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導(dǎo)語(yǔ)：在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：抗震高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
地震是人類(lèi)在繁衍生息、社會(huì)發(fā)展過(guò)程中遇到的一種可怕的自然災(zāi)害。強(qiáng)烈地震常常以其猝不及防的突發(fā)性和巨大的破壞力給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類(lèi)生存安全和社會(huì)穩(wěn)定、社會(huì)功能帶來(lái)嚴(yán)重的危害。地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)防與不設(shè)防，震后結(jié)果大不一樣。要使工程建設(shè)真正達(dá)到能夠減輕以至避免地震災(zāi)害，把握好抗震設(shè)計(jì)關(guān)是減輕地震災(zāi)害的根本措施。
1、高層建筑抗震設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題分析
1.1 部分建筑物高度過(guò)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， 在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)型式下， 鋼筋混凝土高層建筑都有一個(gè)適宜的高度。在這個(gè)高度，抗震能力還是比較穩(wěn)妥的，但是目前不少高層建筑超過(guò)了高度限制。在震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性會(huì)發(fā)生很大的變化，建筑物的抗震能力下降，很多影響因素也發(fā)生變化， 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程預(yù)算的相應(yīng)參數(shù)需要重新選取。
1.2 地基的選取不合理。由于城市人口的增多和相對(duì)空間的縮小， 不少建筑商忽略了這一問(wèn)題，哪里商業(yè)空間大就在哪里建。高層建筑應(yīng)選擇位于開(kāi)闊平坦地帶的堅(jiān)硬土場(chǎng)地或密實(shí)均勻中硬土場(chǎng)地，遠(yuǎn)離河岸，不應(yīng)垮在兩類(lèi)土壤上，避開(kāi)不利地形、不采用震陷土作天然地基，避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險(xiǎn)地段建造房屋。高層建筑的地基選取不恰當(dāng)可能導(dǎo)致抗震能力差。
1.3 材料的選用不科學(xué),結(jié)構(gòu)體系不合理。在地震多發(fā)區(qū)， 采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理應(yīng)該得到人們的重視。由于我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)主要以鋼筋混凝土核心筒為主， 變形控制要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為基準(zhǔn)。但因其彎曲變形的側(cè)移較大，靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移，不僅增大了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，而且效果不大，有時(shí)不得不加大混凝土的剛度或設(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。
1.4 較低的抗震設(shè)防烈度。許多專家提出，現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度已不能適應(yīng)國(guó)情的需要，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度水平應(yīng)該大幅度提高。我國(guó)現(xiàn)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是比較低的，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lO％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。
2、高層建筑的抗震設(shè)計(jì)理念
我國(guó)《建筑抗震規(guī)范》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(guò)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Γㄗ冃文芰Γ┎话l(fā)生不可修復(fù)的脆性破壞。當(dāng)遭遇第三設(shè)防烈度地震即高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震時(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(guò)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(lái)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(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：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。第三階段：采用與第三水準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，計(jì)算出結(jié)構(gòu)（特別是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié)）的彈塑性層間位移角，使之小于抗震規(guī)范的限值。并采用必要的抗震構(gòu)造措施，從而滿足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。
3、高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
地震作用具有較強(qiáng)的隨機(jī)性和復(fù)雜性，要求在強(qiáng)烈地震作用下結(jié)構(gòu)仍保持在彈性狀態(tài)，不發(fā)生破壞是很不實(shí)際的；既經(jīng)濟(jì)又安全的抗震設(shè)計(jì)是允許在強(qiáng)烈地震作用下破壞嚴(yán)重，但不倒塌。因此，依靠彈塑性變形消耗地震的能量是抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，提高結(jié)構(gòu)的變形、耗能能力和整體抗震能力，防止高于設(shè)防烈度的“大震”不倒是抗震設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo)。
3.1保證抗震計(jì)算中的延性。從用樓層水平地震剪力與層間位移關(guān)系來(lái)描述樓層破壞的全過(guò)程可反映出，在抗震設(shè)防的第二、三水準(zhǔn)時(shí)，框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件已進(jìn)入彈塑性階段，構(gòu)件在保持一定承載力條件下主要以彈塑性變形來(lái)耗散地震能量，所以框架結(jié)構(gòu)需有足夠的變形能力才不致抗震失效。試驗(yàn)研究表明，“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”、“強(qiáng)柱弱梁’、“強(qiáng)底層柱底”和“強(qiáng)剪弱彎”的框架結(jié)構(gòu)有較大的內(nèi)力重分布和能量消耗能力，極限層間位移大，抗震性能較好。規(guī)范通過(guò)構(gòu)件承載力調(diào)整辦法在一定程度上可以體現(xiàn)上述的強(qiáng)弱要求，且考慮了設(shè)計(jì)者的使用方便，采用地震組合內(nèi)力的抗震承載力驗(yàn)算表達(dá)式，只是要對(duì)地震組合內(nèi)力的設(shè)計(jì)值按有關(guān)公式進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。綜合大量實(shí)驗(yàn)研究成果，影響不同受力特征節(jié)點(diǎn)延性性質(zhì)的主要綜合因素有:相對(duì)作用剪力、相對(duì)配筋率、貫穿節(jié)點(diǎn)的梁柱縱筋的粘結(jié)情況。
3.2 保證構(gòu)造措施上的延性。四川大地震實(shí)踐證明，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)在大地震中要求保持足夠的承載能力來(lái)吸收進(jìn)入塑性階段而產(chǎn)生的巨大能量，因?yàn)榇藭r(shí)的結(jié)構(gòu)在震中進(jìn)入到一個(gè)塑性階段，容易產(chǎn)生變形。所以，根據(jù)這種特點(diǎn)和抗震的要求，多發(fā)地震的國(guó)家鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)均要求按延性框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須保證結(jié)構(gòu)局部薄弱區(qū)的承載力與剛度，保證了建筑構(gòu)造的整體性，延性的增加也就提高了變形能力，這樣可以減少地震的破壞性，提高了建筑的抗震能力。在結(jié)構(gòu)布置上，按擴(kuò)大了的柱端抗彎承載力進(jìn)行設(shè)計(jì)，理論上可將柱屈服的可能性減少，保證“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則。但因各種原因，如梁的實(shí)際抗彎承載力可能增大，高振型使柱中反彎點(diǎn)的轉(zhuǎn)移等綜合因素影響，要使柱中完全避免塑性鉸是困難的，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)剪弱彎”的要求，保證塑性鉸區(qū)域的局部延性，也必須通過(guò)一定的構(gòu)造措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)的延性，具體做法如下：
3.2.1限制軸壓比與縱筋最大配筋率。合理的受力過(guò)程可明顯提高構(gòu)件延性，為實(shí)現(xiàn)受拉鋼筋的屈服先與受壓區(qū)混凝土壓碎的破壞形態(tài)，以提高塑性鉸區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，規(guī)范限制軸壓比與縱筋最大配筋率，同時(shí)對(duì)混凝土受壓區(qū)高度也提出相應(yīng)要求。
3.2.2限制約束配筋和配筋形式。加密塑性鉸區(qū)內(nèi)的箍筋間距是很重要的一點(diǎn)，為保證“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”、“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)底層柱底”和“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則及塑性鉸區(qū)域的局部延性，有必要加密塑性鉸區(qū)內(nèi)的箍筋間距，這不但可提高柱端抗剪能力，還可約束核心區(qū)內(nèi)混凝土，對(duì)縱向鋼筋提供側(cè)向支承，防止大變形下縱筋壓曲，從而改善塑性鉸區(qū)域的局部延性。規(guī)范對(duì)約束區(qū)縱筋的最小直徑、最大間距、塑性鉸區(qū)域的最小長(zhǎng)度等做出了詳細(xì)的規(guī)定，并對(duì)箍筋肢距及箍筋形式提出了相應(yīng)要求。隨著工程應(yīng)用中箍筋強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度不斷提高，對(duì)塑性鉸區(qū)域內(nèi)箍筋布置的要求是抗震構(gòu)造措施的一個(gè)重要方面，這一情況將導(dǎo)致高強(qiáng)度混凝土中約束箍筋配筋率的減少而降低結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可靠度，建議以配筋特征值代替原體積配筋率，同時(shí)鑒于約束配筋對(duì)柱端塑性鉸區(qū)的良好約束作用，建議適當(dāng)增大配筋量。
3.2.3限制材料。拒絕豆腐渣工程的第一關(guān)就是把握好材料質(zhì)量，材料延性對(duì)確保構(gòu)件(結(jié)構(gòu))延性極為重要，為此規(guī)范對(duì)材料也提出了相應(yīng)的限制，如保證鋼筋強(qiáng)屈比、延伸率及混凝土強(qiáng)度等級(jí)等，同時(shí)對(duì)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的鋼筋代換也提出了相應(yīng)的限制。
