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地标建筑的抗震技术论文

2023-02-09 12:30 来源:学术参考网 作者:未知

地标建筑的抗震技术论文

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房屋基础隔震技术应用的探究工学论文

房屋基础隔震技术应用的探究工学论文

摘要: 笔者经过实践并进行理论总结后,在本文中就房屋基础隔震技术的原理和施工技术要点做了详细和系统的介绍,并且通过比较将房屋基础隔震技术抗震性能好和节约成本等优越性展现出来。最后笔者还就目前该技术的应用情况做出了总结。

关键词: 房屋基础隔震原理技术要点优势现状

2008年的5·12汶川地震在给我们带来伤痛的同时也引起了各界对房屋建设的关注,对于每一名房屋设计和建设者来说如何提高房屋的抗震能力成了必须思考和探索的问题。广木线穿心店站的货运楼在其周围房屋基本倒塌的情况下仍然可以保持房屋上部结构的基本完整性这一特殊的现象为我们有效提高房屋抗震性能提供了一种可能。经过调查发现该楼房在修建过程中应用房屋基础隔震技术,这就提示我们房屋基础隔震技术能有效提供房屋抗震性能,而这一点在国家现行的GB50011.2001建筑抗震设计规范中得到证明。下面就介绍一下房屋基础隔震技术的基本原理和优越性,并且探讨一下其应用的方法。

1房屋基础隔震技术的基本原理

房屋基础隔震技术的基本原理就是在房屋的上部结构同地基之间实现柔性连接——一般是在上下结构的中间增加水平刚度低且具有适当的隔震和增加结构系统的柔性,使上部结构得以同可能造成破坏的地面运动分离,以达到降低房屋上部结构的地震能量加速,且提高房屋对于地震的抵抗能力的目的。可以说基础隔震技术通过“以柔克刚”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。当地震破坏程度较小时,“隔震装置的初始刚度足以使房屋屹立不动”[1],在遇到破坏性大的地震时这种设计就可以保持房屋的基本结构让房屋不至完全倒塌,就像5·12地震中的广木线穿心店站的货运楼。

房屋结构应用基础隔震措施后,其周期是没有应用基础隔震结构的2~3倍,依据反应谱理论可知较长的隔震建筑的周期可以使地震对房屋的影响大幅度减小。但就传统对原理的解释来看,这种隔震设计一般多用于层数较少的楼房,而目前我国在高层建筑中也开始了基础隔震技术的使用。虽然,这用传统的理论很难解释其合理性,但是从实际运用中来看,我们仍旧可以发现其合理因素所在,即就隔震能力本身而言基础隔震技术降低房屋上部结构的地震能量加速。

2房屋基础隔震设计的优越性

无论是从理论上还是实践中基础抗震设计较传统抗震设计在抗震能力和节约成本方面都有很大的优势。

2.1抗震能力更好明显有效地提高了地震对房屋结构的影响。基础隔震技术使得房屋结构的加速度降低60%左右,也就是相当于没有运用基础抗震技术结构的1/10~1/4。如此一来房屋上部结构的地震反应也刚体平动十分类似,从而能让房屋的整体结构得到有效的保护,同时也因结构的震动得以保持在较为轻微的水品内而让房屋的内部设施。同时在地震时,应用了基础抗震设计的房屋能够保持上部结构的弹性工作状态的正常运作,这可以给某些重要的建筑物以可靠的保护。

2.2节约成本从目前国内的房屋建设实例来看,采用了基础隔震设计的房屋在初始造价上往往较非基础隔震设计的房屋高,但是我们在计算隔震设计的经济性时不能只考虑初始的工程费用,而应该从其抗震性能、抗震安全性、震后维护等方面来进行评估。首先,房屋基础隔震可以有效的保护房屋内部的浮放设备,防止内部物品的破损,减少了受灾群众的经济损失和次生灾害的发生。其次,抗震措施简单明了,隔震设计仅考虑隔震装置,“这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上”[2],因此建筑结构的设计与施工得以简化。最后,地震后无需对隔震建筑进行过多的维修。

