高層建筑抗震結構設計精選(九篇)

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第1篇：高層建筑抗震結構設計范文

關鍵詞：高層建筑；抗震設計；隔震

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A

前言

近年來，由于人類對于自然環境的不斷破壞，各類自然災害發生的較為頻繁。地震作為自然災害中一種，其突發性和破壞性對人類的生存安全及社會的穩定造成了很大的影響。通過對近幾年地震中的傷亡原因進行統計表明，由于地震所引發的次生災害--房屋倒塌，成為地震中對人類的安全及經濟損失影響最大的因素。所以當前對于建筑物的設計，特別是在設計高層建筑時，其結構抗震設計是十分關鍵的，對于減輕地震災害具有十分重要的意義。基于此，下文主要針對高層建筑，就其抗震結構設計進行探析。

一、建筑物抗震結構簡介

建筑結構是建筑物中能承受水平和豎向作用的骨架，包括上部結構設計和基礎設計。結構工程師或者其它相關專業人士通過在建筑設計原有基礎上增加部件或者器械以增加建筑物整體的抗震能力，這就是建筑物抗震結構設計。進行抗震設計的建筑，其基本抗震設防目標是：當遭受低于本地區抗震設防烈度的多遇地震影響時，主體結構不受損壞或不需修理可繼續使用；當遭受低于本地區抗震設防烈度的設防地震影響時，可能發生損壞，但經一般性修理仍可繼續使用；當遭受高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震影響時，不致倒塌或發生危及生命的嚴重破壞。此設防目標的通俗說法是：小震不壞、基本地震可修、大震不倒。使用功能或其他方面有專門要求的建筑，當采用抗震性能化設計時，具有更具體或更高的抗震設防目標。

二、高層建筑抗震設計

10層及10層以上或房屋高度大于28米的住宅建筑和房屋高度大于24米的其他民用建筑為高層建筑。地震災害對建筑物造成的傷害程度隨著地震的強度、建筑物地基的堅實程度而變化，要做到降低建筑物受到地震后的損壞，只能在建筑過程或者建筑設計階段增加建筑物的抗震能力。而建筑物受到地震傷害的程度也會隨著樓層的增加而增大。建筑物抗震設計最主要的方向就是將建筑物經過改造以后能夠對地震作用于建筑物的力產生與之對抗的力。兩種力相互抵消，才能夠達到這個目標。

三、上部結構的抗震

上部結構主要從建筑承受荷載與結構布置、體系以及結構分析四點做說明。

1.荷載以及建筑物外力

建筑的荷載和外力主要是指建筑物施工完成后，能夠使建筑的整體或局部發生形變的影響因素。建筑物的荷載和外力主要分為建筑物橫向受力、橫向荷載，建筑物縱向外力、縱向荷載等。這兩種類型是建筑物自身所產生的一種內力，除此之外，建筑物還會受到外力的影響。按照受力時間的長短可以分為長期作用在建筑物上的力和臨時作用在建筑物上的力兩種。不管是建筑物自身的內力還是建筑物所受的外力都應該在建筑物設計的標準范圍內，否則，建筑物就會因為長期承受超負荷的力而發生形變甚至倒塌，對使用者造成巨大的傷害和經濟損失。

2.建筑形體及其構件布置

建筑布置對結構的規則性影響重大，抗震性能良好的建筑，需要建筑師與結構工程師的相互配合。建筑形體及其構件布置應避免形成平面和豎向的不規則。結構平面布置的關鍵是避免扭轉并確保水平傳力途徑的有效性，應使結構的剛度中心與質量中心一致或基本一致。否則，地震時將使結構產生平東與扭轉偶聯振動，使遠離剛度中心的構件側向位移及所分擔的地震剪力明顯增大，產生較嚴重的破壞。因此，對每個結構單元應盡量采用方形、矩形、正多邊形、橢圓形等簡單規則的平面形狀，避免主要抗側力構件的偏置。結構立面和剖面布置的關鍵是避免承載力及樓層剛度的突變，避免出現薄弱層并確保豎向傳力途徑的有效性。應使結構的承載力和豎向剛度自下而上逐步減小，變化均勻、連續，不出現突變。否則，在地震作用下某些樓層或部位將形成軟弱層或薄弱層而加重破壞。因此，建筑立面應盡量采用矩形、梯形、三角形等均與變化的幾何形狀，避免采用帶有突然變化的階梯型立面。

3.結構體系

抗震結構應采用合理經濟的結構類型，結構方案選取是否合理對安全和經濟起主要作用。抗震結構體系要求受力明確、傳力合理且傳力路線不間斷，使結構的抗震分析更符合結構在抗震時的實際表現，且對提高結構的抗震性能十分有利，是結構選型與布置結構抗側力體系時應首先考慮的因素之一。結構的抗震能力需要強度、剛度和變性能力的統一，即抗震結構體系應具備必要的強度和良好變形耗能能力，僅有強度和缺乏足夠的延性時，在強烈的地震下很容易破壞；雖有較好的延性而強度不足時，在強烈地震下必然產生很大的變形、破壞嚴重甚至倒塌。

4結構分析

結構分析是結構設計的前提，是結構設計的重要依據性工作，采用合理的計算模型和計算假定，正確選用計算程序，必要時的多模型多程序比較分析等對結構設計關系重大。振型分解反應譜法是目前結構抗震設計計算的主要方法，底部剪力法是一種簡化的計算方法，隨著計算機應用的普及，底部剪力法在實際工程中的應用正逐漸減少，在方案及初步設計中常用。時程分析法作為振型分解反應譜法的補充計算方法，在工程中的應用越來越普遍。

四、基礎結構的抗震作用

基礎是加載在地基之上，以地基為基礎，用來承受整個建筑物的一種抗震結構。基礎結構是針對于整個建筑物而言的，在建筑物的地基上加建基礎結構能夠有效的防止建筑物在遭遇地震后產生的位移和塌陷等現象。為此，基礎必須是在有足夠承載能力的地基之上建設。由于建筑物的高度決定了整個建筑物的質量和若是發生位移以后的位移量，基礎結構的抗震效果主要體現在當建筑物遭遇地震時，建筑物塌陷能夠均勻下沉而不是局部塌陷，有效的防止了建筑物由于局部塌陷而導致的樓體坍塌等問題。

五、隔震結構的設計

以往的高層建筑抗震能力較差，在遭遇地震災害以后，整個建筑物的主要受力結構會受到損傷，從而影響建筑物的功能使用。現代的高層建筑物為了能夠有效的降低建筑物主要受力結構的損傷，保證建筑物的功能正常，會在建筑設計階段給建筑物設計一種有效的抗震結構，即隔震結構。這種結構之所以被稱之為隔震結構，主要是由于它能夠使建筑物在遭遇地震災害時地震作用在建筑物上的力最大程度的隔離在建筑物以外，使建筑物承受的只是地震產生力的一小部分，極大的降低高層建筑在地震中受到的損傷。同時，在下層樓層中加入這種隔震結構，能夠有效的阻止地震能量向建筑物高層傳遞，在一定程度上能夠對高層建筑起到較大的保護作用。

1.隔震結構在地基中的設計

地基作為承受整個建筑物的載體，在地基當中使用隔震結構能夠使建筑物在發生地震時，將地震所產生的能量在地基階段就被阻擋在地下；也可能是因為隔震結構的緩沖作用極大的降低了這些能量從而保護了建筑物。

2.隔震結構在樓層中的設計

與1所述一樣，在樓層中是用隔震結構將地震產生的能量阻隔在建筑物底層，或者抵消很大一部分能量，使高層不受或者很少受到這種能量的沖擊。

結語

目前，高層建筑已經成為現在城市建筑的主流，對于高層建筑的抗震設計已經是重要的工作之一。因此，高層建筑在抗震設計時應充分提高其整體的抗震能力，克服設計工作中遇到的問題，確保人民財產安全。上文主要對高層建筑抗震結構設計進行了研究，希望能夠對相關工作人員提供相應的理論依據。

