抗震概念設(shè)計在高層建筑設(shè)計的重要性及應(yīng)用

1、 目 次 摘要.IAbstract .II 引言.22 抗震概念設(shè)計重要性及其定義.2 2.1 抗震概念設(shè)計思想分析.3 3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震概念.4 3.1 結(jié)構(gòu)的整體性.4 3.2 結(jié)構(gòu)的簡單性.4 3.3 結(jié)構(gòu)的剛度.4 3.4 結(jié)構(gòu)的規(guī)則與均勻性.4 4 抗震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用.4 4.1 抗震概念設(shè)計應(yīng)該重視高層建筑的結(jié)構(gòu)規(guī)律.4 4.2 抗震概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用.4 4.3 抗震概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的應(yīng)用.5 4.4 抗震概念設(shè)計在地基基礎(chǔ)上的應(yīng)用.55 科學(xué)的布局設(shè)計和抗震概念設(shè)計.56 總結(jié).5致謝.6參考文獻(xiàn).614 / 14文檔可自由編輯抗震概念設(shè)計

2、在高層建筑設(shè)計的重要性及應(yīng)用摘要 伴隨著社會的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國人們生活水平的不斷提高，建筑企業(yè)異軍突起。人們對于建筑工程的質(zhì)量關(guān)注度有了很大提升，再加上近些年來自然災(zāi)害的不斷發(fā)生，世界各地都發(fā)生了劇烈的地震，這就使人們更加關(guān)注建筑物的抗震能力，而在建筑設(shè)計之中抗震概念設(shè)計相當(dāng)關(guān)鍵，其不僅可以真正意義上增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性，同時還可以保證建設(shè)施工企業(yè)最佳的經(jīng)濟(jì)效益。文章將針對這一方面的內(nèi)容展開論述，詳細(xì)的分析了抗震概念設(shè)計在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計之中的綜合應(yīng)用，同時對設(shè)計的難點和主導(dǎo)的思想方向等進(jìn)行了系統(tǒng)性的分析。中中國論文網(wǎng) h關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震概念設(shè)計；重要性；應(yīng)用Abstr

3、act Along with societys unceasing progress, the rapid development of economy, the continuous improvement of living standards of our people, construction enterprises have sprung up everywhere. Concerns for the construction project quality has greatly improved, and in recent years to natural disasters

4、 will continue to occur, all over the world have taken place in the severe earthquake, which makes people pay more attention to the seismic capacity of buildings, and in the architectural design of anti-seismic concept design is critical. It can not only enhance the reliability and stability of the

5、structure to the true meaning, and also can ensure the construction enterprise the best economic benefits. The content of the article will according to the aspects discussed, detailed analysis of the The comprehensive application of seismic conceptual design in the design of high-rise structure, the

6、 difficulty of the design and the dominant ideological direction and so on were analyzed systematically.Key words: high-rise building; seismic conceptual design; importance; application1.引言 近些年來，自然災(zāi)害頻頻發(fā)生，尤其是地震災(zāi)害，汶川、玉樹、日本等等地區(qū)都發(fā)生了強(qiáng)烈的地震。地震嚴(yán)重威脅了人們的生命和財產(chǎn)安全，由于地震具有不可預(yù)知性，我們只能夠在增強(qiáng)自身危機(jī)意識基礎(chǔ)之上，增強(qiáng)我們所使用建筑物的抗震能力。抗

7、震概念設(shè)計是建筑提升其抗震能力的基礎(chǔ)，因此，將抗震概念設(shè)計融入到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之中去是當(dāng)前的一大趨勢。本文就對抗震概念設(shè)計重要性以及抗震概念設(shè)計定義進(jìn)行分析，從而探析抗震概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。2.抗震概念設(shè)計重要性及其定義建筑物自身就是一個復(fù)雜而又龐大的系統(tǒng)，建筑物自身中的各種構(gòu)件都以非常復(fù)雜的方式共同工作，建筑物各種構(gòu)件并沒有脫離建筑物整體結(jié)構(gòu)體系而單獨工作。近些年來，地震頻頻發(fā)生，這就在一定程度上提高了人們的安全防范意識。因此，人們對于建筑物的抗震性能也更加關(guān)注。由于地震本身具有復(fù)雜性、不確定性以及隨機(jī)性，而建筑物結(jié)構(gòu)模型的基本假定與其實際情況存在著很大的差異，在建筑物結(jié)構(gòu)分析這一

