高层建筑抗震结构设计大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇高层建筑抗震结构设计范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

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．

篇（2）

我国是地震高发地区，如2008 年的汶川大地震和2010 年玉树地震都造成大量的房屋倒塌，不仅使经济遭到损失而且人员也有很多伤亡，同时也看到很多房屋尤其是高层建筑在巨大的灾难面前经受住了严峻的考验，这说明只要严格按照抗震设计规范来建造的建筑是能保障人民的生命财产安全的。然而高层建筑在地震时的损坏还是超出了我们的预期，因此高层建筑抗震设计是建筑物安全考虑的重要问题。现在我们抗震规范要求“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三个水平的设防目标，以上是建筑设计抗震最低要求，而我们在进行高层建筑结构抗震设计中，要结合地区烈度及等级来考虑高层建筑抗震要求，其中下面几个方面是优先考虑的。

1 建筑抗震的理论分析

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。

2 高层建筑抗震概念设计

目前我们对地震还知之甚少，建筑结构抗震设计理论目前还是以试验与简化后的理论结合来制定的，还有不少不足和待完善的地方，所以在结构抗震设计时常常通过软件数值计算，但只能从局部来解决。而结构抗震概念设计的目标是建筑物的整体结构在地震时能够发挥耗散地震能量的作用，通过结构合理布局，选择延性好，耗能强的结构体系来达到抗震设防目标。就是我们常说的强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件，这就要求我们考虑以下几个方面： 1） 要求采用受力明确，传力简单的结构体系； 2） 采取相应的抗震构造措施如加构造柱，圈梁，加强层，转化层等来达到抗震要求； 3） 选取合适强度同时有良好延性的建筑材料以及正确施工技术实现对高层建筑结构体系抗震性能的合理控制。

3 场地与基础

地震造成建筑的破坏首先考虑场地与基础，因场地造成的工程的震害是很难恢复以及处理的，对于场地选择尽可能避开断裂带和不利地段（ 如软弱土，液化土，高耸孤立的山丘，半挖半填地基，断层破碎带等） ，如避免不了就要对场地地基进行加固处理（ 如换土垫层法，重锤夯实法，强夯法，振动水冲法，深层挤密法，沙井预压法等） ，所以尽可能挑选对建筑抗震有利的地段（ 如开阔平坦地带的坚硬场地或者密实均匀中硬场地） ，不仅有利于建筑抗震性能而且经济合理。对高层建筑抗震地基优先选择浅基础，并且同一结构体系不宜设在不同性质的地基上，同一建筑不宜采取两种以上的不同基础，同时要考虑建筑结构上部体系与地基基础相互作用关系。

4 选择良好的抗震结构体系

1） 高层建筑结构抗震体系选择不同于其他建筑布局，除了简单合理的结构布置，考虑其规则与对称，避免出现扭转与失衡情况，因此竖向结构布置应有规则的均匀变化，从上而下结构刚度逐渐变小，如果由于建筑要求而发生平面，刚度以及承载力局部的突变变为不规则体系时，我们要根据地震规范与高规以下几个方面来判断其是否规则： a. 扭转不规则； b. 抗扭刚度弱； c. 层刚度小； d. 平面不规则； e. 楼板不规则； f. 竖向刚度不规则，满足其中一项为不规则，满足其中三项为特别不规则，对于不规则结构要采取抗震措施来加强薄弱层的抗震性能，要进行超限高层建筑高层抗震设防的专项审查，此外对于多项指标超过抗震规范3. 4. 4 条为严重不规则建筑，应该与建筑设计人员沟通最好改变设计方案。2） 多道抗震设防。控制同一结构各构件或部件在地震中损坏或形成塑性铰的顺序而成的多道防御系统，使整个结构坏而不倒。为了避免因局部失效或者薄弱层而引起结构的破坏，要求结构体系由延性好的不同结构体系形成刚性的超静定结构来共同工作以抵抗地震破坏。要求结构体系良好的整体性和变形能力，当第一道抗震防线遭受超过它设防要求而破坏，第二道防线作为下一道屏障对结构体系进行保护。如框架剪力墙体系既有框架又有抗震墙，抗震墙作为第一道防线，框架作为第二道防线。但如果抗震墙很少，结构就不是多道防线的结构体系。从以上可以看出房屋的倒塌由于抗侧力构件不能承受荷载作用力，当采用多道抗震设防时，可以适当降低第一道防线的控制能力，提高第二道防线抗震能力。3） 抗震薄弱层。薄弱层也是建筑抗震设计需重点关注的地方，根据材料的规格尺寸，刚度，变形能力，使用功能和建筑的美学的要求，致使建筑结构体系会突破常规要求，出现竖向和平面变化比较大的结构体系而成为相对的抗震薄弱环节，在罕见地震荷载作用下率先出现屈服，而发生弹塑性非线性变形，造成建筑的破坏，这里要强调三点： a. 薄弱层只是在强震情况下考虑的结构弹塑性变形问题。b. 要对结构从整体上进行受力分析，而避免只是考虑部分薄弱层受力与变形。c. 由于结构是不是薄弱层只是一个相对概念，因此常常因为设计施工或者材料的变化导致薄弱层的改变，在此控制薄弱层位置发生转移而又能达到它的变形能力，这是控制结构抗震性能最关键的。

