高层建筑抗震结构设计范文
前言：我们精心挑选了数篇优质高层建筑抗震结构设计文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。
第1篇
【关键词】高层建筑；抗震；结构设计
现今，我国的大部分城市内都是高楼耸立，对于高层建筑结构的设计是一项较复杂责任繁重的系统工程，尤其是抗震的结构设计，其设计的好坏将直接影响高层建筑的工程质量，特别是在地震多发区，因此，这就需要设计人员要充分认识高层建筑抗震结构设计中容易出现的问题，不断进行总结和改进，以完善高层建筑的抗震结构设计。
1 高层建筑抗震结构设计中的常见问题
1.1 高层建筑的高度问题
根据我国现行的相关结构技术规定，在一定设防烈度和一定结构型式下，钢筋混凝土高层建筑要有一个适宜的高度。也就是说，在这个高度的范围内，建筑的抗震性能是比较可靠地，但是目前，存在少数的高层建筑的高度超过了规定的范围，如果在地震力的作用下，极易改变超过限制的高层建筑物的变形破坏性态以及其他影响因素，那么就会大大降低高层建筑的抗震能力，对于抗震结构设计的一些相关参数也要重新选取。
1.2 结构体系以及建筑材料的选用
结构体系以及建筑材料的选用对于高层建筑的抗震性能具有非常重要的意义，尤其是在地震的多发区，更应该重视科学合理的结构体系以及建筑材料的选用。在我国，多部分的高层建筑结构体系是钢筋混凝土核心筒以及混合结构为主，所以对于变形的控制通常要以这种结构的位移值为基准。但是，这种情况下，如果发生弯曲变形，导致的侧移会比较大，进而增加钢结构的承受压力，为了保证效果，使其控制在规范的侧移值内，通常需要设置伸臂结构或加大混凝土筒的刚度。
1.3 抗震设防烈度过低
根据可靠的数据以及专家分析，我国现行的高层建筑抗震的结构设计的安全度远远不能满足社会的需求，有数据显示，我国的高层建筑抗震实际的安全度很可能是世界上最低的一个国家。在经济科技都快速发展的情况下，我国的高层建筑抗震结构的设计原则，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”，在这种新形势下，有必要进行重新的修订。由于我国现行的高层建筑抗震结构的设防标准过低，由于其结构失效，经常会导致严重的后果。
1.4 轴压比与短柱问题
在高层建筑结构设计中，如果是采用钢筋混凝土的结构体系中，为了控制柱的轴压比，增加柱的横断面，而柱的纵向钢筋却为构造配筋。对柱的轴压比进行限制主要是为了使柱子处于较大的偏压状态下，避免受拉钢筋的破损，进而降低高层建筑的整体结构延性。
2 高层建筑抗震结构设计的原则以及基本方法
2.1 抗震结构的设计原则
2.1.1 结构设计的整体性
高层建筑的楼盖对于其结构的整体性占据着不可或缺的位置。楼盖就类似于一个横向的水平隔板，将惯性力聚集起来，并向各个竖向抗侧力的子结构传递，尤其是当这些子结构的布置不均匀或过于复杂时，楼盖就可以很好的将这些抗侧力子结构组织起来，进行协同合作，来承受地震的作用。
2.1.2 结构设计的简单性
高层建筑结构设计的简单性主要是指在地震的作用下，具有极其明确清晰的直接传力方式。在相关的规范中对于结构体系有明确的要求，即结构体系要有明确的计算简图以及合理的地震作用传递途径。换句话说，只有高层建筑结构的设计越简单，才能够分析出结构的计算模型、内力以及位移，进而提高对高层建筑结构的抗震性能的预测的可靠性。
2.2 抗震结构的设计方法
2.2.1 基于水平位移的抗震结构设计
基于水平位移的抗震结构设计主要是为了使结构的变形能力能够保持在预期的地震作用下（通常是在大地震的情况下）的变形要求。此外，要根据界面的应变大小以及分布，来确定建筑的构件标准，同时在确定构件的变形值时，要以构件的变形以及其与结构位移的关系来确定。首先，要充分研究高层建筑的一些简单结构的构件变形，以及其与配筋的关系，严格按照变形的要求来设计合理的构件，进而对建筑的整体结构进入弹塑性后的变形与构件变形的关系。因此，这时就要设计在大地震的作用下的变形，这也将是高层建筑抗震结构的未来的发展趋势。
2.2.2 推广使用隔震和消能减震设计
现今，在高层建筑的抗震设计中，多采用的是传统的抗震结构体系，也就是延性结构体系，主要是控制建筑结构的刚度，如果发生地震，就会使建筑的构件进入非弹性的状态中，使其具有较大的延性，进而有助于地震作用下的能量的消耗，尽可能的减小地震效应，避免建筑物的倒塌。此外，通过采用相关的隔震措施，如软垫隔震、摆动隔震以及滑移隔震等，可以改变高层建筑的动力特性，进而减少所受到的地震能量的作用，同时通过采用高延性构件，也可以增加高层建筑结构的耗能能力，有助于减轻地震效应。
2.2.3 降低高层建筑结构的自重
如若是在相同的地基承载能力条件下，降低高层建筑结构的自身重量可以使在不增加地基以及其造价的情况下，可以在相关的规定范围内，尤其是在软土层的地基上，可以增加高层建筑的层数。研究显示，由于高层建筑的高度很大，重心也相应较高，所以，建筑的重量越大，受地震作用的倾覆力矩的效应就越大。
因此，在高层建筑的抗震结构设计中，要尽量采用轻质材料来填充高层建筑物的填充墙及隔墙。
2.2.4 设置多道抗震防线
通常在地震后都会伴有多次的余震，那么对于高层建筑结构如果只设置一道抗震防线，往往会只因首次的强烈地震就会遭到严重的破损，甚至倒塌。因此，有必要对高层建筑设置多道抗震防线。在一个高层建筑的抗震体系下，应该由多个延性较好的分体系组成，当第一道抗震防线遭到冲击时，其他的抗震防线便能够接替第一道防线继续抵挡随后的地震冲击，通过多道防线的协同合作，可有效地防止高层建筑的倒塌。
3 高层建筑抗震结构设计的前景
虽然我国的高层建筑水平稳步的提升，但是在高层建筑抗震的结构设计中仍然面临很多新的问题和挑战。其中，首先对于影响高层建筑抗震结构的设计效果的关键因素就是建筑材料的选用，提高每一项建筑材料的抗震指标可以很好地提高高层建筑的整体抗震性能，因此，科研人员要加强对于新型复合高性能的建筑材料的研发，以促进抗震技术，进而满足高层建筑抗震结构设计的需求。其次，对于不同的抗震能力的需求，要采取相应的抗震措施，设置是对于同一个高层建筑的不同部位和楼层以及对于性能的要求不同时，都要选用不同的标准的构件。因此，高层建筑抗震结构的设计人员在实际工作中，要根据自身的专业水平知识以及实际经验，并结合对具体的高层建筑的抗震性能要求及措施，来设计出符合抗震设防烈度标准的高层建筑结构。另外，高层建筑的抗震结构体系也开始逐渐以柔性为主，而不在是传统中的以硬性为主的结构体系。最后，对于高层建筑抗震结构的计算方式也发生了改变，即从线性分析向非线性分析转变，从确定性分析向非确定性分析转变，从振型分解反应分析向时程分析法转变。
4 总结：
综上所述，高层建筑的抗震结构设计是整个建筑工程的关键环节，但是在我国高层建筑的抗震结构设计上处于起步阶段，仍需要进一步的完善。因此，设计人员用综合多方面的因素进行分析，同时，结合新型的高性能材料以及抗震结构理念，以提高高层建筑抗震结构的设计水平，进而促进我国高层建筑的抗震结构设计方法的发展。
参考文献：
[1]李志．高层建筑抗震设计分析[J]．中外建筑，2010（1）.
第2篇
关键词：高层建筑；结构；抗震设计
1引言
随着当前我国建筑行业的不断发展，高层建筑的数量越来越多，相应高层建筑的设计应用需要切实围绕着结构进行详细分析，保障具体高层建筑结构能够体现出较强的稳定性和可靠性，规避可能形成的较大隐患威胁。在高层建筑结构设计处理中，抗震设计是比较基本的要点内容，其同样也是维系高层建筑整体结构应用性能的重要条件，应该从设计方案入手进行详细把关，有效规避可能形成的各类不良干扰，为后续高层建筑物的实际应用以及人员安全提供较强保障作用。
2高层建筑抗震结构设计原则
对于当前高层建筑的设计处理，其标准化要求越来越高，为了更好实现对于高层建筑的设计水平优化，必然需要切实围绕着抗震性能进行详细关注，确保其满足于相关标准需求，遵循较为合理的设计原则和标准也就显得极为必要。现阶段高层建筑抗震结构设计应该遵循“小震不坏，中震可修，大震不倒”的整体原则，保障后续高层建筑的应用能够体现出较强的可靠价值，避免了可能形成的高层建筑变形或者是坍塌威胁。
为了较好实现对于高层建筑抗震结构设计优化，必须要切实把握好各个方面的核心设计要点，确保其能够体现出较强的实用性效果，有效规避可能形成的较大威胁隐患。结合这种高层建筑抗震结构设计工作的落实，其主要涉及到了三个方面的基本要求：首先，抗震设防标准是比较重要的一个核心要素，其对于最终高层建筑抗震性能的影响较为直接，需要结合本地区相关标准进行合理选择和明确，避免在设置中出现较为明显的不匹配问题，应该注重整体性能的优化；其次，还需要重点明确基本设计方案要求，尤其是需要把握好抗震结构设计的基本影响因素，对于高层建筑结构的抗变形能力以及强度进行详细分析，避免在这些方面形成较大的不良干扰，确保抗震性能；最后，对于高层建筑抗震结构设计的保障，其还需要从施工入手进行重点把关，确保施工质量较为可靠，如此才能够营造较为理想的基本结构稳定性效果，避免形成较大的抗震隐患威胁，将抗震性能落实到实处。
高层建筑抗震结构设计工作的落实往往还需要切实把握好具体设计流程，这些基本流程中必然也涉及到了相应设计要求和基本原则。当前高层建筑抗震结构设计中比较核心的基本流程环节涉及到了以下几项内容：首先，需要切实做好概念设计工作，概念设计有助于实现对于高层建筑结构的整体把关，对于各个基本抗震原则和落实具备较强作用价值，应该在设计工作中予以首先考虑；其次，抗震计算分析同样也是比较核心的基本内容，其落实难度同样也比较大，并且很容易在实际操作过程中表现出较为明显的错乱和偏差威胁，如此也就需要在具体计算分析中进行精确把关，规避可能出现的较大威胁；最后，还需要切实把握好对于构造措施的规范，其主要就是为了保障结构的完整性，确保各个基本结构单元的协调性，避免在相应结构中出现较为明显的薄弱环节。
