高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計精選(九篇)

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第1篇：高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震設(shè)計；隔震

中圖分類號：TU97文獻標(biāo)識碼： A

前言

近年來，由于人類對于自然環(huán)境的不斷破壞，各類自然災(zāi)害發(fā)生的較為頻繁。地震作為自然災(zāi)害中一種，其突發(fā)性和破壞性對人類的生存安全及社會的穩(wěn)定造成了很大的影響。通過對近幾年地震中的傷亡原因進行統(tǒng)計表明，由于地震所引發(fā)的次生災(zāi)害--房屋倒塌，成為地震中對人類的安全及經(jīng)濟損失影響最大的因素。所以當(dāng)前對于建筑物的設(shè)計，特別是在設(shè)計高層建筑時，其結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計是十分關(guān)鍵的，對于減輕地震災(zāi)害具有十分重要的意義?；诖?，下文主要針對高層建筑，就其抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計進行探析。

一、建筑物抗震結(jié)構(gòu)簡介

建筑結(jié)構(gòu)是建筑物中能承受水平和豎向作用的骨架，包括上部結(jié)構(gòu)設(shè)計和基礎(chǔ)設(shè)計。結(jié)構(gòu)工程師或者其它相關(guān)專業(yè)人士通過在建筑設(shè)計原有基礎(chǔ)上增加部件或者器械以增加建筑物整體的抗震能力，這就是建筑物抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計。進行抗震設(shè)計的建筑，其基本抗震設(shè)防目標(biāo)是：當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時，主體結(jié)構(gòu)不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用；當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的設(shè)防地震影響時，可能發(fā)生損壞，但經(jīng)一般性修理仍可繼續(xù)使用；當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。此設(shè)防目標(biāo)的通俗說法是：小震不壞、基本地震可修、大震不倒。使用功能或其他方面有專門要求的建筑，當(dāng)采用抗震性能化設(shè)計時，具有更具體或更高的抗震設(shè)防目標(biāo)。

二、高層建筑抗震設(shè)計

10層及10層以上或房屋高度大于28米的住宅建筑和房屋高度大于24米的其他民用建筑為高層建筑。地震災(zāi)害對建筑物造成的傷害程度隨著地震的強度、建筑物地基的堅實程度而變化，要做到降低建筑物受到地震后的損壞，只能在建筑過程或者建筑設(shè)計階段增加建筑物的抗震能力。而建筑物受到地震傷害的程度也會隨著樓層的增加而增大。建筑物抗震設(shè)計最主要的方向就是將建筑物經(jīng)過改造以后能夠?qū)Φ卣鹱饔糜诮ㄖ锏牧Ξa(chǎn)生與之對抗的力。兩種力相互抵消，才能夠達到這個目標(biāo)。

三、上部結(jié)構(gòu)的抗震

上部結(jié)構(gòu)主要從建筑承受荷載與結(jié)構(gòu)布置、體系以及結(jié)構(gòu)分析四點做說明。

1.荷載以及建筑物外力

建筑的荷載和外力主要是指建筑物施工完成后，能夠使建筑的整體或局部發(fā)生形變的影響因素。建筑物的荷載和外力主要分為建筑物橫向受力、橫向荷載，建筑物縱向外力、縱向荷載等。這兩種類型是建筑物自身所產(chǎn)生的一種內(nèi)力，除此之外，建筑物還會受到外力的影響。按照受力時間的長短可以分為長期作用在建筑物上的力和臨時作用在建筑物上的力兩種。不管是建筑物自身的內(nèi)力還是建筑物所受的外力都應(yīng)該在建筑物設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，否則，建筑物就會因為長期承受超負(fù)荷的力而發(fā)生形變甚至倒塌，對使用者造成巨大的傷害和經(jīng)濟損失。

2.建筑形體及其構(gòu)件布置

建筑布置對結(jié)構(gòu)的規(guī)則性影響重大，抗震性能良好的建筑，需要建筑師與結(jié)構(gòu)工程師的相互配合。建筑形體及其構(gòu)件布置應(yīng)避免形成平面和豎向的不規(guī)則。結(jié)構(gòu)平面布置的關(guān)鍵是避免扭轉(zhuǎn)并確保水平傳力途徑的有效性，應(yīng)使結(jié)構(gòu)的剛度中心與質(zhì)量中心一致或基本一致。否則，地震時將使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生平東與扭轉(zhuǎn)偶聯(lián)振動，使遠(yuǎn)離剛度中心的構(gòu)件側(cè)向位移及所分擔(dān)的地震剪力明顯增大，產(chǎn)生較嚴(yán)重的破壞。因此，對每個結(jié)構(gòu)單元應(yīng)盡量采用方形、矩形、正多邊形、橢圓形等簡單規(guī)則的平面形狀，避免主要抗側(cè)力構(gòu)件的偏置。結(jié)構(gòu)立面和剖面布置的關(guān)鍵是避免承載力及樓層剛度的突變，避免出現(xiàn)薄弱層并確保豎向傳力途徑的有效性。應(yīng)使結(jié)構(gòu)的承載力和豎向剛度自下而上逐步減小，變化均勻、連續(xù)，不出現(xiàn)突變。否則，在地震作用下某些樓層或部位將形成軟弱層或薄弱層而加重破壞。因此，建筑立面應(yīng)盡量采用矩形、梯形、三角形等均與變化的幾何形狀，避免采用帶有突然變化的階梯型立面。

3.結(jié)構(gòu)體系

抗震結(jié)構(gòu)應(yīng)采用合理經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)類型，結(jié)構(gòu)方案選取是否合理對安全和經(jīng)濟起主要作用?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系要求受力明確、傳力合理且傳力路線不間斷，使結(jié)構(gòu)的抗震分析更符合結(jié)構(gòu)在抗震時的實際表現(xiàn)，且對提高結(jié)構(gòu)的抗震性能十分有利，是結(jié)構(gòu)選型與布置結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系時應(yīng)首先考慮的因素之一。結(jié)構(gòu)的抗震能力需要強度、剛度和變性能力的統(tǒng)一，即抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備必要的強度和良好變形耗能能力，僅有強度和缺乏足夠的延性時，在強烈的地震下很容易破壞；雖有較好的延性而強度不足時，在強烈地震下必然產(chǎn)生很大的變形、破壞嚴(yán)重甚至倒塌。

4結(jié)構(gòu)分析

結(jié)構(gòu)分析是結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要依據(jù)性工作，采用合理的計算模型和計算假定，正確選用計算程序，必要時的多模型多程序比較分析等對結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)系重大。振型分解反應(yīng)譜法是目前結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計計算的主要方法，底部剪力法是一種簡化的計算方法，隨著計算機應(yīng)用的普及，底部剪力法在實際工程中的應(yīng)用正逐漸減少，在方案及初步設(shè)計中常用。時程分析法作為振型分解反應(yīng)譜法的補充計算方法，在工程中的應(yīng)用越來越普遍。

四、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗震作用

基礎(chǔ)是加載在地基之上，以地基為基礎(chǔ)，用來承受整個建筑物的一種抗震結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)是針對于整個建筑物而言的，在建筑物的地基上加建基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)能夠有效的防止建筑物在遭遇地震后產(chǎn)生的位移和塌陷等現(xiàn)象。為此，基礎(chǔ)必須是在有足夠承載能力的地基之上建設(shè)。由于建筑物的高度決定了整個建筑物的質(zhì)量和若是發(fā)生位移以后的位移量，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗震效果主要體現(xiàn)在當(dāng)建筑物遭遇地震時，建筑物塌陷能夠均勻下沉而不是局部塌陷，有效的防止了建筑物由于局部塌陷而導(dǎo)致的樓體坍塌等問題。

