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篇(1)

關(guān)鍵詞:建筑抗震;設(shè)防烈度;土建造價;影響

地震災(zāi)害是人們生存環(huán)境的重大天然災(zāi)害隱患，且地震災(zāi)害具有較大的破壞力，其災(zāi)害發(fā)生會帶來巨大的損失。在絕大多數(shù)的地震災(zāi)害發(fā)生過程中，建筑物的抵御能力是不可預(yù)估的。例如上世紀(jì)在我國發(fā)生的唐山大地震和本世紀(jì)初在四川發(fā)生的汶川地震，其地震的等級都高達(dá)8級，地震烈度高達(dá)11度，都對當(dāng)?shù)氐慕ㄖ镌斐闪舜輾降拇驌簦@兩次的地震烈度都超過了抗震設(shè)防烈度，對當(dāng)?shù)氐娜嗣褙敭a(chǎn)造成了災(zāi)難性的后果。因此，在提升建筑物的抗震等級同時，應(yīng)不斷增加其造價成本，綜合考慮后達(dá)到一個最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效果。本文對建筑物的抗震設(shè)防烈度進(jìn)行重點分析，并闡述其對土建造價的影響。

1建筑物抗震設(shè)防烈度與抗震等級

地震等級是衡量地震強度的一個重要指標(biāo)，而地震的強度則是建筑物受到地震影響時破壞程度最大的一個表現(xiàn)。在一般情況下，地震的抗震設(shè)防烈度都是取決于地震的基本烈度，其計算方法是根據(jù)建筑物的高度、大小和烈別來判斷的，地震的抗震設(shè)防應(yīng)具體以某種情況來確定。在正常情況下，某一個特定的地區(qū)在發(fā)生了地震的等級判斷時不能確定地震的抗震頂級。其抗震設(shè)防烈度也一般在8～6度。這樣就可以判斷出建筑物的抗震烈度是否需要提高，以提高抗震等級，才能確保有效的保護(hù)建筑物的抗震能力。在建筑物的抗震影響因素中，主要包括抗震設(shè)防烈度、地震分組和地震的設(shè)計。發(fā)生地震時，還受到加速度和建筑物結(jié)構(gòu)類型、高度、抗震設(shè)防分類的影響等。

2建筑物的土建造價

建筑物的土建造價主要包括裝修造價、設(shè)備造價以及土建造價等。土建造價主要包括基礎(chǔ)、樓板、墻柱、梁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件所耗費的工料機(jī)費用及施工過程措施費。建筑設(shè)備的造價主要由排水、電梯、安防、空調(diào)等多種設(shè)備配合組成，其裝修主要包含室內(nèi)外的各種工程費用，以此來提升建筑物的抗震等級，從而體現(xiàn)建筑物土建造價成本。

3建筑抗震設(shè)防烈度對土建造價產(chǎn)生的影響

建筑抗震設(shè)防烈度的提升可以直接表現(xiàn)在會加大建筑構(gòu)件的組成，提升內(nèi)在計算能力就可以提高配筋率，加大了截面尺寸，最顯著的影響就是加大了鋼筋、混凝土的使用量，進(jìn)而極大影響建筑物造價。例如，在一個10層高度的商業(yè)辦公樓內(nèi)，將一塊框架結(jié)構(gòu)主體高度在40m，首層高度3.6m，2～10層的高度在3.3m的樓層間上利用190mm厚度的圍護(hù)墻進(jìn)行混凝土加固。設(shè)定為地震一組，基本風(fēng)壓為W0=0.5kN/m2，地面的粗糙度為B類。通過地震環(huán)境下對不同的抗震設(shè)防烈度8～6度進(jìn)行造價差異的比較。通過分析鋼筋和混凝土的用量對造價影響進(jìn)行分析。在規(guī)范允許下，全部構(gòu)件均采用最經(jīng)濟(jì)尺寸。這里的土建造價是指包括人工費、施工機(jī)具使用費、材料費、企業(yè)管理費、利潤等在內(nèi)的所有分部分項工程費。通過分析可以看出，從8～7度的抗震設(shè)防需要增加六根柱的截面尺寸，從7～8度則需要增加到13根的截面尺寸。同時能夠發(fā)現(xiàn)在各個配件上的配筋量也同時需要增加。在不進(jìn)行設(shè)防烈度比較的前提下，假設(shè)抗震烈度增長為6度，那么在單方土的建設(shè)造價增加為2%。提高到7度時，增加率約為6%，到8度時，增加率約為11%。從6～7度約提高10.96%、從7～8度約提高8.65%。

4提高建筑抗震設(shè)防烈度的方法

第一，抗震烈度的設(shè)防是從6度增長到8度的，在此情況下可以通過對構(gòu)件的橫截面尺寸以及配筋率的配比辦法來提升建筑物的抗震能力。在建筑物的抗震設(shè)防烈度大于8度時，就需要各種抗震設(shè)防烈度的提升。由此看來，可以通過對橫截面的尺寸、配筋率的改變來提升抗震性能。但是，這不僅降低了使用面積的有效性，而且增加了構(gòu)件的縱向尺寸，更增加了地震的作用力，所以這不是最經(jīng)濟(jì)有效的方式。第二，在科學(xué)技術(shù)水平不斷發(fā)展的今天，建筑物的抗震技術(shù)也在進(jìn)行日新月異的變化。在大多數(shù)情況下，建筑物的抗震造價具有明顯的對比性，其效果好的抗震性能材料也具有絕對的傾斜支撐能力。建筑結(jié)構(gòu)的橫縱向構(gòu)建也是目前承載的壓力之一，對于一旦承載水平壓力就變彎的構(gòu)件就需要考慮對橫截面的尺寸加大，進(jìn)而增加了鋼筋和混凝土使用量，非常不經(jīng)濟(jì)。通過傾斜支撐體系中構(gòu)件的主要性能可以發(fā)現(xiàn)，目前的抗震材料還主要以拉壓式的構(gòu)件為主，這種構(gòu)件的水平拉壓能力非常具有抵抗能力，并且從相對應(yīng)構(gòu)件的尺寸上也滿足建筑物的配筋率的條件，這樣能夠大大降低土建的造價成本。第三，在建筑物的本身造價上，也受到建筑結(jié)構(gòu)本身的影響。如果采用較好的減震和隔震材料，就會加大建筑抗震的安全保障，這種措施的加強無疑在造價上需要增加，也降低了建筑構(gòu)件上的地震作用，從而降低了建筑結(jié)構(gòu)尺寸和配筋量，對建筑造價的增加產(chǎn)生了影響。部分設(shè)計者不考慮建筑物的抗震性能、安全性，而只考慮奇特的建筑造型、奢侈的室內(nèi)外裝修，反而降低了抗震、安全等方面的造價投入，這樣“輕結(jié)構(gòu)、重外觀”的建筑物在地震時讓人們付出的代價非常慘痛。建筑物的立足之本是結(jié)構(gòu)，必須提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性，方能使人們的生命財產(chǎn)安全得到保障。在很多設(shè)計者和施工人員的觀點中，不同的建筑造型往往可能會花費較大的造價成本，為城市建筑增加一個亮點，但是在抗震結(jié)構(gòu)和安全的角度考慮就放棄很多抗震材料，從而達(dá)到節(jié)約土建造價成本的目的，這類建筑物的建設(shè)實際上是華而不實，重在外觀的設(shè)計，而疏漏了內(nèi)部質(zhì)量和減震效果，一旦災(zāi)害來臨，將帶來慘痛的后果和教訓(xùn)。