3房屋基础隔震设计的应用方法

3.1隔震装置的选择现阶段常用的隔震装置有:加铅芯的多层橡胶支座、橡胶隔震支座、摩擦滑动层隔震装置、阻尼器。这些隔震装置都各有其优缺点,具体什么选择还得按照房屋的总体设计需要来,但总的来讲要想隔震装置在地震中发挥作用,保证房屋整体的抗震性能和安全性,就必须就有适当的阻尼及消能能力基础隔震装置必须具有一定的阻尼、消能能力和竖向承载能力。下面我们就以叠层橡胶隔震支座为例。叠层橡胶隔震支座一般用天然橡胶或者人工合成橡胶制作,呈圆柱形,直径在300mm以上1000mm以下,单个可以承重500KN到700KN。其有点是有很好的自复能力。其缺点是“由于上部结构的粱是由叠层橡胶支座为其竖向支座的,为了减小梁的跨度,就需要放置比较多的`叠层橡胶支座,那么就提高了整个隔震体系的成本。”[3] 3.2确定水平向减震系数水平向减震系数取值必须大于等于0.25,而且隔震作用发挥后,地震作用的总水平应该是隔震结构相对的减震系数的百分之七十。为了更加合理化水平向减震系数,我们要根据具体情况配合相应的防烈度,具体来说可看下表:

水平向减震系数防裂度

0.256-7

0.386-8

0.56-8

0.757-9

3.3基础设计要点当我们进行抗震设计的基础设计时可以不考虑隔震产生的减震效果,只需按原设防烈度着手设计即可。

3.4隔震层设计要点隔震层能在地震中起到应有作用是设计的根本,因而就必须确保整体隔震结构得以协调工作,这样一来我们在将具有合适刚度的梁板体系安排在隔震结构的项部的同时要做到让该层隔震装置的两种负荷——永久、可变负荷的“竖向平均压应力限值不超过相关规范规定,且在罕遇地震下不出现拉应力。”[4]还有一点需要我们注意,就是虽然在前面已经列出了防烈度的相应系数,但是考虑到在遇到竖向地震是隔震层的相对无力,在上部结构设计是我们有必要把水平向换算烈度提高。基础隔震设计不是单靠哪一个部分就能够完成的,要想使得隔震设计的性能得到良好的发挥,就必须保证设计的每个部分都不能脱节,要重视连接点的重要性,从全局出发着手设计。

3.5隔震层设计注意事项隔震层的抗震性能还收其以下结构的影响,因此我们要注意一下的设计要点:①对于支柱、支墩等地相连且有相当大的承重任务的结构,在设计时要以高标注也就是罕见破坏性地震作为隔震底部相关力如竖向力和水平力的计算依据。②要具体问题具体分析,不同的地区对于隔震建筑地基有这不同的要求和标准,所以我们在作出精确计算和设计时不能忽略相应地区抗震防烈度。

4房屋基础隔震设计在我国的应用情况和前景展望

基础隔震的概念早在1881年就已提出,但其真正开始在工程上运用是到上世纪20年代才开始。而我国却是到了60年代才开始有学者关注这一技术,所以该技术的应用在我国起步较晚,不过经过不断的推广,目前国内已经有包括北京、天津、汕头、西安、南京、深圳等在内的地方进行了基础隔震技术工程的试点建设和推广。但是我们发现在西部,这一技术的应用并不充分,而我国西部一些人口密集的城市地处地震带,汶川、玉树的地震给我们提了个醒,我们应该重视推广该技术的应用辐射地区,特别是西部地区。

参考文献:

[1]张文福.房屋基础隔震的概念与设计方法.石油规划设计.1998年第3期

[2]岑巍.浅述房屋基础隔震技术的应用.山西建筑.2010年第20期

[3]张立涛.橡胶隔震支座与滑移隔震支座并联的基础隔震体系研究.硕士论文.2005年3月

[4]倪文军.房屋建筑基础隔震结构设计初探.管理观察.2010年第12期

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应有尽有,无所不有
1.从重庆赶来北川的王川,原本来寻找在此打工的妻子,却惊喜得知妻子已经平安无事回到家中。但看到这番悲惨的场面后,王川想:“反正都来了,就帮忙做点事情。”于是,在救援的人群中,多了一个及时伸出援手的人。他从已经人去屋空的五金店找来千斤顶,一个人来到曲山小学施救。直到昨天下午,又一批来自重庆的特警赶来的时候,王川还在被困学生李月身旁忙活着
抗震救灾的感人事迹