5 非结构构件抗震设计

除承重结构以外的固定构件都是非承重结构，虽然非承重结构在建筑中只是附件非关键结构，但在屡次的震害过程中非结构造成的人员与财产损害已屡见不鲜了。非结构构件抗震要求以下几点： 1） 先分清哪些是非结构构件，如屋顶的装饰属于结构构件与否并不好界定，这种情况一般按结构构件处理。2） 非结构体系对结构体系影响，对于设备作用在其结构主体上的非结构构件应计算设备的重力，与结构柔性连接的非结构可以不计其刚度，但当有专门构造措施可计入抗震承载力，同时要考虑非结构上作用的力对建筑结构的作用，并且相互的联系要满足锚固要求。3） 非构件自身的地震力作用在其重心上，对于支撑在楼层和防震缝的两侧的非结构构件，要计入地震时支撑点之间相对的位移产生的作用效应，非构件在位移方向的刚度要根据其端部实际联系分别根据不同的连接方式采用不同的力学模型。

6 结语

高层建筑设计前的地质勘察是建筑是否成功的前提，接着根据地勘报告设计建筑方案是关键一步，建筑物设计是否有良好的抗震效果主要在建筑方案体现，接着是施工图设计，它是把建筑思想变为现实最重要的一步，也是高层建筑结构设计抗震性优劣的十分重要的具体体现，设计的基本要求要保证在“小震不坏，中震可修，大震不倒”基本目标，设计高层建筑物时，要注意建筑物的结构布置问题，尽量保证质心与刚心重合、重心与质心重合、刚心与重心重合的三心合一。这样能提高抗震效果，增强抵御地震的抗破坏性。总之提高高层建筑抗震性能要根据建筑的等级来考虑安全指数。从一开始地区规划，地质勘查以及后来的建筑结构设计，建造过程以及施工工艺等的选择这些都是控制高层建筑抗震效果的关键原因。

参考文献：

篇（3）

前言：随着建筑行业的发展，出现越来越多的高层建筑，高层建筑结构也越来越复杂，因我国是多地震国家，地震会造成建筑物灾害发生，对人们的生命财产造成严重的损失，因此，对高层建筑结构进行抗震设计是非常重要的。

1 建筑物抗震结构简介

结构设计是指建筑设计师经过特定的手段或者方式将建筑师想要表达的语言以建筑的形式表达出来。在这个设计过程当中可能会涉及到建筑设计师没有的知识，比如：结构师可以将自己所要表达的意思和语言通过设计图纸结构的形式表达出来。因此，完成一个项目的建筑设计，不仅仅需要建筑师来完成，还需要与建筑相关的其它专业的专业人士来辅助建筑师完成。建筑设计师或者其它相关专业人士通过在建筑设计原有基础上增加部件或者器械以增加建筑物整体的抗震能力，这就是建筑物抗震结构设计。依靠目前的科技水平，人类还无法预测地震的发生时间和强度，所以亦无法对地震灾害做出有效的防范措施。我们只能依靠增加建筑物的抗震能力最大限度的降低地震灾害发生时所造成的损失。地震灾害对建筑物造成的伤害程度随着地震的强度、建筑物地基的坚实程度而变化，要做到降低建筑物受到地震后的损坏，只能在建筑过程或者建筑设计阶段增加建筑物的抗震能力。而建筑物受到地震伤害的程度也会随着楼层的增加而增强。建筑物抗震设计最主要的方向就是将建筑物经过改造以后能够对地震作用于建筑物的力产生与之对抗的力。两种力相互抵消，才能够达到这个目标。建筑物在受到地震灾害的影响时，需要将建筑物看做是一个整体来分析建筑受到地震以后建筑物对于地震产生力的承受分配。

