高層建筑與抗震設(shè)計精選(九篇)
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第1篇：高層建筑與抗震設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：高層建筑； 抗震概念設(shè)計； 措施；
前言
隨著我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，各地的高層建筑紛紛拔地而起，速度驚人。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計一直以來就是建筑設(shè)計和施工的重點，要使工程建設(shè)真正能夠減輕甚至避免地震帶來的危害，把握好抗震設(shè)計是關(guān)鍵。因此，我們首先要對建筑地震進行必要的理論分析，然后進行抗震設(shè)計，從而來探索高層建筑的抗震設(shè)計理念和方法，以采取必要的抗震措施。
一、地震作用下高層建筑結(jié)構(gòu)的破壞特點分析研究
1、地基方面。（ 1） 在具有較厚軟弱沖積土層場地，高層建筑的破壞率顯著增高；（ 2） 地基土液化導(dǎo)致地基不均勻沉降，從而引起上部結(jié)構(gòu)損壞或整體傾斜；（ 3） 建造在不利或危險地段的房屋建筑，因地基破壞導(dǎo)致房屋損壞；（ 4） 當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的基本周期與場地自振周期相近時，因共振效應(yīng)破壞程度將加重。
2、結(jié)構(gòu)體系方面。（ 1） 采用“填墻框架”的房屋結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)平面內(nèi)柱上端易發(fā)生剪切破壞，外墻框架柱在窗洞處因受窗下墻的約束而發(fā)生短柱型剪切型破壞；（ 2） 采用框架—抗震墻體系的房屋結(jié)構(gòu)，破壞程度較輕；（ 3） 采用“底框結(jié)構(gòu)”體系的房屋，剛度柔弱的底層破壞程度十分嚴(yán)重； 采用“填墻框架”體系的房屋，當(dāng)?shù)讓訛槌ㄩ_式框架間未砌磚墻，底層同樣遭到嚴(yán)重破壞；（ 4） 采用鋼筋混凝土板、柱體系結(jié)構(gòu)的建筑，因樓板沖切或因樓層側(cè)移過大、柱腳破壞，各層樓板墜落重疊在地面。
3、剛度分布方面。（ 1） 矩形平面布置的建筑結(jié)構(gòu)，電梯井等抗側(cè)力構(gòu)件的布置當(dāng)存在偏心時，因發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動而使震害加重；（ 2） 采用三角形、L 形等不對稱平面的建筑結(jié)構(gòu)，同樣在地震作用因發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動而使震害加重。
4、構(gòu)件形式方面。（ 1） 在框架結(jié)構(gòu)中，通常柱的破壞程度重于梁、板；（ 2） 鋼筋混凝土多肢剪力墻的窗下墻通常會出現(xiàn)斜向或交叉裂縫；（ 3） 配置螺旋箍筋的混凝土柱，當(dāng)層間位移角達到較大數(shù)值時，核心混凝土仍保持完好，柱仍具有較大的抵抗能力；（ 4） 鋼筋混凝土框架如在同一樓層出現(xiàn)長、短柱并用的情況，短柱破壞較為嚴(yán)重。
5、房屋體形方面。（ 1） L 形、T 形、Y 形等不規(guī)則平面房屋建筑破壞率顯著增高；（ 2） 有大底盤的高層建筑，裙房頂面與主樓相接處面積突然減小的樓層，即相鄰樓層質(zhì)量突變較大時，破壞程度加重；（ 3） 防震縫設(shè)置寬度太小導(dǎo)致建筑物間發(fā)生碰撞破壞；（ 4） 樓層平面形心與重心偏移越大，震害越嚴(yán)重。
二、建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計問題分析研究
地震作用影響因素極為復(fù)雜，是一種隨機、尚不能準(zhǔn)確預(yù)見、計算的外部作用。目前規(guī)范給出的計算方法還是一種半經(jīng)驗半理論的方法，要進行精確的抗震計算還有一定的困難，因此人們在工程實踐中提出了“建筑抗震概念設(shè)計”?？拐鸶拍钤O(shè)計就是以工程概念為依據(jù)，從有利于提高結(jié)構(gòu)抗震力的概念上，用符合工程客觀規(guī)律和本質(zhì)的方法對所設(shè)計的對象進行宏觀的控制。結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計應(yīng)該是綜合概念設(shè)計、計算和結(jié)構(gòu)措施等完整的一系列設(shè)計。概念設(shè)計強調(diào)在工程設(shè)計應(yīng)把握好場地選擇、能量輸入、房屋體型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布、構(gòu)件延性等方面，從根本上消除建筑中的抗震薄弱環(huán)節(jié)，再輔以必要的計算和構(gòu)造措施，使設(shè)計出的房屋建筑具有良好的抗震性能和足夠的抗震可靠度。
三、建筑結(jié)構(gòu)剛度、承載力和延性設(shè)計問題分析研究
當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)具有較高的抗力時，其總體延性的要求可有所降低； 反之，較低的抗力需要較高的延性與其相配合。因此，對結(jié)構(gòu)提出了“綜合抗震能力”的概念，就是要綜合考慮整個結(jié)構(gòu)的承載力和構(gòu)造等因素衡量結(jié)構(gòu)抵抗地震作用的能力。地震時建筑物所受地震作用的大小與其動力特性密切相關(guān)，與其具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性密切相關(guān)。但是，提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，通常是以提高工程造價及降低結(jié)構(gòu)延性指標(biāo)為代價的。
所以，提高建筑物的抗震性能，最理想的措施是使結(jié)構(gòu)中的所有構(gòu)件都具有較高的延性，然而實際工程中很難做到。工程實踐中，有選擇的提高結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)件以及關(guān)鍵桿件的延性是比較經(jīng)濟而行之有效的方法。因此，在確定建筑結(jié)構(gòu)體系時，需要在結(jié)構(gòu)剛度、承載力及
延性之間尋找一種較好的匹配關(guān)系。
四、合理采取相應(yīng)的構(gòu)造措施來加強薄弱環(huán)節(jié)
通常在結(jié)構(gòu)設(shè)計中始終要遵循“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點強錨固”的設(shè)計原則，重視構(gòu)件的延性性能，加強薄弱部位； 合理控制鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的直線段錨固長度，考慮溫度應(yīng)力的影響。除此之外，還應(yīng)注意按規(guī)整、均勻、對稱等原則考慮平、立面的布置。綜合考慮抗震的多道防線，盡量避免薄弱層的出現(xiàn)，以及正常使用極限狀態(tài)的驗算等等都需要概念設(shè)計作指導(dǎo)。加強薄弱環(huán)節(jié)設(shè)計具體要求如下。一是在抗震設(shè)計中要有意識、有目的地控制薄弱層，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)抗震性能的重要手段；二是結(jié)構(gòu)在強烈地震作用下不存在強度安全儲備，構(gòu)件的實際承載力分析是判斷薄弱層的基礎(chǔ)；三是要使樓層的實際承載力和設(shè)計計算的彈性受力之比在總體上保持一個相對較為均勻的變化，一旦樓層比例出現(xiàn)突變時，會由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中；四是要防止在結(jié)構(gòu)局部加強而忽視整個結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。
五、建筑結(jié)構(gòu)隔震與消震設(shè)計問題分析研究
為了進一步提高結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，隔震及消能減震等抗震技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計使用功能有特殊要求的建筑，耗能元件及其體系可錯開地震動卓越周期，從而防止共振破壞，減輕地震振動效應(yīng)以及風(fēng)振。隔震即隔離地震，即在建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置一層隔震層，使房屋與基礎(chǔ)隔離開來，隔離地面運動能量向建筑物的傳遞，以減小房屋結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，實現(xiàn)地震時建筑物只發(fā)生較輕微運動和變形，從而保證建筑物的安全。消能減震則是通過在建筑物中設(shè)置消能部件，使地震輸入到建筑物的能量一部分被消能部件所消耗，一部分由結(jié)構(gòu)的動能和變形能承擔(dān)，以此達到減少結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的目的。隨著社會的不斷發(fā)展，對各種建筑物和構(gòu)筑物的抗震減震要求越來越高，使“延性結(jié)構(gòu)體系”的應(yīng)用日益局限，傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)體系和理論越來越難以滿足要求。而由于隔震消能和各種減震控制體系具有傳統(tǒng)抗震體系所難以比擬的優(yōu)越性，在未來的建筑結(jié)構(gòu)中將得到越來越廣泛的應(yīng)用。阻尼器在隔震與消震設(shè)計技術(shù)中應(yīng)用而生，阻尼器的性態(tài)應(yīng)通過在最大地震和最大風(fēng)荷載下的足尺試驗得到驗證； 同時提高結(jié)構(gòu)阻尼，采用高延性構(gòu)件，能夠提高結(jié)構(gòu)的耗能能力，減輕地震作用。
六、結(jié)語
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的好壞是建筑物能否取得良好抗震效果的前提，因此，在進行抗震設(shè)計時，要根據(jù)理論分析，選擇的結(jié)構(gòu)布置和合理的材料運用，從多個方面慎重考慮，從而使高層建筑結(jié)構(gòu)滿足人們的使用要求，能夠減輕甚至避免地震帶來的危害。
參考文獻
第2篇：高層建筑與抗震設(shè)計范文
【關(guān)鍵詞】高層建筑；抗震；設(shè)計
0 引言
地震作用影響因素極為復(fù)雜，它是一種隨機的、尚不能準(zhǔn)確預(yù)見和準(zhǔn)確計算的外部作用，目前規(guī)范給出的計算方法還是一種半經(jīng)驗半理論的方法，要進行精確的抗震計算還有一定的困難，但是近年來，地震等自然災(zāi)害多發(fā)，影響到人們的基本生活和生命財產(chǎn)安全，因此，建筑(尤其是高層建筑)抗震安全問題必須引起建筑師們的高度重視。
1 建筑結(jié)構(gòu)抗震等級的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)