一,地震瞬间老师拽出最后一个智障生 2008-05-16 16:42

昨天上午,31岁的都江堰新建小学谢老师在一片废墟中,扒出了装有学生联络方式的U盘。“5·12”地震使这个小学遭遇巨大不幸,数百名学生被埋在倒塌的楼下。不幸中的大幸是:小学里的17个智障学生、26个聋哑学生全部幸存。

家长不敢回忆倒塌场景

15日,都江堰市,晴。此时,距离灾难发生已3天。

最初,找到位于市区中心的新建小学时,通往校舍的那条泥泞小路格外显眼,黄色的湿土插着一幅油画。画里是洁白的小花。走进校舍,空气中有股异味刺鼻。这是生命曾经存在,而又突然消失的味道。

走进原来的校舍,正对着大门的四层教学楼只残留约四分之一,黑板裸露在外。

操场很大,还有篮球架。能够想象,在灾难骤然来临前,这里曾经欢声笑语,生龙活虎。如今,只有几个家长还回到学校看看。他们不太敢详细描述教学楼轰然倒塌的那一刻,更不敢回想,自己的娃儿身入险境的场面。

新建小学共有学生600多人。经现场初步清点,安全撤离到操场的学生有近400人。不过,地震发生时,学校的17个智障学生、26个聋哑学生全部幸存。

这是一个奇迹。

危险瞬间教师拽出智障生

15日的都江堰市区,通讯仍时断时续。辗转之间,终于找到了负责新建小学特殊教育班的老师谢罡。后者今年31岁,有个8岁的男娃。在他的教师生涯中,有15年给了这些智障生和聋哑学生。

“地震发生时,盲哑班正在教学楼旁边一栋平房上课。”谢罡回忆,正是这样增加了学生脱险的可能性。“我想,平房比楼房倒塌速度要慢一些。学生有时间逃生。”他说,当时自己一转身,背后的教学楼就垮了,“很快!”

学校老师见状,赶紧让学生出来。其中智障生问题很大。谢罡还记得最后一个智障生小马脱险的场面。剧烈摇晃的那一刻,小马还坐在教室里。“那时有个老师大叫,小马,赶紧出来。”

不过,小马还是没有反应。谢罡就冲进去,一把把小马拽了出来。地震后,为了保护幸存的学生,老师们自发围成了一个圆圈。

在一片废墟中,“圆心”是学生,外围是老师。情况一稳定,聋哑学生和智障生的家长被告知,带孩子们回家吧。有几个没有家长接的,老师们护送他们去了各自的亲戚家。

为方便重逢,废墟里挖资料

接下来几天,谢罡和其他老师们一直在新建小学的废墟里寻找,日日夜夜。男老师24小时日夜待命,女老师则要求每天固定时间集合,应对突发事件。

昨天上午,谢罡又去了一趟学校。在一片废墟中,他扒出了一个U盘。那里存着他的一些个人资料,还包括所有特教学生的联系方式。

谢罡说,虽说学生们被安全疏散了,在不大的都江堰市区里,找到他们也挺方便。可是如果有更多的联系方式,那么,今后新建小学重建后,师生彼此的“重逢”就会更加容易了。

“‘新建’的每个老师都这么想。”谢罡说。

二,北川县委办楼坍塌3名干部喝尿熬过75小时 2008-05-16 16:36

在汶川大地震中,北川县是受灾最严重的地区,北川县县长称,该县许多干部在地震中遇难或失踪。北川抗震救灾总指挥、绵阳市委副书记易杰介绍,北川有1万余人在地震中丧生,向外转移灾民1万多人,尚有数百人在废墟中等待救援。目前,在北川县城里,有近4000人的救援队正在展开救援。北川中学附近区域及县城救援现场的移动通信信号已经恢复,大大方便了各级指挥和救援机构的通讯。

