高層建筑抗震設(shè)計論文大全11篇

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篇（1）

2超高層建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度設(shè)計與控制

為了提高超高層建筑的抗震性，其足夠的結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度必不可少。足夠的結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度不僅可以保障建筑物的安全性、抗震性，還可在一定程度上有效抵抗建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不利受力情況及極限承載力下的安全穩(wěn)定性。設(shè)計超高層建筑的結(jié)構(gòu)抗震側(cè)向剛度，應(yīng)重點從其結(jié)構(gòu)體系和剛度需求進行。

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)初步設(shè)計根據(jù)建筑高度和抗震烈度確定高度級別和防火級別。超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計首先滿足規(guī)范要求的高寬比限值和平面凹凸尺寸比值限值，其次控制扭轉(zhuǎn)不規(guī)則發(fā)生：在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，扭轉(zhuǎn)位移比不大于1.4；最大層間位移角不大于規(guī)范限值的0.4倍時，扭轉(zhuǎn)位移比不大于1.6；混凝土結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期比不大于0.9，混合結(jié)構(gòu)及復(fù)雜結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期比大于0.85。最后設(shè)計過程中嚴格控制偏心、樓板不連續(xù)、剛度突變、尺寸突變、承載力突變、剛度突變等現(xiàn)象。滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的同時，還應(yīng)考慮建筑師的設(shè)計意圖和功能需求，同時滿足設(shè)備專業(yè)設(shè)計要求。結(jié)構(gòu)平面的規(guī)整程度直接影響著抗震設(shè)計的強弱，盡量采用筒體結(jié)構(gòu)，以使得承受傾覆彎矩的結(jié)構(gòu)構(gòu)件呈現(xiàn)為軸壓狀態(tài)，且其中的豎向構(gòu)件應(yīng)最大程度的安置在建筑結(jié)構(gòu)的外側(cè)。各豎向構(gòu)件和連接構(gòu)件的受力合理、傳力明確，降低剪力滯后效應(yīng)，杜絕抗震薄弱層產(chǎn)生。

2.2結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度控制。超高層建筑的抗震性能設(shè)計主要與結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的最大層間位移角和最小剪力限制相關(guān)。對于層間位移角限值，其是衡量建筑抗震性的剛度指標之一，地震作用應(yīng)使得建筑主體結(jié)構(gòu)具有基本的彈性，保證結(jié)構(gòu)的豎向和水平構(gòu)件的開裂不會過大。同時，因超高層建筑的底部樓層、伸臂加強層等特殊區(qū)域的彎曲變形難以起主導(dǎo)作用，所以應(yīng)采取剪切層間位移或有害層間位移對其變形進行詳細的分析與判斷。對于最小地震剪力，其最重要的兩個影響因素是建筑結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量，當(dāng)超高層建筑難以達到最小地震剪力要求時，設(shè)計人員應(yīng)該結(jié)合具體情況適度的增加設(shè)計內(nèi)力，提高其抗震能力和穩(wěn)定性，然而，當(dāng)不能滿足最小地震剪力時，還需通過重新設(shè)計或調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的具體布置或提高剛度來提高建筑物在地震作用下的安全性，而非單純增高地震力的調(diào)整系數(shù)。

3超高層建筑的性能化抗震設(shè)計

超高層建筑的抗震性能設(shè)計，國內(nèi)主要根據(jù)“三個水準，兩個階段”，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”。超高層建筑來說，其建筑工程復(fù)雜、高度極高、面積大、成本高，一旦受到地震損害，其損失程度會更高，因此，必須充分考慮各方理論、實際情況和專家意見，兼顧經(jīng)濟、安全原則，定量化的展開超高層建筑的性能化抗震設(shè)計。同時，相關(guān)文件雖針對超高層建筑結(jié)構(gòu)的性能化設(shè)計制定了較具體且系統(tǒng)的指導(dǎo)理念，涉及宏觀與微觀兩個層面。但是，由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件會受到損壞，且損壞與整體形變情況的分析計算都需進行專業(yè)的彈塑性靜力或動力時程計算，而目前我國尚未形成相關(guān)的定量化的評價體系，因此，設(shè)計人員應(yīng)在積極參考ATC-40和FEMA273/274等規(guī)范。此外，對于彎曲變形為主導(dǎo)的建筑結(jié)構(gòu)，在大震作用后應(yīng)尤其注重構(gòu)件承載力的復(fù)核。

4超高層建筑多道設(shè)防抗震設(shè)計

除了上述注意事項外，針對超高層建筑進行抗震性設(shè)計時，還因注重設(shè)計多道的抗震防線。多道抗震防線是指一個由一些相對獨立的自成抗側(cè)力體系的部分共同組成的抗震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，各部分相互協(xié)同、相互配合，一同工作。當(dāng)遭遇地震時，若第一道防線的抗側(cè)移構(gòu)件受到損害，其后的第二道和第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件即會進行內(nèi)力的重新調(diào)整和分布，以抵御余震，保護建筑物。目前，我國超高層建筑主要依靠內(nèi)筒和外框的協(xié)同工作來達到提供抗側(cè)剛度的目的，包含兩種受力狀態(tài)：首先，建筑的內(nèi)外結(jié)構(gòu)通過樓板和伸臂析架來協(xié)調(diào)作用，進而使得外部結(jié)構(gòu)承受了較多的傾覆彎矩和較少的剪力，而內(nèi)筒則承受了較大的剪力和一些傾覆彎矩，廣州東塔就是此受力方式的典型；其次，以交叉網(wǎng)格筒或巨型支撐框架為代表的建筑外部結(jié)構(gòu)，其十分強大，依靠樓板的面內(nèi)剛度，外部結(jié)構(gòu)即可同時承受較大的傾覆彎矩和剪力，如廣州西塔。

篇（2）

防震設(shè)計是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必不可少的一部分，并且地震是一種無法消除的自然災(zāi)害。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)采取科學(xué)、合理的措施來降低地震對高層建筑物的危害系數(shù)，以提高高層建筑物的穩(wěn)定性，從而保證人們的生命和財產(chǎn)安全，這同時也是我國高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝不斷優(yōu)化的必然結(jié)果。

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震概念概述

地震的發(fā)生是無規(guī)律的，因此做好高層建筑物的防震設(shè)計是十分必要的。實踐證明，只有利用科學(xué)、合理的設(shè)計措施，整體布局高層建筑的結(jié)構(gòu)細節(jié)，才能降低地震對于高層建筑物的危害。一般抗震設(shè)計是從抗震值和抗震措施兩個方面進行的，其過程是:地震情況統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析、提出概念?？拐鸶拍钤O(shè)計的主要內(nèi)容就是保證高層建筑整體的穩(wěn)固性和細節(jié)結(jié)構(gòu)的抗震性。簡單地說，抗震概念設(shè)計就是基于工程抗震的基本理論和實際的抗震經(jīng)驗總結(jié)出的工程抗震概念，是決定建筑物抗震能力的基礎(chǔ)。抗震概念設(shè)計中包含空間作用、非線性性質(zhì)、材料時效、阻尼變化等多種不確定的因素?？拐鸶拍钤O(shè)計的原則是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單性、剛度適宜性、勻稱性、整體性。例如在一些地震頻發(fā)的地區(qū)設(shè)計高層建筑時，應(yīng)該考慮都高層建筑上下部分結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同的問題。

2高層建筑架構(gòu)設(shè)計中抗震概念設(shè)計的應(yīng)用策略

2．1合理的場地

高層建筑物的建設(shè)地點也是保障建筑工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。選擇合理的建筑施工場地，不僅可以減少企業(yè)的投入成本，還能提高建筑物的穩(wěn)固性。因此，施工人員可以利用現(xiàn)代先進科技設(shè)施來選擇理想的地段。場地的選擇應(yīng)當(dāng)避開地震危險地段，如地震時會發(fā)生崩塌、地裂以及在高強度地震下容易發(fā)生地表錯位的場地。一般地震危險地段包括斷層區(qū)、坡度陡峭的山區(qū)、存在液化和夾層的坡地以及大面積采空的地區(qū)。如發(fā)生嚴重地震的四川北川地區(qū)，其區(qū)域特點是縣境內(nèi)地形切割強烈，地形起伏大，相對高差超過1000m，溝谷谷坡一般大于25°，部分達40°～50°，甚至陡立。并且地貌類型以侵蝕構(gòu)造山地、侵蝕溶蝕山地為主。另外在縣境內(nèi)還存在一條斷裂帶。這也就是北川地區(qū)成為汶川地震重災(zāi)區(qū)的原因，該地區(qū)的地震宏觀烈度達到了Ⅺ度。因此，建設(shè)高層建筑的重點就是選擇地勢開闊、平坦以及中硬場地土。如我國中部平原地區(qū)，其地勢平坦，并且屬于地震低發(fā)區(qū)。當(dāng)然，如果無法避免區(qū)域限制，那么也可以選擇抗震性比較好的地區(qū)，如避免存在孤立山包的區(qū)域以及表面覆蓋層厚度較小的區(qū)域?？傊虻刂埔耍x擇合適的高層建筑建筑建設(shè)場地是保證高層建筑物穩(wěn)定性的最佳途徑。

2．2合理布局建筑平面

建筑物的房屋布置和結(jié)構(gòu)布置都是影響高層建筑物穩(wěn)定性的重要因素。依據(jù)抗震的概念，合理布局能夠有效提高高層建筑物的抗震能力，延長建筑的使用年限。一般施工人員都會根據(jù)地震系數(shù)選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖ锔叨群蛯挾?，使高層建筑的抗震能力達到最大值。建筑平面的布置可以從四個方面考慮:一是布置平面時，應(yīng)當(dāng)遵循簡單、對稱的結(jié)構(gòu)特點，以減少偏心;二是應(yīng)當(dāng)保證質(zhì)量和剛度變化均勻，避免樓層錯層問題;三是盡量設(shè)計合理的平面長度，且建筑物突出的長度也應(yīng)該符合相關(guān)標準;四是盡量避免采用角部重疊的平面圖形以及細腰形平面圖形。如早前發(fā)生在墨西哥的地震，相關(guān)人員在地震發(fā)生后對房屋的結(jié)構(gòu)進行了分析。據(jù)數(shù)據(jù)表明，建筑物剛度明顯不對稱會增加15%的地震破壞率，拐角形建筑會增加42%的地震破壞率，因此，高層建筑施工人員應(yīng)該科學(xué)合理的設(shè)置建筑平面。此外，現(xiàn)澆鋼筋混凝土高層建筑適用高度的確定需要考慮地區(qū)的地震烈度，如高層建筑的抗震墻在烈度系數(shù)達到6的地區(qū)，其最高適宜高度為130米;在烈度系數(shù)為7的地區(qū)，最高適宜高度為120米?？傊?，合理的高層建筑物平面布局是保證高層建筑抗震能力的關(guān)鍵。

2．3合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅要滿足抗震要求，還要滿足經(jīng)濟、功能齊全、施工技術(shù)等要求。在設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)時要考慮實際的場地環(huán)境和建筑物本身的建設(shè)標準。另外，結(jié)構(gòu)的設(shè)計還應(yīng)該滿足對稱性。總之，對于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該從各個方面綜合考慮。首先，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要考慮多種影響因素，除材料、施工、地基、防烈度等因素外，還要考慮經(jīng)濟因素，之后才能確定建筑物結(jié)構(gòu)類型。有利于防震的建筑平面設(shè)計包括方形、圓形、矩形、正六邊形、正八邊形等，不利于防震的建筑平面設(shè)計包括多塔形、錯層、樓板開口等。次外，如果建設(shè)的高層建筑屬于純框架高層建筑，那么設(shè)計人員應(yīng)避免出現(xiàn)框架柱傾斜、樓體傾斜等問題。因為如果框架柱傾斜，一旦發(fā)生地震就會出現(xiàn)剪切破壞問題，造成高層建筑的嚴重損壞。其次，更為重要的是結(jié)構(gòu)設(shè)計一定要遵循對稱原則，避免扭轉(zhuǎn)問題的出現(xiàn)。如果高層建筑結(jié)構(gòu)采取對稱的結(jié)構(gòu)，那么當(dāng)發(fā)生地震時，其建筑物只會發(fā)生平移震動，建筑物各個部分的受力比較均勻，從而降低地震對高層建筑的破壞程度。

