高层建筑抗震结构设计精选(九篇)

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第1篇：高层建筑抗震结构设计范文

关键词：高层建筑；抗震设计；隔震

中图分类号：TU97文献标识码： A

前言

近年来，由于人类对于自然环境的不断破坏，各类自然灾害发生的较为频繁。地震作为自然灾害中一种，其突发性和破坏性对人类的生存安全及社会的稳定造成了很大的影响。通过对近几年地震中的伤亡原因进行统计表明，由于地震所引发的次生灾害--房屋倒塌，成为地震中对人类的安全及经济损失影响最大的因素。所以当前对于建筑物的设计，特别是在设计高层建筑时，其结构抗震设计是十分关键的，对于减轻地震灾害具有十分重要的意义。基于此，下文主要针对高层建筑，就其抗震结构设计进行探析。

一、建筑物抗震结构简介

建筑结构是建筑物中能承受水平和竖向作用的骨架，包括上部结构设计和基础设计。结构工程师或者其它相关专业人士通过在建筑设计原有基础上增加部件或者器械以增加建筑物整体的抗震能力，这就是建筑物抗震结构设计。进行抗震设计的建筑，其基本抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需修理可继续使用；当遭受低于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能发生损坏，但经一般性修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。此设防目标的通俗说法是：小震不坏、基本地震可修、大震不倒。使用功能或其他方面有专门要求的建筑，当采用抗震性能化设计时，具有更具体或更高的抗震设防目标。

二、高层建筑抗震设计

10层及10层以上或房屋高度大于28米的住宅建筑和房屋高度大于24米的其他民用建筑为高层建筑。地震灾害对建筑物造成的伤害程度随着地震的强度、建筑物地基的坚实程度而变化，要做到降低建筑物受到地震后的损坏，只能在建筑过程或者建筑设计阶段增加建筑物的抗震能力。而建筑物受到地震伤害的程度也会随着楼层的增加而增大。建筑物抗震设计最主要的方向就是将建筑物经过改造以后能够对地震作用于建筑物的力产生与之对抗的力。两种力相互抵消，才能够达到这个目标。

三、上部结构的抗震

上部结构主要从建筑承受荷载与结构布置、体系以及结构分析四点做说明。

1.荷载以及建筑物外力

建筑的荷载和外力主要是指建筑物施工完成后，能够使建筑的整体或局部发生形变的影响因素。建筑物的荷载和外力主要分为建筑物横向受力、横向荷载，建筑物纵向外力、纵向荷载等。这两种类型是建筑物自身所产生的一种内力，除此之外，建筑物还会受到外力的影响。按照受力时间的长短可以分为长期作用在建筑物上的力和临时作用在建筑物上的力两种。不管是建筑物自身的内力还是建筑物所受的外力都应该在建筑物设计的标准范围内，否则，建筑物就会因为长期承受超负荷的力而发生形变甚至倒塌，对使用者造成巨大的伤害和经济损失。

2.建筑形体及其构件布置

建筑布置对结构的规则性影响重大，抗震性能良好的建筑，需要建筑师与结构工程师的相互配合。建筑形体及其构件布置应避免形成平面和竖向的不规则。结构平面布置的关键是避免扭转并确保水平传力途径的有效性，应使结构的刚度中心与质量中心一致或基本一致。否则，地震时将使结构产生平东与扭转偶联振动，使远离刚度中心的构件侧向位移及所分担的地震剪力明显增大，产生较严重的破坏。因此，对每个结构单元应尽量采用方形、矩形、正多边形、椭圆形等简单规则的平面形状，避免主要抗侧力构件的偏置。结构立面和剖面布置的关键是避免承载力及楼层刚度的突变，避免出现薄弱层并确保竖向传力途径的有效性。应使结构的承载力和竖向刚度自下而上逐步减小，变化均匀、连续，不出现突变。否则，在地震作用下某些楼层或部位将形成软弱层或薄弱层而加重破坏。因此，建筑立面应尽量采用矩形、梯形、三角形等均与变化的几何形状，避免采用带有突然变化的阶梯型立面。

3.结构体系

抗震结构应采用合理经济的结构类型，结构方案选取是否合理对安全和经济起主要作用。抗震结构体系要求受力明确、传力合理且传力路线不间断，使结构的抗震分析更符合结构在抗震时的实际表现，且对提高结构的抗震性能十分有利，是结构选型与布置结构抗侧力体系时应首先考虑的因素之一。结构的抗震能力需要强度、刚度和变性能力的统一，即抗震结构体系应具备必要的强度和良好变形耗能能力，仅有强度和缺乏足够的延性时，在强烈的地震下很容易破坏；虽有较好的延性而强度不足时，在强烈地震下必然产生很大的变形、破坏严重甚至倒塌。

4结构分析

结构分析是结构设计的前提，是结构设计的重要依据性工作，采用合理的计算模型和计算假定，正确选用计算程序，必要时的多模型多程序比较分析等对结构设计关系重大。振型分解反应谱法是目前结构抗震设计计算的主要方法，底部剪力法是一种简化的计算方法，随着计算机应用的普及，底部剪力法在实际工程中的应用正逐渐减少，在方案及初步设计中常用。时程分析法作为振型分解反应谱法的补充计算方法，在工程中的应用越来越普遍。

四、基础结构的抗震作用

基础是加载在地基之上，以地基为基础，用来承受整个建筑物的一种抗震结构。基础结构是针对于整个建筑物而言的，在建筑物的地基上加建基础结构能够有效的防止建筑物在遭遇地震后产生的位移和塌陷等现象。为此，基础必须是在有足够承载能力的地基之上建设。由于建筑物的高度决定了整个建筑物的质量和若是发生位移以后的位移量，基础结构的抗震效果主要体现在当建筑物遭遇地震时，建筑物塌陷能够均匀下沉而不是局部塌陷，有效的防止了建筑物由于局部塌陷而导致的楼体坍塌等问题。

五、隔震结构的设计

以往的高层建筑抗震能力较差，在遭遇地震灾害以后，整个建筑物的主要受力结构会受到损伤，从而影响建筑物的功能使用。现代的高层建筑物为了能够有效的降低建筑物主要受力结构的损伤，保证建筑物的功能正常，会在建筑设计阶段给建筑物设计一种有效的抗震结构，即隔震结构。这种结构之所以被称之为隔震结构，主要是由于它能够使建筑物在遭遇地震灾害时地震作用在建筑物上的力最大程度的隔离在建筑物以外，使建筑物承受的只是地震产生力的一小部分，极大的降低高层建筑在地震中受到的损伤。同时，在下层楼层中加入这种隔震结构，能够有效的阻止地震能量向建筑物高层传递，在一定程度上能够对高层建筑起到较大的保护作用。

1.隔震结构在地基中的设计

地基作为承受整个建筑物的载体，在地基当中使用隔震结构能够使建筑物在发生地震时，将地震所产生的能量在地基阶段就被阻挡在地下；也可能是因为隔震结构的缓冲作用极大的降低了这些能量从而保护了建筑物。