3高层建筑抗震结构设计要点
3.1恰当选择抗震结构体系
为了较好实现高层建筑抗震结构设计方案优化，必然需要首先围绕着抗震结构体系进行恰当选择，确保其能够和高层建筑相吻合，体现出较强的可靠性，有效规避可能形成的较大威胁隐患，尤其是在各个方向的作用力方面，更是需要予以高度重视，避免在任何环节中出现较为明显的不稳定威胁。结合当前高层建筑常见结构体系的应用，其主要涉及到了框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构以及筒状结构等，这些结构体系类型的应用存在着较为明显的差异性，具体应用存在的抗震性能也各不相同，需要结合高层建筑的要求进行详细分析，避免形成较大的不良威胁和隐患。在具体抗震结构体系的选择中，重点关注抗侧力结构的表现是比较重要的一点，需要分析水平荷载以及垂直荷载，尽量选择一些规则图形进行设计，避免随意应用较为繁杂的结构类型二影响到最终结构体系的稳定性，规避可能形成的结构抗震性能较大不良干扰，同时保障自身结构体系的协调性。
3.2设置多道防震体系
对于高层建筑抗震结构设计工作的落实，其还需要重点围绕着具体防震体系的有效设置进行把关，确保这些防震体系都能够表现出较强的作用价值，较好实现对于相关问题的规避控制效果。基于这些防震体系的有效设置，其一般需要结合高层建筑结构的具体类型进行详细分析，尤其是要把握好高层建筑的高度以及楼层状况，进而也就能够选择合理的防震装置进行有效加装，提升整体高层建筑结构的抗震水平，解决高层建筑抗震性能不足问题。当然，在具体防震体系的设置中，往往还需要重点把握好对于具体装置的详细分析，确保这些装置能够应用较为匹配，并且自身能够和周围其它结构较为协调，维系高层建筑结构的整体稳定性效果，能够发挥出最强作用价值。
3.3选择恰当抗震等级
在高层建筑抗震结构设计处理中，切实做好抗震等级的恰当选择也是比较重要的一个方面，这种抗震等级的选择主要就是考虑相应国家高层建筑结构设计标准，结合当地地质条件以及地震发生状况进行分析，避免因为抗震等级的选择不合理而形成较为明显的威胁和不良干扰。基于此，必然需要相關高层建筑抗震结构设计人员能够在设计开始前，做好对于相关资料信息的全方位搜集，保障高层建筑抗震结构设计能够有序推进，并且能够体现出较强的实际作用价值，尤其是对于维系建筑结构体系的稳定性，能够发挥出较强优势，适应于当地地质状况，避免在后续因为遭遇外界作用力变化而影响自身稳定性。
3.4合理选择施工材料
对于高层建筑抗震结构设计工作的落实，其必然还和施工材料存在着较为直接的联系，因为施工材料的选择不合理而带来的不良威胁是比较明显的，应该在实际操作中予以高度重视。在当前高层建筑抗震结构设计中，其最为常见的基本材料就是钢筋混凝土材料，这也是高层建筑施工建设的主要材料类型，应该结合具体结构抗震性能要求进行恰当选择。此外，为了更好实现对于结构施工材料选择的优化，还应该重点结合新型材料的适当应用进行添加处理，比如对于各类聚合物材料的应用，就能够明显提升整体高层建筑结构抗震性能，应该结合原有材料进行恰当选用。
4结束语
第3篇
关键词:高层建筑;抗震结构;设计
随着我国城镇人口的持续性增多、城市规划的进一步拓展,在一定程度上促使我国高层建筑得到了迅速的发展。可是,受到地震等各种自然灾害频频出现的影响,人们的正常生活及生命财产受到了巨大的威胁,为此,高层建筑设计中,做好抗震结构设计有着十分重要的意义。
1高层建筑抗震结构设计原则
一是整体性原则。大家都知道,高层建筑的楼盖对于其结构的整体性占据着不可或缺的位置,楼盖就类似于一个横向的水平隔板,将惯性力聚集起来,并向各个竖向抗侧力的子结构传递,尤其是当这些子结构的布置不均匀或过于复杂时,楼盖则可以很好地将这些抗侧力子结构组织起来,然后进行协同合作,来承受地震的作用;二是简单性原则。高层建筑结构设计的简单性主要是指在地震的作用下,要具有极其明确清晰的直接传力方式,在相关的规范中对于结构体系也是有着明确的要求,即结构体系要有明确的计算简图以及合理的地震作用传递途径,换句话说就是,只有高层建筑结构的设计足够简单,才能够分析出结构的计算模型、内力以及位移,从而促使高层建筑结构抗震性能得到真实性的可靠预测。
2高层建筑抗震结构设计方法介绍
2.1正确挑选施工场地
对于高层建筑而言,挑选正确的施工场地是非常重要的。需遵循场地的种类对建筑的地震力进行相应计算,同时需对场地做出系统性浅析,将地震的危害度进行了解,按照相关规范做好建筑地基的处理,通过对地震强度、场地土层实际厚度、断裂地质的历史等因素的分析确定地震的断裂情况,这样便能够确定建筑物要避让的距离,从而成功地避开对施工不利的地段,若没办法成功避开这些地段,那么就要选择适合的抗震措施来加入到建筑抗震结构设计内容当中。高层建筑抗震结构设计过程中,需在性质一致的地基中进行同一结构单元的设置,尽可能地选择相同的结构形式。当地基中包含液化土、新近填土、土层严重不均匀等问题存在的情况下,需采取相应的措施来进一步强化地基的整体性和刚性,这样才能够促使高层建筑的稳定性得到基础的保证。譬如,底层框架结构因其实用性是非常显著的,为此得到了大范围的投入使用,可是,此结构的上层刚度非常大,下层刚度比较小,其上下属性存在明显的差异性,在地震发生的情况下,整个建筑的抗扭曲性能是非常低的,极易导致建筑的倒塌、断裂。所以,在抗震区域要尽可能地不用此种结构,或者将其上下层刚度性质做出调整,这样才能够确保其抗震性能得到基本的保证。
2.2减少地震时的能量输入
高层建筑抗震结构设计过程中,可选择基于位移的结构抗震法实施定量性分析,这样才能够确保建筑结构的变形性能达到预期地震作用下地形的变形需求。我们需在对建筑结构的承载性能进行验算的基础上,对建筑结构在地震作用下的层间位移角限值、位移延性比进行科学合理性的掌控。按照建筑构件的实际变形与建筑结构位移间的联系,将构件的变形值加以最终的确定。通过建筑截面的应变情况确定建筑构件的构造需求。针对高层建筑若是在比较坚硬的场地进行施工的话,那么就能够将地震发生时的能力输入降到最低的程度,将地震给高层建筑造成的影响减少到最小。
2.3隔震与消能减震设计
在当前的高层建筑抗震结构设计中,通常运用的是以往的抗震结构体系即延性结构体系。这种抗震结构体系是对建筑结构刚度进行的系统性掌控,在有地震发生的时候,会使得整个建筑构件处在一种非弹性状态下,这样会使得其延性得到进一步增加,对地震发生时能量的消耗起到一定的辅助作用,将地震效应产生的影响降到最低,可有效避免建筑物倒塌的发生。除此之外,可采取相应的隔震措施,将高层建筑的动力特性进行科学的更改,这样能降低地震作用于建筑物的力,并且可利用高延性结构将地震效应降到最低。
2.4充分重视抗震结构设计
高层建筑结构设计过程中,我们在提升建筑抗震性能的同时,需兼顾到建筑整体结构的抗震性能情况。一般情况下,高层建筑会选用框、筒框架、支撑结构体系。当前,我国的钢材生产数量非常大,钢结构加工制造水平得到了明显升高,所以,在高层建筑中可最大限度上以钢骨混凝土结构、钢结构、钢管混凝土结构为主,这样能够使得柱断面尺寸大大缩减,对于建筑结构抗震性能的改善是非常有利的。
2.5减小高层建筑结构自重
若是在相同的地基承载能力条件下,减轻高层建筑结构的自身重量,就可以使其在不增加地基以及造价的情况下,增加高层建筑的层数,研究显示,由于高层建筑的高度很高,所以其重心也相应较高,然而建筑的重量越大,受地震作用的倾覆力矩的效应也就越大,所以,在高层建筑的抗震结构设计中,我们要尽量采用轻质材料来填充高层建筑物的填充墙及隔墙,以减轻建筑的自重。
2.6设置多道抗震防线
我们提倡采用由两个与两个以上同时延性较好的分体系组成的一个抗震结构体系,这是由于在发生地震时通常都会带有余震,倘若只有一道抗震防线,那么就很难防止由于某一结构损伤而导致整个结构坍塌的情况发生,所以,在构建高层建筑抗震结构体系时,我们首先要有最大可能数量的内外部冗余度;其次还要建立一套分布完整的屈服体系;最后,该体系的主要耗能构件一定要有较高的延性和充足的刚度,以确保建筑物在遭遇地震灾害时,其强烈的地震作用对其的危害,这样在第一道防线崩溃的状况下,抵挡后续地震波的冲击还有第二道防线和第三道防线。
3高层建筑结构抗震设计的前景分析
从目前的形势来看,今后若干年,中国仍将是世界上修建高层建筑最多的国家,这也将会给高层建筑抗震设计带来新的难题,一是对于影响高层建筑抗震结构设计效果的关键因素就是建筑材料的选用,提高每一项建筑材料的抗震指标可以很好地提高高层建筑的整体抗震性能,因此,科研人员需要加强对于新型复合高性能的建筑材料的研发,以促进抗震技术的发展,进而满足高层建筑抗震结构设计的需求;二是对于不同抗震能力的需求,要采取相应的抗震措施,甚至是对于同一个高层建筑的不同部位和楼层以及对于性能的要求不相同时,都要选用不同标准的构件;三是计算机模拟抗震试验都得到广泛应用,将制作好的模型或结构构件放在模拟地震振动台上,在台面输入某一确定性的地震记录,就能够较好地反映该次确定性地震作用的效果,计算机模拟环境可以拟真抗震效果,进而帮助改进各因素,从而做到有效抗震,另外,高层建筑结构的抗震设计的计算方法也会有新的转变。即从线性分析向非线性分析的转变,从确定性分析向非确定性分析的转变,从振型分解反应分析向时程分析法的转变。
4结语
高质量的高层建筑抗震结构设计是在达到建筑设计与结构设计的密切配合的前提下加以完成的,高层建筑的抗震结构设计是整个建筑工程的关键环节,因此,设计人员一定要综合多方面的因素进行分析,同时,还要结合新型的高性能材料以及抗震结构理念,提高对高层建筑抗震结构的设计水平,进而促进我国高层建筑的抗震结构设计技术的发展。
参考文献
[1]于险峰．高层建筑结构抗震设计[J]．中国新技术新产品,2010(1):171．
[2]祝英杰,谷伟.结构抗震设计[M].北京:北京大学出版社,2009.
