高层建筑抗震规范范文1篇1

关键词：高层建筑；抗震；结构设计

中图分类号：TU208.3文献标识码：A文章编号：

随着社会经济的高速发展与人多的不断增多，建筑用地越来越紧张，促使高层建筑发展迅猛。在科学技术、新工艺以及新材料的推动下，为高层建筑今后的发展提供了更多的空间。随着全世界各个地区地震灾害的相继发生，所造成的经济损失、人员伤亡，越来越让人们重视建筑的抗震程度。地震是自然灾害破坏性极大的灾害之一，以目前的科学技术也无法对抗震发生进行精确的计算，但是在高层抗震结构设计中，人们可以对其设计进行不断的优化与改进，从而提升其抗震性能。

一、高层建筑抗震设计的准则

当前抗震设计的目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。抗震设计讲究刚柔并济，结构布置形式一定要合理，要符合实际的情况，严格遵循“强剪强弯”的抗震结构设计准则。要重视刚度的要求，在设计过程中不断趋向于这方面的满足，从而将抗震的效果增强，最大限度保障高层建筑结构设计处于地质中能承受的弹性范围之内。直观来讲，就是建筑本事结构即使出现了变形，但是其中结构形态也不会出现根本的损坏，而且经维护能能正常发挥其功效。在追求建筑高度的同时，也允许进入弹塑性状态，但是高层建筑结构的安全也必须符合国家的相关标准，才能真正投入使用。国家规定，六级以上必须要有抗震设计。高层抗震设计不能一味的追求抗震的抗力，我们清楚的知道地震不是一次性的，往往还带有很多次的余震，由于地震的作用特别复杂以及地震发生时强度的不确定因素，还有建筑结构与体积存在的差异性等等，假如高层建筑只是设计了一道防线，那么其抗震效果就无法应对这么多突发因素。

二、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，加剧了地震的破坏作用，海城地震和唐山地震中有不少类似震害实例。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，一边设计大开问．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、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。

5防震缝设置不规范

对于高层建筑存在下列三种情况时，宜设防震缝：(1)平面各项尺寸超过《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(JGJ3—91)中表2.2.3的限值而无加强措施；(2)房屋有较大错层；(3)各部分结构的刚度或荷载相差悬殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未设防震缝。

上述这些问题的存在，倘若不能得到改正，势必对建筑物的安全带来隐患。上述这些问题的原因是多方面的，这就需要设计人员从设计的角度避免这些问题的出现，防止将这种问题带入施工中，应该高层建筑的抗震性能。

三高层建筑结构抗震设计

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。

四结语

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。与此同时．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]都凤强.高层建筑结构设计的实践探讨[J]科技创新导报2009年21期

高层建筑抗震规范范文

[关键词]高层建筑结构抗震设计

引言

我国是一个多地震国家，VII度以上的高烈度区覆盖了1／2的国土，其中包括23个省会城市和2／3的百万以上人口大城市。目前我国正处在经济和社会迅速发展的时期，高层建筑工程的建筑规模已经位居世界之前列，而且可以预测：今后若干年，我国仍将是世界上高层建筑建设最多的国家。高层建筑是属于柔性建筑一类，风和地震作用是高层结构设计的主要侧向荷载，起着几乎是决定性的作用。而地震又是一种常见且具有较大危害的自然灾害，进行结构的抗震设计，减小建筑结构在地震作用下的生命和财产损失，一直是建筑结构设计人员和研究人员所关心和不懈努力去解决的问题。

结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计，其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，从而经济地实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。但是，由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，存在着许多模糊和不确定因素，在结构内力分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，计算方法还很不完善，单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。

一、建筑抗震设防目标

在2001年版的《建筑抗震规范》(GB50011-2001)中，我国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”。在新版的《建筑抗震规范》(GB50011-2010)中也有相同的提法，它说明对于建筑的抗震设计，这样的要求应该是不变的。它传达出了以下三个方面的含义：

（1）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。

（2）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。

（3）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,是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:

（1）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。

（2）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。

二、高层建筑结构的抗震计算方法

新规范《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)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；少数类型的建筑结构,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、建筑结构抗震能力评估方法

3.1弹塑性计量法

目前，弹塑性分析已经成为结构抗震设计的一个重要组成部分，国内外大量地震震害教训表明，建于强震区的早期结构，具有较高的地震易损伤性。如何评定这些已建结构的抗震性能，并据此进行合理的抗震加固，对最大限度的降低地震震害损失以及保护人民生命财产安全，都具有重要意义。

弹塑性分析法主要用于对现有结构或设计方案进行抗侧力能力的计算，从而估计其抗震能力，自从基于性能的抗震设计理论提出之后，该方法的应用范围逐渐扩大到新建建筑结构的弹塑性抗震分析。这种方法与传统的抗震静力方法区别主要在于它考虑了结构的弹塑性性能并将设计反应谱引入了计算过程和计算结果的解释。基本原理是：在结构上施加竖向荷载并保持不变，同时施加某种分布的水平荷载，该水平荷载单调增加，构件逐步屈服，从而得到结构在横向静力作用下的弹塑性性能。正因为弹塑性计量法的这种特点，已经在建筑结构抗震能力评估领域发挥越来越重要的作用，而其中弹塑性静力分析作为结构弹塑性变形分析方法之一，以其实用性较强的优点正受到越来越多的关注，已经被列入我国《建筑抗震设计规范》。

3.2反应谱法

反应谱法是用动力方法计算质点体系地震反应，建立反应谱；再用加速度反应谱计算结构的最大惯性力作为结构的等效地震荷载；然后按静力方法进行结构计算设计的方法，因此，它是一种拟静力方法。我国抗震规范及高层规范都要求在高层建筑中用反应谱方法计算等效地震力，一般有两种方法：①反应谱底部剪力法，主要适用于当结构高度小于40m，沿高度方向质量刚度分布比较均匀，以第一振型为主的高层建筑；②反应谱振型叠加法，当把结构简化为平面结构进行分析时，采用平方和的平方根法(SRS方法)；当采用空间协同分析或空间分析方法时，考虑空间各振型的相互影响，采用完全二次方程法（CQC）方法，地震反应完全平方组合)。当然关于建筑结构抗震能力评估方法还有很多，本文只是展示了这两种比较基本而且使用几率比较大的方法。

四、高层建筑结构设计中需要注意的问题

结合对新的抗震设计规范（GB50011―2010）的理解及自己的工作实践，个人认为目前高层建筑抗震在结构设计上设计需要注意以下几个方面的问题：

1)结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有:SATWE、TAT、TBSA等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以,在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,并从不同软件相差较大的计算结果中,判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。

否则,如果选择了不合适的计算软件,不但会浪费大量的时间和精力,而且有可能使结构有不安全的隐患存在。

2)是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及,只是,在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。

3)振型数目是否足够。在新规范中增加一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中,并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求,因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值。

五、提高我国建筑结构抗震能力的建议

5.1研究开发更为合理的结构形式

随着科技日益高速发展，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。

5.2材料的选用和结构体系问题

在地震多发区，采用何种建筑材料或结构体系更为合理的问题应该得到人们的重视。我国高层建筑中常采用的结构体系有：框架、框架―剪力墙、剪力墙和筒体等几种体系，这也是其他国家高层建筑采用的主要体系。但国外，特别是地震区，是以钢结构为主，而在我国钢筋混凝土结构及混合结构却占了90％，如此高比例的钢筋混凝土结构及混合结构，国内外都还没有经受地震较大的考验。

钢结构同混凝土结构相比，具有优越的强度、韧性和延性以及强度重量比，总体上看抗震性能好，抗震能力强。震害调查表明，钢结构较少出现倒塌破坏情况。在高层建筑中采用框架――核心筒体系，因其比钢结构的用钢量少，又可减少柱子断面，故常被业主所看中。钢与混凝土的混合结构中钢筋混凝土构件内往往要承受80％以上的地震层剪力，有的高达90％以上，由于结构以钢筋混凝土结构的位移值为基准，但因其弯曲变形的侧移较大，靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不仅增加了钢结构的负担，而且效果不大，有时不得不加大混凝土筒体的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值的要求。

在结构体系或柱距变化时，常常需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成很大的刚度而导致结构刚度突变，常常会使与加强层或转换层相邻的墙柱构件的剪力突然加大，加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。因此在需要设置加强层及转换层时，要慎重选择其结构模式，尽量减小其本身刚度，减小其不利影响。

参考文献

[1]刘大海．高层建筑抗震设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2006.

