時(shí)間：2023-12-05 11:15:06
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關(guān)鍵字：高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震
隨著科學(xué)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步,高層建筑如雨后春筍般的出現(xiàn)。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)
1.1 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。
1.2 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)。
1.3 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?！睘榇?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。
1.4 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 建筑抗震的理論分析
2.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范
建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實(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。
2.2 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),是加理工學(xué)院的一些研究學(xué)者對(duì)地震動(dòng)加速度記錄的特性進(jìn)行分析后取得的一個(gè)重要成果。動(dòng)力理論。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。它的發(fā)展除了基于60年代以來電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展外,人們對(duì)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(shí)隨著強(qiáng)震觀測(cè)臺(tái)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(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)
3.1 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。
3.2 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。
三個(gè)水準(zhǔn)烈度的地震作用水平,按三個(gè)不同超越概率(或重現(xiàn)期)來區(qū)分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重現(xiàn)期50年;設(shè)防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重現(xiàn)期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重現(xiàn)期1641-2475年,平均約為2000年。
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。
3.3 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。
四 高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)
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。
五 總結(jié)
高層建筑物有效地減輕了住房壓力,但必然也帶來了安全隱患,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。隨著設(shè)計(jì)理念的不斷發(fā)展,高層建筑物必將朝著更加合理的方向發(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.
關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則優(yōu)化設(shè)計(jì)
Abstract : the importance of anti-seismic concept design, in determining the overall scheme, housing materials and details, comply with the relevant requirements of seismic design and the reasonable principle, for the seismic checking necessary, take appropriate seismic structural measures, ensure the quality of construction, in order to achieve the purpose of reasonable seismic design.
Key words: high-rise buildings aseismic design criterion optimization design
中圖分類號(hào)： TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
前言；隨著高層建筑的增多，結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)已越來越重要。特別是我國(guó)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(jì)面臨的迫切任務(wù)．高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震是建筑物安全考慮的重要問題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員為防止、減少地震給建筑造成的危害，就需要分析研究建筑抗震問題，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、聯(lián)系實(shí)際, 妥善處理這一工程當(dāng)中不可避免的問題。
一、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
抗震設(shè)計(jì)要?jiǎng)側(cè)嵯酀?jì)，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，在增加結(jié)構(gòu)剛度的同時(shí)也要增強(qiáng)抗震作用，需要確定合理的抗震措施。保證結(jié)構(gòu)的抗震性能主要是確保建筑物滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標(biāo)。在地震力作用下，要求結(jié)構(gòu)保持在彈性范圍內(nèi)正常使用。建筑物的變形破壞時(shí)，震后不能發(fā)生很大的變化，經(jīng)簡(jiǎn)單的修復(fù)后可正常使用。隨著建筑物高度的增加，允許結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，但必須保證結(jié)構(gòu)整體的安全，因此，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。
強(qiáng)震之后都會(huì)伴隨多次余震，在建筑抗震設(shè)計(jì)過程中如果一味的提高結(jié)構(gòu)抗力，就會(huì)增加結(jié)構(gòu)剛度；若只有一道設(shè)防，則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度過大，建筑物缺少必要的延性，導(dǎo)致建筑物破壞過程不明顯，造成安全隱患。如果建筑物的抗震結(jié)構(gòu)體系剛度太柔，經(jīng)過首次破壞后而余震來臨時(shí)，因結(jié)構(gòu)已損傷，結(jié)構(gòu)構(gòu)件將需要協(xié)同工作來抵擋地震作用，這樣將容易導(dǎo)致建筑物過大形變而不能使用。所以，既要保證滿足建筑物的變形要求，又能減小地震力，這是建筑物抗震設(shè)計(jì)中的雙重目標(biāo)。只有這樣才能使建筑物在抗震過程中，既防止造成建筑物的局部受損，又具有一定的抗變形能力。延性較好的分體系組成，地震發(fā)生時(shí)不會(huì)發(fā)生整體傾覆。
二、建筑結(jié)構(gòu)性能抗震設(shè)計(jì)