五、隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計

以往的高層建筑抗震能力較差，在遭遇地震災(zāi)害以后，整個建筑物的主要受力結(jié)構(gòu)會受到損傷，從而影響建筑物的功能使用?，F(xiàn)代的高層建筑物為了能夠有效的降低建筑物主要受力結(jié)構(gòu)的損傷，保證建筑物的功能正常，會在建筑設(shè)計階段給建筑物設(shè)計一種有效的抗震結(jié)構(gòu)，即隔震結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)之所以被稱之為隔震結(jié)構(gòu)，主要是由于它能夠使建筑物在遭遇地震災(zāi)害時地震作用在建筑物上的力最大程度的隔離在建筑物以外，使建筑物承受的只是地震產(chǎn)生力的一小部分，極大的降低高層建筑在地震中受到的損傷。同時，在下層樓層中加入這種隔震結(jié)構(gòu)，能夠有效的阻止地震能量向建筑物高層傳遞，在一定程度上能夠?qū)Ω邔咏ㄖ鸬捷^大的保護作用。

1.隔震結(jié)構(gòu)在地基中的設(shè)計

地基作為承受整個建筑物的載體，在地基當(dāng)中使用隔震結(jié)構(gòu)能夠使建筑物在發(fā)生地震時，將地震所產(chǎn)生的能量在地基階段就被阻擋在地下；也可能是因為隔震結(jié)構(gòu)的緩沖作用極大的降低了這些能量從而保護了建筑物。

2.隔震結(jié)構(gòu)在樓層中的設(shè)計

與1所述一樣，在樓層中是用隔震結(jié)構(gòu)將地震產(chǎn)生的能量阻隔在建筑物底層，或者抵消很大一部分能量，使高層不受或者很少受到這種能量的沖擊。

結(jié)語

目前，高層建筑已經(jīng)成為現(xiàn)在城市建筑的主流，對于高層建筑的抗震設(shè)計已經(jīng)是重要的工作之一。因此，高層建筑在抗震設(shè)計時應(yīng)充分提高其整體的抗震能力，克服設(shè)計工作中遇到的問題，確保人民財產(chǎn)安全。上文主要對高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了研究，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)工作人員提供相應(yīng)的理論依據(jù)。

第2篇：高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：高層建筑抗震設(shè)計

一、抗震設(shè)計的理論分析

（一）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，它在估計地震對結(jié)構(gòu)的作用時，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)的重量乘以一個比例常數(shù)(地震系數(shù))。

（二）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，它以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解，以及結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ)，是加理工學(xué)院的一些研究學(xué)者對地震動加速度記錄的特性進行分析后取得的一個重要成果。

（三）動力理論。動力理論是20世紀(jì)70－80年廣為應(yīng)用的地震動力理論。它的發(fā)展除了基于60年代以來電子計算機技術(shù)和試驗技術(shù)的發(fā)展外，人們對各類結(jié)構(gòu)在地震作用下的線性與非線性反應(yīng)過程有了較多的了解，同時隨著強震觀測臺站的不斷增多，各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)記錄也不斷增多。進一步動力理論也稱地震時程分析理論，它把地震作為一個時間過程，選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入，建筑物簡化為多自由度體系，計算得到每一時刻建筑物的地震反應(yīng)，從而完成抗震設(shè)計工作。

二、 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本方法

減少地震能量輸入。積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，要求進行定量分析，使結(jié)構(gòu)的變形能力滿足在預(yù)期的地震作用下的變形要求。除了驗算構(gòu)件的承載力外，要控制結(jié)構(gòu)在大震作用下的層間位移角限值或位移延性比；根據(jù)構(gòu)件變形與結(jié)構(gòu)位移關(guān)系，確定構(gòu)件的變形值；并根據(jù)截面達到的應(yīng)變大小及應(yīng)變分布，確定構(gòu)件的構(gòu)造要求。對于高層建筑，選擇堅硬的場地土建造高層建筑，可以明顯減少地震能量輸入減輕破壞程度。錯開地震動卓越周期，可防止共振破壞。推廣使用隔震和消能減震設(shè)計。目前我國和世界各國普遍采用的傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系是“延性結(jié)構(gòu)體系”，即適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)物的剛度，但容許結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時進入非彈性狀態(tài)，并具有較大的延性，以消耗地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒”。采取軟墊隔震、滑移隔震、擺動隔震、懸吊隔震等措施，改變結(jié)構(gòu)的動力特性，減少地震能量輸入，減輕結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，是一種很有前途的防震措施。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，減小樓層地震剪力。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，地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。在高層建筑的方案設(shè)計階段，結(jié)構(gòu)材料選用也很重要?？梢詫Σ牧蠀?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。從抗震角度來說，結(jié)構(gòu)體系的抗震等級，其實質(zhì)就是在宏觀上控制不同結(jié)構(gòu)的廷性要求。這要求我們應(yīng)根據(jù)建設(shè)工程的各方面條件，選用符合抗震要求又經(jīng)濟實用的結(jié)構(gòu)類別。

三、正確認(rèn)識高層建筑的受力特點，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(yuǎn)遠(yuǎn)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)。高層建筑有上述的受力特點，因此設(shè)計中在滿足建筑功能要求和抗震性能的前提下，選擇切實可行的結(jié)構(gòu)類型，使之在特定的物資和技術(shù)條件下，具有良好的結(jié)構(gòu)性能、經(jīng)濟效果和建筑速度是非常必要的。高層建筑上常用的結(jié)構(gòu)類型主要有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋砼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)具有整體自重輕，強度高、抗震性能好、施工工期短等優(yōu)點，并且鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面相對較小，具有很好的延性，適合采用柔性方案的結(jié)構(gòu)。其缺點是造價相對較高，當(dāng)場地土特征周期較長時，易發(fā)生共振。與鋼結(jié)構(gòu)相比，現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)剛度大，空間整體性好，造價低及材料來源豐富等優(yōu)點，可以組成多種結(jié)構(gòu)體系，以適應(yīng)各類建筑的要求，在高層建筑中得到廣泛應(yīng)用，比較適用于提供承載力，控制塑性變形的剛性方案結(jié)構(gòu)。其突出缺點是結(jié)構(gòu)自重大，抵抗塑性變形能力差，施工工期長，當(dāng)場地土特征周期較短時，易發(fā)生共振。因此，高層建筑采用何種結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)取決于所有結(jié)構(gòu)體系和材料特性，同時取決于場地土的類型，避免場地土和建筑物發(fā)生共振，而使震害更加嚴(yán)重。

四、 提高結(jié)構(gòu)的抗震性能

第3篇：高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

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

中圖分類號：TU984 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

1 震害多發(fā)點

隨著這幾年來經(jīng)濟的快速發(fā)展，由于建設(shè)者開發(fā)、使用功能上的要求，高層建筑的體型越來越多樣化。高層建筑不僅在材料和結(jié)構(gòu)體系上逐漸多樣化， 而且在高度上也大幅度增長。進入上世紀(jì)90年代后， 結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計已提到各國建筑設(shè)計的日程。特別是我國處于地震多發(fā)區(qū)， 高層建筑抗震設(shè)防更是工程設(shè)計面臨的迫切任務(wù)。作為工程抗震設(shè)計的依據(jù)， 高層建筑抗震分析處于非常重要的地位。