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【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)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)地震作用，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。建筑物的變形破壞性態(tài)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，六級(jí)以上必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。每次強(qiáng)震之后都會(huì)伴隨多次余震，在建筑抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中如果若一味的提高結(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)剛度大。所以，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)。因此，只有這樣才能使建筑物抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中防止造成建筑物局部受損。建筑物的抗震結(jié)構(gòu)體系如果剛度太柔，首次被破壞后而余震來(lái)臨時(shí)其結(jié)構(gòu)將因損傷，結(jié)構(gòu)構(gòu)件協(xié)同工作來(lái)抵擋地震作用容易導(dǎo)致建筑物過(guò)大形變而不能使用。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。因此，由若干個(gè)在地震發(fā)生時(shí)由具有較好延性。
2.住宅高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1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。大量地震災(zāi)害表明，需要對(duì)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。地震時(shí)，質(zhì)量沿建筑物豎向變化均勻，需要建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。平立面簡(jiǎn)單且對(duì)稱的結(jié)構(gòu)類(lèi)型建筑物在地震時(shí)具有較好的抗震性能，可以提高承載力分布等多方面因素要求。
2.2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，滿足其具有足夠的剛度又要避免結(jié)構(gòu)，超過(guò)結(jié)構(gòu)的位移限值風(fēng)荷載作用下的限值比地震作用下的要求嚴(yán)格，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。
2.3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(guò)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。
3.住宅高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計(jì)探討
住宅高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計(jì)，指在注意總體布置上的大原則，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)構(gòu)造，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基本問(wèn)題。需著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，按照結(jié)構(gòu)的破壞過(guò)程。
3.1建筑場(chǎng)地的選擇
選擇有利的建筑場(chǎng)地，最好選擇有利地段，為減輕高層建筑物的震害。當(dāng)無(wú)法避開(kāi)時(shí)，避開(kāi)對(duì)建筑抗震不利的地段，在選址時(shí)，不應(yīng)在危險(xiǎn)地段建造甲、乙、丙類(lèi)建筑。應(yīng)加強(qiáng)地基勘察，應(yīng)采取有效措施。對(duì)于不利地段，這就考慮了地震因場(chǎng)地條件間接引起結(jié)構(gòu)破壞的原因。盡量避開(kāi)不利地質(zhì)環(huán)境，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)提出避開(kāi)要求，如活動(dòng)斷層、溶洞、局部突出的山包等。
3.2建筑的平、立面布置
根據(jù)新的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)，持力層的選擇對(duì)建筑物的安全至關(guān)重要。要求建筑的形狀及抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則的整體性，不宜用軸壓比很大的鋼筋混凝土框架柱作為第一道防線。在相同的地震力作用下，又要考慮抗震的要求。多道抗震防線，避免采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。增大建筑物的固有周期，選擇基礎(chǔ)方案時(shí)，以減少輸入主體結(jié)構(gòu)的地震能量。受力性能比較明確，必要的強(qiáng)度的剛度和強(qiáng)度分布，既要考慮經(jīng)濟(jì)合理，達(dá)到減輕主體結(jié)構(gòu)破壞的目的。設(shè)計(jì)時(shí)容易分析結(jié)構(gòu)在地震時(shí)的實(shí)際反應(yīng)和結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，容易采取抗震構(gòu)造措施和進(jìn)行結(jié)構(gòu)的細(xì)部處理。
3.3 抗震結(jié)構(gòu)體系
抗震結(jié)構(gòu)體系體型是抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的最關(guān)鍵問(wèn)題，結(jié)合設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)條件綜合考慮與確定，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有多道抗震防線，應(yīng)優(yōu)先選用不承受重力荷載的構(gòu)件如框架填充墻構(gòu)件。應(yīng)根據(jù)建筑類(lèi)因素，抗震結(jié)構(gòu)體系必須具有合理的地震作用傳遞途徑，可避免因部分構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)體系喪失抗震能力?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)在選擇建筑結(jié)構(gòu)的方案和采取抗震措施時(shí)，首先要考慮地震動(dòng)的性質(zhì)及其對(duì)建筑影響，將橡膠墊層放置于上部建筑物與基礎(chǔ)之間，應(yīng)注意地震的不確定性及其一定的規(guī)律性，用以吸收震能量。
4.結(jié)語(yǔ)
隨著新型結(jié)構(gòu)、高性能材料的出現(xiàn)人類(lèi)建筑也勢(shì)必再上新臺(tái)階，理順結(jié)構(gòu)與建筑，使得新型結(jié)構(gòu)建筑要求同時(shí)能滿足建筑物的使用功能和外觀要求。提高結(jié)構(gòu)與設(shè)備的關(guān)系，需要從目前抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀出發(fā)，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)工程抗震概念各方面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，作出正確的工程判斷，找出結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟(jì)合理的最佳結(jié)合點(diǎn)，探求處一種實(shí)用可行的二步或三步設(shè)防的合理有效的抗震設(shè)計(jì)方法，以更好地適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
［1］高新艷．鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的整體分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]．太原：太原理工大學(xué)，2007．
關(guān)鍵詞：梁式轉(zhuǎn)換層 計(jì)算分析 抗震 荷載 剛度比
1工程概況
某高層住宅建筑總面積31107.6m2。地上部分為29層，地下部分2層。地上部分由裙樓連接兩個(gè)塔樓構(gòu)成，裙樓頂板以上設(shè)置伸縮縫將兩座塔樓分開(kāi)。建筑總高度92.5m，其中1～2層為裙樓，1層層高6.0m，用于架空層與管理用房；2層層高4.5m，用于商業(yè)開(kāi)發(fā)鋪面；3～29層為標(biāo)準(zhǔn)層，層高3.0m，均是住宅。地下部分為設(shè)備用房與地下車(chē)庫(kù)，每層層高3.5m。工程結(jié)構(gòu)形式采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)。
2工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)
2.1建筑參數(shù)
本工程建筑高度92.5m，屬于《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）（以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》）規(guī)定的A級(jí)高度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑。且高寬比4.5，滿足《高規(guī)》中規(guī)定的高層建筑結(jié)構(gòu)最大高寬比要求。
2.2地震參數(shù)（見(jiàn)表1）
表1地震參數(shù)
2.3風(fēng)荷載參數(shù)
根據(jù)《高規(guī)》，風(fēng)荷載取值規(guī)定：對(duì)于特別重要或?qū)︼L(fēng)荷載比較敏感的高層建筑，其基本風(fēng)壓應(yīng)按100年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采用，一般情況下，房屋高度大于60m的高層建筑可按100年一遇的風(fēng)壓值采用，故本工程采用100年一遇的基本風(fēng)壓0.60KN/m2。
2.4結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)參數(shù)
根據(jù)《高規(guī)》中表4.8.2規(guī)定，本工程框支柱、框架柱、框架梁、剪力墻的抗震等級(jí)參數(shù)設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。
表2結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)參數(shù)
剪力墻截面高度與厚度之比為5～8的短肢剪力墻提高一級(jí)，按一級(jí)抗震等級(jí)采用。如剪力墻厚度大于300mm，且層高與剪力墻截面高度之比大于4的剪力墻，仍視為一般剪力墻，其抗震等級(jí)亦按一般剪力墻的抗震等級(jí)采用，連梁抗震等級(jí)同與其相連之剪力墻。
3梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置
梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑中布置時(shí)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求。
3.1平面布置力求規(guī)則簡(jiǎn)單，對(duì)稱均衡，盡量使水平荷載的合力中心與結(jié)構(gòu)的剛度中心重合，避免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)等不利影響。
3.2剪力墻中心線宜與框支梁中心線重合，框支梁截面中心線宜與框支柱截面中心線重合，以避免荷載偏心，框支梁上一層墻體內(nèi)不宜設(shè)邊門(mén)洞，也不宜在中柱上方設(shè)門(mén)洞。
3.3底部大空間必須有落地的落地筒體或剪力墻作支撐，落地剪力墻的數(shù)量不宜少于剪力墻總數(shù)的50%。結(jié)合建筑平面，將剪力墻在樓梯間或電梯間處落地圍成筒體，并對(duì)落地剪力墻和筒體底部墻體適當(dāng)加厚。
3.4落地剪力墻間距應(yīng)不大于2倍樓蓋寬度，且不大于24m。
3.5落地剪力墻與相鄰框支柱的間距，不宜大于12m。
3.6轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比應(yīng)符合《高規(guī)》附錄E的規(guī)定。按規(guī)定本工程地上2層為框支柱層，上下層的側(cè)向剛度比Y不應(yīng)大于2。
3.7框支柱層樓板不應(yīng)錯(cuò)層布置。轉(zhuǎn)換層及其上下層相鄰樓層的樓板應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)。
4層側(cè)向剛度比計(jì)算分析
