高層民用建筑結(jié)構(gòu)抗震理念設(shè)計
抗震建筑，是指在抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)必須進(jìn)行抗震設(shè)計建筑。從全球的重大地震災(zāi)害調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn)，95%以上的人命傷亡都是因為建筑物受損或倒塌所引致的。探討建筑物于地震中受損倒塌的原因，并加以防范，從工程上建造經(jīng)得起強(qiáng)震的抗震建筑是減少地震災(zāi)害最直接、最有效的方法。提高建筑物抗震性能，是提高城市綜合防御能力的主要措施之一，同時也是防震減災(zāi)工作中一項“抗”的主要任務(wù)。
摘要：地震的發(fā)生會對地震區(qū)域內(nèi)的建筑物造成毀滅性的破壞，同時也會影響人們的生活，對人們的生命、財產(chǎn)安全帶來威脅。因此，有關(guān)人員要重視民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，特別是高層民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的密集，人們居住建筑普遍為高層民用建筑，這種建筑和常規(guī)建筑在抗震方面存在差別。因為高度的不同，高層民用建筑的防震工作更為復(fù)雜，因此，高層民用建筑要從宏觀角度對其進(jìn)行有針對性的抗震設(shè)計。
關(guān)鍵詞：高層民用建筑;民用建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計方案;抗震理念設(shè)計
一、高層民用建筑結(jié)構(gòu)抗震理念設(shè)計的必要性
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對高層民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震理念設(shè)計越來越重視，發(fā)展先進(jìn)的抗震理念，加快新型高強(qiáng)度、環(huán)保的建材的開發(fā)，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全、可靠成為民用建筑行業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)。近幾年，伴隨地震的隨機(jī)、高強(qiáng)度、循環(huán)往復(fù)的發(fā)生，給建筑物，特別是高層民用建筑物帶來了損害。同時，有關(guān)人員對高層民用建筑所遭遇地震的特性、參數(shù)等方面的計算和測量還不夠精準(zhǔn)，因此，為了保證人們居住環(huán)境的安全和人們生活的穩(wěn)定，有必要注重高層民用建筑結(jié)構(gòu)抗震理念設(shè)計。
二、高層民用建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
我國現(xiàn)階段高層民用建筑常用的結(jié)構(gòu)形式有：框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu);按所采用的材料又可分為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)以及鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)。
高層建筑的豎向結(jié)構(gòu)體系要求有較大的柱或墻截面，除了承重自上而下的重力荷載，還必須把風(fēng)荷載或地震作用等側(cè)向荷載傳給基礎(chǔ)。與豎向荷載相比，側(cè)向荷載對建筑物的作用效應(yīng)不是線性的，而是隨著建筑物的增高而迅速增大，地震效應(yīng)甚至更加顯著。
三、高層民用建筑抗震設(shè)計所遵循的基本原則
所有高層建筑基本上都是支撐在地面上的豎向懸臂結(jié)構(gòu)。當(dāng)合理地使用下述原則時，由墻、核心筒、框架、筒式結(jié)構(gòu)和其它豎向結(jié)構(gòu)分體系，可以得到所希望的結(jié)構(gòu)方案，既能達(dá)到良好的抗震性能，同時又不需要增加成本。
(1)設(shè)計結(jié)構(gòu)分體系應(yīng)使其構(gòu)件以最有效的方式相互作用。例如：在墻的關(guān)鍵部位配置鋼筋;使框架的剛度比達(dá)到最優(yōu);弦桿和斜桿的桁架體系。
(2)增加抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度，這是非常有效的。因為增加寬度可以直接減小傾覆力，在其它條件不變時，側(cè)移按寬度增加的三次方的比例減小。
(3)使大部分豎向荷載直接由主要抗彎構(gòu)件承受。這將使主要的抗傾覆構(gòu)件受到預(yù)壓而有助于傾覆拉力作用下的房屋穩(wěn)定。
(4)增大承受荷載最有效構(gòu)件的截面。例如：加大較低樓層柱子的連接大梁的翼緣截面，就能夠直接減小側(cè)向位移和增加抵抗力矩，而不會增大上層樓面的質(zhì)量。否則就更不利于抗震。
(5)在豎向結(jié)構(gòu)分體系中，合理布置實心墻或斜撐構(gòu)件，可以有效地抵抗每層樓的局部剪力。這樣不僅起到抗震效果且可降低建造成本。
(6)將大型豎向和水平構(gòu)件連接成巨形框架。
(7)每層樓蓋都應(yīng)起到水平隔板作用。這可以讓各抵抗外力的構(gòu)件共同工作，而不是單獨(dú)工作。
四、高層民用建筑結(jié)構(gòu)抗震理念設(shè)計的內(nèi)容
(1)建設(shè)場地的選擇。在高層民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的過程中，應(yīng)該先對建筑物場地進(jìn)行抗震能力的評估，要充分分析建筑物場地的地形、地貌、地質(zhì)以及巖土等環(huán)境情況，從而確定較為科學(xué)的建筑場地。同時，要努力降低地震對建筑物上部結(jié)構(gòu)底部基礎(chǔ)的影響，建筑場地的選擇上要盡量避免不好開發(fā)的地段，像采空區(qū)、軟弱粘土區(qū)等，對于土層不均勻的地區(qū)要增強(qiáng)地基建筑結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。
(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計要具有一定的穩(wěn)定性、承載力以及剛度等性能。抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計不僅要考慮驗算、概念設(shè)計，還要考慮建筑高度、結(jié)構(gòu)材料使用、結(jié)構(gòu)類型等方面對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響。要在抗震和消震結(jié)合的`基礎(chǔ)上建立設(shè)計地震力以及結(jié)構(gòu)延伸影響的指標(biāo)，通過一些結(jié)構(gòu)措施來減震，實現(xiàn)高層民用建筑抗震性能。
(3)要設(shè)置多道抗震防線。強(qiáng)烈的地震之后會伴隨余震的發(fā)生，如果只設(shè)置一道防線，就不能保證高層建筑在余震的反復(fù)作用下安然無恙。因此，抗震結(jié)構(gòu)體系要加強(qiáng)高層民用建筑主要耗能構(gòu)件的延性和剛度，從而保證高層民用建筑結(jié)構(gòu)能夠吸收地震能量，避免地震時房屋建筑的倒塌。同時，抗震設(shè)計中一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計的超強(qiáng)會削弱其他結(jié)構(gòu)設(shè)計，所以，抗震設(shè)計要慎重考慮建筑施工中以大結(jié)構(gòu)帶動小結(jié)構(gòu)的做法。
(4)提高建筑薄弱部位的抗震能力，加強(qiáng)建筑局部的抗震性能。提高建筑薄弱部位的抗震能力，首先，應(yīng)使樓層的實際承載地震的能力和設(shè)計計算的受力能力比值變化均勻，避免樓層比值的突變。其次，不能為了加強(qiáng)建筑局部的抗震性能而忽視整體結(jié)構(gòu)的抗?fàn)幮阅�，要保證高層民用建筑總體剛度、承載力的協(xié)調(diào)。最后，抗震設(shè)計要有意識的關(guān)注建筑的薄弱部位，保證薄弱部位的變形能力，提高建筑的總體抗震性能。
加強(qiáng)建筑局部的抗震性能，要在仔細(xì)分析地震的破壞性發(fā)現(xiàn)地震縱波要比橫波到達(dá)地表的速度快的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)高層民用建筑的樓板以及后砌墻等部位較容易產(chǎn)生坍塌。之后，在保證建筑主體結(jié)構(gòu)和各個構(gòu)件質(zhì)量的基礎(chǔ)上，合理設(shè)計建筑的截面，在設(shè)計理念和設(shè)計結(jié)構(gòu)方面高度重視抗震工作。
五、總結(jié)
現(xiàn)階段，地震已然成為人們財產(chǎn)和生命安全的嚴(yán)重威脅者，伴隨地震的頻發(fā)以及地震對于建筑的毀滅性傷害，特別是對人們生活需要的高層民用建筑的傷害，加強(qiáng)建筑的防震性能被提上日程。為了保證人們的居住安全和穩(wěn)定，有關(guān)部門和有關(guān)人員要加強(qiáng)高層民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計�？拐鹪O(shè)計是通過對地震作用分析并采取抗震措施來實現(xiàn)的，結(jié)合多次的地震災(zāi)害后發(fā)現(xiàn)，對抗震結(jié)構(gòu)的理念設(shè)計要比抗震結(jié)構(gòu)的數(shù)值計算重要。高層民用建筑抗震性能的優(yōu)劣受到抗震理念設(shè)計的影響，因此，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念應(yīng)該受到人們的重視，有關(guān)人員也要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，關(guān)注整體結(jié)構(gòu)在地震中的反應(yīng)，并按照一定的結(jié)構(gòu)機(jī)制靈活地進(jìn)行抗震設(shè)計理念的構(gòu)思。
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