地震作用具有較強的隨機性和復(fù)雜性，要求在強烈地震作用下結(jié)構(gòu)仍保持在彈性狀態(tài)，不發(fā)生破壞是很不實際; 既經(jīng)濟又安全的抗震設(shè)計是允許在強烈地震作用下破壞嚴(yán)重， 但不倒塌。因此，依靠彈塑性變形消耗地震的能量是抗震設(shè)計的特點，提高結(jié)構(gòu)的變形、耗能能力和整體抗震能力，防止高于設(shè)防烈度的“大震”不倒是抗震設(shè)計要達到的目標(biāo)。

1.1 結(jié)構(gòu)層間屈服強度有明顯的薄弱樓

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在整體設(shè)計上存在較大的不均勻性， 使得這些結(jié)構(gòu)存在著層間屈服強度特別薄弱的樓層。在強烈地震作用下，結(jié)構(gòu)的薄弱層率先屈服， 彈塑性變形急劇發(fā)展，并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象。如1976 年唐山大地震中，13 層蒸吸塔框架，由于該結(jié)構(gòu)樓層屈服強度分布不均勻，造成第6 層和第11 層的彈塑性變形集中， 導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)6 層以上全部倒塌。

1.2 柱端與節(jié)點的破壞較為突出

框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件震害一般是梁輕柱重， 柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊柱易發(fā)生破壞。除剪跨比小短柱易發(fā)生柱中剪切破壞外， 一般柱是柱端的彎曲破壞， 輕者發(fā)生水平或斜向斷裂;重者混凝土壓酥，主筋外露、壓屈和箍筋崩脫。當(dāng)節(jié)點核芯區(qū)無箍筋約束時， 節(jié)點與柱端破壞合并加重。當(dāng)柱側(cè)有強度高的砌體填充墻緊密嵌砌時，柱頂剪切破壞嚴(yán)重，破壞部位還可能轉(zhuǎn)移至窗洞上下處，甚至出現(xiàn)短柱的剪切破壞。

1.3 砌體填充墻的破壞較為普遍

砌體填充墻剛度大而變形能力差， 首先承受地震作用而遭受破壞， 在8 度和8 度以上地震作用下，填充墻的裂縫明顯加重，甚至部分倒塌，震害規(guī)律一般是上輕下重，空心砌體墻重于實心砌體墻，砌塊墻重于磚墻。

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，必須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、施工材料和施工過程以及建筑場地情況三個方面進行分析。

2.1 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，無論點式住宅或是版式住宅，都必須進行合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證抗震措施合理，能夠基本實現(xiàn)小震不壞、大震不倒這樣的目標(biāo)，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，將會加劇地震的作用影響力，增強破壞性。所以，建筑物的結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)盡量保證質(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(yuǎn)端的抗震墻等等。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)建造材料和施工過程

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，建筑物使用的材料越好，其受到的地震作用力也相對較??；反之，建筑物就會遭到地震很大的作用力。所以，在實際的建筑物的建設(shè)中，建議多采用隔斷、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。

2.3 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，或海嘯、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，要進行詳盡地勘探考察，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 高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計策略

3.1 高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)體系選擇

高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)建筑使用功能、房屋高度和高寬比、抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場地類別、地基情況、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)等因素，綜合分析比較，選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系。高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可采用框架、剪力墻、框架- 剪力墻、筒體和板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。

框架結(jié)構(gòu)可為建筑提供靈活布置的室內(nèi)空間。當(dāng)建筑物層數(shù)較少時，水平荷載對結(jié)構(gòu)的影響較小，采用框架結(jié)構(gòu)體系比較合理；框架結(jié)構(gòu)屬于以剪切變形為主的柔性結(jié)構(gòu)，使用高度受到限制，主要用于非抗震設(shè)計和層數(shù)相對較少的建筑中。剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻沿橫向、縱向正交布置或多軸線斜交布置，由鋼筋砼墻體承受全部的水平荷載和豎向荷載，屬于以彎曲變形為主的剛性結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度大，在水平力作用下側(cè)向變形小，空間整體性好。但剪力墻結(jié)構(gòu)自重大，建筑平面布置局限性大，難以滿足建筑內(nèi)部大空間的要求。因此更多地用于墻體布置較多，房間面積要求不太大的建筑物中，既減少了非承重隔墻的數(shù)量，也可使室內(nèi)無外露梁柱，達到整體美觀。

框架——剪力墻結(jié)構(gòu)是指在框架結(jié)構(gòu)中的適當(dāng)部位增設(shè)一些剪力墻，是剛?cè)嵯嘟Y(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，能提供建筑大開間的使用空間，是由若干道單片剪力墻與框架組成。在這種結(jié)構(gòu)體系中，框架和剪力墻共同承擔(dān)水平力，但由于兩者剛度相差很大，變形形狀也不相同，必須通過各層樓板使其變形一致，達到框架和剪力墻的協(xié)同工作。從受力特點看，剪力墻是以彎曲變形為主，框架是以剪切變形為主，由于變位協(xié)調(diào)，在頂部框架協(xié)助剪力墻抗震，在底部剪力墻協(xié)助框架抗震，其抗震性能由于較好地發(fā)揮了各自的優(yōu)點而大為提高。因此可以適用于各種不同高度建筑物的要求而被廣泛采用。板柱- 剪力墻結(jié)構(gòu)，由于在板柱框架體系中加入了剪力墻或井筒，主要由剪力墻構(gòu)件承受側(cè)向力，側(cè)向剛度也有很大的提高。這種結(jié)構(gòu)目前在7、8 度抗震設(shè)計的高層建筑中有較多的應(yīng)用，但其適用高度宜低于一般框架- 剪力墻結(jié)構(gòu)。

3.2 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；并且根據(jù)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，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。

4 結(jié)束語

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是我國大量存在的建筑結(jié)構(gòu)形式之一，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的柱端與節(jié)點的破壞較為嚴(yán)重，其抗震設(shè)計中應(yīng)該鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)抗震關(guān)鍵設(shè)計，另外，必須滿足“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節(jié)點”、“強底層柱底”等延性設(shè)計原則和有關(guān)規(guī)定。

參考文獻：

[1] 伊小群．高等民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計探討[J]．中國高新技術(shù)企業(yè)．2010，(20) ．

第4篇：高層建筑抗震結(jié)構(gòu)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。空腹桁架又包括等節(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)φw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(xì)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。或者可采用有限元方法對轉(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：高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

關(guān)鍵字：高層建筑抗震理論 結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、高層建筑的概述

在古代人們就開始建造高層建筑，比如埃及的亞歷山大港燈塔，高100多米,為石結(jié)構(gòu)。中國山西應(yīng)縣的佛公寺釋迦塔，高約為67米，為木結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)代高層建筑發(fā)展迅速，在大中城市隨處可見。高層建筑是指超過10層的住宅建筑和超過24米高的其他民用建筑。高層建筑可以帶來明顯的社會經(jīng)濟效益:首先,使人口集中，可利用建筑內(nèi)部的豎向和橫向交通縮短部門之間的聯(lián)系距離，從而提高效率；其次能使大面積建筑的用地大幅度縮小，有可能在城市中心地段選址；第三，可以減少市政建設(shè)投資和縮短建筑工期。

由于高層建筑的高度比較高，所以解決水平抗剪問題成為關(guān)鍵，而抗震是解決水平抗剪問題的一個重要因素。然而對于不同的結(jié)構(gòu)形式，同一設(shè)防烈度下，抵抗地震能力有很大區(qū)別，因此選擇合適的結(jié)構(gòu)形式對于高層建筑尤為重要。