高层建筑抗震规范范文篇3

关键词：高层建筑；结构；抗震设计

1引言

随着当前我国建筑行业的不断发展，高层建筑的数量越来越多，相应高层建筑的设计应用需要切实围绕着结构进行详细分析，保障具体高层建筑结构能够体现出较强的稳定性和可靠性，规避可能形成的较大隐患威胁。在高层建筑结构设计处理中，抗震设计是比较基本的要点内容，其同样也是维系高层建筑整体结构应用性能的重要条件，应该从设计方案入手进行详细把关，有效规避可能形成的各类不良干扰，为后续高层建筑物的实际应用以及人员安全提供较强保障作用。

2高层建筑抗震结构设计原则

对于当前高层建筑的设计处理，其标准化要求越来越高，为了更好实现对于高层建筑的设计水平优化，必然需要切实围绕着抗震性能进行详细关注，确保其满足于相关标准需求，遵循较为合理的设计原则和标准也就显得极为必要。现阶段高层建筑抗震结构设计应该遵循“小震不坏，中震可修，大震不倒”的整体原则，保障后续高层建筑的应用能够体现出较强的可靠价值，避免了可能形成的高层建筑变形或者是坍塌威胁。

为了较好实现对于高层建筑抗震结构设计优化，必须要切实把握好各个方面的核心设计要点，确保其能够体现出较强的实用性效果，有效规避可能形成的较大威胁隐患。结合这种高层建筑抗震结构设计工作的落实，其主要涉及到了三个方面的基本要求：首先，抗震设防标准是比较重要的一个核心要素，其对于最终高层建筑抗震性能的影响较为直接，需要结合本地区相关标准进行合理选择和明确，避免在设置中出现较为明显的不匹配问题，应该注重整体性能的优化；其次，还需要重点明确基本设计方案要求，尤其是需要把握好抗震结构设计的基本影响因素，对于高层建筑结构的抗变形能力以及强度进行详细分析，避免在这些方面形成较大的不良干扰，确保抗震性能；最后，对于高层建筑抗震结构设计的保障，其还需要从施工入手进行重点把关，确保施工质量较为可靠，如此才能够营造较为理想的基本结构稳定性效果，避免形成较大的抗震隐患威胁，将抗震性能落实到实处。

高层建筑抗震结构设计工作的落实往往还需要切实把握好具体设计流程，这些基本流程中必然也涉及到了相应设计要求和基本原则。当前高层建筑抗震结构设计中比较核心的基本流程环节涉及到了以下几项内容：首先，需要切实做好概念设计工作，概念设计有助于实现对于高层建筑结构的整体把关，对于各个基本抗震原则和落实具备较强作用价值，应该在设计工作中予以首先考虑；其次，抗震计算分析同样也是比较核心的基本内容，其落实难度同样也比较大，并且很容易在实际操作过程中表现出较为明显的错乱和偏差威胁，如此也就需要在具体计算分析中进行精确把关，规避可能出现的较大威胁；最后，还需要切实把握好对于构造措施的规范，其主要就是为了保障结构的完整性，确保各个基本结构单元的协调性，避免在相应结构中出现较为明显的薄弱环节。

3高层建筑抗震结构设计要点

3.1恰当选择抗震结构体系

为了较好实现高层建筑抗震结构设计方案优化，必然需要首先围绕着抗震结构体系进行恰当选择，确保其能够和高层建筑相吻合，体现出较强的可靠性，有效规避可能形成的较大威胁隐患，尤其是在各个方向的作用力方面，更是需要予以高度重视，避免在任何环节中出现较为明显的不稳定威胁。结合当前高层建筑常见结构体系的应用，其主要涉及到了框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构以及筒状结构等，这些结构体系类型的应用存在着较为明显的差异性，具体应用存在的抗震性能也各不相同，需要结合高层建筑的要求进行详细分析，避免形成较大的不良威胁和隐患。在具体抗震结构体系的选择中，重点关注抗侧力结构的表现是比较重要的一点，需要分析水平荷载以及垂直荷载，尽量选择一些规则图形进行设计，避免随意应用较为繁杂的结构类型二影响到最终结构体系的稳定性，规避可能形成的结构抗震性能较大不良干扰，同时保障自身结构体系的协调性。

3.2设置多道防震体系

对于高层建筑抗震结构设计工作的落实，其还需要重点围绕着具体防震体系的有效设置进行把关，确保这些防震体系都能够表现出较强的作用价值，较好实现对于相关问题的规避控制效果。基于这些防震体系的有效设置，其一般需要结合高层建筑结构的具体类型进行详细分析，尤其是要把握好高层建筑的高度以及楼层状况，进而也就能够选择合理的防震装置进行有效加装，提升整体高层建筑结构的抗震水平，解决高层建筑抗震性能不足问题。当然，在具体防震体系的设置中，往往还需要重点把握好对于具体装置的详细分析，确保这些装置能够应用较为匹配，并且自身能够和周围其它结构较为协调，维系高层建筑结构的整体稳定性效果，能够发挥出最强作用价值。

3.3选择恰当抗震等级

在高层建筑抗震结构设计处理中，切实做好抗震等级的恰当选择也是比较重要的一个方面，这种抗震等级的选择主要就是考虑相应国家高层建筑结构设计标准，结合当地地质条件以及地震发生状况进行分析，避免因为抗震等级的选择不合理而形成较为明显的威胁和不良干扰。基于此，必然需要相關高层建筑抗震结构设计人员能够在设计开始前，做好对于相关资料信息的全方位搜集，保障高层建筑抗震结构设计能够有序推进，并且能够体现出较强的实际作用价值，尤其是对于维系建筑结构体系的稳定性，能够发挥出较强优势，适应于当地地质状况，避免在后续因为遭遇外界作用力变化而影响自身稳定性。

3.4合理选择施工材料

对于高层建筑抗震结构设计工作的落实，其必然还和施工材料存在着较为直接的联系，因为施工材料的选择不合理而带来的不良威胁是比较明显的，应该在实际操作中予以高度重视。在当前高层建筑抗震结构设计中，其最为常见的基本材料就是钢筋混凝土材料，这也是高层建筑施工建设的主要材料类型，应该结合具体结构抗震性能要求进行恰当选择。此外，为了更好实现对于结构施工材料选择的优化，还应该重点结合新型材料的适当应用进行添加处理，比如对于各类聚合物材料的应用，就能够明显提升整体高层建筑结构抗震性能，应该结合原有材料进行恰当选用。

4结束语

高层建筑抗震规范范文篇4

关键字：高层结构设计抗震

Abstract:Thehigh-risebuildingisadevelopmentdirectionintheconstructionindustrywithitsparticularmeaning.Asforahigh-risestructuredesign,theproblemmaybeintricate.Thispaperanalyzesaseismicdesignofthenecessaryfromthestructureofthehigh-risebuildingcharacteristicsofbuildings,andexploresthehigh-risebuildingdesignconceptandaseismaticmeasures.Andahigh-risebuildingstructuredevelopmenttrendisbrieflyintroduced.Keywords:high-risebuilding,structure,seismicdesign

中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：

随着科学的发展和时代的进步,高层建筑如雨后春笋般的出现。高层建筑的高度在一定程度上反映了一个国家的综合国力和科技水平,世界著名的建筑更是建筑史上的纪念碑。但是如果高层建筑因结构设计不清,而造成结构布置不合理,不仅会造成大量的浪费,更重要的是给高层建筑留下了结构质量的安全隐患。因此高层建筑的结构设计就显得尤为重要了。

一结构设计特点

1.1水平载荷是设计的主要因素

高层结构总是要同时承受竖向载荷和水平载荷作用。载荷对结构产生的内力是随着建筑物的高度增加而变化的,随着建筑物高度的增加,水平载荷产生的内力和位移迅速增大。

1.2侧向位移是结构设计控制因素

随着楼房高度的增加,水平载荷作用下结构的侧向变形迅速增大,结构顶点侧移与建筑高度的四次方成正比,设计高层建筑结构时要求结构不仅要具有足够的强度,还要具有足够的抗推强度,使结构在水平载荷下产生的侧移被控制在范围之内。

1.3结构延性是重要的设计指标

高层建筑还必须有良好的抗震性能,做到“小震不坏,大震能修。”为此,要求结构具有较好的延性,也就是说,结构在强烈地震作用下,当结构构件进入屈服阶段后具有较强的变形能力,能吸收地震作用下产生能量,结构能维持一定的承载力。

1.4轴向变形不容忽视

高层结构竖向构件的变位是由弯曲变形、轴向变形及剪切变形三项因素的影响叠加求得的。在计算多层建筑结构内力和位移时,只考虑弯曲变形,因为轴力项影响很小,剪力项一般可不考虑。但对于高层建筑结构,由于层数多,高度大,轴力值很大,再加上沿高度积累的轴向变形显著,轴向变形会使高层建筑结构的内力数值与分布产生明显的变化。

二建筑抗震的理论分析

2.1建筑结构抗震规范

建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

2.2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。

三高层建筑结构抗震设计

3.1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。

3.2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。

3.3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。

四高层建筑结构发展趋势

随着城市人口的不断增加建设可用地的减少,高层建筑继续向着更高发展,结构所需承担的荷载和倾覆力矩将越来越大。在确保高层建筑物具有足够可靠度的前提下,为了进一步节约材料和降低造价,高层建筑结构够构件正在不断更新,设计理念也在不断发展。高层建筑结构也正朝着结构立体化,布置周边化,体型多样化,结构支撑化,体型多样化,材料高强化,建筑轻量化,组合结构化,结构耗能减震化等方向发展。

五总结

高层建筑物有效地减轻了住房压力,但必然也带来了安全隐患,其结构设计显得尤为重要。随着设计理念的不断发展,高层建筑物必将朝着更加合理的方向发展。

参考文献

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.

