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高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第1篇

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；問(wèn)題；措施Abstract: The development of modern city to the continuous increase in high-rise building, seismic structural design is becoming more and more important. This paper does research and analysis on the seismic design of tall building structure design andputs forward various problems in the structural design in high-rise buildings, and the corresponding methods and measures.

Key words: high-rise building; seismic structure; design; problem; measures

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

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層建筑也越來(lái)越多，在這種情況下必須做好抗震設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中，都是按照抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行的，他們希望設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到強(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)“小震不倒、中震可修、大震不倒”的目的，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中，卻不能達(dá)到這種效果。本文將從抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則、我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)常見(jiàn)的問(wèn)題以及提高抗震性能措施三個(gè)方面對(duì)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述。

一、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(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。

2、盡可能設(shè)置多道抗震防線。由于每次強(qiáng)震之后都會(huì)伴隨多次余震，因此在建筑物的抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中若只有一道設(shè)防，則其在首次被破壞后而余震來(lái)臨時(shí)其結(jié)構(gòu)將因損傷積累而倒塌。因此，建筑物的抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，在地震發(fā)生時(shí)由具有較好延性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件協(xié)同工作來(lái)抵擋地震作用。當(dāng)遭遇第二設(shè)防烈度地震即低于本地區(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Σ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)防度的罕遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)雖然破壞較重，但結(jié)構(gòu)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，從而保證了人員的安全。

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。

二、我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)常見(jiàn)的問(wèn)題

1、工程地質(zhì)勘查資料不全

在設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該及時(shí)掌握施工場(chǎng)地的地質(zhì)情況，但是往往在設(shè)計(jì)過(guò)程中，卻沒(méi)有建筑場(chǎng)地巖土工程的勘察資料，就不能很好的進(jìn)行地基設(shè)計(jì)，給建筑物的結(jié)構(gòu)帶來(lái)安全隱患。

2、建筑材料不滿足要求

對(duì)于材料而言，我們要明確這樣一個(gè)道理:地震對(duì)結(jié)構(gòu)作用的大小幾乎與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量成正比。一般說(shuō)在相同條件下，質(zhì)量大，地震作用就大，震害程度就大，質(zhì)量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑物的樓板、墻體、框架、隔斷、圍護(hù)墻以及屋面構(gòu)件中，廣泛采用多孔磚、硅酸鹽砌塊、陶?；炷?、加氣混凝土板、空心塑料板材等輕質(zhì)材料，將能顯著改善建筑物的抗震性能。

3、建筑物本身的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑物如果平面布置復(fù)雜，致使質(zhì)心與剛心不重合，在地震作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，加劇了地震的破壞作用，海城地震和唐山地震中有不少類(lèi)似震害實(shí)例。臺(tái)灣9.21地震中，一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則，在水平地震作用下，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而破壞倒塌，同時(shí)撞壞相鄰建筑上部的陽(yáng)臺(tái)。

4、平面布局的剛度不均

抗震設(shè)計(jì)要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對(duì)稱(chēng)，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，否則應(yīng)考慮其不利影響。但有的平面設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重的不對(duì)稱(chēng)：一邊進(jìn)深大，一邊進(jìn)深小；一邊設(shè)計(jì)大開(kāi)間，一邊為小房間；一邊墻落地承重，一邊又為柱承重。平面形狀采用L、π形不規(guī)則平面等，造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車(chē)庫(kù)的住宅，一側(cè)為進(jìn)出車(chē)需要，取消全部外縱墻，另一側(cè)不需進(jìn)出車(chē)輛，因而墻直接落地，造成橫向剛度不均。這些都對(duì)抗震極為不利。

5、防震縫設(shè)置不規(guī)范

對(duì)于高層建筑存在下列三種情況時(shí)，宜設(shè)防震縫：（1）平面各項(xiàng)尺寸超過(guò)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(JGJ3- 91)中表2.2.3 的限值而無(wú)加強(qiáng)措施；（2）房屋有較大錯(cuò)層；（3）各部分結(jié)構(gòu)的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未設(shè)防震縫。

6、結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)掌握不準(zhǔn)