震級是根據(jù)地震的強度而進行的劃分，在我國，地震劃分為六個級別：3級為小地震，3～4．5級為有感地震，4．5"--6級為中強地震，6～7為級強烈地震，7～8級為大地震，8級以上的為巨大地震，是國家根據(jù)相關(guān)的歷史、地理和地質(zhì)方面的經(jīng)驗資料，經(jīng)過勘查和驗證，對進行地震分組的一個經(jīng)驗數(shù)值，它是地域概念。抗震設(shè)防有甲、乙、丁類建筑，在我國大部分的房屋抗震等級是8度，可以抵抗6級地震的作用。國家設(shè)計部門依據(jù)有關(guān)規(guī)定，按照建筑物的分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)房屋高度、結(jié)構(gòu)等方面，采用不同的抗震等級。比如，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，抗震等級可以分一般、較為嚴(yán)重、嚴(yán)重和很嚴(yán)重這4個級別。
在高層建筑的抗震設(shè)計中，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)高根據(jù)建筑的高度、建筑的結(jié)構(gòu)和設(shè)防的烈度運用不同的抗震等級，而且應(yīng)該符合相應(yīng)的計算和措施要求。
2 影響建筑物抗震效果的因素
研究高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，必需明確建筑物抗震效果的主要影響因素。下面，將從建筑結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計效果、施工材料施工過程以及建筑場地情況3個方面進行分析。
2.1 建筑結(jié)構(gòu)建造過程中所使用的材料和施工過程
建筑結(jié)構(gòu)的材料是影響抗震效果非常重要的因素，但是這個因素往往被人們忽視，工作人員需要明確這樣一點：在一般情況下，地震對建筑物作用力的大小與建筑物的質(zhì)量成正比。在同等地震環(huán)境下，建筑物材料使用越好，其受到的地震作用力也相對較??；反之，建筑物就會遭到來自地震的很大的作用力。所以，在實際的建筑物的建設(shè)中，建議他們多采用隔斷、板樓、維護墻等構(gòu)件，廣泛采用空心磚、加氣混凝土板、塑料板材等質(zhì)輕的建筑材料，這將會有利于建筑物抗震性能的提高。建筑結(jié)構(gòu)施工過程同施工材料共同影響整個建筑工程的質(zhì)量，在施工過程中，每一個環(huán)節(jié)都可以影響建筑結(jié)構(gòu)抗震效果。所以，高層建筑在具體施工中，要加強監(jiān)管和規(guī)范，嚴(yán)格做好高層建筑施工管理，從建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量上來提高抗震效果。
2.2 建筑物自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計
建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計是影響抗震效果極為關(guān)鍵的一個因素，建筑物若要達到抗震目的，必須進行合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證抗震措施合理，能夠基本實現(xiàn)小地震不壞、大地震不倒這樣的目標(biāo)。無論點式住宅或是版式住宅，都要進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。如果建筑物對平面的布置較為復(fù)雜，質(zhì)心與
剛心不一致，在地震情況下，將會加劇地震的作用影響力，破壞性增強。所以，建筑物的結(jié)構(gòu)平面布置盡量保證建筑物質(zhì)心和剛心重合，提高建筑物的抗震能力。
在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，出屋面建筑部分不宜太高，以降低地震過程中的鞭梢影響；平面布置不規(guī)則的房屋注意偏離建筑結(jié)構(gòu)剛心遠端的抗震墻等等。
2.3 建筑物所處地質(zhì)環(huán)境情況
在地震中，對建筑物造成破壞的原因是多方面的，比如：巖石斷層、山體崩塌、地表滑坡等使得地表發(fā)生運動，造成建筑物的破壞；海嘯、水災(zāi)等次生災(zāi)害對建筑物造成破壞。在造成建筑物破壞的諸多原因中，有些是可以通過工程措施加以預(yù)防的。所以，在選擇建筑工地的位置之前，要進行詳盡的勘探考察，分析地形和地質(zhì)條件，避開不利地段，挑選對建筑物抗震有利的地點。
3 高層建筑抗震設(shè)計的方法
對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時，要從減小地震作用力的輸入和增強地震抵抗力兩個方面進行考慮。下面將從五個方面進行分析：盡可能減小地震作用能量的輸入，運用高延性設(shè)計、推廣消震和隔震措施的運用，注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，重視建筑材料的選擇，增多抗震防線的建設(shè)。將減小地震作用力和增強建筑的地震抵抗力二者結(jié)合起來，從兩方面入手，進行建筑抗震的設(shè)計施工。
3.1 減少地震發(fā)生時能量的輸入
在具體的設(shè)計中，積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方法，對具體的方案進行定量分析，使結(jié)構(gòu)的變形彈性滿足預(yù)期地震作用力下的變形需求。對建筑構(gòu)件的承載力進行驗收的同時，還要控制建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移限值；并且更具建筑構(gòu)件的變形和建筑結(jié)構(gòu)的位移之間的關(guān)系，確定構(gòu)件的變形值；根據(jù)建筑界面的應(yīng)變分布以及大小，來確定建筑構(gòu)件的構(gòu)造需求。對于高層建筑來講，在堅固的場地上進行建筑施工，可以有效減少地震發(fā)生作用時能量的輸入，從而減弱地震對高層建筑的破壞程度。
3.2 運用高延性設(shè)計、推廣消震和隔震措施的運用
現(xiàn)在在我國，許多高層建筑進行抗震設(shè)計時，多采用延性結(jié)構(gòu)，也就是適當(dāng)?shù)目罩ㄖY(jié)構(gòu)的剛度，允許地震時結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進入到具有很大延性的塑性狀態(tài)，從而消耗地震作用時的能量，使地震反應(yīng)減小，減弱地震給高層建筑帶來的破壞和重大損失。如果某高層建筑的承載能力較小，但是具有較高的延性，那么在地震中它也不容易倒塌，因為延性構(gòu)件可以吸收較多的能量，經(jīng)受住很大的結(jié)構(gòu)變形。延性結(jié)構(gòu)的運用，在很多情況下是有效的，它可以消耗地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒一。
3.3 注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計
高層建筑抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)應(yīng)該得到人們的重視。我國150 m以上的建筑，采用的3種主要結(jié)構(gòu)體系(框．筒、筒中筒和框架．支撐體系)，都是其他國家高層建筑采用的主要體系。我國鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大，鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力已有了很大提高，因此在有條件的地方，建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土(柱)結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，以減小柱斷面尺寸，并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。
我國傳統(tǒng)文化中“以柔克剛”具有價高的思想價值，可以指導(dǎo)很多實際問題。在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，可以從傳統(tǒng)的硬性為主的抗震模式向以柔性為主的抗震模式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)以柔克剛、剛?cè)嵯酀?，有效地減弱地震作用過程中釋放的沖擊力。比如，在高層建筑的拱形結(jié)構(gòu)中有這樣一個例子迪拜帆船酒店，外觀如同一張鼓滿了風(fēng)的帆，一共有56層、321 m高，就是運用拱結(jié)構(gòu)抗震減災(zāi)的很好的例子。
4 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計前景展望
今后若干年，中國仍將是世界上修建高層建筑最多的國家，這將會給高層建筑抗震設(shè)防帶來新的難題。21世紀(jì)，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震將有如下變化：
4.1 高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系將從以硬性為主向柔性為主的結(jié)構(gòu)抗震轉(zhuǎn)變，通過“以柔克剛”方式，調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的隔震、減震和消震來實現(xiàn)抗震目的。
4.2 建筑材料對結(jié)構(gòu)抗震的影響越來越得到重視。建筑材料的各個抗震指標(biāo)的提升可以提高高層建筑的抗震能力，研制新的建筑材料可推動高層建筑結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)的發(fā)展。通過優(yōu)化的抗震方法設(shè)計，來實現(xiàn)高層建筑的抗震要求。
4.3 計算機模擬抗震試驗得到廣泛應(yīng)用。將制作好的模型或結(jié)構(gòu)構(gòu)件放在模擬地震振動臺上，臺面輸入某一確定性的地震記錄，能夠較好地反映該次確定性地震作用的效果。計算機模擬環(huán)境可以擬真抗震效果，幫助科學(xué)改進各因素，有效抗震。
另外，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計的計算方法也有了新的轉(zhuǎn)變：從線性分析向非線性分析轉(zhuǎn)變，從確定性分析向非確定性分析轉(zhuǎn)變，從振型分解反應(yīng)分析向時程分析法轉(zhuǎn)變 。
5 結(jié)語
高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法和技術(shù)是不斷變化和進步的，我們需要在具體的實踐中對高層建筑所處的地質(zhì)和環(huán)境進行詳細的分析和研究，選用適合的抗震結(jié)構(gòu)，注重建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇，減小地震的作用力，增強地震的抵抗力，從而達到高層建筑抗震的目的。
參考文獻
第3篇：高層建筑與抗震設(shè)計范文
Abstract: With the development of social economy and the improvement of people's living standard, more and more high-rise buildings, but also put forward higher requirements for the design of building structures. The characteristics of the structure design of high-rise building are analyzed, and put forward the optimization design of high-rise building structure, finally elaborated the construction engineering design and measures to be taken.
