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高層建筑如何抗震范文1
1．1整體尺度原則
城市高層建筑設計的整體尺度原則是指建筑各組成主體間的有機聯系及產生的視覺效果。整體尺度原則主要強調的是建筑物整體性，在高層建筑整體性設計時要充分考慮建筑的主體、裙房以及屋面三個主要因素，將三要素有機結合在一起按照統一的尺度參考體系進行設計，而不是將三者單獨地按照各自的參數體系進行設計。只有這樣才能使三者有機的融合在一起，打造具有整體性的優秀建筑工程設計作品。
1．2近人尺度原則
近人尺度原則在城市高層建筑設計中的內涵是建筑物的進出口以及底層部分的尺寸大小能給人帶來視覺享受的同時又能方便人們使用。其中，建筑物進出口是用戶每天都要使用的部分，進出口設計質量對用戶的感官刺激較大。所以在高層建筑設計時要將近人尺度設計理念充分地融入到設計思路中，合理地劃分建筑物入口處的柱子、檐口、大門以及墻面的尺度，細化每一部分尺度，使每一部分尺度都能在滿足用戶對建筑功能性需求的基礎上，又能給人們帶來感官享受。
1．3細部尺度原則
細部尺度是指高層建筑所采用的施工材料的質感，是更為細膩的建筑尺度劃分。在高層建筑設計時應透徹地了解人們對建筑材質的標準要求及喜好程度。一般情況下，我們對事物的評價，都是通過眼觀以及手摸的方式去對事物進行進一步的了解，然后從主、客觀角度對該項事物做出綜合性評價。所以，設計人員應遵循細部尺度原則，采用人們能夠接受的喜愛的建筑材質塑造建筑工程作品，給人們帶細部尺度主要是指建筑材料的質感，指高層建筑更細分的尺度大小。
2城市建設中高層建筑設計要點
2．1高層建筑采光設計
隨著人們節能減排意識的不斷提高，發展節能型建筑是當今建筑工程領域發展的總體態勢。高層建筑內的照明能耗比較大，如何通過有效的措施降低人工照明對能源的消耗及利用日光照明是當今建筑工程領域必須要重視的課題。目前，比較先進的日光采集系統主要有以下幾種:(1)提高單位面積進光區的日光量，利用太陽光為建筑提供照明需求，可有效降低人工照明對能源消耗。(2)為了能在不增加窗戶周圍的陽光強度且能使其到達采光更深的工作區域，可以通過陽光發射到屋頂平面來完成。(3)在不改變建筑構造的基礎上，如增大建筑窗戶的面積或數量來采集更多的太陽光，而能較好地滿足建筑內照明需求的同時又不會在強烈的太陽光下給用戶帶來不適感覺，可通過陽光直射阻擋系統來解決。該系統是利用光線的折射計反射原理為設計依據的。
2．2高層建筑的抗震設計
抗震設計是高層建筑工程設計的重要內容，抗震設計質量對提升高層建筑的抗震能力有著直接的影響?；诘卣痤l發的現實情況，加強高層建筑抗震設計工作是現行建筑工程領域必須要關注及重視的問題。在高層建筑抗震設計時候需要注意以下要點:建筑大廳的四角及建筑外墻位置應設置構造柱，并根據高層建筑要求的具體抗震等級合理確定構造柱數量。建筑框架山墻以及縱向方向的墻體是否設置構造柱用來分擔磚墻荷載;在高層建筑抗震設計前設計人員應深入到施工工地進行工程地質勘探，牢固掌握高層建筑施工所在地地質情況及發生地震災害的頻率情況，以此為依據進行高層建筑抗震設計。在抗震設計中設計人員應嚴格按照《建筑抗震設防分類標準》劃分的設防等級進行設計不得以經驗隨意地更改建筑的設防等級，如果提高建筑的設防等級會額外地增加工程成本投入，而降低建筑設防等級則會降低建筑的抗震能力，一旦地震災害來臨將會對建筑及人們生命財產安全帶來極大危害。
2．3高層建筑的消防問題設計
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關鍵詞：高層建筑；鋼筋混凝土；建筑結構；抗震設計
1引言
高層建筑結構的抗震設計方法是不斷變化和發展的，在實際工作中，我們需要對高層建筑的地質環境進行深入調查和研究，選擇適宜的抗震結構體系，特別要注意的是結構材料和結構形式的選擇，降低地震的負面作用，加強建筑對地震的抵抗能力，確保高層建筑的抗震性能。
2高層建筑鋼筋混凝土結構分析
隨著建筑業的發展，建筑工程項目越來越多，但如何使建筑的鋼筋混凝土結構系統與建筑設計要求更為相符，就要求將其與項目的實際情況相結合，防止為了追求規模而造成不必要的浪費，而且在基礎條件建設較為樂觀的情況下，為了達到鋼筋混凝土結構體系的變形極限值，在設計中應盡量降低結構的剛度，對此筆者從以下兩個方面來分析鋼筋混凝土結構。
2.1結構高度的控制
超高現象是在進行高層建筑鋼筋混凝土結構設計時經常出現的問題，這就在很大程度上影響到建筑的抗震性能，而且建筑的高度不同，其設計的形式是不一樣的，所以當高層建筑鋼筋混凝土結構的高度改變時，特別是當它出現超高問題時就要進行結構系統的重新設計。
