高层建筑结构抗震设计论文范文

引言：寻求写作上的突破？我们特意为您精选了12篇高层建筑结构抗震设计论文范文，希望这些范文能够成为您写作时的参考，帮助您的文章更加丰富和深入。

篇1

2超高层建筑结构抗侧刚度设计与控制

为了提高超高层建筑的抗震性，其足够的结构侧向刚度必不可少。足够的结构侧向刚度不仅可以保障建筑物的安全性、抗震性，还可在一定程度上有效抵抗建筑结构构件的不利受力情况及极限承载力下的安全稳定性。设计超高层建筑的结构抗震侧向刚度，应重点从其结构体系和刚度需求进行。

2.1结构设计。结构初步设计根据建筑高度和抗震烈度确定高度级别和防火级别。超高层结构设计首先满足规范要求的高宽比限值和平面凹凸尺寸比值限值，其次控制扭转不规则发生：在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，扭转位移比不大于1.4；最大层间位移角不大于规范限值的0.4倍时，扭转位移比不大于1.6；混凝土结构扭转周期比不大于0.9，混合结构及复杂结构扭转周期比大于0.85。最后设计过程中严格控制偏心、楼板不连续、刚度突变、尺寸突变、承载力突变、刚度突变等现象。满足结构设计规范的同时，还应考虑建筑师的设计意图和功能需求，同时满足设备专业设计要求。结构平面的规整程度直接影响着抗震设计的强弱，尽量采用筒体结构，以使得承受倾覆弯矩的结构构件呈现为轴压状态，且其中的竖向构件应最大程度的安置在建筑结构的外侧。各竖向构件和连接构件的受力合理、传力明确，降低剪力滞后效应，杜绝抗震薄弱层产生。

2.2结构侧向刚度控制。超高层建筑的抗震性能设计主要与结构侧向刚度的最大层间位移角和最小剪力限制相关。对于层间位移角限值，其是衡量建筑抗震性的刚度指标之一，地震作用应使得建筑主体结构具有基本的弹性，保证结构的竖向和水平构件的开裂不会过大。同时，因超高层建筑的底部楼层、伸臂加强层等特殊区域的弯曲变形难以起主导作用，所以应采取剪切层间位移或有害层间位移对其变形进行详细的分析与判断。对于最小地震剪力，其最重要的两个影响因素是建筑结构的刚度和质量，当超高层建筑难以达到最小地震剪力要求时，设计人员应该结合具体情况适度的增加设计内力，提高其抗震能力和稳定性，然而，当不能满足最小地震剪力时，还需通过重新设计或调整建筑结构的具体布置或提高刚度来提高建筑物在地震作用下的安全性，而非单纯增高地震力的调整系数。

3超高层建筑的性能化抗震设计

超高层建筑的抗震性能设计，国内主要根据“三个水准，两个阶段”，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。超高层建筑来说，其建筑工程复杂、高度极高、面积大、成本高，一旦受到地震损害，其损失程度会更高，因此，必须充分考虑各方理论、实际情况和专家意见，兼顾经济、安全原则，定量化的展开超高层建筑的性能化抗震设计。同时，相关文件虽针对超高层建筑结构的性能化设计制定了较具体且系统的指导理念，涉及宏观与微观两个层面。但是，由于结构构件会受到损坏，且损坏与整体形变情况的分析计算都需进行专业的弹塑性静力或动力时程计算，而目前我国尚未形成相关的定量化的评价体系，因此，设计人员应在积极参考ATC-40和FEMA273/274等规范。此外，对于弯曲变形为主导的建筑结构，在大震作用后应尤其注重构件承载力的复核。

4超高层建筑多道设防抗震设计

除了上述注意事项外，针对超高层建筑进行抗震性设计时，还因注重设计多道的抗震防线。多道抗震防线是指一个由一些相对独立的自成抗侧力体系的部分共同组成的抗震结构系统，各部分相互协同、相互配合，一同工作。当遭遇地震时，若第一道防线的抗侧移构件受到损害，其后的第二道和第三道防线的抗侧力构件即会进行内力的重新调整和分布，以抵御余震，保护建筑物。目前，我国超高层建筑主要依靠内筒和外框的协同工作来达到提供抗侧刚度的目的，包含两种受力状态：首先，建筑的内外结构通过楼板和伸臂析架来协调作用，进而使得外部结构承受了较多的倾覆弯矩和较少的剪力，而内筒则承受了较大的剪力和一些倾覆弯矩，广州东塔就是此受力方式的典型；其次，以交叉网格筒或巨型支撑框架为代表的建筑外部结构，其十分强大，依靠楼板的面内刚度，外部结构即可同时承受较大的倾覆弯矩和剪力，如广州西塔。

篇2

建筑结构论文参考文献：

[1]刘烽锋.对建筑结构设计中的思路优化探讨[J].建筑工程技术与设计，2015，（9）：497-497.

[2]周宏伟.刍议房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].四川水泥，2014，（12）：283-283，286.

[3]周宏伟.刍议房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].四川水泥，2014，（12）：313-314.

[4]周翱.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用探讨[J].建筑工程技术与设计，2014，（22）：710-710.

[5]梁辉辉，杨鑫.刍议房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].建筑工程技术与设计，2015，（14）：390-390.

[6]伍后胜，庞宇.建筑结构设计优化技术在房屋结构设计中的实际应用[J].房地产导刊，2014，（18）：114-114.

[7]朴洪立.建筑结构设计中优化方法研究[J].民营科技，2014，（7）：145.

[8]刘立伟.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用探究[J].商品与质量·理论研究，2014，（7）：208-208.

建筑结构论文参考文献：

[1]张世廉，董勇，潘承仕.建筑安全管理[M].2005

[2]陈肇元，土建结构工程与耐久性[M].2003

[3]杨云峰.浅谈建筑结构抗震概念设计[j].科技创新导报.2009（11）

[4]王建军.土建结构工程的安全性与耐久性[N].伊犁日报（汉），2006

[5]董心德，叶丹，张永平，蔡世连.复杂高层建筑结构基于性能的抗震设计概念[j].中国产业.2010（12）

建筑结构论文参考文献：

[1]建筑抗震设计规范（GB50011-2001）

[2]混凝土结构设计规范（GB50010-2002）

[3]建筑结构杂志

[4]高层建筑结构概念设计

篇3

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

近几十年来，钢筋混凝土结构有了更大的发展，混凝土强度和钢筋强度得到提高，钢筋混凝土结构的应用范围不断扩大，预应力混凝土结构也开始应用。钢筋混凝土高层建筑成为了当前建筑物的一个主体工程，如何保证建筑结构抗震设计是否过关尤为重要。设计阶段决定主体结构构件、非结构构件的尺寸与构造、连接，是结构抗震性能目标能否实现的一个重要阶段。论文就钢筋混凝土高层建筑结构抗震关键设计进行探讨，旨在促进了钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的飞速发展。

一、结构抗震设计的重要性

地震是一种随机振动，有难于把握的复杂性和不确定性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前尚难做到。在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、结构材料的非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，同时也存在着不准确性。因此，工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决，而必须立足于“概念设计”。概念设计是指设计人员从结构的宏观整体出发，用结构系统的观点，着眼于结构整体反应，正确地解决总体方案、材料使用、分析计算、截面设计和细部构造等问题，力求得到最为经济、合理的结构设计方案以达到合理抗震设计的目的。结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免结构出现敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果仅集中在少数薄弱部位，必会导致结构过早破坏，目前各种抗震设计方法的前提之一就是假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用，在此前提下才能以多遇地震作用进行结构计算、构件截面设计并辅以相应的构造措施，必要时采用弹性时程分析法进行补充计算，试图达到罕遇地震作用下结构不倒塌的目标。

