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關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；理論

中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 我國的高層建筑發(fā)展歷程

上世紀(jì)80年代，我國高層建筑在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)施工技術(shù)等領(lǐng)域快速發(fā)展，100m左右及以上的將建筑快速發(fā)展，多以鋼筋為主要材料，在層數(shù)與高度增加的同時(shí)，功能與類型也日益增多。各大城市幾乎都建立了具有各自特色的建筑，以上海錦江飯店為代表：高度達(dá)到153.52m，全部采用的鋼結(jié)構(gòu)體系；而深圳的發(fā)展中心大廈有43層，高度達(dá)到165.3m，算上天線高度達(dá)到185.3m，是我國第一幢大型的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。到了90年代，我國的高層建筑結(jié)構(gòu)從設(shè)計(jì)到施工進(jìn)入到一個(gè)新的階段，除了體系與材料的多樣化，高度上也有了質(zhì)的飛躍。在1995年完工的深圳地王大廈，共有81層，高度達(dá)到385.95m，居世界第四高。

2 建筑抗震的理論

2.1 建筑結(jié)構(gòu)的抗震規(guī)范

一般的抗震規(guī)范都是各國結(jié)合具體的情況進(jìn)行的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，是指導(dǎo)抗震設(shè)計(jì)的法定文件，及反應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的發(fā)展水平，也反映了各個(gè)國家的抗震經(jīng)驗(yàn)。盡管抗震理論不斷完善，技術(shù)水平也在不斷地提高，但是必須要有實(shí)踐的指導(dǎo)，要將建筑工程的安全性放在首要位置，容不得任何的大意與疏忽?；谶@一認(rèn)識(shí)，現(xiàn)代建筑部分條文被列為強(qiáng)制條文，使用了“嚴(yán)禁、不得”等絕對(duì)性的字眼，同時(shí)也有不同條文有較大的自由空間。

2.2 建筑抗震設(shè)計(jì)的理論

當(dāng)前建筑抗震設(shè)計(jì)的理論主要分為擬靜力理論、反應(yīng)譜理論及動(dòng)力理論。擬靜力理論起源于20世紀(jì)10～40年代出現(xiàn)的理論，在估測(cè)地震對(duì)結(jié)構(gòu)的影響時(shí)，假設(shè)結(jié)構(gòu)為剛性，地震水平作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的質(zhì)量中心，地震力的大小當(dāng)于結(jié)構(gòu)的重量乘以一個(gè)比例常數(shù)（地震系數(shù)）。

反應(yīng)譜理論是在上世紀(jì)40-60年展起來的，以強(qiáng)地震動(dòng)加速度觀測(cè)記錄的增多與對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)特性的進(jìn)一步了解，及結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ)，是加理工學(xué)院的學(xué)者對(duì)地震加速度記錄的特性進(jìn)行分析后獲得的成果。

動(dòng)力理論是上世紀(jì)70-80年代的應(yīng)用較為廣泛的地震動(dòng)力理論，是在60年代以來電子計(jì)算機(jī)技術(shù)與試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)，人們對(duì)各類結(jié)構(gòu)在地震作用下的線性與非線性的反應(yīng)過程也有了較多的了解，隨著強(qiáng)震觀測(cè)臺(tái)的增加，各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)記錄也在不斷地增加。進(jìn)一步動(dòng)力理論也稱地震時(shí)程分析理論，它將地震作為一個(gè)時(shí)間過程，選擇具有代表性的地震加速度時(shí)過程作為地震動(dòng)輸入，建筑物簡化為多自由度體系，計(jì)算得到每一時(shí)刻建筑物的地震反應(yīng)，完成設(shè)計(jì)工作。

3 高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 必要的抗震對(duì)策

在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中國，出了要考慮到概念的設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行驗(yàn)算，結(jié)合地震的情況，要在高度允許的范圍內(nèi)建造，增加結(jié)構(gòu)的延性。在當(dāng)前的抗震設(shè)計(jì)中，抗震驗(yàn)算及構(gòu)造與措施等角度入手進(jìn)行分析，提高結(jié)構(gòu)的抗震性與消震性能。建立地震力與結(jié)構(gòu)延性互相影響的雙重設(shè)計(jì)指標(biāo)，直到達(dá)到預(yù)期的抗震效果。當(dāng)前強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用已得到普遍的認(rèn)可。

3.2 高層建筑的抗震設(shè)計(jì)思想

在《建筑抗震規(guī)范》中有明文規(guī)定，建筑的抗震設(shè)防要符合“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求。所謂的“三水準(zhǔn)”就是指“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當(dāng)遇到第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震時(shí)，結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段，建筑物可以正常使用。一般情況下，建筑物不會(huì)被損害，也不需要修理即可使用。所以，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要滿足地震頻發(fā)下的承載力極限，要求建筑的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遇到第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí)，結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段，建筑物結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生損害，但是不經(jīng)修理或者簡單修理就可以繼續(xù)使用。所以，建筑結(jié)構(gòu)必須要有足夠的延性能力，不會(huì)出現(xiàn)脆性破壞。當(dāng)發(fā)生第三設(shè)防烈度地震的情況下，就是遇到本地區(qū)地震極限外的情況，結(jié)構(gòu)會(huì)受到非常嚴(yán)重的損害，但是結(jié)構(gòu)的非彈性變形距離倒塌仍有一段距離，不致產(chǎn)生危及生命的損害，保障了居住人員的安全。所以在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要保證建筑的足夠變形能力，其彈塑變形要在規(guī)范的數(shù)值之內(nèi)，保證結(jié)構(gòu)良好的抗震性能。三個(gè)水準(zhǔn)烈度的地震作用水平是根據(jù)不同超越概率進(jìn)行區(qū)分的，一般情況下是：

多遇地震：50年超越概率63.2%，重現(xiàn)期50年；設(shè)防烈度地震（基本地震）：50年超越概率10%，重現(xiàn)期475年；罕遇地震：50年超越概率2%-3%，重現(xiàn)期1641-2475年，平均約為2000年。

從高層建筑的抗震水準(zhǔn)來看，設(shè)防的要求是通過“兩個(gè)階段”設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，具體方法如下：第一環(huán)節(jié)，第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，提前計(jì)算出高層建筑結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)，與風(fēng)力、重力荷載進(jìn)行高效組合。同時(shí)引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)，進(jìn)行構(gòu)件截面的準(zhǔn)確射擊，進(jìn)而達(dá)到第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求；然后是運(yùn)用同一地震參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的層間位移角，使其可以在抗震規(guī)范設(shè)定的限值之內(nèi)；同時(shí)采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造對(duì)策，確保結(jié)構(gòu)可以有足夠的延性、變形能力與塑形耗能，進(jìn)而達(dá)到第二水準(zhǔn)的變形目的。而第二階段則是運(yùn)用與第三水準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，算出結(jié)構(gòu)的彈塑性層間位移角，使其在抗震規(guī)范的限值之內(nèi)，然后進(jìn)行必要的抗震構(gòu)造對(duì)策，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)第三水準(zhǔn)的防倒塌目的。

3.3 現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法

在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)各類的建筑結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算應(yīng)該采用的方法都有明確的規(guī)定：高度要在40m之內(nèi)，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法等簡化方法；除1款外的建筑結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)譜方法；特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑，應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算，可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。

結(jié)語

地震是威脅較大的天災(zāi)之一，必須要加強(qiáng)防御，從上文的分析中我們可以看到，高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要在要求的限值之內(nèi)，保證結(jié)構(gòu)的良好性能，提高建筑的使用性能。

參考文獻(xiàn)

[1]朱鏡清.結(jié)構(gòu)抗震分析原理[M].地震出版社，2002.

[2]李彬.對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2012（02）.

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【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)工程；抗震設(shè)計(jì)

一、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性

地震是一種隨機(jī)振動(dòng)，有難于把握的復(fù)雜性和不確定性，要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)，目前尚難做到。在結(jié)構(gòu)分析方面，由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、結(jié)構(gòu)材料的非彈性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種因素，同時(shí)也存在著不準(zhǔn)確性。因此，工程抗震問題不能完全依賴“計(jì)算設(shè)計(jì)”解決，而必須立足于“概念設(shè)計(jì)”。概念設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)人員從結(jié)構(gòu)的宏觀整體出發(fā)，用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的觀點(diǎn)，著眼于結(jié)構(gòu)整體反應(yīng)，正確地解決總體方案、材料使用、分析計(jì)算、截面設(shè)計(jì)和細(xì)部構(gòu)造等問題，力求得到最為經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果僅集中在少數(shù)薄弱部位，必會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早破壞，目前各種抗震設(shè)計(jì)方法的前提之一就是假定整個(gè)結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用，在此前提下才能以多遇地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)件截面設(shè)計(jì)并輔以相應(yīng)的構(gòu)造措施，必要時(shí)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算，試圖達(dá)到罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)不倒塌的目標(biāo)。

二、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)策略

1、從建筑的全局出發(fā)

高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要從建筑的全局出發(fā)，全面考慮各種建筑部位的功能，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)設(shè)計(jì)每個(gè)部分的構(gòu)件，保證每個(gè)部件之間的契合，促使每個(gè)部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設(shè)計(jì)要求，滿足一定的現(xiàn)實(shí)需求，同時(shí)，通過抗震設(shè)計(jì)，使得每個(gè)構(gòu)件都可以具有相應(yīng)的承載力，當(dāng)?shù)卣饋硪u，每個(gè)構(gòu)件都可以有著一定的次序先后破會(huì)，整體組合構(gòu)件將會(huì)有著更強(qiáng)大的承載力和柔性，從而延緩地震破壞的速度，消耗爆發(fā)的能量。增強(qiáng)建筑的整體抗震能力。

2、地基選址

地基選址是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，要科學(xué)避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅(jiān)硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實(shí)地，利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，進(jìn)行地質(zhì)勘探，山石水土監(jiān)測(cè)，并取樣論證，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個(gè)地基牢固可靠，地質(zhì)穩(wěn)定無滲漏，無坍塌，無暗河，無熔巖，無火山……從而保證整個(gè)地基不會(huì)因?yàn)槌休d而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計(jì)。

3、高度的確定

按我國現(xiàn)行高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2002）規(guī)定，在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個(gè)適宜的高度。這個(gè)高度是我國目前建筑科研水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和施工技術(shù)水平下，較為穩(wěn)妥的，也是與目前整個(gè)土建規(guī)范體系相協(xié)調(diào)的。可實(shí)際上，已有許多混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑的高度超過了這個(gè)限制。對(duì)于超高限建筑物，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度：一要有專家論證，二要有模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。在地震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性態(tài)會(huì)發(fā)生很大的變化。因?yàn)殡S著建筑物高度的增加，許多影響因素將發(fā)生質(zhì)變，即有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍，如安全指標(biāo)、延性要求、材料性能、荷載取值、力學(xué)模型選取等。