第4篇
关键词:高层建筑;抗震;结构设计;探讨
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：
1 高层建筑发展概况与存在问题
80年代,是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店,它是一座现代化的高级宾馆,总高153.52m,全部采用框架一芯墙全钢结构体系,深圳发展中心大厦43层高165.3m,加上天线的高度共185.3m,这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。深圳于1995年6月封顶的地王大厦,81层高,385.95m为钢结构,它居目前世界建筑的第四位。
我国高层建筑的结构材料一直以钢筋混凝土为主。随着设计思想的不断更新,结构体系日趋多样化,建筑平面布置与竖向体型也越来越复杂,出现了许多超高超限钢筋混凝土建筑,这就给高层建筑的结构分析与设计提出了更高的要求。尤其是在抗震设防地区,如何准确地对这些复杂结构体系进行抗震分析以及抗震设计,已成为高层建筑研究领域的主要课题之一。
2 建筑抗震的理论分析
2.1 建筑结构抗震规范
建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。
2.2高层建筑结构抗震结构设计分析
设计阶段的结构动力特性分析。高层建筑进入初步设计阶段后,首先按方案阶段确定的结构布置进行计算分析。计算模型取自±0. 000至塔顶,假定楼板为平面内刚度无限大,其地震反应分析基本参数列于,以及可以看出,随着楼层高度的增加,结构X方向(纵向)自振周期及地震力基本正常,而结构Y方向(横向)自振周期偏长、结构刚度偏低,对应于水平地震作用的剪力较小,结构的抗震能力偏弱,结构偏于不安全。为增加Y方向(横向)的抗侧移刚度,提高其抗震能力,在现代高层建筑的设计中,可以在建筑核心筒的两侧增设四道剪力墙。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),抗震设计时,框架-剪力墙结构中剪力墙的数量必须满足一定要求,在地震作用时剪力墙作为第一道抗震防线必须承担大部分的水平力。但这并不意味着框架部分可以设计得很弱,而是框架部分作为第二道防线必须具备一定的抗侧力能力,在大震作用下第一道抗震防线剪力墙遭受破坏时,整个结构仍具备一定的抵抗能力,不至于立即破坏倒塌,这就需要在结构计算时,对框架部分所承担的剪力进行适当调整。
3结构抗震设计方法探讨。
3.1结构抗震设计的基本步骤。
对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段设计:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段设计:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值,并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。
3.2结构抗震设计方法
3.2.1基础的抗震设计
基础是实现高层建筑安全性的重要条件。我国高层建筑通常采用钢筋混凝土连续地基梁形式,在基础梁的设计中,为充分发挥钢筋的抗拉性和混凝土的抗压性的复合效应,把设计重点放在梁的高度和钢筋的用量上,在钢筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基础筋、基础辅筋5种钢筋的结合。为防止基础钢筋的生锈,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加钢筋表面的保护层厚度,以抑止钢筋的腐蚀。高层建筑基础处理的另一个特色是钢制基础结合垫块的应用,它是高层建筑上部结构柱与基础相连的重要结构部件。它的功能之一是使具有吸湿性的混凝土基础和钢制结构柱及上部建筑相分离,有效防止结构体的锈蚀,确保部件的耐久性。
3.2.2钢结构骨架的抗震设计
采用钢框架结合点柱壁局部加厚技术来提高结构抗震性能。一般钢框架结构,梁和柱结合点通常是柱上加焊钢制隅撑与梁端用螺栓紧固连接。在这种方式下,钢柱必须在结合部被切断,加焊隅撑后再结合,这样做技术上的不稳定性和材料品质不齐全的可能性很大,而且遇到大地震,钢柱结合部折断的危险性很大。鉴于此,可以首先该结构的梁柱采用高密度钢材,以发挥其高强抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免断柱形式,对二、三层的独立住宅而言,结构柱可以一贯到底,从而解决易折问题。与梁结合部柱壁达到两倍厚,所采用的是高频加热引导增厚技术。在制造过程中品质易下降的钢管经过加热处理反而使材料本来所具有的拉伸强度得以恢复。对于地震时易产生的应力集中,柱的增厚部位能发挥很大的阻抗能力,从而提高和强化了结构的抗震性。
3.2.3墙体的抗震设计
“三合一”外墙结构体系,首先是由日本专家设计应用的,采用外墙结构柱与两侧外墙板钢框架组合形成的“三合一”整体承重的结构体系。该体系不仅仅用柱和梁来支撑高层建筑,而是利用墙体钢框架与结构柱结合,有效地承受来自垂直方向与水平方向的荷载。由于外墙板钢框架的补强作用,该做法可以较好地发挥结构柱设计值以外的补强承载力。加强了对竖向地震力及雪荷载的抵抗能力,最大限度地发挥其抗震优势;另一方面,由于外墙板钢框架与内部斜拉杆所构成“面”承载与结构柱的结合并用,也提高了整体抗侧推力和抗变形能力。它的抗水平风载和地震力的能力比单纯墙体承重体系提高30%左右。
4增大结构抗震能力的加固与改造技术
建国几十年来，我国的抗震加固与改造技术得到了飞速发展。1976年唐山地震后，砌体结构抗震加固的问题日益突出，砌体结构抗震性能不好：砌体墙体抗震能力、变形性能的不足、房屋整体性不好。因此，增大墙体抗震性能的外包钢筋混凝土面层、钢筋网水泥砂浆面层加固技术及增大结构整体性的压力灌浆加固技术、增设圈梁(构造柱)加固技术、拉结钢筋加固技术；通过增设抗震墙来降低抗震能力薄弱构件所承受地震作用的增设墙体技术等应运而生。目前该技术广泛用于砌筑墙体的加固。
常见的混凝土柱加固技术有加大截面加固技术、外包钢加固技术、预应力加固技术、改变传力途径加固技术、加强整体刚度加固技术、粘钢加固技术以及碳纤维加固技术等。这些绝大部分都是经过长期实践检验可靠性比较高的技术，已收入国家标准《混凝土结构加固技术》(cecs25—90)。此类技术不仅有比较充分的理论依据，规范还提供了详细的计算公式。如混凝土柱的外包钢法加固技术，开始阶段的计算方法是分别计算混凝土柱和外包钢，外包钢按钢结构计算：当外包装的缀板加密并出现湿式的施工方法时，其计算按整体构件考虑；当缀板施加。
5结语
高层建筑已经逐渐成为当前时代建筑发展的主流建筑形态之一,对于高层建筑,其抗震效能的分析一直是国内外建筑抗震设计分析的研究热点,而最直接最有效的抗震措施就是在建筑设计阶段进行结构抗震设计,只有从高层建筑物内部实施结构抗震,才能够从根本上提高高层建筑的抗震效能。本论文从高层建筑结构设计的角度进行了抗震分析,对于具体的高层建筑抗震设计具有一定指导和借鉴意义。
参考文献:
[1]李忠献.高层建筑结构及其设计理论[M].北京:科学出版社,2006.
第5篇
关键词: 高层建筑; 框架结构; 剪力墙; 抗震设计
中图分类号：TU97 文献标识码：A
0 引 言
地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，存在着许多模糊和不确定因素，在结构内力分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，计算方法还很不完善，单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。
1 正确选择合理的结构体系
由于高层建筑中抗水平力成为设计的主要矛盾，因此采用何种抗侧力结构是结构设计的关键性问题。根据抗侧力结构的不同，钢筋混凝土结构主要可分为框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构等几种结构体系，这些体系的受力特点、抵抗水平力的能力，特别是抗震性能等有所不同，因此具有不同的适用范围。
( 1) 框架结构。由梁、柱构件通过节点连接构成，框架梁和柱既承受垂直荷载，又承受水平荷载，并可为建筑提供灵活布置的室内空间。当建筑物层数较少时，水平荷载对结构的影响较小，采用框架结构体系比较合理，当层数较多时，由于框架结构在水平力的作用下，内力分布很不均匀，并存在着层间屈服强度特别弱的楼层，且由于框架结构的构件截面惯性矩相对较小，导致侧向刚度较小，侧向变形较大，在强烈地震作用下，结构的薄弱层率先屈服，发生弹塑性变形，并形成弹塑性变形集中的现象，震害一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱更容易发生破坏，除剪跨比较小的短柱易发生柱中剪切破坏外，一般柱是柱端的弯曲破坏。因此框架结构属于以剪切变形为主的柔性结构，使用高度受到限制，主要用于非抗震设计和层数相对较少的建筑中。
( 2) 剪力墙结构。剪力墙沿横向、纵向正交布置或多轴线斜交布置，由钢筋混凝土墙体承受全部的水平荷载和竖向荷载，属于以弯曲变形为主的刚性结构。该种结构的抗侧力刚度比框架结构大的多，在水平力作用下侧向变形小，空间整体性好。剪力墙结构的工作状态可分为单肢墙、小开口墙、联肢墙，单肢墙和小开口墙的截面内力完全或接近于按材料力学公式成直线分布规律，其平衡地震力矩只靠截面内力偶负担。联肢墙则通过连系梁使许多墙肢共同工作，地震力矩可由多个墙肢的截面内力矩与连梁对墙肢的约束力矩共同负担，设计原则是梁先屈服，然后墙肢弯曲破坏丧失承载内力。当连梁钢筋屈服并且有延性时，既可吸收大量地震能量，又能继续传递弯矩和剪力，对墙肢有一定的约束作用。由于剪力墙结构自重大，建筑平面布置局限性大，难以满足建筑内部大空间的要求。因此其更多地用于墙体布置较多，房间面积要求不太大的建筑物中，既减少了非承重隔墙的数量，也可使室内无外露梁柱，达到整体美观。
( 3) 框架 － 剪力墙结构。是指在框架结构中的适当部位增设一些剪力墙，是刚柔相结合的结构体系，能提供建筑大开间的使用空间，是由若干道单片剪力墙与框架组成。在这种结构体系中，框架和剪力墙共同承担水平力，但由于两者刚度相差很大，变形形状也不相同，必须通过各层楼板使其变形一致，达到框架和剪力墙的协同工作。从受力特点看，剪力墙是以弯曲变形为主，框架是以剪切变形为主，由于变位协调，在顶部框架协助剪力墙抗震，在底部剪力墙协助框架抗震，其抗震性能由于较好的的发挥了各自的优点而大为提高。因此可以适用于各种不同高度建筑物的要求而被广泛采用。
以上分析了三种常用的钢筋混凝土结构体系的特点，通过分析比较看出，选择高层建筑结构抗侧力体系通常需要考虑的两个主要原因是建筑物的高度和用途。
2 正确认识高层建筑的受力特点，选择合理的结构类型
高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构，垂直荷载主要使结构产生轴向力与建筑物高度大体为线性关系; 水平荷载使结构产生弯矩。从受力特性看，垂直荷载方向不变，随建筑物的增高仅引起量的增加; 而水平荷载可来自任何方向，当为均布荷载时，弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特性看，竖向荷载引起的侧移很小，而水平荷载当为均布荷载时，侧移与高度成四次方变化。由此可以看出，在高层结构中，水平荷载的影响要远远大于垂直荷载的影响，水平荷载是结构设计的控制因素，结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外，同时要求结构要有足够的刚度，使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。
高层建筑有上述的受力特点，因此设计中在满足建筑功能要求和抗震性能的前提下，选择切实可行的结构类型，使之在特定的物资和技术条件下，具有良好的结构性能、经济效果和建筑速度是非常必要的。高层建筑上常用的结构类型主要有钢结构和钢筋混凝土结构。钢结构具有整体自重轻、强度高、抗震性能好、施工工期短等优点，并且钢结构构件截面相对较小，具有很好的延性，适合采用柔性方案的结构。其缺点是造价相对较高，当场地土特征周期较长时，易发生共振。与钢结构相比，现浇钢筋混凝土结构具有结构刚度大，空间整体性好，造价低及材料来源丰富等优点，可以组成多种结构体系，以适应各类建筑的要求，在高层建筑中得到广泛应用，比较适用于提供承载力，控制塑性变形的刚性方案结构。其突出缺点是结构自重大，抵抗塑性变形能力差，施工工期长，当场地土特征周期较短时，易发生共振。因此，高层建筑采用何种结构形式，应取决于所有结构体系和材料特性，同时取决于场地土的类型，避免场地土和建筑物发生共振，而使震害更加严重。
3 选择合理的结构布置，协调好建筑与结构的关系
( 1) 应满足建筑功能要求，做到经济合理、便于施工。建筑物的开间、进深、层高、层数等平面关系和体型除满足使用要求外，还应尽量减少类型，尽可能统一柱网布置和层高，重复使用标准层。
( 2) 高层建筑控制位移是主要矛盾，除应从平面体型和立面变化等方面考虑提高结构的总体刚度以减少结构的位移。在结构布置时，应加强结构的整体性及刚度，加强构件的连接，使结构各部分以最有效的方式共同作用; 加强基础的整体性，以减少由于基础平移或扭转对结构的侧移影响，同时应注意加强结构的薄弱部位和应力复杂部位的强度。此外增强结构整体宽度也可减少侧向位移，在其它条件不变时，变形与宽度的三次方成正比。因此宜对建筑物的高宽比加以限制，体型扁而重的建筑是不合适的，宜采用刚度较大的平面形状，如方型、接近方型的矩型、圆型、Y 型和井型等塔式建筑，即把使用要求及建筑体型多样化和结构的要求有机地结合起来，又可形成侧向稳定的体系。
( 3) 在地震区为了减少地震作用对建筑结构的整体和局部的不利影响，如扭转和应力集中效应，建筑平面形状宜规正，避免过大的外伸或内收，沿高度的层间刚度和层间屈服强度的分部要均匀，主要抗侧力竖向构件，其截面尺寸、混凝土强度等级和配筋量的改变不宜集中在同一楼层内，应纠正 “增加构件强度总是有利无害”的非抗震设计概念，在设计和施工中不宜盲目改变混凝土强度等级和钢筋等级以及配筋量。简单地说就是使结构各部分刚度对称均匀，各结构单元的平面形状应力求简单规则，立面体型应避免伸出和收进，避免结构垂直方向刚度突变等。平面的长宽比不宜过大，以避免两端相距太远，振动不同步，应使荷载合力作用线通过结构刚度中心，以减少扭转的影响。尤其是布置楼电梯间时不宜设在平面凹角部位或端部角区，他对结构刚度的对称性有显著的影响。