5結(jié)語

近些年來，我國的經(jīng)濟(jì)水平不斷提高也給建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，尤其是在費用日益增加的室內(nèi)裝潢上，需要各種儀器設(shè)備的投入，還需要請專業(yè)的設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計。且在目前我國的建筑總造價整體上升的一個趨勢來看，單純的土建造價相對來說也是重外觀而輕質(zhì)量。從人類長期發(fā)展的角度來考慮，人類的日常生活離不開建筑，目前抗震性強、高穩(wěn)定、高安全性的建筑物已經(jīng)越來越被人們所重視。不同地區(qū)地域的建筑所采取的抗震設(shè)防烈度不同。在建筑施工過程中，建筑物的抗震、安全性能取決于建筑的結(jié)構(gòu)。不能僅僅重視建筑造型新穎、室內(nèi)外高昂的裝修，提高結(jié)構(gòu)的安全度，建筑物土建造價增幅并不大，相對于整個建筑物的造價，只占很小比例，特別對于那些昂貴的地價和豪華裝修的費用，所占比例就更小。而結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形或破壞，昂貴的裝修和設(shè)備管線等也將付之東流，甚至引起失火、漏電等次生災(zāi)害，造成人身傷亡。所以，加強建筑結(jié)構(gòu)抗震性、安全性的投資力度非常有必要。只有這樣才能確保結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性、抗震性，必須做到合理、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)地建筑建設(shè)投資。

參考文獻(xiàn):

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篇(2)

學(xué)校建筑具有自身的一些特點，由于它是用于教學(xué)研究所使用的建筑，因此，它必須要具備一些常規(guī)建筑所不具備的大跨度，高采光度等特點，也就是說，想要控制好學(xué)校建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，是一件相對較難的事情，近些年來，地震災(zāi)害頻發(fā)，為了能夠保障學(xué)校師生的安全，提高學(xué)校建筑的抗震性與穩(wěn)定性，是十分必要的。學(xué)校建筑的抗震性能提高了，人們才能在災(zāi)害來臨時，從容應(yīng)對。進(jìn)而避免重大損失的出現(xiàn)。

2學(xué)校建筑抗震概念設(shè)計

雖然我國一直致力于抗震預(yù)測系統(tǒng)的研究中，但是，對于地震這種隨機(jī)性非常強的自然災(zāi)害，我國的預(yù)測能力還是比較落后的，因此，我們面對地震災(zāi)害，應(yīng)該運用預(yù)防為主，防治結(jié)合的手段，學(xué)校建筑，是學(xué)生學(xué)習(xí)和教師工作的場所，通常情況下會聚集很多人，一旦地震發(fā)生，如果學(xué)校建筑的抗震性能不夠好，那么就會造成無法估量的嚴(yán)重后果。也就是說，提高學(xué)校建筑的抗震性能，是對學(xué)校師生生命財產(chǎn)的負(fù)責(zé)。也是構(gòu)建和諧社會的要求。提高建筑抗震性，首先要從其設(shè)計開始，工作人員可以先從建筑的連續(xù)坍塌和整體穩(wěn)定性入手，建立科學(xué)的強化穩(wěn)定性體系。能夠保障在過多負(fù)荷作用于建筑結(jié)構(gòu)的時候，其穩(wěn)定性不被破壞。同時，要對建筑中的各個構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)力降低控制，并且由于學(xué)校建筑屬于大跨度的建筑，這樣的建筑不適合使磚混結(jié)構(gòu)，但是，受到我國國情的制約，一些經(jīng)濟(jì)不夠發(fā)達(dá)的地區(qū)，學(xué)校建筑的結(jié)構(gòu)采用的依舊是磚混結(jié)構(gòu)，這樣的情況下，建筑施工技術(shù)人員就要將橫向的承重墻厚度適當(dāng)增加，還要增加混凝土構(gòu)造柱，這樣做的目的，是為了提高建筑物的抗側(cè)斜能力。如果學(xué)校將走廊建造在外邊，那么其廊道寬度就要加寬，其外側(cè)還要加設(shè)更多的支撐結(jié)構(gòu)，豎立窗子之間的墻體要加寬，層層設(shè)置環(huán)狀封閉圈梁.走廊寬度不足，樓梯間牢固性不夠，在地震時影響師生逃生，教訓(xùn)十分深刻.應(yīng)避免樓梯間設(shè)置在建筑物的端部，設(shè)計時樓梯間應(yīng)參與整體計算，并有足夠的抗震構(gòu)造措施，使樓梯間比建筑的其他部位有更強的整體牢固性，框架樓梯的填充墻體，應(yīng)有可靠的拉結(jié)措施，避免地震時倒塌，阻塞疏散通道。

3學(xué)校建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點分析

3.1防震縫的合理設(shè)計

在學(xué)校建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計中，防震縫是必不可少的，它是提高建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性的重要保障。防震縫的設(shè)置要遵循科學(xué)合理的設(shè)置原則，即根據(jù)學(xué)校建筑結(jié)構(gòu)、建筑類型和建筑需求等進(jìn)行具體分析。首先設(shè)計人員需把房屋進(jìn)行獨立開來，且在防震縫的兩側(cè)上部結(jié)構(gòu)中也需將其完全分離，分離的目的是為了滿足既定設(shè)計要求，實現(xiàn)和沉降縫、伸縮縫等之間的良好協(xié)調(diào)。其次需要根據(jù)房屋進(jìn)行全高設(shè)置，設(shè)置的寬度要和房屋高度保持一致，大多數(shù)情況下，如學(xué)校建筑結(jié)構(gòu)高度在15m以下，可采用100mm寬，反之，則可在每增加一個梯度上，寬度增加20mm，以實現(xiàn)防震縫和房屋整體結(jié)構(gòu)的有效統(tǒng)一。

3.2屋頂和墻體部分的設(shè)計

眾所周知，學(xué)校建筑結(jié)構(gòu)的自身質(zhì)量是否良好，會直接關(guān)系到它的抗震性能，兩者之間是正相關(guān)關(guān)系，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中就要正確處理兩者關(guān)系，并盡可能提高房屋質(zhì)量，以此來帶動整體抗震性的增強。在具體設(shè)計中，可選用質(zhì)量較輕的建筑材料，減少無用的附加物，同時對于房屋的屋頂設(shè)計，也要考慮到這方面內(nèi)容，在確保其具有夠強的牢固性前提下，要盡可能地將其高度降低。

3.3立面和平面設(shè)計

（1）利于抗震建筑平面和立面布置的選擇；抗震建筑平面和立面外形的選擇要盡可能簡單，且各平面形狀應(yīng)盡可能規(guī)則，因為外形規(guī)則的建筑面能夠明確各部分的受力，且建筑結(jié)構(gòu)在地震影響下，可對出現(xiàn)的各類反映進(jìn)行受力分析，同時結(jié)構(gòu)較為簡單的平面，還會進(jìn)一步降低設(shè)計難度，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)架構(gòu)時也更加容易。因此這類外型規(guī)則、結(jié)構(gòu)簡單的建筑面，對地震的抵抗能力更強，相反，如果建筑面的外形復(fù)雜、結(jié)構(gòu)多樣，會導(dǎo)致房屋建筑的應(yīng)力集中，結(jié)構(gòu)容易變形，使抗震性能受到影響。（2）建筑的各面剛度與質(zhì)量的分布；如果建筑剛度分布不規(guī)則，各處質(zhì)量力過于集中，會導(dǎo)致建筑在地面平動分量的影響下，出現(xiàn)變形振動現(xiàn)象，危及建筑質(zhì)量安全。因此建筑在設(shè)計時，要將各平面的剛度和質(zhì)量力的分布盡可能規(guī)則平均，而一旦出現(xiàn)變化，要保證變化平均。以建筑豎向收進(jìn)為例，在發(fā)生地震時，由于收進(jìn)部位上下雙方的不同性質(zhì)，會導(dǎo)致雙方之間的橫隔層，也就是樓板出現(xiàn)應(yīng)力變形，使凹角處的應(yīng)力向豎直方向集中；又如隔震墻，在建筑物的底層往往會安裝防震墻，以增強抗震能力，但由于抗震墻間有一定的間隔，因此會導(dǎo)致建筑物豎向出現(xiàn)不均勻，而建筑結(jié)構(gòu)間的填充層設(shè)置不連貫或錯層出現(xiàn)，會導(dǎo)致短柱的形成。另外在實際設(shè)計工作中，還要避免出現(xiàn)重心偏高、頭重腳輕，以及立面結(jié)構(gòu)不一致等問題，這些問題對抗震性的影響是直接的，而且一旦出現(xiàn)，一般很難修復(fù)，且不利于學(xué)校建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性的提高。

3.4施工場地的確定

施工場地的選擇是否合理，會在很大程度上影響到房屋建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性，甚至可以說是起著決定性的作用，并且建筑施工場地的不同，建筑物最后的抗震性也必然會有所差異，而且不同的場地環(huán)境，建筑物所受到的地震破壞力也是不一樣的。據(jù)此對于建設(shè)人員來說，需將學(xué)校建筑結(jié)構(gòu)的施工場地重點對待，其最佳的位置應(yīng)是在地勢起伏小且開闊地區(qū)，避開斷層交匯部位，以避免地震引起其它災(zāi)害發(fā)生。除此之外，施工場地的不同也會對后期的地基設(shè)計產(chǎn)生一定影響，從這一方面來講，要想確保整個工程施工的順利進(jìn)行，就必須要處理好地基問題，保證施工場地的地基具有足夠的荷載力，不會出現(xiàn)沉降問題。

4結(jié)束語

篇(3)

【關(guān)鍵詞】高層建筑；抗震結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑行業(yè)的快速發(fā)展，促使城市建設(shè)中逐漸涌現(xiàn)出更多高層混凝土建筑工程，并且在設(shè)計施工中有更多新型技術(shù)與建材被應(yīng)用其中，對提高工程建設(shè)綜合效果具有重要意義。針對高層混凝土建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要結(jié)合具體工程受力特點，來確定設(shè)計要點，并基于此從多角度進(jìn)行分析，對結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，降低各項因素造成的影響，在整體上提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的效果。

一 高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)受力特點分析

隨著建筑工程高度的增加，其受到各方向作用力的影響也就越大，如豎向荷載、風(fēng)荷載等對建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有很大的影響。高層建筑工程的豎向荷載在不考慮豎向地震作用力時其為定值，而風(fēng)荷載與水平地震作用均為不確定因素，并且會隨著時間、環(huán)境以及結(jié)構(gòu)動力特性的變化而發(fā)生大幅度的變化。由于高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)受力比較復(fù)雜，想要通過對結(jié)構(gòu)抗震性的設(shè)計優(yōu)化來提高建筑抗震性能，必須要滿足受力要求，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，明確設(shè)計要點，確保各方向受力的合理性，降低其他因素對結(jié)構(gòu)抗震性造成的影響。確保建筑在受到微弱地震作用時，整個建筑結(jié)構(gòu)能夠保持牢固穩(wěn)定[1]。根據(jù)高層建筑工程建設(shè)實際要求，有針對性的進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計，提高抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計效果，提高抗震結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。

二 高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

1.確定建筑結(jié)構(gòu)剛度值

對高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計時，必須要從實際出發(fā)，精確確定建筑結(jié)構(gòu)的剛度值，了解建筑結(jié)構(gòu)物理力學(xué)知識、建材性能以及現(xiàn)場地形地貌等因素特點，由此為基礎(chǔ)來確定整體結(jié)構(gòu)的剛度，并以建筑結(jié)構(gòu)連接設(shè)置為依據(jù)，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整來提高建筑結(jié)構(gòu)抗震效果，將地震作用對建筑的影響控制在允許值以內(nèi)[2]。另外，針對建筑結(jié)構(gòu)變形問題，可以通過對結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，將變形控制在允許范圍內(nèi)，并且要及時采取專業(yè)措施對其進(jìn)行維護(hù)檢修，保證建筑結(jié)構(gòu)可以正常服務(wù)。

2.改善結(jié)構(gòu)延展性設(shè)計

高層混凝土建筑工程受多項荷載影響，為提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低地震作用影響，就需要在對建筑工程抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，做好對結(jié)構(gòu)延展性的控制，將結(jié)構(gòu)強度與剛度均控制在合理范圍內(nèi)，最大程度上降低各因素影響，提高建筑結(jié)構(gòu)抗震效果。

3.合理設(shè)計連接點受力

抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須要提高對建筑結(jié)構(gòu)連接點受力效果的控制，即加強對建筑結(jié)構(gòu)中連接點與構(gòu)件受力分析，結(jié)合實際情況來選擇有效行為進(jìn)行抗震設(shè)計。從高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計實際情況分析，如果結(jié)構(gòu)剛度比較柔和，在地震作用力影響下，建筑結(jié)構(gòu)主體將會受到比較大的損壞，并且在余震作用下，建筑結(jié)構(gòu)將持續(xù)受到破壞，情況嚴(yán)重的將出現(xiàn)坍塌問題[3]。因此，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須要加強對各連接點受力的分析控制，提高結(jié)構(gòu)剛度。

三 高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

1.地質(zhì)勘察

與普通建筑工程相比，高層建筑建設(shè)對地震勘察工作有著更為嚴(yán)格的要求，通過詳細(xì)的勘察來確定施工現(xiàn)場地質(zhì)地形特點，并基于此來選擇合適的結(jié)構(gòu)形式與基礎(chǔ)設(shè)計方案，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，降低地震作用影響。因此，必須要對擬建地進(jìn)行全面地質(zhì)勘察，做好地質(zhì)資料的準(zhǔn)備，提高基礎(chǔ)設(shè)計合理性，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性。

2.平面布局

對于建筑結(jié)構(gòu)平面布局的設(shè)計，需盡量保證平面與立面布局的規(guī)整以及對稱性，并且要控制好結(jié)構(gòu)剛度的變化，在整體上提高將建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。現(xiàn)在很多建筑工程忽視了平面布局設(shè)計的重要性，導(dǎo)致平面布局不對稱，進(jìn)而會影響到結(jié)構(gòu)整體剛度與抗震性能。

3.防震縫

基于高層混凝土建筑工程結(jié)構(gòu)受力特點，在對其進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要根據(jù)實際情況來設(shè)置防震縫。即建筑結(jié)構(gòu)平面各尺寸均超過專業(yè)設(shè)計規(guī)范限制，并且沒有采取相應(yīng)加強措施的處理；或者是建筑各部分剛度與荷載相差比較大，并且未采取處理措施，以及建筑結(jié)構(gòu)中存在較大的錯層情況。當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)其中任何一種情況時，即需要設(shè)置防震縫，提高建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性。

四 高層混凝土建筑工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

1.施工材料優(yōu)化

高層混凝土建筑工程在受地震作用影響時，產(chǎn)生的破壞效果如何在很大程度上受施工材料決定，因此需要做好此方面優(yōu)化。對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計，本質(zhì)上是對結(jié)構(gòu)延性進(jìn)行優(yōu)化，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，來保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可以抵抗地震作用力。為提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與強度，選擇鋼筋時，應(yīng)用韌性較高的材料，如垂直方向鋼筋可以選擇用HRB500級或者HRB400級熱軋鋼筋；箍筋則可以選擇用型號HPB300、HRB335級熱軋鋼筋[4]。另外，在選擇其他結(jié)構(gòu)材料時，應(yīng)以提高抗震效果為前提，并確定抗震新性能與建筑成本平衡點，保證兩者之間的統(tǒng)一性，在最大程度上來提高結(jié)構(gòu)抗震能力。

2.抗側(cè)力體形優(yōu)化

結(jié)合建筑工程結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計經(jīng)驗來看，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計剛度比較適中時，在地震作用力影響下，建筑結(jié)構(gòu)受損傷比較小，發(fā)生的變形情況比較輕，尤其是隔墻與圍護(hù)墻等結(jié)構(gòu)部件受到的破壞非常小，建筑工程的抗震性能比較高。并且在強地震影響下，結(jié)構(gòu)承受力更大，并不會出現(xiàn)坍塌問題。因此，在對建筑抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，可以改變結(jié)構(gòu)屈服機(jī)制，保證結(jié)構(gòu)在受到損害時，可以利用整體屈服機(jī)制來工作，而不是利用樓層屈服機(jī)制。另外，應(yīng)該選擇用軸力比較小的水平桿件，最大程度產(chǎn)生彎曲耗能，保證構(gòu)件可以產(chǎn)生比較強的耗能能力，以及較高的延性。

3.消能減震設(shè)計優(yōu)化

對于高層混凝土建筑工程來說，一般情況下均對抗震設(shè)計有嚴(yán)格的要求，不但要具有基礎(chǔ)的抗震性能，同時還可以體現(xiàn)消能與隔振特點。因此，在工程建設(shè)開始階段，就需要做好對施工場地的選擇控制，盡量選擇密實度高的地基施工，降低地震作用對建筑結(jié)構(gòu)造成的影響，并可以減少共振概率，減輕地震對結(jié)構(gòu)造成的損壞。因為不同建筑結(jié)構(gòu)其隔振系數(shù)不同，在進(jìn)行設(shè)計時就需要從實際情況出發(fā)進(jìn)行研究，選擇適宜的隔振支座，并對風(fēng)力負(fù)荷進(jìn)行綜合分析。另外，對于施工用結(jié)構(gòu)材料的選擇，盡量選擇用延性與強度比較高的，降低地震作用對結(jié)構(gòu)的影響。

4.加固設(shè)計優(yōu)化

對于結(jié)構(gòu)設(shè)計存在缺憾的部分，可以通過有效的加固設(shè)計來改善，或者是直接選用具有較高抗震能力的構(gòu)件將其更換，或者適當(dāng)增大原截面，或者是增加構(gòu)件數(shù)量等措施來提高結(jié)構(gòu)整體強度與承載力。很多高層建筑工程結(jié)構(gòu)整體性連接不能滿足抗震規(guī)范需求，即應(yīng)按照規(guī)范進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，對地震作用力進(jìn)行分散。

結(jié)束語

高層混凝土建筑工程受地震作用力影響比較大，對此方面問題進(jìn)行優(yōu)化，需要做好結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的研究，從實際情況出發(fā)，確定設(shè)計要點，選擇合適的方法進(jìn)行優(yōu)化，提高工程結(jié)構(gòu)抗震性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅聯(lián)訓(xùn).淺論高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].中華民居（下旬刊），2014，06：25.

[2]李鷗.淺議高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].價值工程，2015，09：175-176.

篇(4)

【關(guān)鍵詞】高層建筑結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計

0 引言

隨著人們對于震害經(jīng)驗的不斷積累以及抗震理論和實驗研究的不斷深入，人們對建筑物在地震作用下的反應(yīng)有了更深層次的認(rèn)識。建筑結(jié)構(gòu)抗震理論的發(fā)展經(jīng)歷了抗震靜力理論、反應(yīng)譜理論、動力理論和減震控制理論四個階段。在目前的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，多采用二級或三級設(shè)計思想，即以“小震不壞，中震可修，大震不倒”作為設(shè)防準(zhǔn)則，建筑設(shè)計者用承載力來控制和調(diào)節(jié)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，只要滿足地震時承載力的要求便可確保建筑結(jié)構(gòu)的安全。然而震害、試驗和理論分析都表明：變形能力不足和耗能能力不足是建筑結(jié)構(gòu)在大震作用下倒塌的主要原因。如何完善已有抗震設(shè)計的理念，使結(jié)構(gòu)在未來地震中的性能達(dá)到預(yù)計的目標(biāo)是亟需解決的問題。

1 有關(guān)抗震設(shè)計的若干概念

為了保證結(jié)構(gòu)的抗震安全，根據(jù)具體情況，結(jié)構(gòu)單元之間應(yīng)遵守牢固連接或有效分離的方法。高層建筑的結(jié)構(gòu)單元宜采取加強連接的方法。盡可能設(shè)置多道抗震防線，強烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，在首次破壞后在遭受余震，結(jié)構(gòu)將會因損傷積累而導(dǎo)致倒塌。適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強弱關(guān)系，使其在強震作用下形成多道防線，并考慮某一防線被突破后，引起內(nèi)力重分布的影響，是提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震倒塌的有效措施。合理布置抗側(cè)力構(gòu)件，減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。結(jié)構(gòu)剛度、承載力沿房屋高度宜均勻、連續(xù)分布、避免造成結(jié)構(gòu)的軟弱或薄弱部位。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性及耗能等方面的性能。主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)?shù)膭偠龋惺茇Q向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。合理控制結(jié)構(gòu)的非彈性（塑性鉸區(qū)），掌握結(jié)構(gòu)的屈服過程，實現(xiàn)合理的屈服機(jī)制。框架抗震設(shè)計應(yīng)遵守“強柱、弱梁、結(jié)點更強”的原則，當(dāng)構(gòu)件屈服、剛度退化時，結(jié)點應(yīng)能保持承載力和剛度不變。采取有效措施，防止鋼筋滑移、混凝土過早的剪切破壞和壓碎等脆性破壞。考慮上部結(jié)構(gòu)嵌固于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或地下室結(jié)構(gòu)之上時，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或地下室機(jī)構(gòu)應(yīng)保持彈性工作。高層建筑的地基主要受力范圍內(nèi)存在較厚的軟弱黏性土層時，不宜采用天然地基。采用天然地基的高層建筑應(yīng)考慮地震作用下地基變形對上部結(jié)構(gòu)的影響。

為了充分發(fā)揮各構(gòu)件的抗震能力，確保結(jié)構(gòu)的整體性，在設(shè)計的過程中應(yīng)遵循以下原則：（1）結(jié)構(gòu)應(yīng)具有連續(xù)性。結(jié)構(gòu)的連續(xù)性是使結(jié)構(gòu)在地震作用時能夠保持整體的重要手段之一；（2）保證構(gòu)件間的可靠連接。提高建筑物的抗震性能，保證各個構(gòu)件充分發(fā)揮承載力，關(guān)鍵的是加強構(gòu)件間的連接，使之能滿足傳遞地震力時的強度要求和適應(yīng)地震時大變形的延性要求；（3）增強房屋的豎向剛度。在設(shè)計時，應(yīng)使結(jié)構(gòu)沿縱、橫2個方向具有足夠的整體豎向剛度，并使房屋基礎(chǔ)具有較強的整體性，以抵抗地震時可能發(fā)生的地基不均勻沉降及地面裂隙穿過房屋時所造成的危害。

2 高層建筑抗震設(shè)計的方法

對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時，要從減小地震作用力的輸入和增強地震抵抗力兩個方面進(jìn)行考慮。下面將從五個方面進(jìn)行分析：盡可能減小地震作用能量的輸入，運用高延性設(shè)計、推廣消震和隔震措施的運用，注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)重視建筑材料的選擇，增多抗震防線的建設(shè)。將減小地震作用力和增強建筑的地震抵抗力二者結(jié)合起來，從兩方面入手，進(jìn)行建筑抗震的設(shè)計施工。

2.1 減少地震發(fā)生時能量的輸入

在具體的設(shè)計中，積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方法，對具體的方案進(jìn)行定量分析，使結(jié)構(gòu)的變形彈性滿足預(yù)期地震作用力下的變形需求。對建筑構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗收的同時還要控制建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移限值；并且更具建筑構(gòu)件的變形和建筑結(jié)構(gòu)的位移之間的關(guān)系，確定構(gòu)件的變形值：根據(jù)建筑界面的應(yīng)變分布以及大小，來確定建筑構(gòu)件的構(gòu)造需求。對于高層建筑來講，在堅固的場地上進(jìn)行建筑施工，可以有效減少地震發(fā)生作用時能量的輸入，從而減弱地震對高層建筑的破壞程度。

2.2 運用高延性設(shè)計、推廣消震和隔震措施的運用

現(xiàn)在在我國，許多高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計時，多采用延性結(jié)構(gòu)，也就是適當(dāng)?shù)目罩ㄖY(jié)構(gòu)的剛度，允許地震時結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)入到具有很大延性的塑性狀態(tài)，從而消耗地震作用時的能量，使地震反應(yīng)減小，減弱地震給高層建筑帶來的破壞和重大損失。如果某高層建筑的承載能力較小，但是具有較高的延性，那么在地震中它也不容易倒塌，因為延性構(gòu)件可以吸收較多的能量，經(jīng)受住很大的結(jié)構(gòu)變形。延性結(jié)構(gòu)的運用，在很多情況下是有效的，它可以消耗地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒”。進(jìn)入20世紀(jì)以來，人們對建筑物抗振動能力的提高做出了巨大的努力，取得了顯著的成果，其中阻尼器的使用在高層建筑的抗震方面有很大的作用。通過對阻尼器的利用，進(jìn)行減震和能量的吸收，可以巧妙的避免或減弱地震對高層建筑的破壞作用。

2.3 注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計

高層建筑抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)應(yīng)該得到人們的重視。我國150m以上的建筑，采用的3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。我國鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大，鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力已有了很大提高，因此在有條件的地亢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)，以減小柱斷面尺并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。我國傳統(tǒng)文化中“以柔克剛”具有價高的思想價值，可以指導(dǎo)很多實際問題。在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，可以從傳統(tǒng)的硬性為主的抗震模式向以柔性為主的抗震模式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)以柔克剛、剛?cè)嵯酀?jì)，有效地減弱地震作用過程中釋放的沖擊力。比如，在高層建筑的拱形結(jié)構(gòu)中有這樣一個例子：迪拜帆船酒店，如同一張鼓滿了風(fēng)的帆，共有56層、321m高，就是運用拱結(jié)構(gòu)抗震減災(zāi)的很好例子。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計前景展望

今后若干年，中國仍將是世界上修建高層建筑最多的國家，這將會給高層建筑抗震設(shè)防帶來新的難題。21世紀(jì)，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震將有如下變化：（1）高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系將從以硬性為主向柔性為主的結(jié)構(gòu)抗震轉(zhuǎn)變，通過“以柔克剛”方式，調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的隔震、減震和消震來實現(xiàn)抗震目的。（2）建筑材料對結(jié)構(gòu)抗震的影響越來越得到重視。建筑材料的各個抗震指標(biāo)的提升可以提高高層建筑的抗震能九研制新的建筑材料可推動高層建筑結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)的發(fā)展。通過優(yōu)化的抗震方法設(shè)計，來實現(xiàn)高層建筑的抗震要求。（3）計算機(jī)模擬抗震試驗得到廣泛應(yīng)用。將制作好的模型或結(jié)構(gòu)構(gòu)件放在模擬地震振動臺上，臺面輸入某一確定性的地震記錄，能夠較好地反映該次確定性地震作用的效果。計算機(jī)模擬環(huán)境可以擬真抗震效果，幫助科學(xué)改進(jìn)各因素，有效抗震。另外，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計的計算方法也有了新的轉(zhuǎn)變：從線性分析向非線性分析轉(zhuǎn)變，從確定性分析向非確定性分析轉(zhuǎn)變，從振型分解反應(yīng)分析向時程分析法轉(zhuǎn)變。

4 結(jié)束語

因為涉及到人類生命財產(chǎn)安全的重要問題，建筑物的抗震問題是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計界討論比較多的話題之一。因此，我們在對建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，必須把建筑物的抗震問題放到非常重要的位置，并采取適當(dāng)?shù)拇胧M量避免地震對建筑物的損壞，為保障人民的生命及財產(chǎn)作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

篇(5)

論文摘要:本文從抗震的角度探討建筑的體型，建筑平面布置和豎向布置、規(guī)范中設(shè)計限值的控制、屋頂建筑等設(shè)計問題。

建筑設(shè)計是否考慮抗震要求，從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計很難對建筑設(shè)計有較大的修改，建筑設(shè)計定了，結(jié)構(gòu)設(shè)計原則上只能是服從于建筑設(shè)計的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計階段中較好地考慮抗震的要求，則結(jié)構(gòu)工程師就可以對結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行合理的布置，建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào)，使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高；如果建筑師提供的建筑設(shè)計沒有很好地考慮抗震要求，那就會給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計帶來較多困難，使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計受到建筑布置的限制，甚至造成設(shè)計的不合理。有時為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力，不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量，造成不必要的投資浪費。由此可見，建筑設(shè)計是否考慮抗震要求，對整個建筑起著很重要的作用。因此，我們在建筑抗震設(shè)計過程別要注重以下幾個問題。

一、建筑體型設(shè)計問題

建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過多伸懸、不對稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞，有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計中，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡可能少做不對稱的側(cè)翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。

二、建筑平面布置設(shè)計問題

建筑物的平面布置在建筑設(shè)計中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內(nèi)墻的布置、空間活動面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數(shù)量和布置等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來。而且，由于建筑使用功能不同，每個樓層的布置有可能差異很大，建筑平面上的墻體，包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等等布置不對稱，墻體與柱子分布的不對稱、不協(xié)調(diào)，使建筑物在地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對抗震很不利。有的建筑物，其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側(cè)，結(jié)果在地震中造成靠電梯一側(cè)建筑物的嚴(yán)重破壞。這是因為電梯井筒具有極大的抗側(cè)力剛度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一側(cè)的墻體很多，而另一側(cè)的墻體稀少，這就造成平面上剛度分布的很不對稱，質(zhì)量分布也偏心，使結(jié)構(gòu)的受力和變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng)，帶來局部墻面的破壞。有的建筑物，如底層為商場的臨街建筑，臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體，而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉，兩側(cè)在剛度上相差很多，也將在地震時引起扭轉(zhuǎn)地震作用，對抗震不利。還有的建筑平面布置上，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對齊或中斷，使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻，對抗震也帶來不利，客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計對建筑抗震關(guān)系很大，從概念上要解決的一個核心問題是：建筑平面布置設(shè)計上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻，對稱協(xié)調(diào)，避免突變，防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件，使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體，充分發(fā)揮建筑設(shè)計在建筑抗震中的作用。

三、建筑豎向布置設(shè)計問題

建筑的豎向布置設(shè)計問題在建筑設(shè)計中主要反映在建筑沿高度(樓層)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計上。無論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場、購物中心，建筑上要求是大柱距、大空間；而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設(shè)柱、墻很少，而上面則是以墻為主，柱很少。有的建筑在布置上還設(shè)有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設(shè)有大會議廳、展廳、報告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質(zhì)量和剛度的嚴(yán)重不均勻、不協(xié)調(diào)。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質(zhì)量和剛度相差過大，形成突變［3］。在剛度最差的樓層形成對抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設(shè)計中必須高度重視的問題。在實際設(shè)計中，在建筑使用功能不同的情況下，很可能出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對齊，柱子不對齊，墻體不連續(xù)，不到底；上層墻多，下層墻少；上層有柱，下層無柱等，使地震力的傳遞受阻或不通；抗震用的剪力墻設(shè)置不能直通到底層、剪力墻布置嚴(yán)重不對稱或數(shù)量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來地震作用分布的不均勻、不對稱和對建筑物很不利的扭轉(zhuǎn)作用。多次大震害表明，建筑物豎向樓層剛度的過大變化，給建筑物造成很多破壞，甚至是整個樓層的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中，有多棟鋼筋混凝土高層建筑發(fā)生了中間樓層的整體坐落倒塌破壞。因此，盡可能使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑物底部，不宜中斷或不到底。盡量避免其某樓層剛度過少，盡量避免產(chǎn)生地震時的鈕轉(zhuǎn)效應(yīng)。

四、建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計限值控制問題

根據(jù)大量震害的經(jīng)驗總結(jié)，現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GBJll-89)對房屋建筑在建筑設(shè)計中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定，建筑設(shè)計應(yīng)予遵守：一是房屋的建筑總高度和層數(shù)；二是對房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。

五、屋頂建筑的抗震設(shè)計問題

在高層和超高層建筑設(shè)計中，屋頂建筑是一個重要的設(shè)計部分。從近幾年對一些高層建筑抗震設(shè)計審查結(jié)果來看，屋頂建筑存在的主要問題，一是過高，二是過重。這樣的屋頂建筑加大了變形，也加大了地震作用。對屋頂建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上，且前者的抗側(cè)力墻與其下樓層的抗側(cè)力墻體上下不連續(xù)時，更會帶來地震的扭轉(zhuǎn)作用，對建筑物抗震更不利。為此，在屋頂建筑設(shè)計中，宜盡量降低其高度。采用高強輕質(zhì)的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結(jié)構(gòu)的傳遞比較通暢，使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致；當(dāng)屋頂建筑較高時，要使其具有較好的抗震定性，使屋頂建筑的地震作用及其變形較小，而且不發(fā)生扭轉(zhuǎn)地震作用。超級秘書網(wǎng)

六、結(jié)束語

總的來說，建筑設(shè)計是建筑杭震設(shè)計的一個重要方面，建筑設(shè)計與建筑

抗震設(shè)計有著密切關(guān)系。它對建筑抗震起著重要的基礎(chǔ)作用。一個優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計，必須是在建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計基礎(chǔ)上完成。為此，要充分重視建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的重要性，在建筑抗震設(shè)計中更好地發(fā)揮建筑設(shè)計應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn):

[1]《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(CBJll-89)，中國建筑工業(yè)出版社，2005。

[2]包世華、方鄂華，《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》，清華大學(xué)出版社，2003。

篇(6)

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

一、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的分析

現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)形式主要是一個垂直于地面的豎向懸臂結(jié)構(gòu)。其建筑的垂直載荷主要使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個與地球引力相抗衡的軸心力；建筑的水平載荷使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩。從建筑結(jié)構(gòu)的受力特點進(jìn)行分析可以看出：當(dāng)建筑的垂直載荷方向保持不變時，隨著建筑高度的不斷增加僅僅會引起量的增加而已，而這時水平載荷的方向就可以來自四面八方；而當(dāng)建筑為平均分布載荷時，建筑的高度就和彎矩呈現(xiàn)出二次方的變化。

再從建筑的側(cè)移特點來看：建筑豎直方向載荷引起的建筑位移是比較小的，而水平方向的載荷作為平均分布的載荷時，建筑的高度就和其側(cè)移呈現(xiàn)出四次方的變化。由此可以得出，在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中，水平方向的載荷對建筑結(jié)構(gòu)的影響是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于垂直方向載荷對建筑結(jié)構(gòu)的影響的，所以在進(jìn)行高層混凝土建筑建設(shè)時，水平載荷是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要重點控制的影響因素，所以除了在保證高層建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平載荷產(chǎn)生的彎矩、剪力以及壓、拉應(yīng)力時，要具有較大的強度以外，還要保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，使得建筑隨著高度的不斷升高，所引起的側(cè)向變形能控制在結(jié)構(gòu)規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。

二、高層建筑抗震設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法

對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時，要從減小地震作用力的輸入和增強地震抵抗力兩個方面進(jìn)行考慮。下面將從五個方面進(jìn)行分析：盡可能減小地震作用能量的輸入，運用高延性設(shè)計、推廣消震和隔震措施的運用，注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，重視建筑材料的選擇，增多抗震防線的建設(shè)。將減小地震作用力和增強建筑的地震抵抗力二者結(jié)合起來，從兩方面入手，進(jìn)行建筑抗震的設(shè)計施工。

（一）減少地震發(fā)生時能量的輸入

在具體的設(shè)計中，積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方法，對具體的方案進(jìn)行定量分析，使結(jié)構(gòu)的變形彈性滿足預(yù)期地震作用力下的變形需求。對建筑構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗收的同時，還要控制建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移限值；并且更具建筑構(gòu)件的變形和建筑結(jié)構(gòu)的位移之間的關(guān)系，確定構(gòu)件的變形值；根據(jù)建筑界面的應(yīng)變分布以及大小，來確定建筑構(gòu)件的構(gòu)造需求。對于高層建筑來講，在堅固的場地上進(jìn)行建筑施工，可以有效減少地震發(fā)生作用時能量的輸入，從而減弱地震對高層建筑的破壞程度。

（二）運用高延性設(shè)計、推廣消震和隔震措施的運用

現(xiàn)在在我國，許多高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計時，多采用延性結(jié)構(gòu)，也就是適當(dāng)?shù)目刂平ㄖY(jié)構(gòu)的剛度，允許地震時結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)入到具有很大延性的塑性狀態(tài)，從而消耗地震作用時的能量，使地震反應(yīng)減小，減弱地震給高層建筑帶來的破壞和重大損失。如果某高層建筑的承載能力較小，但是具有較高的延性，那么在地震中它也不容易倒塌，因為延性構(gòu)件可以吸收較多的能量，經(jīng)受住很大的結(jié)構(gòu)變形。延性結(jié)構(gòu)的運用，在很多情況下是有效的，它可以消耗地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒。

進(jìn)入20 世紀(jì)以來，人們對建筑物抗振動能力的提高做出了巨大的努力，取得了顯著的成果，其中阻尼器的使用在高層建筑的抗震方面有很大的作用。通過對阻尼器的利用，進(jìn)行減震和能量的吸收，可以巧妙的避免或減弱地震對高層建筑的破壞作用。

（三）注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計

高層建筑抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)應(yīng)該得到人們的重視。我國150m 以上的建筑，采用的3 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。我國鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大，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。

我國傳統(tǒng)文化中“以柔克剛”具有價高的思想價值，可以指導(dǎo)很多實際問題。在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，可以從傳統(tǒng)的硬性為主的抗震模式向以柔性為主的抗震模式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)以柔克剛、剛?cè)嵯酀?jì)，有效地減弱地震作用過程中釋放的沖擊力。比如，在高層建筑的拱形結(jié)構(gòu)中有這樣一個例子：迪拜帆船酒店，外觀如同一張鼓滿了風(fēng)的帆，一共有56 層、321m高，就是運用拱結(jié)構(gòu)抗震減災(zāi)的很好的例子。

（四）重視建筑材料的選擇

在高層建筑的抗震方案設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)的材料選擇也非常重要。首先，我們可以對建筑材料的參數(shù)進(jìn)行抗震性能的分析，從整體上對材料的參數(shù)變異性進(jìn)行研究，而不能僅考慮建筑材料的承載力忽略其他因素。從抵抗地震的角度來講，就是要控制建筑結(jié)構(gòu)的延性需求，這就要求我們從高層建筑建設(shè)施工的各方面，來選擇符合抗震需求而且經(jīng)濟(jì)適用的建筑結(jié)構(gòu)材料。

（五）增多抗震防線的建設(shè)

高層建筑結(jié)構(gòu)防震可以設(shè)置多道抗震防線，增強對地震的抵抗力。高層建筑物設(shè)置多層的地震抵抗防線，第一道防線遭到破壞之后，有后備的第二道、第三道甚至更多的防線對地震的作用力進(jìn)行阻擋，避免高層建筑物的倒塌。高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抵抗地震設(shè)計時，可以采用具有多個肢節(jié)和壁式框架的“框架剪力墻”等防震結(jié)構(gòu)。

框架剪力墻具有性能較好的多道防線抗震結(jié)構(gòu)，其中的剪力墻是第一道抗震防線也的主要的抗側(cè)力構(gòu)件。所以，剪力墻要足夠多，保證它的承受能力較高，不小于高層建筑底部地震傾覆力矩的一半。同時，為承受剪力墻開裂后重分配的地震作用，任一層框架部分按框架和墻協(xié)同工作分配的地震剪力，不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的20%和框架各層地震剪力最大值的1.5倍兩者的較小值。剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻可以通過合理設(shè)置連梁（包括非建筑功能需要的開洞組成多肢聯(lián)肢墻，使其具有優(yōu)良的多道抗震防線性能。