二、高层混凝土建筑结构抗震设计策略

1、 从建筑的全局出发

高层混凝土建筑结构设计要从建筑的全局出发，全面考虑各种建筑部位的功能，在此基础上，科学设计每个部分的构件，保证每个部件之间的契合，促使每个部件或者是若干部件组合起来可以完成某一特定的设计要求，满足一定的现实需求，同时，通过抗震设计，使得每个构件都可以具有相应的承载力，当地震来袭，每个构件都可以有着一定的次序先后破会，整体组合构件将会有着更强大的承载力和柔性，从而延缓地震破坏的速度，消耗爆发的能量。增强建筑的整体抗震能力。

2、地基选址

地基选址是进行建筑结构设计的基础，因此，在房间结构抗震设计中，要科学避开山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本着坚硬，牢固，平坦，开阔的选址原则。亲身实地，利用先进技术设备，进行地质勘探，山石水土监测，并取样论证，科学严谨分析。力求使得整个地基牢固可靠，地质稳定无渗漏，无坍塌，无暗河，无熔岩，无火山……从而保证整个地基不会因为承载而发生小范围的坍塌。影响到整体承载能力和抗震能力设计。

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、材料的选用和结构体系

在地震多发区，采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到人们的重视。我国150m以上的建筑，采用的三种主要结构体系（框—筒、筒中筒和框架—支撑体系），都是其他国家高层建筑采用的主要体系。但国外，特别在地震区，是以钢结构为主，而在我国钢筋混凝土结构及混合结构占了90%。如此高的钢筋混凝土结构及混合结构，国内外都还没有经受较大地震作用的考验。在高层建筑中采用框架———核心筒体系，因其比钢结构的用钢量少，又可减少柱子断面，故常被业主所看中。混合结构的钢筋混凝土内简往往要承受80%以上的震层剪力，有的高达90%以上。由于结构以钢筋混凝土核心筒为主，变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大，靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不仅增大了钢结构的负担，且效果不大，有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值；此外，在结构体系或柱距变化时，需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成大刚度而导致结构刚度突变，常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大，加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。因此在需要设置加强层及转换层时，要慎重选择其结构模式，尽量减小其本身刚度，减小其不利影响。

在高层建筑中，应注意结构体系及材料的优选。现在我国钢材生产数量已较大，建筑钢材的类型及品种也在逐步增多，钢结构的加工制造能力已有了很大提高，因此在有条件的地方，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土（柱）结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。在超过一定高度后，由于钢结构质量较小而且较柔，为减小风振而需要采用混凝土材料，钢骨（钢管）混凝土，通常作为首选。

另外，许多高层建筑底部几层柱虽然长细比小于4，但并不一定是短柱。因为确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比，只有剪跨比≤2 的柱才是短柱。有专家学者提出现行抗震规范应采用较高轴压比。但是即使能调整轴压比限值，柱断面并不能由于略微增大轴压比限值而显著减小。因此在抗震的超高层建筑中采用钢筋混凝土是否合理值得商榷。

总之，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。

5、运用延性设计

结构良好的延性有助于减小地震作用，吸收与耗散地震能量，避免结构倒塌。因此，结构设计应力求避免构件的剪切破坏，争取更多的构件实现弯曲破坏。始终遵循“强柱弱梁，强煎弱弯、强节点、弱锚固”原则。构件的破坏和退出工作，使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系，致使结构的周期发生变化，以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。

总之，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，增强地震的抵抗力，从而达到高层建筑抗震的目的。

参考文献：

[1] 计静．套建增层预应力钢骨混凝土框架抗震性能与设计方法研究.哈尔滨工业大学博士学位论文，2008.

篇4

Abstract: the conversion layers design is in the structural design of high-rise building is a key part. Taking the high-rise building with conversion layers structure as the research object, analyses the architecture design of security problems, finally discusses how to design of the building structure in how to improve the safety of the building.

Keywords: take conversion layers; Design; Construction safety

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

近年来随着科学技术的进步，现代高层建筑结构向着体型复杂、功能多样的综合性方向发展，带有转换层的高层建筑得到了大量应用。由于建筑功能的需要，形成了建筑上层的结构形式与下层的结构形式不一样；或上下层结构形式一样，但上下层结构的柱网的尺寸不一样。为解决这一矛盾，就采用了转换层结构。高层建筑结构转换层形式有梁式楼盖转换、箱形楼盖转换、析架转换、厚板转换和斜柱转换。

1带转换层建筑结构的特点及存在安全问题

1.1结构转换层的特点

1）转换结构构件常常承受其上部结构传下来的巨大竖向荷载或悬挂下部结构的多层荷载，使得转换结构构件的内力很大，因此，竖向荷载成了控制转换结构构件设计的主要因素。2）转换结构构件通常具有数倍于上部结构的跨度，转换结构构件的竖向挠度成为严格控制的目标。3）转换结构的连续施工强度大，有的施工过程复杂，有一定的难度。4）结构中由于设置了转换层，沿建筑物高度方向刚度的均匀性会受到很大的破坏，力的传递途径有大的改变，这决定了转换层结构不能以通常结构来进行分析和设计。

1.2带转换层建筑结构的安全问题

转换层在国内外早就有研究和应用。早在上世纪五十和六十年代，苏联和东欧一些学者就提出了柔性底层板材房屋的设计方案，也就是上部均为剪力墙、下部均为框架的结构体系，并认为柔性底层有利于隔震，提高整座建筑物的抗震能力，因而兴建了不少这样的房屋。这是初次通过设置转换层而取得底层大空间的尝试。但是，震害的结果表明，这种柔性底层的剪力墙房屋并不具有人们所希望的隔震、抗震能力，框支剪力墙结构的侧向刚度在剪力墙和框架交接的楼层处发生突变。在强烈地震力的冲击下，结构因底层框架刚度太小、侧移过大、延伸性差以及强度不足等而引起破坏，甚至整座建筑物的倒塌。例如1964年南斯拉夫斯可比耶地震，这类房屋很多倒塌或严重破坏；1978年罗马尼亚布加勒斯特地震，许多这样的住宅、计算中心建筑由于底层柱破坏而倒塌；1988年12月原苏联亚美尼亚地震总结出同样的教训:底层柔性的房屋抗震性能很差，地震中破坏严重。所以，底层均为框架的纯框支剪力墙结构体系，在地震区不宜采用。

2建筑结构设计中如何提高建筑的安全性

2.1竖向布置

1）应避免高位转换。根据前人研究成果，转换层位于3层以上时，层间位移角、剪力的分配及传力途径发生急剧突变，易形成薄弱层，抗震非常不利。对部分框支剪力墙高层建筑结构，其转换层的位置，7度区不宜超过第5层；8度区不宜超过3层。转换层位置超过上述规定时，应作专门研究并采取有效措施，6度时其层数可适当增加；底部带转换层的框架-核心筒结构和外筒为密柱框架的筒中筒结构，其转换层的位置可适当增加。

2）布置形式。沿高层建筑方向转换结构可以是分段布置，形成大框架套小框架的巨型框架结构；可以间隔布置，形成错列墙梁或析架式框架结构，这种情况是要求没有支撑障碍的宽敞内部空间，它必须采用大跨度楼盖结构，即采用一组三层水平构件的梁系统，由转换大梁来支撑主梁，再由主梁支撑次梁。这里的转换大梁起到解决大跨度楼盖和改变各主梁间距的作用，与用它来改变柱列是同一实质；错列剪力墙结构也可设置于建筑物的顶部，悬挂下部结构的荷载；叠层承托析架结构及多梁承托结构。

2.2结构加强层

当建筑物较高柔(例如框架-简体结构)，整体刚度有可能不足时，在结构竖向的一定部位设置水平刚性楼层(即加强层)，人为地加强结构的整体弯曲效应，这时转换层可同建筑物的加强层、设备层等统一考虑。由于刚度突变导致层间位移角、剪力的分配及传力途径发生急剧突变，形成薄弱层，就应控制好转换层的侧向刚度比，抗震时不应大于2。