2．4設(shè)置多條防震線

設(shè)置防震線是為了提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震系數(shù)，提高建筑物體的穩(wěn)固性。之所以設(shè)置多條防震線是因為建筑物中各個部分的結(jié)構(gòu)和功能是不相同的，設(shè)計相應(yīng)的反震線能整體提高高層建筑物的抗震能力。設(shè)置多條防震線的優(yōu)勢在于如果發(fā)生地震時，第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件在遭到破壞之后，其地震的沖擊力和破壞力就會減弱。這樣當(dāng)?shù)卣鸾?jīng)過多道防震線之后，地震的破壞力就會降到最低。如尼加拉瓜的馬拉瓜市的美洲銀行大廈，就是應(yīng)用多道防震線的典型建筑，其大樓采用的是11.6米*11.6米的鋼筋混凝土芯筒作為主要的抗震和防風(fēng)構(gòu)件，并且該芯筒又由四個小芯筒組成。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，該高層建筑對于地震的反應(yīng)用數(shù)據(jù)表示是，當(dāng)發(fā)生地震時，其四個小芯筒的結(jié)構(gòu)底部地震剪力值達到了27000KN，結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩達到了370000KN•m，其結(jié)構(gòu)頂點位移值為120毫米?？偠灾O(shè)置多條防震線提高高層建筑物防震能力的重要手段。尤其是在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，重視抗震概念的設(shè)計是延長高層建筑物使用年限，提高我國建筑工藝水平的關(guān)鍵。

3總結(jié)

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟水平的不斷增長，高層建筑物的數(shù)量也在迅速增長。因此，做好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震概念設(shè)計就凸顯的尤為重要。將抗震概念設(shè)計應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要考慮高層建筑結(jié)構(gòu)施工的各個方面，還要考慮各種外界因素以及抗震標準。這樣才能提高高層建筑的穩(wěn)定性，降低地震給高層建筑造成的危害程度，從而保證人們生命和財產(chǎn)的安全。

作者:周寶學(xué) 單位:浙江華坤建筑設(shè)計院有限公司

參考文獻:

［1］張念華．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］．中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，04∶78－79．

篇（3）

0 引 言

在層高一定的情況下，為提高延性而降低軸壓比則會導(dǎo)致柱截面增大，且軸壓比越小截面越大；而截面增大導(dǎo)致剪跨比減小，又降低了構(gòu)件的延性。因此，在高層特別是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為滿足規(guī)程［1］對軸壓比限值的要求，柱子的截面往往比較大，在結(jié)構(gòu)底部常常形成短柱甚至超短柱。另外，諸如圖書館的書庫、層高較低的儲藏室、高層建筑的地下車庫等由于使用荷載大，層高較低，在設(shè)計中也不可避免地會出現(xiàn)短柱。眾所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱幾乎沒有延性，在建筑遭受本地區(qū)設(shè)防烈度或高于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時，很容易發(fā)生剪切破壞而造成結(jié)構(gòu)破壞甚至倒塌，無法滿足“中震可修，大震不倒”的設(shè)計準則。為了避免短柱脆性破壞問題在高層建筑中發(fā)生，筆者認為，首先要正確判定短柱，然后對短柱采取一些構(gòu)造措施或處理，提高短柱的延性和抗震性能。

1 短柱的正確判定

規(guī)程［1］和規(guī)范［2］都規(guī)定，柱凈高H與截面高度h之比H／h≤4為短柱，工程界許多工程技術(shù)人員也都據(jù)此來判定短柱，這是一個值得注意的問題。因為確定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比λ，只有剪跨比λ＝M／Vh≤2的柱才是短柱，而柱凈高與截面高度之比H／h≤4的柱其剪跨比λ不一定小于2，亦即不一定是短柱。按H／h≤4來判定的主要依據(jù)是：①λ＝M／Vh≤2；②考慮到框架柱反彎點大都靠近柱中點，取M＝0.5VH，則λ＝M／Vh＝0.5VH／Vh＝0.5H／h≤2，由此即得H／h≤4。但是，對于高層建筑，梁、柱線剛度比較小，特別是底部幾層，由于受柱底嵌固的影響且梁對柱的約束彎矩較小，反彎點的高度會比柱高的一半高得多，甚至不出現(xiàn)反彎點，此時不宜按H／h≤4來判定短柱，而應(yīng)按短柱的力學(xué)定義--剪跨比λ＝M／Vh≤2來判定才是正確的。

框架柱的反彎點不在柱中點時，柱子上、下端截面的彎矩值大小就不一樣，即Mt≠Mb。因此，框架柱上、下端截面的剪跨比大小也是不一樣的，即λt＝Mt／Vh≠λb＝Mb／Vh。此時，應(yīng)采用哪一個截面的剪跨比來判斷框架柱是不是屬于短柱呢？筆者認為，應(yīng)該采用框架柱上、下端截面中剪跨比的較大值，即取λ＝max（λt，λb）。其理由如下：框架柱的受力情況有如一根受有定值軸壓力的連續(xù)梁，柱高Hn相當(dāng)于連續(xù)梁的剪跨a，已有的試驗研究結(jié)果表明［10］：對于剪跨a不變的連續(xù)梁，當(dāng)截面上、下配置的縱筋相同時，剪切破壞總是發(fā)生在彎矩較大的區(qū)段；對于框架柱，臨界斜裂縫也總是發(fā)生在彎矩較大的區(qū)段。

事實上，在柱高Hn或連續(xù)梁剪跨a的范圍內(nèi)，最大剪跨比是出現(xiàn)在彎矩較大區(qū)段上的。鋼筋砼構(gòu)件的抗剪承載力是隨剪跨比λ增大而降低的。所以，同樣條件下，彎矩較大區(qū)段的截面抗剪承載力要比彎矩較小區(qū)段的小，在荷載作用下，如果發(fā)生剪切破壞，就只能是在彎矩較大區(qū)段上。用來判斷框架柱是否屬于短柱的剪跨比λ當(dāng)然應(yīng)是可能發(fā)生剪切破壞截面的剪跨比λ。

一般情況下，在高層建筑的底部幾層，框架柱的反彎點都偏上，即Mb＞Mt。此時，可按式（1）或式（2）判定短柱：

或Hn／h≤2／yn(2)

式中，yn- -n層柱的反彎點高度比，根據(jù)幾何關(guān)系，可得：yn＝1／(1＋Ψ)，其中，Ψ＝Mt／Mb，0≤Ψ≤1；

Hn- -n層柱的凈高。

式（2）具有一般性。當(dāng)反彎點在柱中點時，Ψ＝1，yn＝0.5，式（2）即成為Hn／h≤4；當(dāng)反彎點在柱上端截面時，Ψ＝0，yn＝1，式（2）即成為Hn／h≤2；如果框架柱上不出現(xiàn)反彎點，就應(yīng)采用最大彎矩作用截面的剪跨比λ＝M／Vh≤2來判斷短柱。

當(dāng)需要初步判斷框架柱是否屬于短柱時，可先按D值法確定柱子的反彎點高度比yn，然后按式（2）判斷短柱。在施工圖設(shè)計階段，可根據(jù)電算結(jié)果作進一步判斷。

2 改善短柱抗震性能的措施

當(dāng)按剪跨比λ判定柱子不是短柱時，按一般框架柱的抗震要求采取構(gòu)造措施即可；確定為短柱后，就應(yīng)當(dāng)盡量提高短柱的承載力，減小短柱的截面尺寸，采取各種有效措施提高短柱的延性，改善短柱的抗震性能。

2.1 使用復(fù)合螺旋箍筋

高層建筑框架柱的抗剪能力是應(yīng)該滿足剪壓比限值和“強剪弱彎”要求的，柱端的抗彎承載力也是應(yīng)該滿足“強柱弱梁”要求的。對于短柱，只要符合“強剪弱彎”和“強柱弱梁”的要求，是能夠做到使其不發(fā)生剪切型破壞的。因此，使用復(fù)合螺旋箍筋［4］來提高柱子的抗剪承載力，改善對砼的約束作用，能夠達到改善短柱抗震性能的目的。

2.2 采用分體柱

由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多，在地震作用下往往是因剪壞而失效，其抗彎強度不能完全發(fā)揮。因此，可人為地削弱短柱的抗彎強度，使抗彎強度相應(yīng)于或略低于抗剪強度，這樣，在地震作用下，柱子將首先達到抗彎強度，從而呈現(xiàn)出延性的破壞狀態(tài)。

人為削弱抗彎強度的方法，可以在柱中沿豎向設(shè)縫將短柱分為2或4個柱肢組成的分體柱，分體柱的各柱肢分開配筋。在組成分體柱的柱肢之間可以設(shè)置一些連接鍵，以增強它的初期剛度和后期耗能能力。一般，連接鍵有通縫、預(yù)制分隔板、預(yù)應(yīng)力摩擦阻尼器、素砼連接鍵等形式。

對分體柱工作性態(tài)的理論分析和試驗研究表明［3～4］：采用分體柱的方法雖然使柱子的抗剪承載力基本不變，抗彎承載力稍有降低，但是使柱子的變形能力和延性均得到顯著提高，其破壞形態(tài)由剪切型轉(zhuǎn)化為彎曲型，從而實現(xiàn)了短柱變“長柱”的設(shè)想，有效地改善了短柱尤其是剪跨比λ≤1.5的超短柱的抗震性能。分體柱方法已在實際工程中得到應(yīng)用［5］。2.3 采用鋼骨砼柱

鋼骨砼柱由鋼骨和外包砼組成。鋼骨通常采用由鋼板焊接拼制或直接扎制而成的工字形、口字形、十字形截面。

與鋼結(jié)構(gòu)相比，鋼骨砼柱的外包砼可以防止鋼構(gòu)件的局部屈曲，提高柱的整體剛度，顯著改善鋼構(gòu)件出平面扭轉(zhuǎn)屈曲性能，使鋼材的強度得以充分發(fā)揮。采用鋼骨砼結(jié)構(gòu)，一般可比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)約鋼材達50％以上［6］。此外，外包砼增加了結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性。與鋼筋砼結(jié)構(gòu)相比，由于配置了鋼骨，使柱子的承載力大大提高，從而有效地減小柱截面尺寸；鋼骨翼緣與箍筋對砼有很好的約束作用，砼的延性得到提高，加上鋼骨本身良好的塑性，使柱子具有良好的延性及耗能能力。

由于鋼骨砼柱充分發(fā)揮了鋼與砼兩種材料的特點，具有截面尺寸小，自重輕，延性好以及優(yōu)越的技術(shù)經(jīng)濟指標等特點，如果在高層或超高層鋼筋砼結(jié)構(gòu)下部的若干層采用鋼骨砼柱，可以大大減小柱的截面尺寸，顯著改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2.4 采用鋼管砼柱

