高烈度地区高层建筑结构隔震设计论文
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建筑抗震课题研究论文(五篇)内容提要:1、高层混凝土建筑抗震结构设计方案2、建筑设计在建筑抗震设计中的作用3、村镇建筑抗震技术存在的问题及改进4、我国高层建筑抗震设计问题探讨5、建筑抗震设计研究(9篇)全文总字数:15701 字篇一:高层混凝土建筑抗震结构设计方案高层混凝土建筑抗震结构设计方案摘要:抗震结构设计在高层建筑物混凝土结构设计中难度最大,也是至关重要的环节。
原因就是在高层建筑中人口非常的密集,如果高层建筑物的混泥土建筑抗震性能相对薄弱,那么在发生地震自然灾害时,易发生坍塌状况,人们不能及时从中逃脱,那么不可想象的后果就会发生,人们的生命财产安全不能得到保障。
本文通过对高层建筑结构特点和高层混凝土抗震结构设计进行分析,从而改进的方案。
关键词:混凝土;建筑;高层;抗震设计建筑的抗震性设计在建筑行业现在引起了极大的重视度,近年来我国及其他的一些国家频频发生地震灾害。
我国对建筑行业的高层设计提出了关于抗震性的设计目标,根据我国的一些标准法则,要求设计目标要达到大震不倒,小震不坏的情况。
高层的混凝土建筑就必须进行科学合理的设计施工以实现其目标。
1高层混凝土建筑抗震结构设计的要求在高层混凝土抗震结构设计过程中,设计人员应该对高层建筑的抗震效果进行加强,同时要保证高层建筑在遇到地震时建筑物不会坍塌或者倾斜的情况,同时经过恰当的围护可以保持建筑物的使用,若遇小型的地震时整体结构能保持稳固不会损坏。
高层混凝土建筑抗震结构稳定性想要得到提高,在其设计过程中要考虑很多因素得影响,其要求也要做到刚柔并进使高层混凝土建筑能科学合理的受力,以强消弱弯的原则针对性的规划和设计。
2高层建筑混凝土结构特点从高层建筑结构受力特点方面上看,高层建筑的垂直荷载方向没有变化,而其高度越高就不能增长高层建筑的引起量,从而使建筑物的高度与弯矩是成二次方变化的,那就要求建筑的载荷要均匀分布。
根据较为专业的高层建筑混凝土结构特点来说,高层建筑为悬臂垂直结构受水平与垂直荷载的影响,其混凝土结构会产生弯矩和极大的轴向力[1]。
高烈度区论文超高层结构选型论文摘要:高烈度区采用常见的普通混凝土结构会导致梁柱截面较大,影响了建筑的使用效率和美观性。
混合结构增加造价的同时,对梁柱截面优化有限,性价比低。
而钢结构在经济性和建筑实用率上都能得到兼顾。
为本工程首选的结构类型。
前言本工程位于昆明。
是综合体项目中最高的一栋办公楼,地上41层,带3层地下室,建筑高度171m。
建筑平面呈正方形(正方形平面四角有3.9x5.6m的长方形缺角)。
边长43.4m。
核心筒长20m、宽17。
4m。
外框柱柱距为8m~18m,距核心筒壁约12.6m。
工程设计概况:抗震设防烈度8度、设计地震分组为第三组。
设计基本地震加速度值0.20g,建筑场地类别为Ⅲ类,特征周期为0.65s;基本风压值Wo=0.33kN/m2(50年),地面粗糙度B类,体形系数u=1.40。
根据高档办公楼建筑使用要求并结合结构受力需要。
采用框架一核心筒结构是较为合理结构体系。
中部核心筒落地。
外围稀疏布置的框架可满足高档办公楼大面积景观视野的需求。
考虑到所在场地抗震设防烈度高、场地类别等级高而导致地震作用较大的特点。
采用普通钢筋混凝土结构、钢结构及混合结构三种结构类型进行技术经济分析。
1.结构选型1.1普通钢筋混凝土结构(框架-核心筒结构)现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构。
为常见的超高层结构形式之一,造价经济。
技术成熟,施工简单。
但由于高烈度区水平地震作用较大。
为满足规范要求侧刚限值和轴压比。