Key words: high-rise building; structure design; a seismic measures
中圖分類號：TU318 文獻標(biāo)識碼：文章編號
一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有;
1、水平力是設(shè)計主要因素。在低層和多層建筑結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動力性的不同而有較大的變化。
2、側(cè)移成為控制指標(biāo)。與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。
3、抗震設(shè)計要求更高。有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
4、軸向變形不容忽視。高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大;還會對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(diào)整;另外還對構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，若未考慮構(gòu)件豎向變形，則會得出偏于不安全的結(jié)果。
5、結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計指標(biāo)。相對于較低建筑而言，高層建筑結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案
1、建筑物結(jié)構(gòu)周期性折減系數(shù)。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，因為填充墻體的存在使結(jié)構(gòu)實際表現(xiàn)剛度大于設(shè)計計算剛度，計算周期也會大于實際周期，所以當(dāng)算出結(jié)構(gòu)剪力偏小時，會使建筑的某些結(jié)構(gòu)不安全，而應(yīng)該對建筑結(jié)構(gòu)計算周期適當(dāng)?shù)倪M行折減，這樣能達到很好的效果，但是對于框架結(jié)構(gòu)房屋，計算的周期不宜折減或折減系數(shù)取小。
2、耐久性的優(yōu)化設(shè)計。大部分混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，沒有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)在使用的過程中，由于條件和使用環(huán)境的變化最終造成建筑結(jié)構(gòu)的損傷，使建筑在合理的使用期限內(nèi)，無法滿足正常的使用需求，引起建筑物可靠度指數(shù)下降。當(dāng)設(shè)計者以高層混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計為主要目的時，要放棄對經(jīng)濟的單純追求，依據(jù)設(shè)計所要面對的關(guān)鍵性問題，分清主次，選多目標(biāo)或單目標(biāo)來實施優(yōu)化，達到滿意效果。
3、建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計。在工程圖紙設(shè)計過程中，建筑結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)防分類，建筑抗震等級可根據(jù)建筑高度、烈度以及結(jié)構(gòu)類型按國家《抗震規(guī)范》確定。地震作用振型組合時對建筑應(yīng)當(dāng)不考慮耦聯(lián)扭轉(zhuǎn)計算; 當(dāng)振型數(shù)大于3 的時候，應(yīng)取3的整數(shù)倍計算，但數(shù)據(jù)不能大于建筑物層數(shù); 當(dāng)建筑物層數(shù)不大于2 時，振型數(shù)則可取建筑物層數(shù)。對于不規(guī)則建筑的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮扭耦聯(lián)轉(zhuǎn)，對高層建筑來說，振型數(shù)應(yīng)取不小于9;建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)多或建筑結(jié)構(gòu)剛度突變系數(shù)大的話，振型數(shù)則應(yīng)多取，例如結(jié)構(gòu)中含多塔結(jié)構(gòu)或頂部有小塔樓和轉(zhuǎn)換層等，振型數(shù)應(yīng)取不小于12，但其大小仍不能大于建筑總層數(shù)3 倍，除非其含有彈性定義的樓板，而且采取總剛分析的時候，振型數(shù)才能夠取的更大。
4、地下室的層數(shù)處理。多層框架結(jié)構(gòu)房屋一般都設(shè)置地下室結(jié)構(gòu)，由于隔墻較少，故常采用的是板筏基礎(chǔ)。設(shè)計計算時將上部結(jié)構(gòu)與地下層數(shù)結(jié)合在一起，并在圖紙中按實際的地下室的層數(shù)計算，如此計算基礎(chǔ)底板以及地基縱向荷載可一次設(shè)計完成。同時通過側(cè)向剛度系數(shù)比較，可以調(diào)整和判斷建筑相應(yīng)嵌固位置，適當(dāng)加強構(gòu)造措施，保證樓板最小配筋率和厚度。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)縱向不規(guī)則時，要驗算其薄弱層。
5、合理使用高強鋼筋與高強混凝土。高層建筑的總造價一般都包括框架結(jié)構(gòu)材料、施工和基礎(chǔ)的物料費用等，其中用鋼量以及構(gòu)件截面積對建筑造價影響較大，故在建筑設(shè)計中合理使用高強混凝土與高強度鋼筋可有效降低用鋼量，節(jié)約建筑成本。若高層建筑設(shè)計位于較軟的地基上，由于坐落在地基上的荷載較大，合理使用高強鋼筋和高強混凝土來優(yōu)化構(gòu)件的截面積，減輕結(jié)構(gòu)重量，將會顯著降低工程造價及基礎(chǔ)設(shè)施施工難度，取得較好經(jīng)濟效益。對于震區(qū)的高層建筑來說，在設(shè)計中高效地使用高強鋼筋及高強混凝土，能快速有效的縮小梁墻板柱等構(gòu)件截面積，達到降低建筑造價的目的。
6、框架梁以及柱箍筋間距。框架柱和框架梁的箍筋加密區(qū)的最大箍筋間距以及最小箍筋直徑應(yīng)該符合規(guī)范的規(guī)定。依據(jù)規(guī)定，工程上取梁、柱箍筋的加密區(qū)最大間距為100 mm 左右，非加密區(qū)箍筋最大的間距為200 mm 左右。通常柱、梁箍筋加密區(qū)間距為100 mm 左右，以此為計算依據(jù)算出加密區(qū)箍筋面積，工程師要依據(jù)規(guī)范確定肢數(shù)與箍筋直徑。而在程序內(nèi)定的條件下，當(dāng)建筑的框架梁跨中有較大的其他荷載或次梁存在而又只有兩肢箍筋情況下，非加密區(qū)箍筋間距應(yīng)采取200 mm 左右，使框架梁非加密區(qū)的配箍充足，故建議內(nèi)定梁箍筋改為梁非加密區(qū)取200 mm。既可保證梁箍筋加密區(qū)抗剪切能力，同時又增加梁非加密區(qū)抗剪的承載能力，使梁強剪弱彎性能更加充分體現(xiàn)出來。
三、建筑工程抗震設(shè)計應(yīng)采取的措施
1、基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。我國現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，是以承載力為基礎(chǔ)的設(shè)計。即：用線彈性方法計算結(jié)構(gòu)在小震作用下的內(nèi)力、位移;用組合的內(nèi)力驗算構(gòu)件截面，使結(jié)構(gòu)具有一定的承載力;位移限值主要是使用階段的要求，也是為了保護非結(jié)構(gòu)構(gòu)件;結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力是通過抗震措施(構(gòu)造、計算)獲得的。為了實現(xiàn)基于位移的抗震設(shè)計，第一步需要研究簡單結(jié)構(gòu)的構(gòu)件變形與配筋關(guān)系，實現(xiàn)按變形要求進行構(gòu)件設(shè)計;進而研究整個結(jié)構(gòu)進入彈塑性后的變形與構(gòu)件變形的關(guān)系。
2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁柱抗震。梁、柱是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系重要組成構(gòu)件，當(dāng)結(jié)構(gòu)反應(yīng)進入非線性階段后，強度不再是控制設(shè)計的唯一指標(biāo)，變形能力變得與強度同等重要。如果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，可以減少混凝土脆性性質(zhì)的危害，充分發(fā)揮鋼筋塑性性能，利用結(jié)構(gòu)的彈塑性性能吸收地震能量，實現(xiàn)延性結(jié)構(gòu)，達到抗御強震的目的。要實現(xiàn)延性結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的，要建立一個良好的結(jié)構(gòu)屈服機制，這種機制表現(xiàn)的特征為結(jié)構(gòu)在其桿件出現(xiàn)塑性鉸后，豎向承載能力基本保持穩(wěn)定，同時，可以持續(xù)變形而不倒，進而最大限度地吸收和耗散地震能量。通常，結(jié)構(gòu)的屈服機制有樓層屈服機制和總體屈服機制兩個基本類型，樓層屈服機制是指結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，豎向桿件先于水平桿件屈服，可能發(fā)生這種屈服機制的結(jié)構(gòu)有弱柱強梁框架結(jié)構(gòu)、強連梁剪力墻結(jié)構(gòu)。總體屈服機制是指結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，全部水平桿件先于豎向桿件屈服，可能發(fā)生這種屈服機制的結(jié)構(gòu)有強柱弱梁框架結(jié)構(gòu)、弱連梁剪力墻結(jié)構(gòu)。一個良好的結(jié)構(gòu)屈服機制就是要實現(xiàn)總體屈服機制。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁柱抗震設(shè)計，結(jié)構(gòu)工程師們通常要遵守以下幾個方面原則：(1)強柱弱梁設(shè)計：控制好柱端截面的屈服彎矩要大于梁端截面的屈服彎矩，使塑性鉸盡可能出現(xiàn)在梁的端部，形成強柱弱梁。(2)強剪弱彎：控制構(gòu)件的抗剪能力強于抗彎能力，避免梁、柱構(gòu)件過早發(fā)生脆性的剪切破壞。(3)強節(jié)點、強錨固：節(jié)點區(qū)域受力復(fù)雜，容易發(fā)生破壞。節(jié)點的可靠與否是關(guān)系梁、柱能否可靠工作的前提，鋼筋錨固的好壞是構(gòu)件能否發(fā)揮承載力的關(guān)鍵。
3、建筑結(jié)構(gòu)的抗震措施。要實現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁柱抗震延性設(shè)計，除應(yīng)按照《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》的要求計算結(jié)構(gòu)地震作用外，還要加強其抗震措施。建筑結(jié)構(gòu)的抗震措施主要涉及三個方面：(1)一般規(guī)定：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體選型、建筑的適用高度、平面及豎向規(guī)則性、建筑的高寬比等，(2)抗震構(gòu)造措施：構(gòu)件最小尺寸、配筋率、軸壓比、加密區(qū)構(gòu)造要求、邊緣構(gòu)件加強等，(3)地震內(nèi)力計算和調(diào)整：水平及豎向地震力整體調(diào)整、豎向不規(guī)則調(diào)整、強柱弱梁、強剪弱彎調(diào)整等。通過抗震措施來保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性設(shè)計，保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性。
四、結(jié)束語
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理念需要不斷地更新和完善，才能滿足人們對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的更高要求，必須加快對與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)的包括設(shè)計計算理論和建筑施工工藝及材料在內(nèi)的一切研究，讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計得更為安全耐用、經(jīng)濟可靠。而作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的結(jié)構(gòu)工程師也應(yīng)該不斷鞏固自身專業(yè)技能并汲取先進的設(shè)計思想，開拓創(chuàng)新，加深對新型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理念的推廣和應(yīng)用，促進建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計乃至整個建筑生產(chǎn)工程的發(fā)展和進步。
【參考文獻】：
[1]王鉦日.試論現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及相關(guān)問題[J].黑龍江科技信息，2012(4)
[2]方鄂華主編.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].北京:清華大學(xué)出版社,2002 (05 ).