2.3转换层结构计算的一般原则

1）带转换层的高层建筑结构可分别情况，按空间协同工作分析方法、三维空间分析方法或其它有效方法进行整体内力与位移计算。此时转换构件作为结构的一部分参与整体计算。巨型框架结构可将主框架连同次级框架一起作为整体结构进行空间分析。当次级框架梁，柱的刚度较小时，也可以将次级框架作为荷载，只对主框架进行空间分析，此时，次级框架只对竖向荷载进行内力计算。底层柱上端和转换梁(墙)宜采用平面有限单元法进行局部应力分析并相应配置钢筋。底部框支剪力墙在转换梁附近墙体宜采用平面有限单元法进行局部应力分析，此时宜采用高精度的平面应力单元。转换平板，箱形结构宜采用板单元或组合单元进行局部应力分析。2）转换层的高层建筑结构，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数。特一、一、二级转换构件水平地震作用计算内力应分别乘以增大系数1.8、1.5、1.25；8度抗震设计时转换构件尚应考虑竖向地震的影响。带转换层的高层建筑结构，其框支柱承受的地震剪力标准值应按下列规定采用：每层框支柱的数目不多于10根，当框支层为1~2层时，每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的2%；当框为3层及3层以上时，每根柱所受的剪力应至少取基底剪3%；每层框支柱的数目多于10根，当框支层为1~2层时，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的20%；当框支层为3层及3层以上时，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30%；框支柱剪力调整后，应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁(不包括转换梁)的剪力、弯矩，框支柱轴力可不调整。

2.4结构布置

1）底部大空间部分框支剪力墙高层建筑结构在地面以上的大空间层数，8度时不宜超过3层，7度时不宜超过5层，6度时其层数可适当增加；底部带转换层的框架-核心筒结构和外筒为密柱框架的筒中筒结构，其转换层位置可适当提高。剪力墙和筒体底部墙体应加厚。转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比；底部大空间为1层时，等效剪切刚度比Y宜接近1，非抗震设计时Y不应大于3，抗震设计时丫不应大于2。底部大空间层数大于1层时，等效侧向刚度比Ye宜接近1，非抗震设计时Ye不应大于2，抗震设计时Ye不应大于1.3。框支层周围楼板不应错层布置；框支剪力墙和筒体的洞口宜布置在墙体的中部；框支剪力墙转换梁上一层墙体内不宜设边洞，不宜在中柱上方设门洞。

2.5截面设计

1）截面的限制条件：框支梁与框支柱截面中线宜重合；框支梁截面宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度，且不宜小于其上墙体截面厚度的2倍，且不宜小于400mm；当梁上托柱时，尚不应小于梁宽方向的柱截面宽度。梁截面高度，抗计时不应小于计算跨度的1/6，非抗震设计时不应小于计算跨度的1/8；框支梁可采用加腋梁；2）配筋构造：梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率，非抗震设计时分别不应小于0.3%；抗震设计时，特一、一和二级分别不应小于0.6%、0.50%和0.40%；b.受拉的框支梁，其支座上部纵向钢筋至少应有50%沿梁全长贯通，下部纵向钢筋应全部直通到柱内；沿梁高应配置间距不大干200mm、直径不小于16mm的腰筋。框支梁上部的墙体开有门洞或梁上托柱时，该部位框支梁箍筋应加密配置，箍筋直径、间距及配箍率按规范采用，当洞口靠近框支梁端部且梁的受剪承载力不满足要求时，可采取框支梁加腋或增大框支墙洞口连度等措施；框支梁不宜开洞。若需开洞时，洞口位置宜远离框支柱边，上、下弦杆应加强抗剪配筋，开洞部位应配置加强钢筋，或用型钢加强，被洞口削弱的截面应进行承载力计算。

3结语

论文重点针对转换层设计是高层建筑结构设计中非常关键的部分。论文重点针对以带转换层的高层建筑结构为研究对象，分析了建筑设计中的安全问题，最后重点探讨了如何在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性。希望对实际工程提供借鉴。

参考文献：

篇5

结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计，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，从而经济地实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。本文围绕高层建筑结构，总结了高层建筑结构设计的特点以及提出了高层建筑结构分析和各种体系相对应的方法。为实际高层建筑结构分析与设计提供一定参考。

1 高层建筑抗震结构设计的基本原则

1.1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)对可能造成结构的相对薄弱部位，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。

1.2在设计构造上宜有多道抗震防线

(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。例如框架―剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。(2)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，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。

1.3对出现的薄弱部位，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不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。

2 高层建筑结构静力分析方法

2.1 框架－剪力墙结构

框架－剪力墙结构中剪力墙布置应按“均匀、分散、对称、周边”的基本原则考虑,内力与位移计算的方法很多，大都采用连梁连续化假定。由剪力墙与框架水平位移或转角相等的位移协调条件，可以建立位移与外荷载之间关系的微分方程来求解。由于采用的未知量和考虑因素的不同，各种方法解答的具体形式亦不相同。框架－剪力墙的机算方法，通常是将结构转化为等效壁式框架，采用杆系结构矩阵位移法求解。

2.2 剪力墙结构

计算剪力墙的内力与变形时,其剪力墙应计入端部翼缘地共同工作,剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。单片剪力墙按受力特性的不同可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。不同类型的剪力墙，其截面应力分布也不同，计算内力与位移时需采用相应的计算方法。剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法。此法较为精确，而且对各类剪力墙都能适用。但因其自由度较多，机时耗费较大，目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。

2.3筒体结构

筒体结构包括框筒结构?筒中筒结构以及其它筒体结构。筒体结构的分析方法按照对计算模型处理手法的不同可分为三类：等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析。等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。一种是只作几何分布上的连续化，以便用连续函数描述其内力；另一种是作几何和物理上的连续处理，将离散杆件代换为等效的正交异性弹性薄板，以便应用分析弹性薄板的各种有效方法。

3 高层建筑的结构体系

3.1框架－剪力墙体系。有框架结构布置灵活，使用方便的特点，又有较大的刚度和较好的抗震性能。当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架－剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架－剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架－剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。

3.2剪力墙体系。剪力墙体系结构刚度大，空间整体性好，当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架－剪力墙体系。

3.3筒体体系。凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、筒体－框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

4 结束语

在强烈地震作用下,建筑物的破坏机理和过程是十分复杂的,要进行精确的抗震计算是困难的,在总结大量地震灾害经验的基础上,提出了概念设计,并认为它是结构抗震设计的首要问题,比计算设计更为重要。对设计人员来说,掌握概念设计,有助于明确抗震设计思想,灵活、恰当地运用抗震设计原则,不致陷入盲目的计算工作,从而比较合理地进行抗震设计。

参考文献：

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社，2002，11

篇6

Abstract: the world's population increased continuously, make the per capita living space gradually reduce, and then make the emergence of the high-rise building become an inevitable result. In recent years, such as earthquake disaster for high-rise building with the great damage and loss makes people have to of high-rise building in the design and construction of the construction of the seismic performance increase of consideration. This article describes and analyzes the structure of the high-rise building aseismic design of many of the idea of the foundation, and further puts forward the specific methods of seismic design.

