试述抗震关于高层混凝土建筑结构抗震设计初探

论文导读：轻自然灾害、保障国民经济建设和社会持续发展，特别是保障人民群众生命安全的—个重要问题。本文中，根据自己的设计经验将结合我国高层混凝土建筑结构的设计现状、建筑抗震的理论分析对高层混凝提土建筑结构的抗震设计进行讨论。1、我国高层混凝土建筑结构的设计现状地震由于其具有较强的突发性和随机性，要在强烈晃动
摘要：
在众多的自然灾害中，地震由于危害程度深，发生时间短，突然性强的特点，往往会给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定带来严重的危害。有研究显示地震中人员伤亡和经济损失的最主要因素就是房屋倒塌及其引发的次生灾害（占95%）。2008年我国汶川大地震中，我国四川盆地到处屋毁人，一片狼藉，无数次的历史经历告诉我们，做好抗震防御是抗震减轻地震灾害最有效、最根本的措施。
关键字：高层建筑、混凝土房屋、抗震设计
引言：
我国是一个人口密度大、地域广博的的发展中国家，同时其建筑物设计的抗震能力普遍较低，因此，如果我国发生地震将会于社会的发展和人民的健康都造成了无法弥补的损失。因此，建筑物的抗震设防问题是我国减轻自然灾害、保障国民经济建设和社会持续发展，特别是保障人民群众生命安全的—个重要问题。本文中，根据自己的设计经验将结合我国高层混凝土建筑结构的设计现状、建筑抗震的理论分析对高层混凝提土建筑结构的抗震设计进行讨论。

1、我国高层混凝土建筑结构的设计现状

地震由于其具有较强的突发性和随机性，要在强烈晃动中保证高层建筑的稳定性是一向很大的挑战。混凝土具有硬度高、连接性好的特点，但是强烈的晃动又要求建筑物的材质应该是变形可收缩的，这样就可以消耗地震的能量，提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力，防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。虽然这几年，越来越多的研究者这在着手研究这方面的问题，但是效果并不是很理想。下面简述一下关于我国高层混凝提土建筑结构的抗震设计中存在的问题。

1.1结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层

在对于混凝土框架结构的设计上存在明显的不均匀性，使得这些结构存在着层间屈服强度特别薄弱的楼层。当发生强烈地震时，结构的薄弱层率先屈服，弹塑性变形急剧发展，并形成弹塑性变形集中的现象，从而导致大楼的迅速垮塌。比如在1976年的唐山大地震中，就出现了高层建筑的集体弹性变形的情况。

1.2柱端与节点的破坏较为突出

在地震中易造成高层建筑严重变形倒塌的原因是框架结构中存在梁轻柱重的情况。如果柱顶重于柱底，那么很显然的容易造成尤角杜和边柱易发生破坏。这种情况对于短柱来说，易发生剪切破坏外。对于一般柱来讲，当节点核芯区无箍筋约束时，节点与柱端破坏合并加重。同时当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时，柱顶剪切破坏严重，破坏部位还可能转移至窗洞上下处，甚至出现短柱的剪切破坏。

1.3砌体填充墙的破坏较为普遍

当遭到地震作用时，由于砌体承重墙变形力度较小，首先受到地震的作用而出现裂缝情况。当遇到8级或者8级以上地震时，填充墙的裂缝会明显变宽，甚至造成建筑物倒塌震害规律一般是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌体墙，砌块墙重于砖墙。

2、建筑抗震的理论分析

2.1建筑结构抗震规范

建筑结构抗震规范是每个国家针对就建筑物设计提出来的具有规范性的指导手册，对于抗震结构的设计要符合国家的规定与要求，有关部门应该根据规范严格要求设计单位，对于违反相关条例的设计师摘自：本科毕业论文致谢www.7ctime.com
要进行严肃处理，要把抗震设计作为一种新的理念加入到建筑物的整体设计中去。但是，由于地地质的不同，在建筑结构抗震规范中，基于工程的可实施性，我国又提出了坚持科学领导，项技术经济合理方向发展的要求。这些建筑结构设计规范中有体现。

