導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇建筑抗震分析，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

近幾年來，隨著中國經濟的快速高效發(fā)展，高層建筑不斷地涌現(xiàn)，地震災害對這類建筑的威脅越來越嚴重，對高層建筑的抗震分析也越來越成為目前國內外的科研熱點問題。因此，設計人員不僅在思想上要重視抗震設防，而且要熟悉有關的規(guī)范規(guī)定，并且在項目設計中認真執(zhí)行和貫徹。

一 建筑結構抗震能力的主要影響因素

（一）建筑結構所用的材料及施工質量

地震對結構作用的大小幾乎與結構的質量成正比,一般說在相同條件下,質量大,地震作用就大,震害程度就大,質量小,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、圍護墻以及屋面構件中,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、瓦楞鐵等輕質材料,將能顯著改善建筑物的抗震性能施工質量的影響是深遠的, 在整個施工過程中,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都可能影響建筑結構本身的抗震能力。

（二）抗震設防標準

抗震不僅是取決于建筑的抗震設防標準，還要嚴格的遵循建筑抗震設計規(guī)范。國家根據(jù)地震發(fā)生的可能性和震害的嚴重性確定各地區(qū)基本設防烈度，這是各地區(qū)抗震設計的基本參數(shù)，主要代表地面加速度的大小。對具體房屋中，需要結合建筑使用功能的重要性確定建筑的抗震設防標準，即確定設計烈度和抗震等級。對一般建筑，設計烈度就是本地區(qū)設防烈度。設計烈度愈高，抗震能力愈強，但建筑造價也愈高。

（三）建筑場地

地震造成建筑物的破壞,情況是各種各樣的,由于地震時的地面強烈運動,使建筑物在振動過程中,因喪失整體性或強度不足或變形過大而破壞；由于水壩倒塌、海嘯、火災、爆炸等次生災害所造成；由于斷層錯動、山崖崩塌、河岸滑坡地層陷落等地面嚴重變形直接造成前兩種可以通過工程措施加以防治,而后一種情況,單靠工程措施很難達到預防目的,或者代價昂貴。因此,應進行詳細勘察,搞清地形地質情況,挑選對建筑抗震有利的施工場地。盡可能避開對建筑抗震不利的地段, 任何情況下均不得在抗震危險地段上建造可能引起人員傷亡或較大經濟損失的建筑物。

（四）合理的抗震設計

抗震設計就是要選擇合適的結構形式，確定合理的抗震措施，保證結構的抗震性能，確保建筑物滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標。高層住宅主要采用現(xiàn)澆剪力墻結構、框架一核心筒或框架一剪力墻結構，具有較好的強度和變形能力，抗震性能相對較好。無論板式住宅還是點式住宅，只要設計合理，都可滿足抗震要求。多層住宅大部分采用磚混結構，目前多采用現(xiàn)澆樓板，并采取設構造柱和圈粱等抗震措施，或者采用框架結構，大大增強了抗震能力。

二 建筑結構抗震設計常見的問題分析

（一）缺乏巖土工程勘察資料或資料不全

有的在擴初設計階段還缺建筑場地巖土工程的勘察資料，有的在擴初設計會審之后就直接進入了施工圖設計，有的在規(guī)劃設計或方案設計會審后就直接進入了施工圖設計。無巖土工程勘察資料，設計缺少了必要的依據(jù)。

（二）抗震設防標準掌握不當

有一些項目擅自提高了設防標準，按照稚棗筑抗震設防分類標準(GB 50223-95)》劃分應屬六度設防的，但設計中提高了一度按七度設防，提高了建筑抗震設防標準，將會增加工程投資；有的項目嚴格應按七度采取抗震措施的，但設計中又按六度設防，減低了抗震設防標準，不利抗震。

（三）抗震構造柱布置不當

如外墻轉角處，大廳四角未設構造柱或構造柱不成對設置；以構造柱代替磚墻承重；山墻與縱墻交接處不設抗震構造柱；過多設置抗震構造柱等。

（四）平面布局的剛度不均

抗震設計要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對稱，建筑的質量分布和剛度變化宜均勻，否則應考慮其不利影響。但有的平面設計存在嚴重的不對稱，造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車庫的住宅，―側為進出車需要，取消全部外縱墻，另―側不需進出車輛，因而墻直接落地，造成橫向剛度不均，對抗震極為不利。

（五）結構其他問題

有的底層無橫向落地抗震墻，全部為框支或落地墻間距超長；有的僅北側縱墻落地，南側全為柱子，造成南北剛度不均；有的底層作汽車庫，設計時橫墻都落地，但縱墻不落地，變成了縱向框支；還有的底框和內框砌體住宅采用大空間靈活隔斷設計，其中幾乎很少有縱墻。不少地方都采用鋼筋混凝土內柱來承重以代替磚墻承重，實際上將磚混結構演變?yōu)閮瓤蚣芙Y構，這比底框磚房還不利，因內框磚房的層數(shù)、總高度控制比底框磚房更嚴，因此存在著嚴重抗震隱患。更為嚴重的是這種情況并未引起目前大多數(shù)結構工程師的重視。

三 我國建筑結構抗震能力的提高措施

（一） 對舊有建筑進行加固行動

很多舊房屋現(xiàn)在已經開始出現(xiàn)基礎沉降、墻體裂縫、傾斜、面層剝落等現(xiàn)象或隱患，其中部分建筑已影響使用，甚至出現(xiàn)危房鑒于拆舊建新投資費用較大，為了確保人民生命財產的安全，充分利用原有舊房，對不符合抗震要求的進行加固，對部分部位及構件進行修繕，以滿足抗震設防目標，是十分必要的通常的方法是將結構隔震。消能減震技術應用到建筑物的抗震加固中，這種方法在某些方面具有獨特的優(yōu)點，它擺脫了常規(guī)加固中以構件承載力為主的加固模式，尋求通過減小建筑物上地震作用的途徑，從而使結構及構件滿足承載力要求，從而達到加固目的。我國人口眾多，地震災害頻繁，因此多途徑研究探索既有建筑物的抗震改造加固方法，以滿足不同的改造加固要求，對工程結構抗震具有積極的意義。

（二）材料的選用和結構體系問題的解決

在高層建筑中，還應注意結構體系及材料的優(yōu)選，現(xiàn)在我國鋼材產量已居世界前列，建筑鋼材的類型及品種也在逐漸增多，鋼結構的加工制造能力也已有了很大的提高，因此在有條件的地方，建議盡可能采用型鋼混凝土結構(SRC)鋼管混凝土結構(CFS)或鋼結構(S 或SS)，以減小柱斷面尺寸，并改善結構的抗震性能在超過一定高度后，由于鋼結構質量較輕而且較柔，為減小風振而需要采用混凝土材料時，鋼骨(鋼管)混凝土，通常作為首選工程經驗表明:利用鋼管混凝土承重，柱自重可減輕 65%左右，由于柱截面減小而相應增加了使用面積，鋼材消耗指標與鋼筋混凝土結構相近，而工程造價和鋼筋混凝土結構相比可降低 15%左右，工程施工工期能縮短約 1/2 此外鋼管混凝土結構顯示出良好的延性和韌性。因此，在高層建筑結構中，在采用與否鋼骨混凝土構件時，建議考慮使用。

（三）研究開發(fā)更為合理的結構形式

隨著科技的高速發(fā)展，自重輕、跨度大、功能多樣、施工周期短成為現(xiàn)代建筑結構的發(fā)展方向。因而，研制出輕質高強的新型建筑材料，研究開發(fā)合理的結構形式成為各種新型結構體系應運而生的前提和基礎譬如開合屋蓋結構，這種結構是一種在很短時間內部分或全部屋蓋結構可以移動或開合的結構形式，它使建筑物在屋頂開啟和關閉兩個狀態(tài)下使用。開合屋蓋是將一個完整的屋蓋結構劃分成幾個可動和固定單元，使可動單元能夠按照一定軌跡移動達到屋蓋開合運轉的目的。根據(jù)開合機理，屋蓋體系的開合移動方式可分為:水平移動和水平旋轉移動方式；空間移動方式；繞樞軸轉動方式；折疊移動方式和組合移動方式等。

四 結束語

結構抗震設計的重要技術對建筑安全起到非常重要的作用。因此，要從我國高層建筑抗震設計現(xiàn)狀及國際高層抗震設計發(fā)展的趨勢出發(fā)，不僅要重視抗震設防，而且要熟悉有關的規(guī)范規(guī)定，并且在項目結構設計中認真執(zhí)行和貫徹。努力探求新型的結構與材料，也成為地震區(qū)高層建筑發(fā)展的新方向。

參考文獻：

[1]孫軍.高層建筑結構設計的問題分析[J].山西建筑 2008(19).

