發(fā)布時(shí)間：2023-08-30 16:36:40
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；措施
1高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的布置原則
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)體系確定后，結(jié)構(gòu)總體布置應(yīng)當(dāng)密切結(jié)合建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行，使建筑物具有良好的造型和合理的傳力路線。因此，結(jié)構(gòu)體系受力性能與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)能否做到先進(jìn)合理，與結(jié)構(gòu)布置密切相關(guān)。
一個(gè)先進(jìn)而合理的設(shè)計(jì)，不能僅依靠力學(xué)分析來(lái)解決。因?yàn)閷?duì)于較復(fù)雜的高層建筑，某些部位無(wú)法用解析方法精確計(jì)算。因此，還要正確運(yùn)用“概念設(shè)計(jì)”?！案拍钤O(shè)計(jì)”是指對(duì)一些難以做出精確計(jì)算分析，或在某些規(guī)程中難以具體規(guī)定的問(wèn)題，應(yīng)該由設(shè)計(jì)人員運(yùn)用概念進(jìn)行判斷和分析，以便采取相應(yīng)的措施，做到比較合理地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。以下論述的諸方面均須用概念設(shè)計(jì)的方法加以正確處理。
1.1結(jié)構(gòu)平面布置
高層建筑的開間、進(jìn)深尺寸和選用的構(gòu)件類型應(yīng)符合建筑模數(shù)，以利于建筑工業(yè)化。在一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度均勻?qū)ΨQ。需要抗震設(shè)防的高層建筑，其平面布置應(yīng)符合下列要求：
1）平面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、減少偏心。
2）平面長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，突出部分長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，值宜滿足有關(guān)要求。
3）不宜采用角部重疊的平面圖形或細(xì)腰形平面圖形。
1.2結(jié)構(gòu)豎向布置
高層建筑的高寬比不宜過(guò)大，一般將高寬比控制在5～6以下，當(dāng)設(shè)防烈度在8度以上時(shí)，限制應(yīng)更嚴(yán)格一些。高層建筑的豎向體型宜規(guī)則、均勻，避免有過(guò)大的外挑和內(nèi)收。
1.3變形縫的設(shè)置
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為防止結(jié)構(gòu)因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫，常隔一定距離設(shè)置溫度伸縮縫；在高層部分和低層部分之間，由于沉降不同設(shè)置沉降縫；在地震區(qū)，建筑物各部分層數(shù)、質(zhì)量、剛度差異過(guò)大或有錯(cuò)層時(shí)，設(shè)置防震縫。溫度縫、沉降縫和防震縫將高層建筑劃分為若干個(gè)結(jié)構(gòu)獨(dú)立的部分，成為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元。在高層建筑里，應(yīng)盡量少設(shè)置變形縫，當(dāng)不可避免地需要設(shè)置變形縫時(shí)，應(yīng)確保各單元間的變形縫有足夠的寬度。
2高層建筑抗震設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題
2.1 缺乏巖土工程勘察資料或資料不全。有的在擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段還缺建筑場(chǎng)地巖土工程的勘察資料，有的在擴(kuò)初設(shè)計(jì)會(huì)審之后就直接進(jìn)入了施工圖設(shè)計(jì)，有的在規(guī)劃設(shè)計(jì)或方案設(shè)計(jì)會(huì)審后就直接進(jìn)入了施工圖設(shè)計(jì)。無(wú)巖土工程勘察資料，設(shè)計(jì)缺少了必要的依據(jù)。
2.2抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)掌握不當(dāng)。有一些項(xiàng)目擅自提高了設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，按照《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)（GB 50223-95）》劃分應(yīng)屬六度設(shè)防的，但設(shè)計(jì)中提高了一度按七度設(shè)防，提高了建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)增加工程投資；有的項(xiàng)目嚴(yán)格應(yīng)按七度采取抗震措施的，但設(shè)計(jì)中又按六度設(shè)防，減低了抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，不利抗震。
2.3結(jié)構(gòu)的平面布置。外形不規(guī)則、不對(duì)稱、凹凸變化尺度大、形心質(zhì)心偏心大，同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度不均勻不對(duì)稱，平面長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)等。
2.4結(jié)構(gòu)的豎向布置。在高層建筑中，豎向體型有過(guò)大的外挑和內(nèi)收，立面收進(jìn)部分的尺寸比值B1/B不滿足≥0.75的要求。
2.5框架結(jié)構(gòu)砌體填充墻抗震構(gòu)造措施不到位。砌體護(hù)墻砌筑在框架柱外又沒(méi)有設(shè)置抗震構(gòu)造柱，框架間砌體填充墻高度長(zhǎng)度超過(guò)規(guī)范規(guī)定要求又沒(méi)有采取相應(yīng)構(gòu)造措施。
2.6抗震構(gòu)造柱布置不當(dāng)。如外墻轉(zhuǎn)角處，大廳四角未設(shè)構(gòu)造柱或構(gòu)造柱不成對(duì)設(shè)置；以構(gòu)造柱代替磚墻承重；山墻與縱墻交接處不設(shè)抗震構(gòu)造柱；過(guò)多設(shè)置抗震構(gòu)造柱等。
2.7結(jié)構(gòu)其他問(wèn)題。有的底層無(wú)橫向落地抗震墻，全部為框支或落地墻間距超長(zhǎng)；有的僅北側(cè)縱墻落地，南側(cè)全為柱子，造成南北剛度不均；有的底層作汽車庫(kù)，設(shè)計(jì)時(shí)橫墻都落地，但縱墻不落地，變成了縱向框支；還有的底框和內(nèi)框砌體住宅采用大空間靈活隔斷設(shè)計(jì)，其中幾乎很少有縱墻。
3加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本措施
3.1場(chǎng)地和地基的選擇
選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程需要，掌握地震活動(dòng)情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料，對(duì)抗震有利、不利和危險(xiǎn)地段作出綜合評(píng)價(jià)。對(duì)不利地段，應(yīng)提出避開要求；當(dāng)無(wú)法避開時(shí)應(yīng)采取有效措施；選擇地基時(shí)，一般而言，巖石、半巖石和密實(shí)的地基土對(duì)房屋抗震最有利，是最好的建筑場(chǎng)地；而松軟的，軟弱粘性土等，尤其是易發(fā)生砂土液化的地區(qū)，都對(duì)房屋的抗震不利。同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基上；同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基不采用樁基。
3.2建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻。平面宜為矩形，方形、圓形等規(guī)則的平面，因?yàn)樾螤钜?guī)整，地震時(shí)能整體協(xié)調(diào)一致，并可以使結(jié)構(gòu)處理簡(jiǎn)化。否則當(dāng)平面為L(zhǎng)、T形時(shí)，形狀凸出凹進(jìn)，結(jié)構(gòu)的質(zhì)心和剛心不重和，地震是轉(zhuǎn)角應(yīng)力集中，扭轉(zhuǎn)震動(dòng)明顯，導(dǎo)致遠(yuǎn)離剛心的剛度較小的構(gòu)件，側(cè)移量加大，所分擔(dān)的水平地震力與顯著增大，很容易發(fā)生破壞，甚至導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)因一側(cè)結(jié)構(gòu)失效而倒塌。豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。如果豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，其薄弱層的地震剪力應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)，應(yīng)按規(guī)范有關(guān)規(guī)定進(jìn)行彈塑性變形分析。
3.3建筑結(jié)構(gòu)材料的選取
在高層建筑結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)材料的選取是很重要的。從抗震角度設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)體系的抗震等級(jí)，其實(shí)質(zhì)就是在宏觀上控制不同結(jié)構(gòu)的延性要求，例普通鋼筋宜選用延性、韌性和可焊性較好的鋼筋；普通鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)，縱向受力鋼筋宜選用HRB400級(jí)和HRB500級(jí)熱軋鋼筋，箍筋宜選用HRB335、HRB400和HPB300級(jí)熱軋鋼筋。這要求我們應(yīng)根據(jù)建設(shè)工程的各方面條件，選用既符合抗震要求又經(jīng)濟(jì)實(shí)用的結(jié)構(gòu)類別，按此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，使用不同材料的幾重結(jié)構(gòu)類型，依其抗震延性性能優(yōu)劣的順序是：鋼結(jié)構(gòu)，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配筋砌體結(jié)構(gòu)。
3.4隔震和消能減震設(shè)計(jì)
隔震和消能減震設(shè)計(jì)，應(yīng)主要用于使用功能有特殊要求的建筑，對(duì)于高層建筑，選擇堅(jiān)硬的場(chǎng)地土建造高層建筑，可以明顯減少地震能量輸入減輕破壞程度。錯(cuò)開地震動(dòng)卓越周期，可防止共振破壞。隔震設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)預(yù)期的水平減震系數(shù)和位移控制要求，選擇適的隔震支座及為抵抗地基微震動(dòng)與風(fēng)荷載提供初剛度的部件組成的隔震層。提高結(jié)構(gòu)阻尼，采用高延性構(gòu)件，能夠提高結(jié)構(gòu)的耗能能力，減輕地震作用，減小樓層地震剪力。
3.5抗側(cè)力體系的優(yōu)化
對(duì)一般性構(gòu)造的高樓，剛比柔好，采用剛性結(jié)構(gòu)方案的高樓，不僅主體結(jié)構(gòu)破壞輕，而且由于地震時(shí)的結(jié)構(gòu)變形小，隔墻，圍護(hù)墻等非結(jié)構(gòu)部件將得到保護(hù)，破壞也會(huì)減輕。提高結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)，在地震時(shí)能夠出現(xiàn)的塑性鉸就多，能耗散的地震能量也就越多，結(jié)構(gòu)就愈能經(jīng)受住較強(qiáng)地震而不倒塌。改善結(jié)構(gòu)屈服機(jī)制，使結(jié)構(gòu)破壞十按照整體屈服機(jī)制進(jìn)行，而不是樓層屈服機(jī)制。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)遵循強(qiáng)節(jié)弱桿、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)壓弱拉的原則。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該選定構(gòu)件中軸力小的水平桿件，作為主要耗能桿件，并盡可能使其發(fā)生彎曲耗能。從而使整個(gè)構(gòu)件具備較大的延性和耗能能力。
3.6常用的加固設(shè)計(jì)
針對(duì)抗震鑒定結(jié)論，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)不同體系及不同特點(diǎn)，在抗震加固時(shí)宜從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮具體的加固方法：對(duì)了原有結(jié)構(gòu)體系存在明顯不合理的情況，條件許可時(shí)可采用增設(shè)構(gòu)件的方法予以改善，否則采取能同時(shí)提高承載力和變形能力的方法，使整體抗震能力滿足要求；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；對(duì)了結(jié)構(gòu)的整體性連接不符合抗震要求的情況，可以以提高變形能力為思路；對(duì)于局部構(gòu)造不符合要求時(shí)，可進(jìn)行局部處理或改變傳力途徑，使地震作用由增設(shè)的構(gòu)件承擔(dān)，從而保護(hù)局部薄弱構(gòu)件；對(duì)于次要的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不符合抗震要求的情況，可僅對(duì)可能倒塌傷人的部位加以處理。