4、材料的選用和結(jié)構(gòu)體系

在地震多發(fā)區(qū)，采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理應(yīng)該得到人們的重視。我國150m以上的建筑，采用的三種主要結(jié)構(gòu)體系（框—筒、筒中筒和框架—支撐體系），都是其他國家高層建筑采用的主要體系。但國外，特別在地震區(qū)，是以鋼結(jié)構(gòu)為主，而在我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)占了90%。如此高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外都還沒有經(jīng)受較大地震作用的考驗(yàn)。在高層建筑中采用框架———核心筒體系，因其比鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量少，又可減少柱子斷面，故常被業(yè)主所看中?；旌辖Y(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土內(nèi)簡往往要承受80%以上的震層剪力，有的高達(dá)90%以上。由于結(jié)構(gòu)以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為基準(zhǔn)。但因其彎曲變形的側(cè)移較大，靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移，不僅增大了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，且效果不大，有時(shí)不得不加大混凝土筒的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，形成加強(qiáng)層才能滿足規(guī)范側(cè)移限值；此外，在結(jié)構(gòu)體系或柱距變化時(shí)，需要設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。加強(qiáng)層和轉(zhuǎn)換層都在本層形成大剛度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度突變，常常會(huì)使與加強(qiáng)層或轉(zhuǎn)換層相鄰的柱構(gòu)件剪力突然加大，加強(qiáng)層伸臂構(gòu)件或轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與外框架柱連接處很難實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁。因此在需要設(shè)置加強(qiáng)層及轉(zhuǎn)換層時(shí)，要慎重選擇其結(jié)構(gòu)模式，盡量減小其本身剛度，減小其不利影響。

在高層建筑中，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)體系及材料的優(yōu)選?，F(xiàn)在我國鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大，建筑鋼材的類型及品種也在逐步增多，鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力已有了很大提高，因此在有條件的地方，建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土（柱）結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，以減小柱斷面尺寸，并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。在超過一定高度后，由于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小而且較柔，為減小風(fēng)振而需要采用混凝土材料，鋼骨（鋼管）混凝土，通常作為首選。

另外，許多高層建筑底部幾層柱雖然長細(xì)比小于4，但并不一定是短柱。因?yàn)榇_定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比，只有剪跨比≤2的柱才是短柱。有專家學(xué)者提出現(xiàn)行抗震規(guī)范應(yīng)采用較高軸壓比。但是即使能調(diào)整軸壓比限值，柱斷面并不能由于略微增大軸壓比限值而顯著減小。因此在抗震的超高層建筑中采用鋼筋混凝土是否合理值得商榷。

總之，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是我國大量存在的建筑結(jié)構(gòu)形式之一，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的柱端與節(jié)點(diǎn)的破壞較為嚴(yán)重，其抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)該鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)抗震關(guān)鍵設(shè)計(jì)，另外，必須滿足“強(qiáng)柱弱梁”“、強(qiáng)剪弱彎”“、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”“、強(qiáng)底層柱底”等延性設(shè)計(jì)原則和有關(guān)規(guī)定。

5、運(yùn)用延性設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)良好的延性有助于減小地震作用，吸收與耗散地震能量，避免結(jié)構(gòu)倒塌。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求避免構(gòu)件的剪切破壞，爭取更多的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)彎曲破壞。始終遵循“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)煎弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱錨固”原則。構(gòu)件的破壞和退出工作，使整個(gè)結(jié)構(gòu)從一種穩(wěn)定體系過渡到另外一種穩(wěn)定體系，致使結(jié)構(gòu)的周期發(fā)生變化，以避免地震卓越周期長時(shí)間持續(xù)作用引起的共振效應(yīng)。

三、結(jié)語

總之，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法和技術(shù)是不斷變化和進(jìn)步的，需要在具體的實(shí)踐中對(duì)高層建筑所處的地質(zhì)和環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，選用適合的抗震結(jié)構(gòu)，注重建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇，減小地震的作用力，增強(qiáng)地震的抵抗力，從而達(dá)到高層建筑抗震的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]計(jì)靜.套建增層預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土框架抗震性能與設(shè)計(jì)方法研究.哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文，2008.

[2]蔣新梅.高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)[J].廣東科技.2009（08）

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關(guān)鍵詞：高層結(jié)構(gòu)抗震，抗震規(guī)范，高層抗震注意問題，纖維增強(qiáng)混凝土

1引言

地震是一種突發(fā)性和毀滅性的自然災(zāi)害，它對(duì)人類社會(huì)的危害首先是引起建筑物的破壞或倒塌，導(dǎo)致嚴(yán)重的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；其次是引起火災(zāi)、水災(zāi)等次生災(zāi)害，破壞人類社會(huì)賴以生存的自然環(huán)境，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)生巨大的社會(huì)影響。近十年來，地殼運(yùn)動(dòng)進(jìn)入活躍期，世界各地都爆發(fā)了不同程度的地震，而我國更是世界上大陸地震最多的國家之一，20世紀(jì)以來，全球發(fā)生7級(jí)以上地震1200余次，其中十分之一在我國。例如，1976年7月28日的唐山7.8級(jí)地震，2008年5月12日的汶川8.0級(jí)地震，2010年4月14日的玉樹地震，都給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來巨大的損失。同時(shí)，由于地震破壞的后果嚴(yán)重，我國抗震規(guī)范在2008年與2010年都進(jìn)行了不同程度的修正，目的是加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的安全性。因此，為保障地震作用下人們的生命財(cái)產(chǎn)損失降至最低，有必要對(duì)建筑物的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，本文就高層結(jié)構(gòu)的一些常用抗震設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了討論。

2結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法的發(fā)展

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法的發(fā)展歷史是人們對(duì)地震作用和結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)能力認(rèn)識(shí)不斷深化的過程，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法發(fā)展歷史進(jìn)行回顧，有助于對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原理的認(rèn)識(shí)，

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法經(jīng)歷了靜力法、反應(yīng)譜法、延性設(shè)計(jì)法、能力設(shè)計(jì)法、給予能量平衡的極限設(shè)計(jì)方法、基于損傷設(shè)計(jì)方法和近年來正在發(fā)疹的基于性能/位移設(shè)計(jì)法幾個(gè)階段[1]。這些抗震設(shè)計(jì)方法在發(fā)展階段相互交錯(cuò)與滲透，對(duì)齊進(jìn)行系統(tǒng)化整理，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法可以分為以下幾類[2]：

基于承載力設(shè)計(jì)方法

基于承載力和構(gòu)造保證延性設(shè)計(jì)方法

基于損傷和能量設(shè)計(jì)方法

能力設(shè)計(jì)法

基于性能/位移設(shè)計(jì)方法

根據(jù)清華大學(xué)葉列平教授的研究，第（5）種方法在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中較前幾種方法優(yōu)點(diǎn)更為突出，并且在各國規(guī)范中應(yīng)用最廣泛。

3高層抗震設(shè)計(jì)的設(shè)防目標(biāo)

長期的地震觀測(cè)表明，在同一地區(qū)不同強(qiáng)度地震的重現(xiàn)期是不同的。強(qiáng)度小的地震重現(xiàn)期，一般10~50年左右發(fā)生一次，即所謂頻遇地震或“小震”；強(qiáng)度較大的地震，重現(xiàn)期較長，一般100~500年發(fā)生一次，即所謂偶遇地震或“中震”；而強(qiáng)度特別大的強(qiáng)烈地震，重現(xiàn)期一般為數(shù)千年，即所謂罕遇地震或“大震”。

高層建筑的使用壽命一般為50~100年，高層住宅的壽命更短，因此要求結(jié)構(gòu)在“大震”作用下不破壞顯然四不合適和不經(jīng)濟(jì)的。這就提出了對(duì)于不同強(qiáng)度地震的重現(xiàn)期，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有不同的抗震性能，即所謂抗震設(shè)防目標(biāo)。目前國際上公認(rèn)的較為合理的抗震設(shè)防目標(biāo)是：

（1）在頻遇地震作用下，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)應(yīng)處于彈性階段，結(jié)構(gòu)無損壞或輕微破壞，且結(jié)構(gòu)變形很小，不會(huì)導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，震后可無條件繼續(xù)使用；

（2）在偶遇地震作用下，結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷在一定限度內(nèi)，震后經(jīng)修復(fù)可繼續(xù)使用；

（3）在罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生倒塌，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件無脫落或落下，保證人身安全，

上述抗震設(shè)防目標(biāo)與我國抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的“三水準(zhǔn)”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”是一個(gè)含義。現(xiàn)在的問題是這種單一的抗震設(shè)防目標(biāo)已不能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)對(duì)抗震性能的需求。許多重要建筑對(duì)大震作用下的性能要求也不再是不倒塌，而是應(yīng)滿足一定性能指標(biāo)要求，以保證其仍具有一定的建筑功能和使用功能，這即是基于性能抗震設(shè)計(jì)方法研究的目的。

高層抗震設(shè)計(jì)方法的幾點(diǎn)討論

4.1遵循建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實(shí)際上是各國建筑抗震經(jīng)驗(yàn)帶有權(quán)威性的總結(jié)，是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(jì)（包括結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算，結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容）的法定性文件。它既反映了各個(gè)國家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的時(shí)代水平，又反映了各個(gè)國家的具體抗震實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。它雖然收抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo)，向技術(shù)經(jīng)驗(yàn)合理性的方向發(fā)展，但它更是具有堅(jiān)定的工程實(shí)踐基礎(chǔ)，把建筑工程的安全性放在首位。正是基于這種認(rèn)識(shí)，現(xiàn)代規(guī)范的條文有的被列為強(qiáng)制性條文，有的條文中應(yīng)用了“嚴(yán)禁、不得、不許、不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“必須、應(yīng)該、宜于、可以”等體現(xiàn)不同程度靈活性的用詞。任何結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)都必須以抗震規(guī)范為基礎(chǔ)，按其規(guī)定條文執(zhí)行。

4.2高層建筑抗震設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)房屋高度和高寬比、抗震設(shè)防類型、抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地類別、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)條件等因素考慮其適宜的結(jié)構(gòu)體系，高層建筑的高寬比是對(duì)結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

應(yīng)當(dāng)注意抗震縫的設(shè)計(jì)，必須留有足夠的防震縫寬度；

平面形狀和剛度不對(duì)稱，會(huì)是建筑物產(chǎn)生顯著的扭轉(zhuǎn)、震害嚴(yán)重，設(shè)計(jì)中應(yīng)避免這種情況，不能避免時(shí)應(yīng)對(duì)抗震薄弱處進(jìn)行加強(qiáng)；

凸出屋面的塔樓受高振型的影響，產(chǎn)生顯著的鞭梢效應(yīng)，破壞嚴(yán)重，設(shè)計(jì)中加以注意；

高層部分和底層部分之間的連接構(gòu)造是否合理；

框架柱截面太小、箍筋不足、柱子的延性和抗震能力不夠等容易導(dǎo)致剪切破壞或柱頭壓碎；

沿豎向樓層質(zhì)量與剛度變化太大容易導(dǎo)致樓層變形過分集中而產(chǎn)生破壞；

地基的穩(wěn)定性尤為重要；

伸縮縫和沉降縫寬度過?。╓昂王與防震縫一切三縫合一）使得碰撞破壞很多；

不應(yīng)在建筑物端部設(shè)置樓梯間，樓板有大洞口會(huì)因剛度不均勻而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)；

中間部分樓層柱子截面和材料改變或取消部分剪力墻，都會(huì)產(chǎn)生剛度或承載力的突變，形成結(jié)構(gòu)薄弱層。

4.3采用纖維增強(qiáng)混凝土

對(duì)于高層建筑，混凝土材料由于其自身缺陷，地震作用下易于發(fā)生脆性破壞，引起結(jié)構(gòu)損傷，因此從建筑材料角度分析，可以在某些關(guān)鍵部位采用韌性材料代替混凝土提高整體結(jié)構(gòu)的吸收能量能力與抗震能力?？拐鸾ㄖ牧媳仨毦邆漭p質(zhì)、高強(qiáng)、高韌性特征，例如，木材、輕鋼、型鋼、鋼筋混凝土、復(fù)合材料等都可以從某些方面達(dá)到抗震目的。而在我國，森林覆蓋面積少，人居木材占有量少，而鋼材成本較高，這些材料的使用都有相當(dāng)?shù)木窒扌?。而在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位采用一些韌性較高、延性較好、抗性強(qiáng)度高的纖維增強(qiáng)混凝土對(duì)提高結(jié)構(gòu)的抗震性能具有非常明顯的作用[3]。目前，我國的纖維增強(qiáng)混凝土種類繁多，例如，鋼纖維混凝土、聚丙烯增強(qiáng)混凝土、聚合物增強(qiáng)砂漿、超高韌性水泥基復(fù)合材料等，這些材料的研究與發(fā)展對(duì)高層結(jié)構(gòu)的抗震也起著重要作用。

結(jié)束語

本文在回顧結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法發(fā)展歷史的基礎(chǔ)上，探究了高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，并討論文高層抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題。高層抗震是個(gè)很復(fù)雜的課題，涉及的考慮因素眾多，由于筆者參加工作時(shí)間較短，相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)較少，本文僅提供一般性的參考，如有不到之處，敬請(qǐng)指正。

參考文獻(xiàn)

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小古俊介, 葉列平. 日本基于性能結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法的發(fā)展. 建筑結(jié)構(gòu), 2000年第6期.

