鋼結(jié)構(gòu)建筑的高層抗震分析過程(鋼結(jié)構(gòu)高層建筑抗震性能)

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本篇文章給大家談?wù)?a title="鋼結(jié)構(gòu)" href="/blog/tags-1603.html" target="_blank" class="keywordlink">鋼結(jié)構(gòu)建筑的高層抗震分析過程，以及鋼結(jié)構(gòu)高層建筑抗震性能對應(yīng)的知識點(diǎn)，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔，本文目錄一覽：，1、，鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)怎么計(jì)算？，3、，高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)分析？，4、，高層建筑的抗震設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)，5、，高層鋼結(jié)構(gòu)抗震的計(jì)算？

本篇文章給大家談?wù)勪摻Y(jié)構(gòu)建筑的高層抗震分析過程，以及鋼結(jié)構(gòu)高層建筑抗震性能對應(yīng)的知識點(diǎn)，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。

本文目錄一覽：

1、鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)怎么計(jì)算？
2、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)及材料應(yīng)用？
3、高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)分析？
4、高層建筑的抗震設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)
5、高層鋼結(jié)構(gòu)抗震的計(jì)算？

鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)怎么計(jì)算？

鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)怎么計(jì)算，完整的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)包括三個方面的內(nèi)容與要求：

1.概念設(shè)計(jì) 在總體上把握抗震設(shè)計(jì)的主要原則，彌補(bǔ)由于地震作用及結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的復(fù)雜性而造成抗震計(jì)算不準(zhǔn)確的不足

2.抗震計(jì)算為建筑抗震設(shè)計(jì)提供定量保證

3.構(gòu)造措施為保證抗震概念與抗震計(jì)算的有效提供保障

上述三個方面的內(nèi)容是一個不可割裂的整體，忽略任何一部分，都可能使抗震設(shè)計(jì)失效

一、計(jì)算模型

確定多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算模型時，應(yīng)注意： 1. 進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)地震作用下的內(nèi)力與位移分析時，一般可假定樓板在自身平面內(nèi)為絕對剛性。對整體性較差、開孔面積大、有較長的外伸段的樓板，宜采用樓板平面內(nèi)的實(shí)際剛度進(jìn)行計(jì)算 2. 進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)多遇地震作用下的反應(yīng)分析時，可考慮現(xiàn)澆混凝土樓板與鋼梁的共同作用。在設(shè)計(jì)中應(yīng)保證樓板與鋼梁間有可靠的連接措施，此時樓板可作為梁翼緣的一部分計(jì)算梁的彈性截面特性。進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)罕遇地震反應(yīng)分析時，考慮到此時樓板與梁的連接可能遭到破壞，則不應(yīng)考慮樓板與梁的共同工作 3. 多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算可采用：平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同計(jì)算模型結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、質(zhì)量及剛度沿高度分布均勻、不計(jì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)可采用平面結(jié)構(gòu)計(jì)算模型結(jié)構(gòu)平面或立面不規(guī)則、體型復(fù)雜，無法劃分平面抗側(cè)力單元的結(jié)構(gòu)以及筒體結(jié)構(gòu)應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型 4. 多高層鋼結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力與位移計(jì)算，應(yīng)考慮梁柱的彎曲變形和剪切變形，尚應(yīng)考慮柱的軸向變形一般可不考慮梁的軸向變形，但當(dāng)梁同時作為腰桁架或桁架的弦桿時，則應(yīng)考慮軸力的影響5. 柱間支撐兩端應(yīng)為剛性連接，但可按兩端鉸接計(jì)算。偏心支撐中的耗能梁段應(yīng)取為單獨(dú)單元 6. 應(yīng)計(jì)入梁柱節(jié)點(diǎn)域剪切變形（如圖）對多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)位移的影響。

可將梁柱節(jié)點(diǎn)域當(dāng)作一個單獨(dú)的單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，也可按下列規(guī)定作近似計(jì)算： 1）箱形截面柱框架可將節(jié)點(diǎn)域當(dāng)作剛域，剛域的尺寸取節(jié)點(diǎn)域尺寸的一半 2）工字形截面柱框架可不考慮節(jié)點(diǎn)域，梁柱長度按軸線間距離確定

二、阻尼比取值

多高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比較小，按反應(yīng)譜法計(jì)算時的取值： 1.多遇地震下的地震作用高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.02；多層（不超過12層）鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.035 2.罕遇地震下的地震作用考慮結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性，多高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比均可取為0.05

三、計(jì)算有關(guān)要求

進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算時，應(yīng)注意滿足下列設(shè)計(jì)要求： 1、進(jìn)行多遇地震下抗震設(shè)計(jì)時，框架-支撐（剪力墻板）結(jié)構(gòu)體系中總框架任意樓層所承擔(dān)的地震剪力，不得小于結(jié)構(gòu)底部總剪力的25% 2、在水平地震作用下，如果樓層側(cè)移滿足下式，則應(yīng)考慮P–△效應(yīng)

此時該樓層的位移和所有構(gòu)件的內(nèi)力均應(yīng)乘以下式放大系數(shù)α

3. 驗(yàn)算在多遇地震作用下整體基礎(chǔ)（筏形基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)）對地基的作用時，可采用底部剪力法計(jì)算作用于地基的傾覆力矩，但宜取0.8的折減系數(shù) 4. 當(dāng)在多遇地震作用下進(jìn)行構(gòu)件承載力驗(yàn)算時，托柱梁及承托鋼筋混凝土抗震墻的鋼框架柱的內(nèi)力應(yīng)乘以不小于1.5的增大系數(shù)。

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高層建筑抗震結(jié)構(gòu)及材料應(yīng)用？

隨著城市化進(jìn)程鋼結(jié)構(gòu)建筑的高層抗震分析過程的加快，城市規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，高層建筑逐漸在城市中興起和發(fā)展。我國大部分地區(qū)處于環(huán)太平洋地震帶上，屬于地震頻發(fā)區(qū)，從住房安全鋼結(jié)構(gòu)建筑的高層抗震分析過程的角度來說，高層建筑的抗震能力得到鋼結(jié)構(gòu)建筑的高層抗震分析過程了政府以及人民群眾的廣泛關(guān)注。本文分析了高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)，運(yùn)用的抗震材料，以及抗震措施。