3.7控制結(jié)構(gòu)變形
地震時(shí)建筑物的破壞程度，主要取決于主體結(jié)構(gòu)變形的大小。水平地震作用下高層結(jié)構(gòu)各樓層的側(cè)移，包含四種成分：整體剪切變形，整體彎曲變形，整體平移，整體轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)不同的結(jié)構(gòu)應(yīng)采取針對(duì)性的措施，控制結(jié)構(gòu)的變形。結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)和震害調(diào)查表明，采用層間側(cè)移角度來(lái)評(píng)估結(jié)構(gòu)的損壞程度是比較合理的，《抗震規(guī)范》對(duì)高層結(jié)構(gòu)不同水準(zhǔn)下的層間側(cè)移角限值作出了規(guī)定。減小結(jié)構(gòu)側(cè)移的途徑主要有：減小框架的柱距和梁距，采用彎-剪雙重抗側(cè)力體系，設(shè)置剛臂，豎向支撐的交錯(cuò)布置，變平面構(gòu)件為立體構(gòu)件，圍護(hù)結(jié)構(gòu)參與抗震，傾斜立面的利用，扭轉(zhuǎn)體型的應(yīng)用，雙曲線圓筒的應(yīng)用，加大房屋等有效寬度。
3.8減輕房屋自重
在高層地上部分的總重之中，各層樓蓋的自重越占40%左右，所以可通過(guò)采用密肋樓板、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)離平板，預(yù)制多孔板，現(xiàn)澆多孔板、應(yīng)用防火隔熱涂料等方法減輕樓板重量。鋼筋混凝土墻體較多的高層結(jié)構(gòu)中，應(yīng)在滿足承載力要求的前提下，適當(dāng)減薄墻體。使用高強(qiáng)混凝土、輕骨料混凝土、加氣混凝土、輕型隔墻、輕型圍護(hù)墻等措施也是減輕房屋自重的有效途徑。
4結(jié)語(yǔ)
未來(lái)，隨著城市人口的逐漸增多，建筑用地的日益減少，城市高層建筑必定會(huì)成為人們最佳選擇。而保證高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性、特別是要保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震強(qiáng)度是十分重要的。而高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)就逐漸成為建筑工程設(shè)計(jì)的重中之重。加強(qiáng)高層建筑的抗震設(shè)計(jì)的理念和實(shí)踐的創(chuàng)新，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)之一，也是促使高層建筑物持續(xù)發(fā)展的重要條件。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳維東.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及其對(duì)策[J]. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè). 2009（05）
關(guān)鍵詞：高層建筑 轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu) 抗震 設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、問(wèn)題的提出
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)房屋建筑使用功能的要求越來(lái)越高，立面體型變化多樣化，豎向構(gòu)件上部與下部不能貫通，例如酒店、公寓、高層住宅底部設(shè)有局部大空間門廳，甚至底部幾層作為商業(yè)用途而全部采用較大柱網(wǎng)的大空間。上述要求與結(jié)構(gòu)的合理、自然布置趨勢(shì)正好相反，由于高層建筑結(jié)構(gòu)下部樓層受力很大，上部樓層受力較小，正常布置時(shí)下部剛度大、墻多、柱網(wǎng)密，到上部墻少、柱網(wǎng)稀疏，結(jié)構(gòu)的正常布置與建筑功能之間就產(chǎn)生了矛盾。為了解決這種矛盾，就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層。
二、高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的形式
帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)主要?dú)w納為兩大類，一類是其主體結(jié)構(gòu)由上部剪力墻結(jié)構(gòu)與下部筒體框架結(jié)構(gòu)或框架剪力墻結(jié)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)換層組成；另一類是其主體結(jié)構(gòu)由上部小柱網(wǎng)框架、筒體、剪力墻結(jié)構(gòu)與下部大柱網(wǎng)框架、筒體、剪力墻結(jié)構(gòu)通過(guò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層組成。而結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的類型又可分為兩類：一類是梁式轉(zhuǎn)換，包括梁、桁架、空腹桁架、箱型結(jié)構(gòu)、斜撐等，另一類是板式轉(zhuǎn)換，一般是由一塊整體澆注的厚平板組成。除此之外，近年又出現(xiàn)許多新的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式，如搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、寬扁梁轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、斜撐轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。
梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，由于其受力、傳力比較直接，且還可提供一定的建筑設(shè)備利用的空間，因而是目前得到最廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式；板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，受力、傳力比較復(fù)雜、不夠明確，板內(nèi)應(yīng)力分布復(fù)雜，而且經(jīng)濟(jì)性較差，所以此結(jié)構(gòu)形式較少被采用。
三、震害實(shí)例[1]
A．美國(guó)橄欖景醫(yī)院主樓（1971年2月9日美國(guó)加利福尼亞州圣費(fèi)南多發(fā)生里氏6.4級(jí)地震），震害如下：
震害分析：1~2層為框架，2層有較多的磚填充墻，3層 以上為框架—抗震墻，上剛下柔，上下部的剛度相差懸殊，建筑上部3~6層的剛度比下部1~2層的大10倍以上，底部?jī)蓪釉诘卣鸷笃茐膰?yán)重，平均殘余側(cè)移達(dá)380mm，最大為710mm。
B．帝國(guó)縣行政辦公大樓（ICSB大樓）（1979年10月15日美國(guó)加利福利亞El Centro發(fā)生里氏6.4級(jí)地震），該建筑平面布置如下
ICSB大樓平面
（a）首層平面（b）2~5層平面
震害如下：一層G軸4根柱嚴(yán)重破壞，柱下端混凝土壓碎，主筋呈燈籠狀外鼓，外端兩根柱的破壞比中間兩根柱嚴(yán)重，剪力墻和樓板沒(méi)有明顯的剪切破壞。
震害分析：該建筑表面看似簡(jiǎn)單、規(guī)則，但第一層剪力墻的布置是不對(duì)稱的，且2~6層?xùn)|西兩側(cè)的剪力墻在第一層中斷，設(shè)計(jì)者為了改善首層的剛度和承載能力，在第一層增設(shè)了4片剪力墻，通過(guò)這樣，2~6層的絕大部分剪力和傾覆力矩由東、西兩側(cè)剪力墻承擔(dān)，到了第一層需通過(guò)第二層樓板將剪力墻的剪力傳遞到中間4片短剪力墻；由于這4片剪力墻的布置不對(duì)稱，東側(cè)第一層的4根柱由于到剛度中心的距離最遠(yuǎn)，必將承受一定的剪力，所以東側(cè)框支柱在地震中破壞嚴(yán)重，而西側(cè)框支柱由于離剛度中心較近，承受的地震剪力較小而無(wú)明顯破壞。
C．日本神戶A公寓（1995年日本阪神大地震），震害如下：
震害分析：該建筑西樓框支層（1~3層）的層剛度與上部樓層（4~10層）相比，不但沒(méi)有減弱，還大于上部樓層剛度，但框支層剪力墻布置嚴(yán)重偏心，西樓西部有相當(dāng)多的落地剪力墻，但1~3層的東側(cè)布置了5片框支墻，使框支層（1~3層）與上部剛度偏心率很大，地震中扭轉(zhuǎn)效應(yīng)大，加劇了原本薄弱的框支柱的破壞，框支柱的破壞嚴(yán)重，出現(xiàn)東側(cè)第3層倒塌破壞的結(jié)果。
D.日本FY大樓（1995年日本阪神大地震），震害如下：
FY大樓A軸1層南側(cè)邊柱上端破壞FY大樓A軸1層北側(cè)邊柱腳破壞
震害分析：1）、該建筑沿東西向?qū)訑?shù)不同，東側(cè)僅3層，西側(cè)7層，地震作用下，使得西側(cè)的扭轉(zhuǎn)影響較大，加劇了西側(cè)框支柱的漂亮；2）、地震作用下，上部剪力墻的傾覆力矩使1、2層的框支柱產(chǎn)生較大的軸向拉、壓力，上部剪力墻的剪力不能全部傳遞到落地剪力墻上，使框支柱承受一部分剪力，7層部分的西側(cè)框支柱軸力最大，破壞也最嚴(yán)重。
轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)地震破壞的例子很多，這里只對(duì)以上幾種典型的情況做了簡(jiǎn)要介紹，目的是為了使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師加深對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，尤其是高層轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和理解，并在設(shè)計(jì)中引起足夠的重視。
四、高層結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
（1）帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)由于上、下層豎向構(gòu)件不連續(xù)，結(jié)構(gòu)豎向剛度發(fā)生變化轉(zhuǎn)換層上下樓層構(gòu)件內(nèi)力、位移發(fā)生突變，對(duì)抗震不利。研究表明，影響帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的主要因素為：1）轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度---轉(zhuǎn)換層位置越高，轉(zhuǎn)換層上下層間位移角包絡(luò)及剪力分配和傳力途徑突變?cè)矫黠@，轉(zhuǎn)換層下部的框支框架越易開裂和屈服；2）轉(zhuǎn)換層上下樓層剛度---轉(zhuǎn)換層上下樓層的剪切剛度宜盡量接近；對(duì)轉(zhuǎn)換位置較低的結(jié)構(gòu)，控制側(cè)向剛度比可以控制轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角及內(nèi)力突變；對(duì)轉(zhuǎn)換位置較高的結(jié)構(gòu)，還應(yīng)控制轉(zhuǎn)換層上下部結(jié)構(gòu)的等效剛度比。
（2）轉(zhuǎn)換構(gòu)件除滿足剛度、強(qiáng)度、延性的要求外，還要注意保證轉(zhuǎn)換層樓蓋的整體剛度。一般而言，轉(zhuǎn)換層樓蓋受力較大，除協(xié)助轉(zhuǎn)換梁工作外，樓蓋還要承受上部結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件傳來(lái)的水平力傳遞到下部豎向構(gòu)件上去。震害表明，轉(zhuǎn)換構(gòu)件的剛度較弱，樓蓋的剛度和抗剪承載力較弱，使樓蓋破壞嚴(yán)重、轉(zhuǎn)換構(gòu)件上部的剪力墻、柱破壞嚴(yán)重。
（3）落地剪力墻與框支柱的布置宜均勻、對(duì)稱，結(jié)構(gòu)剛度偏心不宜過(guò)大，以免地震中由于扭轉(zhuǎn)效應(yīng)使框支柱嚴(yán)重破壞?？蛑е脑O(shè)計(jì)還要注意上部墻體地震傾覆力矩產(chǎn)生的框支柱軸向拉、壓力的影響，尤其是單跨框支框架，軸向拉、壓力往往會(huì)成為框支柱破壞的主要原因，抗震設(shè)計(jì)一般不宜采用單跨框支框架。
（4）抗震設(shè)計(jì)中需要加強(qiáng)的部位應(yīng)包括底部及轉(zhuǎn)換層以上1~2層的樓板、剪力墻和柱。結(jié)構(gòu)的延性耗能機(jī)制宜呈現(xiàn)在加強(qiáng)部位以上的結(jié)構(gòu)中
五、高層轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則
盡管高層結(jié)構(gòu)本身有一些抗震不利的因素，但是只要能合理設(shè)計(jì)，把握好幾個(gè)原則，還是能達(dá)到比較滿意的抗震效果的，下面對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則做如下總結(jié)。
盡量減少轉(zhuǎn)換
在可能的情況下盡量減少主體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，核心筒、剪力墻、框架柱等豎向主體構(gòu)件應(yīng)盡量落地，以滿足受力直接，剛度連續(xù)，既經(jīng)濟(jì)又合理。
使傳力直接