第4篇：高層建筑與抗震設(shè)計范文
一前言
目前高層建筑中，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為普遍，其主要優(yōu)勢是實現(xiàn)了垂直轉(zhuǎn)換，但如果在托柱形式的梁式轉(zhuǎn)換層中，如果轉(zhuǎn)換梁跨度很大，承托層數(shù)較多時，其上部框架柱傳遞下來的豎向荷載將會很大，就會導(dǎo)致轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸過大，實際實施中應(yīng)用就必須考慮到這點。另外，采用轉(zhuǎn)換梁也不利于大型管道等設(shè)備系統(tǒng)的布置，不利于該轉(zhuǎn)換層建筑空間的充分利用。因此，有必要尋求新的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式來替代轉(zhuǎn)換大梁。理論分析和工程實踐表明采用單層或迭層桁架結(jié)構(gòu)替代轉(zhuǎn)換梁作為轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是一種較為可行的方案。
二桁架轉(zhuǎn)換層的主要形式
桁架轉(zhuǎn)換層分為單層桁架與迭層桁架，其中又包括斜腹桁架和空腹桁架?？崭硅旒苡职ǖ裙?jié)間空腹桁架，不節(jié)間空腹桁架，混合空腹桁架。桁架轉(zhuǎn)換層構(gòu)件可用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)，在實際工程中精架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)多采用混凝土結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，對于大跨度鋼桁架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，雖然傳力明確，傳力途徑清
楚，但構(gòu)造和施工復(fù)雜，實際結(jié)構(gòu)并不是很多，做的實驗也比較少。采用斜桿桁架、空腹桁架或迭層桁架作轉(zhuǎn)換構(gòu)件時，桁架下弦宜施加預(yù)應(yīng)力，形成預(yù)應(yīng)力混凝土桁架轉(zhuǎn)換構(gòu)件，以減小囚桁架下弦軸向變形過大而引起精架及帶桁架轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)在豎向荷載下次內(nèi)力的影響和提高轉(zhuǎn)換桁架的抗裂度和剛度。采用轉(zhuǎn)換桁架將框架一核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)的上部密柱轉(zhuǎn)換為下部稀柱時，轉(zhuǎn)換桁架宜滿層設(shè)置，其斜桿的交點宜為上部密柱的支點。采用空腹精架轉(zhuǎn)換層時，空腹桁架宜滿層設(shè)置，應(yīng)有足夠的剛度保證其整體受力作用。
三轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則
⑴轉(zhuǎn)換層的一般設(shè)計原則①減少轉(zhuǎn)換。布置轉(zhuǎn)換層時，當(dāng)上下主體是豎向結(jié)構(gòu)時，尤其對于有框架核心筒結(jié)構(gòu)中核心筒的情況時，應(yīng)該注意使盡可能多的上部豎向結(jié)構(gòu)，并且能向下落地連續(xù)貫通。②傳力直接。傳力直接能夠?qū)φw結(jié)構(gòu)有很好的轉(zhuǎn)換作用，布置轉(zhuǎn)換層上下主體豎向結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該盡量避免多級復(fù)雜轉(zhuǎn)換，這樣使水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)傳力直接，而且慎重采用傳力復(fù)雜、抗震不利的厚板轉(zhuǎn)換，如上下柱網(wǎng)確實無法對齊時，盡量采用箱形轉(zhuǎn)換。③強化下部、弱化上部。a應(yīng)盡量強化下部，一般而言是指側(cè)向剛度，而弱化下部主要是指轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，這樣的意義在于使轉(zhuǎn)換層上下主體結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度盡量接近、平滑過渡。設(shè)計時，應(yīng)合理控制轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比的取值。b應(yīng)盡量強化和提高下部結(jié)構(gòu)抗震承載能力和延性。避免罕遇地震作用下下部主體結(jié)構(gòu)破壞，同時應(yīng)注意保證轉(zhuǎn)換層上部l～2層不落地剪力墻的承載能力和延性，避免重力荷載和罕遇地震作用下不落地剪力墻根部的破壞。注意和加強下部框架梁、上部連梁的延性，適應(yīng)罕遇地震作用下的塑性鉸發(fā)育發(fā)展耗能的需要。
強化下部結(jié)構(gòu)的具體措施應(yīng)該視具體情況而定，對于帶轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)或簡體結(jié)構(gòu)，可在房屋周邊增置部分剪力墻、壁式框架或樓梯問筒體、加大簡體及落地墻厚度、提高混凝土強度等級，提高抗震能力，相應(yīng)的上部弱化主要是采取以下措施：不落地剪力墻開洞、開口、減小墻厚等。
④優(yōu)化轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。當(dāng)建筑功能里面考慮到抗震設(shè)計，宜優(yōu)先選擇如斜腹桿桁架、空腹桁架和扁梁等，不致引起地震作用下框支柱柱頂彎矩過大、柱剪力過大的結(jié)構(gòu)形式。同時要注意需滿足重力荷載作用下強度、剛度要求。
⑤全面細致的計算。作為整體結(jié)構(gòu)中一個重要組成部分，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)必須采用符合實際受力變形狀態(tài)的計算分析，而且應(yīng)該建立模型進行三維空間整體結(jié)構(gòu)計算分析?；蛘呖刹捎糜邢拊椒▽D(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進行局部補充計算，此時轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)以上，至少取兩層結(jié)構(gòu)進行局部計算模型，并注意模型邊界條件符合實際工作狀態(tài)。
⑵帶桁架轉(zhuǎn)換層高層建筑的設(shè)計原則①為了滿足帶桁架轉(zhuǎn)換層高層建筑具有較好的延性，能夠滿足下程抗震的要求。托柱形式帶桁架轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須遵循以下原則：“強化轉(zhuǎn)換層及其下部、弱化轉(zhuǎn)換層上部”；桁架轉(zhuǎn)換上部框架結(jié)構(gòu)按“強柱弱梁、強邊柱弱中柱”的原則；桁架轉(zhuǎn)換按“強斜腹桿、強節(jié)點”的原則。②一般情況下，為了確保塑性鉸在梁端出現(xiàn)，使柱比梁有更大的安全儲備，轉(zhuǎn)換桁架上部框架結(jié)構(gòu)按“強柱弱梁、強邊柱弱中柱”的原則進行設(shè)計。其中卜部結(jié)構(gòu)必須滿足軸壓比要求、抗剪要求及構(gòu)造要求，柱按普通鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，確定截面尺寸。為滿足“強邊柱弱中柱”的原則，中柱截面尺寸一般較小。上部結(jié)構(gòu)梁的截面設(shè)計同普通鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡量使其先屈服，滿足“強柱弱梁”的要求。如果由于構(gòu)造要求而不能加大中柱剛度時，可以采用內(nèi)埋型鋼的方法。③設(shè)計時轉(zhuǎn)換桁架上層柱的柱底盡可能避免邊柱出現(xiàn)塑性鉸，此時為了滿足轉(zhuǎn)換層上、下層等效剪切剛度(等效側(cè)向剛度)比，并且保證精架轉(zhuǎn)換層框架結(jié)構(gòu)有更好的延性。要求的帶桁架轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換桁架上層是結(jié)構(gòu)的薄弱層，破壞比較嚴(yán)重，此外還要加強上層柱與轉(zhuǎn)換桁架的連接構(gòu)造。④特殊情況下，當(dāng)很難滿足軸壓比的要求時，轉(zhuǎn)換桁架下層柱的軸壓比，轉(zhuǎn)換桁架以下柱可采用高強混凝土柱、鋼骨混凝土柱等有效方法來調(diào)整截面尺寸、剛度及其延性。⑤斜桿桁架設(shè)計時，受壓斜腹桿的截面尺寸一般應(yīng)由其軸壓比控制計算確定，斜腹桿桁架上、下弦節(jié)點的截面，必須應(yīng)滿足抗剪的要求，這樣便于保證整體析架結(jié)構(gòu)具有一定延性不發(fā)生脆性破壞。對桁架轉(zhuǎn)換層而言，應(yīng)保證強受壓斜腹桿和強節(jié)點。如果不滿足要求，可配置螺旋箍筋或采用內(nèi)埋型鋼或內(nèi)埋空腹鋼析架的鋼骨混凝土。
四轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)側(cè)向的剛度比
帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)使轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度接近轉(zhuǎn)換層下部臨近結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，不發(fā)生明顯的剛度突變，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)不應(yīng)設(shè)計成為柔弱層。在水平荷載作用下，當(dāng)轉(zhuǎn)換層上、下部結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度相差較大時，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力突變，促使部分構(gòu)件提前破壞；當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置相對較高時，這種內(nèi)力突變會進一步加劇。因此，設(shè)計時，應(yīng)控制轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的等效剛度比。
⑴轉(zhuǎn)換層上、下層剪切剛度比。底部大空間為l層時，可近似采用轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)等效剪切剛度比。為保證轉(zhuǎn)換層下部大空間整體結(jié)構(gòu)有適宜的剛度、強度、延性和抗震能力，應(yīng)盡量強化轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)，弱化轉(zhuǎn)換層上部主體結(jié)構(gòu)的剛度，使轉(zhuǎn)換層上、下部主體結(jié)構(gòu)的剛度及變形特征盡量接近。