2 抗震概念设计的基本原则

（1）选择对抗震有利的场地与地基建筑物的抗震能力与场地条件有密切关系。

（2）规划合理，防止地震时产生次生灾害有时地震导致的次生灾害会比地震直接导致的社会损失更大。反之地震时产生严重的次生灾害，是抗震工作的非常重要的一个方面。

（3）选择合理的抗震结构方案建筑结构体系需要按照建筑抗震设防烈度、抗震设防类别、场地条件、地基、结构材料与施工、建筑高度、等因素，经经济、技术与使用条件综合进行比较后明确。

（4）非结构构件的处理非结构构件包括建筑附属机电设备与建筑非结构构件和与结构主体的连接等。建筑非结构构件，通常是指在分析结构时不考虑承受重力荷载与地震、风等侧立荷载的构件。

3 高层建筑结构抗震设计

3.1 选择场地

地基选择场地地基首先要依据实际工程需求，同时还要考虑地震活动情况。分析天然地基时的抗震承载力要按照不同的场地来进行，此外，根据不同场地来分析地震所导致的危害度。如果有必要，可使用规范的地基来进行处理。可根据地震强度、场地土的厚度、断裂的地质历史来明确避让距离，从而对场地范围内的地震断裂的确定有利。一定要保证避开对不利的建筑地段来进行场地地基的选择，如果依法避开，可以运用合适的抗震措施来进行。

3.2 重视建筑结构的规则性

历史上，因为建筑结构的不规则性对抗震效果产生不好的影响的例子，经常发生。因此，在高层建筑结构抗震设计过程中，需要防止严重外形不规则的设计方案一个合理的结构，其平面布置需要符合下列几点要求：（1）长度要适当，不能太长；（2）平面规则、对称、不偏心；（3）角部重叠或细腰形的不能采取。其竖向布置需要符合下列几点要求：（1）体形应规则，防止过分外凸或内凹；（2）高宽比要在5-6以下。对于特别不规则的，不能防止的结构，运用大震作用进行结构易损部位（薄弱层）的塑性变形验算。

3.3 建筑结构消震和隔震设计

在消能减震与隔震设计方面，可以选择密实度高的地基，还能运用下列几点措施。首先，在选择结构构件材料上，要选择延性好的，以消耗地震能量，确保在地震作用下建筑物不倒塌；其次还可依据建筑的实际需求，设计适宜的隔震系数，设置某种隔震装置在基础和上部结构之间进行设置，致使地震能量降低向上部的输入，进而使上部结构振动降低，基础隔震类型主要有摩擦滑移隔震、叠层橡胶支座隔震、支承式摆动隔震、混合隔震、滚动隔震等；除此之外，改变结构体系的动力特性，可对结构自身的某些构件作构造上的处理，或附加子结构系统或消能装置在结构的一些部位。当前常用的消能减震装置有摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器、勃弹性阻尼器、勃性液体阻尼器、铅挤压阻尼器等。

3.4 选择合适的结构体系

高层建筑的抗震设计原则是“小震（烈度约为5.45度）不坏、中震（烈度为7度）可修、大震（烈度为8度）不倒”，这就要求建筑结构一定要具备一定的刚度、延性与承载力。在我国，高层建筑的结构体系大对数使用剪力墙结构、框架结构与框架剪力墙结构三种。其中，框架结构适用于普通高度的高层建筑；剪力墙结构适用于高层住宅；框架剪力墙结构则适用于综合楼与办公楼。值得一提的是，通常人们都将“剪力墙”称为“防震墙”，这是因为剪力墙结构的主要承重构件使用的是钢筋混凝土墙板，而不是框架结构中的梁柱，它对于控制因地震引起的水平剪力具有很好的作用。该体系的刚度与强度都比较高，延性也不错，传力直接均匀，对提高建筑的安全性与抗震性都有很大帮助，同时从经常居住的角度来说，也是相当舒适的，在高层住宅中比较适合使用。框架一剪力墙结构对于承受地震引起的水平剪力时，通过具有足够强度的连梁与楼板组成协同合作的结构体系，可以起到很好的抗震效果。在这里，剪力墙的高宽比要大于2，致使在承受水平剪力时其呈弯剪破坏，同时在墙体的底部尽可能发生塑性屈服；在梁端尽可能发生连梁的塑性屈服，同时具备充足的变形能力，确保在墙段发挥抗震性能前的有效性。