汶川地震和玉樹地震發(fā)生后，我國的經(jīng)濟(jì)遭受了巨大的損失，但這也給我們未來的發(fā)展帶來了許多啟示?；仡櫘?dāng)時的情景，所有的建筑物幾乎全部倒塌，與低層建筑相比較，高層建筑的倒塌和破壞程度更為嚴(yán)重。近年來，世界范圍內(nèi)的高層建筑、超高層建筑都在不斷的刷新其高度?，F(xiàn)今世界第一高樓是2010 年竣工位于阿拉伯聯(lián)合酋長國迪拜的哈利法塔，共有162層，總高828米。而且建筑結(jié)構(gòu)也愈加復(fù)雜，對于建筑的抗震安全都存在不利影響。為了提升高層建筑的抗震安全性，達(dá)到安全與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一，我們對高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，以及抗震材料的運(yùn)用等進(jìn)行了深入探討。

一、地震如何破壞建筑

根據(jù)全球地震分析，能夠在地震發(fā)生時對建筑產(chǎn)生直接破壞的可分為三種情況鋼結(jié)構(gòu)建筑的高層抗震分析過程：（一）地震時引起地陷、山崩、地面錯位或裂縫等地面變形的產(chǎn)生，在城市修建時，直接在其上部建設(shè)。（二）地震致使軟土震陷、沙土液化等地基失效現(xiàn)象，造成上層建筑的破壞。（三）地面運(yùn)動激發(fā)產(chǎn)生的劇烈震動使得建筑物結(jié)構(gòu)遭受到過大的破壞，進(jìn)而出現(xiàn)倒塌或傾覆現(xiàn)象。

二、分析建筑的抗震性能

建筑抗震性能取決于：抗震設(shè)計(jì)、抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)以及施工質(zhì)量等三方面。（一）建筑的抗震設(shè)計(jì)需要滿足“小震無礙、中震小礙、大震不倒”的標(biāo)準(zhǔn)，確立合理可行的抗震實(shí)施方案，選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)而確保此結(jié) 構(gòu)的抗震性能符合建筑的整體功效。大多城市高層建筑都采用具有良好的變形能力、變形強(qiáng)度，且相對抗震性能較強(qiáng)的建筑結(jié)構(gòu)。如：框架—核心筒（剪力墻）結(jié) 構(gòu)、現(xiàn)行剪力墻澆筑結(jié)構(gòu)。對于多層結(jié)構(gòu)的住宅大樓而言，建筑結(jié)構(gòu)較多的采用磚混結(jié)構(gòu)類型，建筑樓板大都進(jìn)行現(xiàn)場的澆筑，并且設(shè)置圈梁，建設(shè)構(gòu)造柱等抗震措施，亦或是進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)建設(shè)進(jìn)而確保和增加建筑的抗震能力。（二）抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)即根據(jù)抗震要求等級和烈度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，也即是對于具體建筑物的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)需結(jié)合建筑的具體使用功能。對于一般的建筑物而言，烈度設(shè)計(jì)是根據(jù)本地區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行防震烈度設(shè)計(jì)。烈度設(shè)計(jì)越高，抗震的性能就越高，說明建筑物的安全性能就越強(qiáng)，但這樣相應(yīng)的增加了建筑的造價成本。（三）施工質(zhì)量是建筑工程的關(guān)鍵部分，確保施工質(zhì)量，并加強(qiáng)施工質(zhì)量的監(jiān)管，這也是確保此建筑是否具有較強(qiáng)抗震性能的外在關(guān)鍵因素。

三、從建筑結(jié)構(gòu)與抗震材料的使用方面分析建筑抗震性能

（一）地震多發(fā)區(qū)對于抗震結(jié)構(gòu)體系的特殊建設(shè)我國建筑結(jié)構(gòu)中對于抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常有：房屋框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)以及剪力支撐體系建設(shè)，這些是我國建筑抗震結(jié)構(gòu)中比較常用的幾個方面，尤其適用于城市高層建筑的設(shè)計(jì)中。當(dāng)前時期，國內(nèi)外對于地震多發(fā)地區(qū)的抗震情況多以鋼結(jié)構(gòu)建筑為主，尤其是在框架結(jié)構(gòu)建筑方面，鋼結(jié)構(gòu)建筑的使用占有很大比例。另一方面，由于我國建筑水平有限，在近年來才對新型建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和應(yīng)用，因此大多數(shù)建筑物還是屬于磚混結(jié)構(gòu)，磚混結(jié)構(gòu)建筑在地震多發(fā)區(qū)與鋼結(jié)構(gòu)建筑相比，韌性方面表現(xiàn)出明顯的不足，并且混凝土的配比與性質(zhì)特點(diǎn)等在抗震方面都體現(xiàn)出局限性，需要就新型建筑方式進(jìn)行全面的改進(jìn)。根據(jù)我國對于建筑地震受害的情況進(jìn)行分析，新型鋼結(jié)構(gòu)建筑在抗震方面具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，出現(xiàn)較大等級的地震情況下，鋼結(jié)構(gòu)能夠?qū)ㄖ蚣芫S持較強(qiáng)的穩(wěn)定性。但就我國建筑的基本情況分析，由于我國建筑行業(yè)為了減小建筑成本，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑建造的情況下，使得建筑用鋼量的明顯減少，房屋框架式結(jié)構(gòu) 與剪力結(jié)構(gòu)對于抗震性能方面無法做到具體的提升，使得在發(fā)生高強(qiáng)度地震的情況下，混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生位移，并且出現(xiàn)彎曲斷折的現(xiàn)象，使房屋結(jié)構(gòu)增大承壓負(fù)荷，混凝土強(qiáng)度極限無法滿足抗震的基本要求。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，通過使用柱體漸變式間距結(jié)構(gòu)，在多層或者高層建筑的建設(shè)中需要設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層，由于每一層建筑物的承壓強(qiáng)度都會逐漸減小，底層建筑物承壓情況最為明顯，在結(jié)構(gòu)功能出現(xiàn)剛性突變的情況下，房屋剪力結(jié)構(gòu)的承重負(fù)荷突然增大，使得房屋伸展臂與交換層的梁柱結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松弛，因此需要在對建筑物進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時，需要對建筑結(jié)構(gòu)剛性以及最小剛度限制進(jìn)行約束，避免結(jié)構(gòu)缺陷對于建筑物主體抗震性能的減弱。

