【复杂高层建筑抗震与消能减震分析】 高层建筑结构与抗震
时间：2019-05-17 03:31:50 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：随着现代城市化进程的加快和经济的不断发展，城市的人口也越来越多。过多的城市人口加剧了城市建筑用地的紧张，如果想要让这有限的用地发挥最大的价值，就得增加建筑物的高度。但是复杂的高层建筑的抗震和消能减震性能一直都是建筑设计和施工的重点。所以，在此对高层建筑的抗震和消能减震做以下分析。
关键词：复杂高层建筑；抗震；减震消能
Abstract: with the modern the acceleration of urbanization and development of economy, the city"s population is more and more. Too much of the city"s population increased tension in the city land for construction, if want to let this limited land maximum value, will have to increase the height of the building. But the complex of high-rise buildings aseismic and away to has been damping performance architectural design and construction of the key. So, in this of a high-rise building seismic and away to do the following analysis shock.
Keywords: complex high-rise buildings; Seismic; Damping away can
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：
随着现代社会需求的多样化发展和城市用地的日益紧张的趋势，现代建筑的跨度和高度都在不断增加，结构也越来越复杂，这样对于抗震和消能减震的要求也就越来越高。对于一些可能发生强震的地区，其要求会更高。如何来提高建筑物的抗震和消能减震性能成为建筑是否能够安全地为人民服务的关键。
一、组合剪力墙和筒体的结构
剪力墙和筒体是高层建筑中应用最多的抗侧力构件,其抗震性能对整个建筑的安全性非常重要。钢板剪力墙结构具有较大的刚度、良好的塑性性能和变形能力、滞回特性非常稳定，非常适用于地震区的建筑。纯钢板剪力墙有着自身不可避免的缺点，比如耗钢量大、刚度小、对结构的耐久性要求高等,为此研究人员提出了组合钢板剪力墙，组合钢板剪力墙的核心抗侧力构件仍然是普通钢板，通过螺栓或者栓钉等与钢筋混凝土板连接,混凝土板侧向约束钢板，防止钢板失稳，在两者的共同作用下，钢板的抗剪承载力提高了,改善了结构的抗震能力,还可以将混凝土板视为钢板的防火保护。
双重组合剪力墙和筒体是北京工业大学研究出来的，它集剪力墙抗震承载力大和钢结构竖向桁架抗震性能好于一体。内藏钢桁架不仅制约了剪力墙和筒体裂缝的开展,而且为内力重分布和刚度衰减慢提供了有利的条件，可以说是多道抗震防线，更有利于将剪力墙和筒体抗震耗能能力墙的优势发挥得淋漓尽致。暗支撑不仅包括钢筋混凝土暗支撑，还包括型钢与钢筋混凝土组合的暗支撑，钢筋混凝土暗桁架是由剪力墙中的暗梁、暗柱与钢筋混凝土暗支撑一起构成的,实现了桁架与剪力墙的有效组合。有关研究表明:内藏钢支撑以45度到60度为最佳角度，钢管混凝土边框不能小于剪力墙的厚度，否则无法保证对墙体的约束,钢管混凝土边框架与剪力墙接触面的连接是抗震设计的关键。
二、钢管混凝土结构
钢管混凝土结构被广泛用于高层和超高层建筑中，不仅适应了现代工程结构的发展,而且高度符合现代施工技术的要求,。钢管混凝土柱可分为矩形钢管混凝土、圆钢管混凝土、以及异形钢管混凝土等。节点的连接和设计方法是矩形钢管混凝土结构抗震中的关键部分，外加强板式、内加强板式，以及贯穿加强板式是方钢管混凝土柱与钢梁的主要连接形式。同济大学研制了两种新型连接型式:这两种节点减少了现场焊接的数量,施工方便，费用低，设计方便，不仅提高了节点的延性，而且避免了钢结构中的脆性断裂,进而改善了结构的抗震性能。异形钢管混凝土柱是特殊的钢管混凝土结构,有其特殊的工程特点和独特的力学性能。异性钢管混凝土柱拥的抗侧刚度非常大,截面形状非常好地配合了建筑房间的墙体布置,有效地增加房间的使用面积,因此在钢结构高层建筑中有较好的应用和发展前景。
三、结构模型试验
当前结构非线性动力的分析水平不高,需要进一步验证高层结构弹塑性的准确性。结构模型的振动台试验是检验结构抗震性能的直接手段,在高层建筑工程的抗震审查时被广泛使用。国家重点实验室完成了40多个高层工程的振动台模型试验,包括上海世博会中国馆、广州珠江新城西塔、上海国际设计中心、广州南方电力调度大厦、南京多媒体大厦、北京中国建筑文化中心、LG北京大厦、深圳商隆大厦、上海浦东中外宾接待中心、上海凯旋门大厦、上海久百城市广场、上海嘉里中心等，遍布全国各地。通过这些试验,不仅得到了原型结构的动力特性和地震反应,还发现了结构的抗震薄弱部位,提出了改善结构抗震性能的措施,保证了大型工程的地震安全性，使其经济效益和社会效益得到双赢。
四、消能减震
消能减震技术是结构抗震控制中研究较为成熟的技术,不仅能够适用于新建建筑,也可用于传统建筑的抗震加固。到目前为止，研究人员已经研发了大量消能减震装置,初步可分为四类：粘滞阻尼器、金属阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器，这些装置多是是单一种类的消能器。当前开发了一种新型的组合式抗震消能支撑,这个装置首先由铅芯橡胶消能器与油阻尼器并联，然后再与钢支撑通过节点板串联构成。这个消能支撑已经应用于许多重大工程，比如上海港汇广场商务楼,其结构的抗震性能不仅达到了相关要求,而且是国内加固设计工程中消能减震支撑使用规模最大的。同济大学的土木大楼是国内首次在钢结构中使用消能减震装置。当前,这个消能支撑在四川地震灾区和新疆抗震设防区已经广泛使用，并取得了非常好的效益。隔震技术是结构抗震控制中应用最为广泛的技术，基础隔震能降低结构的自振频率,让变形尽量集中在隔震层,基础隔震主要应用于中低层建筑结构。现代都市中,由于用地紧张,建筑物可能采用天桥连接,在发生强震时,相邻结构很可能发生碰撞，这时采用控制装置来连接相邻建筑能够有效提高相邻建筑的抗震性能，同时防止它们之间的碰撞。
总结：
复杂的高层建筑将是我国未来城市建设的重点，而如何提高其抗震和消能减震的能力是我们所必须做的。只有建设高质量的大型复杂高层建筑物，才能缓解现代的城市用地紧张，才能加快城市化的建设。因此，在建筑设计时一定要按照抗震和消能减震的基本规则设计，避免安全事故的发生。随着现代的新型材料和新科技的应用，未来的建筑抗震和效能减震能力一定会越来越好。
参考文献：
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