( 4) 提高结构的抗震性能。由于高层建筑的受力特点不同于低层建筑，因此在地震区进行高层建筑结构设计时，除应保证结构具有足够的强度和刚度外，还应具有良好的抗震性能。通过合理的抗震设计，使建筑物达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”。为了达到这一要求，结构必须具有一定的塑性变形能力来吸收地震所产生的能量，减弱地震破坏的影响。
4 结束语
高层建筑已经逐渐成为当前时代建筑发展的主流建筑形态之一，对于高层建筑，其抗震效能的分析一直是国内外建筑抗震设计分析的研究热点，而最直接最有效的抗震措施就是在建筑设计阶段进行结构抗震设计，只有从高层建筑物内部实施结构抗震，才能够从根本上提高高层建筑的抗震效能。通过对高层建筑的受力特性、结构类型、结构体系、结构布置、抗震性能等多方面的概念设计，从而更加有效地构造出新的措施与计划，完善建筑结构设计。高层建筑结构是一种高要求的结构体系，一般情况下，连接体与主体的连接要用刚性连接。跨度大时，可采用钢结构，以便减轻结构自重和方便施工。
参考文献:
1. 现行建筑施工规范大全［M］． 北京: 中国建筑工业出版社，2009．
第6篇
【关键词】高层建筑;抗震结构;设计;问题;措施
1、高层建筑的抗震设计理念
我国建筑抗震规范对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求，“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此，要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力（变形能力）不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保障了人员的安全。因此，要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
2、高层建筑抗震结构设计的基本原则
2.1结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能
（1）结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则
（2）对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力;（3）承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
2.2尽可能设置多道抗震防线
由于每次强震之后都会伴随多次余震，因此在建筑物的抗震设计过程中若只有一道设防，则其在首次被破坏后而余震来临时其结构将因损伤积累而倒塌。因此，建筑物的抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，在地震发生时由具有较好延性的结构构件协同工作来抵挡地震作用。当遭遇第二设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏，但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保证了人员的安全。
3、高层建筑结构抗震设计的基本方法
3.1进行合理的基础设计
同一结构单元不宜设置在性质不同的地基土上，不宜采用不同的基础形式。地基有软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时，宜采取措施加强基础的整体性和刚性，对于部分地区的灌淤土和湿陷性黄土更应采用合理的基础形式和有效的地基加固措施，使其具有良好的承载能力和稳定性。对于底层框架结构这种结构形式，由于其良好的实用性，目前使用还比较广泛，但这种结构上部刚度比较大，而下部刚度又比较小，上下性质截然不同，变形能力相差悬殊， 所以在抗震区这种结构形式应尽量少采用。或采用时应加强底层楼板的水平刚度或者采取其它有效措施以尽量协调上下不同性质结构的变形能力。
3.2减少地震能量输入
积极采用基于位移的结构抗震设计，要求进行定量分析，使结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求。除了验算构件的承载力外，要控制结构在大震作用下的层间位移角限值或位移延性比;根据构件变形与结构位移关系，确定构件的变形值;并根据截面达到的应变大小及应变分布，确定构件的构造要求。对于高层建筑，选择坚硬的场地土建造高层建筑，可以明显减少地震能量输入减轻破坏程度。另外，错开地震动卓越周期，可防止共振破坏。
3.3高层建筑结构应具有预定必要的刚度
结构的刚度太大或太小，在结构计算结果中表现出周期的偏小或偏大，相应的主体结构的位移也偏小或偏大。此时可采用调整与结构刚度有关的参数，如构件的截面尺寸、混凝土的强度等级、剪力墙结构开洞大小等情况;或调整计算参数的设置，如调整梁的刚度放大系数，来满足规范合理的范围。正常使用条件下，限制建筑结构层间位移的主要目的为：
第一，保证主要结构基本处于弹性受力状态，对钢筋混凝土结构要避免混凝土墙或柱出现裂缝;将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度限制在规范允许范围之内。
第二，保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显损坏。
3.4推广使用隔震和消能减震设计
目前我国和世界各国普遍采用的是传统抗震结构体系即“延性结构体系”，也就是适当控制结构物的刚度，但容许结构构件（如梁、柱、墙、节点等）在地震时进入非弹性状态，并且具有较大的延性，以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒”。这种体系，在很多情况下是有效的，但也存在很多局限性。随着社会的不断发展，对各种建筑物和构筑物的抗震减震要求越来越高，使“延性结构体系”的应用日益受到限制，传统的抗震结构体系和理论越来越难以满足要求，而由于隔震消能和各种减震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性，在未来的建筑结构中将得到越来越广泛的应用。
3.5谨慎选用结构材料
在高层建筑的方案设计阶段，结构材料选用也很重要。可以对材料参数随机性的抗震模糊可靠度进行分析，改变了过去对结构抗震可靠度的研究只考虑荷载的不确定性，而忽略了其他多种不确定因素，综合考虑了材料参数的变异性，地震烈度的随机性及烈度等级界限的随机性与模糊性对结构抗震可靠度的影响。从抗震角度来说，结构体系的抗震等级，其实质就是在宏观上控制不同结构的廷性要求。这要求我们应根据建设工程的各方面条件，选用符合抗震要求又经济实用的结构类别。
3.6高层建筑结构应设置多道抗震防线
这样设置的作用就在于，当第一道防线的构件在强烈地震作用下遭到破坏后，后备的第二道乃至第三道防线能抵挡后续地震的冲击，使建筑物免于倒塌。
首先，一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架一剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。
其次，强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应具备最大量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。
最后，在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。
4、结语
高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的，我们需要在具体的实践中对高层建筑所处的地质和环境进行详细的分析和研究，选用适合的抗震结构，注重建筑结构材料的选择，减小地震的作用力，增强地震的抵抗力，从而达到高层建筑抗震的目的。
参考文献：
第7篇
关键词：高层建筑 ， 结构设计 ，抗震设计，短柱，措施
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
中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：
1 高层建筑抗震设计的原则
1.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。②对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
1.2 尽可能设置多道抗震防线①一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架—剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。②强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。③适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。④在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。
1.3 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力①构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。②要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。③要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。④在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
2 高层建筑抗震中短柱的正确判定
柱净高H与截面高度h之比H/h≤4为短柱，工程界许多工程技术人员也都据此来判定短柱，这是一个值得注意的问题。因为确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比λ，只有剪跨比λ＝M/Vh≤2的柱才是短柱，而柱净高与截面高度之比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来判定的主要依据是：①λ=M/Vh≤2；②考虑到框架柱反弯点大都靠近柱中点，取M＝0.5VH，则λ＝M/Vh＝0.5VH/Vh＝0.5H/h≤2，由此即得H/h≤4。但是，对于高层建筑，梁、柱线刚度比较小，特别是底部几层，由于受柱底嵌固的影响且梁对柱的约束弯矩较小，反弯点的高度会比柱高的一半高得多，甚至不出现反弯点，此时不宜按H/h≤4来判定短柱，而应按短柱的力学定义——剪跨比λ＝M/Vh≤2来判定才是正确的。
框架柱的反弯点不在柱中点时，柱子上、下端截面的弯矩值大小就不一样，即Mt≠Mb。因此，框架柱上、下端截面的剪跨比大小也是不一样的，即λt＝Mt/Vh≠λb＝Mb/Vh。此时，应采用哪一个截面的剪跨比来判断框架柱是不是属于短柱呢？笔者认为，应该采用框架柱上、下端截面中剪跨比的较大值，即取λ＝max（λt，λb）。一般情况下，在高层建筑的底部几层，框架柱的反弯点都偏上，即Mb＞Mt。
在层高一定的情况下，为提高延性而降低轴压比则会导致柱截面增大，且轴压比越小截面越大；而截面增大导致剪跨比减小，又降低了构件的延性，轴压比与延性比关系图如图1所示，因此，在高层特别是超高层建筑结构设计中，为满足规程对轴压比限值的要求，柱子的截面往往比较大，在结构底部常常形成短柱甚至超短柱。
图1 轴压比与延性比关系图
3 提高短柱抗震性能的措施
有抗震设防要求的高层建筑除应满足强度、刚度要求外，还要满足延性的要求。钢筋混凝土材料本身自重较大，所以对于高层建筑的底层柱，随着建筑物高度的增加，其所承担的轴力不断增加，而抗震设计对结构构件有明确的延性要求，在层高一定的情况下，提高延性就要将轴压比控制在一定的范围内而不能过大，这样则必然导致柱截面的增大，从而形成短柱，甚至成为剪跨比小于1.5的超短柱。众所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱几乎没有延性，在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时，很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌。
混凝土短柱的延性主要受轴压比的影响，同时配箍率、箍筋的形式对混凝土短柱的影响也很大。高层混凝土结构短柱，特别是结构低层的混凝土短柱，其轴压比很大，破坏时呈脆性破坏，其塑性变形能力很小。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，可以从以下几方面着手，采取措施提高混凝土的抗震性能。
3.1提高短柱的受压承载力
提高短柱的受压承载力可减小柱截面、提高剪跨比，从而改善整个结构的抗震性能。减小柱截面和提高剪跨比，最直接的方法就是提高混凝土的强度等级，即采用高强混凝土来增加柱子的受压承载力，降低其轴压比；但由于高强混凝土材料本身的延性较差，采用时须慎重或与其他措施配合使用。此外，可以采用钢骨和钢管混凝土柱以提高短柱的受压承载力。
3.2 采用钢管混凝土柱
钢管混凝土是套箍混凝土的一种特殊形式，由混凝土填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构材料。由于钢管内的混凝土受到钢管的侧向约束，使得混凝土处于三向受压状态，从而使混凝土的抗压强度和极限压应变得到很大的提高，混凝土特别是高强混凝土的延性得到显著改善。同时，钢管既是纵筋，又是横向箍筋， 其管径与管壁厚度的比值至少都在90以下，相当于配筋率2至少都在4.6%。
当选用了高强混凝土和合适的套箍指标后，柱子的承载力可大幅度提高，通常柱截面可比普通钢筋混凝土柱减小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。
3.3 采用分体柱