3.5 设置多道抗震防线

由两个与两个以上同时延性较好的分体系组成一个好的抗震结构体系，这是由于发生地震时，通常带有余震，若只有一道防线，很难防止由于某一结构损伤而导致整个结构坍塌。所以，在构建抗震结构体系时，首先要有最大可能数量的内外部冗余度，其次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与充足的刚度，以确保建筑物在遭遇地震灾害时，由于强烈的地震作用第一道防线崩溃的状况下，抵挡后续地震波的冲击还需要第二道、第三道防线。

3.6 加强薄弱环节设计

“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固”是我们在结构设计过程中始终要遵循的原则之一，这就要求我们要加强对薄弱环节的设计。在设计的过程中要注意以下几点：

（1）有目的性地控制薄弱部位，确保其在地震作用中，既有足够的变形能力，又不发生位移；

（2）要对构件的实际承载力进行分析，以此判断薄弱层的基础是否满足抗震要求；

（3）确保薄弱部位的实际承载力与设计弹性受力比保持在一个相对稳定的变化范围内；

（4）注意协调结构的整体刚度和承载力，避免局部过强。

4 结束语

对于高层建筑来说，抗震设计是非常重要的，一个优良的建筑抗震设计，必须是在建筑设计和结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。随着社会经济的发展，很多新型的结构、新的技术不断出现，设计人员要不断利用这些新结构和新技术进行抗震结构设计，从而为人们的生命财产安全做好保障。

篇（4）

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。

篇（5）

Abstract: This paper analyzes the irregular plane high-rise structure determination method, proposes the optimization design method of the high-rise structure based on performance, and finally does the elastic plastic analysis and contractions of the project practical scheme before and after optimization.

Key words: high-rise building; seismic; structure design

中图分类号: TU973文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

平面规则性对建筑结构的抗震性能具有重要的影响，国内外大量的震害表明: 结构平面不对称、不规则、不连续易使结构发生扭转破坏，严重者可导致整个结构破坏倒塌。因此平面布置力求简单、规则、对称，避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位; 避免在凹角和端部设置楼电梯间; 避免楼电梯间偏置，以免产生扭转的影响。建筑的结构平面布置应做到结构的两个主轴方向的动力特性相近，满足平面规则、楼板连续的规则性要求，应弱化平动刚度、强化抗扭刚度，控制地震作用下结构扭转激励振动效应不成为主振动效应，避免结构扭转破坏。薄弱部位要加强抗震计算措施和抗震构造措施，增强薄弱部位混凝土的约束，推迟塑性铰出现，提高延性，从而实现预定的抗震设防目标。建筑抗震设计规范中将高层钢筋混凝土结构平面不规则分为扭转不规则、凹凸不规则及楼板局部不连续三种类型，并分别给出了明确的定义，规定了一些定量的界限，即楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)，大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移) 平均值的 1.2 倍为扭转不规则，结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的 30% 为凹凸不规则，楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的 50%，或开洞面积大于该层楼层面积的 30%，或较大的楼层错层为楼板局部不连续。但在工程实际中，由于建筑类型繁多，并追求建筑功能的多样性，还存在很多引起建筑结构不规则的因素，例如建筑型体复杂多变，具有转换层、加强层、错层和多塔、连体的高层混凝土结构，很难全部用这些简化的定量指标来划分其不规则程度并规定限制范围。

《抗震设计规范管理组的统一培训教材》中对混凝土结构规则与不规则性进行了具体的总结和归纳，细化了平面不规则建筑方案的基本类型并分别赋予其简要涵义，明确其主要定量界限，即扭转不规则(按非柔性楼盖考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2)，偏心布置(偏心距大于0.15 或相邻层质心相差较大)，凸凹不规则(平面凸凹尺寸大于相应边长 30% 等，含穿层柱)，组合平面(细腰形或角部重叠形)，楼板不连续(有效宽度小于50%，开洞面积大于 30%(不计电梯井道，但深凹口加设连梁仍按凸凹不规则判别)，错层大于梁高) 。