采用合理的抗震性能目標(biāo)和合理的結(jié)構(gòu)措施進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。除了抗震設(shè)計(jì)方法，基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論還包括目標(biāo)性能的確定，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，主要包括以下三個(gè)方面：
1．地震設(shè)防水準(zhǔn)
在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，定義一組參照的地震風(fēng)險(xiǎn)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)水平，是基于性能設(shè)計(jì)理論的一個(gè)重要目標(biāo)?；谛阅艿脑O(shè)計(jì)理論應(yīng)追求能控制結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的所有地震波譜的破壞水準(zhǔn)，為此，需要根據(jù)不同重現(xiàn)期選擇所有可能發(fā)生的對(duì)應(yīng)于不同等級(jí)的地震動(dòng)參數(shù)的波譜，這些具體的地震動(dòng)參數(shù)稱為地震設(shè)防水準(zhǔn)，分為常遇、偶遇、罕遇和稀遇地震，并給出了其重現(xiàn)期和超越概率。
2.結(jié)構(gòu)的性能水平及其量化指標(biāo)
結(jié)構(gòu)的抗震性能水平表示結(jié)構(gòu)在特定的某一地震水準(zhǔn)下一種有限程度的破壞，包括結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞以及因它們破壞引起的后果主要用結(jié)構(gòu)易損性、結(jié)構(gòu)功能性和人員安全性來表達(dá)。按照不同的地震動(dòng)水平，結(jié)構(gòu)的性能水準(zhǔn)可分為四級(jí)，即功能完好、功能連續(xù)、控制破壞與損失、保證安全。其中，簡(jiǎn)化的三級(jí)性能水準(zhǔn)，即可繼續(xù)使用、修復(fù)后可再使用保證安全。
3，抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)性能
結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)性能是針對(duì)某一地震設(shè)防水準(zhǔn)而期望達(dá)的抗震性能等級(jí)，抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)性能的建立需要綜合考慮場(chǎng)地特征、結(jié)構(gòu)功能與重要性、投資與效益、震后損失與恢復(fù)重建、潛在的歷史或文化價(jià)值、社會(huì)效益及業(yè)主的承受能力等諸多因素。我國(guó)抗震規(guī)范的目標(biāo)性能實(shí)際是：小震不壞，中震可修，大震不倒。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1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，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，要求建筑物平面對(duì)稱均勻。因?yàn)樵摲N結(jié)構(gòu)建筑容易估計(jì)出其地震反映，對(duì)建筑進(jìn)行合理的布置，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。并應(yīng)盡量滿足建筑物在豎向上重力荷載受力均勻，體型簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)剛度協(xié)調(diào)。大量地震災(zāi)害表明，采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施并且進(jìn)行細(xì)部處理，這樣的建構(gòu)筑物在地震中的受損情況往往小于那些沒有采取構(gòu)造措施的建構(gòu)筑物。地震時(shí)，質(zhì)量沿建筑物豎向變化均勻，平立面簡(jiǎn)單且對(duì)稱的結(jié)構(gòu)類型，建筑物在地震時(shí)具有較好的抗震性能。
3.2層間位移限制
高層建筑都具有較大的高寬比，而位移限值大小與結(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(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。其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值要求嚴(yán)格，以及所處的地理位置進(jìn)行設(shè)計(jì)穩(wěn)定性以及正常使用功能等。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，應(yīng)避免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。
3.3控制地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)
當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的平面布置等不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)剛度中心不重合，當(dāng)周期比不滿足要求時(shí)可采用加大抗側(cè)力構(gòu)件截面，并應(yīng)將抗側(cè)力構(gòu)件盡可能的均勻布置在建筑四周，增加抗側(cè)力構(gòu)件數(shù)量的方法。在地震發(fā)生時(shí)建筑結(jié)構(gòu)會(huì)導(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。當(dāng)結(jié)構(gòu)位移比不滿足要求時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生較大差距，一般采取增加最大位移處構(gòu)件剛度減小最小處減小剛度中心與質(zhì)量中心的相對(duì)偏心。位移構(gòu)件剛度劃分為相對(duì)規(guī)則平面，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，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)對(duì)各層的扭轉(zhuǎn)修正系數(shù)分別計(jì)算，若調(diào)整構(gòu)件剛度不能滿足效果時(shí)則應(yīng)調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件布置。不能滿足要求時(shí)則必須對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。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，以增大結(jié)構(gòu)抗扭剛度。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，當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度富余量較小可采取均衡加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度，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。
【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。基礎(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(yǔ)
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)】
[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(09)．
[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）．
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計(jì)
1高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)因素
1.1水平荷載力
水平荷載力對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起著關(guān)鍵性的決定作用。所謂的水平荷載力主要是指風(fēng)荷載力以及抗震的作用。水平荷載力的大小對(duì)于整個(gè)高層建筑的抗震性能也是產(chǎn)生直接影響。具體原因主要分為以下幾個(gè)方面：
