導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇超高層建筑抗震設(shè)計(jì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：超限高層；建筑抗震設(shè)計(jì)；專項(xiàng)審查；樁基

中圖分類號(hào)：TU473文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、超限高層建筑的概述

超限高層是指超過(guò)規(guī)范要求限制的高層建筑。 超限高層審查是在項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)階段，按國(guó)家建設(shè)部要求，申請(qǐng)全國(guó)超限高層審查委員會(huì)組織專家從技術(shù)角度進(jìn)行多方論證，力求在抗震、消防等方面保證建筑物的質(zhì)量安全。“小高層”和“超高層建筑”都是“民間說(shuō)法”，不規(guī)范。超限高層的高度和層數(shù)并沒(méi)有統(tǒng)一的“定數(shù)”。對(duì)混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)的高層建筑，超過(guò)120米為超限高層；混合剪力墻結(jié)構(gòu)為100米以上；有錯(cuò)層的為80米以上；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的為55米以上；而網(wǎng)架無(wú)蓋結(jié)構(gòu)為28米以上。無(wú)論建筑物多高，超限高層都對(duì)工程技術(shù)質(zhì)量提出了更高的挑戰(zhàn)。

建設(shè)部早在2002年就了111號(hào)令《超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定》，明確了在各省、自治區(qū)、直轄市對(duì)此類工程的管理應(yīng)由相應(yīng)省級(jí)建設(shè)行政主管部門負(fù)責(zé)。并規(guī)定若在抗震設(shè)防區(qū)內(nèi)進(jìn)行超限高層建筑工程建設(shè)，建設(shè)單位應(yīng)在初步設(shè)計(jì)階段向當(dāng)?shù)厥〖?jí)建設(shè)行政主管部門提出專項(xiàng)報(bào)告，可見政府對(duì)此工作的重視程度。

2、超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)研究的作用和意義

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和全球經(jīng)濟(jì)一體化的大趨勢(shì)下，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)發(fā)展也突飛猛進(jìn)，出現(xiàn)了各個(gè)行業(yè)的流動(dòng)資金開始往基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)匯集的現(xiàn)象。超高層建筑工程是在人們對(duì)空間成分利用的前提下應(yīng)運(yùn)而生的，這反映了人們對(duì)充滿時(shí)代感和現(xiàn)代感的城市生活的追求。但是問(wèn)題也隨之而來(lái)，因?yàn)槌薷邔咏ㄖこ套陨淼慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)已經(jīng)超出了我國(guó)對(duì)建筑工程的理解和規(guī)定，抗震也成為擺在超高建筑工程面前的重大難題。尤其是這幾年以來(lái)我國(guó)地震災(zāi)害頻發(fā)，汶川、玉樹和雅安地震的發(fā)生造成建筑物的破壞更是讓我們觸目驚心。建筑物的抗震安全性是人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保障。所以，我們要正確認(rèn)識(shí)到在發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題，提高超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的能力。完善超限高層建筑的抗震設(shè)計(jì)既與人民生命財(cái)產(chǎn)安全密不可分，又是社會(huì)發(fā)展的需要所在。

3、抗震設(shè)計(jì)的主要要點(diǎn)

針對(duì)建筑物懸挑過(guò)大的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮其質(zhì)量的大小，對(duì)質(zhì)量較大的部位，應(yīng)該避免由偏心所造成的扭轉(zhuǎn)，同時(shí)還要考慮豎向的地震作用。對(duì)于立面開大洞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)注意加強(qiáng)洞口四角以及邊緣。而對(duì)于有轉(zhuǎn)換層的建筑，利用厚板轉(zhuǎn)換的不利的，一般采用的是梁式轉(zhuǎn)換，并且避免多級(jí)復(fù)雜的轉(zhuǎn)換。

超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)的基本要求就是要對(duì)框架結(jié)構(gòu)、普通剪力墻結(jié)構(gòu)的高度進(jìn)行超限的程度控制，應(yīng)考慮現(xiàn)實(shí)的情況，遵守高規(guī)中結(jié)構(gòu)的最大使用高度，并且控制好抗震措施，如材料強(qiáng)度等級(jí)、體型布置、抗震等級(jí)、配筋率、軸壓比等方面應(yīng)采取比規(guī)范更嚴(yán)格的要求，以滿足提高結(jié)構(gòu)延性的要求。對(duì)于筒體結(jié)構(gòu)或者是框剪結(jié)構(gòu)的建筑，要注意6度或者7度設(shè)防的時(shí)候，高度不得超過(guò)規(guī)范最大適用高度的30%，而8度則不能超過(guò)最大適用高度的20%。同時(shí)，在房屋高度，高寬比和體型規(guī)則方面，必須要有一點(diǎn)或者一點(diǎn)以上符合相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求。

4、嚴(yán)格審查

首先，我們現(xiàn)在設(shè)計(jì)高層建筑的抗震分析方法與規(guī)范都是建立在目前的科學(xué)技術(shù)水平之上的。規(guī)范中所推薦的反應(yīng)譜法與時(shí)程分析法等并不完善，它們都采用了一系列的假定，特別是反應(yīng)譜法，它把整個(gè)高層建筑假定為一個(gè)質(zhì)量串，認(rèn)為它們的重心都在一條垂線上，而且分析時(shí)只考慮了峰值加速度，頻譜組成僅近似地考慮了振型耦合，對(duì)持續(xù)時(shí)間根本就不考慮，而這些恰恰是對(duì)結(jié)構(gòu)輸入地震能大小影響十分關(guān)鍵的因素。由于以上原因，我們必須要求建筑非常規(guī)則，方能適用于我們現(xiàn)行規(guī)范的計(jì)算方法。如果規(guī)則性方面超出規(guī)范太多，則書本上的計(jì)算方法已不適用，電算輸出的結(jié)果的可靠性也就成了問(wèn)題。而一般設(shè)計(jì)人員常常認(rèn)為我們計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范就可以了，而忽略了計(jì)算方法本身的適用范圍，當(dāng)然對(duì)超限高層控制的目的，就是要保證在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)水平下，使被審查的工程都能在現(xiàn)有計(jì)算方法適用范圍之內(nèi)，以保證其計(jì)算結(jié)果的可靠、安全。

其次，我們選用的結(jié)構(gòu)類型都有一定的適用范圍，超過(guò)了這個(gè)范圍，我們采取的構(gòu)造措施通常會(huì)缺乏實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，而且會(huì)給可行性、技術(shù)合理性、經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)很大問(wèn)題，因此對(duì)各種類型的結(jié)構(gòu)，規(guī)范都限定了固有的適用高度。例如A級(jí)高層建筑超過(guò)了限值高度，那么就要按B級(jí)高度的高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，其實(shí)質(zhì)是要提高其結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)。

最后，對(duì)高寬比的控制主要是為了保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，并對(duì)總剛度、經(jīng)濟(jì)合理性、承載能力進(jìn)行宏觀控制，使主結(jié)構(gòu)受力更加合理均衡、易滿足變位條件，以保證正常的使用與造價(jià)的控制。

5、高層建筑樁基的施工工藝

高層建筑樁基施工技術(shù)首先是（1）在施工的時(shí)候?qū)τ诜桨傅木幹疲唬?）在施工之前要制定好工程的進(jìn)度再根據(jù)總進(jìn)度確定樁基的施工計(jì)劃。（3）施工的時(shí)候要注意安全的保證、質(zhì)量的保證以及文明的施工等。（4）為了保證施工工藝的合理性，在施工前應(yīng)進(jìn)行試樁，再在此基礎(chǔ)上提取確定參數(shù)。由于城市化進(jìn)程的加快，目前對(duì)高層建筑樁基施工工藝有了更高的要求。

5.1、預(yù)制的混凝土樁與鋼制樁的沉樁

預(yù)制混凝土的形式包括管狀型的樁和方形的樁兩種，鋼制的樁包括有鋼管樁和H型的鋼制樁兩種。以上這些樁沉樁的方法最主要的是鐵錘擊打法、靜力壓樁法以及水流沖擊沉樁法，但有的時(shí)候也會(huì)才用振動(dòng)式沉樁的辦法。這幾種沉樁的方法中用鐵錘擊打深入法、靜壓力沉樁和振動(dòng)沉樁的辦法在所有沉樁過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)擠壓土壤，即擠土的現(xiàn)象出現(xiàn)。而在這種現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)候一定要注意采取措施以減少擠壓土壤對(duì)周邊環(huán)境的破壞。

5.2、灌注泥樁的成樁法

灌注泥樁成孔的方法主要包括干作業(yè)成孔、泥漿護(hù)壁成孔以及沉管成孔這幾種成孔方法。而在成孔完成鋼筋籠、混凝土安置澆筑上之后才會(huì)形成灌注沉樁。泥漿護(hù)壁成孔一般有正反循環(huán)泥漿護(hù)壁成孔與沖擊成孔這兩種方法。前者特別適用于淤泥以及淤泥質(zhì)土，但是在應(yīng)用的時(shí)候也要注意泥漿的護(hù)壁，特別是防止護(hù)壁的倒塌；后者適用于碎石和粘土，也可以在沙質(zhì)土以及粉質(zhì)土中使用。

6、結(jié)語(yǔ)

本文主要是通過(guò)超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)的主要作用和意義進(jìn)行的，同時(shí)對(duì)抗震設(shè)計(jì)的基本思路和原則，主要要點(diǎn)和高層建筑樁基的施工工藝作了探討。這對(duì)提高我國(guó)超限高層建筑領(lǐng)域的水平和技能，都有著重要的作用和意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜文輝,李智.超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)中的若干問(wèn)題[J].廣東土木與建筑,2008,01:14-16.