由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多，在地震作用下往往是因剪坏而失效，其抗弯强度不能完全发挥。因此，可人为地削弱短柱的抗弯强度，使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度，这样，在地震作用下，柱子将首先达到抗弯强度，从而呈现出延性的破坏状态。分体柱方法已在实际工程中得到应用。人为削弱抗弯强度的方法，可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为2或4个柱肢组成的分体柱，分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键，以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般，连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻尼器、素砼连接键等形式。
第8篇
关键词：高层建筑;抗震结构;设计;问题;措施;
引言
随着经济社会的不断发展，高层建筑也不断涌现出来，但是由于近些年频繁发生的地质灾害，也给高层建筑的结构设计敲响了警钟。高层建筑也越来越多，在这种情况下必须做好抗震设计，设计人员在高层建筑抗震设计中，都是按照抗震结构设计规范进行的，他们希望设计的结构能够达到强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，从而经济地实现“小震不倒、中震可修、大震不倒”的目的，但是在实际设计中，却不能达到这种效果。本文将从抗震结构设计的基本原则，我国高层建筑抗震设计常见的问题以及提高抗震性能措施三个方面对高层建筑的抗震结构进行阐述。
1.高层建筑抗震结构设计的基本原则
（1）结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能。①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则;②对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力;③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
（2）尽可能设置多道抗震防线。由于每次强震之后都会伴随多次余震，因此在建筑物的抗震设计过程中若只有一道设防，则其在首次被破坏后而余震来临时其结构将因损伤积累而倒塌。因此，建筑物的抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，在地震发生时由具有较好延性的结构构件协同工作来抵挡地震作用。当遭遇第二设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏，但经一般修理或不需修理仍可继续使用。
2.我国高层建筑抗震设计常见的问题
2.1工程地质勘查资料不全
在设计初期，设计人员应该及时掌握施工场地的地质情况，但是往往在设计过程中，却没有建筑场地岩土工程的勘察资料，就不能很好的进行地基设计，给建筑物的结构带来安全隐患。
2.2建筑材料不满足要求
对于材料而言，我们要明确这样一个道理：地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。一般说在相同条件下，质量大，地震作用就大，震害程度就大，质量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑物的楼板、墙体、框架、隔断、围护墙以及屋面构件中，广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土、加气混凝土板、空心塑料板材等轻质材料，将能显著改善建筑物的抗震性能。
2.3建筑物本身的建筑结构设计
建筑物如果平面布置复杂，致使质心与刚心不重合，在地震作用下产生扭转效应，则会加剧了地震的破坏作用，海城地震和唐山地震中有不少这样的震害实例。台湾9.21地震中，一栋钢筋混凝土结构由于结构平面不规则，在水平地震作用下，结构产生严重扭转效应而破坏倒塌，同时撞坏相邻建筑上部的阳台。
2.4平面布局的刚度不均
抗震设计要求建筑的平、立面布置宜规正、对称，建筑的质量分布和刚度变化宜均匀，否则应考虑其不利影响。但有的平面设计存在严重的不对称：一边进深大，一边进深小;一边设计大开间，一边为小房间;一边墙落地承重，一边又为柱承重。平面形状采用L、π形不规则平面等，造成了纵向刚度不均，而底层作为汽车库的住宅，一侧为进出车需要，取消全部外纵墙，另一侧不需进出车辆，因而墙直接落地，造成横向刚度不均。这些都对抗震极为不利。
2.5防震缝设置不规范
对于高层建筑存在下列三种情况时，宜设防震缝：①平面各项尺寸超过《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》（JGJ3- 91）中表2.2.3 的限值而无加强措施;②房屋有较大错层;③各部分结构的刚度或荷载相差悬殊而又未采取有效措施;但有的竟未采取任何抗震措施又未设防震缝。
2.6结构抗震等级掌握不准
有的提高了，而有的又降低了，主要是对场地土类型、结构类型、建筑高度、设防烈度等因素综合评定不准造成。
上述这些问题的存在，倘若不能得到改正，势必对建筑物的安全带来隐患。上述这些问题的原因是多方面的，这就需要设计人员从设计的角度避免这些问题的出现，防止将这种问题带入施工中，应该高层建筑的抗震性能。
3.提高抗震性能措施
3.1选择合理结构类型
在高层建筑中，其竖向荷载主要使结构产生轴向力，而水平荷载主要使结构产生弯矩，随着高度的增加，在竖向荷载不变的情况下，水平荷载作用力增加，此时竖向荷载所引起的建筑物侧移很小，但是水平荷载参数的侧移就非常大，与高度层四次方变化，因此在高层建筑中，主要对水平荷载进行控制，在设计过程中，应该在满足建筑功能及抗震性的前提下，选择切实可行的结构类型，使其具有良好的结构性能。目前大多数的高层建筑都采用了钢混结构，这种结构具有较大的刚度，空间整体性好，材料资源丰富，可组成多种结构体系。但是其变形能力差，造价相对较高，当场地特征周期较长时，容易发生共振现象。
3.2减小地震能量输入
具有良好抗震性能的高层建筑结构要求结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求，因此在设计过程中除了控制构件的承载力外还应控制结构在地震作用下的层间位移极限值或位移延性比， 然后根据构件变形与结构位移的关系来确定构件的变形值，同时根据截面达到的应变大小及分布来确定构件的构造要求，选择坚硬的场地土来建造高层建筑等方法来减小地震能量的输入。
3.3减轻结构自重
对于同样的地基条件下进行建筑结构设计若减轻结构自重则可相应增加层数或减少地基处理造价，尤其是在软土基础上进行结构设计这一作用更为明显，同时由于地震效应与建筑质量成正比，而高层建筑由于其高度大重心高等特点，在地震作用时其倾覆力矩也随之增加， 因此， 为了尽量减小其倾覆力矩应对高层建筑物的填充墙及隔墙尽量采用轻质材料以减轻结构自重。
3.4尽可能设置多道抗震防线
当发生强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。
4.结语
总之，面对中国的高层建筑抗震结构存在的诸多问题，限于我国作为一个发展中国家的财力、物力，探讨、研究有效的建筑抗震措施的任务仍然十分艰巨。于此同时，我国政府相关部门也应该加强规范力度，发挥好对高层建筑防震措施的检查、检验效力。
参考文献
[1]罗联训. 浅论高层混凝土建筑抗震结构设计[J]. 中华民居（下旬刊），2014，06：25.
[2]李鸥. 浅议高层混凝土建筑抗震结构设计[J]. 价值工程，2015，09：175-176.
第9篇
关键词：高层建筑；抗震结构；设计；问题；
0.引言
我国城市人口的不断增多、建设用地的日趋紧张和城市规划的需要，使高层建筑得以快速的发展。科技的进步、新材料出现和施工技术的不断提高、计算机的普及和结构分析等新科技水平的提高，为高层建筑的发展提供了条件。而高层建筑的发展也对建筑的抗震性能提出了更高的要求。近年来不断发生的地震灾害，带来了巨大的人员伤亡和经济损失，给人们敲响了警钟。地震作用影响因素复杂，目前尚没有精确的抗震计算方法，规范给出的计算方法也是半经验半理论的计算，但在楼层的设计中，对于高层建筑的抗震性能设计，已经引起人们的高度重视，采用了各种措施来提高高层建筑的抗震性能。本文将从抗震结构设计的基本原则，我国高层建筑抗震设计常见的问题以及提高抗震性能措施三个方面对高层建筑的抗震结构进行阐述。
1.高层建筑抗震结构设计的基本原则
（1）结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能。①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则；②对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力；③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
（2）尽可能设置多道抗震防线。由于每次强震之后都会伴随多次余震，因此在建筑物的抗震设计过程中若只有一道设防，则其在首次被破坏后而余震来临时其结构将因损伤积累而倒塌。因此，建筑物的抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，在地震发生时由具有较好延性的结构构件协同工作来抵挡地震作用。当遭遇第二设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏，但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保了人员的安全。
（3）对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。①构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础；②要使楼层（部位）的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层（部位）的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中；③要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调；④在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层（部位），使之有足够的变形能。
2.我国高层建筑抗震设计常见的问题
（1）工程地质勘查资料不全
在设计初期，设计人员应该及时掌握施工场地的地质情况，但是往往在设计过程中，却没有建筑场地岩土工程的勘察资料，就不能很好的进行地基设计，给建筑物的结构带来安全隐患。
（2）建筑材料不满足要求
对于材料而言，我们要明确这样一个道理：地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。一般说在相同条件下，质量大，地震作用就大，震害程度就大，质量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑物的楼板、墙体、框架、隔断、围护墙以及屋面构件中，广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土、加气混凝土板、空心塑料板材等轻质材料，将能显著改善建筑物的抗震性能。
（3）建筑物本身的建筑结构设计
建筑物如果平面布置复杂，致使质心与刚心不重合，在地震作用下产生扭转效应，则会加剧了地震的破坏作用，海城地震和唐山地震中有不少这样的震害实例。台湾9.21地震中，一栋钢筋混凝土结构由于结构平面不规则，在水平地震作用下，结构产生严重扭转效应而破坏倒塌，同时撞坏相邻建筑上部的阳台。
（4）平面布局的刚度不均
抗震设计要求建筑的平、立面布置宜规正、对称，建筑的质量分布和刚度变化宜均匀，否则应考虑其不利影响。但有的平面设计存在严重的不对称：一边进深大，一边进深小；一边设计大开间，一边为小房间；一边墙落地承重，一边又为柱承重。平面形状采用L、π形不规则平面等，造成了纵向刚度不均，而底层作为汽车库的住宅，一侧为进出车需要，取消全部外纵墙，另一侧不需进出车辆，因而墙直接落地，造成横向刚度不均。这些都对抗震极为不利。
3.提高抗震性能措施
（1）选择合理结构类型
在高层建筑中，其竖向荷载主要使结构产生轴向力，而水平荷载主要使结构产生弯矩，随着高度的增加，在竖向荷载不变的情况下，水平荷载作用力增加，此时竖向荷载所引起的建筑物侧移很小，但是水平荷载参数的侧移就非常大，与高度层四次方变化，因此在高层建筑中，主要对水平荷载进行控制，在设计过程中，应该在满足建筑功能及抗震性的前提下，选择切实可行的结构类型，使其具有良好的结构性能。目前大多数的高层建筑都采用了钢混结构，这种结构具有较大的刚度，空间整体性好，材料资源丰富，可组成多种结构体系。但是其变形能力差，造价相对较高，当场地特征周期较长时，容易发生共振现象。
（2）减小地震能量输入
具有良好抗震性能的高层建筑结构要求结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求，因此在设计过程中除了控制构件的承载力外还应控制结构在地震作用下的层间位移极限值或位移延性比， 然后根据构件变形与结构位移的关系来确定构件的变形值，同时根据截面达到的应变大小及分布来确定构件的构造要求，选择坚硬的场地土来建造高层建筑等方法来减小地震能量的输入。
（3）减轻结构自重
对于同样的地基条件下进行建筑结构设计若减轻结构自重则可相应增加层数或减少地基处理造价，尤其是在软土基础上进行结构设计这一作用更为明显，同时由于地震效应与建筑质量成正比，而高层建筑由于其高度大重心高等特点，在地震作用时其倾覆力矩也随之增加， 因此， 为了尽量减小其倾覆力矩应对高层建筑物的填充墙及隔墙尽量采用轻质材料以减轻结构自重。
5.结语
总之，面对中国的高层建筑抗震结构存在的诸多问题，限于我国作为一个发展中国家的财力、物力，探讨、研究有效的建筑抗震措施的任务仍然十分艰巨。于此同时，我国政府相关部门也应该加强规范力度，发挥好对高层建筑防震措施的检查、检验效力。
参考文献
[1]陈天华.高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].中国科技信息，2011，16：42.