Keywords: high building; Seismic performance; Ideas; The specific method

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

地震因为其高破坏力和高不确定性两个特征成为一种危害人类正常生活的重大自然灾害。同时也成为包括高层建筑在内的绝大部分建筑设计和施工项目都必需考虑的一个重要因素之一[1]。因为在人类的发展历史上，地震这一自然灾害给人们带来了巨大的经济财产和人身安全的损失，于是在很早以前抗震设计就成为了建筑结构设计里的一个重要考虑因素，而建筑结构的抗震设计理念和方法也随着历史的进步在不断的发展。虽然人类目前还无法准确预测地震灾害并确保建筑物在地震中免受损失和破坏，但是已经形成了一套比较完整的理论和方法体系，在一定程度上能做到“小震不坏，中震不修，大震不倒”，并尽大可能的做到了减少因地震建筑物倒塌而给人们生命和财产带来的的严重损失。

高层建筑结构抗震设计理念

一直以来，对于建筑物的抗震设计理念和方法的研究都是建筑结构设计中的一个必要考虑因素，而增强建筑物的抗震性能是理论研究者为之奋斗不懈的的目标。现有的抗震设计理念是经过以下几个重要的阶段而总结得来的。

一是刚性设计理念。这是人们应对地震这一自然灾害所总结和研究出的第一个设计的理念。当时的地震工程学者对地震和抗震理论知识的了解还很少，很贫乏。学者普遍认为建筑物在地震中损坏甚至倒塌的主要原因是因为建筑物的刚度不够，不能抵抗地震的巨大能量才会倒塌。按照这一设计理念人们在房屋的施工建设工程中就通过增加剪力墙的厚度和承重墙的钢筋和水泥的比例，以此来保证墙体结构有足够的刚度，从而时地基与整个主体建筑形成一个刚性的有机整体。但是这一理念有其自身所具备的局限性，因为强调对建筑物刚度的要求，使得建筑物在高度和跨度上的发展收到限制。

二是柔性设计理念。因为看到了刚性设计理念的先天性不足，在刚性设计理念之后，抗震设计专家和学者们又提出了一个与刚性设计理念全然不同的柔性设计理念。这一理念放弃了对建筑物刚性的追求并且利用柔性建筑在地震中建筑物可以有效的侧移和形变的优点来减少地震对建筑物的损害。事实表明，这一设计理念具备了刚性设计理念所无法具备的优势，并且在一些小的低等级的地震中能比较好的保证建筑物的完好[2]。但是也仅仅是限于应对低等级的地震，事实表明，当遇到较高等级的地震时，在这一设计理念的指导下所建设的房屋是没有任何抵抗力的。

三是结构控制设计理念。这一设计理念主要是通过对建筑物的控制结构的设置使已有的结构和新生的结构共同抵御地震。最近这些年以来，这一设计理念被广泛应用于桥梁和高层建筑物的抗震设计中。

第四个是性能设计理念。这一设计理念的主要思想是让建筑物在面对不同等级地震的时候能有不一样的与之对应的抗震能力与性能，体现了多级抗震设防的重要思想[3]。该理论是在之前刚性设计理念、柔性设计理念和结构控制设计理念的基础之上发展的全新的理论，因为其较大的抗震优势，使得它成为现阶段实际应用最为广泛的抗震设计理念。它具体表现为以下几个方面：①尽可能增加多道抗震防线。每一个抗震机构的体系都不是一个单一的体系，而一般都是右多个有良好延性的系统构成，而每一个分系统又是通过有较好延伸性能和柔性的构件相互连接配合作用的。比如说有剪力墙-框架体系是由具有良好延性的剪力墙和柔性较高的框架组成，而剪力墙又是分为双肢剪力墙和多肢剪力墙分体系。一般的，强地震都伴随着一系列的余震，这就要求建筑物节构具备抵抗强震的第一道防线之后还能有第二道，第三道防线来抵抗接下来的余震，只有这样，才能保证建筑物在强震之后仍旧能够不倒塌。这就要求每一楼层里的主要抗震耗能构建在强震中屈服后其他的辅助构建仍具有弹性性能，从而延长构件的“有效屈服时间”。 ②增强薄弱部位的抗震性能。构件的实际承受能力和计算承受能力是对构件合理布置的基础，当在实际地震过程中，构件的实际承受里高于计算承受力，也就是构件面临承受力的不定集中的情况，这时候就需要通过其他的与之相连的辅助构件对它的承受力完成转移[4]。在薄弱部位（很有可能出现力的集中的部位）增强抗震设计，提高其抗震性能，能够有效做到保证建筑物在地震中变形小，不倒塌。

二、高层建筑结构设计方法

对于建筑结构抗震设计，通常要考虑高层建筑物的刚度、强度，和延性，因为不仅要保证整体结构在地震中能够承受一定范围内的轴压力和剪力，同时还要做到在力过大的时候在允许结构有一定的变形但是不至于严重倒塌。这是抗震的主要内容，也是抗震的核心内容。而现在具体的设计方法有以下这些。

一是多采用强剪弱弯结构。建筑结构中的梁和柱子简剪力破坏比轴向扭力破坏所带来的后果要严重的多，所以在设计之中要增强粱柱和墙体的剪力弱化轴向弯力。另外与此类似的还应该多采用强柱弱梁和强节点弱构件的设计方法。

二是改善高层建筑结构均匀性设计。首先是高层建筑是一个三维结构，在地震中作用力的方向是任意的，使其侧向两轴在刚度上均匀是保证其抗震性和抗风性的重要因素[5]；然后是在沿竖直方向的层剪力刚性性能尽量不要发生突变；最后就是沿同一轴的各向抗侧力结构要避免出现刚度较大而延性较低的结构。

三是加强短柱抗震性能。①改善建筑物整个结构的抗震性能可以通过缩小短柱的截面积，增大剪跨比进而提高短柱的计算受压载重力的方式达到。具体的方法是增强混泥土的实际等级，降低其轴压比。②采用钢管混泥土的方式浇灌短柱。在由圆形钢管构成的构件体系里浇筑混泥土保证了混泥土能够在三个方向都能受到足够强度的压力，从而提高了混泥土本身的抗压能力和极限应力，进而在保证刚度和强度的前提下增强了其延性。③采用分体柱结构。这种方法是通过人为的将柱子的抗弯性能降低到其抗剪性能之下，从而用短柱在地震中的延性破坏代替它的水平断裂进而保证建筑物不易倒塌。

结语

随着社会和科技的进步和发展，专家学者对建筑物结构抗震设计的理念也在不断的更新进步，进步和先进的理念给我们带来的是可靠的结构设计方法。虽然人类在战胜地震这一自然灾害的路上还是任重而道远，但是我们有理由相信，随着人们对已有地震经验的总结，我们的抗震工程学者会研究出更好的高层建筑结构设计理念理念和方法，进而进一步保证人类生命和财产不受损失。

参考文献:

[1] 张彭,解林伟.试析高层建筑结构设计理念及方法[J].陕西建筑,2011（08）

[2] 王欣.浅谈高层建筑结构选型要点[J].科技创新导报,2010,(15)

篇7

1引言

近年来，近断层地震动已经成为地震学与地震工程学两个学科内的热点问题。近二十年来发生的几场大地震，如美国北岭地震（1994，1，17）、台湾集集地震（1999，9，21）都收集到了丰富的地震动数据，研究人员据此整理出了具有典型运动特征的地震动记录。大量的研究资料表明，由于处于近断层区域地震动往往具有大脉冲、长周期、高峰值等与远场地震动显著不同的特性，更容易对结构造成严重的破坏，所以以近断层地震动作为研究对象具有实际意义。

关于近断层地震动的定义在学术界尚未统一，大多数学者是将距离断层破裂面小于20公里以内的区域称作近断层区域[1]，在这一区域收集到的地震动记录一般称之为近断层地震动记录。

与远场地震动不同的是，近断层地震动具有长周期、大峰值以及速度脉冲等特点。研究人员根据大量的近断层地震动记录资料分析以及相关数值模拟，总结出了其主要运动特征包括集中性、破裂向前方向性效应、上盘效应、速度脉冲以及滑冲效应。本文以近断层地震动记录作为输入，计算结构的地震反应，分析地震动的强度度量参数，得到对抗震设计有用的结论。

近年来，在高层住宅结构中，剪力墙结构得到了广泛的应用。由于剪力墙结构刚度大，整体性较好，具有较好的抗剪能力。对于以水平方向作用为主的地震输入，具有较强的抗震能力，因此，针对剪力墙结构抗震设计的研究，对高层剪力墙结构中剪力墙布置与优化具有很强的工程意义。

本文选取近断层地震动记录，这些地震动记录来自实际地震，选取基于具有典型运动特征的脉冲型地震动记录作为地震输入，基于SAP有限元分析软件进行弹塑性时程分析，提取结构层间位移角等地震反应数据，分析近断层地震动记录下高层建筑结构实际反应。