框架柱截面较大,具体如下:框架柱:普通钢筋混凝土柱。
截面1800x2500。
往上逐渐收至800x1200。
核心筒:普通钢筋混凝土核心筒。
厚度从底部800、400逐步收小到上部的400、300。
楼盖体系:普通钢筋混凝土梁板式。
外框梁x向400x1200、Y向400x1200,内框架梁300x700,次梁200x700,楼板厚度100。
加强层:需在第18层及29层设置两层加强层以增强抗侧刚度。
1.2钢结构(框架-核心筒结构)钢结构的框架-核心筒结构。
高层住宅建筑抗震设计论文在当今城市化进程不断加快的背景下,高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。
然而,地震作为一种不可预测的自然灾害,对高层住宅建筑构成了严重威胁。
因此,高层住宅建筑的抗震设计至关重要,它直接关系到人们的生命财产安全。
一、高层住宅建筑抗震设计的重要性地震的破坏力巨大,它能够导致建筑物的倒塌、损坏,从而造成人员伤亡和财产损失。
高层住宅建筑由于其高度较高、结构复杂,在地震中的受力情况更加复杂,一旦发生地震灾害,后果不堪设想。
因此,进行科学合理的抗震设计,提高高层住宅建筑的抗震性能,是保障居民生命安全和社会稳定的关键。
二、高层住宅建筑抗震设计的基本原则1、整体性原则高层住宅建筑的抗震设计应将整个建筑结构作为一个整体来考虑,确保各个部分之间的协同工作,共同抵抗地震作用。
2、规则性原则建筑的平面和立面布置应尽量规则、对称,避免出现过大的凹凸变化和偏心,以减少地震作用下的扭转效应。
3、刚度和强度合理分布原则在设计中,应使结构的刚度和强度在竖向和水平方向上合理分布,避免出现薄弱层,以保证结构在地震作用下能够均匀受力。
4、多道防线原则设置多道抗震防线,如框架剪力墙结构中的框架和剪力墙、框架结构中的填充墙等,当第一道防线破坏后,后续防线能够继续抵抗地震作用。
三、高层住宅建筑抗震设计的关键因素1、结构体系的选择常见的高层住宅建筑结构体系有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。
不同的结构体系具有不同的抗震性能和适用范围。
框架结构具有较好的灵活性,但抗震性能相对较弱;剪力墙结构抗震性能较好,但空间布置不够灵活;框架剪力墙结构则结合了两者的优点,是高层住宅建筑中常用的结构体系之一。
2、地震作用的计算地震作用的计算是抗震设计的重要环节。
目前,常用的地震作用计算方法有反应谱法、时程分析法等。
反应谱法是一种基于统计分析的方法,计算简便,但对于复杂结构和不规则结构的计算结果可能不够准确;时程分析法则能够更准确地反映地震作用的时变特性,但计算工作量较大。
高层建筑抗震论文随着建筑行业的发展,高层建筑的建设数量越来越多。
在进行高层建筑结构设计的过程中,抗震设计是一项非常重要的组成部分,有利于在突发地震时,保证人们的生命安全。
下面是店铺为大家整理的高层建筑抗震论文,供大家参考。
高层建筑抗震论文范文一:高层建筑抗震设计问题分析高层建筑在现代化的城市中比较常见,这类建筑有着较高的美观性,建筑结构多采用的是钢结构,高层建筑对抗震性有着较高的要求,设计人员要做好结构的优化工作,选择高强度的施工材料,并做好技术交底工作。
在高层建筑抗震设计中,首先要明确设计的目标,其次要对结构进行优化,设计人员必须重视抗震设计工作,其关系着业主居住的安全性。
在对高层建筑的施工方案进行设计时,要提高梁柱的承载能力,这可以避免地震等作用力对梁柱造成较大的破坏。
1高层建筑抗震设计的相关概念高层建筑的抗震设计还需要结合当地的地形以及气候环境条件,针对一些地震高发地带,设计需要采用强度较高的施工材料,要做好建筑结构的优化工作,保证建筑满足抗震设防的要求。