（二）抗震建筑材料的探討與應(yīng)用抗震的建筑材料需具備量方面的要求。第一，建筑材料需具備足夠的強(qiáng)度。強(qiáng)度高卻不同于高抗震，對于脆弱性較明顯的建筑材料，其抗拉、抗折強(qiáng)度顯得尤其重要。另外，抗震材料應(yīng)具備安全可靠性和耐久性，以便能夠減輕不同介質(zhì)和材料以及不同的使用環(huán)境所造成的不利影響，進(jìn)而提高建筑材料的使用壽命和建筑的安全性。自1924年水泥和混凝土開始投入使用以來，便成為人類社會使用量最大的建筑材料，對于人類文明的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都起到了非常重要的作用。從抗震角度方面分析來看，水泥、混凝土屬于脆性的建筑材料，讓其作為建筑材料特別是具有高抗震性地區(qū)的結(jié)構(gòu)材料是非常不利于建筑安全的。通過對建筑物的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)或運(yùn)用鋼筋等材料進(jìn)行脆性降低等方式可以得到有效解決，同時也可以通過改變水泥、混凝土的自身特性來應(yīng)對。對于水泥、混凝土自身性能自身抗震性能的改良途徑較廣，包括以下幾個方面：首先，控制拌和混凝土過程的用水量。混凝土的強(qiáng)度、耐久性和工作性能對水具有較強(qiáng)的敏感性，當(dāng)水膠比降到0.3或以下時，混凝土的強(qiáng)度至少會提高一倍?；炷镣ㄟ^摻加具有高效的減水劑來改善混凝土的脆性特點(diǎn)，也可以通過減少拌和用水量使混凝土強(qiáng)度得到提高，進(jìn)而提升混凝土的耐久性、可靠性和致密性?；炷恋臉O限壓力越小，受到破壞時其脆性特征就會越明顯，對于抗震功能是極為不利的，因此，必須同時采用增加其韌性的工程技術(shù)。其次，采用更改聚合物特性的方法，以便明顯提高混凝土抗侵蝕能力和抗?jié)B性，改善堆料界面與混凝土漿液的結(jié)合，當(dāng)聚合物摻加到一定量時，混凝土的脆性特征便呈現(xiàn)出良好的聚合物延性特征。并且，摻加聚合纖維能有效提高混凝土的抗裂能力，促使其延性得到提高。研究表明：摻加聚合纖維體積份數(shù)達(dá)到百分之二的PVA時，混凝土的拉應(yīng)變便可提高3—7%，并且試件的強(qiáng)度也不會受到任何影響。再次，集料的質(zhì)量也會影響到混凝土的質(zhì)量，尤其是影響其耐久性。例如：使用有害成分的集料或堿活性集料進(jìn)行混凝土的制備，不但會降低混凝土的耐久性和縮短其壽命，甚至可能在突發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害中增加其受到的破壞，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)p失增大。最后，還應(yīng)從根本上改變和增加水泥品種，如選用高后期強(qiáng)度、低水化放熱、特別是抗蝕性能好、抗折強(qiáng)度高的低熱酸鹽水泥，即現(xiàn)今市場已有的高貝利特水泥。這是重點(diǎn)工程建設(shè)較好抗震技術(shù)途徑。而高貝利特水泥的低熱高強(qiáng)特性說明，配置高、性能高的混凝土是理想的膠凝材料，此類水泥具有良好的穩(wěn)定性、耐久性和優(yōu)越的抗裂性，因此，在國家的重點(diǎn)工程項(xiàng)目建設(shè)中已得到了廣泛的應(yīng)用。

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高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)分析？

目前，鋼結(jié)構(gòu)普遍應(yīng)用于各種類型的民用建筑中，在高層及超高層建筑中的應(yīng)用則更為廣泛。同混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有韌性好、強(qiáng)度與重量比高的優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)越的抗震性能；但是，如果鋼結(jié)構(gòu)房屋在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用、施工制作和維護(hù)上出現(xiàn)問題。則其優(yōu)良的鋼材特性將得不到充分的發(fā)揮，在地震作用下同樣會造成結(jié)構(gòu)的局面破壞或整體倒塌。

一、高層建筑發(fā)展概括

80年代，是我國高層建筑在設(shè)計(jì)計(jì)算及施工技術(shù)各方面迅速發(fā)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筑，建筑層數(shù)和高度不斷增加，功能和類型越來越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化。比較有代表性的高層建筑有上海錦江飯店，它是一座現(xiàn)代化的高級賓館，總高153.52m，全部采用框架一芯墻全鋼結(jié)構(gòu)體系，深圳發(fā)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(gòu)建筑。進(jìn)入90年代我國高層建筑的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)進(jìn)入了新的階段。不僅結(jié)構(gòu)體系及建筑材料出現(xiàn)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(gòu)，它居目前世界建筑的第四位。

二、高層鋼結(jié)構(gòu)震害現(xiàn)象及其原因分析

鋼結(jié)構(gòu)被認(rèn)為具有卓越的抗震性能，在歷次的地震中，鋼結(jié)構(gòu)房屋的震害要小于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋。很少發(fā)生整體破壞或倒塌現(xiàn)象。盡管如此，由于焊接、連接、冷加工等工藝技術(shù)以及外部環(huán)境的影響，鋼材材料的優(yōu)點(diǎn)將受到影響。特別是因設(shè)計(jì)、施工以及維護(hù)不當(dāng)，就很可能造成結(jié)構(gòu)的破壞。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)在歷次地震中的破壞形態(tài)，可能破壞形式分為以下幾類：

