高层建筑结构抗震概念设计原则

(1)结构的简单性

结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径,结构的计算模型、内力和位移分析以及限制薄弱部位出现都易于把握,对结构抗震性能的估计也比较可靠。

(2)结构的规则和均匀性

1)沿建筑物竖向,建筑造型和结构布置比较均匀,避免刚度、承载能力和传力途径的突变,以限制结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位。这些部位将产生过大的应力集中或过大的变形,容易导致结构过早地倒塌。

2)建筑平面比较规则,平面内结构布置比较均匀,使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递,并使质量分布与结构刚度分布协调,限制质量与刚度之间的偏心。建筑平面规则、结构布置均匀,有利于防止薄弱的子结构过早破坏、倒塌,使地震作用能在各予结构之前重分布,增加结构的赘余度数量,发挥整个结构耗散地震能量的作用。

(3)结构的刚度和抗震能力

1)水平地震作用的双向的,结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。通常,可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和搞震能力。结构的抗震能力则是结构承载力及延性的综合反映。

2)结构刚度选择时,虽可考虑场地特征,选择结构刚度,以减少地震作用效应,但也要注意控制结构变形的增大,过大的变形将会因P-Δ效应过大而导致结构破坏。

3)结构除需要满足水平方向的刚度和抗震能力外,还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。现有抗震设计计算中不考虑地震地面运动的扭转分量,在概念设计中应注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。

(4)结构的整体性

1)高层建筑结构中,楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼盖相当于水平隔板,它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构,而且要使这些子结构能协同承受地震作用,特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或各抗侧力子结构水平变形特征不同时。整个结构就要依靠楼盖使各抗侧力子结构能协同工作楼盖体系最重要的作用是提供足够的面内刚度和抗力,并与竖向各子结构有效连接,当结构空旷、平面狭长或平面凹凸不规则或楼盖开大洞口时,更应特别注意。设计中不能误认为,在多遇地震作用计算中考虑了楼板平面内弹性变形影响后,就可消弱楼盖体系。

2)高层建筑基础的整体性能及基础与上部结构的可靠连接是结构整体性的重要保证。

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