篇2

我國地域內所發(fā)生的地震，絕大部份屬于這種“構造地震”的類型。由火山爆發(fā)所產生的“火山地震”或因巖洞崩塌、局部地面陷落所引起的地震，在我國很少發(fā)生。

許多國家在高層建筑的抗震設計方案中，已經出現(xiàn)了新的結構。如美國紐約的高層建筑物，建在于基礎分離的98個橡膠彈簧上，日本的建在弧型鋼條上防地震建筑物，明顯的在建筑結構體型上，改變了傳統(tǒng)的插入式剛箍捆住內力的結構體系。

在2010年12月1日施行的《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）和2011年10月10日開始施行的《高層建筑混凝土結構技術基礎》（JGJ 3-2010）是綜合了各國高層建筑設計的成功經驗，同時結合我國地震災害的特點，對我國高層建筑設計提出了新的標準和要求。

世界抗震設計經驗

1.美國抗震措施

美國是一個地震較多的國家，其西海岸重要城市洛杉磯正好處在環(huán)太平洋地震帶上，而整個加州也是全球地震高發(fā)地區(qū)之一。高層建筑的抗震問題以及如何將地震帶來的損失降到最低，一直是人們密切關注的問題。其中關于高層建筑的一些抗震措施。

（1）控制高層建筑的層高

在地震頻發(fā)的洛衫磯市，除了市中心作為地標建筑的一些超高層建筑，其余地段均是多層低層建筑。尤其值得注意的是在土層薄弱和不利地段加州政府通過立法禁止建造高層建筑。對于高層建筑而言，地震力和風力是控制荷載，且都是水平作用力，層高過高，對建筑抗震和抗風都十分不利?？刂圃诘卣饏^(qū)域的建筑層高，是有效降低震害的手段之一。

（2）選用輕質建材

美國大部分地區(qū)均是低層建筑，且均是木結構，圍護材料和隔墻也多采用石膏板、刨花板等輕質板材。采用輕質建材的建筑，在地震力作用下，自身結構受到更小的影響，且即使受到破壞，較輕的建材也能有效減輕造成的二次破壞。

（3）選用高強度高延性建材

美國另一重要的防震措施是在高層建采用鋼結構，而低層建筑就采用木結構。鋼材與木材都是高延性的材料，具有足夠的柔度。在地震發(fā)生時，可以通過自身變形消耗掉地震能量，在抗震要求更高的超高層建筑中，則添加上阻尼減震器，也可以大大提高建筑的延性和抗震性能。

2.日本抗震措施

日本全島都處在地震頻發(fā)區(qū)域，每年都會發(fā)生約1000余次地震，在高層建筑防震抗震方面，有豐富的經驗。

（1）提高建筑物的強度和剛度

日本的高層公寓很多，大部分的住戶在購買公寓中都會特別看重抗震設計水平。號稱日本第一高層公寓的大樓中，采用了與美國世貿大廈相同的鋼管，其抗震性能主要來源于采用高強度高剛度的優(yōu)質建材，確保了建筑物的抗爭性能，也是公寓能得以暢銷的重要原因

（2）選用橡膠材料加強延性

日本東京的一些超高層建筑都進行了嚴密的抗震設計，其中一個重要措施就是在建筑使用高強度的橡膠作為基底材料，同時在建筑中心也選用天然橡膠作為基層，提高了建筑物的抗震性能。

（3）“局部浮力”抗震系統(tǒng)

近年來日本新研制了“局部浮力”抗震系統(tǒng)，將建筑物的上層結構與基礎部分分離開，采用這種“局部浮力”系統(tǒng)進行連接，借助水的浮力來加強建筑整體的延性，其工作原理大體上與阻尼減震系統(tǒng)和橡膠減震系統(tǒng)類似，但據(jù)報告有更好的抗震效果。

新增條款的意義分析

《建筑抗震設計規(guī)范》和《高層建筑混凝土結構技術基礎》新增了若干條款，本文列出對抗震設計影響較大的條款進行分析。

1. 新增的通用條款

（1）抗震設計的高層建筑混凝土結構，當其房屋高度、規(guī)則性、結構類型、場地條件或抗震設防標準等有特殊要求時，可采用結構抗震性能設計方法進行分析和論證。

此條款明確了在高層建筑設計中，抗震設計的核心地位，高層建筑采用抗震性能設計已形成一種發(fā)展趨勢。

（2）樓層質量沿高度宜均勻分布，樓層質量不宜大于相鄰下部樓層質量的1.5倍。

此條規(guī)定限定了荷載沿豎向的不規(guī)則分布，可有效地降低震害，明確了高層結構設計的標準。

（3）增加了結構抗連續(xù)倒塌設計基本要求。安全等級為一、二級時，應滿足抗連續(xù)倒塌概念設計的要求。安全等級為一級且有特殊要求時，可采用拆除構件方法進行抗連續(xù)倒塌設計。

連續(xù)倒塌是指結構因突發(fā)事件或嚴重超載而造成局部結構破壞失效，繼而引發(fā)與失效破壞構件相連的構件連續(xù)破壞，最終導致相對于初始局部破壞更大范圍的倒塌破壞。在高層建筑抗震設計中，對上部結構進行連續(xù)性倒塌分析時，其首先要保證下部基礎不會發(fā)生破壞，加強結構基礎設計是整個設計工作的根本。

2.修訂條款的意義分析

（1）明確將扭轉位移比不規(guī)則判斷的計算方法，改為“在規(guī)定的水平力作用下并考慮偶然偏心”，以避免位移按振型分解反應譜組合的結果，有時剛性樓蓋邊緣中部的位移大于角點位移的不合理現(xiàn)象。

（2）根據(jù)汶川地震的經驗，提高了框架結構中框架柱的內力調整系數(shù)，而其他各類結構中框架柱的內力調整系數(shù)保持不變。

框架結構柱的最小截面尺寸，除不超過2層和四級外，比舊版增加100mm；柱縱向受力鋼筋的最小總配筋率比一般框架增加0.1%、最大軸壓比控制比舊版加嚴0.05。

（3）根據(jù)汶川震害調查，將防震縫的最小寬度由70mm提高到100mm。

相鄰結構在地震過程中的碰撞是導致結構損壞甚至倒塌的主要原因之一。為防止建筑物在地震中相碰撞，防震縫必須留有足夠的寬度。原則上防震縫凈寬應大于兩側結構允許的地震水平位移之和。

篇3

1. 提高建筑抗震的設計思想

建筑結構抗震設計任務最根本的問題是設計者最值得關心的問題，這在抗震的設計思想中也是極為重要的。首先呀把握的基本原則是什么，結構抗震設計與結構抵抗其他荷載的設計有什么突出的區(qū)別，最基本的問題，往往是解決問題的關鍵所在。

2. 選擇合理的結構體系

2.1 有規(guī)律性震害關于結構體系的簡要歸納

2.1.1場地地基斷層滑坡、地陷等地面變形，砂土液化引起地基的不均勻沉陷，建筑周期與場地卓越周期相近由于共振而加劇毀壞。

2.1.2結構體系采用框-墻體系利于保護填充墻，采用框架結構加填充墻在鋼筋混凝土框架平面內嵌砌磚填充墻時的柱上端易發(fā)生剪切破壞。

2.2 多樣化的構件形式

框架結構中柱遭到的破壞大于梁和版；鋼筋混凝土框架在同樓層中長短柱并用則短柱破壞相對嚴重；鋼筋砼多肢剪力墻以發(fā)生交叉或斜向裂縫；配置螺旋箍的鋼筋混凝土柱配置方形箍易遭損毀。