結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)有的提高了，而有的又降低了，主要是對(duì)場(chǎng)地土類(lèi)型、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、建筑高度、設(shè)防烈度等因素綜合評(píng)定不準(zhǔn)造成。上述這些問(wèn)題的存在，倘若不能得到改正，勢(shì)必對(duì)建筑物的安全帶來(lái)隱患。上述這些問(wèn)題的原因是多方面的，這就需要設(shè)計(jì)人員從設(shè)計(jì)的角度避免這些問(wèn)題的出現(xiàn)，防止將這種問(wèn)題帶入施工中，應(yīng)該高層建筑的抗震性能。

三、提高抗震性能措施

1、選擇合理結(jié)構(gòu)類(lèi)型

在高層建筑中，其豎向荷載主要使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生軸向力，而水平荷載主要使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩，隨著高度的增加，在豎向荷載不變的情況下，水平荷載作用力增加，此時(shí)豎向荷載所引起的建筑物側(cè)移很小，但是水平荷載參數(shù)的側(cè)移就非常大，與高度層四次方變化，因此在高層建筑中，主要對(duì)水平荷載進(jìn)行控制，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該在滿足建筑功能及抗震性的前提下，選擇切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，使其具有良好的結(jié)構(gòu)性能。目前大多數(shù)的高層建筑都采用了鋼混結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有較大的剛度，空間整體性好，材料資源豐富，可組成多種結(jié)構(gòu)體系。但是其變形能力差，造價(jià)相對(duì)較高，當(dāng)場(chǎng)地特征周期較長(zhǎng)時(shí)，容易發(fā)生共振現(xiàn)象。

2、減小地震能量輸入

具有良好抗震性能的高層建筑結(jié)構(gòu)要求結(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,因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中除了控制構(gòu)件的承載力外還應(yīng)控制結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移極限值或位移延性比, 然后根據(jù)構(gòu)件變形與結(jié)構(gòu)位移的關(guān)系來(lái)確定構(gòu)件的變形值,同時(shí)根據(jù)截面達(dá)到的應(yīng)變大小及分布來(lái)確定構(gòu)件的構(gòu)造要求,選擇堅(jiān)硬的場(chǎng)地土來(lái)建造高層建筑等方法來(lái)減小地震能量的輸入。

3、減輕結(jié)構(gòu)自重

對(duì)于同樣的地基條件下進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若減輕結(jié)構(gòu)自重則可相應(yīng)增加層數(shù)或減少地基處理造價(jià),尤其是在軟土基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這一作用更為明顯,同時(shí)由于地震效應(yīng)與建筑質(zhì)量成正比,而高層建筑由于其高度大重心高等特點(diǎn),在地震作用時(shí)其傾覆力矩也隨之增加, 因此, 為了盡量減小其傾覆力矩應(yīng)對(duì)高層建筑物的填充墻及隔墻盡量采用輕質(zhì)材料以減輕結(jié)構(gòu)自重。

4、盡可能設(shè)置多道抗震防線

當(dāng)發(fā)生強(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。

五、結(jié)語(yǔ)

總之，面對(duì)中國(guó)的高層建筑抗震結(jié)構(gòu)存在的諸多問(wèn)題，限于我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家的財(cái)力、物力，探討、研究有效的建筑抗震措施的任務(wù)仍然十分艱巨。與此同時(shí)，我國(guó)政府相關(guān)部門(mén)也應(yīng)該加強(qiáng)規(guī)范力度，發(fā)揮好對(duì)高層建筑防震措施的檢查、檢驗(yàn)效力。

參考文獻(xiàn)

[1]范俊梅.有關(guān)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震的幾點(diǎn)思考[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009.

高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第2篇

關(guān)鍵詞：當(dāng)代高層抗震； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：U442.5+5 文章標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

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。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，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、高層建筑抗震設(shè)計(jì)常見(jiàn)的問(wèn)題

2.1 缺乏巖土工程勘察資料或資料不全。有的在擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段還缺建筑場(chǎng)地巖土工程的勘察資料，有的在擴(kuò)初設(shè)計(jì)會(huì)審之后就直接進(jìn)入了施工圖設(shè)計(jì)，有的在規(guī)劃設(shè)計(jì)或方案設(shè)計(jì)會(huì)審后就直接進(jìn)入了施工圖設(shè)計(jì)。無(wú)巖土工程勘察資料，設(shè)計(jì)缺少了必要的依據(jù)。

