高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】高層建筑 建筑結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)計(jì) 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)優(yōu)化的必要性

伴隨著城市高層建筑已成為主題建筑，結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)就越來越重要。尤其是我國(guó)地理位置的特殊性――系地震多發(fā)區(qū)域，所以高層建筑的抗震設(shè)計(jì)是每一項(xiàng)工程建設(shè)應(yīng)該考慮的最為關(guān)鍵的問題。由于地震的發(fā)生具有隨機(jī)性，因此在建筑設(shè)計(jì)過程中要重點(diǎn)分析建筑的抗震問題，不斷的吸收、改進(jìn)以往的經(jīng)驗(yàn)，減少地震對(duì)建筑物的損害，切實(shí)做好建筑安全工作。

2.高層建筑抗震設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問題

2 .1部分建筑物高度過高

按我國(guó)現(xiàn)行《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，在一定的抗震設(shè)防烈度和一定的結(jié)構(gòu)體系下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個(gè)最大適用高度。在最大適用高度以下的范圍內(nèi)，建筑物的抗震能力是比較好的，一旦超過最大適用高度，在強(qiáng)烈的地震力下，建筑物就會(huì)發(fā)生破壞性變形，抗震能力下降，從而導(dǎo)致建筑工程預(yù)案和建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要重新設(shè)計(jì)。

2 .2地基的選取不科學(xué)

隨著城市居民人口的增加和城市居住空間的減少，很多房產(chǎn)開發(fā)商在選取地址位置時(shí)僅考慮商業(yè)利益、商業(yè)開發(fā)空間等，而忽略了高層建筑的選取地址所應(yīng)遵循的基本原則。高層建筑應(yīng)選擇位于穩(wěn)定基巖、堅(jiān)硬土或開闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土場(chǎng)地，遠(yuǎn)離河岸，避開不利地形，避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險(xiǎn)地段建造房屋。如果對(duì)建筑地基的選擇不適宜，可能導(dǎo)致地震對(duì)建筑基礎(chǔ)的破壞加重，從而使得高層建筑的抗震能力下降。

2 .3材料的選取不科學(xué)，結(jié)構(gòu)體系不合理

在我們地震的頻發(fā)區(qū)域，結(jié)構(gòu)材料的選擇和結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的合理性尤為重要。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)宜采用高強(qiáng)高性能混凝土和高強(qiáng)鋼筋，構(gòu)件內(nèi)力較大或抗震性能有較高要求時(shí)，宜采用型鋼混凝土、鋼管混凝土構(gòu)件。因?yàn)槲覈?guó)的建筑結(jié)構(gòu)形式主要以混凝土核心筒為主，變形控制主要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的水平位移限值為基準(zhǔn)。但因其彎曲變形的側(cè)移較大，靠剛度很小的框架協(xié)同工作減小側(cè)移，不僅增大了鋼筋的負(fù)擔(dān)，而且效果不大，有時(shí)不得不加大結(jié)構(gòu)的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，形成加強(qiáng)層才能滿足規(guī)范側(cè)移限值。

2 .4抗震設(shè)防烈度較低

目前我國(guó)的建筑的抗震設(shè)防烈度較低，中震相當(dāng)于在規(guī)定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)超越概率大約為10％的地震烈度，較低的抗震設(shè)防烈度放松了高層建筑的抗震要求 。

3.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

3.1選擇有利的抗震場(chǎng)地

地震對(duì)建筑物的破壞程度，除了地震的震動(dòng)直接引起的結(jié)構(gòu)破壞，場(chǎng)地的選取也是一個(gè)重要的因素。地震可能引發(fā)地表的錯(cuò)動(dòng)和地裂、地基面的沉陷、滑坡和砂土液化等，因此，高層建筑場(chǎng)地的選擇至關(guān)重要，應(yīng)選擇對(duì)建筑抗震有利的地段，應(yīng)避開對(duì)抗震不利地段，如軟弱土；易液化土；條件突出的山嘴；高聳孤立的山丘；非巖質(zhì)陡坡 、采空區(qū)；河岸和邊坡邊緣；場(chǎng)地土在平面分布上的原因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻等地段；當(dāng)無法避開時(shí) ，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┨岣呖拐鹉芰?，?yīng)根據(jù)抗震設(shè)防類別、地基液化等級(jí)，采取加強(qiáng)地基和上部結(jié)構(gòu)整體性和剛度、部分消除地基液化沉陷等措施；當(dāng)?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱性土層、新近填土和嚴(yán)重不均勻土層時(shí)，應(yīng)預(yù)測(cè)到地震時(shí)會(huì)出現(xiàn)地基不均勻沉降或其他不利影響，所以就應(yīng)采用合理的基礎(chǔ)形式（如樁基） 、地基加固和加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)等處理措施；對(duì)于地震時(shí)可能導(dǎo)致滑移或地裂的場(chǎng)地，應(yīng)采取加強(qiáng)地基穩(wěn)定的措施?；A(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)計(jì)在性質(zhì)截然不同的地基上，也不宜部分采用天然地部分采用樁基，不宜部分采用端承樁部分采用摩擦樁；高層建筑宜設(shè)置地室，避免采用局部地室。

3.2優(yōu)化平面和立面設(shè)計(jì)

基于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的平面與立面結(jié)構(gòu)，我們認(rèn)為有以下幾個(gè)方面可以參考 ：

(1)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)學(xué)性。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是指結(jié)構(gòu)在地震作用力下具有直接和明確的傳力途徑。只有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，才能夠易于把握建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型、內(nèi)力位移分析和結(jié)構(gòu)薄弱部位，從而對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能也有更可靠的估計(jì)。

(2)結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力。水平地震的作用是雙向的，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)使高層建筑能抵抗任意方向的地震破壞。通常設(shè)計(jì)可使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個(gè)主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力，結(jié)構(gòu)的抗震能力則是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及延伸的綜合反映。結(jié)構(gòu)剛度的選擇不僅要能減輕地震破壞作用，還要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增幅，過大的變形會(huì)產(chǎn)生重力二階效應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞、失穩(wěn)。

(3)結(jié)構(gòu)的整體性。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋的設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑整體性起到至關(guān)重要的作用，樓蓋相當(dāng)于水平隔板，它不僅聚集和傳遞慣性力到各個(gè)豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，而且要求這些結(jié)構(gòu)能協(xié)同承受地震作用。特別是豎向布置復(fù)雜或抗側(cè)力構(gòu)件水平變形特征不同步的結(jié)構(gòu)，就更要依靠樓蓋使抗側(cè)力與結(jié)構(gòu)能協(xié)同工作。

3.3抗震結(jié)構(gòu)體系完善的設(shè)置

抗震建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)全面考慮到建筑物的設(shè)防烈度 、房屋高度 、場(chǎng)地 、地基 、基礎(chǔ)、材料和施工等因素，經(jīng)過技術(shù) 、經(jīng)濟(jì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件綜合考慮來確定。首先應(yīng)設(shè)較多道抗震防線，從而避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)體系喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力減弱。這樣的結(jié)構(gòu)體系對(duì)保證結(jié)構(gòu)的抗震安全性是非常有效的。同時(shí)底框建筑底層高度不宜太高，應(yīng)控制在4.5 m以下。高度的增加，會(huì)導(dǎo)致底層剛度減小，重心就會(huì)提高，使框架柱的長(zhǎng)細(xì)比例增大，更容易出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象。同時(shí)由于高度較高，不少業(yè)主會(huì)自行改變建筑房間，把一層改為兩層或者更多，從而為整個(gè)樓層帶來安全隱患。所以合理的剛度和強(qiáng)度分布，會(huì)避免因局部消弱、突變性、過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中這些因素所可能產(chǎn)生的薄弱部位。

3.4建筑結(jié)構(gòu)的延性抗震能力

系統(tǒng)的抗震措施主要分為以下幾個(gè)方面：1.強(qiáng)柱弱梁：人為增加柱子相對(duì)于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震中梁端塑性鉸出現(xiàn)較早，在達(dá)到最大非線性位移時(shí)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較大；而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚，在達(dá)到最大非線性位移時(shí)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較小，甚至根本不出現(xiàn)塑性鉸。從而保證框架具有一個(gè)較為穩(wěn)定的塑性耗能機(jī)構(gòu)和較大的塑性耗能能力。2.強(qiáng)剪弱彎：剪切破壞基本上沒有延性，一旦某部位發(fā)生剪切破壞，該部位就將徹底退出結(jié)構(gòu)抗震能力，對(duì)于柱端的剪切破壞還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部或整體倒塌。所以，應(yīng)人為增大柱端、梁端、節(jié)點(diǎn)的組合剪力值，使建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能在大地震破壞下非彈性變形，建筑的構(gòu)件都不會(huì)先發(fā)生剪切破壞 。

4.結(jié)束語

隨著時(shí)代的發(fā)展、科技的進(jìn)步，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法和技術(shù)也應(yīng)當(dāng)不斷地創(chuàng)新和變化，在高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)更認(rèn)真地選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，細(xì)致的選擇建筑結(jié)構(gòu)材料，最大限度的減少地震的破壞，從而提高高層建筑的抗震能力。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]郭霞飛.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思想與工程實(shí)例分析[J].四川建材,2010（03）．

第2篇：高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)；抗震；概念設(shè)計(jì)

高層建筑抗震設(shè)防是工程設(shè)計(jì)面臨的迫切任務(wù)，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震仍然是建筑物安全考慮的重要問題，結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)已變得越來越重要。同時(shí)，建筑材料的選用對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的影響越來越受到人們的關(guān)注。概念設(shè)計(jì)在抗震設(shè)計(jì)中是必不可少的內(nèi)容之一，主要目的就是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的部位，造成地震能量的耗散僅集中在極少數(shù)薄弱部位，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早破壞。概念設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容十分的廣泛，下面從不同的角度進(jìn)行了闡述。

