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高层建筑与抗震设计范文1
前言
为保证设计的安全性，规定部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜按高规规定提高一级采用，已经为特一级时不再提高，提高其抗震构造措施，而对于底部带转换层的框架-核心筒结构和为密柱框架的筒中筒结构的抗震等级不必提高底部带转换层的高层建筑在我国已大量建造，但至今未经受到大地震的考验。其转换层上部楼层的部分竖向构件不能连续贯通至下部楼层，因此，转换层是薄弱楼层，其地震剪力需乘以1.15的增大系数。设计中不要误认为只要楼层侧向刚度满足要求，该楼层就不是薄弱层。
一、带转换层结构的设计原则
带转换层建筑结构总体设计应遵循的如下原则：首先，传力直接，避免多次转换。布置转换层上下主体竖向结构时，要尽量使水平转换结构传力直接，通过结构的合理布置，使不落地的剪力墙通过转换托梁直接传给竖向承重构件，尽可能的避免转换次梁及水平多级转换，实现传力路劲的最短化。其次，强化下部、弱化上部。要保证底部大空间有适宜的刚度、强度、延性和抗震能力，要有意识的强化转换层下部主体结构刚度，弱化转换层上部主体结构的刚度，使得转换层上下部主体结构的刚度及变形特征尽量接近，以避免出现薄弱层。再次，计算全面准确。必须将转换结构作为整体结构中一个重要组成部分，采用符合实际受力变形状态的正确计算模型进行三维空间整体结构计算分析。采用有限元方法对转换结构进行局部补充计算时，转换结构以上至少取2层结构进入局部计算模型，同时应计及转换层及所有楼盖平面内刚度，计及实际结构三维空间盒子效应，采用比较符合实际边界条件的正确计算模型。
二、建筑结构平面布置
关于建筑物的结构平面布置，仅在《高层建筑混凝土结构技术规程》表4.3.3中对建筑物在考虑地震作用时的平面长宽比以及局部凹凸进行明确规定；并且在4.3.5条中对建筑的位移比和周期比进行严格的限制。非抗震设计时，由于对周期比没有严格的限制，故在设计转换层以上的小开间住宅部分的竖向构件时，可以只按照竖向构件的承载力进行设计；作抗震设计时，为了使周期比满足规范要求的限值，必须对建筑物周围的竖向构件进行加强处理，这就人为地增大了转换层上部的建筑物结构刚度，也增加了竖向构件的数量或者截面，同时也会引起转换层下部刚度相应增大。
三、建筑结构竖向布置
考虑地震作用下，仅在《高层建筑混凝土结构技术规程》中4.4.2和4.4.3条对建筑物的侧向刚度进行限制，保证建筑物的侧向刚度的连续。4.4.5条对建筑物的竖向收进和外挑进行限制。
（1）底部大空间为1层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化，γ宜接近1，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时γ不应大于2。
（2）底部大空间层数大于1层时，其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比γe宜接近1，非抗震设计时γe不应大于2，抗震设计时γe不应大于1.3。由于转换层结构上部建筑多为住宅，根据建筑住宅使用功能的要求，房间分隔较小且对结构梁高进行限制，故造成上部住宅部分的竖向构件柱子或短肢剪力墙数量较多，梁较密。并且转换层上部住宅部分层高一般比下部大开间的商场部分小得多。这些都是造成转换层上部结构刚度远远大于下部结构刚度的客观原因。
四、结构构件承载力设计的区别
《高层建筑混凝土结构技术规程》4.7.1条中规定：无地震作用时，构件承载力设计值大于等于结构作用效应组合的设计值与结构重要性系数的乘值（结构重要性系数的取值在1.～1.1之间）；有地震作用组合时，构件承载力设计值大于等于结构作用效应组合的设计值与结构构件承载力抗震调整系数的乘值（结构构件承载力抗震调整系数的取值在1.0～1.33之间）。
以上分析均针对非抗震设计和抗震设计在结构概念设计上的区别，属于确定建筑方案前需要考虑的结构体系对建筑物的总体影响，是非抗震设计和抗震设计在性能设计上的根本区别，需要在建筑方案确定前进行经济综合性比较分析。整体结构概念设计是实现非抗震结构性能经济性设计的根本方向。
五、具体建筑构件单项比较分析
1、框支梁
梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率，非抗震设计时不应小于0.30%；抗震设计时，特一、一和二级不应小于0.60%、0.50%和0.40%；加密区箍筋最小面积含箍率在非抗震设计时不应小于0.9ft/fyv；抗震设计时，特一、一和二级不应小于1.3ft/fyv、1.2ft/fyv和1.1ft/fyv。梁截面高度在抗震设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；框支梁截面组合的最大剪力设计值应符合下列要求：
无地震作用组合时：V≤0.2βcfcbh0；
有地震作用组合时：V≤0.15βcfcbh0/γRE。
2、框支柱
框支柱截面组合的最大剪力设计值应符合下列要求：无地震作用组合时，V≤0.2βcfcbh0；有地震作用组合时，V≤0.15βcfcbh0/γRE。柱截面宽度，非抗震设计时不宜小于400mm，抗震设计时不应小于450mm；柱截面高度，非抗震设计时不宜小于框支梁跨度的1/15，抗震设计时不宜小于框支梁跨度的1/12；非抗震设计时，框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，箍筋体积配箍率不宜小于0.8%，箍筋直径不宜小于10mm，箍筋间距不宜大于150mm。
3、剪力墙
部分框支剪力墙结构，剪力墙底部应加强部位墙体的水平和竖向分布钢筋最小配筋率，抗震设计时不应小于0.3%，非抗震设计时不应小于0.25%；错层处平面外受力的剪力墙，其截面厚度，非抗震设计时不应小于200mm，抗震设计时不应小于250mm，并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱；抗震等级应提高一级采用。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于C30，水平和竖向分布钢筋的配筋率，非抗震设计时不应小于0.3%，抗震设计时不应小于0.5%。
4、一般框架梁、柱、抗震墙
根据对国内外规范最小配筋率取值情况的研究成果，可知各国设计规范梁类构件受拉钢筋最小配筋率取值存在两种体系。一种是对抗震及非抗震情况取用相同的最小配筋率，如美国、新西兰规范。另一种是对抗震及非抗震情况分别取用大小不同的最小配筋率，如欧共体混凝土结构设计规范EC2和抗震设计规范EC8。后者非抗震最小配筋率的取值水准比第一种取值体系明显偏低。
结语
转换层在高层建筑的应用必不可少，每座建筑的结构都有其自身的特点，应根据需要，选择合适的转换层类型。在施工中，还用注意每一环节的施工，在了解各构件特性的基础上，合理的发挥其长处、解决其短处，保证转换层的质量。
参考文献：
高层建筑与抗震设计范文2
关键词：高层民用建筑 抗震设计 施工
1、前言
随着人们生活理念的转变,基于高层建筑结构的民用建筑,已成为现代建筑产业的重点。尤其是基于良好抗震性能的设计和施工,是确保其安全性能的重要举措。高层民用建筑在抗震设计中,具有一定的特殊性,因而其需要遵循一定的设计原则,而且我国在抗震设计领域也有了一定的发展,各种较为先进和成熟的抗震方法被运用于高层民用建筑的施工建设之中。
2、高层民用建筑的抗震设计原则
随着我国经济建设的加快,高层民用建筑已成为现代建筑产业的重要组成部分,基于优良抗震性能的设计,是保障其安全使用的关键。因此,在建筑结构的抗震设计中,需要遵循如下原则,进而确保设计的有效性。(1)建筑结构的整体性。高层建筑结构在一定程度上具有特殊性,因而其在结构整体性的设计中,容易存在结构不连续的缺陷。在进行结构的抗震设计中,要遵循结构整体性的原则,使得结构在地震作用下保持连续性。同时,基于现代高层民用建筑在设计的过程中,注重结构的风格化,因而造成建筑结构的抗震设计与性能存在较大的差距。因此,建筑结构的整体性,是体现于机构各体系之间相互支持,整体构建建筑结构的稳定性。(2)建筑结构间的连接性。高层建筑的结构比较复杂,尤其是各结构之间的连接性,直接关系着建筑结构的抗震性能。在抗震元素的设计中,建筑结构间需要具有良好的连接性,确保建筑结构之间具有稳定的抗震性能。同时,良好的结构连接,可以保护机构的预应力,以助于主承受力的形成。而且,建筑结构的连接性,主要体现于各构件之间的可靠性,其需要满足地震时的强度,而且在地震之下,需要具有极强的延性,这样可以确保地震下的安全性。(3)建筑结构的刚度设计。高层民用建筑的抗震设计,在结构的刚度上有着严格的控制,尤其是主承受结构的竖向刚度,以及横向延性都是抗震设计中的重点。高层建筑的受力点比较复杂,因而在抗震性能的设计中,应该基于设计需求,在结构的横向和纵向上,考虑结构的承载力,进而计算出各主要承受结构的刚度。同时,基于结构刚度的设计,可以提高结构的整体性,减小了地震中结构的下沉程度。
