高层建筑结构抗震设计的实践及体会
摘要：现代建筑为了追求多功能.多变的使用空间及丰富的立面效果，常采用较为复杂的高层建筑结构体系，于是超限高层建筑应运而生，这使高层建筑抗震设防工作成为结构设计的重点和难点。本文结合实例对高层建筑结构抗震设计做出研究和分析，并采取必要的抗震措施，仅供同行参考。
关键词：高层建筑剪力墙结构抗震设计
随着社会需求的多样性和我国科技的迅猛发展，建筑物的高度是越来越高，建筑结构也变得更加复杂，这无疑给建筑行业的建筑结构抗震设计工作增加了难度并带来挑战。我国是一个地处多地震带的国家，东邻太平洋地震带，南接亚欧地震带，地震分布面积较为广，地震活动频度高、震级大，是世界上遭受地震灾害较为严重的国家之一。一次大地震可能在很短的时间内毁灭一座城市，导致重大的经济损失和人员伤亡；据统计，20世纪全球地震造成的死亡超过200万人，振动时间总和不到1小时。因此，提高高层建筑结构抗震设计水平，已经成为我国城市建设和发展中所面临的一个重要课题，很多专家学者长期从事抗震研究工作，本文利用最新的研究成果建筑解决建筑（尤其是高层建筑）抗震设计中的难题。
一、工程概况
某商住两用建筑工程项目为超限高层建筑，建筑面积56500㎡。地下共3层，地面以上54层，首层层高为5m，2-54层为住宅标准层层高为2.8m，其中21层为设避难兼设备层，层高为2.8m。标准
武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试 第1章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系？ 震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？ 规范将建筑物按其用途分为四类： 甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。 1 ）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 ）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 ）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 4 ）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3.怎样理解小震、中震与大震？ 小震就是发生机会较多的地震，50年年限，被超越概率为63.2%； 中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？ 建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。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；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。 5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。 延性设计：通过适当控制结构物的刚度与强度，使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性，从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量，使结构物至少保证至少“坏而不倒”。延性越好,抗震越好.在设计中，可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性，提高抗震性能。 第2章场地与地基 1、场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别和联系？ 由于地震动的周期成分很多，而仅与场地固有周期T接近的周期成分被较大的放大，因此场地固有周期T也将是地面运动的主要周期，称之为地震动的卓越周期。 2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力？ 地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上
浅谈高层建筑结构抗震设计 摘要：近年来，我国建筑业的发展突飞猛进，各地高楼林立。在高层建筑中，抗震设计是一项不容忽视的关键任务，因此，本文主要就高层建筑结构抗震设计进行了分析。 关键词：高层建筑抗震设计应用 中图分类号：[tu208.3]文献标识码：a 文章编号： abstract: in recent years, the development of construction industry in our country by leaps and bounds, tall buildings all over the line. in the high-rise building, the seismic design is a not allow to ignore the key task, therefore, this article mainly aseismic design of high-rise building are analyzed. keywords: high building aseismic design applications 随着我国经济的蓬勃发展，各地的高层建筑纷纷拔地而起，速度惊人。