北川县公安局折损2/3

北川县6名副县长中,3人遇难,3人失踪。县医院的160名医护人员,仅存4人。县级机关幼儿园的孩子至今还压在河边那座垮塌的房屋里。

北川县县长经大忠家中的6个亲人,3人遇难,3人下落不明,他从废墟中爬起来后,立即投入前线指挥中心。

事发当天,北川县中队看守所有42名战士、35名服刑人员瞬间被埋在垮塌的房屋下。

几名在哨位上幸存的战士和武警北川县中队的司务长李远志一起,将有生命危险的25名服刑人员迅速向外地输送。沿途见到受伤的群众,他们就伸手施救,一共救起60名群众,这是北川地震中的第一批获救者。

昨天,四川省公安厅公布,原本拥有144人的北川县公安局,仅幸存47人,他们大多都失去了亲人。

3干部喝尿熬过75小时

昨天下午5时13分,北川县委常委、政法委书记张周凯被成功解救出来,与张周凯同时获救的还有北川县政法委副书记李贵川、北川县综治办主任崔代全,此时距地震发生已近75小时。

地震发生后,5层高的北川县委办公大楼瞬间整体坍塌,张周凯和数十名同事被压在了废墟中。

昨天下午1时40分,救援人员在县委办公楼废墟搜索的时候,听见有人呼喊救援。武警官兵马上通过细小的缝隙将一些水和食物塞进去,并确认了现场有3名幸存者。

经过4个小时的救援,17时13分,张周凯等3人被成功救出。现场的医护人员检查发现,3人均没有重伤,身体状况较好。

被解救上来的3人裤子几乎全被撕裂,不过除了满身尘土和一些轻微外伤之外,几乎没有什么重伤, 思维非常清晰,都能正常说话。“我们一直在积极自救!”李贵川说,12日下午1时30分时,他和崔代全到张周凯4楼的办公室商量事情,地震发生后,因为办公室是整体倾斜,他们3人被一块较大的预制板遮挡了一下。

被掩埋后,3人随即开始自救。“我们一直在不断扒土,3个人就到了一起,扒着扒着摸到了饮用水瓶,有水可以喝了。”昨午下午,李贵川说,在纯净水喝完之后,“我们就喝尿,还是继续扒, 听见有人走过就呼喊救命”。

三,抗震救灾感人故事:总理摔倒手臂出血怎能不令我流泪
作者:挖范文 更新时间:2008-5-16 8:45:12

被压在废墟下的300多名学生很危险,在一次营救失败后,温总理冒雨攀上瓦砾堆,组织再次营救。10时20分,即时报道突然显示,“啊!总理摔倒了!”,“老爷子的手臂受伤出血了,他把要给他包扎的医务人员推开了。”(5月15日 《广州日报》)

读到这里,我不由得热泪盈眶,深为温总理的忘我精神所感动。

温总理,抗震救灾的一线总指挥,一位年届六十多岁的老人,在余震不断的救灾现场,以忘我的精神在瓦砾成堆的废墟上奔波,甚至急得亲自动手救人。摔倒了、爬起来,手臂受伤出血也不让医生包扎,而是让医生去抢救受伤灾民。此情此景,怎能不让我们为之感动。倘若是我们自己的父母,哪一个儿女不为之揪心?!

从灾情发生的那一天起,温总理便在第一时间抵达灾区,在临时搭起的帐篷中指挥抗震、救灾、救人。在被掩埋的小学废墟旁,总理用嘶哑、哽咽的话语,向废墟中的孩子喊话。一位在现场的记者通过QQ发出即时报道称:“年过花甲的总理已经哭得不成样子了。”其实,不是温总理不坚强,而是心系人民的总理为眼前的灾难而心痛,这是热爱人民的好总理此时此刻的真情流露。

哪里灾民最多,哪里险情最严重,温总理就指挥到哪里。我们看到在抗震救灾最严峻的时刻,各路救援队伍,克服千难万险,以最快的速度奔赴灾区,震区已有6万多人被救出。我们感受到了抗震救灾的勇气所在、力量所在、希望所在。全国人民不会被这一重大灾情所吓倒,更不会被眼前出现的悲情所摧垮。我们坚信,有党和政府的坚强领导,有全国各族人们的努力援助,抗震救灾一定会取得胜利!