同时，还应注意: 当建筑平面有深凹口，即使在凹口处设置连梁，但该部位的楼板不足以视为刚性楼板，只能作为弹性板计算时，则仍处于凸凹不规则，不能因设置连梁而作为楼板开洞处理。设防烈度不同，上述不规则建筑方案的界限相同，但设计要求有所不同。烈度越高，不仅仅是需要采取的措施增加，体现各种概念设计的调整系数也要加大。

大量震害表明，存在凹凸不规则、楼板不连续的结构在地震作用下，由于受力复杂、传力不明确，易造成结构局部薄弱部位率先发生破坏，严重者甚至导致整个结构倒塌。国内外许多大型振动台试验的观测结果显示，平面不规则结构易产生扭转振动并发生扭转脆性破坏。

1 高层建筑抗震结构设计

建筑的抗震设计依赖于设计人员的抗震设计理念，抗震设计由抗震计算和抗震措施两个不可分割的部分组成，且良好的概念设计是建筑结构抗震性能的决定因素。而抗震性能化设计，是建立在概念设计基础上的抗震设计新发展。

地震作用时，当结构受到扭矩作用，离刚心越远的竖向构件所承受的水平剪力越大，为了防止结构主要竖向构件发生脆性剪切破坏，充分发挥结构体系的延性及耗能性能，结构抗震设计时应采取有效措施严格控制结构的扭转效应并充分估计结构可能产生的扭转效应，以提高结构的抗扭能力。分析表明，结构抗扭刚度主要取决于竖向结构布置，应弱化平动刚度、强化抗扭刚度，结构设计应加强薄弱部位的抗震措施，增加结构的整体性和延性，改善结构变形能力，从而实现预定的抗震设防目标。

调整结构平面布置的不规则性，减小结构相对偏心距，根据具体情况适当增加或者减少离质心较远处的剪力墙，在建筑允许的情况下，尽量加长或加厚周边剪力墙尤其是离刚心最远处的剪力墙，在结构周边加设拉梁，加强周边连梁刚度，可以增强结构抗扭刚度。减少核心筒的剪力墙厚度或采用弱连梁连接剪力墙，从而减少核心筒刚度，削弱结构侧移刚度，结构刚心附近的剪力墙对结构抗扭刚度贡献不大，但对侧移刚度贡献较大，因此削弱刚心附近的剪力墙，可以加大第一平动周期。在既不能加强周边剪力墙也不能削弱中部剪力墙的情况下，可以适当加强周边框架梁的刚度，从而对结构整体形成套箍效应，增强结构抗扭刚度，减小结构扭转周期，显然这种方法是不经济的，只有在以上办法都行不通的情况下迫不得已才采用。同时还应调整结构抗扭刚度与抗侧刚度之比，控制结构周期比。适当提高周边抗扭构件的抗剪能力，增强结构抗扭能力安全度。

目前关于结构整体扭转破坏的机理研究还不是很深入，地震波的扭转分量作用目前也不能定量分析，关于结构周期比及位移比的限值也是基于结构弹性分析得出的结论，对于结构进入弹塑性状态下整体结构的扭转性态的研究还相当不成熟。在这种情况下，仅仅依靠调整结构布置使其满足规范对周期比和位移比的要求并不能完全保证结构在中震和大震作用下的安全。实际上当结构进入非弹性阶段，在双向水平地震作用下本来是对称的结构，也会出现随变形状态而变化的偏心，如一角柱的变形进入塑性状态后，刚度完全不同于弹性阶段，而其他角柱可能仍处于弹性状态，这时，水平力会产生很大扭转效应，从而可能导致结构破坏。

篇（6）

Abstract: according to the standard aseismatic design design is very important, so to strengthen the structure of the anti-seismic concept design, should according to "strong column weak beams", "strong cut weak curved", "strong weak node component" of the principles of design. This paper the seismic design from three principles theoretical calculation and practical use puts forward new ideas.