鋼管砼是由砼填入薄壁圓形鋼管內(nèi)而形成的組合結(jié)構(gòu)材料，是套箍砼的一種特殊形式。由于鋼管內(nèi)的砼受到鋼管的側(cè)向約束，使得砼處于三向受壓狀態(tài)，從而使砼的抗壓強度和極限壓應(yīng)變得到很大的提高，砼特別是高強砼的延性得到顯著改善。同時，鋼管既是縱筋，又是橫向箍筋，其管徑與管壁厚度的比值至少都在90以下，這相當(dāng)于配筋率至少都在4.6％以上，這遠遠超過抗震規(guī)范［2］對鋼筋砼柱所要求的最小配筋率限值。由于鋼管砼的抗壓強度和變形能力特佳，即使在高軸壓比條件下，仍可形成在受壓區(qū)發(fā)展塑性變形的“壓鉸”，不存在受壓區(qū)先破壞的問題，也不存在像鋼柱那樣的受壓翼緣屈曲失穩(wěn)的問題。因此，從保證控制截面的轉(zhuǎn)動能力而言，無需限定軸壓比限值［8］。規(guī)程［9］規(guī)定，鋼管砼單肢柱的承載力可按式(3)計算：

N≤φ1φeN0(3)

式中，；

θ=faAa／fcAc稱為套箍指標，0.3≤θ≤3；

φ1，φe的物理意義及計算方法見規(guī)程［9］。

由式（3）可以看出，當(dāng)選用了高強砼和合適的套箍指標θ后，柱子的承載力可大幅度提高，通常柱截面可比普通鋼筋砼柱減小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。

篇（4）

中圖分類號：[TU208.3]文獻標識碼：A文章編號：

1 高層建筑發(fā)展概況與存在問題

80年代,是我國高層建筑在設(shè)計計算及施工技術(shù)各方面迅速發(fā)展的階段。各大中城市普遍興建高度在100m左右或100m以上的以鋼筋為主的建筑,建筑層數(shù)和高度不斷增加,功能和類型越來越復(fù)雜,結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化。比較有代表性的高層建筑有上海錦江飯店,它是一座現(xiàn)代化的高級賓館,總高153.52m,全部采用框架一芯墻全鋼結(jié)構(gòu)體系,深圳發(fā)展中心大廈43層高165.3m,加上天線的高度共185.3m,這是我國第一幢大型高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。進入90年代我國高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工技術(shù)進入了新的階段。不僅結(jié)構(gòu)體系及建筑材料出現(xiàn)多樣化而且在高度上長幅很大有一個飛躍。深圳于1995年6月封頂?shù)牡赝醮髲B,81層高,385.95m為鋼結(jié)構(gòu),它居目前世界建筑的第四位。

我國高層建筑的結(jié)構(gòu)材料一直以鋼筋混凝土為主。隨著設(shè)計思想的不斷更新,結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化,建筑平面布置與豎向體型也越來越復(fù)雜,出現(xiàn)了許多超高超限鋼筋混凝土建筑,這就給高層建筑的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計提出了更高的要求。尤其是在抗震設(shè)防地區(qū),如何準確地對這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系進行抗震分析以及抗震設(shè)計,已成為高層建筑研究領(lǐng)域的主要課題之一。

2 建筑抗震的理論分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實際上是各國建筑抗震經(jīng)驗帶有權(quán)威性的總結(jié),是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(包括結(jié)構(gòu)動力計算,結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容)的法定性文件它既反映了各個國家經(jīng)濟與建設(shè)的時代水平,又反映了各個國家的具體抗震實踐經(jīng)驗。它雖然受抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo),向技術(shù)經(jīng)濟合理性的方向發(fā)展,但它更要有堅定的工程實踐基礎(chǔ),把建筑工程的安全性放在首位,容不得半點冒險和不實。正是基于這種認識,現(xiàn)代規(guī)范中的條文有的被列為強制性條文,有的條文中用了“嚴禁,不得,不許,不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“必須,應(yīng)該,宜于,可以”等體現(xiàn)不同程度靈活性的用詞。

2.2高層建筑結(jié)構(gòu)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

設(shè)計階段的結(jié)構(gòu)動力特性分析。高層建筑進入初步設(shè)計階段后,首先按方案階段確定的結(jié)構(gòu)布置進行計算分析。計算模型取自±0. 000至塔頂,假定樓板為平面內(nèi)剛度無限大,其地震反應(yīng)分析基本參數(shù)列于,以及可以看出,隨著樓層高度的增加,結(jié)構(gòu)X方向(縱向)自振周期及地震力基本正常,而結(jié)構(gòu)Y方向(橫向)自振周期偏長、結(jié)構(gòu)剛度偏低,對應(yīng)于水平地震作用的剪力較小,結(jié)構(gòu)的抗震能力偏弱,結(jié)構(gòu)偏于不安全。為增加Y方向(橫向)的抗側(cè)移剛度,提高其抗震能力,在現(xiàn)代高層建筑的設(shè)計中,可以在建筑核心筒的兩側(cè)增設(shè)四道剪力墻。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001),抗震設(shè)計時,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量必須滿足一定要求,在地震作用時剪力墻作為第一道抗震防線必須承擔(dān)大部分的水平力。但這并不意味著框架部分可以設(shè)計得很弱,而是框架部分作為第二道防線必須具備一定的抗側(cè)力能力,在大震作用下第一道抗震防線剪力墻遭受破壞時,整個結(jié)構(gòu)仍具備一定的抵抗能力,不至于立即破壞倒塌,這就需要在結(jié)構(gòu)計算時,對框架部分所承擔(dān)的剪力進行適當(dāng)調(diào)整。

3結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法探討。

3.1結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本步驟。

對建筑抗震的三個水準設(shè)防要求,是通過“兩階段”設(shè)計來實現(xiàn)的,其方法步驟如下:第一階段設(shè)計:第一步采用與第一水準烈度相應(yīng)的地震動參數(shù),先計算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng),與風(fēng)、重力荷載效應(yīng)組合,并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù),進行構(gòu)件截面設(shè)計,從而滿足第一水準的強度要求;第二步是采用同一地震動參數(shù)計算出結(jié)構(gòu)的層間位移角,使其不超過抗震規(guī)范所規(guī)定的限值;同時采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段設(shè)計:采用與第三水準相對應(yīng)的地震動參數(shù),計算出結(jié)構(gòu)(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié))的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規(guī)范的限值,并采用必要的抗震構(gòu)造措施,從而滿足第三水準的防倒塌要求。

3.2結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法

3.2.1基礎(chǔ)的抗震設(shè)計

基礎(chǔ)是實現(xiàn)高層建筑安全性的重要條件。我國高層建筑通常采用鋼筋混凝土連續(xù)地基梁形式,在基礎(chǔ)梁的設(shè)計中,為充分發(fā)揮鋼筋的抗拉性和混凝土的抗壓性的復(fù)合效應(yīng),把設(shè)計重點放在梁的高度和鋼筋的用量上,在鋼筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基礎(chǔ)筋、基礎(chǔ)輔筋5種鋼筋的結(jié)合。為防止基礎(chǔ)鋼筋的生銹,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加鋼筋表面的保護層厚度,以抑止鋼筋的腐蝕。高層建筑基礎(chǔ)處理的另一個特色是鋼制基礎(chǔ)結(jié)合墊塊的應(yīng)用,它是高層建筑上部結(jié)構(gòu)柱與基礎(chǔ)相連的重要結(jié)構(gòu)部件。它的功能之一是使具有吸濕性的混凝土基礎(chǔ)和鋼制結(jié)構(gòu)柱及上部建筑相分離,有效防止結(jié)構(gòu)體的銹蝕,確保部件的耐久性。

3.2.2鋼結(jié)構(gòu)骨架的抗震設(shè)計

采用鋼框架結(jié)合點柱壁局部加厚技術(shù)來提高結(jié)構(gòu)抗震性能。一般鋼框架結(jié)構(gòu),梁和柱結(jié)合點通常是柱上加焊鋼制隅撐與梁端用螺栓緊固連接。在這種方式下,鋼柱必須在結(jié)合部被切斷,加焊隅撐后再結(jié)合,這樣做技術(shù)上的不穩(wěn)定性和材料品質(zhì)不齊全的可能性很大,而且遇到大地震,鋼柱結(jié)合部折斷的危險性很大。鑒于此,可以首先該結(jié)構(gòu)的梁柱采用高密度鋼材,以發(fā)揮其高強抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免斷柱形式,對二、三層的獨立住宅而言,結(jié)構(gòu)柱可以一貫到底,從而解決易折問題。與梁結(jié)合部柱壁達到兩倍厚,所采用的是高頻加熱引導(dǎo)增厚技術(shù)。在制造過程中品質(zhì)易下降的鋼管經(jīng)過加熱處理反而使材料本來所具有的拉伸強度得以恢復(fù)。對于地震時易產(chǎn)生的應(yīng)力集中,柱的增厚部位能發(fā)揮很大的阻抗能力,從而提高和強化了結(jié)構(gòu)的抗震性。

3.2.3墻體的抗震設(shè)計

“三合一”外墻結(jié)構(gòu)體系,首先是由日本專家設(shè)計應(yīng)用的,采用外墻結(jié)構(gòu)柱與兩側(cè)外墻板鋼框架組合形成的“三合一”整體承重的結(jié)構(gòu)體系。該體系不僅僅用柱和梁來支撐高層建筑,而是利用墻體鋼框架與結(jié)構(gòu)柱結(jié)合,有效地承受來自垂直方向與水平方向的荷載。由于外墻板鋼框架的補強作用,該做法可以較好地發(fā)揮結(jié)構(gòu)柱設(shè)計值以外的補強承載力。加強了對豎向地震力及雪荷載的抵抗能力,最大限度地發(fā)揮其抗震優(yōu)勢;另一方面,由于外墻板鋼框架與內(nèi)部斜拉桿所構(gòu)成“面”承載與結(jié)構(gòu)柱的結(jié)合并用,也提高了整體抗側(cè)推力和抗變形能力。它的抗水平風(fēng)載和地震力的能力比單純墻體承重體系提高30%左右。

4增大結(jié)構(gòu)抗震能力的加固與改造技術(shù)

建國幾十年來，我國的抗震加固與改造技術(shù)得到了飛速發(fā)展。1976年唐山地震后，砌體結(jié)構(gòu)抗震加固的問題日益突出，砌體結(jié)構(gòu)抗震性能不好：砌體墻體抗震能力、變形性能的不足、房屋整體性不好。因此，增大墻體抗震性能的外包鋼筋混凝土面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固技術(shù)及增大結(jié)構(gòu)整體性的壓力灌漿加固技術(shù)、增設(shè)圈梁(構(gòu)造柱)加固技術(shù)、拉結(jié)鋼筋加固技術(shù)；通過增設(shè)抗震墻來降低抗震能力薄弱構(gòu)件所承受地震作用的增設(shè)墻體技術(shù)等應(yīng)運而生。目前該技術(shù)廣泛用于砌筑墻體的加固。

常見的混凝土柱加固技術(shù)有加大截面加固技術(shù)、外包鋼加固技術(shù)、預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)、改變傳力途徑加固技術(shù)、加強整體剛度加固技術(shù)、粘鋼加固技術(shù)以及碳纖維加固技術(shù)等。這些絕大部分都是經(jīng)過長期實踐檢驗可靠性比較高的技術(shù)，已收入國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)》(cecs25—90)。此類技術(shù)不僅有比較充分的理論依據(jù)，規(guī)范還提供了詳細的計算公式。如混凝土柱的外包鋼法加固技術(shù)，開始階段的計算方法是分別計算混凝土柱和外包鋼，外包鋼按鋼結(jié)構(gòu)計算：當(dāng)外包裝的綴板加密并出現(xiàn)濕式的施工方法時，其計算按整體構(gòu)件考慮；當(dāng)綴板施加。