第2篇：高層建筑抗震結構設計范文

關鍵詞：高層建筑抗震設計

一、抗震設計的理論分析

（一）擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀10~40年展起來的一種理論，它在估計地震對結構的作用時，僅假定結構為剛性，地震力水平作用在結構或構件的質量中心上。地震力的大小當于結構的重量乘以一個比例常數(地震系數)。

（二）反應譜理論。反應譜理論是在加世紀40~60年展起來的，它以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解，以及結構動力反應特性的研究為基礎，是加理工學院的一些研究學者對地震動加速度記錄的特性進行分析后取得的一個重要成果。

（三）動力理論。動力理論是20世紀70－80年廣為應用的地震動力理論。它的發展除了基于60年代以來電子計算機技術和試驗技術的發展外，人們對各類結構在地震作用下的線性與非線性反應過程有了較多的了解，同時隨著強震觀測臺站的不斷增多，各種受損結構的地震反應記錄也不斷增多。進一步動力理論也稱地震時程分析理論，它把地震作為一個時間過程，選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入，建筑物簡化為多自由度體系，計算得到每一時刻建筑物的地震反應，從而完成抗震設計工作。

二、 高層建筑結構抗震設計的基本方法

減少地震能量輸入。積極采用基于位移的結構抗震設計，要求進行定量分析，使結構的變形能力滿足在預期的地震作用下的變形要求。除了驗算構件的承載力外，要控制結構在大震作用下的層間位移角限值或位移延性比；根據構件變形與結構位移關系，確定構件的變形值；并根據截面達到的應變大小及應變分布，確定構件的構造要求。對于高層建筑，選擇堅硬的場地土建造高層建筑，可以明顯減少地震能量輸入減輕破壞程度。錯開地震動卓越周期，可防止共振破壞。推廣使用隔震和消能減震設計。目前我國和世界各國普遍采用的傳統抗震結構體系是“延性結構體系”，即適當控制結構物的剛度，但容許結構構件在地震時進入非彈性狀態，并具有較大的延性，以消耗地震能量，減輕地震反應，使結構物“裂而不倒”。采取軟墊隔震、滑移隔震、擺動隔震、懸吊隔震等措施，改變結構的動力特性，減少地震能量輸入，減輕結構地震反應，是一種很有前途的防震措施。提高結構阻尼，采用高延性構件，能夠提高結構的耗能能力，減輕地震作用，減小樓層地震剪力。隨著社會的不斷發展，對各種建筑物和構筑物的抗震減震要求越來越高，地震控制體系具有傳統抗震體系所難以比擬的優越性，在未來的建筑結構中將得到越來越廣泛的應用。在高層建筑的方案設計階段，結構材料選用也很重要。可以對材料參數隨機性的抗震模糊可靠度進行分析，改變過去對結構抗震可靠度的研究只考慮荷載的不確定性而忽略了其他多種不確定因素，綜合考慮了材料參數的變異性，地震烈度的隨機性及烈度等級界限的隨機性與模糊性對結構抗震可靠度的影響。從抗震角度來說，結構體系的抗震等級，其實質就是在宏觀上控制不同結構的廷性要求。這要求我們應根據建設工程的各方面條件，選用符合抗震要求又經濟實用的結構類別。

三、正確認識高層建筑的受力特點，選擇合理的結構類型高層建筑從本質上講是一個豎向懸臂結構，垂直荷載主要使結構產生軸向力與建筑物高度大體為線性關系；水平荷載使結構產生彎矩。

從受力特性看，垂直荷載方向不變，隨建筑物的增高僅引起量的增加；而水平荷載可來自任何方向，當為均布荷載時，彎矩與建筑物高度呈二次方變化。從側移特性看，豎向荷載引起的側移很小，而水平荷載當為均布荷載時，側移與高度成四次方變化。由此可以看出，在高層結構中，水平荷載的影響要遠遠大于垂直荷載的影響，水平荷載是結構設計的控制因素，結構抵抗水平荷載產生的彎矩、剪力以及拉應力和壓應力應有較大的強度外，同時要求結構要有足夠的剛度，使隨著高度增加所引起的側向變形限制在結構允許范圍內。高層建筑有上述的受力特點，因此設計中在滿足建筑功能要求和抗震性能的前提下，選擇切實可行的結構類型，使之在特定的物資和技術條件下，具有良好的結構性能、經濟效果和建筑速度是非常必要的。高層建筑上常用的結構類型主要有鋼結構和鋼筋砼結構。鋼結構具有整體自重輕，強度高、抗震性能好、施工工期短等優點，并且鋼結構構件截面相對較小，具有很好的延性，適合采用柔性方案的結構。其缺點是造價相對較高，當場地土特征周期較長時，易發生共振。與鋼結構相比，現澆鋼筋砼結構具有結構剛度大，空間整體性好，造價低及材料來源豐富等優點，可以組成多種結構體系，以適應各類建筑的要求，在高層建筑中得到廣泛應用，比較適用于提供承載力，控制塑性變形的剛性方案結構。其突出缺點是結構自重大，抵抗塑性變形能力差，施工工期長，當場地土特征周期較短時，易發生共振。因此，高層建筑采用何種結構形式，應取決于所有結構體系和材料特性，同時取決于場地土的類型，避免場地土和建筑物發生共振，而使震害更加嚴重。

四、 提高結構的抗震性能

第3篇：高層建筑抗震結構設計范文

關鍵詞：高層建筑；抗震；結構設計；分析

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：

1 震害多發點

隨著這幾年來經濟的快速發展，由于建設者開發、使用功能上的要求，高層建筑的體型越來越多樣化。高層建筑不僅在材料和結構體系上逐漸多樣化， 而且在高度上也大幅度增長。進入上世紀90年代后， 結構抗震分析和設計已提到各國建筑設計的日程。特別是我國處于地震多發區， 高層建筑抗震設防更是工程設計面臨的迫切任務。作為工程抗震設計的依據， 高層建筑抗震分析處于非常重要的地位。

地震作用具有較強的隨機性和復雜性，要求在強烈地震作用下結構仍保持在彈性狀態，不發生破壞是很不實際; 既經濟又安全的抗震設計是允許在強烈地震作用下破壞嚴重， 但不倒塌。因此，依靠彈塑性變形消耗地震的能量是抗震設計的特點，提高結構的變形、耗能能力和整體抗震能力，防止高于設防烈度的“大震”不倒是抗震設計要達到的目標。

1.1 結構層間屈服強度有明顯的薄弱樓

鋼筋混凝土框架結構在整體設計上存在較大的不均勻性， 使得這些結構存在著層間屈服強度特別薄弱的樓層。在強烈地震作用下，結構的薄弱層率先屈服， 彈塑性變形急劇發展，并形成彈塑性變形集中的現象。如1976 年唐山大地震中，13 層蒸吸塔框架，由于該結構樓層屈服強度分布不均勻，造成第6 層和第11 層的彈塑性變形集中， 導致該結構6 層以上全部倒塌。

1.2 柱端與節點的破壞較為突出

框架結構構件震害一般是梁輕柱重， 柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊柱易發生破壞。除剪跨比小短柱易發生柱中剪切破壞外， 一般柱是柱端的彎曲破壞， 輕者發生水平或斜向斷裂;重者混凝土壓酥，主筋外露、壓屈和箍筋崩脫。當節點核芯區無箍筋約束時， 節點與柱端破壞合并加重。當柱側有強度高的砌體填充墻緊密嵌砌時，柱頂剪切破壞嚴重，破壞部位還可能轉移至窗洞上下處，甚至出現短柱的剪切破壞。

1.3 砌體填充墻的破壞較為普遍

砌體填充墻剛度大而變形能力差， 首先承受地震作用而遭受破壞， 在8 度和8 度以上地震作用下，填充墻的裂縫明顯加重，甚至部分倒塌，震害規律一般是上輕下重，空心砌體墻重于實心砌體墻，砌塊墻重于磚墻。