高层建筑有着良好的发展趋势,在设计与施工时,一定要保证建筑使用的安全性,并且要使建筑在地震力的作用下,不会出现结构严重变形的问题。
高层建筑抗震设计是一项重要的工作,下面笔者对高层建筑结构抗震设计目标以及结构优化措施进行简单的介绍。
1.1高层建筑结构抗震设计目标高层建筑结构抗震设计是一项重要的工作,设计人员需要保证结构的稳定性,高层建筑结构抗震设计目标是“小震不坏、大震不倒”。
为了达到这一目标,设计人员还要合理确定施工的材料,施工材料要具有较高的强度与刚度,建筑结构要具有良好的延展性。
另外,在高层建筑施工时,需尽量减少耗能情况,施工单位要多采用可再生的新型能源。
1.2高层建筑结构优化措施1.2.1加强结构体系的优化高层建筑施工在选择材料时,应尽量选择轻质的材料,结构材料还要具有较高的强度,这样的结构有着良好的连续性,可以抵抗较大的荷载以及作用力,可以保证建筑结构的整体性。
超高层建筑结构抗震设计论文范文超高层建筑结构抗震设计论文范文1超高层建筑超高层建筑高度要求与结构类型和抗震烈度密不可分,超高层结构设计要进行两种方法以上的抗震核算,并且进行抗震设防专项审查。
世界超高层建筑有迪拜哈利法塔,高828m;广州塔,高600m、上海环球金融中心,高492m等。
超高层建筑因其超高的高度而具有不同于普通建筑和高层建筑的特点。
首先,对于超高层建筑,传统的砖、石等材料已难以适用,其结构类型也更具选择多样性,如钢筋混凝土结构、全钢结构和混合结构等。
其次,超高层建筑的垂直交通与消防,由于其超高的高度,较依赖于垂直交通,同时也给消防增加了困难,这就要求超高层建筑的每一层都需设置灵敏的烟雾报警器、自动喷淋和适当的避难所。
最后,超高层建筑通过对风作用效应、重力荷载作用效应、施工过程的影响、空间整体工作计算、结构整体内力与位移、抗震性能等设计计算分析,进而提高超高层的抗震性和安全性。
2超高层建筑结构抗侧刚度设计与控制为了提高超高层建筑的抗震性,其足够的结构侧向刚度必不可少。
足够的结构侧向刚度不仅可以保障建筑物的安全性、抗震性,还可在一定程度上有效抵抗建筑结构构件的不利受力情况及极限承载力下的安全稳定性。
设计超高层建筑的结构抗震侧向刚度,应重点从其结构体系和刚度需求进行。
2.1结构设计。
结构初步设计根据建筑高度和抗震烈度确定高度级别和防火级别。
超高层结构设计首先满足规范要求的高宽比限值和平面凹凸尺寸比值限值,其次控制扭转不规则发生:在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,扭转位移比不大于1.4;最大层间位移角不大于规范限值的0.4倍时,扭转位移比不大于1.6;混凝土结构扭转周期比不大于0.9,混合结构及复杂结构扭转周期比大于0.85。
最后设计过程中严格控制偏心、楼板不连续、刚度突变、尺寸突变、承载力突变、刚度突变等现象。
满足结构设计规范的同时,还应考虑建筑师的设计意图和功能需求,同时满足设备专业设计要求。
高烈度区高层建筑的隔震设计在现代城市的发展中,高层建筑如雨后春笋般拔地而起。
然而,在高烈度区,地震的威胁成为了高层建筑设计中不可忽视的重要因素。
为了保障人们的生命财产安全,提高建筑在地震中的抗震性能,隔震设计应运而生。
高烈度区的地震活动频繁且强度大,对建筑物的破坏往往是毁灭性的。
传统的抗震设计主要通过增强结构的刚度和强度来抵抗地震力,但这种方法在面对强烈地震时可能效果有限,而且会增加建筑的成本和自重。
而隔震设计则是一种全新的思路,它通过在建筑物底部设置隔震装置,将上部结构与地面的地震运动隔开,从而有效地减少地震能量向上部结构的传递,降低结构的地震响应。
隔震设计的核心在于隔震装置的选择和布置。
目前常见的隔震装置有橡胶隔震支座、摩擦摆隔震支座等。