高层建筑抗震规范范文篇5

关键词：高层建筑；抗震设计；优化；汶川地震

Abstract:aspeoplelivingstandardriseceaselessly,theaccelerationofurbanization,high-risebuildingsareappliedwidely,becauseofthecomplexityoftheearthquakedamagemechanismoftheseismicdesignofhigh-risebuildingbecamedifficultandfocus.NewinourcountrythecodeforseismicdesignofbuildingGB50011-2010(hereinafterreferredtoasthenewfightrules)andtheconcretestructuresoftallbuildingtechnicalregulationJGJ3-2010(hereinafterreferredtoashighrules)alreadyarescheduledtoDecember1,2010,andOctober1,2011implementation;OlderthecodeforseismicdesignofbuildingGB50011-2001(hereinafterreferredtoastheoldfightrules)andtheconcretestructuresoftallbuildingtechnicalregulationJGJ3-2002(hereinafterreferredtoastheoldhighrules)shallberepealedatthesametime.Newrulestoimprovethesoilliquefactiondiscriminationformula;Adjustedtheearthquakeeffectofdampingcoefficientcurve,steelstructureparametersofdampingratioandbearingcapacityofseismicisolationstructureadjustmentsystem,thelevelofshockabsorptioncoefficientcalculationtoetc.Willthenewstandard,therelevantclausesoftherequirementsasaconstraintconditionsintocomponentoptimizationdesignofstructureoptimizationdesignmoreclosetotheengineeringpractice.

Keywords:highbuilding;Seismicdesign;Optimization;Wenchuanearthquake

中图分类号：TU352.1+1文献标识码：A文章编号：

高层建筑的发展与城市民用建筑的发展紧密相连，城市的用地紧张、人口集中以及商业的激烈竞争，都促进了人们对高层建筑的需求。然而我国属于躲地震国家，还成、唐山、汶川等地震都引发了国人严重的伤亡及财产的损失，地震是一种随机振动，有着难以把握的不确定性和复杂性，很难准确预测建筑物所遭遇地震的参数和特性，尤其是高层建筑物，其结构设计更是一项复杂且重大的工程，其设计效果将直接影响着高层建筑的经济合理性、安全性、适用性等，这一难点也早已受到世界各国学者的广泛关注。因此，为了确保高层建筑在罕见的地震中，不出现严重破坏及危机生命财产的倒塌现象，文中，笔者结合建筑抗震设计的新规范，将其规范约束引入抗震优化设计中，以便使结构优化设计更加符合工程要求，不足之处，还望斧正。

1.高层建筑抗震设计的问题

在了解高层建筑抗震优化设计之前，必须先了解目前存在的问题，知道问题的所在，才能在具体的设计施工中进行相应改良和优化。

1.1高度问题

按照“新抗规及新高规”的要求，我国钢筋混凝土高层建筑的结构类型和最大适用高度应符合表-1的要求。对于平面和竖向均不规则的结构，适用的最大高度宜适当降低。

表-1现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m）

由此看来，在一定设防烈度和一定结构型式下，钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。这个高度同时也是我国目前经济发展水平、建筑科研水平以及施工技术水平下较为稳妥的，与国内整个土建规范体系相协调的。然而实际施工中，很多混凝土结构高层建筑的高度超出了规定的限制。对于这些超高限建筑物，必须采取科学谨慎的态度：首先必须有专家论证，其次要有模型振动台试验。在地震力作用下，超高超限建筑物的变形破坏形态会发生很大的变化。因为随着建筑物高度的增加，许多影响因素也将发生质变，一些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如延性要求、安全指标、荷载取值、材料性能等。

1.2结构类型和材料选用问题

对于地震多发区，结构类型及材料的合理选用同样应得到人们的重视。目前我国150m以上的建筑，通常采用框-筒、筒中筒、框架-支撑三种结构类型，这些结构类型与国外其他国家的高层建筑采用的结构类型相一致。高层建筑中，还必须同时注意结构类型及材料的选用。现在我国钢材生产数量已较大，建筑钢材的类型及品种也在逐步增多，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。在超过一定高度后，由于钢结构质量较小而且较柔，为减小风振需要采用混凝土材料，钢骨(钢管)混凝土，通常作为首选。

2.高层建筑结构抗震的优化策略

结构抗震设计中，可从建筑结构的规则性、建筑结构体系选择等方面入手，在抗震与消震结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计方法和指标，直至进一步通过一些结构措施来减震，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。

2.1选择合理的建筑结构体系

高层建筑结构体系的选择是结构设计中的关键，结构方案是否合理，对经济型和安全性起决定的作用。结构平面形体（即建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化）宜简单、规则，质量、刚度和承载力分布宜均匀。首先，建筑结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；其次，结构体系尽可设置多道抗震防线，并应考虑某一防线被突破后，引起内力重分布的影响。第三，结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能，主要耗能构件应有较高的延性和适当的刚度，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要的耗能构件，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‘有约束屈服’保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。第四，合理的布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应。结构刚度、承载力沿房屋高度宜均匀、连续分布，避免造成结构的软弱或薄弱部位。第五，框架抗震设计应遵守“强柱弱梁，更强节点核心区”、“强剪弱弯”的原则。

2.2必须重视建筑结构的规则性

高层建筑设计中应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能和经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免侧向刚度和承载力突变。结构的规则性主要体现在以下几方面：

2.2.1高层建筑竖向抗侧力构件应连续，侧向刚度应均匀，楼层承载力不应突变。这里主要是指主体结构的层剪切刚度不要突变，这种均匀的高层建筑结构可以避免因薄弱层的破坏而引起的结构整体破坏，尤以强震区的高层建筑结构需特别注意。

2.2.2高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度要比较接近、变形特性要比较相近。这是因为实际的高层建筑结构都是i维的，实际的地震作用、风荷载具有任意的方向性，高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较均匀，就能具有比较良好的抗震、抗风性。

2.2.3高层建筑主体抗侧力结构的平面布置，应注意同一主轴方向各片抗侧力结构刚度尽量均匀，应避免在主体结构的布置中设置一、二片刚度特别大而延性较差的结构，如长窄的实体剪力墙。此时，即使结构仍满足对称性和刚度的要求，但由于个别结构刚度巨大，地震发生时，将首先吸收极大的能量，应力特别集中，容易首先导致破坏，从而引起整体结构的破坏。同一主轴方向的各片抗侧力结构刚度均匀，水平荷载作用下应力分布将比较均匀，有利于结构抗震延性的实现。

3.结语

随着建筑高度的不断增加，影响建筑抗震设计要求的因素也日趋多元化，因此在结构设计中必须综合考虑各种因素，使结构具有更适宜的刚度、足够的强度以及良好的延性，以便达到科学经济合理的设计要求。

参考文献：

[1]王丽丽，王洁茹.高层抗震的概念优化设计[J].河北建筑工程学院学报，2009,27（2）：50-52.

[2]GB50011―2001，建筑抗震设计规范[S]．

[3]GB50011―2010，建筑抗震设计规范[S]．

[4]JGJ3―2002，高层建筑混凝土结构技术规程[S]．

[5]JGJ3―2010，高层建筑混凝土结构技术规程[S]．

[6]罗福午.建筑结构质量监督与控制[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[7]张相庭.高层建筑抗风抗震设计计算[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

高层建筑抗震规范范文篇6

【关键词】pkpm；GB50011-2010；砌体结构；混凝土结构

自《建筑抗震设计规范》GB50011-2010【1】颁布执行以来，建筑各行业均积极配合以满足国家对建筑抗震的各项新老要求。但是由于本次规范变化相对较大，新老规范并行时间短，所以各行业很难在新规范所要求的时间内完全跟进。

对于建筑结构设计行业，在按照新规范进行设计时，不可避免的需要用到结构内力分析及截面设计软件，国内大多设计院均采用中国建筑科学研究院编制的PKPM系列结构设计软件。由于该软件对应与GB50011-2010的升级软件迟迟未出，也就导致了结构设计内力分析等的无法按照完全按照GB50011-2010要求进行。

新规范的执行应该是为社会建设保驾护航，而不是让土木建筑行业寸步难行，这一点是大家公认的。对于设计行业，另辟奇径按时保质完成工程的施工图设计成了当务之急。在这种情况下，一个解决方法应运而生：老版PKPM软件能否满足新规范的相关要求呢？如果能够在人为介入的情况下让老版软件满足新规范，则问题迎刃而解。

1地震作用和结构抗震验算部分

对特殊的建筑物，如需进行时程分析、平面投影尺度很大的空间结构、单建的地下结构规范要求都有所变化。除面投影尺度很大的空间结构外，其他类型的建筑并不多见，故本文不将此类建筑列在讨论范围内。对于需要进行多点输入进行空间计算的建筑，由于08版pkpm软件并未有此方面的内容，所以10版规范下08版pkpm软件对此类工程无能为力。而在实际工作中，带整体大地盘地库的住宅小区属于平面投影尺寸很大的空间结构，建议在建筑方案阶段就将大地库划分成若干个小部分，此办法虽可避免无软件可进行受力分析的窘况、减小伸缩缝间距、地下室设置钢筋混凝土墙增加地库整体刚度等好处外，同时带来了地下结构设缝导致防水难处理，接缝处设备管线处理困难的问题。

对各设防烈度均需要对罕遇地震作用时，调整周期应增大0.05s。场地类别新增10类。新增的场地类别在08版pkpm软件中没有选项，但可以在satwe调整信息选项卡中直接调整场地的特征周期【2】。因规范5.2.3条已经对水平地震作用下的扭转耦联效应的计算做了调整，而次调整又无法进行精确的修改，仅能通过放大地震作用来近似模拟，所以此处不建议直接修改场地的特征周期以适应规范的变化。若甲方同意，钢筋混凝土结构Ⅰ0类场地可按照Ⅰ类场地进行计算，起计算结果偏于安全，但是会增加一定的工程造价。

