高层建筑结构抗震设计研究_彩票网站注册

企业新闻 | 2020-11-15

彩票网站_高层建筑抗震设计概论:高层建筑已经成为城市化和现代化的标志。自1884-1885年美国芝加哥家庭保险大楼诞生以来,高层建筑时代开始了。众所周知,中国是一个人口大国,高层建筑的频繁出现可以缓解住房面积小、人口多的问题。

现代城市建设主要以高层建筑甚至超高层建筑为主。但是,中国是一个地震时有发生的国家,现在社会财富和人民生命的价值非常宝贵。但是地震对高层建筑造成的破坏往往很大,因此在高层建筑的设计中抗震迫在眉睫。

在国外,日本作为世界抗震强国,打造了仅次于世界的抗震平台,利用物理建筑实验寻找建筑的最佳抗震设计。日本也有专门的防震设备研究机构,但我国在这方面的发展还不是很完善。根据我国《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001),确定各地的抗震设防烈度和场地,以确定建筑物的结构类型。然而,由于我国抗震设计的安全度较低,仍然不存在一定的风险。

在高层建筑抗震设防工作中,需要提前了解高层建筑在实际实施中遇到的问题,以便采取相应措施解决问题。场地是建筑基础,基础的稳定可以保证上部结构的安全,建筑材料的科学自由选择也可以保证建筑的抗震设防。

在一些关键部件中,大多采用钢材作为原材料,韧性较小,能吸收的地震能量也较小。隔震和消能隔热措施的应用在建筑抗震设防中也占有最重要的地位。随着隔震技术的大量研究和积极发展及其在实际工程中的应用,类雷间隔的优势逐渐显现。艾琦总结了类雷区间相对于其他隔震措施的优势,仅限于该情况及其在工程实例中的应用。

在隔热措施中,李爱群[5]通过一个公式向我们展示了抗震设防中的耗能原理和隔热措施。在抗震过程中,我们主要以预防为主,然后在实践中检验,最后在未来的建筑结构中实施,为我们的下一代营造一个安全稳定的生活环境。1地震基础知识与建筑物抗震设防1.1地震基础知识地震是一种突然在地球内部释放能量,威胁人民生命财产的脑出血型自然灾害。

世界上每年约有500万次地震再次发生,平均每天超过1万次。世界上只有十几个7级以上的地震,每年有几百个5到6级的地震[6]。以我国为例。我国每年平均发生二三十次5级地震,5级以下地震不计其数。

人类总是伴随着地震,受到地震灾害的威胁。所以为了减少地震造成的破坏,人类还是从头到尾在研究思考地震和抗震。对地震的认识也标志着人类文明的发展,抗震技术逐渐成熟。

1.2区分地震类型和成因地震类型的方法很多,可以根据地震的成因、震源深度和烈度来区分。地震可以分为三种类型:构造地震、火山地震和像雷一样的沉降区。根据震源深度,地震可分为以下三种类型:(1)深源如雷:震源深度大于70公里。

(2)中源如雷:震源深度70-300km。(3)雷:等浅源地震震源深度小于300公里。

1.3建筑结构的抗震设防建筑结构的抗震设防主要是为了安全和经济。第一,保证人民生命安全;第二,尽量减少地震对建筑物的破坏 2高层建筑结构抗震概念设计2.1高层建筑体系的发展高层建筑的发展是社会生产力和人民生活环境发展的必然,是城市化和工业化的产物,标志着建筑技术的发展。许多轻质高强材料和机械化、电气化、计算机在建筑行业的应用得到了发展,为高层建筑的发展进一步获得了相应的技术和材料基础。

一般来说,由于地震复发的不确定性和结构本身的复杂性,目前人们对建筑物的震害机理还不太了解,因此结构抗震设计中仍然存在许多不确定因素。由现行规范获得的大部分估算地震和计算结构抗震性能的方法都是具有一定概率水平的近似方法[1]。

概念设计,由于基地的不确定性,如雷电及其影响,遵循从过去遭受的地震灾害中总结出的规律性。一方面要从结构的整体地震响应入手,合理自由地选择建筑造型和结构体系。另一方面,考虑一些关键部分的细节是最重要的。最后,要灵活运用这些抗震思想,综合处理抗震设计中的一些基本问题。

2.2抗震概念设计的基本内容2.2.1建筑形态的自由选择根据震害调查,指出一般的点状结构,如果没有类似的处置结构,当再次发生局部雷时,会对建筑产生不利影响,甚至造成严重破坏。因此,影响结构抗震性能的最重要因素是结构是否规则。

由于建筑设计的多样性和结构本身的复杂性,一般来说,结构会制定近乎规则。但必须完全符合建筑结构抗震设计理念的拒绝,不接受建筑外形相当严重的方案;必要时采用点状建筑方案,在规定拒收的前提下,可采用适当的加固措施。2.2.2地震结构体系地震结构体系的独特功能是分担侧向地震。