Parra-Montesinos G.. High Performance Fiber Reinforced Cement Composites: an Alternative for Seismic Design of Structures. ACI Structural Journal, 2005, 102(5):668-675.

篇4

關(guān)鍵詞：高層建筑；梁式轉(zhuǎn)換層；施工

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，高層建筑一般上部需要較多的墻體來分隔空間以滿足住宅戶型的需要；而下部則希望有較大的自由靈活空間，大柱網(wǎng)、少墻體，以滿足公共使用要求。這樣的建筑上部樓層部分豎向構(gòu)件（剪力墻、框架柱）不能直接連續(xù)貫通落地時(shí)，為了滿足建筑要求就必須在上下不同結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層，在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層布置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

1 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式

高層建筑結(jié)構(gòu)下部受力比上部大，按常理來說，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中就要考慮下部的剛度要大于上部結(jié)構(gòu)；采用的措施就是下部增加墻體、增加柱網(wǎng)，而上部逐漸減少墻柱的密度。顯然，這在高層建筑設(shè)計(jì)中是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)楦邔咏ㄖ氖褂霉δ軐?duì)空間要求卻是下部大空間，往上部逐漸減小，因此對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)就要考慮反常規(guī)設(shè)計(jì)方法。在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）中，規(guī)范對(duì)轉(zhuǎn)換梁的最小高度和寬度作如下規(guī)定：框支梁截面的寬度不宜大于框支柱相應(yīng)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(dāng)梁上托柱時(shí)，尚不應(yīng)小于梁寬方向的柱截面寬度。進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)換梁高不小于其跨度的1/6；非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)換梁高不小于跨度的1/8。從該設(shè)計(jì)規(guī)程中可知，采取這些限制主要是保證轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)的整體剛度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的可靠性。

2 梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)豎向布置

高層建筑的側(cè)向剛度宜下大上小，且應(yīng)避免剛度突變。然而帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)顯然有悖于此，因此對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度作了專門規(guī)定。對(duì)該工程而言，屬于“高位轉(zhuǎn)換”。轉(zhuǎn)換層上下等效側(cè)向剛度比宜接近于 1，不應(yīng)大于 1.3。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)把握的原則歸納起來，就是要強(qiáng)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(yè)協(xié)商，使盡可能多的剪力墻落地，必要時(shí)甚至可在底部增設(shè)部分剪力墻（不伸上去）。除核心筒部分剪力墻在底部必須設(shè)置外，還與建筑專業(yè)協(xié)商后，讓兩側(cè)各有一片剪力墻落地。這些無疑都大大增強(qiáng)了底部剛度。

2）加大底部剪力墻厚度。轉(zhuǎn)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(qiáng)度等級(jí)，采用 C50 混凝土。

2.2 結(jié)構(gòu)平面布局

工程底部為框架―剪力墻結(jié)構(gòu)，體型簡單、規(guī)則；上部為純剪力墻結(jié)構(gòu)。在剪力墻平面布置上，東西向完全對(duì)稱，南北向質(zhì)量中心與剛度中心偏差不超過 2m，結(jié)構(gòu)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(qiáng)抗扭效果。查閱計(jì)算結(jié)果，扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)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(zhuǎn)的要求?？梢姽こ唐矫娌季忠?guī)則合理，抗扭效果良好。

3 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造

由框支主梁承托轉(zhuǎn)換次梁及次梁上的剪刀墻，其傳力途徑多次轉(zhuǎn)換，受力復(fù)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(duì)于有抗震設(shè)防要求的建筑，為了改善結(jié)構(gòu)的受力性能，提高其抗震能力，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，可以將一部分剪力墻落地，并貫通至基礎(chǔ)，做成落地剪力墻與框支墻協(xié)同工作的受力體系。

3.1 轉(zhuǎn)換梁的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求

轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸一般宜由剪壓比計(jì)算確定，以避免脆性破壞和具有合適的含箍率。轉(zhuǎn)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(qiáng)措施，箍筋要加密，以增強(qiáng)其抗剪能力。上、下弦桿箍筋計(jì)算時(shí)宜將剪力設(shè)計(jì)值乘放大系數(shù) 1.2。當(dāng)洞口內(nèi)力較大時(shí)，可采用型鋼構(gòu)件來加強(qiáng)。

3.2 框支柱的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求

框支柱截面尺寸一般系由其軸壓比計(jì)算確定。地震作用下框支柱內(nèi)力需調(diào)整。抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框支柱的柱頂彎矩應(yīng)乘以放大系數(shù)，并按放大后的彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行配筋；剪力調(diào)整――框支柱承受的地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下列規(guī)定采用：框支柱的數(shù)目不多于 10 根時(shí)，當(dāng)框支層為 1～2 層時(shí)，每層每根柱承受的剪力應(yīng)至少取基底剪力的 2%；當(dāng)框支層。為 3 層及 3 層以上時(shí)，各層每根柱所受的剪力應(yīng)至少取基底剪力的 3%；框支柱的數(shù)目多于 10 根時(shí)，當(dāng)框支層為 1～2 層時(shí)，每層每根柱承受的剪力之和應(yīng)取基底剪力的 20%；當(dāng)框支層為 3 層及 3 層以上時(shí)，每層框支柱承受剪力之和應(yīng)取基底剪力的 30%；框支柱剪力調(diào)整后，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整框支柱的彎矩及柱端梁的剪力、彎矩，框支柱軸力可不調(diào)整。

3.3 轉(zhuǎn)換梁的截面設(shè)計(jì)方法

目前國內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作普遍采用的轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法。主要有：應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法。對(duì)轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行有限元分析得到的結(jié)果是應(yīng)力及其分布規(guī)律，為能直接應(yīng)用轉(zhuǎn)換梁有限元法分析后的應(yīng)力大小及其分布規(guī)律進(jìn)行截面的配筋計(jì)算，假定不考慮混凝土的抗拉作用，所有拉力由鋼筋承擔(dān)鋼筋達(dá)到其屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。受壓區(qū)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

3.4 轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法的選擇

托柱形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部普通框架時(shí)，在轉(zhuǎn)換梁常用截面尺寸范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)換梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行配筋計(jì)算。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部斜桿框架時(shí)，轉(zhuǎn)換梁將承受軸向拉力，此時(shí)應(yīng)按偏心受拉構(gòu)件進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語

通過高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程實(shí)踐，體會(huì)如下：根據(jù)建筑平面及功能要求合理選擇轉(zhuǎn)換層形式，正確選擇建筑抗震類別是轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，結(jié)合結(jié)構(gòu)布置，正確選擇各分部的抗震等級(jí)，構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)注重抗震延性設(shè)計(jì)的概念，對(duì)主要構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

篇5

【關(guān)鍵詞】部分框支剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震策略

Abstract： paper first part of the frame supported shear wall structure made ​​a brief overview, and then analyzes some of the shear wall structure supported frame design points. In the right part of the frame supported shear wall design, it should reduce the conversion, make overall planning. Meanwhile, in the design of the time to pay attention to maintaining the stability of the overall structure of a large space, as far as possible in the design calculations to be accurate and comprehensive section. Finally, the paper recommends seismic design of high-rise buildings should be performance-based seismic design, and gives the right part of the frame supported shear wall structure seismic design requirements and strategies.

Key words： section frame supported shear wall; structural design; seismic Policy

中圖分類號(hào)：TU398+.2 文章標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)及社會(huì)的快速發(fā)展，我國城市化率越來越高，城市有限的空間及土地資源已經(jīng)很難滿足人們的需求，因此為了爭取更大的建筑空間，高層建筑越來越多。同時(shí)，為了更為有效地利用地面的空間，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越多地應(yīng)用在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中?；诖苏撐膶?duì)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震策略進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。

1、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)概述

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代高層建筑中常用的一種結(jié)構(gòu)，具有底部大的特點(diǎn)，因此也被稱為底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)。從這個(gè)界定可以看出部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)通常在高層或多層剪力墻結(jié)構(gòu)的底部，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般是根據(jù)實(shí)際需要，為增加底部空間的使用功能而設(shè)置的[1]。所以上層建筑的部分剪力墻不能沿用到底層，不然的話會(huì)影響底層空間的使用效率，甚至有些底層的建筑空間在設(shè)計(jì)之處就已經(jīng)規(guī)劃好用途。所以在建筑的設(shè)計(jì)過程中就要設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，通過結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層來減少建筑底層的壓力[2]。而轉(zhuǎn)換層下面的一層，即建筑的底層則稱為框支層，框支層中的貫穿上下層的墻則是剪力墻。同時(shí)，界定建筑的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的時(shí)候，不僅要看其抗側(cè)剛度，還要整個(gè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，看是不是形成了薄弱層，抗側(cè)剛度是不是發(fā)生了突變等情況。不能僅僅依據(jù)建筑的豎向構(gòu)件有沒有貫通落地。

2、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

通過上面的分析可以看出，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的界定是有一定的規(guī)范的，并不是所有的貫穿轉(zhuǎn)換層與底層的墻面都屬于部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，還要觀察整個(gè)建筑本身的特點(diǎn)。所以在進(jìn)行部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意以下幾個(gè)要點(diǎn)。

（1）在對(duì)部分框支剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該減少轉(zhuǎn)換，盡可能采用上下主體豎向布置的方式，以保證主體間的連續(xù)貫通。特別是在設(shè)計(jì)框架—核心筒結(jié)構(gòu)時(shí)，要盡量保證核心筒可以上下貫通，這樣可以保證設(shè)計(jì)的安全性及可靠性。

（2）在設(shè)計(jì)時(shí)要注重統(tǒng)籌規(guī)劃，不要將各部分獨(dú)立開來，各構(gòu)件間的關(guān)系及布置要主次分明，傳力直接，這樣便于施工，同時(shí)減少識(shí)圖錯(cuò)誤的概率。而在轉(zhuǎn)換層上下主體的豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量減小水平方向傳力的影響，避免多級(jí)復(fù)雜的轉(zhuǎn)換，這樣可以有效地保證水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的傳力比較直接。