2.2 結(jié)構(gòu)的平面布置。外形不規(guī)則、不對(duì)稱(chēng)、凹凸變化尺度大、形心質(zhì)心偏心大，同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度不均勻不對(duì)稱(chēng)，平面長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)等。

2.3抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)掌握不當(dāng)。有一些項(xiàng)目擅自提高了設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，按照《建筑抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)(GB50223-2008)》劃分應(yīng)屬六度設(shè)防的，但設(shè)計(jì)中提高了一度按七度設(shè)防，提高了建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)增加工程投資；有的項(xiàng)目嚴(yán)格應(yīng)按七度采取抗震措施的，但設(shè)計(jì)中又按六度設(shè)防，減低了抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，不利抗震。

2.4結(jié)構(gòu)的豎向布置。在高層建筑中，豎向體型有過(guò)大的外挑和內(nèi)收，立面收進(jìn)部分的尺寸比值B1/B不滿足≥0.75的要求。

2.5抗震構(gòu)造柱布置不當(dāng)。如外墻轉(zhuǎn)角處，大廳四角未設(shè)構(gòu)造柱或構(gòu)造柱不成對(duì)設(shè)置；以構(gòu)造柱代替磚墻承重；山墻與縱墻交接處不設(shè)抗震構(gòu)造柱；過(guò)多設(shè)置抗震構(gòu)造柱等。

2.6框架結(jié)構(gòu)砌體填充墻抗震構(gòu)造措施不到位。砌體護(hù)墻砌筑在框架柱外又沒(méi)有設(shè)置抗震構(gòu)造柱，框架間砌體填充墻高度長(zhǎng)度超過(guò)規(guī)范規(guī)定要求又沒(méi)有采取相應(yīng)構(gòu)造措施。

2.7結(jié)構(gòu)其他問(wèn)題。有的底層無(wú)橫向落地抗震墻，全部為框支或落地墻間距超長(zhǎng)；有的僅北側(cè)縱墻落地，南側(cè)全為柱子，造成南北剛度不均；有的底層作汽車(chē)庫(kù)，設(shè)計(jì)時(shí)橫墻都落地，但縱墻不落地，變成了縱向框支；還有的底框和內(nèi)框砌體住宅采用大空間靈活隔斷設(shè)計(jì)，其中幾乎很少有縱墻。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法探討

3.1結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本步驟

對(duì)建筑抗震的三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)防要求,是通過(guò)“兩階段”設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,其方法步驟如下:第一階段設(shè)計(jì):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(guò)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。第二階段設(shè)計(jì):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。

3.2結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法

3.2.1基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)是實(shí)現(xiàn)高層建筑安全性的重要條件。我國(guó)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(jì)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(jì)重點(diǎn)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(hù)層厚度,以抑止鋼筋的腐蝕。高層建筑基礎(chǔ)處理的另一個(gè)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(jì)

采用鋼框架結(jié)合點(diǎn)柱壁局部加厚技術(shù)來(lái)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(diǎn)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(xiǎn)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(qiáng)抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免斷柱形式,對(duì)二、三層的獨(dú)立住宅而言,結(jié)構(gòu)柱可以一貫到底,從而解決易折問(wèn)題。與梁結(jié)合部柱壁達(dá)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(guò)程中品質(zhì)易下降的鋼管經(jīng)過(guò)加熱處理反而使材料本來(lái)所具有的拉伸強(qiáng)度得以恢復(fù)。對(duì)于地震時(shí)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(qiáng)化了結(jié)構(gòu)的抗震性。

3.2.3墻體的抗震設(shè)計(jì)

“三合一”外墻結(jié)構(gòu)體系,首先是由日本專(zhuān)家設(shè)計(jì)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(lái)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(lái)自垂直方向與水平方向的荷載。由于外墻板鋼框架的補(bǔ)強(qiáng)作用,該做法可以較好地發(fā)揮結(jié)構(gòu)柱設(shè)計(jì)值以外的補(bǔ)強(qiáng)承載力。加強(qiáng)了對(duì)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(shì);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(guó)幾十年來(lái)，我國(guó)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(wèn)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(guò)增設(shè)抗震墻來(lái)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(yùn)而生。目前該技術(shù)廣泛用于砌筑墻體的加固。5、結(jié)語(yǔ)

