高層建筑結構設計的主要措施論文

　　抗震性是對建筑物結構安全性的一個重要方面，在進行建設之前的設計工作中，應當首先考慮到建筑主體在地震發生時的安全性，從而在最大程度上保障使用者的安全性。抗震性的設計中，主要是要應對地震發生時的建筑物結構的扭轉振動效應，扭轉振動效應具體就是指高層建筑物主體的每個構件在進行設計的時候就通過計算來確立其自身承受的扭矩，從而為其本身設置合適的配筋；而主體樓層間的最大位移與其兩側的層間位移的平均數即使結構主體的扭轉效應。而造成扭振效應的原因主要分為以下幾個方面：由于許多高層建筑物存在著質心與剛心不重合的現象，從而在地震來臨時，地面的運動引發建筑物的扭轉振動。其次，建筑物本身的抗扭組件的損壞也可以造成建筑物的扭振效應。這就要求在對高層建筑物的建設之前的設計工作在這些方面引起重視。

　　1控制扭振效應的幾項原則

　　1.1單塔樓結構

　　相對于單塔樓結構來說，若是無法滿足高規所規定的周期比的話，則表明該主體結構剛度同質量的分布不均勻、抗扭能力不夠，或者是二者之一。在這種情況下，就需要對主體結構進行重新計算與調整，一般可以分為以下步驟進行：（1）首先檢查振型，以此來檢驗平面內各個構件的均勻度，然后依據總體的剛度來對各個構件進行調節，直至結構能夠產生側振成分超過8成的純粹側振振型，此過程也可以稱為減小偏心率。（2）在偏心率得到最大限度的調整下，可以通過調整結構內外圈的剛度比例，加強外圈的相對剛度來提高結構的抗扭振能力，此過程可以看作是減小周期比，最終通過這兩個調整達到規范的要求。其中相對剛度是指如果主體結構的抗側力度不夠且層間位移在規定范圍內，就需要增加外圈剛度；如果抗側力度夠強但是位移角低于標準，就需要降低結構內圈剛度。當此過程未進行完，未調節好剛度與均勻性時，無論周期比的數值如何，都不會對建筑物產生任何影響。周期比的目的就是控制結構的抗側剛度與抗扭剛度，使其在空間布局上趨向合理，以此達到抗扭振效應。所以說就算是結構主體的抗側力度較強，只是在外觀上具有較好的觀賞性，不代表具有較強的抗扭性。控制周期比的兩個措施就是保持抗側力剛度的均勻分布和控制外圈的相對剛度。

　　1.2多塔樓結構

　　對于多塔樓結構的位移比運算中要把整個多塔樓結構看作是一個整體進行驗算，而周期比可以分為無連接、強連接和弱連接三種結構。對于無連接與弱連接的，驗算要看作是多個單體進行驗算，對于強連接則要當作一個整體進行驗算。

　　2防范扭振效應的幾項措施

　　2.1平面扭轉效應

　　在地震中，質心與剛心的偏離以及平面的不對稱、不規則性、扭轉剛度不強等因素都是造成高層建筑物受損嚴重的主要原因。但是高層建筑在設計中，很難達到質心與剛心的重合要求，在平面結構的規則和對稱上的設計也具有一定的難度；其次，由于受到建設位置及場地的限制，在空間布局上也很難能夠按照規定與要求進行設計。因此，高層建筑的抗震扭振效應的控制措施主要要依靠調整抗側力結構的設計上來，以此來達到抗震的要求。

　　2.2抗側力結構的使用

　　在抗側力機構的設計中，盡量滿足抗側力構件的對稱性、平衡性與均勻分布，使其質心要盡可能的與剛心靠近，因為離質心越遠，所需的抗扭剛度就越強，在建筑物的外圍要多多設計一些抗側力構件的使用，以此在數量上能夠增強建筑主體的抗扭性。在設計中，要想提高建筑物的抗扭剛度，還可以通過加強原有抗側力構件剛度的方法提高建筑物的抗扭強度：建筑物的外角處剪力墻盡力設計成L形剪力墻，并注意不要在墻上開窗等設計；對距離質心較遠的剪力墻進行加厚處理；提高剪力墻連梁的高度，在必要時，可以將窗戶開洞以外的墻體都設計成為連梁，從而加強抗側力結構的剛度。

　　2.3裙房部位的剛心設計

　　在高層建筑設計中，裙房由于是平面不規則、分布不均勻，且質量中心差距太大，位移點較大等造成剛度要大大低于主體結構。所以在設計中可以在以下方面進行彌補：一種是要在裙房的最大位移處設計適應的剪力墻結構；另外一種就是建筑物的地下室在裙房位置設置好隔離縫，目的就是將主體結構的裙房單獨分離出來變成一個獨立的系統，從而降低地震時的扭轉效應。

　　2.4結構平面不宜過長

　　高層建筑在設計中，為了適應使用的需求，往往需要借鑒多層磚混結構的戶型設計，這就容易造成結構平面的布局較為狹長，從而造成抗側剛力的不足。對于框架結構的小高層，最好的處理辦法就是將狹長的結構平面分離為多個短平面，即在中間多設計幾個框架柱，如果條件不允許，可以在遠端盡可能增加抗側力剛度。對于框架剪力墻的高層建筑，樓層層高相對較低，剪力墻大多設計在電梯與樓梯部位，這樣就容易造成分布的不均勻、扭轉效應較大，如果削弱這些位置上的剪力墻，然后通過外圍增加剪力墻來提高抗側剛度，不僅會增加成本，也是對抗扭效應影響不大的方法，因此，高層建筑在采用框架結構時，最好不要設計成框架剪力墻結構。

　　3結束語

　　高層建筑的設計中，特別是地震發生相對較為多的地方，可以通過以上措施來增強建筑物的抗扭剛度，但是在進行調整時，一定要注意需要參考高規的相對標準進行調整，要因地制宜，對于不同條件下的高層建筑物，要采取合適的措施進行調整與設計，從而保證高層建筑物的抗震性能，在地震發生時，能夠有效抵消地震造成的扭振效應，建設出更為安全的居住空間。

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