文献综述——高层住宅的抗震发展.docx

高层住宅的抗震发展摘要随着城市现代化的发展，城市土地的紧张，建造高层住宅楼已经是一种被实践证明了的缓解城市用地压力的最有效的方法。高层建筑中抗震设防是头等大事，建筑高度的增长直接导致了对建筑不利因素的产生，地震、风等等都会对高层建筑带来意想不到的破坏。通过对我国高层住宅的抗震发展趋势进行地分析，阐述了我国高层住宅的抗震发展前景。高层住宅的抗震发展要将起点与趋势结合起来，通过对其他国家高层住宅抗震技术的发展分析和我国自身技术等发展情况，来确定高层住宅抗震的发展方向，使其具有更广阔的应用前景。关键词：高层住宅抗震技术发展引言建筑结构抗震设计是一个十分复杂的问题，有许多难点，诸如：地震地面运动的不确定性、抗震设防水准及对地震作用的预估、地震作用下结构反应（弹性、非线性）分析的正确性、对影响结构抗震性能因素的认识以及所采取的有效性等。人们对建筑结构抗震设计的研究，从20世纪初开始，至今已近100年，积累了许多研究成果、工程实践和震害经验，已取得突破性的进展，目前已有国际上能基本接受的、比较合适的抗震设计方法一一反应谱理论及结构“能力设计”原理，并在许多国家抗震设计规范中采用。但是这一方法仍然存在一些问题，近十多年来，人们又在进一步研究基于性能的抗震设计。1 .早期的抗震设计方法对房屋结构抗震设计的研究，是1906年美国旧金山地震后逐渐开展起来的。1915年，日本佐野提出了衡量地震动的尺度一一“震度”的概念，并认为作用于建筑物的地震力F=RW（R为震度，W为建筑物的重量）。日本关东大地震后的第二年（1924年），这种“震度法”被纳入日本城市建筑法规，并规定R取0.1。20世纪2030年代，国际上比较普遍的注意到把结构抗震设计纳入到建筑设计中去，当时已经意识到房屋惯性力的重要性。在还无法对地面运动加速度进行可靠量测的情况下，又缺乏对结构动力反应知识的认识，对地震惯性力的大小无法以任何可靠性来估算，一般认为可以接受的是，用大约相当于建筑物重量10%的水平力进行设计。当时假定地震力与结构特性和地基情况等无关，而且还假定房屋的抗震力仅与结构的承载力有关，设计中加大安全系数，进行容许应力水准上的弹性设计，故建筑物对实际承载力通常要大一些，显然，早期的抗震的设计方法是很粗糙的。1.1 反应谱理论及能力设计1933年美国长滩地震时，取得了第一个强震加速度记录，1940年美国在E1centro地震中又取得了重要的强震加速度记录。在得到这些强震记录和建筑物自振特性资料的基础上，美国一些学者提出了地震反应谱理论。1956年，美国旧金山采用了新的抗震设计规定，该规定以加速度反应谱为基础，建立了建筑物自振周期（T）、阻尼比与基底剪力系数的关系。此后，经包括我国在内的一些国家的研究发展，形成了比较合理的、目前普遍采用的抗震设计方法。我国及国际上，多数国家抗震设计规范本质上都采用了反应谱理论及结构能力设计（CaPaCityDesign）原则，其主要特点如下：1.1.1 用规范规定的设计反应谱进行结构线弹性分析北美和欧洲国家的设计反应谱是通过50年超越概率10%的弹性反应谱值除以一个“延性降低系数"R或“性能系数”q得出的。我国1978年抗震设计规范，是将50年超越概率10%的弹性反应谱值乘以一个小于1.0的结构影响系数C得出的，其本质与上述除以降低系数R或q是相同的。1989年及2001年我国建筑抗震设计规范两次修定中，设计反应谱直接采用50年超越概率63%的弹性反应谱，就本质而言，设计反应值比50年超越概率10%的弹性反应谱值仍然是降低的，当然，这种规定方式有其优点O1.1.2 结构构件的承载力是根据设计反应谱所作有线弹性计算通过荷载和地震作用效应组合后的内力进行设计考虑合理的结构屈服机构及非弹性变形的需要，按相应的不同的延性要求采取不同的抗震措施(包括内力调整放大及构造措施)，有些结构还需验算在罕遇地震作用下的变形不超过规范规定的限值，这是能力设计原理的主要内容之一，也是设计反应谱值比弹性反应谱值可以降低的主要依据之一。在早期方案设计阶段，结构体系、结构体形的规则性及结构的整体性，需满足规范的规定，以使结构能可靠地发挥非弹性延性变形能力。“能力设计”原理中特别强调这一概念。欧洲规范将这方面要求称为“概念设计"(COInCePtUa1Design)。2 .基于性能的抗震设计自20世纪90年代开始，美国、日本、澳大利亚、欧洲混凝土协会以及我国等有关机构和专家研究了基于性能的抗震设计理念。它的特点是：使抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡，并由为业主选择性能目标；对结构的抗震性能水准进行深入的分析(包括静力和动力弹塑性分析)，并通过专家的评估论证。这一理念是结构抗震设计的一个新的发展趋势。对钢筋混凝土结构，基于位移的抗震设计已成为当前研究的热点。3 .结论目前，基于性能抗震设计(包括基于位移的抗震设计)在工程中，还未得到广泛应用，还有一些问题有待深入研究。如：地震作用的不确定性、结构分析模型和参数的选用存在不少经验因素、模型试验和震害资料欠缺、对非结构和设施的抗震性能要求和震后灾害估计缺乏研究等。但是，这一方法随着工程中的不断应用，必然会趋于成熟。参考文献1蔡健，周靖禹奇才.建筑抗震设计理论研究进展J.华南理工大学建筑学报,2005(1).65732伍坚，刘少宏.钢筋混凝土结构抗震设计思想新探讨A.重庆建筑C.2005(09).18-303项志光，建筑物的抗震概念设计A.建设科技C北京：建设科技杂志社，2005(15)：22-294刘学海，浅谈跨世纪住宅的结构设计A.住宅科技C上海：住宅科技杂志社，1998(8)：121-1335中国建筑科学研究院建筑结构研究所.高层建筑结构设计M.北京：科学出版社，1982：2122296JGJ3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程S7徐培福、肖从真.高层建筑混凝土的稳定设计士.建筑结构M,2001,8.87958GB5001卜2001,建筑抗震设计规范S9沈聚敏、周锡元等.抗震工程学M.北京：中国建筑工业出版社，2000.14-2510徐培福、戴国莹.超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究U1土木工程学报，2005,1:45-56