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中圖分類號(hào)： TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

前言風(fēng)荷載是各類建筑物的重要設(shè)計(jì)荷載之一。對(duì)大跨空間結(jié)構(gòu)、高層建筑而言，風(fēng)荷載常常起主要甚至決定性作用，復(fù)雜的動(dòng)力風(fēng)效應(yīng)影響成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素之一。隨著新技術(shù)、新材料、新型式、新設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，工程結(jié)構(gòu)日趨多樣化、大型化、復(fù)雜化，對(duì)風(fēng)敏感程度越來(lái)越強(qiáng)。然而，在現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范中，上述結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)并不完善，風(fēng)與結(jié)構(gòu)間復(fù)雜的相互作用對(duì)結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)、防災(zāi)減災(zāi)分析提出了巨大挑戰(zhàn)。因此重大工程結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性研究越來(lái)越受到學(xué)術(shù)界和工程界的關(guān)注與重視。

一、風(fēng)荷載特點(diǎn)及其效應(yīng)

隨著高強(qiáng)輕質(zhì)材料的應(yīng)用和設(shè)計(jì)水平的不斷提高，現(xiàn)代建筑不斷向高層和超高層的方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)的阻尼更小，柔度更大。高層建筑的特點(diǎn)是長(zhǎng)細(xì)比較大，在動(dòng)力荷載作用下易產(chǎn)生振動(dòng)和變形，長(zhǎng)期的、頻繁的中低風(fēng)作用使高層建筑某些局部構(gòu)件產(chǎn)生疲勞破壞，從而使整個(gè)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。當(dāng)高層建筑的自振頻率接近風(fēng)的卓越頻率時(shí)，結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)一步加劇，風(fēng)振的影響非常顯著。據(jù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)構(gòu)由于風(fēng)災(zāi)產(chǎn)生的破壞占結(jié)構(gòu)破壞總數(shù)的大部分。風(fēng)荷載已成為高層、超高層結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)荷載之一，已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不容忽視的內(nèi)容。

根據(jù)大量實(shí)測(cè)的風(fēng)速時(shí)程記錄，可將風(fēng)看作由平均風(fēng)(長(zhǎng)周期的穩(wěn)定風(fēng))和脈動(dòng)風(fēng)(短周期的波動(dòng)風(fēng))組成。平均風(fēng)是在給定的時(shí)間間隔內(nèi)，把風(fēng)對(duì)建筑物的作用力的速度、方向以及其他物理量都看成不隨時(shí)間而改變的量。由于風(fēng)的長(zhǎng)周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)的自振周期，可等效為靜態(tài)作用處理，應(yīng)用結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算。脈動(dòng)風(fēng)的強(qiáng)度是隨時(shí)間按隨機(jī)規(guī)律變化的，由于周期較短，應(yīng)用隨機(jī)振動(dòng)理論進(jìn)行分析。

由于氣流的慣性和粘性，風(fēng)流經(jīng)非流線型的高層建筑時(shí)，會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的流固相互作用效應(yīng)，主要表現(xiàn)為氣流的分離、再附著、渦的形成和脫落以及尾流的發(fā)展；同時(shí)產(chǎn)生氣動(dòng)力。風(fēng)荷載對(duì)高層建筑有明顯的三維荷載效應(yīng)，按照氣動(dòng)力的合力方向，風(fēng)荷載對(duì)建筑的作用主要分為順風(fēng)向荷載，橫風(fēng)向荷載，扭轉(zhuǎn)風(fēng)荷載。

在三維氣流流動(dòng)中，順風(fēng)向有平均風(fēng)和脈動(dòng)風(fēng)的共同作用；而在與平均風(fēng)垂直的水平方向，即橫風(fēng)向以及豎直方向僅有脈動(dòng)風(fēng)作用。因此，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)，其風(fēng)效應(yīng)主要包括：順風(fēng)向效應(yīng)、橫風(fēng)向效應(yīng)，風(fēng)致扭轉(zhuǎn)效應(yīng)及結(jié)構(gòu)的自激振動(dòng)反應(yīng)。

二、風(fēng)振控制的設(shè)防目標(biāo)

為了使高層建筑在風(fēng)荷載作用下不會(huì)發(fā)生局部破壞、結(jié)構(gòu)開裂和變形過(guò)大等現(xiàn)象，以保證結(jié)構(gòu)的安全，結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)必須保證強(qiáng)度、剛度和舒適性的要求。

影響人體感覺(jué)不舒適的主要因素是振動(dòng)頻率、振動(dòng)加速度和振動(dòng)持續(xù)時(shí)間。由于持續(xù)時(shí)間取決于陣風(fēng)本身，而結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率的調(diào)整又十分困難，因此一般使用限制結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度的方法來(lái)滿足舒適度的要求。

三、降低結(jié)構(gòu)風(fēng)振相應(yīng)的措施

目前超高層建筑抗風(fēng)措施主要有氣動(dòng)措施、結(jié)構(gòu)措施與機(jī)械措施三種方法。

3.1 氣動(dòng)控制法

氣動(dòng)措施可分為被動(dòng)控制，半主動(dòng)控制與主動(dòng)控制。

半主動(dòng)控制與主動(dòng)控制需要外界能量，通過(guò)改變氣動(dòng)措施的狀態(tài)或向風(fēng)場(chǎng)中吹氣來(lái)改善結(jié)構(gòu)周圍的流場(chǎng)，特別是控制流動(dòng)分離，從而減小流體作用在結(jié)構(gòu)上的風(fēng)力。但由于流體分布的隨機(jī)性，導(dǎo)致這類措施很難用于工程實(shí)際。

被動(dòng)氣動(dòng)控制，即通過(guò)改變建筑的外形以減小建筑的風(fēng)荷載與風(fēng)致效應(yīng)，是一種常用并且十分有效的措施，并且可以與建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合。氣動(dòng)措施用于建筑的方案設(shè)計(jì)階段，基于風(fēng)對(duì)超高層建筑的作用機(jī)理，能從根源上減小結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載與風(fēng)致效應(yīng)。

3.2結(jié)構(gòu)控制法

通過(guò)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的抗風(fēng)性能來(lái)抵抗風(fēng)荷載的作用，即通過(guò)提高結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度和剛度，由結(jié)構(gòu)本身儲(chǔ)存和消耗風(fēng)振能量來(lái)抵御風(fēng)荷載。這種傳統(tǒng)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法，不一定安全，也很不經(jīng)濟(jì)，失去了輕質(zhì)高強(qiáng)材料本身的優(yōu)勢(shì)。僅用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段。

3.3機(jī)械控制法

機(jī)械措施是通過(guò)在主體結(jié)構(gòu)上添加輔助阻尼系統(tǒng)來(lái)減小結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng)，比如臺(tái)北101大廈與上海環(huán)球金融中心都在其頂部設(shè)置調(diào)諧質(zhì)量阻尼器來(lái)控制結(jié)構(gòu)頂部的位移與加速度，以滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度與舒適度的要求。機(jī)械措施也可以用來(lái)提高建筑的抗震性能。

調(diào)諧質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)被動(dòng)減振控制體系的一類，它由主結(jié)構(gòu)和附加在主結(jié)構(gòu)上的子結(jié)構(gòu)組成。其中子結(jié)構(gòu)包括固體質(zhì)量、彈簧減振器和阻尼器等，具有質(zhì)量、剛度和阻尼，由于這種系統(tǒng)是利用調(diào)整子結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性來(lái)減小結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性的，而不是靠提供外部能量，故稱為“被動(dòng)調(diào)頻減振控制體系”。

TMD在控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)方面是一種有效的減振裝置。它具有簡(jiǎn)潔、可靠、有效以及低成本等優(yōu)點(diǎn)，倍廣泛的應(yīng)用到高層結(jié)構(gòu)以及的土木工程結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制中，尤其是高層建筑，電視塔以及橋梁結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)。

四、設(shè)置TMD的結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的實(shí)用方法

項(xiàng)海帆等提出了一種基于我國(guó) 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的高層建筑風(fēng)振控制的實(shí)用化設(shè)計(jì)方法。由于不論何種減振裝置(主動(dòng)，被動(dòng)，半主動(dòng))，其減振的效果都可認(rèn)為是相當(dāng)于增加了結(jié)構(gòu)的阻尼。

4. 1 強(qiáng)度和剛度的抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法

對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，一般考慮結(jié)構(gòu)順風(fēng)向的平均風(fēng)和脈動(dòng)風(fēng)的共同作用。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，作用在高層建筑任意高度處順風(fēng)向的等效靜力風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按下述公式計(jì)算:

式中，為基本風(fēng)壓，為風(fēng)荷載體型系數(shù)，為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，為重現(xiàn)期調(diào)整系數(shù)，為順風(fēng)向Z高度處的風(fēng)振系數(shù)。顯然，公式(1)中只有風(fēng)振系數(shù)與結(jié)構(gòu)阻尼比有關(guān)?？紤]到設(shè)置被動(dòng)的減振裝置的作用是將高層建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比提高到，因此，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，受控結(jié)構(gòu)的風(fēng)振系數(shù)應(yīng)為：

式中脈動(dòng)增大系數(shù)可表示成：

式中：

由此可知，在求得設(shè)置被動(dòng)減振裝置的高層建筑結(jié)構(gòu)控制效果的結(jié)構(gòu)等效阻尼比和有效阻尼比后，就可按式(2)和(3)求得受控結(jié)構(gòu)降低了的風(fēng)振系數(shù)，并最終由(1)計(jì)算得到受控結(jié)構(gòu)上降低了的等效設(shè)計(jì)風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。依此等效設(shè)計(jì)風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值就可如同常規(guī)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)一樣，用靜力計(jì)算的方法求得受控高層建筑結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和其它荷載組合下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力和結(jié)構(gòu)層與層間位移，并最終驗(yàn)算它們的強(qiáng)度和剛度的抗風(fēng)設(shè)計(jì)要求。

4. 2 舒適度的抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法

由于舒適度主要取決于結(jié)構(gòu)的風(fēng)振層加速度，因此設(shè)置被動(dòng)減振裝置的高層建筑結(jié)構(gòu)舒適度的抗風(fēng)設(shè)計(jì)只需考慮受控結(jié)構(gòu)風(fēng)振層加速度的計(jì)算方法。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程，結(jié)構(gòu)頂部順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)振加速度的設(shè)計(jì)計(jì)算值為：

其中A為高層建筑總的迎風(fēng)面積，mtot為建筑物總質(zhì)量。顯然，對(duì)于設(shè)置被動(dòng)減振裝置的高層建筑，只需依其有效阻尼比，按公式(3)求得降低了的脈動(dòng)增大系數(shù)后，就可由式(4)得到αw。并最終驗(yàn)算舒適度的抗風(fēng)設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

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篇3

【關(guān)鍵詞】超限高層建筑;抗震設(shè)計(jì);建議;問(wèn)題

引 言

當(dāng)今世界人口密集，資源壓力大。人們的生存空間逐漸從簡(jiǎn)單的低層地面發(fā)展到了超限的高層建筑。在大城市中，高樓林立。而由于大城市具有比較多的工作機(jī)會(huì)，越來(lái)越多的人涌入進(jìn)來(lái)，也更加促使超限高層建筑工程的發(fā)展，未來(lái)將會(huì)成為“天空的世界”。超限高層建筑工程與地面工程相比，施工難度和強(qiáng)度都比較大，要考慮地質(zhì)條件，方案標(biāo)準(zhǔn)和成本等諸多因素的影響。超限高層建筑工程的抗震能力是最需要考慮的，它關(guān)系著整個(gè)超限高層建筑工程的安全性。因此，對(duì)超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜而且嚴(yán)格的過(guò)程。

一、抗震設(shè)計(jì)的基本思路和原則

從世界范圍來(lái)看，各國(guó)的抗震的主要原則是“小震不壞，中震可修，大震不倒”，這也是處理地震作用高度不確定的最優(yōu)途徑。在實(shí)踐過(guò)程中，此原則得到了廣泛的認(rèn)可和一定程度上的效益。參照此原則嚴(yán)格執(zhí)行的西方發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，大部分建筑物符合了抗震規(guī)范設(shè)計(jì)，重大地震過(guò)程中所造成的人員傷亡已呈下降趨勢(shì)。但是在中小地震過(guò)程中，依舊可能造成建筑物的某些結(jié)構(gòu)正常使用功能的喪失，從而影響了人們對(duì)人居環(huán)境的更高追求和實(shí)現(xiàn)。

