高层钢结构的多道抗震防线设计原理

高层钢结构的多道抗震防线设计原理

在地震频发的今天，建筑的抗震设计显得尤为重要。研究表明，采用多重结构体系的高层建筑比单一结构体系的建筑具有更高的抗震性能。本文将探讨高层钢结构的多道抗震防线设计原理及其重要性。

1. 国内外多次地震的调查发现，采用纯框架之类单一结构体系的高层钢结构，其倒塌率远高于采用框-撑、框-墙、填墙框架等双重结构体系建筑。除了由于后者水平承载力高于前者外,更重要的是，前者仅具有一道抗震防线，而后者具有两道或三道抗震防线。

2. 地震时建筑场地的地震动，能造成高层钢结构破坏的强震波持续时间，有时达到十几秒或更长，其频率或是单一的或是变化的。

3. 具备多道抗震防线的结构体系有:框-撑体系、框架-墙板体系、筒体框架体系和筒中筒体系等，单就竖向支撑而言，X形支撑就比单斜杆支撑多一道防线。

4. 仅有一道抗震防线的单一结构体系，在前半段强震波冲击下发生破坏，特别是因共振而破坏，后续的强震波就有可能促使高层钢结构倒塌。

5. 具有两道以上抗震防线的双重或多重结构体系，当强震波持续时间较长时,第一道防线的抗侧力构件先期破坏后，第二、三道防线的抗侧力构件随即接替。特别是，第一道防线构件是因结构共振而破坏，第二、三道防线构件接替后，高层钢结构自振周期改变，错开地震动卓越周期，共振现象得以缓解，从而防止破坏程度加重。