3、高层民用建筑的抗震方法
建筑的抗震设计是一项复杂的工程,尤其是基于高层受力结构而言,其在抗震的设计中,需要基于结构的整体性、受力强度等角度,采取有效的抗震方法,进而提高高层建筑的抗震性能。
(1)控制结构的偏移量,尤其减小地震下的能量输入。基于建筑结构的偏移量,进行抗震性能的设计,已成为当前抗震的主流方法。其需要基于大量的数据测量和分析,进而把地震中的结构形变量控制在安全设计的范畴之内。同时,在地震作用下,往往伴随有较大的偏移量发生,尤其是地基结构的位移偏移。因而,在设计中,往往基于结构的延性,以及结构抗震构件,控制好建筑的偏移量。而且抗震构件的变形量控制直接关系着结构的预应力保护,因而需要科学的确定各抗震构件的变形参数,以便于结构抗震性能的设计。
高层建筑结构的受力计算,也是抗震性能设计的关键,尤其是对于主受力结构而言,需要增大结构的延性,进而确保受力的分散。同时,高层民用建筑的建地选择,也要以结构稳定的场地为主,这样可以增强结构的稳定性,减小地震下的破换能量的输入,这点也是当今抗震性能实际的一个重要方面。
(2)基于隔震消能技术的运用。随着现代科学技术的发展,在高层建筑的抗震设计中,主要以隔震消能的方法,进行有效的抗震。隔震消能的技术是通过控制结构的刚度,并在结构中嵌入有效的构件,进而在良好的结构延性下,可以消除地震能量,是一种很好的抗震方法。同时,基于各种抗震构件的使用,已成为高层民用建筑抗震设计的一个重要方面。通过采用隔震措施,尤其是基于滑动隔震和摆动隔震,可以很好的提高结构的稳定下,并且做到“列而不倒”的抗震性能,这点是现代抗震性能设计的主流。
建筑结构的延性,也是抗震设计的重要方面。基于良好的结构延性,可以提高结构的阻尼,也就是,通过结构的阻尼性,消减地震的能量。这点可以很好的保护结构的预应力,使得结构在地震的影响下,保持良好的结构稳定性。同时,各关节点的抗震设计,也是抗震有效性的重点。尤其是地基与楼层结构的连接处的抗震设计,需要特点明确和有效,其也是抗震设计中最为薄落之处。
4、高层民用建筑的抗震施工要求
高层民用建筑的抗震施工是一项复杂的工程,其相对于普通性能结构的构建而言,具有特殊性。因而在施工建设的过程中,需要控制好各个环节的施工要点,尤其是施工工艺的控制,这是实现结构抗震性能的重要基础。
(1)抗震结构类型的选择。高层民用建筑的抗震结构设计,是抗震施工的重要环节。其需要基于建筑的设计需求,尤其是基于建筑功能设计,合理的选择抗震结构,是实现建筑结构良好抗震性能的关键。当前的高层建筑多以钢筋混凝土结构为主,因此在抗震结构的选择上多以钢结构为主,这样可以减小建筑结构的自重。同时,钢结构具有极强的刚性,满足抗震的设计需求。
在抗震结构的选择上,要基于施工计划,以及建筑设计需求,进行全面的综合考虑。尤其是基于设计的需求,是构建抗震性能点的关键。而且,抗震结构的选择影响到施工建设的进度,以及工程造价。因此,在结构的建筑施工中,要科学的综合各方面因素,进行合理的抗震结构选择。
高层建筑与抗震设计范文3
关键词 高层建筑；抗震分析；抗震设计
中图分类号TU99 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）65-0024-02
20世纪80年代以来，在我国经济快速发展和科学技术不断提高的推动下，城市建筑的层数和高度不断增加，原来越多的高层建筑遍布大小城市。在高层建筑的安全因素中，地震作为一种随机的、尚不能准确预见和准确计算的外部作用必须给予充分的考虑。特别是我国处于地震多发区，地震基本烈度6度及其以上的可能面积几乎占到全国面积的60%。所以，高层建筑的抗震抗震性能分析与设计便成为我们不得不面对的迫切课题。
1 我国高层建筑的抗震性能分析
1.1高层建筑抗震性能指标与计算