⑵帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比底部大空間層數(shù)大于l層時，其轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比γ，可采用高規(guī)中公式(E．0．2)計算。其中水平荷載以節(jié)點單位荷載形式施加在轉(zhuǎn)換層上部剪力墻布置的節(jié)點部位。等效側(cè)向剛度比是影響帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的高層建筑抗震性能的重要指標(biāo)之一。
第5篇：高層建筑與抗震設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：抗震分析；高層建筑；結(jié)構(gòu)
中圖分類號：T0文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198（2008）12-0389-01
1 現(xiàn)行規(guī)范抗震分析與設(shè)計的內(nèi)容
我國現(xiàn)行抗震規(guī)范要求高層建筑的抗震計算主要是在多遇地震作用下，按反應(yīng)譜理論計算地震作用，用彈性方法計算內(nèi)力及位移，并用極限狀態(tài)方法設(shè)計構(gòu)件。對于重要建筑或有特殊要求時，要用時程分析法補充計算，并進行罕遇地震作用下（大震）的變形驗算。這種先用多遇地震作用進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，再校核罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)彈塑性變形的方法，即二階段設(shè)計方法。同時規(guī)范還規(guī)定了結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的彈塑性變形的結(jié)構(gòu)彈塑性分析方法。
結(jié)構(gòu)彈塑性分析可分為彈塑性動力分析和彈塑性靜力分析兩大類。彈塑性動力分析，采用桿模型和層模型等簡化的結(jié)構(gòu)計算模型。桿模型計算的優(yōu)點是可以得到桿件狀態(tài)隨時間的變化過程，也可得到各樓層的反應(yīng)。但耗時多、費用昂貴、結(jié)果數(shù)據(jù)量大且分析比較繁冗，在國外也極少采用。層模型計算能得到各樓層的反應(yīng)，例如層剪力、樓層側(cè)移和層間轉(zhuǎn)角、層間位移延性比等，它主要是從宏觀上即層間變形檢驗結(jié)構(gòu)在大震作用下的安全性。層模型計算的數(shù)據(jù)相對較少，適宜于進行宏觀檢驗，也便于計算多條地震波作用。但無論是采用桿模型還是層模型進行彈塑性時程分析，計算結(jié)果受地震波的影響較大且不存在唯一答案，有時難以判斷。
上世紀(jì)九十年代中期一些學(xué)者相繼提出彈塑性靜力分析方法用于結(jié)構(gòu)抗震分析。這種方法并非創(chuàng)新，但有較多優(yōu)點。由彈塑性靜力分析，可以了解結(jié)構(gòu)中每個構(gòu)件的內(nèi)力和承載力的關(guān)系以及各桿件承載力間的相互關(guān)系；檢查是否符合強柱弱梁，并可發(fā)現(xiàn)設(shè)計的薄弱部位；還可得到不同受力階段的側(cè)移變形，給出“底部剪力一預(yù)點側(cè)移”關(guān)系曲線以及“層剪力一層間變形”關(guān)系曲線等等。后者即可作為各樓層的“層剪力一層間位移”骨架線，它是進行層模型彈性時程分析所必須的參數(shù)。只要結(jié)構(gòu)一定，其結(jié)果不受地震波的影響，只與初始樓層水平荷載的分布有關(guān)。
2 我國高層建筑抗震抗震分析與設(shè)計中常見問題
2.1 高度問題
按我國現(xiàn)行《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定綜合考慮經(jīng)濟與適用的原則，給出了各種常見結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度。
這個高度是在我國目前建筑科研水平、經(jīng)濟發(fā)展水平和施工技術(shù)水平下，較為穩(wěn)妥的，也是與目前整個土木工程規(guī)范體系相協(xié)調(diào)的。對于超高限建筑物，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度。因為在地震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性態(tài)會發(fā)生很大的變化，隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發(fā)生質(zhì)變，即有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍，如安全指標(biāo)、延性要求、材料性能、荷載取值、力學(xué)模型選取等。
2.2 結(jié)構(gòu)體系問題
在地震多發(fā)區(qū)，采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理應(yīng)該得到人們的重視。我國150m以上的建筑，采用的三種主要結(jié)構(gòu)體系（框一筒、筒中筒和框架一支撐），這些也是其他國家高層建筑采用的主要體系。但國外特別在地震區(qū)，是以鋼結(jié)構(gòu)為主，而在我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)占了90%。如此高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外都還沒有經(jīng)受較大地震作用的考驗。混合結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土內(nèi)筒往往要承受80%以上的地震作用剪力，有的高達90%以上。由于結(jié)構(gòu)以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為基準(zhǔn)。但因其彎曲變形的側(cè)移較大，靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移，不僅增大了鋼結(jié)構(gòu)的負擔(dān)，而且效果不大，有時不得不加大混凝土筒的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，形成加強層才能滿足規(guī)范側(cè)移限值。此外，在結(jié)構(gòu)體系或柱距變化時，需要設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。加強層和轉(zhuǎn)換層都在本層形成大剛度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度突變，常常會使與加強層或轉(zhuǎn)換層相鄰的柱構(gòu)件剪力突然加大，且加強層伸臂構(gòu)件或轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與外框架柱連接處很難實現(xiàn)強柱弱梁。因此在需要設(shè)置加強層及轉(zhuǎn)換層時，要慎重選擇其結(jié)構(gòu)模式，盡量減小其本身剛度，減小其不利影響。
2.3 在某些烈度區(qū)采用了較低的抗震措施與構(gòu)造措施
現(xiàn)在許多專家學(xué)者提出，現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度己不能適應(yīng)國情的需要，認(rèn)為我國“取用了可能是世界上最低的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度”并主張“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度水平應(yīng)該大幅度提高”。此外，對于“小震不壞，中震可修，大震不倒”這個抗震設(shè)計原則，在新形勢下也有重新審核的必要。
設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低的根本原因在于國家財力物力有限。我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計除了設(shè)防烈度較低外，具體抗震計算方法和構(gòu)造規(guī)定的安全度也不如國外，在配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配等一系列保證抗震延性的要求上，與外國相比，也有異同。隨著社會財富的增長，結(jié)構(gòu)失效帶來的損失愈來愈大，加之結(jié)構(gòu)造價在整個投資中的比例下降，因而有人主張結(jié)構(gòu)在設(shè)防烈度下應(yīng)該采用彈性設(shè)計，特別是高烈度區(qū)要有嚴(yán)格的抗震措施與抗震構(gòu)造措施來保證結(jié)構(gòu)的安全。
3 抗震分析與設(shè)計的新趨勢
（1）基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計現(xiàn)場理論PBD （ Performance-based Design）方法。
上世紀(jì)90年代美國學(xué)者Bertero. R和Bertero. V. V等研究人員首先明確提出了基于性能的抗震設(shè)計概念，這種方法主要是將結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)轉(zhuǎn)化為破損指標(biāo)和位移需求，并且對基于性能的抗震設(shè)計進行了持續(xù)的研究，并將其作為新一代的抗震設(shè)計方法。
（2）動力時程響應(yīng)分析的狀態(tài)空間迭代法。
這種方法把現(xiàn)代控制理論中的狀態(tài)空間理論應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)問題。根據(jù)結(jié)構(gòu)動力方程，引入位移與速度為狀態(tài)變量，導(dǎo)出狀態(tài)方程，給出非齊次狀態(tài)方程的解，進而建立狀態(tài)空間迭代計算格式。經(jīng)工程實例驗算，具有較高精度。特別對多自由度體系的多輸入、多輸出等問題的動力響應(yīng)解法，效率較高。
（3）材料參數(shù)隨機性的抗震模糊可靠度分析。
該方法從結(jié)構(gòu)整體性能出發(fā)，改變過去對結(jié)構(gòu)抗震可靠度的研究只考慮荷載的不確定性而忽略了其他多種不確定因素，綜合考慮了材料參數(shù)的變異性，地震烈度的隨機性，烈度等級界限的隨機性與模糊性對結(jié)構(gòu)抗震可靠度的影響。研究成果可用于對現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)進行抗震可靠度評估，并可用于指導(dǎo)基于可靠度理論的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。
參考文獻
［1］王軍.某超限高層的抗震性能設(shè)計［J］.福建建筑，2008，（7）.
