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摘要:高层建筑因其本身特殊性存在,很容易产生振动问题,或在地震作用下出现房屋结构坍塌,引发严重的质量安全事故。随着人们生活质量的进一步提高,人们越来越注重房屋舒适性及安全性设计,对高层建筑工程的建设质量提出了更高的要求,尤其是对于工程结构抗震方面提出了更高的要求,只有确保了高层建筑结构具有足够的抗震性能,才能保证工程具有更高的安全性和稳定性。
关键词:高层建筑;抗震设计;设计要点
伴随着现代化城市发展步伐的进一步加快,人们对房屋建筑质量及安全性有了更高的追求,在此过程中,作为解决当前城市用地紧张的房屋建筑形式——高层建筑所发挥出的作用是非常巨大的。为进一步发挥出高层建筑的巨大作用,就必须持续加大高层建筑建设力度,加大高层建筑设计研究,尤其要加大高层建筑抗震设计工作,以不断提升建筑的结构稳固性、耐久性及安全性。
1加强高层建筑结构抗震设计的重要性
在高层建筑工程设计阶段,注重其抗震设计对于工程整体质量的提升、实现高层建筑使用寿命的延长及投入使用后的安全性起到决定性作用,而要实现高层建筑设计安全性及耐久性指标的提升,设计单位及设计人员应对各个环节加以充分考虑,要运用科学、先进的理念进行设计,并不断创新高层建筑抗震设计方式,把握设计要点,根据实际情况制定最为科学、高效的设计方案,确保工程设计质量满足功能需求及安全使用标准 [2]。
2高层建筑结构抗震设防的基本标准
从当前我国高层建筑的抗震设计发展情况来看,抗震设计基本为 一级标准。在地震震动级别较大、震源浅、烈度较大的情况下,抗震技术参数往往会超过高层建筑设计最开始考虑的范围,如果高层建筑结构抗震设计为一级,则是无法满足整个工程的设计使用需求 [3]。 新时期,高层建筑结构的抗震设计标准具体如下所示:
①高层建筑的抗震设计需要根据地形、地质条件、工程规模、以往抗震经验 来选择适合的规模及基础形式。
②高层建筑的抗震设计需要能够为抗震设计提供有力的支持,采用减少上部结构自重并有利于抗震的结构形式。
③高层建筑适合应用能够提升结构整体性的连接方式,并采取有效措施来提升基础的延性。
3基于TLD的高层建筑减震实例计算
3.1计算实例
计算实例为高 93.3m,24层的框支剪力墙结构,属于高层建筑。结构抗震 设计中采用安装被动控制装置方法提高结构的抗震性能,被动控制装置为调频液体阻尼器 TLD。实例计算中,将实际结构按结构分层进行简化,将结构简化为 24个质点。
3.2结构动力参数
结构各层的等效刚度及质量见表1。5
通过对结构的振型分析及计算得出结构前三阶自振周期及频率见表 2。
3.3被动控制装置TLD的设计
该结构顶层(24层)为一宽敞的活动大厅,结构抗震设计中将被动控制装置矩形 TLD安装在此层,TLD中的液体采用普通生活用水。
针对结构前两阶自振频率设计出两种尺寸的TLD,分别控制结构的前两阶振型反应。按结构第三阶自振频率设计出的TLD是又高又窄的水箱,这在设计与实际使用中都是不合理的,因而,在对本结构进行振动控制计算时,只控制结构的前两阶振型反应。TLD的设计尺寸见表3。表中 TLD 的长度为沿地震动输入方向的水箱尺寸。
3.4计算方法
在相对地面的坐标系统中,可以简化成n个质点的结构,利用TLD减震时、TLD-结构体系的运动方程为∶
TLD中液体的动水压力利用调 液阻尼 器液体动水压 力的模拟公式进行计算。 调 液阻尼 器液体动水压 力的模拟公式是计算谐波激励下矩形 TLD中液体动水压力的。而结构抗震计算中,地面输入为随机振动的地震动。计算中am值取随机波幅值的平均值,其计算结果可以满足精度要求P。
總而言之,加强高层建筑抗震设计是工程结构稳固性的重要手段,因此,在开展高层建筑设计之中,一定要注重其抗震设计,把握设计要点,加强各节点区域的抗震设计。并做好减隔震装置的优选工作,力求最大程度地保障高层建筑整体结构的稳定性。
参考文献
[1]王肇民.高耸结构振动控制[M].上海:同济大学出版社,2017.