5結(jié)語

高層建筑已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前時代建筑發(fā)展的主流建筑形態(tài)之一,對于高層建筑,其抗震效能的分析一直是國內(nèi)外建筑抗震設(shè)計分析的研究熱點,而最直接最有效的抗震措施就是在建筑設(shè)計階段進行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,只有從高層建筑物內(nèi)部實施結(jié)構(gòu)抗震,才能夠從根本上提高高層建筑的抗震效能。本論文從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度進行了抗震分析,對于具體的高層建筑抗震設(shè)計具有一定指導(dǎo)和借鑒意義。

參考文獻:

篇（5）

建筑設(shè)計是否考慮抗震要求，從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計很難對建筑設(shè)計有較大的修改，建筑設(shè)計定了，結(jié)構(gòu)設(shè)計原則上只能是服從于建筑設(shè)計的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計階段中較好地考慮抗震的要求，則結(jié)構(gòu)工程師就可以對結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進行合理的布置，建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào)，使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高；如果建筑師提供的建筑設(shè)計沒有很好地考慮抗震要求，那就會給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計帶來較多困難，使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計受到建筑布置的限制，甚至造成設(shè)計的不合理。有時為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力，不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量，造成不必要的投資浪費。由此可見，建筑設(shè)計是否考慮抗震要求，對整個建筑起著很重要的作用。因此，我們在建筑抗震設(shè)計過程別要注重以下幾個問題。

一、建筑體型設(shè)計問題

建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，如平面上的外凸和凹進、側(cè)翼的過多伸懸、不對稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞，有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計中，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡可能少做不對稱的側(cè)翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。

二、建筑平面布置設(shè)計問題

建筑物的平面布置在建筑設(shè)計中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內(nèi)墻的布置、空間活動面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數(shù)量和布置等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來。而且，由于建筑使用功能不同，每個樓層的布置有可能差異很大，建筑平面上的墻體，包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等等布置不對稱，墻體與柱子分布的不對稱、不協(xié)調(diào)，使建筑物在地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對抗震很不利。有的建筑物，其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側(cè)，結(jié)果在地震中造成靠電梯一側(cè)建筑物的嚴重破壞。這是因為電梯井筒具有極大的抗側(cè)力剛度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一側(cè)的墻體很多，而另一側(cè)的墻體稀少，這就造成平面上剛度分布的很不對稱，質(zhì)量分布也偏心，使結(jié)構(gòu)的受力和變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng)，帶來局部墻面的破壞。有的建筑物，如底層為商場的臨街建筑，臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體，而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉，兩側(cè)在剛度上相差很多，也將在地震時引起扭轉(zhuǎn)地震作用，對抗震不利。還有的建筑平面布置上，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對齊或中斷，使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻，對抗震也帶來不利，客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計對建筑抗震關(guān)系很大，從概念上要解決的一個核心問題是：建筑平面布置設(shè)計上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻，對稱協(xié)調(diào)，避免突變，防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件，使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體，充分發(fā)揮建筑設(shè)計在建筑抗震中的作用。

三、建筑豎向布置設(shè)計問題

建筑的豎向布置設(shè)計問題在建筑設(shè)計中主要反映在建筑沿高度(樓層)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計上。無論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場、購物中心，建筑上要求是大柱距、大空間；而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設(shè)柱、墻很少，而上面則是以墻為主，柱很少。有的建筑在布置上還設(shè)有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設(shè)有大會議廳、展廳、報告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質(zhì)量和剛度的嚴重不均勻、不協(xié)調(diào)。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質(zhì)量和剛度相差過大，形成突變［3］。在剛度最差的樓層形成對抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設(shè)計中必須高度重視的問題。在實際設(shè)計中，在建筑使用功能不同的情況下，很可能出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對齊，柱子不對齊，墻體不連續(xù)，不到底；上層墻多，下層墻少；上層有柱，下層無柱等，使地震力的傳遞受阻或不通；抗震用的剪力墻設(shè)置不能直通到底層、剪力墻布置嚴重不對稱或數(shù)量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來地震作用分布的不均勻、不對稱和對建筑物很不利的扭轉(zhuǎn)作用。多次大震害表明，建筑物豎向樓層剛度的過大變化，給建筑物造成很多破壞，甚至是整個樓層的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中，有多棟鋼筋混凝土高層建筑發(fā)生了中間樓層的整體坐落倒塌破壞。因此，盡可能使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑物底部，不宜中斷或不到底。盡量避免其某樓層剛度過少，盡量避免產(chǎn)生地震時的鈕轉(zhuǎn)效應(yīng)。

四、建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計限值控制問題

根據(jù)大量震害的經(jīng)驗總結(jié)，現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GBJll-89)對房屋建筑在建筑設(shè)計中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定，建筑設(shè)計應(yīng)予遵守：一是房屋的建筑總高度和層數(shù)；二是對房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。

五、屋頂建筑的抗震設(shè)計問題

在高層和超高層建筑設(shè)計中，屋頂建筑是一個重要的設(shè)計部分。從近幾年對一些高層建筑抗震設(shè)計審查結(jié)果來看，屋頂建筑存在的主要問題，一是過高，二是過重。這樣的屋頂建筑加大了變形，也加大了地震作用。對屋頂建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上，且前者的抗側(cè)力墻與其下樓層的抗側(cè)力墻體上下不連續(xù)時，更會帶來地震的扭轉(zhuǎn)作用，對建筑物抗震更不利。為此，在屋頂建筑設(shè)計中，宜盡量降低其高度。采用高強輕質(zhì)的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結(jié)構(gòu)的傳遞比較通暢，使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致；當(dāng)屋頂建筑較高時，要使其具有較好的抗震定性，使屋頂建筑的地震作用及其變形較小，而且不發(fā)生扭轉(zhuǎn)地震作用。超級秘書網(wǎng)

六、結(jié)束語

總的來說，建筑設(shè)計是建筑杭震設(shè)計的一個重要方面，建筑設(shè)計與建筑

抗震設(shè)計有著密切關(guān)系。它對建筑抗震起著重要的基礎(chǔ)作用。一個優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計，必須是在建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計基礎(chǔ)上完成。為此，要充分重視建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的重要性，在建筑抗震設(shè)計中更好地發(fā)揮建筑設(shè)計應(yīng)有的作用。

參考文獻:

[1]《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(CBJll-89)，中國建筑工業(yè)出版社，2005。

篇（6）

1引言

地震是一種突發(fā)性和毀滅性的自然災(zāi)害，它對人類社會的危害首先是引起建筑物的破壞或倒塌，導(dǎo)致嚴重的人身傷亡和財產(chǎn)損失；其次是引起火災(zāi)、水災(zāi)等次生災(zāi)害，破壞人類社會賴以生存的自然環(huán)境，造成嚴重的經(jīng)濟損失，產(chǎn)生巨大的社會影響。近十年來，地殼運動進入活躍期，世界各地都爆發(fā)了不同程度的地震，而我國更是世界上大陸地震最多的國家之一，20世紀以來，全球發(fā)生7級以上地震1200余次，其中十分之一在我國。例如，1976年7月28日的唐山7.8級地震，2008年5月12日的汶川8.0級地震，2010年4月14日的玉樹地震，都給人們的生命財產(chǎn)安全帶來巨大的損失。同時，由于地震破壞的后果嚴重，我國抗震規(guī)范在2008年與2010年都進行了不同程度的修正，目的是加強建筑結(jié)構(gòu)的安全性。因此，為保障地震作用下人們的生命財產(chǎn)損失降至最低，有必要對建筑物的抗震設(shè)計進行研究，本文就高層結(jié)構(gòu)的一些常用抗震設(shè)計方法進行了討論。

2結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法的發(fā)展

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法的發(fā)展歷史是人們對地震作用和結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計能力認識不斷深化的過程，對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法發(fā)展歷史進行回顧，有助于對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原理的認識，

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法經(jīng)歷了靜力法、反應(yīng)譜法、延性設(shè)計法、能力設(shè)計法、給予能量平衡的極限設(shè)計方法、基于損傷設(shè)計方法和近年來正在發(fā)疹的基于性能/位移設(shè)計法幾個階段[1]。這些抗震設(shè)計方法在發(fā)展階段相互交錯與滲透，對齊進行系統(tǒng)化整理，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法可以分為以下幾類[2]：

基于承載力設(shè)計方法

基于承載力和構(gòu)造保證延性設(shè)計方法

基于損傷和能量設(shè)計方法

能力設(shè)計法

基于性能/位移設(shè)計方法

根據(jù)清華大學(xué)葉列平教授的研究，第（5）種方法在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中較前幾種方法優(yōu)點更為突出，并且在各國規(guī)范中應(yīng)用最廣泛。

3高層抗震設(shè)計的設(shè)防目標

長期的地震觀測表明，在同一地區(qū)不同強度地震的重現(xiàn)期是不同的。強度小的地震重現(xiàn)期，一般10~50年左右發(fā)生一次，即所謂頻遇地震或“小震”；強度較大的地震，重現(xiàn)期較長，一般100~500年發(fā)生一次，即所謂偶遇地震或“中震”；而強度特別大的強烈地震，重現(xiàn)期一般為數(shù)千年，即所謂罕遇地震或“大震”。

高層建筑的使用壽命一般為50~100年，高層住宅的壽命更短，因此要求結(jié)構(gòu)在“大震”作用下不破壞顯然四不合適和不經(jīng)濟的。這就提出了對于不同強度地震的重現(xiàn)期，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有不同的抗震性能，即所謂抗震設(shè)防目標。目前國際上公認的較為合理的抗震設(shè)防目標是：

（1）在頻遇地震作用下，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)應(yīng)處于彈性階段，結(jié)構(gòu)無損壞或輕微破壞，且結(jié)構(gòu)變形很小，不會導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，震后可無條件繼續(xù)使用；

（2）在偶遇地震作用下，結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷在一定限度內(nèi)，震后經(jīng)修復(fù)可繼續(xù)使用；

（3）在罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生倒塌，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件無脫落或落下，保證人身安全，

上述抗震設(shè)防目標與我國抗震設(shè)計規(guī)范中的“三水準”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”是一個含義?，F(xiàn)在的問題是這種單一的抗震設(shè)防目標已不能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)對抗震性能的需求。許多重要建筑對大震作用下的性能要求也不再是不倒塌，而是應(yīng)滿足一定性能指標要求，以保證其仍具有一定的建筑功能和使用功能，這即是基于性能抗震設(shè)計方法研究的目的。

高層抗震設(shè)計方法的幾點討論

4.1遵循建筑抗震設(shè)計規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實際上是各國建筑抗震經(jīng)驗帶有權(quán)威性的總結(jié)，是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計（包括結(jié)構(gòu)動力計算，結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容）的法定性文件。它既反映了各個國家經(jīng)濟與建設(shè)的時代水平，又反映了各個國家的具體抗震實踐經(jīng)驗。它雖然收抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo)，向技術(shù)經(jīng)驗合理性的方向發(fā)展，但它更是具有堅定的工程實踐基礎(chǔ)，把建筑工程的安全性放在首位。正是基于這種認識，現(xiàn)代規(guī)范的條文有的被列為強制性條文，有的條文中應(yīng)用了“嚴禁、不得、不許、不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“必須、應(yīng)該、宜于、可以”等體現(xiàn)不同程度靈活性的用詞。任何結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計都必須以抗震規(guī)范為基礎(chǔ)，按其規(guī)定條文執(zhí)行。