第6篇：高層建筑與抗震設(shè)計范文
目前，高層中常用的結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)以及筒體結(jié)構(gòu)等?？蚣芙Y(jié)構(gòu)剛度較小，用在高層建筑中構(gòu)件截面尺寸較大，影響使用，且不經(jīng)濟；剪力墻結(jié)構(gòu)雖然剛度較大，但由于剪力墻的間距不能太大，致使房間的空間受到一定的限制，對需要大空間的辦公建筑就不太適用；而框架剪力墻結(jié)構(gòu)是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種體系的結(jié)合，吸取了各自的長處，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗側(cè)力性能。在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，抗震墻由于其側(cè)向剛度大，成為抗震的第一道防線，框架則是抗震的第二道防線。
震害調(diào)查表明，在地震作用下，相對于其他結(jié)構(gòu)類型，框剪結(jié)構(gòu)的震害是較小的，在水平地震作用下剪切型的框架和彎曲型的剪力墻兩種構(gòu)件通過各層在平面內(nèi)剛度無限大的樓板的聯(lián)系協(xié)同工作，為滿足同一樓層內(nèi)的變形一致，該結(jié)構(gòu)中的框架與純框架結(jié)構(gòu)中的框架不同，剪力墻在框剪結(jié)構(gòu)中也不同于剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻。在協(xié)同工作時，剪力墻單元的剛度比框架大得多，由剪力墻擔(dān)負大部分水平外荷載。而在結(jié)構(gòu)底部，剪力墻變形小，框架的變形大，剪力墻制約了框架的變形，使得框架的變形減??；在結(jié)構(gòu)的上部，剪力墻的側(cè)向變形不斷增大，框架的變形減小，框架則負擔(dān)了一部分的剪力。
可見框架剪力墻結(jié)構(gòu)無論在剛度還是在承載力方面都優(yōu)于純框架結(jié)構(gòu)或純剪力墻結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)集框架的延性好和剪力墻的抗震性能高兩個優(yōu)點于一身，通過適當(dāng)布置剪力墻，不只使得該結(jié)構(gòu)既具有框架結(jié)構(gòu)空間布置靈活的優(yōu)點，同時又具有剪力墻結(jié)構(gòu)抗風(fēng)抗震能力強的特點，因此無論在地震區(qū)還是非地震區(qū)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑的設(shè)計中都得到了較廣泛的應(yīng)用。
本文以日照市公路工程設(shè)計監(jiān)理信息綜合樓的抗震設(shè)計為例，對框剪結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計要點進行了簡要的論述。
一、工程概況
日照市公路工程設(shè)計監(jiān)理信息綜合樓，座落于日照市煙臺北路。地下1層為車庫及設(shè)備用房；地上高度為62.01m，總建筑面積23369.80O。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計方案
1、平面圖
由于此辦公樓對空間功能要求較高，故采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。本工程的主樓（15層）剪力墻及框架抗震等級均為二級，地下室～二層為底部加強部位，三層以上為非加強部位，端部副樓為框架結(jié)構(gòu)，與主樓設(shè)縫分開，抗震等級為三級。
結(jié)構(gòu)剪力墻布置時，為盡量不影響建筑使用功能，墻體盡量布置在平面周邊，剪力墻型式宜為L形、T形，墻體布置遵循規(guī)則、對稱的原則，且兩個主軸方向的側(cè)向剛度不宜相差過大的原則。電梯間和樓梯間均布置剪力墻，地震時形成“安全島”，有利于發(fā)揮其在地震時的疏散功能，減小了樓梯剛度對結(jié)構(gòu)的不利影響?；谝陨显瓌t對此辦公樓布置了剪力墻，主樓標(biāo)準(zhǔn)層平面布置如下：
圖1.標(biāo)準(zhǔn)層平面圖
圖2.結(jié)構(gòu)平面圖
三、計算參數(shù)及分析：
（1）結(jié)構(gòu)剛心質(zhì)心：
圖3.結(jié)構(gòu)剛心質(zhì)心
由圖中可知主樓結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層的剛心質(zhì)心基本重合。
（2）周期參數(shù)：
周期比為Tt/T1=0.764，滿足要求。
（3）結(jié)構(gòu)位移參數(shù)（從中選取了兩個工況）：
選取了兩個工況，都滿足要求。
四、結(jié)構(gòu)的抗震分析總結(jié)
通過合理布置剪力墻，在不影響該建筑功能使用的前提下，剪力墻的有效布置能夠較好的提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。從計算結(jié)果來看，可以得出以下結(jié)論：
（1）本工程主樓結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層的剛心質(zhì)心基本重合，比起不規(guī)則的結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)的抗震能力將大大提高。
（2）X方向地震作用下的樓層最大層間位移角在第5層，Y方向地震作用下的樓層最大層間位移角在第11層，可見框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下的水平位移是由層間位移角來控制的。最大層間位移一般發(fā)生的建筑物的0.3H～0.8H之間。
第7篇：高層建筑與抗震設(shè)計范文
關(guān)鍵詞： 高層建筑 抗震性能 剛度 延性
一、引言
我國是一個地震多發(fā)的國家，地震對人民的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。地震造成嚴(yán)重損害原因有三種：一是地震引起建筑地基的震陷、砂土液化，從而使地基失效；二是地震引起整個地面嚴(yán)重變形而使建筑物重心轉(zhuǎn)移而倒塌；三是結(jié)構(gòu)物由于地面運動劇烈震動，因變形過大、連接接頭的破壞、結(jié)構(gòu)強度不足造成構(gòu)件失穩(wěn)甚至整體傾覆。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須分析研究建筑抗震問題，從多方面提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，防止和減少地震給建筑造成的危害。
二、選擇有利的抗震場地
建筑場地的工程地質(zhì)條件對建筑物的抗震性能起到很關(guān)鍵的影響作用，因此，要提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，首先要選好建筑場地，盡量避開對抗震不利的場地進行建設(shè)，以減輕地震災(zāi)害。選擇建筑場地應(yīng)遵循以下幾點原則。
1.應(yīng)選擇對建筑抗震有利的地段，如寬闊平坦而又堅實均勻的場地。堅實的砂土層，中等風(fēng)化的基巖和不含水的粘土層都屬于良好的場地；盡量避開軟弱土、液化土，高聳孤立的山丘、非巖質(zhì)陡坡、河岸和邊坡邊緣等狀態(tài)明顯不均勻地段。
2.當(dāng)無法避開上述的不利地段時,應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防類別、地基液化等級來采取適當(dāng)?shù)募訌姶胧?，可加強地基和上部結(jié)構(gòu)整體性和剛度，采取措施部分消除或全部消除地基液化造成的沉陷。
3.當(dāng)?shù)鼗鶅?nèi)存在軟弱粘性土層、嚴(yán)重不均勻土層和新近填土?xí)r，應(yīng)估計地震時造成的地基不均勻沉降或其他不利影響，并采取對樁基、地基的加固措施以及加強基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的處理，對于地震時可能導(dǎo)致滑移、崩塌、地陷或地裂的場地，應(yīng)采取相應(yīng)的地基穩(wěn)定措施，并且此類地段不宜建造甲、乙、丙類建筑。
三、從結(jié)構(gòu)設(shè)計方面加強建筑物的抗震性能
做好場地選擇工作之后，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面提高整體抗震性能，具體可以從設(shè)計方面提高結(jié)構(gòu)的整體性、規(guī)則性、延展性以及整體剛度。下面具體從設(shè)計方面介紹幾種提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的方法和途徑。
1.盡量提高建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
汶川地震經(jīng)歷表明，簡單、規(guī)則、對稱的建筑在地震時不易被破壞，其抗震能力較強；反之，如果房屋平面上凸出凹進，體形不規(guī)則，則在地震時容易產(chǎn)生震害。并且結(jié)構(gòu)規(guī)則的建筑容易準(zhǔn)確計算其地震反應(yīng)，其確定地震作用的傳遞途徑，并進行細部處理或采取其他抗震構(gòu)造措施。因此，使建筑平立面布置簡單、規(guī)則、對稱、合理已成為抗震設(shè)計的基本原則之一，還應(yīng)保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度變化均勻，避免出現(xiàn)樓層錯層。
（1）建筑形狀力求簡單規(guī)則。
即盡量不讓平立面出現(xiàn)凸角的結(jié)構(gòu)，若凸角難以避免，應(yīng)滿足建筑平面突出部分的長度不大于該方向總長度的30%，且不大于建筑的總寬度。除了局部突出的樓、電梯間之外，房屋立面局部收進尺寸不大于總尺寸的25%。不宜使房屋平面的總長度過長，并且結(jié)構(gòu)平面的長寬比也不宜過大。
（2）建筑結(jié)構(gòu)盡量對稱均勻。
結(jié)構(gòu)對稱均勻是抗震設(shè)計十分重要的原則，不對稱結(jié)構(gòu)會在地震作用下產(chǎn)生較強的扭轉(zhuǎn)作用。若周邊構(gòu)件的強度和剛度不對稱，則應(yīng)在布置時從總體上減小剛度偏心，并在計算時充分估計構(gòu)件的內(nèi)力和變形及薄弱側(cè)的位移。
2.增強建筑物的剛度及整體性
建筑物是由縱、橫向承重構(gòu)件和樓蓋組成的結(jié)構(gòu)體系，它必須具有足夠大的整體剛度和整體穩(wěn)定性。增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度，可以推遲地震時構(gòu)件屈服，降低對構(gòu)件延性的要求。還應(yīng)注意抗側(cè)力構(gòu)件的布置以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量的分布。剛性樓蓋能保證各個抗側(cè)力的構(gòu)件按各自側(cè)移剛度合理分配地震作用。
3.保證結(jié)構(gòu)的延性能力。
要使建筑物在遭受大地震時具有較強的抗震能力，可通過使部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞來延性耗散地震能量，從而減少整體承受的地震能量。例如可以通過合理調(diào)整構(gòu)件之間承載力的相對大小，實現(xiàn)有效的屈服機制。結(jié)構(gòu)延性能抵抗地震作用下的非彈性變形，其對于結(jié)構(gòu)抗震性能的作用絲毫不亞于結(jié)構(gòu)的強度。為使結(jié)構(gòu)在地震中表現(xiàn)出必要的延性，就應(yīng)盡量使塑性變形更多地集中在具有一定延性能力的構(gòu)件上。可采取以下方法提高結(jié)構(gòu)的延性：
（1）選擇一個可接受的塑性變形機構(gòu)，即通常所說的“強柱弱梁”。它是通過人為作用使柱的抗彎能力比梁強，使得在地震作用下，鋼筋混凝土框架的梁端塑性鉸出現(xiàn)較早，而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚，在達到最大非線性位移時，前者塑性轉(zhuǎn)動較大，而后者塑性轉(zhuǎn)動較小或根本不出現(xiàn)塑性鉸。這樣就能保證框架具有較大的塑性耗能能力。
（2）為避免在強烈地震作用下，結(jié)構(gòu)在其延性未發(fā)揮出來之前就遭到剪切破壞，應(yīng)人為增大各類構(gòu)件的抗剪切能力,即我們通常所說的強剪弱彎，即增大梁端、柱端以及節(jié)點處的組合剪力值，來避免構(gòu)件發(fā)生剪切破壞。可直接將一跨梁兩端截面的組合彎矩值乘以增大系數(shù)，再從平衡關(guān)系中求得梁端剪力。
（3）通過相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，保證可能出現(xiàn)塑性鉸的部位具有足夠的塑性轉(zhuǎn)動能力和塑性耗能能力。我國的抗震措施中采用 “梁柱塑性鉸機構(gòu)”耗能機構(gòu)模式。增加箍筋能提高構(gòu)件在發(fā)生剪切破壞時所達的延性。
四、結(jié)束語
總之，為盡可能地減輕地震給人類帶來的災(zāi)難和損失，我們工程技術(shù)設(shè)計人員應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)進行充分研究和合理設(shè)計，做好場地選擇、平立面布置、結(jié)構(gòu)體系等各方面的設(shè)計工作，有效控制地震作用下結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，提高建筑的抗震性能。
參考文獻：
[1] 黃浙青，朱小德，淺談結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008（28）.