高层建筑结构的抗震设计一直以来就是建筑设计和施工的重点，要使工程建设真正能够减轻甚至避免地震带来的危害，把握好抗震设计是关键。因此，我们首先要对建筑地震进行必要的理论分析，然后进行抗震设计，从而来探索高层建筑的抗震设计理念和方法，以采取必要的抗震措施。 一、高层建筑结构抗震设计的理论和规范 我国《建筑抗震设计规范》（gb50011-2001）对各类建筑结构的
2元 高层建筑结构设计复习总结 一、1.高层建筑：将10层及10层以上或高度超过28m的混 凝土结构为高层民用建筑；高层建筑结构是高层建筑中的主要承重骨架。2.高层建筑优点：占地面积小，节约建筑用地； 缩短城市道路和各种管线，节约基础设施费用；改造城市面貌。3.高层建筑结构功能:安全性、实用、耐久、稳定4.高层建筑结构中:轴力和结构高度成线性关系；弯矩和结构高度成二次方关系；位移和结构高度成四次方关系。4.高层建筑结构形式：a按材料分：砌体结构、钢筋砼、钢结构、钢和钢筋砼材料混合结构b.按结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构（框筒结构、筒中筒、多筒、成束筒）、悬挂结构及巨型框架结构5.(1)砌体结构：造价低； 强度低，特别是抗拉、抗剪强度低、延性差；抗震性不好(2). 钢筋砼结构：优（强度高，能组成多种结构体系，抗震性能较好，跟钢结构相比刚度大，造价低，材料来源丰富，耐火性好）缺（自重大，结构截面尺寸大，建筑面积小，造价增加施工周期较长）(3)钢结构：优（较理想材料，强度高，自重轻，延性好，抗震性能好，施工速度快，易于加工，施工方便）缺（造价高，耐火性差，维护费用高）6.（1）框架结构体系：优（建筑平面布置灵活，可形成大空间，立面也可变化；延性好；造价低。）缺（侧向刚度小；水平位移大，一般不超过60米；在高烈度地区，高度严格控制；非结构
构件破坏严重，维护费用高；缺少二道防线）设计要点：a 根据使用要求，建筑要求来布置框架层高；b梁柱节点必须刚接；c梁的跨度受梁、断面尺寸限制d柱断面尺寸根据轴力大小确定，在震区有轴压比限制（2）剪力墙结构体系：利用钢筋砼墙体组成的承受全部竖向和水平作用的。优(整体性好；侧移刚度大；变形小；非结构构件损坏小；结构次生内力P-Δ效应不显著；弹塑性稳定问题不突出；承载力易满足要求；抗震性能好；具有多道防线)缺（剪力墙间距较小；平面布置不灵活；大房间受到限制；自重大；刚度大，周期短）（3）框架-剪力墙结构体系：在框架结构中布置一定数量的剪力墙组成由框架和剪力墙共同承受竖向和水瓶座用的高层建筑结构。优（侧向位移小；减轻节点负担；增加了超静定次梁；保证了塑性的发展；屈间侧移屈干均匀；框架部分各层剪力趋于均匀；具有多道防线）缺（水平方向刚度不均匀）（4）筒体结构体系：由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构。7.高层建筑结构发展原因：经济的发展；建筑用地减少；城市人口增多；地价上涨；建筑科技进步；钢筋及水泥的应用8.高层建筑发展：建筑功能和用途越来越好，建筑城市化；向亚洲发展，高度将有新突破；在结构设计方法方面着重技术深化；采用新结构形式。二1.在高层建筑结构设计中，水平荷载与作用占据主导和控制作用2.高层建筑中活荷载的不利布置一般怎样考虑：高层
高层剪力墙结构优化设计分析 摘要：只有科学合理的剪力墙结构体系才可以有效保证高层建筑的经济性能与结构安全性能，因此结构设计人员应当根据相关规范的要求和建设单位的需要，来对其高层结构体系进行合理的选择与优化。从结构上来说，高层剪力墙结构钢筋用量较少，整体性较强，结构刚度也较大，经济性也较好。而在高层剪力墙结构优化设计过程中，其整个剪力墙结构体系布置以及调整的过程归根到底就是一个逐渐优化的过程，因为只有当遵循周边均匀对称的设计原则将高层剪力墙结构体系的刚度及位移控制在最为合理的范围内，才能使其整个结构体系发挥出最大的功效。本文针对高层剪力墙结构的优化设计进行了一定的分析和探讨。 关键词: 高层建筑；剪力墙结构；优化设计 一、引言: 随着近年来我国国民经济的显著进步以及城市化建设的飞速发展，特别是高层建筑结构设计的技术发展及其对抗震要求的日趋关注，高层剪力墙结构在高层建筑中的应用已经越来越广泛、越来越普及。与传统的框架结构相比较而言，高层剪力墙结构显得更为通透、宽敞，其不但能够有效提高使用面积，而且使得建筑的使用功能得到优化，同时也可以给业主的装修与自行改造提供一定的灵活性。而从结构上来说，高层剪力墙结构钢筋用量较少，整体性较强，结构刚度也较大，另外还可以在宾馆与住宅等居住型的高层建筑中，通过设计分隔墙来将客房与居室分为小间，从而使得部分承重墙与分隔墙能够在优化配置过程中合二为一，所以相对而言经济性也比较高。本文针对高层剪力墙结构的优化设计进行了一定的分析和探讨。 二、高层剪力墙结构优化设计分析 1、高层剪力墙结构的抗震优化设计 根据相关机构对我国历史上的地震记录进行分析研究后表明，之所以高层剪力墙结构会在地震中出现严重的破坏，究其根本原因就在于高层剪力墙结构的底层刚度与上部刚度之间的差距往往太过于悬殊，一旦当地震作用集中在其底层时，就会导致底层出现极其突出而明显的弹塑性集中变形。因此对于高层剪力墙结构而言，底层刚度与上部刚度之比必须要进行严格的控制，这是最为关键的一点。另外，由于不同地区的抗震设防烈度也不尽相同，因此在高层剪力墙结构设