高層建筑已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前時(shí)代建筑發(fā)展的主流建筑形態(tài)之一,對(duì)于高層建筑,其抗震效能的分析一直是國(guó)內(nèi)外建筑抗震設(shè)計(jì)分析的研究熱點(diǎn),而最直接最有效的抗震措施就是在建筑設(shè)計(jì)階段進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),只有從高層建筑物內(nèi)部實(shí)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。

參考文獻(xiàn):

高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第3篇

摘 要：地震災(zāi)害是人類(lèi)面臨的嚴(yán)重自然災(zāi)害之一，強(qiáng)烈地震常造成人身和財(cái)產(chǎn)的巨大損失。而隨著城市化進(jìn)程加速發(fā)展，全國(guó)各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為工程人員必須充分了解高層建筑抗震設(shè)計(jì)特點(diǎn)，本文首先從高層建筑抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)出發(fā)，闡述高層建筑如何提高短柱抗震性能的應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞 ：高層建筑 抗震設(shè)計(jì) 特點(diǎn)分析 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 短柱抗震

一、當(dāng)前高層建筑概念分析

高層建筑主要是指建筑本身的高度或?qū)訑?shù)超過(guò)一定的范圍，這類(lèi)建筑均被稱(chēng)之為高層建筑。我國(guó)在2005 年時(shí)對(duì)高層建筑做出規(guī)定，即10 層以上的住宅建筑或是高度超過(guò)24m 的其它類(lèi)型民用建筑均為高層建筑。

二、高層建筑抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)分析

1、剛?cè)嵯酀?jì)。在建筑抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中若一味的提高結(jié)構(gòu)抗力，增加結(jié)構(gòu)剛度，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度大則在地震發(fā)生過(guò)程中地震作用也會(huì)相應(yīng)增大，即在增加結(jié)構(gòu)剛度的同時(shí)也增強(qiáng)了地震作用，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)則往往造成建筑物局部受損導(dǎo)致建筑物各個(gè)擊破；而若建筑物剛度太柔，雖然可以依靠其柔性消減外力，但容易導(dǎo)致建筑物過(guò)大形變而不能使用，甚至在地震發(fā)生時(shí)導(dǎo)致整體傾覆。因此在高層建筑物設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)堅(jiān)持剛?cè)嵯酀?jì)原則，即建筑物在地震過(guò)程中既能滿足變形要求，又能減小地震力的雙重目標(biāo)。

2、多道設(shè)防。由于每次強(qiáng)震之后都會(huì)伴隨多次余震，因此在建筑物的抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中若只有一道設(shè)防，則其在首次被破壞后而余震來(lái)臨時(shí)其結(jié)構(gòu)將因損傷積累而倒塌，因此，建筑物的抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，在地震發(fā)生時(shí)由具有較好延性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件協(xié)同工作來(lái)抵擋地震作用。

三、高層建筑抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、結(jié)構(gòu)規(guī)則性。建筑物尤其是高層建筑物設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)要求對(duì)建筑進(jìn)行合理的布置。大量地震災(zāi)害表明平立面簡(jiǎn)單且對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型建筑物在地震時(shí)具有較好的抗震性能，因?yàn)樵摲N結(jié)構(gòu)建筑容易估計(jì)出其地震反映易于采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施并且進(jìn)行細(xì)部處理。建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性是指建筑物在平立面外形尺寸抗側(cè)力構(gòu)件布置、承載力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面對(duì)稱(chēng)均勻體型簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)剛度質(zhì)量沿建筑物豎向變化均勻，同時(shí)應(yīng)保證建筑物有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度以減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)影響，并應(yīng)盡量滿足建筑物在豎向上重力荷載受力均勻以盡量減小結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力和豎向構(gòu)件間差異變形對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。

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)^(guò)結(jié)構(gòu)的位移限值。而國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)為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)，其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值(一般在1/400-1/700 范圍內(nèi))則比鋼結(jié)構(gòu)(1/200-1/500 范圍內(nèi))要求嚴(yán)格，風(fēng)荷載作用下的限值比地震作用下的要求嚴(yán)格，因此在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑物的實(shí)際情況以及所處的地理位置進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(guò)大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性以及正常使用功能等。

