建筑抗震分析优选九篇

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第1篇

关键词：高层建筑；结构；抗震；设计

中图分类号：TU208文献标识码： A

近几年来，随着中国经济的快速高效发展，高层建筑不断地涌现，地震灾害对这类建筑的威胁越来越严重，对高层建筑的抗震分析也越来越成为目前国内外的科研热点问题。因此，设计人员不仅在思想上要重视抗震设防，而且要熟悉有关的规范规定，并且在项目设计中认真执行和贯彻。

一 建筑结构抗震能力的主要影响因素

（一）建筑结构所用的材料及施工质量

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、瓦楞铁等轻质材料,将能显著改善建筑物的抗震性能施工质量的影响是深远的, 在整个施工过程中,任何一个环节出现问题,都可能影响建筑结构本身的抗震能力。

（二）抗震设防标准

抗震不仅是取决于建筑的抗震设防标准，还要严格的遵循建筑抗震设计规范。国家根据地震发生的可能性和震害的严重性确定各地区基本设防烈度，这是各地区抗震设计的基本参数，主要代表地面加速度的大小。对具体房屋中，需要结合建筑使用功能的重要性确定建筑的抗震设防标准，即确定设计烈度和抗震等级。对一般建筑，设计烈度就是本地区设防烈度。设计烈度愈高，抗震能力愈强，但建筑造价也愈高。

（三）建筑场地

地震造成建筑物的破坏,情况是各种各样的,由于地震时的地面强烈运动,使建筑物在振动过程中,因丧失整体性或强度不足或变形过大而破坏；由于水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害所造成；由于断层错动、山崖崩塌、河岸滑坡地层陷落等地面严重变形直接造成前两种可以通过工程措施加以防治,而后一种情况,单靠工程措施很难达到预防目的,或者代价昂贵。因此,应进行详细勘察,搞清地形地质情况,挑选对建筑抗震有利的施工场地。尽可能避开对建筑抗震不利的地段, 任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。

（四）合理的抗震设计

抗震设计就是要选择合适的结构形式，确定合理的抗震措施，保证结构的抗震性能，确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。高层住宅主要采用现浇剪力墙结构、框架一核心筒或框架一剪力墙结构，具有较好的强度和变形能力，抗震性能相对较好。无论板式住宅还是点式住宅，只要设计合理，都可满足抗震要求。多层住宅大部分采用砖混结构，目前多采用现浇楼板，并采取设构造柱和圈粱等抗震措施，或者采用框架结构，大大增强了抗震能力。

二 建筑结构抗震设计常见的问题分析

（一）缺乏岩土工程勘察资料或资料不全

有的在扩初设计阶段还缺建筑场地岩土工程的勘察资料，有的在扩初设计会审之后就直接进入了施工图设计，有的在规划设计或方案设计会审后就直接进入了施工图设计。无岩土工程勘察资料，设计缺少了必要的依据。

（二）抗震设防标准掌握不当

有一些项目擅自提高了设防标准，按照稚枣筑抗震设防分类标准(GB 50223-95)》划分应属六度设防的，但设计中提高了一度按七度设防，提高了建筑抗震设防标准，将会增加工程投资；有的项目严格应按七度采取抗震措施的，但设计中又按六度设防，减低了抗震设防标准，不利抗震。

（三）抗震构造柱布置不当

如外墙转角处，大厅四角未设构造柱或构造柱不成对设置；以构造柱代替砖墙承重；山墙与纵墙交接处不设抗震构造柱；过多设置抗震构造柱等。

（四）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，造成了纵向刚度不均，而底层作为汽车库的住宅，―侧为进出车需要，取消全部外纵墙，另―侧不需进出车辆，因而墙直接落地，造成横向刚度不均，对抗震极为不利。

（五）结构其他问题

有的底层无横向落地抗震墙，全部为框支或落地墙间距超长；有的仅北侧纵墙落地，南侧全为柱子，造成南北刚度不均；有的底层作汽车库，设计时横墙都落地，但纵墙不落地，变成了纵向框支；还有的底框和内框砌体住宅采用大空间灵活隔断设计，其中几乎很少有纵墙。不少地方都采用钢筋混凝土内柱来承重以代替砖墙承重，实际上将砖混结构演变为内框架结构，这比底框砖房还不利，因内框砖房的层数、总高度控制比底框砖房更严，因此存在着严重抗震隐患。更为严重的是这种情况并未引起目前大多数结构工程师的重视。

三 我国建筑结构抗震能力的提高措施

（一） 对旧有建筑进行加固行动

很多旧房屋现在已经开始出现基础沉降、墙体裂缝、倾斜、面层剥落等现象或隐患，其中部分建筑已影响使用，甚至出现危房鉴于拆旧建新投资费用较大，为了确保人民生命财产的安全，充分利用原有旧房，对不符合抗震要求的进行加固，对部分部位及构件进行修缮，以满足抗震设防目标，是十分必要的通常的方法是将结构隔震。消能减震技术应用到建筑物的抗震加固中，这种方法在某些方面具有独特的优点，它摆脱了常规加固中以构件承载力为主的加固模式，寻求通过减小建筑物上地震作用的途径，从而使结构及构件满足承载力要求，从而达到加固目的。我国人口众多，地震灾害频繁，因此多途径研究探索既有建筑物的抗震改造加固方法，以满足不同的改造加固要求，对工程结构抗震具有积极的意义。

（二）材料的选用和结构体系问题的解决

在高层建筑中，还应注意结构体系及材料的优选，现在我国钢材产量已居世界前列，建筑钢材的类型及品种也在逐渐增多，钢结构的加工制造能力也已有了很大的提高，因此在有条件的地方，建议尽可能采用型钢混凝土结构(SRC)钢管混凝土结构(CFS)或钢结构(S 或SS)，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能在超过一定高度后，由于钢结构质量较轻而且较柔，为减小风振而需要采用混凝土材料时，钢骨(钢管)混凝土，通常作为首选工程经验表明:利用钢管混凝土承重，柱自重可减轻 65%左右，由于柱截面减小而相应增加了使用面积，钢材消耗指标与钢筋混凝土结构相近，而工程造价和钢筋混凝土结构相比可降低 15%左右，工程施工工期能缩短约 1/2 此外钢管混凝土结构显示出良好的延性和韧性。因此，在高层建筑结构中，在采用与否钢骨混凝土构件时，建议考虑使用。