2.3 工程實例分析

以一座商用住宅混合樓工程為例，28層加地下3層，建筑總面積約為5萬m2，其中1～5層為商用，以7層樓蓋作結構轉換層，以上均為住宅，除地下外總建筑高度為92.1m。主體工程為鋼筋砼框架剪力墻，抗震設防烈度為7度，1～8層為一級抗震剪力墻，8～28層為二級抗震，建筑丙類設防，Ⅱ類場地。在實際設計過程中需要注意：該高層建筑中構件的豎向水平位移最大值與該樓層的平均值比值約為1.3＞1.2（符合要求）；豎向抗側力連續(xù)性不足，針對綜合出現(xiàn)的幾點問題，尤其是作為設備轉換層而設置6層后，需要將轉換層板厚增加到180mm并適當配筋，尤其是邊梁的加固；將芯柱設計在軸壓比相對較大的柱子中并適當提高框支柱的配筋率；將邊框架設在核心筒周邊，通過每兩層設一道暗梁加強剪力墻底部，保證豎向筋與水平筋之間的配筋率達到0.5%。

3. 新型建筑材料鋼纖維混凝土對抗震性能的提升

鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相復合材料。這些亂向分布的鋼纖維能夠有效防止混凝土內部微裂縫的擴展及宏觀裂縫的形成，能夠顯著改善混凝土的抗彎、抗拉、抗沖擊及抗疲勞性能，具有較好的延性。

在建筑結構中應用鋼纖維混凝土通常都是在一些關鍵部位，例如：柱梁節(jié)點、扁梁柱節(jié)點、柱子、樁基承臺、轉換梁、屋面板、筏形基礎等，是否應用鋼纖維混凝土的混凝土框架在結構的延性、荷載循環(huán)次數(shù)、耗能能力等結構性能上均有顯著的提升，在框架梁柱節(jié)點采用鋼纖維混凝土能夠替代部分箍筋，不但有效改善了節(jié)點區(qū)的抗震性能，還能隨之解決鋼筋過密等問題。較之普通混凝土，鋼纖維混凝土抗拉強度提高40%-80%，抗彎強度提高60%-120%，抗剪強度提高50%-100%，抗壓強度提高幅度較小，一般在0-25%之間，但抗壓韌性卻大幅度提高。

4. 概念設計的引入

建筑抗震概念設計是根據(jù)地震災害和工程經驗等所形成的總體設計原則與思想，進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程。

在建筑結構抗震方面，尤其強調需要摒棄單純依賴姐都計算軟件完成整體設計與設計復核與審核。特別是結構明顯不規(guī)則，整體性相對較弱的記住你住結構，加之地震活動的不規(guī)律性，結構穩(wěn)定性很難得到保證。

從實際的結構設計工作角度來分析，首要看重結構水平荷載，尤其是高層建筑結構水平荷載是控制結構內力與變形的基礎條件。合理設置抗側力構件，在獨立結構單元內應避免應力集中的凹角和狹長的頸縮部位，不在凹角設計樓梯或電梯間，盡量減少地震帶來的扭轉作用。豎向布置則需避免外挑結構，內收更要更需控制數(shù)量并放緩。建筑結構剛度沿垂直方向上宜均勻、連續(xù)的分布，盡量減少結構薄弱部位；依據(jù)實際工況結構單元應嚴格遵守牢固連接或有效分離的方法?！皬娭趿骸娂羧鯊?、強節(jié)點弱構件、強底層柱(墻) ”的原則下對可能能以抵御地震侵害的相對薄弱構件或部位采取相應的措施。

抗震結構體系主要依靠延性較好的結構構件連接協(xié)同工作來達成最終目的。在概念設計的整體抗震思想下，全過程的抗震分析還包括：建筑選址與地基穩(wěn)定條件，總體布置與結構體系的合理性，建筑方案選擇，抗震構造設置，計算校核的必要性等等。

5. 建筑抗震中值得注意的問題

巖土工程勘察工作不夠細致，結構總體平面布置考慮不周，同一結構單元中包括兩個甚至更多的結構受力體系，高層結構豎向外挑內收不滿足規(guī)范要求，平面布局的剛度不均，抗震構造柱布置不當，甚至有的根本對抗震設防標準掌握不當。有一些項目擅自提高或降低了設防標準都是不對的。

篇4

高層建筑的抗震設計還需要結合當?shù)氐牡匦我约皻夂颦h(huán)境條件，針對一些地震高發(fā)地帶，設計需要采用強度較高的施工材料，要做好建筑結構的優(yōu)化工作，保證建筑滿足抗震設防的要求。高層建筑有著良好的發(fā)展趨勢，在設計與施工時，一定要保證建筑使用的安全性，并且要使建筑在地震力的作用下，不會出現(xiàn)結構嚴重變形的問題。高層建筑抗震設計是一項重要的工作，下面筆者對高層建筑結構抗震設計目標以及結構優(yōu)化措施進行簡單的介紹。

1.1高層建筑結構抗震設計目標

高層建筑結構抗震設計是一項重要的工作，設計人員需要保證結構的穩(wěn)定性，高層建筑結構抗震設計目標是“小震不壞、大震不倒”。為了達到這一目標，設計人員還要合理確定施工的材料，施工材料要具有較高的強度與剛度，建筑結構要具有良好的延展性。另外，在高層建筑施工時，需盡量減少耗能情況，施工單位要多采用可再生的新型能源。

1.2高層建筑結構優(yōu)化措施

1.2.1加強結構體系的優(yōu)化高層建筑施工在選擇材料時，應盡量選擇輕質的材料，結構材料還要具有較高的強度，這樣的結構有著良好的連續(xù)性，可以抵抗較大的荷載以及作用力，可以保證建筑結構的整體性。合理選擇結構材料，并優(yōu)化結構體系，是提高建筑防震效果的有效措施。建筑工程多采用的是鋼結構或者型鋼混凝土結構，這對鋼材以及混凝土的性能有著較高的要求，在施工前，需要對施工材料的性能進行檢測。優(yōu)化建筑抗震結構體系，可以保證建筑的承載力，避免結構在地震力作用下出現(xiàn)變形問題，良好的建筑結構可以起到吸收地震能量的作用，在地震災害下，有利于避免建筑出現(xiàn)較為嚴重的損毀問題。建筑抗震設計需主要結構的整體性，這考驗了設計人員的能力，采用型鋼混凝土結構，可以保證建筑結構達到立面的效果，提高建筑使用的安全性。

1.2.2場地的選擇高層建筑對施工場地也有著一定要求，在施工前，設計人員需要做好地質的考察工作，對施工場地的土質進行檢測，并保證地質結構的穩(wěn)定性，設計人員加強實地勘探，可以了解該地區(qū)是否存在地震隱患，并了解地下巖層的結構，根據(jù)這些因素進行綜合評價，從而得出準確的場地數(shù)據(jù)。如果遇到不適合建造高層建筑的場地，應該采取回避的措施，給出恰當?shù)奈ｋU性評價，從根源上杜絕出現(xiàn)由于地面的震動而摧毀地基的現(xiàn)象。

1.2.3建筑結構的規(guī)則性建筑結構的規(guī)則性對于抗震作用比較大，不規(guī)則的建筑結構不利于抗震。因為建筑結構具有規(guī)則以及對稱的剖面結構，地震對建筑物帶來的搖晃有一定的支撐作用，從而起到很好的抗震效果。從建筑豎向剖面理論來說，豎向抗側力構建的截面尺寸以及材料強度應該自下而上的逐漸減少，這樣就能夠避免測力結構的承載力突變。因此，對于沒有特殊要求的高層建筑物，應該盡量避免過于規(guī)則的結構組成，不能一味的追求其視覺效果，更多的注重抗震要求。