橡胶隔震支座具有良好的竖向承载能力和水平变形能力,能够有效地隔离水平地震作用;摩擦摆隔震支座则利用摩擦和摆的原理来消耗地震能量,具有自复位能力和较好的隔震效果。
在实际工程中,需要根据建筑的结构形式、高度、使用功能等因素,综合考虑选择合适的隔震装置,并合理地进行布置,以确保隔震效果的均匀性和可靠性。
在进行隔震设计时,首先要对建筑所在地区的地震危险性进行评估。
这包括确定地震烈度、地震加速度等参数,为后续的设计提供依据。
然后,根据建筑的结构体系和功能要求,建立合理的力学模型,进行地震作用下的结构分析。
通过计算分析,可以得到结构在隔震和非隔震情况下的地震响应,从而评估隔震设计的效果。
除了隔震装置的选择和结构分析,隔震层的设计也是至关重要的。
隔震层需要具备足够的水平刚度和变形能力,同时要保证隔震装置的安装和维护方便。
在隔震层的设计中,还需要考虑防火、防水、通风等问题,以确保隔震层在地震发生时能够正常工作,并且在平时能够满足建筑的使用要求。
另外,隔震设计并非一劳永逸,还需要考虑在极端情况下,如超大地震或隔震装置失效时,结构的抗震能力。
因此,在设计中通常会设置一些备用的抗震措施,如增加结构的延性、设置耗能装置等,以提高结构的整体抗震性能。
高层建筑隔震设计方案论文精选1工程概况某高层住宅楼为框架-剪力墙结构,建筑类别为丙类建筑。
建筑总高度为84.6m,高宽比2.74,地上28层(不包括隔震层),带两层裙房,地下室2层。
隔震层层高为1.6m,1层层高4.7m,2~27层层高为2.9m,28层层高为4.5m。
柱子截面尺寸主要有800mm×800mm,700mm×700mm,600mm×600mm和400mm×400mm,混凝土等级为C50~C30。
隔震层梁截面尺寸主要为800mm×800mm和300mm×700mm,混凝土等级为C35。
上部结构梁截面尺寸主要有400mm×700mm,350mm×700mm,300mm×800mm,300mm×700mm,300mm×600mm和200mm×500mm,混凝土等级为C35~C30。
剪力墙厚度为400~200mm,混凝土等级为C50~C30。
隔震层楼板为200mm,顶层楼板厚度为120mm,中间楼层板厚为100mm,楼梯间板厚150mm,混凝土等级为C35~C30。
结构设计使用年限为50年。
主要设计依据:①场地土的类型为中硬场地土,场地类别II类,设计地震分组第三组;②基本风压按50年一遇的基本风压采用,取0.55kN/m2,地面粗糙度B类;③区域抗震基本烈度8度,设计基本地震加速度0.3g。
该工程隔震层位于地下室顶面,隔震支座均在同一标高,隔震设计目标为上部结构地震作用和构造均按降一度考虑。
2隔震方案设计目前国内常用隔震设计方案主要是采用带铅芯和不带铅芯的叠层橡胶支座以及粘滞阻尼器配合使用。
隔震层抗风装置主要利用带铅芯的叠层橡胶垫或配合使用金属阻尼器。
2.1三种隔震方案第一种采用带铅芯和不带铅芯的叠层橡胶支座,即目前国内常用的隔震方案,其中抗风承载力主要由铅芯提供。
第二种采用带铅芯叠层橡胶支座、不带铅芯叠层橡胶支座和摩擦滑板支座混合隔震,即在方案一基础上,将裙房非铅芯支座L27、L30、L35、L37、L38、L39、L40、L41、L46、L47、L49和L50全部换成摩擦滑移支座,其中抗风承载力由带铅芯叠层橡胶支座和滑移支座二者共同提供。
高烈度区Ⅲ场地高层住宅楼隔震分析发布时间:2022-08-14T00:40:22.532Z 来源:《中国建设信息化》2022年第4月7期作者:杨剑波[导读] 本文针对云南嵩明某高层住宅楼,使用Etabs软件对结构建模,进行隔震计算。
首先,杨剑波云南省房地产开发经营(集团)有限公司摘要:本文针对云南嵩明某高层住宅楼,使用Etabs软件对结构建模,进行隔震计算。