4.2高層建筑抗震設(shè)計應(yīng)注意的問題

高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)房屋高度和高寬比、抗震設(shè)防類型、抗震設(shè)防烈度、場地類別、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)條件等因素考慮其適宜的結(jié)構(gòu)體系，高層建筑的高寬比是對結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟合理性的宏觀控制，在設(shè)計過程中應(yīng)注意以下幾點：

應(yīng)當(dāng)注意抗震縫的設(shè)計，必須留有足夠的防震縫寬度；

平面形狀和剛度不對稱，會是建筑物產(chǎn)生顯著的扭轉(zhuǎn)、震害嚴重，設(shè)計中應(yīng)避免這種情況，不能避免時應(yīng)對抗震薄弱處進行加強；

凸出屋面的塔樓受高振型的影響，產(chǎn)生顯著的鞭梢效應(yīng)，破壞嚴重，設(shè)計中加以注意；

高層部分和底層部分之間的連接構(gòu)造是否合理；

框架柱截面太小、箍筋不足、柱子的延性和抗震能力不夠等容易導(dǎo)致剪切破壞或柱頭壓碎；

沿豎向樓層質(zhì)量與剛度變化太大容易導(dǎo)致樓層變形過分集中而產(chǎn)生破壞；

地基的穩(wěn)定性尤為重要；

伸縮縫和沉降縫寬度過?。╓昂王與防震縫一切三縫合一）使得碰撞破壞很多；

不應(yīng)在建筑物端部設(shè)置樓梯間，樓板有大洞口會因剛度不均勻而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)；

中間部分樓層柱子截面和材料改變或取消部分剪力墻，都會產(chǎn)生剛度或承載力的突變，形成結(jié)構(gòu)薄弱層。

4.3采用纖維增強混凝土

對于高層建筑，混凝土材料由于其自身缺陷，地震作用下易于發(fā)生脆性破壞，引起結(jié)構(gòu)損傷，因此從建筑材料角度分析，可以在某些關(guān)鍵部位采用韌性材料代替混凝土提高整體結(jié)構(gòu)的吸收能量能力與抗震能力?？拐鸾ㄖ牧媳仨毦邆漭p質(zhì)、高強、高韌性特征，例如，木材、輕鋼、型鋼、鋼筋混凝土、復(fù)合材料等都可以從某些方面達到抗震目的。而在我國，森林覆蓋面積少，人居木材占有量少，而鋼材成本較高，這些材料的使用都有相當(dāng)?shù)木窒扌?。而在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位采用一些韌性較高、延性較好、抗性強度高的纖維增強混凝土對提高結(jié)構(gòu)的抗震性能具有非常明顯的作用[3]。目前，我國的纖維增強混凝土種類繁多，例如，鋼纖維混凝土、聚丙烯增強混凝土、聚合物增強砂漿、超高韌性水泥基復(fù)合材料等，這些材料的研究與發(fā)展對高層結(jié)構(gòu)的抗震也起著重要作用。

結(jié)束語

本文在回顧結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法發(fā)展歷史的基礎(chǔ)上，探究了高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防標準，并討論文高層抗震設(shè)計中應(yīng)該注意的問題。高層抗震是個很復(fù)雜的課題，涉及的考慮因素眾多，由于筆者參加工作時間較短，相關(guān)工程經(jīng)驗較少，本文僅提供一般性的參考，如有不到之處，敬請指正。

參考文獻

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小古俊介, 葉列平. 日本基于性能結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法的發(fā)展. 建筑結(jié)構(gòu), 2000年第6期.

篇（7）

1 工程概況

本工程建設(shè)地點位于廣西貴港市，剪力墻結(jié)構(gòu)，地下一層，地上34層，建筑總高度95.7米，結(jié)構(gòu)平面長向34.4m，短向23.0m，場地地震基本烈度6度，設(shè)計基本地震加速度值0.05g，設(shè)計地震分組第一組，建筑場地類別Ⅱ類，基本風(fēng)壓W0=0.35kN/m2。結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示。

2 結(jié)構(gòu)分析

2.1 結(jié)構(gòu)平面布置優(yōu)化

本工程結(jié)構(gòu)平面中部內(nèi)凹尺寸大于相應(yīng)邊長的30%，較為薄弱；右側(cè)中間有較大開洞，導(dǎo)致樓板不連續(xù)，甚至結(jié)構(gòu)位移比居高不下。

針對結(jié)構(gòu)平面存在的問題，設(shè)計過程中采取了如下措施：

2.1.1 中部內(nèi)凹處加設(shè)結(jié)構(gòu)板，避免內(nèi)凹過大導(dǎo)致中部削弱過重。

2.1.2 右側(cè)大開洞處加設(shè)梁連接洞口兩側(cè)豎向構(gòu)件，加強右側(cè)構(gòu)件整體性及洞口兩端變形協(xié)調(diào)能力。本文將著重對比本項措施實施前后，周期比、位移比等結(jié)構(gòu)重要參數(shù)，分析此措施的效果。

2.2 計算結(jié)果分析

2.2.1 結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗算

本工程PKPM結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗算的結(jié)果如下：

X向剛重比 EJd/GH2=2.63

Y向剛重比 EJd/GH2=2.11

該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH2大于1.4,能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗算。

該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH2小于2.7,應(yīng)該考慮重力二階效應(yīng)。

2.2.2 單位面積重力荷載

一般情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積重力荷載大致在以下范圍內(nèi)：14～16 kN／m2

計算結(jié)果文件顯示，結(jié)構(gòu)標準層單位面積質(zhì)量為1476.06 kg/m2，處于經(jīng)驗值范圍之內(nèi)，可見模型輸入及荷載輸入無誤。

2.2.3 層間位移角

結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角應(yīng)滿足《建筑抗震規(guī)范》第5.5.1條及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的第4.6.3條的要求，查表得剪力墻結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角限值為1/1000。

查計算結(jié)果文件，X方向風(fēng)荷載作用下，X方向最大層間位移角即為本工程層間位移角最大值，其值為1/1256，滿足規(guī)范對層間位移角的限值要求。

2.2.4 樓層側(cè)向剛度比及抗剪承載力比

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的第4.4.2條規(guī)定：抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%。第4.4.3條規(guī)定：A級高度高層建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不宜小于其上一層受剪承載力的80%，不應(yīng)小于其上一層受剪承載力的65%。

本工程豎向剛度沒有突變，樓層側(cè)向剛度滿足第4.4.2條關(guān)于樓層側(cè)向剛度的要求。同時，樓層受剪承載力也滿足第4.2.3條關(guān)于樓層受剪承載力的要求。

2.2.5 周期比

周期比是控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的重要指標。它的目的不是在要求結(jié)構(gòu)具有足夠大的剛度，而是保證結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性，避免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)造成不利影響。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，第一、二振型不能發(fā)生扭轉(zhuǎn)為主。

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.3.5條規(guī)定：結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比，A級高度建筑不應(yīng)大于0.9，B級高度建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。

查計算結(jié)果文件，（T1是平動為主的第一自振周期，T3是扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期）：

未實施措施二前，

T1=3.822 S， T3=3.113 S，

T3/ T1=3.113/3.822=0.814

實施措施二后，

T1=3.788 S， T3=2.999 S，

T3/ T1=2.999/3.788=0.792

本工程屬于A級高度建筑，周期比滿足規(guī)范的要求。

對比措施二實施前后周期及周期比的數(shù)值可知：措施二實施后，結(jié)構(gòu)剛度得到了加強，周期明顯有所減小，而周期比也有所降低。措施二有效。

2.2.6 位移比

位移比的控制有利于保證結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性，避免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)造成不利影響

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.3.5條規(guī)定：在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍；B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。

查計算結(jié)果文件：未實施措施二前，最大位移比出現(xiàn)在X+5% 偶然偏心地震力作用下，最大位移比值為1.41；實施措施二后，最大位移比也同樣出現(xiàn)在X+5% 偶然偏心地震力作用下，只是最大位移比值變?yōu)?.36。

實施措施二后，最大位移比值減小了3.5%，可見措施二對減小本結(jié)構(gòu)的最大位移比有顯著的效果。然措施二僅僅是加設(shè)了短短的一段梁，可謂經(jīng)濟而有效。

3 結(jié)語

結(jié)構(gòu)設(shè)計是科學(xué)理論與應(yīng)用實際的高度結(jié)合，其間需要設(shè)計人員運用結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)、彈性力學(xué)等專業(yè)知識，并結(jié)合自己的工程經(jīng)驗才能做到的。目標是安全而經(jīng)濟。

本文中針對目標高層所作出的兩項優(yōu)化雖然簡單，然措施一有效的削弱了樓層平面內(nèi)剛度突變，大大的減小了平面中部薄弱處的危險因素，措施二使得結(jié)構(gòu)各項參數(shù)更趨合理?？梢姾唵蔚膬?yōu)化方案也能得到滿意的效果，希望廣大設(shè)計人員不懼麻煩，作出更多優(yōu)秀的作品。

參考文獻

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[4] 周黎明 淺談高層抗震結(jié)構(gòu)電算結(jié)果的分析[期刊論文]-山西建筑 2008(31)

篇（8）

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計；關(guān)鍵問題；具體舉措

【中圖分類號】TU318【文獻標識碼】A【文章編號】2236-1879（2017）20-0217-01

引言：隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，一棟棟高樓大廈拔地而起，但與此同時，在我國是地震多發(fā)國家的背景下，建筑抗震等安全因素成為設(shè)計需要考慮的因素之一，現(xiàn)階段，我國的建筑抗震水平較高，但因地震導(dǎo)致房屋倒塌的情況時有發(fā)生，為了能更好的提高建筑抗震水平，在建筑抗震設(shè)計方面更加合理，作為中學(xué)生了解建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中關(guān)鍵問題、具體的抗震設(shè)計舉措是很有必要的。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計關(guān)鍵問題

（一）場地的科學(xué)選擇。

建筑場地的科學(xué)選擇，直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的水平與質(zhì)量。因此，有關(guān)的工程設(shè)計人員需要對于建筑物建設(shè)的場地進行全面的考察工作，選擇具有土質(zhì)松軟、地質(zhì)元素分布不均衡的區(qū)域來進行地段的選擇，避免地震發(fā)生時產(chǎn)生出地裂或者是地表錯動問題。

（二）建筑結(jié)構(gòu)的合理化抗震設(shè)計。

建筑結(jié)構(gòu)的合理化設(shè)計也對于提升建筑抗震設(shè)計的質(zhì)量與水平發(fā)揮著重要的作用。比如：使用高強度的建筑材料使得建筑物的結(jié)構(gòu)框架具有完整性的構(gòu)造。而高質(zhì)量設(shè)計圖紙的應(yīng)用，可以使得建筑物的各個部位進行更加合理、科學(xué)的布局，最終形成強有力的抗震效果。

（三）建筑平面布置的規(guī)則性。

進行滿足有關(guān)抗震設(shè)計要求的施工，可以極大提高建筑的抗震水平與能力。比如：綜合的考慮到各個方面的因素，應(yīng)用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進行對稱性的結(jié)構(gòu)設(shè)計，將會對于建筑的抗震實際效果進行科學(xué)的提升。同時，我們需要清楚的了解到各種科學(xué)的設(shè)計需要真正的落實到施工實踐中，使得設(shè)計的成果真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H的應(yīng)用成果[1]。

