抗震概念設計在高層建筑設計的重要性及應用

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

2、在高層建筑設計的重要性及應用摘要 伴隨著社會的不斷進步，經濟的高速發(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量關注度有了很大提升，再加上近些年來自然災害的不斷發(fā)生，世界各地都發(fā)生了劇烈的地震，這就使人們更加關注建筑物的抗震能力，而在建筑設計之中抗震概念設計相當關鍵，其不僅可以真正意義上增強建筑結構的可靠性和穩(wěn)定性，同時還可以保證建設施工企業(yè)最佳的經濟效益。文章將針對這一方面的內容展開論述，詳細的分析了抗震概念設計在高層結構設計之中的綜合應用，同時對設計的難點和主導的思想方向等進行了系統(tǒng)性的分析。中中國論文網 h關鍵詞：高層建筑；抗震概念設計；重要性；應用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，自然災害頻頻發(fā)生，尤其是地震災害，汶川、玉樹、日本等等地區(qū)都發(fā)生了強烈的地震。地震嚴重威脅了人們的生命和財產安全，由于地震具有不可預知性，我們只能夠在增強自身危機意識基礎之上，增強我們所使用建筑物的抗震能力?？?/p>

7、震概念設計是建筑提升其抗震能力的基礎，因此，將抗震概念設計融入到建筑結構設計之中去是當前的一大趨勢。本文就對抗震概念設計重要性以及抗震概念設計定義進行分析，從而探析抗震概念設計在建筑結構設計中的應用。2.抗震概念設計重要性及其定義建筑物自身就是一個復雜而又龐大的系統(tǒng)，建筑物自身中的各種構件都以非常復雜的方式共同工作，建筑物各種構件并沒有脫離建筑物整體結構體系而單獨工作。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注。由于地震本身具有復雜性、不確定性以及隨機性，而建筑物結構模型的基本假定與其實際情況存在著很大的差異，在建筑物結構分析這一

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

9、成建筑物遭受震害的原因應該是多方面的，抗震概念設計應該針對各個方面的震害原因，保證建筑物抗震設計的效果?？拐鸶拍钤O計的主要內容包括：采用隔震消能技術、保證非結構構件安全、提高結構延性、采用合理抗震結構體系、合理選用建筑體型、合理選用建筑結構布置以及有利場地的選擇等等，其中，對非結構構件安全進行保證的目的在于確保建筑結構的整體性。2.1 抗震概念設計思想分析明確抗震概念設計的主要思想和主導性的原則，對于相關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當對此環(huán)節(jié)的內容進行深層次的研究和分析。隨著當前經濟建設事業(yè)不斷的向前發(fā)展，當前的建筑設計也呈現(xiàn)出了多樣化的局面。同時在建筑設計之中還全

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行分析，當前建筑需要使用抗震概念設計來實現(xiàn)自身抗震性的增強，以更好的滿足實際使用的需求。而細節(jié)部位的設計，則應當更好的實現(xiàn)抗震概念設計的完善，以滿足使用的需求。在高層設計之中抗震概念設計相當關鍵，所以在實踐的抗震概念設計過程之中還應當很好的樹立起健全的理念，以科學化的、現(xiàn)代化的手段實現(xiàn)對傳統(tǒng)工作的不斷改進，并且以更加靈活和自由的設計方式使得設計的思路可以得到不斷的完善。隨著當前社會不斷向前發(fā)展高層建筑已經逐步成為了城市之中的主流設計方向，為了在實踐之中更好的增強高層建筑抗震概念設計水準，還應當充分的結合行業(yè)之內的相關原則和管理的經驗，重點的

11、對高層建筑抗震概念設計相關內容進行分析，以更好的實現(xiàn)從系統(tǒng)功能上進行設計安全性的滿足，更好的避免出現(xiàn)相關安全問題。同時還需要注意的是在高層建筑抗震概念設計之中布局設計技術也是其中的一個關鍵環(huán)節(jié)，所以，還應當對其中的相關重難點以及管理技術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計水準的增強和改進。傳統(tǒng)結構設計的計算理論為建筑設計提供的是結構設計中對結構抗力的研究和計算。這種傳統(tǒng)的設計思維使得建設結構設計師過度注重細節(jié)，而不是整體結構形式?？拐鹪O計中傳統(tǒng)的設計思路不能完全適用于結構設計，完全的照本宣科只能讓建筑結構趨向不合理。需要強調的是設計不能陷入只依靠計算的誤區(qū)，如果結構嚴重不規(guī)

12、則，整體性差，僅按目前的結構設計的計算水平，難以保證結構的抗風、抗震性能，尤其是抗震的性能。因此，要求結構工程師和建筑師要共同做好初步設計。關于高層建筑混凝土結構設計的一般原則與具體內容，在高層建筑混凝土結構技術規(guī)程（JGJ3-2010）的有關章節(jié)中作了規(guī)定。簡單性結構的簡單性是指結構在地震的作用下具有直接、明確的傳力的途徑。在建筑抗震設計規(guī)范中做出強制性條文要求，“結構體系應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構簡單，才能對結構的計算模型、內力和位移進行分析，避免薄弱部位的出現(xiàn)，因此對結構的抗震性的估計也相對可靠。3.高層建筑結構設計中抗震概念設計的原則3.1結構的整體性在高

