建筑抗震论文15篇我国高层建筑抗震设计问题探讨.docx

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建筑抗震论文15篇我国高层建筑抗震设计问题探讨

建筑抗震论文15篇

我国高层建筑抗震设计问题探讨

建筑抗震论文

摘要：

随着我国社会的高速发展，抗震结构的应用也越来越广。

由于居民对高层混凝土建筑质量上的要求越来越高，因此在建筑工程的实际设计和施工过程中应采取更加安全的抗震结构，这不仅能够满足国家相关法律法规的安全抗震要求，一定程度上还可以提高经济效益和社会效益，对于建筑行业的健康高速发展起到了至关重要的推动作用。

关键词建筑抗震建筑论文建筑

建筑抗震论文:

我国高层建筑抗震设计问题探讨

摘要：

随着我国城市的建设和发展，很多高楼大厦在城市中出现，而且建筑高度越来越高，甚至一些已经超过了安全高度范围。

而且我国很多地方都是地震多发带，近几年的地震已经给人类带来了严重的人身和财产安全的消极影响。

本文中，通过对现阶段我国高层建筑抗震设计中存在的问题，从不同角度提出了我国高层建筑抗震设计优化的可行性策略，具有一定实践借鉴意义。

关键词：

高层建筑；抗震设计；问题；策略

1引言

随着社会经济的快速发展，我国城市化进程不断加快，城市中随处可见高楼林立，加之世界人口数量的激增，为了给人类提供拥有更多的建筑空间，高层建筑规模越来越大，建筑层数也不断提高。

与此同时，随着建筑的复杂性和难度的增加，人们对于建筑安全的要求越来越高，特别是作为一个地震多发地区的国家，加之近几年自然灾害的频发，我国居民对于高层建筑的防震效果更加重视，这就对我国高层建筑的抗震设计带来了不小的挑战。

因此，笔者认为，十分有必要对我国高层建筑的抗震设计中存在的问题进行研究，并寻求合理的解决途径，以期能够提高我国高层建筑抗震能力。

2高层建筑抗震设计中存在的问题

2.1高度规范问题

虽然我国有相关的法律法规和政策文件对建筑物的高度规范做出了明确的、具体的规定，而且为了保证高层建筑的安全性，针对不同级别的高层的混凝土的建筑结构技术也有不同级别的高层建筑设置规范，但从我国现阶段各个建筑单位的实际执行情况来看，很多房地产开发商为了追求经济利益，使得高层建筑的高度远远超过了科学合理的范围，以至于在遭遇地震时，这些违规高层建筑会成为“众矢之的”，不能有效抵抗地震威胁。

2.2抗震材料选用问题

我国虽然也是地震多发国家，但是与国际上发达国家在高层建筑时结构材料的选择还相差甚远。

地震多发地区的建筑应当较多的采用钢架结构，以提高建筑的稳定性和安全性，但是我国很多地震区域的高层建筑仍然知识钢筋混凝土的普通结构，这种结构的抗震性能远不及钢结构。

另外，对于建筑高度高于150m的高层，应当有三层支撑框架做支撑。

而且随着科技的进步及钢铁产能的提高，新型钢质混凝土结构一般质量较轻，且能够在减少钢架结构尺寸的基础上，提高高层建筑的防震能力。

2.3抗震设计人才支撑问题

现阶段我国抗震设计领域的专业人才还很匮乏，很多抗震设计大多是借鉴国外的成功经验，国内设计者的自主创新能力较低。

虽然国内很多高校和职教院校都开设了抗震设计专业类课程，但是由于我国缺乏实际施工实践经验，理论知识与实践能力的不扎实，课程结构的不全面等，使得我国建筑设计在抗震设计领域的人才十分匮乏，国内一些经典的高层建筑还不得不依赖国外的设计师来进行抗震设计和施工，抗震设计人才支撑不足。

此外，我国抗震设计的抗震能力较差，抗震级别较低，还比不上发达国家的标准。

我国的建筑架构设计安全系数还不高，因此，亟需相关部门对我国高层抗震设计做出更为符合我国国情和时代要求的标准，以提高我国高层建筑抗震设计的适宜性。

3我国高层建筑抗震设计优化策略

3.1采用位移的结构抗震方法进行设计

地震来临时，高层建筑都会因为受到地震能量作用而发生变形，还有一些建筑在施工过程中也会出现变形，所以，不论是在建筑施工还是在后期防震设计和建设过程中都应当设置合理的弹性变形结构，比如位移变形结构设计，通过改变纵地基层的位移来减少地震产生的位移，另外还应当对界面结构的应变分布处进行处理来加强变形部件之间的联系，提高抗震效果。

