新规范中高层建筑抗震设计应注意的问题

新规范中高层建筑抗震设计应注意的问题摘要:随着近几年自然灾害，尤其是地震的频发，使得高层建筑的抗震设计逐渐被人们提高到一个重要的地位，本文以某小区高层商品住宅楼设计为例，对新版《建筑抗震设计规范》中规定的高层建筑一系列相关的抗震设计进行了详细阐述，并从填充墙、钢筋、剪力结构等方面进行设计规划，从而优化高层建筑抗震设计，希望能为行业提供借鉴和帮助。关键词:理论，规范，高层建筑，抗震，要求、一高层建筑抗震设计规范和设计理论1高层建筑结构抗震规范，建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，包括结构动力计算，结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容，是对建筑抗震设计规定的法定性文件。它是在对世界各国地震等级和强度进行总体评估的基础上，结合已有的各国实际经验和做法出台的法规性指导文件。虽然受到科学技术的限制和现有经济水平的制约，许多规定还不能万无一失的保证建筑符合抗震要求，但是许多的规定表述显示了对抗震设计的注重性，例如新版规范中的条文有的被列为强制性条文，在条文中用了“严禁，不得，不许，不宜”等体现不同程度限制性和“必须，应该，宜于，可以”等体现不同程度要求限制的用词。2抗震设计的三个理论(1)拟静力理论。作为上个世纪初期发展起来的一种抗震理论，拟静力理论在估计地震对结构的作用时，具有一些局限性和不足，例如仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上，没有考虑到其他相关反面的作用力;对地震强度大小的估计值设定为结构的重量乘以地震系数这个比例常数。(2)反应谱理论。反应谱理论是上世纪中期发展起来的，这种方法的基本原理是在以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解的基础上，参考结构动力反应特性的研究，从而得出地震加速度等相关的物理数据。由于它是通过在地震的特性进行分析的基础上的出来的重要理论，所以这种理论的数据具有很强的实用指导性。(3)动力理论。动力理论是上个世纪末被广大研究界应用最广泛的一种理论。它的优越性在于当时科学进步和地震研究理论的突破的结合:一是电子计算机技术和试验技术的发展，为进行复杂运算和模拟提供了可靠、简捷的手段;二是人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解。而且随着强震观测台站数量的不断增多，对地震中受损结构的记录和详细实物参考也增多，这就使不同诱因下地震活动的作用有进一步的明确和借鉴。进一步动力理论是在对地震过程进行分析的基础上得出来的一个地震结论，这种理论将地震作为一个时间过程来考虑，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。3新版抗震设计规范中的相关规定我国新版《建筑抗震规范》对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求。三不准是指“小震不坏，中震可修，大震不倒”当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，建筑结构要处于弹性变形阶段，这时的地震强度要不构成对建筑的损害，保证建筑的正常使用;当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，由于强度明显较之前增大，所以允许出现建筑的部分损坏现象，但是一般经过修理或不需修理仍可继续使用，对建筑物的正常结构不造成损害;当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但是根据规范标准，建筑的弹性限度还要与发生坍塌等的损害有一定的距离，因此，不至于在地震发生时出现坍塌、人员伤亡等情况，这就对建筑的变形能力和弹塑性提出了很高的要求。