建筑抗震设计是一个系统的复杂的工程，它是建筑设计与结构设计的科学合理的协作。其中，高层建筑抗震设计思想？下面是鲁班乐标带来的关于高层建筑抗震设计思想的内容介绍以供参考。


高层建筑抗震设计思想


国内外对建筑抗震进行了大量的研究,抗震设计理念也有多种,但是现在比较常用的主要有:概念设计和基于位移的抗震设计。


抗震概念设计一般原则


概念设计是相对于数值设计而言着眼于结构的总体地震反应,可以理解为运用人的思维和判断能力,从宏观上决定结构设计中的基本问题。抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,进行建筑结构总体布置并确定基本抗震措施的。


需要强调的是设计不能陷入只凭计算的误区，若结构严重不规则，整体性差，仅按目前的结构设计计算水平，是难以保证结构的抗震、抗风性能，尤其是抗震性能。因此，要求建筑师与结构工程师要共同把好初步设计这一环节。关于高层建筑混凝土结构概念设计的一般原则和具体内容，高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）有关章节作了规定。


（1）结构的简单性结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径。建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第3.5.2条作为强制性条文要求，“结构体系应有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。”只有结构简单，才能够对结构的计算模型、内力与位移分析，限制薄弱部位的出现易于把握，因而对结构抗震性能的估计也比较可靠。


（2）结构的规则性和均匀性建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第3.4.2条要求，“建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面布置宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。”建筑平面比较规则，不应采用严重不规则的平面布置，对A级高度建筑宜平面简单、规则、对称、减小偏心；而对B级高度建筑则应简单、规则、减小偏心。平面布置均匀规则，使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递，并使质量分布与结构刚度分布协调，限制质量与刚度之间的偏心。结构布置均匀、建筑平面规则，有利于防止薄弱的子结构过早破坏、倒塌，使地震作用能在各子结构之间重分布，增加结构的赘余度数量，发挥整个结构耗散地震能量的作用。沿建筑物竖向，建筑造型和结构布置比较均匀，避免刚度、承载力和传力途径的突变，以限制结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位。


（3）结构的刚度和抗震能力水平地震作用是双向的，结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。通常，可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力，结构的抗震能力则是结构强度及延性的综合反映。结构刚度的选择既要减少地震作用效应又要注意控制结构变形的增大，过大的变形会产生重力二阶效应，导致结构破坏、失稳。结构应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力，现有的抗震设计计算中不考虑地震地面运动的扭转分量，在抗震概念设计中应注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。


（4）结构的整体性在高层建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用，楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构，而且要求这些子结构能协同承受地震作用，特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼盖使抗侧力子结构能协同工作。


基于位移的抗震设计


基于位移的抗震设计是一种以变形位移、层间侧移角为性能指标,进行结构及构件的设计。在这种方法中,位移是已知的给定输入量,而强度和刚度则是设计的输出结果。基于位移的抗震设计方法目前大致有:


按延性系数设计方法


延性系数法是利用的延性和要求的延性对应结构或构件的需求延性,即目标延性的计算方法,将延性需求和可利用的延性作对比,以评价结构的抗震性能并用于考虑扭转影响的延性结构基于位移的设计。衡量延性的量化设计指标最常用的是曲率延性系数和位移延性系数、二者的定义为截面构件屈服后的曲率位移与屈服曲率位移之比。设计中一般关心的是最大曲率位移延性系数,用公式表示如下:


式中,ΦH和ΦY分别表示塑性铰区截面的极限曲率和屈服曲率;ΔH和ΔY分别表示延性构件的极限位移和屈服位移。按延性系数设计的方法实际上是通过建立构件的位移延性系数或截面曲率延性系数与塑性铰区混凝土极限压应变的关系,由约束箍筋来保证核心混凝土能够达到所要求的极限压应变,从而使得构件具有要求的延性系数。


能力谱法


能力谱设计方法的基本思想是对己设计好的结构进行静力弹塑性分析,将分析的结果基底剪力一顶点位移关系曲线转化成一条能力谱曲线(加速度Sa与位移Sd关系曲线),同时将设计地震反应谱曲线转化成一条需求谱曲线。将这两条曲线放人同一坐标系中,若两曲线相交,可以求得交点(性能点)的位移,此位移称为结构的目标位移。同时根据图示的方法可以直观的评价结构在给定地震作用下的性能。能力谱法计算步骤如下:


(1)按规范进行结构承载力设计;


(2)用静力弹塑性分析方法计算结构的基底剪力VB与顶点位移Un;


(3)建立能力谱曲线。对于高度不是很高、地震反应以第一振型为主的建筑结构,可以用等效单自由度体系代替原多自由度体系分析结构。


(4)建立需求谱曲线,提高结构和构件的延性水平,结构的延性一般用结构顶点的延性系数表示:


式中:Δuq—结构顶点屈服位移;μ—结构顶点延性系数;Δux—结构顶点弹塑性位移限制。


一般认为,在抗震结构中结构顶点延性系数应不小于3～4。结构的顶点位移是由楼层的层间位移累积产生的,而层间位移又是由结构构件的变形形成的。因此,要求结构具有一定的延性就必须保证结构构件有足够大的延性,主要抗侧力的钢筋混凝土构件的极限破坏应以构件弯曲时主筋受拉屈服破坏为主,应避免变形性能差的混凝土首先压溃或剪切破坏,以及钢筋锚固失效和粘结破坏。


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