2.隔震结构在楼层中的设计

与1所述一样，在楼层中是用隔震结构将地震产生的能量阻隔在建筑物底层，或者抵消很大一部分能量，使高层不受或者很少受到这种能量的冲击。

结语

目前，高层建筑已经成为现在城市建筑的主流，对于高层建筑的抗震设计已经是重要的工作之一。因此，高层建筑在抗震设计时应充分提高其整体的抗震能力，克服设计工作中遇到的问题，确保人民财产安全。上文主要对高层建筑抗震结构设计进行了研究，希望能够对相关工作人员提供相应的理论依据。

第2篇：高层建筑抗震结构设计范文

关键词：高层建筑抗震设计

一、抗震设计的理论分析

（一）拟静力理论。拟静力理论是20世纪10~40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。

（二）反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40~60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。

（三）动力理论。动力理论是20世纪70－80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。

二、 高层建筑结构抗震设计的基本方法

减少地震能量输入。积极采用基于位移的结构抗震设计，要求进行定量分析，使结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求。除了验算构件的承载力外，要控制结构在大震作用下的层间位移角限值或位移延性比；根据构件变形与结构位移关系，确定构件的变形值；并根据截面达到的应变大小及应变分布，确定构件的构造要求。对于高层建筑，选择坚硬的场地土建造高层建筑，可以明显减少地震能量输入减轻破坏程度。错开地震动卓越周期，可防止共振破坏。推广使用隔震和消能减震设计。目前我国和世界各国普遍采用的传统抗震结构体系是“延性结构体系”，即适当控制结构物的刚度，但容许结构构件在地震时进入非弹性状态，并具有较大的延性，以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒”。采取软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等措施，改变结构的动力特性，减少地震能量输入，减轻结构地震反应，是一种很有前途的防震措施。提高结构阻尼，采用高延性构件，能够提高结构的耗能能力，减轻地震作用，减小楼层地震剪力。随着社会的不断发展，对各种建筑物和构筑物的抗震减震要求越来越高，地震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性，在未来的建筑结构中将得到越来越广泛的应用。在高层建筑的方案设计阶段，结构材料选用也很重要。可以对材料参数随机性的抗震模糊可靠度进行分析，改变过去对结构抗震可靠度的研究只考虑荷载的不确定性而忽略了其他多种不确定因素，综合考虑了材料参数的变异性，地震烈度的随机性及烈度等级界限的随机性与模糊性对结构抗震可靠度的影响。从抗震角度来说，结构体系的抗震等级，其实质就是在宏观上控制不同结构的廷性要求。这要求我们应根据建设工程的各方面条件，选用符合抗震要求又经济实用的结构类别。

三、正确认识高层建筑的受力特点，选择合理的结构类型高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构，垂直荷载主要使结构产生轴向力与建筑物高度大体为线性关系；水平荷载使结构产生弯矩。

从受力特性看，垂直荷载方向不变，随建筑物的增高仅引起量的增加；而水平荷载可来自任何方向，当为均布荷载时，弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特性看，竖向荷载引起的侧移很小，而水平荷载当为均布荷载时，侧移与高度成四次方变化。由此可以看出，在高层结构中，水平荷载的影响要远远大于垂直荷载的影响，水平荷载是结构设计的控制因素，结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外，同时要求结构要有足够的刚度，使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。高层建筑有上述的受力特点，因此设计中在满足建筑功能要求和抗震性能的前提下，选择切实可行的结构类型，使之在特定的物资和技术条件下，具有良好的结构性能、经济效果和建筑速度是非常必要的。高层建筑上常用的结构类型主要有钢结构和钢筋砼结构。钢结构具有整体自重轻，强度高、抗震性能好、施工工期短等优点，并且钢结构构件截面相对较小，具有很好的延性，适合采用柔性方案的结构。其缺点是造价相对较高，当场地土特征周期较长时，易发生共振。与钢结构相比，现浇钢筋砼结构具有结构刚度大，空间整体性好，造价低及材料来源丰富等优点，可以组成多种结构体系，以适应各类建筑的要求，在高层建筑中得到广泛应用，比较适用于提供承载力，控制塑性变形的刚性方案结构。其突出缺点是结构自重大，抵抗塑性变形能力差，施工工期长，当场地土特征周期较短时，易发生共振。因此，高层建筑采用何种结构形式，应取决于所有结构体系和材料特性，同时取决于场地土的类型，避免场地土和建筑物发生共振，而使震害更加严重。

四、 提高结构的抗震性能

第3篇：高层建筑抗震结构设计范文

关键词：高层建筑；抗震；结构设计；分析

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

1 震害多发点

随着这几年来经济的快速发展，由于建设者开发、使用功能上的要求，高层建筑的体型越来越多样化。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化， 而且在高度上也大幅度增长。进入上世纪90年代后， 结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的日程。特别是我国处于地震多发区， 高层建筑抗震设防更是工程设计面临的迫切任务。作为工程抗震设计的依据， 高层建筑抗震分析处于非常重要的地位。

地震作用具有较强的随机性和复杂性，要求在强烈地震作用下结构仍保持在弹性状态，不发生破坏是很不实际; 既经济又安全的抗震设计是允许在强烈地震作用下破坏严重， 但不倒塌。因此，依靠弹塑性变形消耗地震的能量是抗震设计的特点，提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力，防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。

1.1 结构层间屈服强度有明显的薄弱楼

钢筋混凝土框架结构在整体设计上存在较大的不均匀性， 使得这些结构存在着层间屈服强度特别薄弱的楼层。在强烈地震作用下，结构的薄弱层率先屈服， 弹塑性变形急剧发展，并形成弹塑性变形集中的现象。如1976 年唐山大地震中，13 层蒸吸塔框架，由于该结构楼层屈服强度分布不均匀，造成第6 层和第11 层的弹塑性变形集中， 导致该结构6 层以上全部倒塌。

1.2 柱端与节点的破坏较为突出

框架结构构件震害一般是梁轻柱重， 柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱易发生破坏。除剪跨比小短柱易发生柱中剪切破坏外， 一般柱是柱端的弯曲破坏， 轻者发生水平或斜向断裂;重者混凝土压酥，主筋外露、压屈和箍筋崩脱。当节点核芯区无箍筋约束时， 节点与柱端破坏合并加重。当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时，柱顶剪切破坏严重，破坏部位还可能转移至窗洞上下处，甚至出现短柱的剪切破坏。

1.3 砌体填充墙的破坏较为普遍

砌体填充墙刚度大而变形能力差， 首先承受地震作用而遭受破坏， 在8 度和8 度以上地震作用下，填充墙的裂缝明显加重，甚至部分倒塌，震害规律一般是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌体墙，砌块墙重于砖墙。