由于本工程梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上部住宅的剪力墻較多，而建筑底部是大空間，因此，部分剪力墻不能直接落地。并且此工程部分轉(zhuǎn)換層層高較大，若設(shè)計(jì)中不加以注意，通常容易造成下部抗側(cè)剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上部的情況。為保證轉(zhuǎn)換層下部大空間結(jié)構(gòu)有適宜的剛度、強(qiáng)度、延性和抗震能力，應(yīng)盡量弱化轉(zhuǎn)換層上部主體結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)的剛度，使轉(zhuǎn)換層上、下主體結(jié)構(gòu)的剛度及變形特征盡量相近。
目前在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)于帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)，往往通過(guò)控制轉(zhuǎn)換層上、下主體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度比來(lái)避免豎向剛度差異較大。規(guī)范對(duì)層側(cè)向剛度比計(jì)算，主要有3種方法：（1）地震剪力與地震層間位移比；（2）剪切剛度；（3）剪彎剛度。這3種方法由于計(jì)算不同，得出的剛度比結(jié)果通常有差異，需根據(jù)實(shí)際工程做出合適選擇。
計(jì)算方法1地震剪力與地震層間位移比是在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）條文說(shuō)明中提供的層剛度比計(jì)算方法。
計(jì)算方法2剪切剛度是在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）附錄E.0.1中提供的層剛度比計(jì)算方法，適用于底部大空間為1層的情況。按下列公式計(jì)算：
但是這種剛度比計(jì)算方法存在著一定的問(wèn)題：（1）沒(méi)有考慮豎向構(gòu)件的布置問(wèn)題，布置在中間的剪力墻和布置在的剪力墻對(duì)層剛度的貢獻(xiàn)是不同的，抗側(cè)剛度中彎曲剛度的作用是不可忽略的。（2）特殊結(jié)構(gòu)布置情況下（如與剪力墻相連的框支柱，短肢墻，斜向布置的剪力墻等）剪切面積的取值不明確。
計(jì)算方法3剪彎剛度是在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）附錄E.0.2中提供的層剛度比計(jì)算方法，適用于底部大空間大于1層的情況。附錄E.0.2規(guī)定：當(dāng)?shù)撞看罂臻g大于1層時(shí)，其轉(zhuǎn)換層上部下部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比Ye，宜接近1，非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于2，抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于1.3。按以下公式計(jì)算：
同時(shí)規(guī)定當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在3層及3層以上時(shí)，其樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于上部樓層側(cè)向剛度的60%。以上公式綜合考慮了抗剪剛度和抗彎剛度層間側(cè)移量的影響，考慮了豎向構(gòu)件的布置問(wèn)題，可適用于梁式轉(zhuǎn)換層和絎架式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。
總之，當(dāng)Ye＜1時(shí)，結(jié)構(gòu)的側(cè)移曲線屬于剪切形。此時(shí)轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度小于下部抗側(cè)剛度，結(jié)構(gòu)布置合理。當(dāng)Ye≥1時(shí)，結(jié)構(gòu)的側(cè)移曲線屬于彎曲形。此時(shí)轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大于下部抗側(cè)剛度，應(yīng)控制Ye在合理范圍內(nèi)，并采取有效結(jié)構(gòu)措施，避免因上、下部結(jié)構(gòu)豎向剛度差異大帶來(lái)抗震不利影響。本工程采用以上3種方法計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表3。
表3層側(cè)向剛度比計(jì)算結(jié)果
從計(jì)算結(jié)果可以看出：采用3種方法計(jì)算層剛度比，其結(jié)果差別較大。如本工程采用方法2剪切剛度來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)換層上、下層剛度比，Y＞2不能滿足《高規(guī)》要求，因此在具體實(shí)際工程中對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)層側(cè)向剛度比計(jì)算須選用正確的計(jì)算方法。本工程在地上2層頂轉(zhuǎn)換，底部大空間層數(shù)為2層，按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）附錄E.0.2規(guī)定，應(yīng)采用剪彎剛度計(jì)算層剛度比。從上述結(jié)果可知本工程轉(zhuǎn)換層上下側(cè)向剛度比通過(guò)剪彎剛度計(jì)算的結(jié)果Ye＜1.3，滿足《規(guī)范》要求。
5結(jié)語(yǔ)
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市用地愈加緊張，高層、超高層建筑在城市建設(shè)中逐漸普及，又由于我國(guó)部分城市是地震多發(fā)區(qū)，因此加強(qiáng)高層建筑的抗震研究顯得尤為重要。本文探討了梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，認(rèn)為選擇合理的梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置和選用正確的梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)層側(cè)向剛度比計(jì)算方法是前提。
參考文獻(xiàn)
[1]《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）[S].
[2]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）[S].
近年來(lái)我國(guó)地震發(fā)生的較為頻繁，這就需要在地震頻發(fā)地區(qū)在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保其結(jié)構(gòu)體系的合理性，同時(shí)還要合理選擇結(jié)構(gòu)材料。但因?yàn)槭┕ぁ⒔?jīng)濟(jì)等原因，輕質(zhì)高強(qiáng)材料并沒(méi)有合理的采用。還停留在增加水泥、增加鋼筋、加大截面來(lái)剛性提高結(jié)構(gòu)安全，運(yùn)用新材料、減震、隔震材料用的少。
2抗震設(shè)防烈度較低
限于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度，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
要設(shè)計(jì)出具有較好的抗震能力的建筑應(yīng)該從結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和構(gòu)件設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行作手?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能起決定性作用,因此新規(guī)范(規(guī)程)均在相關(guān)條文中強(qiáng)調(diào)了建筑與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性,并要求建筑師和結(jié)構(gòu)工程師在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)特別重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震的優(yōu)化準(zhǔn)則,即“四強(qiáng)四弱”“強(qiáng)柱弱梁”是指節(jié)點(diǎn)處柱端實(shí)際受彎承載力大于梁端實(shí)際受彎承載力;“強(qiáng)剪弱彎”是防止構(gòu)件剪切的破壞,要求桿件的受剪承載力高于受彎承載力;“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”是防止節(jié)點(diǎn)的破壞先于構(gòu)件;對(duì)于桿件截面而言,“強(qiáng)壓弱拉”是為避免桿件在彎曲時(shí)發(fā)生受壓混凝土破裂的脆性破壞,使受拉區(qū)鋼筋的承載力低于受壓區(qū)混凝土受壓承載力具體的可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行考慮。
3.1選擇有利的抗震場(chǎng)地
地震對(duì)建設(shè)在不同地質(zhì)條件上建筑設(shè)施的破壞作用有明顯差異。在施工做好地基地質(zhì)勘察工作，確保建筑場(chǎng)地有利于建筑設(shè)施的抗震，應(yīng)避開(kāi)對(duì)抗震不利地段，當(dāng)無(wú)法避開(kāi)時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┨岣呖拐鹉芰?。按照建筑?chǎng)地地基地質(zhì)特點(diǎn)和受地震破壞作用的強(qiáng)弱進(jìn)行有效分類(lèi)，根據(jù)建筑場(chǎng)地的實(shí)際情況合理采取抗震措施，如根據(jù)地基地質(zhì)抗震設(shè)防類(lèi)別、地基液化等級(jí)等實(shí)際情況合理選擇采用合理的基礎(chǔ)形式，或者有效消除地基液化沉陷現(xiàn)象。
3.2選用合理的結(jié)構(gòu)體系
避免采用抗震能力較低的板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、尤其是單跨框架結(jié)構(gòu)等。3.2.1優(yōu)化平面和立面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性，即盡量均勻、對(duì)稱。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)。對(duì)于為了滿足建筑功能要求的平面和立面的不規(guī)則，可以采取以下幾點(diǎn)給予改善。3.2.2提高結(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(guò)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)。3.2.3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。3.2.4設(shè)置完善的抗震措施抗震建筑結(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(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件綜合考慮來(lái)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。合理的剛度和強(qiáng)度分布，會(huì)避免因局部消弱、突變性、過(guò)大的應(yīng)力集中或塑性變形集中可能產(chǎn)生的薄弱部位。
3.3選用合適的建筑材料
合理選擇高層建結(jié)構(gòu)材料也有利于提高建筑設(shè)施的抗震性能。從抗震設(shè)計(jì)的角度對(duì)建筑工程所用材料參數(shù)進(jìn)行有效分析，選用符合高層建筑抗震要求的工程材料。盡量選用高性能混凝土和高強(qiáng)鋼筋及其他高強(qiáng)輕質(zhì)材料，以提高提高構(gòu)件內(nèi)力及抗震性能，并應(yīng)積極運(yùn)用新型減震、隔震材料。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震設(shè)計(jì)；布置原則；方法技巧
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Abstract：The high-rise building structure design is a complex process, should from the structure design of choice structure horizontal plane, elevation layout, try to rule, and seismic and the wind resistance good structure system, and through the control these indicators, make the top the structural layout more reasonable, achieve better and more safe, durable of energy conservation and environmental protection effect.
