高层建筑工程抗震论文

高层建筑工程抗震论文

一、当前建筑结构抗震设计需要解决的问题

（一）合理选择建筑结构体系

在建筑物的结构设计中，最重要的一项就是选择结构体系，该体系选择的合理与否，直接关系到整个建筑物结构的安全。因此，要想合理的选择结构体系，应该从以下两方面入手：第一，结构体系需要具有明确计算的简单图纸。在对结构体系进行设计时，应该将建筑物房间的主要受力点放在主梁上，以便垂直的重力能够在最短时间内，从长度最短的路径传到主要的受力部位。合理布置屋内的内部结构，可以采用竖向构建的内部结构布置方案，该方案需要保证竖向构件压应力的均匀性。第二，结构体系的强度应该具有较高的合理性。一个建筑物结构体系的好坏，在很大程度上都是由其强度决定的，所以，设计人员应该在建筑物的薄弱部位进行合理的强度抗震设计，提高其抗震性。同时，在对结构的框架进行设计时，要保证节点构造不被破坏，尽可能的分散房梁和房柱顶端的塑性，并提高其薄弱部位的抗震能力。

（二）选择抗震的场地

建筑地点的抗震性对建筑物的抗震设计会产生直接的影响，所以，相关人员应该选择抗震性较强或者是有利于抗震设计的场地来建造建筑物，尽可能的避开那些不利于抗震设计的地段。由于地震会引发地裂、地表错动等，对地面的危害较大，所以，在选择抗震场地时，一定不可以选择一些土地液化、软弱、地质元素分布明显不均衡的地点，如果确实无法避开这些地点，则应该在施工初期在地面进行一定的抗震设计，加强地面的强度，稳定地基建造。同时，对于一些随时可以会发生地裂或者是滑坡的场地，施工人员一定要运用科学合理的手段来对地表进行全面的稳定。另外，对于一些需要将地基建设在土层分布不均或者是粘性土质较多的地区的建筑物，需要采用地基加固、桩基等方式来加强建筑的基础和上部结构的抗争性，做好抗震措施的处理。

（三）建筑的平面布置要有规则

在对建筑进行平面布置设计时，应该尽量的`遵循采用抗震设计的原则，使用规则性高的建筑设计方案。设计结构的规则性主要分为三方面：第一，建筑物的主体的抗压性必须要够强，其侧面受力结构不能够出现变形的情况，要尽可能的均匀受力。第二，建筑物主体在抗侧力结构方面的平面布置情况，在布置建筑物主体的抗侧力结构时，要保证同一侧的建筑物主体其抗侧力的强度是相同的，要保证同一侧各部分都能够均匀受力。第三，保证建筑物主体的抗侧力结构在布置上是与其周围结构体系的刚度是相同的，并且，都具备很强的抗扭刚度。

二、建筑结构抗震设计的注意事项

目前，当今社会已有的有关建筑抗震设计方面的理论，是对建筑行业逐年的实例验证进行研究分析，对结果不断的总结归纳得到的。并且，随着当前人们对于住房质量要求的提高，在建筑物结构中融入抗震设计是势在必行的，这也是当前人们之所以高度重视抗震设计的原因。因此，为了能够设计出抗震性较强的建筑物，在实际设计时应该注意：第一，建筑物的布局要保证科学合理性，保证建筑物中每个主要的受力物体都处在同一水平面中，只有这样才能在地震来临时承受住来自地面的压力，减少地震的破坏程度。第二，按照地震等级的不同，对房梁、房柱以及墙体的各个节点部分进行对应的抗震等级设计，保证内部的混凝土钢筋结构能够在受到地震作用后不会受到严重的破坏。第三，在建筑物中设计多个抗震防线。建立一个良好的抗震体系，对于缓解和消除地震带来的压力是十分重要的。因此，应该根据地震等级的不同在建筑物中设计多个抗震防线，当地震来临时，可以依靠这些防线对人们的生命安全提供多重的保护。

三、结论

虽然，目前我国相关行业在建筑物抗震设计方面已经取得了较好的研究成果，整个建筑体系的抗震设计也日趋完善，但是，还是有许多的问题还没有被及时全面的解决，这也是相关行业在日后的工作目标和任务。因此，相关行业部门应该将日后的工作重点放在研究地震破坏的原因上，只有这样，才能够在对建筑结构进行抗震设计时取得质的飞跃。