2 影响建筑物抗震效果的因素

研究高层建筑结构的抗震设计，必须明确建筑物抗震效果的主要影响因素。下面，将从建筑结构本身的设计效果、施工材料和施工过程以及建筑场地情况三个方面进行分析。

2.1 建筑物自身的结构设计

建筑物的结构设计是影响抗震效果极为关键的一个因素，建筑物若要达到抗震目的，无论点式住宅或是版式住宅，都必须进行合适的结构设计，保证抗震措施合理，能够基本实现小震不坏、大震不倒这样的目标，提高建筑结构的抗震性能。如果建筑物对平面的布置较为复杂，质心与刚心不一致，将会加剧地震的作用影响力，增强破坏性。所以，建筑物的结构平面布置应尽量保证质心和刚心重合，提高建筑物的抗震能力。在建筑结构的设计中，出屋面建筑部分不宜太高，以降低地震过程中的鞭梢影响；平面布置不规则的房屋注意偏离建筑结构刚心远端的抗震墙等等。

2.2 建筑结构建造材料和施工过程

建筑结构的材料是影响抗震效果非常重要的因素，但是这个因素往往被人们忽视，工作人员需要明确这样一点：在一般情况下，地震对建筑物作用力的大小与建筑物的质量成正比。在同等地震环境下，建筑物使用的材料越好，其受到的地震作用力也相对较小；反之，建筑物就会遭到地震很大的作用力。所以，在实际的建筑物的建设中，建议多采用隔断、板楼、维护墙等构件，广泛采用空心砖、加气混凝土板、塑料板材等质轻的建筑材料，这将会有利于建筑物抗震性能的提高。建筑结构施工过程同施工材料共同影响整个建筑工程的质量，在施工过程中，每一个环节都可以影响建筑结构抗震效果。所以，高层建筑在具体施工中，要加强监管和规范，严格做好高层建筑施工管理，从建筑结构的质量上来提高抗震效果。

2.3 建筑物所处地质环境情况

在地震中，对建筑物造成破坏的原因是多方面的，比如岩石断层、山体崩塌、地表滑坡等使得地表发生运动，造成建筑物的破坏，或海啸、水灾等次生灾害对建筑物造成破坏。在造成建筑物破坏的诸多原因中，有些是可以通过工程措施加以预防的。所以，在选择建筑工地的位置之前，要进行详尽地勘探考察，分析地形和地质条件，避开不利地段，挑选对建筑物抗震有利的地点。

3 高层混凝土建筑抗震结构设计策略

3.1 高层混凝土建筑的结构体系选择

高层建筑结构应根据建筑使用功能、房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、地基情况、结构材料和施工技术等因素，综合分析比较，选择适宜的结构体系。高层建筑钢筋混凝土结构可采用框架、剪力墙、框架- 剪力墙、筒体和板柱-剪力墙结构体系。

框架结构可为建筑提供灵活布置的室内空间。当建筑物层数较少时，水平荷载对结构的影响较小，采用框架结构体系比较合理；框架结构属于以剪切变形为主的柔性结构，使用高度受到限制，主要用于非抗震设计和层数相对较少的建筑中。剪力墙结构中，剪力墙沿横向、纵向正交布置或多轴线斜交布置，由钢筋砼墙体承受全部的水平荷载和竖向荷载，属于以弯曲变形为主的刚性结构。该种结构的抗侧力刚度大，在水平力作用下侧向变形小，空间整体性好。但剪力墙结构自重大，建筑平面布置局限性大，难以满足建筑内部大空间的要求。因此更多地用于墙体布置较多，房间面积要求不太大的建筑物中，既减少了非承重隔墙的数量，也可使室内无外露梁柱，达到整体美观。

框架——剪力墙结构是指在框架结构中的适当部位增设一些剪力墙，是刚柔相结合的结构体系，能提供建筑大开间的使用空间，是由若干道单片剪力墙与框架组成。在这种结构体系中，框架和剪力墙共同承担水平力，但由于两者刚度相差很大，变形形状也不相同，必须通过各层楼板使其变形一致，达到框架和剪力墙的协同工作。从受力特点看，剪力墙是以弯曲变形为主，框架是以剪切变形为主，由于变位协调，在顶部框架协助剪力墙抗震，在底部剪力墙协助框架抗震，其抗震性能由于较好地发挥了各自的优点而大为提高。因此可以适用于各种不同高度建筑物的要求而被广泛采用。板柱- 剪力墙结构，由于在板柱框架体系中加入了剪力墙或井筒，主要由剪力墙构件承受侧向力，侧向刚度也有很大的提高。这种结构目前在7、8 度抗震设计的高层建筑中有较多的应用，但其适用高度宜低于一般框架- 剪力墙结构。

3.2 减少地震发生时能量的输入

在具体的设计中，积极采用基于位移的结构抗震方法，对具体的方案进行定量分析，使结构的变形弹性满足预期地震作用力下的变形需求。对建筑构件的承载力进行验收的同时，还要控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值；并且根据建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系，确定构件的变形值；根据建筑界面的应变分布以及大小，来确定建筑构件的构造需求。对于高层建筑，在坚固的场地上进行建筑施工，可以有效减少地震发生作用时能量的输入，从而减弱地震对高层建筑的破坏。

4 结束语

钢筋混凝土框架结构是我国大量存在的建筑结构形式之一，钢筋混凝土框架结构的柱端与节点的破坏较为严重，其抗震设计中应该钢筋混凝土高层建筑结构抗震关键设计，另外，必须满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点”、“强底层柱底”等延性设计原则和有关规定。

参考文献：

[1] 伊小群．高等民用建筑结构的抗震设计探讨[J]．中国高新技术企业．2010，(20) ．

第4篇：高层建筑抗震结构设计范文

一前言

目前高层建筑中，梁式转换层结构应用最为普遍，其主要优势是实现了垂直转换，但如果在托柱形式的梁式转换层中，如果转换梁跨度很大，承托层数较多时，其上部框架柱传递下来的竖向荷载将会很大，就会导致转换梁的截面尺寸过大，实际实施中应用就必须考虑到这点。另外，采用转换梁也不利于大型管道等设备系统的布置，不利于该转换层建筑空间的充分利用。因此，有必要寻求新的转换结构形式来替代转换大梁。理论分析和工程实践表明采用单层或迭层桁架结构替代转换梁作为转换层结构是一种较为可行的方案。

二桁架转换层的主要形式

桁架转换层分为单层桁架与迭层桁架，其中又包括斜腹桁架和空腹桁架。空腹桁架又包括等节间空腹桁架，不节间空腹桁架，混合空腹桁架。桁架转换层构件可用钢筋混凝土结构、预应力结构、钢结构，在实际工程中精架式转换结构多采用混凝土结构或预应力混凝土结构，对于大跨度钢桁架结构转换层，虽然传力明确，传力途径清

楚，但构造和施工复杂，实际结构并不是很多，做的实验也比较少。采用斜杆桁架、空腹桁架或迭层桁架作转换构件时，桁架下弦宜施加预应力，形成预应力混凝土桁架转换构件，以减小囚桁架下弦轴向变形过大而引起精架及带桁架转换层高层建筑结构在竖向荷载下次内力的影响和提高转换桁架的抗裂度和刚度。采用转换桁架将框架一核心筒结构、筒中筒结构的上部密柱转换为下部稀柱时，转换桁架宜满层设置，其斜杆的交点宜为上部密柱的支点。采用空腹精架转换层时，空腹桁架宜满层设置，应有足够的刚度保证其整体受力作用。