[2]熊荣.高层建筑抗震结构设计探讨[J].科技与企业，2012，13：255.
第10篇
关键词：控制周期比 连梁设计 高层结构
1剪力墙的连梁设计
连梁是指与剪力墙相连允许开裂可作刚度折减的梁。当PKPM建模后进入STAWE计算时，程序对全楼所有的梁都进行了判断，把两端都与剪力墙相连且至少在一端与剪力墙轴线的夹角不大的梁，隐含定义为连梁。在高层剪力墙结构中，连梁的设计常受多因素制约，连梁的内力和结构抗侧力刚度与相连墙肢刚度、连梁跨高比等因素有关。联系墙肢的连梁，对剪力墙的受力会产生较大的影响，其本身的受力条件也比较复杂，如果连梁发生破坏，那么联肢墙各墙肢间会失去约束而形成几个单独受力的墙肢，造成整片剪力墙水平位移加大。承载力下降的状况。震害调查和试验结果证明，对联肢墙来说，连梁的设计是非常重要的。连梁的破坏将会导致剪力墙最终丧失承载能力。按照《建筑抗震设计规范》要求。宜选用跨高比偏大的连梁。按常规设计方法配筋，进行截面抗剪设计，使其不过早地发生剪切破坏，从而使连梁具有足够的延性。在工程设计时，根据计算的基本假定，可以忽略连梁的轴力，但绝大多数的墙体洞口尺寸的宽度是不大的，因此大多数连梁的跨高比较小。其尺寸类似于深梁。试验表明，连梁的剪切变形较大，容易产生斜裂缝．在反复荷载作用下。斜裂缝会发展成沿梁跨的对角线状，较大地降低了连梁的抗剪能力。为了避免连梁的剪切破坏，要求连梁有足够的截面尺寸和一定数量的抗剪箍筋。抗震结构还应考虑非弹性变形阶段，连梁是首先屈服并形成塑性铰的耗能机构，应调整内力，对连梁刚度进行折减，这是避免连梁在弯曲屈服前出现剪切破坏的有效措施，从而控制结构最终形成延性破坏机制。在结构计算时，设计人员都会发现，往往会出现部分连梁超筋的情况，分析其原因主要是因为连梁跨高比较小，刚度较大，吸收地震力较多。造成连梁的约束弯矩和剪力过大，致使连梁抗剪能力不能满足规范对连梁剪压比的限值。当连梁剪力超过其剪压比限值时，连梁将产生脆性破坏。剪力墙结构的一个设计原则是强墙弱连梁。如果对剪力墙连梁刚度进行折减，人为限制连梁梁端的抗弯承载力。进行塑性再调幅。则连梁梁端将产生裂缝，变形增大，形成塑性铰．其剪力值将达不到按弹性计算的剪力值。连梁刚度折减后。如计算分析结果仍有部分连梁不能满足剪压比限制时，则可按剪压比要求降低连梁剪力设计值，由调整后的剪力计算出相应的连梁弯矩，并对剪力墙墙肢内力进行调整。在实际工程中。对连梁的刚度折减不宜过大，否则小震时就会有较多裂缝产生。按《建筑抗震设计规范》要求折减系数不宜小于0.5，要满足正常使用状态下极限承载力的要求。
2 位移比和周期比的控制
地震作用对结构的损害与扭转反应的大小有直接关系，对于要求地震的建筑，一方面，要求结构布置规则、对称，其关键是要求平面布置刚度均匀。以减少扭转。另一方面，要求加强结构的抗扭强度和抗扭承载力。这已成为重要的概念设计内容。而在实际工程中，由于建筑造型的要求．建筑场地的限制或建筑功能的需要，在高层建筑结构设计中，大多数结构的平面布置和竖向布置很难达到《建筑抗震设计规范》所要求的“规则”标准。为此需对结构进行调整，限制平面扭转效应。
结构自振周期表示结构自身的性能。其中扭转周期的相对大小反映了结构抗扭刚度的大小，抗扭刚度小的结构，其扭转周期长，地震时这样的结构扭转反应一般较大。不利于抗震，因此《高层建筑混凝土结构技术规程》对结构扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期的周期比进行限制。限制结构的抗扭刚度不能太弱，从而使结构的层间扭转角不致过大。因结构在水平地震作用下的扭转振动不仅与扭转为主的周期有关，也与平动为主的结构周期有关，因为所有振动都是耦连的，当平动为主的第一周期较长时，和它相应的结构扭转振动可能也较大，导致结构层间扭转角加大。这对结构抗震是不利的，因此对结构平动为主第一周期也应考虑不宜过长。周期比是控制结构扭转效应的重要指标，当周期比不满足要求时，通常采取降低结构中间构件的刚度，在建筑周边设置刚性构件。增加抗扭刚度，使周期比满足要求。实际上，控制周期和控制位移是一样的。控制结构扭转周期就是控制结构在地震作用下的扭转位移。结构位移和结构自振周期互相关联，位移随着周期的增大而增长。位移比是控制结构平面不规则性的重要指标，其值《高层建筑混凝土结构技术规程》中有明确规定，当位移比超过1．2时为不规则结构，超过1．5时为严重不规则结构。当位移比不满足《高层建筑混凝土结构技术规程》要求时，常常是因为结构的抗侧力构件布置不均匀引起的。所以，在高层建筑中，抗侧力构件布置时应按照均匀、对称、分散的原则，尽量使结构的质心和刚心重合或接近，提高抗扭刚度在一定程度上可减小位移比，这也是概念设计中改进结构抗震性能的重要措施之一。
3 转角窗布置的设计
塔式高层住宅中，由于建筑功能的需要，建筑师常常在建筑平面外墙转角处采用转角窗，使用户充分享受室外绿化景观和满足室内采光要求。而建筑物角部是结构设计的关键部位，一般均设置L型剪力墙，这种情况下角部构件内力较大，程度不同地显示出剪力滞后现象，应力集中，受力复杂。同时转角墙具有较大扭转刚度且抗震性能较好．若开设转角窗，实际上是取消角部的墙体．代之以角部曲梁，使角部附近的构件受力更加复杂，对结构抗震更加不利。使得与之相连的暗柱增加了平面外的弯矩，角窗下的连梁受扭。一般来说，当该楼层的最大水平位移大于该楼层平均值的1．2倍时，就超过国家规范对高层住宅结构的扭转变形限值，需重新调整结构平面。
第11篇
关键词：超限高层；错层结构；加强措施
1工程概况
该工程位于兰州市七里河区，主楼地上十九层，房屋高度57.35m；裙房二层，房屋高度9.45m。主楼采用钢筋混凝土剪力墙结构。建筑平面如图1所示。本工程按8度抗震设防，设计基本地震加速度0.2g,设计地震分组第三组。一～二层（底部商业）为乙类，其余为丙类。场地类别为二类。地上一～二层抗震等级均为一级，其余均为二级。
2结构计算模型及超限判断
2.1结构计算模型楼层错层在计算模型输入时通常有两种方法：①通过修改节点标高和输入层间梁、层间板的方式实现。此类方法适用于错层面积较小的情况，但由于标高繁冗较容易出错；②增加标准层的方式。此类方法适用于错层面积较大的情况。两种方法均能实现相同楼层，标高不同的目的。本工程采用第二种方法输入模型。依据《高层建筑混凝土结构技术规程》第10.4.3条规定，当采用错层结构时，为了保证结构分析的可靠性，相邻错开的楼层不应归并为一个刚性楼层计算。故在计算时，错层处楼板按弹性膜处理。2.2结构超限判断（1）楼板不连续：①局部有效楼板宽度小于典型楼面宽50%。即7.8/17.35=45%<50%；②楼板局部错层如图2所示。（2）凹凸不规则：平面凸出的尺寸大于相应投影方向尺寸的30%。即20.8×30%=6.24<6.5。（3）扭转不规则，考虑偶然偏心下，错层楼层处扭转位移比大于1.4，小于1.5。由于底部三层裙房局部楼板不连续导致楼层抗侧力刚度与楼层抗剪承载力比值较小，但均满足规范要求。根据住建部《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》具有以上三点的高层建筑工程应进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查。
3结构计算结果分析
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第3.4.3条规定，凡具有上述三项或三项以上不规则者均为特别不规则的建筑。故采用《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE》和《复杂空间结构分析与设计软件PMSAP》（2011年9月版）两种结构计算软件进行整体分析比较，以保证力学分析结构的可靠性。并采用弹性动力时程分析、弹塑性静力时程分析（PUSH）进行了补充计算。通对分析计算，结果表明：①PMSAP与SATWE计算结果基本一致，均满足相关规范要求。说明SATWE计算能较为真实反映结构实际受力情况，结构整体设计时可采用SATWE计算结果；②弹性动力时程分析，每条时程曲线计算所得结构底部剪力均不小于振型分解反应谱计算结果的65%，七条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不小于振型分解反应谱计算结果的80%。平均反应的最大楼层剪力曲线、最大楼层位移角曲线均小于CQC法计算结果，结构无明显薄弱层或薄弱部位；③罕遇地震作用下弹塑性静力时程分析（PUSH），结构在罕遇地震作用下的薄弱层弹塑性层间位移角最大值1/136，均不大于1/120，在罕遇地地震作用下结构不会出现整体垮塌。
4结构构造加强措施
本工程属于超限高层建筑，结构设计除满足规范的一般要求外，还针对不同超限内容采取一定的构造加强措施。4.1凹凸不规则的加强措施整体计算时，采用分块刚度板假设，将凹凸连接薄弱部位楼板指定为弹性膜，以改善结构变形能力。4.2扭转不规则的加强措施针对扭转不规则情况，查找扭转较大位置的结构构件，加大该部位竖向边缘构件的配箍特征值，一层至裙房顶上一层剪力墙约束边缘构件最小构造配筋率不小于1.45%，配箍特征值比规范规定增大10%。周边墙体中增设暗梁，提高结构延性，降低扭转不规则带来的不利影响。4.3楼板不连续的加强措施主要内容：①错层处楼板按弹性膜输入；②错层部位及上下各一层楼板板厚不小于120mm，双层双向配筋，单层单向配筋率不小于0.3%。4.4楼板局部错层的加强措对于结构错层处剪力墙墙后不应小于250mm，抗震等级提高一级，混凝土强度等级不应低于C30，水平和竖向分布钢筋的配筋率不应小于0.5%。
5结束语
本工程通过对结构布置的不断优化，对各种结构电算结果的计算分析，采取相应的结构加强措施，使得结构主要控制指标能满足规范有关要求，可以达到预期的抗震目标，结构安全可靠。
参考文献：
第12篇
【关键词】抗震；结构；设计方法
1、前言
如何能够让建筑在地震中保持安全，不受严重的损害，是当前建筑施工设计必须要考量的一个大问题，特别是近年来地震频繁，人们的生命财产受到严重威胁，建筑安全则成了社会安全的一个重要影响因素，为保证建筑的抗震能力，设计人员必须要根据相关标准，设计出具有相当抗震能力的房屋。
2、抗震设防的目标
我们所说的抗震设防，指的是对建筑物进行抗震设计，同时有针对性的采取一定的抗震构造的措施，最终实现结构抗震的效果和目的。一般来说，抗震设防主要依据的是抗震设防烈度。而抗震设防烈度的依据，是以国家规定权限审批或颁发的文件执行的，其是一个地区作为抗震设防标准。通常情况下，是采用国家地震局颁发的地震烈度区划图中规定的基本烈度的。从当前内外抗震设防目标的发展总趋势来看，其基本要求建筑物在使用期间，可以应对对不同频率和强度的地震，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。这是我国抗震设计规范所采用的抗震设防目标。
建筑工程在施工中的设防的目标如下：
⑴如果所遭受的是低于本地区设防烈度多遇的常规地震，建筑物不受损坏，不需修理仍可继续使用；
⑵如果遭受到本地区规定的设防烈度的地震，建筑物，包括结构和非结构部分，可能损坏，但不会对人民生命和生产设备的安全造成威胁，经修理仍可使用；
⑶如果遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震，尽量保证建筑物不倒塌。
也就是说，在建筑结构的防震设计上，设计方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度这三个层次进行考虑。从概率上看，多遇地震烈度是发生机会较大的地震级别。按照现行规范设计的建筑，在设计上要达到这样的防震效果：当遭遇多遇烈度作用时，建筑物处于弹性阶段，通常不会损坏；当遭遇相应基本烈度的地震时，建筑物将进入弹塑性状态，但一般不会发生严重破坏；当遭遇罕遇烈度作用时，建筑物可能会有严重破坏，但不至于倒塌。
3、建筑结构抗震设计方法要点
抗震设计包括三个层次的内容：概念设计、抗震计算与结构布置。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则，抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段； 结构布置可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等方面上保证抗震计算结果的有效性。
3.1抗震概念设计
建筑抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等形成的基本设计原则和设计思路进行建筑总体布置并确定细部构造的过程。建筑抗震概念设计之所以重要主要体现在以下几个方面。
（1）地震及地面运动的不确定性。
（2）地震时地面运动的复杂性及对结构的复杂影响尚未被掌握。
（3）结构地震计算理论目前尚未能充分反映地震时结构反应及破坏的复杂过程。