2.2抗震设计的理论

目前国际上对于抗震结构研究的理论主要有三个：拟静力理论、反应谱理论和动力理论。拟静力理论是以建筑物结构为刚性的条件，认为地震力水平的作用在结构或者结构的重心上，这个理论兴起于上个世纪10—40年代。然而反应谱理论则相对与其稍微成熟一些，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。对于动力理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。

3、对我国高层混凝提土建筑结构的抗震设计探讨

要想使建筑物在强烈地震下结构仍保持在弹性状态，不发生破坏是很不实际的，最合理的方案是建筑结论文导读：设计应使梁、柱端的铰出现尽可能分散，充分发挥整个结构的抗震能力。3.1抗震计算中的延性保证从楼层的水平地震剪力和层间位移关系可以看到，当防震达到第二、第水准时，框架结构的构建的弹塑性才是重中之重，框架结构在保持一定承载力的情况下通过变形来削减地震的能量，所以在框架材料的选择上要选择具有比较好的变
构允许在强烈地震中受到破坏，但是绝对不能倒塌。选择合理的建筑框架保证节点基本不被破坏，梁比柱尽可能早发生、多发生，对于同一层各柱两端的屈服历程应该是越长越好，柱子底部的塑性铰应最后形成。简言之，框架的抗震设计应使梁、柱端的铰出现尽可能分散，充分发挥整个结构的抗震能力。

3.1抗震计算中的延性保证

从楼层的水平地震剪力和层间位移关系可以看到，当防震达到第二、第水准时，框架结构的构建的弹塑性才是重中之重，框架结构在保持一定承载力的情况下通过变形来削减地震的能量，所以在框架材料的选择上要选择具有比较好的变形能力的材料，这样才不至于失去抗震的效果。实验表明他，通过“强节点”、“强柱弱梁’、“强底层柱底”和“强剪弱弯”综合的框架结构可以在承重力和消耗地震能量上有比较好的效果，抗震效果明显。同时，综合大量实验研究成果，影响不同受力特征节点延性性质的主要综合因素有：相对作用剪力、相对配筋率、贯穿节点的梁柱纵筋的粘结情况。

3.2框架柱设计

钢管混凝土不仅具有较高的抗压、抗弯承载能力，这两者的组合使得延展性和耗能能力也大大加强，它要比普通混凝土的扭剪承载力及剪切变形能力提升很多，更容易满足工程结构受理和变形的要求，在对框架柱进行设计时，采用钢筋混凝土时，可以提高钢管混凝土柱的截面尺寸和壁厚、加大钢框架梁的截面高度，即人为地降低了框架柱的轴压比，也提高了框架部分本身的抗侧移刚度，有效地提高了框架与核芯筒之间的空间效应。外部再加之以人工干预，确定每层框架部分的建立调整系数，减少每层框架的世纪承担的地震作用的份额，这样就可以有效地形成整个框架结构的一道抗震防线。

3.3钢骨混凝土、钢筋混凝土核芯筒剪力墙

对于经常发生地震的的地区而言，剪力墙墙肢轴压比0.25—0.29，墙肢截面平均剪应力与 设计值之比为0.036—0.068。对于混凝土的核心筒周围而言，剪力墙的厚度应该保持在60cm—70cm，自上而下应收至50cm。然而对于核心筒内墙厚度应该由40cm、30cm、20cm从下往上收至20cm。在核心筒，可以为其设置连续带交叉的刚斜撑的钢框架，墙内钢框架通过连梁、形成劲性钢骨混凝土梁。
4、结语：
高层建筑混凝土抗震结构设计是一个非常复杂的工程，经常要受制于建筑当地的具体地形地貌而定，但是只要是有可能，结构工程师就应该在结构设计阶段与建筑工程师设计出多种方案，以避免不规则的设计结构给人们日后带来隐患。

5、参考文献：

1、孟春光；丁洁民；吕西林带阻尼器高层方钢管混凝土框架结构模拟地震振动台试验研究[期刊论文]-结构工程师2005（05）
2、计静.套建增层预应力钢骨混凝土框架抗震性能与设计方法研究.哈尔滨工业大学博士学位论文，2 00 8 .
3、韩玲玲.侯晔浅谈多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计[期刊论文]-城市建设理论研究（电子版）2012（6）