8、方面并不能對建筑物結(jié)構(gòu)的材料時效、阻尼變化、非彈性性質(zhì)以及空間作用進(jìn)行充分的考慮，所以，我們很難準(zhǔn)確的預(yù)測到建筑結(jié)構(gòu)所要遭遇的地震參數(shù)和地震特性，因此，我們必須對建筑結(jié)構(gòu)運用抗震概念設(shè)計。在抗震規(guī)范這一條文中明確說明了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計性能的決定因素就是良好的抗震概念設(shè)計。而所謂的抗震概念設(shè)計就是指根據(jù)建筑設(shè)計者的經(jīng)驗和知識，運用其判斷能力和思維能力，對建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造和整體方案進(jìn)行決定，從而達(dá)到合理的抗震設(shè)計?？拐鸶拍钤O(shè)計是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的一種，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計主要包括抗震概念設(shè)計、抗震構(gòu)造措施以及抗震計算設(shè)計。其中，抗震概念設(shè)計以及抗震計算設(shè)計這兩者應(yīng)該與抗震構(gòu)造措施進(jìn)行有效地結(jié)合。在日常生活中，造

9、成建筑物遭受震害的原因應(yīng)該是多方面的，抗震概念設(shè)計應(yīng)該針對各個方面的震害原因，保證建筑物抗震設(shè)計的效果?？拐鸶拍钤O(shè)計的主要內(nèi)容包括：采用隔震消能技術(shù)、保證非結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全、提高結(jié)構(gòu)延性、采用合理抗震結(jié)構(gòu)體系、合理選用建筑體型、合理選用建筑結(jié)構(gòu)布置以及有利場地的選擇等等，其中，對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全進(jìn)行保證的目的在于確保建筑結(jié)構(gòu)的整體性。2.1 抗震概念設(shè)計思想分析明確抗震概念設(shè)計的主要思想和主導(dǎo)性的原則，對于相關(guān)工作的開展有著重大的意義和積極的影響。所以在實踐之中還應(yīng)當(dāng)對此環(huán)節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行深層次的研究和分析。隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)不斷的向前發(fā)展，當(dāng)前的建筑設(shè)計也呈現(xiàn)出了多樣化的局面。同時在建筑設(shè)計之中還全

10、面的追求綜合化、多樣化以及原則化。從建筑自身的功能上進(jìn)行分析，當(dāng)前建筑需要使用抗震概念設(shè)計來實現(xiàn)自身抗震性的增強(qiáng)，以更好的滿足實際使用的需求。而細(xì)節(jié)部位的設(shè)計，則應(yīng)當(dāng)更好的實現(xiàn)抗震概念設(shè)計的完善，以滿足使用的需求。在高層設(shè)計之中抗震概念設(shè)計相當(dāng)關(guān)鍵，所以在實踐的抗震概念設(shè)計過程之中還應(yīng)當(dāng)很好的樹立起健全的理念，以科學(xué)化的、現(xiàn)代化的手段實現(xiàn)對傳統(tǒng)工作的不斷改進(jìn)，并且以更加靈活和自由的設(shè)計方式使得設(shè)計的思路可以得到不斷的完善。隨著當(dāng)前社會不斷向前發(fā)展高層建筑已經(jīng)逐步成為了城市之中的主流設(shè)計方向，為了在實踐之中更好的增強(qiáng)高層建筑抗震概念設(shè)計水準(zhǔn)，還應(yīng)當(dāng)充分的結(jié)合行業(yè)之內(nèi)的相關(guān)原則和管理的經(jīng)驗，重點的

11、對高層建筑抗震概念設(shè)計相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，以更好的實現(xiàn)從系統(tǒng)功能上進(jìn)行設(shè)計安全性的滿足，更好的避免出現(xiàn)相關(guān)安全問題。同時還需要注意的是在高層建筑抗震概念設(shè)計之中布局設(shè)計技術(shù)也是其中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所以，還應(yīng)當(dāng)對其中的相關(guān)重難點以及管理技術(shù)的主要方向等加以分析，真正意義上實現(xiàn)高層建筑抗震概念設(shè)計水準(zhǔn)的增強(qiáng)和改進(jìn)。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算理論為建筑設(shè)計提供的是結(jié)構(gòu)設(shè)計中對結(jié)構(gòu)抗力的研究和計算。這種傳統(tǒng)的設(shè)計思維使得建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計師過度注重細(xì)節(jié)，而不是整體結(jié)構(gòu)形式?？拐鹪O(shè)計中傳統(tǒng)的設(shè)計思路不能完全適用于結(jié)構(gòu)設(shè)計，完全的照本宣科只能讓建筑結(jié)構(gòu)趨向不合理。需要強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計不能陷入只依靠計算的誤區(qū)，如果結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不規(guī)