二、高層建筑抗震理論分析

2.1 高層建筑抗震的有關(guān)規(guī)范

建筑應(yīng)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個抗震設(shè)防類別。甲類建筑應(yīng)屬于重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑，乙類建筑應(yīng)屬于地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑，丙類建筑應(yīng)屬于除甲、乙、丁類以外的一般建筑，丁類建筑應(yīng)屬于抗震次要建筑。多層高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震措施是根據(jù)抗震等級確定的，抗震等級的確定與建筑物的類別相關(guān)，不同的建筑物類別在考慮抗震等級時取用的抗震烈度與建筑場地類別有關(guān)，也就是考慮抗震等級時取用烈度與抗震計算時的設(shè)防烈度不一定相同。全國大部分地區(qū)的房屋抗震設(shè)防烈度一般為8度。

2.2 建筑抗震設(shè)計的理論

2.2.1、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，它在估計地震對結(jié)構(gòu)的作用時，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)的重量乘以一個比例常數(shù)（地震系數(shù)）。

2.2.2、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，它以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解，以及結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ)，是加理工學(xué)院的一些研究學(xué)者對地震動加速度記錄的特性進行分析后取得的一個重要成果。

2.2.3、動力理論。動力理論是20世紀(jì)70－80年廣為應(yīng)用的地震動力理論。它的發(fā)展除了基于60年代以來電子計算機技術(shù)和試驗技術(shù)的發(fā)展外，人們對各類結(jié)構(gòu)在地震作用下的線性與非線性反應(yīng)過程有了較多的了解，同時隨著強震觀測臺站的不斷增多，各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)記錄也不斷增多。進一步動力理論也稱地震時程分析理論，它把地震作為一個時間過程，選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入，建筑物簡化為多自由度體系，計算得到每一時刻建筑物的地震反應(yīng)，從而完成抗震設(shè)計工作。

2.3 高層建筑抗震措施

在對結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，除要考慮概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)抗震驗算外，歷次地震后人們在限制建筑高度，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)驗一直是各國規(guī)范重視的問題。當(dāng)前，在抗震設(shè)計中，從概念設(shè)計，抗震驗算及構(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)計地震力與結(jié)構(gòu)延性要求相互影響的雙重設(shè)計指標(biāo)和方法，直至進一步通過一些結(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)濟的抗震性能是當(dāng)代抗震設(shè)計規(guī)范發(fā)展的方向。而且，強柱弱梁，強剪弱彎和強節(jié)點弱構(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。

三、高層建筑的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

3.1高層建筑抗震設(shè)計的理念

按抗震設(shè)計要求進行結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計時，其目標(biāo)是希望使所設(shè)計的結(jié)構(gòu)在強度、剛度、延性及耗能能力等方面達到最佳，從而滿足我國《建筑抗震規(guī)范》（GB50011-2001）對建筑的抗震設(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”。由于地震作用是一種隨機性很強的循環(huán)、往復(fù)荷載，建筑物的地震破壞機理又十分復(fù)雜，存在許多的不確定因素，因此規(guī)定建筑結(jié)構(gòu)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，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，結(jié)構(gòu)屈服進入非彈性變形階段，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Γㄗ冃文芰Γ┎话l(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，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。因此在有抗震設(shè)防要求的高層建筑除應(yīng)滿足強度、剛度要求外，還要滿足延性的要求，使建筑具有足夠的變形能力，使其彈塑性變形不超過規(guī)定的彈塑性變形限值。

對于“兩階段”設(shè)計，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(zhǔn)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(zhǔn)的變形要求。第二階段：采用與第三水準(zhǔn)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(zhǔn)的防倒塌要求。

3.2高層建筑的抗震設(shè)計方法

我國的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）對各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計算應(yīng)采用的方法作了以下規(guī)定：1、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)點體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法等簡化方法。2、除規(guī)定1外的建筑結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)譜方法。3、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)采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算，可取多條時程曲線計算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的較大值。

在進行抗震設(shè)計是應(yīng)掌握以下要點及注意事項：1 .選擇對建筑抗震有利的場地 ,宜避開對建筑抗震不利的地段 ,不應(yīng)在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。2 .建筑的平立面布置應(yīng)符合概念設(shè)計的要求 ,不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的方案。不規(guī)則的建筑 ,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要進行水平地震作用計算和內(nèi)力調(diào)整 ,并應(yīng)對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施。3 .結(jié)構(gòu)材料選擇與結(jié)構(gòu)體系的確定應(yīng)符合抗震結(jié)構(gòu)的要求。4.盡可能設(shè)置多道抗震防線。地震有一定的持續(xù)時間 ,而且可能多次往復(fù)作用 ,根據(jù)地震后倒塌的建筑物的分析 ,我們知道地震的往復(fù)作用使結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞 ,而最后倒塌則是結(jié)構(gòu)因破壞而喪失了承受重力荷載的能力。適當(dāng)處理構(gòu)件的強弱關(guān)系 ,使其形成多道防線 ,是增加結(jié)構(gòu)抗震能力的重要措施。5.具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性。6.確保結(jié)構(gòu)的整體性。各構(gòu)件之間的連接必須可靠 ,符合下列要求 :1 )構(gòu)件節(jié)點的承載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力 ,當(dāng)構(gòu)件屈服、剛度退化時 ,節(jié)點應(yīng)保持承載力和剛度不變。2 )予埋件的錨固承載力不應(yīng)低于連接件的承載力。3 )裝配式的連接應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體性 ,各抗側(cè)力構(gòu)件必須有可靠的措施以確保空間協(xié)同工作。4)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有連續(xù)性 ,注重施工質(zhì)量 ,避免施工不當(dāng)使結(jié)構(gòu)的連續(xù)性遭到削弱甚至破壞。

第6篇：高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：高層；建筑；抗震；設(shè)計

進入上世紀(jì)90年代以后，高層建筑已成為現(xiàn)代建筑的發(fā)展趨勢。高層建筑不僅在材料和結(jié)構(gòu)體系上逐漸多樣化，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也越發(fā)受到業(yè)界普遍關(guān)注和重視。我國處于地震多發(fā)區(qū)，結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計已提到建筑設(shè)計的日程，高層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計必須引起足夠的重視。但在如今高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，因為設(shè)計師的設(shè)計理念和認(rèn)識上的差異，在可靠性設(shè)計方面仍值得進一步商榷。而高層住宅建筑結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計關(guān)系到建筑安全的首要問題，更突顯出其重要的地位。

1住宅高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則

抗震設(shè)計要剛?cè)嵯酀?，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，從而保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，確保建筑物滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標(biāo)。建筑物在地震力的作用下，結(jié)構(gòu)形態(tài)會發(fā)生較大變化，而設(shè)計者需要根據(jù)不同地震烈度不同建筑類型，采用不同的結(jié)構(gòu)類型和不同的構(gòu)造措施，從而達到安全和效益相統(tǒng)一的目的。因此，在高層建筑設(shè)計時必須認(rèn)真進行抗震設(shè)計。在建筑抗震設(shè)計過程中若一味的提高結(jié)構(gòu)抗力,增加結(jié)構(gòu)剛度,則會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度大則在地震發(fā)生過程中地震作用也會相應(yīng)增大。因此，應(yīng)考慮好結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力、穩(wěn)定性、延性、剛度等方面的性能。對結(jié)構(gòu)的相對薄弱位置，進一步采取抗震措施。再者，承受豎向荷載構(gòu)件，不能做為主要耗能構(gòu)件。在進行抗震設(shè)計時，盡可能設(shè)多道防線，從而形成一個完整的抗震結(jié)構(gòu)體系，通過各個延性良好的分體系的協(xié)同工作，從而達到良好的抗震效果。在處理結(jié)構(gòu)的強弱關(guān)系時，盡量使“有效屈服”保持較長階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。合理設(shè)計結(jié)構(gòu)的受力性能，當(dāng)某一部位結(jié)構(gòu)設(shè)計過強時，可能造成局部結(jié)構(gòu)薄弱，因此，需考慮結(jié)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)工作。