超限結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)主要分為兩個(gè)階段。第一是彈性反應(yīng)譜的采用，主要是針對(duì)多遇地震地區(qū)。用這兩種方法主要是能夠根據(jù)詳細(xì)的結(jié)果和數(shù)據(jù)粗略估算出結(jié)構(gòu)層的薄弱位置。第二階段是Pu shove彈塑性時(shí)程分析方法的采用，此方法主要是分析判定結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性鉸出現(xiàn)的分布和順序。

二、超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的要求

1設(shè)置建筑物的抗震防線

建筑物的抗震防線體系都是由許多延伸性比較好的分體系構(gòu)成的。這些延伸性比較好的分體系，能夠互相聯(lián)系，共同工作。雖然每一個(gè)建筑物都有自身的抗震防線，但是不能只設(shè)置一道，因?yàn)橐坏┑卣鸢l(fā)生，強(qiáng)震之后必將伴隨著余震。只有一道抗震防線，就會(huì)被接二連三的余震所影響，導(dǎo)致建筑物的坍塌。超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)要建立一系列的屈服度，并在內(nèi)外部具有豐富的余度。組成抗震的分體部件，要有一定的延伸性和適當(dāng)?shù)膭側(cè)嵝?，這樣的結(jié)構(gòu)能夠減緩比較多的地震能量，提高超限高層建筑工程的抗震能力。另外。要對(duì)樓層內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行處理，主要的耗能結(jié)構(gòu)屈服以后，就檢測(cè)一下彈性階段的構(gòu)件，保證結(jié)構(gòu)的延伸性和抵抗坍塌的能力。

2保證建筑物的穩(wěn)定承載能力

工程設(shè)計(jì)中，首先要保證的就是建筑物的延伸性、穩(wěn)定性和承載度。工程設(shè)計(jì)構(gòu)建結(jié)構(gòu)要加固底層的墻柱、節(jié)點(diǎn)，弱化橫梁和構(gòu)建。對(duì)建筑物中可能出現(xiàn)薄弱的地方或者是已經(jīng)出現(xiàn)了薄弱的地方，要采取相應(yīng)的科學(xué)合理的辦法，提高總體的抗震能力。超限高層建筑承擔(dān)的豎向荷載的構(gòu)件不應(yīng)該是主要耗能的構(gòu)件。

3 采取多項(xiàng)措施提高抗震能力

在大地震中，真正起抗震作用的是建筑物本身的主要構(gòu)件。構(gòu)件能在大地震中承受地震所帶來(lái)的危害，就要仔細(xì)的檢查高層建筑物中的薄弱部位。對(duì)高層建筑物的彈性受力和承載能力的均衡位置點(diǎn)要合理的處置，在樓層的比值發(fā)生變化時(shí)，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，并采取加號(hào)的辦法進(jìn)行解決。

三、超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)出現(xiàn)的一些問(wèn)題

1缺乏評(píng)測(cè)周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的資料

雖然我國(guó)早已步入了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制，但是在建筑建設(shè)中依然存在著計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制急功近利的思想。許多的工程建設(shè)因?yàn)樽非笱矍暗慕?jīng)濟(jì)效益以及工程的進(jìn)度，就直接按照規(guī)劃好的圖紙進(jìn)行施工建設(shè)，而沒(méi)有仔細(xì)的對(duì)地域的周邊環(huán)境和地質(zhì)條件進(jìn)行勘探和評(píng)測(cè)。沒(méi)有地質(zhì)資料，就失去了施工的準(zhǔn)備和依據(jù)，容易出現(xiàn)許多的事故，造成不利的影響。

2解決結(jié)構(gòu)上的平面布置

超限高層建筑結(jié)構(gòu)有的為了追求美觀，也有的是因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)成和周邊環(huán)境的影響，導(dǎo)致外形不是很規(guī)則、均勻，凹凸的變化大。這就使得一個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)的單元內(nèi)，受結(jié)構(gòu)平面上的形狀的影響，剛度發(fā)生了不均勻的現(xiàn)象，導(dǎo)致平面的長(zhǎng)度變長(zhǎng)。

3結(jié)構(gòu)單元內(nèi)存在不同的受力結(jié)構(gòu)體系

超限高層建筑施工方案中常會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象。一個(gè)單元內(nèi)用砌體來(lái)承受重量，而另一個(gè)單元內(nèi)，用排架或者全框式的承受重量。這就使得原本的建筑物出現(xiàn)受力不均勻的現(xiàn)象，容易造成房屋倒塌。

四、對(duì)加強(qiáng)超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的建議

1加強(qiáng)構(gòu)造構(gòu)件抗震性能的措施

對(duì)超限高層建筑的底部，要加強(qiáng)部位的剪力墻厚度。用型鋼混凝土柱來(lái)加大底部加強(qiáng)的部位，并加大其配箍的特征值。交叉暗撐式來(lái)組成連梁配筋形式。嚴(yán)格控制框支柱的軸壓比，并運(yùn)用相關(guān)的構(gòu)造措施來(lái)加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)和錨固。

2 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

首先要增大落地剪力墻的厚度，對(duì)型鋼結(jié)構(gòu)模型混凝土轉(zhuǎn)換粱的主要節(jié)點(diǎn)和配筋進(jìn)行強(qiáng)化，調(diào)整結(jié)構(gòu)的布置，使上下部機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層的側(cè)向剛度符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范 對(duì)轉(zhuǎn)換層臨近的上下層樓板的配筋，用雙層雙向配筋處理，嚴(yán)格控制框支柱的軸壓比，運(yùn)用型鋼混凝土柱，并控制好柱的配箍特征值。適當(dāng)?shù)膶⒓袅Φ呐浣钐岣?，柱由轉(zhuǎn)換層延伸2層左右。

3 結(jié)構(gòu)的平面布置

降低扭轉(zhuǎn)的直接影響，側(cè)向剛度逐漸均勻的發(fā)生變化。對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置要反復(fù)的考慮，并充分的調(diào)整和計(jì)算。在考慮好偶然的偏心影響地震作用之下，樓層豎向構(gòu)件的水平位移和最大層間位移和樓層平均值相比，要小于該樓層平均值的1.4倍，轉(zhuǎn)換層側(cè)向剛度與相鄰上部樓層剛度相比，要大于70%左右，受剪承載力與上層受剪承載力相比，要大于上層的80%左右。

4 制定一項(xiàng)嚴(yán)格程序

超限高層建筑工程制定旋工方案和實(shí)施是一個(gè)長(zhǎng)期且比較復(fù)雜的過(guò)程，要考慮好經(jīng)濟(jì)投入的成本和施工風(fēng)險(xiǎn)，注意施工以及工期的條件。根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境和周邊環(huán)境的影響，制定一個(gè)滿足地震設(shè)計(jì)、周邊環(huán)境的要求以及具有經(jīng)濟(jì)效益的工程制定施工方案。而制定程序是保證施工方案質(zhì)量的最佳制定的辦法。制定的程序主要有這兩個(gè)階段：① 對(duì)周邊環(huán)境和地質(zhì)條件進(jìn)行勘探和評(píng)測(cè)，將施工對(duì)象的地質(zhì)條件摸清楚，測(cè)量好固巖的穩(wěn)定，預(yù)測(cè)好各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)的因素，并設(shè)計(jì)出最好最佳的方案，評(píng)估工程對(duì)周邊環(huán)境的總體社會(huì)影響。②對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行取舍，在無(wú)法兼顧工程的成本和進(jìn)程，以及方案的選擇問(wèn)題時(shí)，要明確整個(gè)工程的目標(biāo)價(jià)值，考慮工程中每個(gè)因素的作用，做出正確的判斷。

五、結(jié)束語(yǔ)

總體而言，對(duì)于超限高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì)，是當(dāng)今社會(huì)建筑工程中一個(gè)比較重要的研究話題。如何讓更好的對(duì)超限高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行加強(qiáng)管理，需要從周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的評(píng)測(cè)、結(jié)構(gòu)的平面布置以及單元內(nèi)的受力體系等方面綜合考慮，設(shè)置全面的抗震防線，加強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定承載和抗震能力。保證超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的最終質(zhì)量，就要組織全體的知識(shí)和力量，學(xué)習(xí)國(guó)際上的先進(jìn)技術(shù)和理論，總結(jié)我國(guó)的基本國(guó)情，因地制宜的研究出適合我國(guó)大城市超限高層建筑的抗震體系，拿出經(jīng)濟(jì)實(shí)際的最佳方案。最終為居民的生命財(cái)產(chǎn)安全提供保障，促使我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)安全可持續(xù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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篇4

關(guān)鍵詞：超限，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，優(yōu)化措施

Abstract: combining with engineering examples, this paper expounds the engineering and the structure of the off-gauge corresponding design thinking, in the theoretical analysis and the concept design, under the premise of the performance-based design buildings aseismic method, in view of the problems found in the design process, and has made the corresponding improvement measures, optimize the structure, achieve finally overrun the design requirements.

Keywords: overrun, structure seismic design, optimization measures

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

1、高層建筑的概述

在古代人們就開始建造高層建筑，比如埃及的亞歷山大港燈塔，高100 多米，為石結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代高層建筑發(fā)展迅速，在大中城市隨處可見。高層建筑是指超過(guò)10 層的住宅建筑和超過(guò)24 米高的其他民用建筑。高層建筑可以帶來(lái)明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益；首先，使人口集中，可利用建筑內(nèi)部的豎向和橫向交通縮短部門之間的聯(lián)系距離，從而提高效率；其次能使大面積建筑的用地大幅度縮小，有可能在城市中心地段選址；第三，可以減少市政建設(shè)投資和縮短建筑工期。由于高層建筑的高度比較高，所以解決水平抗剪問(wèn)題成為關(guān)鍵，而抗震是解決水平抗剪

問(wèn)題的一個(gè)重要因素。然而對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)形式，同一設(shè)防烈度下，抵抗地震能力有很大區(qū)別，因此選擇合適的結(jié)構(gòu)形式對(duì)于高層建筑尤為重要。

2、超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)思想

國(guó)內(nèi)外對(duì)建筑抗震進(jìn)行了大量的研究，抗震設(shè)計(jì)理念也有多種，但是現(xiàn)在比較常用的主要有：概念設(shè)計(jì)和基于位移的抗震設(shè)計(jì)。

2．1概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)是相對(duì)于數(shù)值設(shè)計(jì)而言著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，可以理解為運(yùn)用人的思維和判斷能力，從宏觀上決定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基本問(wèn)題?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)是根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)總體布置并確定基本抗震措施的。高層建筑形狀力求規(guī)則和簡(jiǎn)單、建筑結(jié)構(gòu)盡量對(duì)稱、

設(shè)置防震縫及盡可能滿足建筑豎向均勻性。前三種易于理解，以下就著蘑介紹建筑豎向均勻性問(wèn)題。均勻性問(wèn)題存在于建筑的豎向布置中，無(wú)論是幾何圖形還是樓層剛度變化，其規(guī)則勻稱應(yīng)該是立面設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮的。不均勻布置會(huì)產(chǎn)生了剛度、強(qiáng)度的突變，引起豎向的應(yīng)力集中或變形集中，以致在中小型地震中損壞，在大震時(shí)倒塌。但是，要使結(jié)構(gòu)做到完全均勻性，在實(shí)際設(shè)計(jì)中也有一定的困難。結(jié)合工程實(shí)際，其均勻性問(wèn)題主要表現(xiàn)如下：