1.2.4多道防震體系一般情況下，一次地震不會造成持續(xù)的震動，但是可能會造成接連不斷的余震，盡管強度不大，但是從持續(xù)時間以及反復次數(shù)上來說，在一定程度上對建筑物造成不同程度的損壞。高層建筑物只是采取單體的結構，一旦遭遇到破壞時就會難以應付接踵而來的持續(xù)余震，最終導致建筑物坍塌。針對此種現(xiàn)象，就必須設立多道防震體系。設立多道防震體系，及時第一道防震線被摧毀，還有第二道以及第三道防震線，就能夠很好的躲避反復的余震帶來的破壞，大大的降低了危險指數(shù)，增加了抗震能力。

2高層建筑結構抗震設計中應主要的幾個問題

2.1控制結構超限現(xiàn)象以及相關的解決措施

對于結構薄弱位置，在框架柱內設置型鋼，提高其承載力以及抗震安全性；控制結構扭轉比，使結構樓層的扭轉位移比小于1.2；對于個別墻柱按照中震彈性以及小震計算結果進行包絡設計，滿足中震彈性的抗震性能目標；依次類推，標準層的個別墻柱則按照中震計算結果，滿足中震不屈服的抗震性能目標；根據(jù)彈塑性實程分析結果，連梁以及框架梁出現(xiàn)彎曲塑性鉸，梁端塑性鉸在各個樓層分布較為均勻，反應歷程中最大層間位移角小于1/120，滿足規(guī)范要求。

2.2剪力墻連梁抗震設計措施

①調整連梁剛度折減系數(shù)：對內力以及位移進行計算時，對豎向與水平的荷載效應下兩種情形進行區(qū)別對待。在水平荷載效應下，可以折減連梁的剛度系數(shù)，例如：當出現(xiàn)作用力時，折減系數(shù)應該大于或者等于0.50；在豎向荷載效應下，不需要折減連梁的剛度系數(shù)，通過利用支座彎矩調整的幅度來降低連梁支座的彎矩。

②調整連梁跨高比：在設計連梁時，可能會遇到剛度折減之后連梁的正截面仍然承受剪承載力不足的現(xiàn)象，這時就需要增加洞口的寬度，減低高度。

③其他措施：設置水平縫形成雙連梁、連梁內設置交叉暗撐、采用型鋼混凝土連梁、調整連梁的內力以及增加連梁延性等。

篇5

中途分類號：TU2文獻標識碼：A 文章編號：

前言

結構設計分為理論設計和概念設計理論設計是結構工程師根據(jù)計算理論和規(guī)范，在對結構進行計算模型的假設及受力狀態(tài)的假定的前提下，對結構進行計算分析，得出數(shù)據(jù)式的結果，然后利用結果進行設計。概念設計是指不經數(shù)值計算，尤其在一些難以做出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經驗所獲得的基本設計原則和設計思想，從整體的角度來確定建筑結構的總體布置和抗震細部措施的宏觀控制。在建筑設計的方案階段，從總體出發(fā)，采用概念性近似計算方法，能迅速、有效地對結構體系進行構思、比較和選擇。這種方法雖有一定誤差，但概念清楚、定性準確、手算簡單快捷，能很快選擇出最佳方案，具有較好的經濟、可靠性能，同時也是施工圖設計階段判斷計算機內力分析輸出數(shù)據(jù)可書與否的主要依據(jù)。

1 抗震概念設計問題分析

地震是一種隨機振動，有難于把握的復雜性和不確定性，要準確預測建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)，目前尚難做到。在結構分析方面，由于未能充分考慮結構的空間作用、結構材料的非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素，同時也存在著不準確性。因此，工程抗震問題不能完全依賴“計算設計”解決，而必須立足于“概念設計”。結構抗震概念設計的目標是使整體結構能發(fā)揮耗散地震能量的作用，避免結構出現(xiàn)敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果僅集中在少數(shù)薄弱部位，必會導致結構過早破壞，目前各種抗震設計方法的前提之一就是假定整個結構能發(fā)揮耗散地震能量的作用，在此前提下才能以多遇地震（小震）作用進行結構計算、構件截面設計并輔以相應的構造措施，必要時采用彈性時程分析法進行補充計算，試圖達到罕遇地震（大震）作用下結構不倒塌的目標。為了保證建筑具有足夠的抗震能力，通過概念設計從宏觀上控制結構的抗展性能，應充分考慮以下環(huán)節(jié)：①選擇對抗震有利的場地及地基，避免地面變形的直接危害，采取措施保證地基的穩(wěn)定性。②進行合理的基礎設計，同一結構單元不宜設置在性質不同的地基土上，不宜采用不同的基礎形式，設計時宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力。③建筑物的體型應力求簡單、規(guī)則、對稱，質量和剛度變化均勻，以減少地震作用產生的變形、應力集中及扭轉反應。④選擇合理的結構體系，抗側構件力求均勻對稱，設置多道抗展防線，避免局部出現(xiàn)薄弱部位，要求結構布置受力明確，傳力簡捷。⑤各類構件之間要有可靠的連接，并具有必要的強度和變形能力，從而獲得整個結構良好的抗震性能。⑥強調結構空間整體性，平面加強連接，豎向確保足夠整體剛度。⑦重視對非結構構件的處理，利用其對主體結構的有利影響，避免不合理設置導致對主體結構的不利影響。⑧盡量減輕結構自重，減少地基土壓力，從而降低向建筑物傳輸?shù)牡卣鹆Α?/p>

2 結構概念設計的運用問題分析

運用概念設計的思想，也使得結構設計的思路得到了拓寬。傳統(tǒng)的結構計算理論的研究和結構設計似乎只關注如何提高結構抗力R，以致混凝土的等級越用越高，配筋量越來越大，造價越來越高。結構工程師往往只注意到不超過最大配筋率，結果肥梁、胖柱、深基礎處處可見，在建筑結構設計中，合理地確定建筑物的剛度是非常重要的。建筑物的剛度不宜太大，剛度大則結構自振周期就短，在地震時結構所承受的地震作用就大，相對后果較重，且造成材料的浪費；剛度也不宜過柔，過柔的建筑結構在地震時就會產生過大的變形，影響其強度、穩(wěn)定性和正常使用?？拐痱炈銜r應特別注意場地土類別。8度超過5層有條件時，盡量加剪力墻，可大大改善結構的抗震性能?？蚣芙Y構應設計成雙向梁柱剛接體系，但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應加強垂直地震作用的設計，從震害分析，規(guī)范給出的垂直地震作用明顯不足。雨篷不得從填充墻內出挑。大跨度雨篷、陽臺等處梁應考慮抗扭?？紤]抗扭時，扭矩為梁中心線處板的負彎距乘以跨度的一半?？蚣芰骸⒅幕炷恋燃壱讼嗖钜患?。由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時，應驗算構件的最小配筋率。出屋面的樓電梯間不得采用磚混結構。考慮地震作用時必須充分領會和靈活運用抗震概念設計的優(yōu)化準則和采取相應的構造措施。優(yōu)化準則“強節(jié)弱桿”―――防止節(jié)點破壞先于構件；“強柱弱梁”―――防止桿系發(fā)生樓層傾移破壞機制，要求柱的抗彎能力高于梁的抗彎能力；“強剪弱彎”―――防止構件剪力破壞，要求桿件的受剪承載力高于受彎承載力；“強壓弱拉”―――對桿件截面而言，為避免桿件在彎曲時發(fā)生受壓區(qū)混凝土破裂的脆性破壞，使受拉區(qū)鋼筋承載力低于受壓區(qū)混凝土受壓承載力。保證措施有兩個方面：一是調整或限制構件的荷載效應；二是強制規(guī)定必要的構造措施。這兩個方面在 《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ3-2002）有詳細的規(guī)定，有的則是以強制性條文提出嚴格要求。如：《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》中第 6.3.2 條的第 1 點限制梁端截面混凝土受壓區(qū)高度與有效高度之比，就是保證梁的變形能力，而它又決定于梁端塑性轉動量，而塑性轉動量又與截面混凝土受壓區(qū)的相對高度密切相關；試驗研究結果表明，要使鋼筋混凝土梁的位移延性系數(shù)達到3~4， 混凝土受壓區(qū)相對高度必須控制在0.25~0.35。又如：對鋼筋混凝土桿件而言，桿件截面的平均剪應力過高，都會降低箍筋的抗剪效果，平均剪應力較小時，可以避免出現(xiàn)剪切破壞。在建筑結構設計中還應充分考慮地震的偶合作用；堅持“小震不壞，大震不倒”；多道抗震防線等設計原則。