自由选择合适的抗震结构体系是抗震概念设计的重中之重,是影响房屋和人民生命财产安全的决定性因素。在这个体系中,抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、基础、结构材料、施工都是最重要的因素,必须从多方面考虑,然后通过一定的技术、合理的经济和相应的条件综合类比来确定。

2.2.3多通道抗震防线结构的抗震能力主要体现在每个结构构件的两个能力上,包括能量吸收和功耗。在这个地震结构体系中,吸收和消耗地震输出能量的各个部分称为地震防线[5]。然而,一个完整的抗震结构体系不应该设置尽可能多的防线。

即使部分结构在震害中再次被破坏,结构功能上升或几乎没有抗震能力,其他多余的防线也能起到至关重要的作用,会导致建筑物再次被破坏。特别是当地震的卓越周期与建筑的基本周期相同或相近时,更需要展现设置多重抗震防线的优势。

当第一条外部侧向力防线受不了共振造成的破坏时,第二条防线就会接手,然后建筑物的自振周期会以较小的幅度再次发生变化,从而超过远离地震卓越周期的目的,从而可以减轻建筑物的共振现象,将地震造成的破坏降到最低。但对于多道防线的结构,第一是拒绝结构没有良好的延性和耗能能力,第二是拒绝结构尽可能享受地震冗余。3高层建筑抗震遇到的问题3.1自由选址高层建筑在选址时,不应自由选择b 基础是建筑的基础,自由选择更好的场地也是高层建筑抗震的最重要因素之一。

在有利位置有合适的建筑方案时,应严格遵循建筑设计的相关拒绝,进行认真的现场评估和研究,并采取相应的抗震措施。3.2部分建筑高度过低。

根据我国《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3-2002)[7]的规定,高层钢筋混凝土建筑在适当的抗震设防烈度下有规定,仅次于使用高度。建筑在规定高度内相对安全,但高层建筑长期以来无法满足我们现有的市场需求。相反,人类对超高层建筑发起了新的挑战,但必须用合适的技术来反对。如今,超高层建筑比比皆是。

但当地震开始下落时,高层建筑和超高层建筑上的地震力不会有很大差别。随着建筑高度的降低,各种指标会发生适当的变化,甚至超过异化的效果。因此,需要单独研究论证,采取有效的加固措施。

3.3低抗震设防烈度如今,许多专家学者已经完全指出,今天实施的建筑结构设计的安全度值早已几乎无法适应环境。甚至明确提出中国使用的建筑结构设计安全度可能低于世界的观点,都主张中国的建筑结构设计安全度要大大提高。此外,在新形势下,以前的三个抗震设防标准,小震舒适,中震可修,大震不推倒,也要重新审视。

除了我国抗震设防标准相对较低外,抗震计算方法和结构规程的安全度都高于国外,在配筋率、轴压比、梁柱给定承载力等方面优化抗震延性的拒绝度也不如国外。随着经济的快速发展和社会财富的快速增长,地震造成的损失也很大。

因此,建议防护强度下的结构采用弹性设计。3.4建筑结构抗震材料配置不科学在我国150米以上的高层建筑中,基本上采用三种主要的结构体系,也是其他国家采用的主要体系。但有一点在国外是不一样的,尤其是地震地区,钢结构居多。

虽然钢铁产品的市场需求不会很大,虽然中国的钢铁产量已经超过了少量,但不同国家的国情不同。在中国,钢筋混凝土结构和混合结构约占90%。

对于如此低比例的钢筋混凝土结构和混合结构,无论在国内还是国外,都没有真正经过大地震的检验。使用混凝土核心筒,由于主体结构是用混凝土填充的,可以增加一部分钢材,但最终可以节省多少,不需要进一步分析计算就可以得到。

但在那个时代,建筑结构不需要节约材料,质量才是第一要素。要注意结构体系和材料的优先性。但我国的钢材产量已经相当大了,钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构或钢结构等大部分钢结构的结构构件,应尽量在适当的地方使用,以增加柱的截面尺寸,提高建筑物的抗震性能。

高层建筑抗震设计方法在高层建筑抗震设计中,一般采用延性较高的材料。我们把需要调整建筑结构刚度的结构称为延性结构。

当地震再次发生时,这种结构的高层建筑不会变成延性较小的塑性状态,地震带来的能量也不会减少,从而增加了地震带来的危害,维护了高层建筑的结构。换句话说,即使高层建筑的承载力不是很高 例如,阻尼器在抗震结构中的应用取得了较小的效果,可以充分吸收地震能量,减少地震对建筑结构的影响。4.1建筑结构隔震的主要措施(1)建筑结构基础隔震一般来说,以类似的方式处理建筑基础的方式称为基础隔震,可以减弱地震带来的地震波,超过增加地震对建筑结构破坏的目的。

在传统方法中,通常在基础上铺设粘土和砂,或者需要在基础上添加粘土或砂垫层。经过多年的演变,人们逐渐了解了建筑材料的研究和发展,发现用沥青为原料代替粘土和沙子,隔震效果有了显著的提高,所以建筑材料的自由选择对于抗震也很重要。