1 選擇對(duì)建筑抗震有利的場(chǎng)地和地基，以減少地震的能力輸入

場(chǎng)地條件通常指局部地形、斷層、地基土層、砂土液化等。表層覆蓋層土質(zhì)硬、厚度小，則承載力高，穩(wěn)定性好，在地震作用下不易產(chǎn)生地基失效；土質(zhì)愈軟，厚度愈大，對(duì)地震的放大效應(yīng)愈大；局部凸出的土質(zhì)山梁，孤立的山包，對(duì)地震效應(yīng)有放大作用。在地質(zhì)斷層，地震中常出現(xiàn)地層錯(cuò)位、滑坡、地基失效或土體變形?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇堅(jiān)硬土或中硬土場(chǎng)地，當(dāng)無法避開不利的或危險(xiǎn)的場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施。

2 選擇延性好的結(jié)構(gòu)體系與材料，并將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu)，削減建筑物對(duì)地震的反應(yīng)

2.1 抗震結(jié)構(gòu)體系的布置

抗震結(jié)構(gòu)平面及立面的變化要均勻，其剛度、承載力和延性在樓層平面內(nèi)應(yīng)均勻，沿結(jié)構(gòu)豎向應(yīng)連續(xù)，剛度和質(zhì)量分布均勻。平面及立面布置應(yīng)簡(jiǎn)單、規(guī)則，同時(shí)對(duì)于平立面形狀超規(guī)，房屋超長(zhǎng)，地基土不均勻等情況應(yīng)設(shè)置合理的防震縫?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系盡量減少自重，由于在高層建筑中，各層樓面板的自重約占建筑物地面以上總重的40%左右，因此，盡量減少板的自重是減輕房屋總重的最佳途徑，如采取密肋樓板，現(xiàn)澆多孔板等都是行之有效的方法。此外，在減輕結(jié)構(gòu)自重方面，運(yùn)用高強(qiáng)混凝土來減小構(gòu)件的斷面，運(yùn)用輕質(zhì)材料如加氣混凝土、輕質(zhì)隔墻等也是非常好的措施。

抗震結(jié)構(gòu)剛度不宜過大，結(jié)構(gòu)也不宜過柔，要滿足位移限制。所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的周期要盡量與場(chǎng)地土的卓越周期錯(cuò)開，大于卓越周期較好。防止出現(xiàn)軟弱層而造成嚴(yán)重破壞或倒塌，防止傳力途徑中斷。尤其是在不規(guī)則結(jié)構(gòu)或體形復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中，一定要設(shè)置從上到下貫通連續(xù)的有較大剛度和承載力的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。抗震結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量減少扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)的危害很大，同時(shí)要盡量加大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。兩者的關(guān)鍵均在剪力墻的布置，剛度大的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)沿結(jié)構(gòu)布置，有利于抗扭。

2.2 構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的延性

一座建筑物耐震與否，主要取決于結(jié)構(gòu)所能吸收的地震能量，它等于結(jié)構(gòu)承載力與變形能力的積，也就是說，結(jié)構(gòu)的抗震能力是由承載力和變形能力兩者共同決定的。承載力較低但延性很大的結(jié)構(gòu)，所能吸收的地震能量多，地震時(shí)，雖然較早的發(fā)生破壞，但其變形能力強(qiáng)，避免倒塌；相反，僅僅承載力很強(qiáng)但延性很低，無變形能力的結(jié)構(gòu)，吸收地震能量的能力弱，一旦地震能量超過設(shè)計(jì)水平，就會(huì)發(fā)生脆性破壞而突然倒塌。

在抗震設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的延性具有與抗震承載力同等甚至更大的重要性，特別是對(duì)于大的地震作用來說，必須采取增加延性的措施，這是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)定的出發(fā)點(diǎn)。因此，抗震結(jié)構(gòu)除按規(guī)定進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)外，還要滿足延性的要求。延性是指構(gòu)件或結(jié)構(gòu)具有承載力不降低或基本不降低的塑性變形能力的一種性能。在“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)原則下，結(jié)構(gòu)都應(yīng)該設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu)，即在設(shè)防烈度地震作用下，允許結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性鉸，當(dāng)合理控制塑性鉸部位、構(gòu)件又具備足夠的延性時(shí)，可做到在大震作用下結(jié)構(gòu)不倒塌。

在高層建筑中，各種體系都是由框架或剪力墻組成，作為抗震結(jié)構(gòu)都應(yīng)該設(shè)計(jì)成延性框架和延性剪力墻。綜合以上對(duì)于構(gòu)件和結(jié)構(gòu)延性產(chǎn)生影響的因素，可以得出延性結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則如下：1)強(qiáng)柱弱梁或強(qiáng)墻弱梁：要控制梁―柱或梁―墻的相對(duì)承載力，使塑性鉸首先在梁端出現(xiàn)，盡量避免或減少柱、墻中的塑性鉸。2)強(qiáng)剪弱彎：要使構(gòu)件抗剪承載力大于塑性鉸抗彎承載力。3)強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固：要保證節(jié)點(diǎn)區(qū)和鋼筋錨固不會(huì)過早破壞，不在梁、柱、墻等構(gòu)件塑性鉸充分發(fā)揮作用前破壞。

2.3 盡可能設(shè)置多道抗震防線

在抗震結(jié)構(gòu)中，雙重體系優(yōu)于單一體系，如框―墻、筒―框、筒中筒等結(jié)構(gòu)優(yōu)于框架、筒體等結(jié)構(gòu)，另外可設(shè)置贅余桿件增加抗震防線。超靜定結(jié)構(gòu)允許部分構(gòu)件屈服甚至破壞，是抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。合理預(yù)見并控制超靜定結(jié)構(gòu)的塑性鉸出現(xiàn)部位，就可以形成抗震的多道防線。第一道防線是指全部結(jié)構(gòu)，其部分構(gòu)件可能屈服，要求具有良好的延性；第二道防線是由部分結(jié)構(gòu)組成的，它必須具有一定的抗側(cè)剛度及承載力，萬一第一道防線中某些部分破壞，第二道防線能形成獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，抵抗總剛度減小后的地震作用。如果預(yù)見某些部位有可能破壞，應(yīng)當(dāng)針對(duì)第二道防線的結(jié)構(gòu)作抗震驗(yàn)算，并且使第二道防線的結(jié)構(gòu)也具有延性。適當(dāng)處理構(gòu)件之間的強(qiáng)弱關(guān)系，使其形成多道抗震防線，是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震能力的重要措施。

對(duì)此，我們應(yīng)合理地選擇混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸、配筋和箍筋，提高結(jié)構(gòu)整體性。各構(gòu)件之間的連接必須牢靠，并符合下列要求：構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的承載力，不應(yīng)低于其連接構(gòu)件；注意應(yīng)力集中部位，如果地震作用有可能使應(yīng)力集中部位提前破壞，則應(yīng)做好第二道防線設(shè)計(jì)，否則應(yīng)加強(qiáng)應(yīng)力集中部位，保證結(jié)構(gòu)整體工作；裝配式結(jié)構(gòu)的連接，應(yīng)能保證結(jié)構(gòu)的整體性；必須有可靠的措施以確保各抗側(cè)力構(gòu)件空間協(xié)同工作。

此外，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)還有很多，包括：提高結(jié)構(gòu)的阻尼，增設(shè)阻尼裝置(吸能器)，以削減建筑物對(duì)地震反應(yīng)的峰值；在主體非承重結(jié)構(gòu)中設(shè)置耗能材料，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)；采用適宜的基礎(chǔ)隔震技術(shù)，地基基礎(chǔ)的承載力和剛度要與上部結(jié)構(gòu)的承載力和剛度相適應(yīng)，并在上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)之間設(shè)置某些由各種隔震器組成的隔震裝置等。

3 結(jié)語

隨著新型結(jié)構(gòu)原理的進(jìn)步，高性能材料的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的不斷提高，促使人類建筑再上一個(gè)新的臺(tái)階。新型結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，分析難度大，全面細(xì)致的考慮結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件和每個(gè)組成部分，成為今后新型結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)和考慮的重點(diǎn)。

分析、預(yù)見、控制結(jié)構(gòu)的耗能和薄弱部位是概念設(shè)計(jì)中的重中之重，找出能支持結(jié)構(gòu)，使它不倒塌的關(guān)鍵部位。各部分構(gòu)件該強(qiáng)則強(qiáng)，該弱則弱，有預(yù)見才能做到措施具體而有效。概念設(shè)計(jì)必須綜合考慮各方面的因素，有矛盾時(shí)要衡量利弊，消除其弱點(diǎn)。概念設(shè)計(jì)的思想被越來越多的結(jié)構(gòu)工程師所接受，并在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮越來越大的作用。用整體概念規(guī)劃總體方案的方法，以及結(jié)構(gòu)總體系和分體系的相互力學(xué)關(guān)系和簡(jiǎn)化近似設(shè)計(jì)方法，為結(jié)構(gòu)工程師和建筑師在設(shè)計(jì)中創(chuàng)造性地相互配合，設(shè)計(jì)出更加可靠，更加令人滿意的建筑作品，提供了強(qiáng)有力的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]章錫鼎，殷繼偉。新型高層建筑結(jié)構(gòu)與材料的抗震分析和設(shè)計(jì)[J]。中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，(5)。

第3篇：高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)抗震；地震設(shè)防

中圖分類號(hào)：TU 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著現(xiàn)代城市的不斷發(fā)展，高層建筑逐漸成為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的象征。當(dāng)前我國(guó)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(jìn)了我國(guó)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(jì)工作帶來極大的挑戰(zhàn)。我國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)國(guó)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(jì)過程當(dāng)中一定要做好相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，從而減少地震帶來的破壞和損失。

1 抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)

國(guó)家為了規(guī)范建筑的抗震設(shè)計(jì)，出臺(tái)了 一系列的標(biāo)準(zhǔn)，其中的抗震設(shè)防烈度就是一個(gè)十分重要的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于規(guī)范我國(guó)的建筑抗震設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。在實(shí)際的抗震設(shè)計(jì)當(dāng)中主要包括以下幾個(gè)方面的工作：第一，根據(jù)建筑所在地區(qū)的小震效應(yīng)對(duì)建筑的各個(gè)構(gòu)建的承載能力進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，從而了解高層建筑在小震情況下的結(jié)構(gòu)彈性形變的情況。第二，計(jì)算大震情況下的建筑彈性形變，從而確保設(shè)計(jì)能夠達(dá)到第三水準(zhǔn)的抗震要求?？拐鹪O(shè)計(jì)目標(biāo)是整個(gè)高層建筑抗震設(shè)計(jì)的大方向，所有的抗震設(shè)計(jì)工作都圍繞著抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)而進(jìn)行，因此對(duì)于建筑的抗震設(shè)計(jì)具有重大的意義。