3 建筑選址的設防

地震引起的破壞除了直觀的震動引起的建筑結構破壞,與場地和地基的條件有很大的關系。歷次地震調查表明,同類型的建筑物由于建筑場地不同,其破壞程度會有很大的差別。

地質條件: 避免選擇地質上斷層通過或斷層交匯的地帶, 特別是在有活動斷層的地段上進行建設。

地形地貌:宜選擇地勢平坦、 開闊的地方。

地基條件: 一般而言,巖石、 半巖石和密實的地基土對房屋抗震最有利,是最好的建筑場地;而松軟的,軟弱粘性土等, 尤其是易發(fā)生砂土液化的地區(qū),都對房屋的抗震不利。

4 短柱設計的抗震設防

因短柱的延性較差, 尤其一些超短柱幾乎沒有延性,在抗震設計時,僅僅按照一般框架柱的抗震要求采取構造措施是不夠的。還必須盡量提高短柱的承載力,減小短柱的截面尺寸,采取各種有效措施提高短柱的延性,改善短柱的抗震性能。

4.1使用復合螺旋箍筋

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

4.2采用分體柱

采用分體柱的方法雖然使柱子的抗剪承載力基本不變,抗彎承載力稍有降低, 但是使柱子的變形能力和延性均得到顯著提高, 其破壞形態(tài)由剪切型轉化為彎曲型, 從而實現(xiàn)了短柱變 “長柱”的設想, 有效地改善了短柱尤其是剪跨比< 1.5的超短柱的抗震性能。分體柱方法已在實際工程中得到應用。

5 短肢剪力墻設計的抗震設防

由于短肢剪力墻抗震性能差, 在地震區(qū)應用經驗不多,因此在設計時, 首先要選則適合

的計算軟件,合理地選則計算分析方法, 確定計算模型和相關參數(shù), 并加強對計算結果合理

性判斷,特別要加強概念設計。對一些不利部位加強構造措施, 在符合規(guī)范要求的情況下,短

肢墻是沒問題的。這就好比純框架結構,對地震來說也是不利的結構形式,但大家不也一直在

用。所以任何一種結構體系都有它的適用范圍,只要能合理設計, 安全應該沒問題。

5.1構建共同抗力筒體

高層點(板)式住宅采用短肢抗震墻結構體系,只要抗側力構件布局合理仍然是比較理想的一種結構體系,但在地震區(qū), 高層建筑中,剪力墻不宜過少,墻肢不宜過短,因此不應設計僅有短肢剪力墻的高層建筑,要求設置剪力墻筒體 (或一般剪力墻 ), 形成短肢剪力墻與筒體 (一般剪力墻)共同抵抗水平力的結構。

5.2短肢墻的形狀要點

短肢墻的布置合理、 對稱、 均勻、 力求質量中心與剛度中心重合,短肢墻布置應以 T形、 L形、]形、+形為主,這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩(wěn)定。

短肢剪力墻結構的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢,當有扭轉效應時,會加劇已有的翹曲變形,使其墻肢首先開裂,因此應加強其抗震構造措施, 如減小軸壓比、 增加縱筋和箍筋的配筋率。

篇6

Abstract: In this paper, the author introduces the building seismic design standards and the basic design requirements, and puts forward the building seismic structural design measures.

Key words: building; seismic structural design; analysis

中圖分類號：TU3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

結構工程師按抗震設計要求進行結構分析與設計，其目標是希望使所設計的結構在強度、剛度、延性及耗能能力等方面達到最佳，從而經濟地實現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。但是，由于地震作用是一種隨機性很強的循環(huán)、往復荷載，建筑物的地震破壞機理又十分復雜，存在著許多模糊和不確定因素，在結構內力分析方面，由于未能充分考慮結構的空間作用、非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素，計算方法還很不完善，單靠微觀的數(shù)學力學計算還很難使建筑結構在遭遇地震時真正確保具有良好的抗震能力。 自從去年東京的大地震之后，人們對于建筑物防震性能的關注加強了，建筑物的防震性能在地震來臨之時對于保護人民的財產和生命安全起著至關重要的作用，作為一名建筑工作者，對于建筑結構中有關防震設計的理念和措施，提出了一些自己的看法和見解。

1 建筑結構抗震措施的標準

對于性能方面：一種是以損壞的程度來描述，另一種是以用途的重要性來描述的；將建筑中的各種危害層級和可能造成的損失堿性等級劃分，從高到低的劃分為幾類，根據(jù)不同類別制定不同的標準來要求各個部分，在遭遇到相當層級的影響時，各個部分對于抗擊震災祈禱自己所在層級相當?shù)淖饔?，承擔相應的壓力和風險，其按照按照層級的不同遞增或者遞減，而非簡單的“一刀切”和平均化。具體執(zhí)行和劃分標準可參照現(xiàn)行《抗震鑒定標準》中的有關標準，盡可能的嚴格遵守，不越級。例如，結構抗力的高低，可用結構樓層的受剪承載力與設計地震剪力的比值，即樓層的受剪承載力與設計地震剪力的比值即樓層屈服強度系數(shù)來表征；結構變形能力的高低，可以采用量化的標準來表示，便于清楚的比照各項指標?，F(xiàn)行的抗震能力的測試不外乎抗壓力和變形能力的測試，因為對于建筑物來說，首先在地震來臨時應該抗壓，如若超出其抗壓能力范圍，則應想辦法將其轉移，轉移其力量對于該支柱結構的直接傷害。在確定綜合抗震能力的兩個因素中樓層屈服強度系數(shù)的定量在現(xiàn)行的抗震設計規(guī)范中已經是現(xiàn)成的，可以根據(jù)結構構件的實際截面尺寸和配筋，取材料強度標準值按承載力計算的有關公式得到。

2 建筑物對于抗震結構設計的基本要求

a 一個抗震結構體系由若干個分支系統(tǒng)組成，而且必須協(xié)同工作才能發(fā)揮優(yōu)勢，常見性的如框架--剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成，缺少一個則不能都成上層體系。

b 強烈的地震不會只有一次主震，通常會伴隨多次余震，而且其余震的威力往往較普通地震的威力有過之而無不及，這就要求我們不能依靠一道防線，防線一旦遭到破壞，則無法面臨即將而來的余震，最終煩人結果只能是倒塌。抗震結構體系應有最大可能數(shù)量的內部、外部冗余度，設計者應該有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，這樣在地震來臨之時，可以分散壓力，有意識地轉移來自震源的力量。

c 構件的選擇最主要的因素是構件的堅韌程度。

d 樓層的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值應該保持一個相對的平衡狀態(tài)，一旦其中的一項產生突變，必定導致其他部分的力量轉移。

