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摘 要：地震是一种随机振动,建筑结构设计人员为防止、减少地震给建筑造成的危害,就需要分析研究建筑抗震问题不断总结工程经验,妥善处理这一工程问题.本文阐述了建筑抗震的理论分析,探讨了高层建筑抗震设计结构设计的方法.
关 键 词：高层建筑抗震设计结构设计方法
我国是一个地震灾害比较频繁的国家,对于高层建筑来说,一旦遭遇地震,往往会遭受巨大的损失.因此在进行高层建筑结构抗震设计的过程当中应该充分考虑当地的地质情况,有针对性的进行相应的设计,尽可能的降低地震造成的损坏.
一、建筑抗震的理论分析
1、建筑结构抗震规范建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计（包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容）的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验.它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实.正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词.
2、抗震设计的理论拟静力理论.拟静力理论是20世纪10～40年展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上.地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数（地震系数）.反应谱理论.反应谱理论是在20世纪40～60年展起来的,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.动力理论.动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论.它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多.进一步动力理论也称地震时程分析理论,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.
二、高层建筑抗震设计结构设计的方法
对高层建筑结构的抗震设计时,要从减小地震作用力的输入和增强地震抵抗力两个方面进行考虑.下面将从五个方面进行分析：尽可能减小地震作用能量的输入,运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用,注重抗震结构的设计,重视建筑材料的选择,增多抗震防线的建设.将减小地震作用力和增强建筑的地震抵抗力二者结合起来,从两方面入手,进行建筑抗震的设计施工.
减少地震发生时能量的输入在具体的设计中,积极采用基于位移的结构抗震方法,对具体的方案进行定量分析,使结构的变形弹性满足预期地震作用力下的变形需求.对建筑构件的承载力进行验收的同时,还要控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值,并且更具建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系,确定构件的变形值,根据建筑界面的应变分布以及大小,来确定建筑构件的构造需求.对于高层建筑来讲,在坚固的场地上进行建筑施工,可以有效减少地震发生作用时能量的输入,从而减弱地震对高层建筑的破坏程度.
运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用现在在我国,许多高层建筑进行抗震设计时,多采用延性结构,也就是适当的控制建筑结构的刚度,允许地震时结构的构件进入到具有很大延性的塑性状态,从而消耗地震作用时的能量,使地震反应减小,减弱地震给高层建筑带来的破坏和重大损失.如果某高层建筑的承载能力较小,但是具有较高的延性,那么在地震中它也不容易倒塌,因为延性构件可以吸收较多的能量,经受住很大的结构变形.延性结构的运用,在很多情况下是有效的,它可以消耗地震能量,减轻地震反应,使结构物“裂而不倒.
进入20世纪以来,人们对建筑物抗振动能力的提高做出了巨大的努力,取得了显著的成果,其中阻尼器的使用在高层建筑的抗震方面有很大的作用.通过对阻尼器的利用,进行减震和能量的吸收,可以巧妙的避免或减弱地震对高层建筑的破坏作用.
3.注重抗震结构的设计
高层建筑抗震设计的结构应该得到人们的重视.我国150m以上的建筑,采用的3种主要结构体系（框.筒、筒中筒和框架-支撑体系）,都是其他国家高层建筑采用的主要体系.我国钢材生产数量已较大,钢结构的加工制造能力已有了很大提高,因此在有条件的地方,建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土（柱）结构或钢结构,以减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能.
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我国传统文化中“以柔克刚”具有价高的思想价值,可以指导很多实际问题.在高层建筑结构的抗震设计中,可以从传统的硬性为主的抗震模式向以柔性为主的抗震模式转变,实现以柔克刚、刚柔相济,有效地减弱地震作用过程中释放的冲击力.比如,在高层建筑的拱形结构中有这样一个例子：迪拜帆船酒店,外观如同一张鼓满了风的帆,一共有56层、321m高,就是运用拱结构抗震减灾的很好的例子.
4.重视建筑材料的选择
在高层建筑的抗震方案设计中,建筑结构的材料选择也非常重要.首先,我们可以对建筑材料的参数进行抗震性能的分析,从整体上对材料的参数变异性进行研究,而不能仅考虑建筑材料的承载力忽略其他因素.从抵抗地震的角度来讲,就是要控制建筑结构的延性需求,这就要求我们从高层建筑建设施工的各方面,来选择符合抗震需求而且经济适用的建筑结构材料.
5.增多抗震防线的建设
高层建筑结构防震可以设置多道抗震防线,增强对地震的抵抗力.高层建筑物设置多层的地震抵抗防线,第一道防线遭到破坏之后,有后备的第二道、第三道甚至更多的防线对地震的作用力进行阻挡,避免高层建筑物的倒塌.高层建筑结构进行抵抗地震设计时,可以采用具有多个肢节和壁式框架的“框架剪力墙”等防震结构.
框架剪力墙具有性能较好的多道防线抗震结构,其中
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总之,在建筑结构抗震设计方法的
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