12、則，整體性差，僅按目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算水平，難以保證結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)、抗震性能，尤其是抗震的性能。因此，要求結(jié)構(gòu)工程師和建筑師要共同做好初步設(shè)計。關(guān)于高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則與具體內(nèi)容，在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）的有關(guān)章節(jié)中作了規(guī)定。簡單性結(jié)構(gòu)的簡單性是指結(jié)構(gòu)在地震的作用下具有直接、明確的傳力的途徑。在建筑抗震設(shè)計規(guī)范中做出強(qiáng)制性條文要求，“結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該有明確的計算簡圖與合理的地震作用傳遞途徑?！敝挥薪Y(jié)構(gòu)簡單，才能對結(jié)構(gòu)的計算模型、內(nèi)力和位移進(jìn)行分析，避免薄弱部位的出現(xiàn)，因此對結(jié)構(gòu)的抗震性的估計也相對可靠。3.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震概念設(shè)計的原則3.1結(jié)構(gòu)的整體性在高

13、層建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋的整體性對高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性起到十分重要的作用，其相當(dāng)于水平隔板，不僅要求聚集和傳遞慣性力至各個豎向抗側(cè)力的子結(jié)構(gòu)，還要求這些子結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗震能力，能夠抵抗地震作用，尤其是當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的分布不均勻、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜以及抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的水平變形特征存在差異時，整個高層建筑就依靠樓蓋使抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)進(jìn)行協(xié)同工作。3.2結(jié)構(gòu)的簡單性結(jié)構(gòu)的簡單性指的是結(jié)構(gòu)在地震作用下具有明確、直接的傳力途徑。在高層建筑抗震設(shè)計規(guī)范中明確規(guī)定“結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該有明確的計算簡圖與合理的地震作用傳遞途徑”，只有結(jié)構(gòu)簡單，才能對結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)力以及模型進(jìn)行分析，準(zhǔn)確的分析出高層建筑抗震的薄弱環(huán)節(jié)，然后采取相

14、應(yīng)的措施，避免薄弱環(huán)節(jié)的出現(xiàn)。3.3結(jié)構(gòu)的剛度結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力水平在地震作用下是雙向的，確定結(jié)構(gòu)的剛度，然后合理的布置結(jié)構(gòu)能夠抵抗任意方向上的地震作用。通常狀況下，地結(jié)構(gòu)沿著平面上兩個主軸方向都應(yīng)該具有足夠的剛度與抗震能力，結(jié)構(gòu)的剛度不僅僅應(yīng)該控制結(jié)構(gòu)的變形，還應(yīng)該盡可能降低地震作用對高層建筑結(jié)構(gòu)的沖擊，如果結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變形，將會產(chǎn)生重力二階效應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失衡而被破壞，降低高層建筑的抗震可靠性，因此，在抗震概念設(shè)計中，應(yīng)該重視結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計。3.4 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性與均勻性高層建筑的豎向和立面的剖面布置應(yīng)該規(guī)則，結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的變化應(yīng)該巨暈，避免側(cè)向剛度以及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承載力的突變。沿著建筑物的

15、豎向，機(jī)構(gòu)布置和建筑造型應(yīng)該規(guī)則和相對均勻，避免傳力途徑、剛度以及承載力的突變，防止結(jié)構(gòu)在豎向上的某一樓或者少數(shù)樓層之間出現(xiàn)薄弱的環(huán)節(jié)。4.抗震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用4.1 抗震概念設(shè)計應(yīng)該重視高層建筑的結(jié)構(gòu)規(guī)律在高層建筑的抗震概念設(shè)計應(yīng)用中，應(yīng)該對高層建筑的體型設(shè)計進(jìn)行科學(xué)的修正，保證在質(zhì)量、剛度、對稱、規(guī)則上分布均勻，保證設(shè)計的整體性，避免局部出現(xiàn)剛度過大的問題。高層建筑的結(jié)構(gòu)布局對抗震概念設(shè)計具有十分重要的作用，簡單、對稱的建筑在地震中的應(yīng)力分析和實際反映很容易做到，并且能夠達(dá)到相一致，但是在凹凸的立面與錯層設(shè)計的高層建筑中，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時將會產(chǎn)生復(fù)雜的地震效應(yīng)，很難做到對高層

16、建筑抗震效果的最佳分析。因此，高層建筑的抗震概念設(shè)計應(yīng)該重視結(jié)構(gòu)的規(guī)律性。4.2 抗震概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用高層建筑抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震概念設(shè)計的關(guān)鍵，抗震概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用依據(jù)高層建筑物的高度以及抗震等級選擇合適的抗側(cè)力體系，通過概念近似手算確定結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的可行性以及主要構(gòu)件的基本尺寸?？拐鸾Y(jié)構(gòu)方案選擇的合理性，直接影響建筑抗震概念設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性與安全性。合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)該注意以下三個方面： 其一，選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時，應(yīng)該對因為部分結(jié)構(gòu)或者部分構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整體建筑結(jié)構(gòu)體系喪失對抗震能力或者重力荷載的承載能力，應(yīng)該堅持抗震設(shè)計原則中的贅余度功能和內(nèi)力重分配功能，這一原則