（三）研究开发更为合理的结构形式

随着科技的高速发展，自重轻、跨度大、功能多样、施工周期短成为现代建筑结构的发展方向。因而，研制出轻质高强的新型建筑材料，研究开发合理的结构形式成为各种新型结构体系应运而生的前提和基础譬如开合屋盖结构，这种结构是一种在很短时间内部分或全部屋盖结构可以移动或开合的结构形式，它使建筑物在屋顶开启和关闭两个状态下使用。开合屋盖是将一个完整的屋盖结构划分成几个可动和固定单元，使可动单元能够按照一定轨迹移动达到屋盖开合运转的目的。根据开合机理，屋盖体系的开合移动方式可分为:水平移动和水平旋转移动方式；空间移动方式；绕枢轴转动方式；折叠移动方式和组合移动方式等。

四 结束语

结构抗震设计的重要技术对建筑安全起到非常重要的作用。因此，要从我国高层建筑抗震设计现状及国际高层抗震设计发展的趋势出发，不仅要重视抗震设防，而且要熟悉有关的规范规定，并且在项目结构设计中认真执行和贯彻。努力探求新型的结构与材料，也成为地震区高层建筑发展的新方向。

参考文献：

[1]孙军.高层建筑结构设计的问题分析[J].山西建筑 2008(19).

[2]戴瑞同.钢筋混凝土和砌体结构的抗震设计[M].中国建筑工业出版社，1 999．

第2篇

关键词 ：高层建筑抗震设计结构设计方法

我国是一个地震灾害比较频繁的国家，对于高层建筑来说，一旦遭遇地震，往往会遭受巨大的损失。因此在进行高层建筑结构抗震设计的过程当中应该充分考虑当地的地质情况，有针对性的进行相应的设计，尽可能的降低地震造成的损坏。

一、建筑抗震的理论分析

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、抗震设计的理论拟静力理论。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）。反应谱理论。反应谱理论是在20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对地震地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。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试验技术的发展外，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，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动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。

二、高层建筑抗震设计结构设计的方法

对高层建筑结构的抗震设计时，要从减小地震作用力的输入和增强地震抵抗力两个方面进行考虑。下面将从五个方面进行分析：尽可能减小地震作用能量的输入，运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用，注重抗震结构的设计，重视建筑材料的选择，增多抗震防线的建设。将减小地震作用力和增强建筑的地震抵抗力二者结合起来，从两方面入手，进行建筑抗震的设计施工。

1、减少地震发生时能量的输入

在具体的设计中，积极采用基于位移的结构抗震方法，对具体的方案进行定量分析，使结构的变形弹性满足预期地震作用力下的变形需求。对建筑构件的承载力进行验收的同时，还要控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值;并且更具建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系，确定构件的变形值;根据建筑界面的应变分布以及大小，来确定建筑构件的构造需求。对于高层建筑来讲，在坚固的场地上进行建筑施工，可以有效减少地震发生作用时能量的输入，从而减弱地震对高层建筑的破坏程度。

2、运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用

现在在我国，许多高层建筑进行抗震设计时，多采用延性结构，也就是适当的控制建筑结构的刚度，允许地震时结构的构件进入到具有很大延性的塑性状态，从而消耗地震作用时的能量，使地震反应减小，减弱地震给高层建筑带来的破坏和重大损失。如果某高层建筑的承载能力较小，但是具有较高的延性，那么在地震中它也不容易倒塌，因为延性构件可以吸收较多的能量，经受住很大的结构变形。延性结构的运用，在很多情况下是有效的，它可以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒。

进入20 世纪以来，人们对建筑物抗振动能力的提高做出了巨大的努力，取得了显著的成果，其中阻尼器的使用在高层建筑的抗震方面有很大的作用。通过对阻尼器的利用，进行减震和能量的吸收，可以巧妙的避免或减弱地震对高层建筑的破坏作用。

3、注重抗震结构的设计

高层建筑抗震设计的结构应该得到人们的重视。我国150m 以上的建筑，采用的3 种主要结构体系（框.筒、筒中筒和框架- 支撑体系），都是其他国家高层建筑采用的主要体系。我国钢材生产数量已较大，钢结构的加工制造能力已有了很大提高，因此在有条件的地方，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土（柱）结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。

我国传统文化中“以柔克刚”具有价高的思想价值，可以指导很多实际问题。在高层建筑结构的抗震设计中，可以从传统的硬性为主的抗震模式向以柔性为主的抗震模式转变，实现以柔克刚、刚柔相济，有效地减弱地震作用过程中释放的冲击力。比如，在高层建筑的拱形结构中有这样一个例子：迪拜帆船酒店，外观如同一张鼓满了风的帆，一共有56 层、321m高，就是运用拱结构抗震减灾的很好的例子。

4、重视建筑材料的选择

在高层建筑的抗震方案设计中，建筑结构的材料选择也非常重要。首先，我们可以对建筑材料的参数进行抗震性能的分析，从整体上对材料的参数变异性进行研究，而不能仅考虑建筑材料的承载力忽略其他因素。从抵抗地震的角度来讲，就是要控制建筑结构的延性需求，这就要求我们从高层建筑建设施工的各方面，来选择符合抗震需求而且经济适用的建筑结构材料。