e 要杜絕重局部，輕整體的情況。

f 加強薄弱環(huán)節(jié)的防震保護，不在地震來臨時使其首當其沖。

3 建筑結構設計的有效抗震措施

a 首先，建筑物結構懸掛隔震，將建筑物的全部或者一部分懸掛起來以隔離地震，就是我們常說的懸掛結構，名字很恰當?shù)乇磉_了它的特點，同時，我們也能很直接的感受到它的缺點和局限，即耗費的成本太大，和并不適合于普遍的推廣，雖然是一種非常行之有效的方法，但是執(zhí)行起來卻是值得商榷的。一般情況下，大型的鋼結構會采用此種措施。大型鋼結構一般分為主框架和子框架，在懸掛體系中，子框架通過索鏈或者吊桿懸掛于主框架上，地震來臨時主體框架雖然受到沖擊，但是其子框架以及其他零部件是用近似于雙節(jié)棍的鏈接方式與主體相連的，那么主體受到的沖擊力在傳送給子框架時就會減小很多，有益于保護子體框架。

b建筑物基礎設置隔震裝置減震，這這種減震措施與上文的不同之處在于是在建筑物中間加上輔助材料或者部分已達到減震目的，而前者則是在整體框架結構上的創(chuàng)新上入手，減震裝置屬于獨立于建筑物自身的材料，使用得當最多可使震力減少三分之一左右，不過這種方法局限于非高層建筑，高層如果采取這種方法，反而會增加建筑物的質量，而使地震來臨時，這些附屬物的重量給生命和財產造成更大的傷害。

c 建筑物地基，用具有防震功能的材料，徹底從根源上穩(wěn)固地基，將防震落實到最底部，從而到達減震的最終目的。傳統(tǒng)的做法是在建筑物的基礎部位用粘土和砂子結合固定，也可以直接設置粘土或砂子墊層。在我國建筑史上，曾經有人突發(fā)奇想以糯米為原材料，采起優(yōu)良的粘著性，在建筑物底部形成防震的糯米墊層，減少地震對建筑物的損害，不可謂不奇，當然現(xiàn)當今的的材料學，尤其是建筑材料學已經發(fā)展的足夠進步，我們可以不仿照古人的做法了，但是這種創(chuàng)新和探索的精神還是值得我們學習的。

d 層間隔震，層間隔離主要用于舊房改建的改建中對于防震的需求，在施工方面很簡潔，專業(yè)性不強，居民可自行操作。當然于此對應的是低收益，也就是層間隔離的效果沒有上述幾種方法明顯，這也是必然的，因為舊房改建，舊房的地基，基礎結構是不能改變的，也是無法改變的，所以只能作為輔助結構使用，其作用原理與前面提到的在建筑物中增加輔助減震的原理基本相同，可以借鑒，也可以根據(jù)不同的具體情況選擇使用。

e以上我們闡述的幾種措施主要是對建筑結構的一部分或者幾部分進行減震方面的設計，所謂安裝減震裝置減少地震的能量向建筑物傳遞，也是在于局部的減震。無論哪一種，都是利用建筑物的一部分或者幾部分的特征然后有針對性的進行減震設計。

篇7

Abstract：The high-rise buildings aseismic design and construction work has been building the key, and summarizes the principle of seismic design of high-rise building, the architecture of the short column seismic necessary theoretical analysis, and the seismic measures must be taken. In order to avoid short column in high-rise building brittle failure occurs in, I think, first of all to correctly determine the short columns, and then the short column to take some structural measures or processing, improve the short column and the ductility of the seismic performance.

Keywords: high building, structure design, seismic design, short columns, measures

中圖分類號：TU318文獻標識碼：A文章編號：

1 高層建筑抗震設計的原則

1.1 結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能①結構構件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構件、強底層柱(墻)”的原則。②對可能造成結構的相對薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。③承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。

1.2 盡可能設置多道抗震防線①一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結構構件連接協(xié)同工作。例如框架—剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。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，將會因損傷積累導致倒塌?？拐鸾Y構體系應有最大可能數(shù)量的內部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度，以使結構能吸收和耗散大量的地震能量，提高結構抗震性能，避免大震時倒塌。③適當處理結構構件的強弱關系，同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后，其他抗側力構件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結構的延性和抗倒塌能力。④在抗震設計中某一部分結構設計超強，可能造成結構的其他部位相對薄弱，因此在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小，改變抗側力構件配筋的做法，都需要慎重考慮。

1.3 對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高其抗震能力①構件在強烈地震下不存在強度安全儲備，構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。②要使樓層(部位)的實際承載能力和設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，會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。③要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協(xié)調。④在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉移，這是提高結構總體抗震性能的有效手段。

2 高層建筑抗震中短柱的正確判定

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

框架柱的反彎點不在柱中點時，柱子上、下端截面的彎矩值大小就不一樣，即Mt≠Mb。因此，框架柱上、下端截面的剪跨比大小也是不一樣的，即λt＝Mt/Vh≠λb＝Mb/Vh。此時，應采用哪一個截面的剪跨比來判斷框架柱是不是屬于短柱呢？筆者認為，應該采用框架柱上、下端截面中剪跨比的較大值，即取λ＝max（λt，λb）。一般情況下，在高層建筑的底部幾層，框架柱的反彎點都偏上，即Mb＞Mt。

在層高一定的情況下，為提高延性而降低軸壓比則會導致柱截面增大，且軸壓比越小截面越大；而截面增大導致剪跨比減小，又降低了構件的延性，軸壓比與延性比關系圖如圖1所示，因此，在高層特別是超高層建筑結構設計中，為滿足規(guī)程對軸壓比限值的要求，柱子的截面往往比較大，在結構底部常常形成短柱甚至超短柱。

圖1 軸壓比與延性比關系圖

3 提高短柱抗震性能的措施

有抗震設防要求的高層建筑除應滿足強度、剛度要求外，還要滿足延性的要求。鋼筋混凝土材料本身自重較大，所以對于高層建筑的底層柱，隨著建筑物高度的增加，其所承擔的軸力不斷增加，而抗震設計對結構構件有明確的延性要求，在層高一定的情況下，提高延性就要將軸壓比控制在一定的范圍內而不能過大，這樣則必然導致柱截面的增大，從而形成短柱，甚至成為剪跨比小于1.5的超短柱。眾所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱幾乎沒有延性，在建筑遭受本地區(qū)設防烈度或高于本地區(qū)設防烈度的地震影響時，很容易發(fā)生剪切破壞而造成結構破壞甚至倒塌。

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

3.1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，從而改善整個結構的抗震性能。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度等級，即采用高強混凝土來增加柱子的受壓承載力，降低其軸壓比；但由于高強混凝土材料本身的延性較差，采用時須慎重或與其他措施配合使用。此外，可以采用鋼骨和鋼管混凝土柱以提高短柱的受壓承載力。

3.2 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而形成的組合結構材料。由于鋼管內的混凝土受到鋼管的側向約束，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使混凝土的抗壓強度和極限壓應變得到很大的提高，混凝土特別是高強混凝土的延性得到顯著改善。同時，鋼管既是縱筋，又是橫向箍筋， 其管徑與管壁厚度的比值至少都在90以下，相當于配筋率2至少都在4.6%。

當選用了高強混凝土和合適的套箍指標后，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。

3.3 采用分體柱

篇8

抗震設計在高層建筑設計中具有十分重要的意義。與普通房屋建筑工程相比，高層建筑的構造與之明顯不同，無論是規(guī)模還是構件都存在著較大差異。一旦高層建筑質量出現(xiàn)問題，所帶來的后果不堪設想。因此，在設計階段就要充分落實好質量控制。其中抗震設計與高層建筑工程整體質量存在著密切關聯(lián)。通過有效的抗震設計，可讓建筑結構的剛度、延性、整體性達到相關要求，使高層建筑整體穩(wěn)定性得以提升。換句話說，抗震設計是否合理直接關系到高層建筑物的質量，應給予重視。