（3）在設(shè)計(jì)的時(shí)候要加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)的剛度，弱化轉(zhuǎn)換層上部主體結(jié)構(gòu)的剛度，這樣就可以有效地保證下部的大空間整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)換層上下主體結(jié)構(gòu)之間的剛度及變形度也會(huì)比較接近。

（4）在部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算階段，最為重要的一點(diǎn)就是要全面而且要確保準(zhǔn)確，如果計(jì)算及計(jì)算結(jié)果出了問題，將會(huì)嚴(yán)重影響整棟建筑的質(zhì)量。而且要特別注意將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)作為整體結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要的組成，并采用正確的計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算。

3、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

我國地域廣闊，橫跨環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶，所以地震活動(dòng)比較頻繁，而且強(qiáng)度比較大，同時(shí)地震常發(fā)地區(qū)分布廣，可以說我國是一個(gè)震災(zāi)嚴(yán)重的國家[3],所以建筑防震性能的設(shè)計(jì)非常重要。

3.1 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)概述

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)主要是為應(yīng)對(duì)地震發(fā)生而進(jìn)行的一種設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)是在地震發(fā)生的假設(shè)前提下進(jìn)行的。我國高層建筑的城市幾乎都在抗震設(shè)防范圍之內(nèi)，因此部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)極為重要的內(nèi)容。一般來說地面運(yùn)動(dòng)主要有三種運(yùn)用描述方式，即強(qiáng)度、頻譜和持時(shí)。而地震的強(qiáng)度是由振幅來表示，振幅對(duì)建筑的破環(huán)程度跟很多因素有關(guān)，比如說時(shí)間、速度、加速度，還有建筑本身的特性。所以在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候要綜合考慮多方面的因素。

3.2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求分析

我國為了更好地預(yù)防地震災(zāi)害，對(duì)建筑的抗震設(shè)計(jì)做了一系列的規(guī)定。上世紀(jì)80年代的抗震設(shè)防目標(biāo)是“小震不壞、中震可修、大震不倒” [4]，但隨著我國經(jīng)濟(jì)及技術(shù)的發(fā)展，我國在2010年對(duì)建筑的抗震設(shè)防目標(biāo)進(jìn)行了修改，并給定了具體的抗震設(shè)計(jì)方法，表3-1是常規(guī)的設(shè)計(jì)方法與抗震設(shè)計(jì)方法的對(duì)比表（表3-1）。通過兩種抗震設(shè)計(jì)的防震目標(biāo)、實(shí)施方法及實(shí)踐運(yùn)用方面的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，我國明顯加大了地震災(zāi)害的預(yù)防力度?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)雖然運(yùn)用還不夠廣泛，但是對(duì)新技術(shù)、新材料的適應(yīng)性比較好，而且也滿足社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，未來的運(yùn)用潛力比較大。同時(shí)，基于性能的抗震設(shè)計(jì)可以增加結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容，比如剛度盡量對(duì)稱，框支轉(zhuǎn)換梁上墻體盡量居中布置，從初設(shè)階段將一些對(duì)結(jié)構(gòu)不利的東西規(guī)避掉。綜上所述，對(duì)于現(xiàn)代高層建筑的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)方案。

表 3-1 常規(guī)設(shè)計(jì)方法與性能設(shè)計(jì)方法的對(duì)比分析表

3.2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)策略分析

通過上面的分析，論文對(duì)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)方案。因?yàn)椴糠挚蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)基本上都是高層建筑，采用的基本上都是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)本身就具有良好的抗震性。導(dǎo)致抗震災(zāi)害形成的原因大都是由于建筑物的造型與建筑的抗震性能不協(xié)調(diào)導(dǎo)致的。所以在設(shè)計(jì)的過程中要特別關(guān)注這兩部分的設(shè)計(jì)。

（1）建筑體型的抗震設(shè)計(jì)策略分析

對(duì)于建筑體型的設(shè)計(jì)主要關(guān)系到的是建筑的布局及體量等方面的設(shè)計(jì)，這也是建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的部分。很多設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的時(shí)候由于太過于關(guān)注建筑的造型及建筑本身的使用價(jià)值，很容易忽視建筑體型與建筑抗震性能之間的關(guān)系。所以在設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)該科學(xué)地設(shè)計(jì)建筑的空間體量，包括建筑的高度、比例，建筑的對(duì)稱性，還要關(guān)注建筑的轉(zhuǎn)角的設(shè)計(jì)，同時(shí)建筑周邊的抗力，建筑整體的均衡性等方面都要進(jìn)行綜合的考慮。

（2）建筑立面的抗震設(shè)計(jì)策略分析

建筑立面通常來說都是由大量的建筑部件組成的，所以建筑立面的設(shè)計(jì)要關(guān)注的主要是立面材料的選擇，部件之間的比例的設(shè)計(jì)，還有其尺寸大小的控制等方面。而從抗震的角度來說，建筑的設(shè)計(jì)則要關(guān)注以下幾個(gè)要點(diǎn)。首先，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，不能孤立地進(jìn)行孤立面的設(shè)計(jì)，而應(yīng)該將正立面、側(cè)立面及背立面各個(gè)立體面之間協(xié)調(diào)起來，是他們之間得到統(tǒng)一，從而形成一個(gè)完整的整體。同時(shí)，要注意立面的空間效果和立面各部件之間的均衡性和規(guī)則性。

4、結(jié)語

通過論文的分析可以看出，隨著城市化進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn)，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)越來越多地應(yīng)用在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑防震性能的設(shè)計(jì)十分重要。而且在設(shè)計(jì)的過程中要減少建筑部件間的轉(zhuǎn)換，采用合理的布置方式，以保證建筑的安全性。同時(shí)，要注重設(shè)計(jì)的統(tǒng)籌規(guī)劃，將建筑的各部件之間有機(jī)地聯(lián)系起來，以實(shí)現(xiàn)建筑的整體性和統(tǒng)一性。在分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要采用抗震設(shè)計(jì)方法，并對(duì)建筑物的造型及立面的進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。最后，希望論文的研究為相關(guān)工作者及研究人員提供一定的借鑒與參考價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 京浩.建筑抗震鑒定與加固[M].中國水利水電出版社,2010.

[2] 敬書,潘寶玉.現(xiàn)行抗震加固方法及發(fā)展趨勢(shì)[J].工程抗震與加固改造,2011.

篇6

【關(guān)鍵詞】建筑物；抗震概念；抗震設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

地震嚴(yán)重威脅了人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，由于地震具有不可預(yù)知性，我們只能夠在增強(qiáng)自身危機(jī)意識(shí)基礎(chǔ)之上，增強(qiáng)我們所使用建筑物的抗震能力?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)是建筑提升其抗震能力的基礎(chǔ)，因此，將抗震概念設(shè)計(jì)融入到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中去是當(dāng)前的一大趨勢(shì)。

1.建筑結(jié)構(gòu)抗震的重要性

建筑的基本功能是供人們居住，隨后才是審美價(jià)值的體現(xiàn)。就建筑的基本功能來說，其能夠供人居住的首要前提是安全，包括使用安全以及建筑物自身的安全。也就是說，建筑物只有在保證了自身安全的前提之下，才能夠供人們使用。因此，在建筑物的設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，往往需要對(duì)影響建筑安全性的因素作全方位考慮。

地震作為一種不可預(yù)知的自然災(zāi)害，其對(duì)建筑物安全性能的影響極大。而建筑物的安全一旦遭受威脅，必然會(huì)出現(xiàn)倒塌事件，從而砸傷和掩埋生命，給人們帶來物質(zhì)和精神上的雙重?fù)p失。因此，建筑物在建設(shè)初期就必須做好抗震的準(zhǔn)備工作，從根本上確保人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

2.建筑物抗震概念設(shè)計(jì)

建筑工程在施工前期需要對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般分為兩種：一種計(jì)算設(shè)計(jì)，一種概念設(shè)計(jì)。其中，計(jì)算設(shè)計(jì)是指根據(jù)相關(guān)的計(jì)算理論和計(jì)算規(guī)范對(duì)建筑結(jié)構(gòu)模型，以及結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是建立在客觀存在，并有跡可循的建筑材料或外壓力量之上的，也就是說，計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)，建筑物結(jié)構(gòu)以及受力狀態(tài)都是可以做出相關(guān)假設(shè)，并進(jìn)行計(jì)算，得出一定結(jié)果的。但，這種設(shè)計(jì)方法顯然不適用于建筑物的抗震設(shè)計(jì)。因?yàn)?，地震本身具有著不可預(yù)知性，地震的發(fā)生是隨機(jī)的，地震發(fā)生時(shí)建筑物結(jié)構(gòu)的變化情況，包括建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量、鋼筋混凝土內(nèi)部模量和阻力的變化都是無法做出假設(shè)的，更無法對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。因此，單純的依靠假設(shè)和計(jì)算是無法設(shè)計(jì)出具有較高穩(wěn)定性的抗震結(jié)構(gòu)的。只有將建筑物概念設(shè)計(jì)考慮進(jìn)抗震設(shè)計(jì)中，綜合計(jì)算設(shè)計(jì)，使兩者協(xié)同發(fā)展，這才有可能設(shè)計(jì)出良好的建筑物抗震結(jié)構(gòu)，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，減少地震中人員的傷亡率。

3.抗震概念設(shè)計(jì)的原則

3.1合理的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地基是建筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)建筑物穩(wěn)定性起著一定的保障作用。建筑物地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合施工場(chǎng)地的實(shí)際情況來考慮，施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、水文環(huán)境，再加上建筑工程的結(jié)構(gòu)類型、地基的實(shí)際荷載力等，對(duì)這些因素進(jìn)行綜合分析，以期最大限度的發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)的抗震作用。

3.2優(yōu)化建筑的平立面結(jié)構(gòu)

建筑抗震概念設(shè)計(jì)會(huì)涉及到建筑物各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中，建筑平面結(jié)構(gòu)和立面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是較為重要的。在優(yōu)化建筑的平面結(jié)構(gòu)和立面結(jié)構(gòu)時(shí)，務(wù)必要遵循以下原則：（1）結(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生，波及建筑物時(shí)，建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)體系受力明確；（2）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證規(guī)則、對(duì)稱，保證剛度變化的均勻，避免設(shè)計(jì)中出現(xiàn)樓層錯(cuò)層現(xiàn)象。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，有時(shí)候可能會(huì)因?yàn)榈乩憝h(huán)境的影響，而導(dǎo)致建筑的結(jié)構(gòu)必須要設(shè)計(jì)得不規(guī)則，這種情況就需要設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)中對(duì)地震作用仔細(xì)的進(jìn)行分析和計(jì)算，估算建筑物局部部位的應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)反應(yīng)，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果，做好必要的防震工作。

3.3保證構(gòu)件之間連接的可靠性

建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的提高需要確保建筑各個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間連接的牢固和穩(wěn)定性，是決定建筑結(jié)構(gòu)擁有良好抗震性能的關(guān)鍵。通常情況下，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝和連接時(shí)需要做到以下幾點(diǎn)：（1）保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身的承載力等于和它進(jìn)行連接的構(gòu)件的承載力；（2）預(yù)埋件的錨固承載力等于與它相互連接的構(gòu)件的承載力；（3）各個(gè)構(gòu)件之間的連接要牢固且可靠，并具有一定的剛度和變形能力。