2住宅高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點

2.1結(jié)構(gòu)規(guī)則性。建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則可能造成較大的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，產(chǎn)生嚴(yán)重應(yīng)力集中，或形成抗震薄弱層。大量地震災(zāi)害表明，高層建筑物平面對稱、結(jié)構(gòu)簡單、剛度質(zhì)量沿建筑物豎向均勻分布的建筑具有較好的抗震性能。因此，在建筑抗震設(shè)計中，應(yīng)使建筑物的平、立面布置規(guī)則、對稱、具有良好的整體性。同時，質(zhì)量與剛度變化均勻分布，防止在平面上質(zhì)量中心與剛度中心不重合而造成嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)振動。其中豎向抗側(cè)力的截面尺寸和材料強度應(yīng)自下而上逐漸減小，從而避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變而形成薄弱層。

2.2層間位移限制。高層建筑都具有較大的高寬比,其在風(fēng)力和地震作用下往往能夠產(chǎn)生較大的層間位移,甚至?xí)^結(jié)構(gòu)的位移限值。該位移限值大小與結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)體系甚至裝修標(biāo)準(zhǔn)以及側(cè)向荷載等諸多因素有關(guān)。因此在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)建筑物的實際情況以及所處的地理位置進行設(shè)計,既要滿足其具有足夠的剛度又要避免結(jié)構(gòu)在水平荷載的作用下產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性及舒適度的要求。

2.3控制地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。由于地震波在傳播過程中的折射、反射、散射所造成的強震地面運動具有三向水平和三向轉(zhuǎn)動共六個自由度，地震作用本身就存在扭轉(zhuǎn)分量。如果結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則，在水平地震作用下，也會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞作用，而這種破壞作用往往被設(shè)計人員所忽視。但是，地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)是一個極其復(fù)雜的問題，對于體型復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，即使樓層的“計算剛心”和質(zhì)心重合，仍然存在明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在高層住宅建筑設(shè)計時，就充分考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響。通過分析，扭轉(zhuǎn)作用下各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間變形不同，造成結(jié)構(gòu)邊緣的抗側(cè)力單元的層間側(cè)移最大，考慮建筑上下剛度的分布不均勻，剛度中心沒有在同一軸線，會產(chǎn)生較大的差距，從而造成各樓層結(jié)構(gòu)偏心距和扭矩發(fā)生改變，因此,在設(shè)計過程中應(yīng)對各層的扭轉(zhuǎn)修正系數(shù)分別計算。計算時應(yīng)主要控制周期比、位移比兩個重要指標(biāo)。設(shè)計中應(yīng)考慮雙向地震作用下，當(dāng)樓層抗扭剛度弱，平動周期與扭轉(zhuǎn)周期比大于0.9或樓層抗剪承載力比值小于0.8時，屬特別不規(guī)則建筑，應(yīng)考慮偶然偏心。PKPM設(shè)計時兩者同時選上，程序計算時自動疊加取大者。

3住宅高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計探討

住宅高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計，指在注意總體布置上的大原則，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)構(gòu)造，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題。需著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，按照建筑結(jié)構(gòu)在地震時破壞力分布，有針對性進行抗震設(shè)計優(yōu)化，從根本上提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

3.1建筑場地的選擇。選擇有利的建筑場地，為減輕高層建筑物的震害，避開對建筑抗震不利的地段，在選址時，不應(yīng)在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。應(yīng)加強地基勘察，對于不利地段，盡量避開不利地質(zhì)環(huán)境，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)提出避開要求，最好選擇有利地段，當(dāng)無法避開時，應(yīng)采取有效措施。這就考慮了地震因場地條件間接引起結(jié)構(gòu)破壞的原因，如活動斷層、溶洞、局部突出的山包等。

3.2 建筑的平、立面布置。根據(jù)新的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011―2010)，持力層的選擇對建筑物的安全至關(guān)重要。要求建筑的形狀及抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則的整體性，在相同的地震力作用下，避免采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案。選擇基礎(chǔ)方案時，受力性能比較明確，既要考慮經(jīng)濟合理，設(shè)計時容易分析結(jié)構(gòu)在地震時的實際反應(yīng)和結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，又要考慮抗震的要求，容易采取抗震構(gòu)造措施和進行結(jié)構(gòu)的局部處理。

3.3抗震結(jié)構(gòu)體系?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系體型是抗震設(shè)計中應(yīng)考慮的最關(guān)鍵問題，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有多道抗震防線，應(yīng)根據(jù)建筑類因素，可避免因部分構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力。結(jié)合設(shè)計、經(jīng)濟條件綜合考慮與確定，應(yīng)優(yōu)先選用不承受重力荷載的構(gòu)件如框架填充墻構(gòu)件?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系必須具有合理的地震作用傳遞途徑，不宜用軸壓比很大的鋼筋混凝土框架柱作為第一道防線。多道抗震防線，以減少輸入主體結(jié)構(gòu)的地震能量，必要的強度剛度和強度分布，達到減輕主體結(jié)構(gòu)破壞的目的。

高層住宅建筑抗震設(shè)計在選擇建筑結(jié)構(gòu)的方案和采取抗震措施時，使樓層（部位）的實際承載能力和設(shè)計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化，要防止在局部上加強而忽視了整個結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。有意識、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，提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能。

4結(jié)束語

隨著新型結(jié)構(gòu)、高性能材料的出現(xiàn)，高層住宅建筑設(shè)計技術(shù)也勢必再上新臺階。設(shè)計者需根據(jù)工程抗震各方面的知識和經(jīng)驗，通過新型結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足建筑安全要求，滿足建筑物的使用功能和外觀要求，理順結(jié)構(gòu)與建筑，結(jié)構(gòu)與設(shè)備的關(guān)系。這就需要設(shè)計者從目前抗震設(shè)計現(xiàn)狀出發(fā)，作出正確的工程判斷，找出建筑安全與經(jīng)濟合理的最佳結(jié)合點，以更好地適應(yīng)社會經(jīng)濟和建筑技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻

[1]中國建筑科學(xué)研究院建筑結(jié)構(gòu)研究所. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[M]. 北京：科學(xué)出版社，1982.