第8篇：高層建筑與抗震設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：超限高層 建筑工程 抗震設(shè)計 問題
中圖分類號：TU198文獻標(biāo)識碼： A
1引文
當(dāng)今社會，城市在發(fā)展，高層建筑也成為衡量城市發(fā)展的主要指標(biāo)。在高層建筑上，建筑物的高度不斷增加，設(shè)計結(jié)構(gòu)也越來越有要求，尤其是針對超限高層建筑上，也提到了抗震設(shè)計的必要性。對于超限高層建筑來說，確保抗震設(shè)計的完成是直接關(guān)系到建筑物的穩(wěn)定性，也影響到人民群眾的直接利益，更影響到社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展的最終成果。所以，加強超限高層建筑工程的抗震設(shè)計是很重要的，這對于提高國家的綜合實力來說有重要的戰(zhàn)略含義。
2分析超限高層建筑工程抗震設(shè)計的必要性
21世紀(jì)之后，中國的經(jīng)濟在不斷的發(fā)展和改革中走上了高速發(fā)展之路，也與國際市場融為一體，當(dāng)今世界有一些國家與我國開始了商務(wù)交流。在當(dāng)前的全球經(jīng)濟一體化的形勢下，我國的經(jīng)濟發(fā)展也有了超快的進步。不少行業(yè)也拿出很多資金用來完善基礎(chǔ)建設(shè)，不少的大型高層建筑結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，這些建筑形狀千變?nèi)f化，這里面也包括不少超限高層建筑，它的出現(xiàn)更好的實現(xiàn)人們對空間的充分利用【1】。不過對于這些形狀奇特的超限高層建筑工程來說，它們在結(jié)構(gòu)方面也超出了我國在建筑工程上的有關(guān)規(guī)定和要求，這直接影響到建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震需求。當(dāng)前在超限高層建筑的設(shè)防要求上是有規(guī)定的，這也是為了高層建筑的抗震設(shè)計得到更好的保障。不過由于我國城市化進程加快，不少城市開始崛起，很多經(jīng)濟發(fā)達的城市容納愈來愈多的人口和社會資源。再加上近年來我國發(fā)生了多起地震，比如汶川地震、玉樹地震都帶來了一定的人員傷亡，影響了經(jīng)濟發(fā)展，而且地震對建筑的破壞程度也是非常大的，地震的出現(xiàn)對建筑物及市民的生命造成很大的威脅，也給我們帶來慘痛的教訓(xùn)。所以，要重視經(jīng)濟發(fā)展中出現(xiàn)的問題，針對當(dāng)前超限高層建筑工程抗震設(shè)計出現(xiàn)的缺陷，要意識到抗震設(shè)計在超限高層建筑工程設(shè)計及施工當(dāng)中的必要性，才能夠更好的加強超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的措施分析，推動社會發(fā)展與進步。
3超限高層建筑的特點
超限高層建筑工程是指在高度和結(jié)構(gòu)上超過了國家規(guī)定的適用高度及規(guī)定范圍，它的建筑造成奇特不規(guī)范。當(dāng)今社會城市發(fā)展越來越快，出現(xiàn)的超限高層建筑工程量也越大，很多高層建筑的外形較復(fù)雜、奇特，目前在我國不少地區(qū)也出現(xiàn)了一些標(biāo)志性高層建筑，比如深圳地王大廈（81層，325m）、上海金茂大廈（91層，420m）、廣州中信大廈（80層，320m）等等。超限高層建筑結(jié)構(gòu)主要分析點在平面、豎向不規(guī)則、抗風(fēng)及高位轉(zhuǎn)換等問題【2】。
4 抗震設(shè)計的基本構(gòu)思和分析總結(jié)
目前，各國在抗震設(shè)計上，都符合“小震不壞、中震可修、大震不倒”的要求，這個要求也被稱為當(dāng)前解決地震作用下建筑高度不確定的最好方法，在現(xiàn)實生活中，這種設(shè)計要求也得到了社會的認(rèn)同。像在西方國家，也有不少現(xiàn)代化城市，由于很多建筑物都是按照這個抗震標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，因此在出現(xiàn)一些大型地震的時候，造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失都有明顯的降低，不過這種設(shè)計要求主要是為了確保生命安全，雖然在大型地震中不會出現(xiàn)建筑物倒塌，確保了生命安全，但在一些中小地震中也會影響建筑物的基本結(jié)構(gòu)，從而出現(xiàn)更大的經(jīng)濟損失。尤其是在人民生活水平提高的同時，更多的人希望改善居住環(huán)境，所以在建筑物的裝修、非結(jié)構(gòu)布局及高新技術(shù)裝備方面的花費較高，那么造成這樣的損失也非常大。
5.超限高層建筑工程的抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
5.1要考慮建筑物的穩(wěn)定性、承重力和整體的延展性等需求
對于建筑物的安全性，要確保設(shè)計結(jié)果達到安全標(biāo)準(zhǔn)，另外對一些薄弱環(huán)節(jié)針對性加固，采用一些補充方法來提升建筑物的穩(wěn)定性和安全度。要重視建筑物的抗震設(shè)計，全面考慮布局類型，避免建筑物出現(xiàn)縱向負重的出現(xiàn)，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
5.2在設(shè)計中要提高抗震防線的級別
建筑物高標(biāo)準(zhǔn)的抗震系統(tǒng)要由許多延伸性好的分體組成，所以，對每個構(gòu)建進行更完善的組合才可以達到目。在設(shè)計高層建筑抗震防線中，要分析地震的情況，設(shè)計防線要考慮合理性和多重性，這樣才可達到防震及確保安全的目的。在具體環(huán)節(jié)，要重視建筑物防震構(gòu)件的剛?cè)嵝耘c延伸性等特點，確保更好的達到建筑物結(jié)構(gòu)在發(fā)生地震時避免遭受破壞的可能。另外，增強建筑物防震耗件也可降低地震能量的沖擊，更有效的確保建筑物的穩(wěn)定。設(shè)計中要考慮各個構(gòu)建的關(guān)系，逐一對構(gòu)件及其之間的作用進行檢查，使其確?？拐鹉芰Γ_到建筑物的穩(wěn)定。
5.3也要對薄弱環(huán)節(jié)進行抗震處理
在高層建筑物設(shè)計中，如確保了整體的安全性，那么就會出現(xiàn)一些薄弱環(huán)節(jié)，因此要重視薄弱環(huán)節(jié)的抗震設(shè)計，在設(shè)計中可利用多種方法更好的提升建筑物抗震力度。在發(fā)生地震時，建筑物構(gòu)件承受的沖擊力大，因此要對薄弱環(huán)節(jié)進行檢查，采用建筑學(xué)及力學(xué)方法綜合分析承載力和彈性受力等情況，可針對性加固，對受力點進行綜合解決，確保建筑物的穩(wěn)定，而且也要注意使用中出現(xiàn)的安全隱患應(yīng)及時解決【3】。
6 超限高層建筑工程抗震設(shè)計中出現(xiàn)的問題
在進行超限高層建筑工程施工當(dāng)中，也會碰到很多影響建筑物整體穩(wěn)定和安全的因素。就拿抗震設(shè)計來說，設(shè)計中也會出現(xiàn)一些問題，一般表現(xiàn)在一下幾個方面：
6.1資料缺乏造成設(shè)計不足
我國經(jīng)濟發(fā)展也會出現(xiàn)體制的變革，這能在房地產(chǎn)領(lǐng)域反映出來，比如在建筑施工中會出現(xiàn)急功近利的情況。在施工中過分強調(diào)施工期限而忽略了施工質(zhì)量，在沒有收集周邊建筑信息的情況下進行設(shè)計，或在設(shè)計沒有結(jié)束或者完善時提前開工。這種情況，不能更好的搜集施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件及周邊臨近建筑物的資料，就會導(dǎo)致施工工程的安全性受到威脅，同時也不能達到超限高層建筑物抗震性能的標(biāo)準(zhǔn)。
6.2設(shè)計中建筑物結(jié)構(gòu)的平面布置會抗震設(shè)計造成影響
由于超限高度建筑物在形狀上不規(guī)則，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工都有難度，平面不均衡、長度高于設(shè)計要求等情況很常見，這直接影響建筑物整體的穩(wěn)定及安全。這種情況在抗震設(shè)計中可以看到，如結(jié)構(gòu)不規(guī)則那么在進行抗震設(shè)計及施工中無法找出平衡點，就無法顧及到薄弱環(huán)節(jié)的加固，那么就會對安全造成威脅。
6.3受力體系對建筑物設(shè)計造成影響
在超限高層建筑物設(shè)計中，不同的承載結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)不同的受力體系，在設(shè)計時如考慮到這種承載結(jié)構(gòu)和受力體系的需求，那么就會讓受力體系與抗震性能產(chǎn)生沖突【4】。受力結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，那么建筑物的抗震性能就會降低，直接影響建筑物整體的穩(wěn)定與安全。
7 加強超限高層建筑工程抗震設(shè)計的解決方法
7.1確保超限高層建筑物設(shè)計前期工作順利完成
在建筑物設(shè)計前期的工作當(dāng)中，要針對建筑物地質(zhì)條件、周邊環(huán)境進行了解，搜索有關(guān)數(shù)據(jù)和資料。在我們對所有影響建筑物穩(wěn)定及抗震性能的原因進行統(tǒng)一研究后，再開展設(shè)計，就可更好的避免因資料不足導(dǎo)致設(shè)計或施工缺陷，更好確保建筑物的穩(wěn)定。
7.2重視設(shè)計方案的選擇與完善
超限高層建筑工程形狀復(fù)雜，施工難度大，在抗震設(shè)計中要綜合分析所有影響因素，不斷完善設(shè)計方案。在設(shè)計中，要進行對比，明確抗震指數(shù)與施工方案，考慮多種情況，分類制定設(shè)計方案，從中選擇最佳方案。這種方法可以在設(shè)計中找到一些不足和隱患，更好確保安全性。
7.3完善建筑物結(jié)構(gòu)及受力體系建設(shè)
在超限高層建筑工程達到一定的外觀要求時，也應(yīng)該分析結(jié)構(gòu)和安全需求，在抗震設(shè)計中，需考慮這種受力體系，利用力學(xué)原理找到平衡點，并在此進行抗震防線設(shè)計及完善布局，確保建筑工工程達到抗震要求，保證整體穩(wěn)定性【5】。
8小結(jié)
以上分析，加強超限高層建筑工程的抗震設(shè)計分析是非常關(guān)鍵的。所以，為確保建筑物的有關(guān)防震設(shè)防管理更完善，要不斷加強建筑物抗震設(shè)計的安全性與可靠性，務(wù)必要確保建筑物抗震設(shè)防的質(zhì)量。同時，積極探討國際上的先進知識和技術(shù)，針對性制定出適合我國的發(fā)展方案，不斷加強超限高層建筑工程抗震設(shè)計的技能，為人民群眾安居樂業(yè)創(chuàng)作好的條件，并推動我國的經(jīng)濟體制健康發(fā)展。
參考文獻：
[1] 呂西林.某復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性時程分析及抗震性能評估[J]. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(05)
[2] 張元坤.高層建筑超限工程及超限審查――高層建筑抗震設(shè)防概念設(shè)計述評之一[J]. 南方建筑. 2013(01)