三转换层结构的设计原则

⑴转换层的一般设计原则①减少转换。布置转换层时，当上下主体是竖向结构时，尤其对于有框架核心筒结构中核心筒的情况时，应该注意使尽可能多的上部竖向结构，并且能向下落地连续贯通。②传力直接。传力直接能够对整体结构有很好的转换作用，布置转换层上下主体竖向结构时，应该尽量避免多级复杂转换，这样使水平转换结构传力直接，而且慎重采用传力复杂、抗震不利的厚板转换，如上下柱网确实无法对齐时，尽量采用箱形转换。③强化下部、弱化上部。a应尽量强化下部，一般而言是指侧向刚度，而弱化下部主要是指转换层上部结构侧向刚度，这样的意义在于使转换层上下主体结构侧向刚度尽量接近、平滑过渡。设计时，应合理控制转换层上、下结构侧向刚度比的取值。b应尽量强化和提高下部结构抗震承载能力和延性。避免罕遇地震作用下下部主体结构破坏，同时应注意保证转换层上部l～2层不落地剪力墙的承载能力和延性，避免重力荷载和罕遇地震作用下不落地剪力墙根部的破坏。注意和加强下部框架梁、上部连梁的延性，适应罕遇地震作用下的塑性铰发育发展耗能的需要。

强化下部结构的具体措施应该视具体情况而定，对于带转换层的剪力墙结构或简体结构，可在房屋周边增置部分剪力墙、壁式框架或楼梯问筒体、加大简体及落地墙厚度、提高混凝土强度等级，提高抗震能力，相应的上部弱化主要是采取以下措施：不落地剪力墙开洞、开口、减小墙厚等。

④优化转换结构。当建筑功能里面考虑到抗震设计，宜优先选择如斜腹杆桁架、空腹桁架和扁梁等，不致引起地震作用下框支柱柱顶弯矩过大、柱剪力过大的结构形式。同时要注意需满足重力荷载作用下强度、刚度要求。

⑤全面细致的计算。作为整体结构中一个重要组成部分，转换结构必须采用符合实际受力变形状态的计算分析，而且应该建立模型进行三维空间整体结构计算分析。或者可采用有限元方法对转换结构进行局部补充计算，此时转换结构以上，至少取两层结构进行局部计算模型，并注意模型边界条件符合实际工作状态。

⑵带桁架转换层高层建筑的设计原则①为了满足带桁架转换层高层建筑具有较好的延性，能够满足下程抗震的要求。托柱形式带桁架转换层高层建筑结构设计必须遵循以下原则：“强化转换层及其下部、弱化转换层上部”；桁架转换上部框架结构按“强柱弱梁、强边柱弱中柱”的原则；桁架转换按“强斜腹杆、强节点”的原则。②一般情况下，为了确保塑性铰在梁端出现，使柱比梁有更大的安全储备，转换桁架上部框架结构按“强柱弱梁、强边柱弱中柱”的原则进行设计。其中卜部结构必须满足轴压比要求、抗剪要求及构造要求，柱按普通钢筋混凝土框架结构的设计，确定截面尺寸。为满足“强边柱弱中柱”的原则，中柱截面尺寸一般较小。上部结构梁的截面设计同普通钢筋混凝土框架结构，应尽量使其先屈服，满足“强柱弱梁”的要求。如果由于构造要求而不能加大中柱刚度时，可以采用内埋型钢的方法。③设计时转换桁架上层柱的柱底尽可能避免边柱出现塑性铰，此时为了满足转换层上、下层等效剪切刚度(等效侧向刚度)比，并且保证精架转换层框架结构有更好的延性。要求的带桁架转换层结构，转换桁架上层是结构的薄弱层，破坏比较严重，此外还要加强上层柱与转换桁架的连接构造。④特殊情况下，当很难满足轴压比的要求时，转换桁架下层柱的轴压比，转换桁架以下柱可采用高强混凝土柱、钢骨混凝土柱等有效方法来调整截面尺寸、刚度及其延性。⑤斜杆桁架设计时，受压斜腹杆的截面尺寸一般应由其轴压比控制计算确定，斜腹杆桁架上、下弦节点的截面，必须应满足抗剪的要求，这样便于保证整体析架结构具有一定延性不发生脆性破坏。对桁架转换层而言，应保证强受压斜腹杆和强节点。如果不满足要求，可配置螺旋箍筋或采用内埋型钢或内埋空腹钢析架的钢骨混凝土。

四转换层结构侧向的刚度比

带转换层高层建筑结构应使转换层下部结构的抗侧刚度接近转换层下部临近结构的抗侧刚度，不发生明显的刚度突变，转换层结构不应设计成为柔弱层。在水平荷载作用下，当转换层上、下部结构侧向刚度相差较大时，会导致转换层上下结构构件内力突变，促使部分构件提前破坏；当转换层位置相对较高时，这种内力突变会进一步加剧。因此，设计时，应控制转换层结构的等效刚度比。

⑴转换层上、下层剪切刚度比。底部大空间为l层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比。为保证转换层下部大空间整体结构有适宜的刚度、强度、延性和抗震能力，应尽量强化转换层下部主体结构，弱化转换层上部主体结构的刚度，使转换层上、下部主体结构的刚度及变形特征尽量接近。

⑵带转换层高层建筑结构等效侧向刚度比底部大空间层数大于l层时，其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比γ，可采用高规中公式(E．0．2)计算。其中水平荷载以节点单位荷载形式施加在转换层上部剪力墙布置的节点部位。等效侧向刚度比是影响带转换层结构的高层建筑抗震性能的重要指标之一。

第5篇：高层建筑抗震结构设计范文

关键字：高层建筑抗震理论 结构设计

一、高层建筑的概述

在古代人们就开始建造高层建筑，比如埃及的亚历山大港灯塔，高100多米,为石结构。中国山西应县的佛公寺释迦塔，高约为67米，为木结构。 现代高层建筑发展迅速，在大中城市随处可见。高层建筑是指超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑。高层建筑可以带来明显的社会经济效益:首先,使人口集中，可利用建筑内部的竖向和横向交通缩短部门之间的联系距离，从而提高效率；其次能使大面积建筑的用地大幅度缩小，有可能在城市中心地段选址；第三，可以减少市政建设投资和缩短建筑工期。

由于高层建筑的高度比较高，所以解决水平抗剪问题成为关键，而抗震是解决水平抗剪问题的一个重要因素。然而对于不同的结构形式，同一设防烈度下，抵抗地震能力有很大区别，因此选择合适的结构形式对于高层建筑尤为重要。

二、高层建筑抗震理论分析

2.1 高层建筑抗震的有关规范

建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。多层高层建筑结构的抗震措施是根据抗震等级确定的，抗震等级的确定与建筑物的类别相关，不同的建筑物类别在考虑抗震等级时取用的抗震烈度与建筑场地类别有关，也就是考虑抗震等级时取用烈度与抗震计算时的设防烈度不一定相同。全国大部分地区的房屋抗震设防烈度一般为8度。