高層建筑抗震設計關鍵問題分析

高層建筑抗震設計過程中，以下問題是關鍵點：（1）高度。根據(jù)JGJ3-2002規(guī)定所述，要求高層建筑在一定設防烈度和一定結構形式下，需保持“適宜高度”。這個“適宜高度”與推薦規(guī)范體系要求是相匹配的，但很多高層建筑實際高度卻超出了“適宜高度”的限制。在地震力作用下，超高限建筑產生的破壞形變會存在較大變化，導致相關參數(shù)延性、剛度、荷載都會超出規(guī)范適宜范圍，會給建筑物結構的穩(wěn)定性帶來嚴重影響。（2）結構形式篩選。建筑結構形式篩選是否合理，直接關系到結構的性能。通常情況下，高度超過150m的高層建筑結構主要包括三種結構體系即框筒支撐體系、框架支撐體系及筒中筒支撐體系。我國大多數(shù)高層建筑都會采取核心筒體系進行構建。該結構中，由鋼筋混凝土構成的核心筒需承受80%至90%的震層剪力，給鋼結構帶來了較大負擔。在這種情況下就需要合理設置裝換層及加強層，以控制其本身剛度。（3）材料選擇。我國大多數(shù)高層建筑都是以鋼結構為主。當建筑物高度過高時，由于鋼結構質量較小，且較為輕柔，必然會受到風振影響。因此，需要采用混凝土材料進行加固，其中鋼骨混凝土為首選材料。（4）抗震設防烈度。從客觀角度來看，我國建筑結構抗震設計設防烈度與歐美等發(fā)達國家相比，還是有所不足。構造規(guī)定安全度及也存在一定差距。另外，在配筋率、軸壓比等方面也不如發(fā)達國家嚴格。在這方面還需要進一步提升標準，并逐步完善。

完善抗震設計的有效措施

1.落實抗震驗算

在進行截面抗震驗算時，結構應在設防烈度下進入彈塑性狀態(tài)?？蓪⒋蟛糠纸Y構變形轉變?yōu)楸娭盗叶鹊卣鹱饔孟聵嫾休d力驗算的形式來表現(xiàn)。進行構件截面抗震驗算時，可選用非抗震承載力設計值，將承載力抗爭調整系數(shù)與其關聯(lián)起來。計算過程中，去地震作用效應值乘以抗震調整系數(shù)來進行折減。通過完善抗震驗算，保證建筑抗震設計的有效性，使抗震設計充分發(fā)揮作用。

2.設置多道抗震防線

在構建抗震結構體系時，應設置多道防線，將一些延性較好的分體系進行組合，并將這些構件相互連接，充分發(fā)揮其協(xié)同作用?？拐饓w系便可由抗震墻與延性框架構成，兩者共同作用，可進一步提升抗震結構的性能?？拐鸾Y構體系當中還需要設定充足的贅余度，包括內、外兩個部分。并按照相關規(guī)則構建規(guī)律分布的屈服區(qū)，讓建筑結構可充分吸收或消耗地震能量。體系當中還需要增加冗余設計，以增加抗震結構的可靠性。當建筑基本周期與地震卓越周期接近時，冗余設計便可充分發(fā)揮作用。即便是第一道抗側力防線受到破壞，第二道、第三道防線可接替第一道防線，發(fā)揮保護作用，以緩解共振，并降低地震的破壞作用。

3.完善隔震及消能減震設計

隔震系統(tǒng)具有足夠的豎向強度和剛度以支撐上部結構的重量，并且具有足夠的水平初始剛度。即便在風載與小震作用下，整個體系依然可處于彈性范圍內，滿足正常需求。而中強地震時，其水平剛度較小，結構為柔性隔震結構體系。同時，隔震系統(tǒng)本身具有較大的阻尼，地震時能耗散足夠的能量，可降低上部結構所吸收的地震能量。消能減震是在結構物某些部位設置耗能元件，通過元件產生摩擦，彎曲彈塑性滯形來消耗或吸收地震輸入結構的能量，以降低主體結構的地震反應，使結構破壞程度降低。例如，可在建筑結構適當位置添加金屬阻尼器，它可通過金屬的屈服滯回將地震能量消耗掉，以降低結構反應程度；又如，可通過調諧減震控制體系來加強結構的減震能力，該體系利用調整結構的動力特性來消減結構的振動反應，以達到減震效果。

篇9

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：

1 震害多發(fā)點

隨著這幾年來經濟的快速發(fā)展，由于建設者開發(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構體系上逐漸多樣化， 而且在高度上也大幅度增長。進入上世紀90年代后， 結構抗震分析和設計已提到各國建筑設計的日程。特別是我國處于地震多發(fā)區(qū)， 高層建筑抗震設防更是工程設計面臨的迫切任務。作為工程抗震設計的依據(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雜性，要求在強烈地震作用下結構仍保持在彈性狀態(tài)，不發(fā)生破壞是很不實際; 既經濟又安全的抗震設計是允許在強烈地震作用下破壞嚴重， 但不倒塌。因此，依靠彈塑性變形消耗地震的能量是抗震設計的特點，提高結構的變形、耗能能力和整體抗震能力，防止高于設防烈度的“大震”不倒是抗震設計要達到的目標。

1.1 結構層間屈服強度有明顯的薄弱樓

鋼筋混凝土框架結構在整體設計上存在較大的不均勻性， 使得這些結構存在著層間屈服強度特別薄弱的樓層。在強烈地震作用下，結構的薄弱層率先屈服， 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，由于該結構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， 導致該結構6 層以上全部倒塌。

1.2 柱端與節(jié)點的破壞較為突出

框架結構構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。當柱側有強度高的砌體填充墻緊密嵌砌時，柱頂剪切破壞嚴重，破壞部位還可能轉移至窗洞上下處，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

研究高層建筑結構的抗震設計，必須明確建筑物抗震效果的主要影響因素。下面，將從建筑結構本身的設計效果、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 建筑物自身的結構設計

建筑物的結構設計是影響抗震效果極為關鍵的一個因素，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構設計，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，提高建筑結構的抗震性能。如果建筑物對平面的布置較為復雜，質心與剛心不一致，將會加劇地震的作用影響力，增強破壞性。所以，建筑物的結構平面布置應盡量保證質心和剛心重合，提高建筑物的抗震能力。在建筑結構的設計中，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構剛心遠端的抗震墻等等。

2.2 建筑結構建造材料和施工過程

建筑結構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?。环粗?，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中，建議多采用隔斷、板樓、維護墻等構件，廣泛采用空心磚、加氣混凝土板、塑料板材等質輕的建筑材料，這將會有利于建筑物抗震性能的提高。建筑結構施工過程同施工材料共同影響整個建筑工程的質量，在施工過程中，每一個環(huán)節(jié)都可以影響建筑結構抗震效果。所以，高層建筑在具體施工中，要加強監(jiān)管和規(guī)范，嚴格做好高層建筑施工管理，從建筑結構的質量上來提高抗震效果。

2.3 建筑物所處地質環(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、水災等次生災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構設計策略

3.1 高層混凝土建筑的結構體系選擇

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

框架結構可為建筑提供靈活布置的室內空間。當建筑物層數(shù)較少時，水平荷載對結構的影響較小，采用框架結構體系比較合理；框架結構屬于以剪切變形為主的柔性結構，使用高度受到限制，主要用于非抗震設計和層數(shù)相對較少的建筑中。剪力墻結構中，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構。該種結構的抗側力剛度大，在水平力作用下側向變形小，空間整體性好。但剪力墻結構自重大，建筑平面布置局限性大，難以滿足建筑內部大空間的要求。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，也可使室內無外露梁柱，達到整體美觀。

框架——剪力墻結構是指在框架結構中的適當部位增設一些剪力墻，是剛柔相結合的結構體系，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。在這種結構體系中，框架和剪力墻共同承擔水平力，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，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- 剪力墻結構，由于在板柱框架體系中加入了剪力墻或井筒，主要由剪力墻構件承受側向力，側向剛度也有很大的提高。這種結構目前在7、8 度抗震設計的高層建筑中有較多的應用，但其適用高度宜低于一般框架- 剪力墻結構。

3.2 減少地震發(fā)生時能量的輸入

在具體的設計中，積極采用基于位移的結構抗震方法，對具體的方案進行定量分析，使結構的變形彈性滿足預期地震作用力下的變形需求。對建筑構件的承載力進行驗收的同時，還要控制建筑結構在地震作用下的層間位移限值；并且根據(jù)建筑構件的變形和建筑結構的位移之間的關系，確定構件的變形值；根據(jù)建筑界面的應變分布以及大小，來確定建筑構件的構造需求。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 結束語