建筑结构抗震设计的要点分析 提要：本文主要针对建筑结构抗震设计的要点展开了分析，对建筑混凝土框架结构抗震薄弱的部位作了详细的概述，并给出了一系列提高混凝土框架结构抗震性能的措施，以期能为有关方面的需要提供有益的参考借鉴。 近年来，随着我国地震灾害的频繁发生，建筑抗震设计成为了我国建筑结构设计一个新的重要发展方向。但是由于实际操作经验缺乏经验，建筑抗震设计存在着一定的薄弱环节，是需要相关的工作人员给予足够的重视，并采取有效措施提高建筑抗震的性能，以减轻地震灾害对建筑的破坏。 1 混凝土框架结构抗震薄弱部位 1.1 从震害中找出结构薄弱部位 某次地震中，多层混凝土框架教学楼的倒塌，使我们对混凝土框架结构的抗震性能有了进一步的认识。根据地震现场的调查，混凝土框架结构的震害大致如下：6、7度区，底层柱上下端出现斜裂缝，并且柱头比柱脚更厉害。8、9度区，底层柱上下端保护层混凝土脱落，箍筋拉脱，柱心混凝土被压碎，纵筋压成灯笼状。二层柱端及底层梁端也出现不同程度的开裂。在地震中倒塌的框架结构，估计也是底层柱上下端先出现斜裂缝，最后被折断的，只不过整个过程时间很短。不难判断：框架结构薄弱层在底层，底层柱是薄弱构件，底层柱的上下端是最薄弱的部位。震害同时表明：在底层柱中存在某些比较薄弱的柱，地震作用下，这些柱的柱端首先出现斜裂缝，最先形成塑
性铰，使整个结构内力重新分布，导致底层柱逐根被击破，引起连续倒塌。 1.2 从结构分析中确定结构薄弱部位 混凝土框架结构抗震有其特性，与带有剪力墙的其他混凝土结构相比，框架结构侧向刚度小，变形能力强。对抗震有利的是吸收地震总能量少，不利的是抗侧力能力差。框架唯一的竖向构件——柱的侧向刚度比剪力墙的墙肢小得多，比梁板组成的楼层平面刚度也小很多。地震通过地层土晃动框架楼房，刚度大而且质量集中的各楼层就会前后左右来回移动，产生楼层水平地震剪力，这些力由梁传给柱。结构的整体变形主要是各楼层按一定的振型和周期往复侧移。柱本身刚度较小，其竖向变形被动地随各楼层。梁属于楼层的一部分，变形较小。框架的水平地震力和侧移变形主要来自梁板，而抗侧力和侧移主要靠柱。在结构分析中，若忽视板对梁刚度的影响是不现实的，尤其是一起现浇的梁板。相对于梁来说，柱是薄弱构件。因此，“强柱弱梁”便成为框架结构抗震设计的基本原则之一。 框架结构底层柱托起整栋楼房，除了承受整栋楼全部垂直力外，还要承受地震产生的水平力。结构分析显示：底层任何一根柱的轴力、剪力及弯矩都比上层柱大，底层柱比上层柱更容易被破坏。底层柱上下端弯矩最大，成为整个框架结构内力最大的部位，也就是最薄弱的部位。不难理解：为什么地震时，首先出现裂缝的总是底层柱上下端。各楼层抗剪承载力分析结果表明，底层抗剪承载力最小，验证了底层是抗震薄弱层。底层柱既是框架结构抗震的“中流砥柱”，又是薄弱
高层建筑结构与抗震模拟试卷 一、填空题（每空1分，共20分） 1、高层建筑结构平面不规则分为、、 几种类型。 2、高层建筑基础类型有、和。 3、框架结构近似手算方法包括、、 。 4、高层建筑框架结构柱反弯点高度应考虑、 、的影响。 5、隔震又称为“主动防震”，常用的隔震形式包括、、、 。 6、对于钢筋混凝土框架和抗震墙之类的杆系构件，抗震设计的优化准则是四强四弱，包括： 、、、。 二、单项选择题（每题2分，共10分） １、高层建筑采用（）限制来保证结构满足舒适度要求。 A、层间位移 B、顶点最大位移 C、最大位移与层高比值 D、顶点最大加速度 2、高层建筑地震作用计算宜采用（）。 A、底部剪力法 B、振型分解反应谱法 C、弹性时程分析法 D、弹塑性时程分析法 3、当框架结构梁与柱线刚度之比超过（）时，反弯点计算假定满足工程设计精度要求。 A、2 B、3 C、4 D、5 4、联肢剪力墙计算宜选用（）分析方法。 A、材料力学分析法 B、连续化方法 C、壁式框架分析法 D、有限元法 5、框剪结构侧移曲线为（）。 A、弯曲型 B、剪切型 C、弯剪型 D、复合型 三、多项选择题（将正确的答案的编号填入括弧中，完全选对才得分，否则不得分，每小题4分，共20分） 1、抗震设防结构布置原则（） A、合理设置沉降缝 B、合理选择结构体系 C、足够的变形能力 D、增大自重 E、增加基础埋深 2、框架梁最不利内力组合有（） A、端区-M max，+M max，V max B、端区M max及对应N，V C、中间+M max D、中间M max及对应N，V E、端区N max及对应M，V 3、双肢和多肢剪力墙内力和位移计算中假定（） A、连梁反弯点在跨中 B、各墙肢刚度接近 C、考虑D值修正 D、墙肢应考虑轴向变形影响 E、考虑反弯点修正 4、高层建筑结构整体抗震性能取决于（） A、构件的强度和变形能力 B、结构的刚度