四,灾区战士“三过家门而不入” 2008-05-16 16:46

“妈,不要哭了!还有我嘛!”14日晚上,从重庆赶回家的大一学生宋辉站在自家房屋的瓦砾上和妈妈相拥在一起,泣不成声。距离地震发生近3天后,宋辉第一次和失去联系的母亲见了面。

宋辉的家在四川省绵竹市拱星镇柏树村,突如其来的大地震完全改变了这里的模样。宋辉的家变成了一片废墟,“连一间房都没有剩下。”宋辉父亲工作的矿山所在地“两座山峰撞在了一起”,他的父亲至今生死不明。从来没有经历过如此大地震的宋辉,从学校赶回家寻找自己的父母。

综合新华社、央视、人民网消息,刘海健、何涛、窦丰昌、吴波、陈鑫欣、陆勇报道

14日6时30分,重庆机电职业技术学院的大一学生宋辉踏上了回家的路程。宋辉的家在四川省绵竹市拱星镇柏树村,也是此次地震的重灾区之一。

震后3天无法联系

7时50分,宋辉坐上了从重庆北开往成都的特快列车。和宋辉同行的还有另外两名同学,他们的家也都在四川地震灾区。

14日11时50分,宋辉到达了成都市火车站。火车站广场上热闹非凡,不少成都市民都聚集在火车站的广场上。宋辉没有停留,连忙赶到了昭觉寺汽车站,买到了去四川省德阳市的大巴车票。这是宋辉回家必须要经过的一站,到了德阳市后,他才能再转车去绵竹市。

在等车的时候,宋辉吃了一点东西。车站里了聚集了大量从各地赶回四川的人,他们有着一个共同的目的,就是一定要回家看看亲人是否安全,看看家变成了什么样子。

13时40分,宋辉赶到了德阳市长途汽车站,同样这里也聚集了大批正准备赶回家的人。赶到德阳的宋辉得到了一个最新的消息,他的一些亲人已经被接到德阳市的黄许镇,他又准备赶往黄许。

傍晚时分,在黄许国家粮食储备库内的院子里,不少人正忙着搭帐篷,宋辉83岁的老奶奶刚刚被接到了这里。在这里,宋辉得到了家人进一步的消息,母亲仍然守在已经变成了废墟的家里。

19时,宋辉决定要赶回家,奶奶叮嘱了他一句,“记得要安慰好你的娘。”

从德阳市往绵竹市的道路上,地震所造成的灾情不断呈现在宋辉的面前。越靠家的地方,房屋倒塌得越严重。“我心情挺紧张的,不知道会是什么情况。”

父亲没有任何消息

晚21时,宋辉终于到了自己的家绵竹市拱星镇柏树村,宋辉的家位于村里的一个大院子里,院子里除了住有宋辉一家人外,宋辉父亲的5兄弟也同住在院子里,这是一个家族的大家庭。

谁也想不到的是,此次宋辉离家上学仅3个月后,他再次回来时,家已经不存在了,眼前看到的是一片废墟。宋辉踩着一片瓦砾进入家,整个宋家的大院全塌在了田地里,一间房都没有剩下。

母亲突然听到了宋辉的喊声,有些慌张地踩着砖块跑了过来,母子俩顿时抱头痛哭。在此次大地震发生后,一连三天宋辉和母亲都没有对方的消息,而此时还有一个更坏的消息传来,由于地震,宋辉的父亲宋彦忠工作的地点清平乡的磷矿所在地“两个山峰已经撞在了一起”,宋彦忠至今没有任何消息。

在同住在院子里的几个亲戚看来,宋彦忠生还的希望已经不大了,“我们只是不敢当着她老婆的面说,怕她伤心。”