[3] 黃志華,呂西林.上海市超限高層建筑工程的若干問題研究[J]. 結(jié)構(gòu)工程師. 2012(05)
第9篇：高層建筑與抗震設(shè)計范文
【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計
高層建筑是社會生產(chǎn)的發(fā)展和人類物質(zhì)生活的產(chǎn)物，是現(xiàn)代社會工業(yè)化、商業(yè)化和城市化的必然結(jié)果。當(dāng)前我國高層建筑數(shù)量不斷的增加，一方面提高了有限的土地的使用效率，促進了我國建筑行業(yè)的發(fā)展，另一方面給建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作帶來極大的挑戰(zhàn)。我國是一個地震多發(fā)國家，很多城市都位于地震帶上，因此在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當(dāng)中一定要做好相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，從而減少地震帶來的破壞和損失。
1抗震設(shè)計目標(biāo)
國家為了規(guī)范建筑的抗震設(shè)計，出臺了一系列的標(biāo)準(zhǔn)，其中的抗震設(shè)防烈度就是一個十分重要的標(biāo)準(zhǔn)，對于規(guī)范我國的建筑抗震設(shè)計具有十分重要的意義?？拐鹪O(shè)防烈度是指按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》提出三個水準(zhǔn)的設(shè)防要求，即“小震可修，中震不壞，大震不倒”。它是通過二階段設(shè)計方法來實現(xiàn)的。（1）按小震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的基本組合演算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，以及在小震作用下演算結(jié)構(gòu)的彈性變性。（2）在大震作用下驗算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形，以滿足第三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。第二水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求，是以抗震構(gòu)造措施來保證的?？拐鹪O(shè)計目標(biāo)是整個高層建筑抗震設(shè)計的大方向，所有的抗震設(shè)計工作都圍繞著抗震設(shè)計目標(biāo)而進行，因此對于建筑的抗震設(shè)計具有重大的意義。
2高層建筑抗震設(shè)計中存在的問題。
研究高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，必須要先明確目前高層建筑抗震設(shè)計中所存在的問題，影響抗震設(shè)計效果的因素。
2.1地基選取不合理。
高層建筑應(yīng)選擇位于開闊平坦地帶的堅硬土場地或密實均勻中硬土場地，遠離河岸，不應(yīng)垮在兩類土壤上，避開不利地形、不采用震陷土作天然地基，避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險地段建造房屋。高層建筑的地基選取不恰當(dāng)可能導(dǎo)致抗震能力差。
2.2建筑物高度過高
根據(jù)我國現(xiàn)行的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，在標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)防烈度和科學(xué)的結(jié)構(gòu)形式下，高層建筑需要有合理的建設(shè)高度，只有在這種高度下，抗震設(shè)計才會穩(wěn)定安全，但是，我國有不少建筑已經(jīng)超過的高度限制，當(dāng)遇到震力時，這些超高的建筑物的變形破壞性會發(fā)生很大的變化，因而會降低建筑物的抗震性能，同時，其它的不良的因素也會被誘發(fā)出來，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程預(yù)算參數(shù)的改變。
2.3材料選用不科學(xué)，結(jié)構(gòu)體系不合理。
目前，我國建筑物主要是由鋼筋混凝土組成的。因此，變形的控制與設(shè)計必須以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為準(zhǔn)。但是，鋼筋混凝土的彎曲變形側(cè)移較大，如果利用鋼框架來減少位移，不僅會增加鋼筋的負荷，且無明顯的輔助效果，為此，有時還必須加大混凝土的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，這樣才能勉強滿足其位移控制標(biāo)準(zhǔn)。
3高層建筑抗震設(shè)計探討
3.1場地和地基的選擇
建筑的場地以及地基的選擇對于高層建筑的抗震能力具有直接的影響，是建筑抗震設(shè)計的基礎(chǔ)。在進行建筑場地以及地基的選擇時，應(yīng)該充分的了解當(dāng)?shù)氐牡卣鸹顒忧闆r，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進行科學(xué)的勘察，在收集豐富資料的基礎(chǔ)之上對場地進行綜合的分析和評價，評估當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)計等級。對于一些不利于抗震設(shè)計的場地應(yīng)該盡可能的進行規(guī)避，而實在無法規(guī)避的應(yīng)該有針對性的做好相應(yīng)的處理措施。在高層建筑地基選擇過程當(dāng)中應(yīng)該盡可能的選擇巖石或者是其它具有較高密實度的基土，從而提高建筑地基的抗震能力，盡可能的避開不利于抗震的軟性地基土。對于一些達不到抗震要求的地基應(yīng)該采取相應(yīng)的措施進行加固和改造，使其能夠符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)
3.2選擇合理的結(jié)構(gòu)類型
高層建筑從本質(zhì)上講是一個豎向懸臂結(jié)構(gòu)，垂直荷載主要使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生軸向力與建筑物高度大體為線性關(guān)系；水平荷載使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩。從受力特性看，垂直荷載方向不變，隨建筑物的增高僅引起量的增加；而水平荷載可來自任何方向，當(dāng)為均布荷載時，彎矩與建筑物高度呈二次方變化。從側(cè)移特性看，豎向荷載引起的側(cè)移很小，而水平荷載當(dāng)為均布荷載時，側(cè)移與高度成四次方變化。由此可以看出，在高層結(jié)構(gòu)中，水平荷載的影響要遠遠大于垂直荷載的影響，水平荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素，結(jié)構(gòu)抵抗水平荷載產(chǎn)生的彎矩、剪力以及拉應(yīng)力和壓應(yīng)力應(yīng)有較大的強度外，同時要求結(jié)構(gòu)要有足夠的剛度，使隨著高度增加所引起的側(cè)向變形限制在結(jié)構(gòu)允許范圍內(nèi)。
3.3建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇
結(jié)構(gòu)材料選用也很重要。可以對材料參數(shù)隨機性的抗震模糊可靠度進行分析，改變過去對結(jié)構(gòu)抗震可靠度的研究只考慮荷載的不確定性而忽略了其他多種不確定因素，綜合考慮了材料參數(shù)的變異性，地震烈度的隨機性及烈度等級界限的隨機性與模糊性對結(jié)構(gòu)抗震可靠度的影響。在鋼筋的使用上應(yīng)該盡可能的選擇韌性較高的產(chǎn)品。垂直方向受力鋼筋應(yīng)該選擇熱軋鋼筋，等級至少達到HRB400級和HRB335級，而箍筋宜選用HRB335、HRB400和HPB235級熱軋鋼筋。在進行建筑材料的選擇過程當(dāng)中應(yīng)該充分考慮抗震的性能，但是在實際的建設(shè)過程當(dāng)中還要兼顧建筑的成本和造價控制，盡可能通過科學(xué)合理的設(shè)計，在用盡可能少的材料達到最佳的抗震效果，在二者之間尋找一個最佳的位置。
3.4消震和隔震措施設(shè)計
在我國，許多高層建筑進行抗震設(shè)計時，多采用延性結(jié)構(gòu)，也就是適當(dāng)控制建筑結(jié)構(gòu)的剛度，允許地震時結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進入到具有很大延性的塑性狀態(tài)，從而消耗地震作用時的能量，使地震反應(yīng)減小，減弱地震給高層建筑帶來的破壞。如果某高層建筑的承載能力較小，但是具有較高的延性，那么在地震中它也不容易倒塌，因為延性構(gòu)件可以吸收較多的能量，經(jīng)受住很大的結(jié)構(gòu)變形。延性結(jié)構(gòu)的運用，在很多情況下是有效的，它可以消耗地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒”。
進入20世紀(jì)以來，人們對建筑物抗振動能力的提高做出了巨大的努力，取得了顯著的成果，其中阻尼器的使用在高層建筑的抗震方面有很大的作用。通過對使用阻尼器進行減震和能量的吸收，可以巧妙地避免或減弱地震對高層建筑的破壞。
3.5設(shè)置多道抗震防線
高層建筑結(jié)構(gòu)防震可以設(shè)置多道抗震防線，增強對地震的抵抗力。高層建筑物設(shè)置多層的地震抵抗防線，第一道防線遭到破壞之后，有后備的第二道、第三道甚至更多的防線對地震的作用力進行阻擋，避免高層建筑物的倒塌。高層建筑結(jié)構(gòu)進行抵抗地震設(shè)計時，可以采用具有多個肢節(jié)和壁式框架的“框架剪力墻”等防震結(jié)構(gòu)。
框架剪力墻具有性能較好的多道防線抗震結(jié)構(gòu)，其中的剪力墻是第一道抗震防線，也是主要的抗側(cè)力構(gòu)件。所以為保證它的承受能力較高，剪力墻要足夠多。同時，為承受剪力墻開裂后重分配的地震作用，任一層框架部分按框架和墻協(xié)同工作分配的地震剪力，不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的20%和框架各層地震剪力最大值的1.5倍中兩者的較小值。剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻可以通過合理設(shè)置連梁（包括非建筑功能需要的開洞組成多肢聯(lián)肢墻）使其具有多道抗震防線性能。
隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的高層建筑將會不斷增加。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震是非常重要的一方面，在設(shè)計過程中，必須以抗震設(shè)防為目標(biāo)，不斷優(yōu)化方案，對不同地區(qū)不同建筑采用不同的抗震方案，從而尋求最合理的抗震設(shè)計。
參考文獻：
[1]劉華新，孫志屏，孫榮書.抗震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2007（02）
