高層建筑結構抗震設計論文精選(九篇)

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第1篇：高層建筑結構抗震設計論文范文

【關鍵詞】高層建筑；梁式轉換層；施工

1 梁式轉換層結構形式

高層建筑結構下部受力比上部大，按常理來說，在高層建筑結構的設計中就要考慮下部的剛度要大于上部結構；采用的措施就是下部增加墻體、增加柱網，而上部逐漸減少墻柱的密度。顯然，這在高層建筑設計中是不現實的，因為高層建筑的使用功能對空間要求卻是下部大空間，往上部逐漸減小，因此對高層建筑結構的設計就要考慮反常規設計方法。在《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2002）中，規范對轉換梁的最小高度和寬度作如下規定：框支梁截面的寬度不宜大于框支柱相應方向的截面寬度，不宜小于其上墻體截面厚度的 2 倍，且不易小于400mm；當梁上托柱時，尚不應小于梁寬方向的柱截面寬度。進行抗震設計時，轉換梁高不小于其跨度的1/6；非抗震設計時，轉換梁高不小于跨度的1/8。從該設計規程中可知，采取這些限制主要是保證轉換梁結構的整體剛度，增強結構的可靠性。

1.1 梁式轉換層結構形式

實際工程中應用的梁式轉換層結構有多種形式，主要原理就是利用下部的轉換大梁來支托上部結構。

1.2 梁式轉換結構受力機理分析

梁式轉換層結構的傳力途徑為墻—梁—柱（墻）的形式，傳力直接，便于分析計算。轉換大梁的受力主要受上部剪力墻剛度、剪力墻與轉換大梁的相對剛度和轉換大梁與下部支撐結構的相對剛度影響。為弄清轉換梁結構與上部墻體共同工作的性能，對轉換梁承托層數對其內力的影響用有限元程序進行了分析，從分析結果中我們知道，對一般結構轉換大梁，上部墻體考慮三層與考慮 4 層、5 層內力的設計控制內力差異不大于 5%，故在分析計算時可只考慮計算 3 層。從計算分析不論轉換大梁上部墻體的形式如何，只要墻體有一定長度，轉換大梁中的彎矩就會比不考慮上部墻體作用要小，同時轉換大梁也會有一段范圍出現受拉區。

2 梁式轉換層的結構設計

2.1 結構豎向布置

高層建筑的側向剛度宜下大上小，且應避免剛度突變。然而帶轉換層的高層建筑結構顯然有悖于此，因此對轉換層結構的側向剛度作了專門規定。對該工程而言，屬于“高位轉換”。轉換層上下等效側向剛度比宜接近于 1，不應大于 1.3。在設計過程中，應把握的原則歸納起來，就是要強化下部，弱化上部?？梢圆捎玫姆椒ㄓ幸韵聨追N：1）與建筑專業協商，使盡可能多的剪力墻落地，必要時甚至可在底部增設部分剪力墻（不伸上去）。除核心筒部分剪力墻在底部必須設置外，還與建筑專業協商后，讓兩側各有一片剪力墻落地。這些無疑都大大增強了底部剛度。

2）加大底部剪力墻厚度。轉換層以下剪力墻中，核心筒部分的厚度取為 600mm，其余部分的厚度取為 400mm。

3）底部剪力墻盡量不開洞或開小洞，以免剛度削弱太大。

4）提高底部柱、墻混凝土強度等級，采用 C50 混凝土。

5）適當減少轉換層上部剪力墻數目，控制剪力墻厚度，并可在某些較長剪力墻中部開結構洞，以弱化上部剛度。弱化上部剛度不僅對控制剛度比有利，還可減輕建筑物重量，減小框支梁承受的荷載；增大結構自振周期，減小地震作用力。工程綜合采用上述幾種方法后，轉換層上下剛度比在 X 方向為 0.725，在 Y 方向為 0.813，滿足規范要求，效果良好。雖然上下部剛度比滿足要求，但畢竟工程仍屬于豎向不規則結構，轉換層及其下各層為結構薄弱層，因而應將該兩層的地震剪力乘以 1.15 的增大系數。

2.2 結構平面布局

工程底部為框架—剪力墻結構，體型簡單、規則；上部為純剪力墻結構。在剪力墻平面布置上，東西向完全對稱，南北向質量中心與剛度中心偏差不超過 2m，結構偏心率較小。除核心筒外，其余剪力墻布置分散、均勻；且盡量沿周邊布置，以增強抗扭效果。查閱計算結果，扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比為0.85，各層最大水平位移與層間位移比值不大于 1.3，均滿足平面布置及控制扭轉的要求?？梢姽こ唐矫娌季忠巹t合理，抗扭效果良好。

3 梁式轉換層結構的設計與構造

由框支主梁承托轉換次梁及次梁上的剪刀墻，其傳力途徑多次轉換，受力復雜?？蛑е髁撼惺芷渖喜考袅Φ淖饔猛?，還需要承受梁傳給的剪力，扭矩和彎矩，框支主梁易受剪破壞。對于有抗震設防要求的建筑，為了改善結構的受力性能，提高其抗震能力，在進行結構平面布置時，可以將一部分剪力墻落地，并貫通至基礎，做成落地剪力墻與框支墻協同工作的受力體系。

3.1 轉換梁的設計與構造要求

轉換梁的截面尺寸一般宜由剪壓比計算確定，以避免脆性破壞和具有合適的含箍率。轉換梁不宜開洞，若需要開洞，洞口宜位于梁中和軸附近。洞口上、下弦桿必須采取加強措施，箍筋要加密，以增強其抗剪能力。上、下弦桿箍筋計算時宜將剪力設計值乘放大系數1.2。當洞口內力較大時，可采用型鋼構件來加強。

轉換梁的混凝土強度等級不應低于C30。轉換梁上、下主筋的最小配筋率非抗震設計時為0.3%，轉換梁中主筋不宜有接頭，轉換梁上部主筋至少應有50%沿梁全長貫通，下部主筋應全部貫通伸入柱內。

3.2 框支柱的設計與構造要求

框支柱截面尺寸一般系由其軸壓比計算確定。地震作用下框支柱內力需調整?？拐鹪O計時，框支柱的柱頂彎矩應乘以放大系數，并按放大后的彎矩設計值進行配筋；剪力調整——框支柱承受的地震剪力標準值應按下列規定采用：框支柱的數目不多于10根時，當框支層為1～2層時，每層每根柱承受的剪力應至少取基底剪力的2%；當框支層。為3層及3層以上時，各層每根柱所受的剪力應至少取基底剪力的3%；框支柱的數目多于10根時，當框支層為1～2層時，每層每根柱承受的剪力之和應取基底剪力的20%；當框支層為3層及3層以上時，每層框支柱承受剪力之和應取基底剪力的30%；框支柱剪力調整后，應相應調整框支柱的彎矩及柱端梁的剪力、彎矩，框支柱軸力可不調整。

框支柱全部縱向鋼筋配筋率，抗震等級一級時不小于1.2%，二級時不小于1.0%，三級時不小于0.9%，四級及非抗震設計時不小于0.8%?？v向鋼筋間距抗震設計時不大于200mm，且不小于80mm，全部縱向鋼筋配筋率不宜大于4%。

3.3 轉換梁的截面設計方法

目前國內結構設計工作普遍采用的轉換梁截面設計方法。主要有：應力截面設計方法。對轉換梁進行有限元分析得到的結果是應力及其分布規律，為能直接應用轉換梁有限元法分析后的應力大小及其分布規律進行截面的配筋計算，假定不考慮混凝土的抗拉作用，所有拉力由鋼筋承擔鋼筋達到其屈服強度設計值。受壓區混凝土的強度達到軸心抗壓強度設計值。

4 結語

通過高層建筑轉換層結構設計的工程實踐，體會如下：根據建筑平面及功能要求合理選擇轉換層形式，正確選擇建筑抗震類別是轉換層設計的關鍵點，結合結構布置，正確選擇各分部的抗震等級，構件設計應注重抗震延性設計的概念，對主要構件進行加強是設計的重點。