(1)填充墻設(shè)置的影響。框架內(nèi)的填充墻若設(shè)置不當(dāng)，地震時(shí)往往會(huì)改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)而產(chǎn)生不利影響。例如，由于填充墻設(shè)置不當(dāng)，可使框架柱形成短柱而造成破壞。為此，應(yīng)把墻同柱分開或采用輕質(zhì)墻以使框架柱連續(xù)。

(2)抗震墻不連續(xù)。由于建筑上的需要，可能出現(xiàn)上下不連續(xù)的抗震墻，這就產(chǎn)生了不均勻性。為此，應(yīng)考慮限制上下層的剛度以及連續(xù)抗震墻的間距。

3、工程概況

本項(xiàng)目建筑用地面積4930m2，總建筑面積為16687m2，地上11層，地下2層，建筑總高度為42.00米。本工程為框架-抗震墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期50年，抗震設(shè)防類別為丙類，設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.10g，地震分組為第一組，Ⅱ類場(chǎng)地，特征周期0.35s。結(jié)構(gòu)整體模型見圖1

圖1結(jié)構(gòu)整體模型

3．2地震危險(xiǎn)性分析與地震波的選定

根據(jù)地質(zhì)資料進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析，其結(jié)果為場(chǎng)區(qū)基本烈度(50 a超越概率為10％)為7度，基巖加速度為118．9 cm／s2；在多遇地震(50 a超越概率為63％)作用下，其烈度為6度，相應(yīng)基巖加速度為31．2 cm／s2；在罕遇地震時(shí)(50 a超越概率為3％)烈度為7．7度，相應(yīng)基巖加速度220 cm／s2．與國(guó)家地震局、建設(shè)部《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖(1999)使用規(guī)定的通知》中，中山市區(qū)設(shè)防基本烈度為7度相一致。根據(jù)地震危險(xiǎn)性分析場(chǎng)區(qū)屬近場(chǎng)地震效應(yīng)，但根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量震害資料表明，軟弱場(chǎng)地長(zhǎng)周期地震作用對(duì)超高層最不利．并考慮到地震發(fā)生有較大的隨機(jī)性，因此選擇遠(yuǎn)震一長(zhǎng)周期多遇地震強(qiáng)震記錄進(jìn)行地震反應(yīng)分析．場(chǎng)地地震波的選定，按地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果，近震所確定的“基巖”加速度峰為輸入，以現(xiàn)行規(guī)范㈨“基巖”反應(yīng)譜為目標(biāo)譜，擬合人工波作為地震反應(yīng)分析的輸入地震波，在埋深16 m處，分別選擇近震多遇地震人工波HJl、符合場(chǎng)地近震特征的近震多遇地震強(qiáng)震記錄HJ2(w．NASHINGON地震OLYMAPIA臺(tái)站)和遠(yuǎn)震多遇強(qiáng)震記錄HJ3(天津?qū)幒硬ㄌ旖蜥t(yī)院臺(tái)站)．在埋深9 m及地面處，同樣選擇上述3種地震波，但加速度、速度和位移峰值不同．表1-1列出了不同埋深處所選定的地震波的加速度、速度和位移峰值，表1-2列出了各地震波的歸一化水平地震影響系數(shù)及特征周期。

表1-1不同埋深處所選定的地震波加速度和位移峰值

表1-2地震波的歸一化水平地震影響系數(shù)及特征周期

3.3抗震設(shè)防要求

《抗規(guī)》的三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求，即“小震可修，中震不壞，大震不倒”。它是通過(guò)二階段設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，（如表2抗震設(shè)防目標(biāo)要求）。

1 按小震作用效應(yīng)和其它荷載效應(yīng)的基本組合演算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，以及在小震作用下演算結(jié)構(gòu)的彈性變性。

2在大震作用下驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形，以滿足第三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。第二水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求，是以抗震構(gòu)造措施來(lái)保證的。

3.4、超限設(shè)計(jì)分析

本工程采用兩個(gè)不同力學(xué)模型的空間分析程序進(jìn)行計(jì)算對(duì)比分析，選用SATWE軟件（簡(jiǎn)化墻元模型，2010版）和GSSAP軟件（細(xì)分墻元模型，15.0版）。

3.1針對(duì)結(jié)構(gòu)存在局部跨度16.8m轉(zhuǎn)換梁柱情況，采用振型分解反應(yīng)譜方法計(jì)算豎向地震作用效應(yīng)。結(jié)果表明在豎向地震作用下，轉(zhuǎn)換柱軸壓比及梁柱配筋均滿足要求。

3.2為了提高框架作為第二道防線的抗震承載力及性能，框架抗震等級(jí)提高一級(jí)，軸壓比限值也相應(yīng)提高。

4、超限高層建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視抗震概念設(shè)計(jì)

對(duì)于超限高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算分析很重要，但計(jì)算不是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容?，F(xiàn)有的各種計(jì)算模型都是基于各種假定下作必要的簡(jiǎn)化處理才得以實(shí)現(xiàn)的，其計(jì)算結(jié)果有的不一定是結(jié)構(gòu)真實(shí)受力狀態(tài)的反映；對(duì)于實(shí)際工程中出現(xiàn)的各種各樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)有的計(jì)算模型也不是都能適用的。因此在設(shè)計(jì)高層結(jié)構(gòu)時(shí)，一方面應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的計(jì)算，但也不應(yīng)過(guò)于依賴計(jì)算和盲目應(yīng)用計(jì)算結(jié)果，應(yīng)從工程結(jié)構(gòu)的基本力學(xué)和抗震概念出發(fā)，對(duì)計(jì)算結(jié)果認(rèn)真加以分析；應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，重視工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用。對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，最大的矛盾是結(jié)構(gòu)的內(nèi)力按不變剛度的彈性理論進(jìn)行計(jì)算，而構(gòu)件截面承載力按允許進(jìn)入

裂縫狀態(tài)下的彈塑性理論進(jìn)行計(jì)算，兩者的計(jì)算結(jié)果是互不協(xié)調(diào)的。如對(duì)于框架一核心筒高層結(jié)構(gòu)，由于豎向荷載作用下墻、柱之間軸向變形的差異較大，臨近核心筒的框架柱計(jì)算軸力往往偏小，而連接墻與柱之間的框架梁配筋往往很大，甚至超筋。若在計(jì)算梁截面配筋時(shí)，對(duì)梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅，將使梁與核心筒的連接節(jié)點(diǎn)剛度退化，與計(jì)算模型不相一致，造成柱的實(shí)際內(nèi)力超出按彈性分析的計(jì)算軸力，如不加分析地采用計(jì)算結(jié)果，會(huì)導(dǎo)致柱及柱下基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)偏于不

安全。

5、超限優(yōu)化措施

5.1通過(guò)提高關(guān)鍵部位及底部剪力墻墻肢的延性，使抗側(cè)剛度和結(jié)構(gòu)延性更好地匹配，達(dá)到有效地協(xié)同抗震。首先，通過(guò)提高約束邊緣構(gòu)件的配箍率、豎向分布筋配筋率等措施提高第一道防線的承載能力，其次，框架部分的抗震等級(jí)和軸壓比限值按框架結(jié)構(gòu)的規(guī)定取用，以提高第二道防線的承載能力[5~7]。

5.2根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)樓板邊緣、轉(zhuǎn)角等應(yīng)力集中的地方進(jìn)行加強(qiáng)，特別是平面細(xì)腰部位樓板加厚為150mm，配置45度斜向鋼筋，并適當(dāng)加強(qiáng)邊梁配筋。

5.3針對(duì)本工程尺寸突變等豎向不規(guī)則的情況，適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)的振型數(shù)，以考慮高階振型的影響，并適當(dāng)加大收進(jìn)處上下層的豎向構(gòu)件和水平構(gòu)件的最小配筋率，相關(guān)豎向構(gòu)件箍筋全長(zhǎng)加密。

5.4扭轉(zhuǎn)不規(guī)則使主體結(jié)構(gòu)薄弱部位通常出現(xiàn)在整體結(jié)構(gòu)邊緣區(qū)域，設(shè)計(jì)時(shí)采取減小邊緣結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件軸壓比、剪壓比及提高配箍率、配筋率等措施，提高結(jié)構(gòu)延性，避免脆性破壞[8]。特殊情況下，還可以增設(shè)芯柱，以提高柱子的延性。

5.5轉(zhuǎn)換構(gòu)件范圍內(nèi)樓板厚度取180mm，通過(guò)考慮豎向地震和全樓彈性的模型對(duì)轉(zhuǎn)換柱與轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行分析，同時(shí)確保中震下其滿足抗彎不屈服，抗剪彈性，大震下處于不屈服狀態(tài)。

5.6跨層柱考慮二階效應(yīng)的影響，確保中震下抗彎不屈服，抗剪彈性。

5.7采用中震和小震作用下彈性樓板應(yīng)力分析，以考慮跨層及錯(cuò)層墻柱的實(shí)際受力情況。

結(jié)束語(yǔ)

由此可見，超限高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常長(zhǎng)期、復(fù)雜的工作，它對(duì)結(jié)構(gòu)工程師既要有扎實(shí)的理論功底,又要有豐富的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并且結(jié)合概念設(shè)計(jì)，這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的建筑物才能達(dá)到既安全、可靠、又經(jīng)濟(jì)、合理。所以，任何在這過(guò)程中的遺漏或錯(cuò)誤都有可能使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果存在不安全因素。

參 考 文 獻(xiàn)

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[4] 呂西林. 超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)指南[M]. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社, 2009

[5] 趙耀普, 衛(wèi)文. 招商酒店抗震設(shè)計(jì)[J]. 建筑科學(xué), 2011

[6]呂西林．超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)指南[M]．上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2005．88―89．

篇5

關(guān)鍵詞：抗震概念設(shè)計(jì);建筑結(jié)構(gòu);工程設(shè)計(jì);抗震性

對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要遵守抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，從抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)用入手，結(jié)合工程實(shí)際情況，提出定量控制要求。值得注意的是，開展高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，要在概念清晰且技術(shù)可靠的基礎(chǔ)上，合理的設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，以確保建筑的抗震性能。通常情況下，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，需要從概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算、抗震措施等方面加以把控，以確保設(shè)計(jì)的合理性。

1高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的意義

貴州省位于我國(guó)南北地震帶南段的東側(cè)，省內(nèi)西部部分區(qū)域位于地震帶上。貴州地震的頻度與強(qiáng)度為中等水平，地震平面分布不均。若發(fā)生地震，會(huì)造成極大的損失，以尼泊爾大地震為例，涉及到多個(gè)多家，地震造成近4000人死亡，約7000人受傷，對(duì)尼泊爾國(guó)造成超過(guò)50億美元的經(jīng)濟(jì)損失，由此可見地震的損失性。在地震中，建筑既是人們的保護(hù)工具，也是威脅人們安全的物體，若能夠提升建筑的抗震性，對(duì)保護(hù)人們的財(cái)產(chǎn)與安全，有著積極的作用，因此加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)研究，有著必要性。

2抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)用的基本要點(diǎn)

2.1合理選擇建筑結(jié)構(gòu)

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)，最為重要的是建筑體形和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，占據(jù)著重要地位，多數(shù)倒塌建筑主要是因?yàn)橐?guī)劃不合理造成的，所以要科學(xué)的選擇水平面與垂直面，提升建筑的抗震性能。一般來(lái)說(shuō)，建筑平面形狀規(guī)則，直接影響著建筑的抗震性，平面形狀平整度越高，則建筑的抗震性能就越強(qiáng)，圖1為水平地震作用。規(guī)則平面能夠承擔(dān)荷載作用，建筑結(jié)構(gòu)的整體性較為突出。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，于高度方向，需要保證結(jié)構(gòu)布置的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)側(cè)向剛度保持連續(xù)，以免出現(xiàn)薄弱層。

2.2合理選擇傳力路線

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)多利用計(jì)算機(jī)程序，來(lái)確保計(jì)算的準(zhǔn)確性，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員只需要掌握簡(jiǎn)單的計(jì)算方法即可。利用計(jì)算機(jī)，在獲取受力狀態(tài)下，形成建筑結(jié)構(gòu)件計(jì)算簡(jiǎn)圖。接著利用力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型，從地震反應(yīng)入手，做好詳細(xì)的分析，明確計(jì)算結(jié)果，合理選擇建筑結(jié)構(gòu)路徑，提高傳力路線選擇的效率。

2.3合理選擇建筑位置

通過(guò)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，建筑物損毀與建筑所處的地形，有著直接的關(guān)系。除此之外，建筑損壞和地基、斷層等，也有著緊密關(guān)系。以覆蓋土因素為例，建筑破壞率和此因素呈現(xiàn)的是正相關(guān)，覆蓋土層厚度小，證明土質(zhì)偏硬，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，當(dāng)遇到地震時(shí)，不易發(fā)生倒塌情況，因此在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，要選擇硬質(zhì)地基，降低地震效應(yīng)，確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。

2.4設(shè)置多條抗震防線

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)置多條抗震防線。考慮到地震時(shí)間存在差異，伴隨多次余震，受到地震反復(fù)沖擊，會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成損壞，若高層建筑物設(shè)置一道防線，當(dāng)建筑受到一次破壞后，難以抗衡后續(xù)破壞，因此需要設(shè)置多道保護(hù)，確保高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1提升結(jié)構(gòu)延性

高層建筑抗震設(shè)計(jì)水平低于地震等級(jí)，極易因?yàn)榇嘈云茐?，造成建筑倒塌，所以在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，要提高結(jié)構(gòu)延性，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抵抗能力。可以從以下方面入手：①材料。選擇延性材料，此類材料的應(yīng)用，當(dāng)發(fā)生非彈性變形，或者發(fā)生反復(fù)彈性變形時(shí)，其延性不會(huì)明顯下降。②桿件。通過(guò)控制桿件的延性，包括塑性變形與能量收納與耗散等，提高結(jié)構(gòu)延性，通常從墻肢與框架的柱等方面捂手。③構(gòu)件。構(gòu)件的延性指的是某個(gè)構(gòu)件的塑性變形與能量消耗的能力，通過(guò)控制墻體或者框架延性，來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)整體延性?？偟脕?lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)延性指的是抗倒塌能力與塑性變形能力。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以采取以下措施：①在平面上，增強(qiáng)突變處與轉(zhuǎn)角處等構(gòu)件的延性；②對(duì)于豎向，則可以加強(qiáng)薄弱樓層的延性，比如體型突變處、主樓與裙房相接的樓層等；③增強(qiáng)首道抗震防線部分的構(gòu)件延性[2]。

3.2提升結(jié)構(gòu)的整體性

高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性較強(qiáng)，能夠確保建筑結(jié)構(gòu)在地震力的作用下，處于協(xié)調(diào)運(yùn)行的狀態(tài)，可避免建筑倒塌。采取以下措施：①選用鋼結(jié)構(gòu)支撐結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)作為建筑行業(yè)的新技術(shù)，其市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大，貴州地區(qū)已經(jīng)逐步引入鋼結(jié)構(gòu)，比如貴州鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展中心樓，樓層高24層，建筑面積為26000m2，建筑承板使用的是鋼筋線桁架工藝，建筑整體性較好，抗震性能較好。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采取鋼結(jié)構(gòu)支撐體系，對(duì)提升高層建筑框架結(jié)構(gòu)中的側(cè)向剛度，有著積極的影響，可以抵抗水平荷載，提升高層建筑整體強(qiáng)度。與純框架架構(gòu)相比，支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好，將窗臺(tái)下方-下層窗戶頂部區(qū)域位置，作為支撐位置，合理設(shè)置支撐，能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)支撐要求。采取環(huán)向封閉同一平面，能夠提高建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，在強(qiáng)震區(qū)應(yīng)用，其效果更為凸顯。②抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。若高層建筑結(jié)構(gòu)為多種框架結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，可以承載建筑物豎向負(fù)載與部分橫向負(fù)載。采用抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，可以按照建筑的各類要求，來(lái)選用抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。若高層建筑中桁架高度和單樓層相同，可以利用交錯(cuò)桁結(jié)構(gòu)，來(lái)設(shè)置上下樓層，確保各單元設(shè)置的靈活性。應(yīng)用此結(jié)構(gòu)，在鋼結(jié)構(gòu)平面內(nèi)，梁柱彎矩較小，側(cè)向位移也較小。

3.3準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)抗震

開展高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)前，需要準(zhǔn)確的計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)的地震作用，接著計(jì)算結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的地震作用效應(yīng)，并且和其它載荷效應(yīng)，做好相互結(jié)合，檢驗(yàn)建筑結(jié)構(gòu)抗震承載力與變形，確保能夠達(dá)到新《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）規(guī)范相關(guān)要求。需要做好以下計(jì)算：①地震作用計(jì)算。建筑結(jié)構(gòu)抗震承載力主要考慮水平地震作用，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還需要注意豎向地震作用。②抗震驗(yàn)算。主要包括截面抗震驗(yàn)算、彈性變形驗(yàn)算、薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算等[3]。

3.4做好非結(jié)構(gòu)部件設(shè)計(jì)

非結(jié)構(gòu)部件指的是建筑結(jié)構(gòu)分析中，不考慮側(cè)向荷載與重力荷載的建筑部件，包括內(nèi)隔墻與墻等。雖然建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，此類部件不參與荷載分析，但若發(fā)生地震，此類部件會(huì)起到作用，極有可能會(huì)改便建筑結(jié)構(gòu)承載力，或是提升建筑抗震性，或是增加破壞性，因此需要做好非結(jié)構(gòu)部件的處理。可以采取以下措施：①加強(qiáng)建筑框架和填充墻之間的聯(lián)系，使得填充墻可以成為建筑主體抗震結(jié)構(gòu)的組成部分。對(duì)于墻體連接，可以采取柔性連接方式，削弱墻柱的聯(lián)系，避免發(fā)生嵌固作用。②對(duì)于附著在建筑樓與屋面結(jié)構(gòu)的，需要做好此類非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)的連接處理，以免發(fā)生地震時(shí)，造成人員傷亡。③加強(qiáng)幕墻和裝飾貼面等和建筑主體結(jié)構(gòu)的有效連接，避免貼面損壞。

3.5做好倒塌分析

開展高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，采取倒塌分析法，做好建筑倒塌分析，以優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗?fàn)幮栽O(shè)計(jì)，達(dá)到抗震標(biāo)準(zhǔn)?？梢越梃b超高層建筑經(jīng)驗(yàn)，譬如：某超高層建筑為Ⅷ度抗震設(shè)防烈度建筑，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，利用倒塌分析法，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案分析，發(fā)現(xiàn)采取內(nèi)嵌鋼支撐剪力墻方案，能夠有效的增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。基于倒塌分析，明確此工程采取全支撐方案建設(shè)總材料用量可節(jié)約11.2%，建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌儲(chǔ)備能力可以增加14.8%，建筑的抗震性能較好。采取對(duì)比各種最小地震剪力系數(shù)調(diào)整方案，能夠明確采取調(diào)整地震剪力，開展剛度驗(yàn)算，設(shè)計(jì)建筑構(gòu)件承載力，能夠獲得較好的效果，此方案和提高剛度縮短建筑結(jié)構(gòu)自振周期的方案相比，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)倒塌關(guān)鍵位置，能夠提高建筑結(jié)構(gòu)整體的抗倒塌能力，此方案的實(shí)施，增加鋼用量約0.1%?？偠灾?，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，做好倒塌分析，能夠準(zhǔn)確衡量各類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的效果，明確各類抗震措施對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，發(fā)揮著積極的作用[4]。

4結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用概念設(shè)計(jì)，開展高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，需要充分的借鑒工程經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格按照建筑抗震設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，采取相應(yīng)的措施，提升建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

參考文獻(xiàn)

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篇6

【關(guān)鍵詞】建筑；地震；設(shè)計(jì)；抗震優(yōu)化；

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市化進(jìn)程的逐步加快，越來(lái)越多的高樓大廈拔地而起，改善了人們的居住環(huán)境，提高了人們的生活質(zhì)量。但2008年的汶川大地震、2010年的舟曲大地震以及2011年日本爆發(fā)的9級(jí)大地震，其震級(jí)之高，造成的人員傷亡之嚴(yán)重，都使我們不得不對(duì)我們當(dāng)前建筑物在方案設(shè)計(jì)時(shí)的抗震能力予以反思。據(jù)對(duì)這三次大地震以及歷史上傷亡人數(shù)較多的130次地震所做的分類統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示，由于建筑物抗震設(shè)計(jì)不科學(xué)而造成的倒塌、斷裂導(dǎo)致了95%以上的人員傷亡。因此，在目前科學(xué)界對(duì)地震尚難做到準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的前提下，重視對(duì)現(xiàn)有建筑方案設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)予以優(yōu)化就顯得十分重要。那么建筑物的抗震優(yōu)化我們需要考慮哪些方面呢？筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)和對(duì)歷次地震災(zāi)害受損建筑的結(jié)構(gòu)情況所作的統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行分析以及借鑒國(guó)外抗震經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，認(rèn)為我們?cè)诮ㄖ锏目拐饍?yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)該特別注意下述幾個(gè)方面：