我国目前的高层建筑抗震规范（GB50021-2001）提出了三个水准的要求，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。基于这一标准，高层建筑的抗震性能指标设计基本上是以本地区今后50年内，可能遭遇超越概率为10％的地震烈度为基本烈度，应用反应谱理论计算地震作用，以极限状态方法设计构建，并通过二阶段设计法实现。1）第一阶段按小震状态作用和相关载荷效应的共同组合验算结构构建可承载能力，得到该状态下的结构弹性形变性，满足第一水准抗震要求；2）第二阶段进行大震或罕遇地震作用下的结构弹塑性变形验算，达到第三水准抗震目标。由于经济发展水平和相关设计理念的限制，我国高层建筑的结构性能安全度还有待大幅提高，在充分考虑空间作用、非弹性构件、材料失效和阻尼变化等因素的前提下，以更科学、严谨的设计与施工确保高层建筑具有足够的抗震可靠性。
1.2我国高层建筑的建筑材料和结构体系与国际先进国家存在的差距
我国高层建筑常用框架、框架-剪力墙、剪力墙和筒体等几种结构体系，尽管这些在国际先进国家也常常采用，但选择的材料却存在差异。在国外发达地区，高层建筑普遍以钢结构为主，而我国钢筋混凝土结构及混合结构却占了90%。被建筑商屡屡看中的框架-核心筒体系，用钢量比钢结构少，还减少柱子断面，所以钢筋混凝土内往往要承受80%以上的震层剪力，有可能由于其弯曲变形引发较大侧移。为了满足规范侧移限值，不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构，形成加强层。与钢筋混凝土结构及混合结构相比，钢结构的强度、韧性、延性和强度重量比更优越，抗震性能更好，抗震能力更强。
2 提高高层建筑的抗震性能的设计原则
2.1选择合理的高层建筑结构体系
合理选择高层建筑结构体系，提高高层建筑承载能力、变形能力及消减地震能量能力，是实现建筑物安全性、经济性的基础。首先，要将抗震概念融汇在高层建筑设计中，全面考虑建筑物的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，承载力分布等诸多因素，提倡平、立面简单对称，构建规则的建筑布置，采取相应的抗震构造措施和细部处理，确保抗侧力体系的刚度承载力上下变化连续、均匀。其次，要对有关建筑结构的弹塑性变形和建筑结构构件承载力实施严谨的验算。建立起具有良好性能的多重抗震结构框架。主体抗侧力结构刚度的选择应大于规范的阙值，对结构层间位移实行控制。形成良好的塑性内力重分布能力，有效吸收和消耗地震能量所带来的压力。第三，遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则，对结构承载力、刚度、稳定性、延性等性能相对薄弱部位采取辅助措施。
2.2尽量选择抗震性能突出的结构材料
从某种意义上讲，高层建筑结构体系的抗震能力，实质是不同建筑构件在地震来袭时其承载能力与延展能力的集合。这就要求我们在高层建筑中，根据建筑工程的条件，优选抗震性能突出的结构材料。按照抗震性能比较，不同材料的结构类型性能等级排序为：钢结构、型钢混凝土结构、现浇钢筋混凝土结构、装配式钢筋混凝土结构、钢筋砌体结构。目前我国钢材产量巨大，供应充沛。因此，尽可能采用钢结构或型钢混凝土结构。通过减小柱断面尺寸，提高结构的抗震性能。在高层建筑中还应注意选用新型建筑结构和材料，减轻结构自重。在相同地基处理的情况下，利用钢管混凝土承重柱自重可减轻65%左右，从而降低建筑体的重心，减小地震作用时倾覆力矩，提高建筑体稳定性，优化其抗震性能。
2.3构设多道抗震技术措施
构设有效的技术措施是提高高层建筑抗震性能的重要因素。1）在建筑结构体系设计中保持比较充裕的内部、外部冗余度，适当处理结构构件的强弱关系，建立一系列分布的屈服区，使“有效屈服”保持较长阶段，吸收和耗散地震能量；2）改变结构的动力学特性，采取软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震等方式，减少地震能量输入，减轻地震引发的结构反应；3）采用新型复合材料钢纤维混凝土，阻滞带基体混凝土裂缝的形成，提高建筑混凝土的抗拉、抗弯、抗剪强度，改善建筑结构的抗冲击、抗疲劳、裂后韧性和耐久性；4）采用钢管混凝土柱。在钢管混凝土组合结构中，钢管既是纵筋，又是横向箍筋。通过钢管内混凝土受到钢管侧向约束导致的三向受压，以及钢骨本身良好的塑性，提高混凝土的延性、抗压强度和极限压应变。
由于高层建筑在我们的建筑史较短，还没有经历过太多地震的考验，抗震设防仍然处在摸索阶段。所以，我们应该清醒认识我国高层建筑结构的抗震性能，研究国际高层抗震设计发展的趋势，为提高我国高层建筑结构的抗震能力做出应有的贡献。
参考文献
[1]牛发民.高层建筑的抗震结构分析与设计.建筑设计管理，2011(7).