首先,对Etabs软件建模的一致性进行对比分析,然后,考虑重力荷载代表值上支墩的轴力和结构的偏心率两个因素,初步布置隔震支座,再根据《建筑抗震设计规范》的对于地震动自身特性的要求和计算结果离散性的要求,选择5条实际地震动时程和2条人工模拟地震动时程进行地震反应分析。
在设防地震水准下,减震系数的计算就要比较隔震层和非隔震层之间的剪力比值与倾覆力矩比值的最大值。
在遭遇罕见的地震灾害状况下,通过计算来检验隔离减震装置支架的拉、压应力和支座位移,并通过支座的最大位移确定隔震缝的宽度。
最后对该楼采用隔震技术的经济性进行分析。
关键词:高烈度区;三类场地;隔震;高层住宅;经济性引言[]国务院《建设工程抗震管理条例》[1]已于2021年9月1日开始实施。
第十八条明示:位于高烈度设防地区、地震重点监管防范区域的新建学校、幼儿园、医院、养老机构、儿童福利机构、应急指挥中心、应急避难场所、广播电视等建筑应当按照国家有关规定采用隔震减震等技术,保证发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求。
至此,隔震减震技术及产品开始从国家层面推广应用。
为了配合条例的落地实施,《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010(2016年版)[2]、《建筑抗震设防分类标准》GB 50223—2008[3]进行了紧急调整,同时还编制了《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》[4]。
调整之后《建筑抗震设计规范》仍按分部设计方法,按照小震进行隔震设计,而《建筑隔震设计标准》(GBT51408—2021)[5]采用整体设计法,按照中震进行隔震设计。
高层建筑结构抗震设计措施论文【摘要】建筑造型和构造措施是建筑物抗震设计的关键,抗震规范也是随工程抗震的不断发展变化而不断地修改以至逐步完善的,因此在遵从高层建筑抗震设计的相关规范下,充分地掌握结构受力特征和体系特点,这是高层建筑结构抗震设计的重点。
引言目前,从我国的高层建筑现状来看,是具有延续时间长、区域面积广、发展速度快等特点。
对于现在亲身实践中的建筑学者们所面临的我国现状来说,高层建筑结构抗震设计毫无疑问的是他们不可或缺的考虑选项。
而且就完善当前现有的抗震设计理念的挑战更是重中之重,由于人们近年来对地震的恐慌和居住安全性考虑,使高层建筑在当前乃至将来依然是人们关注的焦点。
本文主要结合笔者的工作实践,主要论述了高层建筑结构抗震设计。
1 高层建筑结构的受力特征从高层建筑结构的特点出发,依据我国现行的高层建筑结构抗震规范,我们总结得出高层建筑结构首要考虑的问题就是在它的受力方面。
(1)要抵抗竖向荷载和水平荷载,在地震区还要特别注意考虑额外抵抗地震作用,然而通过相关研究表明它们之中水平荷载和地震作用更是起着决定性的作用。
相对于依照荷载效应与建筑物高度的关系可知随着建筑物高度的不断增大,荷载效应产生的位移增加也越大这一研究成果。
为了应对高层建筑结构在水平作用下产生位移而影响到其基础的安全稳定性,我们在设计中应首先确定一整套完善的措施来竭尽全力地避免其发生或者把这种危害尽可能地降低到最低限度。
(2)由高层建筑与低层建筑在受力方面分析可知,高层建筑具有较高的摆动性和柔韧性,对于越是高层的建筑物来说,它的周期振幅也就越大,因此在设计中应在高层建筑地基基础上和抗震预测设计方面上首要考虑尽可能优先满足其延展性和足够的强度和刚度。
换而言之,在地震的严重作用下,结构进入弹塑性阶段后,仍具有着抵抗地震作用的足够强度变形能力,由此出发通过科学详细分析计算和实验结果,我们得出该高层建筑不会发生倒塌事故的结论。
这种看似矛盾的关系在实际工作中却屡见不鲜。
探析超高层建筑的隔震结构设计摘要:随着我国城市现代化建设的不断发展,需要越来越多的大型高层建筑来满足人们日益增长的生活需求。