建筑结构的阻尼比按规定不等于0.05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数有所变化。钢筋混凝土结构阻尼比在计算多遇地震时均能满足本条要求，

增大了6度时需要进行截面抗震验算的范围。08版pkpm软件能够完成此任务。

调整了单向水平地震作用下的扭转耦联效应，同时双向水平地震作用下的扭转耦联效应相应发生了变化。根据相应条文说明的解释，10版抗震规范增大了对于单向水平地震作用下的扭转耦连效应，相应的，双向地震下的扭转耦连效应也相应增加了。

增加了6度区的楼层最小地震剪力系数，更改了9度区基本周期大于5.0秒结构的楼层最小地震剪力系数。本条在使用软件进行内力分析及截面设计，需要注意10版抗震规范的相应变化。

明确对跨度大于5.1.2条第5款的平板型网架屋盖不适用于该条。

2多层和高层钢筋混凝土房屋部分

2.1对钢筋混凝土结构抗震等级的划分做了调整和细化。确定抗震等级时应按照新规范确定，同时确定08版规范的抗震等级，以确定后面计算时根据两个抗震等级要求的相应参数选择最接近的抗震等级进行内力分析和截面计算。

2.2对剪力墙底部加强部位的高度起算位置、高度较低的建筑底部加强部位的确定做了调整，并将确定底部加强部位高度时按墙总高度的1/8调整为1/10。经过对比分析，可知2010版抗震规范减小了底部加强区的范围，更加明确了塑性铰出现的范围，此点在6.2.7条也有体现。

2.3明确地震作用计算时应计入整体浇注的楼梯构件的影响并对楼梯构件进行抗震承载力验算。08版pkpm中也有对楼梯建模进行建筑整体分析计算的功能，可是计算结果与大多数结构工程师判断不符。10版抗震规范6.1.15条条文说明中有明确的解释：当采取措施，如梯板滑动支撑于平台板，楼梯构件对结构刚度等的影响较小时，是否参与整体抗震计算差别不大；对于楼梯间设置刚度足够大的抗震墙的结构，楼梯构件对结构刚度的影响较小，也可不参与整体抗震计算。

2.4对框架结构中的框架柱端弯矩增大系数进行上调。

2.5对框架结构的底层的柱下端截面组合弯矩放大系数进行上调。

2.6对框架结构的柱剪力增大系数进行了上调。

以上三条可根据按照10规范查得的抗震等级对照按照08规范抗震等级查得的相应参数进行比较，按照10规范的参数选择接近的08规范的抗震等级输入pkpm软件进行计算。如7度区，面积为2000的13米高的框架办公楼，10规范抗震等级为三级，框架柱端弯矩增大系数、底层的柱下端截面组合弯矩放大系数、柱剪力增大系数分别为1.3、1.3、1.2，查08规范可知抗震等级为二级时，上述3个参数分别为1.2、1.25、1.2。如选择抗震等级二级在08pkpm软件上对建筑进行计算分析，则框架柱端弯矩增大系数比10规范要求小了0.1/1.3=8%，底层的柱下端截面组合弯矩放大系数比10规范要求小了0.05/1.3=4%。所以在进行柱配筋时，需要对柱配筋进行相应的放大即可。

10版抗震规范删除了08规范对一级抗震墙施工缝截面抗剪承载力验算的要求。框架的基本构造措施有变化，比如框架柱的轴压比新规范有了更细致的划分和要求，在查看satwe计算结果的时候需要注意，等等。

3多层砌体房屋部分

3.1计算设置构造柱的小开口墙按毛截面计算侧向刚度时的墙段洞口影响系数有所变化。经过查阅PKPM系列砌体部分的技术手册[3]，可知相关模块计算墙体侧向刚度时并未采用小开口墙按毛截面计算侧向刚度的方法，所以此条规范变更对08pkpm软件无影响。

3.2砌体强度正应力影响系数略有减小。经对比，同种情况下减小幅度不大于5%，所以在查看砌体抗剪验算时，仅需留出5%安全赘余度即可。

4结论

08pkpm软件按照10抗震规范在计算时，框架结构、框剪结构均需针对“地震作用和结构抗震验算部分”进行多项人工介入调整外，框架结构主体结构计算需要多项人工介入；框剪结构在主体结构需人工介入较少；而按照底部剪力法进行抗震验算的多层砌体结构不需对“地震作用和结构抗震验算部分”进行人工介入调整，仅需对“多层砌体房屋部分”进行2项人工介入调整。

参考文献

[1]《建筑抗震设计规范》GB50011-2010。北京：中国建筑工业出版社，2010。

高层建筑抗震规范范文篇7

关键词：复杂高层；平面不规则；竖向不规则；结构分析

中图分类号：TU97文献标识码：A

1工程概况

上海某医学中心位于上海浦东新区，东至高新河，南至望春花路，西至康新公路当中以二号河间隔，北至周邓公路商业配套区。基地占地约104亩（69504平方米）。其中医疗主楼（一期）为综合性建筑，由门诊、医技、住院、地下车库组成，采用框架-剪力墙结构体系；地下一层，层高5.1米；地上共14层，屋面高度为52.900米；属于A级高度高层结构。裙房部分1～3层，层高分别为5.4米，4.5米及4.5米；塔楼部分为4～13层，层高3.5米。地上总建筑面积35527.4平方米。

工程抗震设防烈度为7度，建筑抗震设防类别为乙类。剪力墙为一级抗震，框架为二级，局部楼层竖向构件抗震等级提高一级。

设置100mm宽抗震缝，将医疗主楼分为二个单体，南侧单体为高层建筑，北侧单体为多层建筑。地下室连成一个整体，地下室顶板作为上部结构的嵌固端。本文仅对南侧单体进行超限分析。

图1.1首层平面示意图

2上部结构设计和超限情况说明

2.1结构长宽比和高宽比的控制

塔楼宽25.0m，长89.0m，高53.0m。长宽比为3.56，满足设防烈度为7度时，长宽比不超过5.0的规定。高宽比为2.12，满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.3.2条高度限值5.0。

2.2框架柱和剪力墙轴压比的控制

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）规定，框架-剪力墙结构中抗震等级特一级时，抗震墙轴压比限值0.5（同一级）；抗震等级一级时，抗震墙轴压比限值0.5，框架柱轴压比限值0.75；抗震等级二级时，框架柱轴压比限值0.85。

通过沿柱全高采用井字复合箍、箍筋间距不大于100，肢距不大于200mm，直径不小于12mm时，柱轴压比限值可增加0.10。

底层框架柱计算轴压比范围为0.40～0.92，满足规范的相关要求。

底层抗震墙计算轴压比范围为0.12~0.34，满足规范的相关要求。

裙房顶层框架柱计算轴压比范围为0.12～0.68，满足规范的相关要求。

2.3超限情况

超限是指由于建筑物高度过大,体型特别不规则,结构布置特别复杂而使建筑结构超出了现行规范的适用范围。简单而言,就是现行规范对该类建筑结构缺乏研究,也就是所谓“超规范”。建筑结构超限所造成的影响由于现行规范所规定的内容已不能保证超限结构在地震作用下的安全可靠性

2.3.1平面规则性的判别

单体结构平面局部凹凸，见图2.1、图2.2。

图2.1南侧单体二层平面示意图

图2.2南侧单体标准层平面示意图

二层平面凹凸判断：右侧，由于大堂开洞，仅边梁连接按凹口，凹进尺寸14/39=36%，大于30%，小于40%，属于一项小超。

左侧凸出，连接宽度b=56m,大于建筑物总长121m的30%，故满足规范要求。

标准层平面凹凸判断：6.8/29.8=23%

2.3.2最大位移（层间位移）比的判断

在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，最大（层间位移）位移比为1.45，仅第三层，位于底部裙房楼层；标准楼层(层间)位移比最大值1.32。本项属扭转不规则，为一项小超。

2.3.3扭转效应判断

根据SATWE整体计算结果，结构扭转为主的第一周期为结构的第三周期，其与平动为主的第一自振周期之比为0.84，小于0.85，结构抗扭刚度满足规范要求。

2.3.4关于楼板连续性判断

结构二层平面局部开有洞口，楼层最大开洞面积与楼层面积的比值为8%

2.3.5立面尺寸突变的判断

裙房屋顶结构标高14.350m，室内外高差0.1m，裙房总高度14.450m；裙房左侧宽52.8m，裙房右侧宽39.0m，裙房长121.0m；塔楼宽25.0m，塔楼长89.0m，塔楼高53.0m。裙房高度与房屋高度比0.27>0.2。上部楼层收进后的水平尺寸与下部楼层水平尺寸之比：长方向为0.736,短方向为0.64（8～16轴）、0.47（5～8轴）。不满足局部收进后的水平尺寸小于相邻下一层的65%的要求，本项属竖向不规则，为超限结构。