高层建筑与抗震设计范文4
关键词：高层建筑；梁式转换层；抗震设计
1 工程概况
某高层住宅项目（2008年设计）规划用地面积5081.5m2，建筑总面积30655.6m2。地上部分为29层，地下部分2层。地上部分由裙楼连接两个塔楼构成，裙楼顶板以上设置伸缩缝将两座塔楼分开。建筑总高度91.5m，其中1～2层为裙楼，1层层高6.0m，用于架空层与管理用房；2层层高4.5m，用于商业开发铺面；3～29层为标准层，层高3.0m，均是住宅。地下部分为设备用房与地下车库，每层层高3.5m。工程结构形式采用框支剪力墙结构。
2 工程结构设计参数
2.1 建筑参数
本工程建筑高度88.5m，属于《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）（以下简称《高规》）规定的A级高度钢筋混凝土结构高层建筑。且高宽比4.5，满足《高规》中规定的高层建筑结构最大高宽比要求。
2.2 地震参数（见表1）
2.3 风荷载参数
根据《高规》，风荷载取值规定:对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，其基本风压应按100年重现期的风压值采用，一般情况下，房屋高度大于60m的高层建筑可按100年一遇的风压值采用，故本工程采用100年一遇的基本风压0.60KN/m2。
2.4 结构抗震等级参数
根据《高规》中表4.8.2规定，本工程框支柱、框架柱、框架
梁、剪力墙的抗震等级参数设计见表2。
剪力墙截面高度与厚度之比为5～8的短肢剪力墙提高一级，按一级抗震等级采用。如剪力墙厚度不小于300mm，且层高与剪力墙截面高度之比大于4的剪力墙，仍视为一般剪力墙，其抗震等级亦按一般剪力墙的抗震等级采用，连梁抗震等级同与其相连之剪力墙。
3 梁式转换层结构布置
梁式转换层结构在高层建筑中布置时应满足以下几点要求。
（1)平面布置力求规则简单，对称均衡，尽量使水平荷载的合力中心与结构的刚度中心重合，避免产生扭转等不利影响。
（2)剪力墙中心线宜与框支梁中心线重合，框支梁截面中心线宜与框支柱截面中心线重合，以避免荷载偏心，框支梁上一层墙体内不宜设边门洞，也不宜在中柱上方设门洞。
（3)底部大空间必须有落地的落地筒体或剪力墙作支撑，落地剪力墙的数量不宜少于剪力墙总数的50%。通常可结合建筑平面，将剪力墙在楼梯间或电梯间处落地围成筒体，并对落地剪力墙和筒体底部墙体适当加厚。
（4)落地剪力墙间距应不大于2倍楼盖宽度，且不大于24m。
（5)落地剪力墙与相邻框支柱的间距，不宜大于12m。
（6)转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比应符合《高规》附录E的规定。按规定本工程地上2层为框支柱层，上下层的侧向刚度比Y不应大于2。
（7)框支柱层楼板不应错层布置。转换层及其上下层相邻楼层的楼板应适当加强。
4 层侧向刚度比计算分析
由于本工程梁式转换层结构上部住宅的剪力墙较多，而建筑底部是大空间，因此，部分剪力墙不能直接落地。并且此工程部分转换层层高较大，若设计中不加以注意，通常容易造成下部抗侧刚度远远小于上部的情况。为保证转换层下部大空间结构有适宜的刚度、强度、延性和抗震能力，应尽量弱化转换层上部主体结构、强化转换层下部主体结构的刚度，使转换层上、下主体结构的刚度及变形特征尽量相近。
目前在高层建筑结构设计规范中，对于带转换层的高层建筑结构，往往通过控制转换层上、下主体结构的抗侧刚度比来避免竖向刚度差异较大。规范对层侧向刚度比计算，主要有3种方法：（1）地震剪力与地震层间位移比；（2）剪切刚度；（3）剪弯刚度。这3种方法由于计算不同，得出的刚度比结果通常有差异，需根据实际工程做出合适选择。
计算方法1地震剪力与地震层间位移比是在《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）条文说明中提供的层刚度比计算方法。
计算方法2剪切刚度是在《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）附录E.0.1中提供的层刚度比计算方法，适用于底部大空间为1层的情况。《高规》附录E.0.1规定：当底部大空间为1层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比Y表示转换层上下层结构刚度的变化；Y宜接近1，非抗震设计时不应大于3，抗震设计时不应大于2，按下列公式计算：
Y=G2A2G1A1Xh1h2