參考文獻：

[1]期刊論文.帶轉換層的高層建筑結構設計-沿海企業與科技 11/1（11）

第2篇：高層建筑結構抗震設計論文范文

關鍵詞：高層建筑，抗震設計，抗震結構，抗震技術

 

2008年的汶川地震和2010年的玉樹地震對中國來說無不是沉重的打擊，不但造成巨大的經濟損失，更心痛的是有那么的生命離開了我們，這不得不讓人們反思我們建筑的抗震設防能力。在地震中，幾乎所有的建筑都倒塌了，相對于低層建筑而言，高層建筑破壞和倒塌的后果就更加嚴重。近年來國內國外高層、超高層建筑的高度不斷攀升，就在2010年正式開放的哈利法塔的高度達到了驚人的828米，而且建筑的體型越來越復雜，不規則結構越來越多，這對于結構的抗震都是十分不利的。為保證高層結構的抗震安全，達到安全和經濟的統一，有必要對高層結構的抗震設計、抗震結構和抗震技術進行探討。

1.地震導致建筑破壞的原因

根據地震經驗，地震期間導致高層建筑破壞的直接原因可分為以下三種情況：

（1）地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂縫或錯位等地面變形，對其上部建筑的直接危害；

（2）地震引起的砂土液化、軟土震陷等地基失效，對上面建筑物所造成的破壞；

（3）建筑物在地面運動激發下產生劇烈震動過程中，因結構強度不足、過大變形、連接破壞、構件失穩或整體傾覆而破壞；

2.建筑的抗震概念設計

所謂“建筑抗震概念設計”是指根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想,依此進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程?？萍颊撐?。

3.建筑抗震設計方法的發展過程

3.1、靜力理論階段

水平靜力抗震理論始創于意大利，發展于日本，1900年日本學者大森房吉提出“震度法”的概念。該理論認為：結構物所收到的地震作用，可以簡化為作用于結構的等效水平靜力，其大小等于結構重力荷載乘以一個系數。

3.2、反應譜理論階段

我國及國際上多數國家抗震設計規范本質上都采用了反應譜理論及結構能力設計原則。其主要特點如下：

(1) 用規范規定的設計反應譜進行結構線彈性分析。

(2) 結構構件的承載力是根據設計反應譜所作的結構線彈性計算通過荷載和地震作用效應組合后內力進行設計。

(3) 在早期方案設計階段，結構體系、結構體型的規則性及結構的整體性滿足規范的規定，以使結構能可靠地發揮非彈性延性變形能力。

3.3、動力理論階段

1971年美國圣費南多地震的震害，使人們清楚地認識到“反應譜理論只說出了問題的一大半，而地震持時對結構破壞程度的重要影響沒有得到考慮”，從而推動了采用地震加速度過程a(t)來計算結構反應過程的動力法的研究。此一新理論不但考慮了地震的持時，還更近一步地考慮了地震過程中反應譜所不能概括的其他特性。

4.高層建筑結構體系

設計地震區的高層建筑，在確定結構體系時，除了要考慮前面所提到的材料用量、建筑內部空間和使用的房屋高度等因素外，還需進一步考慮下列抗震設計準則：

（1）具有明確的計算簡圖和合理的地震力傳遞路線；

（2）具備多道抗震防線，不會因部分結構或構件失效而導致整個體系喪失抵抗側力或承受重力荷載的能力

（3）具有必要的承載力、良好的延性和較多的耗能潛力，從而使結構體系遭遇地震時有足夠的防倒塌潛力；

（4）沿水平和豎向，結構的剛度和強度分布均勻，或按需要合理分布，避免出現局部削弱或突變形成薄弱環節，從而防止地震時出現過大的應力集中或塑性變形集中。

在確定建筑方案的同時，應綜合考慮房屋的重要性、設防烈度、場地條件、房屋高度、地基基礎以及材料供應和施工條件，并結合體系的經濟、技術指標，選擇最合適的結構體系。

5.建筑抗震措施或設計

5.1、錯開地震動卓越周期

一個場地的地面運動，一般均存在著一個破壞性最強的主振周期，如果建筑物的自振周期與這個卓越周期相等或相近，建筑物的破壞程度就會因共振而加重。地震動卓越周期又稱地震動主導周期。

從眾多的地震倒塌建筑物中可以看出，建筑周期與地震動卓越周期相接近，是引起建筑共振破壞的主要因素和直接原因。因此，在進行高層建筑設計時，首先要估計地震引起該建筑所在場地的地震動卓越周期；然后，在進行建筑方案設計時，通過改變房屋層數和結構類型，盡量加大建筑物基本周期與地震動卓越周期的差距。

5.2、采取基礎隔震措施

傳統的抗震方法是依靠結構的承載力和變形能力，來耗散地震能量，使結構免于倒塌，但由于是一種“被動防震”，就不免存在許多不足之處。地震對建筑的破壞作用，是由于地面運動激發起建筑的強烈振動所造成的，也就是說，破壞能量來自地面，通過基礎向上部結構傳遞。人們總結地震經驗后發現，地震時結構底部的有限滑動，能大幅度地減輕上部結構的破壞程度。科技論文。

基于可動概念的基礎隔震方案很多，主要有：（1）軟墊式隔震。在房屋底部設置若干個帶鉛芯的鋼板橡膠隔振裝置，使整個房屋坐落在軟墊層上，遭遇地震時，樓房底面與地面之間產生相對水平位移，房屋自振周期加長，主要變形都發生在軟墊塊處，上部結構層間側移變得很小，從而保護結構免遭破壞。（2）滑移式隔震。在房屋基礎底面處設置鋼珠、鋼球、石墨、砂粒等材料形成的滑移層或滾動層，使建筑物遇地震時在該處發生較大位移的滑動，達到隔震目的。（3）擺動式隔震。科技論文。擺動式隔震方式實質上是柔性底層概念的改進和引伸。（4）懸吊式隔震。這一隔震方式的構思是，將整個建筑懸吊在支架下面，避免地震的直接沖擊，從而大幅度較小建筑物所受到的地震慣力。

5.3、削減地震反應——提高結構阻尼

為了提高結構阻尼，可以在結構上設置阻尼器，以吸收地震輸入的能量，減小結構變形。臺北101大樓在87~92樓安裝了一個巨大的鋼球風阻尼器，是世界上目前最大的大樓風阻尼器，它的球體直徑5.5米，由四十一層12.5厘米厚鋼板結合為球形，重量660噸，可以有效減輕由于颶風和地震所引起的震動和側移。

為高層建筑提供附加阻尼的另一新途徑，是利用主體結構與剛性掛板之間特殊裝置的非彈性性能和摩擦。采取這一措施后，可以使阻尼比僅為2%的抗彎鋼框架，有效粘滯阻尼比增加到8%或更多，從而使底部地震剪力和頂點側移降低50%。

此外，通過采用高延性構件和附設耗能裝置也能有效削減地震反應。

6.高層建筑抗震技術發展展望

未來高層建筑的發展趨勢，體型將更趨復雜，結構體系將更趨多樣化。出于對建筑藝術上的要求，高層建筑的體型將會更為復雜和多樣，許多高層建筑都是綜合性的和多用途的，因此對建筑和結構必然提出新的更高的要求。從結構體系上看，也決不會停留在原有的幾種形式上，而會更好地滿足功能和藝術上的需求，創造出新的結構體系。

參考文獻

[1]劉大海,楊翠如,鐘錫根.高層建筑抗震設計.中國建筑工業出版社.

[2]谷連營,肖國梁.高層建筑抗震技術的發展概況.山西建筑,2006.8（15）：50—51.

[3]王紅霞.論高層建筑抗震概念設計.山西建筑,2007,12（35）：74—75.