5、增多抗震防线的建设

高层建筑结构防震可以设置多道抗震防线，增强对地震的抵抗力。高层建筑物设置多层的地震抵抗防线，第一道防线遭到破坏之后，有后备的第二道、第三道甚至更多的防线对地震的作用力进行阻挡，避免高层建筑物的倒塌。高层建筑结构进行抵抗地震设计时，可以采用具有多个肢节和壁式框架的“框架剪力墙”等防震结构。

框架剪力墙具有性能较好的多道防线抗震结构，其中的剪力墙是第一道抗震防线也的主要的抗侧力构件。所以，剪力墙要足够多，保证它的承受能力较高，不小于高层建筑底部地震倾覆力矩的一半。同时，为承受剪力墙开裂后重分配的地震作用，任一层框架部分按框架和墙协同工作分配的地震剪力，不应小于结构底部总地震剪力的20%和框架各层地震剪力最大值的1.5倍两者的较小值。剪力墙结构中剪力墙可以通过合理设置连梁（包括非建筑功能需要的开洞组成多肢联肢墙，使其具有优良的多道抗震防线性能。

总之，在建筑结构抗震设计方法的研究与进展，尤其是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，是建筑结构抗震设计的重要技术政策。

参考文献：

[1]杨磊. 论高层建筑结构抗震的优化设计[J]. 建筑设计管理， 2010，（03） .

第3篇

关键词：城中村建筑；抗震；防火问题

正文：

地震可以说是“群灾之首”，在众多灾害中造成的损失也是最大的，地震可以在短时间内造成大范围的破坏，给人们的生命安全和社会的发展带来了一定的影响。地震灾害的发生会造成城市人口的减少，给社会经济带来巨大的损失，严重破坏生态环境，21世纪现代化城市建设发展的重大威胁。我国处在世界上最活跃的两大地震带上，即环太平洋火山地震带和亚欧地震带，这就导致我国成为受地震灾害影响严重的国家之一。

1城中村建筑抗震

1.1非结构构件的要求

工程非结构构件的抗震设计是需要有相关人员进行的。依附在楼体、屋面结构上的非结构构建应该与建筑工程主体构件进行有效的连接，避免这些非结构构件在地震时出现坍塌砸伤居民或者砸坏重要的设施。建筑工程围护墙和隔墙在建设的过程中应该加强对抗震结构不利影响的考虑，有效的避免因为出现不合理的设置而导致接触工程主体结构出现破坏。在进行幕墙、装饰贴面建设的时候应该保证其与主体结构有着可靠的连接，防止地震发生的过程中幕墙、装饰贴面出现脱落砸伤居民的情况，在建筑工程附属机械电器设备井下安装的过程中应该保证制作和连接的可靠性，应该符合抗震的具体要求，并且不应该破坏相应的部件。

1.2设置合理的高层混凝土建筑结构参数

在城中村建设的过程中通过模拟地震发生时高层建筑混凝土的各种受力情况，设置合理的建筑结构的参数，计算和分析建筑工程各个结构的受力情况，比如计算主梁的变形程度、墙体的承重能力等。在高层建筑混凝土结构抗震进行规划和设计时，应该加强对建筑工程施工的质量进行检测，明确建筑施工技术的水平、施工中所使用材料的质量、施工场地的情况、建筑工程建设位置的实际情况，掌握建筑工程抗震设计的要点，对建筑工程施工基本框架的抗震性能进行优化设计，在对施工图纸进行设计的过程中，应该将关键位置的信息表明在施工图纸上，逐步优化建筑工程抗震设计。建立准确完善的抗震设计数据库，这样在对建筑进行设计的过程中，可以从数据库中查询相关的数据与工程案例，对建筑工程的受力情况进行准确的分析，并根据获得的数据设计出建筑工程受力的模型，使用主拉应力与建模理论，科学的对建筑工程的受力情况进行分析，合理的设计建筑物的抗震性能。

1.3建筑的平面布局设计

在建筑工程设计的过程中，建筑物的平面布局是一项非常重要的工作，如果一个建筑工程具有良好的平面布局，那么该建筑工程的使用性能也会很好，而且建筑工程平面的合理布局，对建筑工程的抗震性能有着一定的影响。经过对建筑工程抗震设计在设计过程中的重要作用分析，首先需要做到的是保证建筑工程刚性的程度和建筑工程施工的质量，在进行平面布置的过程中应该保证两者之间的相互对称性，避免建筑结构因为受力的不同而出现变形的情况。建筑工程的抗震受力墙一定要与抗震结构进行相互的协调，应该将刚度较大的建筑空间楼板和具有高强度的电梯工程的施工方到建筑工程的中心位置，防止建筑工程结构出现扭转的效应。在进行平面布局的过程中不能忽视建筑工程抗侧移结构的布置，有啥的保证建筑工程的使用性能和建筑工程的抗震性能不会受到其影响，通过良好的发挥出建筑工程抗震设计的优点。

2城中村建筑防火

2.1对城中村建筑用途进行严格限制

“城中村”在建设的过程中，会涉及到很多方面，在对“城中村”建筑进行防火设计的过程中，应该严格遵循“预防为主，消防结合”的原则，制定建筑工程的防火方针。在“城中村”建设的过程中，部分施工单位与工作人员为了能够有效地提升自己的获得的经济效益，在建筑工程施工的过程中，经常不按照相关规定，在具有易燃、易爆的甲级工厂或者是乙类的工厂附近建设房屋或者是住宅，这些厂房很容易出现火灾的情况，并且一旦出现火灾，其影响范围就变大。在相关的规定中，在存在较大火灾隐患的厂区附近是不允许建设新型的住宅。为了保证居民的生命安全，在进行“城中村”建筑施工的工程中，应该选择具有相关安全距离的地方进行施工，有效的防止火灾发生后出现大规模的影响，。所以在工程进行建设过程中场地的选择是非常重要的，对保证人民生命安全，减少火灾的影响有着非常重要的意义。