Keywords: high building; Seismic design; Layout principle; Method and techniques
一、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的布置原則
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)體系確定后，結(jié)構(gòu)總體布置應(yīng)當(dāng)密切結(jié)合建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行，使建筑物具有良好的造型和合理的傳力路線。因此，結(jié)構(gòu)體系受力性能與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)能否做到先進(jìn)合理，與結(jié)構(gòu)布置密切相關(guān)。
一個(gè)先進(jìn)而合理的設(shè)計(jì)，不能僅依靠力學(xué)分析來(lái)解決。因?yàn)閷?duì)于較復(fù)雜的高層建筑，某些部位無(wú)法用解析方法精確計(jì)算。因此，還要正確運(yùn)用“概念設(shè)計(jì)”?！案拍钤O(shè)計(jì)”是指對(duì)一些難以做出精確計(jì)算分析，或在某些規(guī)程中難以具體規(guī)定的問(wèn)題，應(yīng)該由設(shè)計(jì)人員運(yùn)用概念進(jìn)行判斷和分析，以便采取相應(yīng)的措施，做到比較合理地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。以下論述的諸方面均須用概念設(shè)計(jì)的方法加以正確處理。
1、結(jié)構(gòu)平面布置
高層建筑的開(kāi)間、進(jìn)深尺寸和選用的構(gòu)件類(lèi)型應(yīng)符合建筑模數(shù)，以利于建筑工業(yè)化。在一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度均勻?qū)ΨQ。需要抗震設(shè)防的高層建筑，其平面布置應(yīng)符合下列要求：
1)平面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、減少偏心。
2)平面長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，突出部分長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，值宜滿足有關(guān)要求。
3)不宜采用角部重疊的平面圖形或細(xì)腰形平面圖形。
2、結(jié)構(gòu)豎向布置
高層建筑的高寬比不宜過(guò)大，一般將高寬比控制在5～6以下，當(dāng)設(shè)防烈度在8度以上時(shí)，限制應(yīng)更嚴(yán)格一些。高層建筑的豎向體型宜規(guī)則、均勻，避免有過(guò)大的外挑和內(nèi)收。
3、變形縫的設(shè)置
在高層建筑中，為防止結(jié)構(gòu)因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫，常隔一定距離設(shè)置溫度伸縮縫；在高層部分和低層部分之間，由于沉降不同設(shè)置沉降縫；在地震區(qū)，建筑物各部分層數(shù)、質(zhì)量、剛度差異過(guò)大或有錯(cuò)層時(shí)，設(shè)置防震縫。溫度縫、沉降縫和防震縫將高層建筑劃分為若干個(gè)結(jié)構(gòu)獨(dú)立的部分，成為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形問(wèn)題之分析
1、水平作用成為決定因素
在低多層建筑中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，而水平作用卻起著決定性的作用。隨著建筑層數(shù)的增多，水平作用愈益成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的控制因素。一方面，因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中引起的軸力與彎矩，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平作用對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎向構(gòu)件中引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對(duì)某一特定建筑而言，豎向荷載大體上是定值，而作為水平作用的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。
2、軸向變形不容忽視
1)對(duì)連續(xù)梁彎矩的影響采用框架體系和框架―抗震墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，中柱軸向壓縮變形大于邊柱軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí)，此種差異軸向變形將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座產(chǎn)生沉陷，使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。在低層建筑中，因?yàn)橹目傞L(zhǎng)度較小，此種效應(yīng)不顯著。
2)對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移的影響對(duì)高層建筑而言，考慮和不考慮軸向變形得到的剪力和位移相比，不考慮豎向構(gòu)件的軸向變形時(shí)，各構(gòu)件水平剪力的平均誤差達(dá)30％以上，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移小一半以上。
(a)未考慮柱的差異壓縮(b)各柱差異壓縮后的實(shí)際情況
圖1框架連續(xù)梁的彎矩分布
3、側(cè)移成為控制指標(biāo)
與低層建筑相比，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大。設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還要求具有足夠的抗側(cè)剛度，使結(jié)構(gòu)在水平作用下的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)。因?yàn)楦邔咏ㄖ氖褂霉δ芎桶踩?，與結(jié)構(gòu)側(cè)移的大小密切相關(guān)：
①側(cè)移幅值的大小會(huì)影響建筑物內(nèi)人員的正常工作與生活。
②過(guò)大的側(cè)向變形會(huì)使隔墻、圍護(hù)墻以及高級(jí)飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞，此外也會(huì)使電梯因軌道變形而不能正常運(yùn)行。
③高層建筑的重心較高，過(guò)大的側(cè)向變形將使結(jié)構(gòu)因P-效應(yīng)而產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，甚至因側(cè)移與應(yīng)力的惡性循環(huán)導(dǎo)致建筑物倒塌。調(diào)整側(cè)移比的措施有：
(1)提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度：主要通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)布置來(lái)實(shí)現(xiàn)，與周期比的控制措施相同。
(2)提高結(jié)構(gòu)的抗扭承載力：當(dāng)結(jié)構(gòu)布置的調(diào)整較困難時(shí)，可以在設(shè)計(jì)中考慮“雙向地震組合”以提高結(jié)構(gòu)的承載能力，或增大計(jì)算扭矩，將附加扭矩加大，增大構(gòu)件設(shè)計(jì)內(nèi)力，提高結(jié)構(gòu)的抗扭承載力。同時(shí)也應(yīng)增加抗震構(gòu)造措施和延性措施，提高結(jié)構(gòu)變形的延性，加強(qiáng)局部薄弱部位。
(3)設(shè)置防震縫：當(dāng)結(jié)構(gòu)平面復(fù)雜、不對(duì)稱或各部分剛度、高度和重量相差懸殊時(shí)，調(diào)整抗扭剛度難以滿足規(guī)范要求，可以設(shè)置防震縫，把整個(gè)結(jié)構(gòu)分成幾個(gè)相互獨(dú)立的規(guī)則結(jié)構(gòu)。同時(shí)防震縫也可起沉降縫和溫度縫的作用。
4、結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)
為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
控制軸壓比限值的調(diào)整措施有：
①提高箍筋的橫向約束能力，包括體積配箍率和箍筋的強(qiáng)度與構(gòu)造形式等。②提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，這樣可以提高核心區(qū)混凝土抗壓碎的能力或核心
區(qū)混凝土的極限壓應(yīng)變能力。
③提高縱向鋼筋和配筋率與強(qiáng)度；這樣可以提高柱周邊縱向鋼筋承擔(dān)截面軸壓的能力，相應(yīng)減小了核心區(qū)混凝土的壓應(yīng)力，提高框架柱的變形能力。
④采用輕質(zhì)高強(qiáng)的新材料，如采用鋼結(jié)構(gòu)建筑體系等，減小上部結(jié)構(gòu)的重量。
三、提高高層砌體結(jié)構(gòu)抗震能力的措施
要使砌體房屋具有良好的抵御地震破壞的能力，除應(yīng)滿足抗震設(shè)計(jì)基本要求和進(jìn)行抗震計(jì)算外，還必須重視抗震構(gòu)造措施，以保證結(jié)構(gòu)在地震作用時(shí)的安全。
1、構(gòu)造柱
歷次地震震害表明，設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱可以明顯改善多層砌體的抗震性能，震害經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)研究得出的一致結(jié)論是：①構(gòu)造柱能提高砌體受剪承載力10％～30％左右，提高幅度與墻體高寬比、豎向壓力和開(kāi)洞情況有關(guān)；②構(gòu)造柱主要是對(duì)砌體起約束作用，使之有較高的變形能力；③構(gòu)造柱應(yīng)放置在震害較重、連接構(gòu)造比較薄弱和易于應(yīng)力集中的部位。外廊式和單面走廊式的多層房屋，應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù)，且單面走廊的縱墻均應(yīng)按外墻處理。
①構(gòu)造柱最小截面可采用240mm×180mm，縱向鋼筋宜采用4Φ12，箍筋間距不宜大于250mm，且在柱上下端宜適當(dāng)加密；7度時(shí)超過(guò)六層、8度時(shí)超過(guò)五層和9度時(shí)，構(gòu)造柱縱向鋼筋宜采用4Φ14，箍筋間距不應(yīng)大于200mm；房屋四角的構(gòu)造柱可適當(dāng)加大截面及配筋。
②鋼筋混凝土構(gòu)造柱必須先砌墻，后澆柱，構(gòu)造柱與墻連接處宜砌成馬牙槎，并應(yīng)沿墻高每隔500mm放2Φ6拉結(jié)構(gòu)鋼筋，每邊伸入墻內(nèi)不宜小于lm
③構(gòu)造柱應(yīng)與圈梁連接，以增加構(gòu)造柱的中間支點(diǎn)。構(gòu)造柱與圈梁連接處，構(gòu)造柱的縱筋應(yīng)穿過(guò)圈梁，保證構(gòu)造柱縱筋上下貫通。
④構(gòu)造柱可不單獨(dú)設(shè)基礎(chǔ)，但應(yīng)伸入室外地面下500mm，或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連。
2、圈梁
圈梁對(duì)房屋抗震有重要的作用，是多層砌體房屋的一種經(jīng)濟(jì)有效的抗震措施，其主要功能為加強(qiáng)房屋的整體性。由于圈梁的約束作用，減小了預(yù)制板散開(kāi)以及墻體出平面倒塌的危險(xiǎn)性，使縱、橫墻能保持一個(gè)整體的箱形結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮各片墻體的平面內(nèi)抗剪強(qiáng)度，有效抵御來(lái)自任何方向的水平地震作用。
(1)圈梁的設(shè)置
現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋與墻體有可靠連接的房屋，可不另設(shè)圈梁，但樓板沿墻體周邊應(yīng)加強(qiáng)配筋并應(yīng)與相應(yīng)的構(gòu)造柱鋼筋可靠連接。
(2)圈梁的構(gòu)造
多層普通磚、多孔磚房屋的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁構(gòu)造應(yīng)符合下列要求：
①圈梁應(yīng)閉合，遇有洞口圈梁應(yīng)上下搭接。圈梁宜與預(yù)制板設(shè)在同一標(biāo)高處或緊靠板底。
②圈梁在要求的間距內(nèi)無(wú)橫墻時(shí)，應(yīng)利用梁或板縫中配筋替代圈梁。
③圈梁的截面高度不應(yīng)小于120mm，為加強(qiáng)基礎(chǔ)整體性和剛性而增設(shè)的基礎(chǔ)圈梁，截面高度不應(yīng)小于180mm，配筋不應(yīng)少于4Φ12。
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[關(guān)鍵詞]高層建筑，建筑結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)，加強(qiáng)措施