1 建筑物的建筑體型和立面抗震優(yōu)化

建筑體型和立面設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，主要是指建筑物的平面形狀和主體的空間形狀。經(jīng)過(guò)汶川地震后對(duì)多數(shù)破壞最嚴(yán)重的建筑物的統(tǒng)計(jì)表明，許多平面形狀復(fù)雜，如外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼伸懸過(guò)多，對(duì)稱不規(guī)則的建筑物破壞程度都高于平面形狀設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的建筑物。尤其是立面形狀復(fù)雜，空間布局不規(guī)則、不均衡，建筑物結(jié)構(gòu)剛度突變的部位更是在地震中受損最為嚴(yán)重。因此，為了提高建筑物的抗震能力，在抗震設(shè)防烈度高的地區(qū)，建筑方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要高度重視建筑物的建筑體型和立面設(shè)計(jì)，應(yīng)盡可能地保持平面形狀和主體空間形狀的簡(jiǎn)潔、規(guī)則，可選用矩形、扇形、圓形、方形等抗震能力較好的體型，避免采用L、π形不規(guī)則平面等而造成的縱向剛度不均；應(yīng)減少外凸和內(nèi)凹的形狀，避免不必要的非對(duì)稱側(cè)翼和過(guò)長(zhǎng)側(cè)翼，在合理利用空間的同時(shí)，盡量避免方案設(shè)計(jì)開始就采用部分框架支抗震墻結(jié)構(gòu)，對(duì)于框架間砌體填充墻，應(yīng)保證其高度和長(zhǎng)度在規(guī)范規(guī)定要求之內(nèi)；體系布置上應(yīng)注意建筑質(zhì)量和結(jié)構(gòu)剛度的均勻分布，避免由于二者不對(duì)稱所導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。此外，在外墻轉(zhuǎn)角和大廳四角應(yīng)設(shè)計(jì)抗震構(gòu)造柱，并保持彼此間的對(duì)稱分布。

2 建筑物平面布置抗震優(yōu)化

建筑物的平面布置涉及內(nèi)墻布置、柱子間距、空間活動(dòng)面積的大小、房間的數(shù)量和布置、電梯井的位置、通道和樓梯的位置選擇等，在進(jìn)行建筑方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中都要充分對(duì)之予以抗震優(yōu)化的設(shè)計(jì)考慮。柱子應(yīng)做到與地基、墻體、屋頂聯(lián)結(jié)一體，柱子之間的距離應(yīng)該保持適中，彼此間空間不宜過(guò)大，以利于對(duì)屋頂?shù)膲w形成有效的支撐。建筑平面的墻體，包括填充墻、內(nèi)隔墻等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做到強(qiáng)度和剛度均稱，墻體與柱子分布均衡，否則地震時(shí)，建筑物將對(duì)地震產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用，不利于建筑物的防震。房間的數(shù)量和布置應(yīng)做到整體協(xié)調(diào)一致，不應(yīng)集中于一側(cè)，這將造成平面上剛度分布的不均稱，建筑物整體質(zhì)量分布的偏心，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力和變形不協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)者出于建筑物實(shí)用和美觀的考慮，往往將電梯井筒設(shè)計(jì)在平面的一角或一側(cè)，但這樣設(shè)計(jì)的結(jié)果很容易造成地震時(shí)電梯一側(cè)的建筑物嚴(yán)重破壞，因?yàn)殡娞菥簿哂袠O大的抗側(cè)力剛度，容易將地震產(chǎn)生的力量吸引到自身附近的建筑物上。所以，現(xiàn)代建筑，尤其是高層建筑，在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候一定要注意選擇好電梯井筒的位置，使其盡可能地坐落于建筑物的中部，同時(shí)保持周圍建筑與電梯井筒的剛度均勻、協(xié)調(diào)、相一致，以求最大限度地分散來(lái)自地震的作用力，保證建筑物主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。通道和樓梯是在地震發(fā)生時(shí)建筑物內(nèi)人員迅速逃生的通道，因此，除了要保證整體空間布局的勻稱外，還要對(duì)周圍房屋的數(shù)量、人員流通情況予以充分的考慮，以避免出現(xiàn)有的通道周圍房屋數(shù)量過(guò)多、人員過(guò)于擁擠；而有的通道遠(yuǎn)離房屋、人跡罕至，無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的疏通作用?？傊?，建筑平面的總體設(shè)計(jì)，應(yīng)盡可能地將建筑物的實(shí)用功能要求和結(jié)構(gòu)抗震要求融合為一，以便建筑物能夠充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)抗震的作用。

3 “基礎(chǔ)隔震”優(yōu)化設(shè)計(jì)

當(dāng)前，隨著高層建筑和超高層建筑的不斷出現(xiàn)，對(duì)于地震時(shí)建筑物的抗震性能也提出了更高的要求。對(duì)于這類高層或超高層建筑的抗震性能，我國(guó)2010年出臺(tái)的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求這類建筑物抗震性能必須達(dá)到“小震不影響使用，中震不需要修理，大震沒(méi)有人員死傷”的防震要求。美國(guó)和日本等國(guó)對(duì)建筑物的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范也做有相似的規(guī)定。要使建筑物達(dá)到規(guī)范要求，做好“基礎(chǔ)隔震”優(yōu)化設(shè)計(jì)被認(rèn)為是當(dāng)前最為成熟的設(shè)計(jì)理論。

“基礎(chǔ)隔震”指的是在建筑物底部與地基之間，通過(guò)增加適當(dāng)“疊層橡膠支座；滾動(dòng)、滑動(dòng)支座，包括砂墊層、石墨墊層”等緩沖物，從而減弱地震時(shí)建筑物受到的地震波的沖擊，同時(shí)由隔震系統(tǒng)提供建筑物的位移，使得“底層位移，上層不動(dòng)”。因此，在地震過(guò)程中，采用”基礎(chǔ)隔震“的建筑物整體變形非常小，可以起到有效地保護(hù)作用。目前，這一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在我國(guó)、美國(guó)、日本的建筑物抗震設(shè)計(jì)中都得到有大量的應(yīng)用。

4 其他抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1 屋頂建筑不宜過(guò)高過(guò)重，保證屋頂重心與下部建筑重心在一條直線上。頂層材料采用高強(qiáng)輕質(zhì)、剛度分布均勻的建筑材料。

4.2 在建筑物結(jié)構(gòu)受力關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上，加裝阻尼器，以消耗地震能量，保護(hù)建筑物主體結(jié)構(gòu)免遭損壞。如北京火車站、北京展覽館、北京飯店等標(biāo)志性建筑，都曾采用粘滯阻尼器進(jìn)行過(guò)加固。

總之，建筑抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)是建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的一個(gè)重要組成部分。相信隨著建筑力學(xué)和材料科學(xué)的不斷發(fā)展，將會(huì)有更多的新技術(shù)來(lái)優(yōu)化我們當(dāng)前的抗震設(shè)計(jì)思想，將會(huì)有更多的新材料被應(yīng)用到建筑物的抗震設(shè)計(jì)中，以使我們未來(lái)的建筑物更加堅(jiān)固，更加“優(yōu)化”，從而保障所有的人民能夠在地震災(zāi)害突然到來(lái)的時(shí)候生命安全不會(huì)受到威脅。

參考文獻(xiàn)

[1]光明日?qǐng)?bào)出版社，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010[S]，2010.8

[2]郭繼武，《建筑抗震設(shè)計(jì)》（第三版）[M],北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.2

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關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)問(wèn)題 控制問(wèn)題 抗震設(shè)計(jì)

1 建筑體型設(shè)計(jì)問(wèn)題

建筑體型中包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計(jì)。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過(guò)多伸懸、不對(duì)稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭遇到了不同程度的破壞。

唐山地震中就有不少這樣的案例。我們可以看到建筑體型簡(jiǎn)單、規(guī)則的建筑物在地震中未出現(xiàn)較嚴(yán)重的破壞，有的甚至保持完好無(wú)損。沿高度立體空間形狀復(fù)雜和不規(guī)則的建筑物在地震時(shí)都會(huì)造成不同程度的震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度容易發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。

因此在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)考慮建筑體型的選擇，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡(jiǎn)潔、規(guī)則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對(duì)抗震來(lái)說(shuō)都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡可能少做不對(duì)稱的側(cè)翼和過(guò)長(zhǎng)的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對(duì)稱而導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對(duì)稱而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。

2 建筑平面布置設(shè)計(jì)問(wèn)題

建筑物的平面布置在建筑設(shè)計(jì)中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱網(wǎng)的布置、隔墻的設(shè)置、公共區(qū)域的劃分、通道和樓梯的連接、電梯位置的選擇、房間的設(shè)立的數(shù)量和擺布的具置等等，都要在建筑的平面圖上反應(yīng)出來(lái)從而經(jīng)過(guò)討論最終確定下來(lái)。

而且，由于建筑使用功能不同，每個(gè)樓層的布置有可能差異很大，建筑平面上的墻體，包括剪力墻的截面變化、內(nèi)隔墻是否對(duì)齊、有相應(yīng)強(qiáng)度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等等布置不對(duì)稱，墻體與柱子分布的不對(duì)稱、不協(xié)調(diào)，使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震都很不利。有的建筑物，如底層為商場(chǎng)的臨街建筑，臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體，而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉，兩側(cè)在剛度上相差很多，也將在地震時(shí)引起扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震不利。還有的建筑平面布置上，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對(duì)齊或中斷，使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻，對(duì)抗震也帶來(lái)不利，客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。這些破壞均不同程度的影響了建筑物整體的結(jié)構(gòu)，也給周邊環(huán)境帶來(lái)了隱患。

建筑平面布置設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震關(guān)系很大，從概念上要解決的一個(gè)核心問(wèn)題是：建筑平面布置設(shè)計(jì)上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻，對(duì)稱協(xié)調(diào)，避免突變，防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計(jì)上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件，使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震中的作用。

3 建筑豎向布置設(shè)計(jì)問(wèn)題

建筑的豎向布置設(shè)計(jì)問(wèn)題在建筑設(shè)計(jì)中主要反映在建筑沿高度（樓層）結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計(jì)上。無(wú)論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個(gè)問(wèn)題是比較突出。存在的這個(gè)問(wèn)題主要是，由于建筑物使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場(chǎng)、購(gòu)物中心，建筑上要求是大跨度、大空間：而上面的樓層則是寫字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設(shè)柱、墻很少，而上面隔墻明顯增加，柱截面往往也到了上面而變小。這些突變的因素就直接影響了在發(fā)生震害時(shí)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

有的建筑在布置上還設(shè)有面積很大的公共中庭，在不同樓層上設(shè)有大會(huì)議斤、展廳、報(bào)告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質(zhì)量和剛度的嚴(yán)重不均勻、不協(xié)調(diào)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，在建筑使用功能不同的情況下，很有可能出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對(duì)齊，柱子的轉(zhuǎn)換，墻體不連續(xù)，不到底；上層墻多，下層墻少：上層有柱，下層無(wú)柱等，使地震力的傳遞受阻或不通；抗震用的剪力墻設(shè)置不能直通到底層、剪力墻布置嚴(yán)重不對(duì)稱或數(shù)量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來(lái)地震作用分布的不均勻、不對(duì)稱和對(duì)建筑物很不利的扭轉(zhuǎn)作用。多次大震害表明，建筑物豎向樓層剛度的過(guò)大變化，給建筑物造成很多破壞，甚至是導(dǎo)致整個(gè)樓的倒塌。

在1995年的日本阪神大地震中，有多棟鋼筋混凝土高層建筑發(fā)生了中間樓層的整體坐落倒塌破壞。因此，盡可能使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑物底部，不宜中斷或不到底。盡量避免其某樓層剛度過(guò)少，盡量避免產(chǎn)生地震時(shí)的鈕轉(zhuǎn)效應(yīng)。