第3篇：高層建筑結構抗震設計論文范文

［論文關鍵詞］高層建筑；結構特點；結構體系

我國改革開放以來，建筑業有了突飛猛進的發展，近十幾年我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓：地王國際商會中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進程加速發展，全國各地的高層建筑不斷涌現，作為土建工作設計人員，必須充分了解高層建筑結構設計特點及其結構體系，只有這樣才能使設計達到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量的基本原則。

一、高層建筑結構設計的特點

高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業在各專業中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：

（一）水平力是設計主要因素

在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。

（二）側移成為控指標

與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。

另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內，否則會產生以下情況：

1.因側移產生較大的附加內力，尤其是豎向構件，當側向位移增大時，偏心加劇，當產生的附加內力值超過一定數值時，將會導致房屋側塌。

2.使居住人員感到不適或驚慌。

3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機電設備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。

4.使主體結構構件出現大裂縫，甚至損壞。

（三）抗震設計要求更高

有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數，這在軟弱土層有突出的經濟效益。

地震效應與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結構上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構件產生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。

（五）軸向變形不容忽視

采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數值，其后果相當于連續梁中間支座沉陷，從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。

（六）概念設計與理論計算同樣重要

抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數倍之多，尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現構件局部開裂甚至破壞，這時結構已很難用常規的計算原理去進行分析。實踐表明，在設計中把握好高層建筑的概念設計也是很重要的。

二、高層建筑的結構體系

（一）高層建筑結構設計原則

1.鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。

2.高層建筑結構設計應重視結構選型和構造，擇優選擇抗震及抗風性能好而經濟合理的結構體系與平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。

（二）高層建筑結構體系及適用范圍

目前國內的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有：框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構等。

1.框架結構體系?？蚣芙Y構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑中常用的結構形式之一。

框架結構體系優點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結構自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內造價較低。

框架結構的缺點是：框架結構本身柔性較大，抗側力能力較差，在風荷載作用下會產生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結構構件破壞比較嚴重。

框架結構的適用范圍：框架結構的合理層數一般是6到15層，最經濟的層數是10層左右。由于框架結構能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫院、旅館、學校及多層工業廠房和倉庫中。

2.剪力墻結構體系。在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側力剛度，在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構件。

剪力墻結構中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結構表現了良好的抗震性能，震害較少發生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。

剪力墻結構墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結構。

在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產生很大內力及塑性變形，因此，在地震區不允許采用這種框支剪力墻結構。

3.框架—剪力墻結構體系。在框架結構中布置一定數量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結構，這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。

4.筒體結構體系。隨著建筑層數、高度的增長和抗震設防要求的提高，以平面工作狀態的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構。通常筒體結構有：

（1）框架—筒體結構。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結構受力特點類似框架—剪力墻結構，目前南寧市的地王大廈也用這種結構。

（2）筒中筒結構。筒中筒結構由內、外兩個筒體組合而成，內筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積?。ㄒ话悴淮笥趬w面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。目前國內最高的鋼筋混凝土結構如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結構。

（3）成束筒結構。在平面內設置多個剪力墻薄壁筒體，每個筒體都比較小，這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。

（4）巨型結構體系。巨型結構是由若干個巨柱（通常由電梯井或大面積實體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個樓層設一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級結構，它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結構上去。這種結構的二級結構梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。

除以上介紹的幾種結構體系外，還有其他一些結構形式，也可應用，如薄殼、懸索、膜結構、網架等，不過目前應用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結構。

［參考文獻］

［1］GB50011－2001建筑抗震設計規范.

［2］GB50010－2002混凝土結構設計規范.

第4篇：高層建筑結構抗震設計論文范文

【關鍵字】高層剪力墻結構；結構設計；優化

1 工程概況

本工程建設地點位于廣西貴港市，剪力墻結構，地下一層，地上34層，建筑總高度95.7米，結構平面長向34.4m，短向23.0m，場地地震基本烈度6度，設計基本地震加速度值0.05g，設計地震分組第一組，建筑場地類別Ⅱ類，基本風壓W0=0.35kN/m2。結構平面圖如圖1所示。

2 結構分析

2.1 結構平面布置優化

本工程結構平面中部內凹尺寸大于相應邊長的30%，較為薄弱；右側中間有較大開洞，導致樓板不連續，甚至結構位移比居高不下。

針對結構平面存在的問題，設計過程中采取了如下措施：

2.1.1 中部內凹處加設結構板，避免內凹過大導致中部削弱過重。

2.1.2 右側大開洞處加設梁連接洞口兩側豎向構件，加強右側構件整體性及洞口兩端變形協調能力。本文將著重對比本項措施實施前后，周期比、位移比等結構重要參數，分析此措施的效果。

2.2 計算結果分析

2.2.1 結構整體穩定驗算

本工程PKPM結構整體穩定驗算的結果如下：

X向剛重比 EJd/GH2=2.63

Y向剛重比 EJd/GH2=2.11

該結構剛重比EJd/GH2大于1.4,能夠通過高規(5.4.4)的整體穩定驗算。

該結構剛重比EJd/GH2小于2.7,應該考慮重力二階效應。

2.2.2 單位面積重力荷載

一般情況下，剪力墻結構的單位面積重力荷載大致在以下范圍內：14～16 kN／m2

計算結果文件顯示，結構標準層單位面積質量為1476.06 kg/m2，處于經驗值范圍之內，可見模型輸入及荷載輸入無誤。

2.2.3 層間位移角

結構的彈性層間位移角應滿足《建筑抗震規范》第5.5.1條及《高層建筑混凝土結構技術規程》的第4.6.3條的要求，查表得剪力墻結構的彈性層間位移角限值為1/1000。

查計算結果文件，X方向風荷載作用下，X方向最大層間位移角即為本工程層間位移角最大值，其值為1/1256，滿足規范對層間位移角的限值要求。

2.2.4 樓層側向剛度比及抗剪承載力比

《高層建筑混凝土結構技術規程》的第4.4.2條規定：抗震設計的高層建筑結構，其樓層側向剛度不宜小于相鄰上部樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%。第4.4.3條規定：A級高度高層建筑的樓層層間抗側力結構的受剪承載力不宜小于其上一層受剪承載力的80%，不應小于其上一層受剪承載力的65%。

本工程豎向剛度沒有突變，樓層側向剛度滿足第4.4.2條關于樓層側向剛度的要求。同時，樓層受剪承載力也滿足第4.2.3條關于樓層受剪承載力的要求。

2.2.5 周期比

周期比是控制結構扭轉效應的重要指標。它的目的不是在要求結構具有足夠大的剛度，而是保證結構平面規則性，避免產生扭轉對結構造成不利影響。在高層建筑結構中，第一、二振型不能發生扭轉為主。

《高層建筑混凝土結構技術規程》4.3.5條規定：結構扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比，A級高度建筑不應大于0.9，B級高度建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑不應大于0.85。

查計算結果文件，（T1是平動為主的第一自振周期，T3是扭轉為主的第一自振周期）：

未實施措施二前，

T1=3.822 S， T3=3.113 S，

T3/ T1=3.113/3.822=0.814

實施措施二后，

T1=3.788 S， T3=2.999 S，

T3/ T1=2.999/3.788=0.792

本工程屬于A級高度建筑，周期比滿足規范的要求。

對比措施二實施前后周期及周期比的數值可知：措施二實施后，結構剛度得到了加強，周期明顯有所減小，而周期比也有所降低。措施二有效。

2.2.6 位移比

位移比的控制有利于保證結構平面規則性，避免產生扭轉對結構造成不利影響

《高層建筑混凝土結構技術規程》4.3.5條規定：在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍；B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.4倍。

查計算結果文件：未實施措施二前，最大位移比出現在X+5% 偶然偏心地震力作用下，最大位移比值為1.41；實施措施二后，最大位移比也同樣出現在X+5% 偶然偏心地震力作用下，只是最大位移比值變為1.36。