2.2设置消防站

为了有效地降低火灾对建筑工程的影响，保证居民的生命财产安全，在“城中村”建设的过程中，因为消防设置不完善、人口与建筑物过度集中，消防部门在接到火灾报警电话之后的5分钟之内必须达到火灾发生的地点，进行灭火作业，这对于消防部门来说是非常重要的。通常情况下，在城市建设的过程中，需要根据火灾发生的危险性，每4000-7000㎡的范围内，都需要划分消防站，并对其进行有效地管理，但是，在“城中村”建设的过程中，建筑物的耐火等级只是三、四级，为此，在进行建设的过程中，就必须根据建设区域的实际情况对消防站进行有效地划分，同时消防站应该设置在交通便利的地区，这样便于发生火灾的时候能够及时的出警。但是考虑到消防报警给周围群众带来的心理影响，消防站应该建立在距离学校、幼儿园、医院等公共设施二十米距离的地方。总之，近些年随着城市化进程的不断加快，人们对建筑工程的质量要求更高，建筑工程的防火、抗震的设计是一项非常重要的内容，通过对建筑工程施工各项因素的分析，合理的优化建筑工程防火、抗震的设计，提升建筑工程的质量，能够有效地保证人们居住环境的安全性。

参考文献：

[1]满国君，付艺璇.关于高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].河南科技，2013，12：168.

[2]张全震.建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].门窗，2014（9）.

第4篇

1高层建筑抗震设计的相关概念

高层建筑的抗震设计还需要结合当地的地形以及气候环境条件，针对一些地震高发地带，设计需要采用强度较高的施工材料，要做好建筑结构的优化工作，保证建筑满足抗震设防的要求。高层建筑有着良好的发展趋势，在设计与施工时，一定要保证建筑使用的安全性，并且要使建筑在地震力的作用下，不会出现结构严重变形的问题。高层建筑抗震设计是一项重要的工作，下面笔者对高层建筑结构抗震设计目标以及结构优化措施进行简单的介绍。

1.1高层建筑结构抗震设计目标

高层建筑结构抗震设计是一项重要的工作，设计人员需要保证结构的稳定性，高层建筑结构抗震设计目标是“小震不坏、大震不倒”。为了达到这一目标，设计人员还要合理确定施工的材料，施工材料要具有较高的强度与刚度，建筑结构要具有良好的延展性。另外，在高层建筑施工时，需尽量减少耗能情况，施工单位要多采用可再生的新型能源。

1.2高层建筑结构优化措施

1.2.1加强结构体系的优化高层建筑施工在选择材料时，应尽量选择轻质的材料，结构材料还要具有较高的强度，这样的结构有着良好的连续性，可以抵抗较大的荷载以及作用力，可以保证建筑结构的整体性。合理选择结构材料，并优化结构体系，是提高建筑防震效果的有效措施。建筑工程多采用的是钢结构或者型钢混凝土结构，这对钢材以及混凝土的性能有着较高的要求，在施工前，需要对施工材料的性能进行检测。优化建筑抗震结构体系，可以保证建筑的承载力，避免结构在地震力作用下出现变形问题，良好的建筑结构可以起到吸收地震能量的作用，在地震灾害下，有利于避免建筑出现较为严重的损毁问题。建筑抗震设计需主要结构的整体性，这考验了设计人员的能力，采用型钢混凝土结构，可以保证建筑结构达到立面的效果，提高建筑使用的安全性。

1.2.2场地的选择高层建筑对施工场地也有着一定要求，在施工前，设计人员需要做好地质的考察工作，对施工场地的土质进行检测，并保证地质结构的稳定性，设计人员加强实地勘探，可以了解该地区是否存在地震隐患，并了解地下岩层的结构，根据这些因素进行综合评价，从而得出准确的场地数据。如果遇到不适合建造高层建筑的场地，应该采取回避的措施，给出恰当的危险性评价，从根源上杜绝出现由于地面的震动而摧毁地基的现象。

1.2.3建筑结构的规则性建筑结构的规则性对于抗震作用比较大，不规则的建筑结构不利于抗震。因为建筑结构具有规则以及对称的剖面结构，地震对建筑物带来的摇晃有一定的支撑作用，从而起到很好的抗震效果。从建筑竖向剖面理论来说，竖向抗侧力构建的截面尺寸以及材料强度应该自下而上的逐渐减少，这样就能够避免测力结构的承载力突变。因此，对于没有特殊要求的高层建筑物，应该尽量避免过于规则的结构组成，不能一味的追求其视觉效果，更多的注重抗震要求。

1.2.4多道防震体系一般情况下，一次地震不会造成持续的震动，但是可能会造成接连不断的余震，尽管强度不大，但是从持续时间以及反复次数上来说，在一定程度上对建筑物造成不同程度的损坏。高层建筑物只是采取单体的结构，一旦遭遇到破坏时就会难以应付接踵而来的持续余震，最终导致建筑物坍塌。针对此种现象，就必须设立多道防震体系。设立多道防震体系，及时第一道防震线被摧毁，还有第二道以及第三道防震线，就能够很好的躲避反复的余震带来的破坏，大大的降低了危险指数，增加了抗震能力。

2高层建筑结构抗震设计中应主要的几个问题

2.1控制结构超限现象以及相关的解决措施

对于结构薄弱位置，在框架柱内设置型钢，提高其承载力以及抗震安全性；控制结构扭转比，使结构楼层的扭转位移比小于1.2；对于个别墙柱按照中震弹性以及小震计算结果进行包络设计，满足中震弹性的抗震性能目标；依次类推，标准层的个别墙柱则按照中震计算结果，满足中震不屈服的抗震性能目标；根据弹塑性实程分析结果，连梁以及框架梁出现弯曲塑性铰，梁端塑性铰在各个楼层分布较为均匀，反应历程中最大层间位移角小于1/120，满足规范要求。