1、結(jié)構(gòu)倒塌

結(jié)構(gòu)倒塌是地震中結(jié)構(gòu)破壞最嚴(yán)重的形式。造成結(jié)構(gòu)倒塌的主要原因是結(jié)構(gòu)薄弱層的形成，而薄弱層的形成是由于結(jié)構(gòu)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)和抗變4剛度沿高度分布不均勻造成的。這就要求在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量避免上述不利因素的出現(xiàn)。

2、節(jié)點(diǎn)破壞

節(jié)點(diǎn)破壞是地震中發(fā)生最多的一種破壞形式。剮性連接的結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般采用鉚接或焊接形式連接。如果在節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和施工中，構(gòu)造及焊縫存在缺陷，節(jié)點(diǎn)區(qū)就可能出現(xiàn)應(yīng)力集中、受力小均的現(xiàn)象，在地震中很容易出現(xiàn)連接破壞。梁柱節(jié)點(diǎn)可能出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象主要表現(xiàn)為：鉚接斷裂，焊接部位位脫，加勁板斷型、屈曲，腹板斷裂、屈曲等。

3、構(gòu)件破壞

在以往所有地震中，多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的主要形式有支撐的破壞與失穩(wěn)以及梁柱局部破壞兩種。（1）支撐的破壞與失穩(wěn)。當(dāng)?shù)卣饛?qiáng)度較大時，支撐承受反復(fù)拉壓的軸向力作用，一旦壓力超出支撐的屈曲臨界力時，就會出現(xiàn)破壞或失穩(wěn)。（2）梁柱局部破壞。對于框架柱，主要有翼緣屈曲、翼縫撕裂，甚至框架柱會出現(xiàn)水平裂縫或斷裂破壞。對于框架梁，主要有翼緣屈曲、腹板屈曲和開裂、扭轉(zhuǎn)屈曲等破壞形態(tài)。

4、基礎(chǔ)錨固破壞

鋼構(gòu)件與基礎(chǔ)的錨固破壞主要表現(xiàn)為柱腳處的地腳螺栓脫開、混凝土破碎導(dǎo)致錨固失效、連接板斷裂等，這種破壞形式曾發(fā)生多起，根據(jù)對上述鋼結(jié)構(gòu)房屋震害特征的分析可知，盡管鋼結(jié)構(gòu)抗震性能較好，但在歷次的地震中，也會出現(xiàn)不同程度的震害。究其原因，元素是和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、施工質(zhì)量、材料質(zhì)量、日常維護(hù)等有關(guān)，為了預(yù)防以上震害的出現(xiàn)，減輕震害帶來的損失，多高層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵循有關(guān)規(guī)程進(jìn)行。

三、抗震設(shè)計(jì)基本要求

1、鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)類型

常見的鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、框架一支援結(jié)構(gòu)、框架一抗震墻板結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)以及巨型框架結(jié)構(gòu)等。鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能的優(yōu)劣取決于結(jié)構(gòu)的選型，進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)時，需要綜合考慮多種因素進(jìn)行方案的優(yōu)化，在優(yōu)化過程中確定其適宜的結(jié)構(gòu)體系。

2、鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)布置原則

鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置的選擇關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和經(jīng)濟(jì)性。和其他類型的建筑結(jié)構(gòu)一樣，多高層鋼結(jié)構(gòu)房屋應(yīng)盡量采用規(guī)則的建筑方案。當(dāng)結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜、平立面特別不規(guī)則時，可按實(shí)際需要在適當(dāng)部位設(shè)置防震續(xù)，從而形成多個較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。由于鋼結(jié)構(gòu)可耐受的結(jié)構(gòu)變形大于混凝土結(jié)構(gòu)，一般來說，不宜設(shè)抗震縫，必須設(shè)置時，抗震縫寬應(yīng)不小于相應(yīng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的1.5倍。

3、鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度和高寬比

根據(jù)結(jié)構(gòu)總體高度和抗震設(shè)防烈度確定結(jié)構(gòu)類型和最大適用高度。結(jié)構(gòu)的高寬比是影響結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和抗震性能的重要參數(shù)，它對結(jié)構(gòu)剛度、側(cè)移和振動形式有直接影響。高度比指房屋總高度與平面較小寬度之比。高寬比值較大時，一方面使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的水平位移及P—A效應(yīng)，還由于傾覆力矩使柱產(chǎn)生很大的軸向力。因此，需要對鋼結(jié)構(gòu)房屋的最大高寬比制定限值，不宜大于合理的限值，超過時應(yīng)進(jìn)行專門研究，采取必要的抗震措施。

抗震設(shè)計(jì)的一般方法

鋼材基本屬于各向同性的均質(zhì)材料，且質(zhì)輕高強(qiáng)、延性好，是一種很適合于建筑抗震結(jié)構(gòu)的材料，在地震作用下，高層鋼結(jié)構(gòu)房屋由于鋼材材質(zhì)均勻，強(qiáng)度易于保證，所以結(jié)構(gòu)的可靠性大；輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)使得鋼結(jié)構(gòu)房屋的自重輕，從而所受地震作用減小；良好的延性使結(jié)構(gòu)在很大的變形下仍不致倒塌，從而保證結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性。但是，鋼結(jié)構(gòu)房屋如果設(shè)計(jì)和制造不當(dāng)，在地震作用下，可能發(fā)生構(gòu)件的失穩(wěn)和材料的脆性破壞或連接破壞，使鋼材的性能得不到充分發(fā)揮，造成災(zāi)難性后果。因此高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)就顯得非常重要和必要。

1、建筑場地

在選擇建筑場地時，應(yīng)根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況和工程地質(zhì)的有關(guān)資料，對建筑場地做出綜合評價。宜選擇對建筑抗震有利的地段，如開闊平坦的堅(jiān)硬場地土或密實(shí)均勻的干硬場地土等地段，避開對建筑抗震不利的地段，如軟弱場地土、易液化土、條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘，非巖質(zhì)的陡坡、采空區(qū)、河岸和邊坡邊緣等地段。

2、地基和基礎(chǔ)

為了避免建筑物不均勻沉降而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂隙、甚至傾斜，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件過早進(jìn)入塑性區(qū)，同一結(jié)構(gòu)單元不應(yīng)設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基土上，不宜部分采用天然地基，部分采用樁基；地基有軟弱粘性土、可液化土或嚴(yán)重不均勻土層時，應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛性。