4.抗震概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

4.1建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)該重視其規(guī)則性，綜合現(xiàn)代建筑在地震中的若干表現(xiàn)來看，建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則性一直都對(duì)抗震能力產(chǎn)生著極其重要的影響。某一年，某一地方發(fā)生了地震，地震發(fā)生時(shí)，某地有兩幢間隔并不遠(yuǎn)的高層建筑，一幢高層建筑是馬那瓜的中央銀行大廈，另外一幢高層建筑為十八層高的美洲銀行大廈。當(dāng)時(shí)的馬那瓜地震強(qiáng)度被估計(jì)為八度，兩幢高層建筑中，一幢在地震過程中遭到了嚴(yán)重的破壞，在地震后被拆除，而另一幢只有輕微的損壞，在地震以后稍微修理便可以繼續(xù)使用。這兩幢高層建筑在地震中的表現(xiàn)引起了人們的關(guān)注，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在地震中破壞較輕的建筑立、平、剖均比較對(duì)稱和規(guī)則，其結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度以及材料強(qiáng)度和質(zhì)量分布都是連續(xù)、均勻的，而另一幢高層建筑則相反。所以，可以認(rèn)為，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。

4.2合理選擇建筑的結(jié)構(gòu)體系

抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題，結(jié)構(gòu)方案的選取是否合理，對(duì)安全性和經(jīng)濟(jì)性起決定性作用。

（1）合理選擇建筑的結(jié)構(gòu)體系要求所選擇的建筑結(jié)構(gòu)體系不僅要有合理的地震作用傳遞途徑以及明確的計(jì)算簡圖，還要求建筑結(jié)構(gòu)體系的傳力路線、傳力合理以及受力明確，這些都應(yīng)該與不間斷的抗震分析相符合。

（2）合理選擇建筑結(jié)構(gòu)體系還應(yīng)該對(duì)由于部分構(gòu)件或者部分結(jié)構(gòu)的破壞而導(dǎo)致的整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)體系喪失對(duì)重力荷載或者對(duì)抗震能力的承載能力。其中，有內(nèi)力重分配功能以及贅余度功能是抗震概念設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則。堅(jiān)持這一重要原則的重要性在很多建筑物地震后的實(shí)際情況中都得到了很好的印證。

4.3提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性

結(jié)構(gòu)的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接的延性水平。對(duì)各種建筑結(jié)構(gòu)采取的抗震措施進(jìn)行規(guī)范，從根本上對(duì)各類建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件延性水平進(jìn)行提高是抗震概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的重要問題。這里所指的抗震措施主要有：采用水平向和豎向混凝土構(gòu)件，加強(qiáng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的約束，從而使配筋砌體在地震中建筑物產(chǎn)生裂縫以后不會(huì)散落和倒塌，從根本上使建筑物在地震時(shí)不致喪失對(duì)重力荷載的承載能力。

5.結(jié)束語

綜上所述，一幢建筑，其抗震性能如何主要依賴于抗震概念設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)整體的宏觀把握，只要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的概念設(shè)計(jì)，使建筑結(jié)構(gòu)符合一定的要求和原則，便能夠達(dá)到抗震的目的。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]曹會(huì)蘭，李山有，張雷，李偉.ARX結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法對(duì)比（Ⅰ）——基于理論地震反應(yīng)時(shí)程的對(duì)比[J].地震工程與工程振動(dòng)，2009，（01）.

篇7

關(guān)鍵詞：高位轉(zhuǎn)換高層建筑 結(jié)構(gòu)抗震 性能分析

前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在城市建筑中高層建筑的數(shù)量正在逐漸增加。由于城市人口集中，用地緊張以及商業(yè)競爭的激烈化，促使了高層建筑向著多功能發(fā)展。單一結(jié)構(gòu)型式已不能滿足多功能綜合用房的設(shè)計(jì)需要。

為了解決上述問題，促使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理可行，采用“結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層”的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。即在上下兩種完全不同的結(jié)構(gòu)型式中，設(shè)置剛度較大的結(jié)構(gòu)層，將上層剪力墻的剪力傳遞到下層剪力墻上去。中間設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層完成上下層剪力的重新分配，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案趨于合理，使用方便、靈活。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的概念

因建筑功能需要，上部小空間，下部大空間，上部部分豎向構(gòu)件不能直連續(xù)貫通落地，而通過水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與下部豎向構(gòu)件連接，這樣構(gòu)成的高層建筑結(jié)構(gòu)稱為帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)。所謂高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)建筑通常是指轉(zhuǎn)換層位置設(shè)置抗震設(shè)防烈度為8度時(shí)超過3層、7度時(shí)超過5層的建筑[1]。

2 高層建筑轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換類型[2]

轉(zhuǎn)換層屬于水平結(jié)構(gòu)，通過轉(zhuǎn)換層，可以改變上下層柱網(wǎng)的排列；或者過渡上下層混凝土剪力墻的不同布置，以獲得特別的樓層空間，以滿足建筑功能對(duì)空間的要求。通過轉(zhuǎn)換層，可以將不連續(xù)的豎向構(gòu)件上的荷載傳遞到轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)以下相對(duì)較少的豎向承重構(gòu)件上去。

按照轉(zhuǎn)換層所實(shí)現(xiàn)的建筑空間的轉(zhuǎn)換，可以分為[3]：(1)上層和下層結(jié)構(gòu)類型的轉(zhuǎn)換，如上部是剪力墻結(jié)構(gòu)、下部是框架一剪力墻結(jié)構(gòu)；(2)上、下層柱網(wǎng)的改變，轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)形式不發(fā)生改變，通過轉(zhuǎn)換層使得下層柱距擴(kuò)大，常用于外框筒的底部樓層形成較大的出入口；(3)同時(shí)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)軸線。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式

針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)類型需采用不同的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式，目前，實(shí)際工程中應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式主要有四種基本結(jié)構(gòu)形式[4]：(a)梁式；(b)珩架式和空腹珩架式(c)箱形；(d)厚板式。另外還存在一些其他形式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式。如IBM大廈采用了拱式轉(zhuǎn)換層，沈陽華利廣場(chǎng)采用了斜柱式轉(zhuǎn)換層，深圳福建興業(yè)銀行大廈采用了新穎的搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。

(a)梁式轉(zhuǎn)換

梁式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層一般在轉(zhuǎn)換層的樓面設(shè)置縱橫交錯(cuò)的鋼筋混凝土承重大梁，為適應(yīng)上部荷載的需要，梁的截面尺寸較大。

梁式轉(zhuǎn)換還更多地適用于框支剪力墻結(jié)構(gòu)，這種高層建筑中最常見的結(jié)構(gòu)是把大部分的剪力墻在一定層次上用框架抬起來，一部分剪力墻落地，在底下幾層形成大空間的商場(chǎng)，上部住宅則為大開間的剪力墻結(jié)構(gòu)，在框架和剪力墻地交界處用一較大截面的托梁來過渡，及結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層就做在框支梁這一層。目前，國內(nèi)外多、高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層中采用梁式轉(zhuǎn)換層的方案最多，例如北京南洋飯店、上海天鵝賓館、深圳航空大廈、四川成都岷山飯店。

(b) 珩架式轉(zhuǎn)換(含桁架、空腹珩架式)

珩架式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層是由梁式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層變化而來的，整個(gè)轉(zhuǎn)換層由多枰鋼筋混凝土珩架組成承重結(jié)構(gòu)，珩架的上下鉉桿分別設(shè)在轉(zhuǎn)換層的上下樓面的結(jié)構(gòu)層內(nèi)，層間設(shè)有腹桿。己建工程有北京香格里拉飯店、上海龍門賓館、南京新世紀(jì)廣場(chǎng)等。

(c)箱形轉(zhuǎn)換

箱形轉(zhuǎn)換是通過一整層來達(dá)到具有較大剛度和承載力的一種轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。實(shí)際上也是由梁式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層變化而來的。

由于箱形轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)完整并具有較大的剛度，上層的剪力墻結(jié)構(gòu)遇箱形轉(zhuǎn)換層相當(dāng)于一個(gè)結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)構(gòu)件，彼此之間受力關(guān)系清楚。從某種程度上來看，上部的剪力墻結(jié)構(gòu)的受力狀況與落座在箱形基礎(chǔ)上的純剪力墻結(jié)構(gòu)相似。因此，過渡層上的剪力墻不像框支剪力墻那樣應(yīng)力復(fù)雜，這就在一定程度上解決了框支剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻開洞要求與洞口限制之間的矛盾。目前箱形轉(zhuǎn)換層用于房屋結(jié)構(gòu)還不多，但在鐵路工程中較常見。

(d)厚板轉(zhuǎn)換

厚板結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層通常適用于上下層既有結(jié)構(gòu)類型的轉(zhuǎn)變，又有柱網(wǎng)，軸線變化的情況。對(duì)于體型復(fù)雜的商住樓，特別是多塔樓體系，上部住宅單元剪力墻布置很不規(guī)則，而下部商場(chǎng)要求規(guī)則大柱網(wǎng)，難以布置轉(zhuǎn)換梁和珩架，采用厚板轉(zhuǎn)換層成為一種較好的選擇。

厚板在解決建筑與結(jié)構(gòu)的功能方面有一定的優(yōu)勢(shì)，它特別適用于體型復(fù)雜、功能繁多的結(jié)構(gòu)，能夠更為靈活的實(shí)現(xiàn)建筑物的功能，真正體現(xiàn)高層建筑的優(yōu)勢(shì)，這是其他形式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)所不能比擬的。因此，國內(nèi)外不乏應(yīng)用厚板轉(zhuǎn)換層的工程實(shí)例，如捷克的Kyjev Hotel、香港的綠楊新村住宅樓、深圳蛇口工業(yè)區(qū)的華彩花園等。

4 轉(zhuǎn)換層力學(xué)特性及其影響因素分析

近年來，由于建筑功能多樣化的要求，不僅在底層和少數(shù)層布置大空間，還要求設(shè)計(jì)多層大空間(大于3層)，也就是所謂的“高位轉(zhuǎn)換”，在底部多層大空間結(jié)構(gòu)中要求全部落地剪力墻在轉(zhuǎn)換層以下都不屈服是不經(jīng)濟(jì)的，也是不恰當(dāng)?shù)摹Ｒ虼?，?duì)于底部大空間結(jié)構(gòu)的“底位”和“高位”轉(zhuǎn)換，就應(yīng)當(dāng)采取不同的設(shè)計(jì)措施。

4.1 轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度的影響[2]

1) 當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置由三層逐漸提高時(shí)，結(jié)構(gòu)的自振周期、振型和地震位移只略有一些量的改變，而沒有質(zhì)的變化。在轉(zhuǎn)換層附近也沒有非常顯著的突變。

2) 由于轉(zhuǎn)換層的質(zhì)量遠(yuǎn)大于其它樓層，所以不同振型作用下層地震作用在轉(zhuǎn)換層處有明顯的增大的突變，尤其轉(zhuǎn)換層位置在振型曲線振幅最大處或附近時(shí)更為顯著。所以我們?cè)谟?jì)算分析帶高位轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，由于高振型的影響可能明顯增大，所以要采用較多振型。

3) 地震作用下，隨著轉(zhuǎn)換層位置的不斷提高，轉(zhuǎn)換層下部樓層的層總地震剪力和總彎矩值會(huì)有所增大，這是轉(zhuǎn)換層位置較高帶來的很不利影響。但最大層地震剪力和彎矩因轉(zhuǎn)換層位置的提高而引起的最大增值一般仍發(fā)生在首層。因?yàn)閷?duì)層數(shù)較多的高層建筑(一股為30層左右的建筑)，轉(zhuǎn)換層本身的地震作用在全部地震作用中所占的比例仍不算很大。