實施措施二后，最大位移比值減小了3.5%，可見措施二對減小本結構的最大位移比有顯著的效果。然措施二僅僅是加設了短短的一段梁，可謂經濟而有效。

3 結語

結構設計是科學理論與應用實際的高度結合，其間需要設計人員運用結構力學、材料力學、彈性力學等專業知識，并結合自己的工程經驗才能做到的。目標是安全而經濟。

本文中針對目標高層所作出的兩項優化雖然簡單，然措施一有效的削弱了樓層平面內剛度突變，大大的減小了平面中部薄弱處的危險因素，措施二使得結構各項參數更趨合理?？梢姾唵蔚膬灮桨敢材艿玫綕M意的效果，希望廣大設計人員不懼麻煩，作出更多優秀的作品。

參考文獻

[1]JGJ3-2002．高層建筑混凝土結構技術規程．中國建筑工業出版社．

[2]GB50011-2010．建筑抗震設計規范．中國建筑工業出版社．

[3] 高小旺等．建筑抗震設計規范理解與應用[M]．北京：中國建筑工業出版社．2002．

[4] 周黎明 淺談高層抗震結構電算結果的分析[期刊論文]-山西建筑 2008(31)

[5]吳樹金 如何判斷結構電算結果的正確性[期刊論文]-科學技術與工程 2007(02)

第5篇：高層建筑結構抗震設計論文范文

摘要：我國是一個地震多發的國家。因此，現在越來越多的人非常重視建筑結構的抗震設計問題。所以，本文主要就建筑結構的抗震設計中關鍵問題、具體的抗震設計舉措進行研究與分析。

關鍵詞：建筑結構；抗震設計；關鍵問題；具體舉措

【中圖分類號】TU318【文獻標識碼】A【文章編號】2236-1879（2017）20-0217-01

引言：隨著我國經濟快速發展，一棟棟高樓大廈拔地而起，但與此同時，在我國是地震多發國家的背景下，建筑抗震等安全因素成為設計需要考慮的因素之一，現階段，我國的建筑抗震水平較高，但因地震導致房屋倒塌的情況時有發生，為了能更好的提高建筑抗震水平，在建筑抗震設計方面更加合理，作為中學生了解建筑結構的抗震設計中關鍵問題、具體的抗震設計舉措是很有必要的。建筑結構抗震設計關鍵問題

（一）場地的科學選擇。

建筑場地的科學選擇，直接關系到建筑結構抗震設計的水平與質量。因此，有關的工程設計人員需要對于建筑物建設的場地進行全面的考察工作，選擇具有土質松軟、地質元素分布不均衡的區域來進行地段的選擇，避免地震發生時產生出地裂或者是地表錯動問題。

（二）建筑結構的合理化抗震設計。

建筑結構的合理化設計也對于提升建筑抗震設計的質量與水平發揮著重要的作用。比如：使用高強度的建筑材料使得建筑物的結構框架具有完整性的構造。而高質量設計圖紙的應用，可以使得建筑物的各個部位進行更加合理、科學的布局，最終形成強有力的抗震效果。

（三）建筑平面布置的規則性。

進行滿足有關抗震設計要求的施工，可以極大提高建筑的抗震水平與能力。比如：綜合的考慮到各個方面的因素，應用現代的網絡信息技術進行對稱性的結構設計，將會對于建筑的抗震實際效果進行科學的提升。同時，我們需要清楚的了解到各種科學的設計需要真正的落實到施工實踐中，使得設計的成果真正轉變為實際的應用成果[1]。

一、建筑結構抗震設計的具體舉措

（一）基礎隔震措施。

所謂的基礎隔震指的是應用各種各樣的減震裝置來完成有關建筑物的結構抗震設計。具體來講，將有效的抗震、隔震的裝置應用到建筑物自身的部位中，從而達到保護建筑物，使其具有良好抗震、隔震效果的一種方式。但是，這種方式不適用于高大的建筑物中。原因在于，在高大建筑物中應用抗震裝置會導致建筑物產生出自振周期問題，無法達到應有的抗震效果。在我國的生活中常見的抗震裝置有橡膠墊裝置、混合隔震裝置等。對于這些裝置應用摩擦移動或者是粘彈性隔震的方式就可以進行有效的防震，保障建筑物具有良好的防震要求[2]。

（二）特殊材料在地基隔震中的應用。

應用特殊的材料全面保障建筑物的地基具有良好的防震性能，也是一個重要的防震舉措。具體來講，應用高效的瀝青原料與粘土、砂子等進行混合性的應用，可以提高建筑物整體的質量與水平，保障建筑物的安全。目前這種方法已經在建筑物的防震設計中進行了一定程度的應用，并且取得了不錯的應用效果[3]。

（三）建筑結構懸掛隔震。

所謂的建筑結構懸掛隔震指的是在進行建筑物結構設計工作中，應用懸掛的方式來對于建筑物大部分結構或者是整體的結構進行有效減震處理，使得地震發生時地震災害的破壞力量對于懸掛的建筑結構沒有非常大的影響，最終減輕地震對建筑的破壞程度，避免重大的人員傷亡與財產損失。比如：在一些大型鋼結構建筑中應用懸掛的方式來進行有關的設計，使得有關的子框架通過鎖鏈或者是吊桿方式的應用懸掛在主框架上。這種設計方式應用的意義在于地震發生之后，地震一部分破壞力量會傳導在這些鎖鏈或者是吊桿上，降低了地震對于建筑物地基以及墻面的影響，提高了建筑物地基抗震的實際效果[4]。

（四）建筑層間的隔震。

對于建筑物層間進行有效的隔震是一種操作簡單、工序簡單的應用方式。但是，這種方式與其它方面的隔震使用舉措比較起來只能對于地震破壞力量的10%到30%進行有效的預防，無法從根本上形成強有力的抗震效果。因此，這種方式需要與其它模式的抗震舉措進行綜合性的應用，形成對于建筑物的有力保護，全面提高其應對地震破壞力量的能力。

（五）建筑結構的加固隔震。

為了全面提高建筑物結構的抗震能力，我們需要采取各種的方式對于建筑物進行必要的加固處理，提升建筑物的質量。具體來講，第一，在建筑物竣工之后，有關的工程施工技術人員可以應用阻尼的方式對于建筑物進行全面的加固，最終使得建筑結構的抗震效果得到加強。第二，為了提高高層建筑的抗震效果，我們可以應用消能減震裝置來提高其抗震的能力，使得高層建筑也可以在地震發生時具有對地震破壞力的抵御能力，避免重大的財產損失與人員傷亡。比如：消能減震裝置在建筑物隔震夾層中進行應用，可以極大提高建筑物結構的抗震效果[5]。

二、結論：

通過上述幾個方面，對于建筑物結構抗震若干問題進行科學的研究與探討，有利于建筑物施工的企業應用眾多的具體方法全面提高建筑物結構抗震的質量與水平，保障建筑物在地震發生時具有強有力抵御地震的能力，減少人員的傷亡與財產上的損失。如今總體的設計理念與方式比較先進，但也需要與時俱進，不斷提高建筑抗震等級，為人們的生命和財產安全提高保障。

參考文獻 

[1] 古力銘. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 四川水泥，2015，06：60. 

[2] 曹振. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 門窗，2015，06：126. 

[3] 邱子龍. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 建材與裝飾，2016，08：76-77. 

[4] 李琛琛. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 科技創新與應用，2016，18：245. 