在可能情況下注意主體結(jié)構(gòu)上部和下部豎向構(gòu)件的協(xié)調(diào)對(duì)應(yīng)關(guān)系，使轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)盡可能處于傳力比較直接。上部剪力墻宜盡可能采用大開間剪力墻結(jié)構(gòu)，既容易滿足上下部剛度比的要求，又便于下部大開間框支柱、轉(zhuǎn)換梁的布置；上部小柱網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，宜盡量使其柱網(wǎng)與下部大柱網(wǎng)的軸線有較好的對(duì)應(yīng)插入關(guān)系，以使轉(zhuǎn)換梁的布置比較合理明確?？傊瑧?yīng)盡量避免多級(jí)轉(zhuǎn)換梁轉(zhuǎn)換，慎重采用傳力復(fù)雜、抗震不利的板式轉(zhuǎn)換。如上下柱網(wǎng)確實(shí)無(wú)法對(duì)齊時(shí)，盡量采用箱型轉(zhuǎn)換。
強(qiáng)化下部、弱化上部
對(duì)于上部剪力墻下部筒體框架、剪力墻框架的結(jié)構(gòu)，要注意適當(dāng)增強(qiáng)下部筒體、剪力墻，適當(dāng)減弱上部剪力墻，以使轉(zhuǎn)換層上下部分主體結(jié)構(gòu)間剪切剛度比盡量接近，且不大于2。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)上部小柱網(wǎng)，下部大柱網(wǎng)時(shí)，要注意上部框架梁截面適當(dāng)減弱，下部框架梁截面適當(dāng)加強(qiáng)，從而可以做到上下部的層間剛度比接近。
加強(qiáng)下部結(jié)構(gòu)的措施：加大筒體及落地墻厚度、提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)、必要時(shí)可在房屋周邊增加部分剪力墻、壁式框架或樓梯間筒體，提高抗震能力。
弱化上部結(jié)構(gòu)的措施：不落地剪力墻開洞、開口、減小墻體厚度等。
優(yōu)化轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)
抗震設(shè)計(jì)時(shí)，卻因建筑功能需要采用高位轉(zhuǎn)換時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先選擇地震作用下、不致引起框支柱柱頂彎矩過(guò)大、柱剪力過(guò)大的結(jié)構(gòu)形式，如斜腹桿桁架、空腹桁架和扁梁等，同時(shí)要注意需滿足重力荷載作用下承載力、剛度的要求。
計(jì)算細(xì)致全面
帶轉(zhuǎn)換層的高層結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)換層及其上下幾層的主體結(jié)構(gòu)筒、墻、框架中應(yīng)力比較集中、復(fù)雜，除滿足結(jié)構(gòu)的整體分析外，還應(yīng)輔以該部分結(jié)構(gòu)的有限元分析，取轉(zhuǎn)換以上至少兩層結(jié)構(gòu)進(jìn)入局部計(jì)算模型，并注意模型邊界條件符合實(shí)際情況。整體結(jié)構(gòu)計(jì)算需采取兩個(gè)以上不同力學(xué)模型的程序進(jìn)行抗震計(jì)算，還應(yīng)進(jìn)行彈性時(shí)程分析計(jì)算并宜采用彈塑性時(shí)程分析進(jìn)行校核.
六、結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的形式做了簡(jiǎn)要介紹，并通過(guò)幾個(gè)較典型的震害實(shí)例對(duì)高層結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，最后總結(jié)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的原則，希望本文對(duì)初次做轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程師們有一定的指導(dǎo)作用。
[1]徐培福，復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005（2）
[2]李國(guó)勝，多高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)和實(shí)例，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010（6）
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)高層多地震抗震設(shè)計(jì)
Abstract: with the development of society and the rapid development of science and technology, building structure to gradually complicated, the high-level structure of the high-end forward, the our country is a earthquake country, therefore, the seismic design of high-rise buildings will face more severe challenges.
Keywords: building structure high-level earthquake seismic design
中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
本文從當(dāng)前我國(guó)高層建筑在抗震設(shè)計(jì)方面存在的問(wèn)題出發(fā)，詳細(xì)闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，以期提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而最大程度的保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
一、當(dāng)前我國(guó)高層建筑在抗震設(shè)計(jì)方面存在的問(wèn)題
1、建筑高度方面的問(wèn)題
伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的快速提高，施工技術(shù)水平也迅速增長(zhǎng)，與之相適應(yīng)的還有對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的科研水平，依據(jù)我國(guó)當(dāng)前的高層建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)定，在一定的結(jié)構(gòu)模式下，高層建筑必然有一個(gè)非常合適的高度，但是，在實(shí)際施工過(guò)程中，有相當(dāng)多的高層建筑都超出了這一合適的高度值，建筑物的高度增加，會(huì)使得許多因素超出先行規(guī)范的規(guī)定，例如材料性能、延性要求等都會(huì)發(fā)生變化。
在地震的作用下，很有可能使得結(jié)構(gòu)發(fā)生變形甚至是破壞。
2、建筑結(jié)構(gòu)體系問(wèn)題
在地震發(fā)生較為頻繁的地區(qū)，建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。
在我國(guó)，高層建筑主要有三種不同的結(jié)構(gòu)體系：（1）框架結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)主要是通過(guò)量、柱等構(gòu)件在節(jié)點(diǎn)處的連接而形成的一種承載結(jié)構(gòu)。這種承載結(jié)構(gòu)在建筑平面布局方面具有較大的靈活性，但是伴隨著建筑結(jié)構(gòu)越來(lái)越高，框架結(jié)構(gòu)底部梁、柱等構(gòu)件在水平載荷的作用下剪力和彎矩都大幅的增加，從而使得配筋量也隨之而增長(zhǎng)，這會(huì)給建筑平面布局和施工帶來(lái)很大的影響，所以框架結(jié)構(gòu)受到建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)的限制。（2）剪力墻結(jié)構(gòu)。在鋼混結(jié)構(gòu)中一般會(huì)采用剪力墻承重，剪力墻承重就是將鋼混墻板替代框架結(jié)構(gòu)中的梁、柱等承重構(gòu)件，剪力墻承載所有的水平載荷和豎向荷載，如重力載荷、風(fēng)載荷以及地震載荷等，此時(shí)，剪力墻的就猶如是一根懸臂深梁，底端嵌固，在水平和豎向荷載作用下，所產(chǎn)生的彎曲和剪切變形構(gòu)成水平位移，相對(duì)于框架結(jié)構(gòu)來(lái)講，空間和水平位移小，抗震性能好，但是混凝土的用量很多，導(dǎo)致自重比較大，房間格局不能隨意改變。（3）框剪結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)結(jié)合了框架以及剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，在布置和使用空間上比較靈活，同時(shí)抗震性能較高，剛度比較大，因此應(yīng)用非常廣泛。
3、軸壓比問(wèn)題
在當(dāng)前的高層建筑中，為了達(dá)到控制軸壓比的目的而使得柱的截面尺寸偏大，而控制軸壓比是為了讓柱在大偏壓的情況，避免鋼筋在沒(méi)有達(dá)到屈服極限時(shí)混凝土遭到破壞，建筑結(jié)構(gòu)的延性與柱的塑性變形能力關(guān)聯(lián)很大，柱的塑性變形能力越大，則建筑結(jié)構(gòu)的延性就越好，一旦發(fā)生地震，吸收和耗散的地震能力少，則建筑結(jié)構(gòu)就很容易遭到破壞。如果梁的延性比較好，那么柱達(dá)到屈服極限的可能性也會(huì)相應(yīng)降低，而軸壓比的限制也可以相應(yīng)的放松。當(dāng)前有一些學(xué)者認(rèn)為在現(xiàn)行抗震條件下最后采用比較高的軸壓比，實(shí)際上，在軸壓比稍微增大的情況下，柱斷面的大小變化不會(huì)很明顯。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)
1、抗震設(shè)計(jì)原則
一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該按照以下原則進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)計(jì)算：（1）在高層建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向，最后分別進(jìn)行水平地震作用下的抗震計(jì)算，不同方向下的水平地震作用由各方向抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行承擔(dān)。（2）在建筑結(jié)構(gòu)中若有斜交角度大于15℃的抗側(cè)力構(gòu)件，最好對(duì)各個(gè)抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用分別進(jìn)行考慮。（3）如果建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度不對(duì)稱、不均勻，那么必須對(duì)水平地震影響下的扭轉(zhuǎn)作用以及雙向水平地震作用進(jìn)行考慮。
2、抗震設(shè)計(jì)計(jì)算方法
當(dāng)前，對(duì)于高層建筑的抗震設(shè)計(jì)主要采用以下幾種方法：
（1）底部剪力法。當(dāng)建筑物高度小于四十米，且質(zhì)量、剛度分布均勻、以剪切變形為主時(shí)，采用底部剪力法進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)計(jì)算。此種方法是將地震作用看作是等效靜載荷，從而計(jì)算出結(jié)構(gòu)的最強(qiáng)地震反應(yīng)。
（2）振型分解反應(yīng)譜法。主要是利用振型分解以及反應(yīng)譜理論計(jì)算結(jié)構(gòu)的最強(qiáng)地震反應(yīng)。
（3）時(shí)程分析法。這種方法主要是通過(guò)選定一定的地震波，對(duì)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平衡微分方程進(jìn)行數(shù)值積分，從而得到在整個(gè)地震時(shí)程區(qū)域內(nèi)的地震反應(yīng)。
對(duì)彈性時(shí)程進(jìn)行分析時(shí)，每一條時(shí)程曲線所計(jì)算出的結(jié)構(gòu)底部剪力都必須大于按照振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算所得結(jié)果的60%，否則，要提高地震波加速峰值。
3、抗震設(shè)計(jì)時(shí)重力載荷的考慮
結(jié)構(gòu)的重力載荷包括自重和可變載荷這兩種，可變載荷的變動(dòng)較大，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，可變載荷不一定到底我國(guó)載荷規(guī)范規(guī)定的可變載荷標(biāo)準(zhǔn)值，一般都會(huì)比標(biāo)準(zhǔn)值小，因此，重力載荷的代表值可對(duì)可變載荷進(jìn)行折減，計(jì)算時(shí)可按下列公式：
式中：為重力載荷代表值，為自重標(biāo)準(zhǔn)值，為可變載荷組合值系數(shù)，為可變載荷標(biāo)準(zhǔn)值，其中，按照下表進(jìn)行取值：
在多遇地震情況下，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行允許彈性變形驗(yàn)算，從而避免非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，，其中，為多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的樓層間的彈性位移，h為層高，為層間彈性位移角值，主要按照下表進(jìn)行取值，
參考文獻(xiàn)：
[1]陳維東．高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及其對(duì)策［J］．中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)．2009(05)．
[2]李志勇，高曉靜．淺談抗震概念與高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］．城市建設(shè)，2011(03)．
[3]和佳一.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，(12).
