高層住宅樓結(jié)構(gòu)與抗震設(shè)計(jì)

1、<p>　　高層住宅樓結(jié)構(gòu)與抗震設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：對(duì)于一個(gè)高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，只能具體問(wèn)題具體分析。工程實(shí)踐表明在高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員只有抗震概念清晰，構(gòu)造措施得當(dāng)，應(yīng)用合適的結(jié)構(gòu)分析軟件三者有機(jī)結(jié)合才能取得比較理想的結(jié)果，在這個(gè)過(guò)程中抗震構(gòu)造重于結(jié)構(gòu)計(jì)算。本文對(duì)建筑抗震進(jìn)行必要的理論分析，從而探索高層建筑的設(shè)計(jì)理念、方法，采取必要的抗震措施。 </p><p&g

2、t;　　關(guān)鍵詞：高層住宅樓；抗震設(shè)計(jì) </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　我國(guó)處于地震多發(fā)區(qū)，結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)已提到我國(guó)建筑設(shè)計(jì)的日程上了。國(guó)內(nèi)雖有一些高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，但可靠性仍值得商榷。近年來(lái)隨著人們對(duì)住宅要求的不斷提高，原來(lái)普通框架結(jié)構(gòu)已不能滿足人們對(duì)住宅空間的要求。于是經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐和改進(jìn)，出現(xiàn)了目前這種以剪力墻為基礎(chǔ)，并吸取框

3、架的優(yōu)點(diǎn)的高層住宅建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 </p><p>　　1地震給建筑帶來(lái)的危害 </p><p>　　地震帶來(lái)的危害已經(jīng)不容忽視，房屋受到地震很多危害，地震來(lái)臨時(shí)的風(fēng)荷載對(duì)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(jié)構(gòu)房屋普遍采用預(yù)知空心樓板，沒(méi)有按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)成裝配整體式樓蓋，地震發(fā)生時(shí)墻體受到破壞，導(dǎo)致樓板塌落，達(dá)不到裝配整體式樓蓋的效果。據(jù)有關(guān)方面調(diào)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(yán)重，主要是結(jié)構(gòu)底層是空曠結(jié)構(gòu)，大多底層為大開(kāi)間框架結(jié)構(gòu)，由于底層形成薄弱層，達(dá)不到抵御剛度與強(qiáng)度的要求，在受到強(qiáng)烈地震時(shí)，出現(xiàn)底層倒塌、傾斜。此外，突出屋面的小塔樓結(jié)構(gòu)由于沿豎向質(zhì)量與剛度突然變化，容易產(chǎn)生鞭稍效應(yīng)，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(lái)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)基本完好或只受到輕微破壞。但是有極少部分的框架結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)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(diǎn)核心區(qū)域的剪切破壞。在地震中，框架結(jié)構(gòu)的樓梯間震受到的破壞較為普遍，本應(yīng)成為逃生通道的樓梯間卻是倒塌最為嚴(yán)重的區(qū)域。同時(shí)，框架結(jié)構(gòu)中最為常見(jiàn)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(shè)計(jì)特點(diǎn) </p><p>　　隨著建筑高度的不斷增加，建筑的側(cè)向位移也會(huì)隨之而增加，所以設(shè)計(jì)高層建筑的過(guò)程中，不但要結(jié)構(gòu)上有著足夠大的強(qiáng)度，同時(shí)結(jié)構(gòu)上還要有具

6、體的剛度，讓結(jié)構(gòu)有個(gè)合理的自振頻率，使水平力的作用層位移具體控制在一個(gè)范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)還要有一個(gè)良好的廷性.相對(duì)一些較低的樓房來(lái)說(shuō)，高樓的結(jié)構(gòu)會(huì)更加柔和一點(diǎn)，在實(shí)際地震作用下其變形就會(huì)更大一點(diǎn)。其是影響建筑結(jié)構(gòu)的耐震性的主要因素是結(jié)構(gòu)的變形能力和承載力，所以為了讓結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性的變形階段之后還能有著較強(qiáng)的實(shí)際變形能力，預(yù)防高層建筑在一些大地震中倒塌。 </p><p>　　3住宅高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的措施 &l

7、t;/p><p>　　抗震設(shè)計(jì)要?jiǎng)側(cè)嵯酀?jì)，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式?？拐鹪O(shè)計(jì)的高層建筑建筑，當(dāng)?shù)叵率翼攲幼鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用，地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí)，地下室柱截而每側(cè)的縱向鋼筋面積除應(yīng)符合計(jì)算要求外，不應(yīng)少于地上一層對(duì)應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍；地下室中超出上部主樓范圍且無(wú)上部結(jié)構(gòu)的部分，其抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí)。9度抗震設(shè)計(jì)時(shí).地下室