第6篇：高層建筑結構抗震設計論文范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；問題；對策

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

引言

城市建設進程的加快，大量人口涌入到城市當中，城市用地呈現非常緊張的局面，在這種情況下，高層建筑項目得以快速發展起來。高層建筑由于其垂直高度較大，而且結構較為復雜，需要具有良好的承載力和抗震性，所以對于建筑材料、施工技術和結構設計具有越來越高的要求。特別是目前高層建筑結構開始向復雜化和多樣化的方向發展，這就給結構設計師帶來了更大的挑戰。

一、建筑結構設計中存在的問題

1、建筑結構設計圖紙過于簡單

在建筑項目施工中，建筑結構設計圖紙的作用至關重要，要想使圖紙能夠更加完善和合理，要在進行設計時對每個細節問題都進行重視，在建筑結構設計方面要對建筑結構類型、建筑結構抗震設計、建筑結構抗震等級、建筑結構防裂等問題進行重視。但是，在現在的建筑結構設計中，存在著很多的設計環節不規范的情況，在設計方面采用的標準不規范，設計圖紙中對很多事物的標高等重要信息沒有進行明確，導致建筑項目在施工中出現了很大的隨意和混亂問題，對建筑項目的質量產生了很大的影響。

2、建筑基礎選型不夠合理

建筑結構在基礎選型方面對建筑的安全性、實用性、科學性以及合理性問題要進行重視?，F在，很多的高層建筑項目在基礎選型方面出現了不合理以及不科學的現象，地基的承載能力不足導致建筑項目出現變形的問題。不合理的建筑基礎選型會導致建筑項目地基出現不均勻的沉降問題，對建筑的安全系數有很大影響，建筑質量無法達到要求，對建筑項目的使用壽命也將產生很大的影響。

3、高層建筑消防結構設計不夠規范合理

高層建筑的結構設計是非常復雜的，因為其功能的多樣化，就要求其內部結構設計的多樣化。不同的結構設計又會需要不同性質的材料，這也給高層建筑的設計帶來了障礙。換言之，材料的可燃性會加大火災的風險，特別是在風力較大的高層建筑中，一旦發生了火災，就會迅速擴張火勢，對高層建筑的安全性造成了極大的威脅。此外，高層建筑的層數越多，越應該充分考慮到高層建筑材料的特性。

4、地下室外墻設計不夠科學

在建筑結構設計中，地下室外墻設計占據非常重要的地位，其也是建筑結構設計中非常容易出現問題的部分。地下室外墻設計對地下室建設有很大的影響，對整個建筑項目的承載能力也有很大的影響，因此，在設計方面比較嚴格。但是，地下室外墻設計在整個建筑結構設計中并沒有得到很多人員的重視，在施工中也出現了很多的問題，比較常見的問題就是地下水位的高低、地下層數、地上負載等因素，這些因素對建筑項目的安全系數都有很大的影響，對建筑項目的質量也有很大的影響。

二、建筑結構設計中的應對策略

1、建筑結構設計圖紙過于簡單

在建筑項目施工中，建筑結構設計圖紙的作用至關重要，要想使圖紙能夠更加完善和合理，要在進行設計時對每個細節問題都進行重視，在建筑結構設計方面要對建筑結構類型、建筑結構抗震設計、建筑結構抗震等級、建筑結構防裂等問題進行重視。但是，在現在的建筑結構設計中，存在著很多的設計環節不規范的情況，在設計方面采用的標準不規范，設計圖紙中對很多事物的標高等重要信息沒有進行明確，導致建筑項目在施工中出現了很大的隨意和混亂問題，對建筑項目的質量產生了很大的影響。

2、保障建筑基礎選型的合理性

建筑結構在選型方面要對兩方面的指標進行重視，對建筑外形設計情況和建筑項目所在區域的地質情況要進行掌握。建筑結構設計人員在拿到提資圖以后，不能盲目的開展建模計算工作，要對建筑項目的外形設計特征和建筑項目所在區域的地質情況進行全面的認知和分析。建筑基礎選型過程中，結構設計人員要和其他方面的工作人員進行充分的協調，設計出更加可行的方案。建筑結構設計的科學性和合理性得到保證，才能保證建筑項目施工的質量。

3、優化高層建筑的消防結構設計

隨著建筑業的發展，高層建筑在城市中的應用越發普遍。除去自然災害引發的地震以外，還要充分考慮人為因素引起的災害，比如火災。高層建筑結構越復雜越高，那么一旦引起了火災，使用者的人身安全和財產安全就會受到極大的威脅。因此，在高層建筑結構的設計中注意防火是很關鍵的。首先，防火間距要合理，設計人員在進行設計時，要按照相關規定進行操作，精確地測出建筑物之間的實際距離。然后，對于設計要因地制宜，防火結構一定要符合實際的地形情況。除此之外還有安全疏散通道的設計也很重要。一般而言，安全疏散通道應該進行垂直結構設計，而且盡量多設計幾條，利于慌亂人群的疏散。安全疏散通道中一定要設計防煙區，避免煙霧將疏散的人群嗆暈。設計人員可以使用分隔式的設計，可以更好地控制火勢和煙霧的蔓延。另外，防火門、防火墻以及其他防火設備等也需要設計人員注意。

4、確保地下室外墻設計的科學性

在現代建筑，特別是高層建筑項目施工的過程中，建筑物的整體質量在很大程度上由地下室外墻所支撐。因此，若在建筑結構設計的過程中，對于地下室外墻的設計不夠科學與合理，則勢必會導致整個建筑物的穩定性受到嚴重的影響。結合實際工作經驗來看，在地下室外墻設計的過程當中，結構設計工作人員首先需要對整個建筑物的質量加以衡量，結合建筑項目所處區域的地質特征，完成對地下室外墻基本尺寸的設計工作。常規意義上來說，對于高層建筑項目而言，地下室外墻結構設計過程中的墻面厚度需要保持在250mm以上。同時，為了防止由水泥用量增大而導致地下室外墻墻面混凝土產生裂縫問題，應當避免將混凝土強度設計過高，但也應當在C30等級以上。

5、優化高層建筑的抗震性能

高層建筑結構的設計要保證各個地方的剛度對稱且均勻，其平面形狀也要盡量的規范和盡量的簡單。如果能夠保證以上要求達到標準，那么在計算地震應力時就會容易的多，處理起來也會容易很多。比如地震應力扭轉和集中地方的處理等等。由此可見，在設計高層建筑的結構時，要盡量可能地將建筑剛度的中心點和地震力作用中心點設計到一起，正常情況下，偏心距e要比與外力作用線垂直的建筑物邊長的5%小。高層建筑物體積龐大，噸位也很大，如果抗震效果不好，那么一旦出現地震或者其他使之震動的因素，造成的損失將是巨大的。為了避免災難的發生，必須要優化好高層建筑的抗震性能。

6、對建筑材料加以統籌安排與利用

在工作人員展開建筑結構設計工作的過程當中，對于各類建筑材料的選取同樣是關鍵的工作內容之一。對于建筑材料的選擇需要充分考慮的指標包括：建筑材料的受力特征；建筑材料的工作環境。同時，所選擇的建筑材料應當在保障材料使用性能的基礎之上，最大限度地降低建筑材料的損失與浪費問題。此過程當中需要特別注意的是：建筑結構設計人員需要結合項目設計的實際情況，設計多種建筑材料的選取方案，通過綜合對比的方式，選擇經濟優勢、以及性能優勢最為突出的建筑材料設計方案。

結束語

高層建筑結構設計工作繁瑣、技術要求高、設計難度大，設計人員一定要首先擺正自己的心態，綜合考慮實際施工需要和相關技術要點，以高度的熱情和積極的態度完成設計工作，為施工的正常有序進行打下良好的基礎。

參考文獻

[1]謝春，翁家棟，邱駿偉，等.某8度區超B級高度建筑結構設計[C].2012建筑結構抗震技術國際論壇論文集，2012（27）.