2近断层脉冲型地震动特性参数

本文选取具有典型脉冲特性的近断层地震动记录[9]，即来自台湾集集地震（1999，9，21，震级MW=7.6）和美国北岭地震（1994，1，17，震级MW=6.6）。这两次地震动都得到了典型的近断层地震动记录，其中，集集地震还收集到了无脉冲地震动记录，具体地震动参数如表1所示。

从图2可以看出，无脉冲地震动作用下，剪力墙结构在各层的位移角相差不大，说明高层建筑结构的基本振型影响不明显，而高阶振型起显著作用。而在滑冲效应和向前方向性地震动的作用下，高层剪力墙结构在顶部和底部的位移角有较为显著的区别，这说明，结构的基本振型被地震动作用激发，成为控制结构位移的主要作用。简而言之，分析近断层无脉冲型地震动和含脉冲型地震动作用对高层剪力墙结构的地震反应影响，脉冲型地震动作用下，高层剪力墙结构层间变形较大，容易使结构产生整体倒塌，对结构安全更为不利。

4结论

通过对单自由度双线性系统与高层剪力墙结构地震反应的分析，可以得到以下结论：

（1）分析结果表明，近断层脉冲型地震动记录主要与结构的基本阵型相关；二无脉冲型地震动对结构的高阶阵型起主要作用。高层结构的基本阵型对结构抗震起决定性作用，因此，近断层含脉冲型地震动对建筑结构具有更强的破坏性

（2）双线性SDOF系统与高层剪力墙结构地震反应具有较好的相似性，表明以单自由度系统作为高层建筑的简化结构进行地震反应分析是可靠的。

参考文献

[1]刘启方，袁一凡等.近断层地震动的基本特征[J].地震工程与工程振动.2006，26（1）：1-10.

[2]江义，杨迪雄，李刚.近断层地震动向前方向性效应和滑冲效应对高层钢结构地震反应的影响.[J].2010，31（9）：103-110

[3]王艳军.高层建筑剪力墙结构优化设计浅析[J].山西建筑，2010， 36（5）：73-74

[4]戴刘毅.高层建筑剪力墙结构优化设计分析.城市建筑[J].2014，2：43-44

[5]王宁，罗兆辉.高层剪力墙结构墙体的优化布置.[J].天津城市建设学院学报，2012，18（3）187-191

[6]中华人民共和国建设部.GB50111-2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010

篇8

我国改革开放以来，建筑业有了突飞猛进的发展，近十几年我国已建成高层建筑万栋，建筑面积达到2亿平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层，高325米；广州中天广场80层，高322米；上海金茂大厦88层，高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼：地王国际商会中心即地王大厦共54层，高206.3米。随着城市化进程加速发展，全国各地的高层建筑不断涌现，作为土建工作设计人员，必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系，只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。

一、高层建筑结构设计的特点

高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有：

（一）水平力是设计主要因素

在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

（二）侧移成为控指标

与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。

另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：

1.因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。

2.使居住人员感到不适或惊慌。

3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。

4.使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。

（三）抗震设计要求更高

有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。

（四）减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要

高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。

地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。

（五）轴向变形不容忽视

采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种轴向变形的差异将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁中间支座沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

（六）概念设计与理论计算同样重要

抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的，尽管分析手段不断提高，分析的原则不断完善，但由于地震作用的复杂性和不确定性，地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多，尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件局部开裂甚至破坏，这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明，在设计中把握好高层建筑的概念设计也是很重要的。

二、高层建筑的结构体系

（一）高层建筑结构设计原则

1.钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合，做到安全适用、技术先进、经济合理，并积极采用新技术、新工艺和新材料。

2.高层建筑结构设计应重视结构选型和构造，择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案，并注意加强构造连接。在抗震设计中，应保证结构整体抗震性能，使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。

（二）高层建筑结构体系及适用范围

目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等。

1.框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。

框架结构体系优点是：建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低。

框架结构的缺点是：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重。

框架结构的适用范围：框架结构的合理层数一般是6到15层，最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间，平面布置灵活，可适合多种工艺与使用的要求，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。

2.剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度，墙体同时也作为维护及房间分格构件。剪力墙结构中，由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空间整体性好，用钢量省。历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。

剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架，形成框支剪力墙结构。

在框支剪力墙中，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形，因此，在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。

3.框架—剪力墙结构体系。在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架—剪力墙结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。

4.筒体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高，以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系，往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有：

（1）框架—筒体结构。中央布置剪力墙薄壁筒，由它受大部分水平力，周边布置大柱距的普通框架，这种结构受力特点类似框架—剪力墙结构，目前南宁市的地王大厦也用这种结构。

（2）筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成，内筒为剪力墙薄壁筒，外筒为密柱（通常柱距不大于3米）组成的框筒。由于外柱很密，梁刚度很大，门密洞口面积小（一般不大于墙体面积50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空间整体作用，类似一个多孔的竖向箱形梁，有很好的抗风和抗震性能。目前国内最高的钢筋混凝土结构如上海金茂大厦（88层、420.5米）、广州中天广场大厦（80层、320米）都是采用筒中筒结构。

（3）成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体，每个筒体都比较小，这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。

（4）巨型结构体系。巨型结构是由若干个巨柱（通常由电梯井或大面积实体柱组成）以及巨梁（每隔几层或十几个楼层设一道，梁截面一般占一至二层楼高度）组成一级巨型框架，承受主要水平力和竖向荷载，其余的楼面梁、柱组成二级结构，它只是将楼面荷载传递到第一级框架结构上去。这种结构的二级结构梁柱截面较小，使建筑布置有更大的灵活性和平面空间。

除以上介绍的几种结构体系外，还有其他一些结构形式，也可应用，如薄壳、悬索、膜结构、网架等，不过目前应用最广泛的还是框架、剪力墙、框架—剪力墙和筒体等四种结构。

［参考文献］

［1］GB50011－2001建筑抗震设计规范.

篇9

1前言

抗震工作是建筑设计和施工的重点，为使所设计的高层建筑结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，结构工程师要进行严格系统的结构分析与设计。不规则高层建筑的不规则性，对高层建筑的结构设计提出了更高的难度和要求，论文就此展开论述。

2不规则高层建筑结构概述

以往，高层建筑造型与火柴盒一样，单调且乏味，缺乏新意。但上个世纪八十年代，随着城市化进程建设不断加快，人们物质生活得到了极大的改善，对精神文化需求不断增强，为建筑设计带来了发展机遇。复杂、不规则及不对称结构高层建筑涌现，并成为建筑发展的潮流。如上海希尔顿酒店、深圳发展中心等，正因为建筑造型独特引起了人们的关注。与此同时，美国高烈度地震区的西海岸也出现了很多形式复杂、不规则高层建筑物，虽然，我们看到的建筑物体型规则、简单，但由于其抗侧力构件布置与一般建筑差别较大，使其能够在结构上以不对称形态呈现出来。如尼加拉瓜马那瓜的中央银行，在设计中，其主要呈现简单的矩形状，但在建筑东西方向设置电梯井，在很大程度上增加了建筑物刚度。虽然不规则高层建筑看上去给人一种摇摇欲坠的视觉效果，但由于其设计依据科学的力学计算，是科学的。不规则高层建筑以扭转、凹凸不规则等多种形式存在，相比较一般建筑来说，不规则高层建筑设计难度较大，故要给予更多关注和重视。

3不规则高层建筑结构抗震分析

3.1案例分析

某高层建筑地上25层，地下3层，总体高度104.2米。15层以下东西长度94米，16层以上为83米。南北向宽度为30米，总建筑面积5.3万平方米。地下三层分别为餐饮、商业、车库区。

建筑师从环境和功能的要素的角度，将北侧设计为电梯、机房、管井的集中区域，南侧为敞开式的商住和办公区域，采用玻璃幕墙作为立面的材料。整体立面为起航的船体，屋顶从东向主屋面逐渐升起，高点高度为22.5米，上有桅杆，桅杆高度为15米。