第7篇：高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計；改進措施

中圖分類號：TU97文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的構(gòu)建步驟復(fù)雜，施工環(huán)節(jié)細(xì)碎，適配流程多樣，加之諸如天氣因素、自然災(zāi)害等外部不確定因素的綜合制約影響，從而使得其更容易突發(fā)安全生產(chǎn)事故，進行系統(tǒng)規(guī)范、切實高效的抗震結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計就顯得至關(guān)重要。這就要求在實際具體的高層建筑轉(zhuǎn)換層抗震施工作業(yè)之前，相關(guān)規(guī)劃設(shè)計的技術(shù)人員務(wù)必做到嚴(yán)密規(guī)劃、嚴(yán)格設(shè)計、切實調(diào)整、層層把關(guān)，扎實有效地進行高層建筑抗震結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計流程環(huán)節(jié)的程序操作，迅速有效地將理論創(chuàng)新與實踐改進協(xié)同統(tǒng)一，最終推進高層建筑抗震結(jié)構(gòu)施工工程的安全、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)。

一、高層建筑轉(zhuǎn)換層施工安全監(jiān)督管理的瓶頸問題

1、建筑層次規(guī)劃設(shè)計盲目追求高度設(shè)計

抗震結(jié)構(gòu)的實效作用來源于架構(gòu)設(shè)計的規(guī)范全面，需要嚴(yán)格遵循“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節(jié)點弱構(gòu)件”等基本原則進行設(shè)計，尤其是對于涉及環(huán)節(jié)多、操作步驟雜、施工難度大的高層建筑而言，切實規(guī)范的建筑實體抗震結(jié)構(gòu)的高度設(shè)計就顯得至關(guān)重要。而現(xiàn)階段國內(nèi)建筑實體的實際高度普遍超標(biāo)，在追求“更高、更強”的產(chǎn)業(yè)理念的刺激下，相當(dāng)一部分建筑工程都無視淡漠國家法規(guī)的規(guī)范要求，大肆提升建筑樓層高度，從而直接增加了高層建筑的抗震危險系數(shù)，導(dǎo)致諸多安全生產(chǎn)問題集中爆發(fā)。

2、材料產(chǎn)品選取適用混亂空泛

伴隨著我國建筑產(chǎn)業(yè)的持續(xù)快速推進發(fā)展，一些國外地區(qū)高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的材料產(chǎn)品也開始被引進應(yīng)用，之前普遍采用的混凝土核心筒、大型鋼筋模板也被任意添加修飾。部分設(shè)計人員一味追求所謂的“創(chuàng)新多元”、“先鋒前衛(wèi)”，在沒有充分認(rèn)知理解這些“舶來品”的內(nèi)涵屬性以及國內(nèi)抗震結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計的格局現(xiàn)狀的前提下，盲目引進一些標(biāo)榜新理念、新技術(shù)、新設(shè)備的抗震建筑材料產(chǎn)品，然后生搬硬套進行移植再造，而這些原料產(chǎn)品大部分材質(zhì)低劣、抗壓度不足、實效堅實系數(shù)過低，結(jié)果導(dǎo)致大量不切實際、空泛虛無的抗震結(jié)構(gòu)資源被大量閑置浪費，最終在產(chǎn)生一系列抗震安全問題后，附帶產(chǎn)生巨大的貨幣流失與效益虧損。

3、適配設(shè)備設(shè)置節(jié)點缺失，相關(guān)維護措施不到位

我國高層建筑抗震結(jié)構(gòu)施工工程在形成規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化、系統(tǒng)化的綜合型經(jīng)營的同時，也普遍存在著適配輔助的安全設(shè)施部分老化、整體作業(yè)結(jié)構(gòu)陳舊、整體效率低下等集中性的階段性問題。尤其是在與抗震結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計緊密相關(guān)的梁板模板安裝改造、鋼筋工程升級換代、混凝土澆筑防裂改進完善等一系列配套措施的設(shè)計更新上，還普遍存在著樓板、梁模板安裝架設(shè)設(shè)計有待規(guī)范細(xì)化，鋼筋抽料、超密集部位規(guī)劃排查不夠嚴(yán)格，混凝土澆筑防裂設(shè)計相對松散寬泛、監(jiān)督檢測浮于形式等突出問題。這些細(xì)微具體環(huán)節(jié)的抗震設(shè)計疏忽松懈的長期存在，不僅滋生了大量安全隱患，而且嚴(yán)重制約影響了高層建筑施工工程的穩(wěn)定、高效運轉(zhuǎn)。

二、高層建筑轉(zhuǎn)換層施工安全監(jiān)督管理的針對改進與具體措施

1、加強抗震結(jié)構(gòu)高度設(shè)計的規(guī)范執(zhí)行，嚴(yán)格依照規(guī)章執(zhí)行作業(yè)

針對現(xiàn)階段既存的建筑實體盲目追求高度提升、抗震設(shè)計難度增加的突出問題，我們必須從問題的根本癥結(jié)出發(fā)，嚴(yán)格落實相關(guān)法律規(guī)章的細(xì)則要求。首先，建筑實體的層次高度規(guī)劃設(shè)計方案務(wù)必通過系統(tǒng)周密的論證審核，相關(guān)人員需要進行實地勘測、比照，做到實事求是、務(wù)實嚴(yán)謹(jǐn)；其次，穩(wěn)步推進模型振動臺試驗，通過一系列地震力破壞力模擬測試、數(shù)據(jù)分析、信息處理，最終確定符合規(guī)范、切合實際的樓層高度；第三，加強對外部環(huán)境因素的考慮估量，譬如巖土屬性安全指標(biāo)、地質(zhì)承壓荷載取值對比、水文風(fēng)力作用評估等等，努力做到內(nèi)外兼顧、周翔全面。

2、改進建筑材料選取方法的切實設(shè)計，提升針對操作性

對于目前抗震結(jié)構(gòu)建筑材料選取環(huán)節(jié)的缺陷，我們應(yīng)當(dāng)立足施工實踐，選取具備材質(zhì)扎實牢固、抗壓度高、堅實性強的主流材料。由于當(dāng)前抗震結(jié)構(gòu)基本以鋼筋砼體核心筒為主，所以進一步加強提升轉(zhuǎn)換層的安裝設(shè)置就顯得必要而關(guān)鍵。而現(xiàn)階段抗震結(jié)構(gòu)的加強層、轉(zhuǎn)換層都是相鄰設(shè)計，各自剛度增大之后必然附帶導(dǎo)致層次結(jié)構(gòu)剛度突變，最終出現(xiàn)混凝土核心筒柱體開裂。針對這一情況，我們可以通過采用向混凝土核心筒澆筑試樣中添加一定比例的鋼纖維、聚合物纖維等改性方法，穩(wěn)步提升砼體核心筒的抗?jié)B透性、抗磨蝕強度以及抗裂防裂效能。這種方法的選材成本低廉、操作手法簡易、排查維護便捷，適宜進行區(qū)域范圍內(nèi)試行拓展。

3、提升適配環(huán)節(jié)的排查設(shè)計，穩(wěn)步拔高安全生產(chǎn)作業(yè)效率

針對既存的一系列適配環(huán)節(jié)設(shè)施規(guī)劃設(shè)計的瓶頸問題，我們需要從全面改造安全設(shè)施規(guī)制、徹底升級作業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本立足點出發(fā)，有計劃、有目的地進行大規(guī)模適配環(huán)節(jié)設(shè)備結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計的更新改進。

第一，規(guī)范細(xì)化模板腳手架的安裝架設(shè)，徹底改造升級梁板、樓板、梁模板支撐變形的技術(shù)應(yīng)用；其次，穩(wěn)步提升鋼筋工程的安全系數(shù)，及時進行抽料設(shè)計復(fù)核、超密集部位檢查、大直徑鋼筋連接調(diào)試，嚴(yán)格按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范操作；第三，進一步加強混凝土澆筑防裂機制的監(jiān)控考核力度，組織相關(guān)人員進行定時定點定期檢查考核，實行明確統(tǒng)一的獎罰機制，獎勵先進積極、嚴(yán)懲落后懈怠。通過一系列適配環(huán)節(jié)的機構(gòu)性調(diào)整，有效輔助高層建筑抗震結(jié)構(gòu)在規(guī)劃管理層面的延伸擴展。

三、結(jié)語

抗震結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計作為高層建筑施工工程的重中之重，在整個高層建筑工程運營系統(tǒng)中占據(jù)著安全鞏固的關(guān)鍵地位。進一步加強高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計施工的調(diào)整優(yōu)化施行力度，深入細(xì)化相關(guān)流程環(huán)節(jié)的切實檢測、務(wù)實設(shè)計，快速有效地降低高層建筑抗震結(jié)構(gòu)施工作業(yè)過程中的安全事故的發(fā)生率，繼而提升整個高層建筑抗震結(jié)構(gòu)作業(yè)系統(tǒng)的綜合競爭力，最終助推建筑工程產(chǎn)業(yè)體系安全、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)地運營。

參考文獻：

[1]曹有龍.基于高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J].中國房地產(chǎn)業(yè), 2011（5）.