浅谈高层建筑抗震的现状及发展前景 （中国矿业大学建筑工程学院土木11-5班马绪文） 摘要:对于一个高层结构的设计,遇到的问题可能错综复杂,只能具体问题具体分析。工程实践表明在高层结构的设计过程中,设计人员只有抗震概念清晰,构造措施得当,应用合适的结构分析软件三者有机结合才能取得比较理想的结果,在这个过程中抗震构造重于结构计算。本文对建筑抗震进行必要的理论分析,从而探索高层建筑的设计理念、方法,采取必要的抗震措施并简述其发展前景。 关键词:高层建筑;抗震;结构设计 现阶段,土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善,如果可以在结构与地基的材料特性,动力响应,计算理论,稳定标准诸方面得到符合实际的发展,自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。 1 高层建筑抗震设计特点 第一，控制建筑物的侧移是重要的指标。在地震荷载作用下，建筑结构所产生的水平剪切力占主导地位，所以建筑物会产生明显的侧移，随建筑结构的高度不断曾加，结构的侧向位移迅速增大，但该变形要在一定限度之内，这样才能保证结构安全以及使用功能。 第二，地震荷载中的水平荷载是决定因素。水平荷载会使建筑物产生倾覆力矩，并且在结构的竖向构件中引起很大的轴力，这些都与建筑物高度的两次方成正比，故随建筑结构高度的曾加，水平载荷大相径庭。对高度一定的建筑物而言，竖向荷载基本上是不变的，但是随着建筑物的质量、刚度等动力特性的不同，水平地震荷载和风荷载的变化是比较大的。 第三，要重视建筑结构的延性设计。高层建筑结构随着高度增加，刚度减小，显得更柔，在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有足够的变形能力，使结构进入塑性变形阶段仍然安全，需要在结构构造上采取有利的措施，使得建筑结构具有足够的延性。 2 建筑抗震的理论分析 2.1 建筑结构抗震规范简介 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年代发展起来的一种理论,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
高层建筑结构设计简析 摘要:高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。 关键词:高层建筑；结构设计；特点简析； abstract: the design of tall building structures with lower, multi-storey building structure are different, the choice of structural system, directly related to the building of plane layout, elevation, floor height, body electrical pipeline setting, construction technology, construction period requirement and investment cost and length. key words: high-rise building; structure design; characteristic analysis 中图分类号：tu2文献标识码：a 1.建筑结构设计具有以下特点： 1.1科学性。建筑结构设计是以数学、力学为理论基础，借助现代计算机技术进行的一种应用性技术。 1.2应用性。建筑结构设计必须讲究经济效益，一个成功的建筑结构设计，技术上先进合理，经济上效益显著。 1.3复杂性。建筑结构设计的复杂性首先表现在设计中各种因素的不确定性，建筑结构设计是一个具有多解而没有标准答案的问
浅谈建筑结构抗震概念设计 发表时间：2015-12-17T16:01:14.980Z 来源：《基层建设》2015年16期供稿作者：袁芬 [导读] 浙江省天正设计工程有限公司浙江杭州根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。 袁芬 浙江省天正设计工程有限公司浙江杭州 310012 摘要：建筑工程的质量，直接影响到人们的生命和财产安全。在工程建设中，抗震设计是影响整个工程质量不可缺少的要素之一，因此，必须完善好建筑抗震结构设计的工作。本文主要论述抗震概念设计基本内容，提出建筑抗震结构设计的策略，以供参考。关键词：建筑；抗震；概念设计；策略 1 抗震概念设计基本内容 1.1什么是抗震概念设计： 根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。