3、平面和立面布置

為了避免地震時建筑發(fā)生扭轉(zhuǎn)和應(yīng)力集中或塑性變形集中而形成薄弱環(huán)節(jié)，建筑平面、立面布置宜規(guī)則、對稱，質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻。但不設(shè)置抗震縫時，應(yīng)采用與實(shí)際情況相符合的計(jì)算模型，設(shè)置抗震縫時，應(yīng)將建筑物分割成規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。我國《抗震規(guī)范》對高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度和鋼結(jié)構(gòu)房屋的最大高寬比都有規(guī)定：

（1）、結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；應(yīng)有多道抗震設(shè)防防線，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件失效而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力或喪失對重力的承載能力；應(yīng)具備必要的承載能力，良好的變形能力和耗能能力；應(yīng)具有合理的剛度分布和承載力分布，避免因局部削弱或突變而形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中，對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其承載能力。

（2）、在抗震結(jié)構(gòu)體系中，應(yīng)使結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接部位具有良好的延性，避免脆性破壞，提高抗震結(jié)構(gòu)的整體變形能力。因此，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)合理控制尺寸，防止局部失穩(wěn)或整體失穩(wěn)，如對梁翼緣和腹板的寬厚比和高厚比都作了明確規(guī)定。此外，還應(yīng)加強(qiáng)各構(gòu)件之間的連接，以保證結(jié)構(gòu)的整體性，抗震支承系統(tǒng)應(yīng)保證地震作用時結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

（3）、對于女兒墻、圍護(hù)墻、雨篷、封墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)使其與主體結(jié)構(gòu)有可靠地連接和錨固，避免地震時倒塌傷人，產(chǎn)生附加震害；圍護(hù)墻、隔墻等與主體結(jié)構(gòu)的連接，應(yīng)避免設(shè)置不當(dāng)而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)破壞；應(yīng)避免吊頂塌落及懸吊較重的裝飾物墜落，不可避免時應(yīng)采取可靠措施。

（4）、建筑物在強(qiáng)震作用下的表現(xiàn)，既是對抗震設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)，也是對施工質(zhì)量的檢驗(yàn)。施工質(zhì)量的好壞，直接影響鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震能力。因此，抗震結(jié)構(gòu)對材料和施工質(zhì)量的特別要求，應(yīng)在設(shè)計(jì)文件上注明。建筑物的施工要特別注意符合圖紙上合理的抗震要求，注意材料選擇，確保施工質(zhì)量。

隨著人們對地震的不斷認(rèn)識，為防止出現(xiàn)嚴(yán)重的地震的嚴(yán)重災(zāi)害，造成財(cái)產(chǎn)損失和生命傷亡。人們對高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震要求不斷提高。本文闡明了設(shè)計(jì)人員進(jìn)行高層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)時，應(yīng)首先從概念設(shè)計(jì)著手，制定比較合理的設(shè)計(jì)方案等，確保房屋抗震設(shè)防目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

鋼結(jié)構(gòu)各種流程

應(yīng)注意的事項(xiàng)

（1）制作：鋼結(jié)構(gòu)制作包括放樣、號料、切割、校正等諸多環(huán)節(jié)。高強(qiáng)度螺栓處理后的摩擦面，抗滑移系數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

制作質(zhì)量檢驗(yàn)合格后進(jìn)行除銹和涂裝。一般安裝焊縫處留出30～50mm暫不涂裝。

（2）焊接：焊工必須經(jīng)考試合格并取得合格證書，且必須在其考試合格項(xiàng)目及其認(rèn)可范圍內(nèi)施焊。焊縫施焊后須在工藝規(guī)定的焊縫及部位打上焊工鋼印。

焊接材料與母材應(yīng)匹配，全焊透的一、二級焊縫應(yīng)采用超聲波探傷進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢驗(yàn)，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，采用射線探傷。

施工單位首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法等，進(jìn)行焊接工藝評定。

（3）運(yùn)輸：運(yùn)輸鋼構(gòu)件時，要根據(jù)鋼構(gòu)件的長度和重量選用車輛。鋼構(gòu)件在車輛上的支點(diǎn)、兩端伸出的長度及綁扎方法均應(yīng)保證構(gòu)件不產(chǎn)生變形、不損傷涂層。

（4）安裝：鋼結(jié)構(gòu)安裝要按施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行，安裝程序須保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和不導(dǎo)致永久性變形。安裝柱時，每節(jié)柱的定位軸線須從地面控制軸線直接引上。鋼結(jié)構(gòu)的柱、梁、屋架等主要構(gòu)件安裝就位后，須立即進(jìn)行校正、固定。

由工廠處理的構(gòu)件摩擦面，安裝前須復(fù)驗(yàn)抗滑移系數(shù)，合格后方可安裝。

（5）防火與防銹：

1）鋼結(jié)構(gòu)防火性能較差。當(dāng)溫度達(dá)到550℃時，鋼材的屈服強(qiáng)度大約降至正常溫度時屈服強(qiáng)度的0.7，結(jié)構(gòu)即達(dá)到它的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值而可能發(fā)生破壞。

設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)有關(guān)防火規(guī)范的規(guī)定，使建筑結(jié)構(gòu)能滿足相應(yīng)防火標(biāo)準(zhǔn)的要求。在防火標(biāo)準(zhǔn)要求的時間內(nèi)，應(yīng)使鋼結(jié)構(gòu)的溫度不超過臨界溫度，以保證結(jié)構(gòu)正常承載能力。

2）外露的鋼結(jié)構(gòu)可能會受到大氣，特別是被污染的大氣的嚴(yán)重腐蝕，最普通的是生銹。這就必須對構(gòu)件的表面進(jìn)行防腐蝕處理，以保證鋼結(jié)構(gòu)的正常使用。防腐處理的方法根據(jù)構(gòu)件表面條件及使用壽命的要求決定。

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高層建筑的抗震設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)