17、的重要性在許多建筑物地震后的實際狀況中都得到了很好的印證； 其二，選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時，不僅僅應(yīng)該要求建筑體系的受力明確、傳力合理以及傳力路線，還應(yīng)該有合理的地震作用傳遞途徑和明確的計算簡圖，這些都應(yīng)該和不間斷的抗震分析相符合； 其三，其中延性是建筑結(jié)構(gòu)中的重要特性之一，結(jié)構(gòu)體系的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和連接的延性水平，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平，是提高高層建筑抗震設(shè)計概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用中的重點問題，通過采用豎向和水平向混凝土構(gòu)件，能夠增強(qiáng)對砌體結(jié)構(gòu)的約束，當(dāng)配筋砌體在地震中即使產(chǎn)生裂縫也不會倒塌或者散落，保證高層建筑早地震中不至于喪失對重力荷載的承載能力。4.3 抗震概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上

18、的應(yīng)用高層建筑抗震的實現(xiàn)需要各個構(gòu)件的支撐，因此，抗震結(jié)構(gòu)體系中的各個構(gòu)件都必須具有一定的剛度與強(qiáng)度，并且還應(yīng)該具有可靠的連接性。高層建筑的結(jié)構(gòu)體系是一個多層次超靜定結(jié)構(gòu)，因此其抗震結(jié)構(gòu)也應(yīng)該設(shè)置多道抗震防線，這樣在地震作用下，即使一部分構(gòu)件先被破壞，剩余的構(gòu)件依然具備支撐的作用，形成獨立的抗震結(jié)構(gòu)，承受地震力與豎向荷載。因此，合理的預(yù)見高層建筑結(jié)構(gòu)先屈服或者破壞的位置，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，形成多道抗震防線，實現(xiàn)對高層建筑結(jié)構(gòu)體系的合理控制，這是結(jié)構(gòu)抗震耗能的一種有效措施，是建筑抗震結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的重要內(nèi)容。4.4抗震概念設(shè)計在地基基礎(chǔ)上的應(yīng)用選擇對于建筑抗震有利的地基，相當(dāng)關(guān)鍵，同時也是

19、抗震概念設(shè)計應(yīng)用過程之中的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。在今后還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對抗震概念設(shè)計的深入分析，在結(jié)構(gòu)設(shè)計之中應(yīng)當(dāng)全面的注重房屋的高度、建筑設(shè)計的布局形式、場地設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)場的資源條件、周邊的環(huán)境情況、材料等方面的因素等，同時還應(yīng)當(dāng)注重其中地基以及施工方面的影響因素，注重技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的雙重結(jié)合。以更好的確定今后的設(shè)計方向。針對建筑自身結(jié)構(gòu)和布局形式的確定還應(yīng)當(dāng)全面的遵循力學(xué)的對成型，遵循其中的原則。避免在出現(xiàn)地震等不良情況之時出現(xiàn)剪切破壞等嚴(yán)重的狀況。此外還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)表層土質(zhì)的覆蓋性，這一點對于減少地震的作用影響力也有著巨大的意義。在抗震概念設(shè)計之中，應(yīng)當(dāng)盡可能的選擇一些中硬土的場地，很好的對其中的相關(guān)參數(shù)

20、和特性加以判定，并且避免出現(xiàn)諸如地基實效、地層錯位以及滑坡等嚴(yán)重的情況哎進(jìn)行抗震設(shè)計之時還應(yīng)當(dāng)盡量的避免其中不利的場地因素和施工條件，這一點是當(dāng)前城市建筑設(shè)計工作的主要發(fā)展方向，在施工的開展過程之中還應(yīng)當(dāng)采取相對應(yīng)的措施和技術(shù)，以更好的降低地震所帶來的不良影響，減少地震對于整個施工所產(chǎn)生的危害性。5.科學(xué)的布局設(shè)計和抗震概念設(shè)計科學(xué)的布局形式對于保證抗震概念設(shè)計的水準(zhǔn)和效益相當(dāng)關(guān)鍵。在實踐的結(jié)構(gòu)設(shè)計之中應(yīng)當(dāng)充分的結(jié)合場地的需求和標(biāo)準(zhǔn)，在其中及時并且恰當(dāng)?shù)囊胂嚓P(guān)規(guī)則，同時還應(yīng)當(dāng)保證政策和思想的完善性，另外還應(yīng)當(dāng)注重質(zhì)量中心的重合，在地震發(fā)生之時，最為關(guān)鍵的一點是建筑自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，不至于使得建筑在地震的作用之下出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的情況。所以，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對強(qiáng)度的設(shè)計和提升。同時對設(shè)計的難點和主導(dǎo)的思想方向等進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，在進(jìn)行建筑立面設(shè)計之時，則應(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)變化性的階