二新规范中规定的高层建筑的抗震具体要求在新规范中，对建筑抗震的剪力墙结构设计、填充墙设计和钢筋结构等进行了相关的规定。本文以下面这一工程为例进行详细的阐述:该工程为框架-剪力墙结构，楼梯间、电梯间墙体设计剪力墙，并且在各个楼层处设置纵、横向的连梁，使框架与剪力协同工作。工程主体结构为地上13层(12+1带跃层)，室外面到主要屋面高度为39.450m，场地类别为ⅱ类场地。1根据抗震等级来确定框架-剪力墙结构根据高层建筑混凝土结构技术规程，建筑物抗震的框架-剪力墙结构在进行建筑物结构设计时，对地震引起的倾覆力矩要在设计中由框架和剪力墙部分共同承担。如果由框架承担的部分大于总倾覆力矩的50%以上，这时候框架作为承受力的主要部分，对于其结构的要求要相应的提高。具体来说，要做到以下几点:1)按纯框架结构的要求来确定其抗震等级;2)轴压比也按纯框架结构的规定来限制;3)框架高度和宽度的比值可以参考框架结构和剪力墙结构的中间值，特殊情况下，取两个数的极端值--当框架部分承担总倾覆力矩的百分比接近0时取接剪力墙结构的适用高度和高宽比;当框架部分承担总倾覆力矩百分比接近于100%时取接近框架结构的适用高度和高宽比。2建筑结构中填充墙的影响新版建筑抗震设计规范，框架结构的围护墙和隔墙再进行设计时，要充分考虑其设置对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏。关于框架结构填充墙的规定为新增强制性条文，以硬性措施对建筑物的结构进行规范要求，以加强围护墙、隔墙等建筑非结构构件的抗震安全性。在框架结构和框架中，非承重隔墙是经常见到的施工项目。当考虑建筑功能可能变化时，根据实际情况考虑是否要留防震缝，当不设置防震缝时，要采用符合实际的计算模型，分析判明其应力集中、变形集中或地震扭转效应等导致的易损部位，采取相应的加强措施。砌体填充墙是在框架施工完后砌筑的，对于砌体墙要确保墙体的稳固性，砌体填充墙的上部与框架梁底之间的缝隙必须用砌块填充密实，防止出现松动。墙与框架柱的连接方法，一种是柱与墙之间留缝，并用钢筋柔性连接，计算时不考虑填充墙对框架抗侧刚度的影响;另一种是刚性连接，这种结构能够起到较好的抗震作用，使得建筑物在收到多重地震波及时能够保持稳定和牢固性，提高建筑的整体弹性，当框架侧向变形时，填充墙起着斜压杆的作用，而提高了框架的抗侧移能力。新版建筑抗震设计规范中规定，砌体墙在减少对主体结构不利影响的同时，还要设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等，实现与主体结构的可靠拉结，保证结构的整体性;在进行钢筋混凝土的砌体填充墙工程时，宜与柱脱开或采用柔性连接，并应注意以下几个方面的注意事项:1.当墙肢在边缘构件以外的部分在两排钢筋间设置直径不小于8mm，间距不大于400mm的拉结筋时，抗震墙受剪承载力验算可计入混凝土的受剪作用。2.将墙体截面出现大偏心受拉时，宜在墙肢的底截面处另设交叉防滑斜筋，防滑斜筋承担的地震剪力可接墙截面处剪力设计值的30%采用。按照谨慎性的原则，不管有无抗震设防要求或是否考虑填充墙的抗侧力作用，框架的填充墙均应与框架牢固地连接，在框架和填充墙的连接处，在高度方向上，每隔500mm设置2钢筋与填充墙拉结。同时由于抗震的拉结长度与设防烈度有关，而这个设防烈度应为未调整的抗震设防烈度。构造柱的设置对于建筑的震时稳定性也有很大影响，构造柱要根据墙长和层高的比值确定。在实际建筑施工中，很多施工单位将构造柱的间距控制在四米之外，这就需要设计单位严格按照规范进行设计，在向施工单位进行设计交底和图纸会审时予以明确。三、结束语总之，建筑物的抗震设计是一个系统的，全面的工作。对于结构设计而言，要注重总体与局部的全面协调，严格按照国家相关的政策和法规来进行设计施工，保证建筑物的防灾要求，确保人民群众的生命财产安全。参考文献:[1]张小云.建筑抗震》高等教育出版社.2009[2]张保珍.建筑结构抗震概念设计浅议山西建筑.2004.[3]邓工.2010与2001建筑抗震规范对比.建筑结构设计.2011.[4]鲍海英.我国建筑抗震设计规范中小企业管理与科技.2009.