2.2剪力墙连梁抗震设计措施

①调整连梁刚度折减系数：对内力以及位移进行计算时，对竖向与水平的荷载效应下两种情形进行区别对待。在水平荷载效应下，可以折减连梁的刚度系数，例如：当出现作用力时，折减系数应该大于或者等于0.50；在竖向荷载效应下，不需要折减连梁的刚度系数，通过利用支座弯矩调整的幅度来降低连梁支座的弯矩。

②调整连梁跨高比：在设计连梁时，可能会遇到刚度折减之后连梁的正截面仍然承受剪承载力不足的现象，这时就需要增加洞口的宽度，减低高度。

③其他措施：设置水平缝形成双连梁、连梁内设置交叉暗撑、采用型钢混凝土连梁、调整连梁的内力以及增加连梁延性等。

3结论

第5篇

关键词：砌体结构；抗震；设计；分析

Abstract: This paper analyzes the reasons of the masonry body housings easily collapse, points out the problems of the masonry structure buildings in the seismic design, and puts forward the matters needing attention in the masonry structure building design and construction.

Key words: masonry structure; seismic; design; analysis

中图分类号：TU3文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

地震的教训是深刻的，建筑物质量的好坏直接关系到人类的生命及财产的安全。因此在设计中我们要切实贯彻抗震设防的要求，在施工中要严把质量关。把“小震不坏，中震可修，大震不倒”这三句箴言落到实处。近年来，地震活动日益频繁，某些砌体房屋在地震中经受着极大的挑战。本文从各方面报道及震区倒塌房屋的实际情况简单分析了一下砌体结构房屋在抗震设计及施工中存在的几点问题。

1 砌体结构房屋容易倒塌原因分析

1.1 很多房屋采用了预制空心板，预制板不能形成良好的空间刚度，抗震能力很差，如果设计上采用加强措施，建筑应该是发生严重开裂而不至于倒塌，但是因为施工质量的问题，也导致大量预制板房屋的倒塌。

1.2 部分倒塌房屋上下层的隔墙位置不对齐，下层倒塌的隔墙整齐的被切掉说明：该承重横墙在施工时不符合施工缝的留设规定，不符合施工规范，应该有施工责任，由于是纵横向混合承重的结构，估计部分墙体倒塌是罪魁祸首。

1.3 倒塌的房屋有 370 墙变成了两个 120 墙的。在建筑设计中，120 墙是不允许作为承重墙使用的，在抗震验算时，120 墙的抗震性能是忽略不计的，也就是当作“零”来计算，那么用这样的墙来承重和抗震，该建筑物的抗震能力几乎为零，那么在地震中坍塌也就是必然的了。

1.4 部分房屋采用扶壁柱加强，某种程度上保证了结构不倒塌。

2 从大量砌体结构房屋倒塌看目前砌体结构房屋在抗震设计中存在的主要问题

2.1 城市住宅砖房建设中，房屋超高或超层时有发生，尤其是底层为“家带店”的砖房，高度超过限值 1m 以上。

2.2 在“综合楼”砖房中，底层或顶层有采用“混杂”结构体系的，即为满足部分大空间需要，在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构。有的仅将构造柱和圈梁局部加大，当作框架结构。

2.3 住宅砖房中为追求大客厅，布置大开间和大门洞，有的大门洞间墙宽仅有 240mm，并将阳台作成大悬挑(悬挑长度大于2m)延扩客厅面积；部分“局部尺寸”不满足要求时，有的不采取加强措施，有的采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢；住宅砖房中限于场地或“造型”，布置成复杂平面，或纵、横墙沿平面布置多数不能对齐，或墙体沿竖向布置上下不连续等等。

2.4 多层砖房抗震设计中，未作抗震承载力计算的占多数，加之缺乏工程经验，使相近的多层砖房采用的砌体强度等级相距甚远。

2.5 多层砖房抗震设计中，所采取的抗震措施区别较大。构造柱和圈梁的设置：多数设计富余较大，部分设计设置不足(含大洞口两侧未设构造柱)；抗震连接措施：多数设计不完整或未交待清楚，有的设计还采用“一本图集打天下”的做法，不管具体作法和适用与否，全包在“图集”身上。

3 砌体结构在抗震设计及施工中几点注意事项

3.1 科学布局建筑平面和立面。对于结构平面布置不规则的房屋质心与刚度中心往往不容易重合，在地震作用下会产生扭转效应，大大加剧地震的破坏力度；对体型不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。

3.2 砌体房屋的总层数及总高度不应该超限值。我国现行建筑抗震设计规范（GB50011-2010）对多层砌体房屋的总高度和总层数有了强制性规定。在抗震设计中砌体房屋的总层数及总高度不应该超限值。

3.3 增强砌体房屋的刚度及整体性。房屋是纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系，其抗震能力的强弱取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。刚性楼盖是各抗侧力构件按各自侧移刚度分配地震作用的保证。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点。另外在适当的部位增设构造柱，并配置些构造钢筋，也能达到增强结构整体性的作用。

3.4 合理布置纵墙和横墙。砌体结构的主要承重构件是纵、横墙体，在地震中主要由于承重纵、横墙在地震力作用下产生裂缝，严重者会出现倾斜、错动、倒塌等现象，进而使房屋遭到破坏；所以合理布置纵、横墙对提高房屋抗震性能起到很大的作用。墙体布置时，应尽量采用纵墙贯通的平面布置，当纵墙不能贯通布置时，可在纵横墙交接处采取加强措施，也可在纵、横墙交接处增设钢筋混凝土构造柱，并适当加强构造配筋；必要时还可以每隔一定高度放置水平拉结构筋，以加强房屋整体性，防止纵、横墙交接处被拉开。

3.5 适当增加墙体面积与合理提高砂浆强度。砌体结构的抗震能力与墙体面积大小及砂浆强度等级高低成正比，提高墙体面积、砂浆强度等级能有效地提高房屋的抗震能力，是减轻震害的有效途径之一。