2 影響建筑物抗震效果的因素

研究高層建筑結構的抗震設計，必須明確建筑物抗震效果的主要影響因素。下面，將從建筑結構本身的設計效果、施工材料和施工過程以及建筑場地情況三個方面進行分析。

2.1 建筑物自身的結構設計

建筑物的結構設計是影響抗震效果極為關鍵的一個因素，建筑物若要達到抗震目的，無論點式住宅或是版式住宅，都必須進行合適的結構設計，保證抗震措施合理，能夠基本實現小震不壞、大震不倒這樣的目標，提高建筑結構的抗震性能。如果建筑物對平面的布置較為復雜，質心與剛心不一致，將會加劇地震的作用影響力，增強破壞性。所以，建筑物的結構平面布置應盡量保證質心和剛心重合，提高建筑物的抗震能力。在建筑結構的設計中，出屋面建筑部分不宜太高，以降低地震過程中的鞭梢影響；平面布置不規則的房屋注意偏離建筑結構剛心遠端的抗震墻等等。

2.2 建筑結構建造材料和施工過程

建筑結構的材料是影響抗震效果非常重要的因素，但是這個因素往往被人們忽視，工作人員需要明確這樣一點：在一般情況下，地震對建筑物作用力的大小與建筑物的質量成正比。在同等地震環境下，建筑物使用的材料越好，其受到的地震作用力也相對較小；反之，建筑物就會遭到地震很大的作用力。所以，在實際的建筑物的建設中，建議多采用隔斷、板樓、維護墻等構件，廣泛采用空心磚、加氣混凝土板、塑料板材等質輕的建筑材料，這將會有利于建筑物抗震性能的提高。建筑結構施工過程同施工材料共同影響整個建筑工程的質量，在施工過程中，每一個環節都可以影響建筑結構抗震效果。所以，高層建筑在具體施工中，要加強監管和規范，嚴格做好高層建筑施工管理，從建筑結構的質量上來提高抗震效果。

2.3 建筑物所處地質環境情況

在地震中，對建筑物造成破壞的原因是多方面的，比如巖石斷層、山體崩塌、地表滑坡等使得地表發生運動，造成建筑物的破壞，或海嘯、水災等次生災害對建筑物造成破壞。在造成建筑物破壞的諸多原因中，有些是可以通過工程措施加以預防的。所以，在選擇建筑工地的位置之前，要進行詳盡地勘探考察，分析地形和地質條件，避開不利地段，挑選對建筑物抗震有利的地點。

3 高層混凝土建筑抗震結構設計策略

3.1 高層混凝土建筑的結構體系選擇

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

框架結構可為建筑提供靈活布置的室內空間。當建筑物層數較少時，水平荷載對結構的影響較小，采用框架結構體系比較合理；框架結構屬于以剪切變形為主的柔性結構，使用高度受到限制，主要用于非抗震設計和層數相對較少的建筑中。剪力墻結構中，剪力墻沿橫向、縱向正交布置或多軸線斜交布置，由鋼筋砼墻體承受全部的水平荷載和豎向荷載，屬于以彎曲變形為主的剛性結構。該種結構的抗側力剛度大，在水平力作用下側向變形小，空間整體性好。但剪力墻結構自重大，建筑平面布置局限性大，難以滿足建筑內部大空間的要求。因此更多地用于墻體布置較多，房間面積要求不太大的建筑物中，既減少了非承重隔墻的數量，也可使室內無外露梁柱，達到整體美觀。

框架——剪力墻結構是指在框架結構中的適當部位增設一些剪力墻，是剛柔相結合的結構體系，能提供建筑大開間的使用空間，是由若干道單片剪力墻與框架組成。在這種結構體系中，框架和剪力墻共同承擔水平力，但由于兩者剛度相差很大，變形形狀也不相同，必須通過各層樓板使其變形一致，達到框架和剪力墻的協同工作。從受力特點看，剪力墻是以彎曲變形為主，框架是以剪切變形為主，由于變位協調，在頂部框架協助剪力墻抗震，在底部剪力墻協助框架抗震，其抗震性能由于較好地發揮了各自的優點而大為提高。因此可以適用于各種不同高度建筑物的要求而被廣泛采用。板柱- 剪力墻結構，由于在板柱框架體系中加入了剪力墻或井筒，主要由剪力墻構件承受側向力，側向剛度也有很大的提高。這種結構目前在7、8 度抗震設計的高層建筑中有較多的應用，但其適用高度宜低于一般框架- 剪力墻結構。

3.2 減少地震發生時能量的輸入

在具體的設計中，積極采用基于位移的結構抗震方法，對具體的方案進行定量分析，使結構的變形彈性滿足預期地震作用力下的變形需求。對建筑構件的承載力進行驗收的同時，還要控制建筑結構在地震作用下的層間位移限值；并且根據建筑構件的變形和建筑結構的位移之間的關系，確定構件的變形值；根據建筑界面的應變分布以及大小，來確定建筑構件的構造需求。對于高層建筑，在堅固的場地上進行建筑施工，可以有效減少地震發生作用時能量的輸入，從而減弱地震對高層建筑的破壞。

4 結束語

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

參考文獻：

[1] 伊小群．高等民用建筑結構的抗震設計探討[J]．中國高新技術企業．2010，(20) ．

第4篇：高層建筑抗震結構設計范文

一前言

目前高層建筑中，梁式轉換層結構應用最為普遍，其主要優勢是實現了垂直轉換，但如果在托柱形式的梁式轉換層中，如果轉換梁跨度很大，承托層數較多時，其上部框架柱傳遞下來的豎向荷載將會很大，就會導致轉換梁的截面尺寸過大，實際實施中應用就必須考慮到這點。另外，采用轉換梁也不利于大型管道等設備系統的布置，不利于該轉換層建筑空間的充分利用。因此，有必要尋求新的轉換結構形式來替代轉換大梁。理論分析和工程實踐表明采用單層或迭層桁架結構替代轉換梁作為轉換層結構是一種較為可行的方案。

二桁架轉換層的主要形式

桁架轉換層分為單層桁架與迭層桁架，其中又包括斜腹桁架和空腹桁架。空腹桁架又包括等節間空腹桁架，不節間空腹桁架，混合空腹桁架。桁架轉換層構件可用鋼筋混凝土結構、預應力結構、鋼結構，在實際工程中精架式轉換結構多采用混凝土結構或預應力混凝土結構，對于大跨度鋼桁架結構轉換層，雖然傳力明確，傳力途徑清

楚，但構造和施工復雜，實際結構并不是很多，做的實驗也比較少。采用斜桿桁架、空腹桁架或迭層桁架作轉換構件時，桁架下弦宜施加預應力，形成預應力混凝土桁架轉換構件，以減小囚桁架下弦軸向變形過大而引起精架及帶桁架轉換層高層建筑結構在豎向荷載下次內力的影響和提高轉換桁架的抗裂度和剛度。采用轉換桁架將框架一核心筒結構、筒中筒結構的上部密柱轉換為下部稀柱時，轉換桁架宜滿層設置，其斜桿的交點宜為上部密柱的支點。采用空腹精架轉換層時，空腹桁架宜滿層設置，應有足夠的剛度保證其整體受力作用。

三轉換層結構的設計原則

⑴轉換層的一般設計原則①減少轉換。布置轉換層時，當上下主體是豎向結構時，尤其對于有框架核心筒結構中核心筒的情況時，應該注意使盡可能多的上部豎向結構，并且能向下落地連續貫通。②傳力直接。傳力直接能夠對整體結構有很好的轉換作用，布置轉換層上下主體豎向結構時，應該盡量避免多級復雜轉換，這樣使水平轉換結構傳力直接，而且慎重采用傳力復雜、抗震不利的厚板轉換，如上下柱網確實無法對齊時，盡量采用箱形轉換。③強化下部、弱化上部。a應盡量強化下部，一般而言是指側向剛度，而弱化下部主要是指轉換層上部結構側向剛度，這樣的意義在于使轉換層上下主體結構側向剛度盡量接近、平滑過渡。設計時，應合理控制轉換層上、下結構側向剛度比的取值。b應盡量強化和提高下部結構抗震承載能力和延性。避免罕遇地震作用下下部主體結構破壞，同時應注意保證轉換層上部l～2層不落地剪力墻的承載能力和延性，避免重力荷載和罕遇地震作用下不落地剪力墻根部的破壞。注意和加強下部框架梁、上部連梁的延性，適應罕遇地震作用下的塑性鉸發育發展耗能的需要。