2 高層建筑抗震設(shè)計(jì)分析方法

2.1 場(chǎng)地和地基的選擇

建筑的場(chǎng)地以及地基的選擇對(duì)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(jì)的基礎(chǔ)。在進(jìn)行建筑場(chǎng)地以及地基的選擇時(shí)，應(yīng)該充分的了解當(dāng)?shù)氐牡卣鸹顒?dòng)情況，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行科學(xué)的勘察，在收集豐富資料的基礎(chǔ)之上對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行綜合的分析和評(píng)價(jià)，評(píng)估當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)計(jì)等級(jí)。對(duì)于一些不利于抗震設(shè)計(jì)的場(chǎng)地應(yīng)該盡可能的進(jìn)行規(guī)避，而實(shí)在無法規(guī)避的應(yīng)該有針對(duì)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(shí)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(duì)于一些達(dá)不到抗震要求的地基應(yīng)該采取相應(yīng)的措施進(jìn)行加固和改造，使其能夠符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，應(yīng)該盡可能的做到規(guī)則，尤其是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能的簡(jiǎn)單化，從而保證可靠性和承載力分布的均勻性。建筑結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)該選擇形狀比較規(guī)則的圖形，這樣在發(fā)生地震的時(shí)候能夠確保建筑整體的承載力均勻分布。應(yīng)該盡可能的避免不規(guī)則的結(jié)構(gòu)平面，造成建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)心和剛心出現(xiàn)交錯(cuò)，這樣一旦出現(xiàn)地震，一些和剛心距離比較大，剛度不足的構(gòu)件就會(huì)發(fā)生側(cè)移，受到較大的地震力的影響，有可能因?yàn)槌惺懿蛔《l(fā)生損壞，最終導(dǎo)致建筑由于某個(gè)構(gòu)件的損壞而發(fā)生傾斜和倒塌。為了防止抗側(cè)力結(jié)構(gòu)橫向剛度突然出現(xiàn)變化，應(yīng)該使垂直方向的抗側(cè)力的截面積從上到下逐漸的遞減。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)材料的選取

除了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之外，高層建筑的結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量的高低以及選擇的正確與否都會(huì)對(duì)抗震效果產(chǎn)生直接的影響。高層建筑的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)在本質(zhì)上就是對(duì)建筑中各個(gè)構(gòu)件的延性進(jìn)行整體的協(xié)調(diào)和把握，最后總使建筑整體在發(fā)生地震的時(shí)候能夠保持穩(wěn)定。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(jí)至少達(dá)到HRB400級(jí)和HRB335級(jí)，而箍筋宜選用HRB335、HRB400和HPB235級(jí)熱軋鋼筋。在進(jìn)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(shí)際的建設(shè)過程當(dāng)中還要兼顧建筑的成本和造價(jià)控制，盡可能通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)在，用盡可能少的材料達(dá)到最佳的抗震效果，在二者之間尋找一個(gè)最佳的位置。

2.4 隔震和消能減震設(shè)計(jì)

對(duì)于一些有特殊要求的高層建筑，除了一般的抗震設(shè)計(jì)之外，還需要進(jìn)行隔振以及消能減震設(shè)計(jì)，從而達(dá)到最佳的抗戰(zhàn)效果。首先在場(chǎng)地和地基的選擇上應(yīng)該盡可能的選擇密實(shí)度較高的地基，從而在地震發(fā)生的時(shí)候能夠有效的減少地震能量對(duì)建筑的破壞，減少共振發(fā)生的可能性。根據(jù)建筑的實(shí)際需要設(shè)計(jì)建筑的隔震系數(shù)，選擇相應(yīng)的隔震支座，同時(shí)考慮風(fēng)力對(duì)建筑所產(chǎn)生的載荷。在建筑構(gòu)件的選擇上應(yīng)該使用延性較好的材料，從而減少地震能量對(duì)建筑的破壞。

2.5 抗側(cè)力體系的優(yōu)化

對(duì)一般性構(gòu)造的高樓，剛比柔好，采用剛性結(jié)構(gòu)方案的高樓，不僅主體結(jié)構(gòu)破壞輕，而且由于地震時(shí)的結(jié)構(gòu)變形小，隔墻，圍護(hù)墻等非結(jié)構(gòu)部件將得到保護(hù)，破壞也會(huì)減輕。提高結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)，在地震時(shí)能夠出現(xiàn)的塑性鉸就多，能耗散的地震能量也就越多，結(jié)構(gòu)就愈能經(jīng)受住較強(qiáng)地震而不倒塌。改善結(jié)構(gòu)屈服機(jī)制，使結(jié)構(gòu)破壞十按照整體屈服機(jī)制進(jìn)行，而不是樓層屈服機(jī)制。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)遵循強(qiáng)節(jié)弱桿、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)壓弱拉的原則。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該選定構(gòu)件中軸力小的水平桿件，作為主要耗能桿件，并盡可能使其發(fā)生彎曲耗能。從而使整個(gè)構(gòu)件具備較大的延性和耗能能力。

2.6 常用的加固設(shè)計(jì)

為了有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，應(yīng)該根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況采取相應(yīng)的加固措施，在進(jìn)行加固方法選擇的時(shí)候應(yīng)該具體考慮以下幾個(gè)方面的因素：第一，對(duì)于一些機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷的情況，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況增加構(gòu)件進(jìn)行加固，或者是采取具有較高抗震能力的構(gòu)件代替原有構(gòu)件。對(duì)于需要提高承載力或結(jié)構(gòu)整體剛度的情況，可以增設(shè)構(gòu)件，擴(kuò)大原截面，設(shè)置套箍等方法；很多建筑結(jié)構(gòu)整體性連接達(dá)不到抗震的標(biāo)準(zhǔn)，可以有針對(duì)性的對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這樣可以分散地震力，減少破壞。建筑中的一些與建筑結(jié)構(gòu)不相關(guān)的構(gòu)件，在地震時(shí)有可能倒塌而造成危害，應(yīng)該適當(dāng)進(jìn)行加固。

2.7 控制結(jié)構(gòu)變形

建筑整體結(jié)構(gòu)變形程度對(duì)于整個(gè)建筑的抗震能力具有直接的影響。在發(fā)生地震的過程當(dāng)中，建筑在水平地震力的作用下出現(xiàn)側(cè)移，從而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，導(dǎo)致破壞的產(chǎn)生。因此應(yīng)該充分的考察高層建筑的結(jié)構(gòu)類型，然后有針對(duì)性的采取相應(yīng)的措施來減少建筑機(jī)構(gòu)在地震力作用下出現(xiàn)的變形。

相關(guān)的時(shí)間證明。在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的損壞程度進(jìn)行評(píng)估的過程當(dāng)中，間層側(cè)移角度是一個(gè)十分重要的指標(biāo)，而國(guó)家對(duì)此也進(jìn)行了相應(yīng)的規(guī)定。因此應(yīng)該采取相關(guān)的措施來對(duì)結(jié)構(gòu)側(cè)移情況進(jìn)行控制，比較常見的方法有：減小框架的柱距和梁距，采用彎-剪雙重抗側(cè)力體系，設(shè)置剛臂，豎向支撐的交錯(cuò)布置，變平面構(gòu)件為立體構(gòu)件，圍護(hù)結(jié)構(gòu)參與抗震，傾斜立面的利用，扭轉(zhuǎn)體型的應(yīng)用，雙曲線圓筒的應(yīng)用，加大房屋等有效寬度。

結(jié)論

我國(guó)是一個(gè)地震災(zāi)害比較頻繁的國(guó)家，對(duì)于高層建筑來說，一旦遭遇地震，往往會(huì)遭受巨大的損失。因此在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中應(yīng)該充分考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況，有針對(duì)性的進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，盡可能的降低地震造成的損壞。

參考文獻(xiàn)

[1]孫廣花.關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2011,(17).

第4篇：高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵字：高層建筑、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

引言

高層建筑的高度在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力和科技水平,世界著名的建筑更是建筑史上的紀(jì)念碑。但是如果高層建筑因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不清,而造成結(jié)構(gòu)布置不合理,不僅會(huì)造成大量的浪費(fèi),更重要的是給高層建筑留下了結(jié)構(gòu)質(zhì)量的安全隱患。因此高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就顯得尤為重要了。

一 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

筆者以為，水平載荷是設(shè)計(jì)的主要因素，高層結(jié)構(gòu)總是要同時(shí)承受豎向載荷和水平載荷作用。載荷對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力是隨著建筑物的高度增加而變化的,隨著建筑物高度的增加,水平載荷產(chǎn)生的內(nèi)力和位移迅速增大。

側(cè)向位移是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制因素。隨著樓房高度的增加,水平載荷作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大,結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移與建筑高度的四次方成正比,設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)要求結(jié)構(gòu)不僅要具有足夠的強(qiáng)度,還要具有足夠的抗推強(qiáng)度,使結(jié)構(gòu)在水平載荷下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在范圍之內(nèi)。

結(jié)構(gòu)延性是重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)。高層建筑還必須有良好的抗震性能,做到“小震不壞,大震能修。”為此,要求結(jié)構(gòu)具有較好的延性,也就是說,結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下,當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)入屈服階段后具有較強(qiáng)的變形能力,能吸收地震作用下產(chǎn)生能量,結(jié)構(gòu)能維持一定的承載力。

軸向變形不容忽視，高層結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的變位是由彎曲變形、軸向變形及剪切變形三項(xiàng)因素的影響疊加求得的。在計(jì)算多層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移時(shí),只考慮彎曲變形,因?yàn)檩S力項(xiàng)影響很小,剪力項(xiàng)一般可不考慮。但對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu),由于層數(shù)多,高度大,軸力值很大,再加上沿高度積累的軸向變形顯著,軸向變形會(huì)使高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力數(shù)值與分布產(chǎn)生明顯的變化。