中圖分類(lèi)號(hào)：TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）07-0211-01
一、實(shí)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)妥善處理工程問(wèn)題：
（一）選擇有利的抗震場(chǎng)地
地震造成建筑物的破壞，除地震動(dòng)直接引起的結(jié)構(gòu)破壞外，場(chǎng)地條件也是一個(gè)重要的原因。地震引起的地表錯(cuò)動(dòng)與地裂，地基土的小均勻沉陷，滑坡和粉、砂土液化等。因此，應(yīng)選擇對(duì)建筑抗震有利的地段，應(yīng)避開(kāi)對(duì)抗震不利地段。當(dāng)無(wú)法避開(kāi)時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目拐鸺訌?qiáng)措施，應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防類(lèi)別、地基液化等級(jí)，分別采取加強(qiáng)地基和上部結(jié)構(gòu)整體性和剛度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施；當(dāng)?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱粘性土層、新近填土和嚴(yán)重不均勻土層時(shí)，應(yīng)估計(jì)地震時(shí)地基不均勻沉降或其他不利影響，采用樁基、地基加固和加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的處理措施；對(duì)于地震時(shí)可能導(dǎo)致滑移或地裂的場(chǎng)地，應(yīng)采取相應(yīng)的地基穩(wěn)定措施。
（二）優(yōu)化的平面和立面布置
1、結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是指結(jié)構(gòu)在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑。只有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，才能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的計(jì)算模型、內(nèi)力與位移分析，限制薄弱部位的出現(xiàn)易于把握，因而對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的估計(jì)也比較可靠。
2、結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力。水平地震作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用。
3、結(jié)構(gòu)的整體性。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋對(duì)于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用，樓蓋相當(dāng)于水平隔板，它不僅聚集和傳遞慣性力到各個(gè)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)，而且要求這些子結(jié)構(gòu)能協(xié)同承受地震作用，特別是當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)布置不均勻或布置復(fù)雜或抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)水平變形特征不同時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)就要依靠樓蓋使抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)能協(xié)同工作。
（三）設(shè)置多道設(shè)防的抗震結(jié)構(gòu)體系
多道抗震防線，是指在一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系中，一部分延性好的構(gòu)件在地震作用下，首先達(dá)到屈服，充分發(fā)揮其吸收和耗散地震能量的作用，即擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用，其他構(gòu)件則在第一道抗震防線屈服后才依次屈服，從而形成第二、第三或更多道抗震防線，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4.5m以下。高度加大，底層剛度減小，重心提高，使框架柱的長(zhǎng)細(xì)比增大，更容易產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。
（四）保證結(jié)構(gòu)的延性抗震能力
合理選擇了建筑結(jié)構(gòu)后，就需要通過(guò)抗震措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)確實(shí)具有所需的延性抗震能力，從而保證結(jié)構(gòu)在中震、大震下實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防目標(biāo)，系統(tǒng)的抗震措施包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容。強(qiáng)柱弱梁：人為增大柱相對(duì)于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，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。強(qiáng)剪弱彎：剪切破壞基本上沒(méi)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。
（五）合理的建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算分析
對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的內(nèi)力和變形分析時(shí)，應(yīng)采用不少于兩個(gè)不同的力學(xué)模型，目前主要有兩種計(jì)算理論：剪摩理論和主拉應(yīng)力理論，它們有各自的適用范圍：磚砌體一般采用主拉應(yīng)力理論，而砌塊結(jié)構(gòu)可采用剪摩理論。
二、高層建筑抗震設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題
（一）部分建筑物高度過(guò)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，在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個(gè)適宜的高度。在這個(gè)高度，抗震能力還是比較穩(wěn)妥的，但是目前不少高層建筑超過(guò)了高度限制。在震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性會(huì)發(fā)生很大的變化，建筑物的抗震能力下降，很多影響因素也發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程預(yù)算的相應(yīng)參數(shù)需要重新選取。
（二）地基的選取不合理
由于城市人口的增多和相空間的縮小，不少建筑商忽略了這一問(wèn)題，哪里商業(yè)空間大就在哪里建。高層建筑應(yīng)選擇位于開(kāi)闊平坦地帶的堅(jiān)硬土場(chǎng)地或密實(shí)均勻中硬土場(chǎng)地，遠(yuǎn)離河岸，不應(yīng)垮在兩類(lèi)土壤上，避開(kāi)不利地形、不采用震陷土作天然地基，避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險(xiǎn)地段建造房屋。高層建筑的地基選取不恰當(dāng)可能導(dǎo)致抗震能力差。
（三）材料的選用不科學(xué)，結(jié)構(gòu)體系不合理
在地震多發(fā)區(qū)，采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理應(yīng)該得到人們的重視。由于我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)主要以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為基準(zhǔn)。但因其彎曲變形的側(cè)移較大，靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移，不僅增大了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，而且效果不大，有時(shí)不得不加大混凝土的剛度或設(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。
三、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的加強(qiáng)措施
1、對(duì)塔樓的薄弱部位進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)。與連接體相連的梁和柱提高一級(jí)抗震等級(jí)，與連接體直接相連的柱用鋼骨混凝土柱，鋼骨柱從第十八層至頂層設(shè)置，控制這些柱的軸壓比。連接體的鋼梁伸入塔樓的第二跨，與剪力墻相連，沒(méi)有剪力墻的地方與柱相連，并加強(qiáng)連接體與框架柱和剪力墻的錨固，以免地震時(shí)連接體的拉脫，而引起連接體塌落。與連接體相連的第二跨的梁端加強(qiáng)抗剪和抗彎的設(shè)計(jì)；第4層、第7層、和第19層是薄弱層，柱箍筋全高加密、箍筋直徑加粗，剪力墻的水平鋼筋也適當(dāng)加強(qiáng)。并且不在這些層改變混凝土強(qiáng)度等級(jí)；適當(dāng)加強(qiáng)11、15、17、18層柱和墻的配筋，不在這些層改變混凝土強(qiáng)度等級(jí)；第三層和連接體層的鋼筋混凝土樓板用150mm厚，并且雙層雙向配筋。每層每一方向的配筋率不小于0.30%。
2、采用隔震加固法。結(jié)構(gòu)剛度和地震作用成正比。當(dāng)結(jié)構(gòu)周期變大時(shí)，剛度隨之減小，進(jìn)而降低了地震作用。目前工程實(shí)踐中，以增大周期為目的的加固技術(shù)方法多為隔震技術(shù)，其中最有代表性的就是鉛芯橡膠隔震。
3、消能減震加固法。在工程抗震原理中，結(jié)構(gòu)阻尼與地震作用為反比關(guān)系。在工程實(shí)踐中，增加結(jié)構(gòu)阻尼主要通過(guò)在結(jié)構(gòu)變形較大的部位設(shè)置阻尼器的消能減震方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4、外加構(gòu)件法。通過(guò)在原建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件外部增設(shè)構(gòu)件，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震承載力、變形能力和整體性的方法稱為增設(shè)構(gòu)件法。該方法可以對(duì)建筑物中承載力和變形能力不足的構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)，但使用該方法進(jìn)行構(gòu)件的加固設(shè)計(jì)時(shí)，需重點(diǎn)關(guān)注新增加的構(gòu)件對(duì)加固后結(jié)構(gòu)整體抗震性能的影響。
三、結(jié)語(yǔ)
地震是一種目前難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的自然災(zāi)害，為避免它給人類(lèi)帶來(lái)大的災(zāi)難。作為工程技術(shù)設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)的研究和工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)從整體宏觀的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合處理好建筑功能、技術(shù)、藝術(shù)、安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理等幾方面內(nèi)容，從而創(chuàng)造出更加安全、適用、經(jīng)濟(jì)美觀的高層建筑；新型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，高性能材料的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的提高，促使人類(lèi)建筑精品再上新的臺(tái)階。
參考文獻(xiàn)
[1] 李國(guó)強(qiáng).《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震
0前言