強化下部結構的具體措施應該視具體情況而定，對于帶轉換層的剪力墻結構或簡體結構，可在房屋周邊增置部分剪力墻、壁式框架或樓梯問筒體、加大簡體及落地墻厚度、提高混凝土強度等級，提高抗震能力，相應的上部弱化主要是采取以下措施：不落地剪力墻開洞、開口、減小墻厚等。

④優化轉換結構。當建筑功能里面考慮到抗震設計，宜優先選擇如斜腹桿桁架、空腹桁架和扁梁等，不致引起地震作用下框支柱柱頂彎矩過大、柱剪力過大的結構形式。同時要注意需滿足重力荷載作用下強度、剛度要求。

⑤全面細致的計算。作為整體結構中一個重要組成部分，轉換結構必須采用符合實際受力變形狀態的計算分析，而且應該建立模型進行三維空間整體結構計算分析。或者可采用有限元方法對轉換結構進行局部補充計算，此時轉換結構以上，至少取兩層結構進行局部計算模型，并注意模型邊界條件符合實際工作狀態。

⑵帶桁架轉換層高層建筑的設計原則①為了滿足帶桁架轉換層高層建筑具有較好的延性，能夠滿足下程抗震的要求。托柱形式帶桁架轉換層高層建筑結構設計必須遵循以下原則：“強化轉換層及其下部、弱化轉換層上部”；桁架轉換上部框架結構按“強柱弱梁、強邊柱弱中柱”的原則；桁架轉換按“強斜腹桿、強節點”的原則。②一般情況下，為了確保塑性鉸在梁端出現，使柱比梁有更大的安全儲備，轉換桁架上部框架結構按“強柱弱梁、強邊柱弱中柱”的原則進行設計。其中卜部結構必須滿足軸壓比要求、抗剪要求及構造要求，柱按普通鋼筋混凝土框架結構的設計，確定截面尺寸。為滿足“強邊柱弱中柱”的原則，中柱截面尺寸一般較小。上部結構梁的截面設計同普通鋼筋混凝土框架結構，應盡量使其先屈服，滿足“強柱弱梁”的要求。如果由于構造要求而不能加大中柱剛度時，可以采用內埋型鋼的方法。③設計時轉換桁架上層柱的柱底盡可能避免邊柱出現塑性鉸，此時為了滿足轉換層上、下層等效剪切剛度(等效側向剛度)比，并且保證精架轉換層框架結構有更好的延性。要求的帶桁架轉換層結構，轉換桁架上層是結構的薄弱層，破壞比較嚴重，此外還要加強上層柱與轉換桁架的連接構造。④特殊情況下，當很難滿足軸壓比的要求時，轉換桁架下層柱的軸壓比，轉換桁架以下柱可采用高強混凝土柱、鋼骨混凝土柱等有效方法來調整截面尺寸、剛度及其延性。⑤斜桿桁架設計時，受壓斜腹桿的截面尺寸一般應由其軸壓比控制計算確定，斜腹桿桁架上、下弦節點的截面，必須應滿足抗剪的要求，這樣便于保證整體析架結構具有一定延性不發生脆性破壞。對桁架轉換層而言，應保證強受壓斜腹桿和強節點。如果不滿足要求，可配置螺旋箍筋或采用內埋型鋼或內埋空腹鋼析架的鋼骨混凝土。

四轉換層結構側向的剛度比

帶轉換層高層建筑結構應使轉換層下部結構的抗側剛度接近轉換層下部臨近結構的抗側剛度，不發生明顯的剛度突變，轉換層結構不應設計成為柔弱層。在水平荷載作用下，當轉換層上、下部結構側向剛度相差較大時，會導致轉換層上下結構構件內力突變，促使部分構件提前破壞；當轉換層位置相對較高時，這種內力突變會進一步加劇。因此，設計時，應控制轉換層結構的等效剛度比。

⑴轉換層上、下層剪切剛度比。底部大空間為l層時，可近似采用轉換層上、下層結構等效剪切剛度比。為保證轉換層下部大空間整體結構有適宜的剛度、強度、延性和抗震能力，應盡量強化轉換層下部主體結構，弱化轉換層上部主體結構的剛度，使轉換層上、下部主體結構的剛度及變形特征盡量接近。

⑵帶轉換層高層建筑結構等效側向剛度比底部大空間層數大于l層時，其轉換層上部與下部結構的等效側向剛度比γ，可采用高規中公式(E．0．2)計算。其中水平荷載以節點單位荷載形式施加在轉換層上部剪力墻布置的節點部位。等效側向剛度比是影響帶轉換層結構的高層建筑抗震性能的重要指標之一。

第5篇：高層建筑抗震結構設計范文

關鍵字：高層建筑抗震理論 結構設計

一、高層建筑的概述

在古代人們就開始建造高層建筑，比如埃及的亞歷山大港燈塔，高100多米,為石結構。中國山西應縣的佛公寺釋迦塔，高約為67米，為木結構。 現代高層建筑發展迅速，在大中城市隨處可見。高層建筑是指超過10層的住宅建筑和超過24米高的其他民用建筑。高層建筑可以帶來明顯的社會經濟效益:首先,使人口集中，可利用建筑內部的豎向和橫向交通縮短部門之間的聯系距離，從而提高效率；其次能使大面積建筑的用地大幅度縮小，有可能在城市中心地段選址；第三，可以減少市政建設投資和縮短建筑工期。

由于高層建筑的高度比較高，所以解決水平抗剪問題成為關鍵，而抗震是解決水平抗剪問題的一個重要因素。然而對于不同的結構形式，同一設防烈度下，抵抗地震能力有很大區別，因此選擇合適的結構形式對于高層建筑尤為重要。

二、高層建筑抗震理論分析

2.1 高層建筑抗震的有關規范

建筑應根據其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個抗震設防類別。甲類建筑應屬于重大建筑工程和地震時可能發生嚴重次生災害的建筑，乙類建筑應屬于地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的建筑，丙類建筑應屬于除甲、乙、丁類以外的一般建筑，丁類建筑應屬于抗震次要建筑。多層高層建筑結構的抗震措施是根據抗震等級確定的，抗震等級的確定與建筑物的類別相關，不同的建筑物類別在考慮抗震等級時取用的抗震烈度與建筑場地類別有關，也就是考慮抗震等級時取用烈度與抗震計算時的設防烈度不一定相同。全國大部分地區的房屋抗震設防烈度一般為8度。

2.2 建筑抗震設計的理論

2.2.1、擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀10~40年展起來的一種理論，它在估計地震對結構的作用時，僅假定結構為剛性，地震力水平作用在結構或構件的質量中心上。地震力的大小當于結構的重量乘以一個比例常數（地震系數）。

2.2.2、反應譜理論。反應譜理論是在加世紀40~60年展起來的，它以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解，以及結構動力反應特性的研究為基礎，是加理工學院的一些研究學者對地震動加速度記錄的特性進行分析后取得的一個重要成果。

2.2.3、動力理論。動力理論是20世紀70－80年廣為應用的地震動力理論。它的發展除了基于60年代以來電子計算機技術和試驗技術的發展外，人們對各類結構在地震作用下的線性與非線性反應過程有了較多的了解，同時隨著強震觀測臺站的不斷增多，各種受損結構的地震反應記錄也不斷增多。進一步動力理論也稱地震時程分析理論，它把地震作為一個時間過程，選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入，建筑物簡化為多自由度體系，計算得到每一時刻建筑物的地震反應，從而完成抗震設計工作。