高層建筑的抗震設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)【1】

摘要：近年來隨著我國建筑工程事業(yè)發(fā)展的不斷進(jìn)步，人們對建筑工程施工質(zhì)量有了更高的要求。

汶川地震給我國建筑工程事業(yè)敲響了警鐘，我國建筑工程設(shè)計(jì)未來的發(fā)展要更加注重抗震設(shè)計(jì)以及抗震結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，努力通過抗震設(shè)計(jì)提高建筑工程的穩(wěn)固性，保障用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：建筑工程抗震設(shè)計(jì) 抗震結(jié)構(gòu)安全

1對建筑工程震能力產(chǎn)生影響的主要因素

1.1建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要根據(jù)國家對不同地區(qū)地震可能發(fā)生的情況以及對地震的危害程度所進(jìn)行的初步預(yù)測來確定不同地區(qū)的基本設(shè)防烈度。

設(shè)防烈度的確定是對抗震標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的主要參考依據(jù)，只有抗震烈度測量預(yù)測的準(zhǔn)確性，才能夠保障抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性與正確性。

建筑施工單位根據(jù)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及工程項(xiàng)目開發(fā)對住宅使用性能的要求，來進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，提高建筑物抗震設(shè)計(jì)的烈度，設(shè)計(jì)烈度與建筑物的抗震能力成正比，與建筑工程造價成反比。

1.2建筑工程抗震設(shè)計(jì)是否合理

所謂抗震設(shè)計(jì)主要是對建筑的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并對建筑結(jié)構(gòu)抗震措施加以選擇，保障建筑結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定的抗震性，在地震災(zāi)害威脅的情況下要確保建筑結(jié)構(gòu)不倒。

高層建筑物對抗震設(shè)計(jì)有著比普通建筑更高的設(shè)計(jì)要求，通常選擇現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)、框架- 剪力墻結(jié)構(gòu)作為高層建筑物的首選結(jié)構(gòu)類型。

這種類型的建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、在外力的強(qiáng)烈作用下，能夠維持建筑結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性，抗震效果非常明顯。

建筑工程抗震設(shè)計(jì)的合理性是確保建筑抗震性能的基本保障。

1.3建筑工程施工質(zhì)量

建筑工程施工質(zhì)量直接影響建筑物的使用性能，在地震振幅的強(qiáng)烈刺激下，建筑物的穩(wěn)固性很難得到保障，為此必須對建筑物施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，規(guī)范建筑施工工序，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督與檢驗(yàn)工作，提高建筑物的整體質(zhì)量，保障建筑物的高抗震性。

2選擇適合的抗震結(jié)構(gòu)與高質(zhì)量的建筑材料

2.1建筑結(jié)構(gòu)體系對建筑抗震性能的重要作用

現(xiàn)階段在我國建筑結(jié)構(gòu)體系中主要包含了框架結(jié)構(gòu)體系、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系與筒體結(jié)構(gòu)體系等主要結(jié)構(gòu)體系表現(xiàn)形式。

這些結(jié)構(gòu)體系根據(jù)建筑物的實(shí)際需要被廣泛的運(yùn)用到高層建筑物中。

而目前國外在地震多發(fā)區(qū)，已經(jīng)開展廣泛的采用鋼結(jié)構(gòu)體系，作為提高建筑結(jié)構(gòu)防震的主要結(jié)構(gòu)體系，我國目前所采用的多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其抗震性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能。

鋼結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、韌性以及延展性上具有明顯的優(yōu)勢。

通過對地震區(qū)建筑房屋的倒塌情況進(jìn)行調(diào)查我們可以發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)建筑物的倒塌機(jī)率是最小的。

我國工程建造開發(fā)者在進(jìn)行高層建筑物設(shè)計(jì)時，為了節(jié)省用鋼數(shù)量，往往采用框架- 核心筒體系。

在混合結(jié)構(gòu)震層中所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的八成以上都由內(nèi)部的混凝土來承擔(dān)。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在外力的作用下容易出現(xiàn)彎曲變形，為了減少建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移，往往需要采用小的鋼結(jié)構(gòu)對框架-核心筒結(jié)構(gòu)加以輔助，這不但沒能達(dá)到節(jié)省建筑鋼材用量的目的，還增加了建筑結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，不利于建筑整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的發(fā)揮，為此我國要積極推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.2建筑材料對建筑物抗震效果的影響與應(yīng)用

建筑材料的使用性能對建筑物的質(zhì)量有著決定性的影響，而高質(zhì)量的建筑物又具有良好的抗震效果，為此若想提高建筑物的抗震性，首先要確保建筑材料的質(zhì)量。

在對建筑材料進(jìn)行選擇時，通常要選擇強(qiáng)度高、安全性好，以及具有良好耐久性的建筑材料，研究實(shí)踐表明，高性能的建筑材料在提高建筑結(jié)構(gòu)的使用性能與使用壽命方面具有不可替代的作用。

混凝土是目前我國建筑工程領(lǐng)域所普遍運(yùn)用的人工石材，它產(chǎn)生于1824年，它的出現(xiàn)極大的改變了世界建筑工程領(lǐng)域的.發(fā)展?fàn)顩r，為促進(jìn)我國建筑工程領(lǐng)域的發(fā)展起到了極大的推動作用。

但混凝土建筑材料卻屬于脆性材料，從建筑結(jié)構(gòu)抗震的角度進(jìn)行分析，混凝土材料不利于建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，為此不應(yīng)作為結(jié)構(gòu)性材料應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中。

為解決這一問題，建筑工程領(lǐng)域展開了廣泛的研究與討論。

目前主要通過對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計(jì)以及采用鋼筋來化解混凝土的脆性。

同時也可以通過對混凝土自身的性能加以改變來實(shí)現(xiàn)對混凝土脆性的改良，達(dá)到提高混凝土材料抗震效果的目的。

通常狀況下對混凝土自身的性能進(jìn)行改良，提高混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能主要從以下幾個方面加以著手：首先，要對混凝土攪拌過程中的用水量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，水對混凝土的水化反應(yīng)以及混凝土的和易性都產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，決定混凝土的性能，為此在混凝土加工、攪拌、運(yùn)輸、使用的全過程要通過會混凝土用水量的控制，來確?；炷恋膹?qiáng)度及其耐久性。