五,17岁男孩废墟中挖掘30多小时自救成功
2008-05-16 16:39

人物档案
马志成,17岁
地点汶川

每一名能被送到医院的患者都经历了难以想象的艰辛。17岁的马志成是不幸中的幸运儿。地震发生当天,家住彭州市银广沟的他跟随家人到汶川走亲戚,在亲戚家中,灾难发生了。

马志成所在的房屋整个坍塌,坐在堂屋靠里的他在跑到房梁处时,被压在了梁下。跑出房屋的亲人发现,他被埋在了废墟中。

亲人们的呼喊很快引来了劫后余生的人们,惊恐之中,人们迅速开始用手刨挖,据说天上当时下着暴雨,马志成亲戚家的房屋在山脚下,刚挖开一点,山上的泥沙就不断被雨水冲刷下来。

人们在雨中挖了30多个小时,雨越下越大,随时有发生泥石流的可能,救援者不得不强行将马志成的亲人拖离现场。

5个小时后,雨水渐弱,人们再次返回现场,却惊讶地发现——马志成已经自己爬出了废墟,躺在了泥水中。据马志成自己说,被掩埋后,房梁虽然压住了他,但形成了一个小空间,他能够活动手臂,也能摸到全身的各部位。在等待了几个小时后,他开始一点点朝一个方向挖掘,一直不断地用手挖,最后竟然爬了出来。在爬出来的那一刻,他感觉再也没有了力气,只有躺在地上等待救援。事后估算,马志成在黑暗中自己用手至少挖掘了30多个小时。

马志成出来时,武警官兵已经徒步翻山越岭赶到了汶川。当地已经没有条件对马志成进行医疗救治,人们决定将他抬到就近有条件的地方治疗。沿途53名官兵接力,经过两天两夜不间断地奔跑,期间又经历了数次余震,马志成终于被抬了出来,送到了最近的一个医院,最后被送到了成都市龙泉驿区航天医院。

看着马志成,很多医护人员都流泪了,面对每一个被送来的患者我们都不能不动容,必须全力以赴救助他们

浅谈高层建筑抗震设计措施

浅谈高层建筑抗震设计措施

为了减轻地震所造成的损害,高层建筑的抗震能力必须得到有效的提高,那么,高层建筑抗震设计措施是?

摘要 :随着经济的不断发展,城市不断壮大,促进了建筑行业的发展。但我国人口众多,城市用地不足,高层建筑逐渐成为了城市建设的主导。高层建筑的抗震设计是设计者需要重点关注和解决的问题。和其他自然灾害不一样,地震是很难做到提前预防。到目前为止,在世界范围内,地震的预测是公认的难题。高层建筑的抗震设计已经成为了业内人士急需要解决的问题。文章通过对高层建筑抗震性能的理论研究,提出了在前期施工和设计时所需要注意的问题,并给出了具体的防范措施,希望能得到同行的认可和指教,切实可行的落实到设计修建当中。

关键词:高层建筑;抗震设计;形体;构件布置

为了减轻地震所造成的损害,高层建筑的抗震能力必须得到有效的提高。但由于地震发生的突然性以及不确定性,因此在高层建筑的抗震设计不能只依赖理论的计算,更多的应该结合以往灾害发生的原因和前人总结的抗震理念。以此实现小震不坏、中震可修、大震不倒的基本理念,尽可能的降低地震所造成的人员伤亡和经济损失,给广大人民群众一个舒心的生活环境。

1我国地震的特点

基于构造地震的活动特点,和特殊的自然条件和地形、社会条件以及历史因素,我国的地震灾害主要有以下特点:①地震的频率较高。我国地处世界两大地震带-环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇处,有非常明显的地震活动性,光记录在案七级以上的地震就有十多起,5级以下的地震一年发生上千起;②灾情较为严重。我国大陆的地震震源一般都比较浅,大都在地壳内部10~25km,破坏力可想而知。超过五级的地震,在我国就会造成大量的房屋倒塌和人员的伤亡;③伴有很严重的次生灾害。我国地势西高东低,呈阶梯状分布,地势复杂多样,丘陵、山地、平原、盆地、高原均有分布。地震的直接灾害,常常会引起火灾、水灾、滑坡、泥石流、台风、海啸,由于震后人员的安置比较集中,密度较大,加之震后医疗设备的不齐全,卫生环境跟不上,很容易导致大规模疫情的传播,给人们身体和心理上造成多重的伤害,远比地震的直接损害要更为严重;④成灾面积广,地震波及范围大,发生一次规模较大的地震,它有可能波及震中周围几百或者上千公里之内的地界。如我国2008年5月12号发生的汶川地震,除了黑龙江和辽宁,其他省份均有明显的震感,最远波及到了3000km之外的曼谷,可想而知它的威力之大、范围之广;⑤地震灾害呈一定的周期,目前我国处于地震高发时期,可能会维持到下个世纪初,因此一定要提前做好预防,加强建筑的抗震能力。