【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)抗震；抗震防線；消能減震
一、地震對(duì)高層建筑的作用影響分析
（一）對(duì)高層建筑構(gòu)件形式方面
1、在高層建筑的框架結(jié)構(gòu)中，通常地震對(duì)板和梁的破壞程度輕于柱；
2、地震作用經(jīng)常在多肢剪力墻（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）的窗下引起交叉斜向的裂縫；
3、如果混凝土柱配置螺旋箍筋，即使地震引起較大的層間位移，對(duì)柱以及核心混凝土作用并不明顯；
4、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，如長(zhǎng)、短柱并用于同一樓層，長(zhǎng)柱受損害較輕。
（二）對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)體系方面
1、對(duì)于鋼筋混凝土柱、板體系的高層建筑，各層樓板因樓層柱腳破壞或者側(cè)移過(guò)大以及樓板沖切等因素而在地面墜落重疊；
2、對(duì)于“填墻框架”體系的高層建筑，由于受窗下墻的約束，因而容易發(fā)生外墻框架柱在窗洞處短柱型剪切現(xiàn)象；
3、對(duì)于“填墻框架”體系的高層建筑，地震對(duì)采用敞開式框架間未砌磚墻的底層破壞嚴(yán)重；
4、對(duì)于框架-抗震墻體系的高層建筑，地震損害不大；
5、對(duì)于“底框結(jié)構(gòu)”體系的高層建筑，地震嚴(yán)重破壞剛度柔弱的底層。
（三）對(duì)高層建筑地基方面
1、如果地基自振周期與高層建筑結(jié)構(gòu)的基本周期相同或相近，地震作用因共振效應(yīng)而增加；
2、如果高層建筑處在危險(xiǎn)和地形不利的區(qū)域，則容易使高層建筑因地基破壞而受損；
3、地基處地質(zhì)不均勻，在地震作用下容易使上部結(jié)構(gòu)傾斜甚至倒塌；
4、若高層建筑的地基處有較厚的軟弱沖積土層，則地震作用對(duì)高層建筑的損害顯著增大。
（四）對(duì)高層建筑剛度分布方面
1、對(duì)于采用L形以及三角形等平面不對(duì)稱的高層建筑，地震作用能夠使建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，因而損害現(xiàn)象嚴(yán)重；
2、對(duì)于采用矩形平面布置的高層建筑結(jié)構(gòu)，如果該建筑的抗側(cè)力構(gòu)件（如電梯井等）布置存在偏心情況時(shí)時(shí)，同樣會(huì)使建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)常見的問(wèn)題
（一）缺乏巖土工程勘察資料或資料不全
主要表現(xiàn)在：
一是建筑場(chǎng)地巖土工程的勘察資料在擴(kuò)建初設(shè)計(jì)階段還沒(méi)有到位。
二是在擴(kuò)初設(shè)計(jì)會(huì)審之后就直接進(jìn)入了施工圖設(shè)計(jì)。
三是施工圖設(shè)計(jì)只是在簡(jiǎn)單的規(guī)劃設(shè)計(jì)或方案設(shè)計(jì)會(huì)審后就直接出來(lái)了。
四是沒(méi)有巖土工程勘察資料。這樣設(shè)計(jì)就成了無(wú)源之水，無(wú)水之木，沒(méi)有依據(jù)。結(jié)構(gòu)的平面布置中外形不規(guī)則、不對(duì)稱、凹凸變化尺度大、形心質(zhì)心偏心大，同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度不均勻不對(duì)稱，平面長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)等。
（二）一個(gè)結(jié)構(gòu)單元內(nèi)采用兩種不同的結(jié)構(gòu)受力體系
如這一邊選用砌體承重，而另一邊或局部選用全框架承重或排架承重；還有一種是底框磚房中一邊為底框，而另一邊為磚墻落地承重，這種情況比較常出現(xiàn)在平面縱軸與街道軸線相交的住宅，一般設(shè)計(jì)為底層為商店，設(shè)計(jì)成一半為底框磚房（有的為二層底框），而另一半為磚墻落地自承，造成突變?cè)谄矫鎰偠群拓Q向剛度二者之間，對(duì)抗震非常的有作用。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的方法
（一）選擇合適的抗震場(chǎng)地
每次地震發(fā)生時(shí)高層建筑都遭到很大的破壞，這除了是因?yàn)榈刂菲茐牧烁邔咏ㄖ慕Y(jié)構(gòu)外，跟高層建筑的場(chǎng)地也有很大的關(guān)系。地震可能會(huì)引起的地表錯(cuò)動(dòng)與地裂，還可能會(huì)引起地基土的小均勻沉陷，滑坡和粉、砂土液化等。因此，我們應(yīng)該選擇對(duì)建筑抗震有利的地段，同時(shí)應(yīng)避開對(duì)抗震不利的地段，即使無(wú)法避開時(shí)，也應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目拐鸺訌?qiáng)措施，應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防類別采取加強(qiáng)地基和上部結(jié)構(gòu)整體性和剛度，和根據(jù)地基液化等級(jí)部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施；當(dāng)?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱粘性土層、新近填土和嚴(yán)重不均勻土層時(shí)，采用樁基、地基加固和加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的處理措施，應(yīng)估計(jì)地震時(shí)地基不均勻沉降或其他不利影響，對(duì)于地震時(shí)可能導(dǎo)致滑移或地裂的場(chǎng)地，應(yīng)采取相應(yīng)的地基穩(wěn)定措施。
（二）盡可能設(shè)置多道抗震防線
一個(gè)帶有抗地震性能的結(jié)構(gòu)不能僅僅是一個(gè)單獨(dú)的結(jié)構(gòu)，必須要由多個(gè)具有良好延展性的結(jié)構(gòu)分體系來(lái)構(gòu)成，從而使得各個(gè)延展性結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)件能夠互相連接起來(lái)從而進(jìn)行協(xié)同工作。比如框架剪力墻結(jié)構(gòu)就是由帶有延展性的框架以及剪力墻這兩個(gè)分體結(jié)構(gòu)來(lái)組成的，其剪力墻主要是由雙肢或者多肢的建立墻體結(jié)構(gòu)組合而成的。
高層建筑在受到強(qiáng)烈的地震之后，還會(huì)受到多次的余震影響，如果建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中僅僅建立了一道抗震的防御結(jié)構(gòu)，那么在第一次的強(qiáng)震破壞之后，如果再遭遇到余震，必然會(huì)使得建筑結(jié)構(gòu)因?yàn)閾p傷的不斷累積而導(dǎo)致傾斜或者坍塌的現(xiàn)象發(fā)生。建筑的結(jié)構(gòu)體系通常來(lái)說(shuō)都是都是分別建立在建筑的內(nèi)部和外部，在受到地震破壞的過(guò)程中，內(nèi)部和外部所分布的屈服區(qū)，能夠有效的將各個(gè)方向的能量進(jìn)行最大限度的釋放，從而有效的提升了建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，防止建筑發(fā)生倒塌的現(xiàn)象。
（三）對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力
1、構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，構(gòu)件的實(shí)際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。
2、要使樓層（部位）的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力的比值在總體上保持一個(gè)相對(duì)均勻的變化，一旦樓層（部位）的比值有突變時(shí)，會(huì)由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。
3、要防止在局部上加強(qiáng)而忽視了整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。
4、在抗震設(shè)計(jì)中有意識(shí)、有目的地控制薄弱層（部位），使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。
（四）提高短柱抗震性能的應(yīng)對(duì)措施
1、提高短柱的受壓承載力
提高短柱的受壓承載力可減小柱截面、提高剪跨比，從而改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能。減小柱截面和提高剪跨比，最直接的方法就是提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，即采用高強(qiáng)混凝土來(lái)增加柱子的受壓承載力，降低其軸壓比；但由于高強(qiáng)混凝土材料本身的延性較差，采用時(shí)須慎重或與其他措施配合使用。此外，可以采用鋼骨和鋼管混凝土柱以提高短柱的受壓承載力。
2、采用鋼管混凝土柱
鋼管混凝土是套箍混凝土的一種特殊形式，由混凝土填入薄壁圓形鋼管內(nèi)而形成的組合結(jié)構(gòu)材料。由于鋼管內(nèi)的混凝土受到鋼管的側(cè)向約束，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使混凝土的抗壓強(qiáng)度和極限壓應(yīng)變得到很大的提高，混凝土特別是高強(qiáng)混凝土的延性得到顯著改善。同時(shí)，鋼管既是縱筋，又是橫向箍筋，其管徑與管壁厚度的比值不應(yīng)大于90，配筋率也應(yīng)控制在4.6%以內(nèi)。
3、采用分體柱
由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多，在地震作用下往往是因剪壞而失效，其抗彎強(qiáng)度不能完全發(fā)揮。因此，可人為地削弱短柱的抗彎強(qiáng)度，使抗彎強(qiáng)度相應(yīng)于或略低于抗剪強(qiáng)度，這樣，在地震作用下，柱子將首先達(dá)到抗彎強(qiáng)度，從而呈現(xiàn)出延性的破壞狀態(tài)，分體柱方法已在實(shí)際工程中得到應(yīng)用。
（五）隔震和消能減震設(shè)計(jì)的推廣和應(yīng)用
現(xiàn)在，我國(guó)和世界的許多國(guó)家都采用適當(dāng)?shù)目刂平Y(jié)構(gòu)物的剛度，越來(lái)越受到人們的青睞，被稱為“延性結(jié)構(gòu)體系”，但這種允許高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如梁、柱、墻、節(jié)點(diǎn)等）在地震進(jìn)入非彈性狀態(tài)，而且會(huì)有很大的延性，減輕地震反應(yīng)是以消耗地震能量的方法，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒”。這在很多情況下是有效的，但也存在很多片面性。隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)安全意識(shí)越來(lái)越注重，對(duì)各種建筑物和構(gòu)筑物的抗震減震要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)體系和理論越來(lái)越難以滿足人們的要求，傳統(tǒng)的抗震體系不具備隔震消能和各種減震控制體系，但是隔震消能和各種減震控制體系又越來(lái)越受到人們的重視，在未來(lái)的建筑結(jié)構(gòu)中將起到非常重要的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]閆旭梅.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)分析[J].科技傳播，2010.8.
