高层建筑结构抗震设计方法探究.doc

高层建筑构造抗震设计方法研究. 高层建筑构造抗震设计方法研究. PAGE/NUMPAGES 高层建筑构造抗震设计方法研究. 高层建筑构造抗震设计方法研究 纲要：跟着对地震作用机理以及构造自己性能认识的不停提升，高层建筑构造抗震设计方法也在不停的获得改良。本文从抗震机理出发，在剖析地震作用特色基础上，提出抗震设计思想，并剖析了抗震设计的反响谱法相 关理论及特色，关于此后我国高层建筑抗震设计拥有指导意义。要点词： 高层建筑，抗震设计，反响谱法1前言当前阶段的抗震设计包含线 性(弹性)和非线性(弹塑性和其余非线性性质)的设计方法，分别能够经过静力和动力的剖析过程得以实现，即线性静力剖析、线性动力剖析、非线性静力剖析、非线性动力剖析四种方法。弹性抗震设计方法能够保证构造在常遇地震下的正常使用功能。能够确立在设计地震下，构造的强度、变形和舒坦度等能否知足规范的要求。能够为构造的设计和加固补强供给最直接的依照。弹塑性抗 震设计能够防备构造在罕遇地震作用下无效。本文主要商讨了高层建筑构造抗 震设计方法，以及要点介绍了抗震设计的反响谱方法。2地震作用特色及设计思想2.1地震作用特色地震作用跟着地震成因的不一样，有着许 多自己的特征，主要表现为间接性、复杂性、随机性和藕连性等特色。实质的地震地面运动，不单有两个方向的运动重量，并且有竖向运动重量和转动重量。各样重量的互相关系与地震的震源体制、流传门路有关，既十分复杂，又有显然的随机性和不确立性。在复杂的地震地面运动下，构造将产生巨大的惯性力。地震作用的大小，不单依靠于地面运动的强弱，还与构造自己的质量、刚度、强度有直接的关系，加之非构造构件的影响，特别是构造在激烈地震下 进入非弹性阶段，的确难以采用精准的计算剖析方法。在现阶段的科学技术水平下，建筑构造抗震设计时，对地震作用的计算，还只好在较合理和相对 科学的基础上，尽可能汲取构造动力学的最新研究成就采纳必定的简化，而不追求过高的计算精度。同时大批的震害表示，水平川震作用往常是最主要的地 震作用。2.2设计思想基于地震作用拥有以上特色，建筑抗震设计要考虑一个地域既要有发生小震的可能，也要考虑发生大震的可能，并依据安 全和经济的原则进行抗震布防，这就是抗震设计要确立的设计思想[1]。这个抗震布防思想是在《建筑抗震设计规范》中确立的，并在《建筑抗震设计规范》 (GB50011．20011中持续采用。第一水平：当建筑物遭受低于当地域布防烈度的多遇地震(或称“小震”)影响时，建筑物一般不破坏或不需维修仍可继 续使用。第二水平：当遭到当地域布防烈度(或基本烈度)地震作用时，允 许构造能够达到或超出折服极限，经过一般维修或不需维修仍可持续使用。 第三水平：当遭受高于当地布防烈度的预估罕遇地震(或称大震)影响时，建筑 物不坍毁或不发生危及生命的严重破坏。一个地域发生超出预期的激烈地震是可能的，所以，建筑物在使用期内，应试虑一旦碰到这类大震而不致坍毁。三水平布防目标充分反应了对建筑构造的安全合理性和经济性。构造进入弹塑性状态，资料弹塑性变形就能够汲取并耗散地震能量，构造相对变“柔”。延性构造利用塑性变形而不是利用纯真构造强度来抵挡地震，这样可节俭资料， 也足够安全。在罕遇地震作用下，只需构造不坍毁，即可保护人们的生命和财富安全。抗震计算的目的是用定量方法预计地震反响，以保证构造有足够的刚度和承载能力。我国抗震规范要求高层建筑的抗震计算主假如在多遇地震作用下，按反响谱理论计算地震作用，用弹性方法计算内力和位移，并用极限状态方法设计构件；关于重要建筑或有特别要求时，要用静力弹塑性剖析方法 或弹塑性时程剖析方法增补计算，并进行大震作用下的变形验算。这类先用多遇地震作用进行构造设计，再校核在大震作用下构造弹塑性变形的设计方法， 即为两阶段设计方法。3抗震设计的反响谱法依据地震作用下建筑构造的加快度反响，求出该构造系统的惯性构造力，将此惯性力视作为一种反响地震影响的等效劳，即地震作用，再进行构造的静力计算，求出各构件的内力，进行抗震验算，进而使构造抗震计算这一动力问题转变成相当于静力作用 下的静力计算问题，这类方法称为反响谱法[2]。 因为反响谱方法与传统 构造设计方法比较靠近，所以获得了宽泛的应用。各国规范中都给出了设计反 应谱的方法。我国抗震规范给出了标准设计反响谱曲线。地震反响谱是现阶段 计算地震作用的基础，即经过反响谱把随时程变化的地震作用转变为最大的等 效侧向力。地震反响谱是给定的地震加快度作用时期内，单质点系统弹性最大反响随质点自振周期变化的曲线。设计反响谱曲线是经过单质点系统的动力计 算获得的。单质点系统，在地面加快度作用下，质点运动方程：(1) 式中m,c,k为质点的质量，阻尼系数，刚度系数；分别为质点的位移、速度、 加快度，均为时间的函数，为地面运动的加