超限高层建筑抗震设计的基本方法研究_0

超限高层建筑抗震设计的基本方法研究

摘要：超限高层建筑的抗震结构设计要从整体进行考虑，从建筑的各个方面进行控制。建筑结构的抗震性已经出现了新的技术和措施，在未来的发展中，会有更好的预防措施来对地震的损坏进行控制。而本文正是对超限高层建筑抗震设计基本方法的研究。

关键词：超限高层建筑；抗震设计；基本方法

Abstract: Tall building seismic design from the overall consideration, from all aspects of construction control. Structural seismic resistance has been the emergence of new technologies and measures, in the future; there will be a better preventive measures for earthquake damage control. This article is on the high rise building a seismic design method research.

Key words: high-rise building; seismic design; basic method

抗震简而言之就是抵抗在地震力的作用下对建筑物产生的破坏，采取各种有效的御防或善后措施，尽可能减轻人员生命财产的损失。建筑结构的优化设计目的是设计出合理的满足各种科学数据的最佳方案。上世纪 90 年代后，我国房地产产业迅猛发展，同时，随着钢产量、成型制造技术以及经济科技的发展，技术得到多方面支持，高层钢结构运用在高层住宅建筑中已经成为可能，并且人们也越来越重视优化设计在建筑上的作用。由于我国地处地震多发区，高层住宅结构抗震优化设计将得到设计人员更多的关注和重视。

1.超限高层建筑工程抗震设防的基本要求

（1）采用钢筋混凝土框架结构和抗震墙结构，其高度不得超过《抗规》的最大适用高度。采用钢筋混凝土框架-抗震墙结构和筒体结构，9 度设防时一般不得超过《抗规》、《高规》的最大适用高度，8 度设防时高度不得超过《抗规》、《高规》的最大适用高度的 20%, 6 度和 7 度设防时高度不得超过《抗规》、《高规》的最大适用高度的 30 %；

（2）在房屋高度、高宽比和体型规则性至少应有一方面满足《抗规》、《高规》的有关规定；

（3）应采用比《抗规》、《高规》规定更严的抗震措施；

（4）计算分析应采用两个及两个以上符合结构实际情况的力学模型，且计算程序应经国务院建设行政主管部门鉴定认可；

（5）对房屋高度超过《抗规》、《高规》最大适用高度较多、体型特别复杂或结构类型特殊的结构，应进行小比例的整体结构模型、大比例的局部结构模型的抗震性能试验研究和实际结构的动力特性测试；

（6）特殊超限高层及有明显薄弱层的超限高层建筑工程，应进行结构的弹塑性时程分析。

2.高层住宅建筑抗震结构的设计需要遵循的准则

我国现行建筑抗震设计规范采用两阶段设计方法实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准性能目标。

“三水准”指的是：小震不坏——遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用；中震可修——当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，但经一般修理或不需修理仍可继续使用；大震不倒——当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

“两阶段设计”指的是：第一阶段设计：①小震弹性计算，地震效应与其他荷载效应组合并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，——满足小震强度要求；②限制小震的弹性层间位移角；同时采取相应的抗震构造措施，保证结构的延性、变形能力和耗能能力，——自动满足中震变形要求。第二阶段设计：限制大震下结构弹塑性层间位移角；并采取必要的抗震构造措施——满足大震防倒塌要求。

抗震设计要做到刚柔并济，选择合理的结构布置形式，遵循“强柱弱梁“、”强剪弱弯”的设计准则。满足结构刚度的要求，增强抗震的效果，确保高层抗震结构在地震力的作用下达到我们设计要求。高层建筑结构抗震设计应保持在弹性范围内。即使建筑本身的结构引起变形，结构形态也不会发生根本的破坏，经维护能正常使用。随着我国房地产业的发展，在提高建筑物高度的同时，允许结构进入弹塑性状态，但建筑物本身结构的安全也必须要达到相应的标准。我国规范规定，六级以上必须进行抗震设计。建筑抗震设计不能只单一考虑提高抗震的抗力，地震往往都会伴随着多次的余震，由于地震作用的复杂性和地震作用发生的强度的不确定性，以及结构和体积的差异等，如果只设置一道防线，就会大大降低建筑的抗震效果，且也会增加结构的刚度。建筑物的抗震设计，必须满足减小地震力对建筑主体的作用，使建筑主体结构不产生破坏性变形，此两点为结构抗震设计的目的。只有通过对结构构件及节点的消能减震，设计才能达到抗震的要求，使建筑物在地震发生时，损失降到最低。研究结果表明，如果高层建筑的抗震结构体系刚度太柔，在经第一次地震后就会遭到严重破坏，当余震来临时，建筑物无法再次承受地震的破坏力。所以，建筑物的抗震结构设计既要有一定的刚度也要有适当的柔度。延性较好的分体系组成，地震发生时不会发生整体倾覆，因此，由若干个在地震发生时由具有较好延性。