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建筑建筑的高度越來(lái)越高，體型變得更加復(fù)雜，抗震設(shè)計(jì)也變得愈加困難?！靶≌鸩粔摹⒅姓鹂尚?、大震不倒”的設(shè)計(jì)理念是得到普遍認(rèn)可的，在這種情況下，如何做好建筑的抗震設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的重要話題。
1荷載與應(yīng)力分析
1.1荷載與外力的種類
建筑的荷載指的是使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)力和變形的外力及其它因素，分為豎向荷載，以及水平荷載。此外，又分類為經(jīng)常作用于建筑上的力，以及臨時(shí)作用于建筑物上的力（臨時(shí)荷載）。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，因固定荷載產(chǎn)生的長(zhǎng)期應(yīng)力，以及在固定荷載上再加上臨時(shí)荷載時(shí)，視作短期產(chǎn)生的應(yīng)力。對(duì)于在結(jié)構(gòu)支承上的主要部分所施加的長(zhǎng)期與短期的應(yīng)力值，必須確定它們不得超過(guò)各容許應(yīng)力值。
1.2荷載與結(jié)構(gòu)因素
剛接是指構(gòu)件與構(gòu)件之節(jié)點(diǎn)上的角度，即使受到外力使鋼架產(chǎn)生變形之后，其角度仍然不會(huì)產(chǎn)生變化的連接形式。而框架結(jié)構(gòu)則是指各節(jié)點(diǎn)的構(gòu)件由剛接而成的構(gòu)架。在對(duì)應(yīng)于豎向荷載的結(jié)構(gòu)方式上，比框架結(jié)構(gòu)更能夠加長(zhǎng)跨距，或降低框架的重量。在對(duì)應(yīng)于水平荷載方面的構(gòu)件上來(lái)說(shuō)，若與框架結(jié)構(gòu)相比，由于能夠加強(qiáng)水平荷載，于是就被當(dāng)作補(bǔ)強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)的抗震要素來(lái)使用。
1.3連接點(diǎn)的種類
在建筑結(jié)構(gòu)上，支點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)都是的重要連接點(diǎn)，我們把連接建筑地基與其他結(jié)構(gòu)體的接點(diǎn)稱作支點(diǎn)，而把兩支以上之構(gòu)件的交點(diǎn)就稱作節(jié)點(diǎn)。當(dāng)構(gòu)件上有外力作用時(shí)，在支點(diǎn)上產(chǎn)生反力的構(gòu)件會(huì)維持靜止?fàn)顟B(tài)。支點(diǎn)上所產(chǎn)生之反力的數(shù)量，會(huì)因支承方式而有差異，移動(dòng)端在垂直于移動(dòng)方向的方向上出現(xiàn)一個(gè)反力，回轉(zhuǎn)端在直交方向上出現(xiàn)兩個(gè)反力，固定端在直交的兩個(gè)方向與固定端彎矩的一個(gè)方向上產(chǎn)生反力。
1.4應(yīng)力與變形
軸方向力是當(dāng)外力作用于材軸方向時(shí)的應(yīng)力，若在任意點(diǎn)上相互產(chǎn)生拉力時(shí)就稱作拉力，相互產(chǎn)生壓縮時(shí)就稱作壓力。剪力則是指外力想要從構(gòu)件軸線呈垂直方向切斷構(gòu)件之時(shí)，在任意點(diǎn)上產(chǎn)生之一對(duì)應(yīng)力。彎矩是指外力想要對(duì)于構(gòu)件產(chǎn)生彎曲作用時(shí)而在任意點(diǎn)上產(chǎn)生之一對(duì)彎矩。屈曲是指外力持續(xù)增加時(shí)的某一時(shí)刻急遽產(chǎn)生變形的現(xiàn)象。
2基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)種類
基礎(chǔ)的作用，乃是針對(duì)作用于建筑物的力，避免建筑物橫向移動(dòng)、下陷，或浮起，在地基上堅(jiān)固地支持建筑物。為了支承建筑物，基礎(chǔ)必須由擁有足夠支承力的堅(jiān)固地基去支承。至于將支承地基設(shè)置于哪一個(gè)地層中，是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)的非常重要問(wèn)題。另一方面，當(dāng)結(jié)構(gòu)體基礎(chǔ)的下沉量不均勻，且因位置不同下沉量出現(xiàn)差異時(shí)，就稱不均勻下沉。若發(fā)生不均勻下沉?xí)r，結(jié)構(gòu)體就會(huì)傾斜，或在結(jié)構(gòu)體重發(fā)生龜裂。
3抗震設(shè)計(jì)
地震是難以預(yù)測(cè)以及精確計(jì)算的，地震作用而使建筑物承受的力，因地震作用的大小、地基的堅(jiān)固度，以及建筑物固有的周期而異。地震作用的大小被評(píng)估為靜態(tài)的水平力，通常都會(huì)隨著建筑物的高度的增加，建筑物水平力的比例就會(huì)變小。對(duì)于某一方向的地震作用，相同方向的抗震要素的抵抗，會(huì)與其剛度成正比。
3.1施加于建筑物的地震作用
由震源傳來(lái)的地震波，當(dāng)?shù)乇砀浇牡鼗杰浫鯐r(shí)就越會(huì)增強(qiáng)，而且隨著建筑物增高及固有周期變長(zhǎng)時(shí)，搖動(dòng)的力就變小，而且越到建筑物的上方樓層，搖動(dòng)的力（加速度）就有變大的傾向。基于這些因素的考慮，定出施加于建筑物的地震作用，這被當(dāng)作施加于建筑物各樓層的水平力來(lái)評(píng)估。
3.2抗震因素的配置
毫無(wú)疑問(wèn)，建筑物會(huì)從各方向承受地震作用，如果將整體建筑物當(dāng)作是二維框架的集合體去考慮力的傳遞就容易使人理解。與地震作用的水平方向平行的框架負(fù)擔(dān)著水平力，各層柱子與抗震墻等則按剛度比例負(fù)擔(dān)地震作用。
3.3構(gòu)架的變形抵抗
對(duì)結(jié)構(gòu)體施加水平力時(shí)，若超過(guò)其支承的彈性限度，變形就會(huì)急遽地增加，達(dá)到最大強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于頻度高的地震，通常都停留在支承力的彈性極限以下，大地震時(shí)則不要超過(guò)其最大強(qiáng)度。
3.4構(gòu)件的強(qiáng)度與韌性關(guān)系
強(qiáng)度大的抗震因素不需要韌性。墻壁與斜撐的韌性較小，框架構(gòu)架的韌性較大。
3.5抗震因素平面上的平衡
抗震因素平面上的平衡不良的建筑物，在承受地震作用時(shí)容易產(chǎn)生伴隨扭力回轉(zhuǎn)的變形，剛性弱的部分就會(huì)產(chǎn)生很大的變形，使該部分的破壞有增大之虞。由于地震作用是屬于慣性力，因此力的作用中心要與重心一致。所謂的在平面上采取平衡，也就是地震作用的中心，亦即重心與抗震因素之剛度的中心（被稱作剛心）必須一致。即使框架的剛度一致的建筑物，當(dāng)它向后退縮時(shí)，由于下方樓層的重心會(huì)從中心偏離，將會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)。此外，如抗震墻與鋼骨框架之類的剛度大的抗震因素呈偏心配置的建筑物，就容易產(chǎn)生失穩(wěn)。
3.6抗震因素之剖面上的平衡
當(dāng)抗震因素的剛度在上下方向不均勻，且硬樓層部與軟樓層部混合在一起時(shí)，地震作用就會(huì)集中于軟樓層部，使該樓層部分承受的力及變形變大，會(huì)有增大破壞之虞。尤其是二樓以上的部分墻壁多且一樓沒(méi)有墻壁的建筑物，稱作懸挑建筑物，有許多在地震時(shí)會(huì)發(fā)生一樓瓦解的破壞。建筑物由幾種構(gòu)架構(gòu)成，且各種構(gòu)架的上下方向能夠采取平衡時(shí)則很理想，而以各層之框架的剛度總和采取平衡亦可。
4隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
隔震結(jié)構(gòu)的建筑物是指在建筑物下方設(shè)置一種地震時(shí)比其他層產(chǎn)生更大水平變形的“隔震層”，使得上層建筑物不容易與地基共振，同時(shí)集中吸收振動(dòng)能量。這不僅能保護(hù)建筑物使用者的生命，也能夠使功能的維持以及收藏物的保護(hù)變得可能，也可緩和地震時(shí)的恐怖感。隔震層采用即使發(fā)生50mm～60mm之水平變形也無(wú)妨的構(gòu)造。
4.1構(gòu)成隔震層的隔震構(gòu)件
（1）鉛制緩沖構(gòu)件：利用高純度的鉛材料的塑性變形而制成的鉛緩沖器。除此之外，尚有利用摩擦原理的緩沖器，利用油通過(guò)小孔時(shí)的阻抗而成的緩沖器，以及利用黏滯體的剪斷阻抗原理而制成的緩沖器等。（2）疊層橡膠：為了支承上方的建筑物，避免與地基共振，需要垂直方向堅(jiān)硬，水平方向柔軟的支座。疊層橡膠是將厚度數(shù)毫米的橡膠與鋼板交互重疊接合，施加熱與壓力，發(fā)揮橡膠特有的彈性，就能夠滿足這個(gè)條件。（3）鋼制緩沖構(gòu)件：在隔震層吸收振動(dòng)能量，擔(dān)任衰減振動(dòng)的作用而制成的緩沖構(gòu)件。由于隔震層在水平方向產(chǎn)生很大的變形，因此根據(jù)變形狀況，采用將振動(dòng)能量消耗的機(jī)制方為合理。
4.2隔震層的位置
根據(jù)建筑物的功能與結(jié)構(gòu)性質(zhì)去選擇隔震層的位置?；A(chǔ)的隔震需要基坑，但是其與非隔震層部分之間的銜接，采用最低限度，就能夠給建筑物整體帶來(lái)隔震的效果。中間隔震層的電梯與樓梯的連接困難，適用于地下樓層多的情況，或無(wú)法設(shè)置基坑的情況時(shí)，還有地震時(shí)上方樓層比特定樓層更容易振動(dòng)的構(gòu)造的情況時(shí)。這類情況之下，隔震構(gòu)件需要防火包覆。
4.3隔震構(gòu)件的能力與特性
大變形時(shí)的垂直支承能力：隔震構(gòu)件要求即使在大變形時(shí)也能夠確實(shí)支承建筑物的質(zhì)量。疊層橡膠需要設(shè)計(jì)成當(dāng)最大變形發(fā)生時(shí)重疊部分不得小于直徑1/2以下的尺寸。采用直徑小的疊層橡膠時(shí)，必須采用在大變形時(shí)可支承建筑物之質(zhì)量的構(gòu)造。
5.結(jié)束語(yǔ)
目前，建筑業(yè)發(fā)展迅速，高層建筑也不斷增加，對(duì)建筑的抗震設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高。建筑的抗震設(shè)計(jì)方案要根據(jù)建筑物體型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、荷載性質(zhì)和地質(zhì)條件等綜合分析。
參考文獻(xiàn)
[1]吳炳傅承誠(chéng)，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的討論[J]科技與生活，2011.08.
[2]GB50011-2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
關(guān)鍵詞:高層建筑； 箱形轉(zhuǎn)換層; 短肢剪力墻; 抗震設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1 工程案例