然而為了確保混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，我們不能一味的增加混凝土的強(qiáng)度，因?yàn)榛炷翉?qiáng)度與極限壓成反比，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到一定高度時，在外力作用下一旦混凝土遭到破壞，此時混凝土的脆性特征就會變得更加明顯，為此必須在考慮增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的同時要考慮增強(qiáng)混凝土的韌性，只有這樣才能夠確?；炷辆哂休^好抗震性能。

提高混凝土的使用性能還可以采用聚合物改性，這樣可以顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗侵蝕能力，改善漿體與集料界面的結(jié)合，而且摻加達(dá)到一定量時，脆性的混凝土開始呈現(xiàn)聚合物良好的延性特征，在國際上已經(jīng)開發(fā)成功的超高強(qiáng)水泥彈簧，即是該應(yīng)用的一個極端例證。

在保證混凝土足夠的堿度防止鋼筋銹蝕破壞以及碳化破壞的同時，適宜摻加摻合料可降低混凝土結(jié)構(gòu)中主要存在于孔隙和漿體與集料界面的氫氧化鈣的含量，改善界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土的抗?jié)B性。

集料質(zhì)量也是影響混凝土質(zhì)量、尤其是混凝土的耐久性的重要因素。

例如，用堿活性集料或含有害組分的集料制備的混凝土不僅可導(dǎo)致混凝土耐久性的降低和壽命的縮短，而且可能在突發(fā)災(zāi)害中加速破壞而導(dǎo)致巨大損失。

2003年土耳其地震后對倒塌建筑調(diào)查的結(jié)果表明，由于不當(dāng)使用含氯離子高的海砂作為集料制備混凝土是導(dǎo)致增強(qiáng)鋼筋加速銹蝕而使混凝土建筑在震中倒塌的主要原因。

當(dāng)然，從通用水泥自身也可提出許多有益于提高混凝土耐久性的要求，如適宜控制水泥比表面積和水化熱、降低水泥中氯離子含量、堿含量等。

此外，還可以從根本上調(diào)整水泥品種，例如選用低水化放熱、高后期強(qiáng)度、尤其是抗折強(qiáng)度高、抗侵蝕性好的低熱硅酸鹽水泥，即高貝利特水泥，對于重點(diǎn)工程建設(shè)是一種更好的技術(shù)途徑。

高貝利特水泥低熱高強(qiáng)的特性表明，它是配制高強(qiáng)高性能混凝土的理想的膠凝材料，所配制的高貝利特大體積混凝土抗裂性優(yōu)越、且具有良好的體積穩(wěn)定性和優(yōu)越耐久性，已在國家重點(diǎn)工程應(yīng)用中得到證明。

3結(jié)束語

良好的抗震設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)對建筑物抵抗地震災(zāi)害的威脅起到良好的保護(hù)作用，為確保我國建筑使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全提供了可靠的保障，我國必須努力通過合理的設(shè)計(jì)創(chuàng)造出高性能的抗震結(jié)構(gòu)，提高我國建筑物的抗震效果，對人們的生命財(cái)產(chǎn)安全實(shí)施全面的保護(hù)，避免汶川地震的慘劇再次上演。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王麗霖.我國高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初探[J].山西建筑,2011,(03) .

[2] 和佳一.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011,(12)

[3] 陳維東.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)存在的問題及其對策[J].中國高新技術(shù)企業(yè), 2009,(05).

帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)非抗震與抗震設(shè)計(jì)的區(qū)別【2】

摘要：鑒于高層建筑結(jié)構(gòu)的多樣性，轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)該針對高層建筑的結(jié)構(gòu)類別，進(jìn)行區(qū)別性方案的設(shè)計(jì)，通過精心組織施工，高要求控制模板、鋼筋和混凝土等的施工程序，提供這些施工程序的有利條件，降低施工難度，為高層建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

而抗震設(shè)計(jì)與非抗震設(shè)計(jì)在具體結(jié)構(gòu)構(gòu)件梁、柱及剪力墻的構(gòu)造配筋上均存在一定區(qū)別，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)進(jìn)行區(qū)分。

本文就這些問題進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：帶轉(zhuǎn)換層;高層建筑;抗震設(shè)計(jì)

前言

隨著高層建筑的迅速發(fā)展，以及對建筑結(jié)構(gòu)多功能的要求，帶轉(zhuǎn)換高層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越多，且轉(zhuǎn)換層的設(shè)置位置也越來越高。

六度抗震地區(qū)與非抗震地區(qū)在帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的存在區(qū)別，不同區(qū)域的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)抗震等級不同也存在區(qū)別，對不同地區(qū)進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，應(yīng)避免在實(shí)際設(shè)計(jì)工程中造成不必要的浪費(fèi)或者安全度偏大，以達(dá)到節(jié)省建筑工程造價的目的。

一、帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

帶轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的如下原則：首先，傳力直接，避免多次轉(zhuǎn)換。

布置轉(zhuǎn)換層上下主體豎向結(jié)構(gòu)時，要盡量使水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)傳力直接，通過結(jié)構(gòu)的合理布置，使不落地的剪力墻通過轉(zhuǎn)換托梁直接傳給豎向承重構(gòu)件，盡可能的避免轉(zhuǎn)換次梁及水平多級轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)傳力路勁的最短化。

其次，強(qiáng)化下部、弱化上部。

要保證底部大空間有適宜的剛度、強(qiáng)度、延性和抗震能力，要有意識的強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)剛度，弱化轉(zhuǎn)換層上部主體結(jié)構(gòu)的剛度，使得轉(zhuǎn)換層上下部主體結(jié)構(gòu)的剛度及變形特征盡量接近，以避免出現(xiàn)薄弱層。

再次，計(jì)算全面準(zhǔn)確。

必須將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)作為整體結(jié)構(gòu)中一個重要組成部分，采用符合實(shí)際受力變形狀態(tài)的正確計(jì)算模型進(jìn)行三維空間整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。