2.2 建筑抗震设计的理论

2.2.1、拟静力理论。拟静力理论是20世纪10~40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数（地震系数）。

2.2.2、反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40~60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。

2.2.3、动力理论。动力理论是20世纪70－80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。

2.3 高层建筑抗震措施

在对结构的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构抗震验算外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性（限制结构类型和结构材料使用）等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震（结构延性）结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施（隔震措施，消能减震措施）来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且，强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

三、高层建筑的结构抗震设计

3.1高层建筑抗震设计的理念

按抗震设计要求进行结构分析与设计时，其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，从而满足我国《建筑抗震规范》（GB50011-2001）对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求，“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，存在许多的不确定因素，因此规定建筑结构当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此，要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力（变形能力）不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保障了人员的安全。因此在有抗震设防要求的高层建筑除应满足强度、刚度要求外，还要满足延性的要求，使建筑具有足够的变形能力，使其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

对于“两阶段”设计，其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段：采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构（特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节）的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。

3.2高层建筑的抗震设计方法

我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：1、高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。2、除规定1外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法。3、特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

在进行抗震设计是应掌握以下要点及注意事项：1 .选择对建筑抗震有利的场地 ,宜避开对建筑抗震不利的地段 ,不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。2 .建筑的平立面布置应符合概念设计的要求 ,不应采用严重不规则的方案。不规则的建筑 ,在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整 ,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。3 .结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求。4.尽可能设置多道抗震防线。地震有一定的持续时间 ,而且可能多次往复作用 ,根据地震后倒塌的建筑物的分析 ,我们知道地震的往复作用使结构遭到严重破坏 ,而最后倒塌则是结构因破坏而丧失了承受重力荷载的能力。适当处理构件的强弱关系 ,使其形成多道防线 ,是增加结构抗震能力的重要措施。5.具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。6.确保结构的整体性。各构件之间的连接必须可靠 ,符合下列要求 :1 )构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力 ,当构件屈服、刚度退化时 ,节点应保持承载力和刚度不变。2 )予埋件的锚固承载力不应低于连接件的承载力。3 )装配式的连接应保证结构的整体性 ,各抗侧力构件必须有可靠的措施以确保空间协同工作。4)结构应具有连续性 ,注重施工质量 ,避免施工不当使结构的连续性遭到削弱甚至破坏。

第6篇：高层建筑抗震结构设计范文

关键词：高层；建筑；抗震；设计

进入上世纪90年代以后，高层建筑已成为现代建筑的发展趋势。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化，优化建筑结构设计也越发受到业界普遍关注和重视。我国处于地震多发区，结构抗震分析和设计已提到建筑设计的日程，高层结构的优化设计必须引起足够的重视。但在如今高层结构设计中，因为设计师的设计理念和认识上的差异，在可靠性设计方面仍值得进一步商榷。而高层住宅建筑结构抗震的设计关系到建筑安全的首要问题，更突显出其重要的地位。

1住宅高层建筑结构抗震设计原则

抗震设计要刚柔相济，选择合适的结构形式，从而保证建筑结构的抗震性能，确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。建筑物在地震力的作用下，结构形态会发生较大变化，而设计者需要根据不同地震烈度不同建筑类型，采用不同的结构类型和不同的构造措施，从而达到安全和效益相统一的目的。因此，在高层建筑设计时必须认真进行抗震设计。在建筑抗震设计过程中若一味的提高结构抗力,增加结构刚度,则会导致结构刚度大则在地震发生过程中地震作用也会相应增大。因此，应考虑好结构构件的承载力、稳定性、延性、刚度等方面的性能。对结构的相对薄弱位置，进一步采取抗震措施。再者，承受竖向荷载构件，不能做为主要耗能构件。在进行抗震设计时，尽可能设多道防线，从而形成一个完整的抗震结构体系，通过各个延性良好的分体系的协同工作，从而达到良好的抗震效果。在处理结构的强弱关系时，尽量使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。合理设计结构的受力性能，当某一部位结构设计过强时，可能造成局部结构薄弱，因此，需考虑结构的整体协调工作。

2住宅高层建筑结构抗震设计要点

2.1结构规则性。建筑结构的不规则可能造成较大的地震扭转效应，产生严重应力集中，或形成抗震薄弱层。大量地震灾害表明，高层建筑物平面对称、结构简单、刚度质量沿建筑物竖向均匀分布的建筑具有较好的抗震性能。因此，在建筑抗震设计中，应使建筑物的平、立面布置规则、对称、具有良好的整体性。同时，质量与刚度变化均匀分布，防止在平面上质量中心与刚度中心不重合而造成严重的扭转振动。其中竖向抗侧力的截面尺寸和材料强度应自下而上逐渐减小，从而避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变而形成薄弱层。

2.2层间位移限制。高层建筑都具有较大的高宽比,其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移,甚至会超过结构的位移限值。该位移限值大小与结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关。因此在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况以及所处的地理位置进行设计,既要满足其具有足够的刚度又要避免结构在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性及舒适度的要求。

2.3控制地震扭转效应。由于地震波在传播过程中的折射、反射、散射所造成的强震地面运动具有三向水平和三向转动共六个自由度，地震作用本身就存在扭转分量。如果结构平面布置不规则，在水平地震作用下，也会产生扭转效应，对结构产生严重的破坏作用，而这种破坏作用往往被设计人员所忽视。但是，地震扭转效应是一个极其复杂的问题，对于体型复杂的建筑结构，即使楼层的“计算刚心”和质心重合，仍然存在明显的扭转效应。在高层住宅建筑设计时，就充分考虑扭转效应的影响。通过分析，扭转作用下各抗侧力结构的层间变形不同，造成结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大，考虑建筑上下刚度的分布不均匀，刚度中心没有在同一轴线，会产生较大的差距，从而造成各楼层结构偏心距和扭矩发生改变，因此,在设计过程中应对各层的扭转修正系数分别计算。计算时应主要控制周期比、位移比两个重要指标。设计中应考虑双向地震作用下，当楼层抗扭刚度弱，平动周期与扭转周期比大于0.9或楼层抗剪承载力比值小于0.8时，属特别不规则建筑，应考虑偶然偏心。PKPM设计时两者同时选上，程序计算时自动叠加取大者。

3住宅高层建筑结构抗震的优化设计探讨

住宅高层建筑结构抗震的优化设计，指在注意总体布置上的大原则，进行结构设计时，顾及到关键部位的细节构造，全面合理地解决结构设计中的基本问题。需着眼于结构的总体地震反应，按照建筑结构在地震时破坏力分布，有针对性进行抗震设计优化，从根本上提高建筑结构的抗震能力。

3.1建筑场地的选择。选择有利的建筑场地，为减轻高层建筑物的震害，避开对建筑抗震不利的地段，在选址时，不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。应加强地基勘察，对于不利地段，尽量避开不利地质环境，结构工程师应提出避开要求，最好选择有利地段，当无法避开时，应采取有效措施。这就考虑了地震因场地条件间接引起结构破坏的原因，如活动断层、溶洞、局部突出的山包等。