4) 對(duì)于設(shè)置轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)換層處層間位移沒有存在突變，但是結(jié)構(gòu)樓層的層間位移角在轉(zhuǎn)換層附近出現(xiàn)其值大小的突變，但其數(shù)值較轉(zhuǎn)換層位置較低時(shí)的相應(yīng)樓層的層間位移要小許多。轉(zhuǎn)換層在下部高度位置改變時(shí)對(duì)層間位移的最大值的影響，比轉(zhuǎn)換層在五層以上改變高度的影響更為顯著。

5) 轉(zhuǎn)換層位置較高對(duì)抗震不利，應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求對(duì)轉(zhuǎn)換層上部一至兩層范圍內(nèi)的豎向構(gòu)件及水平連梁等的截面、配筋在設(shè)計(jì)時(shí)予以適當(dāng)加強(qiáng)。轉(zhuǎn)換層上部的豎向抗側(cè)力構(gòu)件(墻、柱)宜直接落在轉(zhuǎn)換層的主結(jié)構(gòu)上。

4.2 轉(zhuǎn)換層減震措施

在實(shí)際工程中，高位轉(zhuǎn)換短肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)除遵循一般原則外，還應(yīng)重視概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施，必要時(shí)可考慮采用安裝消能減震(阻尼器)裝置，當(dāng)轉(zhuǎn)換層下一層為架空時(shí)更有利于采用。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)宜采用梁式，以直接承托上部短肢剪力墻結(jié)構(gòu)為佳，避免或慎用二級(jí)轉(zhuǎn)換；上部短肢剪力墻盡可能布置于轉(zhuǎn)換梁支座處，不使轉(zhuǎn)換梁跨中承受大的集中荷載；轉(zhuǎn)換層的剛度通常很大，自重亦大，地震反應(yīng)大，除強(qiáng)度設(shè)計(jì)外，應(yīng)重視其延性設(shè)計(jì)；試驗(yàn)研究表明，受轉(zhuǎn)換層影響，轉(zhuǎn)換層以上1~2 層較轉(zhuǎn)換層以下的各層的震害嚴(yán)重，是抗震設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部位，這些部位的主要抗側(cè)力構(gòu)件宜適當(dāng)增大截面尺寸和提高配筋指標(biāo)[5]。

5 結(jié)論

目前高位轉(zhuǎn)換雖然已經(jīng)部分被證實(shí)是可行的，但是文獻(xiàn)資料的研究都是針對(duì)一些具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行的，每個(gè)結(jié)構(gòu)都具有一定的代表性，由于結(jié)構(gòu)布置不同，有些結(jié)果還是有差別，特別是由于剛度，質(zhì)量沿高度分布不均勻的程度，構(gòu)件加強(qiáng)措施是否得當(dāng)，均會(huì)引起變形，內(nèi)力分配以及彈塑性地震反應(yīng)的變化。因此帶高位轉(zhuǎn)換層高層建筑的抗震性能還有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1] JGJ3-2002，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S]，中國建筑工業(yè)出版社：2002

[2] 鄭昊，帶高位轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能分析[D]，廣東：工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010

[3] 李穎，高層建筑中的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，中州建筑，1998(2)

篇8

關(guān)鍵詞：雙塔大底盤結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

現(xiàn)代高層建筑是社會(huì)高度發(fā)展的象征，隨著城市化進(jìn)程的逐漸發(fā)展，高層建筑越來越多，結(jié)構(gòu)形式也更加復(fù)雜，這是商業(yè)化、工業(yè)化和城市化發(fā)展的必然結(jié)果【1】。輕質(zhì)高強(qiáng)的材料和更加先進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式被逐漸應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)中，高層建筑結(jié)構(gòu)的功能和外形更加復(fù)雜多變，其中雙塔大底盤結(jié)構(gòu)體系作為一種新穎的結(jié)構(gòu)形式，有著很高的研究價(jià)值。

一、雙塔大底盤結(jié)構(gòu)

雙塔大底盤建筑結(jié)構(gòu)主要有大底盤和雙塔兩個(gè)組成部分。

1.大底盤。外觀上來看，大底盤是雙塔的支撐；在結(jié)構(gòu)上，大底盤和塔樓之間的連接形式是多種多樣的。底盤和塔樓之間在豎向分布上并不連續(xù)，大底盤和上部塔樓之間連接層的連接位置需要設(shè)置轉(zhuǎn)換層，這種結(jié)構(gòu)形式在住宅塔樓中比較常見，為了使大底盤有較大的內(nèi)部空間和大面積，能夠用作商場(chǎng)等其他商業(yè)場(chǎng)所空間，大底盤通常設(shè)計(jì)成少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)，只在電梯和樓梯間布置較少的剪力墻，這種結(jié)構(gòu)形式使得的大底盤的剛度并不比上層結(jié)構(gòu)大，甚至可能柔性比上層結(jié)構(gòu)更大【2】。而大底盤和塔樓之間的豎向載荷分布比較均勻，上部塔樓結(jié)構(gòu)通過豎向構(gòu)件穿過了大底盤延伸至基礎(chǔ)，保證了塔樓結(jié)構(gòu)的連貫性。除了塔樓穿過地盤的結(jié)構(gòu)之外，大底盤其他部分大都為空間架構(gòu)，這種情況下地盤架構(gòu)往往比塔樓大，從而導(dǎo)致了這種形式不利于進(jìn)行大底盤空間的建筑布置。

2.塔樓。按照建筑材料能夠分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)等形式，基本結(jié)構(gòu)有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和框筒結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。對(duì)于雙塔，如果兩個(gè)塔樓剛度、質(zhì)量分布等完全一致，則認(rèn)為兩個(gè)塔樓對(duì)稱，否則視為不對(duì)稱。在靜力角度研究時(shí)，兩個(gè)塔樓的結(jié)構(gòu)剛度是主要判斷依據(jù)；而從動(dòng)力角度分析，結(jié)構(gòu)的對(duì)稱與否取決于結(jié)構(gòu)的頻率和阻尼【3】。

二、大底盤雙塔結(jié)構(gòu)布置

1.雙塔大底盤結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在雙塔結(jié)構(gòu)底部有連接成為整體的大裙房，形成大底盤。雙塔大底盤結(jié)構(gòu)在大底盤某層突然收緊，截面變化比較突然，如果結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)不當(dāng)有可能造成嚴(yán)重的建筑工程質(zhì)量問題。

2.大底盤雙塔結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)造加強(qiáng)措施：

（一）塔樓地盤盡量選擇對(duì)稱布置，要求塔樓結(jié)構(gòu)質(zhì)心和底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心之間的距離不能大于底盤邊長的20%。中國建筑科學(xué)研究院建筑結(jié)構(gòu)研究所的相關(guān)研究表明樓塔在底盤上部的收緊造成了結(jié)構(gòu)形式的突變【4】，導(dǎo)致了比較嚴(yán)重的應(yīng)力集中，而結(jié)構(gòu)布置又產(chǎn)生了塔樓與底盤的偏心，會(huì)進(jìn)一步加劇了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)反應(yīng)。所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量縮小塔樓和底盤的偏心。

（二）進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一般不能在底盤層面上層塔樓內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)換層，如果上層塔樓中有轉(zhuǎn)換層則需要采取相應(yīng)的抗震措施。

（三）如果各個(gè)塔樓質(zhì)量和剛度之間差別較大，結(jié)構(gòu)上分布不均，需在大底盤設(shè)防震縫將兩塔樓分隔。

三、雙塔大底盤結(jié)構(gòu)的水平樓蓋設(shè)計(jì)

水平樓蓋受到建筑跨度和層高的限制，設(shè)計(jì)時(shí)要求水平樓板的高度能夠盡量降低，這就需要對(duì)水平樓板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，使樓板能夠盡量降低高度但是又能夠保證各項(xiàng)尺寸要求。

（一）板結(jié)構(gòu)樓蓋。在雙塔之間設(shè)置框架梁和普通樓板水平結(jié)構(gòu)體系，承受豎向載荷，并且用以傳遞水平地震作用，在滿足結(jié)構(gòu)變形和受力情況下框架梁梁高設(shè)置為跨度的1/8到1/12，如果梁高度過大很可能會(huì)影響建筑物豎向管線的布置。

（二）梁控制技術(shù)。應(yīng)用SATWE程序進(jìn)行預(yù)應(yīng)力梁恒載和活載作用內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算，梁裂縫和撓度的控制通過配置預(yù)應(yīng)力筋完成，預(yù)制梁止截面裂縫控制等級(jí)為二級(jí)，選擇強(qiáng)度為C40的混凝土和HRB4OO鋼筋，選擇鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋。

四、工程實(shí)例

某工程地下兩層，地上有兩個(gè)高層，為雙塔大底盤結(jié)構(gòu)。雙塔結(jié)構(gòu)在大底盤上1層平面布置發(fā)生了變化，在塔樓和大底盤的連接處存在較大幾何突變，形成了較大的應(yīng)力集中，是雙塔結(jié)構(gòu)中比較脆弱的環(huán)節(jié)。在對(duì)大多震害進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)通常情況下破壞程度最嚴(yán)重的通常都是塔樓和大底盤之間的連接位置和上下一層結(jié)構(gòu)，所以進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)塔樓和大底盤的銜接處的抗震設(shè)計(jì)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。多塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置需要設(shè)定為復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)，選擇25個(gè)振型。

1.重要參數(shù)的控制。本高層建筑對(duì)稱，選擇A座作為典型進(jìn)行計(jì)算。

（一）位移比。位移比主要控制結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則度。相關(guān)規(guī)范對(duì)位移比有著明確的規(guī)定，要求樓層豎向構(gòu)件最小水平位移和層間位移不能超過樓層平均值的1.5倍。

（二）剛度比?？拐鹪O(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%，該數(shù)值必須滿足要求，避免因?yàn)閿?shù)值不合理造成的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。

塔大底盤結(jié)構(gòu)如下圖：

圖1雙塔結(jié)構(gòu)簡圖

本結(jié)構(gòu)采用鋼框架偏心支撐體系，用偏心支撐體系做抗側(cè)力體系，設(shè)計(jì)剪切型耗能梁段，保證更加優(yōu)良的耗能梁段耗散地震能量特性。本結(jié)構(gòu)采用雙軸對(duì)稱雙塔結(jié)構(gòu)，保證整體結(jié)構(gòu)受力對(duì)稱，設(shè)計(jì)底部大開間底盤4層，層高3.3m，上部開間塔樓為18層，層高3米，結(jié)構(gòu)總高度68.5m，左右兩個(gè)塔間距29.6米。

之后計(jì)算文中耗能梁段，長度為1m，抗震性能優(yōu)秀，箱型截面尺寸為邊長x邊長x壁厚。下表簡單介紹了結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸。