某工程原設(shè)計(jì)塔樓為2 棟32 層公寓式寫字樓, 裙樓5 層, 采用梁式轉(zhuǎn)換框-筒結(jié)構(gòu), 地下室及裙房施工完畢后因故停建。4 年后業(yè)主為適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的需要, 將塔樓改為2 棟33 層住宅樓。修改設(shè)計(jì)后塔摟為全剪力墻結(jié)構(gòu)。塔樓剪力墻和裙樓柱網(wǎng)嚴(yán)重錯(cuò)位, 且塔樓平面比裙樓柱網(wǎng)平面尺寸大, 如果仍用轉(zhuǎn)換梁來(lái)轉(zhuǎn)換, 轉(zhuǎn)換構(gòu)件傳力路線長(zhǎng)、不直接, 而且有挑梁轉(zhuǎn)換, 轉(zhuǎn)換形式不合理, 改用箱形轉(zhuǎn)換。箱形轉(zhuǎn)換層位于第7 層, 層高3 m, 上、下板厚均為300 mm。轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)布置如圖1 所示。
圖1 結(jié)構(gòu)平面布置圖
2 建筑結(jié)構(gòu)建模
運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS 建立整體結(jié)構(gòu)模型。墻體采用彈性殼單元shell63, 墻體的厚度可以通過(guò)實(shí)常數(shù)反映。桿采用梁?jiǎn)卧猙eam188。為了節(jié)約計(jì)算時(shí)間和計(jì)算機(jī)內(nèi)存, 在有限元網(wǎng)格劃分時(shí), 將墻體殼單元的尺寸控制在1.5m以內(nèi), 而樓板單元?jiǎng)t根據(jù)短肢墻體的位置, 考慮墻板節(jié)點(diǎn)耦合后定下單元尺寸, 所以對(duì)于樓板單元的尺寸會(huì)出現(xiàn)尺寸較大的情況。但因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí), 樓板剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度影響較小, 樓板殼單元僅為結(jié)構(gòu)提供質(zhì)量和部分剛度( 平面內(nèi)非無(wú)限剛) , 所以這種大尺寸的出現(xiàn)不會(huì)對(duì)計(jì)算精度產(chǎn)生太大影響。
3 建筑工程振型分解反應(yīng)譜分析
對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行反應(yīng)譜分析。該工程地處Ⅱ場(chǎng)地, 建筑設(shè)防裂度為6 度, 基本風(fēng)壓0.4kN/m2, 地面粗糙度為C 類。設(shè)計(jì)地震分組為2 組, 查規(guī)范得場(chǎng)地特征周期T g 為0. 35 s, 水平地震影響系數(shù)最大值為0.04。根據(jù)以上條件和模態(tài)分析結(jié)果, 計(jì)算各個(gè)控制點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的地震影響系數(shù), 再將地震影響系數(shù)乘以重力加速度,即得到反應(yīng)譜分析中所用到的加速度反應(yīng)譜值,見表1,其中ƒ代表頻率,ɑ代表加速度。
表1 加速度頻譜關(guān)系表
結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)各振型以位移為基礎(chǔ)進(jìn)行作用效應(yīng)組合, 采用SRSS 法計(jì)算結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)。在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí), 將表1 的數(shù)值分別作用在結(jié)構(gòu)的X 方向、Y 方向上, 計(jì)算出的地震作用效應(yīng), 包括節(jié)點(diǎn)位移、單元力和層剪力。
圖2 給出了X 方向、Y 方向的水平地震作用時(shí), 結(jié)構(gòu)層位移及相應(yīng)的層間位移角變化曲線。
圖2 結(jié)構(gòu)層間位移角圖
在X 方向水平地震作用下, 結(jié)構(gòu)整體變形中, X 方向的位移分量占據(jù)主要成分, 其他方向的位移分量很小; 同時(shí)X 方向的基本振型在參與組合時(shí), 也占據(jù)著很大的成分。Y 方向水平地震作用時(shí), 結(jié)構(gòu)Y 方向的變形特點(diǎn)與X 方向相同。
計(jì)算出的最大層間位移角遠(yuǎn)小于彈性層間位移角限值( 1/1 000) 。層間位移角的變化趨勢(shì)基本同該方向基本振型的變化規(guī)律, 轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出明顯的彎剪變形特性。雖然轉(zhuǎn)換層的層間位移和層間位移角數(shù)值都很小, 但轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角發(fā)生一定程度的突變, 轉(zhuǎn)換層成為層間位移角曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在X 方向?qū)娱g位移角圖中可以明顯地看到與轉(zhuǎn)換層相連的上下樓層, 層間位移角在明顯減少。
轉(zhuǎn)換板上幾層層間位移角在迅速增大, 意味著傾覆力矩的變化加劇。整個(gè)結(jié)構(gòu)相當(dāng)于單根懸臂梁, 依據(jù)梁的初等理論中彎矩和曲率的基本關(guān)系式, 層間位移角為結(jié)構(gòu)側(cè)移的一階導(dǎo)數(shù), 層間位移角的導(dǎo)數(shù)即可得到彎矩的變化規(guī)律。
對(duì)結(jié)構(gòu)X 方向、Y 方向?qū)娱g位移角比較分析可知, 轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu), 各樓層的X 方向?qū)娱g位移角變化速度大于Y 方向, 而轉(zhuǎn)換層上臨近樓層, Y 方向?qū)娱g位移角的變化速度大于X 方向; 轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)X 方向的彎剪變形特性弱于Y 方向。這些變化規(guī)律與結(jié)構(gòu)的抗側(cè)抗度是相符合的。轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度X 方向小于Y 方向, 轉(zhuǎn)換層上部抗側(cè)剛度X 方向大于Y 方向, 同時(shí)結(jié)構(gòu)的Y 方向含有較多的短肢剪力墻,表現(xiàn)出部分框架結(jié)構(gòu)的變形特征。
從層間位移角的圖中可以看出, X 方向?qū)娱g位移角變化圖中, 除結(jié)構(gòu)頂部幾層層間位移角相差較大外,其他部位兩者之間相差較小。在Y 方向?qū)娱g位移角變化比X 方向要強(qiáng)烈一點(diǎn), 而且位移角在轉(zhuǎn)換層上下和結(jié)構(gòu)頂部都有較大的變化。說(shuō)明在Y 方向的地震力作用下, 結(jié)構(gòu)受扭較為嚴(yán)重。
在不考慮樓板平面內(nèi)無(wú)限剛的情況下, 同一樓層內(nèi)的豎向構(gòu)件層間位移角也存在較大差異, 除部分受扭轉(zhuǎn)影響外, 主要還是來(lái)自于豎向抗側(cè)構(gòu)件分配剪力的差異。
對(duì)上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較, 分析結(jié)果如下:
1) 在箱形轉(zhuǎn)換層存在的情況下, 轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角有明顯減小趨勢(shì)。在結(jié)構(gòu)彈性范圍內(nèi), 轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角不會(huì)出現(xiàn)超過(guò)規(guī)范的限值。最大層間位移角均出現(xiàn)在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)換層的樓層。原因是因?yàn)橄湫无D(zhuǎn)換層有很大的側(cè)向剛度和平面外剛度, 轉(zhuǎn)換層有很大的抗側(cè)剛度和平面外剛度, 轉(zhuǎn)換板對(duì)上下抗側(cè)構(gòu)件有較強(qiáng)的約束, 因而此處樓板的層間位移角出現(xiàn)明顯的減小現(xiàn)象。
2) 轉(zhuǎn)換層上、下樓層的層間位移角在發(fā)生明顯變化。轉(zhuǎn)換層以下樓層層間位移角曲線出現(xiàn)在以下樓層中部出現(xiàn)反彎點(diǎn), 在轉(zhuǎn)換層處位移角出現(xiàn)最小值; 轉(zhuǎn)換層以上臨近樓層( 7—13) 的層間位移角隨著與轉(zhuǎn)換層的遠(yuǎn)離, 迅速增大。超過(guò)13 層以后層間位移角曲線繼續(xù)增大, 但變化速度趨于緩和, 并在結(jié)構(gòu)中上部( 22 層左右) 達(dá)到最大值, 形成位移角曲線的第2 個(gè)反彎點(diǎn)。箱形轉(zhuǎn)換層上下變化趨勢(shì)的加大, 意味著該部分樓層地震傾覆力矩的增大。
3) 轉(zhuǎn)換層附近樓層層間位移角的變換趨勢(shì)加快, 上部比下部變化更快, 說(shuō)明下部的框架相對(duì)于上部短肢剪力墻來(lái)說(shuō), 有更大的抗彎剛度, 上部短肢墻體使結(jié)構(gòu)上部柔性增大。
4) 結(jié)構(gòu)的頂部由于局部的縮進(jìn), 剛度的突變, 易造成位移角的突變, 即產(chǎn)生較大的地震傾覆力矩。在抗震設(shè)計(jì)時(shí), 須對(duì)此部位豎向構(gòu)件采取一定的加強(qiáng)措施。
4 結(jié) 論
a. 下部的框架相對(duì)于上部短肢剪力墻來(lái)說(shuō), 有更大的抗彎剛度, 上部短肢墻體使結(jié)構(gòu)上部柔性增大。在地震力作用下, 轉(zhuǎn)換層下部主要受剪, 上部主要受彎。
關(guān)鍵詞：基本原則；控制技術(shù)；抗震設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，超高層建筑越來(lái)越多，并且向著普遍化、更超高化、功能綜合化、管理智能化、環(huán)境生態(tài)化的方向發(fā)展，高層建筑的設(shè)計(jì)問(wèn)題變得日益突出。設(shè)計(jì)人員不僅要掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法及各種先進(jìn)軟件，還要掌握高層建筑的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)特點(diǎn)、體系選擇、抗震設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，如此才能使設(shè)計(jì)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。
1 超高層建筑結(jié)構(gòu)體系類型及減震、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則
1.1超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系類型
超限高層建筑的類型主要有大底盤、大裙房、多塔樓建筑帶有外挑、懸挑層的建筑。超限高層建筑經(jīng)常采用的結(jié)構(gòu)體系有鋼筋混凝土框架―核心筒結(jié)構(gòu), 它的整體性、抗側(cè)剛度好；混凝土鋼框架結(jié)構(gòu), 具有自重輕、斷面小、承載力大的優(yōu)勢(shì)； 隨著技術(shù)的發(fā)展, 在高層住宅中也出現(xiàn)了新的結(jié)構(gòu)體系, 如現(xiàn)澆框架―短肢剪力墻、現(xiàn)澆框支― 短肢剪力墻。