第8篇：高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：建筑工程 抗震設(shè)計 抗震結(jié)構(gòu)安全

中圖分類號：TU文獻標(biāo)識碼：A

1對建筑工程震能力產(chǎn)生影響的主要因素

1.1建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要根據(jù)國家對不同地區(qū)地震可能發(fā)生的情況以及對地震的危害程度所進行的初步預(yù)測來確定不同地區(qū)的基本設(shè)防烈度。設(shè)防烈度的確定是對抗震標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計的主要參考依據(jù)，只有抗震烈度測量預(yù)測的準(zhǔn)確性，才能夠保障抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性與正確性。建筑施工單位根據(jù)抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及工程項目開發(fā)對住宅使用性能的要求，來進行抗震設(shè)計，提高建筑物抗震設(shè)計的烈度，設(shè)計烈度與建筑物的抗震能力成正比，與建筑工程造價成反比。

1.2建筑工程抗震設(shè)計是否合理

所謂抗震設(shè)計主要是對建筑的結(jié)構(gòu)形式進行合理的設(shè)計，并對建筑結(jié)構(gòu)抗震措施加以選擇，保障建筑結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定的抗震性，在地震災(zāi)害威脅的情況下要確保建筑結(jié)構(gòu)不倒。高層建筑物對抗震設(shè)計有著比普通建筑更高的設(shè)計要求，通常選擇現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)、框架- 剪力墻結(jié)構(gòu)作為高層建筑物的首選結(jié)構(gòu)類型。這種類型的建筑結(jié)構(gòu)強度高、在外力的強烈作用下，能夠維持建筑結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性，抗震效果非常明顯。建筑工程抗震設(shè)計的合理性是確保建筑抗震性能的基本保障。

1.3建筑工程施工質(zhì)量

建筑工程施工質(zhì)量直接影響建筑物的使用性能，在地震振幅的強烈刺激下，建筑物的穩(wěn)固性很難得到保障，為此必須對建筑物施工質(zhì)量進行嚴(yán)格的控制，規(guī)范建筑施工工序，加強質(zhì)量監(jiān)督與檢驗工作，提高建筑物的整體質(zhì)量，保障建筑物的高抗震性。

2選擇適合的抗震結(jié)構(gòu)與高質(zhì)量的建筑材料

2.1建筑結(jié)構(gòu)體系對建筑抗震性能的重要作用

現(xiàn)階段在我國建筑結(jié)構(gòu)體系中主要包含了框架結(jié)構(gòu)體系、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系與筒體結(jié)構(gòu)體系等主要結(jié)構(gòu)體系表現(xiàn)形式。這些結(jié)構(gòu)體系根據(jù)建筑物的實際需要被廣泛的運用到高層建筑物中。而目前國外在地震多發(fā)區(qū)，已經(jīng)開展廣泛的采用鋼結(jié)構(gòu)體系，作為提高建筑結(jié)構(gòu)防震的主要結(jié)構(gòu)體系，我國目前所采用的多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其抗震性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能。鋼結(jié)構(gòu)在強度、韌性以及延展性上具有明顯的優(yōu)勢。

通過對地震區(qū)建筑房屋的倒塌情況進行調(diào)查我們可以發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)建筑物的倒塌機率是最小的。我國工程建造開發(fā)者在進行高層建筑物設(shè)計時，為了節(jié)省用鋼數(shù)量，往往采用框架- 核心筒體系。在混合結(jié)構(gòu)震層中所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的八成以上都由內(nèi)部的混凝土來承擔(dān)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在外力的作用下容易出現(xiàn)彎曲變形，為了減少建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移，往往需要采用小的鋼結(jié)構(gòu)對框架-核心筒結(jié)構(gòu)加以輔助，這不但沒能達到節(jié)省建筑鋼材用量的目的，還增加了建筑結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，不利于建筑整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的發(fā)揮，為此我國要積極推進鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.2建筑材料對建筑物抗震效果的影響與應(yīng)用

建筑材料的使用性能對建筑物的質(zhì)量有著決定性的影響，而高質(zhì)量的建筑物又具有良好的抗震效果，為此若想提高建筑物的抗震性，首先要確保建筑材料的質(zhì)量。在對建筑材料進行選擇時，通常要選擇強度高、安全性好，以及具有良好耐久性的建筑材料，研究實踐表明，高性能的建筑材料在提高建筑結(jié)構(gòu)的使用性能與使用壽命方面具有不可替代的作用。

混凝土是目前我國建筑工程領(lǐng)域所普遍運用的人工石材，它產(chǎn)生于1824年，它的出現(xiàn)極大的改變了世界建筑工程領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r，為促進我國建筑工程領(lǐng)域的發(fā)展起到了極大的推動作用。但混凝土建筑材料卻屬于脆性材料，從建筑結(jié)構(gòu)抗震的角度進行分析，混凝土材料不利于建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，為此不應(yīng)作為結(jié)構(gòu)性材料應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中。為解決這一問題，建筑工程領(lǐng)域展開了廣泛的研究與討論。目前主要通過對建筑結(jié)構(gòu)進行科學(xué)合理設(shè)計以及采用鋼筋來化解混凝土的脆性。同時也可以通過對混凝土自身的性能加以改變來實現(xiàn)對混凝土脆性的改良，達到提高混凝土材料抗震效果的目的。

通常狀況下對混凝土自身的性能進行改良，提高混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能主要從以下幾個方面加以著手：首先，要對混凝土攪拌過程中的用水量進行嚴(yán)格的控制，水對混凝土的水化反應(yīng)以及混凝土的和易性都產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，決定混凝土的性能，為此在混凝土加工、攪拌、運輸、使用的全過程要通過會混凝土用水量的控制，來確?；炷恋膹姸燃捌淠途眯?。然而為了確保混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，我們不能一味的增加混凝土的強度，因為混凝土強度與極限壓成反比，當(dāng)混凝土的強度達到一定高度時，在外力作用下一旦混凝土遭到破壞，此時混凝土的脆性特征就會變得更加明顯，為此必須在考慮增強混凝土強度的同時要考慮增強混凝土的韌性，只有這樣才能夠確?；炷辆哂休^好抗震性能。

提高混凝土的使用性能還可以采用聚合物改性，這樣可以顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗侵蝕能力，改善漿體與集料界面的結(jié)合，而且摻加達到一定量時，脆性的混凝土開始呈現(xiàn)聚合物良好的延性特征，在國際上已經(jīng)開發(fā)成功的超高強水泥彈簧，即是該應(yīng)用的一個極端例證。

在保證混凝土足夠的堿度防止鋼筋銹蝕破壞以及碳化破壞的同時，適宜摻加摻合料可降低混凝土結(jié)構(gòu)中主要存在于孔隙和漿體與集料界面的氫氧化鈣的含量，改善界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土的抗?jié)B性。