8、結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)?？拐鹪O(shè)計(jì)與主樓連為整體的裙樓的抗震等級(jí)不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)；主樓結(jié)構(gòu)在裙房頂部上、下各一層應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施。房屋高度大、柱距較大而柱中軸力較大時(shí)，宜采用型鋼混凝土柱、鋼管混凝土柱，或采用高強(qiáng)度混凝土柱。一次地震造成的破壞大小，不僅跟震級(jí)、震中距有關(guān)，還取決于震源深度、地質(zhì)構(gòu)造、地基條件和建筑物結(jié)構(gòu)、材料、施工質(zhì)量等因素，因此沒(méi)法斷言“房子能抗幾級(jí)地震”。我國(guó)抗震設(shè)防烈度分6-9度，度數(shù)越高要求越嚴(yán)。

9、</p><p>　　加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，認(rèn)清主次，通過(guò)多種目標(biāo)與單一目標(biāo)的優(yōu)化使設(shè)計(jì)的效果令人滿意。同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)房屋耐久性設(shè)計(jì)，在原來(lái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性往往沒(méi)有得到設(shè)計(jì)人員充分的考慮，其實(shí)就是在規(guī)定的使用年限內(nèi)對(duì)于用戶的各種正常使用要求均能夠滿足。在實(shí)際情況中，許多方案設(shè)計(jì)都沒(méi)有達(dá)到這些要求，出現(xiàn)這種情況的主要原因是設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有完全考慮建筑物在實(shí)際運(yùn)作中由于環(huán)境、條件的影響，從而導(dǎo)致建筑的可

10、靠指數(shù)明顯降低。因此在對(duì)一般的高層進(jìn)行混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要都集中在造價(jià)、材料上，所以只有造價(jià)小、材料少的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)才是滿意的設(shè)計(jì)，如今人們的生活水平不斷的提高，對(duì)工程的質(zhì)量要求也相應(yīng)的得到提高，所以當(dāng)建筑物的特殊使用要求或者技術(shù)要求與經(jīng)濟(jì)成為主要矛盾時(shí)，就要果斷的放棄經(jīng)濟(jì)這個(gè)指標(biāo)。結(jié)構(gòu)體系的選擇是高層建筑鋼筋混凝土設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一，在一些地基基礎(chǔ)比較穩(wěn)固的地方，在上部結(jié)構(gòu)能夠滿足變形限值的前提下，考慮到建筑的外觀問(wèn)題，可以盡量減小剛度。

11、</p><p>　　在框架結(jié)構(gòu)與頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，填充墻會(huì)直接使結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度大于設(shè)計(jì)時(shí)的剛度，所以這就會(huì)導(dǎo)致計(jì)算周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)的實(shí)際周期，因此，計(jì)算出的結(jié)構(gòu)剪力比較小時(shí)，這就會(huì)使房屋建筑的結(jié)構(gòu)不安全，所以要把建筑物的結(jié)構(gòu)計(jì)算周期進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼蹨p，只有這樣建筑的效果才能有所改善。除了沒(méi)有墻的框架結(jié)構(gòu)，其余都要進(jìn)行適量的折減。 </p><p>　　4高層住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) </p>

12、;<p><b>　　4.1結(jié)構(gòu)布置 </b></p><p>　　建筑物結(jié)構(gòu)平面應(yīng)避免發(fā)生地震引起結(jié)構(gòu)局部應(yīng)立即中和扭轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)的豎向布置要以整體的穩(wěn)定性為前提，避免結(jié)構(gòu)剛度突變?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的剛度沿高度不應(yīng)突變，避免形成短柱導(dǎo)致薄弱層產(chǎn)生。由于框架短柱在進(jìn)行抗震作用時(shí)會(huì)發(fā)生脆性破壞，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體受到嚴(yán)重破壞，甚至倒塌，因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量避免設(shè)計(jì)成短柱，如果難以避免，必

13、須采取措施，如復(fù)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(yīng)重合，柱的截面不應(yīng)過(guò)小。多層砌體結(jié)構(gòu)建筑物由于砌體是較為脆性的材料，抗拉與抗剪的強(qiáng)度都比較低，因此砌體結(jié)構(gòu)抗震性能較差，必須優(yōu)選橫墻承重，縱橫墻的布置應(yīng)均勻，達(dá)到砌體建筑物的高寬比限制。 </p><p>　　4.2合理設(shè)置防震縫 </p><p>　　為了降低建筑

14、物抗震設(shè)計(jì)難度，提高抗震設(shè)計(jì)的可靠性，縫兩側(cè)上部結(jié)構(gòu)要完全分開(kāi)。通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，設(shè)置多道抗震防線對(duì)于建筑物抗震是非常有利的。 </p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)工程抗震概念各方面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，作出正確的工程判斷，找出結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟(jì)合理的最佳結(jié)合點(diǎn)，探求出一種實(shí)用可行的二步或三步設(shè)防的合理有效的抗震設(shè)計(jì)方法，以更好地適應(yīng)社會(huì)經(jīng)

15、濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 楊威，王滿生，陳俞，朱爾玉，紀(jì)曉東，劉輝. 農(nóng)村典型磚砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 地震工程與工程振動(dòng). 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(jiǎn)化模