一、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的具體舉措

（一）基礎(chǔ)隔震措施。

所謂的基礎(chǔ)隔震指的是應(yīng)用各種各樣的減震裝置來完成有關(guān)建筑物的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。具體來講，將有效的抗震、隔震的裝置應(yīng)用到建筑物自身的部位中，從而達到保護建筑物，使其具有良好抗震、隔震效果的一種方式。但是，這種方式不適用于高大的建筑物中。原因在于，在高大建筑物中應(yīng)用抗震裝置會導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生出自振周期問題，無法達到應(yīng)有的抗震效果。在我國的生活中常見的抗震裝置有橡膠墊裝置、混合隔震裝置等。對于這些裝置應(yīng)用摩擦移動或者是粘彈性隔震的方式就可以進行有效的防震，保障建筑物具有良好的防震要求[2]。

（二）特殊材料在地基隔震中的應(yīng)用。

應(yīng)用特殊的材料全面保障建筑物的地基具有良好的防震性能，也是一個重要的防震舉措。具體來講，應(yīng)用高效的瀝青原料與粘土、砂子等進行混合性的應(yīng)用，可以提高建筑物整體的質(zhì)量與水平，保障建筑物的安全。目前這種方法已經(jīng)在建筑物的防震設(shè)計中進行了一定程度的應(yīng)用，并且取得了不錯的應(yīng)用效果[3]。

（三）建筑結(jié)構(gòu)懸掛隔震。

所謂的建筑結(jié)構(gòu)懸掛隔震指的是在進行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，應(yīng)用懸掛的方式來對于建筑物大部分結(jié)構(gòu)或者是整體的結(jié)構(gòu)進行有效減震處理，使得地震發(fā)生時地震災(zāi)害的破壞力量對于懸掛的建筑結(jié)構(gòu)沒有非常大的影響，最終減輕地震對建筑的破壞程度，避免重大的人員傷亡與財產(chǎn)損失。比如：在一些大型鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用懸掛的方式來進行有關(guān)的設(shè)計，使得有關(guān)的子框架通過鎖鏈或者是吊桿方式的應(yīng)用懸掛在主框架上。這種設(shè)計方式應(yīng)用的意義在于地震發(fā)生之后，地震一部分破壞力量會傳導(dǎo)在這些鎖鏈或者是吊桿上，降低了地震對于建筑物地基以及墻面的影響，提高了建筑物地基抗震的實際效果[4]。

（四）建筑層間的隔震。

對于建筑物層間進行有效的隔震是一種操作簡單、工序簡單的應(yīng)用方式。但是，這種方式與其它方面的隔震使用舉措比較起來只能對于地震破壞力量的10%到30%進行有效的預(yù)防，無法從根本上形成強有力的抗震效果。因此，這種方式需要與其它模式的抗震舉措進行綜合性的應(yīng)用，形成對于建筑物的有力保護，全面提高其應(yīng)對地震破壞力量的能力。

（五）建筑結(jié)構(gòu)的加固隔震。

為了全面提高建筑物結(jié)構(gòu)的抗震能力，我們需要采取各種的方式對于建筑物進行必要的加固處理，提升建筑物的質(zhì)量。具體來講，第一，在建筑物竣工之后，有關(guān)的工程施工技術(shù)人員可以應(yīng)用阻尼的方式對于建筑物進行全面的加固，最終使得建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果得到加強。第二，為了提高高層建筑的抗震效果，我們可以應(yīng)用消能減震裝置來提高其抗震的能力，使得高層建筑也可以在地震發(fā)生時具有對地震破壞力的抵御能力，避免重大的財產(chǎn)損失與人員傷亡。比如：消能減震裝置在建筑物隔震夾層中進行應(yīng)用，可以極大提高建筑物結(jié)構(gòu)的抗震效果[5]。

二、結(jié)論：

通過上述幾個方面，對于建筑物結(jié)構(gòu)抗震若干問題進行科學(xué)的研究與探討，有利于建筑物施工的企業(yè)應(yīng)用眾多的具體方法全面提高建筑物結(jié)構(gòu)抗震的質(zhì)量與水平，保障建筑物在地震發(fā)生時具有強有力抵御地震的能力，減少人員的傷亡與財產(chǎn)上的損失。如今總體的設(shè)計理念與方式比較先進，但也需要與時俱進，不斷提高建筑抗震等級，為人們的生命和財產(chǎn)安全提高保障。

參考文獻 

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篇（9）

Abstract： paper first part of the frame supported shear wall structure made ​​a brief overview, and then analyzes some of the shear wall structure supported frame design points. In the right part of the frame supported shear wall design, it should reduce the conversion, make overall planning. Meanwhile, in the design of the time to pay attention to maintaining the stability of the overall structure of a large space, as far as possible in the design calculations to be accurate and comprehensive section. Finally, the paper recommends seismic design of high-rise buildings should be performance-based seismic design, and gives the right part of the frame supported shear wall structure seismic design requirements and strategies.

Key words： section frame supported shear wall; structural design; seismic Policy

中圖分類號：TU398+.2 文章標識碼：A

0 引言

隨著我國經(jīng)濟及社會的快速發(fā)展，我國城市化率越來越高，城市有限的空間及土地資源已經(jīng)很難滿足人們的需求，因此為了爭取更大的建筑空間，高層建筑越來越多。同時，為了更為有效地利用地面的空間，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計越來越多地應(yīng)用在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中。基于此論文對部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計與抗震策略進行了較為系統(tǒng)的研究。

1、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)概述

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代高層建筑中常用的一種結(jié)構(gòu)，具有底部大的特點，因此也被稱為底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)。從這個界定可以看出部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)通常在高層或多層剪力墻結(jié)構(gòu)的底部，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計一般是根據(jù)實際需要，為增加底部空間的使用功能而設(shè)置的[1]。所以上層建筑的部分剪力墻不能沿用到底層，不然的話會影響底層空間的使用效率，甚至有些底層的建筑空間在設(shè)計之處就已經(jīng)規(guī)劃好用途。所以在建筑的設(shè)計過程中就要設(shè)計一個結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，通過結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層來減少建筑底層的壓力[2]。而轉(zhuǎn)換層下面的一層，即建筑的底層則稱為框支層，框支層中的貫穿上下層的墻則是剪力墻。同時，界定建筑的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的時候，不僅要看其抗側(cè)剛度，還要整個結(jié)構(gòu)的特點，看是不是形成了薄弱層，抗側(cè)剛度是不是發(fā)生了突變等情況。不能僅僅依據(jù)建筑的豎向構(gòu)件有沒有貫通落地。

2、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點分析

通過上面的分析可以看出，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的界定是有一定的規(guī)范的，并不是所有的貫穿轉(zhuǎn)換層與底層的墻面都屬于部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，還要觀察整個建筑本身的特點。所以在進行部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計的時候要注意以下幾個要點。

（1）在對部分框支剪力墻進行設(shè)計的時候，應(yīng)該減少轉(zhuǎn)換，盡可能采用上下主體豎向布置的方式，以保證主體間的連續(xù)貫通。特別是在設(shè)計框架—核心筒結(jié)構(gòu)時，要盡量保證核心筒可以上下貫通，這樣可以保證設(shè)計的安全性及可靠性。

（2）在設(shè)計時要注重統(tǒng)籌規(guī)劃，不要將各部分獨立開來，各構(gòu)件間的關(guān)系及布置要主次分明，傳力直接，這樣便于施工，同時減少識圖錯誤的概率。而在轉(zhuǎn)換層上下主體的豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要盡量減小水平方向傳力的影響，避免多級復(fù)雜的轉(zhuǎn)換，這樣可以有效地保證水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的傳力比較直接。

（3）在設(shè)計的時候要加強轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)的剛度，弱化轉(zhuǎn)換層上部主體結(jié)構(gòu)的剛度，這樣就可以有效地保證下部的大空間整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)換層上下主體結(jié)構(gòu)之間的剛度及變形度也會比較接近。

（4）在部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算階段，最為重要的一點就是要全面而且要確保準確，如果計算及計算結(jié)果出了問題，將會嚴重影響整棟建筑的質(zhì)量。而且要特別注意將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)作為整體結(jié)構(gòu)的一個重要的組成，并采用正確的計算模型進行計算。

3、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計

我國地域廣闊，橫跨環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶，所以地震活動比較頻繁，而且強度比較大，同時地震常發(fā)地區(qū)分布廣，可以說我國是一個震災(zāi)嚴重的國家[3],所以建筑防震性能的設(shè)計非常重要。

3.1 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計概述

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計主要是為應(yīng)對地震發(fā)生而進行的一種設(shè)計，這種設(shè)計是在地震發(fā)生的假設(shè)前提下進行的。我國高層建筑的城市幾乎都在抗震設(shè)防范圍之內(nèi)，因此部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計是部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的一項極為重要的內(nèi)容。一般來說地面運動主要有三種運用描述方式，即強度、頻譜和持時。而地震的強度是由振幅來表示，振幅對建筑的破環(huán)程度跟很多因素有關(guān)，比如說時間、速度、加速度，還有建筑本身的特性。所以在進行抗震設(shè)計的時候要綜合考慮多方面的因素。

3.2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計要求分析

我國為了更好地預(yù)防地震災(zāi)害，對建筑的抗震設(shè)計做了一系列的規(guī)定。上世紀80年代的抗震設(shè)防目標是“小震不壞、中震可修、大震不倒” [4]，但隨著我國經(jīng)濟及技術(shù)的發(fā)展，我國在2010年對建筑的抗震設(shè)防目標進行了修改，并給定了具體的抗震設(shè)計方法，表3-1是常規(guī)的設(shè)計方法與抗震設(shè)計方法的對比表（表3-1）。通過兩種抗震設(shè)計的防震目標、實施方法及實踐運用方面的對比可以發(fā)現(xiàn)，我國明顯加大了地震災(zāi)害的預(yù)防力度?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計雖然運用還不夠廣泛，但是對新技術(shù)、新材料的適應(yīng)性比較好，而且也滿足社會發(fā)展的趨勢，未來的運用潛力比較大。同時，基于性能的抗震設(shè)計可以增加結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的內(nèi)容，比如剛度盡量對稱，框支轉(zhuǎn)換梁上墻體盡量居中布置，從初設(shè)階段將一些對結(jié)構(gòu)不利的東西規(guī)避掉。綜上所述，對于現(xiàn)代高層建筑的抗震設(shè)計應(yīng)采用基于性能的抗震設(shè)計方案。

表 3-1 常規(guī)設(shè)計方法與性能設(shè)計方法的對比分析表

3.2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計策略分析

通過上面的分析，論文對部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計應(yīng)該采用基于性能的抗震設(shè)計方案。因為部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)基本上都是高層建筑，采用的基本上都是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)本身就具有良好的抗震性。導(dǎo)致抗震災(zāi)害形成的原因大都是由于建筑物的造型與建筑的抗震性能不協(xié)調(diào)導(dǎo)致的。所以在設(shè)計的過程中要特別關(guān)注這兩部分的設(shè)計。

（1）建筑體型的抗震設(shè)計策略分析

對于建筑體型的設(shè)計主要關(guān)系到的是建筑的布局及體量等方面的設(shè)計，這也是建筑設(shè)計的一個重要的部分。很多設(shè)計師在設(shè)計的時候由于太過于關(guān)注建筑的造型及建筑本身的使用價值，很容易忽視建筑體型與建筑抗震性能之間的關(guān)系。所以在設(shè)計的過程中，設(shè)計者應(yīng)該科學(xué)地設(shè)計建筑的空間體量，包括建筑的高度、比例，建筑的對稱性，還要關(guān)注建筑的轉(zhuǎn)角的設(shè)計，同時建筑周邊的抗力，建筑整體的均衡性等方面都要進行綜合的考慮。

