高层建筑结构抗震性能研究及设计.doc

高层建筑结构抗震性能研究及设计摘要：高层建筑的特点是高度比较高，所以地震荷载和风荷载在设计过程中占主导和控制地位，而我国又是地震多发国家，因此高层建筑的抗震设计分析显得尤为重要。本文探讨了高层建筑结构的抗震性能分析与设计。 关键词：高层；建筑结构；抗震；性能；设计 Abstract: the characteristics of the high-rise building is highly is higher, so the earthquake loads and wind load in the design process control and occupies a leading position, and our country is where earthquakes are a country, and therefore the seismic design of high-rise building analysis is particularly important. This paper discusses the structure of the high-rise building aseismic performance analysis and design. Keywords: top; Building structure; Seismic; Performance; design 中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号： 随着我国社会主义现代化建设和城市化进程的不断向前推进，建设用地日趋紧张，促使建筑 能越来越多样化，高层建筑的发展是大势所趋。高层建筑的特点是高度比较高，所以地震荷载和风荷载在设计过程中占主导和控制地位，而我国又是地震多发国家，因此高层建筑的抗震设计分析显得尤为重要。 一、高层建筑抗震设计特点 1、控制建筑物的侧移是重要的指标。在地震荷载作用下，建筑结构所产生的水平剪切力占主导地位，所以建筑物会产生明显的侧移，随建筑结构的高度不断曾加，结构的侧向位移迅速增大， 但该变形要在一定限度之内，这样才能保证结构安全以及使用功能。 2、地震荷载中的水平荷载是决定因素。水平荷载会使建筑物产生倾覆力矩，并且在结构的竖向构件中引起很大的轴力，这些都与建筑物高度的两次方成正比，故随建筑结构高度的曾加，水平载荷大相径庭。对高度一定的建筑物而言，竖向荷载基本上是不变的，但是随着建筑物的质量、刚度等动力特性的不同，水平地震荷载和风荷载的变化是比较大的。 3、要重视建筑结构的延性设计。高层建筑结构随着高度增加，刚度减小，显得更柔，在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有足够的变形能力，使结构进入塑性变形阶段仍然安全，需要在结构构造上采取有利的措施，使得建筑结构具有足够的延性。 二、高层建筑结构抗震分析和设计的主要内容 在罕遇地震作用下, 抗震结构都会部分进入塑性状态, 为了满足大震作用下结构的功能要求, 有必要研究和计算结构的弹塑性变形能力。当前国内外抗震设计的发展趋势, 是根据对结构在不同超越概率水平的地震作用下的性能或变形要求进行设计, 结构弹塑性分析将成为抗震设计的一个必要的组成部分。但是由于结构弹塑性分析的复杂性, 在如何进行计算和如何设定具体要求的问题上, 各国的做法也有所不同。 我国现行抗震规范( GB50011- 2010) 要求高层建筑的抗震计算主要是在多遇地震作用下( 小震) ,按反应谱理论计算地震作用, 用弹性方法计算内力及位移, 并用极限状态方法设计构件。对于重要建筑或有特殊要求时, 要用时程分析法补充计算, 并进行大震作用下的变形验算。这种先用多遇地震作用进行结构设计, 再校核罕遇地震作用下结构弹塑性变形的方法, 即为所谓的二阶段设计方法。同时规范规定了结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形的结构弹塑性分析方法。 结构弹塑性分析可分为弹塑性动力分析( 时程分析) 和弹塑性静力分析( 推力计算) 两大类。弹塑性动力分析, 采用杆模型和层模型等简化的结构计算模型, 将地震波记录直接输入结构, 考虑结构的弹塑性性能, 依据结构弹塑性恢复特性建立动力方程, 用逐步积分直接求出地震过程中位移、速度和加速度的时程变化, 从而能够描述结构在强震作用下, 在弹性和非弹性阶段的内力变化,以及结构构件逐步开裂、屈服、损坏直至倒塌的全过程。杆模型计算的优点是可以得到杆件状态随时间的变化过程, 也可得到各楼层的反应。但耗时多、费用昂贵、结果数据量大且分析比较繁冗, 在国外也极少采用。层模型计算能得到各楼层的反应, 例如层剪力、楼层侧移和层间转角、层间位移延性比等, 它主要是从宏观上即层间变形检验结构在大震作