（1）高層建筑物本身的重量與高層的荷載力所產(chǎn)生的軸力的大小和彎矩的數(shù)值的大小正好和高層建筑物自身高度形成一次方的正比關(guān)系。
（2）由水平荷載力對(duì)其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩在構(gòu)件中引起的軸力作用與樓房高度的兩次方成正比。
1.2側(cè)向位移控制
在高層建筑的安全抗震理念中另一個(gè)至關(guān)重要的設(shè)計(jì)因素就是側(cè)向位移的控制。因?yàn)?，建筑工程?duì)在施工過程中多多少少會(huì)由于建筑物樓層的增高而產(chǎn)生一定的難以控制的側(cè)向位移。并會(huì)隨著樓層高度的逐漸增加而不斷加大位移，通常是和建筑物高度的四次方程正比關(guān)系。如果在施工過程中側(cè)向位移控制不好，那么會(huì)大大影響到高層建筑的自身安全穩(wěn)定性。很有可能會(huì)發(fā)生房屋倒塌、墻體開裂的意外情況，從而危害居民或員工的人身安全。因此，對(duì)于高層建筑中側(cè)向位移的控制不容小覷。
1.3抗震荷載力
除了上述的水平荷載力、側(cè)向位移的因素外，還有一個(gè)就是要充分考慮到地震荷載力。一個(gè)好的抗震建筑物需要達(dá)到小震不壞、大震不倒的基本效果。
2高層建筑的結(jié)構(gòu)體系分析
2.1框架結(jié)構(gòu)體系
所謂的框架結(jié)構(gòu)體系通常指的就是由梁和柱通過連接而支撐起來的一種可以承重的結(jié)構(gòu)。一個(gè)好的框架結(jié)構(gòu)體系可以十分牢固地抵抗一定的水平荷載、側(cè)向位移、豎向荷載及地震荷載的。高層建筑設(shè)計(jì)選用良好的框架結(jié)構(gòu)體系會(huì)產(chǎn)生很多的優(yōu)勢(shì)。例如：平面設(shè)計(jì)實(shí)用快捷簡(jiǎn)便,空間較大,能適應(yīng)較多功能的需要。正是由于框架結(jié)構(gòu)的這些優(yōu)點(diǎn),使得它成為高層建筑的主要結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)然,框架結(jié)構(gòu)體系也有本身的局限性,例如其結(jié)構(gòu)的向剛度較小,在承受地震時(shí)將會(huì)發(fā)生變形且程度非常大。因此,樓層的高度和層數(shù)受到了框架結(jié)構(gòu)的限制。
2.2剪力墻結(jié)構(gòu)體系
目前較高的樓層也越來越多,因此,為了滿足較高樓層數(shù)的要求,剪力墻結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)了。剪力墻結(jié)構(gòu)(shsarwallstructure)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱,能承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力,并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力。這種結(jié)構(gòu)在高層建筑中被大量運(yùn)用。
3高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的疑難問題
3.1高度問題
出于經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度而言，國(guó)家法律對(duì)高層建筑物的高度有一定的具體要求，以此來保證建筑物良好的使用性。然而，在實(shí)際操作中，一味地追求美觀與技術(shù)上的突破，往往都是盡可能地增加建筑物的最大高度限值。這樣的做法大大增加了高層建筑的安全抗震難度。
3.2競(jìng)爭(zhēng)性大
目前，我國(guó)正出于穩(wěn)步的發(fā)展中，但是就科技水平、國(guó)家財(cái)力等而言，還是與發(fā)達(dá)國(guó)家之間存在著一定的差距。因此，對(duì)于建筑行業(yè)的發(fā)展也存在著一定的問題。例如：高層建筑中的安全抗震問題就十分棘手。在能穩(wěn)定確保抗震性能的一些技術(shù)因素上（配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配）遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國(guó)家?？v觀整個(gè)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和行業(yè)形勢(shì)，我國(guó)高層建筑的安全抗震性能的設(shè)計(jì)防護(hù)存在著相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。
3.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)問題
由于施工中主要針對(duì)高層建筑的安全抗震性能設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，因此，如何有效地結(jié)合地震頻發(fā)區(qū)的地理位置來選取建筑材料，設(shè)計(jì)合理的建筑結(jié)構(gòu)體系，成為了設(shè)計(jì)師們最難把握的問題。通常，施工中都是采用鋼筋混凝土來做內(nèi)部支撐，因?yàn)閾?jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，鋼筋混凝土的地震作用剪力能高達(dá)百分之八十至九十以上。但與此同時(shí)，又有一個(gè)新的問題出現(xiàn)了。在施工中，側(cè)向位移似乎如影隨行，工人們總是在不斷地檢查位移的范圍大小。而鋼筋混凝土材料的使用剛硬度還是不足以支撐較大的側(cè)向位移力。
4關(guān)于提升高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的建議
4.1高層建筑結(jié)構(gòu)體系分類及側(cè)移運(yùn)用
設(shè)計(jì)中講究對(duì)癥下藥，具體問題具體解決。首先要對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)體系做一個(gè)詳細(xì)的分類。主要分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)等。再按照結(jié)構(gòu)形式來分類，又可以分為框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系及框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系等。其次，著重考慮這些結(jié)構(gòu)體系的形式在高層建筑施工中的側(cè)向位移的運(yùn)用。一般情況下，超過五十米的建筑物主要采用剪力墻結(jié)構(gòu)體系。因?yàn)榇私Y(jié)構(gòu)體系剛硬度大，不易受外界力而發(fā)生變形。而至于五十米以下的建筑物，通常采用的就是簡(jiǎn)單的梁和柱結(jié)構(gòu)體系。
4.2增加建筑物的橫截面積使承重力分散
一旦達(dá)到那么大的高度，想要保證百分百的垂直上升幾乎是不可能的。而建筑物產(chǎn)生意外的傾斜或者側(cè)歪，極有可能導(dǎo)致后期的坍塌。至于抗震性能更是不值一提。想要解決這一問題可以嘗試從以下角度入手：增加建筑物本身的橫截面積，使其承重力分散到橫截面上，而不只是單獨(dú)地依賴于垂直面，這在一定高度時(shí)能夠大大減少高層建筑物的側(cè)向位移，從而相對(duì)保證其安全抗震的性能。當(dāng)建筑物樓層高度達(dá)到五十米以上時(shí)，我們通常使用的是剪力墻結(jié)構(gòu)體系。但是往往會(huì)出現(xiàn)剪力墻超筋的不良情況。毋庸置疑，剪力墻的超筋會(huì)使整個(gè)建筑物的整體承載力不夠，從而大大影響到高層建筑物的抗震性能。
4.3設(shè)置抗震縫是夯實(shí)地基的關(guān)鍵
大多數(shù)的建筑物如果出現(xiàn)抗震性能不佳或者樓房易震動(dòng)說明此建筑物的地基沒有做好。一個(gè)好的地基是建筑物安全抗震的必要條件。而縫隙的設(shè)置將會(huì)在一定程度上大大增加地基的牢固性。應(yīng)該檢查建筑物的各個(gè)部位是否有高度上的差異，因?yàn)楦叨炔町悤?huì)導(dǎo)致受力不均，從而影響整體的牢固。需在有高度差異的地方設(shè)置沉降縫，在平面有縫隙的地方設(shè)置伸縮縫。
5結(jié)束語(yǔ)
目前，我國(guó)在建筑行業(yè)發(fā)展地越來越快，因而對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的要求也是越來越高。不但注重建筑物的外觀造型的新穎獨(dú)特，更加注重其方方面面的安全實(shí)用性能。在一定程度上帶給了人們生活品質(zhì)的提高與安全居住的保障。
參考文獻(xiàn)：
[1]徐彪,秦艷華.某高層建筑塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J].遼寧建材.2008,(4).