13、層建筑結構中，樓蓋的整體性對高層建筑結構的整體性起到十分重要的作用，其相當于水平隔板，不僅要求聚集和傳遞慣性力至各個豎向抗側力的子結構，還要求這些子結構具有較強的抗震能力，能夠抵抗地震作用，尤其是當豎向抗側力子結構的分布不均勻、結構布置復雜以及抗側力子結構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力子結構進行協(xié)同工作。3.2結構的簡單性結構的簡單性指的是結構在地震作用下具有明確、直接的傳力途徑。在高層建筑抗震設計規(guī)范中明確規(guī)定“結構體系應該有明確的計算簡圖與合理的地震作用傳遞途徑”，只有結構簡單，才能對結構的位移、內力以及模型進行分析，準確的分析出高層建筑抗震的薄弱環(huán)節(jié)，然后采取相

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

15、豎向，機構布置和建筑造型應該規(guī)則和相對均勻，避免傳力途徑、剛度以及承載力的突變，防止結構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.抗震概念設計在高層建筑結構設計中的應用4.1 抗震概念設計應該重視高層建筑的結構規(guī)律在高層建筑的抗震概念設計應用中，應該對高層建筑的體型設計進行科學的修正，保證在質量、剛度、對稱、規(guī)則上分布均勻，保證設計的整體性，避免局部出現(xiàn)剛度過大的問題。高層建筑的結構布局對抗震概念設計具有十分重要的作用，簡單、對稱的建筑在地震中的應力分析和實際反映很容易做到，并且能夠達到相一致，但是在凹凸的立面與錯層設計的高層建筑中，當?shù)卣鸢l(fā)生時將會產生復雜的地震效應，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計應該重視結構的規(guī)律性。4.2 抗震概念設計在結構體系上的應用高層建筑抗震結構體系是抗震概念設計的關鍵，抗震概念設計在結構體系上的應用依據高層建筑物的高度以及抗震等級選擇合適的抗側力體系，通過概念近似手算確定結構設計方案的可行性以及主要構件的基本尺寸?？拐鸾Y構方案選擇的合理性，直接影響建筑抗震概念設計的經濟性與安全性。合理的選擇建筑結構體系，應該注意以下三個方面： 其一，選擇建筑結構體系時，應該對因為部分結構或者部分構件的破壞而導致整體建筑結構體系喪失對抗震能力或者重力荷載的承載能力，應該堅持抗震設計原則中的贅余度功能和內力重分配功能，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，選擇建筑結構體系時，不僅僅應該要求建筑體系的受力明確、傳力合理以及傳力路線，還應該有合理的地震作用傳遞途徑和明確的計算簡圖，這些都應該和不間斷的抗震分析相符合； 其三，其中延性是建筑結構中的重要特性之一，結構體系的變形能力取決于組成結構的構件和連接的延性水平，提高結構構件的延性水平，是提高高層建筑抗震設計概念在建筑結構設計應用中的重點問題，通過采用豎向和水平向混凝土構件，能夠增強對砌體結構的約束，當配筋砌體在地震中即使產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 抗震概念設計在結構構件上

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

19、抗震概念設計應用過程之中的基礎性環(huán)節(jié)。在今后還應當加強對抗震概念設計的深入分析，在結構設計之中應當全面的注重房屋的高度、建筑設計的布局形式、場地設計的標準、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，同時還應當注重其中地基以及施工方面的影響因素，注重技術和經濟指標的雙重結合。以更好的確定今后的設計方向。針對建筑自身結構和布局形式的確定還應當全面的遵循力學的對成型，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)剪切破壞等嚴重的狀況。此外還應當加強表層土質的覆蓋性，這一點對于減少地震的作用影響力也有著巨大的意義。在抗震概念設計之中，應當盡可能的選擇一些中硬土的場地，很好的對其中的相關參數(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重的情況哎進行抗震設計之時還應當盡量的避免其中不利的場地因素和施工條件，這一點是當前城市建筑設計工作的主要發(fā)展方向，在施工的開展過程之中還應當采取相對應的措施和技術，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生的危害性。5.科學的布局設計和抗震概念設計科學的布局形式對于保證抗震概念設計的水準和效益相當關鍵。在實踐的結構設計之中應當充分的結合場地的需求和標準，在其中及時并且恰當?shù)囊胂嚓P規(guī)則，同時還應當保證政策和思想的完善性，另外還應當注重質量中心的重合，在地震發(fā)生之時，最為關鍵的一點是建筑自身的結構穩(wěn)定性，不至于使得建筑在地震的作用之下出現(xiàn)扭轉的情況。所以，還應當加強對強度的設計和提升。同時對設計的難點和主導的思想方向等進行系統(tǒng)性的分析，在進行建筑立面設計之時，則應當避免出現(xiàn)變化性的階