二 建筑抗震的理論探討

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實(shí)際上是各國(guó)建筑抗震經(jīng)驗(yàn)帶有權(quán)威性的總結(jié),是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(jì)(包括結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)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(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的時(shí)代水平,又反映了各個(gè)國(guó)家的具體抗震實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。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(jì)合理性的方向發(fā)展,但它更要有堅(jiān)定的工程實(shí)踐基礎(chǔ),把建筑工程的安全性放在首位,容不得半點(diǎn)冒險(xiǎn)和不實(shí)。正是基于這種認(rèn)識(shí),現(xiàn)代規(guī)范中的條文有的被列為強(qiáng)制性條文,有的條文中用了“嚴(yán)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、抗震設(shè)計(jì)的理論

擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀(jì)10～40年展起來的一種理論,它在估計(jì)地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用時(shí),僅假定結(jié)構(gòu)為剛性,地震力水平作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的質(zhì)量中心上。地震力的大小當(dāng)于結(jié)構(gòu)的重量乘以一個(gè)比例常數(shù)(地震系數(shù))。

反應(yīng)譜理論。反應(yīng)譜理論是在加世紀(jì)40～60年展起來的,它以強(qiáng)地震動(dòng)加速度觀測(cè)記錄的增多和對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)特性的進(jìn)一步了解,以及結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ)。動(dòng)力理論是20世紀(jì)70-80年廣為應(yīng)用的地震動(dòng)力理論。進(jìn)一步動(dòng)力理論也稱地震時(shí)程分析理論,它把地震作為一個(gè)時(shí)間過程,選擇有代表性的地震動(dòng)加速度時(shí)程作為地震動(dòng)輸入,建筑物簡(jiǎn)化為多自由度體系,計(jì)算得到每一時(shí)刻建筑物的地震反應(yīng),從而完成抗震設(shè)計(jì)工作。

三 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

1、抗震措施

在對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,除要考慮概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算外,歷次地震后人們?cè)谙拗平ㄖ叨?提高結(jié)構(gòu)延性(限制結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)材料使用)等方面總結(jié)的抗震經(jīng)驗(yàn)一直是各國(guó)規(guī)范重視的問題。當(dāng)前,在抗震設(shè)計(jì)中,從概念設(shè)計(jì),抗震驗(yàn)算及構(gòu)造措施等三方面入手,在將抗震與消震(結(jié)構(gòu)延性)結(jié)合的基礎(chǔ)上,建立設(shè)計(jì)地震力與結(jié)構(gòu)延性要求相互影響的雙重設(shè)計(jì)指標(biāo)和方法,直至進(jìn)一步通過一些結(jié)構(gòu)措施(隔震措施,消能減震措施)來減震,即減小結(jié)構(gòu)上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經(jīng)濟(jì)的抗震性能是當(dāng)代抗震設(shè)計(jì)規(guī)范發(fā)展的方向。而且,強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用已得到普遍的認(rèn)可。

2、高層建筑的抗震設(shè)計(jì)理念

我國(guó)《建筑抗震規(guī)范》(GB50011-2001)對(duì)建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求,“三水準(zhǔn)”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。當(dāng)遭遇第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時(shí),結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段,建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此,要求建筑結(jié)構(gòu)滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算,要求建筑的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遭遇第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí),結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段,建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞。但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此,要求結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)难有阅芰?變形能力)不發(fā)生不可修復(fù)的脆性破壞。當(dāng)遭遇第三設(shè)防烈度地震即高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震時(shí),結(jié)構(gòu)雖然破壞較重,但結(jié)構(gòu)的非彈性變形離結(jié)構(gòu)的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞,從而保障了人員的安全。因此,要求建筑具有足夠的變形能力,其彈塑性變形不超過規(guī)定的彈塑性變形限值。

對(duì)建筑抗震的三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)防要求,是通過“兩階段”設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的,其方法步驟如下:第一階段:第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù),先計(jì)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(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì),從而滿足第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求;第二步是采用同一地震動(dòng)參數(shù)計(jì)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(shí)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(dòng)滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。第二階段:采用與第三水準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù),計(jì)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(zhǔn)的防倒塌要求。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法

我國(guó)的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)對(duì)各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算應(yīng)采用的方法作了以下規(guī)定:高度不超過40m,以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu),以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu),可采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法;除1款外的建筑結(jié)構(gòu),宜采用振型分解反應(yīng)譜方法;特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑,應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算,可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。

總結(jié)

隨著城市人口的不斷增加建設(shè)可用地的減少,高層建筑繼續(xù)向著更高發(fā)展,結(jié)構(gòu)所需承擔(dān)的荷載和傾覆力矩將越來越大。在確保高層建筑物具有足夠可靠度的前提下,為了進(jìn)一步節(jié)約材料和降低造價(jià),高層建筑結(jié)構(gòu)夠構(gòu)件正在不斷更新,設(shè)計(jì)理念也在不斷發(fā)展。高層建筑結(jié)構(gòu)也正朝著結(jié)構(gòu)立體化,布置周邊化,體型多樣化,結(jié)構(gòu)支撐化,體型多樣化,材料高強(qiáng)化,建筑輕量化,組合結(jié)構(gòu)化,結(jié)構(gòu)耗能減震化等方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]朱鏡清.結(jié)構(gòu)抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.

第5篇：高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】高層建筑；抗震；研究

1、前言

自世界第一座高層建筑物誕生以來，至今已有將近150年的歷史?？萍嫉陌l(fā)展促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步。此后，高層建筑在全世界飛速發(fā)展起來。特別是進(jìn)入到二十一世紀(jì)之后，建筑物的高度不斷增加，結(jié)構(gòu)變得也越來越復(fù)雜，出現(xiàn)了許多不規(guī)則的形體。但是，一些自然災(zāi)害的頻發(fā)，比如說地震，時(shí)刻影響著人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全。所以說，抗震的設(shè)計(jì)是高層建筑在設(shè)計(jì)的過程中必須重點(diǎn)考慮的一個(gè)問題。

2、建筑物抗震性能的影響因素分析

內(nèi)部因素和外部因素是影響建筑物抗震效果的兩大主要原因。內(nèi)部因素即是我們常說的高層建筑自身結(jié)構(gòu)和所選用的材料，而外部因素主要包括地理環(huán)境的影響。因此，我們將對(duì)這幾個(gè)方面進(jìn)行進(jìn)一步的分析探討。

2.1建筑物體的自身因素

影響抗震性能的一個(gè)關(guān)鍵性的因素是建筑物體的本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式。結(jié)構(gòu)形式越合理，表示建筑物的抗震性能越強(qiáng)。許多專家表示，我國(guó)整體建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平已經(jīng)大大落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家。無論是在鋼筋配置率上，還是在梁柱的承載力配置上，都無法滿足自身發(fā)展的需要。一個(gè)建筑體，無論層次高低，都必須有合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，尤其是高層建筑體，而現(xiàn)在的高層建筑又趨于復(fù)雜化、不規(guī)則化。一個(gè)好的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足小的地震不出現(xiàn)損害，大的地震倒塌不了的抗震特征，從而更好提高建筑體的抗震效果，減少人們的生命財(cái)產(chǎn)損失。例如，建筑物的平面布置繁簡(jiǎn)度、不規(guī)則度，出屋面部分的高低等都是需要納入重點(diǎn)考慮范圍的問題[1]。

2.2建筑物材料的選用

建筑物選用材料的好壞直接決定了建筑物自身抗震效果的高低，這是顯而易見的問題。這相同的環(huán)境下，一個(gè)建筑物所使用的材料越先進(jìn)高端，那么它的抗震性能就會(huì)越高；相反，選用的材料質(zhì)量越差，防震能力就會(huì)越低。所以，在實(shí)際的建造過程中，多采用諸如圍護(hù)墻等復(fù)雜的構(gòu)成部件，盡量選用諸如空心磚等質(zhì)量輕的材料，這都會(huì)大大的提高建筑的防震能力。

調(diào)查顯示，在國(guó)外的地震多發(fā)地區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)是大多數(shù)國(guó)家的首選，鋼筋和混凝土的混合使用則是我們國(guó)家最常使用的一種材料形式。相比較而言，后所使用材料存在的風(fēng)險(xiǎn)要大于前者，抗震效果也就不言自明。尤其是，我國(guó)地處環(huán)太平洋地震多發(fā)地帶，地震災(zāi)害頻發(fā)，選擇高質(zhì)量的建筑材料更應(yīng)該得到大家的重視。

2.3地理環(huán)境因素

地理環(huán)境是影響高層建筑抗震能力的外部因素。我國(guó)土地面積寬廣，地形條件更是多樣復(fù)雜。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，往往會(huì)衍生出一系列的次生自然災(zāi)害，比如在沿海地區(qū)容易引發(fā)海嘯，在山地容易引起山體斷層、滑坡和泥石流等等，都會(huì)加劇對(duì)建筑物的破壞，影響人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。在此基礎(chǔ)上，選擇一塊建筑工地，我們一定要進(jìn)行實(shí)地考察，精確掌握當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)和氣候條件，趨利避害，提高建筑物的抗震能力，減少損失。

3、高層建筑抗震設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

目前，我國(guó)實(shí)行的抗震政策主要是規(guī)范高層建筑物在發(fā)生較小地震時(shí)，立即根據(jù)反應(yīng)譜這一理論算出地震的作用力，并采用彈性的方法算出地震發(fā)生時(shí)釋放出的內(nèi)力和造成建筑的位移，用極限的方式設(shè)計(jì)出建筑的結(jié)構(gòu)部件[2]。對(duì)于有特殊要求的重要建筑物，通常要進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算，必要時(shí)還要求做出建筑的變形驗(yàn)算。但是我國(guó)規(guī)范的要求驗(yàn)算的種類相對(duì)來說比較少、類型單一，明確具體彈塑性的計(jì)算要求，做出有效規(guī)定，提高彈塑性這種計(jì)算方式的可操作性，對(duì)于高層建筑抗震的進(jìn)步是非常有幫助的。