Keywords: seismic design aseismatic measures

中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A文章编号：

1．抗震概念设计应坚持原则，做到刚柔相济，多道设防理念

1．1刚柔相济

在抗震设计中，不能一味地提高结构的抗力，一般是根据初定的尺寸和混凝土等级算出结构的刚度，再由结构刚度算出地震力，然后计算配筋。如果结构刚度太大，地震作用效应就很大，这样为抵御地震而需配更多的钢筋，因此，增加了结构的刚度，反而使地震作用效应增强。在较大的地震力瞬间袭来时，极易造成局部受损，最后导致各个击破：而太柔的结构虽然有很好的延性，可以消减外力，但容易造成变形过大而无法使用，甚至整体倾覆。在抗震设计中，为了实现刚柔相济的原则，既满足变形要求，又能减小地震力，最主要的方法是进行隔震消能设计。隔震消能设计一般的做法是在基础和主体之间设置柔性隔震层、加设消能支撑(类似于阻尼器的装置)等；另外，在抗震设计中“刚柔相济”可以通过合理控制设计指标来实现，如周期比、位移比、剪重比、刚度比等应满足建筑抗震设计规范限值要求。

1．2多道设防

强烈地震后往往伴随多次余震，如果只有一道设防，在首次破坏后再遭余震，结构将会因损伤积累而导致倒塌。因此，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起来协同工作，如框架-剪力体系是由延性框架和抗震墙两个分体系组成；双肢或多肢剪力墙体系组成。

2．系统的抗震措施包括以下几个方面内容：

2．1 “强柱弱梁”

人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在地震下，梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。

2.1.2框架柱轴压比控制

抗震受力延性需要：

避免大震作用下框架柱压屈脆性破坏。现行规范框架柱轴压比控制计算原则：控制框架柱小震作用组合下轴压应力设计值水平：

中柱所受轴力较小，边柱、角柱所受轴力较大，尤其角柱迭加斜向作用、扭转作用所受轴力最大。框架中、边、角柱轴压比控制应有所不同。

建议：

现行规范框架中、边、角柱轴压比控制宜参照1984年高层建筑结构学组《高层建筑结构设计建议》，区别对待适当调整。中柱适当放松，边柱不变，角柱适当从严，如表2所示。

2．2 “强剪弱弯”

剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。

2.2.1框架柱剪力调整方法

受力需要：框剪结构在小震作用下，弹性计算变形协调所得的框架柱剪力较小：大震作用下，剪力墙、简体及连梁出现裂缝后，刚度退化，框架柱剪力将大大增加。

抗震需要：提高结构二道防线的抗震能力。现行规范剪力调整计算原则：

框架层总剪力：

中较／j、值第i层框架剪力调系数：

第i层j框架柱剪力、弯矩调整：

相连第i层j框架梁粱端剪力、弯矩调整：

问题：是否需满足节点力系平衡――调整相连框架梁梁端剪力、弯矩分析：

(1)框架柱偏压，轴压比控制，配筋一般由构造控制，柱剪力调整，柱的实际配筋一般未能得到调整增大，实际框架柱承载能力未能得到有效提高。

(2)框架梁纯弯，梁端弯矩调整，配筋成比例调整增大，实际框架梁承载能力得到明显提高。

(3)实际结构承载能力向强粱弱柱方向发展，不利于整体结构强柱弱梁延性抗震。

(4)台湾、日本、美国震害表明，整浇楼盖的钢筋混凝土结构的竖向构件墙、柱破坏严重，楼盖梁板一般尚未出现破坏，因此，强柱弱粱延性抗震更显重要。

建议：

(1)小震作用下的钢筋混凝土框剪结构柱剪力调整十分必要。

(2)不必拘泥于地震作用下框架节点力系平衡。

(3)不必调整相连框架梁梁端弯矩、剪力。

2．3 平面要规则．竖向刚度要连续

从受力特性看．高层建筑垂直荷载方向不变．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，竖向荷载引起的位移很小。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。高层建筑有上的受力特点．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 因此必须做到平面规则．尽可能采用矩形平面布置、抗侧力构件双向布置。并避免单跨结构。较大平面收进．否则在地震力作用下会引起很大的扭转效应，导致角部破坏、山墙倒塌。尽可能使结构的竖向刚度连续，高度超过6米，层数超过18层的高层建筑不应采用错层结构．错层结构楼板整体性差．不能有效传递水平力，易造成短柱；在建筑设计方面应避免采用大家喜欢的圆弧外墙．不论是框架结构还是砖混结构．在这次地震中圆弧外墙都受到了严重破坏，我们应该引以为训。

2.4地基基础设计控制要素：

(1)控制长期重力荷载作用下地基基础的变形及其差异变形。

(2)满足重力荷载水平荷载组合作用下地基基础承载能力要求。

建议高层建筑地基基础设计框图修改如下

效果：

(1)强化中央区，弱化边缘区。

(2)减小重力荷载作用下地基基础最大沉降及盆式差异沉降斜率，改善结构工作性能，提高结构安全度。

篇（7）

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.