但由于基础隔震主要局限于低层和多层建筑,对于高层建筑效果近乎理想,所以这种方法用于高层建筑的频率较低。(2)建筑结构层间隔震和雷电隔震技术是随着隔震和抗震技术的研究和发展以及一些工程实例的检验而出现的一种新的隔震形式。本文主要包括两种隔震结构:第一种是在结构的一层或中层设置合适的隔震结构,第二种是用叠层橡胶等其他构件代替TMD系统中的弹簧阻尼器。层间隔震与基础隔震结构的区别在于朝向的不同,层间隔震可以弥补基础隔震结构的一些缺陷。

比如海上建筑的橡胶隔震支座,很可能被海水涨潮风化,楼层隔震结构的优势就显现出来了。图4-1不同的隔离层方位,层与层之间的间隔以雷的形式不同。(3)建筑结构的悬挂隔震悬挂隔震是指将结构的全部或大部分质量悬挂在一起,使地震引起的振动传递给建筑主体,从而超过隔震的效果。

由于悬挂的质量较小,这种隔离措施必须使用高强度钢,这样悬挂杆才能承受足够的强度,一般仅限于大钢的结构。这种钢结构悬挂系统一般会采用大型钢结构。但由于高强钢韧性低,地震引起的线脚承载力是不能容忍的。

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所以绝缘弹簧在吊点处不会设置得当,加阻尼器的效果也不会更好。在这里,汇丰银行位于香港43层的新大楼的典型例子被用来说明悬挂隔离的效果。

从图4-2可以看出,该建筑使用了大量的钢材,建筑的重点是吊架方案的设计方案。整个地上建筑用四个框架支撑,每个框架还包括两个桅杆,这两个桅杆肯定是在五层楼生产的,作为支撑悬挂桁架。4.2建筑结构的保温措施建筑结构的保温措施主要是通过在建筑主体外安装构件来提高建筑的阻尼,吸收地震带来的能量,减弱地震对建筑造成的破坏,从而超过抗震设防的目的。这个原理可以用能量守恒定律来解释。

4.3增加地震引起的能量输出。在抗震设计工作中,应大力采用基于偏移距的结构抗震方法。为了建立这种方法,我们应该首先研究非常简单的结构的构件与钢筋之间的连接,拒绝根据变形来适当设计构件,从而分析地震时整个建筑结构的弹塑性变形与构件变形之间的关系[10]。

并且每一个设计方案都要仔细分析,确保结构的变形弹性在预期地震再次发生时几乎满足变形拒绝,建筑结构的整体承载力不要严格测试。其次,应注意地震力作用下高层建筑层间的偏移极限或偏移延性比。Whe 高层建筑自由选择场地时,不要自由选择软场地。

当地震再次发生时,可以降低地震能量,超过建筑物维护的目的。高层建筑抗震设计的未来发展是基于中国当前经济发展的速度。我坚信,未来十年,中国将是世界上高层建筑或超高层建筑数量最少的国家。

高层建筑越多,责任越大。适当的抗震设计工作也将面临巨大的挑战。既要争取数量上的新纪录,也要在质量上大大咧咧。首先,我们必须严格测试建筑材料对抗震结构的影响。

以及各种建筑材料的指标是否满足抗震性能要求,是保证建筑抗震能力的必要条件。其次,应加强抗震材料的研究和开发。

科学技术是第一生产力,抗震技术在高层建筑中的应用不会得到适当的推广。随着计算机技术应用的日益成熟,科学技术的使用给我们带来了便利,也让我们对地震有了更好的了解。

我们可以模拟高层建筑在地震发生时的真实反应,发现可能经常发生的问题,并及时提出适当的解决方案。虽然我们很难相信模拟推演的结果,但它基本上给了我们类似的心理准备,让我们可以用仅次于那些可能经常发生的更大代价的损失来换取构建抗震最基本的目标。6结论基于实践中与抗震结构相关的问题,本文明确提出了保证建筑结构安全的相应措施,并阐述了抗震设计方法中隔震和消能隔热的几种主要措施,得出以下主要结论:(1)在高层抗震建筑概念设计中,规则建筑形状在地震中的破坏不会比点状少很多,使用多道抗震防线也不会保证多一层抗震设防。

(2)高层建筑抗震实际实施中的各种问题,按规范不应予以排斥更重要的是根据场地条件制定合适的方案,尤其是在场地和建筑材料的自由选择上。(3)科学的隔震措施可以有效增加建筑物在地震时的破坏,而消能隔热措施的应用可以在抗震结构的基础上进一步减少地震引起的能量输出,防止建筑物构件在地震时再次严重变形或破坏。

(4)基于偏移的抗震设计应满足结构变形的市场需求,转向构件变形的市场需求。通过降低构件的延性,可以超过构件的变形能力小于其变形的市场需求,结构的变形能力小于其变形的市场需求。高层建筑抗震设防对人民生命财产安全至关重要。

只有确保高层建筑在地震中的安全,经济和建筑业才能健康发展。:彩票网站。

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