此外，还可以在建筑周围建立一些巩固结构，减少地震直接对建筑物产生能量，减弱地震力。

3.2运用高延性结构来进行消震和隔震

高延性结构能够有效抵消地震力，并起到良好的隔震效果，因此，我国当前在建筑的防震设计及后期施工过程中，很多建设和施工单位都加强了结构的韧性、刚度，并对地震构造进行了科学的设计，提高高层建筑的结构韧性和刚度，减少地震带来的不利影响。

地震过程是一种能量的释放过程，因此，需要高延性结构设计和施工来产生良好的消震和隔震效果，有效减少地震对房屋建筑的伤害。

反过来讲，如果高层建筑的负载能力较差，高延性结构能够更多的过滤掉地震的能量，有效保证房屋的原有结构，避免建筑变形，而适宜的韧性能够大大降低房屋崩塌的发生率。

因此，在对高层房屋建筑的设计和规划时，一定要运用先进的技术来提高房屋的抗震能力，比如阻尼器的设计原理就是通过吸收地震能量来减少对房屋建筑的冲击，而且还能监测地震对建筑的破坏程度，效果显著。

3.3建立多层地震防线

通过建立多层地震防线的方式能够提高高层建筑抗地震的性能，满足高层业主对于房屋安全的要求。

当高层建筑在遭遇地震等恶劣自然灾害的影响时，如果只有一道地震防线，一旦遇到级别很高的地震，就难以阻挡地震的摧毁和破坏，因此，一定要设置出备用防线，在多层建筑中设置第二道、第三道防线，以防一道地震防线崩溃后造成建筑物的整体崩塌。

高层建筑在进行抗震设计时，可以采用多段强框架结构，最常见的比如抗震剪力墙设计，该设计因其抗震性能好，因此被广泛的应用作为抗震墙的第一层防线，而且发挥着最为重要的作用。

所以，为了保证墙体的抗震能力足以防止地震的损害，有效减少地震造成的墙体裂痕或者倒塌，就应当科学建立防震结构，多层防线形成合力。

而且在地震以后，每一层的剪力墙所承受的负载力应当是设计预期最大剪力墙的两倍，或者要超过地震总剪力值的1/5.

4结束语

时代的发展让高层建筑已经成为我们司空见惯的建筑物，对其进行优化设计，提升其抗震能力也将会成为建筑行业未来发展的重要趋势。

相关人员选用更加专业的材料，运用更加专业的技术手段提升建筑的抗震效果。

同时，该行业人员也需要不断提升研发能力，让新型抗震材料进入到高层建筑抗震设计中，让高层建筑为人们的生活带来跟尾舒适、安全的居住环境。

建筑抗震论文:

建筑抗震设计中的延性设计

摘要:

地震中结构进入弹塑性状态后，只能依靠变形吸收能量以维持结构“安全”，所以，结构抗震设计的根本验算应是强震作用下结构的变形验算，因此从某种意义上说，结构抗震的本质就是延性。

一个结构具有较大延性或较高耗能能力的话，即使承载力较低，也能够吸收较多能量，抗御较强地震而不会倒塌。

关键词:

塑性铰；吸能耗能；变形能力；结构延性

结构、构件或截面的延性是指从屈服开始至达到最大承载力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力，也就是说，延性是反映结构、构件或截面的后期非弹性变形能力，变形能力是指结构、构件或截面达到最大破坏状态时的最大变形，而变形能力是结构吸能和耗能能力的外在表现，所以延性的本质是吸能和耗能。

结构所吸收的地震能量，等于结构承载力与变形能力的乘积，也就是说结构抗震能力是由承载力和变形能力两者共同决定的。

在中等地震作用下，允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰，这时结构进入弹塑性状态。

在这个阶段结构刚度降低，地震惯性力不会很大，但结构变形加大，结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。

具有上述性能的结构，称为延性结构。

地震中结构进入弹塑性状态后，只能依靠变形吸收能量以维持结构“安全”，所以，结构抗震设计的根本验算应是强震作用下结构的变形验算，因此从某种意义上说，结构抗震的本质就是延性。

以我们当前对地震的认识水平，要准确预测结构物与地基在未来地震作用下的抗震能力，尚难以做到。

因此，结构的抗震能力应着眼于结构物与地基整体抗震能力的概念设计，再辅以必要的计算分析和构造措施，从根本上消除结构物与地基中的抗震薄弱环节，才有可能使设计出的结构具有足够的抗震可靠度。