3针对超限情况的构造措施

3.1针对竖向不规则

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第10.6.2条规定，裙房屋顶楼板厚度取150mm，双层双向配筋，且每层每方向钢筋网的配筋率不小于0.25%。裙房屋顶上、下层楼板厚度取130mm，双层双向配筋，并提高配筋率。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第10.6.5-2条规定，对裙房屋顶上、下各二层竖向结构构件的抗震等提高一级，即抗震墙抗震等级提高到特一级、框架柱抗震等级提高到一级。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第10.6.5-2条规定，由于本结构属于偏心收进，提高裙房屋顶下二层的竖向结构构件的配筋构造措施。保证大震弹塑性静力分析时，大震作用下该处柱子不出现塑性铰。

3.2针对平面不规则

在整体计算时，采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型，洞口附近楼板设置弹性楼板，进行弹性应力分析，楼板配筋采用应力进行配筋。

裙房洞口（二层大堂周边）附近楼板加厚至140mm，采用应力进行配筋。在中震作用下，采用PMSAP进行应力分析，洞口周边楼板应力最大为1.5Mpa，小于C40混凝土的抗拉强度标准值2.39Mpa，楼板在中震下处于弹性工作状态，削弱洞口周边楼板在中震下能满足中震弹性的性能目标要求。

3.3针对建筑超长

由于房屋长度过长，中间没有设置伸缩缝，全楼框架主梁采用预应力钢筋，在混凝土中适当加入添加剂，中间设置多道温度后浇带。

4结论

本工程结构属于平面与竖向均不规则的超限高层建筑。由于在结构设计中采用了较为合理的结构布置，并对结构的薄弱处采取了有效的构造措施，使得结构具有良好的抗震性能，能达到预期的抗震性能目标。

参考文献

[1]《建筑抗震设计规范》GB50011—2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2010

[2]《高层建筑结构技术混凝土规程》JGJ3—2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2010

[3]《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》建质[2006]220号

[4]吕西林.《超限高层建筑工程抗震设计指南》（第二版）[M].2009

高层建筑抗震规范范文篇8

关键词：抗震设计；新抗震规范；精髓

中图分类号：S611文献标识码：A

0.前言

地震是威胁人类安全的主要自然灾害之一，根据中国地震局的预测，目前我国大陆已进入了第五个地震活跃期。近几年来，一些国家和我国部分地区相继发生了强烈地震，造成很大的损失。地震具有突发性强、破坏性大和比较难预测的特点，目前地震的监测预报还是世界性的难题，很难做出准确的临震预报，而且即使做到了震前预报，如果工程设施的抗震性能薄弱，也难以避免经济损失。因此，实施有效的抗震设防仍然是当前防震减灾的关键性工作，必须继续执行预防为主、平震结合方针。贯彻执行新修订的建筑抗震设计规范就是执行这一方针的重要手段。

国内外的地震经验教训表明，严格执行工程建设强制性标准，搞好新建工程的抗震设计，对原有未经抗震设计工程进行抗震加固等，是减轻地震灾害的最直接、有效的途径和方法。这方面有很多成功的经验，在我国新疆伽师地区，严格按抗震规范设计建造的工程，经历了近几年多次地震均未发生损坏；云南丽江地区经过抗震加固的房屋，美国、日本等发达国家，一直把提高工程结构的抗震能力作为最大限度地减轻地震灾害的基本手段。许多震害分析表明，虽然人类目前尚无法避免地震的发生，但切实可行的抗震措施使人类可以有效地避免或减轻地震造成的灾害。新修订的《建筑抗震设计规范》GB50010-2010就是将一系列的抗震技术措施以技术标准的形式确定下来，作为结构工程师进行建筑工程抗震设计和抗震防灾部门进行抗震设防管理的依据。

1现行抗震设计规范的主要特点

我国现行《建筑抗震设计规范》GB50010-2010是对近年来我国在建筑物抗震防灾领域的研究成果和经验教训的基础上制定的，和GB50011-2001相比在抗震理论和设计方法的主要变化如下：（1）2010规范对抗震设防依据、场地划分和地基基础设计的规定做了调整和改进。

（2）2010规范对地震作用和抗震验算方法做了较为具体的规定，提出了长周期和不同阻尼比的设计反应谱，并对建筑结构分析适用模型作出了较明确的规定，增加了弹性分析和弹塑性分析的要求，当侧移附加弯矩大于水平力作用下构件弯矩的110时，应考虑重力二阶效应；明确了按楼盖刚度、扭转效应等的区别对待划分平面结构和空间结构分析的要求；对结构分析计算软件的选择和对电算结果的分析判断提出明确要求。

（3）对建筑结构地震作用的取值，从特征周期、最小地震力、偶然偏心和双向水平地震等四个方面来控制建筑结构地震作用。

（4）增加了结构弹塑性变形验算的规定，层间变形可采用静力的弹塑性计算方法，即所谓推覆（push-over）方法予以简化计算。

（5）提出增加各类建筑结构延性的设计和构造要求。

（6）新增了若干类结构的抗震设计原则，如配筋混凝土小砌块房屋、钢筋混凝土筒体结构、高强混凝土和预应力混凝土结构、高层和多层钢结构等。

（7）规定了隔震结构设计的具体要求和技术措

施。

（8）规定了消能减震结构的具体措施。在建筑结构中设置消能器以吸收和耗散地震能量是实现基于性能要求的抗震设计的一种技术措施。

（9）明确了非结构构件抗震设计的要求。

从以上几点可以看出，现行新规范GB50010-2010比GB50011-2001在抗震设计理论和计算方法以及抗震构造等方面做了更详细的规定，并对减震消能设计等均做了规定，使得这些新技术能够得到有依据的推广。

2新抗震规范对抗震设计的影响

目前各国抗震设计规范中普遍采用的是“小震不坏，中震可修，大震不倒”三水准设防的抗震设计方法，是以保证生命安全为单一设防目标。尽管它可以做到在大震时主体结构可以避免倒塌以保证生命的安全，但是对一些现代建筑，内部设备的价值远远超出结构自身的价值，且由于建筑物功能的不同重要性，如医院、核电站等重要建筑，建筑物破坏所导致的直接经济损失、间接经济损失以及人员伤亡等方面的损失将是巨大的。因而现代建筑不仅要防止结构倒塌还要考虑控制经济损失、保证结构使用功能的延续等问题。正是基于这种情况，美国学者率先提出了基于性能的抗震设计概念(performance-basedDesign)，引起整个地震工程界极大的兴趣。基于性能设计的理念在于根据灾害荷载的不确定性（发生时间、强度、作用历时等的变化）以及抗力的不确定性的特点对不同风险度水平的灾害荷载作用（地震等），将建筑物设计成满足不同功能要求，保障建筑物在整个运行期充分发挥功能，方便维护和改建，符合经济目的。

结构构件在地震作用下的破坏程度与结构的位移响应和构件的变形能力有关，用位移控制结构在地震作用下的性能更为合理。因此在提出基于性能的结构抗震设计概念时，将地震作用下结构位移（变形）反应作为衡量结构性能的重要指标。

基于性能抗震设计制定的设计规范与基于性能进行工程抗震设计的主要区别是：基于性能制定抗震设计规范，确定其目标性能水平时要充分考虑全社会的经济发展状况，以及所有可能涉及到的结构形式，建筑物的用途，最后综合确定规范抗震性能水平，这也是抗震设计必须达到的最低要求，且在实现基于性能抗震设计时，规范必须要做到明确且简单实用。而基于性能抗震工程为某一工程项目从开始提出，一直到最后包括使用期间维护在内的整个使用寿命的全过程。它包括选择设计标准，恰当的结构形式和布局，结构细部设计和非结构构件的设计，保证和控制施工质量和长时间的维护，使之在使用期间，在可能遭受的不同水平地震作用下，能达到预先确定的不同性能水平。在这里，结构目标性能水平需要业主根据建筑功能、用途和经济条件，以及和结构工程师相互讨论决定。而结构工程师也应该提供初始造价、维护造价、以及在地震后可能的损坏以及修复费用，使结构在整个生命周期内费用达到最小。

3新抗震规范的精髓归纳为以下几点

3.1建筑选地

选择对建筑抗震有利的场地，宜避开对建筑抗震不利的地段，不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。对于不利地段，结构工程师应提出避开要求，当无法避开时，应采取有效措施，这就考虑了地震因场地条件间接引起结构破坏的原因，诸如地基土的不均匀沉陷、地震引起的地表错动与地裂。

3.2建筑的平立面布置

建筑的平立面布置应符合概念设计的要求，不应采用严重不规则的方案。不规则的建筑，在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。借鉴国际的通行做法，参考外国规范，使我们的设计更加完善合理。

3.3结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求

采用哪一种结构材料，什么样的结构体系，经技术经济条件比较综合确定。同时力求结构的延性好、强度与重力比值大、匀质性好、正交各向同性，尽量降低房屋重心，充分发挥材料的强度，并提出了结构两个主轴方向的动力特性(周期和振型)相近的抗震概念。

3.4尽可能设置多道抗震防线

地震有一定的持续时间，而且可能多次往复作用，根据地震后倒塌的建筑物的分析，我们知道地震的往复作用使结构遭到严重破坏，而最后倒塌则是结构因破坏而丧失了承受重力荷载的能力。适当处理构件的强弱关系，使其形成多道防线，是增加结构抗震能力的重要措施。例如单一的框架结构，框架就成为唯一的抗侧力构件，那么采用“强柱弱梁”型延性框架，在水平地震作用下，梁的屈服先于柱的屈服，就可以做到利用梁的变形消耗地震能量，使框架柱退居到第二道防线的位置。