3.2设计详情

建筑物的结构特点把握，从15层开始向上，西北侧有收进，竖向的变化较大，南侧没有设计剪力墙予以支撑，南北向的偏心较大。顶层自西向东有变化，东面较高和重。

平面上的特点是，建筑物的两个端部有刚度较小的单跨框架，东南的尖角为单柱，在地震作用下，端面的平面质量将起到很大的作用，由于不规则，因此，需要在扭转效应上，设计出较大的抗侧刚度。

经过对结构特性的分析之后，采用试算的方法，发现建筑物的特点是西低东高、西轻东重。东端和西端出现的单跨框架以及部分的面积，侧刚较小，产生东段振幅较大的情况，为了使得结构能够形成以平动为主的基本振型，因此在东面设置了剪力墙。

针对南北向的偏心问题，为了满足建筑连续多跨的框架刚度较大的特点要求按照剪力墙承担的总弯矩进行了剪力墙量的设置，减少了纵向地震作用下可能产生的扭矩，这样，建筑物的靠近端部的剪力墙转动中心的力臂将增大，能够在地震扭转中南北偏心产生的时候起到重要的作用。

4工程结构抗震设计

对于位移限值的分析，在考虑了偶然偏心影响的地震作用，楼层的最大位移与层高的比例是满足建筑设计要求。RATIO为层平均位移和最大位移之间的比值，RTIO-D（n）为层平均层间和最大层间的位移比值，MAX-D/h为最大层间位移角，Umax为顶层最大位移（mm）。

计算模型分别按照0、90度和45度方向计算结构在水平力作用下的变形和内力的组合特征，考虑双向水平地震作用下的扭转影响，得到了剪力墙连梁的折减系数、周期折减系数、阻尼比等数值。

经过软件的计算结果，还发现个别连梁的弯矩和剪力出现截面超筋的情况，再进行连梁设计以及配筋的时候，通过设置钢暗柱的方式，给予了加强措施。在本工程中，两个单元的建筑均为混凝土核芯筒体的垂直交通通道，如电梯、楼梯，构成的核心抗侧力的构件主要分布在两侧，这种设计提高了抗侧的高度。对于周边的翼板出现的出挑略多的问题，采用了弹性板加以解决，充分考虑变形对于边角柱以及竖向构件的影响，提高了一个等级的抗震功能，加强的区域内的配筋，采用全高加密箍筋的方法，保证地震发生的时候构件不屈服，结构延性加强。

本建筑工程有着平面立面不规则的先天状况，因此，要对计算过程中的近似性、局限性、地震的不确定性进行充分的考虑，将施工因素等问题加入设计的内容。不能完全依靠计算结构，而是要对结构的整体构造，薄弱环节加以分析，从结构安全的角度进行设计。

例如工程在地震作用下，最不利的趋于在两个端部，这部分为单跨柱框架，因此应进行承载能力和延性的加强，防止出现破坏。

工程的框架承担地震的总弯矩经过测量接近50%，因此要在南侧纵向框架的强度和延性设计上采用提高抗震等级的方法进行构造的设计。

工程的西侧剪力墙的数量较少，因此，在该区域的抗扭的设计上应予以加强。

还有中心部位的楼电梯间，混凝土的剪力墙布置上，框架较小的框架带来了单体抗扭转刚度不足的问题，可以通过增加结构的侧力抗扭剛度的方法进行增大，依靠外围抗侧力墙刚度增加的方法，将抗扭转刚度增大。

5结构不规则设计的注意事项

结构不规则设计时，必须注意以下问题：（1）重点考虑结构的均匀性与对称性，并对结构的偏心率进行有效的控制。如果能够保证偏心率足够小，结构就会出现清晰的平动主振型和扭转主振型，更容易符合扭平分量比的标准；（2）重视累积质量对结构的影响。如果结构的某一部分存在高低跨现象，需要科学合理的设置剪力墙，有效的降低偏心距；（3）如果楼板因存在大面积缺失的现象而形成长短柱的状态，不但要提高短柱的延性，而且需要提高长柱的刚度；（4）提高结构周边梁的刚度。通过提高周边连梁与框架梁的刚度，可以提高整体结构的抗扭刚度，并且有利于刚心位置的调整。

篇10

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

房建结构抗震设计，关乎民生，关乎经济发展，社会稳定，对房屋建筑实施结构设计，主要涉及对建筑高度，承载力，总体结构，各个部件的性能规划等一系列的因素，要求通过对各个构件和整体规划的基础上，既实现满足居民生活生产保障安全的需要，又具有值得欣赏的美学价值。增强房建结构的抗震设计，必须综合考虑地基，房屋的结构体系选择，综合布局等多方面建设因素，是一项及其专业，严谨，复杂的高技术工作。

二、建筑抗震的主要影响因素

1、抗震设计标准

目前，国内在不同地区设定的基本设防烈度，主要是根据该地区以及具体建筑在一段时间内遭受地震以及地震强度的概率而定的。如果是一般建筑，则执行基本烈度设防，如果是重要的建筑物，则相应地提高设防烈度，但是，随着设防烈度的提高，建筑的造价会相应增加。

2、建筑结构形式

为了有效地保证建筑物“小震不坏，中震可修，大震不倒”，在最新的设计规范中，砖混内框架结构被严格取缔了。目前，主要采用的是框架结构、剪力墙结构等。框架结构空间布置灵活，相对造价低，但是其在水平地震力作用下，容易发生剪切变形，因此，框架结构适用的高度相对较低。剪力墙结构平面布置没有框架灵活，但其平面内自身刚度大，强度高，整体性能好，在水平荷载作用下变形小，抗震性能较强，适用于高度较高的高层建筑。

3、抗震措施

抗震措施主要是根据建筑的重要性决定的。在确定建筑等级及场地类型之后，将先进的抗震理念和系统的分析计算纳入到抗震设计中，即可改善建筑抗震性能，提高建筑抗震效果。

三、框架结构抗震设计的基本要求

有抗震性要求的框架结构，应设计成延性框架，遵守“强柱弱梁” 、“强剪弱弯”、强节点、强构件等设计原则，柱截面不宜过小，应满足结构侧移变形及轴压比的要求。在进行框架结构抗震设计的时候，需要确定框架结构的抗震等级，根据不同的等级进行设计，主要是为保证框架结构具有较好的延性，并且能满足合理、经济的设计要求。构件设计时应满足各自的基本要求：①框架结构在进行梁端抗震设计时，既要允许塑性铰在梁上出现又不要发生梁剪切破坏，同时还要防止由于梁筋屈服渗入节点而影响节点核心区的性能，使梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力，梁筋屈服后，塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力。②框架柱在设计时，应该遵循强柱弱梁，使柱尽量不要出现塑性铰，在弯曲破坏之前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力，同时控制柱的剪切比不要太大。③框架节点在地震破坏时，主要是节点核心区剪切破坏和钢筋锚固破坏，因此在设计时，要采取“强节点弱构件”的设计概念，保证在多遇地震时，节点应在弹性范围内工作；在罕遇地震时，节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递。

四、框架结构构件抗震设计的构造措施

1、框架梁的截面抗震设计尺寸，宜符合下列各项要求：截面宽度不宜小于 200mm；截面高宽比不宜大于 4；净跨与截面高度之比不宜小于4。在计算出梁控制截面处考虑地震作用的组合弯矩后，可按一般钢筋混土受弯构件进行正截面受弯承载力计算。梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于 2.5％，且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于 0.25，二、三级不应大于 0.35。梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于 0.5，二、三级不应小于 0.3。梁端剪力设计值应根据强剪弱弯的原则，按的要求加以调整，对一、二、三级抗震等级分别采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系数。

2、框架柱的截面抗震设计尺寸，宜符合下列各项要求：截面的宽度和高度均不宜小于 300mm；圆柱直径不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面长边与短边的边长比不宜大于3。柱轴压比不宜超过下表的规定；建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑，柱轴压比限值应适当减小。柱的钢筋配置，应符合柱纵向钢筋的最小总配筋率，中柱和边柱的一、二、三、四抗震等级分别是1.0、0.8、0.7、0.6，角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等级分别是1.2、1.0、0.9、0.8。同时每一侧配筋率不应小 0.2％；对建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑,数值应增加 0.1。 当采用HRB400 级热轧钢筋时应允许减少 0.1，混凝土强度等级高于 C60 应增加 0.1。

