高層建筑抗震優化設計論文

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1性能抗震設計與常規抗震設計的對比分析

1．1常規抗震設計和性能設計方面的區別

性能設計提出小震不壞，中震可修，大震不倒的設計宗旨。與常規抗震設計的區別在于，第一，它的設計目標主要針對小地震，中型地震還有大型地震。而且還通過對全國65個城鎮的地震所發生的概率，從而再對地震的強烈程度進行衡量，確保房屋建筑不發生破壞，達到可修，不倒的目標，通過對這些要求的論述可以看出，這些大多數都是針對建筑在宏觀性能方面的控制。第二，為了實際施工中的效果有有據可依，最終選用了分兩個階段的簡化分析方法，第一個步驟是對結構的構建進行驗算，主要是對它的承載力進行計算。對這個計算，具體是選用了在地震比較小的情況下，按照相應的彈性反映理論，通過計算得到在小震作用下的標準值，以及相應的地震作用下的內力以及形變效應。通過可靠的分析，從而得到構件承載力的具體結果。隨后將概念設計有關的內力進行調整，從而放大抗震的結構構造，這種措施可以有效滿足對第二水準以及第三水準在地震宏觀性能方面的控制要求。第二個階段，就是要對構件結構的彈塑性以及其中的變形進行驗算，同時還要對地震在倒塌狀況下的結構，或者是有特殊要求的一些建筑結構，一定要對它的薄弱部位進行加固，以此來適應在大震發生時不會倒塌，或者是發生位移的情況，。

1．2常規設計和性能設計方法的比較分析

對于常規的抗震設計而言，它的設計目標是小震不壞，中震可修，大震不倒，具體而言就是在小地震的情況下有相關的性能指標，而在大型地震下有一定的位移要求，剩下的就是宏觀方面的指標，在建筑的使用功能上，具體的分為了甲乙丙丁四種級別，在這四種級別的建筑當中，對防倒塌的要求不盡相同，其余的基本都是一樣的，而針對性能的抗震設計，它是按照使用的功能來劃分的，并且在這個領域提出了很多的預期性能目標，其內容不僅涉及了建筑的結構，同時還包括非結構的，還有一些設施的具體指標。而在具體的實施方法上，常規的抗震設計是按照指令性和處方的形式進行規劃和設計的，根據不同的建筑結構概念而進行設計，比如小型地震下的彈性設計，在經驗方面的內力調整內容，以及對構造的放大處理等，這些都是為了達到預期的宏觀設計而落實的具體措施。而針對性能方面的抗震設計，除了滿足最基本的要求以外，還要提出一些滿足預期具體要求的有利論證來作為依據。這方面的內容主要包括建筑結構的體系，依據比較細致的分析內容，還有對完成抗震指標的具體試驗措施等。還要有對這些內容的專業評價等。通過這幾個方面的對比分析不難發現，針對于建筑的抗震在性能要求方面的設計方法的提出，成為了當前的發展趨勢，而且在目前來看，在對高層建筑的結構設計當中，其可行性是非常好的。如果想要在所有的建筑結構中進行推廣，還需要對其進行更深一步的探討，還有相關設計人員自己的理解與掌握。

2高層結構的抗震性能優化

在地震水準不同的情況下，對高層的建筑結構在性能水準，還有性能目標方面的要求也不同，具體而言，它的抗震結構性能可以分為下面幾個標準。第一，高層結構在發生地震之后，最好是完好無損傷，同時在一般的情況下，是不需要進行修理就可以繼續使用的，而且建筑還要可以進行正常的安全出入以及使用。第二，如果地震發生后，其結構發生了非常明顯的損壞，而且大多數的構件都發生了中等的損壞，從而進入屈服狀態，在有比較明顯的裂縫下，大部分的構件都有很嚴重的損壞程度，但是其整體的結構并不會發生倒塌，同時也沒有局部倒塌的情況，建筑中的人員會有一定程度的傷害，但是對他們的生命安全卻沒有太大的威脅。

3結構抗震優化計算及試驗要求

3．1建筑結構的模型設計分析

對高層建筑結構，尤其是在性能設計方面的計算要特別嚴格，不僅要對構件的承載力，還有變形進行計算，還要考慮構件在屈服之后其性能發生的變化。對這些方面的正確計算，對分析建筑的抗震性能，還有結構的實際所受應力情況都能夠直觀表現出來。但是這些計算都是要在合理的力學模型上來計算，而且結果不能脫離實際，否則沒有任何參考價值的，在對結構抗震性能在彈性方面的計算，還有非線性方面的計算中，一定要分析結構的整體模型狀況，還有構件以及節點的各種數據參數，必須保證其正確合理。如果建筑結構中擁有水平轉換的構件，同時在區分這些問題的時候，還要對樓層的層數和層高進行計算。在涉及到剪力墻的計算方面，一定要關注對非線性的計算和分析，這對計算出模型的相關參數方面至關重要。如果建筑設計中選用了滑動的支座結構，必須對支座兩側的結構，以及它們之間的相互作用關系進行考慮，否則會對整體的計算模型產生嚴重的影響。

3．2結構抗震試驗的設計要求

在進行高層建筑結構抗震方面的設計時候，在某些方面沒有設計理念，缺乏一些相關的依據時，進行相關的模型試驗很有必要。比如說選用的混凝土要有很高的含鋼率，用這種材料來建設梁柱和剪力墻，在對擁有型鋼的異形截面構件，或者是一些新型的構件進行使用的時候，對這些構件必須要進行相關的模型試驗。在使用桿件比較多的鑄鐵點，還有多級的轉換層，以及讓樓梁側面的樓板發生開洞，使樓梁本身和梁柱的節點地方不和樓板產生直接有相連接的關系時，對這些新設計結構的部件必須進行模型試驗。

4總結

基于性能方面的抗震設計，無論任何時刻其重要性都毋庸置疑。這種方法和現有常規方法相比較，通過以上的闡述顯示，其優點極其明顯。在目前，高層建筑在結構的設計上都是選用的針對性能設計方面的理念，而且方法的可行性表現非常好，所以對未來的高層建筑在結構設計以及技術進步和創新上，是非常有利的。

作者:胡紅波 單位:西安建筑科技大學土木工程學院