3.5具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性

提高结构的抗侧移刚度，往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物在遭受强烈地震时，具有很强的抗倒塌能力，最理想的是使结构中的所有构件及构件中的所有杆件都具有较高的延性，然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆作的延性是比较经济有效的办法。例如上刚下柔的框支墙结构，应重点提高转换层以下的各层的构件延性。对于框架和框架简体，应优先提高柱的延性。在工程设计中另一种提高结构延性的办法是结构承载力无明显降低的前提下，控制构件的破坏形态，减小受压构件的轴压比(同时还应注意适当降低剪压比)，提高柱的延性。

3.6确保结构的整体性

各构件之间的连接必须可靠，符合下列要求：①构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力，当构件屈服、刚度退化时，节点应保持承载力和刚度不变。②预埋件的锚固承载力不应低于连接件的承载力。③装配式的连接应保证结构的整体性，各抗侧力构件必须有可靠的措施以确保空问协同工作。④结构应具有连续性，注重施工质量，避免施工不当使结构的连续性遭到削弱甚至破坏。

3.7规范与设计新抗震规范已将设计中常出现的问题做出了具体规定

①体形复杂的建筑不一概提倡设防震缝。②对规则结构与不规则结构做出了定量的划分。并用强制性条文对建筑师的建筑设计方案提出了限制。如规范规定，“建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的方案”。③预应力混凝土的抗侧力构件，应配有足够的非予应力钢筋。④非结构构件与其结构主体的连接，应进行抗震设计，如幕墙、附属机械、电气设备系统支座和连接等需符合地震时对使用功能的要求。⑤投资方愿意通过增加投资来提高安全要求的抗震建筑，采用隔震和消能减震设计。⑥结构材料的选用应减少材料的脆性，优先采用延性、韧性和可焊性较好的钢筋和规定强度等级范围内的混凝土。通过执行新抗震规范中的各项规定，来保证抗震概念设计的完成通过遵循抗震概念设计的原则，使建筑物具有可靠的抗震性能。概念设计决定建筑物的抗震性能，如果概念设计不适宜于抗震那么不管多“精密”的计算也无济于事。当然，在做好概念设计的基础上也要认真计算做好定量分析。新抗震规范对于各构件在抗震计算中的作用及各项参数的选取作了详尽的规定，并且提出了在建筑物内设置地震反应观测系统的要求，这标志我国建筑工程抗震科学的发展进步。

3.8钢筋混凝土结构是常用的结构形式

目前城市中正在建设和拟建的多层、高层建筑物大都是钢筋混凝土结构，地震是一种自然现象，为避免它给人类带来大的灾难，要求结构工程师根据新抗震规范运用好抗震概念设计。做到：①结构功能与外部条件一致；②充分发展先进的设计理念；③发挥结构的功能并取得与经济的协调；④更好地解决构造处理；⑤利用定量的计算进行抗震分析；⑥用概念来判断计算的合理性。

高层建筑抗震规范范文篇9

关键词：规范；高地震烈度；工业设计

概述

随着社会的发展，对人类建筑的安全性和舒适性提出了更高的要求。近几年，地震发生的频率较高，震害较大，对建筑结构的安全是一个很大的考验，例如2008年“5.12”汶川地震，2010年“4.14”玉树地震。根据建筑震害经验，规范也做了多次的修订。本文在依据规范设计的前提下，浅谈高地震烈度区工业设计中的一些体会。

二、工程简介

本文所举实例为云南源鑫炭素工程，是国内近期最大规模的炭素工程之一。工程地址位于云南省红河州建水县。云南是地震多发地，建水的地震烈度为8度，地震加速度为0.3g。地震分组为第一组。工程项目主要包含有单层厂房，多层辅助设施，高层厂房及贮仓、烟囱、水池等构筑物。

三、设计方案

首先，设计依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2008）。其次，厂房结构型式的确定。和各专业协调沟通，在条件允许的情况下，尽量采用规则的平面及立面布置；单层厂房的支撑系统设置合理可靠。最后，注意设计中的一些抗震构造措施。例如：（1）主要生产车间的贴建房屋应采用与车间相协调一致的建筑结构，如结构形式不一样，应脱开设缝，并满足结构抗震缝的要求。（2）砖维护与钢结构主厂房的连接构造，应满足变形协调统一。（3）钢柱脚的锚固形式，采用插入式柱脚。（4）柱间支撑部位必须设置水平压梁，等等。

四、设计中的细节问题

下面以本工程的重点子项之一“高楼部”为例，详细谈谈高地震烈度区工业设计中的细节问题。

1、结构选型

作为工业建筑，高楼部有其特殊性。首先相对于同等高度的民用建筑来说，恒载、活载大，且层高较高。其次高楼部平面布置合理，体型简单，近似正方形，但竖向刚度分布不均匀，有多处错层，引起竖向刚度突变，各层楼面存在较大洞口。

（1）框架剪力墙结构的适用性。高楼部的柱网布置受工艺流程限制，不允许布置整片的剪力墙。由于工艺平面布置限制，不能将电梯间设置在高楼部柱网内，只能在主体角部设置，这样势必引起较大的刚度偏心。为了减小此偏心，楼梯间（电梯间）无法采用钢筋混凝土结构，而采用框架结构这样使得整个结构刚度均匀过渡，不致引起应力突变，造成局部破坏。鉴于以上原因，本工程采用框架剪力墙结构，很难实现框架与剪力墙的协同工作，达到该结构形式应有的效果。

（2）框架结构的适用性。《建筑抗震设计规范》对房屋最大高度做出了限制，主要是根据地震烈度、场地类别、结构抗震性能、使用要求、经济效果及抗震措施的特点，由工程经验粗略判定提出来的。本工程高度48m超过了规范对8度（0.3g）设防时框架结构45m的高度限制。当房屋高度超过规范限值时，设计除应遵守规范规定外，尚应采取一些加强措施。框架结构由于其布置灵活、建筑空间和尺度容易实现、改造余地大，对实现工艺配置和流程十分有利。故本工程采用框架结构，并采用一定的加强措施。

2、本工程采用框架结构时的结构位移控制

高地震烈度地区框架结构的设计，其竖向荷载作用下的承载力要求十分容易满足，但由于其自身抗侧刚度较弱的特点，在水平力作用下的位移，较难控制。结构弹性层间位移的限值，是保证结构在多遇地震作用下，建筑主体结构不受损坏。在实际设计过程中，钢筋混凝土框架结构的柱、梁截面确定，在高烈度区远非竖向承载力的要求所控制，多是为了调整结构整体的刚度，以满足《建筑抗震设计规范》对结构弹性层间位移限值的要求。这种情况在抗震设防烈度8度(0．30g)及以上时，更为明显。本工程主要采取以下措施，控制框架的层间位移角。

（1）控制整体刚度。通过对柱、梁截面的调整，起到增大整体刚度以达到减小整移值，控制最大层问位移角的目的。其中对框架梁的截面调整也是重要手段之一，柱的刚度和梁柱的刚度比越大，框架抗侧刚度也就越大。此外建筑层高的控制在整体刚度的控制中也是重要因素之一。建筑平面上，本工程接近方形的平面，对位移控制较为有利，同时在抗震分析上，扭转效应可相应减小，最大位移与平均位移比值也容易控制。

（2）提高最大位移发生区域角部的局部刚度。由于最大弹性层问位移角限值是多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性位移与楼层层高的比值，因此控制好最大位移发生区域的刚度，进而直接控制最大层间位移角。为了满足工艺净高的要求和对结构经济性的控制，不可能也没有必要为控制位移将整体框柱和框梁的截面都做的很大。对角柱和与角柱相连的两向的边框梁增大截面，一般不会影响建筑的功能和使用，可直接减少角区的位移值。

（3）合理地设置结构分析程序中的设计参数。在规范允许的范围内选取用合理的参数，既真实、有效反映出结构的层间位移角，同时得到一个既安全、又经济的建筑结构设计。现今的结构分析都是依靠相应的分析软件得以实现，而分析软件为适应各类不同的工程，设计参数都有一定选取范围，有些参数的设置不合理，会直接造成分析结果的失真，甚至完全错误。因此现在的《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》对结构分析以及结构分析软件中的参数设置都提出了具体要求。由于考虑到填充墙对建筑结构自振周期的影响，《高层建筑混凝土结构技术规程》第3．3．17条要求，在非承重墙体为填充砖墙情况下，应对高层建筑的计算自振周期进行折减，规范建议框架结构可取0．6―0．7，并表明对采用其他非承重墙体时，可根据工程情况确定该系数。由于本工程只有周边维护，维护墙提较少，该折减系数可取0．9，不宜折减太多，以免过多地增大结构地震作用。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第5．2．2条要求，考虑现浇楼面对框梁的翼缘作用，楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取1．3～2．0。因此在软件中对中梁和边梁刚度的放大可按规范取值，本工程梁截面较大，现浇楼面对框梁的翼缘作用有限，取值1.5，以在计算中增大框架结构整体的抗侧刚度。此外，《高层建筑混凝土结构技术规程》第4．6．3条有楼层位移计算不考虑偶然偏心影响的注释，因此在进行结构弹性层间位移分析时，可不用考虑偶然偏心。