3.2 建筑的平、立面布置。根据新的《建筑抗震设计规范(GB50011―2010)，持力层的选择对建筑物的安全至关重要。要求建筑的形状及抗侧力构件的平面布置宜规则的整体性，在相同的地震力作用下，避免采用严重不规则的设计方案。选择基础方案时，受力性能比较明确，既要考虑经济合理，设计时容易分析结构在地震时的实际反应和结构的内力分布，又要考虑抗震的要求，容易采取抗震构造措施和进行结构的局部处理。

3.3抗震结构体系。抗震结构体系体型是抗震设计中应考虑的最关键问题，结构体系应具有多道抗震防线，应根据建筑类因素，可避免因部分构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力。结合设计、经济条件综合考虑与确定，应优先选用不承受重力荷载的构件如框架填充墙构件。抗震结构体系必须具有合理的地震作用传递途径，不宜用轴压比很大的钢筋混凝土框架柱作为第一道防线。多道抗震防线，以减少输入主体结构的地震能量，必要的强度刚度和强度分布，达到减轻主体结构破坏的目的。

高层住宅建筑抗震设计在选择建筑结构的方案和采取抗震措施时，使楼层（部位）的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。有意识、有目的地控制薄弱层（部位），使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，提高结构总体抗震性能。

4结束语

随着新型结构、高性能材料的出现，高层住宅建筑设计技术也势必再上新台阶。设计者需根据工程抗震各方面的知识和经验，通过新型结构设计满足建筑安全要求，满足建筑物的使用功能和外观要求，理顺结构与建筑，结构与设备的关系。这就需要设计者从目前抗震设计现状出发，作出正确的工程判断，找出建筑安全与经济合理的最佳结合点，以更好地适应社会经济和建筑技术的发展。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院建筑结构研究所. 高层建筑结构设计[M]. 北京：科学出版社，1982.

第7篇：高层建筑抗震结构设计范文

关键词：高层建筑；抗震结构；优化设计；改进措施

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

高层建筑抗震结构的构建步骤复杂，施工环节细碎，适配流程多样，加之诸如天气因素、自然灾害等外部不确定因素的综合制约影响，从而使得其更容易突发安全生产事故，进行系统规范、切实高效的抗震结构规划设计就显得至关重要。这就要求在实际具体的高层建筑转换层抗震施工作业之前，相关规划设计的技术人员务必做到严密规划、严格设计、切实调整、层层把关，扎实有效地进行高层建筑抗震结构规划设计流程环节的程序操作，迅速有效地将理论创新与实践改进协同统一，最终推进高层建筑抗震结构施工工程的安全、稳定、协调运转。

一、高层建筑转换层施工安全监督管理的瓶颈问题

1、建筑层次规划设计盲目追求高度设计

抗震结构的实效作用来源于架构设计的规范全面，需要严格遵循“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”等基本原则进行设计，尤其是对于涉及环节多、操作步骤杂、施工难度大的高层建筑而言，切实规范的建筑实体抗震结构的高度设计就显得至关重要。而现阶段国内建筑实体的实际高度普遍超标，在追求“更高、更强”的产业理念的刺激下，相当一部分建筑工程都无视淡漠国家法规的规范要求，大肆提升建筑楼层高度，从而直接增加了高层建筑的抗震危险系数，导致诸多安全生产问题集中爆发。

2、材料产品选取适用混乱空泛

伴随着我国建筑产业的持续快速推进发展，一些国外地区高层建筑抗震结构的材料产品也开始被引进应用，之前普遍采用的混凝土核心筒、大型钢筋模板也被任意添加修饰。部分设计人员一味追求所谓的“创新多元”、“先锋前卫”，在没有充分认知理解这些“舶来品”的内涵属性以及国内抗震结构规划设计的格局现状的前提下，盲目引进一些标榜新理念、新技术、新设备的抗震建筑材料产品，然后生搬硬套进行移植再造，而这些原料产品大部分材质低劣、抗压度不足、实效坚实系数过低，结果导致大量不切实际、空泛虚无的抗震结构资源被大量闲置浪费，最终在产生一系列抗震安全问题后，附带产生巨大的货币流失与效益亏损。

3、适配设备设置节点缺失，相关维护措施不到位

我国高层建筑抗震结构施工工程在形成规范化、产业化、系统化的综合型经营的同时，也普遍存在着适配辅助的安全设施部分老化、整体作业结构陈旧、整体效率低下等集中性的阶段性问题。尤其是在与抗震结构规划设计紧密相关的梁板模板安装改造、钢筋工程升级换代、混凝土浇筑防裂改进完善等一系列配套措施的设计更新上，还普遍存在着楼板、梁模板安装架设设计有待规范细化，钢筋抽料、超密集部位规划排查不够严格，混凝土浇筑防裂设计相对松散宽泛、监督检测浮于形式等突出问题。这些细微具体环节的抗震设计疏忽松懈的长期存在，不仅滋生了大量安全隐患，而且严重制约影响了高层建筑施工工程的稳定、高效运转。

二、高层建筑转换层施工安全监督管理的针对改进与具体措施

1、加强抗震结构高度设计的规范执行，严格依照规章执行作业

针对现阶段既存的建筑实体盲目追求高度提升、抗震设计难度增加的突出问题，我们必须从问题的根本症结出发，严格落实相关法律规章的细则要求。首先，建筑实体的层次高度规划设计方案务必通过系统周密的论证审核，相关人员需要进行实地勘测、比照，做到实事求是、务实严谨；其次，稳步推进模型振动台试验，通过一系列地震力破坏力模拟测试、数据分析、信息处理，最终确定符合规范、切合实际的楼层高度；第三，加强对外部环境因素的考虑估量，譬如岩土属性安全指标、地质承压荷载取值对比、水文风力作用评估等等，努力做到内外兼顾、周翔全面。

2、改进建筑材料选取方法的切实设计，提升针对操作性

对于目前抗震结构建筑材料选取环节的缺陷，我们应当立足施工实践，选取具备材质扎实牢固、抗压度高、坚实性强的主流材料。由于当前抗震结构基本以钢筋砼体核心筒为主，所以进一步加强提升转换层的安装设置就显得必要而关键。而现阶段抗震结构的加强层、转换层都是相邻设计，各自刚度增大之后必然附带导致层次结构刚度突变，最终出现混凝土核心筒柱体开裂。针对这一情况，我们可以通过采用向混凝土核心筒浇筑试样中添加一定比例的钢纤维、聚合物纤维等改性方法，稳步提升砼体核心筒的抗渗透性、抗磨蚀强度以及抗裂防裂效能。这种方法的选材成本低廉、操作手法简易、排查维护便捷，适宜进行区域范围内试行拓展。

3、提升适配环节的排查设计，稳步拔高安全生产作业效率

针对既存的一系列适配环节设施规划设计的瓶颈问题，我们需要从全面改造安全设施规制、彻底升级作业结构设计的基本立足点出发，有计划、有目的地进行大规模适配环节设备结构规划设计的更新改进。