表1結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸

樓層 梁截面尺寸 角柱截面尺寸 邊柱截面尺寸 中柱截面尺寸 支撐界面尺寸

1-4 H型截面

650x240x10x10 箱型截面

420x420x18 箱型截面

430x430x40 箱型截面

420x420x50 H型截面

240x160x10x14

5-22 H型截面

580x240x12x10 箱型截面

450x450x18 箱型截面

420x420x28 箱型截面

420x420x50 H型截面

250x200x10x15

五、雙塔大底盤結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

采用雙塔大底盤帶偏心耗能支撐結(jié)構(gòu)，獲得更好的抗震性能。

1.建立結(jié)構(gòu)基本動(dòng)力方程矩陣，求得動(dòng)力反應(yīng)，對(duì)矩陣進(jìn)行求解。建立結(jié)構(gòu)模型，抗震計(jì)算采用平扭耦聯(lián)計(jì)算結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，多塔樓結(jié)構(gòu)振型數(shù)不能小于塔樓數(shù)9倍數(shù)，本文選用18的振型數(shù)。房屋整體建模和分塔計(jì)算地震力和樓層剪力差異不大。

2.結(jié)構(gòu)縫。高層和商業(yè)裙房之間地上部位需要設(shè)置抗震縫兼伸縮縫，縫寬不小于130mm，實(shí)際取150mm，地下不需設(shè)置抗震縫和伸縮縫，但是要設(shè)置沉降后澆帶減少施工期間沉降。

3.后澆帶。施工后澆帶有沉降后澆帶和收縮后澆帶，用于控制高層和低層裙房間差異沉降，同時(shí)還能夠減少鋼筋混凝土收縮變形。施工后澆帶可以理解為是整個(gè)建筑物和基礎(chǔ)施工中預(yù)留的縫，具有多種變形縫的功能，需要著重考慮一種功能，以及其他附帶功能。

施工后澆帶需要選擇設(shè)置在結(jié)構(gòu)受力較小的位置，在梁板變形縫反彎板之間比較合理。后澆帶的配筋要能夠承擔(dān)澆筑混凝土后差異沉降產(chǎn)生的內(nèi)力，寬度通常都在800-1000mm之間，通常都按照結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求制定。

結(jié)束語：

近些年來多塔大底盤結(jié)構(gòu)在各地房地產(chǎn)建設(shè)中的應(yīng)用都比較廣泛，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)形式能夠提供更大的底層公共空間和商業(yè)空間，還能有擁有面積更大的車庫。本文重點(diǎn)研究了雙塔大底盤結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)，結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)該結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和相關(guān)技術(shù)原則進(jìn)行了討論，通過研究，簡化了雙塔大底盤結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高了設(shè)計(jì)的合理性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

關(guān)鍵詞：建筑、抗震設(shè)計(jì)、原則、方法、比較分析

中圖分類號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

我國建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的重要意義

地震是一種突發(fā)性的自然災(zāi)害，對(duì)人民的生命安全以及財(cái)產(chǎn)安全都具有非常大的破壞性，由于地震過程中建筑物發(fā)生劇烈的震動(dòng)，就會(huì)造成生命以及財(cái)產(chǎn)的重大損失，高層的建筑一般在遇到地震的情況下造成的損失都比較嚴(yán)重，因?yàn)楝F(xiàn)在的預(yù)測(cè)工作還無法做到百分之百的精確，因此，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震的設(shè)防才能對(duì)降低地震的災(zāi)害，這是一項(xiàng)非常重要的途徑。我國城市化在快速發(fā)展，無論是人口還是財(cái)富都高度集中于城市，基礎(chǔ)的設(shè)施非常的發(fā)達(dá)，建筑層的高度也快速增漲，類型與功能變得更加的復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體系不斷變得多樣化。我們國家所處的位置是在世界兩大地震構(gòu)造系的交匯處，這個(gè)區(qū)域是發(fā)生地震最多的，因此，抗震也成為我們國家一項(xiàng)重要的社會(huì)事業(yè)，它與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及社會(huì)的穩(wěn)定有著直接的關(guān)系。最近幾年以來，很多國家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都有一項(xiàng)基本的準(zhǔn)則，就是小震的時(shí)候震不壞，中震以后可以修，大震以后能夠不倒，盡最大能力來減少地震對(duì)建筑物的破壞。

二、目前我們國家關(guān)于建筑抗震設(shè)計(jì)原則的具體分析

首先，我們國家在建筑抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范中指出了抗震設(shè)防的要求，一是當(dāng)發(fā)生的地震不高于本地區(qū)的設(shè)防烈度時(shí)，建筑物通常不會(huì)受到損壞，或者通過相關(guān)的修理還是可以繼續(xù)使用。二是如果發(fā)生的地震與本地區(qū)設(shè)防烈度相當(dāng)時(shí)，建筑物損壞的可能性比較大，經(jīng)過修理后能夠恢復(fù)正常使用。三是如果發(fā)生的地震高于本地區(qū)設(shè)防時(shí)，建筑物不會(huì)倒塌或不會(huì)發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。其次，針對(duì)用途不一樣的建筑物在進(jìn)行抗震設(shè)防時(shí)，運(yùn)用不一樣的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)破壞的程度進(jìn)行分類，大致可能分為以下四類：一類是特殊設(shè)防類，二類是重點(diǎn)的設(shè)防類，三類是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，四類是適度的設(shè)防類。最后，抗震設(shè)計(jì)在整體方面的要求，一般的建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)有3個(gè)層次的要求與內(nèi)容，也就是概念方面的設(shè)計(jì)、抗震的計(jì)算以及構(gòu)造的措施等。

三、目前我們國家對(duì)于建筑一般抗震設(shè)計(jì)方法的具體分析

第一，對(duì)于建筑的場(chǎng)地及地基的選擇，建筑物所在的地方就是場(chǎng)地，它的范圍與廠區(qū)、自然村以及居民區(qū)相比都比較大，場(chǎng)地不同，在受到地震時(shí)所受害的程度也不一樣，這與高層建筑的抗震能力有直接的關(guān)系，也是建筑在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)中的重要基礎(chǔ)。在選擇建筑場(chǎng)地及地基時(shí)，一定要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡卣鸹顒?dòng)情況有個(gè)充分的了解，對(duì)其地質(zhì)進(jìn)行科學(xué)的勘察，收集有效的信息并進(jìn)行分析，如果場(chǎng)地不利于抗震設(shè)計(jì)的話就要進(jìn)行規(guī)避，采用相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。對(duì)于高層的建筑地基進(jìn)行選擇的時(shí)候，最好選擇密度較高的基土或者是巖石，這對(duì)于建筑地基的抗震能力的提高有很大的幫助。第二，選取建筑體形，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，要把框架結(jié)構(gòu)的重量特點(diǎn)考慮進(jìn)去，設(shè)計(jì)比較合理的話，就能使建筑物的重量得到有效的減輕，使其延性增加，因此，在選擇建筑物的體形時(shí)，會(huì)與抗震設(shè)計(jì)的效果有著直接的影響。第三，關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)的布置，對(duì)建筑進(jìn)行分類時(shí)采用不規(guī)則的性能，結(jié)構(gòu)在不規(guī)則的情況下，對(duì)空間的結(jié)構(gòu)分析就要根據(jù)實(shí)際情況而定，盡量使之達(dá)到規(guī)則性的要求。對(duì)非承重結(jié)構(gòu)的材料進(jìn)行造型及布置的時(shí)候，要參照其烈度、建筑的體形以及體形自身的抗側(cè)力等因素，最好選用輕質(zhì)的材料。結(jié)構(gòu)在進(jìn)行水平設(shè)置的時(shí)候，就要使結(jié)構(gòu)的平面質(zhì)量中心靠近剛度的中心，進(jìn)行豎向布置的時(shí)候，要盡量做到均勻，不宜發(fā)生太多的變化。第四，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)置多道防線（加固），為了有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，應(yīng)該根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況采取相應(yīng)的加固措施，在進(jìn)行加固方法選擇的時(shí)候應(yīng)該具體考慮以下幾個(gè)方面的因素：對(duì)于一些機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷的情況，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況增加構(gòu)件進(jìn)行加固，或者是采取具有較高抗震能力的構(gòu)件代替原有構(gòu)件。對(duì)于需要提高承載力或結(jié)構(gòu)整體剛度的情況，可以增設(shè)構(gòu)件，擴(kuò)大原截面，設(shè)置套箍等方法；很多建筑結(jié)構(gòu)整體性連接達(dá)不到抗震的標(biāo)準(zhǔn)，可以有針對(duì)性的對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這樣可以分散地震力，減少破壞。建筑中的一些與建筑結(jié)構(gòu)不相關(guān)的構(gòu)件，在地震時(shí)有可能倒塌而造成危害，應(yīng)該適當(dāng)進(jìn)行加固。

四、筆者多年工作研究經(jīng)驗(yàn)下對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)方法比較分析

目前研究探討的幾種抗震設(shè)計(jì)新方法之中，基于性能的抗震設(shè)計(jì)最為引人矚目。它作為一套更深更新的設(shè)計(jì)理念能夠涵蓋以力、位移、能量等物理量為結(jié)構(gòu)反應(yīng)參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，被認(rèn)為是未來抗震設(shè)計(jì)的主要發(fā)展方向。本章從基于性能結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)方法的對(duì)比入手，對(duì)兩者的設(shè)計(jì)思想、設(shè)防目標(biāo)、抗震設(shè)計(jì)過程、抗震性能評(píng)估等方面來進(jìn)行系統(tǒng)的比較分析，基于位移、能量、損傷等抗震設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)行規(guī)范采用的方法在思路原理、控制指標(biāo)、破壞準(zhǔn)則和地震作用計(jì)算過程上的異同，放在抗震設(shè)計(jì)過程比較里進(jìn)行討論。 首先，結(jié)構(gòu)抗震性能水平，結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)表示了結(jié)構(gòu)在特定的某一地震設(shè)計(jì)水準(zhǔn)下預(yù)期破壞的最大程度，結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞以及因它們破壞引起的后果，主要用結(jié)構(gòu)易損性、結(jié)構(gòu)功能性和人員安全性來表達(dá)。對(duì)于不同等級(jí)的抗震性能，都應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)類型及結(jié)構(gòu)體系、豎向和橫向承載構(gòu)件、結(jié)構(gòu)變形、設(shè)備與裝修、修復(fù)使用等方面加以定義，應(yīng)該表達(dá)為量化指標(biāo)，以便工程設(shè)計(jì)和評(píng)估。我國規(guī)范中的提法“不壞”、“可修”、“不倒”其實(shí)就是對(duì)結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能水平的描述，具體敘述為“小震”對(duì)應(yīng)一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用；“中震”對(duì)應(yīng)可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用；“大震”對(duì)應(yīng)不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。這一提法已經(jīng)包含了一定的性能設(shè)計(jì)思想，只是對(duì)性能水平的描述比較模糊，水平之間的界定不明確，在實(shí)際設(shè)計(jì)中很難實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)性能的有效控制。 其次，結(jié)構(gòu)在抗震性能的目標(biāo)，所謂結(jié)構(gòu)的抗震性能的目標(biāo)也就是說在對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于地震水準(zhǔn)下希望能夠達(dá)到的水準(zhǔn)集合，并根據(jù)建筑物的重要性對(duì)其進(jìn)行分類，把社會(huì)因素、經(jīng)濟(jì)因素以及業(yè)主的意愿有效的結(jié)合起來進(jìn)行確定。3級(jí)的性能目標(biāo)根據(jù)重要性劃分的類別進(jìn)行對(duì)應(yīng)，對(duì)每一級(jí)的地震作用水準(zhǔn)下的最低的性能進(jìn)行提取，把其作為此類結(jié)構(gòu)中水準(zhǔn)目標(biāo)的組合。而設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)一定要結(jié)合實(shí)際的情況以及業(yè)主的相關(guān)要求，對(duì)于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要考慮到性能水平，無論是一個(gè)還是多個(gè)的設(shè)計(jì)作用水準(zhǔn)中都要選擇最高的性能目標(biāo)，這對(duì)于建筑的造價(jià)有一定的提高作用，也能把以后可能產(chǎn)生的損失降到最低。此種性能目標(biāo)的制定把性能抗震設(shè)計(jì)的靈活性以及自主性充分的體現(xiàn)出來。最后，關(guān)于兩種方法的設(shè)計(jì)過程，建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)不同性能的要求對(duì)抗震設(shè)計(jì)做出以下步驟：確定性能目標(biāo)，選擇抗震措施并選擇計(jì)算的分析方法，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)等。在確定性能目標(biāo)的過程中增加了業(yè)主的決策以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的分級(jí)性能水準(zhǔn)。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)方法選擇時(shí)是建立在承載力的抗震設(shè)計(jì)過程中的，抗震性能的不同就會(huì)對(duì)應(yīng)不同結(jié)構(gòu)所反應(yīng)出的參數(shù)，所以，選擇抗震分析法是非常有效的一種方法。在完成設(shè)計(jì)以后，根據(jù)不同承載力結(jié)合結(jié)構(gòu)對(duì)層間的位移進(jìn)行相關(guān)的驗(yàn)算，使其盡量滿足規(guī)定的限值，對(duì)于性能的設(shè)計(jì)就需要檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)性能的整體水平，并進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)估。