關(guān)鍵詞：高層建筑、抗震設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
高層建筑框架結(jié)構(gòu)的抗震性能受許多因素的影響，而且十分敏感。為了使框架結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，就應(yīng)在早期方案設(shè)計(jì)階段就給予足夠的重視。因此必須考慮結(jié)構(gòu)體型、規(guī)則性、整體性和質(zhì)量分布等問題，同時(shí)還應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)承載力、剛度和非彈性延性變形能力從地震反應(yīng)角度做出比較正確的評(píng)價(jià)，使結(jié)構(gòu)體系具有一定的延性。
1、高層建筑抗震設(shè)計(jì)的計(jì)算要點(diǎn)分析
下面將重點(diǎn)介紹有關(guān)框架結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)時(shí)所遵循的原則，并對(duì)計(jì)算要點(diǎn)進(jìn)行分析。
1.1、抗震設(shè)計(jì)原則分析
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果要求框架結(jié)構(gòu)有一定的延性就必須保證框架梁、柱有足夠大的延性。而梁、柱的延性是以其控制截面塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力來度量的。因此，應(yīng)合理控制結(jié)構(gòu)破壞機(jī)制及破壞歷程，使結(jié)構(gòu)具有良好的塑性內(nèi)力重分布能力，合理設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)區(qū)及各個(gè)部分連接和錨固，避免各種形式的脆性破壞。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循下述設(shè)計(jì)基本原則：
(1)強(qiáng)柱弱梁：較合理的框架破壞機(jī)制和破壞歷程，應(yīng)是梁比柱的屈服盡可能先發(fā)生和多出現(xiàn)，底層柱的塑性鉸最晚形成，同一層中各柱兩端的屈服過程越長(zhǎng)越好。因?yàn)橥粚又?、下都出現(xiàn)塑性鉸，很容易形成幾何可變體系而倒塌。閱此，要控制梁、柱相對(duì)強(qiáng)度讓塑性鉸首先在梁端出現(xiàn)，盡量避免或減少在柱端出現(xiàn)，使框架結(jié)構(gòu)形成盡可能多的梁型延性結(jié)構(gòu)鉸。
(2)強(qiáng)剪弱彎：鋼筋混凝土構(gòu)件的剪切破壞是脆性破壞，延性很小。對(duì)于框架梁、柱，為了使構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸前不發(fā)生脆性的剪切破壞，這就要求構(gòu)件的抗剪承載力大于塑性鉸的抗彎承載力。為此，要提高構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度，形成“強(qiáng)剪弱彎”。
(3)強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固：框架結(jié)構(gòu)中梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞，屬變形能力差的剪切脆性破壞，并且使交于節(jié)點(diǎn)的梁、柱同時(shí)失效。所以，在梁、柱彈塑性變形充分發(fā)揮前節(jié)點(diǎn)區(qū)和構(gòu)件錨固不應(yīng)失效。對(duì)于框架梁，應(yīng)具有良好的延性，以提高梁的塑性鉸的延性及耗能能力是保證框架結(jié)構(gòu)抗震性能的關(guān)鍵。我們可以通過以下幾個(gè)方面來改善梁的延性性能：①剪壓比限制。保證較低的剪應(yīng)力，塑性鉸區(qū)的截面剪應(yīng)力對(duì)于梁的延性、能量耗散及保持梁的強(qiáng)度、剛度有明顯的影響，剪壓比愈大梁剛度和強(qiáng)度下降愈快；②在塑性鉸區(qū)加密箍筋并增設(shè)水平腰筋以減少剪切錯(cuò)動(dòng)的影響，防止過早的強(qiáng)度、剛度下降；⑧梁端截面下部配筋不宜少于上部鋼筋的30％一50％，以降低梁端截面受壓區(qū)高度、增大塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力、增大其耗能性能。④限制配筋率和改進(jìn)箍筋形式：⑤剪跨比限制。改善柱的延性性能除與梁相同的幾項(xiàng)措施外，還應(yīng)限制軸壓比，避免短柱。
1.2、計(jì)算要點(diǎn)
對(duì)于多層和高層鋼筋混凝土房屋的構(gòu)件，在抗震設(shè)計(jì)時(shí)除了分別進(jìn)行承載力計(jì)算外，還應(yīng)進(jìn)行以下驗(yàn)算。
(1)一、二、三級(jí)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處，除框架頂層和柱軸壓比小于0.15者及框支梁與框支柱的節(jié)點(diǎn)外，柱端組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下式要求：
而一級(jí)框架結(jié)構(gòu)及設(shè)防烈度為9度時(shí)尚應(yīng)符合：
一、二、三級(jí)框架的底層柱下端截面組合彎矩的設(shè)計(jì)值，應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.5、1.25和1.15。
(2)一、二、三級(jí)的框架梁和抗震墻中跨高比大于2.5的連梁，其梁端截面組合的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式調(diào)整：
一級(jí)框架結(jié)構(gòu)及設(shè)防烈度為9度時(shí)尚應(yīng)符合和下式：
(3)一、二、三級(jí)的框架柱和框支柱組合的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式調(diào)整：
一級(jí)框架結(jié)構(gòu)及設(shè)防烈度為9度時(shí)尚應(yīng)符合下式：
(4)框架節(jié)點(diǎn)剪力設(shè)計(jì)值根據(jù)規(guī)范由強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件原則計(jì)算確定。
2、高層鋼筋混凝土房屋抗震的構(gòu)造措施
2.1、框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施
1)截面尺寸梁的截面尺寸宜符合下列各項(xiàng)要求：截面寬度不宜小于200mm：截面高寬比不宜大于4：凈跨與截面高度之比不宜小于4。柱的截面尺寸宜符合下列各項(xiàng)要求：截面的寬度和高度均不宜小于300mm，圓柱直徑不宜小于350mm：剪跨比宜大于2：截面長(zhǎng)邊與短邊的邊長(zhǎng)比不宜大于3。且柱的軸壓比不宜超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2)縱向鋼筋的構(gòu)造要求
(1)梁的鋼筋配置，應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求：
①梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于2.5％，且計(jì)入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比，一級(jí)不應(yīng)大于0.25，二、三級(jí)不應(yīng)大于0.35。
②梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值，除按計(jì)算確定外，一級(jí)不應(yīng)小于0.5，二、三級(jí)不應(yīng)小于0.3。
③沿梁全長(zhǎng)頂面和底面的配筋一、二級(jí)不應(yīng)少于2φ14且分別不應(yīng)少于梁兩端頂面和底面縱向配筋中較大截面面積的1/4，三、四級(jí)不應(yīng)少于2φ12。
④一、二級(jí)框架梁內(nèi)貫通中柱的每根縱向鋼筋直徑，對(duì)矩形截面柱，不宜大于柱在該方向截面尺寸的1/20：對(duì)圓形截面柱，不宜大于縱向鋼筋所在位置柱截面弦長(zhǎng)的1/20。
(2)柱的鋼筋配置，應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求：
①柱縱向鋼筋的最小總配筋率應(yīng)按表16—16采用，同時(shí)每一側(cè)配筋率不應(yīng)小于0.2％；對(duì)建造于Ⅳ類場(chǎng)地且較高的高層建筑，標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)值應(yīng)增加0.1。
②宜對(duì)稱配置。
③截面尺寸大于400mm的柱，縱向鋼筋間距刁；宜大于200mm。
④柱總配筋率不應(yīng)大于5％。
⑤—級(jí)且剪跨比不大于2的柱，每側(cè)縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%。⑥柱縱向鋼筋的綁扎接頭應(yīng)避開柱端的箍筋加密區(qū)。
3)箍筋的構(gòu)造要求
(1)梁的箍筋配置要求
①梁端箍筋加密區(qū)的長(zhǎng)度、箍筋最大間距和最小直徑應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用，當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋串大于2％時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)中箍筋最小直徑數(shù)值應(yīng)增大2mm。
②梁端加密區(qū)的箍筋肢距，—級(jí)不宜大于200mm和20倍箍筋直徑的較大值，二、二級(jí)不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值，四級(jí)不宜大于300mm。
(2)柱的箍筋配置要求
①二級(jí)框架柱的箍筋直徑不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm時(shí)，除柱根外最大間距應(yīng)允許采用150mm；三級(jí)框架柱的截面尺寸不大于400mm時(shí)，箍筋最小直徑應(yīng)允許采用6mm；四級(jí)框架柱剪跨比不大于2時(shí)，箍筋直徑不應(yīng)小于8mm；框支柱和剪跨比不大于2的柱，箍筋間距不應(yīng)大于lOOmm。
②柱的箍筋加密范圍應(yīng)按下列規(guī)定采用：柱端取截面高度(或圓柱直徑)、柱凈高的1/6和500mm三者的最大值：底層柱、柱根不小于柱凈高的1/3，當(dāng)有剛性地面時(shí)，除柱端外尚應(yīng)取剛性地面上下各500mm；剪跨比不大于2的柱和因設(shè)置填充墻等形成的柱凈高與柱截面高度之比不大于4的柱，取全高：框支柱、一級(jí)及二級(jí)框架的角柱，取全高。
③柱箍筋加密區(qū)箍筋肢距，一級(jí)不宜大于200mm二、三級(jí)不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值，四級(jí)不宜大于300mm；至少每隔一根縱向鋼筋宜在兩個(gè)方向有箍筋或拉筋約束：采用拉筋復(fù)合箍時(shí)，拉筋宜緊靠縱向鋼筋并鉤住箍筋。柱端加密區(qū)的體積配箍率尚應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范的要求。
2.2、剪力墻的抗震構(gòu)造措施
1)截面尺寸抗震墻的厚度，一、二級(jí)不應(yīng)小于160mm且不應(yīng)小于層高的1/20，三、四級(jí)不應(yīng)小于140mm且不應(yīng)小于層高的1/25。底部加強(qiáng)部位的墻厚，一、二級(jí)不宜小于200mm且不宜小于層高的1/16；無端柱或翼墻時(shí)不應(yīng)小于層高的1/12。
2)豎向、橫向分布鋼筋的配筋要求
①一、二、三級(jí)抗震墻的豎向和橫向分布鋼筋應(yīng)雙排布置，最小配筋率均不應(yīng)小于0.25％；四級(jí)抗震墻不應(yīng)小于0.20％：鋼筋最大間距不應(yīng)大于300mm，最小直徑不應(yīng)小寸8mm。
②部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻底部加強(qiáng)部位，縱向及橫向分布鋼筋配筋率均不應(yīng)小于0.3％，鋼筋間距不應(yīng)大于200mm。
2.3、框架-剪力墻的抗震構(gòu)造措施
1)截面尺寸抗震墻的厚度同于抗震墻結(jié)構(gòu)?？拐饓Φ闹苓厬?yīng)設(shè)置梁(或暗梁)和端柱組成的邊框端：端柱截面宜與同層框架柱相同并應(yīng)滿足對(duì)框架柱的要求。
2)配筋要求
①抗震墻底部加強(qiáng)部位的端柱和緊靠抗震墻洞口的端柱宜按柱箍筋加密區(qū)的要求沿全高加密箍筋。
②抗震墻的豎向和橫向分布鋼筋配筋串均不應(yīng)小于0.25％，并應(yīng)雙排布置；拉筋間距不應(yīng)大于600mm，直徑不應(yīng)小于6mm。
2.4、筒體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造要求
框架-核心筒結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下列要求：
①核心筒與框架之間的樓蓋宜采用現(xiàn)澆梁板體系。
②低于9度采用加強(qiáng)層時(shí)，加強(qiáng)層的大梁或桁架應(yīng)與核心筒內(nèi)的墻肢貫通：大梁或桁架與周邊框架柱的連接宜采用鉸接或半剛性連接
③結(jié)構(gòu)整體分析應(yīng)計(jì)入加強(qiáng)層變形的影響。
④設(shè)防烈度為9度時(shí)不應(yīng)采用加強(qiáng)層。
⑤在施工程序及連接構(gòu)造上，應(yīng)采取措施減小結(jié)構(gòu)豎向溫度變形及軸向壓縮對(duì)加強(qiáng)層的影響。
3、結(jié)束語(yǔ)
高層建筑的結(jié)構(gòu)體系是隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展的。隨著經(jīng)濟(jì)水平的增長(zhǎng)和高層建筑的增多，結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)已經(jīng)變得越來越重要。特別是我國(guó)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(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。
參考文獻(xiàn)：
[1]張萌編著，建筑抗震，中國(guó)計(jì)劃出版社,2007.06.