第一，规范细化模板脚手架的安装架设，彻底改造升级梁板、楼板、梁模板支撑变形的技术应用；其次，稳步提升钢筋工程的安全系数，及时进行抽料设计复核、超密集部位检查、大直径钢筋连接调试，严格按照规定标准规范操作；第三，进一步加强混凝土浇筑防裂机制的监控考核力度，组织相关人员进行定时定点定期检查考核，实行明确统一的奖罚机制，奖励先进积极、严惩落后懈怠。通过一系列适配环节的机构性调整，有效辅助高层建筑抗震结构在规划管理层面的延伸扩展。

三、结语

抗震结构的规划设计作为高层建筑施工工程的重中之重，在整个高层建筑工程运营系统中占据着安全巩固的关键地位。进一步加强高层建筑抗震结构设计施工的调整优化施行力度，深入细化相关流程环节的切实检测、务实设计，快速有效地降低高层建筑抗震结构施工作业过程中的安全事故的发生率，继而提升整个高层建筑抗震结构作业系统的综合竞争力，最终助推建筑工程产业体系安全、稳定、协调地运营。

参考文献：

[1]曹有龙.基于高层建筑抗震结构设计研究[J].中国房地产业, 2011（5）.

第8篇：高层建筑抗震结构设计范文

关键词：建筑工程 抗震设计 抗震结构安全

中图分类号：TU文献标识码：A

1对建筑工程震能力产生影响的主要因素

1.1建筑结构的抗震设计标准

建筑结构抗震设计标准要根据国家对不同地区地震可能发生的情况以及对地震的危害程度所进行的初步预测来确定不同地区的基本设防烈度。设防烈度的确定是对抗震标准进行设计的主要参考依据，只有抗震烈度测量预测的准确性，才能够保障抗震设计标准的科学性与正确性。建筑施工单位根据抗震设计标准以及工程项目开发对住宅使用性能的要求，来进行抗震设计，提高建筑物抗震设计的烈度，设计烈度与建筑物的抗震能力成正比，与建筑工程造价成反比。

1.2建筑工程抗震设计是否合理

所谓抗震设计主要是对建筑的结构形式进行合理的设计，并对建筑结构抗震措施加以选择，保障建筑结构具有稳定的抗震性，在地震灾害威胁的情况下要确保建筑结构不倒。高层建筑物对抗震设计有着比普通建筑更高的设计要求，通常选择现浇剪力墙结构、框架- 剪力墙结构作为高层建筑物的首选结构类型。这种类型的建筑结构强度高、在外力的强烈作用下，能够维持建筑结构的平稳性，抗震效果非常明显。建筑工程抗震设计的合理性是确保建筑抗震性能的基本保障。

1.3建筑工程施工质量

建筑工程施工质量直接影响建筑物的使用性能，在地震振幅的强烈刺激下，建筑物的稳固性很难得到保障，为此必须对建筑物施工质量进行严格的控制，规范建筑施工工序，加强质量监督与检验工作，提高建筑物的整体质量，保障建筑物的高抗震性。

2选择适合的抗震结构与高质量的建筑材料

2.1建筑结构体系对建筑抗震性能的重要作用

现阶段在我国建筑结构体系中主要包含了框架结构体系、框架―剪力墙结构体系、剪力墙结构体系与筒体结构体系等主要结构体系表现形式。这些结构体系根据建筑物的实际需要被广泛的运用到高层建筑物中。而目前国外在地震多发区，已经开展广泛的采用钢结构体系，作为提高建筑结构防震的主要结构体系，我国目前所采用的多为钢筋混凝土结构，其抗震性能远远比不上钢结构的抗震性能。钢结构在强度、韧性以及延展性上具有明显的优势。

通过对地震区建筑房屋的倒塌情况进行调查我们可以发现，钢结构建筑物的倒塌机率是最小的。我国工程建造开发者在进行高层建筑物设计时，为了节省用钢数量，往往采用框架- 核心筒体系。在混合结构震层中所产生的剪应力的八成以上都由内部的混凝土来承担。钢筋混凝土结构在外力的作用下容易出现弯曲变形，为了减少建筑结构的侧移，往往需要采用小的钢结构对框架-核心筒结构加以辅助，这不但没能达到节省建筑钢材用量的目的，还增加了建筑结构的负担，不利于建筑整体结构稳固性的发挥，为此我国要积极推进钢结构在建筑领域的应用。

2.2建筑材料对建筑物抗震效果的影响与应用

建筑材料的使用性能对建筑物的质量有着决定性的影响，而高质量的建筑物又具有良好的抗震效果，为此若想提高建筑物的抗震性，首先要确保建筑材料的质量。在对建筑材料进行选择时，通常要选择强度高、安全性好，以及具有良好耐久性的建筑材料，研究实践表明，高性能的建筑材料在提高建筑结构的使用性能与使用寿命方面具有不可替代的作用。

混凝土是目前我国建筑工程领域所普遍运用的人工石材，它产生于1824年，它的出现极大的改变了世界建筑工程领域的发展状况，为促进我国建筑工程领域的发展起到了极大的推动作用。但混凝土建筑材料却属于脆性材料，从建筑结构抗震的角度进行分析，混凝土材料不利于建筑结构的抗震性，为此不应作为结构性材料应用到建筑结构当中。为解决这一问题，建筑工程领域展开了广泛的研究与讨论。目前主要通过对建筑结构进行科学合理设计以及采用钢筋来化解混凝土的脆性。同时也可以通过对混凝土自身的性能加以改变来实现对混凝土脆性的改良，达到提高混凝土材料抗震效果的目的。

通常状况下对混凝土自身的性能进行改良，提高混凝土建筑结构的抗震性能主要从以下几个方面加以着手：首先，要对混凝土搅拌过程中的用水量进行严格的控制，水对混凝土的水化反应以及混凝土的和易性都产生至关重要的影响，决定混凝土的性能，为此在混凝土加工、搅拌、运输、使用的全过程要通过会混凝土用水量的控制，来确保混凝土的强度及其耐久性。然而为了确保混凝土建筑结构的抗震性能，我们不能一味的增加混凝土的强度，因为混凝土强度与极限压成反比，当混凝土的强度达到一定高度时，在外力作用下一旦混凝土遭到破坏，此时混凝土的脆性特征就会变得更加明显，为此必须在考虑增强混凝土强度的同时要考虑增强混凝土的韧性，只有这样才能够确保混凝土具有较好抗震性能。

提高混凝土的使用性能还可以采用聚合物改性，这样可以显著提高混凝土的抗渗性、抗侵蚀能力，改善浆体与集料界面的结合，而且掺加达到一定量时，脆性的混凝土开始呈现聚合物良好的延性特征，在国际上已经开发成功的超高强水泥弹簧，即是该应用的一个极端例证。

在保证混凝土足够的碱度防止钢筋锈蚀破坏以及碳化破坏的同时，适宜掺加掺合料可降低混凝土结构中主要存在于孔隙和浆体与集料界面的氢氧化钙的含量，改善界面结构，提高混凝土的抗渗性。