3.6 有效设置房屋圈梁和构造柱。多次震害调查表明，圈梁和构造柱可提砌体结构的抗震能力，减轻震害。在砌体结构房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁，可加强内外墙的连接，增强房屋的整体性。圈梁作为边缘构件，对装配式楼、屋盖在水平面内进行约束，可提高楼盖，屋盖的水平刚度，同时能保证楼盖起一整体横隔板的作用。在砖墙增设构造柱后能提高砖混房屋的延性，发挥防止砖砌体侧向挤出塌落的约束作用；设置钢筋混凝土构造柱能使砌体的抗剪承载力提高 10~30%，提高砌体的变形能力，是有效的抗倒塌措施。另外，在多层砖混房屋中合理地设置构造柱，能起到增强房屋整体性的作用，还可以利用其塑性变形和滑移摩擦来消耗地震能量，从而大大提高抗震能力。我国现行建筑抗震设计规范（GB50011-2010）对圈梁和构造柱的设计要求做了详细规定。

3.7 在合理位置的墙段内设置水平钢筋。在抗震验算中，砌体结构房屋底层往往不容易满足抗震要求，即使有时在适当部位加设构造柱也不能完全满足抗震承力验算。为了提高墙体的抗震能力，可在抗震力不够的承重墙段内配置水平钢筋，使地震力由砌体及水平钢筋共同承担。

4 结束语

砌体结构由于材料来源广泛，施工设备和施工工艺比较简单，可以不用大型机械就能连续施工，再加上造价低廉，因而在房屋建筑工程中被广泛采用。但是由于砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能较差，加上施工管理人员对进料把关不严，还有设计、施工等方面的原因造成工程质量问题严重。我国大陆地震活动目前正处于本世纪以来的第五个活跃期。在 5.12 四川汶川 8.0 级地震中，很多倒塌的房屋基本都成了一片废墟，严重违背了我国抗震规范关于“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计原则。本文结合各方面报道及倒塌房屋实例简单分析了一下砌体结构房屋在抗震设计及施工中存在的几点问题。

参考文献：

[1] 建筑抗震设计规范[S（]GB50011-2010）.

[2] 砌体结构设计规范（GB50003—2001）

[3] 周炳章.砌体房屋抗震设计[M].北京：地震出版社，1991.

[4] 胡聿贤.地震工程学[M].北京：地震出版社，1992.

[5] 张廷荣、张强：《砌体工程施工技术问答》，河南科学技术出版社，2005年9月版。

第6篇

关键词：超限；高层；建筑；抗震；性能；分析

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

1.工程概况

本工程为麓谷林语商业综合体1#栋，位于长沙市河西麓谷。本项目建筑单体主楼为一栋33层的酒店式办公楼，一层为商铺；地下2层，功能为车库和设备用房。总建筑面积为42215.3平方米，建筑总高度97.60m，高宽比3.15，平面尺寸58mx36m，为两个34mx19m的矩形单元角部重叠而成，在25层以上，平面退化成一个34mx19m的矩形单元。

拟建场区的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度0.05g；设计地震分组为第一组，设计特征周期0.35s，场地土类别为II类；场地内无可液化的土层。基本风压W。=0.35kN/㎡，地面粗糙度C类，体形系数取1.4。

2.结构体系

二十四层以下标准层

二十四层以上标准层

本工程采用钢筋混凝土 剪力墙结构，以Y向剪力墙为主，角部重叠的楼电梯间做成封闭的剪力墙筒体，以加强刚度。结构抗震等级为三级，在22~26层因竖向收进，抗震等级提高为二级。剪力墙厚度底部两层为300mm，2~5层厚度为250mm，5层以上均为200mm。框架梁尺寸200x400~200x700，现浇楼板厚度最小100mm。混凝土标号剪力墙C50~C30，梁板均为C30.

本工程的建筑桩基设计等级为甲级。依据地质勘察报告获知，场地强风化板岩是良好的浅基础持力层，经综合比较分析，本工程主楼部分采用平板式筏形基础，持力层为强风化板岩；主楼范围外采用柱下独立基础，持力层为强风化板岩

按《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第12.1.8条之规定，基础埋置深度，当采用天然地基时，可取房屋高度的1/15；本工程两层地下室，基础埋置深度9.00m，满足规范要求。

本工程主楼部分及其范围外地下室的荷载差别较大，但采用相同的基础型式和持力层，两者的沉降变形差不大，拟在主楼与裙楼间设置施工后浇带，待沉降基本稳定后再封闭。

3.建筑结构超限检查

根据建质[2010]109号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，逐条对照检查，可知本工程为一般规则性超限（具有三项不规则的一般高度高层建筑）。

4.结构特点及抗震设计目标

本工程建筑结构抗震设防类别为乙类；安全等级为二级。根据其特点，设置结构抗震性能目标为C级，根据《高规》3.11的规定，C级结构抗震性能目标对应各地震水准和性能水准如下表1：

表1C级结构抗震性能目标对应各地震水准和性能水准

5.分析计算结果

5.1 Satwe分析计算

5.1.1 多遇地震设计

多遇地震为常规设计，具体设计结果以满足设防烈度下承载力和变形要求为准，文中不再列出详细结果。

5.1.2 中震设计

根据本工程结构抗震性能目标，分别在satwe参数设置中选择中震弹性和中震不屈服，程序自动调整相应抗震等级调整系数和材料设计值取值，进行设置。

中震设计首层配筋信息如下

中震弹性设计计算结果

中震不屈设计计算结果

与实际配筋结果相比，本工程满足中震时不屈的预设目标，除个别部位外，中震时大部分竖向构件均能保持弹性，上层局部剪力墙连梁进入屈服阶段，这也满足《高规》中对于耗能构件的要求，综之，本工程中震时承载力性能满足要求。

5.2 弹性时程分析计算

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）5.1.13-2，本工程应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。