高层建筑抗震规范范文1篇10

关键词：多层砌体结构房屋、抗震设计、整体性、质量控制

近年来中国频发地震，尤其是2008年汶川的8级地震和2010年玉树的7.1级地震造成的巨大伤亡和财产损失，时刻警示着人们要重视建筑的安全性能和抗震设计的重要性。地震灾害学当中有这样的一句话“杀人的不是地震，而是建筑。”面对地震这一人力所无法抗拒的自然灾害，我们要竭尽全力以保证建筑能够成为人们可以信赖的居住场所而不是致命之地。

多年来，砖混结构因其选材方便，造价低，施工简单，工期短等特点一直是当前建筑中使用较多一种建筑形式。砖混结构多采用砖和砂浆砌筑，通过内外墙的相互咬砌以及圈梁构造柱的合理设置达到具有一定整体连接性的目的，以增强其抗震性能。然而，其基本材料和连接方式也决定了其脆性性质，房屋变形能力小、抗震性能较差，特别是在抵御侧向水平地震作用时，容易发生开裂，甚至倒塌，因此提高房屋的抗震性能具有极其重要的意义。2010年12月份，建设部颁布了最新的建筑抗震设计规范（GB50011-2010），对多层砌体结构的抗震设计提出了更高的要求。结合自身设计经验，我认为，在多层砖混房屋抗震设计上应注意以下几点：

一、科学合理的建筑布局

合理的建筑形体和布局，在抗震设计中是头等重要的，建筑平面和立面的规整性是整个抗震设计的关键。

新抗范中明确表明，“多层砌体结构房屋的建筑布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续。”这是为使房屋的质量中心和刚度中心尽可能重合，避免地震作用下因应力分布不均匀而产生扭转效应，加剧地震对建筑物的破坏。

这就要求在设计时尽可能避免建筑平面和立面内较大的错层、外挑及缩进。当方案中不可避免时，需采取有效措施，如在适当部位增设防震缝，可将体型复杂，平面特别不规则的建筑布局分割成几个相对规则的独立单元，在满足使用要求的前提下，实现建筑造型与抗震性能的统一。

层数及总高的严格控制

无筋或少筋的砌体房屋，在地震作用下其破坏主要以剪切破坏为主，而砌体房屋的主材抗剪能力有限。地震来临时，首先会在各个墙段上出现主拉应力轨迹的斜裂缝，并陆续发展直至倒塌。因此控制砖砌体房屋的总高及总层数对减少震害有很大的作用。新规范对各烈度区的建筑层高有了明确的规定，并增加了7度（0.15g）和8度（0.30g）的层数和高度限值。

层数更为重要，因为楼盖的重量占房屋总承重近一半，增加一层楼盖就意味着增加半层楼的侧向地震作用，这样就加大了对建筑底部的倾覆力矩。所以应首先限制层数。目前有很多建筑违规加层，这必然造成了建筑物潜在的安全隐患。

三、增强砌体房屋的空间刚度及整体性，并适度加强房屋底部的要求

砌体房屋是一个由楼盖以及纵、横向承重构件组成的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。

现浇钢筋混凝土楼板有整体性好、水平刚度大等优点，是理想的抗震构件，是各抗侧力构件按各自侧移刚度分配地震作用的保证。它不但可消除滑移、散落问题，同时当遇到平面上墙体不对齐时，它可以起到传递水平力的作用，并且增加了楼板对墙体的约束，提高房屋的整体性。

构造柱及圈梁的合理设置，是必不可少的抗震构造措施。实验表明，砖墙增设构造柱后能提高砖混房屋的延性，并使其抗剪承载力提高10％~30％，同时还可以利用其塑性变形和滑移摩擦来消耗地震能量，提高抗震能力。同时新《抗规》要求8度时底部1/2楼层，9度时全部楼层的构造柱与墙连接处沿墙高每隔500mm设2φ6水平钢筋和φ4分布短筋平面内点焊组成的拉结构件。着重提高了房屋的底部措施要求。

四、合理布置纵墙和横墙承重构件

纵、横墙体是多层砖混结构房屋的主要承重构件。如果墙体较少，间距大，当地震来临时，纵向砖墙会因过大的层间变形而产生出平面的弯曲破坏，使楼盖失去传递水平地震力的能力。从而导致地震力还未传到横墙，纵墙就已由于平面外的失稳而先行破坏，严重者会出现倾斜、错动甚至倒塌。因此要合理布置墙体，对其承受纵横两个方向的水平地震作用及抗弯抗剪都非常有利。

新《抗规》要求：多层砌体房屋应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系，纵、横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续，且纵横向墙体数量不宜相差过大。8度区横墙间距也由原来的不大于15m修改为不大于11m。

现在有很多业主在装修时不顾原设计的抗震意图，为了满足大开间的目的而随意的打凿墙体，开大洞口，这是非常危险的做法，不仅使自己的房屋成为危房，同时也危害到了楼上其他住户的生命安全。

五、加强楼梯间使之成为抗震安全岛

楼梯间由于缺乏楼盖的侧向支承而易遭破坏，是抗震的薄弱环节。08版修订后的规范将原来的“楼梯间四角”设置4根构造柱加强为“楼梯间四角，楼梯斜梯段上下端对应的墙体处”共设8根构造柱，并且要求顶层楼梯间墙体沿墙高每隔500mm设2φ6水平钢筋和φ4分布短筋平面内点焊组成的拉结网片，以及在各层墙体中设钢筋混凝土带等，均可达到加强整体性的效果。楼梯是我们赖以逃生的通道，设计中我们必须重点加强，使之成为我们的抗震安全岛。

六、适当增加墙体面积与合理提高砂浆强度

砌体房屋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。

在砌体房屋的抗震验算中，上面几层的地震作用较小，容易满足抗震承载力的要求，而底部一、二两层地震作用力较大，不易满足，此时就需要提高底部墙体面积。因此我们会发现大多数砌体房屋内纵墙底部三层为370mm厚，上部三层为240mm厚。

七、施工质量控制

除了合理的结构设计以外，施工质量也是实现抗震设计的关键。施工时要做到照图施工，不偷工减料，不随意改变截面，减少构造柱或者圈梁，墙体砌筑时应相互咬砌，避免通缝发生，不随意改变混凝土及砂浆的标号，更不能随意改变建筑物的用途等。

砌体房屋虽然抗震性能较差，但我们可以通过合理的设计，优良的施工来提高其抗震能力。以确保做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”，最大限度地减少地震灾害给人类造成的生命财产损失。

参考文献：

[1]建筑抗震设计规范,GB50011-2010.

[2]刘立新.砌体结构(第三版)[M].武汉理工大学出版社，2009

高层建筑抗震规范范文

关键词:底层—框架抗震墙,抗震能力,砖混结构

Abstract:Combinedwithinvestigationsonseveralyearsseismicdamagesofbrickmasonrybuildingwithframe-shearwallinthegroundfloor

theseismicdamagesofthiskindofstructurebuildingareanalyzed.Andbaseduponaseismicdesigncodeforbuidingsbasicrequirementsofaseismicdesignandconcretemeasuresaresummarized.

Keywords:frame-shearwallstructure,earthquake-resistancecapacity,brickmasonrystructure

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：

近年来,随着我国小城镇建设步伐的加快，底层为钢筋混凝土框架结构的大空间公共建筑，上部为小开间砖混结构的建筑，因其造价比多层框架房屋造价低，因此在一些沿街商用建筑中被广泛采用。现结合本人多年的设计实践上对底层框架多层砌体结构的抗震性能进行分析。

1.底层框架多层砌体房屋抗震性能分析

1.1竖向结构形式突变影响整体抗震性能

一般此类建筑底层较为空旷，而上部为小开间住宅，上部砌体结构平面布置上纵横墙较密，重量大，侧向刚度也大，而底层柔性框架结构其侧移刚度比上层小很多，在布置上就形成了下柔上刚的结构形式。发生地震时此类建筑物由于上下结构形式不同，结构刚度沿竖向分布不连续，在刚度突变处易产生较大的应力集中，从而可能导致大的非线性变形。在地震反复作用下若这些部位的塑性变形持续发展，刚度进一步减小，最终可使底层框架结构侧移骤增，框架柱严重酥裂，甚至倒塌。

1.2上下结构荷载传递不平衡

底层框架多层砌体结构在转换层外，荷载传递路线发生了变化或中断，上部多层砌体结构是由承重墙传递荷载，荷载传递到底层框架时会出现梁柱受力不均衡，从而导致底层框架产生较大的扭转效应。

1.3底层框架结构抗震性能分析

1）底层框架的震害主要集中在梁柱节点处，总的情况是柱的震害大于梁柱，柱顶震害大于柱底，角柱震害大于内柱。由于房屋不可避免地要发生扭转，角柱所受的附加剪力最大，角柱受双向弯矩作用，所受的约束比其它柱小；短柱震害大于一般柱，短柱刚度增大，所受的地震剪力大，它易发生剪切破坏，严重时发生脆性错断，而导致灾难性的后果。

