高層住宅樓結(jié)構(gòu)與抗震設(shè)計

1、<p>　　高層住宅樓結(jié)構(gòu)與抗震設(shè)計</p><p>　　摘要：對于一個高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計，只能具體問題具體分析。工程實踐表明在高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，設(shè)計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)分析軟件三者有機結(jié)合才能取得比較理想的結(jié)果，在這個過程中抗震構(gòu)造重于結(jié)構(gòu)計算。本文對建筑抗震進(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 </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　我國處于地震多發(fā)區(qū)，結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計已提到我國建筑設(shè)計的日程上了。國內(nèi)雖有一些高層結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)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(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)點的高層住宅建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)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(fēng)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(jié)構(gòu)房屋普遍采用預(yù)知空心樓板，沒有按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計成裝配整體式樓蓋，地震發(fā)生時墻體受到破壞，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(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，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，框架結(jié)構(gòu)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(shè)計特點 </p><p>　　隨著建筑高度的不斷增加，建筑的側(cè)向位移也會隨之而增加，所以設(shè)計高層建筑的過程中，不但要結(jié)構(gòu)上有著足夠大的強度，同時結(jié)構(gòu)上還要有具

6、體的剛度，讓結(jié)構(gòu)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(nèi)。結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(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的實際變形能力，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)計時應(yīng)注意的措施 &l

7、t;/p><p>　　抗震設(shè)計要剛?cè)嵯酀?，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式?？拐鹪O(shè)計的高層建筑建筑，當(dāng)?shù)叵率翼攲幼鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時，地下一層的抗震等級應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用，地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級，地下室柱截而每側(cè)的縱向鋼筋面積除應(yīng)符合計算要求外，不應(yīng)少于地上一層對應(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上部結(jié)構(gòu)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(shè)計時.地下室

8、結(jié)構(gòu)的抗震等級不應(yīng)低于二級。抗震設(shè)計與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應(yīng)低于主樓的抗震等級；主樓結(jié)構(gòu)在裙房頂部上、下各一層應(yīng)適當(dāng)加強抗震構(gòu)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(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，因此沒法斷言“房子能抗幾級地震”。我國抗震設(shè)防烈度分6-9度，度數(shù)越高要求越嚴(yán)。

9、</p><p>　　加強結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，認(rèn)清主次，通過多種目標(biāo)與單一目標(biāo)的優(yōu)化使設(shè)計的效果令人滿意。同時，還應(yīng)加強房屋耐久性設(shè)計，在原來的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐久性往往沒有得到設(shè)計人員充分的考慮，其實就是在規(guī)定的使用年限內(nèi)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(shè)計都沒有達(dá)到這些要求，出現(xiàn)這種情況的主要原因是設(shè)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(dǎo)致建筑的可

10、靠指數(shù)明顯降低。因此在對一般的高層進(jìn)行混凝土進(jìn)行設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計才是滿意的設(shè)計，如今人們的生活水平不斷的提高，對工程的質(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)濟成為主要矛盾時，就要果斷的放棄經(jīng)濟這個指標(biāo)。結(jié)構(gòu)體系的選擇是高層建筑鋼筋混凝土設(shè)計的重點之一，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)計中，填充墻會直接使結(jié)構(gòu)的實際剛度大于設(shè)計時的剛度，所以這就會導(dǎo)致計算周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)的實際周期，因此，計算出的結(jié)構(gòu)剪力比較小時，這就會使房屋建筑的結(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 </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)行抗震作用時會發(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)計時，應(yīng)盡量避免設(shè)計成短柱，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)計難度，提高抗震設(shè)計的可靠性，縫兩側(cè)上部結(jié)構(gòu)要完全分開。通過實踐驗證，設(shè)置多道抗震防線對于建筑物抗震是非常有利的。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　設(shè)計者應(yīng)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(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟合理的最佳結(jié)合點，探求出一種實用可行的二步或三步設(shè)防的合理有效的抗震設(shè)計方法，以更好地適應(yīng)社會經(jīng)

15、濟和科學(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