2.3 高層建筑抗震措施

在對結構的抗震設計中，除要考慮概念設計、結構抗震驗算外，歷次地震后人們在限制建筑高度，提高結構延性（限制結構類型和結構材料使用）等方面總結的抗震經驗一直是各國規范重視的問題。當前，在抗震設計中，從概念設計，抗震驗算及構造措施等三方面入手，在將抗震與消震（結構延性）結合的基礎上，建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法，直至進一步通過一些結構措施（隔震措施，消能減震措施）來減震，即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且，強柱弱梁，強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用已得到普遍的認可。

三、高層建筑的結構抗震設計

3.1高層建筑抗震設計的理念

按抗震設計要求進行結構分析與設計時，其目標是希望使所設計的結構在強度、剛度、延性及耗能能力等方面達到最佳，從而滿足我國《建筑抗震規范》（GB50011-2001）對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求，“三水準”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。由于地震作用是一種隨機性很強的循環、往復荷載，建筑物的地震破壞機理又十分復雜，存在許多的不確定因素，因此規定建筑結構當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時，結構處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。因此，要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態驗算，要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服進入非彈性變形階段，建筑物可能出現一定程度的破壞。但經一般修理或不需修理仍可繼續使用。因此，要求結構具有相當的延性能力（變形能力）不發生不可修復的脆性破壞。當遭遇第三設防烈度地震即高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震時，結構雖然破壞較重，但結構的非彈性變形離結構的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發生危及生命的嚴重破壞，從而保障了人員的安全。因此在有抗震設防要求的高層建筑除應滿足強度、剛度要求外，還要滿足延性的要求，使建筑具有足夠的變形能力，使其彈塑性變形不超過規定的彈塑性變形限值。

對于“兩階段”設計，其方法步驟如下：第一階段：第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數，先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應，與風、重力荷載效應組合，并引入承載力抗震調整系數，進行構件截面設計，從而滿足第一水準的強度要求；第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角，使其不超過抗震規范所規定的限值；同時采用相應的抗震構造措施，保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能，從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段：采用與第三水準相對應的地震動參數，計算出結構（特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節）的彈塑性層間位移角，使之小于抗震規范的限值。并采用必要的抗震構造措施，從而滿足第三水準的防倒塌要求。

3.2高層建筑的抗震設計方法

我國的《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）對各類建筑結構的抗震計算應采用的方法作了以下規定：1、高度不超過40m，以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，以及近似于單質點體系的結構，可采用底部剪力法等簡化方法。2、除規定1外的建筑結構，宜采用振型分解反應譜方法。3、特別不規則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑，應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算，可取多條時程曲線計算結果的平均值與振型分解反應譜法計算結果的較大值。

在進行抗震設計是應掌握以下要點及注意事項：1 .選擇對建筑抗震有利的場地 ,宜避開對建筑抗震不利的地段 ,不應在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。2 .建筑的平立面布置應符合概念設計的要求 ,不應采用嚴重不規則的方案。不規則的建筑 ,在結構設計時要進行水平地震作用計算和內力調整 ,并應對薄弱部位采取有效的抗震構造措施。3 .結構材料選擇與結構體系的確定應符合抗震結構的要求。4.盡可能設置多道抗震防線。地震有一定的持續時間 ,而且可能多次往復作用 ,根據地震后倒塌的建筑物的分析 ,我們知道地震的往復作用使結構遭到嚴重破壞 ,而最后倒塌則是結構因破壞而喪失了承受重力荷載的能力。適當處理構件的強弱關系 ,使其形成多道防線 ,是增加結構抗震能力的重要措施。5.具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性。6.確保結構的整體性。各構件之間的連接必須可靠 ,符合下列要求 :1 )構件節點的承載力不應低于其連接構件的承載力 ,當構件屈服、剛度退化時 ,節點應保持承載力和剛度不變。2 )予埋件的錨固承載力不應低于連接件的承載力。3 )裝配式的連接應保證結構的整體性 ,各抗側力構件必須有可靠的措施以確保空間協同工作。4)結構應具有連續性 ,注重施工質量 ,避免施工不當使結構的連續性遭到削弱甚至破壞。

第6篇：高層建筑抗震結構設計范文

關鍵詞：高層；建筑；抗震；設計

進入上世紀90年代以后，高層建筑已成為現代建筑的發展趨勢。高層建筑不僅在材料和結構體系上逐漸多樣化，優化建筑結構設計也越發受到業界普遍關注和重視。我國處于地震多發區，結構抗震分析和設計已提到建筑設計的日程，高層結構的優化設計必須引起足夠的重視。但在如今高層結構設計中，因為設計師的設計理念和認識上的差異，在可靠性設計方面仍值得進一步商榷。而高層住宅建筑結構抗震的設計關系到建筑安全的首要問題，更突顯出其重要的地位。

1住宅高層建筑結構抗震設計原則

抗震設計要剛柔相濟，選擇合適的結構形式，從而保證建筑結構的抗震性能，確保建筑物滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標。建筑物在地震力的作用下，結構形態會發生較大變化，而設計者需要根據不同地震烈度不同建筑類型，采用不同的結構類型和不同的構造措施，從而達到安全和效益相統一的目的。因此，在高層建筑設計時必須認真進行抗震設計。在建筑抗震設計過程中若一味的提高結構抗力,增加結構剛度,則會導致結構剛度大則在地震發生過程中地震作用也會相應增大。因此，應考慮好結構構件的承載力、穩定性、延性、剛度等方面的性能。對結構的相對薄弱位置，進一步采取抗震措施。再者，承受豎向荷載構件，不能做為主要耗能構件。在進行抗震設計時，盡可能設多道防線，從而形成一個完整的抗震結構體系，通過各個延性良好的分體系的協同工作，從而達到良好的抗震效果。在處理結構的強弱關系時，盡量使“有效屈服”保持較長階段，保證結構的延性和抗倒塌能力。合理設計結構的受力性能，當某一部位結構設計過強時，可能造成局部結構薄弱，因此，需考慮結構的整體協調工作。

2住宅高層建筑結構抗震設計要點

2.1結構規則性。建筑結構的不規則可能造成較大的地震扭轉效應，產生嚴重應力集中，或形成抗震薄弱層。大量地震災害表明，高層建筑物平面對稱、結構簡單、剛度質量沿建筑物豎向均勻分布的建筑具有較好的抗震性能。因此，在建筑抗震設計中，應使建筑物的平、立面布置規則、對稱、具有良好的整體性。同時，質量與剛度變化均勻分布，防止在平面上質量中心與剛度中心不重合而造成嚴重的扭轉振動。其中豎向抗側力的截面尺寸和材料強度應自下而上逐漸減小，從而避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變而形成薄弱層。

2.2層間位移限制。高層建筑都具有較大的高寬比,其在風力和地震作用下往往能夠產生較大的層間位移,甚至會超過結構的位移限值。該位移限值大小與結構材料、結構體系甚至裝修標準以及側向荷載等諸多因素有關。因此在進行高層建筑結構設計時應根據建筑物的實際情況以及所處的地理位置進行設計,既要滿足其具有足夠的剛度又要避免結構在水平荷載的作用下產生過大的位移而影響結構的承載力、穩定性及舒適度的要求。

2.3控制地震扭轉效應。由于地震波在傳播過程中的折射、反射、散射所造成的強震地面運動具有三向水平和三向轉動共六個自由度，地震作用本身就存在扭轉分量。如果結構平面布置不規則，在水平地震作用下，也會產生扭轉效應，對結構產生嚴重的破壞作用，而這種破壞作用往往被設計人員所忽視。但是，地震扭轉效應是一個極其復雜的問題，對于體型復雜的建筑結構，即使樓層的“計算剛心”和質心重合，仍然存在明顯的扭轉效應。在高層住宅建筑設計時，就充分考慮扭轉效應的影響。通過分析，扭轉作用下各抗側力結構的層間變形不同，造成結構邊緣的抗側力單元的層間側移最大，考慮建筑上下剛度的分布不均勻，剛度中心沒有在同一軸線，會產生較大的差距，從而造成各樓層結構偏心距和扭矩發生改變，因此,在設計過程中應對各層的扭轉修正系數分別計算。計算時應主要控制周期比、位移比兩個重要指標。設計中應考慮雙向地震作用下，當樓層抗扭剛度弱，平動周期與扭轉周期比大于0.9或樓層抗剪承載力比值小于0.8時，屬特別不規則建筑，應考慮偶然偏心。PKPM設計時兩者同時選上，程序計算時自動疊加取大者。