4 建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)限值控制問(wèn)題

根據(jù)大量震害的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJll一89）對(duì)房屋建筑在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)予遵守：一是房屋的建筑總高度和層數(shù)；二是對(duì)房屋抗震橫墻問(wèn)題和局部墻體尺寸的限值控制。

5 屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題

在高層和超高層建筑設(shè)計(jì)中，屋頂建筑是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)部分。從近幾年對(duì)一些高層建筑抗震設(shè)計(jì)審查結(jié)果來(lái)看，或是由于天面水池的設(shè)置、中央空調(diào)設(shè)備的擺放、外觀造型等因素，使屋頂建筑存在過(guò)高和過(guò)重的這兩個(gè)主要問(wèn)題。這樣的屋頂建筑加大了變形，也加大了地震作用。為此，在屋頂建筑設(shè)計(jì)中，宜盡量降低其高度。采用高強(qiáng)輕質(zhì)的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結(jié)構(gòu)的傳遞比較通暢，使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致當(dāng)屋頂建筑較高時(shí)，要使其具有較好的抗震定性，使屋頂建筑的地震作用及其變形較小，而且不發(fā)生扭轉(zhuǎn)地震作用。

篇8

關(guān)鍵詞:超高層建筑;鋼結(jié)構(gòu);安裝;施工

在我國(guó)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑自改革開放以來(lái)已有20多年的歷史并在設(shè)計(jì)和施工中積累了小少的經(jīng)驗(yàn),隨著對(duì)高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系的研究日趨完善、計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和施工技術(shù)水平的不斷提高,使高層和超高層建筑迅猛發(fā)展。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在超高層建筑中山于自重大,柱子所占的建筑而積比率越來(lái)越大,在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受到質(zhì)疑。

1. 高層及超高層結(jié)構(gòu)體系

對(duì)于高層及超高層建筑的劃分,建筑設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范沒(méi)有個(gè)統(tǒng)一規(guī)定,一般認(rèn)為建筑總高度超過(guò)24m為高層建筑,建筑總高度超過(guò)60m為超高層建筑。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則,選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系,一般分為六大類:框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框―筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系。

2. 材料的選用

目前寶鋼投入生產(chǎn)的有B400RNQ和B490RNQ兩種型號(hào)的耐火鋼,其物理力學(xué)指標(biāo)、化學(xué)性能及抗沖擊韌性和可焊性,都能達(dá)到結(jié)構(gòu)鋼的要求。普通鋼材當(dāng)達(dá)到600℃的高溫時(shí)已完全喪失承載能力,寶鋼生產(chǎn)的這兩個(gè)品種鋼材當(dāng)達(dá)到600℃時(shí)其屈服強(qiáng)度還有150―220Mpa。

3制作與安裝

3.1統(tǒng)測(cè)量?jī)x器和鋼尺量具

建造一幢超高層大樓,涉及到土建、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃幕墻和各類設(shè)備的安裝,使用的測(cè)量?jī)x器和使用的鋼尺必須山國(guó)家法定的同一計(jì)量部門由同一標(biāo)準(zhǔn)鑒定。

高層、超高層建筑施工周期較長(zhǎng),尚需定期對(duì)測(cè)量?jī)x器和鋼尺量具進(jìn)行定期校驗(yàn)以保證建筑物各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)定的指標(biāo)。一般以土建部門的測(cè)量?jī)x器和鋼尺量具為準(zhǔn)。

3.2定位軸線、標(biāo)高和地腳螺栓

鋼柱的定位軸線可根據(jù)場(chǎng)地的寬窄,在建筑物外部或內(nèi)部設(shè)置控制軸線。本工程高度在100m,設(shè)置二個(gè)控制樁,以供架設(shè)經(jīng)緯儀或激光儀控制樁的位置,要求以能滿足通視、可視為原則。

3.3鋼柱的制作與交裝

鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構(gòu)件,在加工制造中必須滿足現(xiàn)行規(guī)范的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

而且上下兩節(jié)鋼柱截面完全相等時(shí)也不允許互換,要求對(duì)每節(jié)鋼柱應(yīng)編號(hào)子以區(qū)別,正確安裝就位。

矩形或方形鋼柱內(nèi)的加勁板的焊接應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范要求采用熔嘴電渣焊,不允許采用其他如在箱板上開孔、槽塞焊等形式。

高層、超高層框架梁一般采用H型鋼,框架梁與鋼柱宜采用剛性連接,鋼柱為貫通型在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內(nèi)設(shè)置橫向加勁肋。

框架梁應(yīng)按設(shè)計(jì)編號(hào)正確就位。為保證框架梁與鋼柱連接處的節(jié)點(diǎn)域有較好的延性以及連接可靠性和樓層層高的精確性,在工廠制造時(shí),在框架梁所在位置設(shè)置懸臂梁,懸臂梁上下翼緣與鋼柱的連接采用剖口熔透焊縫,腹板采用貼角焊縫。框架梁與鋼柱的懸臂梁連接,上下翼緣的連接采用襯板全熔透焊縫,腹板采用高強(qiáng)螺栓連接。

由于鋼筋混凝土施工允許偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼結(jié)構(gòu)的精度要求,當(dāng)框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接時(shí),腹板的連接板可開橢圓孔,橢圓孔的長(zhǎng)向尺寸小得大于2d0(d0為螺栓孔徑),并應(yīng)保證孔邊距的要求。

框架梁的翻樣下料長(zhǎng)度同樣不等于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度,需考慮焊接收縮變形。焊接收縮變形可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算再按實(shí)際加工之后校核,確定其翻樣下料的精確長(zhǎng)度。

框架梁上下翼緣的連接可采用高強(qiáng)螺栓連接或焊接連接,口前大部分采用帶襯板的全熔透焊接連接。施工時(shí)先焊下翼緣再焊上翼緣,先一端點(diǎn)焊定位,再焊另一端。

腹板則采用高強(qiáng)度螺栓連接,要充分理解設(shè)計(jì)時(shí)采用摩擦型還是承壓型高強(qiáng)螺栓。采用摩擦型高強(qiáng)螺栓的摩擦系數(shù)應(yīng)選用合理。

4. 樓蓋的設(shè)計(jì)

高層、超高層建筑的樓板和屋蓋具有很大的平面剛度,是豎向鋼柱與剪力墻或筒體的平面抗側(cè)力構(gòu)件,同時(shí)使鋼柱與各豎向構(gòu)件起到變形協(xié)調(diào)作用。

一般鋼結(jié)構(gòu)建筑物的樓板和屋蓋,都采用軋制的壓型鋼板加現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板和屋蓋,厚度一般不小于150mm。目前在設(shè)計(jì)鋼承混凝土樓板和屋蓋時(shí)沒(méi)有考慮鋼承混凝土樓板和屋蓋與鋼梁共同作用。主要是對(duì)于板底呈波形的計(jì)算原理不甚了解或認(rèn)為計(jì)算繁瑣,就按平板計(jì)算,這樣既不安全又增加了鋼梁的用鋼量。

如果采用鋼梁與鋼承混凝土樓板共同作用,簡(jiǎn)稱MST組介梁,只要計(jì)算正確,配筋合理,栓釘可靠,則可以節(jié)約樓層和屋蓋鋼梁的用鋼量20%左右,而且不需對(duì)鋼梁進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算。

5. 總結(jié)

超高層建筑的發(fā)展體現(xiàn)了發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑科技水平、材料工業(yè)水平和綜合技術(shù)水平,也是建設(shè)部門財(cái)力雄厚的象征。為了進(jìn)步提高廣大員工在超高層鋼結(jié)構(gòu)上的技術(shù)水平.,從結(jié)構(gòu)體系、材料選用、制作與安裝等方面加以闡述。

參考文獻(xiàn):

[1]朱鏡清.結(jié)構(gòu)抗震分析原理,地震出版社,2002.11.

[2]徐宜和,丁勇春.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)的探討,江蘇建筑.2004(3).

[3]]傅學(xué)怡.實(shí)用高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999年.

作者簡(jiǎn)介:

劉慧龍,遼寧省沈陽(yáng)市人, 1977年1月23日,職稱:工程師

篇9

【關(guān)鍵詞】 建筑設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)；應(yīng)用

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑領(lǐng)域正呈現(xiàn)繁榮發(fā)展趨勢(shì)，在建筑設(shè)計(jì)中加入抗震設(shè)計(jì)不僅符合當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)，更是關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要課題。自汶川大地震以來(lái)，國(guó)家不斷增加抗震建筑的投資力度，同時(shí)出臺(tái)相關(guān)政策保障抗震設(shè)計(jì)能夠得到發(fā)展的足夠空間。建筑領(lǐng)域的抗震因素不僅一定程度上關(guān)系著國(guó)家社會(huì)的穩(wěn)定，還有利于建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展變化，促進(jìn)建筑領(lǐng)域的長(zhǎng)足發(fā)展。所謂的建筑設(shè)計(jì)，即是對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)方面的設(shè)計(jì)，包括建筑高度、結(jié)構(gòu)承載力等。

一、建筑設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)的關(guān)系

總體來(lái)說(shuō)，建筑設(shè)計(jì)是作為建筑抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)存在的，抗震設(shè)計(jì)作為建筑設(shè)計(jì)的一部分，其任何方面的作業(yè)都必須要在滿足建筑設(shè)計(jì)合理性的基礎(chǔ)上展開。通常來(lái)說(shuō)，建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面難以對(duì)整體的建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生較大的影響，因?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)基本上已經(jīng)定性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作業(yè)就必須要按照相關(guān)的設(shè)計(jì)原則展開。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，如果方案能夠滿足抗震設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，那么建筑設(shè)計(jì)師就可以合理布局建筑結(jié)構(gòu)，在保證建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上，最大程度的提高建筑抗震性能。

二、建筑抗震設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國(guó)在建筑抗震設(shè)計(jì)方面雖已取得長(zhǎng)足的發(fā)展，但不容忽視的是，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，依然存在較大的差距，不僅是由于我國(guó)起步較晚，發(fā)展緩慢，還由于我國(guó)科技力量薄弱，在理論發(fā)展方面不如發(fā)達(dá)國(guó)家。總而言之，在建筑抗震發(fā)展方面，我國(guó)缺乏理論的指導(dǎo)，同時(shí)在實(shí)踐方面缺少創(chuàng)新，從而問(wèn)題頻出。具體體現(xiàn)在以下幾方面：

1.缺乏理論指導(dǎo)，缺少經(jīng)驗(yàn)積累

在理論基礎(chǔ)方面，我國(guó)存在較大的缺陷，知識(shí)力量的薄弱導(dǎo)致對(duì)于地質(zhì)地震的認(rèn)識(shí)不夠全面完善，在地震成因、預(yù)測(cè)、防治等方面的研究尚不夠深入，還不能制定科學(xué)的地震防治相關(guān)規(guī)范。由此，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有科學(xué)合理的理論依據(jù)或者依據(jù)不完善，因而在建筑設(shè)計(jì)時(shí)難以將抗震設(shè)計(jì)完美融入。