目前,对于高层建筑或超高层建筑进行隔震结构设计已经成为建筑施工设计中的重要内容,本文就超高层隔震结构设计技术进行总结,提出了相关工作要点和重视模式,以供同行工作参考。
关键词:建筑结构;超高层;结构设计;抗震传统的建筑防震技术主要是以加强建筑物的刚性和韧性之间的配合度来实现的,而近年来,我国开始引进国外的先进技术,采用了隔震的防震新技术,并结合我国的实际建筑施工水平进行了改良。
目前以我国的建筑隔震结构设计技术水平来讲,主要的隔震技术方式是基础隔震,除此之外,还有中间隔震和悬挂隔震等技术方式。
在实际的超高层建筑工程结构设计中,对于隔震的技术方式选用还需要结合具体建筑工程的要求来确定。
1. 隔震技术的应用自我国引进隔震建筑物结构设计技术以来, 就在高层建筑工程中得到了广泛应用,并且随着技术人员的不断改进与创新,目前隔震技术除了能够在建筑工程建造设计中发挥重大作用,还能够对已经建设完工的高层建筑进行隔震结构改造,以提高现有高层建筑的抗震性能。
一般来讲,隔震结构层可以设计在高层建筑的不同位置, 如防火层或设备层的结构部位,或者基础层和中间层也可以,甚至在高层建筑的顶层也能起到良好的抗震加固效果。
2. 隔震建筑物隔震建筑物是指在建筑物结构中的某个层面采用了隔震层的加固技术, 这种隔震层装置是各种侧向劲度较小的隔震组件相互作用而形成的。
其目的是为了加长整个隔震建筑物的周期,以消减外力作用在建筑物上的影响。
其作用原理是因为在加长了建筑物的周期以后,会增大建筑物的位移,再加上各种消能组件的作用,就可以大幅度增高结构的阻尼比,而实现减少建筑位移量的目的。
3. 基础隔震技术基础隔震技术是目前我国高层建筑抗震技术中应用最广泛, 也是效果最好的抗震加固技术,并且基础隔震的技术成本较低,但在隔震功能上却发挥巨大的效应,因地震而引起的地面运动频率对于基础隔震效果的影响非常小,共振现象的发生频率非常小,可以忽略不计。
高烈度地区的高层建筑结构隔震设计研究【摘要】地震给人们带来的损失大多是由于建筑物的倒塌所致,因此我们必须提高建筑物的抗震能力。
隔震技术是目前世界上应用最广泛也最实用的高新抗震技术,鉴于高层建筑的特殊性,这项技术原来只应用于底层建筑。
近些年来随着隔震技术的逐渐成熟,在高层建筑中也显现出了良好的减震效果,本文对高烈度地区的高层建筑隔震结构进行了分析说明,并总结了一些经验,希望能对同行起到一些指导意义。
【关键词】高烈度地区;高层建筑;隔震结构;设计研究
地震作为一种突发性的自然灾害,在我国分布比较广泛,频度高、强度也较大,给人们的生命财产带来了很大的威胁。
为了减轻地震给人们带来的损失,许多国家都花费了大量人力物力研究建筑物的抗震,并提出了一些在实践中已经被验证了效果的理论,隔震设计就是其中之一。
由于高层建筑的支座容易受拉倾斜,早些年隔震技术在高层建筑中的使用效果并不是很好[1]。
但是随着地震工程者的进一步研究,这项技术也能依靠其特殊的结构和各构件的特殊性能,使隔震层起到“隔震”、“吸震”作用,延长建筑物的自振周期,并且减少其水平地震作用,保证高层建筑少受甚至不受地震的损伤,从而保证建筑物内人们的人身和财产安全。
1 隔震技术的工作原理
早些年前,人们主要通过提高建筑物结构的刚度和强度,依靠结构和构件的一些变形来消耗地震传入建筑物的能量,进而来抵
御地震作用,但这种方式对建筑物本身就是一种伤害。
1881年,日本的河合浩藏最初提出隔震技术,当时他提出的隔震主要是通过地基上的圆木来抗震,后来经过各国学者对隔震技术的研究和探讨,使这项技术得到了不断的升华,逐渐形成了砂垫层滑移摩擦、叠层橡胶垫、悬挂隔震结构等多种隔震结构,这些结构都是通过在基础顶面与上部结构之间设置一些刚度小并可靠的由振动控制装置组成的隔震层,然后借助这些隔震层上的阻尼器吸收并耗散地震给建筑物传递的能量,隔断能量的上传,延长整个建筑物的振动周期,进而减小建筑上部结构的地震响应[2]。