3住宅高層建筑結構抗震的優化設計探討

住宅高層建筑結構抗震的優化設計，指在注意總體布置上的大原則，進行結構設計時，顧及到關鍵部位的細節構造，全面合理地解決結構設計中的基本問題。需著眼于結構的總體地震反應，按照建筑結構在地震時破壞力分布，有針對性進行抗震設計優化，從根本上提高建筑結構的抗震能力。

3.1建筑場地的選擇。選擇有利的建筑場地，為減輕高層建筑物的震害，避開對建筑抗震不利的地段，在選址時，不應在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。應加強地基勘察，對于不利地段，盡量避開不利地質環境，結構工程師應提出避開要求，最好選擇有利地段，當無法避開時，應采取有效措施。這就考慮了地震因場地條件間接引起結構破壞的原因，如活動斷層、溶洞、局部突出的山包等。

3.2 建筑的平、立面布置。根據新的《建筑抗震設計規范(GB50011―2010)，持力層的選擇對建筑物的安全至關重要。要求建筑的形狀及抗側力構件的平面布置宜規則的整體性，在相同的地震力作用下，避免采用嚴重不規則的設計方案。選擇基礎方案時，受力性能比較明確，既要考慮經濟合理，設計時容易分析結構在地震時的實際反應和結構的內力分布，又要考慮抗震的要求，容易采取抗震構造措施和進行結構的局部處理。

3.3抗震結構體系。抗震結構體系體型是抗震設計中應考慮的最關鍵問題，結構體系應具有多道抗震防線，應根據建筑類因素，可避免因部分構件破壞而導致整個體系喪失抗震能力。結合設計、經濟條件綜合考慮與確定，應優先選用不承受重力荷載的構件如框架填充墻構件。抗震結構體系必須具有合理的地震作用傳遞途徑，不宜用軸壓比很大的鋼筋混凝土框架柱作為第一道防線。多道抗震防線，以減少輸入主體結構的地震能量，必要的強度剛度和強度分布，達到減輕主體結構破壞的目的。

高層住宅建筑抗震設計在選擇建筑結構的方案和采取抗震措施時，使樓層（部位）的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化，要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協調。有意識、有目的地控制薄弱層（部位），使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移，提高結構總體抗震性能。

4結束語

隨著新型結構、高性能材料的出現，高層住宅建筑設計技術也勢必再上新臺階。設計者需根據工程抗震各方面的知識和經驗，通過新型結構設計滿足建筑安全要求，滿足建筑物的使用功能和外觀要求，理順結構與建筑，結構與設備的關系。這就需要設計者從目前抗震設計現狀出發，作出正確的工程判斷，找出建筑安全與經濟合理的最佳結合點，以更好地適應社會經濟和建筑技術的發展。

參考文獻

[1]中國建筑科學研究院建筑結構研究所. 高層建筑結構設計[M]. 北京：科學出版社，1982.

第7篇：高層建筑抗震結構設計范文

關鍵詞：高層建筑；抗震結構；優化設計；改進措施

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A 文章編號：

高層建筑抗震結構的構建步驟復雜，施工環節細碎，適配流程多樣，加之諸如天氣因素、自然災害等外部不確定因素的綜合制約影響，從而使得其更容易突發安全生產事故，進行系統規范、切實高效的抗震結構規劃設計就顯得至關重要。這就要求在實際具體的高層建筑轉換層抗震施工作業之前，相關規劃設計的技術人員務必做到嚴密規劃、嚴格設計、切實調整、層層把關，扎實有效地進行高層建筑抗震結構規劃設計流程環節的程序操作，迅速有效地將理論創新與實踐改進協同統一，最終推進高層建筑抗震結構施工工程的安全、穩定、協調運轉。

一、高層建筑轉換層施工安全監督管理的瓶頸問題

1、建筑層次規劃設計盲目追求高度設計

抗震結構的實效作用來源于架構設計的規范全面，需要嚴格遵循“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節點弱構件”等基本原則進行設計，尤其是對于涉及環節多、操作步驟雜、施工難度大的高層建筑而言，切實規范的建筑實體抗震結構的高度設計就顯得至關重要。而現階段國內建筑實體的實際高度普遍超標，在追求“更高、更強”的產業理念的刺激下，相當一部分建筑工程都無視淡漠國家法規的規范要求，大肆提升建筑樓層高度，從而直接增加了高層建筑的抗震危險系數，導致諸多安全生產問題集中爆發。

2、材料產品選取適用混亂空泛

伴隨著我國建筑產業的持續快速推進發展，一些國外地區高層建筑抗震結構的材料產品也開始被引進應用，之前普遍采用的混凝土核心筒、大型鋼筋模板也被任意添加修飾。部分設計人員一味追求所謂的“創新多元”、“先鋒前衛”，在沒有充分認知理解這些“舶來品”的內涵屬性以及國內抗震結構規劃設計的格局現狀的前提下，盲目引進一些標榜新理念、新技術、新設備的抗震建筑材料產品，然后生搬硬套進行移植再造，而這些原料產品大部分材質低劣、抗壓度不足、實效堅實系數過低，結果導致大量不切實際、空泛虛無的抗震結構資源被大量閑置浪費，最終在產生一系列抗震安全問題后，附帶產生巨大的貨幣流失與效益虧損。

3、適配設備設置節點缺失，相關維護措施不到位

我國高層建筑抗震結構施工工程在形成規范化、產業化、系統化的綜合型經營的同時，也普遍存在著適配輔助的安全設施部分老化、整體作業結構陳舊、整體效率低下等集中性的階段性問題。尤其是在與抗震結構規劃設計緊密相關的梁板模板安裝改造、鋼筋工程升級換代、混凝土澆筑防裂改進完善等一系列配套措施的設計更新上，還普遍存在著樓板、梁模板安裝架設設計有待規范細化，鋼筋抽料、超密集部位規劃排查不夠嚴格，混凝土澆筑防裂設計相對松散寬泛、監督檢測浮于形式等突出問題。這些細微具體環節的抗震設計疏忽松懈的長期存在，不僅滋生了大量安全隱患，而且嚴重制約影響了高層建筑施工工程的穩定、高效運轉。

二、高層建筑轉換層施工安全監督管理的針對改進與具體措施

1、加強抗震結構高度設計的規范執行，嚴格依照規章執行作業

針對現階段既存的建筑實體盲目追求高度提升、抗震設計難度增加的突出問題，我們必須從問題的根本癥結出發，嚴格落實相關法律規章的細則要求。首先，建筑實體的層次高度規劃設計方案務必通過系統周密的論證審核，相關人員需要進行實地勘測、比照，做到實事求是、務實嚴謹；其次，穩步推進模型振動臺試驗，通過一系列地震力破壞力模擬測試、數據分析、信息處理，最終確定符合規范、切合實際的樓層高度；第三，加強對外部環境因素的考慮估量，譬如巖土屬性安全指標、地質承壓荷載取值對比、水文風力作用評估等等，努力做到內外兼顧、周翔全面。

2、改進建筑材料選取方法的切實設計，提升針對操作性

對于目前抗震結構建筑材料選取環節的缺陷，我們應當立足施工實踐，選取具備材質扎實牢固、抗壓度高、堅實性強的主流材料。由于當前抗震結構基本以鋼筋砼體核心筒為主，所以進一步加強提升轉換層的安裝設置就顯得必要而關鍵。而現階段抗震結構的加強層、轉換層都是相鄰設計，各自剛度增大之后必然附帶導致層次結構剛度突變，最終出現混凝土核心筒柱體開裂。針對這一情況，我們可以通過采用向混凝土核心筒澆筑試樣中添加一定比例的鋼纖維、聚合物纖維等改性方法，穩步提升砼體核心筒的抗滲透性、抗磨蝕強度以及抗裂防裂效能。這種方法的選材成本低廉、操作手法簡易、排查維護便捷，適宜進行區域范圍內試行拓展。