就是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来，设计时应着眼于结构的总体反应，依据结构破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准侧，从一开始就全面合理地把握好结构设计的本质问题（如把握好总体布置、结构体系、承载能力与刚度分布、结构延性等），顾及关键部位的细节，力求消除结构中的薄弱环节，从根本上保证结构的抗震性能。 1.2抗震概念设计的目标 实际地震的不可预知性，可供分析的地震资料的有限性，目前地震计算手段 的局限性，故重视建筑抗震概念设计，从某种意义上来说，也是对地震理论不完善所采取的弥补措施。抗震概念设计目标：“小震不坏，中震（设防烈度地震）可修，大震不倒”；以及为实现这一目标所采取的“两阶段设计步骤”，即：承载力验算和弹塑性变形验算。 2 建筑抗震结构设计的策略 2.1 采用合理的结构体系 2.1.1 影响结构体系的因素很多，如抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等，还应考虑技术、经济和使用条件等。目前我国比较常用的结构形式有：砖混结构、钢筋混凝土结构、钢- 混凝土组合结构（混合结构）、钢结构。砖混结构以砖墙作为抗侧力构件，在地震力作用下，易发生剪切破坏。混凝土结构包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。在地震力作用下，不同结构形式，不同抗侧力构件，发生不同破坏（剪切变形，弯曲变形）。 2.1.2 结构抗震设计的关键是解决承载力、刚度和延性问题： 1）对于非抗震结构，足够的材料强度和刚度是结构设计需要考虑的问题，而对于抗震结构除了要承担常规荷载外还要承担地震动作用，其材料强度和刚度不是越大越好（如抗弯强度过高不利于抗剪，刚度过大也会加大结构的地震作用），而需要控制在合理的范围内。2）结构体系由各类构件相互连接组成，抗震结构构件应具有必要承载力、合理的刚度、良好的延性、可靠的连接，使相互之间合理均衡。 3）结构构件应具有良好的延性（即变形能力和耗能能力），延性可以增加结构的抗震潜力，增强结构的抗倒塌能力。结构抗震设计的本质就是对结构承载力、刚度和延性的合理把握问题。 2.2 选择合理的平面和立面布置 2.2.1 建筑布置对结构的规则性影响重大，抗震性能良好的建筑，需要建筑师与结构工程师的互相配合。不应采用严重不规则的设计方案，避免采用特别不规则的方案。 2.2.2 建筑形体及其构件布置应避免形成平面和竖向的不规则。平面不规则主要关注的是结构的扭转和水平传力途径的有效性问题，体现在扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续；竖向不规则主要关注薄弱层问题及竖向传力途径的有效性问题，体现在侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变。 2.3 选择合理的结构计算方法进行结构分析 2.3.1 结构分析是结构设计的前提，是结构设计的重要依据性工作，采用合理的计算模型，合理的计算假定，合理选用计算程序，必要时的多模型多程序比较分析等对结构设计关系重大。 2.3.2 目前的地震作用计算方法主要有： 1）高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法；对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m的高层建筑结构应用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。 2）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高层建筑结构，可采用底部剪力法。3）时程分析法作为振型分解反应谱法的补充计算方法。根据结构的规则性，依据相关规范的规定，在多遇地震下进行弹性时程分析，在罕遇地震下进行弹塑性时程分析。 2.3.3 结构抗震设计应根据不同要求，对同一结构布置采取不用的计算假定。比如对结构进行不规则判别，选用在规定的水平力作用下，考虑偶然偏心等。比如配筋设计计算，根据工程具体情况，采用刚性楼板假定、分块刚性楼板假定、弹性楼板假定及零刚度楼板假定，考虑双向地震，框架柱配筋按单向偏心计算或按双向偏心计算等。 2.4 抗震措施及抗震构造措施 2.4.1 抗震措施要求做到“四强、四弱”。 1）强柱弱梁：目的是框架在地震情况下产生梁铰机制，即要求柱子不先于梁破坏，因为梁破坏属于构件破坏，是局部性的，柱子破坏将危及整个结构的安全，可能会整体倒塌，后果严重。 2）强剪弱弯：弯曲破坏是延性破坏，是有预兆的——如开裂或下挠等，而剪切破坏是一种脆性破坏，没有预兆，瞬时发生，没有防范，要避免。 3）强节点弱构件：因节点失效意味着与之相连的梁与柱都失效，故要求节点的承载力应高于连接构件。