计算软件采用PKPMsatwe（2010版）弹性动力时程分析模块进行。据《高规》4.3.5，选取地震波为TH2TG035（天然波，特征周期为0.35）。

计算参数如下：主分量峰值加速度为18cm/s2；次分量峰值加速度为0 cm/s2；竖直分量峰值加速度为0 cm/s2；结构的阻尼比为5%；第一条波地震力放大系数为1；第二条波地震力放大系数为1；第三条波地震力放大系数为1。经计算，位移计算结果如下表3：

表3位移计算结果

注：括号内数字为发生最大层间位移角所在楼层。

由表3可知，时程分析计算所得最大位移均小于反应谱计算所得最大位移；最大位移角Y向略大于反应谱结果，但仍远小于规范限制1/1000。从层间位移角图中也可以看出，层间位移角数值较小，地震波作用方向90度时，TH4TG035能看出最大层间位移角在楼层收进部位略有变化，但相对位移值较小。这说明结构整体的抗侧刚度较大，竖向抗侧刚度突变影响程度不大。

基底剪力计算结果如下表4：

表4基底剪力计算结果

由表4可知，每条时程曲线计算所得结构底部剪力均不小于反应谱计算结果的0.65，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不小于反应谱计算结果的0.80，所选取时程曲线满足《高规》4.3.5的要求，且多条时程曲线计算结构底部剪力的平均值均不大于反应谱计算结果，结构设计时应按反应谱计算结果为准。

从楼层剪力图可知，在楼层竖向收进部位，楼层剪力图形呈近似三角形分布，说明楼层剪力分布比较均匀，无明显剪力突变。在楼层收进部位及楼层顶部，时程曲线计算所得地震剪力略大于反应谱计算结果，这与反应谱对高振型和长周期分量考虑不足的特性一致，本工程属于竖向收进不规则，结构的高振型影响较一般结构大，时程分析的结果也证明了这一点。在本工程设计时，按《高规》10.6.2加强构造措施，可有效保证结构的抗震性能。

5.3弹塑性分析计算

据《高规》5.1.13-3，本工程宜采用弹塑性静力或弹塑性动力分析方法补充计算。根据本工程特点，选择进行弹塑性静力方法（PUSHOVER）分析。

计算软件采用PKPMepda&push弹塑性静力分析模块（2010版）进行。

静力弹塑性分析的主要目的就是获得结构的需求层间位移角，从而进行罕遇地震作用下结构变形的验算。所谓需求位移角，指的是在给定地震力、场地条件下，结构楼层层间位移角可能产生的、在谱意义下的最大值。故应计算得出结构的能力曲线、需求曲线及抗倒塌验算图进行分析。本工程分别对结构进行X，Y向推覆分析，以得到结构在中震及大震时位移及屈服情况。接力satwe生成计算模型如下图1：

图1接力satwe生成计算模型

X向推覆时绘制出的6度小震抗倒塌验算图如下

X向推覆时绘制出的6度中震抗倒塌验算图如下

X向推覆时绘制出的6度大震抗倒塌验算图 如下

主方向61步时的全楼位移图

61步最大位移角图如下

12步开始出现连梁破坏

61步开始出现框架梁端铰

67步墙体塑性铰开始出现

在X向推覆过程中，在第12步时局部楼层连梁首先出铰；之后连梁铰开始发展，墙体逐渐进入屈服阶段，至60.5步达到结构性能点时，框架梁铰开始出现，大部分墙体进入屈服阶段，但未达到塑性铰程度。至67步时2层墙体开始出铰。

Y向推覆时绘制出的6度小震抗倒塌验算图如下

Y向推覆时绘制出的6度中震抗倒塌验算图如下

Y向推覆时绘制出的6度大震抗倒塌验算图如下

主方向30步时的全楼位移图

30步最大位移角图如下

13步开始出现连梁破坏

30步达到性能点时塑性铰发展

61步底层墙体出铰破坏

由出铰破坏图可以看出，结构的破换顺序（连梁——框架梁——剪力墙）与结构设计意图一致。

在Y向推覆过程中，在第13步时局部楼层连梁首先出铰；之后连梁铰开始发展，墙体逐渐进入屈服阶段，至30步达到结构性能点后，框架梁铰开始出现（31步），大部分墙体进入屈服阶段，但未达到塑性铰程度。至61步时1层墙体首先开始出铰。

在分析中可得出结构在X，Y向推覆时的性能点，其主要指标如下表5：

表5主要指标

由分析结果可以看出，在推至目标位移时，结构主要竖向承重构件仍未出现塑性破坏，基底剪力处于明显的上升阶段，承载力有富裕，说明结构塑性变形远未达到下降阶段，结构具有足够的承载力确保安全。X，Y向推覆性能点对应的最大层间位移角分布为1/318,1/773，均小于大震层间位移角限值1/120，说明该结构体系满足大震不倒的抗震设防目标。与抗震性能目标C级所设定的量化位移指标相比（中震1/400，大震1/200），除X向大震位移角略接近外，其余均远小于C级预设目标，结构能够满足抗震性能设计目标要求。

结语

Pushover推覆分析方法作为一种弹塑性简化方法，对于一阶振型占主导地位的百米以下结构分析结果具有足够的准确性。对于平面，立面不规则的复杂结构，其准确性相对较差，对于本工程，Pushover分析对结构整体破坏计算结果准确性较高，可以作为定量分析的依据，但对于竖向楼层收进处破坏计算结果准确性不足，故本工程Pushover对于竖向收进出的分析结果仅作为弹性计算、弹性动力时程分析的补充参考。设计时以反应谱计算和时程曲线计算结果为准。

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】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9篇

关键词：高层混凝土；建筑杭震结构；设计探析

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：

一、高层混凝土建筑抗震结构设计的要求

就现在的情况而言，要想使高层混凝土建筑达到良好的抗震效果，例如，在地震较弱的时候，整体结构保持稳定牢固不破损；遇到中等程度的地震，能够经过相关的维修仍可投入使用；地震较为严重时，高层建筑要做到不倾倒，就需要在设计时，综合考虑刚柔配合，结构各方受力科学合理，根据具体的情况来钊一对性进行规划，必须按照“强剪强弯”的设计规范标准来提高建筑结构的整体稳定性。