高層建筑抗震工作一直建筑設(shè)計(jì)和施工的重點(diǎn)，結(jié)構(gòu)工程師按抗震設(shè)計(jì)要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)，其目標(biāo)是希望使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度、延性及耗能能力等方面達(dá)到最佳，從而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。但是，由于地震作用是一種隨機(jī)性很強(qiáng)的循環(huán)、往復(fù)荷載，建筑物的地震破壞機(jī)理又十分復(fù)雜，存在著許多模糊和不確定因素，在結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析方面，由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種因素，計(jì)算方法還很不完善，單靠微觀的數(shù)學(xué)力學(xué)計(jì)算還很難使建筑結(jié)構(gòu)在遭遇地震時(shí)真正確保具有良好的抗震能力。
1 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則
1.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能。
我國(guó)是鋼材生產(chǎn)大國(guó)，所以高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以盡量采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)或者鋼結(jié)構(gòu)，這樣可以有效減小柱斷面的尺寸，以此來(lái)改善建筑物的抗震性能。高層建筑在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用具有多個(gè)肢節(jié)和壁式框架的“框架剪力墻”結(jié)構(gòu)，它具有良好的多道抗震防線結(jié)構(gòu)，在剪力墻結(jié)構(gòu)中，可能通過(guò)合理的設(shè)置連梁來(lái)增加抗震的防線性能。另外，也可以由傳統(tǒng)的硬性為主的抗震模式，轉(zhuǎn)向以柔性抗震模式為主，從而將地震作用中的能量進(jìn)行充分的釋放。
（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱（墻）”的原則。（2）對(duì)可能造成結(jié)構(gòu)的相對(duì)薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。（3）承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。
1.2 盡可能設(shè)置多道抗震防線
（1）一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架―剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個(gè)分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。（2）強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識(shí)地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時(shí)倒塌。（3）適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后，其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長(zhǎng)階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。（4）在抗震設(shè)計(jì)中某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超強(qiáng)，可能造成結(jié)構(gòu)的其他部位相對(duì)薄弱，因此在設(shè)計(jì)中不合理的加強(qiáng)以及在施工中以大帶小，改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的做法，都需要慎重考慮。
1.3 對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力
（1）構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，構(gòu)件的實(shí)際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。（2）要使樓層（部位）的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力的比值在總體上保持一個(gè)相對(duì)均勻的變化，一旦樓層（部位）的比值有突變時(shí)，會(huì)由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。（3）要防止在局部上加強(qiáng)而忽視了整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。（4）在抗震設(shè)計(jì)中有意識(shí)、有目的地控制薄弱層（部位），使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。
2 提高短柱抗震性能的應(yīng)對(duì)措施
有抗震設(shè)防要求的高層建筑除應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度要求外，還要滿足延性的要求。鋼筋混凝土材料本身自重較大，所以對(duì)于高層建筑的底層柱，隨著建筑物高度的增加，其所承擔(dān)的軸力不斷增加，而抗震設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件有明確的延性要求，在層高一定的情況下，提高延性就要將軸壓比控制在一定的范圍內(nèi)而不能過(guò)大，這樣則必然導(dǎo)致柱截面的增大，從而形成短柱，甚至成為剪跨比小于1.5的超短柱。眾所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱幾乎沒(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。
混凝土短柱的延性主要受軸壓比的影響，同時(shí)配箍率、箍筋的形式對(duì)混凝土短柱的影響也很大。高層混凝土結(jié)構(gòu)短柱，特別是結(jié)構(gòu)低層的混凝土短柱，其軸壓比很大，破壞時(shí)呈脆性破壞，其塑性變形能力很小。提高混凝土短柱的抗震性能，主要也就是提高混凝土短柱的延性。因此，可以從以下幾方面著手，采取措施提高混凝土的抗震性能。
2.1 提高短柱的受壓承載力
提高短柱的受壓承載力可減小柱截面、提高剪跨比，從而改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能。減小柱截面和提高剪跨比，最直接的方法就是提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，即采用高強(qiáng)混凝土來(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。此外，可以采用鋼骨和鋼管混凝土柱以提高短柱的受壓承載力。
2.2 采用鋼管混凝土柱
鋼管混凝土是套箍混凝土的一種特殊形式，由混凝土填入薄壁圓形鋼管內(nèi)而形成的組合結(jié)構(gòu)材料。由于鋼管內(nèi)的混凝土受到鋼管的側(cè)向約束，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使混凝土的抗壓強(qiáng)度和極限壓應(yīng)變得到很大的提高，混凝土特別是高強(qiáng)混凝土的延性得到顯著改善。同時(shí)，鋼管既是縱筋，又是橫向箍筋，其管徑與管壁厚度的比值至少都在90以下，相當(dāng)于配筋率2至少都在4.6%。
當(dāng)選用了高強(qiáng)混凝土和合適的套箍指標(biāo)后，柱子的承載力可大幅度提高，通常柱截面可比普通鋼筋混凝土柱減小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。
2.3 采用分體柱
由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多，在地震作用下往往是因剪壞而失效，其抗彎強(qiáng)度不能完全發(fā)揮。因此，可人為地削弱短柱的抗彎強(qiáng)度，使抗彎強(qiáng)度相應(yīng)于或略低于抗剪強(qiáng)度，這樣，在地震作用下，柱子將首先達(dá)到抗彎強(qiáng)度，從而呈現(xiàn)出延性的破壞狀態(tài)。分體柱方法已在實(shí)際工程中得到應(yīng)用。人為削弱抗彎強(qiáng)度的方法，可以在柱中沿豎向設(shè)縫將短柱分為2或4個(gè)柱肢組成的分體柱，分體柱的各柱肢分開(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。一般，連接鍵有通縫、預(yù)制分隔板、預(yù)應(yīng)力摩擦阻尼器、素砼連接鍵等形式。
現(xiàn)階段，土與結(jié)構(gòu)物共同工作理論的研究與發(fā)展使建筑抗震分析在概念上進(jìn)一步走向完善，如果可以在結(jié)構(gòu)與地基的材料特性，動(dòng)力響應(yīng)，計(jì)算理論，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)諸方面得到符合實(shí)際的發(fā)展，自然會(huì)在建筑結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域內(nèi)起到重要的作用。
3 小結(jié)
在高層建筑越來(lái)越普及的情況下，高層建筑的抗震設(shè)計(jì)一定要遵循其高層的特點(diǎn)，結(jié)合地震所產(chǎn)生的破壞特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)不同的設(shè)防列度和場(chǎng)地條件，在抗震模擬計(jì)算上、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上以及材料選擇上，進(jìn)行全面的、科學(xué)的抗震性能設(shè)計(jì)。從而使高層建筑的抗震能力得到充分保障，大最限度地保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全。
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
[2]徐宜，丁勇春.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)的探討（J].江蘇建筑，2009
【關(guān)鍵詞】超限高層基于性能抗震設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào)：TU208.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一、概述
什么是超限高層？超限高層是指超過(guò)規(guī)范要求限制的高層建筑。超限高層建筑在項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)階段進(jìn)行審查，按照我國(guó)建設(shè)部的要求，全國(guó)超限高層審查委員會(huì)組織專家從技術(shù)角度進(jìn)行多方論證，力求在抗震、消防等方面保證建筑物的質(zhì)量安全。一般對(duì)于超限高層的理解是：混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)的高層建筑，超過(guò)120米為超限高層；混合剪力墻結(jié)構(gòu)為100米以上；有錯(cuò)層的為80米以上；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的為55米以上；而網(wǎng)架無(wú)蓋結(jié)構(gòu)為28米以上。無(wú)論建筑有多高，超限高層的存在都對(duì)工程技術(shù)質(zhì)量提出了更高的挑戰(zhàn)。建設(shè)部第111號(hào)令（《超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定》）明確指出，屬于超限高層建筑的工程，在結(jié)構(gòu)擴(kuò)初結(jié)束后，需進(jìn)行抗震設(shè)防專項(xiàng)審查。
新時(shí)期，經(jīng)過(guò)多方努力，我們對(duì)于高層建筑的抗震性研究越來(lái)越深入。尤其是現(xiàn)在非常流行也很實(shí)用的基于性能的抗震研究，取得很大的成就?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)理論是20世紀(jì)90年代初由美國(guó)學(xué)者提出，按此理論設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在未來(lái)的地震災(zāi)害下能夠維持所要求的性能水平。基于性能的抗震設(shè)計(jì)代表了未來(lái)高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，是一種更先進(jìn)、科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)理念。這一研究理論已引起了各國(guó)廣泛的重視。美國(guó)聯(lián)邦緊急管理廳資助的國(guó)家地震減災(zāi)項(xiàng)目NEHRP提出了在用結(jié)構(gòu)基于位移的抗震評(píng)估及加固方法，于1997年出版了《房屋抗震加固指南》(FEMA273/274)；