高层建筑设计总结（2篇） 高层建筑设计总结（范文一） 一、高层建筑结构的特性 1.高层建筑结构的受力分析 因为高层建筑物都是由许多构件组合而来，结构设计一定要把建筑物的重量传至地面。就受力而言，在竖构件中，建筑自重与楼面应用荷载所引起的弯距与轴力数值和高层建筑的高度是正比关系，但是水平荷载对结构的倾覆力距和其在竖构件中产生的轴力，和高层建筑高度的平方是正比关系。 就一个建筑来说，竖向荷载往往不会出现太大的变化，而地震荷载、风荷载等作用的大小会由于结构动力的不同特性而出现一定的变化，进而使得建筑出现一定的位移。在高层建筑设计中，一定要将位移量限定到一定的范围之中。 2.预防建筑轴向变形与扭转破坏 通常而言，在高层建筑之中，过大的竖向荷载值会致使柱中出现较大的轴向变形，进而影响到连续梁弯矩，致使连续梁中间的支座位置的负弯矩变小，而跨中正弯矩变大;除此之外，还会影响到构件侧移与剪力，较之于构件的竖向变形，可能会出现不安全的结果。 所谓的结构扭转问题指的是，在结构设计中没有做到三心合一，为了使得建筑物因水平荷载作用的影响而出现扭转破坏问题得以有效避免，在开展结构设计时，要对结构形式与平面布局予以合理选择，使得建筑物能够保持三心合一。 3.高层建筑结构要考虑更大的延性设计 所谓的结构延性指的是:从相符时直到最大承载力或者达到之后承载力并无明显下降时期的变形能力。在对高层建筑进行抗震设计时，就是运用结构的延性
来吸收地震的能力，从而有效避免建筑出现破坏。在地震的作用下，高层建筑往往会出现更大的变形。为了使得结构在到塑性变形阶段后还有较强的变形能力，就需要在构造上予以考虑，采取适当措施，有效确保结构具备较大的延性。 二、高层建筑和结构关系的理性认识 1.在高层建筑设计中结构的地位与作用 (1)在高层建筑设计中，结构是其经济合理、技术可行的重要基础。结构式支撑高层建筑、传递荷载的骨骼，高层建筑的空间以及造型等，都需要依靠结构承托。可以说结构式高层建筑设计的重要语法，换言之高层建筑设计过程中必须要遵循结构规律的法则。 (2)结构是确保高层建筑功能合理的重要条件。结构不但是空间的重要支撑，可以影响建筑的空间形态，而且其可以在平面上发挥引导空间、开放空间、连接空间、延伸空间以及划分空间的作用，是塑造建筑空间的重要领导者。 (3)结构是建筑创造的重要媒介。结构不仅仅是一种技术，同时也是一门艺术，其可以承托造型与空间，还可以变成烘托空间气氛、丰富空间层次以及美化空间的重要元素。 2.建筑技术发展和高层建筑创作的互动关系 据相关研究发现，高层建筑创作与结构技术的发展之间是互相作用，互为动力的。 (1)建筑技术可以有效的推动高层建筑创作的进步。在高层建筑发展中，结构技术本来就是一个重要的原动力，在一些情况下，结构技术的进步能够直接引发高层建筑设计的革命。同时，高层建筑也可以通过结构技术来不断寻找技术和艺
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。
浅谈建筑结构抗震设计的一些思考 发表时间：2018-12-15T12:20:50.103Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：王胜荣 [导读] 我国抗震设计规范明确划分了建筑场地的等级，分别是不利地段、危险地段和有利地段。 酒泉市建筑规划设计有限责任公司 摘要：综合近些年来我国地震的发生情况来看，我国属于地震较多的国家。综合考量我国各类地震的发生，可以得出频率较高、强度较大、分布较广以及震源较浅是我国地震的根本特征。地震对建筑物造成的负面影响非常强，所以说建筑物的防震设计十分重要。世界各国抗震学术界和工程界在抗震设计思路提出伊始就致力于深入研究，至当前阶段已经取得非常不错的成果，对基于力学的传统单一抗震设计方法进行改变。 关键词：建筑结构；抗震设计；综合探析 一、分析地震对建筑结构造成的影响 我国抗震设计规范明确划分了建筑场地的等级，分别是不利地段、危险地段和有利地段，并要求在进行建筑场地选择时需要将工程的实际需要作为依据，全面掌握地震的活动状况、工程地质、地震地质的相关资料，进而对抗震设计的有利性、不利性甚至危险性进行综合评价。于不利地段而言需要提出相应的避开要求，如实在无法将其避开则需要采取有效的措施。如建筑建造在断裂范围内，其结构只能为1-2层的分散单体建筑，并尽量采用整体性基础的应用，对于独立柱基的建筑结构形式要最大限度避免，从而对上部结构的完整性进行增强，不能将甲、乙、丙类建筑建设在危险地段。在地震时可能会有地陷、滑坡、崩塌、泥石流以及地裂等各类情况发生的地带，此类区域也就是所说的危险地段。我国典型的汶川地震和唐山地震中各类建筑物如处于危险地段，地震对其的破坏都为毁灭性，无论该建筑采取的何种结构形式，震害强度也比其它地段上的建筑物更大。 一般情况下，可用正比例对地震于建筑结构自身重量和建筑结构作用程度二者之间的关系进行阐述，相同条件下建筑物质量越大其刚度越大，地震的作用也就越大，震害程度相应的越大；如建筑质量较小而正好相反，其刚度更小，地震作用也就更小，震害随之降低。因此，在进行屋面结构、墙体、楼板、各段、框架以及围护墙建筑时，多对陶粒混凝土、多孔砖、空心塑料板材、瓦楞等相对较轻的材料进行应用，以此来对建筑物的抗震性能进行提升。 二、建筑结构抗震设计思考 抗震、消防和人防当属建筑设计中三项灾害预防设计的主要内容。综合考虑三种灾害造成的后果，其中当属地震灾害的强度最大，但是对于某些规范来说，抗震设计安全概率处于最低程度。