2建筑形体及构件布置的规则性对高层抗震的影响

2.1平面不规则

平面不规则的类型主要分为扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续。《规范》规定:建筑及其抗侧力结构平面布置宜规则、对称并具有良好的整体性。层间的布置、划分属于建筑平面的布置。内墙结构的布置、可活动的空间面积、楼梯与通道的布置位置、竹子间的距离大小、楼层间的变化布置等。如果在建筑平面时,墙体不对称布置,柱子与墙体不协调、不对称分布,在平面上将会造成建筑结构质量与刚度不协调、不对称分布,在地震时使建筑物发生扭转地震作用。有的建筑物的电梯井筒的刚度很大,却被布置在建筑平面的一侧或角部,发生地震时,使得靠电梯井筒一侧建筑物破坏严重,这是由于地震作用的主要部分被电梯井筒很大的抗侧力刚度吸引了,此典型震害的一例就是1972年的南美洲那瓜高十五层的.中央银行大厦。因为部分建筑物在布置平面时一侧墙少,一侧墙多,内隔墙中断或不对称,所以在地震发生时,地震力传递受阻和刚度发生突变等,这些都表明平面布置影响结构抗震很明显。

2.2竖向不规则

竖向不规则的类型分为侧向刚度不规则、竖向抗侧力构建不连续、楼层承载力突变。《规范》规定:建筑的竖向剖面宜规则,竖向抗侧力构建的材料强度和截面尺寸宜自上而下逐渐增大,防止抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。根据《规范》的要求对建筑的的突变限度和高度进行限制,避免产生竖向不规则类型,使竖向分布刚度和质量比较均匀,防止产生突变,避免产生薄弱和扭转。

3框剪结构中剪力墙受力特征

框剪结构中能够影响结构刚度的因素有很多,诸如剪力墙的界面尺寸、数量、位置以及它自身的形状等,其中对结构刚度影响最深的是刚度理论。在框剪结构中,结构的刚度和刚度分布是由剪力墙布置的位置和数量决定的。《高层规程》将高层建筑分为两级,即高层建筑(A级),超限高层建筑(B级),对应于不同的抗震设计等级,不同结构有不同的适用高度。框剪结构中,发挥最大作用的是剪力墙。剪力墙是抗侧力构件,采用这种结构时应在两个主轴外侧布置剪力墙,从而形成双向侧力体系。框架结构体系是利用梁柱组成的纵横两个方向的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。其主要优点是建筑平面布置灵活,可形成较大的建筑空间,建筑立面处理比较方便。主要缺点是是横向刚度小,当层数较多时,会产生过大的侧移,易引起非结构性构件(如隔墙,装饰等)破坏进而影响使用。在非地震区,框架结构一般不超过15层。框架结构的内力分析通常是用计算机进行精确分析。框架剪力墙结构也称框剪结构,这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,构成灵活自由的使用空间,满足不同建筑功能的要求,同时又有足够的剪力墙,有相当大的侧向刚度(剪力墙的侧向刚度大就是指在水平荷载(风荷载和水平地震力)的作用下抵抗变形能力强)。框架结构的缺点是侧向刚度小,当层次较多时,全产生过大的侧移,易引起非结构性构件破坏而影响使用,但它具有平面布局灵活,可形成较大建筑空间的优点,为了保留这个优点,同时又提高其侧向刚度,便产生了框架剪力墙结构。这个结构主要特点是在保留框架结构优点的基础上由于增设了抵抗剪力的剪力墙,从而地增加了其侧身刚度,在这个结构体系中剪力墙承担了80%的以上的水平荷载,而其中的框架仅承担了约20%,这与框架结构中不管什么方向的荷载均由框架全部承担的情况是不同的。当建筑高度、设防烈度、建筑重要性类别、基底类别等均相同的情况下,对框架结构中的框架要求要比框剪结构中框架的要求等级要高得多。框架结构的特点:建筑平面布置灵活,外墙立面设计也较为灵活,其变形特点为剪切变形和弯曲变形组合起来的剪切型变形,框架结构构件类型少,易于标准化,定型化,在材料变形性能良好的时候,可以建造到30层,一般情况下15~20层为好。剪力墙结构的特点:整体性能好,刚度大,在水平作用下侧向变形小,承载力要求也比较容易满足,其侧向变形为弯曲型,但是由于剪力墙的间距不能过大,所以其平面布置不够灵活。为了克服其缺点,会使用框支剪力墙结构,跳层剪力墙结构。