3、控制地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。大量事實(shí)表明，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的平面布置等不規(guī)則、不對(duì)稱(chēng)導(dǎo)致建筑層間水平荷載合力中心與建筑結(jié)構(gòu)剛度中心不重合，在地震發(fā)生時(shí)建筑結(jié)構(gòu)除發(fā)生水平位移外還易發(fā)生扭轉(zhuǎn)性破壞甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)整體倒塌，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分重視扭轉(zhuǎn)的影響。由于建筑物在扭轉(zhuǎn)作用下各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間變形不同，其中距剛心較遠(yuǎn)的結(jié)構(gòu)邊緣的抗側(cè)力單元的層間側(cè)移最大；同時(shí)在上下剛度不均勻變化的結(jié)構(gòu)中，各層的剛度中心未能在同一軸線上，甚至?xí)a(chǎn)生較大差距，以上情況都會(huì)使各層結(jié)構(gòu)的偏心距和扭矩發(fā)生改變，因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)對(duì)各層的扭轉(zhuǎn)修正系數(shù)分別計(jì)算。

四、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。眾所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱幾乎沒(méi)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?；炷炼讨难有灾饕茌S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，可以從以下幾方面著手。

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(lái)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。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、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。

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(kāi)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。

五、小結(jié)

建筑設(shè)計(jì)人員在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)從結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)一開(kāi)始，就運(yùn)用人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震己有的正確知識(shí)去處理好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的諸如房屋體型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布，構(gòu)件延性等問(wèn)題，從宏觀原則上進(jìn)行評(píng)價(jià)、鑒別、選擇等處理，再輔以必要的計(jì)算和構(gòu)造措施，從而消除建筑物抗震的薄弱環(huán)節(jié)，以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。

參考文獻(xiàn)：

［1］王海翠.我國(guó)高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初探[J].科技傳播，2011，9.

高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第4篇

關(guān)鍵詞：高層建筑；框架結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)

1 正確選擇合理的結(jié)構(gòu)體系

由于高層建筑中抗水平力成為設(shè)計(jì)的主要矛盾，因此采用何種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性問(wèn)題。根據(jù)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的不同，鋼筋砼結(jié)構(gòu)主要可分為框架結(jié)構(gòu)、框架――剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)等幾種結(jié)構(gòu)體系，這些體系的受力特點(diǎn)、抵抗水平力的能力，特別是抗震性能等有所不同，因此具有不同的適用范圍。

框架結(jié)構(gòu)由梁、柱構(gòu)件通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成，框架梁和柱既承受垂直荷載，又承受水平荷載，并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(shí)，水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響較小，采用框架結(jié)構(gòu)體系比較合理，當(dāng)層數(shù)較多時(shí)，由于框架結(jié)構(gòu)在水平力的作用下，內(nèi)力分布很不均勻，并存在著層間屈服強(qiáng)度特別弱的樓層，且由于框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面慣性矩相對(duì)較小，導(dǎo)致側(cè)向剛度較小，側(cè)向變形較大，在強(qiáng)烈地震作用下，結(jié)構(gòu)的薄弱層率先屈服，發(fā)生彈塑性變形，并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象，震害一般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊柱更容易發(fā)生破壞，除剪跨比較小的短柱易發(fā)生柱中剪切破壞外，一般柱是柱端的彎曲破壞。因此框架結(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(jì)和層數(shù)相對(duì)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)力剛度比框架結(jié)構(gòu)大的多，在水平力作用下側(cè)向變形小，空間整體性好。剪力墻結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)可分為單肢墻、小開(kāi)口墻、聯(lián)肢墻，單肢墻和小開(kāi)口墻的截面內(nèi)力完全或接近于按材料力學(xué)公式成直線分布規(guī)律，其平衡地震力矩只靠截面內(nèi)力偶負(fù)擔(dān)。聯(lián)肢墻則通過(guò)連系梁使許多墻肢共同工作，地震力矩可由多個(gè)墻肢的截面內(nèi)力矩與連梁對(duì)墻肢的約束力矩共同負(fù)擔(dān)，設(shè)計(jì)原則是梁先屈服，然后墻肢彎曲破壞喪失承載內(nèi)力。當(dāng)連梁鋼筋屈服并且有延性時(shí)，即可吸收大量地震能量，又能繼續(xù)傳遞，彎矩和剪力，對(duì)墻肢有一定的約束作用。由于剪力墻結(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。因此其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(wú)外露梁柱，達(dá)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(kāi)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(guò)各層樓板使其變形一致，達(dá)到框架和剪力墻的協(xié)同工作。從受力特點(diǎn)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的的發(fā)揮了各自的優(yōu)點(diǎn)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。