篇（8）

Abstract: with the high building to higher the direction of development, the seismic performance also becomes more and more important. The author discusses the design practice, then high-rise building design of anti-seismic structure need to be paid attention to relevant issues are discussed.

Keywords: high building; Seismic; Structure design

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

地震是人类在繁衍生息、社会发展过程中遇到的一种可怕的自然灾害。强烈地震常常以其猝不及防的突发性和巨大的破坏力给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害。研究表明，在地震中造成人员伤亡和经济损失最主要的因素就是房屋倒塌及其引发的次生灾害（约占95%）。无数次的震害告诉我们，抗震设计是防御和减轻地震灾害最有效、最根本的措施。高层建筑结构的抗震仍然是建筑物安全考虑的重要问题。

1 结构规则性

建筑物尤其是高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求，对建筑进行合理的布置，大量地震灾害表明，平立面简单且对称的结构类型建筑物在地震时具有较好的抗震性能，因为该种结构建筑容易估计出其地震反映，易于采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理。建筑结构的规则性是指建筑物在平立面外形尺寸、抗侧力构件布置、承载力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面对称均匀，体型简单，结构刚度，质量沿建筑物竖向变化均匀，同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响，并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀，以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。

2 层间位移限制

高层建筑都具有较大的高宽比，其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移，甚至会超过结构的位移限值。而国内普遍认为该位移限值大小与结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关，其中钢筋混凝土结构的位移限值(一般在1/400-1/700范围内)则比钢结构(1/200-1/500范围内)要求严格，风荷载作用下的限值比地震作用下的要求严格。因此在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况以及所处的地理位置进行设计，既要满足其具有足够的刚度又要避免结构在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性以及正常使用功能等。

3 控制地震扭转效应

大量事实表明，当建筑结构的平面布置等不规则、不对称导致建筑层间水平荷载合力中心与建筑结构刚度中心不重合，在地震发生时建筑结构除发生水平位移外还易发生扭转性破坏甚至会导致结构整体倒塌，因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。由于建筑物在扭转作用下各片抗侧力结构的层间变形不同，其中距刚心较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大;同时在上下刚度不均匀变化的结构中，各层的刚度中心未能在同一轴线上，甚至会产生较大差距，以上情况都会使各层结构的偏心距和扭矩发生改变，因此，在设计过程中应对各层的扭转修正系数分别计算。计算时应主要控制周期比、位移比两个重要指标，即当两个控制参数的计算结果不能满足要求时则必须对其进行调整。当周期比不满足要求时可采用加大抗侧力构件截面或增加抗侧力构件数量的方法，并应将抗侧力构件尽可能的均匀布置在建筑四周，以减小刚度中心与质量中心的相对偏心，若调整构件刚度不能满足效果时则应调整抗侧力构件布置，以增大结构抗扭刚度。

4 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。

5 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。

6 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。

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。

7 选择合理结构类型

高层建筑的竖向荷载主要使结构产生轴向力，水平荷载主要产生弯矩。其竖向荷载方向不变，但随着建筑高度增加而增加，水平荷载则来自任何方向，因此竖向荷载引起建筑物的侧移量非常小，而水平荷载产生的侧移则与高度成四次方变化，即在高层结构中水平荷载的影响远远大于竖向荷载的影响，因此水平荷载应为设计的主要控制因素，在设计过程中应需在满足建筑功能及抗震性能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。目前大多高层结构都采用钢混结构和钢结构，钢混结构具有刚度大、空间整体性好、材料资源丰富、可组成多种结构体系等优点而被广泛应用，但其同时具备自重大、抵抗塑性变形能力差、易发生共振等缺点；钢结构则具有自重轻、强度高、抗震性能好、施工工期短、具有较好延性等优点，但其造价相对较高，当场地土特征周期较长时易发生共振等缺点。