3、提升適配環節的排查設計，穩步拔高安全生產作業效率

針對既存的一系列適配環節設施規劃設計的瓶頸問題，我們需要從全面改造安全設施規制、徹底升級作業結構設計的基本立足點出發，有計劃、有目的地進行大規模適配環節設備結構規劃設計的更新改進。

第一，規范細化模板腳手架的安裝架設，徹底改造升級梁板、樓板、梁模板支撐變形的技術應用；其次，穩步提升鋼筋工程的安全系數，及時進行抽料設計復核、超密集部位檢查、大直徑鋼筋連接調試，嚴格按照規定標準規范操作；第三，進一步加強混凝土澆筑防裂機制的監控考核力度，組織相關人員進行定時定點定期檢查考核，實行明確統一的獎罰機制，獎勵先進積極、嚴懲落后懈怠。通過一系列適配環節的機構性調整，有效輔助高層建筑抗震結構在規劃管理層面的延伸擴展。

三、結語

抗震結構的規劃設計作為高層建筑施工工程的重中之重，在整個高層建筑工程運營系統中占據著安全鞏固的關鍵地位。進一步加強高層建筑抗震結構設計施工的調整優化施行力度，深入細化相關流程環節的切實檢測、務實設計，快速有效地降低高層建筑抗震結構施工作業過程中的安全事故的發生率，繼而提升整個高層建筑抗震結構作業系統的綜合競爭力，最終助推建筑工程產業體系安全、穩定、協調地運營。

參考文獻：

[1]曹有龍.基于高層建筑抗震結構設計研究[J].中國房地產業, 2011（5）.

第8篇：高層建筑抗震結構設計范文

關鍵詞：建筑工程 抗震設計 抗震結構安全

中圖分類號：TU文獻標識碼：A

1對建筑工程震能力產生影響的主要因素

1.1建筑結構的抗震設計標準

建筑結構抗震設計標準要根據國家對不同地區地震可能發生的情況以及對地震的危害程度所進行的初步預測來確定不同地區的基本設防烈度。設防烈度的確定是對抗震標準進行設計的主要參考依據，只有抗震烈度測量預測的準確性，才能夠保障抗震設計標準的科學性與正確性。建筑施工單位根據抗震設計標準以及工程項目開發對住宅使用性能的要求，來進行抗震設計，提高建筑物抗震設計的烈度，設計烈度與建筑物的抗震能力成正比，與建筑工程造價成反比。

1.2建筑工程抗震設計是否合理

所謂抗震設計主要是對建筑的結構形式進行合理的設計，并對建筑結構抗震措施加以選擇，保障建筑結構具有穩定的抗震性，在地震災害威脅的情況下要確保建筑結構不倒。高層建筑物對抗震設計有著比普通建筑更高的設計要求，通常選擇現澆剪力墻結構、框架- 剪力墻結構作為高層建筑物的首選結構類型。這種類型的建筑結構強度高、在外力的強烈作用下，能夠維持建筑結構的平穩性，抗震效果非常明顯。建筑工程抗震設計的合理性是確保建筑抗震性能的基本保障。

1.3建筑工程施工質量

建筑工程施工質量直接影響建筑物的使用性能，在地震振幅的強烈刺激下，建筑物的穩固性很難得到保障，為此必須對建筑物施工質量進行嚴格的控制，規范建筑施工工序，加強質量監督與檢驗工作，提高建筑物的整體質量，保障建筑物的高抗震性。

2選擇適合的抗震結構與高質量的建筑材料

2.1建筑結構體系對建筑抗震性能的重要作用

現階段在我國建筑結構體系中主要包含了框架結構體系、框架―剪力墻結構體系、剪力墻結構體系與筒體結構體系等主要結構體系表現形式。這些結構體系根據建筑物的實際需要被廣泛的運用到高層建筑物中。而目前國外在地震多發區，已經開展廣泛的采用鋼結構體系，作為提高建筑結構防震的主要結構體系，我國目前所采用的多為鋼筋混凝土結構，其抗震性能遠遠比不上鋼結構的抗震性能。鋼結構在強度、韌性以及延展性上具有明顯的優勢。

通過對地震區建筑房屋的倒塌情況進行調查我們可以發現，鋼結構建筑物的倒塌機率是最小的。我國工程建造開發者在進行高層建筑物設計時，為了節省用鋼數量，往往采用框架- 核心筒體系。在混合結構震層中所產生的剪應力的八成以上都由內部的混凝土來承擔。鋼筋混凝土結構在外力的作用下容易出現彎曲變形，為了減少建筑結構的側移，往往需要采用小的鋼結構對框架-核心筒結構加以輔助，這不但沒能達到節省建筑鋼材用量的目的，還增加了建筑結構的負擔，不利于建筑整體結構穩固性的發揮，為此我國要積極推進鋼結構在建筑領域的應用。

2.2建筑材料對建筑物抗震效果的影響與應用

建筑材料的使用性能對建筑物的質量有著決定性的影響，而高質量的建筑物又具有良好的抗震效果，為此若想提高建筑物的抗震性，首先要確保建筑材料的質量。在對建筑材料進行選擇時，通常要選擇強度高、安全性好，以及具有良好耐久性的建筑材料，研究實踐表明，高性能的建筑材料在提高建筑結構的使用性能與使用壽命方面具有不可替代的作用。

混凝土是目前我國建筑工程領域所普遍運用的人工石材，它產生于1824年，它的出現極大的改變了世界建筑工程領域的發展狀況，為促進我國建筑工程領域的發展起到了極大的推動作用。但混凝土建筑材料卻屬于脆性材料，從建筑結構抗震的角度進行分析，混凝土材料不利于建筑結構的抗震性，為此不應作為結構性材料應用到建筑結構當中。為解決這一問題，建筑工程領域展開了廣泛的研究與討論。目前主要通過對建筑結構進行科學合理設計以及采用鋼筋來化解混凝土的脆性。同時也可以通過對混凝土自身的性能加以改變來實現對混凝土脆性的改良，達到提高混凝土材料抗震效果的目的。

通常狀況下對混凝土自身的性能進行改良，提高混凝土建筑結構的抗震性能主要從以下幾個方面加以著手：首先，要對混凝土攪拌過程中的用水量進行嚴格的控制，水對混凝土的水化反應以及混凝土的和易性都產生至關重要的影響，決定混凝土的性能，為此在混凝土加工、攪拌、運輸、使用的全過程要通過會混凝土用水量的控制，來確保混凝土的強度及其耐久性。然而為了確保混凝土建筑結構的抗震性能，我們不能一味的增加混凝土的強度，因為混凝土強度與極限壓成反比，當混凝土的強度達到一定高度時，在外力作用下一旦混凝土遭到破壞，此時混凝土的脆性特征就會變得更加明顯，為此必須在考慮增強混凝土強度的同時要考慮增強混凝土的韌性，只有這樣才能夠確保混凝土具有較好抗震性能。

提高混凝土的使用性能還可以采用聚合物改性，這樣可以顯著提高混凝土的抗滲性、抗侵蝕能力，改善漿體與集料界面的結合，而且摻加達到一定量時，脆性的混凝土開始呈現聚合物良好的延性特征，在國際上已經開發成功的超高強水泥彈簧，即是該應用的一個極端例證。

在保證混凝土足夠的堿度防止鋼筋銹蝕破壞以及碳化破壞的同時，適宜摻加摻合料可降低混凝土結構中主要存在于孔隙和漿體與集料界面的氫氧化鈣的含量，改善界面結構，提高混凝土的抗滲性。