概念设计强调，在工程设计一开始，就应把握好能量输入、房屋体形、结构体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节，再辅以必要的计算和构造措施，就有可能使设计出的房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。
抗震概念设计在总体上要求把握的基本原则可以概括为以下几个方面。
（1）建筑场地选择的基本原则：选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段做出综合评价。对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效措施。 危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。
（2）建筑体型的确定：①建筑及抗侧力结构的平面布置宜规则对称，并应具有良好的整体性；②建筑物的立面布局宜采用矩形、梯形和三角形等变化均匀的几何形状，尽量不要采用带突然变化的阶梯形立面、大底盘建筑，甚至倒梯形立面；③建筑物应尽量减小高度，尤其是限制高宽比。
（3）结构抗震体系的选取：①结构体系应具有明确计算简图和合理地震作用传递途径；②结构布置应具备多道抗震防线，尽量避免部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力；③结构应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和耗能能力；④对结构薄弱部位应采取有效的措施予以加强，防止出现过大的应力集中和变形集中；⑤结构平面两个主轴方向的动力特性宜相近，并尽可能与场地的卓越周期错开。
3.2抗震计算
地震的危害巨大，建筑物的抗震性能显得尤为重要。在抗震研究中对结构抗震性能进行分析是一项重要内容，非线性时程分析法和非线性静力分析法是目前常用抗震分析方法。
针对结构非线性反应的非线性时程分析法（非线性动力反应分析），经历了从建立在层模型或单列梁柱模型上的方法到建立在截面多弹簧模型上的方法，再到建立在截面纤维滞回本构规律的纤维模型法，这使得模拟的准确程度不断提高。其基本思路是通过一系列数值方法来建立和求解动力方程，从而得到结构各个时刻的反应量。但对地震特点和结构特性的假设，使其结果存在不确定性，其主要价值是用来考察地震作用下普遍的而非特定的反应规律，以及对抗震设计后的结构进行校核分析，评估其抗震性能：非线性静力分析法（push-over）是近年来得到广泛应用的一种结构抗震能力评估的新方法。这种方法从本质上说是一种静力非线性计算方法，但它将反应谱引入了计算过程。其根本特征是用静力荷载描述地震作用，在地震作用下考虑结构的弹塑性性质。它的基本思路是先以某种方法得到结构在地震作用下所对应的目标位移，然后对结构施加竖向荷载，并将表征地震作用的一组水平静力荷载以单调递增的形式作用到结构上，在达到目标位移时停止荷载递增，最后在荷载中止状态对结构进行抗震性能评估，判断是否可以保证结构在该地震作用下满足功能需求。
3.3结构布置
结构布置的一般原则：
⑴平面布置力求对称
通常情况下，对称结构在地面平动作用下只会发生平移振动，各构件的侧移量相等，这样就使得水平地震作用按构件刚度分配，所以各构件受力比较均匀，不会导致力的分布失衡。如果是非对称结构，刚心会偏在一边，质心与刚心不重合，即便只是发生地面平动也可能出现扭转振动。最终会导致远离刚心的构件，侧移量大，承担过度的水平地震剪力。这就很容易发生严重破坏，甚至可能会导致整个结构因一侧构件失效而倒塌。
⑵ 竖向布置力求均匀
结构竖向布置均匀，可以最大限度的使其竖向刚度、强度变化均匀，这样可以有效的避免出现薄弱层。从建筑结构的特点看，临街的建筑物，往往会因为商业的需要，底部几层有大空间的设置。非临街的建筑物，底部也可能门厅、餐厅或停车场，而出现大空间。在这种结构中，上部的钢筋混凝土抗震墙或竖向支撑或砌体墙体到此被中止，而下部须采取框架体系。也就是说，上部各层为全墙体系或框架一抗震墙体系，而底层或底部两三层则为框架体系，整个结构属“框托墙”体系。地震经验指出，这种体系很不利于抗震。因此，在实际的抗震结构设计中，应该要保持结构竖向布置的均匀。
4、结束语
高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的，我们需要在具体的实践中对高层建筑所处的地质和环境进行详细的分析和研究，选用适合的抗震结构，注重建筑结构材料的选择，减小地震的作用力，增强地震的抵抗力，从而达到高层建筑抗震的目的。
参考文献：
第13篇
关键词：高层建筑；抗震；原则；注意问题
Abstract: With the increase in high-rise buildings, seismic resistant analysis and design is becoming more and more important. This paper combines personal experience on high-rise building structural design principle is analyzed, and the seismic design common problems were analyzed, and puts forward some corresponding methods and measures for improvement.
Key words: high-rise building; seismic; principle; attention problems
中图分类号：TU761.6文献标识码：A 文章编号：
1、高层建筑的概述
在古代人们就开始建造高层建筑，比如埃及的亚历山大港灯塔，高100 多米，为石结构。现代高层建筑发展迅速，在大中城市随处可见。高层建筑是指超过10 层的住宅建筑和超过24 米高的其他民用建筑。高层建筑可以带来明显的社会经济效益；首先，使人口集中，可利用建筑内部的竖向和横向交通缩短部门之间的联系距离，从而提高效率；其次能使大面积建筑的用地大幅度缩小，有可能在城市中心地段选址；第三，可以减少市政建设投资和缩短建筑工期。由于高层建筑的高度比较高，所以解决水平抗剪问题成为关键，而抗震是解决水平抗剪 问题的一个重要因素。然而对于不同的结构形式，同一设防烈度下，抵抗地震能力有很大区别，因此选择合适的结构形式对于高层建筑尤为重要。
2、高层建筑抗震结构设计的基本原则
2.1 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。②对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
2.2 尽可能设置多道抗震防线
①一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架—剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。
②强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。
③适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。
④在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。
2.3对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力
①构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。
②要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。
③要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。
④在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
3、高层建筑结构抗震设计应注意的问题
3.1应重视建筑结构的规则性
结构的平面布置不规则、平面布局的刚度不均都会对抗震效果产生不利影响。因此，在高层建筑结构抗震设计中，不应采用严重不规则的设计方案。在高层建筑中抗震设计中，提倡平、立面布置规正、对称、减少偏心，建筑的质量分布和刚度变化均匀。以往震害经历表明，此种类型的建筑在地震时比较不容易受到破坏，容易估计出其地震反应，易于采取相应的抗震措施。
3.2对地基的选择
选择坚硬的场地土建造高层建筑，可以明显地减少地震能量输入，从而减轻地震的破坏程度。高层建筑宜避开对抗震不利的地段，当条件不允许时应采取可靠措施，使建筑在地震时不致由于地基失稳而遭受破坏，或者产生过度下沉、倾斜。 为了保证高层建筑的稳定性，要求基础要有一定的埋置深度。埋深基础四周土壤的被动土压力，能够抵抗高层建筑承受水平载荷所产生的倾覆和滑移。天然地基基础埋深为建筑高度的1/15，桩基基础埋深为建筑高度的1/18。针对地下室分缝处，应有500以上空隙用砂回填夯实；若地下室一面为开口，应保证开口以下至少2米以上覆土。
3.3结构的抗震性能
由于高层建筑的受力特点不同于低层建筑，因此在地震区进行高层建筑结构设计时，除应保证结构具有足够的强度和刚度外，还应具有良好的抗震性能。通过合理的抗震设计，使建筑物达到小震不坏，中震可修，大震不倒。为了达到这一要求，结构必须具有一定的塑性变形能力来吸收地震所产生的能量，减弱地震破坏的影响。
框架结构设计应使节点基本不破坏，梁比柱的屈服易早发生，同一层中各柱两端的屈服历程越长越好，底层柱底的塑性铰宜晚形成，应使梁、柱端的塑性铰出现得尽可能分散，充分发挥整体结构的抗震能力。为了保证钢筋砼结构在地震作用下具有足够的延性和承载力，应按照“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则进行设计，合理地选择柱截面尺寸，控制柱的轴压比，注意构造配筋要求，特别是要加强节点的构造措施。
3.4抗侧力结构和构件应设计成延性结构或构件
目前我国采用的传统抗震结构体系是延性结构体系，即适当地控制结构的刚度，但容许结构构件在地震时进入非弹性状态，并具有较大的延性，提高结构的耗能能力，以消耗地震能量，减轻地震作用，减小楼层地震剪力，使结构物裂而不倒。在施工时应采取软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等措施，改变结构的动力特性，减轻结构的地震反应。
3.5多道设防
多道设防，就是设有多道抗震防线，避免因部分结构的破坏而导致整个体系丧失抗震能力。一个好的抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接来协同工作。强烈的地震后往往伴随多次余震，倘若只有一道设防，在首次受到破坏后再遭余震，建筑结构将会因损伤积累而导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，并建立一系列分布的屈服区，主要的耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以提高结构的抗震性能，尽量避免倒塌。
4、如何做好防范高层建筑抗震意识
4.1应当注意防震缝的设计，必须留有足够的宽度。
4.2平面形状或刚度不对称，会使建筑物产生显著的扭转，震害严重。
4.3凸出屋面的塔楼受高振型的影响，产生显著的鞭梢效应，破坏严重。
4.4高层部分和低层部分之间的连接构造不合理。
4.5框架柱截面太少，箍筋不足，柱子的延性和抗震能力不够而发生剪切破坏或柱头压碎。
4.6由于沿竖向楼层质量与刚度变化太大，是楼层变形过分集中而产生破坏。
4.7地基的稳定性问题要特别注意。
4.8伸缩缝和沉降缝宽度过小，碰撞破坏很多。
4.9不应在建筑物端部设置楼梯间，楼板有大洞口，因刚度不均匀而产生扭转。
4.10外纵墙门窗洞口过大，连梁尺寸太小，容易产生破坏。
4.11中间部分楼层柱子截面和材料改变或取消了部分剪力墙，产生刚度或承载力突变，形成结构薄弱层。
第14篇
【关键词】高层建筑；抗震；结构设计
前言：
生活在这个世界上，我们便会面对很多自然灾害，海啸，洪水等等，地震也是其中一种，并且危害极大，对个人，对国家，对社会的稳定和和谐发展都会造成严重不良影响。据调查，在自然灾害中造成的损失中，地震位于榜首，因此得名“群害之首”，可见其杀伤力。地震中，房屋倒塌是造成人员伤亡和经济损失最主要的因素。因此，加强房屋的抗震设计，是减轻地震灾害的最根本有效的措施。由此可见，高层建筑的抗震设计问题，应当引起我们的重视，并采取有针对性的措施，杜绝危险状况，防患于未然。
一、抗震设计的理论分析
1、拟静力理论。拟静力理论在20世纪的时候比较盛行，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震水平力作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小相当于结构的重量乘以一个比例系数（地震系数）。