1.2 超高層建筑減震、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則
1.2.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能。
（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱(墻)”的原則。
（2）對(duì)可能造成結(jié)構(gòu)的相對(duì)薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。
（3）承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。
1.2.2 盡可能設(shè)置多道抗震防線
（1）一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架- 剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個(gè)分體組成。
（2）強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識(shí)地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時(shí)倒塌。
（3）適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后，其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長(zhǎng)階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。
（4）在抗震設(shè)計(jì)中某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超強(qiáng)，可能造成結(jié)構(gòu)的其他部位相對(duì)薄弱，因此在設(shè)計(jì)中不合理的加強(qiáng)以及在施工中以大帶小，改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的做法，都需要慎重考慮。
1.2.3 對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力
（1）構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，構(gòu)件的實(shí)際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。
（2）要使樓層(部位)的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力的比值在總體上保持一個(gè)相對(duì)均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時(shí)，會(huì)由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。
（3）要防止在局部上加強(qiáng)而忽視了整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。
（4）在抗震設(shè)計(jì)中有意識(shí)、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。
2 超高層建筑結(jié)構(gòu)的減震控制技術(shù)
目前, 我國(guó)和世界各國(guó)普遍采用的抗震體系和方法是傳統(tǒng)的抗震體系和方法, 即對(duì)基礎(chǔ)固結(jié)于地面的建筑結(jié)構(gòu)物適當(dāng)調(diào)整其結(jié)構(gòu)的剛度, 允許結(jié)構(gòu)構(gòu)件( 如梁、柱、墻、節(jié)點(diǎn)等) 在地震時(shí)進(jìn)入非彈性狀態(tài), 并具有較大的延性, 使結(jié)構(gòu)物"裂而不倒"。這種抗震設(shè)計(jì)原則, 在很多情況下是有效的, 但也還存一些問(wèn)題和局限性。
因此在實(shí)施抗震設(shè)防時(shí),必須尋找一種既安全(在突發(fā)的超烈度地震中不破壞、不倒塌) ,又適用(適用于不同烈度、不同建筑結(jié)構(gòu)類型,既保護(hù)建筑結(jié)構(gòu), 又保護(hù)建筑物內(nèi)部的儀器設(shè)備) ,又經(jīng)濟(jì)(不增加建筑造價(jià))的新的抗震新體系, 這就是建筑結(jié)構(gòu)減震控制新體系。這樣, 隔震體系、消能減震體系、結(jié)構(gòu)被動(dòng)及主動(dòng)控制體系就應(yīng)運(yùn)而生了。而由于隔震、消能和各種減震控制體系具有傳統(tǒng)抗震體系所難以比擬的優(yōu)越性, 即明顯有效減震( 能使結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)衰減至40%~10% 或更低)、安全、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)及適應(yīng)性廣等,它將作為一種嶄新的抗震體系和理論, 必將引起專家們的關(guān)注。
隔震和減震體系類型主要有:隔震、摩擦耗能體系、被動(dòng)控制體系、主動(dòng)控制體系和混合控制體系。
3 超高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)
3.1建筑體型和結(jié)構(gòu)體系
超高層建筑平面和立面的選定, 和結(jié)構(gòu)的可行性、經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。由于高層建筑是以水平荷載為主要控制荷載, 所以在抗震設(shè)計(jì)中為達(dá)到“ 小震不壞, 大震不倒” 的設(shè)計(jì)原則, 應(yīng)力求平面布置簡(jiǎn)單、規(guī)則和對(duì)稱, 避免有應(yīng)力集中的凹角、收縮和樓、電梯間的偏置, 盡量減少扭轉(zhuǎn)的影響。在風(fēng)力作用下則要求建筑物外形選擇合理, 提高結(jié)構(gòu)的剛度。圓形、橢圓形、正多邊形, 都可以大大減少風(fēng)荷載影響。采用剛度較大的建筑, 可以減少風(fēng)振影響和避免建筑物較大的位移。同時(shí)為了使結(jié)構(gòu)具有良好的受力特性, 并滿足建筑上的使用要求, 還必須選擇一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)體系。
3.2適宜的剛度
在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中, 恰如其分地確定建筑物的剛度是十分重要的。建筑物的剛度既不宜過(guò)大,結(jié)構(gòu)剛度越大, 自振周期就越短, 建筑物的截面及自重也越大, 地震時(shí)受到的地震力也越大。
但也不宜將建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)柔。過(guò)柔的建筑, 在風(fēng)力或地震力的作用下, 會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的位移及變形, 因此影響建筑物的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和使用性。此外, 通過(guò)調(diào)整剛度可避免地震時(shí)建筑物的震動(dòng)與場(chǎng)地土的震動(dòng)特性相同而引起共振, 造成建筑物嚴(yán)重破壞或倒塌。
3.3結(jié)構(gòu)計(jì)算
3.3.1確定總的結(jié)構(gòu)計(jì)算層及劃分計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)層
在項(xiàng)目中由于地下室為車庫(kù)（含6級(jí)人防）,主樓的中心為筒體之外均為大統(tǒng)間, 所以把地下室作為一層計(jì)算。
3.3.2周期折減系數(shù)
在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中, 結(jié)構(gòu)的自振周期一般采用計(jì)算的方法確定, 由于在計(jì)算中只考慮了主要承重結(jié)構(gòu)（梁、柱和剪力墻）的剛度, 而剛度很大的砌體填充墻的剛度在計(jì)算中未反映, 僅考慮其荷載作用。因此計(jì)算所得的周期較實(shí)際周期長(zhǎng)。如果按此計(jì)算地震力偏小, 偏于不安全。所以必須對(duì)計(jì)算周期進(jìn)行調(diào)整折減。
3.3.3連梁剛度折減系數(shù)
剪力墻中的連梁跨度小, 截面高度大, 因此連梁的剛度也大。在地震力作用下其彎矩、剪力很大, 難以按彈性分析結(jié)果去設(shè)計(jì)。現(xiàn)考慮到地震時(shí)允許連梁局部開裂, 可采用連梁剛度折減系數(shù)βy 。最低可取到0.55。
3.3.4連梁高度的取法
連梁的高度一般情況下為洞口頂至上層樓面,或下層洞口至上層洞口底。但有時(shí)當(dāng)上下兩層層高不同并且洞口離地、樓面距離不統(tǒng)一時(shí), 往往會(huì)出現(xiàn)連梁高度大于層高高度的現(xiàn)先。
3.3.5梁扭矩的折減系數(shù)
由于在結(jié)構(gòu)受力計(jì)算中, 沒(méi)能考慮樓板的作用。梁的計(jì)算扭矩遠(yuǎn)大于實(shí)際所承擔(dān)的扭矩, 特別是對(duì)于現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)對(duì)梁扭矩折減，折減取值范圍0.4-1.0。
3.3.6計(jì)算時(shí)構(gòu)件剛度及配筋超限的調(diào)整
為了使結(jié)構(gòu)受力合理可行, 需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整。使其具有合適的剛度和內(nèi)力。當(dāng)剛度過(guò)大時(shí), 可采用減小構(gòu)件截面尺寸的方法或開洞的方法加以解決。結(jié)構(gòu)計(jì)算的孔洞開設(shè)位置, 可結(jié)合剪力墻的受力特性來(lái)進(jìn)行。一般單肢剪力墻長(zhǎng)度不宜大于8m。
3.4墻肢端部配筋的調(diào)整
在地震力作用下, 墻肢端部鋼筋是主要受力鋼筋, 由偏壓、偏拉計(jì)算決定。當(dāng)計(jì)算值較小, 按構(gòu)造配置。當(dāng)若干個(gè)墻肢交匯于一點(diǎn)時(shí), 局部配筋則會(huì)太多,而使設(shè)計(jì)困難, 為此必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及社會(huì)需求的多樣性，建筑的高度越來(lái)越高，體型變得更加復(fù)雜，并且建筑設(shè)計(jì)追求多功能、多變的使用空間及豐富的立面設(shè)計(jì)效果。因此，就常采用復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)體系，從而使超高層建筑抗震工作成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 李洪愷.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)之我見[J].科技與企業(yè)，2012，(13).
關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)需求的多樣性，建筑的高度越來(lái)越高，體型變得更加復(fù)雜，抗震設(shè)計(jì)也變得愈加重要；從20世紀(jì)最初提出的簡(jiǎn)單抗震設(shè)計(jì)思想，到目前國(guó)際上普遍認(rèn)可的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設(shè)計(jì)理念，再到基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)經(jīng)歷兩次質(zhì)的飛躍。我國(guó)處于地震多發(fā)區(qū)，高層建筑抗震設(shè)防是工程設(shè)計(jì)面臨的迫切任務(wù)，作為工程抗震設(shè)計(jì)的依據(jù)，高層建筑抗震分析處于非常重要的地位。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
我國(guó)現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）要求高層建筑的抗震計(jì)算主要是在多遇地震作用下（小震），按反應(yīng)譜理論計(jì)算地震作用，用彈性方法計(jì)算內(nèi)力和位移，并用極限狀態(tài)方法設(shè)計(jì)構(gòu)件。對(duì)于重要建筑或有特殊要求時(shí)，要用時(shí)程分析法補(bǔ)充計(jì)算，并進(jìn)行大震作用下的變形驗(yàn)算。這種先用多遇地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再校核罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)彈塑性變形的方法，即二階段設(shè)計(jì)方法。同時(shí)規(guī)范還規(guī)定了結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)彈塑性變形的結(jié)構(gòu)彈塑性分析方法。
結(jié)構(gòu)彈塑性分析可分為彈塑性動(dòng)力分析（時(shí)程分析）和彈塑性靜力分析兩大類。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題
2.1 高度問(wèn)題
按我國(guó)現(xiàn)行高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）規(guī)定，在一定設(shè)防烈度和結(jié)構(gòu)形式下，鋼筋混凝土高層建筑有一個(gè)適宜的高度。這個(gè)高度是目前我國(guó)建筑科研水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、施工技術(shù)水平下，比較穩(wěn)妥的。實(shí)際情況下，有很多混凝土高層建筑的高度超過(guò)了這個(gè)限值，對(duì)于超限建筑物，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度：一要有專家論證，二要有模型振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)。在地震力作用下，超限建筑物的破壞形態(tài)會(huì)發(fā)生很大的變化。因?yàn)殡S著建筑物高度的增加，許多對(duì)其有影響的因素將發(fā)生質(zhì)變。
2.2 抗震變形驗(yàn)算中的位移問(wèn)題
高層建筑結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算中，任一樓層的位移（含頂點(diǎn)位移）是相對(duì)結(jié)構(gòu)固定端（基底）的相對(duì)側(cè)向位移；層間位移是上、下層側(cè)向位移之差；層間位移角是層間位移與層高之比值?？拐鹩?jì)算中對(duì)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移有頂點(diǎn)位移和層間位移角雙重要求。實(shí)踐表明，如果層間位移角得到有效控制，結(jié)構(gòu)的側(cè)移安全性和適用性均可得到滿足。同時(shí)，規(guī)范對(duì)150m以上的高層建筑提出了舒適度要求，即增加了結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)風(fēng)震加速度的限制條件。樓層位移、層間位移角的要求時(shí)從宏觀上保證結(jié)構(gòu)具有必要的側(cè)向剛度，結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本處于彈性工作狀態(tài)，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不破壞。
目前，層間位移沒(méi)有考慮由于結(jié)構(gòu)整體轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的所謂無(wú)害位移的影響。但實(shí)際上，對(duì)高度較高的高層建筑，結(jié)構(gòu)整體彎曲引起的側(cè)移影響是不可忽視的。規(guī)范對(duì)樓層層間位移角控制條件，采用了層間最大位移計(jì)算，考慮了扭轉(zhuǎn)的影響?？拐鹪O(shè)計(jì)中，核算樓層層間位移角限制條件時(shí)，可不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響，主要考慮到，新規(guī)范采用樓層最大層間位移控制層間位移角已經(jīng)比原規(guī)程JGJ3-91嚴(yán)格，而側(cè)向位移的控制是相對(duì)宏觀的要求，同時(shí)也考慮到與《抗震規(guī)范 》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)保持一致。
2.3 軸壓比與短柱問(wèn)題
在鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)中，往往為了控制軸壓比而使柱截面很大，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造鋼筋。即使采用高強(qiáng)混凝土，柱截面尺寸也不能明顯減小。限制柱的軸壓比是為了使柱處于大偏壓狀態(tài)，防止受拉鋼筋未屈服而混凝土被壓碎。柱的塑性變形能力小，結(jié)構(gòu)的延性就差。遭遇地震力作用時(shí)，耗散和吸收地震能量小，結(jié)構(gòu)容易受到破壞。許多高層建筑中雖然底部幾層柱長(zhǎng)細(xì)比小于4，但不一定是短柱。因?yàn)榇_定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比，只有剪跨比M/Vh≦2的柱才是短柱；有專家提出現(xiàn)有抗震規(guī)范應(yīng)采用較高軸壓比，但是即使能調(diào)整柱軸壓比限值，柱斷面并不能因?yàn)槁晕⑻岣咻S壓比限值而顯著減小。
2.4 結(jié)構(gòu)體系問(wèn)題
在地震多發(fā)區(qū)，采用何種結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該得到人們的重視。我國(guó)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），這些也是其他國(guó)家高層建筑采用的結(jié)構(gòu)體系。但國(guó)外特別在地震區(qū)，是以鋼結(jié)構(gòu)為主，而在我國(guó)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(guó)內(nèi)外都還沒(méi)有經(jīng)受較大地震作用的考驗(yàn)；混合結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土內(nèi)筒往往要承受80%以上的地震作用剪力，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，變形抗震要以鋼筋混凝土結(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)同工作減小測(cè)移，不但增大了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，而且效果不大，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)體系和柱距變化時(shí)，需要設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。
2.5 在某些烈度區(qū)采用了較低的抗震措施與構(gòu)造措施
現(xiàn)在許多專家提出，現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)安全度已不能適應(yīng)國(guó)情的需要，主張“建筑結(jié)構(gòu)的安全度水平應(yīng)該大幅度提高”。
設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低的根本原因在于國(guó)家財(cái)力物力有限，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)除了設(shè)防烈度低外，具體抗震計(jì)算方法和構(gòu)造規(guī)定的安全度也不如國(guó)外，在配筋率、軸壓比、梁柱承載力和一系列保證抗震延性的要求上，與外國(guó)相比，也有異同。隨著社會(huì)財(cái)富的增長(zhǎng)，有人主張結(jié)構(gòu)在設(shè)防烈度下應(yīng)采用彈性設(shè)計(jì)，特別是高烈度區(qū)要有嚴(yán)格的抗震措施和抗震構(gòu)造措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)的安全。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)
3.1 動(dòng)力時(shí)程響應(yīng)分析的狀態(tài)空間迭代法
這種方法把現(xiàn)代控制理論中的狀態(tài)空間理論應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題，根據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力方程，引入位移與速度為狀態(tài)變量，導(dǎo)出狀態(tài)方程，給出非齊次方程的解，進(jìn)而建立狀態(tài)空間迭代狀態(tài)格式。經(jīng)工程實(shí)例驗(yàn)算，具有較高精度。
3.2 材料參數(shù)隨機(jī)性的抗震模糊可靠度分析
該方法從結(jié)構(gòu)整體性出發(fā)，改變過(guò)去對(duì)結(jié)構(gòu)抗震可靠度的研究只考慮荷載的不確定性而忽略了其他不確定因素，綜合考慮了材料參數(shù)的變異性，地震烈度的隨機(jī)性，烈度等級(jí)界限的隨機(jī)性與模糊性對(duì)結(jié)構(gòu)抗震可靠度的影響。研究成果可用于對(duì)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震可靠度評(píng)估，并可用于指導(dǎo)基于可靠度理論的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。