结构体系的抗震能力综合表现在强度、刚度、和延性三者的统一，即抗震结构体系应具有必要的强度和良好的变形能力，如果抗震结构体系有较高的抗侧强度，但同时缺乏足够的延性，这样的结构在大震作用下很容易破坏。

例如不配筋又无钢筋混凝土构造柱的的砌体结构，其抗震性能较差。

另一方面，如果结构有较大的延性，但抗侧力的能力不足，这样的结构在大震作用下，必然产生较大的变形，如纯框架结构，其抗震性能依然较差，震害调查表明，在历次地震中，钢筋混凝土纯框架破坏严重，甚至倒塌者屡见不鲜。

结构体系是由各类构件连接而成的，各个构件的抗震能力是结构体系抗震能力的前提，抗震结构的构件应具备必要的强度、适当的刚度、良好的延性和可靠的连接，并应重视强度、刚度和延性的合理均衡。

但强度、刚度和延性三者之间并不是相互独立的，结构体系的抗震能力是强度、刚度和延性三者的矛盾统一。

构件刚度太大，会降低结构的延性，同时自振周期变短，增大地震作用，地震作用增大的同时则要求结构及其构件具有较高的承载力，而较高的承载力往往以提高造价和降低结构变形能力为代价;构件刚度过小，在地震作用下，结构变形过大，会导致结构构件的破坏甚至整体倒塌。

必要的强度、刚度和延性三者缺一不可，但其中延性的设计尤为突出，是做到大震不倒的关键所在。

但在实际工作中，结构工程师往往只注重结构的强度，认为强度高的构件或结构必然是安全的，而忽视了对延性的设计，这种强度较高的构件或结构给人以安全的假象，实际在强震作用下因为缺乏足够延性而存在较大的安全隐患。

延性的设计主要依靠合理的抗震措施，如砌体结构，具有较大的刚度和一定的强度，但延性较差，若在砌体中设置圈梁和构造柱，将墙体横竖相箍，起到骨架作用，则可以大大提高变形能力。

又如较长的钢筋混凝土抗震墙，刚度大强度高，但延性不足，若在抗震墙中用弱连梁把墙体划分为若干并列墙段，则可以大大改善墙体的变形能力，做到强度、刚度和延性的合理分配。

延性的本质是吸能和耗能，结构的吸能和耗能能力，主要依靠结构或构件在预定部位产生塑性铰，即结构可承受反复的塑性变形而不倒塌，仍具有一定的承载能力，预定部位是指在该位置塑性铰的形成不会危机整个结构的安全。

为了提高结构的延性，在设计中应采取以下的概念设计:

（1）利用结构各部分的联系构件或非主要承重构件形成“耗能元件”。

在对这种“耗能元件”合理设计后，可使整个结构在预估的罕遇地震下产生可以承受的破坏，并消耗相当的地震能量，从而维持了整个结构体系的稳定和继续承受荷载的能力。

如设有连梁的并联抗震墙，连梁即可设计成很好的耗能元件，以使罕遇地震作用下连梁先出现塑性铰;又如框架结构的填充墙，经合理设计后可增加结构的强度和刚度，同时在地震反复作用下填充墙产生裂缝，可以大量吸收和耗散地震能量，起到耗能元件作用，即同时增大了结构的延性，因为填充墙同时影响到结构的强度、刚度和延性，所以结构设计师应提高对填充墙的设计认识，而不仅仅是作为结构上的荷载来处理。

（2）将塑性铰控制在一系列有利部位，把能量耗散在整个结构的平面和刚度上。

为使结构在强震下出现塑性铰以吸能和耗能，必须在设计时有意识地在一些构件中采取特殊的构造措施，使塑性变形集中在一些潜在的屈服区，使结构具有更有利的塑性重分布能力，使这些并不危险的部位首先形成塑性铰或发生可以修复的破坏，从而保护主要承重体系。

否则塑性铰的出现可能使结构过早倒塌。

如在钢筋混凝土框架设计中要求“强柱弱梁”的原则，其目的就在于使框架结构的塑性铰先出现在各梁端而不是柱端。

（3）要求结构具有尽可能多的赘余度。

若结构没有适当的赘余度，在出现塑性铰时就会形成几何可变的“机构”，失去承载能力而倒塌。

一般来说，超静定次数越高，对抗震越有利，但这不是充分条件，主要与形成屈服区和塑性铰的部位直接相关。

如在框架或框架剪力墙体系中，当框架梁端或连梁端部出现塑性铰时，均不至于导致整个结构的破坏。

因此，抗震设计