当前阶段我国所采用的抗震规范是对两阶段、三水准设计理论进行应用。三水准应用的基础是该区域假设的地震强度和地震模型下概率，所以说通常情况下此种单纯性质的结构抗震设计和真实地震反应之间差距非常大，并不能对建筑物的安全性进行有效保证，充其量只能将损失一定程度降低，这是当前阶段我国现行结构抗震设计中一直无法克服的难题。抗震规范明确规定了建筑场地危险地段、不利地段和有利地段的具体划分规则，因此结构工程师有必要将不同设计阶段作为依据，将不同的工程地质勘查要求进行提出，争取尽早发现建筑物拟建场地内存在的不利地质作用和地质灾害等，进而可对有效预防措施进行应用。 第一，在进行项目可行性方案研究时，需要提出工程项目的可行性研究勘察要求，需要对建筑物拟建场地的适宜性和稳定性进行侧重。如存在一个以上的建筑物拟建场地，应要求勘查单位对其进行进一步的比对分析，并在其中将科学的选址意见或者建议进行提出。建筑物拟建区域的地形、地貌、岩土工程、地质以及建筑经验等数据为重点内容，进而对该拟建场地的岩土性质、地层构造、不良地质作用等进行全面了解和掌握。此外，还需要查看不良地质作用可能引发的地质灾害。岩溶、泥石流、地面沉降、滑坡、采空区、崩塌、场地与地基地震效应、活动断裂等为不良地质作用的主要内容。 第二，应将初步勘察要求在项目初步设计阶段直接提出，并将建筑物拟建场地的稳定性要求作为侧重点。在查看项目初步勘察报告文件时，应当重点查看建筑物拟建场地的地层结构、地下水埋藏条件、地质构造以及岩土工程特性等内容，不良地质作用的原因、分布状况、作用附魔以及发展趋势等也属于查看内容，进而明确拟建场地稳定性评价结论的准确与否。此外，还需对建筑物建构可能采用的地基基础类型、水土对建筑材料的腐蚀性、基坑开挖与支护、工程降水方案等进行进一步分析和评价。 第三，在施工图纸设计阶段提出工程项目的详细勘察需求，其中需要侧重建筑地区的地基岩土工程评价，此项工作的内容相对比较丰富，像岩土性质、岩土的基础形式、岩土均匀性、地基类型以及不良地质作用的防治等都包含在内。在查看工程项目详细勘察报告时需要重点查看不良地质作用类型、具体成因、分布状况、发展趋势和危害程度等进行侧重，并探讨不良作用的整治方案。如对于勘察报告内所提出的地基处理和基础方案建议存在疑问需要及时进行沟通。 第四，应该在建筑结构的设计过程中，借助抗震构造措施来对建筑的抗震性能进行提升， 对地震中塑性铰形成部位的塑性变形能力和塑性耗能能力的充足性进行保证，同时对结构的整体性进行保证。为了避免抗震设计中发生延性破坏的状况，所以应用强剪弱弯的应对措施，旨在利用其对构件受弯能力和受剪能力的关系问题进行有效处理。将地震作用的剪破坏和非抗震剪破坏进行对比可发现二者之间存在较大差异。延性是抗震设计中的一个特殊性质，而且十分重要。要想利用抗震措施实现结构延性保护的目的，必须对影响延性的各项因素进行明确。影响梁柱等支撑结构延性的因素可以归纳为两个种类，一个为混凝土上极限压的应变，另外一个则是地震破坏时的受压区高度。这两方面的因素是其它对延性造成影响因素的延伸。在抗震设计中为了对结构的延性进行保证，通常情况下会对受拉钢筋的配筋率进行合理把控，保证受压钢筋的合理数量，并借助加固筋对纵筋局部压屈失稳的情况进行应对。 第五，多元化结构形式。每个结构单元需要对同样的结构体系进行应用，注意需要对其刚度布置的均匀性进行保证。为了将各构件的抗震能力和作用做大限度发挥并对结构的整体性进行保证，需要在设计过程中严格遵守各项具体原则，具体如下：首先，保证结构的连续性。如想保证建筑物在地震作用下还能够保证整体性，那结构连续性是最为直接且重要的防护措施；其次，建筑构件之间的可靠连接性。将建筑物抗震性能进行提升，进而确保建筑物各个构件之间的承载力可充分发挥，所以说需要增强各构件直接的可靠连接性，使得其可对地震强度的传递需求进行满足，进而对地震时建筑物变形的延性要求进行适应；最后，提升房屋竖向刚度。对建筑物进行设计时需要保证
第一章的习题答案 1.震级是衡量一次地震强弱程度（即所释放能量的大小）的指标。地震烈 度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。震级大时，烈度就高；但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。 2.参见教材第10面。 3.大烈度地震是小概率事件，小烈度地震发生概率较高，可根据地震烈度 的超越概率确定小、中、大烈度地震；由统计关系：小震烈度＝基本烈度－1.55度；大震烈度＝基本烈度＋1.00度。 4.概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则，具有指导性的意义； 抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求；构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。 5.结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形，通过结构一定程度 的弹塑性变形耗散地震能量，从而减小截面尺寸，降低造价；同时可避免产生结构的倒塌。 