2、反应谱理论。建立于加世纪40-60年代的反应谱理论，它通过加速度观测和记录进一步了解地震运动的特性。同时结合结构动力反应的特性进行研究。反应谱理论也是加理工学院的一个有建设性的研究成果。
3、动力理论。动力理论就是地震动力理论，广泛应用于20世纪70-80年。电子科技技术成就了它的发展，同时它也离不开试验技术与地震下有无线性反应的各种结构。因此，有关地震受损的反应记录也随着观测台的增多而增多。由于它把地震作为一个实践过程来记录，并选择了有代表性的地震动加速度进行及时录入，便将建筑物简化成了多自由体系，可以通过计算得到地震时每一时刻的建筑物反应，更高效更准确的完成了抗震设计工作，因此也将其称为地震实时分析理论。
二、建筑抗震设计的基本内容
1、抗震概念设计应坚持的原则
一个完美的抗震设计不仅仅依靠于提高结构的抗力，还须很多方面，如混凝土的等级，原始计划的尺寸等，以此为基础数据，计算出配筋、地震力和所使用的结构的刚度。在地震中，地震作用的效果取决于结构的刚度，其成正比例关系。因此，结构的刚度太大，容易造成地震效果的增大，这样会需要更多钢筋，造成材料浪费。同时容易在大型地震来临时，造成局部地方的受损，破坏了整体效果。但如果我们采用柔软的结构，可能会造成变形甚至无法使用，虽然其有延性良好和消减外力等优点，还是不适合应用到实际中来。由此，我们需要一种刚柔并济，既可以减小地震力度，又具有可以变形的条件。满足上述条件，我们根据抗震的概念讨论出有关隔震消能的设计。
2、抗侧力结构和构件应设计成延性结构或构件
承载能力不降低，且具有塑性的变形能力，这样的结构和构件所具有的性能称之为延性。在十二字抗震设计的指导原则下，我们应当将延性结构作为设计的初始结构，并且严格把握“小震不坏，中震可修，大震不倒”十二字方针。因为如果按照此方案设计后，结构变形加大，但结构的地震作用却不会上升，用它的变形能力抵抗地震作用，可谓一举两得。同时强柱弱梁，节点强杆件弱以及强剪弱弯，这些都是延性结构的构件设计中应该认真把握的方向。
三、高层建筑结构抗震设计的基本方法
对于抗震设计在高层建筑中的应用，最基本有效的方法当是地震时减少能量的输出。为了让建筑的结构的变化达到初始的设想。我们应当对数据进行准确分析，并采用以位移为基础的结构抗震设计。在相关条件都合适的情况下，重新计算有关于构件的承受和载重能力以及在大型地震下的各层之间的位移的角度限值和延性比。以此作为我们确定构件变形值的基本数据。同时，为达到构件的构造要求，我们还应考虑到界面的应变大小和分布情况。对于比较高的建筑来说，相对于较硬的场地更加适合建设，因为这样可以将破坏程度降到最低，也大量减少了能量的输出。同时，我们也可以有效的避开震动最活跃的周期，防止共振现象的发生。
最普遍的抗震体系就是“延性结构体系”，这也广泛应用于世界大部分地区，我国也不例外。延性结构体系所采用的方法就是对结构物的硬度进行把控。在地震时允许结构的构件进入一种相反于弹性的状态，且其会具有较大的延性，这样可以减轻地震时所消耗的能量和地震时候的反应，同时保护了结构物。我们应该适时的推广使用隔震和消能减震的设计，此种方法，采用了很多隔震方法，有软垫、滑移、摆动、悬吊等等。通过改变结构的一些特点和性能，来达到能量的输出标准，是一种值得推广和发展的防震方法。同时为了减小楼层的震感和减轻地震作用，我们应该采用提高结构消耗能力和提高结构阻尼，并积极采用高延性构件的方法来完成。
四、提高结构的抗震性能
高低层建筑对力的感受特点和能力并不相同，因此，我们在对高层的建筑进行设计时，良好的强度，足够的硬度，以及不可缺少的抗震性都是要综合进去的因素。只有在设计中，融入我们科学有效的思想，我们才能够在地震中做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”。满足此条件，我们要做的前期工作还有很多，首先要吸收地震产生的能量，必须要通过具有一定塑性变形能力的结构来满足。其次，在地震中，往往房梁会比房柱更容易倒塌，一般来讲，同一层中的各个柱子的两端所经历的历程越长越好，较晚形成的是底层的柱底，为了使梁和柱尽可能充分的发挥抗震作用，就需要我们充分的发挥整体的抗震结构的能力。同时按照，“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则进行合理的选择材料和设计，注意配筋和轴压比，加强节点的构造措施，尽可能的保证构件在地震的作用下依旧具有足够的承载力和延性。
五、结语：
综合上文所述，高层建筑的各方面设计，如受力特性、抗震性能、结构类型和体系以及布置等都对抗震效果有重要影响。因此，我们需要将概念设计融入其中，高效的有目的性的构造出符合市场需要的计划及相应措施，在未来的高层建筑抗震中做出卓越贡献。
参考文献：
[1]徐宜，丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨[J].江苏建筑，2008.
第15篇
关键词：建筑结构 抗震设计 理念趋势
1 抗震设计思路的概述
我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算，到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则，以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。概率极限状态设计法更科学、更合理，但该法在运算过程中还带有一定程度近似，只能视作近似概率法，并且仅凭极限状态设计也很难估算建筑物的真正承载力。事实上，建筑物是一个空间结构，各种构件以相当复杂的方式共同工作，并非是脱离结构体系的单独构件。
地震具有随机性、不确定性和复杂性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统，在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在着不确定性。因此，结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。
2.建筑结构抗震规范
建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，是指导建筑抗震设计（包括结构动力计算，结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容）的法定性文件，它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。他虽然受抗震有关科学理论的引导，向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识，现代规范中的条文有的被列为强制性条文，有的条文中用了“严禁，不得，不许，不宜”等体现不同程度限制性和“必须，应该，宜于，可以”等体现不同程度灵活性的用词。
3.抗震设计的理论
3.1.拟静力理论拟静力理论是20世纪10――40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构力为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数（地震系数）。
3.2反应谱理论。 反应谱理论是在加世纪40――60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和地震底面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。
3.3.动力理论动力理论是20世纪70――80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和实验技术的发展外，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，他它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震的输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物得地震论证，从而完整抗震的设计工作。
4.高层建筑抗震结构设计的基本原则1.1结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能(1)结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。(2)对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。(3)承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。1.2尽可能设置多道抗震防线(1)一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架―剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。(2)强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。(3)适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。(4)在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。1.3对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力(1)构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。(2)要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。(3)要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。(4)在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
5.高层建筑抗震分析和设计的趋势
5.1基于位移的结构抗震设计
我国现行的结构抗震设计，是以承载力为基础的设计。即：用线弹性方法计算结构在小震作用下的内力、位移；用组合的内力验算构件截面，使结构具有一定的承载力；位移限值主要是使用阶段的要求，也是为了保护非结构构件；结构的延性和耗能能力是通过构造措施获得的。为了实现基于位移的抗震设计，第一步需要研究简单结构（例如框架及悬臂墙）的构件变形与配筋关系，实现按变形要求进行构件设计；进而研究整个结构进入弹塑性后的变形与构件变形的关系。这
就要求除了小震阶段的计算外，还要按大震作用下的变形进行设计，也就是真正实现二阶段抗震设计，这是结构抗震设计的发展趋势。
5.2动力时程响应分析的状态空间迭代法
该种方法把现代控制理论中的状态空间理论应用到高层建筑结构动力响应问题，根据结构动力方程，引入位移与速度为状态变量，导出状态方程，给出非齐次状态方程的解，进而建立状态空间迭代计算格式。经工程实例验算，具有较高精度。特别对多自由度体系的多输入、多输出等问题的动力响应解法，效率较高。
5.3材料参数随机性的抗震模糊可靠度分析
该种方法从结构整体性能出发，改变过去对结构抗震可靠度的研究只考虑荷载的不确定性而忽略了其他多种不确定因素，综合考虑了材料参数的变异性，地震烈度的随机性及烈度等级界限的随机性与模糊性对结构抗震可靠度的影响。其研究成果可用于对现有的结构进行抗震可靠度评估，并可用于指导基于可靠度理论的结构抗震设计。
5.4隔震和消能减震设计的推广和应用
目前我国和世界各国普遍采用的传统抗震结构体系是“延性结构体系”，即适当控制结构物的刚度，但容许结构构件（如梁、柱、墙、节点等）在地震时进入非弹性状态，并目具有较大的延性，以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒”。这种体系，在很多情况下是有效的，但也存在很多局限性。
随着社会的不断发展，对各种建筑物和构筑物的抗震减震要求越来越高，使“延性结构体系”的应用日益受到限制，传统的抗震结构体系和理论越来越难以满足要求，而由于隔震消能和各种减震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性，在未来的建筑结构中将得到越来越广泛的应用。
结语:
各国历次大地震对人类造成的严重灾害的经验教训,使世界各国地震工程学者及抗震设计人员逐步取得了较为一致的认识,经济与安全的关系,是结构抗震设计的重要技术政策,从长远观点看,如何从我国高层建筑设计现状及国际高层建筑抗震设计发展趋势出发,探求一种实用可行的合理抗震设计分析方法,是处于地震设防区域高层建筑发展的新方向.
参考文献:
