探討抗震概念設計在高層建築結構設計中的應用

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1、sn探討抗震概念設計在高層建築結構設計中的應用摘要：地震是一種自然災害，對人類造成的危害極大，且具有難於把握的復雜性和不確定性。在高層建築中，憑單純的計算設計是難以保證工程結構的抗震功能，因此，在結構設計中必須立足於概念設計。本文簡要分析瞭抗震概念設計的重要性，並著重探討分析瞭抗震概念設計的要點以確保建築工程的質量關鍵詞：抗震概念設計髙層建築結構設計原則概念設計是指工程設計人員從宏觀上、總體上和原則上出發，運用“概念”進行分析，著眼於結構整體反應，決策和確定高層建築結構設計中如總體方案的選定和佈置、材料的使用、細部構造、截面設計、分析計算、結構整體穩定性保

2、證和耗能作用的發揮、關鍵部位和薄弱環節的判斷與加強等一些最基本、最關鍵的問題，並采取相應措施，以達到合理抗震設計的目的。概念設計是一種結構設計理念、設計思想和設計原則1、抗震概念設計的重要性在高層建築結構設計中，有不少結構設計軟件都可計算高層結構，但這些結構設計軟件都有各自的使用范圍和特點，且結構的實際受力情況並不能從計算結構時所采用的計算模型中完全反應出來，因此，在高層建築中不能僅憑結構設計軟件來計算建築結構。且在建築抗震設計規范(GB50011-2001)和高層建築混凝土結構技術規程(JGJ3-2002)等各種新規范(流程)中都強調瞭建築與結構概念設計

3、的重要性。因此，在結構設計中應重視結構的概念設計2、抗震概念設計的要點2.1結構的規則性和均勻性在國內外的大地震中因髙層建築體形不合理或結構總體佈置不合理而造成的地震災害曾出現過幾次。而根據《建築抗震設計規范(GB50011-2001)»中第3.4.2條規定:“建築及其抗側力結構的平面佈置宜規則、對稱，並應具有良好的整體性；建築的立面和豎向剖面佈置宜規則，結構的側向剛度宜均勻變化,向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。”因此，在對高層建築結構進行抗震設計時，應重視建築體形(即建築的平面和立面)和結構的總體

4、佈置(即結構構件的平面佈置和豎向佈置)。經實踐證明，有利於抗震的建築其平面形狀一般較簡單、對稱、均勻、規則且長寬比不大，且為減少扭轉效應使結構具有較好的整體性結構的質量、剛度和承載力分佈較均勻且對稱，質量中心和剛度中心要盡可能重合2.2具有合理明確的計算簡和合理的傳力途徑根據《建築抗震設計規范(GB50011-2001)》中第3.5.2條要求，結構體系應有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。因此，為保證計算結果的可靠性，工程設計人員在利用計算機對大多數高層建築的結構設計進行程序運算時要熟練掌握結構的簡化計算方法。為得到符合實際的計算結構，當得到荷載作用

5、下結構構件的計算簡圖和簡單、直接的結構傳力途徑時，應通過合理明確的力學模型和數學模型對其進行地震反應分析。隻有結構在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑才能較易把握結構模型計算、結構內力與位移的分析、限制薄弱部位的出現，且能確保結構抗震性能的可靠性2.3結構的剛度和抗震能力由於水平地震的作用是雙向的，因此在結構佈置時應確保任意方向的地震作用結構都能抵抗，通常做法是使結構沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力。地震產生的過大的變形會産生重力二階效應，破壞結構，使其失穩，因此，在選擇結構剛度時應具有足夠的抗扭強度和抵抗扭轉振動的能力，以減少地震作用效應、控

6、制結構變形的增大2.4選擇適宜場地和地基根據相關規定要求，高層建築不可建造在危險地段上。在選擇高層建築場地時應盡量避開對建築地震不利的地段，選擇適宜建築抗震的場地；而當無法避開不利地段時應采取相應的有效的抗震措施。同時，為避免建築結構自振周期與場地地震動的卓越周期之間引起共振而加大地震的反應情況，在高層建築結構設計前應對建築結構的自振周期進行初步估算並跟場地的地震動的卓越周期錯開或通過改變房屋類型和層數來錯開兩者2.5選擇延性好的材料、構件和輕質高強度材料延性是結構構件吸收能量的能力體現，具有延性的結構可以降低對結構承載力的要求和材料的用量，進而節約工程造

7、價。在抗震設計原則下，應將鋼筋混凝土結構設計為延性機構，允許其部分構件出現塑性较。若在構件具有足夠延性的基礎上，合理控制塑性銭的部位可使高層建築結構即使在大震作用下也不會倒坍在高層建築結構中采用輕質高強材料（如室內填充墻）可減少結構對地基承載力的要求、結構的地震作用、降低建築的傾覆力矩，從而減少P-△效應3、結論綜上所述，地震是一種隨機振動，高層建築結構的抗震設計具有許多不確定、不確定因素的特點，且人類對地震時結構認識存在局限性、對建築材料性能和施工安裝時的變易性把握不夠等因素，使得高層建築實際受力情況分析結果與實際存在較大差別，簡單地依賴設計軟件來計算建

8、築結構不能充分解決現實中的抗震問題，因此，在進行細致的計算分析外要