一般來說，高層建筑抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容主要由推力計(jì)算和時(shí)程分析兩部分構(gòu)成。

推力計(jì)算又稱作靜力法，這種方法出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)較早，但是仍有許多優(yōu)點(diǎn)可以供我們參考使用。靜力法使用的模型是空間和平面或者三維空間的結(jié)構(gòu)體，這就是說，各個(gè)構(gòu)件都必須符合具體標(biāo)準(zhǔn)以保證變形關(guān)系的確定。從這種方法，可以了解到各個(gè)組成部件的內(nèi)力、承載力大小，了解二者之間存在的關(guān)系，檢測(cè)它們強(qiáng)剪弱彎的符合度等等，從而幫助我們找出設(shè)計(jì)中不符合規(guī)范的內(nèi)容。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式被大多數(shù)設(shè)計(jì)人員所熟用，大部分的高層建筑就是在這種分析基礎(chǔ)上建立起來的。

時(shí)程分析又可以稱為動(dòng)力法，它是按照建筑物所處地理位置的烈度、類別和設(shè)計(jì)的評(píng)判，然后選擇一定數(shù)量的地面運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生速度的記錄，通過分析計(jì)算得到的建筑物在虛擬地震過程中的位移和速度而制定的一種抗震計(jì)劃。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是隨著時(shí)間的變化，我們可以得到每一個(gè)樓層的準(zhǔn)確反應(yīng)。雖然它是從宏觀范圍上檢驗(yàn)建筑物的結(jié)構(gòu)是否安全，這一過程也十分清晰準(zhǔn)確，但是卻很少被人們采納使用。究其根源，是因?yàn)閯?dòng)力法在分析過程中需要消耗大量的時(shí)間和資金，最后顯示出來的數(shù)據(jù)量紛繁復(fù)雜，分析過程難度大，因此也就無法得到重視。

4、抗震設(shè)計(jì)的研究方法

4.1合理設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)

高層建筑物的結(jié)構(gòu)是否合理，會(huì)直接影響到抗震性能的強(qiáng)弱。我國(guó)大多數(shù)的高層建筑主要采用三種結(jié)構(gòu)方式，分別是框筒體系、筒中筒與框架體系、支撐體系。我國(guó)是鋼材生產(chǎn)大國(guó)，鋼的制造能力和加工水平已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，因此可以廣泛使用鋼結(jié)構(gòu)，提高抗震能力。在抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，要大膽的從傳統(tǒng)的抗震模式中徹底解放出來，實(shí)現(xiàn)從硬性到軟性模式的根本轉(zhuǎn)變，達(dá)到以柔克剛的目的，有效的消減地震時(shí)釋放出來的作用力。

4.2選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖ牧?/p>

材料的好壞，對(duì)建筑的質(zhì)量起決定性作用。使用的材料越好，抗震性能越高。針對(duì)這一環(huán)節(jié)，首先，我們要分析所選材料的抗震性能參數(shù)，從整體上進(jìn)行把握研究，不能只單純考慮承載力的大小而無視其他重要因素。所謂的抗震，就是要求我們嚴(yán)格的控制住建筑的延性，從建筑的具體建設(shè)到施工過程全方位、多層次的選擇符合我們需要的建筑材料。

4.3多角度設(shè)置抗震防線

提高建筑物抗震效果還可以通過增加抵御路線這種方式來提高抵抗力。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，各種防線可以共同發(fā)揮作用，第一種防線潰敗時(shí)，還有后續(xù)力量給與支持增援，阻止建筑物發(fā)生大面積的倒塌破壞。在技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，可以添加諸如多肢節(jié)、框架式的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。其中框架墻具有多層次防線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而剪力墻又是其主要的構(gòu)成部件，屬于抗震過程中的主力軍。確?？简?yàn)，設(shè)置的數(shù)量要足以應(yīng)對(duì)地震使所產(chǎn)生的沖擊力。一般來說，剪力墻受到破壞之后，每層框架所具有的地震剪力應(yīng)大于結(jié)構(gòu)底部的剪力，只有這樣才能確保防線設(shè)置的成功。

4.4綜合使用各種隔震措施

大多數(shù)的高層建筑在具體設(shè)計(jì)時(shí)，都運(yùn)用了延性這一種結(jié)構(gòu)方式。所謂的延性就是指控制住建筑物的剛硬程度，在地震過程中使建筑物的結(jié)構(gòu)部件擁有一種塑性狀態(tài)，消耗地震產(chǎn)生式釋放的作用力，減少地震的反應(yīng)度，從而有效的減少建筑物受到的破壞[3]。盡管一座建筑物有較大的承載能力，如果缺少高的延性結(jié)構(gòu)，在地震中也會(huì)不堪一擊，甚至完全倒塌。這是因?yàn)檠有栽礁?，吸收的能量就越大，也就愈加能夠承受高層建筑結(jié)構(gòu)的大的變形。這是一種高效的構(gòu)件方式，被許多人員廣泛的推行使用。近年來，高層建筑物的抗震能力不斷的得以提高，其中一個(gè)因素就是阻尼器的發(fā)明和使用。在人們共同的努力下，各種抗震措施得以逐漸完善，大大的削弱了地震造成的破壞。

5、結(jié)語

近年來，國(guó)內(nèi)外分別發(fā)生了幾次震感較為強(qiáng)烈的地震，從震后這些高層建筑的狀況來看，能經(jīng)受住大震檢驗(yàn)的結(jié)構(gòu)并不如人意。由此看來，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法還有待提高。因此，迫切的需要更加科學(xué)、先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊磊.論高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].建筑設(shè)計(jì)管理，2010，（3）：18-20.

第6篇：高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);超限高層; 抗震設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、工程概況

某建筑項(xiàng)目地下3層、地上5 層，共5 棟塔樓(A1～A5) ，其中A4塔樓為標(biāo)桿性建筑，總高度156.6m。5棟塔樓與裙房在地下室連為整體，從地面以上開始完全設(shè)縫斷開，每個(gè)塔樓的嵌固端均設(shè)置在地下層1 的頂板。A4 塔樓為地下3層，地上41 層，其中地下層3層高為4.7m，地下層2 層高為5.1m，地下層1層高為6.5m，地上層1層高為6.0m，層2～5層高為5.1m，層5與層6之間的設(shè)備夾層層高為2.15m，層6～12，14～28，30～41為標(biāo)準(zhǔn)層，層高為3.3m，層13，29為避難層兼設(shè)備層，層高3.6m。A4 塔樓地上建筑面積約68 452m2，商業(yè)部分建筑面積約13 194m2，地下車庫(kù)建筑面積約6597m2，總建筑面積約88 243m2。A4塔樓平面呈長(zhǎng)方形，長(zhǎng)54.4m、寬34.0m，沿高度方向平面尺寸不變，框架柱的柱距為7.50～9.60m。A4塔樓的結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)，典型框架柱網(wǎng)為9.6m×8.6m，受建筑功能及布局的限制，核心筒分別設(shè)置在中庭兩側(cè)的電梯井筒、樓梯間部位，而且由于核心筒很小，在建筑物端部還增設(shè)普通剪力墻來增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體剛度。A4塔樓主體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系由框架、雙筒和剪力墻共同組成。A4塔樓在地面以上與裙房完全分開，防震縫寬150mm。在不影響建筑使用的情況下，適當(dāng)增加地下室內(nèi)的剪力墻，通過計(jì)算滿足上下層的剛度比要求，可以地下層1 的頂板為嵌固端。地下層1 的頂板厚度為180mm，上部標(biāo)準(zhǔn)層樓板厚度為130mm，裙房頂板層及屋頂層加厚為150mm。

二、 結(jié)構(gòu)超限類別及程度

1. 高度超限分析

A4 塔樓建筑主要屋面結(jié)構(gòu)高度147.95m，結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系，屬于超B 級(jí)高層建筑。

2. 不規(guī)則情況分析

平面規(guī)則性: 結(jié)構(gòu)平面形狀簡(jiǎn)單、規(guī)則、無凹凸變化，樓板局部小面積開洞均滿足規(guī)范要求( 其中塔樓中庭處天井的開洞率約為7%，層1大堂上空的開洞率約為20%)，不存在平面不規(guī)則的情況。豎向規(guī)則性: 結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件連續(xù)、立面無大的收進(jìn)，局部樓層(位于裙房頂部的塔樓底層) 的側(cè)向剛度小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%，但樓層抗剪承載力無突變，下層與上層的抗剪承載力比值均大于0. 80，存在局部豎向不規(guī)則的情況。扭轉(zhuǎn)規(guī)則性: 結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期比0.843，小于規(guī)定扭轉(zhuǎn)周期比0.85; 考慮偶然偏心作用下，樓層扭轉(zhuǎn)位移比和扭轉(zhuǎn)層間位移角之比均較小，不存在扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的情況。綜上，A4塔樓高度超限(超B 級(jí)高層)，無其他超限情況。

三、抗震性能目標(biāo)的選定

1.結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)的選取

針對(duì)A4樓的具體情況，對(duì)應(yīng)各種地震工況下的地震動(dòng)參數(shù)按下面的原則選取: 1 ) 小震作用(多遇地震) ，按安評(píng)報(bào)告和國(guó)家規(guī)范所提供的相關(guān)參數(shù)分別計(jì)算，計(jì)算結(jié)果取兩者之大值; 2) 中震(設(shè)防烈度地震) 、大震(罕遇地震) 作用，按現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范選取。

2.結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)的選定

由于A4樓結(jié)構(gòu)平面規(guī)則，立面無突變，僅高度超限，因此綜合權(quán)衡，抗震性能設(shè)計(jì)目標(biāo)選定為:1) 小震作用下，建筑完全可使用，即結(jié)構(gòu)滿足彈性設(shè)計(jì)要求，包括全部構(gòu)件的抗震承載力滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，各樓層的最大層間位移角不大于1/800; 2)中震作用下，建筑修復(fù)后使用，各樓層的最大層間位移角不大于1/300，主要抗側(cè)力構(gòu)件( 底部加強(qiáng)區(qū)的剪力墻和框架柱) 需進(jìn)行中震不屈服情況下的偏壓、偏拉承載力復(fù)核和中震彈性情況下的受剪承載力復(fù)核，對(duì)四角框架柱在底部加強(qiáng)區(qū)還要按中震彈性復(fù)核; 3) 大震作用下，建筑能保障生命安全，各樓層的最大層間位移角不大于1 /100，關(guān)鍵部位的抗側(cè)力構(gòu)件( 底部加強(qiáng)區(qū)的剪力墻) 應(yīng)滿足大震不屈服下的受剪截面控制，即應(yīng)進(jìn)行剪壓比驗(yàn)算。