以上分析了三種常用的鋼筋砼結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)，通過(guò)分析比較看出，選擇高層建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系通常需要考慮的兩個(gè)主要原因是建筑物的高度和用途。

2 正確認(rèn)識(shí)高層建筑的受力特點(diǎn)，選擇合理的結(jié)構(gòu)類(lèi)型

高層建筑從本質(zhì)上講是一個(gè)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(lái)自任何方向，當(dāng)為均布荷載時(shí)，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(shí)，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(jì)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(qiáng)度外，同時(shí)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(diǎn)，因此設(shè)計(jì)中在滿足建筑功能要求和抗震性能的前提下，選擇切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)類(lèi)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(jì)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(lèi)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(qiáng)度高、抗震性能好、施工工期短等優(yōu)點(diǎn)，并且鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面相對(duì)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(diǎn)是造價(jià)相對(duì)較高，當(dāng)場(chǎng)地土特征周期較長(zhǎng)時(shí)，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(jià)低及材料來(lái)源豐富等優(yōu)點(diǎn)，可以組成多種結(jié)構(gòu)體系，以適應(yīng)各類(lèi)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(diǎn)是結(jié)構(gòu)自重大，抵抗塑性變形能力差，施工工期長(zhǎng)，當(dāng)場(chǎng)地土特征周期較短時(shí)，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(shí)取決于場(chǎng)地土的類(lèi)型，避免場(chǎng)地土和建筑物發(fā)生共振，而使震害更加嚴(yán)重。

3 選擇合理的結(jié)構(gòu)布置，協(xié)調(diào)好建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

在高層建筑的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)布置一般應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

1.應(yīng)滿足建筑功能要求，做到經(jīng)濟(jì)合理，便于施工。建筑物的開(kāi)間、進(jìn)深、層高、層數(shù)等平面關(guān)系和體型除滿足使用要求外，還應(yīng)盡量減少類(lèi)型，盡可能統(tǒng)一柱網(wǎng)布置和層高，重復(fù)使用標(biāo)準(zhǔn)層。

2.高層建筑控制位移是主要矛盾，除應(yīng)從平面體型和立面變化等方面考慮提高結(jié)構(gòu)的總體剛度以減少結(jié)構(gòu)的位移。在結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性及剛度，加強(qiáng)構(gòu)件的連接，使結(jié)構(gòu)各部分以最有效的方式共同作用；加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性，以減少由于基礎(chǔ)平移或扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)的側(cè)移影響，同時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的薄弱部位和應(yīng)力復(fù)雜部位的強(qiáng)度。此外增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體寬度也可減少側(cè)向位移，在其它條件不變時(shí)，變形與寬度的三次方成正比。因此宜對(duì)建筑物的高寬比加以限制，體型扁而重的建筑是不合適的，宜采用剛度較大的平面形狀，如方形、接近方形的矩形、圓形、Y形和#形等塔式建筑，即把使用要求及建筑體型多樣化和結(jié)構(gòu)的要求有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，又可形成側(cè)向穩(wěn)定的體系。

3.在地震區(qū)為了減少地震作用對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體和局部的不利影響，如扭轉(zhuǎn)和應(yīng)力集中效應(yīng)，建筑平面形狀宜規(guī)正，避免過(guò)大的外伸或內(nèi)收，沿高度的層間剛度和層間屈服強(qiáng)度的分部要均勻，主要抗側(cè)力豎向構(gòu)件，其截面尺寸、砼強(qiáng)度等級(jí)和配筋量的改變不宜集中在同一樓層內(nèi)，應(yīng)糾正“增加構(gòu)件強(qiáng)度總是有利無(wú)害”的非抗震設(shè)計(jì)概念，在設(shè)計(jì)和施工中不宜盲目改變砼強(qiáng)度等級(jí)和鋼筋等級(jí)以及配筋量。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是使結(jié)構(gòu)各部分剛度對(duì)稱(chēng)均勻，各結(jié)構(gòu)單元的平面形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單規(guī)則,立面體型應(yīng)避免伸出和收進(jìn),避免結(jié)構(gòu)垂直方向剛度突變等。平面的長(zhǎng)寬比不宜過(guò)大，以避免兩端相距太遠(yuǎn)，振動(dòng)不同步，應(yīng)使荷載合力作用線通過(guò)結(jié)構(gòu)剛度中心，以減少扭轉(zhuǎn)的影響。尤其是布置樓電梯間時(shí)不宜設(shè)在平面凹角部位或端部角區(qū)，它對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的對(duì)稱(chēng)性有顯著的影響。