日本也在1995年開(kāi)始進(jìn)行了為期3年的“建筑結(jié)構(gòu)的新設(shè)計(jì)框架開(kāi)發(fā)”研究項(xiàng)目，并在研究報(bào)告《基于性能的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》中總結(jié)了研究成果。日本又在2000年6月實(shí)行了新的基于性能的建筑基準(zhǔn)法(Building Standard Law)。歐洲混凝土協(xié)會(huì)(CEB) 于2003年出版了《鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)基于位移的抗震設(shè)計(jì)》報(bào)告。目前我國(guó)正在修訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》也打算把基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法納入進(jìn)去。
我國(guó)目前已批準(zhǔn)的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》在近幾年科學(xué)研究及工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，已吸收了性能目標(biāo)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，由于該項(xiàng)技術(shù)尚處于起步階段，在地震作用的不確定性、結(jié)構(gòu)分析模型和參數(shù)的選用方面存在不少經(jīng)驗(yàn)因素、模型試驗(yàn)和震害資料較少等問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究，相信隨著超限高層建筑在工程中的不斷應(yīng)用，這一研究方法將會(huì)逐漸完善成熟。
二、 超限高層建筑基于性能的抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)容、特點(diǎn)和方法的研究
1．基于性能的抗震設(shè)計(jì)包含的主要內(nèi)容
（1）對(duì)于地震風(fēng)險(xiǎn)水平的確定；
（2）對(duì)結(jié)構(gòu)性能水平和目標(biāo)性能的選擇；
（3）超限高層建筑場(chǎng)地的確定；
（4）概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、最終設(shè)計(jì)中的可行性檢查、設(shè)計(jì)方案確定及設(shè)計(jì)審核、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等；
（5）高層建筑結(jié)構(gòu)施工中的質(zhì)量保證和使用過(guò)程中的檢測(cè)維護(hù)。
2.基于性能的抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
現(xiàn)行的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范主要是以保障生命安全為基本目標(biāo)的，按照這一理念設(shè)計(jì)和建造的建筑物，在地震中雖然可以避免倒塌，但其破壞程度仍舊會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。這些破壞程度和損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了設(shè)計(jì)者、建造者以及業(yè)主的最初估計(jì)。
根據(jù)結(jié)構(gòu)抗震的安全目標(biāo)和結(jié)構(gòu)抗震的功能要求，我們提出了基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想和方法?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：（1）著眼于單體抗震設(shè)防的同時(shí)考慮單體工程和說(shuō)相關(guān)系統(tǒng)的的抗震；（2）在不同風(fēng)險(xiǎn)水平的地震作用下滿足不同的性能目標(biāo)，即將統(tǒng)一的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)改變?yōu)闈M足不同性能要求的更為合理的設(shè)防目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；（3）設(shè)計(jì)人員可根據(jù)業(yè)主的要求，通過(guò)費(fèi)用——效益的工程決策分析確定最優(yōu)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)方案，以滿足不同業(yè)主、不同建筑物的不同抗震要求；（4）抗震設(shè)計(jì)中更強(qiáng)調(diào)實(shí)施性能目標(biāo)的深入分析和論證，有利于建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，經(jīng)過(guò)論證(包括試驗(yàn))可以采用現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中還未規(guī)定的新的結(jié)構(gòu)體系、新技術(shù)、新材料；（5）有利于針對(duì)不同設(shè)防烈度、場(chǎng)地條件及建筑的重要性采用不同的性能目標(biāo)和抗震措施。
這里有必要對(duì)我國(guó)的抗震知識(shí)做一介紹。
中國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2001——三水準(zhǔn)設(shè)防
中國(guó)地震風(fēng)險(xiǎn)水平
地震作用
水平 50年超越概率 重現(xiàn)期（年）
小震 63.2% 50
中震 10% 475
大震 2~3% 2495~1642
我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2001
小震不壞基本完好[θ] =1/550
中震可修中等破壞
大震不倒嚴(yán)重破壞[θ] =1/50
所謂小震不壞，就是高層建筑物遇到較低等級(jí)的地震時(shí)，高層建筑物處于彈性變形階段，建筑物一般不受損壞或受損很輕，不需修理可以繼續(xù)使用。中震可修是指相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí)，高層建筑物結(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。但這種破壞經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。這一層次要求建筑物的結(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。大震不倒，是地震即高于本地區(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，不至于建筑物倒塌從而保障了人員的安全。這一層次要求建筑具有足夠的變形能力，其彈塑性變形不超過(guò)規(guī)定的彈塑性變形限值。
3.基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法
把基于性能的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)中，主要有兩種方法。第一種是：基于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。這種方法基于的設(shè)防目標(biāo)主要是：小震不壞、中震可修、大震不倒；小震有明確的性能指標(biāo)，大震有位移指標(biāo)，其余是宏觀的性能要求；按使用功能重要性分甲、乙、丙、丁四類(lèi)，其防倒塌的宏觀控制有所區(qū)別。在方法上是：按指令性、處方形式的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)；通過(guò)結(jié)構(gòu)布置的概念設(shè)計(jì)、小震彈性設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)性的內(nèi)力調(diào)整、放大和結(jié)構(gòu)以及部分結(jié)構(gòu)大震變形驗(yàn)算，即認(rèn)為可實(shí)現(xiàn)預(yù)期的宏觀的設(shè)防目標(biāo)。第二種是直接基于位移進(jìn)行設(shè)計(jì)。此方法基于的設(shè)防目標(biāo)是：按使用功能類(lèi)別及遭遇地震影響的程度、提出對(duì)個(gè)預(yù)期的性能目標(biāo)，包括結(jié)構(gòu)的、非結(jié)構(gòu)的、設(shè)施的各種具體性能自白哦；由業(yè)主選擇具體工程的預(yù)期目標(biāo)。這種設(shè)計(jì)方法采用結(jié)構(gòu)位移作為結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法想比較，它從根本上改變了設(shè)計(jì)過(guò)程，直接以目標(biāo)位移作為設(shè)計(jì)變量，通過(guò)設(shè)計(jì)位移普得出在此位移時(shí)的結(jié)構(gòu)有效周期，從而得出結(jié)構(gòu)的有效剛度，求出結(jié)構(gòu)此時(shí)的基底剪力，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，具體配筋設(shè)計(jì)。
第一種方法基于傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)，目前廣泛應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)熟悉。對(duì)適用高度和規(guī)則性等有明確的限制，有局限性，有時(shí)不能適應(yīng)新技術(shù)，新資料，新結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展。
第二種方法即基于性能抗震設(shè)計(jì)，目前較少采用，設(shè)計(jì)人員不易掌握，所承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)較大。為實(shí)現(xiàn)高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了可行的方法，有利于技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新。技術(shù)上還有些問(wèn)題有待研究改進(jìn)
基于性能的抗震設(shè)計(jì)與現(xiàn)有常規(guī)方法相比，其優(yōu)點(diǎn)是使三水準(zhǔn)設(shè)防要求有具體量化的性能目標(biāo)、水準(zhǔn)，設(shè)計(jì)中更強(qiáng)調(diào)實(shí)施性能水準(zhǔn)的判別準(zhǔn)則、性能目標(biāo)的選用和深入仔細(xì)的分析、論證。超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)將是今后較長(zhǎng)時(shí)期高層結(jié)構(gòu)抗震的研究和發(fā)展方向。雖然基于性能的抗震設(shè)計(jì)仍存在一些有待研究和解決的問(wèn)題，尤其是地震作用大小的不確定性以及計(jì)算模型和參數(shù)的準(zhǔn)確性等問(wèn)題，但可以肯定的是，隨著技術(shù)的進(jìn)步和研究的深入，高層建筑的抗震性會(huì)越來(lái)越好，超限高層建筑也越來(lái)越安全。
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關(guān)鍵詞：高烈度地區(qū)；高層建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；
中圖分類(lèi)號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
伴隨著我國(guó)高層建筑的不斷發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)中常用的結(jié)構(gòu)主要是型鋼混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)，這是做為建筑高抗震要求的首選結(jié)構(gòu)材質(zhì)?；旌峡蚣芎诵耐步Y(jié)構(gòu)是由型鋼框架、混凝土核心筒組成的一種具有多道抗震防線的高層結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系,不僅結(jié)構(gòu)傳力路勁明確，并且利用了外框柱的軸向剛度來(lái)提高結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)剛度[1]。某商務(wù)大廈就采用了型鋼框架—混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，結(jié)合其實(shí)例探討高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)以及抗震概念設(shè)計(jì)扥。
一、高烈度地區(qū)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)以及抗震概念設(shè)計(jì)
高層建筑的抗震要求是根據(jù)地區(qū)以及建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行規(guī)定的，對(duì)于非抗震地區(qū)，在一般情況下，滿足抗震設(shè)防。近幾年來(lái)，隨著高層建筑的不斷發(fā)展，由于地震給人的生命安全以及財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)一定的破壞，因此，做好抗震設(shè)計(jì)在高層建筑中是尤為重要的。