集料質(zhì)量也是影響混凝土質(zhì)量、尤其是混凝土的耐久性的重要因素。例如，用堿活性集料或含有害組分的集料制備的混凝土不僅可導(dǎo)致混凝土耐久性的降低和壽命的縮短，而且可能在突發(fā)災(zāi)害中加速破壞而導(dǎo)致巨大損失。2003年土耳其地震后對倒塌建筑調(diào)查的結(jié)果表明，由于不當(dāng)使用含氯離子高的海砂作為集料制備混凝土是導(dǎo)致增強鋼筋加速銹蝕而使混凝土建筑在震中倒塌的主要原因。

當(dāng)然，從通用水泥自身也可提出許多有益于提高混凝土耐久性的要求，如適宜控制水泥比表面積和水化熱、降低水泥中氯離子含量、堿含量等。此外，還可以從根本上調(diào)整水泥品種，例如選用低水化放熱、高后期強度、尤其是抗折強度高、抗侵蝕性好的低熱硅酸鹽水泥，即高貝利特水泥，對于重點工程建設(shè)是一種更好的技術(shù)途徑。高貝利特水泥低熱高強的特性表明，它是配制高強高性能混凝土的理想的膠凝材料，所配制的高貝利特大體積混凝土抗裂性優(yōu)越、且具有良好的體積穩(wěn)定性和優(yōu)越耐久性，已在國家重點工程應(yīng)用中得到證明。

3結(jié)束語

良好的抗震設(shè)計與抗震結(jié)構(gòu)對建筑物抵抗地震災(zāi)害的威脅起到良好的保護作用，為確保我國建筑使用者的生命財產(chǎn)安全提供了可靠的保障，我國必須努力通過合理的設(shè)計創(chuàng)造出高性能的抗震結(jié)構(gòu)，提高我國建筑物的抗震效果，對人們的生命財產(chǎn)安全實施全面的保護，避免汶川地震的慘劇再次上演。

參考文獻：

[1] 王麗霖.我國高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計初探[J].山西建筑,2011,(03) .

第9篇：高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計范文

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

中圖分類號：TU97文獻標(biāo)識碼： A

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，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(xì)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，增強結(jié)構(gòu)的承載力，從而達到高層建筑抗震的目的。

一、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則

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“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)件、強底層柱(墻)”的原則。

(2)對可能出現(xiàn)相對薄弱部位，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。

2、 盡可能設(shè)置多道抗震防線

(1)一個抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個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。

(2)強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，避免大震時倒塌。

(3)適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強弱關(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”保持較長階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。

(4)在抗震設(shè)計中某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計超強， 可能造成結(jié)構(gòu)的其他部位相對薄弱， 因此在設(shè)計中不合理的加強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。

3、 對可能出現(xiàn)的薄弱部位， 應(yīng)采取措施提高其抗震能力

(1)構(gòu)件在強烈地震下不存在強度安全儲備， 構(gòu)件的實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)的實際承載能力和設(shè)計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化， 一旦樓層(部位)的比值有突變時，會由于塑性內(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而忽視了整個結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。

(4)在抗震設(shè)計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又避免薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。

二、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、選擇良好的抗震結(jié)構(gòu)體系

（1）抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)布置合理。如在框架―剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻宜均增布置在建筑物的周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位，剪力墻間距不宜過大；平面形狀凹凸較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻；縱、橫剪力墻宜組成L型、T型和[型等形式；剪力墻宜貫通建筑物的全高，避免剛度突變；剪力墻開洞口宜上下對齊；抗震設(shè)計時，剪力墻的布置宜使結(jié)構(gòu)各主軸方向的側(cè)向剛度接近。

（2）結(jié)構(gòu)的整體性要好。高層建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋對于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用。樓蓋相當(dāng)于水平隔板，它不僅聚集和傳遞慣性力到各個豎向抗側(cè)力的子結(jié)構(gòu)，而且要使這些子結(jié)構(gòu)能協(xié)同承受地震作用，特別是當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)布置不均勻或布置復(fù)雜或各抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)水平變形特征不同時，整個結(jié)構(gòu)就要依靠樓蓋使各抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)能協(xié)同工作。樓蓋體系最重要的作用是提供足夠的平面內(nèi)剛度和抗力，并與豎向各子結(jié)構(gòu)有效連接。所以房屋的頂層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、平面復(fù)雜或開洞過大的樓層、作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部分的地下室樓層應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。

2、建筑布置宜規(guī)則

高層建筑應(yīng)重視體形和結(jié)構(gòu)的總體布置。由于建筑體形不合理或結(jié)構(gòu)總體布置不合理而造成的地震災(zāi)害，在國內(nèi)外的大地震中都有所見?？拐鹪O(shè)計選擇的建筑平面和立面布置宜對稱、規(guī)則，避免采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免有剛度和承載力突然變小的樓層，造成薄弱層的出現(xiàn)，地震時薄弱層破壞導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。

3、高度的確定

按我國現(xiàn)行高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3- 2002）規(guī)定，在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。這個高度是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，也是與目前整個土建規(guī)范體系相協(xié)調(diào)的。可實際上，已有許多混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑的高度超過了這個限制。對于超高限建筑物，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度：一要結(jié)構(gòu)方案有專家論證，二要有模型振動臺試驗。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。因為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。

4、重視建筑材料的選擇

在高層建筑的抗震方案設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)的材料選擇也非常重要。首先，我們可以對建筑材料的參數(shù)進行抗震性能的分析，從整體上對材料的參數(shù)變異性進行研究，而不能僅考慮建筑材料的承載力忽略其他因素。從抵抗地震的角度來講，就是要控制建筑結(jié)構(gòu)的延性需求，這就要求我們從高層建筑建設(shè)施工的各方面，來選擇符合抗震需求而且經(jīng)濟適用的建筑結(jié)構(gòu)材料。

5、推廣使用隔震和消能減震設(shè)計

目前我國和世界各國普遍采用的傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系是“延性結(jié)構(gòu)體系”，即適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)物的剛度，但容許結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時進入非彈性狀態(tài)，并具有較大的延性，以消耗地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒”。采取軟墊隔震、滑移隔震、擺動隔震、懸吊隔震等措施，改變結(jié)構(gòu)的動力特性，減少地震能量輸入，減輕結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，是一種很有效的防震措施。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，減小地震作用，減小樓層地震剪力。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，地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。

6、增多抗震防線的建設(shè)

高層建筑結(jié)構(gòu)防震應(yīng)設(shè)置多道抗震防線，增強對地震的抵抗力。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，剪力墻應(yīng)有足夠的剛度和承載力，且結(jié)構(gòu)底層其承受的地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總地震傾覆彎矩的比值約50%～90%。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)同工作分配地震剪力。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，使其具有優(yōu)良的多道抗震防線性能。

總之，隨著社會的發(fā)展、結(jié)構(gòu)設(shè)計理念的創(chuàng)新及施工技術(shù)的進步，促使高層建筑往更高的方向發(fā)展，其在地震作用下的安全性也變的尤為重要。但由于高層建筑抗震設(shè)計屬于繁重而復(fù)雜的過程，設(shè)計時一定要從概念設(shè)計及定量分析兩個方向同時入手，從而獲得即經(jīng)濟又安全可靠的設(shè)計結(jié)果。

參考文獻：

[1] 覃敏強. 建筑高層框架結(jié)構(gòu)布置[J]. 大眾科技. 2010(05)

[2]郭劍飛，楊育人，朱衛(wèi)新.高層建筑抗震概念設(shè)計[J].建筑技術(shù)，2009(10).