但是这种刚度比计算方法存在着一定的问题：（1）没有考虑竖向构件的布置问题，布置在中间的剪力墙和布置在的剪力墙对层刚度的贡献是不同的，抗侧刚度中弯曲刚度的作用是不可忽略的；（2）特殊结构布置情况下（如与剪力墙相连的框支柱，短肢墙，斜向布置的剪力墙等）剪切面积的取值不明确。
计算方法3剪弯刚度是在《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）附录E.0.2中提供的层刚度比计算方法，适用于底部大空间大于1层的情况。附录E.0.2规定：当底部大空间大于1层时，其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比Ye，宜接近1，非抗震设计时不应大于2，抗震设计时不应大于1.3。按以下公式计算：
Ye=1H22H1
同时规定当转换层设置在3层及3层以上时，其楼层侧向刚度不应小于上部楼层侧向刚度的60%。以上公式综合考虑了抗剪刚度和抗弯刚度层间侧移量的影响，考虑了竖向构件的布置问题，可适用于梁式转换层和绗架式转换层结构。
总之，当Ye＜1时，结构的侧移曲线属于剪切形。此时转换层上部结构抗侧刚度小于下部抗侧刚度，结构布置合理。当Ye≥1时，结构的侧移曲线属于弯曲形。此时转换层上部结构抗侧刚度大于下部抗侧刚度，应控制Ye在合理范围内，并采取有效结构措施，避免因上、下部结构竖向刚度差异大带来抗震不利影响。本工程采用以上3种方法计算，结果见表3。
从计算结果可以看出：采用3种方法计算层刚度比，其结果差别较大。如本工程采用方法2剪切刚度来计算转换层上、下层刚度比，Y＞2不能满足《高规》要求，因此在具体实际工程中对转换层结构层侧向刚度比计算须选用正确的计算方法。本工程在地上2层顶转换，底部大空间层数为2层，按《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）附录E.0.2规定，应采用剪弯刚度计算层刚度比。从上述结果可知本工程转换层上下侧向刚度比通过剪弯刚度计算的结果Ye＜1.3，满足《规范》要求。
5 结语
随着我国城市化进程的加快，城市用地愈加紧张，高层、超高层建筑在城市建设中逐渐普及，又由于我国部分城市是地震多发区，因此加强高层建筑的抗震研究显得尤为重要。本文探讨了梁式转换层结构在高层建筑抗震设计中的应用，认为选择合理的梁式转换层结构布置和选用正确的梁式转换层结构层侧向刚度比计算方法是前提。
参考文献
［1］《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）［S］.
高层建筑与抗震设计范文5
关键词：高层建筑；混凝土结构；抗震设计
高层建筑混凝土的抗震结构设计对减轻地震灾害，起到根本的作用。在高层建筑抗震设计中，常出现建筑结构布置、框架结构设计不合理等问题而发生震害。因此在建筑抗震结构设计及内力分析方面，应充分考虑到建筑自身的空间结构、材质质量等多个重要因素，以提高高层混凝土建筑的抗震性能。
1 高层建筑混凝土结构的特征
混凝土结构建筑的楼层在10层或10层以上，或者建筑高度超过28m，定义为高层建筑。从定义中可看出高层建筑的特点体现在层数和高度上，而高层建筑更本质的特点是水平荷载设计起到关键作用。在高层建筑中研究建筑的抗侧力能力是抗震设计的重点，地震荷载和风荷载主要作用于建筑的水平力，其中地震荷载起控制的作用。破坏时间短，无规律的作用强度大，水平方向上的振动加以扭转振动是地震力对建筑的破坏特点。在设计过程完全应用弹性理论来设计以提高建筑的抗震性能是不可行的。因为会增加抗侧构件的数量，使结构的自重增加，导致在地震中，由于建筑自身的惯性力过大，使抗震性能降低。
2 高层混凝土建筑抗震结构设计原则
2.1 结构布置。平面布置是指在建筑设计的平面图上，将柱和墙的位置以及对楼盖具有的传力作用进行合理的设置。依据建筑的抗震性能来看，最关键的是尽量将建筑结构平面的刚度中心与质量中心相靠近或相重合，以降低地震力对建筑的破坏力。为了减轻建筑自身的重量，在设计时应以结构的平面规则、对称为宜。结构的刚度在竖向上应保持均匀，可尽量较为规则的设计竖向结构，少做平面上的变化。在安全规定内设计结构的高度和宽度，并且需限制两者的比值，以使结构有较好的整体刚度和稳定性。
2.2 防震缝设置。建筑平面结构复杂时，可通过使用防震缝，将复杂面划分为简单且规则的平面，但是在高层建筑中，不宜使用防震缝。如果无法避免设缝，那么应根据不同的结构，按照需要较宽的规定来设置宽度。建筑的高度不超过15m，其防震宽度宜采用70mm；高度大于15m，应根据不同的度数相应的增加高度和防震缝宽度。