（2）建筑立面的抗震設(shè)計策略分析

建筑立面通常來說都是由大量的建筑部件組成的，所以建筑立面的設(shè)計要關(guān)注的主要是立面材料的選擇，部件之間的比例的設(shè)計，還有其尺寸大小的控制等方面。而從抗震的角度來說，建筑的設(shè)計則要關(guān)注以下幾個要點。首先，在設(shè)計的時候，不能孤立地進行孤立面的設(shè)計，而應(yīng)該將正立面、側(cè)立面及背立面各個立體面之間協(xié)調(diào)起來，是他們之間得到統(tǒng)一，從而形成一個完整的整體。同時，要注意立面的空間效果和立面各部件之間的均衡性和規(guī)則性。

4、結(jié)語

通過論文的分析可以看出，隨著城市化進程的進一步推進，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)越來越多地應(yīng)用在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑防震性能的設(shè)計十分重要。而且在設(shè)計的過程中要減少建筑部件間的轉(zhuǎn)換，采用合理的布置方式，以保證建筑的安全性。同時，要注重設(shè)計的統(tǒng)籌規(guī)劃，將建筑的各部件之間有機地聯(lián)系起來，以實現(xiàn)建筑的整體性和統(tǒng)一性。在分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計要采用抗震設(shè)計方法，并對建筑物的造型及立面的進行抗震設(shè)計。最后，希望論文的研究為相關(guān)工作者及研究人員提供一定的借鑒與參考價值。

【參考文獻】

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中圖分類號：TU3文獻標識碼： A

一、建筑抗震設(shè)計的重要意義

不同的變量可以體現(xiàn)出建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，在抗震設(shè)計中具體使用哪一種設(shè)計的變量，要與結(jié)構(gòu)自身的類型相結(jié)合，與地震反應(yīng)的特性以及地震破壞的模式相結(jié)合。結(jié)合結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計變量的不同，對結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計方法進行分類，一般可以分為以下四種：基于承載力的抗震設(shè)計法、基于能量的抗震設(shè)計方法、基于位移的抗震設(shè)計方法及基于損傷的抗震設(shè)計方法。

通過抗震設(shè)防目標的角度可以看出，現(xiàn)在的抗震設(shè)計方法說到底是以對生命安全進行保護的單一設(shè)防目標。現(xiàn)代社會在不斷的發(fā)展，抗震設(shè)計不但要預(yù)防建筑物的倒塌破壞，更要結(jié)合建筑物的重要性以及用途進行有效的控制它的破壞狀態(tài)。這對于抗震設(shè)防目標來講要求更多級化，基于性能的抗震設(shè)計方法的提出就是為了對此問題的解決。性能這一概念具有宏觀性，與力或位移這樣的物理概念不同，不能作為設(shè)計變量在抗震設(shè)計中直接運用，更多是與建筑物的破壞程度聯(lián)系在一起，建筑物的破壞程度可以用位移、力、能量以及損傷等反應(yīng)參數(shù)進行表示，所以，基于性能的抗震設(shè)計與基于承載力或者基于位移等抗震設(shè)計相比，其設(shè)計的理念更為廣義，如今，在進行有針對性的基于位移、損傷以及能量等抗震設(shè)計方法的研究中，一般的主導(dǎo)思想都是基于性能的抗震設(shè)計。

二、現(xiàn)代抗震設(shè)計綜述

第一，基于承載力的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，基于承載力的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，建立在靜力分析的理論之上，以慣性力的形式來反映地震作用，并按彈性方法來計算結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)的大小、進行結(jié)構(gòu)彈性位移驗算，把結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度是否達到特定的極限狀態(tài)作為結(jié)構(gòu)失效的準則。一是設(shè)計地震作用的確定，在基于承載力的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法中，設(shè)計地震作用取值由設(shè)防烈度的地面運動有效峰值加速度考慮放大效應(yīng)和地震作用效應(yīng)降低系數(shù)的綜合影響后得來的，可以用如下公式表示：f = kβig/r式中：f―建筑結(jié)構(gòu)總水平地震作用；k―地震系數(shù)(不同地震分區(qū)所取的相當(dāng)于設(shè)防烈度水準的地面運動有效峰值加速度或地面運動峰值加速度與重力加速度的比值，它反映了不同地區(qū)設(shè)防烈度地震的強弱)；β ―動力放大系數(shù)(對應(yīng)于不同周期的結(jié)構(gòu)反應(yīng)峰值加速度與地面運動有效峰值加速度或峰值加速度比值的擬合值，它反映了不同周期體系對地震作用的動力放大效應(yīng))；i―建筑重要性系數(shù)；r―地震作用降低系數(shù)；g―結(jié)構(gòu)重力荷載代表值（取恒載和可能與設(shè)計地震作用同時出現(xiàn)的活載之和）。地震系數(shù)k 反映的是不同地區(qū)設(shè)防烈度地震的強弱，根據(jù)各地區(qū)不同的地震危險性將其細分為不同地震區(qū)域，并對每個地區(qū)根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果重現(xiàn)期給出其地震系數(shù)。動力放大系數(shù)β反映了不同周期彈性單自由度體系的動力放大效應(yīng)，它通常是從相對于地面運動有效峰值加速度作歸一化處理后的多條彈性加速度反應(yīng)譜曲線中經(jīng)歸納和簡化后得到的。加速度反應(yīng)譜是確定的地面運動通過一組阻尼比相同自振周期不同的單自由度體系所引起的各體系最大加速度反應(yīng)與相應(yīng)體系自振周期間的關(guān)系曲線。二是基于承載力結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法的研究現(xiàn)狀，基于承載力的抗震設(shè)計法作為產(chǎn)生較早的方法，從20世紀年代中期開始廣泛應(yīng)用，經(jīng)過多年的研究發(fā)展較之其他抗震設(shè)計方法相對成熟。目前加速度反應(yīng)譜的短周期段的精度已基本滿足工程使用要求，研究主要關(guān)注反應(yīng)譜的不合理性。隨著高層、超高層等長周期結(jié)構(gòu)的發(fā)展，對反應(yīng)譜長周期的研究也逐漸開展。考慮到現(xiàn)有的科技水平及設(shè)計習(xí)慣，彈性加速度反應(yīng)譜仍是現(xiàn)階段結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計計算的最基本依據(jù)，研究工作主要集中在結(jié)合場地影響、強震觀測改進及結(jié)構(gòu)時程分析對加速度反應(yīng)譜的長周期段進行修正，以求使地震作用計算更加合理準確。

第二，基于能量的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，基于能量的抗震設(shè)計理論主要是通過能量的角度在地震地面運動對結(jié)構(gòu)的作用進行考慮，具有明確的概念，也能把地震的動強度、頻譜以及持時對結(jié)構(gòu)帶來的破壞進行很好的反映，通過輸入能量與耗散能量的角度對結(jié)構(gòu)進行捕捉到在強烈的地震作用下的變形過程。因為能量分析具有一定的復(fù)雜性，基于能量的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的方法還正在研究的階段，要在實際工程設(shè)計中進行運用，到現(xiàn)在為止還沒有真正建立起來。在抗震研究中有兩個非常重要的論題就是能量概念與破壞模型，尤其是現(xiàn)在提出的基于性能的抗震設(shè)計的思想，對于抗震結(jié)構(gòu)的耗能力以及性能的研究又提出更高的要求。此方法能夠?qū)Y(jié)構(gòu)滯形而對結(jié)構(gòu)破壞影響的特點進行全面的考慮，并且對于基于性能的抗震設(shè)計理念有著非常重要的意義，所以，基于能量的抗震設(shè)計的方法對于抗震理念的進一步發(fā)展起著很大的促進作用，也是傳統(tǒng)抗震設(shè)計方法得到改進的重要發(fā)展方向。

第三，基于損傷的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，近些年以來，經(jīng)過各國的學(xué)者的研究表明，因為地震具有往復(fù)性，而且地震動持的時間比較短，所以，受地震的作用，其損傷不但與最大變形有關(guān)系，同時，與結(jié)構(gòu)的低周疲勞效應(yīng)帶來的累積損傷也有關(guān)系。通過反映結(jié)構(gòu)的變形以及累積損傷效一些的損傷性能參數(shù)能把結(jié)構(gòu)的非彈性性能更好的描述出來。因為計算損傷指數(shù)是把計算結(jié)構(gòu)的累積滯回耗能作為基礎(chǔ)的，而結(jié)構(gòu)能量分析的重點是累積滯回耗能計算，因此，也可把基于損傷的設(shè)計方法作為能量法結(jié)合性能設(shè)計思想的一種應(yīng)用的方法?；趽p傷的抗震設(shè)計就是對結(jié)構(gòu)損傷指數(shù)的反映，對地震損傷模型的損傷指數(shù)進行適當(dāng)?shù)倪x取，再進行驗算看是否與預(yù)定的損傷性能目標相符合。

第四，基于性能的抗震設(shè)計的概念，組織描述基于性能抗震設(shè)計就是性能設(shè)計是要對設(shè)計標準進行選擇，結(jié)構(gòu)的形式要恰當(dāng)，規(guī)劃要合理，才能使建筑物的結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)的細部構(gòu)造設(shè)計得到保證，對建造質(zhì)量進行控制并進行長期的維護，讓建筑物在受到一定水平地震作用下，破壞的結(jié)構(gòu)處于特定的范圍內(nèi)。Atc組織的描述是對基于性能抗震設(shè)計在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計中，選用的標準通過結(jié)構(gòu)性能目標來體現(xiàn)，主要是對混凝土結(jié)構(gòu)而且采用基于能力的設(shè)計原理。

三、國際抗震設(shè)計新理念分析

很多國家在進行高層建筑的抗震設(shè)計中，都有很多新的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，例如：美國的紐約四十二層高的建筑物，建在基礎(chǔ)分離的九十八個橡膠的彈簧上，日本 的建在弧型的鋼條上，前蘇聯(lián)的建在基礎(chǔ)分離的沙墊層上，這些都是在實際中成功的案例，都在建筑結(jié)構(gòu)的體型上得到明顯的提升，對傳統(tǒng)的插入式剛箍捆住內(nèi)力的結(jié)構(gòu)體系進行入改變?？傊诤芏嘟ㄖO(shè)計的結(jié)構(gòu)中都要想辦法避免地震災(zāi)害。實質(zhì)上也是對似地球為相當(dāng)好的慣性參考系”為指導(dǎo)理論的反映，現(xiàn)行的抗震硬抗以及死抗地震打擊設(shè)計的制定，實質(zhì)也是對建筑結(jié)構(gòu)受力體系的改變，而不在似地球為絕對靜止不動的慣性參考系了。

日本東京建造的彈性建筑達到十二座，經(jīng)過6.6級地震的考驗，達成非常明顯的減災(zāi)效果。此種彈性的建筑物在隔離體上進行建設(shè)，隔離體的組成包括分層橡膠、硬鋼板組以及阻尼器，建筑結(jié)構(gòu)不會與地面發(fā)生直接的接觸。阻尼器是由螺旋鋼板組成，可以使顛簸的感覺得到減緩。在美國硅谷建造了一座電子工廠大廈，就是滾珠大樓，采用了一種新的抗震法，也就是在建筑物的每一根柱子或墻體下進行不銹鋼滾珠的安裝，通過滾珠來對整個建筑進行支撐，鋼梁縱橫交錯，卻把建筑物緊緊的固定在地基上，在地震發(fā)生的時候，富有彈性的鋼梁會進行自動的伸縮，而大樓在滾珠上發(fā)生輕微的前后滑動，可以把地震帶來的破壞大大的減弱。在日本的鹿島，建筑部門對彈簧大樓發(fā)明了一種俗人的防震營造法，就是通過彈簧把與地基連接的基礎(chǔ)部分與建筑物的主體分離開來，讓建筑物的主體處于一種能對地震吸收和其他振動沖擊的中介物上。不管地基發(fā)生怎樣的搖晃，振動的能量在傳到建筑物的時候，其振動量也會減到原來的十分之一。