1、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)
高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析以及設(shè)計(jì)，主要目標(biāo)就是使設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度、延展性以及耗能能力等方面達(dá)到最佳效果，最終實(shí)現(xiàn)：“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的[2]。
2、高層建筑結(jié)構(gòu)
（1）結(jié)構(gòu)材料以及體系的選擇
高層建筑使用的材料應(yīng)該具有材質(zhì)輕、密度大以及強(qiáng)度高的特點(diǎn)，這樣一來(lái)，構(gòu)造的建筑才有連續(xù)性、整體性以及延展性，將建筑結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度發(fā)揮出來(lái)，最終提高防震的功效。
到目前為止，鋼結(jié)構(gòu)以及型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在抗震方面有很強(qiáng)的作用，做為高層建筑抗震要求的首選結(jié)構(gòu)材質(zhì)，另外，其他的建筑結(jié)構(gòu)也可以用于對(duì)抗震要求不高的高層建筑中，在選擇結(jié)構(gòu)材料以及體系時(shí)，應(yīng)該堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)度比較高并且符合抗震性能的原則[3]。傳統(tǒng)意義上的抗震結(jié)構(gòu)體系主要是依靠結(jié)構(gòu)的整體承載力以及變形能力來(lái)吸收以及消耗地震的能量，從而使建筑物免于過(guò)重的損毀。高層建筑在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注重整體性，豎向剛度分布均勻，保證必要的承載力，避免震后倒塌。本工程采用的就是型鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，避免了結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的轉(zhuǎn)換，滿足了建筑立面效果以及使用要求。
（2）場(chǎng)地的選擇
高層建筑的建設(shè)場(chǎng)地包括場(chǎng)地的土質(zhì)以及穩(wěn)定性。在建造高層建筑之前，應(yīng)該進(jìn)行實(shí)地勘探，檢測(cè)該地區(qū)的土質(zhì)情況，以及該地區(qū)的地震動(dòng)向，地下巖層結(jié)構(gòu)等等。根據(jù)這些因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而得出準(zhǔn)確的場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)。如果遇到不適合建造高層建筑的場(chǎng)地，應(yīng)該采取回避的措施，給出恰當(dāng)?shù)奈ｋU(xiǎn)性評(píng)價(jià)，從根源上杜絕出現(xiàn)由于地面的震動(dòng)而摧毀地基的現(xiàn)象。
（3）建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對(duì)于抗震作用比較大，不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)不利于抗震。因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)具有規(guī)則以及對(duì)稱的剖面結(jié)構(gòu)，地震對(duì)建筑物帶來(lái)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(lái)說(shuō)，豎向抗側(cè)力構(gòu)建的截面尺寸以及材料強(qiáng)度應(yīng)該自下而上的逐漸減少，這樣就能夠避免測(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力突變。因此，對(duì)于沒(méi)有特殊要求的高層建筑物，應(yīng)該盡量避免過(guò)于規(guī)則的結(jié)構(gòu)組成，不能一味的追求其視覺(jué)效果，更多的注重抗震要求。當(dāng)然，對(duì)于有特殊要求設(shè)計(jì)成不規(guī)則的高層建筑，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，近乎準(zhǔn)確的模擬出結(jié)構(gòu)與地震水平之間的作用，從而采取預(yù)防措施，相應(yīng)的做出內(nèi)力調(diào)整，盡量避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)薄弱層，對(duì)于薄弱環(huán)節(jié)應(yīng)該采取強(qiáng)力有效的抗震措施進(jìn)行彌補(bǔ)，最終提高整體的抗震能力。根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)，本工程的建筑平面形狀規(guī)則，平面荷載和剛度分布均勻，豎向抗側(cè)力構(gòu)件連續(xù)貫通，結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度從下至上逐漸減小，沒(méi)有出現(xiàn)豎向薄弱層。
（4）多道防震體系
一般情況下，一次地震不會(huì)造成持續(xù)的震動(dòng)，但是可能會(huì)造成接連不斷的余震，盡管強(qiáng)度不大，但是從持續(xù)時(shí)間以及反復(fù)次數(shù)上來(lái)說(shuō)，在一定程度上對(duì)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(jié)構(gòu)，一旦遭遇到破壞時(shí)就會(huì)難以應(yīng)付接踵而來(lái)的持續(xù)余震，最終導(dǎo)致建筑物坍塌。針對(duì)此種現(xiàn)象，就必須設(shè)立多道防震體系。設(shè)立多道防震體系，及時(shí)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(fù)的余震帶來(lái)的破壞，大大的降低了危險(xiǎn)指數(shù)，增加了抗震能力[4]。
二、高烈度地區(qū)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)重視的幾個(gè)問(wèn)題
由于本工程屬于高烈度地區(qū)，且結(jié)構(gòu)高度接近規(guī)范所規(guī)定的A級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑限值，結(jié)構(gòu)承受的地震力很大，要使結(jié)構(gòu)彈性層間位移角能夠滿足規(guī)范要求，并且具有足夠的結(jié)構(gòu)剛度，所以結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸較大，為了有效地控制構(gòu)件截面尺寸，提高建筑空間的使用率，結(jié)構(gòu)底部采用強(qiáng)度等級(jí)較高的C60混凝土，從下往上依次遞減至C30。在工程的設(shè)計(jì)應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面。
1、控制結(jié)構(gòu)超限現(xiàn)象以及相關(guān)的解決措施
高層建筑結(jié)構(gòu)超限符合以下幾個(gè)條件：①房屋高度99.900米，未超過(guò)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定的鋼筋混凝土部分框架核心筒結(jié)構(gòu)房屋最大使用高度A級(jí)最大高度100米的限值；②標(biāo)準(zhǔn)層在水平地震考慮質(zhì)量偶然偏心作用下，結(jié)構(gòu)樓層的扭轉(zhuǎn)位移比大于1.2，屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則平面以及結(jié)構(gòu)；③局部層樓存在凹凸不規(guī)則現(xiàn)象。
控制結(jié)構(gòu)超限的措施：對(duì)于結(jié)構(gòu)薄弱位置，在框架柱內(nèi)設(shè)置型鋼，提高其承載力以及抗震安全性；控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)比，使結(jié)構(gòu)樓層的扭轉(zhuǎn)位移比小于1.2[5]；對(duì)于個(gè)別墻柱按照中震彈性以及小震計(jì)算結(jié)果進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)，滿足中震彈性的抗震性能目標(biāo)；依次類(lèi)推，標(biāo)準(zhǔn)層的個(gè)別墻柱則按照中震計(jì)算結(jié)果，滿足中震不屈服的抗震性能目標(biāo)；根據(jù)彈塑性實(shí)程分析結(jié)果，連梁以及框架梁出現(xiàn)彎曲塑性鉸，梁端塑性鉸在各個(gè)樓層分布較為均勻，反應(yīng)歷程中最大層間位移角小于1/120，滿足規(guī)范要求。
2、剪力墻連梁抗震設(shè)計(jì)的要求以及措施
高層建筑物的連梁在水平方向的作用下產(chǎn)生的破壞有兩種，分別是延性以及脆性破壞。當(dāng)連梁出現(xiàn)延性破壞時(shí)，就會(huì)使的梁端有垂直裂縫的產(chǎn)生，在地震力的沖擊下，就會(huì)產(chǎn)生交叉裂縫，同時(shí)產(chǎn)生塑性鉸，增加了建筑的變形，造成結(jié)構(gòu)的剛度下降。當(dāng)連梁出現(xiàn)脆性破壞時(shí)，就失去了承載力，在沿墻全部連梁產(chǎn)生脆性破壞時(shí)，各個(gè)墻肢就會(huì)失去了連梁所起到的約束作用，于是變成了獨(dú)立墻。
根據(jù)強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計(jì)原則對(duì)連梁與墻肢進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種結(jié)構(gòu)與懸臂段(墻)相比較而言，延性會(huì)更好以及更科學(xué)，當(dāng)連梁比較強(qiáng)從而構(gòu)成整體墻時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意加強(qiáng)各懸臂墻接近塑性鉸區(qū)的設(shè)計(jì)。當(dāng)連梁存在很大的跨高比就容易產(chǎn)生剪切破壞，這時(shí)應(yīng)該根據(jù)多道設(shè)防的原則，設(shè)立一些獨(dú)立墻，從而有效的抵抗地震力的沖擊。
剪力墻連梁抗震設(shè)計(jì)措施：①調(diào)整連梁剛度折減系數(shù)：對(duì)內(nèi)力以及位移進(jìn)行計(jì)算時(shí)，對(duì)豎向與水平的荷載效應(yīng)下兩種情形進(jìn)行區(qū)別對(duì)待。在水平荷載效應(yīng)下，可以折減連梁的剛度系數(shù)，例如：當(dāng)出現(xiàn)作用力時(shí)，折減系數(shù)應(yīng)該大于或者等于0.50；在豎向荷載效應(yīng)下[6]，不需要折減連梁的剛度系數(shù)，通過(guò)利用支座彎矩調(diào)整的幅度來(lái)降低連梁支座的彎矩。②調(diào)整連梁跨高比：在設(shè)計(jì)連梁時(shí)，可能會(huì)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(shí)就需要增加洞口的寬度，減低高度。所調(diào)整的幅度應(yīng)該小于或者等于20%[7]，并且連梁必須符合強(qiáng)剪弱彎的規(guī)定。③其他措施：設(shè)置水平縫形成雙連梁、連梁內(nèi)設(shè)置交叉暗撐、采用型鋼混凝土連梁、調(diào)整連梁的內(nèi)力以及增加連梁延性等[8]。
三、結(jié)束語(yǔ)
高烈度地區(qū)的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件，采取合理的措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)前文所闡述的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)規(guī)則，與其他的建筑結(jié)構(gòu)相比，采用型鋼混凝土或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有著比較大的抗震效果。同時(shí)，在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)該綜合考慮其結(jié)構(gòu)超限以及剪力墻連梁抗震設(shè)計(jì)等方面，由于剪力墻的連梁受到很多因素的影響，連梁的內(nèi)力以及自身的剛度都與抗震能力相關(guān)，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行綜合的考慮，將相互影響的因素進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而制動(dòng)出科學(xué)合理的抗震設(shè)計(jì)方案。
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