四、小震彈性設(shè)計(jì)

選用SATWE，PMSAP 2010. 03 版兩種軟件進(jìn)行了計(jì)算分析和對(duì)比。

1.計(jì)算參數(shù)的選取

按國(guó)家相關(guān)規(guī)范以及地方標(biāo)準(zhǔn)，本工程進(jìn)行了場(chǎng)地安全性評(píng)價(jià)，安全評(píng)價(jià)給出的場(chǎng)地類別和地震分組與規(guī)范相同，地震動(dòng)參數(shù)有所差別。由于安評(píng)報(bào)告提供的參數(shù)與規(guī)范有差異，所以根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)，分別將兩種情況下的反應(yīng)譜曲線進(jìn)行了對(duì)比。情況一: 按安評(píng)報(bào)告選取參數(shù)，αmax = 0.118，r=1.1; 情況二: 按抗震規(guī)范選取參數(shù)，αmax= 0.080，r=0.9。對(duì)應(yīng)工程第1周期(T= 3. 61s) 處的地震影響系數(shù)對(duì)比如下: α1=0.015 5，α2=0.016。以情況二對(duì)應(yīng)的α2= 0.016為標(biāo)準(zhǔn)，α1/α2=0.970。如果按情況一取值的話，地震力與規(guī)范值基本相當(dāng)，略少3% 左右。所以，本次多遇地震作用下計(jì)算分析時(shí)，按安評(píng)報(bào)告和規(guī)范給出的地震動(dòng)參數(shù)分別計(jì)算，各種計(jì)算指標(biāo)的結(jié)果均取二者中大值。

2.結(jié)構(gòu)自振周期

運(yùn)用上述兩種軟件建立了三維模型，經(jīng)過空間整體計(jì)算和分析，分別得出結(jié)構(gòu)的自振周期，兩種軟件計(jì)算出來的結(jié)構(gòu)自振周期基本一致。

3.層間位移

運(yùn)用上述兩種軟件計(jì)算得到結(jié)構(gòu)在X，Y 向風(fēng)荷載和地震四種荷載工況作用下的最大層間位移角及最大位移比，可以看出，雖然兩種軟件的計(jì)算模型不同，計(jì)算出來的最大樓層層間位移也稍有差別，但都能滿足相應(yīng)規(guī)范的要求。

4. 彈性時(shí)程分析

運(yùn)用SATWE 軟件進(jìn)行彈性時(shí)程分析，選取兩組天然波和一組人工波。人工波由安評(píng)報(bào)告提供，波水平方向加速度峰值為49.0Am/s2 ，兩組天然波水平方向加速度峰值可參照人工波取49.0Am/s2 ，每條時(shí)程曲線計(jì)算所得結(jié)構(gòu)底部剪力與振型分解反應(yīng)譜法所得底部剪力的比值均大于65%，多條時(shí)程曲線計(jì)算所得構(gòu)底部剪力的平均值與振型分解反應(yīng)譜法所得底部剪力的比值大于80% ，具體計(jì)算結(jié)果見表5。

五、中震不屈服設(shè)計(jì)和中震彈性設(shè)計(jì)

1. 層間位移角

采用中震彈性工況對(duì)應(yīng)的地震參數(shù): 地震影響系數(shù)為0.23; 抗震等級(jí)為四級(jí); 特征周期為0.37s。運(yùn)用SATWE 和PMSAP 兩種程序分別對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了中震彈性下的計(jì)算分析，可看出: 在中震彈性地震作用下，X，Y 兩個(gè)方向?qū)娱g位移角均基本滿足性能目標(biāo)對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)層間位移角的限值要求。

2.主要抗側(cè)力構(gòu)件中震不屈服和中震彈性設(shè)計(jì)

按照性能目標(biāo)的設(shè)定，工程的主要抗側(cè)力構(gòu)件( 底部加強(qiáng)區(qū)的剪力墻和框架柱) 需進(jìn)行中震不屈服情況下的偏壓、偏拉承載力復(fù)核和中震彈性情況下的受剪承載力復(fù)核，對(duì)四角框架柱在底部加強(qiáng)區(qū)還要按中震彈性復(fù)核。具體到結(jié)構(gòu)構(gòu)件，分別按以下規(guī)則處理:對(duì)于一般框架柱而言，框架柱縱筋按中震不屈服的計(jì)算結(jié)果配筋，框架柱的箍筋按中震彈性的計(jì)算結(jié)果配筋。但對(duì)于建筑物四角的框架角柱，框架柱縱筋和箍筋均按中震彈性的計(jì)算結(jié)果配筋。

六、 大震不屈服設(shè)計(jì)

1.層間位移角

采用大震不屈服工況對(duì)應(yīng)的地震參數(shù): 地震影響系數(shù)為0.50; 特征周期為0.37s; 結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05。運(yùn)用EPDA/PUSH 程序?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了大震不屈服下的彈塑性靜力分析，可看出: 在大震不屈服工況下，X，Y 兩個(gè)方向的最大彈塑性層間位移角均能滿足與性能目標(biāo)對(duì)應(yīng)的彈塑性層間位移角的限值要求。按照大震下的相關(guān)參數(shù)，建立了結(jié)構(gòu)的需求譜曲線、能力曲線，其中對(duì)應(yīng)AQA 荷載模式下的抗倒塌驗(yàn)算。

2. 主要抗側(cè)力構(gòu)件大震不屈服設(shè)計(jì)

按照性能目標(biāo)的設(shè)定，工程關(guān)鍵部位的抗側(cè)力構(gòu)件(底部加強(qiáng)區(qū)的剪力墻墻肢)應(yīng)滿足大震不屈服下的受剪截面控制(即剪壓比驗(yàn)算)。經(jīng)過計(jì)算分析，在大震不屈服工況下，A4塔樓在底部加強(qiáng)區(qū)的所有剪力墻墻肢的剪壓比均小于0.15。以左側(cè)核心筒Y向墻肢TQ-B為例，底部加強(qiáng)區(qū)范圍內(nèi)墻肢的剪壓比均能滿足規(guī)范要求。

七、局部抗震措施的加強(qiáng)

通過計(jì)算分析，找出了結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，特采取以下幾條加強(qiáng)措施: 1 ) 由于裙房頂層與塔樓標(biāo)準(zhǔn)層之間設(shè)有層高2.15m 的設(shè)備夾層，結(jié)構(gòu)在此形成軟弱層，所以將結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)區(qū)的高度延伸至軟弱層以上至地上層8 (標(biāo)高35.1m) ，對(duì)地上層6(軟弱層) 采用增加墻柱配筋、加密箍筋、增加芯柱等措施來適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)延性; 2) 內(nèi)筒角部約束邊緣構(gòu)件按高規(guī)第9.1.8條的要求全高設(shè)置;3) 梁柱偏心超過規(guī)范限值時(shí)，在框架梁端增加水平加腋，框架柱的配筋均按雙偏壓復(fù)核; 4) 高度超限，對(duì)底部3層的豎向構(gòu)件，嚴(yán)格控制軸壓比，并同時(shí)增加豎向鋼筋和水平鋼筋的數(shù)量(比計(jì)算值增加10%以上); 5) 高度超限，應(yīng)加強(qiáng)頂部3層、屋面突出物中的豎向構(gòu)件的延性，適當(dāng)提高配筋量(比計(jì)算值增加10%為宜); 6) 針對(duì)跨高比較小的高連梁，采取設(shè)置交叉暗撐、設(shè)水平縫等措施提高連梁的延性。

結(jié)論

第7篇：高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震性能；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了抵御或減輕地震災(zāi)害，必須提升高層建筑的抗震能力。地震具有不確定性、循環(huán)性和隨機(jī)性，目前難以在災(zāi)害發(fā)生前預(yù)測(cè)地震的參數(shù)和特性。在地震破壞中，建筑物的破壞也是十分復(fù)雜的。因此，抗震性能的設(shè)計(jì)中不能僅依賴于計(jì)算設(shè)計(jì)，還應(yīng)立足于災(zāi)害經(jīng)驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)所形成的建筑抗震概念。從而實(shí)現(xiàn)在地震中大震不倒、中震可修、小震不壞的抗震能力。

1 高層建筑的抗震設(shè)計(jì)基本原則

第一、高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震性能。作為抗震結(jié)構(gòu)的建筑構(gòu)件應(yīng)具備較強(qiáng)的剛度、穩(wěn)定性、延性和承載力等方面的性能。結(jié)構(gòu)構(gòu)件在建造中應(yīng)遵循強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱錨固的基本原則，承受豎向載荷的構(gòu)件不應(yīng)作為主要的耗能構(gòu)件，對(duì)可能造成結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱的構(gòu)件，應(yīng)當(dāng)采取提高抗震能力的措施加強(qiáng)抗震性能。

第二、高層建筑抗震體系的建立。一個(gè)良好的抗震機(jī)構(gòu)體系是由若干個(gè)結(jié)構(gòu)完善的分體系構(gòu)成的，為了提高建筑物的抗震性能，應(yīng)當(dāng)盡可能多設(shè)置幾道抗震防線，同時(shí)由延性良好的分支構(gòu)件連接參與協(xié)同工作。往往在強(qiáng)烈地震之后伴隨多次余震，若只有一道抗震防線，在經(jīng)過第一次破壞后遭受余震將會(huì)因損壞程度的積累而導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)坍塌。因此高層建筑的抗震體系應(yīng)具備最大數(shù)量的外部、內(nèi)部冗余度，建立一系列有意識(shí)的分布屈服區(qū)，適當(dāng)提高主要耗能構(gòu)件的延性和剛度，使結(jié)構(gòu)能夠消耗和吸收大量地震能量，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，避免在地震中出現(xiàn)倒塌事故。適當(dāng)?shù)奶幚砀鱾€(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的強(qiáng)弱關(guān)系，在同一樓層內(nèi)應(yīng)當(dāng)使主要耗能構(gòu)件產(chǎn)生屈服后，其他的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于彈性狀態(tài)，盡量延長(zhǎng)有效屈服的保持時(shí)間，保證結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力和延性。在高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中，如果某一部分性能過強(qiáng)可能會(huì)造成其他結(jié)構(gòu)部位結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱，引起抗震受力不均衡。因此在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中不合理加強(qiáng)、以大代小以及改變抗側(cè)力配筋構(gòu)件的做法都需要進(jìn)行慎重周密的考慮和計(jì)算。