具体如下:图1结构位移反应谱
图1中可以看出随着建筑的自振周期的延长,建筑的位移也会增加,但当建筑的阻尼增大时,建筑的位移反应会明显下降,比如图中的b、c两点,b、c两点的位移一样,但是c点的阻尼大于b 点,故c 点的位移反应大概为b点的的1/2。
图2中显示建筑物中有了隔震层后,就会延长建筑在水平方向的自振周期,降低建筑的加速度反应。
例如图中,阻尼比相同的a、b两点,a点的加速度反应应该为b点的三倍。
2 高层建筑的隔震设计
目前,国际上关于高层建筑的隔震设计方法主要有基于损伤、基于能量和基于性能三种设计方法,基于损伤的设计方法主要是利用阻尼器的耗能和隔震层的屈服作用来减少遭遇地震后的损伤,基于能量的设计主要是从能量的角度出发,将建筑在地震中吸入的能
量变成建筑的势能或其他能够被阻尼耗散掉的能量,这种设计方法比较简单,基于性能的设计主要是考虑建筑物的性能目标,并根据目标来设计建筑物的抗震性能,这种方法最实用,使用的也最广泛。
2.1 隔震上部结构的设计原则
高层建筑在级别较高的地震中,隔震结构就可能出现倾覆,隔震支座也可能会受拉,根据以前对高层建筑隔震设计的研究,设计隔震上部结构时,要注意以下原则:(1)为了减少或者避免隔震支座受拉,必须控制好上部结构的高宽比;(2)竖向构件的柱距要尽量大一些,抗震墙要尽量居中并整齐;(3)隔震层下隔震支座的间距一般不能超过2.0 m;为了保证上部结构不发生扭转,隔震层的质心和刚心要基本重合。
2.2 隔震层的设计原则
在高层建筑的整个隔震体系中,隔震层的设计是最重要的一个设计环节,不同的隔震层设计方法都有自己的适用条件和力学模式。
在隔震层的设计中主要的控制参数有以下几个方面:a.地震时隔震支座受到的不同方向拉应力的大小;b.隔震支座的极大、小面压和长期面压的大小;c.隔震层的屈重比;e.不同变形水平下隔震层的偏心率不能超过3%;f.隔震层在极大地震时的位移[3]。
这6个参数是保证隔震层稳定工作的保证,设计时必须给予高度的重视。
2.3 高层建筑隔震设计方法步骤
2.3.1 初步设计
根据建筑物的特点和结构体型的基本原则,选择稳定性比较好的基础类型。
2.3.2 选型并布置隔震支座
对于那些没有地下室的建筑物,一般都是在基础与上部结构中间设置隔震层,有地下室的在上部结构和地下室顶部设置。
通过计算橡胶隔震支座需要承载的压力、阻尼和刚度,确定其数量、规格和分布情况,保证在级别较高的地震中,橡胶隔震支座不出现拉应力(或者拉应力不超过规范应许值)。
隔震支座通常放在柱下,数量不能过多,具体数量和规格要按照有关规定计算来确定。
2.3.3 确定水平减震系数
根据建筑施工场地和地震的特征周期,用时程分析法画出隔震体系具体的地震影响系数曲线,一般振型分解反应谱法与平均地震影响系数的曲线应该保持一致。
水平方向的减震系数要根据建筑隔震后与非隔震时各层之间剪力的比值并按规范确定[4]。
2.3.4 验算隔震层的水平位移
在一些级别较高的地震中,各个支座在剪力作用下的水平位移不能超过它的水平位移限值,橡胶型的隔震支座的水平位移,不能超过橡胶总厚度的三倍与隔震支座直径的一半两者中的较小值。
2.3.5 验算隔震层以下结构的抗震能力
验算隔震层以下结构的抗震承载力,可以通过在级别较高地震下支座底部的水平力、竖向力和弯矩来计算。
3 结语
高烈度地区的高层建筑物设计不同于其他地方,有其特殊性,而其抗震结构设计问题也非朝夕能够解决,还需我们不断的改进设计方法,使建筑物能够具有更好的抗震作用。
参考文献:
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