2.3 材料选取。以具有抗震性能的混凝土结构，在材料的选择上，需遵循以下原则：对于一级抗震的建筑而言，混凝土结构框架的柱、梁等构件的材料选择不宜小于C30，且芯柱、构造柱、圈梁等其他类型的构件材料也不宜小于C20。考虑普通钢筋的受力等级，使用HRB335级和HRB400级热轧钢筋来承受结构的纵向力，使用HPB235、HRB335和HRB400级的热轧钢筋作为箍筋，普通钢筋的选用应考虑其韧性、延性及可焊性。抗震等级为一、二级的混凝土框架结构，需测量普通钢筋的在纵向上的抗拉强度和屈服强度，两者实际测量的比值不小于1.25，并且钢筋的强度标准值与实际测量出屈服强度的数值，两者的比值不大于1.3。
2.4 截面设计。由梁、柱、抗震墙及连梁等组合的钢筋混凝土结构截面，在进行剪力的设计时需遵循，梁和连梁的跨高比大于2.5，结构的柱和抗震墙的剪跨比大于2，要求V≤1/γRE（0.20fcbh0）；柱和抗震墙的剪跨比小于2、结构的梁和连梁跨高比小于2.5、抗震墙的底部以及其部分的框支架和框支柱，要求V≤1/γRE（0.15fcbh0）。
3 高层建筑混凝土框架结构的抗震设计
高层建筑钢筋混凝土结构广泛应用于发展中国家，因其相对于钢结构的造价较低，有丰富的材料来源，并且在建筑中能浇筑成各类复杂的断面结构。同时建筑所用的钢材量少，承载力也不低，竖向刚度大，结构的连接点浇筑可靠，经过合理的设计后具有很好的抗震性能。高层建筑的主要结构类型有钢筋混凝土的框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构等。
3.1 增加抗弯结构宽度。增加抗弯结构体系的有效宽度，在高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计中能提高建筑的抗倾覆力矩，并且侧移三次方的比例能得到减小，利用结构力学中的弯矩平衡法进行计算可更好的理解这一设计方式。在实际的建筑工程的设计中，竖向构件在结构体系中的良好连接是必须要做到的。在框架结构设计中，设计构件应遵循强压弱拉、强柱弱梁、强节点弱杆件和强剪弱弯的原则。在实际当中，为实现框架与剪力墙的协同一致需控制各层楼板的变形量。剪力墙的主要受力是弯曲变形，结构的主要受力是剪切变形，将两者进行有效协调变位，能实现框架抗震。
3.2 设计构件布置方式。结构设计中的抗力构件的布置应发挥最有效的作用，以提高结构的整体协调力，例如斜撑、水平撑及桁架体系等。在实际的设计中，不宜忽略其在结构中的作用，应根据具体受力状态，发挥杆件的抗拉和抗压能力。交叉撑或斜撑是最有效抗衡抗侧力的钢骨混凝土构件，其构件可完全适应受拉或受压的状态，且可充分是钢材抗拉能力和混凝土构件的抗压能力得到发挥的同时，又可在水平方向上增大架构的抗侧移刚度，以增强高层建筑缓凝土结构抗震作用。
3.3 增加承受荷载的构件截面。在实际结构的设计中对承受地震力的构件应增大构件的最大部分截面，主要表现为在底部中应用加强层。通常情况下在剪力墙底部的加强层，其高度应设计与底部两层的较大值，或1/8的墙肢总高度相接近。高度大于150m的剪力墙，墙肢总高度的1/10是其底部加强部位的高度。为保证结构的延性需要对截面的尺寸进行限制，以防止产生脆性破坏，尤其对于抗震结构的截面限制条件更为严格，将x设为混凝土受压区域梁端截面构建的高度，考虑钢筋的受力情况，计算结果应符合以下条件；一级，x≤0.25h0；二、三级，x≤0.35h0，H0表示为截面的有效高度。
3.4 发挥楼盖的水平隔板作用。在建筑结构设计中将竖向的受力构件，也设计为是受弯构件，主要抗倾覆构件能在压力作用下，保持整体结构的稳定性。同时能减少增加的构件数量，减轻结构自重，降低工程造价。在高层建筑中，实际楼盖发挥的隔板作用应符合计算假定：假定全部楼层采用刚性楼板。这主要因为结构楼板的刚度足够，楼板有一定的厚度并配有钢筋，且在平面内的开洞进行了限制。如果假定不符合，在地震力的作用下楼板会成为薄弱层，结构会在层高处竖向构件发生破坏，导致结构整体发生垮塌。
4 结语
高层建筑混凝土结构的抗震设计，是目前我国当代社会所关注的问题。在建筑前期做好平面结构布置、混凝土材料选用及钢筋混凝土框架的结构设计，以提高建筑的抗震性能。随着高层建筑在抗震设计方面的不断探索，将会使高层建筑的抗震性能得到不断的提高，地震带来的损失也将有所减小。
参考文献
[1] 陈寅.关于高层混凝土建筑结构的抗震设计探讨[J].黑龙江科学， 2013（06）.