集料质量也是影响混凝土质量、尤其是混凝土的耐久性的重要因素。例如，用碱活性集料或含有害组分的集料制备的混凝土不仅可导致混凝土耐久性的降低和寿命的缩短，而且可能在突发灾害中加速破坏而导致巨大损失。2003年土耳其地震后对倒塌建筑调查的结果表明，由于不当使用含氯离子高的海砂作为集料制备混凝土是导致增强钢筋加速锈蚀而使混凝土建筑在震中倒塌的主要原因。

当然，从通用水泥自身也可提出许多有益于提高混凝土耐久性的要求，如适宜控制水泥比表面积和水化热、降低水泥中氯离子含量、碱含量等。此外，还可以从根本上调整水泥品种，例如选用低水化放热、高后期强度、尤其是抗折强度高、抗侵蚀性好的低热硅酸盐水泥，即高贝利特水泥，对于重点工程建设是一种更好的技术途径。高贝利特水泥低热高强的特性表明，它是配制高强高性能混凝土的理想的胶凝材料，所配制的高贝利特大体积混凝土抗裂性优越、且具有良好的体积稳定性和优越耐久性，已在国家重点工程应用中得到证明。

3结束语

良好的抗震设计与抗震结构对建筑物抵抗地震灾害的威胁起到良好的保护作用，为确保我国建筑使用者的生命财产安全提供了可靠的保障，我国必须努力通过合理的设计创造出高性能的抗震结构，提高我国建筑物的抗震效果，对人们的生命财产安全实施全面的保护，避免汶川地震的惨剧再次上演。

参考文献：

[1] 王丽霖.我国高层建筑抗震结构设计初探[J].山西建筑,2011,(03) .

第9篇：高层建筑抗震结构设计范文

关键词：高层；混凝土；建筑；抗震；结构设计

中图分类号：TU97文献标识码： A

高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的，需要在具体的实践中对高层建筑所处的地质和环境进行详细的分析和研究，选用适合的抗震结构，注重建筑结构材料的选择，减小地震的作用力，增强结构的承载力，从而达到高层建筑抗震的目的。

一、高层建筑抗震结构设计的基本原则

1、结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能

(1)结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。

(2)对可能出现相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

(3)承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

2、 尽可能设置多道抗震防线

(1)一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。

(2)强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区， 主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度， 以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。

(3)适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。

(4)在抗震设计中某一部分结构设计超强， 可能造成结构的其他部位相对薄弱， 因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小， 改变抗侧力构件配筋的做法， 都需要慎重考虑。

3、 对可能出现的薄弱部位， 应采取措施提高其抗震能力

(1)构件在强烈地震下不存在强度安全储备， 构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。

(2)要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化， 一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。

(3)要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。

(4)在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又避免薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。

二、高层混凝土建筑抗震结构设计

1、选择良好的抗震结构体系

（1）抗侧力构件应布置合理。如在框架―剪力墙结构中，剪力墙宜均增布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大；平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙；纵、横剪力墙宜组成L型、T型和[型等形式；剪力墙宜贯通建筑物的全高，避免刚度突变；剪力墙开洞口宜上下对齐；抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。

（2）结构的整体性要好。高层建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力的子结构，而且要使这些子结构能协同承受地震作用，特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或各抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼盖使各抗侧力子结构能协同工作。楼盖体系最重要的作用是提供足够的平面内刚度和抗力，并与竖向各子结构有效连接。所以房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部分的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。

2、建筑布置宜规则

高层建筑应重视体形和结构的总体布置。由于建筑体形不合理或结构总体布置不合理而造成的地震灾害，在国内外的大地震中都有所见。抗震设计选择的建筑平面和立面布置宜对称、规则，避免采用严重不规则的结构。结构的刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免有刚度和承载力突然变小的楼层，造成薄弱层的出现，地震时薄弱层破坏导致结构失效。

3、高度的确定

按我国现行高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3- 2002）规定，在一定设防烈度和一定结构型式下，钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。这个高度是我国目前建筑科研水平、经济发展水平和施工技术水平下，较为稳妥的，也是与目前整个土建规范体系相协调的。可实际上，已有许多混凝土结构高层建筑的高度超过了这个限制。对于超高限建筑物，应当采取科学谨慎的态度：一要结构方案有专家论证，二要有模型振动台试验。在地震力作用下，超高限建筑物的变形破坏性态会发生很大的变化。因为随着建筑物高度的增加，许多影响因素将发生质变，即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。

4、重视建筑材料的选择

在高层建筑的抗震方案设计中，建筑结构的材料选择也非常重要。首先，我们可以对建筑材料的参数进行抗震性能的分析，从整体上对材料的参数变异性进行研究，而不能仅考虑建筑材料的承载力忽略其他因素。从抵抗地震的角度来讲，就是要控制建筑结构的延性需求，这就要求我们从高层建筑建设施工的各方面，来选择符合抗震需求而且经济适用的建筑结构材料。

5、推广使用隔震和消能减震设计

目前我国和世界各国普遍采用的传统抗震结构体系是“延性结构体系”，即适当控制结构物的刚度，但容许结构构件在地震时进入非弹性状态，并具有较大的延性，以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒”。采取软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等措施，改变结构的动力特性，减少地震能量输入，减轻结构地震反应，是一种很有效的防震措施。提高结构阻尼，采用高延性构件，能够提高结构的耗能能力，减小地震作用，减小楼层地震剪力。随着社会的不断发展，对各种建筑物和构筑物的抗震减震要求越来越高，地震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性，在未来的建筑结构中将得到越来越广泛的应用。

6、增多抗震防线的建设

高层建筑结构防震应设置多道抗震防线，增强对地震的抵抗力。进行抵抗地震设计时，可以采用具有多个肢节和壁式框架的“框架剪力墙”等防震结构。框架剪力墙具有性能较好的多道防线抗震结构，其中的剪力墙是第一道抗震防线也是主要的抗侧力构件。所以，剪力墙应有足够的刚度和承载力，且结构底层其承受的地震倾覆力矩占结构总地震倾覆弯矩的比值约50%～90%。同时，为承受剪力墙开裂后重分配的地震作用，任一层框架部分按框架和墙协同工作分配地震剪力。剪力墙结构中剪力墙可以通过合理设置连梁( 包括非建筑功能需要的开洞组成多肢联肢墙，使其具有优良的多道抗震防线性能。

总之，随着社会的发展、结构设计理念的创新及施工技术的进步，促使高层建筑往更高的方向发展，其在地震作用下的安全性也变的尤为重要。但由于高层建筑抗震设计属于繁重而复杂的过程，设计时一定要从概念设计及定量分析两个方向同时入手，从而获得即经济又安全可靠的设计结果。

参考文献：

[1] 覃敏强. 建筑高层框架结构布置[J]. 大众科技. 2010(05)

[2]郭剑飞，杨育人，朱卫新.高层建筑抗震概念设计[J].建筑技术，2009(10).