四、結(jié)束語

總而言之，通過對建筑抗震設(shè)計的綜合分析，以及國際抗震設(shè)計新理念的總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計是一個龐大的課題，并且具有一定的復(fù)雜性，具有非常廣泛的涉及面，本文中對此理念并沒有深入的研究，因為時間以及能力還非常有限。在未來的研究中，在建筑抗震設(shè)計中還需要進一步探討各個方面的知識。

參考文獻：

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中圖分類號：S611文獻標識碼： A

引言

地震影響因素十分復(fù)雜，是一種不能預(yù)見的外部作用，目前的計算方法依舊處于半經(jīng)驗半理論的方法，在實際工作當(dāng)中，想要對于建筑的抗震性進行精確的計算有很大的難度，因此，建筑設(shè)計師在進行高層建筑時，應(yīng)重返考慮高層建筑的抗震問題，采取相應(yīng)的安全防患措施，做到真正的防患于未然。

1、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的特征

混凝土結(jié)構(gòu)建筑的樓層在10層或10層以上，或者建筑高度超過28m，定義為高層建筑。從定義中可看出高層建筑的特點體現(xiàn)在層數(shù)和高度上，而高層建筑更本質(zhì)的特點是水平荷載設(shè)計起到關(guān)鍵作用。在高層建筑中研究建筑的抗側(cè)力能力是抗震設(shè)計的重點，地震荷載和風(fēng)荷載主要作用于建筑的水平力，其中地震荷載起控制的作用。破壞時間短，無規(guī)律的作用強度大，水平方向上的振動加以扭轉(zhuǎn)振動是地震力對建筑的破壞特點。在設(shè)計過程完全應(yīng)用彈性理論來設(shè)計以提高建筑的抗震性能是不可行的。因為會增加抗側(cè)構(gòu)件的數(shù)量，使結(jié)構(gòu)的自重增加，導(dǎo)致在地震中，由于建筑自身的慣性力過大，使抗震性能降低。

2、建筑抗震級別

我國房屋建筑工程可以分為以下四個抗震設(shè)防類別

2.1、特殊設(shè)防類

指使用上有特殊設(shè)施，涉及國家公共安全的重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進行特殊設(shè)防的建筑。簡稱甲類。

2.2、重點設(shè)防類

指地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以及地震時可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標準的建筑。簡稱乙類。

2.3、標準設(shè)防類

指大量的除1、2、4款以外按標準要求進行設(shè)防的建筑。簡稱丙類。

2.4、適度設(shè)防類

指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑。簡稱丁類。

3、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

3.1、結(jié)構(gòu)布置

平面布置是指在建筑設(shè)計的平面圖上，將柱和墻的位置以及對樓蓋具有的傳力作用進行合理的設(shè)置。依據(jù)建筑的抗震性能來看，最關(guān)鍵的是盡量將建筑結(jié)構(gòu)平面的剛度中心與質(zhì)量中心相靠近或相重合，以降低地震力對建筑的破壞力。為了減輕建筑自身的重量，在設(shè)計時應(yīng)以結(jié)構(gòu)的平面規(guī)則、對稱為宜。結(jié)構(gòu)的剛度在豎向上應(yīng)保持均勻，可盡量較為規(guī)則的設(shè)計豎向結(jié)構(gòu)，少做平面上的變化。在安全規(guī)定內(nèi)設(shè)計結(jié)構(gòu)的高度和寬度，并且需限制兩者的比值，以使結(jié)構(gòu)有較好的整體剛度和穩(wěn)定性。

3.2、防震縫設(shè)置

建筑平面結(jié)構(gòu)復(fù)雜時，可通過使用防震縫，將復(fù)雜面劃分為簡單且規(guī)則的平面，但是在高層建筑中，不宜使用防震縫。如果無法避免設(shè)縫，那么應(yīng)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)，按照需要較寬的規(guī)定來設(shè)置寬度。建筑的高度不超過15m，其防震寬度宜采用70mm；高度大于15m，應(yīng)根據(jù)不同的度數(shù)相應(yīng)的增加高度和防震縫寬度。

4、高層建筑混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

4.1、選擇場地地基

選擇場地地基首先要依據(jù)實際工程需求，同時還要考慮地震活動情況。分析天然地基時的抗震承載力要按照不同的場地來進行，此外，根據(jù)不同場地來分析地震所導(dǎo)致的危害度。如果有必要，可使用規(guī)范的地基來進行處理?？筛鶕?jù)地震強度、場地土的厚度、斷裂的地質(zhì)歷史來明確避讓距離，從而對場地范圍內(nèi)的地震斷裂的確定有利。一定要保證避開對不利的建筑地段來進行場地地基的選擇，如果依法避開，可以運用合適的抗震措施來進行。

4.2、增加抗彎結(jié)構(gòu)寬度

增加抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中能提高建筑的抗傾覆力矩，并且側(cè)移三次方的比例能得到減小，利用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的彎矩平衡法進行計算可更好的理解這一設(shè)計方式。在實際的建筑工程的設(shè)計中，豎向構(gòu)件在結(jié)構(gòu)體系中的良好連接是必須要做到的。在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計構(gòu)件應(yīng)遵循強壓弱拉、強柱弱梁、強節(jié)點弱桿件和強剪弱彎的原則。在實際當(dāng)中，為實現(xiàn)框架與剪力墻的協(xié)同一致需控制各層樓板的變形量。剪力墻的主要受力是彎曲變形，結(jié)構(gòu)的主要受力是剪切變形，將兩者進行有效協(xié)調(diào)變位，能實現(xiàn)框架抗震。

4.3、設(shè)計構(gòu)件布置方式

結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗力構(gòu)件的布置應(yīng)發(fā)揮最有效的作用，以提高結(jié)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)力，例如斜撐、水平撐及桁架體系等。在實際的設(shè)計中，不宜忽略其在結(jié)構(gòu)中的作用，應(yīng)根據(jù)具體受力狀態(tài)，發(fā)揮桿件的抗拉和抗壓能力。交叉撐或斜撐是最有效抗衡抗側(cè)力的鋼骨混凝土構(gòu)件，其構(gòu)件可完全適應(yīng)受拉或受壓的狀態(tài)，且可充分是鋼材抗拉能力和混凝土構(gòu)件的抗壓能力得到發(fā)揮的同時，又可在水平方向上增大架構(gòu)的抗側(cè)移剛度，以增強高層建筑緩凝土結(jié)構(gòu)抗震作用。

4.4、高層混凝土建筑各層結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置

通過在模擬地震中對設(shè)施的分析，我們能夠根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對各層的參數(shù)進行設(shè)置。例如高層混凝土結(jié)構(gòu)建筑中的墻體承載能力等方面。在預(yù)處理階段，應(yīng)在充分了解羨慕的地形條件、質(zhì)量檢測等多個方面的基礎(chǔ)上，建立設(shè)計的框架，應(yīng)用設(shè)計理念做出說明，完成高層混凝土結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計工作。在高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，最好能夠建立設(shè)計信息庫，便于工程師用查找案例并總結(jié)的方法來展開工作。在研究結(jié)構(gòu)綜合受理情況時，應(yīng)選出相應(yīng)的模型，并以此對建筑結(jié)構(gòu)的合理性進行判斷。要對計算機運算結(jié)構(gòu)展開研究，為以后的計算機運算提供一句。高層混凝土建筑要處理包括站東周期、扭轉(zhuǎn)角度等多種參數(shù)，因此，對于高結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)經(jīng)過反復(fù)推敲，確保其具有良好的抗震能力。

4.5、重視結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

在進行高層混凝土結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計時，應(yīng)重視高層結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，對于嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案買，不能進入選擇的行列。合理的布置能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的抗震起到有效的提升，在設(shè)計中應(yīng)提倡平、立面的對稱。經(jīng)過對震害的研究我們呢可以發(fā)現(xiàn)，對稱建筑在地震中受到的傷害最低，對于采取抗爭措施和處理都較為便利。

4.6、增加承受荷載的構(gòu)件截面

在實際結(jié)構(gòu)的設(shè)計中對承受地震力的構(gòu)件應(yīng)增大構(gòu)件的最大部分截面，主要表現(xiàn)為在底部中應(yīng)用加強層。通常情況下在剪力墻底部的加強層，其高度應(yīng)設(shè)計與底部兩層的較大值，或1/8的墻肢總高度相接近。高度大于150m的剪力墻，墻肢總高度的1/10是其底部加強部位的高度。為保證結(jié)構(gòu)的延性需要對截面的尺寸進行限制，以防止產(chǎn)生脆性破壞，尤其對于抗震結(jié)構(gòu)的截面限制條件更為嚴格，將x設(shè)為混凝土受壓區(qū)域梁端截面構(gòu)建的高度，考慮鋼筋的受力情況，計算結(jié)果應(yīng)符合以下條件;一級，x≤0.25h0；二、三級，x≤0.35h0，H0表示為截面的有效高度。

4.7、發(fā)揮樓蓋的水平隔板作用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中將豎向的受力構(gòu)件，也設(shè)計為是受彎構(gòu)件，主要抗傾覆構(gòu)件能在壓力作用下，保持整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時能減少增加的構(gòu)件數(shù)量，減輕結(jié)構(gòu)自重，降低工程造價。在高層建筑中，實際樓蓋發(fā)揮的隔板作用應(yīng)符合計算假定：假定全部樓層采用剛性樓板。這主要因為結(jié)構(gòu)樓板的剛度足夠，樓板有一定的厚度并配有鋼筋，且在平面內(nèi)的開洞進行了限制。如果假定不符合，在地震力的作用下樓板會成為薄弱層，結(jié)構(gòu)會在層高處豎向構(gòu)件發(fā)生破壞，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體發(fā)生垮塌。

4.8、對結(jié)構(gòu)體系要合理的選擇

抗震設(shè)計要考慮的關(guān)鍵問題就是抗震結(jié)構(gòu)體系，建筑是否安全和經(jīng)濟取決于結(jié)構(gòu)方案是否合理。

4.8.1、在對建筑結(jié)構(gòu)體系進行合理選擇時，要考慮到地震作用有合理的傳遞途徑以及計算簡圖要十分明確，除此以外，受力以及傳力路線等都要符合抗震分析。

4.8.2、在選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時，要考慮到贅余度功能和內(nèi)力重分配功能，這兩個功能是進行抗震概念設(shè)計時的重要原則。

4.9、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性要得到提高

對各個構(gòu)件延性水平的提高是抗震概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用的關(guān)鍵問題?？拐鸫胧┲饕校翰捎秘Q向和水平向的混凝土構(gòu)件，從而對砌體結(jié)構(gòu)加強約束。這樣一來，配筋砌體在地震中產(chǎn)生裂縫后也不會倒塌，讓建筑物在地震中不會完全喪失重力荷載的承載能力。

5、結(jié)語

對于高層建筑來說，抗震設(shè)計是非常重要的，一個優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計，必須是在建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計基礎(chǔ)上完成。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，很多新型的結(jié)構(gòu)、新的技術(shù)不斷出現(xiàn)，設(shè)計人員要不斷利用這些新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)進行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而為人們的生命財產(chǎn)安全做好保障。

參考文獻

[1]陳天華.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計探析[J].中國科技信息,2011,16:42.