幢大型高層鋼結(jié)構建造。進入90年月我國高層建造結(jié)構的設計與施工技術進入了新的階段。不僅結(jié)構體系及建造材料消失多樣化而且在高度上長幅很大有一個飛躍。深圳于1995年6月封頂?shù)牡赝醮髲B，81層高，385.95m為鋼結(jié)構，它居目前世界建造的第四位。 二、建造抗震的理論分析 （一）建造結(jié)構抗震規(guī)范 建造結(jié)構抗震規(guī)范實際上是各國建造抗震閱歷帶有權威性

3、的總結(jié)，是指導建造抗震設計(包括結(jié)構動力計算，結(jié)構抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容)的法定性文件它既反映了各個國家經(jīng)濟與建設的時代水平，又反映了各個國家的詳細抗震實踐閱歷。它雖然受抗震有關科學理論的引導，向技術經(jīng)濟合理性的方向進展，但它更要有堅決的工程實踐基礎，把建造工程的平安性放在首位，容不得半點冒險和不實。正是基于這種認識，現(xiàn)代規(guī)范中的條文有的被列為強制性條文，有的條文中用了“嚴禁，不得，不許，不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“務必，應當，宜于，可以”等體現(xiàn)不同程度靈巧性的用詞。 （二）抗震設計的理論 1、擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀1040年月進展起來的一種理論，它在估量地震對結(jié)構的作

4、用時，僅假定結(jié)構為剛性，地震力水平作用在結(jié)構或構件的質(zhì)量中心上。地震力的大小當于結(jié)構的分量乘以一個比例常數(shù)(地震系數(shù))。 2、反應譜理論。反應譜理論是在加世紀4060年月進展起來的，它以強地震驚加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解，以及結(jié)構動力反應特性的研究為基礎，是加理工學院的一些研究學者對地震驚加速度記錄的特性舉行分析后取得的一個重要成績。 3、動力理論。動力理論是20世紀70-80年廣為應用的地震驚力理論。它的進展除了基于60年月以來電子計算機技術和實驗技術的進展外，人們對各類結(jié)構在地震作用下的線性與非線性反應過程有了較多的了解，同時隨著強震觀測臺站的不斷增多，各種受損結(jié)

5、構的地震反應記錄也不斷增多。進一步動力理論也稱地震時程分析理論，它把地震作為一個時光過程，抉擇有代表性的地震驚加速度時程作為地震驚輸入，建造物簡化為多自由度體系，計算得到每一時刻建造物的地震反應，從而完成抗震設計工作。 三、高層建造結(jié)構抗震設計 （一）抗震措施 在對結(jié)構的抗震設計中，除要考慮概念設計、結(jié)構抗震驗算外，歷次地震后人們在限制建造高度，提高結(jié)構延性(限制結(jié)構類型和結(jié)構材料使用)等方面總結(jié)的抗震閱歷始終是各國規(guī)范重視的問題。當前，在抗震設計中，從概念設計，抗震驗算及構造措施等三方面入手，在將抗震與消震(結(jié)構延性)結(jié)合的基礎上，建立設計地震力與結(jié)構延性要求互相影響的雙重設計指標和方法，直

6、至進一步通過一些結(jié)構措施(隔震措施，消能減震措施)來減震，即減小結(jié)構上的地震作用使得建造在地震中有良好而經(jīng)濟的抗震性能是當代抗震設計規(guī)范進展的方向。而且，強柱弱梁，強剪弱彎和強節(jié)點弱構件在提高結(jié)構延性方面的作用已得到普遍的認可。 （二）高層建造的抗震設計理念 我國建造抗震規(guī)范（GB50011-2022）對建造的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求，“三水準”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當遭受第一設防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震時，結(jié)構處于彈性變形階段，建造物處于正常使用狀態(tài)。建造物一般不受損壞或不需維修仍可連續(xù)使用。因此，要求建造結(jié)構滿意多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗算

7、，要求建造的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當遭受其次設防烈度地震即相當于本地區(qū)抗震設防烈度的基本烈度地震時，結(jié)構屈服進入非彈性變形階段，建造物可能消失一定程度的破壞。但經(jīng)一般維修或不需維修仍可連續(xù)使用。因此，要求結(jié)構具有相當?shù)难有阅芰Γㄗ冃文芰Γ┎话l(fā)生不行修復的脆性破壞。當遭受第三設防烈度地震即高于本地區(qū)抗震設防烈度的罕遇地震時，結(jié)構雖然破壞較重，但結(jié)構的非彈性變形離結(jié)構的崩塌尚有一段距離。不致崩塌或者發(fā)生危及生命的嚴峻破壞，從而保障了人員的平安。因此，要求建造具有足夠的變形能力，其彈塑性變形不超過規(guī)定的彈塑性變形限值。 三個水準烈度的地震作用水平，按三個不同超越概率（或重臨期）來區(qū)別的：

8、多遇地震：50年超越概率63.2%，重臨期50年；設防烈度地震（基本地震）：50年超越概率 10%，重臨期475年；罕遇地震：50年超越概率 2%-3%，重臨期 1641-2475年，平均約為2000年。 對建造抗震的三個水準設防要求，是通過“兩階段”設計來實現(xiàn)的，其方法步驟如下：第一階段：第一步采用與第一水準烈度相應的地震驚參數(shù)，先計算出結(jié)構在彈性狀態(tài)下的地震作用效應，與風、重力荷載效應組合，并引入承載力抗震調(diào)節(jié)系數(shù)，舉行構件截面設計，從而滿意第一水準的強度要求；其次步是采用同一地震驚參數(shù)計算出結(jié)構的層間位移角，使其不超過抗震規(guī)范所規(guī)定的限值；同時采用相應的抗震構造措施，保證結(jié)構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能，從而自動滿意其次水準的變形要求。其次階段：采用與第三水準相對應的地震驚參數(shù)，計算出結(jié)構（特殊是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié)）的彈塑性層間位移角，使之小于抗震規(guī)范的限值。并采用須要的抗震構造措施，從而滿意第三水準的防崩塌要求。 （三）高層建造結(jié)構的抗震設計方法 我國的建造抗震設計規(guī)范（GB50011-2022）對各類建造結(jié)構的抗震計算應采用的方法作了以下規(guī)定：1、高度不超過 40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較勻稱的結(jié)構，以及近似于單質(zhì)點體系的