第7篇：高層建筑結構抗震設計論文范文

【關鍵詞】：高層建筑；結構選型；重要性；

中圖分類號： TU97 文獻標識碼：A 文章編號：

【 Abstract 】:The structure of the high-rise building system is high-rise structure whether reasonable, key economic, along with the development of building height and function need constantly develops and changes. The thesis summed up the various kinds of high building structure system, especially in recent years, the complex, novel appeared of structural system of the mechanical characteristics and structure design of high-rise building points are discussed

【 key words 】: High-rise buildings; The structural type; Importance;

引言

對于高層建筑的結構設計, 首先擺在結構工程師面前的是結構選型的問題。高層建筑結構的選型通常要遵循一定的原則, 它不僅考慮到建筑物的適用性、經濟性、抗震性能,而且要考慮施工安裝的影響。正確處理高層建筑結構體系的選型問題,對于高層建筑結構設計而言, 具有至關重要的意義。

1.一、 高層建筑結構選型的重要性

1.1（一）高層建筑結構復的雜性。隨著現代高層建筑體形與平立面空間分布日益復雜,高度、規模、投資日益增大。也就要求性能更先進、更優化的結構系統形式與之相適應。主要表現為:

(1)1.需求多元化、功能綜合化的趨勢,必然要導致高層建筑方案平立面形狀與內部空間分布的多樣化、個性化與復雜化。為增大建筑凈空高度,很多高層建筑中存在的新問題與矛盾開始顯現，對結構系統形式的要求提高。

(2)2.隨著高度與規模的增大,高層建筑投資增加、工期增長,其結構系統優化的必要性以及可優化的空間與效益將更明顯。結構優化,首先是其形式的優化,然后才是其布局與構件參數的優化。

3)3.高層建筑需考慮的影響因素日益復雜，系統、綜合和多變,選型需要的知識信息愈加龐大,選型結果受人為因素的影響也將增大。

1.2（二）高層建筑與城市社會發展的關系密切。我國城市化進程及人口的持續增長導致城市人口急劇上升,城市居住、生產、生活用地日趨緊張。為節約及充分利用城市土地資源,減少拆遷費、市政工程費和復雜地形處理費,提高城市社會吸納能力及其綜合效益,緩解城市膨脹及城市房屋的嚴峻供需矛盾,改善城市環境與調節心理等城市社會性問題,高層建筑的數量仍將在全國各大中城市持續增長,且其規模、高度、復雜性及建設速度也將呈上升趨勢。

2.二、 高層建筑結構選型的若干思考

選型工作具有很強的綜合性，包含大量確定與不確定的因素,受諸多條件和因素影響。高層結構是否合理、經濟的是關鍵，隨著建筑高度和功能的發展需要而不斷發展變化。除了要考慮工程造價和投資能力,還要考慮所選結構型式對建筑功能的適應性、施工條件、技術能力、施工工期、建筑材料和能源供應。建筑美學要求包括建筑群及其環境的配合，建設場地的地形地貌自然災害等等。

2.1（一）從結構體系角度分析

高層建筑的結構體系主要有框架結構、異型柱框架結構、框架一剪力墻結構,現分別加以分析。

2.1．1.異型柱框架結構

這種結構體系是框架結構的一個派生結構形式,它除了具有框架結構的特點外, 與墻同寬的異型柱很好地解決了建筑平面使用問題。 但因異型柱相對于框架柱來說,剛度和承載能力相差了許多且規范對其的要求也比框架結構高，故多用于多層建筑(如別墅)。高層建筑中僅用于8層的小高層，適用高度范圍一般為24m以下(6度設防)

2.1.2 .框架結構

由框架梁、柱、樓板等主要構件組成其特點是柱網布置靈活, 便于獲得較大的使用空間。延性較好, 填充墻可采用輕質隔墻減輕結構自重。造價低框架應當縱橫雙向布置,形成雙向抗側力體系，但內凸的框架柱會影響使用功能, 且橫向側移剛度較小,抗震性能較差。地震中填充墻損壞嚴重,修復費用很高。適用高度范圍一般為60m以下(6度設防)

2.1.3.框架一剪力墻結構

這種結構體系的特點是利用電梯間做鋼筋硅核心筒抵抗大部分水平荷載,。框架柱主要承受豎向荷載，既具有框架結構布置靈活的特點, 滿足大空間的房屋的要求, 又具有較大的剛度和較強的抗震能力?？蚣芤患袅Y構的主要缺點,：由于功能要求剪力墻布置位置往往受到限制,。往往不可避免地造成剛心、質心不重合, 產生偏心扭矩, 且內凸的框架柱仍會影響使用功能"。適用高度范圍一般為130m以下(6度設防)

2.1.4.剪力墻結構

剪力墻承受豎向荷載及水平荷載的能力都較大。其特點是整體性好、側向剛度大、水平力作用下側移小,便于房間內部布置?？赏ㄟ^在適當部位開結構洞,形成若干短肢剪力墻來調整整體剛度,。并可采用輕質填充墻減輕結構自重及工程造價。缺點是不能提供大空間房屋結構,延性較差,造價高。適用高度范圍一般為140m以下(6度設防)。

2.1.5.筒體結構

框架-核心筒結構由實體的核心筒和外框架構成。一般將電梯間及一些服務用房集中在核心筒內;其他需較大空間的辦公用房、商業用房等布置在外框架部分。由于核心筒實際上是兩個方向的剪力墻構成封閉的空間結構, 相對于框架一剪力墻結構具有更好的整體性與抗側剛度。且剛心、質心偏差很小，適用高度范圍一般為150mm以下(6度設防)。

2.2（二）從結構部位分析

2.2.1.豎向承重結構的選型

在對豎向承重結構進行選型時,首先考慮的是建筑物的高度和用途。不同結構體系的強度和剛度是不一樣的,因而它們適應的高度也不同。一般說來,框架結構適用于高度低、層數少、設防烈度低的情況;框架―剪力墻結構和剪力墻結構可以滿足大多數建筑物的高度要求;層數很多或設防烈度較高時,可用筒體結構。當建筑物的高度超出表中數值時,要進行專門的研究,采取有效的措施。選擇結構體系應考慮的另一個因素是建筑物的用途。目前國內高層建筑按用途大體上可分三大類:住宅、旅館及公共性建筑(辦公、商業、科研、教學、醫院等)。住宅建筑一般采用剪力墻結構。

2.2.3.水平承重結構的選型

水平承重結構對保證建筑物的整體穩定和傳遞水平力有重要作用。水平承重結構選型通常有以下幾種,平板體系、無梁樓蓋、密肋樓蓋和肋形樓蓋。平板體系:平板體系采用單向板或雙向板,常用于剪力墻結構或筒體結構。其優點是板底平整,可以不加吊頂,結構高度低,可以降低層高。但當跨度大時,采用平板較困難,一般非預應力平板不宜成過6m,預應力平板不宜超過9m,否則平板厚度過大,樓面重量太大。采用現澆預應力無粘結平板樓面可以減少板厚。無梁樓蓋:在層高受限制情況下,公用建筑常采用無梁樓蓋。無梁樓蓋最好帶現澆柱帽,以加強板柱連接的可靠性。無梁樓蓋的合適跨度是:普通鋼筋混凝土樓面6m以內;預應力混凝土樓面可達9m。密肋樓蓋:密肋樓蓋多用在跨度較大而梁高受限制的情況下。筒體結構角區樓面也常用密肋樓蓋。當采用裝配式樓板時,框架－剪力墻結構應加混凝土現澆面層。樓蓋結構應滿足:房屋高度超過50m時,框架―剪力墻結構、筒體結構及復雜高層建筑結構應采用現澆摟蓋結構;剪力墻結構和框架結構宜采用現澆結構。房屋高度不超過50m時,8、9度抗震設計的框架-剪力墻結構宜采用現澆樓蓋結構;6、7度抗震設計的框架-剪力墻結構可采用裝配整體式樓蓋;框架結構和剪力墻結構可采用裝配式結構。同時對于現澆樓蓋,混凝土強度等級不宜低于C20,也不宜高于C40。

2.2．3下部結構的選型

高層建筑的基礎是高層建筑的重要組成部分。它將上部結構傳來的巨大荷載傳遞給地基。高層建筑基礎形式選擇的好壞,不但關系到結構的安全,而且對房屋的造價、施工工期等有重大的影響。高層建筑基礎形式通常有以下幾種:

(1)柱下獨立基礎:適用于層數不多、土質較好的框架結構。當地基為巖石時,可采用地錨將基礎錨固在巖石上,錨入長度≥40d。

(2)交叉梁基礎:即雙向為條形基礎。適用:層數不多、土質一般的框架、剪力墻、框架－剪力墻結構。

(3)片筏基礎:適用于層數不多土質較弱或層數較多土質較好時采用。當基巖埋置深度很深,水下水位又很高,但是在距地表不深處有一定承載力和一定厚度的持力層時,選用片筏基礎比選用樁基礎可以節省投資和縮短工期。但片筏基礎的剛度較弱,應注意對基礎不均勻沉降、變形和裂縫進行驗算。當地下水位很高時,還要進行抗浮驗算。

(4)復合基礎:適用于層數較多或土質較弱時采用?？捎糜谔钔?、飽和及非飽和粘性土。CFG樁復合地基是高粘結強度復合地基代表,目前它已大量應用于高層建筑地基。它既可適用于條形、獨立基礎,也可用于筏基和箱形基礎。

3.結語

(l)高層建筑結構體系直接影響抗震性能,結構選型應滿足以下要求:應具有必要的承載能力!剛度和變形能力;應避免因部分結構或構件的破壞而導致整個結構喪失承受重力荷載! 風荷載和地震作用能力;應避免連續倒塌;結構的豎向和水平布置宜具有合理的剛度和承載力分布, 避免因局部突變和扭轉效應而形成薄弱部位;宜具有多道抗震防線。

(2)高層建筑結構選型應根據房屋高度。高寬比!抗震設防類別!抗震設防烈度。場地類別!結構材料!施工技術條件!工程造價等因素, 并應滿足建筑使用功能的要求, 滿足建筑造型藝術的要求,適應未來發展與靈活改造的需要, 在不違反規范的前提下, 選用適宜的結構體系。

參考文獻

[1]沈蒲生．高層建筑結構設計[M]．北京:中國建筑工業出版社,2006.

[2]劉海卿,康珍珍,張丙軍.高層建筑結構選型影響因素分析[J].科學技術與工程,2006(6).

第8篇：高層建筑結構抗震設計論文范文

論文關鍵詞：高層概況發展體系施工

論文摘要：本文簡要介紹了高層、超高層建筑的結構體系，通過對國內已建和在建的高層建筑鋼結構國產化問題的調研，分析了在鋼材、設計、施工和監理等方面國產化所面臨的主要問題，為高層建筑鋼結構的發展提出了一些建議。

高層鋼結構建筑在國外已有110多年的歷史，1883年最早一幢鋼結構高層建筑在美國芝加哥拔地而起，到了二次世界大戰后由于地價的上漲和人口的迅速增長，以及對高層及超高層建筑的結構體系的研究日趨完善、計算技術的發展和施工技術水平的不斷提高，使高層和超高層建筑迅猛發展。鋼筋混凝土結構在超高層建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面積比率越來越大，在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結構受到質疑；同時高強度鋼材應運而生，在超高層建筑中采用部分鋼結構或全鋼結構的理論研究與設計建造可說是同步前進。

超高層建筑的發展體現了發達國家的建筑科技水平、材料工業水平和綜合技術水平，也是建設部門財力雄厚的象征。來源于/

一、我國的高層與超高層鋼結構建筑的發展

我國的高層與超高層鋼結構建筑自改革開放以來已有20年的歷史，并在設計和施工中積累了不少經驗，已有我國自行編制的《高層民用建筑鋼結構技術規程》。

1、鋼材的國產化

國內鋼鐵企業根據我國高層建筑鋼結構設計標準的要求，制訂我國第一部高層建筑鋼結構的鋼材標準《高層建筑結構用鋼板》(YB4104-2000)，比目前仍在實施的《低合金高強度結構鋼》(GB/T1591-94)又前進了一步，其性能指標優于國外同類產品。

2、鋼結構設計國產化

截止2003年3月，我國已建和在建的高層建筑鋼結構有60余幢，按其結構類型劃分，鋼框架-RC核心筒占4314%，SRC框架-RC核心筒占1617%，二者合計6011%；鋼框架-支撐體系占1813%；巨型框架占813%；純鋼框架占617%，筒體和鋼管混凝土結構各占313%。統計表明，目前我國高層建筑鋼結構以混合結構為主。

鑒于我國對混合結構尚未進行系統的研究，所以《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)暫不列入這種結構類型是合理的。

國家標準《高層民用建筑鋼結構技術規程》(JGJ99-98)和《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)等有關高層建筑最大高度和最大高寬比的規定，在一般情況下，應遵守規范的規定，否則應進行專項論證或試驗研究。建設部第111號令《超限高層建筑工程抗震設防管理規定》和建質[2003]46號文《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》，對加強高層建筑鋼結構設計質量控制意義重大，具有可操作性。

鋼結構設計分兩個階段，即設計圖階段和施工詳圖階段?，F在有的設計院完全采取國外設計模式，無構件圖、節點圖和鋼材表等，對工程招投標和施工詳圖設計帶來不便。因此，建議有關部門對此做出具體規定。關于節點設計問題，國內應多做一些理論和試驗研究工作，比如柱梁剛性節點塑性鉸外移和防止焊接節點的層狀撕裂等。由于鋼結構的阻尼比較低，在研發各種耗能支撐和節點的減震消能體系方面，國際上研究和應用較多，國內應加快進行此方面的研究。

二、高層及超高層結構體系

對于高層及超高層建筑的劃分，建筑設計規范、建筑抗震設計規范、建筑防火設計規范沒有一個統一規定，一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑，建筑總高度超過60m為超高層建筑。

對于結構設計來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則，選擇相應的結構體系，一般分為六大類：框架結構體系、剪力墻結構體系、框架—剪力墻結構體系、框—筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。

三、鋼結構制作與安裝1、鋼柱的安裝

鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構件，在加工制造中必須滿足現行規范的驗收標準。

100m高的超高層鋼柱一般分為8～12節構件，鋼柱在翻樣下料制作過程中應考慮焊縫的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形，所以鋼柱的翻樣下料長度不等于設計長度，即使只有幾毫米也不能忽略不計。而且上下兩節鋼柱截面完全相等時也不允許互換，要求對每節鋼柱應編號予以區別，正確安裝就位。

矩形或方形鋼柱內的加勁板的焊接應按現行規范要求采用熔嘴電渣焊，不允許采用其他如在箱板上開孔、槽塞焊等形式。

鋼柱標高的控制一般有二種方式：

(1)按相對標高制作安裝。鋼柱的長度誤差不得超過3mm，不考慮焊縫收縮變形和豎向荷載引起的壓縮變形，建筑物的總高度只要達到各節柱子制作允許偏差總和及鋼柱壓縮變形總和就算合格，這種制作安裝一般在12層以下，層高控制不十分嚴格的建筑物。

(2)按設計標高制作安裝。一般在12層以上，精度要求較高的層高，應按土建的標高安裝第一節鋼柱底面標高，每節鋼柱的累加尺寸總和應符合設計要求的總尺寸。每一節柱子的接頭產生的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形應加到每節鋼柱加工長度中去。

2、框架梁的制作與安裝

高層、超高層框架梁一般采用H型鋼，框架梁與鋼柱宜采用剛性連接，鋼柱為貫通型，在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內設置橫向加勁肋。

框架梁應按設計編號正確就位。

為保證框架梁與鋼柱連接處的節點域有較好的延性以及連接可靠性和樓層層高的精確性，在工廠制造時，在框架梁所在位置設置懸臂梁(短牛腿)，懸臂梁上下翼緣與鋼柱的連接采用剖口熔透焊縫，腹板采用貼角焊縫?？蚣芰号c鋼柱的懸臂梁（短牛腿）連接，上下翼緣的連接采用襯板(兼引弧板)全熔透焊縫，腹板采用高強螺栓連接。

由于鋼筋混凝土施工允許偏差遠遠大于鋼結構的精度要求，當框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接時，腹板的連接板可開橢圓孔，橢圓孔的長向尺寸不得大于2d0（d0為螺栓孔徑），并應保證孔邊距的要求。