[2] 魏琏，韦承基，王森.高层建筑结构抗震设计中的剪重比问题[J].深圳土木与建筑，2013（03）.
高层建筑与抗震设计范文6
关键词：超限高层；连体结构；抗震计算分析；抗震构造措施
中图分类号：F765 文献标识码：A
引言：超限高层建筑工程是指超出国家现行规范、规程所规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程，体型特别不规则的高层建筑工程，以及有关政府管理机构文件中规定应进行抗震专项审查的高层建筑工程。在超限高层建筑工程设计中，除应遵守现有技术标准的要求外，还有以下特殊要求：①超限程度控制和结构抗震概念设计；②结构抗震计算分析要求；③结构抗震构造措施要求；④地基基础抗震设计要求；⑤必要时应包括结构抗震试验要求。本文主要介绍该项目地上建筑的
抗震计算分析及采用的抗震构造措施。
1、工程概况
本工程地上高度117m（27层），总建筑面积11万平米，包括地上东西两个塔楼、二层裙房、地下两层地下室。采用框架-剪力墙结构，东西两个塔楼屋顶通过钢桁架连接，计算中考虑钢桁架楼面与两座塔楼共同协调工作，以满足抗震要求。连体结构采用53～60米跨的单层7米高的钢桁架，钢桁架上为二层钢结构，桁架的一端伸入西塔一跨与剪力墙上升出的柱子刚性连接，另一端伸入东塔一跨与柱刚性连接。如图1
图1
超限抗震结构设计和分析
1）结构超限类别及程度
本结构东西两座塔楼的结构体系都为框架－剪力墙结构，其楼面结构为钢筋混凝土现浇梁板体系。在两座塔楼的24层用钢结构连接，其中24层和25层之间用钢桁架连接东西两座塔楼，构成一个复杂的高层连体结构。连体跨度50～60m，属于大跨度结构。由于剪力墙偏置严重，位移比超过1.2，扭转不规则。
3）超限抗震设计的计算及分析
本结构采用PKPM及ETABS进行整体计算。
结构振型周期如表1：
表1
最大位移角及扭转位移比见表2：
表2
结构刚度比见图2
图2
X方向在连体层刚度突变，形成薄弱层
抗剪承载力的比如图3
图3
该结构由于连体结构的存在导致在连体结构层刚度突变，产生薄弱层。由于没有主要的抗侧力构件转换，抗剪承载力的变化更多受到混凝土等级和竖向构件尺寸的影响，本层与上一层承载力的比值大于65％。
超限抗震设计的措施及对策
1）加强超限平面措施
通过连体与塔楼刚性连接，协同两座塔楼共同运动；增加东塔轴线CF、CG的剪力墙的厚度至1000mm，且贯穿上下；在开洞较大的楼层，楼板按弹性板计算与配筋；
2）加强超限竖向措施
在刚度变化的连体层，竖向构件的混凝土等级由C60降至C45；连体层层高为7米，远超出连体下层4.05米的层高；在满足强度及舒适度要求的前提下，减少连体桁架构件尺寸，尤其是斜腹杆尺寸以降低其对层间抗剪能力的贡献；减少柱在连体层以上尺寸，平均缩小100~200mm边长；在连体结构上部层加大框架梁及连梁的尺寸；在西塔部分与桁架相连的剪力墙开洞；提高连体下层剪力墙水平分布钢筋配筋率至1.0%，提高连体下层柱体积配箍率至1.2%。突出屋面的小塔楼，放大地震力至原有地震力的3倍。以上措施目的是削弱楼层刚度的突变和抗剪承载力的突变。
3）加强超限连体措施
现浇混凝土楼板通过剪力栓钉与楼面的钢梁协同作用；楼板按弹性板计算结果加大厚度至180，并增加局部受拉区配筋率至全截面3%；预留楼板后浇带以部分抵消重力荷载的应力影响；桁架预设起拱，平衡恒载的挠度；楼面加设水平支撑；连体伸入东、西塔楼一跨与塔楼竖向构件刚性连接；在满足强度和舒适性要求的前提下，优化杆件尺寸，弱化刚度，以减少地震的冲击荷载；连体与塔楼相连的竖向杆件内埋设的型钢向上下各延伸一层。
4）加强超限多塔措施
通过上述对连体结构采取的措施，保证连体结构的可靠性，使两个塔楼始终保持协调工作；解决了由于单个塔楼的剪力墙偏置导致的扭转不规则。