[2]王亞勇，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006.01.
【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。抗震結(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)?？拐鸾Y(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(yǔ)
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)。
【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)
1 影響建筑工程抗震能力的主要因素
1.1 建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。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。抗震設(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。
1.2 建筑工程抗震設(shè)計(jì)是否合理。所謂抗震設(shè)計(jì)主要是對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并對(duì)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(duì)抗震設(shè)計(jì)有著比普通建筑更高的設(shè)計(jì)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(qiáng)度高、在外力的強(qiáng)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(jì)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(qiáng)烈刺激下，建筑物的穩(wěn)固性很難得到保障，為此必須對(duì)建筑物施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，規(guī)范建筑施工工序，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督與檢驗(yàn)工作，提高建筑物的整體質(zhì)量，保障建筑物的高抗震性。
2 建筑材料對(duì)建筑物抗震效果的影響與應(yīng)用
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，最后使建筑整體在發(fā)生地震的時(shí)候能夠保持穩(wěn)定。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。
建筑材料的使用性能對(duì)建筑物的質(zhì)量有著決定性的影響，提高建筑物的抗震性，首先要確保建筑材料的質(zhì)量。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。在對(duì)建筑材料進(jìn)行選擇時(shí)，通常要選擇強(qiáng)度高、安全性好，以及具有良好耐久性的建筑材料，研究實(shí)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(guó)建筑工程領(lǐng)域所普遍運(yùn)用的人工石材，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(jìn)我國(guó)建筑工程領(lǐng)域的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)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(jìn)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。目前主要通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計(jì)以及采用鋼筋來化解混凝土的脆性。通常狀況下對(duì)混凝土自身的性能進(jìn)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(gè)方面加以著手：首先，要對(duì)混凝土攪拌過程中的用水量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，水對(duì)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(yùn)輸、使用的全過程要通過會(huì)混凝土用水量的控制，來確?；炷恋膹?qiáng)度及其耐久性。然而為了確?；炷两ㄖY(jié)構(gòu)的抗震性能，我們不能一味的增加混凝土的強(qiáng)度，因?yàn)榛炷翉?qiáng)度與極限壓成反比，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到一定高度時(shí)，在外力作用下一旦混凝土遭到破壞，此時(shí)混凝土的脆性特征就會(huì)變得更加明顯，為此必須在考慮增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的同時(shí)要考慮增強(qiáng)混凝土的韌性，只有這樣才能夠確保混凝土具有較好抗震性能。
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(shí)，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。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(qiáng)度、尤其是抗折強(qiáng)度高、抗侵蝕性好的低熱硅酸鹽水泥，即高貝利特水泥，對(duì)于重點(diǎn)工程建設(shè)是一種更好的技術(shù)途徑。
3 高層建筑抗震設(shè)計(jì)技術(shù)分析
3.1 建筑結(jié)構(gòu)體系對(duì)建筑抗震性能的重要作用?，F(xiàn)階段在我國(guó)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(shí)際需要被廣泛的運(yùn)用到高層建筑物中。而目前國(guó)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(guó)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(qiáng)度、韌性以及延展性上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。通過對(duì)地震區(qū)建筑房屋的倒塌情況進(jìn)行調(diào)查我們可以發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)建筑物的倒塌機(jī)率是最小的。我國(guó)工程建造開發(fā)者在進(jìn)行高層建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，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(duì)框架-核心筒結(jié)構(gòu)加以輔助，這不但沒能達(dá)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(guó)要積極推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。
3.2 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。
3.3 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。
3.4 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)。