2.未考慮實(shí)際情況

在當(dāng)前的建筑抗震設(shè)計(jì)中，將力學(xué)參數(shù)作為建筑設(shè)計(jì)固定的規(guī)范，在設(shè)計(jì)方案時(shí)，整個(gè)方案的完成僅僅依靠這幾項(xiàng)參數(shù)，未對(duì)實(shí)際情況認(rèn)真考察，導(dǎo)致設(shè)計(jì)未從實(shí)際出發(fā)。比如在我國(guó)的地震研究中，對(duì)小地震賦予固定的統(tǒng)計(jì)意義，而在具體的建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，主要就是依照小地震進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但是，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的承載能力等必須要依照實(shí)際情況而定，不可一概而論。除此之外，在設(shè)計(jì)時(shí)如果不能深入了解地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞，就 不能在設(shè)計(jì)時(shí)兼顧主體與細(xì)節(jié)，同時(shí)不能依據(jù)實(shí)際情況靈活運(yùn)用抗震原則。

三、抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1.嚴(yán)格遵守規(guī)范

我國(guó)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域有著嚴(yán)格的規(guī)范，不僅是因?yàn)榻ㄖ菄?guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展意義重大，更是因?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)關(guān)系到國(guó)民生活的基礎(chǔ)，在保證國(guó)民生活安全有序方面發(fā)揮著巨大的作用。在進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格遵循國(guó)家相關(guān)單位出臺(tái)的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，科學(xué)合理的運(yùn)用設(shè)計(jì)原則，嚴(yán)格執(zhí)行施工標(biāo)準(zhǔn)，并且不斷借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本地區(qū)的實(shí)際情況，科學(xué)設(shè)計(jì)。

2.實(shí)施多級(jí)防震措施

多級(jí)防護(hù)模式不僅可以提高建筑主體抗震性能，最大程度的減輕因地震帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，還可以保證建筑在地震時(shí)更加的安全可靠。下圖一為抗震墻的相關(guān)數(shù)據(jù)。

圖一抗震墻約束邊緣構(gòu)件范圍

3.將概念設(shè)計(jì)與性能設(shè)計(jì)完美融合

在充分考察建筑施工地的具體情況以后，在滿足設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕ㄖO(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要充分考慮建筑理念的融入，還要考慮建筑性能的實(shí)現(xiàn)。

四、建筑設(shè)計(jì)應(yīng)注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題

1.平面布局設(shè)計(jì)

建筑平面布局設(shè)計(jì)在建筑整體設(shè)計(jì)中占據(jù)十分重要的地位，平面布局的合理性對(duì)于整體建筑功能的發(fā)揮以及建筑實(shí)用性影響巨大，除此之外，平面布局設(shè)計(jì)還與抗震設(shè)計(jì)具有不容忽視的相關(guān)性。通常來(lái)說(shuō)，要想將建筑設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)兩者完美融合，首先就要保證建筑剛度達(dá)標(biāo)，另外，還要保證建筑結(jié)構(gòu)的均勻分布，以保證建筑結(jié)構(gòu)分布的對(duì)稱性，盡量避免出現(xiàn)建筑扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。在建筑墻體設(shè)計(jì)時(shí)，也要保持設(shè)計(jì)的勻稱性，尤其是在設(shè)計(jì)抗震墻時(shí)，一定要保證其與抗震建筑設(shè)計(jì)完美結(jié)合，在布置剛度較大的樓層的電梯時(shí)，要盡量使其處于中心位置，以避免出現(xiàn)建筑扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的平面布局設(shè)計(jì)，要充分考慮建筑抗側(cè)力的合理布局，從而促進(jìn)建筑的使用功能與抗震需求相結(jié)合，以便充分發(fā)揮出建筑的抗震設(shè)計(jì)效果。

2.縱向布局設(shè)計(jì)

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能的將剛度分布較為接近的建筑物沿縱向分布，值得注意的是，在進(jìn)行剪力墻的布置時(shí)，要盡量使其均勻分布并能夠縱向貫穿，由底至頂。在設(shè)計(jì)時(shí)避免中斷或者不連貫情況的發(fā)生，同時(shí)也要避免設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)某一樓層剛度過(guò)小的情況出現(xiàn)。下圖二為房屋層數(shù)與高度的數(shù)據(jù)。

圖二 房屋層數(shù)與高度限值

3.整體布局設(shè)計(jì)

所謂的整體布局，通常包括平面和立體兩方面的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)整體布局時(shí)，要做到不論是平面還是立體空間上，都要保持簡(jiǎn)潔規(guī)則的特性。在建筑的平面形狀的選擇方面，可以選擇圓形、方形或者矩形等，既可以保證建筑的美觀欣賞價(jià)值，還可以增加建筑的抗震性能。要盡量避免凹凸型的建筑平面形狀，這種形狀不利于建筑抗震性能的最大化發(fā)揮。如果想設(shè)計(jì)出間兼具藝術(shù)欣賞與實(shí)用價(jià)值的建筑，必須要把建筑藝術(shù)與建筑功能二者完美結(jié)合，同時(shí)完美融入建筑抗震設(shè)計(jì)。

4.屋頂抗震設(shè)計(jì)

隨著建筑科技的不斷發(fā)展，同時(shí)為滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高層建筑與超高層建筑正逐漸步入大眾視野，在進(jìn)行這一類建筑設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)也是整體設(shè)計(jì)中最為重要的一環(huán)。但從當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)情況來(lái)看，依然存在諸多問(wèn)題，如設(shè)計(jì)較高或設(shè)計(jì)較重。屋頂設(shè)計(jì)過(guò)重，無(wú)疑會(huì)加大屋頂建筑的壓力，從而加速屋頂變形，同時(shí)不利于建筑物抗震作用的發(fā)揮。因此，在屋頂設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量降低屋頂建筑的高度。

篇10

關(guān)鍵詞：高層建筑 抗震 設(shè)計(jì) 短柱 措施

 

 

1 高層建筑抗震設(shè)計(jì)常見的問(wèn)題 

 

在高層建筑的建設(shè)中，其中最主要的問(wèn)題是對(duì)它的抗震問(wèn)題的研究，其中又以中短柱問(wèn)題為最主要的問(wèn)題?，F(xiàn)在首先介紹一下抗震設(shè)計(jì)中常見的一些問(wèn)題。 

1.1 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)。 

1.2 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。 

1.3 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。如一半采用砌體承重，而另一半或局部采用全框架承重或排架承重；底框磚房中一半為底框，而另一半為磚墻落地承重［這種情況常發(fā)現(xiàn)在平面縱軸與街道軸線相交的住宅，其底層為商店，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，造成平面剛度和豎向剛度二者都產(chǎn)生突變，對(duì)抗震十分不利］。 

1.4 底框磚房超高超層。如1996年，對(duì)在杭設(shè)計(jì)單位作的一次專題普查，發(fā)現(xiàn)有69幢底框磚房超高超層。新項(xiàng)目亦普遍存在此現(xiàn)象，1999年某地塊住宅竣工交付使用驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)有三幢底框磚房超高超層，甚至有超三層的。 

1.5 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。 

1.6 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。 

1.7 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。 

1.8 框架結(jié)構(gòu)砌體填充墻抗震構(gòu)造措施不到位。砌體外圍護(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。 

1.9 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。不少地方都采用鋼筋混凝土內(nèi)柱來(lái)承重以代替磚墻承重，實(shí)際上將磚混結(jié)構(gòu)演變?yōu)閮?nèi)框架結(jié)構(gòu)，這比底框磚房還不利，因內(nèi)框磚房的層數(shù)、總高度控制比底框磚房更嚴(yán)，因此存在著嚴(yán)重抗震隱患。更為嚴(yán)重的是這種情況并未引起目前大多數(shù)結(jié)構(gòu)工程師的重視。 

1.10 平面布局的剛度不均?？拐鹪O(shè)計(jì)要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對(duì)稱，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，否則應(yīng)考慮其不利影響。但有的平面設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重的不對(duì)稱：一邊進(jìn)深大，一邊進(jìn)深?。灰贿呍O(shè)計(jì)大開間，一邊為小房間；一邊墻落地承重，一邊又為柱承重。平面形狀采用L、π形不規(guī)則平面等，造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車庫(kù)的住宅，一側(cè)為進(jìn)出車需要，取消全部外縱墻，另一側(cè)不需進(jìn)出車輛，因而墻直接落地，造成橫向剛度不均。這些都對(duì)抗震極為不利。

1.11 防震縫設(shè)置。對(duì)于高層建筑存在下列三種情況時(shí)，宜設(shè)防震縫：①平面各項(xiàng)尺寸超過(guò)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程(JGJ 3-91)》中表2.2.3的限值而無(wú)加強(qiáng)措施；②房屋有較大錯(cuò)層；③各部分結(jié)構(gòu)的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未設(shè)防震縫。 

1.12 結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)掌握不準(zhǔn)。有的提高了，而有的又降低了，主要是對(duì)場(chǎng)地土類型、結(jié)構(gòu)類型、建筑高度、設(shè)防烈度等因素綜合評(píng)定不準(zhǔn)造成。 

上述這些問(wèn)題的存在，倘若不能得到改正，勢(shì)必對(duì)建筑物的安全帶來(lái)隱患。上述這些問(wèn)題的存在，倘若不能得到改正，勢(shì)必對(duì)建筑物的安全帶來(lái)隱患。上述這些問(wèn)題的原因是多方面的，有認(rèn)識(shí)方面的原因有計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中出現(xiàn)的原因，有設(shè)計(jì)人員忽視了抗震概念設(shè)計(jì)方面的原因(未能從整體、全局上把握好)，有法律建設(shè)方面的原因(在工程抗震設(shè)防管理方面缺乏國(guó)家政府法律依據(jù)，特別是處罰方面)，通過(guò)這些問(wèn)題來(lái)研究中短柱的問(wèn)題： 

 

2 短柱的正確判定 

 

柱凈高H與截面高度h之比H/h≤4為短柱，工程界許多工程技術(shù)人員也都據(jù)此來(lái)判定短柱，這是一個(gè)值得注意的問(wèn)題。因?yàn)榇_定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比λ，只有剪跨比λ＝M/Vh≤2的柱才是短柱，而柱凈高與截面高度之比H/h≤4的柱其剪跨比λ不一定小于2，亦即不一定是短柱。按H/h≤4來(lái)判定的主要依據(jù)是：①λ=M/Vh≤2；②考慮到框架柱反彎點(diǎn)大都靠近柱中點(diǎn)，取M＝0.5VH，則λ＝M/Vh＝0.5VH/Vh＝0.5H/h≤2，由此即得H/h≤4。但是，對(duì)于高層建筑，梁、柱線剛度比較小，特別是底部幾層，由于受柱底嵌固的影響且梁對(duì)柱的約束彎矩較小，反彎點(diǎn)的高度會(huì)比柱高的一半高得多，甚至不出現(xiàn)反彎點(diǎn)，此時(shí)不宜按H/h≤4來(lái)判定短柱，而應(yīng)按短柱的力學(xué)定義——剪跨比λ＝M/Vh≤2來(lái)判定才是正確的。