2）底层框架由于侧移刚度小，地震时水平位移较大，过大的水平位移使结构偏心加剧，此时竖向荷载将使结构产生较大的附加内力，出现P-效应，严重时将使结构发生倒塌。

3）房屋的坚向荷载和地震荷载都是越到下层越大，由于底层框架多层砌体结构上部重量大，底层柔，是头重脚轻的结构形式，结构平面布置刚度和质量如不对称，也促使底层框架产生较大的侧移变形，使底层柔性框架易于遭受扭曲破坏。

2底层框架—抗震墙砖混结构的基本要求

2.1房屋的平、立面布置应规则、对称,使结构抗侧力构件的布置尽量对称,这样就可以减少水平地震作用下的扭转。

2.2房屋的高度要限制、高宽比例必须适当,根据震害经验,GB50011-2001建筑抗震设计规范对这类房屋的总层数给予了较严格的限制,即6、7度区不宜超过7层,高度不超过22m,8度区不宜超过6层,高度不超过19m。

2.3抗震墙的最大间距限值:上部砖房各层的横墙间距要求和多层砖房的要求一样,底层框架抗震墙部分,由于上面几层的地震作用要通过底层的楼盖传至底层抗震墙,楼盖产生的水平变形要比一般框架抗震墙房屋分层传递地震作用的楼盖水平变形要大。因此,在相同变形限制条件下,底层框架抗震墙砖房底层抗震墙的间距要比框架—抗震墙结构的间距要小一些。GB50011-2001建筑抗震设计规范规定6、7、8度区分别为21m、18m、15m。

2.4底层框架抗震墙砖混房屋的底层和底部二层应设置为框架—抗震墙结构体系。底层应设置为纵、横向的双框架抗震墙体系,尽量使纵横抗震墙在两方向对称均匀布置,有利于提高底层的刚度,提高抗震能力。

2.5底部框架—抗震墙房屋的纵横两个方向,第二层与底部侧

向刚度的比值,6、7度时不应大于2.5,8度时不应大于2.0,且均不应小于1.0;

底部两层框架—抗震墙房屋的纵横两个方向,底层与底部第二层侧向刚度应接近,第三层与第二层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.0,8度时不应大于1.5,且均不应小于1.0。

2.6底层框架和钢筋混凝土抗震墙的抗震等级,6、7、8度应分别按三、二、一级采用。

2.7底层框架—抗震墙结构中的钢筋混凝土抗震墙高宽比应控制在1.5左右。

3.当前底层框架结构抗震设计中常见问题

《抗规》第3.4.2条明确规定“建筑及其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；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减少，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变”。但在实际工作中，建筑布置的合理性往往被忽视。目前的一些建筑设计，由于仍沿袭不设防时的设计思路，将抗震基本要求搁置一边，为片面追求建筑效果，将底层框架房屋平面上多处凹进凸出，导致各部分质量极不均匀，建筑物外纵墙多处被人为割断，严重影响抗震刚度。

4.底层框架结构抗震设防措施

对于底层框架抗震墙的砖房，底层框架抗震墙和上部砖房部分均具有一定的抗震能力，但这两部分不同承重和抗侧力体系之间的抗震性能是有差异的，而且其过渡楼层的受力也比较复杂。为了使这类房屋的抗震设计满足“小震不坏”，“中震可修”和“大震不倒”的抗震设防目标，其防治措施可从

以下几个方面进行考虑：

1)框架砖房的底层，不应采用纯框架结构。结构设计人员要及早介入建筑方案与初步设计，并和建筑工种与建设单位反复协商，在不影响或少影响功能的前提下，使纵横外墙、室内分隔墙等尽量对称，并均匀地在纵横两个方向设置一定数量的抗震墙，使上层与底层的纵横向侧移刚度比，能够满足规范要求。根据《砌体结构设计规范(GB50003-2001)》条文说明，底层设置一定数量抗震墙的框支墙梁房屋模型振动台试验表明，其抗震性能不仅不比同样层数的多层房屋低，甚至还要好些。所以，在底框结构中合理设置一些抗震墙是非常重要的。

2)部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对于具有薄弱底层的底层框架砖房，应考虑塑性变形集中的影响。另外，经分析知道提高软层的屈服强度可以减少软层塑性变形的集中。因此，底部剪力法对底层地震剪力要乘以一个1.2～l.5的增大系数。

5.结束语

底层框架砌体房屋是城镇中沿街常见的一种建筑形式，以底层的布置灵活性等优点深受业主喜爱，而底层框架砌体房屋又是上刚下柔结构体系，这就对抗震设计提出更高的要求。以上通过对震害原因的分析，提出几种增强抗震能力的方法。目前，对其抗震设计的研究已经日臻完善，这类建筑结构在将来的建筑领域中还会继续具有顽强的生命力。

参考文献：

[1].建筑抗震设计规范(GB50011-2010)(2008版).北京:中国建筑工业出版社.2010.

[2].砌体结构设计规范(GB50003-2011).北京：中国建筑工业出版社.2011.

高层建筑抗震规范范文篇12

【关键词】高烈度；高层建筑；抗震设计

伴随着我国高层建筑的不断发展，建筑结构中常用的结构主要是型钢混凝土结构以及钢结构，这是做为建筑高抗震要求的首选结构材质。混合框架核心筒结构是由型钢框架、混凝土核心筒与伸臂桁架组成的一种具有多道抗震防线的高层结构体系。这种结构体系主要是由伸臂桁架构造加强层，不仅使结构传力路劲明确，并且利用了外框柱的轴向刚度来提高结构的整体抗侧刚度。

一、高烈度地区高层建筑结构抗震设计目标及原则

（1）高层建筑结构抗震设计目标

高层建筑进行结构分析以及设计，主要目标就是使设计的高层建筑结构在强度、稳定性、刚度、延展性以及耗能能力等方面达到最佳效果，最终实现：“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。

（2）高层建筑结构抗震设计原则

1）结构材料以及体系的选择

高层建筑使用的材料应该具有材质轻、密度大以及强度高的特点，这样一来，构造的建筑才有连续性、整体性以及延展性，将建筑结构的整体强度发挥出来，最终提高防震的功效。

到目前为止，钢结构以及型钢混凝土结构在抗震方面有很强的作用，做为高层建筑抗震要求的首选结构材质，另外，其他的建筑结构也可以用于对抗震要求不高的高层建筑中，在选择结构材料以及体系时，应该坚持经济度比较高并且符合抗震性能的原则。

2）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。当然，对于有特殊要求设计成不规则的高层建筑，在进行建筑结构的设计时，应该使用计算机进行模拟，近乎准确的模拟出结构与地震水平之间的作用，从而采取预防措施，相应的做出内力调整，最终提高整体的抗震能力。

3）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[1]。

二、高烈度地区高层建筑结构抗震设计及应注意的问题

1、控制结构超限现象以及相关的解决措施

高层建筑结构超限符合以下几个条件：①当房屋高度超过120.10米，超过《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定的钢筋混凝土部分框支剪力墙结构房屋最大使用高度A级最大高度100米，B级120米的限值；②标准层在水平地震考虑质量偶然偏心作用下，结构楼层的扭转位移比大于1.2，属于扭转不规则平面以及结构；③标准层楼存在凹凸不规则现象。

控制结构超限的措施：对于结构薄弱位置，在框架柱内设置芯柱，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；对于个别框支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，标准层的个别框支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、超限高层建筑结构弹塑性分析

结构弹塑性分析主要是根据《建筑抗震设计规范》，采用美国CSI公司的Perform3D软件进行弹性分析。该软件能够很好的体现基于性能的抗震设计理念，在软件中引进了美国基于性能的设计规范，对结构进行弹塑性状态下的地震性能做出准确评估。

高层建筑抗震性能设计指标，主要是对不同设防目标的建筑物采用不同的抗震要求，美国公司提出了一种结构性能水准分为三个等级以及两个范围，分别采用S-1到S-5来表示：S-1称之为“立即可用性能水准”，S-2称之为“破坏控制性能范围”，S-3称之为“生命安全性能水准”，S-4称之为“极限安全性能范围”，S-5称之为“防治倒塌性能水准”，因此，根据这种标准对结构抗震设计制定了较为详细的抗震性能目标，如下表1所示：

弹塑性的精力计算主要是采用静力退服分析方法，对三维结构模型施加X向以及Y向的侧向荷载，经过计算之后，在同一坐标体系中绘制出结构，在计算的结果中，结构在X向侧向荷载以及Y向侧向荷载作用力下，能力曲线与需求曲线都没有交点，并且能力曲线已经超越了最高点，呈现下降的趋势，在罕遇地震下变形计算，如下图4所示：

结构在加固之前，在中震以及罕遇地震下，X向以及Y向的地震波，框架柱以及框架上就会有大量的塑性铰产生。产生的塑性铰超过总数的55%，在整个结构中就会有大部分的构件进入到屈服状态下，在中震以及罕遇震下的建筑结构塑性铰的分布情况，如下图5所示：

3、抗震加固设计

对于高层建筑物的框架柱应该采用外包钢筋混凝土从而加大截面，并且适当的加大薄弱层柱以及跨层柱的主钢筋，增加钢筋网，对原来的框架梁以及作用设备荷载比较大，承载力不足的次梁应该采用高强度的钢铰线，最终提高抗震能力。使用此种方法，由于只是对框架柱进行抗震加固，以及增加了截面，因此，在加固之后，不会出现部分框架柱不屈服的现象，对主梁以及次梁进行抗震加固，能够使绝大部分的构件满足抗震要求。如下图6所示：