一方面，高层混凝土建筑在设计规划时，一定要把握好结构刚度值的大小，经过精确的计算分析，充分了解地质地形条件、所用建材性能、机械设备运行参数、物理力学知识等内容，

最终确定高层结构的整体刚度强弱或者某个结构设施的刚度，依靠连接设置的调节作用，力求保证抗震能力的提高，尽量让整个建筑波动受力保持在地质所能支持的范围之间。也就是说，如果其基础结构产生小幅度的变形，结构的自我调节功能就会使得整体结构不发生大幅度改变，在经过一此维护工作之后，仍然具有使用价值。

另一方面，在结构设计以及规划时，结构工程师一定要着重关键构件和连接点的受力情况，采取相关措施进行有效调节，可以达到消灾减震的目的，尽最大程度地降低地震灾害带来的损失。根据有关地震灾害统计，刚度过于柔和的高层混凝土建筑受到强大的震动作用后，其主体结构受到了一定程度的损毁，然而在余震的相继作用之下，就会受到持续损坏导致崩塌。

总之，对于高层混凝土建筑抗震结构的设计，一定要保证其结构具备适宜的刚度，还要改善其延性等特点，进而增强其整体结构的抗震性能。

二、改善高层混凝土建筑抗震结构设计的有效对策

(一)选定建设位置

根据地震灾害情况的综合分析，我们得出，如果建筑物所处的位置不同，那么其承受地震作用也会有很大的差别，究其原因就是所处地质条件存在不同点。这就需要，在建设项目位置选定时，应该注意以下两点内容：一是工程项目建设位置的地质环境应该具有良好的抗震能力；二是应该远离有重大威胁的场地，例如变电站、大型石油保存设施等等，防止除地震外其他因素带来的安个隐患问题。

(二)改进结构设计方案

结构工程师所采用的方案要求设计出的建筑能够满足国家规定建筑抗震能力的标准，实现主体结构有足够的空间进行调节变形，并且能够在结构的强大延性作用下，自动回复到正常状态，这样就大大削弱了主体变形对整个建筑结构带来的不利作用，达到高层混凝土结构长期处于稳定牢固的平衡状态。在平算不同程度的地震作用力对结构造成的影响，对其构件开展科学合理的布局，尽量协调高层混凝土建筑结构各种设施之间的受力情况，维持平衡，加大其承受外力的能力，着重考虑结构竖向重力作用的情况，使其平和匀称，达到刚度规划的要求目标，尽可能让设计结构有条理、不紊乱、有层次、不交错，实现增加整体抗震能力的目的着平研究地震灾害记录信息，根据实际要素在设计中融入相应的防震措施，对关键微小部分要严加处理应对，使整体结构由上到下所承受的重力均匀一致的降低，保持建筑整体的对称情况，这种一目了然的重力变化规建能够大大削弱地震带来的水平与竖向不规则的作用力，因而有了相应的抗震效果。

(三)控制扭转效应

地震作用有水平作用、竖向作用以及扭转作用，在多种受力的综合下，就会产生难以估量的破坏力，如地裂、房屋倒塌、地势波动较为强烈等由于地震爆发具有随时性，其中包含很多不稳定的地方，这就要求对于高层混凝土建筑抗震方面的结构设计方面，强调地震带来扭转效应如果没有设置相关结构位移的标准，就应该选取所测定的最大位移部分的刚度以及减弱最小位移带点刚度，保持结构在整体方面位移的一致性保证每一个细节都达到相关的设计要求，一旦发现不合理的地方，就应该及时作出有效的调整，尽量地控制地震扭转作用带来的不利影响。

(四)研究高层混凝土建筑各层结构参数设置

对各层参数的设置主要是在模拟地震时各种受力作用带给结构设施受力分析的计算，例如，墙体承载能力、柱粱变形方面计算等等在高层混凝土结构设计的预处理阶段，在充分了解所建项目的位置、地形条件、所选材料、施工工艺、质量检测等多个方面的基础上，把握其中要点，建立建筑设计的基本框架，应用自身的设计理念和专项技能来进行详实的设计，并对一此关键地方做出土分重要的说明，来完成建筑抗震结构设计的工作最好能够建立系统的完善的建筑结构设计信息数据库，便于结构工程师杳我相关案例，总结经验，采取现金的设计方法开展工作在研究建筑复杂结构综合受理情况时，要选出相应的力学模型，例如剪摩理论和主拉应力理论，来对建筑结构受理是否合理进行判断应该对由计算机运算结果开展深入的调杳研究，估定其有效程度，为以后的结构抗震能力的设计提供依据高层混凝土建筑结构所要处理的参数包括整体的震动周期、扭转角度、相关刚度比例等。因此，对于高层结构的设计不能一蹴而就，应该经过反复的计算研究和多次协调，在保证其结构具有抗震能力的基础上，确定结构方面的有关参数。

三、 选择合理的结构布置，协调好建筑与结构的关系

(一) 选择结构布置的情况时，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。

(二) 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。

( 三) 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。

结语

综上所述，地震发生具有随机性、强破坏、伴随余震次数多等特点，给社会带来巨大的损失，而建筑抗震能力的强弱直接关系着人们的生命财产安全。因此，结构工程师在规划高层混凝土建筑结构时，应该充分研究以往地震对建筑作用的资料，在个面了解建筑的施工技术、工艺流程、管理、经济、实用性能的基础上，采取合理有效的对策增强其结构的抗震性能，使其具有良好的抗震效果。

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．

［2］ GB50011 －2010，建筑抗震设计规范［S］．

［3］ GB50010 －2010，混凝土结构设计规范［S］