五、結(jié)束語

通過以上的論述可以總結(jié)出，要想把結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)工作做好，首先必須電吹風(fēng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的正確方法進(jìn)行掌握，并且要按照國家在抗震設(shè)計(jì)方面的相關(guān)要求，在進(jìn)行設(shè)計(jì)與布置時(shí)要考慮到合理性，準(zhǔn)確把握結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要原則，只有這樣，才能保證結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的質(zhì)量。也才能夠有效的限制建筑物的抗震性能，使其破壞降到最低，使人民的生命安全以及財(cái)產(chǎn)安全得到有效的保障。達(dá)到真正的工程設(shè)防的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

【關(guān)鍵詞】：高層建筑結(jié)構(gòu)；隔震設(shè)計(jì)；阻尼比

中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一.引言

高層隔震建筑相對(duì)于多層隔震建筑具有以下主要疑難點(diǎn)：1.高層隔震具有隔震效果與否。我國規(guī)范所提出來的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜長而且周期段下降十分緩慢，對(duì)于長周期的高層建筑，隔震后盡管延長了周期，但是否仍然具備有效的減震效果仍然值得探討。2.當(dāng)結(jié)構(gòu)阻尼比值高于5％時(shí)，我國規(guī)范中的地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)值偏于保守，這就必然會(huì)導(dǎo)致高層隔震結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)不夠準(zhǔn)確。3.高層建筑結(jié)構(gòu)的傾覆效應(yīng)十分明顯，隔震支座也可能會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力，往往所采用的疊層橡膠支座有著很低的抗拉能力，隔震支座受拉問題是阻礙隔震技術(shù)在高層建筑中應(yīng)用推廣的主要罌粟。4.高層建筑重力 負(fù)荷較大而且在遇到罕見地震作用時(shí)下豎向構(gòu)件的軸力變化比較大，隔震支座的水平位移以及面壓變化也很大，如何能夠合理的控制隔震支座的面壓及其穩(wěn)定性同樣是高層隔震設(shè)計(jì)的十分重要的內(nèi)容。本文通過分析上述幾個(gè)十分關(guān)鍵問題，指出了當(dāng)前我國規(guī)范中隔震設(shè)計(jì)中相關(guān)規(guī)定存在的不完善地方，提出有關(guān)改進(jìn)意見，為修訂規(guī)范提供依據(jù)。

二.長周期高層隔震建筑的減震效果

高層建筑結(jié)構(gòu)自身已經(jīng)有著比較長的周期，高度達(dá)到100m的高層建筑基本周期通常在2.5s，采用隔震技術(shù)后通?？梢詫⒅芷谘娱L到3.5s。依據(jù)我國GB5001 1-2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》文件的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜，它的長周期段下降比較緩慢。除此之外，當(dāng)阻尼比值高于0.05的時(shí)候，地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)也偏于保守。按照我國規(guī)范來計(jì)算，長周期的高層建筑在隔震前后的地震剪力變化不是很大，隔震效果并非十分明顯，但實(shí)際上事實(shí)并非如此?，F(xiàn)在我們選擇某個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)隔震來為案例，分別以動(dòng)力時(shí)程分析法以及等效線性法來計(jì)算各自的隔震效果，進(jìn)而探討長周期高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)行隔震之后仍然具備良好的減震效果產(chǎn)生的原因。

某各高層建筑結(jié)構(gòu)的主樓地上有23層，隔震層兼作為地下室?？v向長度達(dá)到50.6m，橫向長度為26.2m，建筑結(jié)構(gòu)主體高度大于為89.8m，短邊方向的高寬比值是3.43，長邊方向的高寬比值是1.78，最高處達(dá)到97.2m。它的隔震層的配置如圖l所示，采取等效線性分析方法來進(jìn)行計(jì)算得出該結(jié)構(gòu)隔震前后的基底剪力，如表l所示：

．

由表1 可以看出，依據(jù)我國的規(guī)范反應(yīng)譜，隔震前周期為2.35s的高層建筑，經(jīng)過采取隔震技術(shù)后將周期延長至4.30s，基底剪力的隔震后與隔震前的比值是0.626，減震效果并不是很明顯。表2給出了非隔震和隔震結(jié)構(gòu)在計(jì)算時(shí)采取不同振型數(shù)量情況下X向的基底剪力。由表2能夠看見，非隔震和隔震結(jié)構(gòu)第1階振型的基底剪力也并不是很大，這也就說明了為何從反應(yīng)譜上來觀察長周期結(jié)構(gòu)的隔震效果并不明顯。然而，隔震結(jié)構(gòu)中的第1階振型質(zhì)量的參與系數(shù)高達(dá)84.5%，采取多階振型的地震剪力組合之后，最后產(chǎn)生的基底剪力和采用第1階振型的基底剪力所形成的相差值并不大。但非隔震結(jié)構(gòu)的第1階振型質(zhì)量的參與系數(shù)僅僅為51.2%，經(jīng)過多階振型地震剪力組合，最后基底剪力則會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一階振型的基底剪力。

表2 隔震與非隔震結(jié)構(gòu)在不同振型數(shù)量下的地震剪力(X向)

圖2給出了非隔震與隔震結(jié)構(gòu)基底剪力隨著振型階數(shù)的增加而變化的狀況。由圖2能夠看出，非隔震結(jié)構(gòu)的地震剪力隨著振型階數(shù)的增加而相應(yīng)的增加，從采取1階振型時(shí)的12579kN增至到采用6階振型時(shí)的31810kN，增加了153%。但是隔震結(jié)構(gòu)的基底剪力隨著振型階數(shù)的增加變化卻不大，從采用1階振型時(shí)的7779kN 增至到采取6階振型時(shí)的8958kN，僅僅增大了15%。對(duì)于長周期的高層建筑，在利用反應(yīng)譜進(jìn)行分析隔震效果時(shí)，一定要充分的考慮到高階振型影響修正結(jié)果的問題，不然會(huì)明顯的低估非隔震結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，最終降低減震效果。往往通過合理設(shè)計(jì)的高層隔震結(jié)構(gòu)，可以具有明顯的減震效果。

圖2 基底剪力與振型階數(shù)的關(guān)系

三.隔震支座面壓計(jì)算方法

隔震支座在使用正常的狀態(tài)下會(huì)長期承受上部結(jié)構(gòu)的重量。當(dāng)發(fā)生強(qiáng)烈地震的時(shí)候，隔震支座會(huì)產(chǎn)生比較大的水平位移現(xiàn)象，這個(gè)時(shí)候就需要承受地震力以及上部結(jié)構(gòu)重量的共同作用。對(duì)于水平滑移類的支座，水平位移對(duì)它的有效承壓面積不會(huì)產(chǎn)生很大是影響。但對(duì)于疊層橡膠的支座，水平位移則會(huì)減少其有效承壓的面積，導(dǎo)致承載能力的下降。在規(guī)范中的隔震支座面壓驗(yàn)算方法應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)過程時(shí)，存在的主要問題有以下幾點(diǎn)：

1采用設(shè)計(jì)值來計(jì)算隔震支座的平均壓應(yīng)力的時(shí)候，還應(yīng)該考慮到地震的作用。這樣的設(shè)計(jì)方法會(huì)致使隔震支座的直徑偏差很大，除了加大對(duì)隔震層投入資金，此外還增加了隔震層的相應(yīng)水平剛度，最終對(duì)隔震效果也產(chǎn)生不利影響。

2.未按照要求對(duì)隔震支座在遇到罕見地震作用下進(jìn)行面壓驗(yàn)算，只是對(duì)隔震支座的作了相應(yīng)的水平變形限制，不能準(zhǔn)確的把握隔震支座在遇到罕見地震作用下的穩(wěn)定性與安全性。

疊層橡膠的支座在承受長期負(fù)荷作用時(shí)基本未發(fā)生大的水平變形，這個(gè)時(shí)候豎向軸壓的承載能力就會(huì)很高，針對(duì)第一形狀系數(shù)S1≥15以及第二形狀系數(shù)S2≥3的條件下，通常能夠達(dá)到90MPa以上。規(guī)范所規(guī)定的平均壓應(yīng)力限值范圍是按照安全系數(shù)的方法進(jìn)行折減，當(dāng)采取15MPa來作設(shè)計(jì)限值的時(shí)候，它的安全系數(shù)能夠達(dá)到6以上，因此對(duì)于長期負(fù)荷的作用，只需要驗(yàn)算結(jié)構(gòu)自身的長期負(fù)荷帶給隔震支座的面壓，不需要重新使用設(shè)計(jì)值來進(jìn)行驗(yàn)算面壓，也不需要考慮地震作用帶來的效應(yīng)。對(duì)于短期的地震作用，疊層橡膠支座會(huì)產(chǎn)生水平變形，這個(gè)時(shí)候就會(huì)降低承載其能力。所以，一定要對(duì)疊層橡膠支座進(jìn)行短期遇到罕見地震作用下的變形與面壓驗(yàn)算，只有這樣才可能準(zhǔn)確的把握其在遇到罕見地震作用下的穩(wěn)定性與安全性。

四.結(jié)束語

1.我國規(guī)范反應(yīng)譜中的長越期段結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)值過于偏大，當(dāng)結(jié)構(gòu)阻尼比值高于5％的時(shí)候，它的阻尼調(diào)整系數(shù)的值也會(huì)相應(yīng)偏大，致使按照反應(yīng)譜方法計(jì)算的隔震結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)也會(huì)顯著偏大。本文對(duì)規(guī)范反應(yīng)譜采取的形狀參數(shù)以及阻尼調(diào)整系數(shù)都提出了相應(yīng)的修改建議，在進(jìn)行修改之后的地震影響系數(shù)曲線會(huì)對(duì)高阻尼以及長周期情況下的過渡更加合理。

2..規(guī)范中隔震支座的面壓驗(yàn)算方法還存在著不完善的地方，本文建議采取變形關(guān)系曲線以及極限面壓來作為隔震支座，能夠準(zhǔn)確的把握隔震支座在地震作用下的穩(wěn)定性以及安全性。

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