第二章的习题答案 1.地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时，其振幅被放 大；与土层固有周期相差较大的波传至地面时，其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近， 2.考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力；材料在地震下地基承 载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备，因此地基的抗震承载力高于静力承载力。 3.土层的地质年代；土体中的粘粒含量；地下水位；上覆非液化土层厚度； 地震的烈度和作用时间。 4.a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差 （建筑物条件均同）。 b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化. c．液化指数越小，地震时地面喷水冒砂现象越轻微。 d．地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。
基于高层连体结构的抗震设计分析 高层建筑连体结构是近十几年来发展起来的一种新型结构形式，所谓连体结构是指两个塔楼或多个塔楼由设置在一定高度处的连接体（又称连廊）相连而组成的建筑物。在地震作用下由于连接体的存在使得由原来独立发生振动的塔楼要相互作用、相互影响，在地震作用下的反应远比单塔结构和无连接体的多塔结构受力复杂，会出现较强的祸联震动、扭转加大等现象，其结构的抗震性能也不如单体结构，因此连接体的设置改变了结构的动力特性。高层连体结构的特点主要有以下几点：对称性、扭转效应、连体两端的连接处理方式重点考虑滑动支座的做法，限复位装置的构造，并应提供滑动支座的预计滑移量。当采用阻尼器作为限复位装置时，也可归为弱连接方式。强化结构的抗震安全目标并提高结构的抗震功能要求，已经成为工程抗震领域亟待解决的课题。 1 工程概况 本工程位于某市繁华商业地段，地理位置十分重要，城市景观的要求很高，建筑的使用功能也要求多元化，房屋的下部三层为商城，其上有21层的塔楼，工程总建筑面积约30000平方米，24层，总高度83米，为多功能的写字间，塔楼的顶上三层为观光连廊，因此形成了大底盘双塔的连体建筑结构。自然条件和设计依据：1）基本风压：035N/km2；2）抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度为0.109，设计地震分组为第一；3）建筑抗震设防类别：丙类；4）钢筋混凝土结构的抗震等级：剪力墙二级，框架二级。与连接体相连的部分的梁柱构件为一级。 2 结构方案的确定 2.1 结构方案的确定。 高层建筑的抗震设计首先应该注重的是概念设计。一般应掌握以下原则：根据结构的层数、房屋的高度、抗震设防要求、施工技术、材料等条件来选择合理的结构形式；对抗震结构要尽可能的设置多道防线，采用具有联肢墙、壁式框架的剪力墙结构、框架—剪力墙结构、框架—核心筒结构、筒中筒结构等多重抗侧力结构体系；结构的承载力、变形能力和侧向刚度要均匀连续变化，以适应地震反应的要求，结构的平面布置要力求简单、规则、对称，要避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部；构件的设计要采取有效的措施防止脆性破坏，保证结构有足够的延性。要减轻结构的自重，降低结构的地震作用。 2.2 本工程从平面形状来看，平面狭长的形状，属于抗震不利平面，从竖向来看，底下三层为大底盘，其上有二栋21层的塔楼，在塔楼的顶上三层设有连接体，因此竖向刚度不均匀，形成竖向刚度二次突变，对抗震非常不利。本工程的难点就在于要在建筑方案己经基本定性的原则下从结构方面来采取措施，尽量满足抗震的要求，尽可能的减轻地震的反应。这些措施包括结构体系的选择，剪力墙的布置，连接体的选型等，下面分别阐述。 2.3 根据本工程结构的层数、高度和使用功能要求，按照《高规》规定的房屋使用高度和高宽比要求，采用钢筋混凝土框架—剪力墙结构比较适合。框架—剪力墙结构是由框架和剪力墙共同组成的结构体系，它既能为建筑提供较大的使用空间，又有较大的抗水平力刚度，适用于商场、办公、住宅等，是一种抗震性能比较好的高层建筑结构体系。框架—剪力墙的结构布置应设计成双向的抗侧力体系，剪力墙应分散均匀地布置在建筑物的周边、楼电梯间、平面形状变化处及荷载较大的部位。剪力墙贯通建筑物的全高，并沿高度逐步减薄，避免刚度突变。框架—剪力墙结构中，要有足够的剪力墙的数量，应当使剪力墙承担大部分的水平作用产生的剪力，但是剪力墙的数量也不能过多，否则，结构的刚度过大，引起的地震反应加大，对结构的抗震设计也不利，结构设计也不经济。 2.4 连接体的结构方案确定。连接体是连体结构中一个重要的组成部分。从前面的分析表明，对对称结构而言，在对称的水平力作用下，连接体的存在对结构的受力性能影响很小，