3、框架节点核芯区箍筋的最大间距和最小直径宜按规范中的柱箍筋加密区的箍筋最大间距和最小直径，一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且体积配箍率分别不宜小于 0.6％、0.5％ 和 0.4％。柱剪跨比不大于 2 的框架节点核芯区配箍特征值不宜小于核芯区上、下柱端的较大配箍特征值。

五、基于剪力墙结构建筑体形的抗震优化设计

高层建筑结构的设计，除了要合理选择结构抗侧力体系外，要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面；结构总体布置是指结构构件的平面布置和竖向布置。建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能具有决定性的作用。

1、震害及抗震概念设计

结构抗震设计有许多不确定因素（地震特性、结构扭转等），进行精确的抗震计算是非常困难的。结构的抗震设计除了进行细致的计算外，要特别注重结构概念设计。概念设计是指在结构设计中，结构工程师运用“概念”进行分析，做出判断，并采取相应措施。根据概念设计，抗震房屋的建筑体形和结构总体布置应符合如下原则：采用规则结构，不采用严重不规则结构；明确的计算简图和合理的传力路径；具有必要的刚度和承载力，具备良好的弹塑性变形能力和消耗地震能量的能力；部分结构或构件破坏不应导致整体结构倒塌，增加超静定结构的次数。满足抗震设计原则：即：“强节弱杆”、“强竖弱平”、“强剪弱弯”；置多道抗震防线，形成两道或多道的抗震防线，增强结构抗倒塌能力。

2、建筑平面和结构平面布置

高层建筑的外形分为板式和塔式两大类：板式建筑平面两个方向的尺寸相差较大，塔式建筑平面两个方向的尺寸接近。多数高层建筑为塔式。对抗风有利的建筑平面形状是简单规则的凸平面，如圆形，正多边形、椭圆形等平面，以减小风压，有较多凹凸的复杂平面，对抗风不利，如V形、Y形等。对抗震有利的建筑平面形状是简单、规则、对称、长宽比不大的平面。

六、结束语

综上所述，建筑结构设计中的抗震设计十分重要，加上我国今年来地震较多，加强房屋抗震设计对于居民的安全具有很大作用，应该不断的加强研究。

参考文献：

[1] 张立军 房屋建筑结构设计体系选型及抗震没计 [期刊论文] 《科技与生活》 -2011年14期

[2]孟虎 房建工程砖混结构的抗震设计与前瞻性研究 [期刊论文] 《科技与企业》 -2011年9期

[3]万忠伦 成都驿园高层住宅结构抗震设计 [期刊论文] 《铁道建筑》 PKU -2008年12期

篇11

中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：

随着经济与社会的发展，多高层建筑已经逐渐成为当前时代建筑发展的主流方向，建筑物的造型和结构体型日趋复杂化。震害对于多高层建筑的威胁越来越严重，对其进行的抗震分析也越来越成为目前国内外建筑科研热点问题。

1 现有常用的抗震分析方法

1.1 底部剪力法

底部剪力法它适用于高度不超过40m，结构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。此时假设地震作用下建筑将以基本振型为主，且结构的基本振型近似为一条斜直线。通过这两种假设，我们可近似的算出地震作用下建筑各层的地震水平力之和，即“底部剪力”。此方法简单，但因忽略了高阶振型的影响而且对结构的基本振型也作了简化，因此计算精度较差。

1.2 振型分解反应谱法

振型分解反应谱法根据振型叠加原理，将多个振型的综合作用分解为一系列单个振型的叠加，分别计算各个振型的水平地震作用，求其结构内力，最后将各振型的内力进行组合，得到地震作用下的结构内力和变形。此法计算量稍大，但计算精度较高，计算误差主要来自振型组合时关于地震动随机特性的假定。

1.3 时程分析法

时程分析法是对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。由时程分析可得到各质点随时间变化的位移、速度和加速度动力反应，并进而可计算出构件内力的时程变化关系，可以准确而完整的反映结构在强烈地震作用下反应的全过程状况。时程分析法是改善结构抗震能力和提高抗震设计水平的一项重要措施。《抗震规范》规定，重要的工程结构，例如：大跨桥梁，特别不规则建筑、甲类建筑，高度超出规定范围的高层建筑应采用时程分析法进行补充计算。但时程分析法计算的是某一确定的地震动的时程反应，不能反应不同地震动时程记录的随机性，应用时需要对多条地震记录进行分析。

1.4结构弹塑性分析方法

结构弹塑性分析方法有弹塑性时程分析和静力弹塑性分析两大类。

1.4.1 弹塑性时程分析

弹塑性时程分析能比较准确而完整的得出结构在罕遇地震下的反应全过程，但计算过程中需要反复迭代，数据量大，分析工作繁琐，且计算结果受到所选用地震波及构件恢复力和屈服模型的影响较大，一般只在设计重要结构或高层建筑结构时采用。

1.4.2 静力弹塑性分析

静力弹塑性分析方法是对结构计算模型上施加按某种规则分布的水平单调递增荷载，直至目标位移或结构呈现不稳定的发散状态为止，使结构呈现弹塑性的特性，从而判定结构及其构件的变形受力是否满足设计要求。

结构弹塑性分析方法优点突出体现在较底部剪力法和振型分解反应谱法，它考虑了结构的弹塑性特性；较时程分析法，其输入数据简单，工作量较小。通过引入地震反应谱可使结构在基于一定的性能水准上，合理满足不同的抗震需求。

2 多高层结构抗震分析方法

2.1 模型分析方法

多高层建筑结构中构件数量大且结构复杂，无法采用连续体单元进行建模和分析，需采用合理的结构模型以及构件单元模型，对受力进行必要简化。目前，已有的结构分析模型包括层模型、构件-层模型以及非线性结构单元分析模型三种。

2.2 弹塑性分析方法

随着建筑结构不断增高，结构体系和构造日益复杂，弹塑性分析的方法也就显得越来越重要。历史上多次较大的震害也证明了结构弹塑性分析的必要性。

2.2.1弹塑性时程分析方法

结构弹塑性时程分析方法同时考虑地面震动的主要特性（主要是幅值、频率、持时三要素）以及结构的动力弹塑性特性，被认为是到目前为止进行抗震变形验算和震害分析最为精确可靠的方法。通过动力弹塑性分析，可以计算出在地震波输入时段内结构地震响应的全过程，得到每一时刻结构的位移、速度、加速度以及构件的变形和内力。借助这些分析结果，可以研究构件屈服次序和结构的破坏过程，便于设计者对结构在大震下的性能进行直观评价。

目前常用的计算模型有：等效剪切型弹塑性时程分析模型、平面杆系弹塑性时程分析模型以及空间杆系弹塑性时程分析模型等。到目前为止空间杆系结构弹塑性时程分析方法是结构非线性地震反应分析中最可靠的方法。

2.2.2 静力弹塑性分析方法

静力弹塑性分析并不是一种新的方法，但由于其能提供结构在侧向力作用下的能力或性能数据，符合当前正在研究发展的基于性能抗震设计的需要，因此该方法在近年得到普遍重视和广泛研究。我国的GB 50011-2001建筑抗震设计规范和JGJ 3-200高层建筑混凝土结构技术规程规定，对于不规则且具有明显薄弱部位可能导致地震时破坏的建筑结构以及较高的和较复杂的高层建筑结构，宜采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形。

目前，国内外对于静力弹塑性分析研究的重点主要包括如下几个方面:

(1)水平加载方式

静力弹塑性分析采用的水平加载方式通常有倒三角分布方式、均匀分布方式、抛物线分布方式等。一般的静力弹塑性分析忽略了高阶振型的影响，对于高阶振型在地震反应中所占比例较大的结构，分析得到结构的反应，与动力时程分析所得的差别较大。采用自适应的水平加载方式来考虑非线性的影响，水平力的分布在加载过程中随着结构的动力特性的改变而变化。