3.5 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。
3.6 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。
3.7 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。
4 結(jié)語(yǔ)
良好的抗震設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)對(duì)建筑物抵抗地震災(zāi)害的威脅起到良好的保護(hù)作用，現(xiàn)代城市的發(fā)展促使高層建筑的不斷增多，結(jié)構(gòu)形式更加復(fù)雜多樣，全面細(xì)致的考慮結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的組成部分，明了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，成為今后新型結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)和考慮的要點(diǎn)。努力通過合理的設(shè)計(jì)創(chuàng)造出高性能的抗震結(jié)構(gòu)，是提高我國(guó)建筑物的抗震效果，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全實(shí)施全面的保護(hù)必要舉措。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉建政。住宅高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]。建筑設(shè)計(jì)管理,2012,(2)。
關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計(jì)；高層建筑；措施；分析方法
1.前言
由于城市人口的發(fā)展，為了節(jié)約用地，更好地利用空間，往往在建筑設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮高層建筑，從而高層建筑有了飛速的發(fā)展，高層建筑的發(fā)展趨勢(shì)是高度越來越增加，體型和平面日趨復(fù)雜。由于高層建筑又坐落在不同的地域，加上地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，高層建筑很容易受到地震等自然災(zāi)害的損害，地震發(fā)生具有很大的隨機(jī)性，破壞后果嚴(yán)重。而高層建筑抗震設(shè)計(jì)方法研究目前還不十分成熟，僅僅依據(jù)微觀的數(shù)學(xué)力學(xué)，沒有充分考慮高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力的阻尼變化、材料時(shí)效、非彈性性質(zhì)以及空間作用等其他相關(guān)因素，很難在結(jié)構(gòu)上提高高層建筑的抗震能力。為了降低在遭遇地震時(shí)的經(jīng)濟(jì)和人力損失，因此，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法研究具有很大的必要性。
2.地震對(duì)高層建筑的作用影響分析
2.1對(duì)高層建筑構(gòu)件形式方面
（1）在高層建筑的框架結(jié)構(gòu)中，通常地震對(duì)板和梁的破壞程度輕于柱；
（2）地震作用經(jīng)常在多肢剪力墻（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）的窗下引起交叉斜向的裂縫；
（3）如果混凝土柱配置螺旋箍筋，即使地震引起較大的層問位移，對(duì)柱以及核心混凝土作用并不明顯；
（4）鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，如長(zhǎng)、短柱并用于同一樓層，長(zhǎng)柱受損害較輕。
2.2對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)體系方面
（1）對(duì)于鋼筋混凝土柱、板體系的高層建筑，各層樓板因樓層柱腳破壞或者側(cè)移過大以及樓板沖切等因素而在地面墜落重疊；
（2）對(duì)于“填墻框架”體系的高層建筑，由于受窗下墻的約束，因而容易發(fā)生外墻框架柱在窗洞處短柱型剪切現(xiàn)象；
（3）對(duì)于“填墻框架”體系的高層建筑，地震對(duì)采用敞開式框架問未砌磚墻的底層破壞嚴(yán)重；
（4）對(duì)于框架一抗震墻體系的高層建筑，地震損害不大；
（5）對(duì)于“底框結(jié)構(gòu)”體系的高層建筑，地震嚴(yán)重破壞剛度柔弱的底層。
2.3對(duì)高層建筑地基方面
（1）如果地基自振周期與高層建筑結(jié)構(gòu)的基本周期相同或相近，地震作用因共振效應(yīng)而增加；
（2）如果高層建筑處在危險(xiǎn)和地形不利的區(qū)域，則容易使高層建筑因地基破壞而受損；
（3）地基處地質(zhì)不均勻，在地震作用下容易使上部結(jié)構(gòu)傾斜甚至倒塌；
（4）若高層建筑的地基處有較厚的軟弱沖積土層，則地震作用對(duì)高層建筑的損害顯著增大。
2.4對(duì)高層建筑剛度分布方面
（1）對(duì)于采用L形以及三角形等平面不對(duì)稱的高層建筑，地震作用能夠使建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，因而損害現(xiàn)象嚴(yán)重；
（2）對(duì)于采用矩形平面布置的高層建筑結(jié)構(gòu)，如果該建筑的抗側(cè)力構(gòu)件（如電梯井等）布置存在偏心情況時(shí)時(shí)，同樣會(huì)使建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
3.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法分析
3.1靜力法
如果以F作為地震作用于建筑設(shè)施的力，以M表示建筑物的重量，以R表示地震震度，則有以下公式：
F=R×M （1）
這種以“震度”表示地震尺度的想法，在1924年（日本關(guān)東發(fā)生大地震后第二年）被納入日本的建筑工程相關(guān)的技術(shù)規(guī)范中，當(dāng)時(shí)，人們已經(jīng)意識(shí)到房屋的重量是影響地震破壞能力的一個(gè)極為重要的因素。在當(dāng)時(shí)的條件下人們認(rèn)為為建筑重量10%的水平力大約地震慣性力相當(dāng)。在當(dāng)時(shí)還假定：建筑結(jié)構(gòu)的承載能力大小決定了房屋的抗震能力大??；地震力與建筑地基以及結(jié)構(gòu)的實(shí)際特性等因素?zé)o關(guān)。
3.2反應(yīng)譜法
美國(guó)在1933年長(zhǎng)灘發(fā)生大地震以及在1940年ELcentro發(fā)生大地震時(shí)。均取得了強(qiáng)震加速度記錄。美國(guó)的一些相關(guān)研究者依據(jù)建筑物自振特性資料以及這些強(qiáng)震記錄提出了著名的地震反應(yīng)譜理論，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。近些年來，我國(guó)在抗震設(shè)計(jì)領(lǐng)域也取得了較大的進(jìn)展，逐漸形成了科學(xué)合理而又普遍適用的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法。大部分的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都是根據(jù)結(jié)構(gòu)能力以及反應(yīng)譜理論建立起來的。
3.3彈性動(dòng)力時(shí)程法