三、高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)計算

目前國內(nèi)外在進(jìn)行高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的計算時，都開始廣泛的采用電腦軟件，特別是在面對一些比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)形式時，電腦軟件能對其提供巨大的幫助。在運用電腦軟件進(jìn)行建筑抗震結(jié)構(gòu)的計算時，要求建筑結(jié)構(gòu)的工程師必須具有清晰的結(jié)構(gòu)概念，能準(zhǔn)確在計算機(jī)上建立出反映工程實際情況的模型，還要能對其計算結(jié)果是否具有準(zhǔn)確性、合理性做出分析。

在利用計算機(jī)進(jìn)行對高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)計算時，要求計算機(jī)軟件的技術(shù)條件應(yīng)該符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并且在進(jìn)行特殊結(jié)構(gòu)處理計算時，還要闡明其內(nèi)容方面相關(guān)的科學(xué)依據(jù)。在面對復(fù)雜結(jié)構(gòu)下，多發(fā)地震災(zāi)害的建筑內(nèi)力和變形的分析時，至少要采用兩個不同的力學(xué)模型進(jìn)行研究計算，對計算出來的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、確認(rèn)無誤后，才能進(jìn)行相關(guān)建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計。

四、結(jié)束語

高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法和技術(shù)是不斷變化和進(jìn)步的，我們需要在具體的實踐中對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] 王榮書，高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計探析[J] 黑龍江科技信息，2010.

篇(7)

關(guān)鍵詞：超限高層；連體結(jié)構(gòu)；抗震計算分析；抗震構(gòu)造措施

中圖分類號：F765 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言：超限高層建筑工程是指超出國家現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程所規(guī)定的適用高度和適用結(jié)構(gòu)類型的高層建筑工程，體型特別不規(guī)則的高層建筑工程，以及有關(guān)政府管理機(jī)構(gòu)文件中規(guī)定應(yīng)進(jìn)行抗震專項審查的高層建筑工程。在超限高層建筑工程設(shè)計中，除應(yīng)遵守現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求外，還有以下特殊要求：①超限程度控制和結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計；②結(jié)構(gòu)抗震計算分析要求；③結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施要求；④地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計要求；⑤必要時應(yīng)包括結(jié)構(gòu)抗震試驗要求。本文主要介紹該項目地上建筑的

抗震計算分析及采用的抗震構(gòu)造措施。

1、工程概況

本工程地上高度117m（27層），總建筑面積11萬平米，包括地上東西兩個塔樓、二層裙房、地下兩層地下室。采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，東西兩個塔樓屋頂通過鋼桁架連接，計算中考慮鋼桁架樓面與兩座塔樓共同協(xié)調(diào)工作，以滿足抗震要求。連體結(jié)構(gòu)采用53～60米跨的單層7米高的鋼桁架，鋼桁架上為二層鋼結(jié)構(gòu)，桁架的一端伸入西塔一跨與剪力墻上升出的柱子剛性連接，另一端伸入東塔一跨與柱剛性連接。如圖1

圖1

超限抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析

1）結(jié)構(gòu)超限類別及程度

本結(jié)構(gòu)東西兩座塔樓的結(jié)構(gòu)體系都為框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，其樓面結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土現(xiàn)澆梁板體系。在兩座塔樓的24層用鋼結(jié)構(gòu)連接，其中24層和25層之間用鋼桁架連接?xùn)|西兩座塔樓，構(gòu)成一個復(fù)雜的高層連體結(jié)構(gòu)。連體跨度50～60m，屬于大跨度結(jié)構(gòu)。由于剪力墻偏置嚴(yán)重，位移比超過1.2，扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。

3）超限抗震設(shè)計的計算及分析

本結(jié)構(gòu)采用PKPM及ETABS進(jìn)行整體計算。

結(jié)構(gòu)振型周期如表1：

表1

最大位移角及扭轉(zhuǎn)位移比見表2：

表2

結(jié)構(gòu)剛度比見圖2

圖2

X方向在連體層剛度突變，形成薄弱層

抗剪承載力的比如圖3

圖3

該結(jié)構(gòu)由于連體結(jié)構(gòu)的存在導(dǎo)致在連體結(jié)構(gòu)層剛度突變，產(chǎn)生薄弱層。由于沒有主要的抗側(cè)力構(gòu)件轉(zhuǎn)換，抗剪承載力的變化更多受到混凝土等級和豎向構(gòu)件尺寸的影響，本層與上一層承載力的比值大于65％。

超限抗震設(shè)計的措施及對策

1）加強超限平面措施

通過連體與塔樓剛性連接，協(xié)同兩座塔樓共同運動；增加?xùn)|塔軸線CF、CG的剪力墻的厚度至1000mm，且貫穿上下；在開洞較大的樓層，樓板按彈性板計算與配筋；

2）加強超限豎向措施

在剛度變化的連體層，豎向構(gòu)件的混凝土等級由C60降至C45；連體層層高為7米，遠(yuǎn)超出連體下層4.05米的層高；在滿足強度及舒適度要求的前提下，減少連體桁架構(gòu)件尺寸，尤其是斜腹桿尺寸以降低其對層間抗剪能力的貢獻(xiàn)；減少柱在連體層以上尺寸，平均縮小100~200mm邊長；在連體結(jié)構(gòu)上部層加大框架梁及連梁的尺寸；在西塔部分與桁架相連的剪力墻開洞；提高連體下層剪力墻水平分布鋼筋配筋率至1.0%，提高連體下層柱體積配箍率至1.2%。突出屋面的小塔樓，放大地震力至原有地震力的3倍。以上措施目的是削弱樓層剛度的突變和抗剪承載力的突變。

3）加強超限連體措施

現(xiàn)澆混凝土樓板通過剪力栓釘與樓面的鋼梁協(xié)同作用；樓板按彈性板計算結(jié)果加大厚度至180，并增加局部受拉區(qū)配筋率至全截面3%；預(yù)留樓板后澆帶以部分抵消重力荷載的應(yīng)力影響；桁架預(yù)設(shè)起拱，平衡恒載的撓度；樓面加設(shè)水平支撐；連體伸入東、西塔樓一跨與塔樓豎向構(gòu)件剛性連接；在滿足強度和舒適性要求的前提下，優(yōu)化桿件尺寸，弱化剛度，以減少地震的沖擊荷載；連體與塔樓相連的豎向桿件內(nèi)埋設(shè)的型鋼向上下各延伸一層。

4）加強超限多塔措施

通過上述對連體結(jié)構(gòu)采取的措施，保證連體結(jié)構(gòu)的可靠性，使兩個塔樓始終保持協(xié)調(diào)工作；解決了由于單個塔樓的剪力墻偏置導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。