4高宽比对结构的整体抗震及经济指标的影响

4.1整体抗震

所谓建筑结构的动力作用就是地震作用,这不仅与地震强烈程度有关,而且很大的关系在于其本身的动力特性,剪重比和基底剪力是衡量结构地震反应的两个常用指标。高规推荐的高宽比是以6为界限,取高宽比以6的基底剪力为参考值的两种结构,得出结构基地剪力在高宽比变化时,相对高宽比为6时的相对值(见图1)。高宽比在增大时,结构基底剪力大约呈线性增大,结构受的地震力随高度增大成比例增大,且剪力端结构增长速度比较快。结构重力载荷和水平地震作用之比在逐步增大,起初,下滑成都比较快,随后变化就较稳定,显示了在结构周期加长时,结构更柔,地震反应减小的优点(见图2)。

4.2经济指标

若仅从结构安全角度看,目前高规中在实际设计工作中可以放宽高宽比限制。根据以往的工程经验,当建筑高度增加时会出现两方面的变化。一方面,高宽比比较大时,结构侧移将会随之发生变化,呈正向关系增大,与此同时,抗倾覆能力和整体稳定性则会受到负面影响,呈现下降趋势;另一方面,水平荷载将会短时间出现变化,迅速增大。在水平荷载作用时,建筑顶部位移同倾覆力矩呈现正相关。具体而言,建筑物顶部位移越大,倾覆力矩越大,反之亦然,高度四次方成正比,同宽度成反比。为了使结构刚度、抗倾覆能力和稳定性足够,需要增大结构构件的尺寸,材料用量也会随之增大,结构经济性更差。

5提高高层建筑抗震性能的具体措施

在高层建筑的建造中,不仅要满足材料的强度、硬度等要求,还应使其具有较好的延展性,并在指定的部位具有屈服区域。具体分为以下方面:①提高高层建筑地基的稳定性和其短柱的抗压能力。提高剪跨比,从而减小短柱的截面积,提高抗震性能。其主要方法是采用等级较高的混凝土材料并与其他可提高材料延展性的方法相结合,运用于实际施工中,提高抗震性能;②采用性能更为优良的混凝土-钢管混凝土柱来做建筑的整体结构,有于钢管内部的混凝土一直处于受压状态,其相对应的压应变及抗压强度都得到了很大的提升,解决一般混凝土延展性不好的问题;③设计之初要进行全面的分析。高层建筑结构的模型在建设前能适当的进行简化,但是其整体受力和关键部位的受力是绝对要在模型上体现出来的,构件的参数及恢复力模型的选择,应该符合我国结构构件的主要性能和结构特点,不能一味的抄袭已有的外国行业参数。根据地震等级的不同来选择与之相对应的弹塑性状态,要从结构的位移、承载力、抗压力、屈服度、阻尼比等数据进行全面的分析和讨论,正确的运用到实际的施工中去。

6结束语

随着经济的不断发展,城市建设日益繁荣,越来越多的高楼大厦拔地而起,给人们带来便利和美的享受的同时,建筑行业更应该关注的是高层建筑的抗震性能。自然灾害的发生总是那么的残酷无情而且毫无征兆。要想更好的建设国家,就必须做到提前预防,在建筑本身做文章,提高其抗震性能和应对各种自然灾害的能力。只有这样才能让人们在面对强大的天灾面前有足够的反应时间,才能真正的享受城市所带来的便利。

参考文献:

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