鋼筋混凝土框架結構是我國大量存在的建筑結構形式之一，鋼筋混凝土框架結構的柱端與節(jié)點的破壞較為嚴重，其抗震設計中應該鋼筋混凝土高層建筑結構抗震關鍵設計，另外，必須滿足“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節(jié)點”、“強底層柱底”等延性設計原則和有關規(guī)定。

參考文獻：

篇10

中圖分類號：tu97 文獻標識碼：a

1 概述

事實上，在建筑結構的設計過程中，抗震性能設計是目前所有高層建筑極需認真考慮的問題。我國的高層建筑主材料一般都是選用鋼筋混凝土，而高層建筑結構的復雜化以及設計的新穎化對高層建筑的抗震性能又有一定的影響。

2 當前高層建筑抗震理念

在人類建筑史當中，人們一直想要尋求一個很好的辦法去抗震防震，隨著地質學家對地震的了解以及深入，已經基本掌握了地震的特征以及一般的地震地面運動特點，于是，在此基礎上，高層建筑的抗震性能設計理論以及設計方案都有了很大的轉變，并且不斷完善發(fā)展。

現(xiàn)在最為流行使用的抗震設計方法就是基于位移的抗震設計方法。這種方法主要是對高層建筑進行準確的定量分析研究，再用量化的位移指標來制定高層建筑的抗震性能，從而讓高層建筑的抗震變形能力范圍可以滿足地震時最低的變形要求，最終保持高層建筑的抗震性能能夠達到一定的標準。

基于位移的抗震設計方法一般能夠細分成下面的方法，即為：①能力譜方法；②按延性系數(shù)設計方法；③直接基于位移的方法。直接基于位移的方法是按照地震作用下預期的位移去計算地震的作用，從而進行高層建筑的抗震性能設計，望高層建筑能夠達到一定的預期變形，能夠起到抗震防震的作用。

3.高層建筑抗震性能低的原因分析

3.1 高層建筑層數(shù)過多

混凝土高層建筑的層數(shù)是有一個極限的，也就是說混凝土高層建筑的高度是有一個極限的，不能無限增高。一旦該建筑超過了混凝土建筑的最大高度，高層建筑的自重就會變大，導致這個高層建筑的抗震性能變差，給實際上的高層建筑施工帶來的施工難度就更大了。這樣一來，施工的時間、成本的耗費也就大了，而且居民的安全卻無法得到保障，這是沒有好處的。若地震發(fā)生，高層建筑容易倒塌，給國家跟居民所造成的精神傷害以及經濟損害是無法估計的。因此，為了能夠保證高層建筑的抗震性能良好，高層建筑的層數(shù)不宜過高，一定要根據(jù)實際施工場地，嚴格依照專業(yè)的高層建筑設計師的標準高層建筑設計圖來進行施工。

3.2 地基選取不當

在一定程度上，地基的選取也可以對高層建筑的抗震性能造成一定的影響。地基之所以會對高層建筑的抗震性能造成影響，是因為地基作為所有建筑的基礎，一旦地基不牢固，地震又不幸發(fā)生，高層建筑損壞甚至倒塌的現(xiàn)象就會極易出現(xiàn)。因此，在實際的高層建筑施工設計過程當中，優(yōu)先選擇一些地勢較低、相對平坦的場地，還要保證基底的硬度足夠大，如一些堅硬施工場地或者是較為均勻的中硬度施工場地，避免在山崖、陡坡或者下陷的地方進行高層建筑施工。

3.3 材料選取不當

在地震較為頻繁的地區(qū)，除了要考慮高層建筑的施工層數(shù)、地基的選取還必須要考慮高層建筑的施工材料。施工材料的選擇，是控制高層建筑抗震性能的最直接途徑。同時，還有注意選取比較合理的建筑結構體系，在實際施工中，施工工作人員應當確?；炷两Y構的位移限制值必須控制在國家相關法律法規(guī)當中。

3.4 抗震設防烈度偏低

根據(jù)地震發(fā)生的頻率以及地震發(fā)生時地震的強度，我國把全國劃分成多個地震設防區(qū)域，在不同的地方，不同的高層建筑設防等級也是不盡相同的。一旦高層建筑的抗震設防烈度下降，高層建筑的結構安全隱患就會增大。我國目前使用的抗震設防標準還沒有達到一個較高的水平，中級地震就相當于在規(guī)定的設計既準期以內超越概率約為百分之十的地震強度，所以，高層建筑的抗震設防烈度不容忽視。

4、有效增強高層建筑的抗震性能

4.1 高層建筑結構規(guī)則性

對高層建筑進行一個合理的布局是增強高層建筑抗震性能的有效措施，有專家曾經分析過，外觀較為簡單、建筑結構較為對稱的建筑在地震發(fā)生時，該種建筑的抗震性能會比較好，不易被地震損壞。之所以會這樣，是因為這類建筑在地震發(fā)生時可以很快地對地震的強度作出很好的反應，抵御地震。所以，專業(yè)的高層建筑施工人員在進行高層建筑設

計時會采用較為簡單的建筑結構設計，確保建筑的平面外形以及立面外形的尺寸、抗側力構件布置、承載力等各個方面都能夠均勻分布，保持了高層建筑的相對規(guī)則性。唯有外觀簡單、受力均勻、結構硬度適中的高層建筑設計，才可以保證建筑物的抗震性能良好。

4.2 降低地震能量輸入

要想降低高層建筑在地震中的能量輸入，最常用的方法就是消能減震技術，這個技術就是在建筑結構的一些特殊部分，就好像節(jié)點、支撐點、連接縫等，在這些部位添加一些消能元件，然后這些消能元件就會通過產生摩擦非線性滯形耗能來分散或者是吸收地震能，從而減少建筑主體受地震的影響，防止高層建筑的結構被地震損壞甚至倒塌。

雖然這個方法可以大幅度地提高高層建筑的抗震性能，但這個方式的真正施工實施較難，若施工的尺度不能準確把握，到時整個工程就沒有達到預期的抗震效果。所以，在實際施工當中，一定要注意合理規(guī)劃施工。

4.3 控制地震扭轉效應

一旦地震發(fā)生，那些建筑結構不對稱、建筑格局不合理的建筑通常會出現(xiàn)水平移動，產生水平位移，這樣就會產生扭轉性的效應，嚴重的還會讓高層建筑倒塌。究其原因，就是因為不規(guī)則的高層建筑的水平荷載中心跟剛度中心無法很好地重合在一起。所以，這就告訴專業(yè)的建筑施工人員，在實際的施工過程中要充分考慮建筑的結構會對建筑的抗震性能產生什么樣的影響，最好選擇一些外觀規(guī)則、簡單的建筑設計。

4.4 建筑結構自重減輕

當前的混凝土高層建筑，自重很大，一旦高層建筑的層數(shù)過多，要求相應的地基承載力也要大。所以，應當盡可能地減小高層建筑的自重，這樣就對地基有很好的效果而且我們都應該注意到，建筑的質量跟地震效應是成一個正比關系的，建筑質量越大，受地震的影響就越大，所吸收的地震能量也就多。如這些地震能量無法釋放，必然會損壞高層建筑。

4.5 增設抗震防線

要想增強高層建筑的抗震性能，還可以在建筑內外設置多道抗震防線，一旦第一道抗震防線被破壞，其他的抗震防線也可以繼續(xù)起作用。

結語

在不斷追求高層建筑的外形新穎奇特的同時，抗震性能一定不能忽略。因為一個建筑最能體現(xiàn)它的價值的除了其外觀結構、建筑材料，更重要的一樣就是抗震性能。從根本上增強高層建筑的抗震性能就要從實際上綜合考慮各方面的因素。唯有從高層建筑的內部結構有足夠大抗震防震措施，方可從根本上增強高層建筑的抗震性能。