8 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。

9 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。

篇（9）

地震是人们在现实生活中遇到的一种可怕的自然灾害，其巨大的破坏力给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定带来了严重的危害。地震占自然灾害总数的52％，是“群害之首”。研究表明，在地震中造成人员伤亡和经济损失最主要的因素就是房屋倒塌及其引发的次生灾害(约占95％)。无数次的震害告诉我们，抗震设计是防御和减轻地震灾害最有效、最根本的措施。因此高层建筑抗震安全问题必须引起建筑师们的高度重视，及时采取有效措施，防患于未然，已经十分重要。

一、建筑抗震的理论分析

（一）建筑结构抗震规范

建筑结构抗震规范实际上就是各国建筑抗震的经验权威性的总结，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的建筑水平，又反映了各国的具体抗震实践经验。它是在抗震有关科学理论的引导下，向技术经济合理性的方向发展，它也立足于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。正是基于这种认识精神，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”等体现强制限制性词语和“必须，可以”等体现不同程度灵活性的用词。

（二）建筑抗震的理论分析

建筑抗震的理论中的动力理论是20世纪70年代到80年代广泛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、建筑抗震设计的基本内容

（一）应重视建筑结构的规则性

建筑物的体型应力求简单、规则、对称质量和刚度变化均匀。从而，确保减少地震时地震作用产生的变形、应力集中及扭转反应。这些在实际工程中常常是不能完全达到要求的，这就要求结构工程师在进行抗震结构计算时，运用抗震区结构概念设计的方法，估计应力集中的部位，分析扭转影响，采取有效构造措施，提高结构的抗震能力。

（二）抗震概念设计应坚持的原则

a、刚柔相济原则

在抗震设计中，不能一味地提高结构的抗力，一般是根据初定的尺寸和混凝土等级算出结构的刚度，再由结构刚度算出地震力，然后计算配筋。如果结构刚度太大，地震作用效应就很大，这样为抵御地震而需配更多的钢筋，因此，增加了结构的刚度，反而使地震作用效应增强。在较大的地震力瞬间袭来时，极易造成局部受损，最后导致整体破坏；而太柔的结构虽然有很好的延性，可以消减外力，但容易造成变形过大而无法使用，甚至整体倾覆。在抗震设计中，为了实现刚柔相济的原则，既满足变形要求，又能减小地震力，最主要的方法是采用隔震消能设计。

b、多道设防原则

强烈地震后往往伴随多次余震，如果只有一道设防，在首次破坏后再遭余震，结构将会因损伤积累而导致倒塌。因此，一个抗震结构体系，应由若干个延生较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作，如框架一剪力体系是由延性框架和抗震墙两个分体系组成。

（三）抗侧力结构和构件应设计成延性结构或构件

延性是指构件或结构具有承载能力基本不降低的塑性变形能力的一种性能。在“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则下，结构应设计成延性结构。当设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形加大，但结构承受的地震作用不会直线上升，也就是说，结构是用它的变形能力在抵抗地震作用。延性结构的构件设计应遵守“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱杆件，强底层柱”原则，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

（四）应有意识地加强薄弱环节

a、结构在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载力分析(而不是承载力设计值的分析)是判断薄弱层的基础。

b、要使楼层(部位)的实际承载力和设计计算的弹性受力之比在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的这个比例有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。

c、要防止在局部上加强而忽视整个结构各部位刚度、承载力的协调。

d、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主要手段。

三、高层建筑结构抗震设计的基本方法

（一）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。

（二）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。

（三）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。

因此，《高规》第463条规定了按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比的限值，建筑结构抗震设计计算必须按《高规》的有关规定。

（四）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。

（五）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。

（六）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。

再次，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。

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。

参考文献：

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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。

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前言

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。本文在此谈了谈自己的一些观点和看法。

一、概述建筑结构抗震理论

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、高层建筑结构抗震设计问题分析

1、抗震措施。在对结构的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构抗震验算外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性（限制结构类型和结构材料使用） 等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震（结构延性）结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施（隔震措施，消能减震措施）来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且，强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

2、高层建筑的抗震设计理念。我国《建筑抗震规范》（GB50011-2001）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。三个水准烈度的地震作用水平，按三个不同超越概率（或重现期）来区分的：多遇地震：50年超越概率 63.2%，重现期 50 年；设防烈度地震（基本地震）：50 年超越概率 10%，重现期 475年；罕遇地震：50年超越概率 2%-3%，重现期1641-2475 年，平均约为 2000 年。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：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：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、高层建筑结构的抗震设计方法。我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法；除 1 款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法；特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

三、结语