第三、高層建筑薄弱環(huán)節(jié)抗震能力的提高。構(gòu)件在強(qiáng)烈的地震沖擊下不存在強(qiáng)度的安全儲(chǔ)備，它的實(shí)際承載能力是以薄弱部位的承載能力為基礎(chǔ)的。要使高層建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力與設(shè)計(jì)計(jì)算的受力比值總體保持在相對(duì)均勻變化的狀態(tài)，當(dāng)樓層比值發(fā)生突變時(shí)，由于塑性內(nèi)力分布的變化導(dǎo)致塑性變形集中。應(yīng)當(dāng)注意防止局部受力的加強(qiáng)而導(dǎo)致忽視整體結(jié)構(gòu)的承載力和剛度的協(xié)調(diào)。在高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中有目的、有意識(shí)的控制結(jié)構(gòu)的薄弱部位，使其具備足夠的形變能力，同時(shí)又保證薄弱部位不能發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提升高層建筑總體結(jié)構(gòu)抗震性能的有效手段。

2 提高高層建筑抗震性能的具體措施

在具備抗震性能設(shè)計(jì)要求的建筑結(jié)構(gòu)建造中除了應(yīng)當(dāng)滿足剛度、強(qiáng)度要求外，還需要滿足延性需求度。鋼筋混凝土材料本身的自重較大，因此高層建筑結(jié)構(gòu)的底層柱部分會(huì)隨著高度增加，同時(shí)增加它所承擔(dān)的軸力，而高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性有明確的要求，如果建筑物層高一定，要想提高結(jié)構(gòu)延性需要將軸壓比控制在一定范圍內(nèi)，如果軸壓比過大會(huì)導(dǎo)致柱截面增大，甚至形成短柱或超短柱。然而，短柱和超短柱的延性很小，有些超短柱甚至沒有延性，當(dāng)建筑物所遭受的地震強(qiáng)度高于本地區(qū)的設(shè)防烈度時(shí)，將有可能發(fā)生建筑物結(jié)構(gòu)剪切破壞，從而造成建筑物結(jié)構(gòu)破壞或坍塌。因此提高高層建筑物的抗震性能主要方法是加強(qiáng)短柱的抗震能力?；炷炼讨有猿耸茌S壓力影響外，箍筋的形式和配筋率也對(duì)混凝土短柱產(chǎn)生很大的影響。位于高層建筑物結(jié)構(gòu)底層的混凝土短柱的軸壓比非常大，其塑性變形能力比較小，一旦產(chǎn)生破壞將會(huì)呈現(xiàn)脆性破壞。因此，提高混凝土短柱的延性是提高其抗震性能的主要方法。為了提高高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的的抗震性能，應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面實(shí)施抗震設(shè)計(jì)。

第一、提高高層建筑短柱的抗壓力和承載力。能夠提高剪跨比，減小柱截面，從而改善建筑物整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。實(shí)施該措施的最直接方法是采用強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土材料降低柱子軸壓比，從而提高受壓承載力。但是高強(qiáng)度混凝土材料的本身延性較差，因此在使用時(shí)需慎重使用或與其他措施配合。除了提高混凝土等級(jí)外，使用鋼管混凝土柱以及鋼骨也可以提高短柱抗壓力和承載力。同時(shí)認(rèn)真判斷分析設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，確認(rèn)數(shù)據(jù)的有效和合理后，才可以應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)和施工。

第二、高層建筑結(jié)構(gòu)采用鋼管混凝土柱。鋼管混凝土是一種套箍混凝土的特殊形式，由于鋼管內(nèi)混凝土受到側(cè)向約束力，導(dǎo)致混凝土處于一種三向受壓的狀態(tài)，使混凝土的極限壓應(yīng)變和抗壓強(qiáng)度都有很大的提高，尤其是高強(qiáng)混凝土延性提高效果非常明顯。由于鋼筋既是橫向箍筋，又是縱筋，因此當(dāng)選擇了高等級(jí)混凝土以及合適的套箍后，建筑物的柱子承載力將會(huì)大幅度提高，消除了結(jié)構(gòu)中的短柱并且具備了良好的抗震性能。

第三、高層建筑結(jié)構(gòu)采用分體柱。短柱的抗剪承載力比抗彎承載力小很多，因此在地震破壞下通常是由于剪壞而導(dǎo)致失效，抗彎強(qiáng)度還沒有完全發(fā)揮。因此在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中可以消弱短柱的抗彎強(qiáng)度，使其略低于或等于抗剪強(qiáng)度。可以通過沿短柱的豎向設(shè)縫將短柱分成2―4個(gè)分體柱，在組成分體柱的支柱間設(shè)置連接鍵，增強(qiáng)支柱的后期耗能和分期剛度。

3 總論

第一、高層建筑抗震性能設(shè)計(jì)研究的結(jié)論。從抗震設(shè)計(jì)理論提出至今，世界各國(guó)工程界和抗震學(xué)術(shù)界取得了許多新的科技成果，在設(shè)計(jì)方法上也改變傳統(tǒng)的單一力學(xué)抗震設(shè)計(jì)方法，嘗試了基于位移和性能等方面的新型設(shè)計(jì)理念?？拐鹄碚摵陀?jì)算機(jī)科學(xué)不斷發(fā)展，新的設(shè)備和施工技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，為高層建筑抗震性能的發(fā)展提供了必要的技術(shù)條件。與此同時(shí)，我國(guó)的高層建筑結(jié)構(gòu)基于抗震性能的設(shè)計(jì)與探究也在不斷向前發(fā)展的過程中，同時(shí)完善自身的不足之處。

第二、高層建筑抗震性能設(shè)計(jì)研究的意義。目前，高層建筑結(jié)構(gòu)共同工作理論的發(fā)展與研究使建筑抗震設(shè)計(jì)進(jìn)一步完善。如果能夠在地基與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)、材料特性、穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算理論等方面進(jìn)行符合實(shí)際情況的發(fā)展，將會(huì)在在高層建筑抗震性能研究領(lǐng)域起到重要的作用。

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第8篇：高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)；原則和影響因素；設(shè)計(jì)方法

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展，高層建筑在這個(gè)大環(huán)境下獲得了更廣闊的的發(fā)展空間，為了保證高層建筑的安全性和質(zhì)量性，更好的發(fā)揮其結(jié)構(gòu)性能，需要做好結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，要保證設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中按照相應(yīng)的原理進(jìn)行，能夠保證建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳的強(qiáng)度、剛度以及延性強(qiáng)度。本文就將以高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，從設(shè)計(jì)的原則和影響因素以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法兩個(gè)大方面進(jìn)行論述。

一 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則和影響因素

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)需要遵循一定的原則，這樣才能夠保證結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)原則主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

首先，要保證建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件具有必要的承載能力和穩(wěn)定性能，能夠滿足剛度和延性的要求。在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的過程中，結(jié)構(gòu)的構(gòu)件需要堅(jiān)持強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)剪弱彎的原則，以此來確保建筑的穩(wěn)定性。除此之外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，還需要對(duì)結(jié)構(gòu)較為薄弱的環(huán)節(jié)采取恰當(dāng)?shù)拇胧┨嵘拐鹉芰?，?duì)于豎向荷載的承受構(gòu)件不能夠作為主要的耗能構(gòu)件，這一點(diǎn)需要謹(jǐn)記。

其次，需要最大限度的提升高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。在這個(gè)原則的基礎(chǔ)上，需要保證建筑構(gòu)件能夠承受住強(qiáng)烈地震的震動(dòng)，對(duì)于構(gòu)件的實(shí)際承載能力的分析是判斷建筑結(jié)構(gòu)薄弱部位的基礎(chǔ)，所以說需要重點(diǎn)關(guān)注。在這個(gè)過程中，還需要保證樓層的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性承載能力的比值在總體上呈現(xiàn)出均勻變化的現(xiàn)象。在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的過程中需要有意識(shí)的控制好結(jié)構(gòu)中的薄弱層，要正確的處理好局部建筑結(jié)構(gòu)和整體建筑結(jié)構(gòu)的剛度、承載力等方面的協(xié)調(diào)。

最后，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中要盡量多的設(shè)置多道抗震防線，避免地震強(qiáng)度對(duì)建筑造成的損失。由于建筑物的抗震結(jié)構(gòu)體系是由多個(gè)延性較好的體系構(gòu)成的，在地震發(fā)生的過程中，具有較好延性的建筑結(jié)構(gòu)將會(huì)抵擋住地震的危害。當(dāng)遇到第二設(shè)防烈度地震或者是第三設(shè)防烈度地震的時(shí)候，雖然建筑的結(jié)構(gòu)可能會(huì)受到一定程度的破壞，但是距離倒塌還有一定的距離，仍然能夠有效的減弱地震對(duì)建筑造成的損害。

分析完建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則之外，還需要明確影響建筑物抗震效果的因素，這樣才能夠更好的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震效果。

建筑物的抗震效果首先受到建筑物自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，要想使建筑物達(dá)到抗震的目的，必須要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證抗震的合理性，如果說建筑物對(duì)于平面的布置較為復(fù)雜的情況，質(zhì)心和剛心不統(tǒng)一，這樣將會(huì)增強(qiáng)地震的破壞強(qiáng)度，因此說抗震效果和建筑物自身的設(shè)計(jì)有著密切的聯(lián)系。