框架梁的翻樣下料長度同樣不等于設計長度，需考慮焊接收縮變形。焊接收縮變形可用經驗公式計算再按實際加工之后校核，確定其翻樣下料的精確長度。

框架梁上下翼緣的連接可采用高強螺栓連接或焊接連接，目前大部分采用帶襯板的全熔透焊接連接。施工時先焊下翼緣再焊上翼緣，先一端點焊定位，再焊另一端。

第9篇：高層建筑結構抗震設計論文范文

【關鍵詞】高層建筑；結構設計；選型結構

選型工作具有很強的綜合性包含大量確定與不確定的因素，受諸多條件和因素影響，高層結構是否合理、經濟的關鍵，隨著建筑高度和功能的發展需要而不斷發展變化。除了要考慮工程造價和投資能力，還要考慮所選結構型式對建筑功能的適應性，施工條件，技術能力，施工工期，建筑材料和能源供應，建筑美學要求包括建筑群及其環境的配合建設場地的地形地貌自然災害等等。

1.高層建筑結構選型的相關概述

高層建筑的結構體系主要有框架結構，異型柱框架結構，框架一剪力墻結構，剪力墻結構，部分框支剪力墻結構，筒體結構（框架一核心筒結構，筒中筒結構），以及混合結構，即由多種材料構件如鋼筋混凝土構件、鋼構件、組合結構構件（鋼管混凝土構件、型鋼混凝土構件及組合梁等）構成的結構。主要分為：（1）一般高層建筑結構體系。一般高層建筑結構體系包括框架體系、剪力墻體系、框架-剪力墻體系、框架-筒體體系、框筒體系、筒中筒體系等結構體系。（2）復雜高層建筑結構體系。復雜高層建筑結構體系一般是指帶轉換層結構體系、連體結構體系、懸挑結構體系、帶加強層結構體系、平面不規則結構體系等。（3）新穎高層建筑結構體系。近年來，出現了一些新穎的高層建筑結構體系。其中具有代表性的有束筒體系、巨型框架體系、脊骨體系等結構體系。

2.高層建筑結構選型的重要性

（1）高層建筑與城市社會發展的關系密切我國城市化進程及人口的持續增長導致城市人口急劇上升，城市居住、生產、生活用地日趨緊張。為節約及充分利用城市土地資源，減少拆遷費、市政工程費和復雜地形處理費，提高城市社會吸納能力及其綜合效益，緩解城市膨脹及城市房屋的嚴峻供需矛盾，改善城市環境與調節心理等城市社會性問題，高層建筑的數量仍將在全國各大中城市持續增長，且其規模、高度、復雜性及建設速度也將呈上升趨勢。

（2）高層建筑結構復雜性提高現代高層建筑體形與平立面空間分布日益復雜，高度、規模、投資日益增大，要求性能更先進、更優化的結構系統形式與之相適應。主要表現為：1）需求多元化、功能綜合化的趨勢，必然要導致高層建筑方案平立面形狀與內部空間分布等多樣化、個性化與復雜化，為增大建筑凈空高度，很多一般多高層建筑中不存在的新問題與矛盾開始出現，對結構系統形式的要求提高。2）隨著高度與規模等增大，高層建筑投資增加、工期增長，其結構系統優化的必要性及可優化的空間與效益將更明顯。結構優化，首先是其形式的優化，然后才是其布局與構件參數的優化。3）高層建筑需考慮的影響因素日益復雜、系統、綜合和多變，選型需要的知識信息愈加龐大，選型結果受人為因素的影響也將增大。

3.高層建筑結構選型的若干思考

（1）豎向承重結構的選型在對豎向承重結構進行選型時，首先考慮的是建筑物的高度和用途。不同結構體系的強度和剛度是不一樣的，因而它們適應的高度也不同。一般說來，框架結構適用于高度低、層數少、設防烈度低的情況；框架―剪力墻結構和剪力墻結構可以滿足大多數建筑物的高度要求；層數很多或設防烈度較高時，可用筒體結構。當建筑物的高度超出表中數值時，要進行專門的研究，采取有效的措施。選擇結構體系應考慮的另一個因素是建筑物的用途。目前國內高層建筑按用途大體上可分三大類：住宅、旅館及公共性建筑（辦公、商業、科研、教學、醫院等）。住宅建筑一般采用剪力墻結構。

（2）水平承重結構的選型水平承重結構對保證建筑物的整體穩定和傳遞水平力有重要作用。水平承重結構選型通常有以下幾種，平板體系、無梁樓蓋、密肋樓蓋和肋形樓蓋。平板體系：平板體系采用單向板或雙向板，常用于剪力墻結構或筒體結構。其優點是板底平整，可以不加吊頂，結構高度低，可以降低層高。但當跨度大時，采用平板較困難，一般非預應力平板不宜成過6m，預應力平板不宜超過9m，否則平板厚度過大，樓面重量太大。采用現澆預應力無粘結平板樓面可以減少板厚。無梁樓蓋：在層高受限制情況下，公用建筑常采用無梁樓蓋。無梁樓蓋最好帶現澆柱帽，以加強板柱連接的可靠性。無梁樓蓋的合適跨度是：普通鋼筋混凝土樓面6m以內；預應力混凝土樓面可達9m。密肋樓蓋：密肋樓蓋多用在跨度較大而梁高受限制的情況下。筒體結構角區樓面也常用密肋樓蓋。當采用裝配式樓板時，框架-剪力墻結構應加混凝土現澆面層。樓蓋結構應滿足：房屋高度超過50m時，框架―剪力墻結構、筒體結構及復雜高層建筑結構應采用現澆摟蓋結構；剪力墻結構和框架結構宜采用現澆結構。房屋高度不超過50m時，8、9度抗震設計的框架-剪力墻結構宜采用現澆樓蓋結構；6、7度抗震設計的框架-剪力墻結構可采用裝配整體式樓蓋；框架結構和剪力墻結構可采用裝配式結構。同時對于現澆樓蓋，混凝土強度等級不宜低于C20，也不宜高于C40。

（3）下部結構的選型高層建筑的基礎是高層建筑的重要組成部分。它將上部結構傳來的巨大荷載傳遞給地基。高層建筑基礎形式選擇的好壞，不但關系到結構的安全，而且對房屋的造價、施工工期等有重大的影響。高層建筑基礎形式通常有以下幾種：1）柱下獨立基礎：適用于層數不多、土質較好的框架結構。當地基為巖石時，可采用地錨將基礎錨固在巖石上，錨入長度≥40d。2）交叉梁基礎：即雙向為條形基礎。適用：層數不多、土質一般的框架、剪力墻、框架-剪力墻結構。3）片筏基礎：適用于層數不多土質較弱或層數較多土質較好時用。當基巖埋置深度很深，水下水位又很高，但是在距地表不深處有一定承載力和一定厚度的持力層時，選用片筏基礎比選用樁基礎可以節省投資和縮短工期。但片筏基礎的剛度較弱，應注意對基礎不均勻沉降、變形和裂縫進行驗算。當地下水位很高時，還要進行抗浮驗算。4）復合基礎：適用于層數較多或土質較弱時采用。CFG樁復合地基是高粘結強度復合地基代表，目前它已大量應用于高層建筑地基。它既可適用于條形、獨立基礎，也可用于筏基和箱形基礎。可用于填土、飽和土及非飽和土粘性土。

4.結語

高層建筑結構的選型與結構布置在結構抗震概念設計中占有極其重要的地位，它們直接影響著結構的安全性與經濟性?？偟膩碚f，高層建筑結構選型包含豎向承重結構選型、水平承重結構選型以及下部結構選型；結構布置包括結構平面布置、結構豎向布置及變形縫設置。設計中應根據房屋的高度、高寬比等多方面因素選取合理的結構體系，以上因素在結構選型方面應該重點考慮。 [科]

【參考文獻】