(2)目标位移的确定

结构目标位移指结构在地震过程中可能达到的最大顶点位移。如果结构在相应地震水准的侧向力作用下达到屈服位移，则认为其不能抵抗相应烈度的地震作用。目标位移的计算方法有两种：一种方法为：假定结构沿高度的变形向量（一般取第一振型），利用分析得到的底部剪力一顶点位移曲线，将结构等效为SDOF体系，然后用弹塑性时程分析法计算等效SDOF体系的最大位移，从而计算出结构的目标位移。另一方法是采用弹塑性反应谱来计算等效SDOF体系的最大位移。

(3) 与真实动力荷载作用的差别

静力弹塑性分析得到的仅仅是结构在某种特定分布形式的水平力作用下的结构响应，并不能全面反映结构在实际地震作用下的实际性能。研究表明，对于规则结构可以较准确地反映结构的非线性地震反应特征，不失为一种可行的简化分析方法，但是对于复杂结构体系则会有较大的误差。

3 结语

多高层结构的抗震分析方法中，弹塑性时程分析方法和静力弹塑性分析方法比一般常用的底部剪力法以及振型分解反应谱抗震分析方法能够提供更合理、更符合实际的结果。

静力弹塑性方法能够得到结构在地震作用下由弹性阶段到破坏的全过程性能变化，与其他传统的抗震分析方法相比，进行一次非线性分析即可获得完备的结构信息；在获取能力曲线的基础上，借助其他不同方法可以确定任意地震水准下的结构状态，对于基于性能的结构抗震评定是简便而实用的。静力弹塑性分析方法是目前最为实用的基于性能的结构抗震评定分析方法。

但静力弹塑性分析方法仍有如下问题：

(1)对建筑物进行静力弹塑性分析时首先要确定一个合理的目标位移和水平加载方式，其分析结果的精确度很大程度上依赖于这两者的选择。

(2) 只能从整体上考察结构的性能，不能全面考察结构中所有构件的性能。未考虑结构在反复加载过程中损伤的累积及刚度的变化，不能完全真实反应结构在地震作用下性状。

(3)高阶振型的影响、能力谱法中需求谱的计算方法、桩-土-结构相互作用等方面还待完善。

参考文献：

[1] 吕西林. 高层建筑结构[M]. 武汉:武汉理工大学出版社,2003.

[2] 张新庆. 常用的抗震分析方法[J].Constructor Magazine, July 2008:46

[3] 王朝波. 既有多高层钢框架抗震鉴定指标体系及分析方法研究. 同济大学土木工程学院,博士学位论文,2007

[4] 杨志勇, 黄吉锋, 邵弘. 弹性、弹塑性动力时程分析方法中若干问题探讨. 第二十届全国高层建筑结构学术会议论文, 2008

[5] 肖丽娜. 浅谈建筑结构的抗震设计方法[J]. 民营科技, 2011, 5:344

[6] 方霜. 基于位移的框架结构抗震设计方法[J]. 山西建筑, 2010,33(11):65-66

[7] 赵琦, 桑晓艳. 静力弹塑性分析(Push- over Analysis)方法的研究 [J]. 陕西建筑, 2009, 165(3):14-17

篇12

建筑设计是否考虑抗震要求，从总体上起着直接的控制主导作用。结构设计很难对建筑设计有较大的修改，建筑设计定了，结构设计原则上只能是服从于建筑设计的要求。如果建筑师能在建筑方案、初步设计阶段中较好地考虑抗震的要求，则结构工程师就可以对结构构件系统进行合理的布置，建筑结构的质量和刚度分布以及相应产生的地震作用和结构受力与变形比较均匀协调，使建筑结构的抗震性能和抗震承载力得到较大的改善和提高；如果建筑师提供的建筑设计没有很好地考虑抗震要求，那就会给结构的抗震设计带来较多困难，使结构的抗震布置和设计受到建筑布置的限制，甚至造成设计的不合理。有时为了提高结构构件的抗震承载力，不得不增大构件的截面或配筋用量，造成不必要的投资浪费。由此可见，建筑

设计是否考虑抗震要求，对整个建筑起着很重要的作用。因此，我们在建筑抗震设计过程别要注重以下几个问题。

一、建筑体型设计问题

建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明，许多平面形状复杂，如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏，有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。因此在建筑体型的设计中，应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则；在平面形状上，矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型，尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。

二、建筑平面布置设计问题

建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等，都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且，由于建筑使用功能不同，每个楼层的布置有可能差异很大，建筑平面上的墙体，包括填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称，墙体与柱子分布的不对称、不协调，使建筑物在地震时产生扭转地震作用，对抗震很不利。有的建筑物，其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧，结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一侧的墙体很多，而另一侧的墙体稀少，这就造成平面上刚度分布的很不对称，质量分布也偏心，使结构的受力和变形不协调，导致扭转地震作用效应，带来局部墙面的破坏。有的建筑物，如底层为商场的临街建筑，临街一侧往往不设墙体，而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭，两侧在刚度上相差很多，也将在地震时引起扭转地震作用，对抗震不利。还有的建筑平面布置上，经常出现内隔墙不对齐或中断，使刚度发生突变和地震力传递受阻，对抗震也带来不利，客易引起结构的局部破坏。建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大，从概念上要解决的一个核心问题是：建筑平面布置设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀，对称协调，避免突变，防止产生扭转效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件，使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体，充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。

三、建筑竖向布置设计问题

建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。无论是单层或多层，还是高层建筑或超高建筑，这个问题是比较突出的。存在的这个主要问题是，由于建筑使用功能的不同要求，如底层或下面几层是商场、购物中心，建筑上要求是大柱距、大空间；而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼，低层设柱、墙很少，而上面则是以墙为主，柱很少。有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅，在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。突出的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大，形成突变［3］。在刚度最差的楼层形成对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层。这是在建筑设计中必须高度重视的问题。在实际设计中，在建筑使用功能不同的情况下，很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐，柱子不对齐，墙体不连续，不到底；上层墙多，下层墙少；上层有柱，下层无柱等，使地震力的传递受阻或不通；抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。多次大震害表明，建筑物竖向楼层刚度的过大变化，给建筑物造成很多破坏，甚至是整个楼层的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中，有多栋钢筋混凝土高层建筑发生了中间楼层的整体坐落倒塌破坏。因此，尽可能使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑物底部，不宜中断或不到底。尽量避免其某楼层刚度过少，尽量避免产生地震时的钮转效应。

四、建筑上应满足的设计限值控制问题

根据大量震害的经验总结，现行《建筑抗震设计规范》(GBJll-89)对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定，建筑设计应予遵守：一是房屋的建筑总高度和层数；二是对房屋抗震横墙问题和局部墙体尺寸的限值控制。

五、屋顶建筑的抗震设计问题

在高层和超高层建筑设计中，屋顶建筑是一个重要的设计部分。从近几年对一些高层建筑抗震设计审查结果来看，屋顶建筑存在的主要问题，一是过高，二是过重。这样的屋顶建筑加大了变形，也加大了地震作用。对屋顶建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上，且前者的抗侧力墙与其下楼层的抗侧力墙体上下不连续时，更会带来地震的扭转作用，对建筑物抗震更不利。为此，在屋顶建筑设计中，宜尽量降低其高度。采用高强轻质的建筑材料和刚度分布比较均匀、地震作用沿结构的传递比较通畅，使屋顶重心与其下部建筑物的重心尽可能一致；当屋顶建筑较高时，要使其具有较好的抗震定性，使屋顶建筑的地震作用及其变形较小，而且不发生扭转地震作用。

六、结束语

总的来说，建筑设计是建筑杭震设计的一个重要方面，建筑设计与建筑

抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用。一个优良的建筑抗震设计，必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。为此，要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性，在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。

参考文献:

[1]《建筑抗震设计规范》(CBJll-89)，中国建筑工业出版社，2005。