其次，建筑物結(jié)構(gòu)施工的材料和施工工藝對(duì)于抗震效果的影響也起到了一定的作用，因此說在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中相關(guān)人員必須要明確，通常情況下，地震對(duì)于建筑物作用力的大小將會(huì)和建筑物的質(zhì)量成正比，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的過程中一定要注重質(zhì)量。

最后，建筑物施工中所處的環(huán)境也會(huì)對(duì)抗震的效果產(chǎn)生影響。例如在巖石斷層段進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，比在平坦地區(qū)進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震效果要差很多。所以說在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中需要考慮到實(shí)際的環(huán)境特征。

二 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的方法分析

高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要講求一定的方法，要進(jìn)行全方面的分析研究，之后才能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。下面本文就從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析。

（一）高度重視抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作

近幾年地震頻發(fā)，人們對(duì)于建筑抗震性能越來越重視，這就需要在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)方面入手，提高建筑的抗震功效。一般來說，我國(guó)150米以上的高層建筑，經(jīng)常采用的三種主要的結(jié)構(gòu)體系為框―筒、框架―支撐以及筒中筒的結(jié)構(gòu)體系，我國(guó)的鋼產(chǎn)量較大，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工能力有了很大程度的提升，所以說在設(shè)計(jì)的過程中經(jīng)常采用鋼結(jié)構(gòu)或者是鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，這樣能夠很好的減小柱斷面的尺寸，有效的提升高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。除此之外，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，還需要逐步轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念，轉(zhuǎn)向以柔性為主的抗震模式，以有效的減弱地震釋放的能量對(duì)建筑物的沖擊。

（二）采用高延性設(shè)計(jì)方式，提升抗震性能

我國(guó)的很多高層建筑在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，較多的采用延性結(jié)構(gòu)，即適當(dāng)?shù)目刂平ㄖY(jié)構(gòu)的剛度，允許在地震發(fā)生時(shí)建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件能夠進(jìn)入到具有較大延性的塑性狀態(tài)中，這樣能夠有效的消減地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的能量，減小地震對(duì)建筑物的破壞程度。在地震發(fā)生時(shí)，如果說高層建筑的承載能力較小，但是其延性較高，這樣其在地震中也不容易倒塌，這是因?yàn)檠有越Y(jié)構(gòu)能夠吸收更多的能量，能夠承受住建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形。因此說，要保證高層建筑的穩(wěn)定性和安全性，在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的過程中一定要采取高延性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升抗震性能。

（三）采用恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法，有效的進(jìn)行設(shè)計(jì)的定量分析

在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中，要積極的采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方法，要對(duì)實(shí)際的情況進(jìn)行具體分析，這樣才能夠確保建筑結(jié)構(gòu)的變形彈性能夠在地震作用下破壞力降低到最低。在對(duì)建筑構(gòu)件的承載能力進(jìn)行驗(yàn)收的過程中，需要控制好結(jié)構(gòu)在地震作用下層間位移的限值，并且以此來確定建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形值。在這個(gè)過程中還需要注意，要根據(jù)建筑界面的應(yīng)變分布和大小情況確定構(gòu)件的構(gòu)造要求，以此來進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。

（四）結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中需要正確的評(píng)估分析抗震等級(jí)

高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中需要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行，確定恰當(dāng)?shù)目拐鸬燃?jí)，如果說抗震等級(jí)提高或者降低，將會(huì)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)類型、建筑高度以及設(shè)防烈度產(chǎn)生影響，處理不當(dāng)將會(huì)威脅到建筑物的安全，所以說在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中一定要正確的分析抗震等級(jí)，從設(shè)計(jì)的角度有效的避免抗震等級(jí)不確定的現(xiàn)象。

（五）高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中要盡可能的減輕結(jié)構(gòu)的自重

在同樣的施工條件下減輕建筑結(jié)構(gòu)的自重，能夠在適當(dāng)?shù)那闆r下增加建筑物的層數(shù)，尤其是在軟土地基上進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，這種現(xiàn)象更為明顯。由于高層建筑的重心較高，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)建筑物的傾覆力矩也會(huì)相應(yīng)的增加，所以說為了減小其對(duì)建筑物的影響需要盡量的使用輕質(zhì)材料，并且改善施工工藝，最大限度的降低建筑結(jié)構(gòu)的自重。

結(jié)束語：目前，高層建筑已經(jīng)成為建筑業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)，隨著地震的頻發(fā)，人們對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能越來越關(guān)心，在先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用下，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)取得了一定的成績(jī)，能夠有效的提升抗震性能，但是限于一些因素的影響，設(shè)計(jì)中還是有很多的缺陷需要改進(jìn)，本文就從高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則和影響因素出發(fā)進(jìn)行分析，指出了設(shè)計(jì)過程中的一些方法，以便能夠更好的促進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)工作的開展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 于友江 淺談高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) 建筑，2011年第17期

[2] 王東暉 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 建設(shè)科技，2011年第12期

第9篇：高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震

結(jié)構(gòu)工程師按抗震設(shè)計(jì)要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)，其目標(biāo)是希望使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度、延性及耗能能力等方面達(dá)到最佳，從而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。但是，由于地震作用是一種隨機(jī)性很強(qiáng)的循環(huán)、往復(fù)荷載，建筑物的地震破壞機(jī)理又十分復(fù)雜，存在著許多模糊和不確定因素，在結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析方面，由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種因素，計(jì)算方法還很不完善，單靠微觀的數(shù)學(xué)力學(xué)計(jì)算還很難使建筑結(jié)構(gòu)在遭遇地震時(shí)真正確保具有良好的抗震能力。

1 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

1.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能

(1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱(墻)”的原則。(2)對(duì)可能造成結(jié)構(gòu)的相對(duì)薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。(3)承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。

1.2 盡可能設(shè)置多道抗震防線

(1)一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架—剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個(gè)分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。(2)強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識(shí)地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時(shí)倒塌。(3)適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后，其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長(zhǎng)階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。(4)在抗震設(shè)計(jì)中某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超強(qiáng)，可能造成結(jié)構(gòu)的其他部位相對(duì)薄弱，因此在設(shè)計(jì)中不合理的加強(qiáng)以及在施工中以大帶小，改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的做法，都需要慎重考慮。

1.3 對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力

(1)構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，構(gòu)件的實(shí)際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。(2)要使樓層(部位)的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力的比值在總體上保持一個(gè)相對(duì)均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時(shí)，會(huì)由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。(3)要防止在局部上加強(qiáng)而忽視了整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。(4)在抗震設(shè)計(jì)中有意識(shí)、有目的地控制薄弱層(部位)，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)總體抗震性能的有效手段。

2 提高短柱抗震性能的應(yīng)對(duì)措施

有抗震設(shè)防要求的高層建筑除應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度要求外，還要滿足延性的要求。鋼筋混凝土材料本身自重較大，所以對(duì)于高層建筑的底層柱，隨著建筑物高度的增加，其所承擔(dān)的軸力不斷增加，而抗震設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件有明確的延性要求，在層高一定的情況下，提高延性就要將軸壓比控制在一定的范圍內(nèi)而不能過大，這樣則必然導(dǎo)致柱截面的增大，從而形成短柱，甚至成為剪跨比小于1.5的超短柱。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(shí)，很容易發(fā)生剪切破壞而造成結(jié)構(gòu)破壞甚至倒塌。

混凝土短柱的延性主要受軸壓比的影響，同時(shí)配箍率、箍筋的形式對(duì)混凝土短柱的影響也很大。高層混凝土結(jié)構(gòu)短柱，特別是結(jié)構(gòu)低層的混凝土短柱，其軸壓比很大，破壞時(shí)呈脆性破壞，其塑性變形能力很小。提高混凝土短柱的抗震性能，主要也就是提高混凝土短柱的延性。因此，可以從以下幾方面著手，采取措施提高混凝土的抗震性能。

2.1 提高短柱的受壓承載力

提高短柱的受壓承載力可減小柱截面、提高剪跨比，從而改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能。減小柱截面和提高剪跨比，最直接的方法就是提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，即采用高強(qiáng)混凝土來增加柱子的受壓承載力，降低其軸壓比；但由于高強(qiáng)混凝土材料本身的延性較差，采用時(shí)須慎重或與其他措施配合使用。此外，可以采用鋼骨和鋼管混凝土柱以提高短柱的受壓承載力。

2.2 采用鋼管混凝土柱

鋼管混凝土是套箍混凝土的一種特殊形式，由混凝土填入薄壁圓形鋼管內(nèi)而形成的組合結(jié)構(gòu)材料。由于鋼管內(nèi)的混凝土受到鋼管的側(cè)向約束，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使混凝土的抗壓強(qiáng)度和極限壓應(yīng)變得到很大的提高，混凝土特別是高強(qiáng)混凝土的延性得到顯著改善。同時(shí)，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，相當(dāng)于配筋率2至少都在4.6%。

當(dāng)選用了高強(qiáng)混凝土和合適的套箍指標(biāo)后，柱子的承載力可大幅度提高，通常柱截面可比普通鋼筋混凝土柱減小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。

2.3 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(qiáng)度不能完全發(fā)揮。因此，可人為地削弱短柱的抗彎強(qiáng)度，使抗彎強(qiáng)度相應(yīng)于或略低于抗剪強(qiáng)度，這樣，在地震作用下，柱子將首先達(dá)到抗彎強(qiáng)度，從而呈現(xiàn)出延性的破壞狀態(tài)。分體柱方法已在實(shí)際工程中得到應(yīng)用。人為削弱抗彎強(qiáng)度的方法，可以在柱中沿豎向設(shè)縫將短柱分為2或4個(gè)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(qiáng)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。

3 結(jié)束語

現(xiàn)階段，土與結(jié)構(gòu)物共同工作理論的研究與發(fā)展使建筑抗震分析在概念上進(jìn)一步走向完善，如果可以在結(jié)構(gòu)與地基的材料特性，動(dòng)力響應(yīng)，計(jì)算理論，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)諸方面得到符合實(shí)際的發(fā)展，自然會(huì)在建筑結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域內(nèi)起到重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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[2]徐宜，丁勇春.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)的探討(J].江蘇建筑，2009