4 提高結(jié)構(gòu)的抗震性能

由于高層建筑的受力特點(diǎn)不同于低層建筑，因此在地震區(qū)進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除應(yīng)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)具有良好的抗震性能。通過(guò)合理的抗震設(shè)計(jì)，使建筑物達(dá)到小震不壞，中震可修，大震不倒。為了達(dá)到這一要求，結(jié)構(gòu)必須具有一定的塑性變形能力來(lái)吸收地震所產(chǎn)生的能量，減弱地震破壞的影響。

框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)使節(jié)點(diǎn)基本不破壞，梁比柱的屈服易早發(fā)生，同一層中各柱兩端的屈服歷程越長(zhǎng)越好，底層柱底的塑性鉸宜晚形成，應(yīng)使梁!柱端的塑性鉸出現(xiàn)得盡可能分散，充分發(fā)揮整體結(jié)構(gòu)的抗震能力。為了保證鋼筋砼結(jié)構(gòu)在地震作用下具有足夠的延性和承載力，應(yīng)按照“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，合理地選擇柱截面尺寸，控制柱的軸壓比，注意構(gòu)造配筋要求，特別是要加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造措施。

對(duì)于框架――剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)中各段剪力墻高寬比不宜小于2，使其在地震作用下呈彎剪破壞，且塑性屈服盡量產(chǎn)生在墻的底部。連梁宜在梁端塑性屈服，且有足夠的變形能力，在墻段充分發(fā)揮抗震作用前不失效，按照“強(qiáng)墻弱梁”的原則加強(qiáng)墻肢的承載力，避免墻肢的剪切破壞，提高其抗震能力。

高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第5篇

SATWE和MIDAS彈性動(dòng)力時(shí)程分析結(jié)果

在小震作用下樓板的3條地震波作用下于樓板最大拉應(yīng)力為3MPa，但最大應(yīng)力僅出現(xiàn)在個(gè)別應(yīng)力集中的角點(diǎn)。大部分樓板的應(yīng)力都在2MPa以下，略大于C30混凝土的抗拉應(yīng)力，再考慮樓板鋼筋的作用可以判定在小震作用下樓板基本處于彈性狀態(tài)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)單元參照小震CQC法計(jì)算構(gòu)件配筋結(jié)果。地震波按彈性時(shí)程分析時(shí)所選地震波按中震輸入。中震階段結(jié)構(gòu)彈塑動(dòng)力時(shí)程分析時(shí)，構(gòu)件抗震承載力按強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（作用分項(xiàng)系數(shù)、材料分項(xiàng)系數(shù)和抗震承載力調(diào)整系數(shù)均取1）。中震地震影響系數(shù)最大值αmax=0.12，地震波地震加速度時(shí)程曲線最大值：50cm/s2。連梁剛度折減系數(shù)取為0.5，同時(shí)不考慮風(fēng)荷載的作用，驗(yàn)算構(gòu)件承載力是否滿足要求。中震階段結(jié)構(gòu)彈塑動(dòng)力時(shí)程分析軟件采用EPDA進(jìn)行，通過(guò)調(diào)整以上分析參數(shù)，求出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力，并進(jìn)行構(gòu)件承載力驗(yàn)算。結(jié)果顯示，結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件及關(guān)鍵部位構(gòu)件均滿足承載力驗(yàn)算保持完好無(wú)損壞，僅在個(gè)別樓層個(gè)別耗能構(gòu)件（連梁）出現(xiàn)輕微損壞，震后稍加修理即可繼續(xù)使用。從以上分析可知本結(jié)構(gòu)在中震地震作用下，結(jié)構(gòu)基本保持彈性，僅個(gè)別剪力墻及耗能構(gòu)件輕微損壞稍加修理即可繼續(xù)使用，達(dá)到了預(yù)期的抗震性能目標(biāo)：即設(shè)防地震作用下結(jié)構(gòu)輕微損壞。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)在中震作用下的彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析得出結(jié)構(gòu)在中震作用下仍然保持彈性狀態(tài)，所以對(duì)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)MI－DAS軟件按照中震CQC法進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行中震彈性時(shí)程分析，考察樓板在中震下的反應(yīng)來(lái)近似模擬按小震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在中震作用下的樓板應(yīng)力分布狀況。作用分項(xiàng)系數(shù)、材料分項(xiàng)系數(shù)和抗震承載力調(diào)整系數(shù)均取1。中震地震影響系數(shù)最大值αmax=0.12。根據(jù)以上分析結(jié)果，樓層平面在中震作用水平地震時(shí)程激勵(lì)下，樓層平面開(kāi)洞后存在一定的應(yīng)力集中現(xiàn)象。經(jīng)計(jì)算樓板大部分拉應(yīng)力為4.0MPa，大于C30混凝土的抗拉應(yīng)力。采用鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值作為樓板承載能力的指標(biāo)，保證中震時(shí)樓板鋼筋網(wǎng)不屈服，核心混凝土能有效工作，計(jì)算公式如下：σ中震≤fyASγREhs式中：γRE=0.85為抗震承載力調(diào)整系數(shù)；s為鋼筋間距；h為板厚。對(duì)于圖示位置部分樓層的連接區(qū)域樓板大部分拉應(yīng)力為6.0MPa，采用上述計(jì)算公式，根據(jù)樓板應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果，120mm厚連接板內(nèi)配三級(jí)鋼，直徑8mm，間距120mm，雙向雙層。而對(duì)于電梯間與樓梯間之間的連接板樓板應(yīng)力較大，則采用150mm厚板，配置三級(jí)鋼，直徑10mm，間距120mm，雙層雙向。通過(guò)以上構(gòu)造和計(jì)算分析可知，結(jié)構(gòu)樓板的平面凸凹、開(kāi)洞等平面不規(guī)則部位，在中震作用下仍處于彈性階段，能夠滿足抗震設(shè)防概念設(shè)計(jì)的要求。該結(jié)構(gòu)為平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)，相對(duì)于靜力彈塑性分析，采用動(dòng)力彈塑性分析能更為真實(shí)地反應(yīng)結(jié)構(gòu)在大震作用下各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性能。