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。

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浅谈高层建筑的地基基础施工设计研究

浅谈关于高层建筑的地基基础施工设计研究

论文关键词：高层建筑 施工设计 工程施工

论文摘要： 高层建筑工程施工中，地基基础施工是整个建筑的重要组成部分，其施工质量直接影响到整个工程的质量。文章依据本人今年来的工作经验提出了高层建筑地基基础设计与选型的条件，并进一步探讨了高层建筑地基基础施工质量的提升建议，以期对广大工程设计与施工同仁提供参考。 　　 0.引言 　　高层建筑的建造过程中，其建筑负荷全都由地层来承担，影响建筑物负荷的那部分地层被称之为地基，向地基传递负荷的下部结构被称为基础。近年来，在高层建筑工程的施工中因基础问题影响到施工质量的情况时有发生，在工程的整体设计上，一般认为施工难度较大的部分，在于建筑的上层结构，其实这是一种错误的认识，高层建筑地基基础才是施工中的重点。地基基础是工程基础建设质量的重要保障。为了确保地基基础的安全性，就必须对它加以研究，并在工程施工中对施工方法和施工手段进行分析，论证、监督。以下文章主要对高层建筑的地基基础的施工进行系统的分析和论述。 　 　 1.高层建筑基础设计与选型条件 　　1.1选型条件 　　现阶段，我国的建筑行业随着经济的进步而快速发展，给建筑工程地基提出了更高的要求。在建筑工程的整体设计中，经常有地基强度不足，抗压抗震性不强的，沉降不均匀的情况发生，这就要求设计部门根据实际情况设计地基基础。地基的处理方法有很多，每种方法都有其适应的环境和范围，在施工中要注意施工方法的局限性和优缺点，每个工程都要从地基的实际情况、处理要求、技术难度，工程费用等方面综合考虑，以确保用合理的方法来进行地基的处理。 　　地基基础的设计应满足以下几个基本条件。首先，地基的负荷不应超出地基本身的承载能力，避免地基土剪切和稳定性的失衡。其次，在控制好翻地的变形量，把变形量控制在地基可允许的范围内，控制好因地基引起的上部结构损坏，或因此影响建筑物功能上的使用。最后，要对地基基础做强度和耐久性、刚度的进行充分的数据分析，确保地基能适应高层建筑的结构。 　　1.2基础设计 　　地基的设计应由设计单位提出具体要求，并经过勘察单位进行现场的水文地质勘察，提供施工现场范围内的地质报告，并对土层和地质构造进行分析论证。不能以相邻建筑物的勘察资料做了待开工建筑的勘察据依。对于土质较软的地基，应进行地基加固处理，防止地基因土质问题而变形。且不能依靠大型基础断面来承担地基上部结构的荷载，因为基础再大，相对于上部结构还是较柔的。所以地基处理要与基础选型结合起来进行设计。在地基选型上要充分考虑到建筑整体的布局、结构荷载、抗震性，和现场的实际情况。要将地基与建筑结构作为一个整体来进行设计。基础设计形式要与上部结构相适应、相吻合、相协调，每个部分既是独立的，又是相互作用的，使得每个部分都能发挥出应用的作用又能发挥共同作用。在地基的设计过程中要参考邻近建筑物的资料，根据邻近建筑物的勘察资料，分析对待建建筑物的干扰，主要是指新建筑建成后，邻近建筑物对地基产生的影响和后果，既是否影响新建建筑物的地基变形，是否影响新建建筑物功能上的使用，是否影响新建建筑的整体布局和施工进度。在设计过程中要结合实际情况进行周密的论证分析，确保建筑物设计的合理性，和地基的完整性，合理的对地基进行选型，确保工程的顺利展开。施工队伍的施工经验和技术水平也决定着地基基础建设的好与坏，考虑好这些客观条件，提出符合实际情况的设计方案可以快速、有效、安全的进行地基施工。 　　 2.高层建筑地基施工的质量控制 　　2.1高层建筑地基的测量放线 　　高层建筑的测量放线工作是建筑地基施工中的基础性工作，精确、详细、周密的测量能确保地基工程顺利安全的施工，并为上部结构的安全性提供有效的技术保障。高层建筑的测量放线对工程质量有着决定性的影响，在工程质量管理中也起到了非常重要的作用。放线过程中要充分的利用好手中的科学仪器，提升施工质量。地基施工中利用新仪器和新的技术手段可以提高工作效率，这就要求工程测量人员要不断的掌握和学习新的知识和新的仪器，为建筑地基基础工程提供更为精确和周密的数据而服务。 　　2.2高层建筑地基的施工材料控制 　　高层建筑地基的施工材料控制是确保地基安全性的重要组成部份。地基材料的质量决定着整体工程的质量，在施工中要确保原材料的达标性，既原材料一定是出厂合格产品并符合工程本身的技术质量要求。在地基施工的每个阶段都要严把质量关，控制好原材料的质量，以此提高地基工程的施工质量。在原材料的把关上，要对材料的供应商进行资质审核，有必要的进行调研的，可以去原材料生产单位进行调查研究，确保原材料的真实性。施工中进场的原材料必需由建设单位和监理单位进行统一严格的检查与审验，生产厂商对于每批的进场材料都要出具质量检验报告和合格证，有必要的`还需进行化学试验，确保原材料的生产质量。 　　2.3高层建筑地基水泥灌桩的质量控制 　　高层建筑地基多采用水泥灌桩技术进行地基基础的加固施工，钻孔灌桩技术中每个施工步骤都对地基的施工质量有着决定性的影响。钻孔和水泥灌桩是工程质量的关键。施工前对钻孔机器进行周密的检查，确保底座和顶端的平稳，避免施工过程中因底座的移位和下陷影响了灌桩的质量。当钻机达到设计高度后，需对孔径的大小，钻孔的深度和垂直度进行详细的检查，达到设计标准后请监理工程师对钻孔进行合格性检验，并填写钻孔检验记录，完成钻孔工作。灌桩进时所采用的原材料主要以混凝土为主，目前较多的施工单位都采用成品泥浆进行钻孔灌桩，这就要求施工单位和监理单位要对进场的泥浆进行严格的质量检验，在施工单位质量检验人员的检验的同时认真审核确保使用材料符合要求。 　　2.4管理体系和人员管理 　　高层建筑的地基施工中，要完善施工企业的质量管理，促进质量控制的实施，建立健全的质量控制体系是保障高层建筑施工质量的关键。高层建筑地基基础施工质量控制得益于企业完善的质量保障体系。通过全员、全过程的质量监控及施工过程记录、监理等有效保障高层建筑地基基础施工的质量，为工程质量打好坚实的基础。 　　 3.结语