采用有限元方法對轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部補(bǔ)充計(jì)算時，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)以上至少取2層結(jié)構(gòu)進(jìn)入局部計(jì)算模型，同時應(yīng)計(jì)及轉(zhuǎn)換層及所有樓蓋平面內(nèi)剛度，計(jì)及實(shí)際結(jié)構(gòu)三維空間盒子效應(yīng)，采用比較符合實(shí)際邊界條件的正確計(jì)算模型。

二、建筑結(jié)構(gòu)平面布置

關(guān)于建筑物的結(jié)構(gòu)平面布置，僅在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》表4.3.3中對建筑物在考慮地震作用時的平面長寬比以及局部凹凸進(jìn)行明確規(guī)定;并且在4.3.5條中對建筑的位移比和周期比進(jìn)行嚴(yán)格的限制。

非抗震設(shè)計(jì)時，由于對周期比沒有嚴(yán)格的限制，故在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層以上的小開間住宅部分的豎向構(gòu)件時，可以只按照豎向構(gòu)件的承載力進(jìn)行設(shè)計(jì);作抗震設(shè)計(jì)時，為了使周期比滿足規(guī)范要求的限值，必須對建筑物周圍的豎向構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)處理，這就人為地增大了轉(zhuǎn)換層上部的建筑物結(jié)構(gòu)剛度，也增加了豎向構(gòu)件的數(shù)量或者截面，同時也會引起轉(zhuǎn)換層下部剛度相應(yīng)增大。

三、建筑結(jié)構(gòu)豎向布置

考慮地震作用下，僅在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中4.4.2和4.4.3條對建筑物的側(cè)向剛度進(jìn)行限制，保證建筑物的側(cè)向剛度的連續(xù)。

4.4.5條對建筑物的豎向收進(jìn)和外挑進(jìn)行限制。

(1)底部大空間為1層時，可近似采用轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)等效剪切剛度比γ表示轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)剛度的變化，γ宜接近1，非抗震設(shè)計(jì)時γ不應(yīng)大于3，抗震設(shè)計(jì)時γ不應(yīng)大于2。

(2)底部大空間層數(shù)大于1層時，其轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比γe宜接近1，非抗震設(shè)計(jì)時γe不應(yīng)大于2，抗震設(shè)計(jì)時γe不應(yīng)大于1.3。

由于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上部建筑多為住宅，根據(jù)建筑住宅使用功能的要求，房間分隔較小且對結(jié)構(gòu)梁高進(jìn)行限制，故造成上部住宅部分的豎向構(gòu)件柱子或短肢剪力墻數(shù)量較多，梁較密。

并且轉(zhuǎn)換層上部住宅部分層高一般比下部大開間的商場部分小得多。

這些都是造成轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下部結(jié)構(gòu)剛度的客觀原因。

為了增加下部結(jié)構(gòu)剛度，只能在適當(dāng)位置處增加豎向構(gòu)件或原豎向構(gòu)件的截面尺寸。

上、下部剛度越要求接近，則增加的下部豎向構(gòu)件越多或者截面越大。

四、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)的區(qū)別

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.7.1條中規(guī)定：無地震作用時，構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值大于等于結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值與結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的乘值(結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的取值在1.～1.1之間);有地震作用組合時，構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值大于等于結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值與結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)的乘值(結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)的取值在1.0～1.33之間)。

以上分析均針對非抗震設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)上的區(qū)別，屬于確定建筑方案前需要考慮的結(jié)構(gòu)體系對建筑物的總體影響，是非抗震設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)在性能設(shè)計(jì)上的根本區(qū)別，需要在建筑方案確定前進(jìn)行經(jīng)濟(jì)綜合性比較分析。

整體結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)非抗震結(jié)構(gòu)性能經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)的根本方向。

五、具體建筑構(gòu)件單項(xiàng)比較分析

1、框支梁

梁上、下部縱向鋼筋的最小配筋率，非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.30%;抗震設(shè)計(jì)時，特一、一和二級不應(yīng)小于0.60%、0.50%和0.40%;加密區(qū)箍筋最小面積含箍率在非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.9ft/fyv;抗震設(shè)計(jì)時，特一、一和二級不應(yīng)小于1.3ft/fyv、1.2ft/fyv和1.1ft/fyv。

梁截面高度在抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于計(jì)算跨度的1/6，非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于計(jì)算跨度的1/8;框支梁截面組合的最大剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列要求：

無地震作用組合時：V≤0.2βcfcbh0;

有地震作用組合時：V≤0.15βcfcbh0/γRE。

2、框支柱

框支柱截面組合的最大剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列要求：無地震作用組合時，V≤0.2βcfcbh0;有地震作用組合時，V≤0.15βcfcbh0/γRE。

柱截面寬度，非抗震設(shè)計(jì)時不宜小于400mm，抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于450mm;柱截面高度，非抗震設(shè)計(jì)時不宜小于框支梁跨度的1/15，抗震設(shè)計(jì)時不宜小于框支梁跨度的1/12;非抗震設(shè)計(jì)時，框支柱宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，箍筋體積配箍率不宜小于0.8%，箍筋直徑不宜小于10mm，箍筋間距不宜大于150mm。

3、剪力墻

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻底部應(yīng)加強(qiáng)部位墻體的水平和豎向分布鋼筋最小配筋率，抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.3%，非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.25%;錯層處平面外受力的剪力墻，其截面厚度，非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于200mm，抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于250mm，并均應(yīng)設(shè)置與之垂直的墻肢或扶壁柱;抗震等級應(yīng)提高一級采用。

錯層處剪力墻的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30，水平和豎向分布鋼筋的配筋率，非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.3%，抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.5%。

結(jié)語

轉(zhuǎn)換層在高層建筑的應(yīng)用必不可少，每座建筑的結(jié)構(gòu)都有其自身的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)需要，選擇合適的轉(zhuǎn)換層類型。

在施工中，還用注意每一環(huán)節(jié)的施工，在了解各構(gòu)件特性的基礎(chǔ)上，合理的發(fā)揮其長處、解決其短處，保證轉(zhuǎn)換層的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙西安.高層建筑結(jié)構(gòu)實(shí)用設(shè)計(jì)方法[M].第3版上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2013.

[2]毛華毅.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的若干問題[J].山西建筑，2010，36(9)：72-73.