本工層選用EPDA結(jié)構(gòu)軟件的PUSH程序?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力彈塑性分析。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)大震下彈塑性靜力push-over計(jì)算及分析，得出以下結(jié)論：（1）本計(jì)算選用參數(shù)時(shí)相對(duì)保守。材料強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)值，不考慮箍筋增強(qiáng)作用，僅計(jì)入1倍梁寬的翼緣作用，塑性鉸判斷準(zhǔn)則為剛度退化50%。因此，分析所得結(jié)果仍具有相當(dāng)?shù)脑Ａ?。?）能力、需求曲線及抗倒塌驗(yàn)算表明，性能點(diǎn)需求層間位移值小于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》限值且有較大裕量，具有結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下具有良好抗側(cè)能力和抗倒塌性能，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的性能目標(biāo)。（3）性能點(diǎn)層間位移最大值均發(fā)生在結(jié)構(gòu)彎曲變形和剪切變形都較大的中下部且層間位移值曲線沿層高變化連續(xù)平滑，無(wú)明顯變形集中的薄弱層，有利于結(jié)構(gòu)整體耗能性的充分發(fā)揮。（4）從位移荷載曲線可以看出，結(jié)構(gòu)在逐漸進(jìn)入屈服狀態(tài)之后呈現(xiàn)出明顯的延性特征，可以推斷，在罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)具有良好的耗能性能。（5）本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，樓層的抗側(cè)剛度和抗剪承載力自下而上逐漸減小，與分析中性能點(diǎn)彎矩剪力較好吻合，提高了結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性及合理性。（6）結(jié)構(gòu)的塑性狀態(tài)分析表明，結(jié)構(gòu)在作用不太大時(shí)，連梁將首先出鉸耗能，而隨荷載增加結(jié)構(gòu)頂部和底部也將成為主要塑性區(qū)域。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也對(duì)該區(qū)域作為重點(diǎn)設(shè)防區(qū)域，確保其延性。（7）經(jīng)過(guò)分析結(jié)構(gòu)在大震作用下具備良好的抗傾覆能力，能達(dá)到大震不倒的抗震性能。

針對(duì)超限的設(shè)計(jì)措施