集料質量也是影響混凝土質量、尤其是混凝土的耐久性的重要因素。例如，用堿活性集料或含有害組分的集料制備的混凝土不僅可導致混凝土耐久性的降低和壽命的縮短，而且可能在突發災害中加速破壞而導致巨大損失。2003年土耳其地震后對倒塌建筑調查的結果表明，由于不當使用含氯離子高的海砂作為集料制備混凝土是導致增強鋼筋加速銹蝕而使混凝土建筑在震中倒塌的主要原因。

當然，從通用水泥自身也可提出許多有益于提高混凝土耐久性的要求，如適宜控制水泥比表面積和水化熱、降低水泥中氯離子含量、堿含量等。此外，還可以從根本上調整水泥品種，例如選用低水化放熱、高后期強度、尤其是抗折強度高、抗侵蝕性好的低熱硅酸鹽水泥，即高貝利特水泥，對于重點工程建設是一種更好的技術途徑。高貝利特水泥低熱高強的特性表明，它是配制高強高性能混凝土的理想的膠凝材料，所配制的高貝利特大體積混凝土抗裂性優越、且具有良好的體積穩定性和優越耐久性，已在國家重點工程應用中得到證明。

3結束語

良好的抗震設計與抗震結構對建筑物抵抗地震災害的威脅起到良好的保護作用，為確保我國建筑使用者的生命財產安全提供了可靠的保障，我國必須努力通過合理的設計創造出高性能的抗震結構，提高我國建筑物的抗震效果，對人們的生命財產安全實施全面的保護，避免汶川地震的慘劇再次上演。

參考文獻：

[1] 王麗霖.我國高層建筑抗震結構設計初探[J].山西建筑,2011,(03) .

第9篇：高層建筑抗震結構設計范文

關鍵詞：高層；混凝土；建筑；抗震；結構設計

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A

高層建筑結構的抗震設計方法和技術是不斷變化和進步的，需要在具體的實踐中對高層建筑所處的地質和環境進行詳細的分析和研究，選用適合的抗震結構，注重建筑結構材料的選擇，減小地震的作用力，增強結構的承載力，從而達到高層建筑抗震的目的。

一、高層建筑抗震結構設計的基本原則

1、結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性等方面的性能

(1)結構構件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強底層柱(墻)”的原則。

(2)對可能出現相對薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。

(3)承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。

2、 盡可能設置多道抗震防線

(1)一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結構構件連接協同工作。

(2)強烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導致倒塌。抗震結構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區， 主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度， 以使結構能吸收和耗散大量的地震能量，提高結構抗震性能，避免大震時倒塌。

(3)適當處理結構構件的強弱關系，同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后，其他抗側力構件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結構的延性和抗倒塌能力。

(4)在抗震設計中某一部分結構設計超強， 可能造成結構的其他部位相對薄弱， 因此在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小， 改變抗側力構件配筋的做法， 都需要慎重考慮。

3、 對可能出現的薄弱部位， 應采取措施提高其抗震能力

(1)構件在強烈地震下不存在強度安全儲備， 構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。

(2)要使樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化， 一旦樓層(部位)的比值有突變時，會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。

(3)要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協調。

(4)在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又避免薄弱層發生轉移，這是提高結構總體抗震性能的有效手段。

二、高層混凝土建筑抗震結構設計

1、選擇良好的抗震結構體系

（1）抗側力構件應布置合理。如在框架―剪力墻結構中，剪力墻宜均增布置在建筑物的周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位，剪力墻間距不宜過大；平面形狀凹凸較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻；縱、橫剪力墻宜組成L型、T型和[型等形式；剪力墻宜貫通建筑物的全高，避免剛度突變；剪力墻開洞口宜上下對齊；抗震設計時，剪力墻的布置宜使結構各主軸方向的側向剛度接近。

（2）結構的整體性要好。高層建筑結構中，樓蓋對于結構的整體性起到非常重要的作用。樓蓋相當于水平隔板，它不僅聚集和傳遞慣性力到各個豎向抗側力的子結構，而且要使這些子結構能協同承受地震作用，特別是當豎向抗側力子結構布置不均勻或布置復雜或各抗側力子結構水平變形特征不同時，整個結構就要依靠樓蓋使各抗側力子結構能協同工作。樓蓋體系最重要的作用是提供足夠的平面內剛度和抗力，并與豎向各子結構有效連接。所以房屋的頂層、結構轉換層、平面復雜或開洞過大的樓層、作為上部結構嵌固部分的地下室樓層應采用現澆樓蓋結構。

2、建筑布置宜規則

高層建筑應重視體形和結構的總體布置。由于建筑體形不合理或結構總體布置不合理而造成的地震災害，在國內外的大地震中都有所見。抗震設計選擇的建筑平面和立面布置宜對稱、規則，避免采用嚴重不規則的結構。結構的剛度宜均勻變化，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免有剛度和承載力突然變小的樓層，造成薄弱層的出現，地震時薄弱層破壞導致結構失效。

3、高度的確定

按我國現行高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ3- 2002）規定，在一定設防烈度和一定結構型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。這個高度是我國目前建筑科研水平、經濟發展水平和施工技術水平下，較為穩妥的，也是與目前整個土建規范體系相協調的。可實際上，已有許多混凝土結構高層建筑的高度超過了這個限制。對于超高限建筑物，應當采取科學謹慎的態度：一要結構方案有專家論證，二要有模型振動臺試驗。在地震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性態會發生很大的變化。因為隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發生質變，即有些參數本身超出了現有規范的適宜范圍，如安全指標、延性要求、材料性能、荷載取值、力學模型選取等。

4、重視建筑材料的選擇

在高層建筑的抗震方案設計中，建筑結構的材料選擇也非常重要。首先，我們可以對建筑材料的參數進行抗震性能的分析，從整體上對材料的參數變異性進行研究，而不能僅考慮建筑材料的承載力忽略其他因素。從抵抗地震的角度來講，就是要控制建筑結構的延性需求，這就要求我們從高層建筑建設施工的各方面，來選擇符合抗震需求而且經濟適用的建筑結構材料。

5、推廣使用隔震和消能減震設計

目前我國和世界各國普遍采用的傳統抗震結構體系是“延性結構體系”，即適當控制結構物的剛度，但容許結構構件在地震時進入非彈性狀態，并具有較大的延性，以消耗地震能量，減輕地震反應，使結構物“裂而不倒”。采取軟墊隔震、滑移隔震、擺動隔震、懸吊隔震等措施，改變結構的動力特性，減少地震能量輸入，減輕結構地震反應，是一種很有效的防震措施。提高結構阻尼，采用高延性構件，能夠提高結構的耗能能力，減小地震作用，減小樓層地震剪力。隨著社會的不斷發展，對各種建筑物和構筑物的抗震減震要求越來越高，地震控制體系具有傳統抗震體系所難以比擬的優越性，在未來的建筑結構中將得到越來越廣泛的應用。

6、增多抗震防線的建設

高層建筑結構防震應設置多道抗震防線，增強對地震的抵抗力。進行抵抗地震設計時，可以采用具有多個肢節和壁式框架的“框架剪力墻”等防震結構。框架剪力墻具有性能較好的多道防線抗震結構，其中的剪力墻是第一道抗震防線也是主要的抗側力構件。所以，剪力墻應有足夠的剛度和承載力，且結構底層其承受的地震傾覆力矩占結構總地震傾覆彎矩的比值約50%～90%。同時，為承受剪力墻開裂后重分配的地震作用，任一層框架部分按框架和墻協同工作分配地震剪力。剪力墻結構中剪力墻可以通過合理設置連梁( 包括非建筑功能需要的開洞組成多肢聯肢墻，使其具有優良的多道抗震防線性能。

總之，隨著社會的發展、結構設計理念的創新及施工技術的進步，促使高層建筑往更高的方向發展，其在地震作用下的安全性也變的尤為重要。但由于高層建筑抗震設計屬于繁重而復雜的過程，設計時一定要從概念設計及定量分析兩個方向同時入手，從而獲得即經濟又安全可靠的設計結果。

參考文獻：

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[2]郭劍飛，楊育人，朱衛新.高層建筑抗震概念設計[J].建筑技術，2009(10).