彈性動(dòng)力時(shí)程分析法抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理是，根據(jù)地震烈度、高層建筑場(chǎng)地類別以及設(shè)計(jì)分組的判斷，然后選用合適數(shù)量的地震地面運(yùn)動(dòng)加速度的記錄，對(duì)其積分然后求解運(yùn)動(dòng)方程，最終計(jì)算出在模擬的地震中建筑的加速度、速度以及位移的響應(yīng)，進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。高層建筑運(yùn)動(dòng)方程是獨(dú)立的，我們要計(jì)算各個(gè)時(shí)刻的結(jié)構(gòu)反應(yīng)只需用到數(shù)值方法求解。
3.4靜力彈塑性法
靜力彈塑性分析方法的原理為計(jì)算現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案的抗側(cè)力能力，進(jìn)而估計(jì)出其抗震能力，其具體方法為：根據(jù)房屋的具體情況在房屋上施加某種分布的水平力，逐漸增加水平力使結(jié)構(gòu)各構(gòu)件依次進(jìn)入塑性，調(diào)整水平力的分布和大小，直到結(jié)構(gòu)達(dá)到位移超限。其優(yōu)點(diǎn)在于：據(jù)結(jié)構(gòu)的振型變化可以求得水平力的分布，根據(jù)結(jié)構(gòu)在不同工作階段的周期通過設(shè)計(jì)反應(yīng)譜可以求得水平力的大小。
3.5動(dòng)力彈塑性分析法
我們以{y}，{y'}，{y''}分別表示運(yùn)動(dòng)的水平位移和速度以及加速度，以yg表示地面運(yùn)動(dòng)水平加速度，則在多自由度系統(tǒng)中，在地面運(yùn)動(dòng)作用下的振動(dòng)方程可以用以下公式表示：
[M]{y''}+[C]{y'}+[K]{y}=-[M]{L}yg （2）
采用各種手段劃分由強(qiáng)震記錄的水平方向上的時(shí)間一加速度曲線，將其分為一系列極小的時(shí)間段，運(yùn)用震動(dòng)方程對(duì)對(duì)每一個(gè)時(shí)段方程進(jìn)行積分求解，可求得每個(gè)時(shí)間段內(nèi)體系的加速度、速度以及位移，最終可計(jì)算出結(jié)構(gòu)內(nèi)力。
4.建筑結(jié)構(gòu)抗震方法的比較
地震是一種破壞性嚴(yán)重的自然現(xiàn)象，其三要素分別為：幅值、持時(shí)與頻譜特征。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的方案應(yīng)體現(xiàn)地震動(dòng)特性和結(jié)構(gòu)特性，所考慮的地震作用應(yīng)在在地震作用下最大程度地反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)響應(yīng)。表1為抗震設(shè)計(jì)方法反應(yīng)結(jié)構(gòu)特性以及地震動(dòng)特性的具體情況對(duì)比。
5.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析
某高層建筑，地下3層，地上28層，總建筑面積約6萬m2。其中，7～28層為住宅區(qū)；第6層作為空中花園以及設(shè)備轉(zhuǎn)換層；4～5層為辦公用區(qū)域；1～3層為商場(chǎng)樓層；地下3層作為設(shè)備用房和車庫(kù)；第7層樓蓋作為高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。高層建筑總高度（地面以上）為90.4m。該高層建筑以鋼筋混凝土框架剪力墻作為工程主體，柱截面面積為700×1100m2、800×1100m2，墻厚2-4m，板厚為：轉(zhuǎn)換層1.8m、天面1.2m、住宅1m、裙樓1.1m，梁截面面積為190×400-240×600m2。轉(zhuǎn)換層框支梁為400×1300-500×1500m2。該高層建筑要求Ⅶ度的防烈度；建筑設(shè)防類別為丙類；設(shè)計(jì)第1組為地震分組。預(yù)期的抗震等級(jí)為：8層以上為二級(jí)；1-8層為一級(jí)；6層以下普通框架為一級(jí)；框支框架為特一級(jí)。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范，本工程設(shè)計(jì)中有四項(xiàng)不合理，具體為：
5.1扭轉(zhuǎn)不規(guī)則
在考慮各種因素的情況下，樓層豎向構(gòu)件的水平位移最大應(yīng)小于等于該樓層平均值的1.2倍，而在本高層建筑中此比值最大為1.32，大于1.2，屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。
5.2凹凸不規(guī)則
在該高層建筑中，平面最大凸出部位凸出尺寸為L(zhǎng)=17.24m，Bmax=41.20m，L與Bmax之比為41.84%，而規(guī)范要求的此值為35%。
5.3樓板局部不連續(xù)
塔樓部分樓層電梯間局部樓板最小凈寬3m，相關(guān)的建筑規(guī)范規(guī)定此值為5m。
5.4豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)
塔樓剪力墻通過轉(zhuǎn)換梁向框支柱傳遞，屬豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)。
5.5解決措施
具體到本高層建筑，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)為了滿足相關(guān)規(guī)范的要求，需要采取的措施如下：
（1）加強(qiáng)剪力墻底部部位。
（2）根據(jù)規(guī)范要求提高框支柱的配筋率。
（3）塔樓樓梯問及周邊樓板厚度增大至1.5m。
（4）轉(zhuǎn)換層板厚度增大至1.8m。
（5）將剪力墻底部加強(qiáng)部位的鋼筋配筋率提高到0.5%。
（6）將剪力墻的底部加強(qiáng)部位以及框支柱等部位的抗震等級(jí)均提高一級(jí)。
6.結(jié)束語(yǔ)
隨著高層建筑的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)顯得越來越重要。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法和抗震措施在不斷的改進(jìn)，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)高層建筑的實(shí)際情況而選擇科學(xué)合理的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。
參考文獻(xiàn)
[1]包世華，王建東.大底盤多塔樓連體結(jié)構(gòu)的受力分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2010，（16）：52-56.
[2]婁宇，王紅慶，陳義明.大底盤上雙塔和連體高層建筑的振動(dòng)分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)2009，（24）：31-33.
[3]卞朝東，李愛群，婁宇，吳耀輝.高層連體結(jié)構(gòu)振型及其參與系數(shù)的分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2009，（14）：81-82.
[4]傅贛清.關(guān)于對(duì)稱結(jié)構(gòu)體系自由振動(dòng)力特性的證明[J].廣州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（19）：21-32.
[5]錢鎵茹，羅文斌.建筑結(jié)構(gòu)基于位移的抗震設(shè)計(jì)[J]，建筑結(jié)構(gòu)，2010，（14）：3-61.
[6]彭光華、查松山.橋梁設(shè)計(jì)抗震技術(shù)的探索[J]，中國(guó)水運(yùn)（下半月），2011，（12）：27-31.
收稿日期：2013-4-17