[2] JT/T 1037-2016.公路工程结构安全监测系统技术规程[S].2016.
[3]刘琪,谢谊. 高层建筑屋顶泳池的抗震设计分析[J]. 工程建设与设计,2021,(15):25-27.
关键词:高层建筑;抗震设计;设计要点
伴随着现代化城市发展步伐的进一步加快,人们对房屋建筑质量及安全性有了更高的追求,在此过程中,作为解决当前城市用地紧张的房屋建筑形式——高层建筑所发挥出的作用是非常巨大的。为进一步发挥出高层建筑的巨大作用,就必须持续加大高层建筑建设力度,加大高层建筑设计研究,尤其要加大高层建筑抗震设计工作,以不断提升建筑的结构稳固性、耐久性及安全性。
1加强高层建筑结构抗震设计的重要性
在高层建筑工程设计阶段,注重其抗震设计对于工程整体质量的提升、实现高层建筑使用寿命的延长及投入使用后的安全性起到决定性作用,而要实现高层建筑设计安全性及耐久性指标的提升,设计单位及设计人员应对各个环节加以充分考虑,要运用科学、先进的理念进行设计,并不断创新高层建筑抗震设计方式,把握设计要点,根据实际情况制定最为科学、高效的设计方案,确保工程设计质量满足功能需求及安全使用标准 [2]。
2高层建筑结构抗震设防的基本标准
从当前我国高层建筑的抗震设计发展情况来看,抗震设计基本为 一级标准。在地震震动级别较大、震源浅、烈度较大的情况下,抗震技术参数往往会超过高层建筑设计最开始考虑的范围,如果高层建筑结构抗震设计为一级,则是无法满足整个工程的设计使用需求 [3]。 新时期,高层建筑结构的抗震设计标准具体如下所示:
①高层建筑的抗震设计需要根据地形、地质条件、工程规模、以往抗震经验 来选择适合的规模及基础形式。
②高层建筑的抗震设计需要能够为抗震设计提供有力的支持,采用减少上部结构自重并有利于抗震的结构形式。
③高层建筑适合应用能够提升结构整体性的连接方式,并采取有效措施来提升基础的延性。
3基于TLD的高层建筑减震实例计算
3.1计算实例
计算实例为高 93.3m,24层的框支剪力墙结构,属于高层建筑。结构抗震 设计中采用安装被动控制装置方法提高结构的抗震性能,被动控制装置为调频液体阻尼器 TLD。实例计算中,将实际结构按结构分层进行简化,将结构简化为 24个质点。
3.2结构动力参数
结构各层的等效刚度及质量见表1。5
通过对结构的振型分析及计算得出结构前三阶自振周期及频率见表 2。
3.3被动控制装置TLD的设计
该结构顶层(24层)为一宽敞的活动大厅,结构抗震设计中将被动控制装置矩形 TLD安装在此层,TLD中的液体采用普通生活用水。
针对结构前两阶自振频率设计出两种尺寸的TLD,分别控制结构的前两阶振型反应。按结构第三阶自振频率设计出的TLD是又高又窄的水箱,这在设计与实际使用中都是不合理的,因而,在对本结构进行振动控制计算时,只控制结构的前两阶振型反应。TLD的设计尺寸见表3。表中 TLD 的长度为沿地震动输入方向的水箱尺寸。
3.4计算方法
在相对地面的坐标系统中,可以简化成n个质点的结构,利用TLD减震时、TLD-结构体系的运动方程为∶
TLD中液体的动水压力利用调 液阻尼 器液体动水压 力的模拟公式进行计算。 调 液阻尼 器液体动水压 力的模拟公式是计算谐波激励下矩形 TLD中液体动水压力的。而结构抗震计算中,地面输入为随机振动的地震动。计算中am值取随机波幅值的平均值,其计算结果可以满足精度要求P。
總而言之,加强高层建筑抗震设计是工程结构稳固性的重要手段,因此,在开展高层建筑设计之中,一定要注重其抗震设计,把握设计要点,加强各节点区域的抗震设计。并做好减隔震装置的优选工作,力求最大程度地保障高层建筑整体结构的稳定性。
参考文献
[1]王肇民.高耸结构振动控制[M].上海:同济大学出版社,2017.
[2] JT/T 1037-2016.公路工程结构安全监测系统技术规程[S].2016.
[3]刘琪,谢谊. 高层建筑屋顶泳池的抗震设计分析[J]. 工程建设与设计,2021,(15):25-27.