2.2結構體系的選擇
在高層建筑外形設計工作中，現代的高層建筑沒有傳統建筑那么嚴格，但為了保證建筑物的強度和穩定性，必須要確保鋼筋混凝土結構的全方位優化下，建設工程的設計有著十分關鍵的影響，以建筑物的結構為基礎，良好的制度建設才能夠更好的保證高層建筑的施工質量。
3抗震設計基本原則
3.1科學化選取
地基和場地空間為了保證高層建筑今后的安全穩定，有必要選擇較好抗震性能的建筑場地。要做到由于特殊的情況很難避免地震災害時，能夠有計劃開展妥善化抗震方案，并且在此基礎上，能夠做到對高層建筑構架地震周期的精確計算，并保證其周期同場地相分隔，避免地震災害的共振引起建筑物不同構造單元的破壞情況。
3.2標準化設計
針對高層結構架構開展抗震規劃控制前期，要保證高層建筑抗震架構類型的正確選擇，同時在設計工作中注重抗震安全和經濟性指標的順利貫徹結果。其具體方式為：根據高層建筑的結構設置不同的抗震線路，避免因某些部位的的功能減退導致結構整體崩潰的危機，喪失其自身應該具備的抗震潛能。因此，在設計這類建筑時，要盡量保持結構強度、剛度、變形三者之間的協調配合情況。
3.3全方位設置不同類型
根據以往的地震防御認證的調查發現，在這部分結構抗震設計過程中，需要在對內外環境因素同步掌控的基礎上，留有余力廣泛布置出一些區域；其次就是能夠提供具備針對性的延性和剛性的支撐條件給核心能耗部件，確保只要發生巨大的地震災害時，在這一部分防線能夠吸收和耗散大部分的地震能量，最終大大提高高層建筑結構的抗震穩定性，避免后期重復衍生嚴重的倒塌和人員傷亡、財產損失等問題。
4建筑結構抗震延性設計
4.1保證建筑結構的規則性
高層建筑在前期設計過程中，我們的設計人員要基于建筑性能綜合考慮，結合建筑實際要滿足的需求，來科學、合理的設計相關功能，并規劃出建筑工程平面，與此同時，我們的設計人員還要考慮當地地理因素，以最大程度的滿足業主自身需要為基礎來完善相應工作。對于高層建筑，這幾點就顯得尤為重要，因此，在設計和施工階段，必須要切實的保證建筑的扭轉剛度在規定的設計要求之內，還要盡可能的去避免因結構扭轉造成的建筑物抗震性和安全性受損的影響。還要值得注意的就是，相應的建筑結構一定要保證很好的對稱性和均勻性，這就需要更加合理的布置每個剪力墻，及時的注意到建筑結構的薄弱點，避免在特殊情況時導致的建筑物損壞，甚至坍塌的風險。眾所周知，如果對于高層建筑，如果出現意外倒塌，會嚴重危害人們的生命和財產安全。所以，對于我們的設計人員來說，就要不斷提高自身素質，重視到高層建筑在地震時的各種反應，并結合實際情況做好理論分析，避免在建筑體應力變化時，導致的建筑體內部結構嚴重破壞的影響，將這種影響降到最低。
4.2正確認識高層建筑的受力特點
本質上高層建筑是豎向的懸臂結構，豎向荷載主要是結構的軸向力與建筑物的高度成線性關系，水平荷載導致結構產生彎矩。從這個角度出發，豎向荷載的受力基本上是不變的，但是水平荷載可能來自任何方向，并且隨著建筑高度的增加而增加，如果水平荷載為均布荷載，那么彎矩與建筑的高度呈二次方變化，建筑高度的橫向位移為四次方變化。因此，水平荷載的影響遠大于豎向荷載的影響，在剪力墻設計中，一定要讓側向變形控制在結構變形的允許范圍內。
4.3選擇合理的結構布置
高層建筑的結構類型要符合建筑使用功能的要求，盡量做到經濟、合理的施工，建筑物的各項建筑要求如層高、進深和體型要滿足使用要求，盡量使用標準層，統一柱網安排。高層建筑最重要的就是位移控制，除了整體平面變化和結構剛度的變化外，必須考慮能夠使位移減少的結構。在結構安排上，應考慮結構的整體剛度，使整體構件受力均勻，同時應加強結構的整體高度，選擇合適的形狀，盡量采用剛度大的方形、圓形、矩形等建筑，有效將抗震建筑的規模和結構結合起來。
5結束語
在我國，高層建筑結構抗震設計是建筑工程一個非常重要的組成部分，直接關系到整個建筑的安全應用。所以，這就對于我們的設計人員提出了新的要求，在設計前期，必須要嚴格遵守我國對于建筑物的相應規章制度，要運用各種科技手段，科學合理的計算建筑結構設計的各項數據和指標，盡可能采用目前先進的基于性能的超限高層建筑結構抗震設計，以此來不斷提升我們國家對于高層建筑安全性的設計要求，為高層建筑技術的應用和發展打下堅實的基礎。
參考文獻：
[1]楊靖.淺析鋼筋混凝土框架結構延性抗震設計[J].中華民居,2013(30):104～105.
[2]金榮娟.基于安全儲備的鋼筋混凝土框架結構抗震設計[J].山西建筑,2011,37(3):29～31.
高層建筑如何抗震范文3
引言
我國地域內所發生的地震，絕大部份屬于這種“構造地震”的類型。由火山爆發所產生的“火山地震”或因巖洞崩塌、局部地面陷落所引起的地震，在我國很少發生。
許多國家在高層建筑的抗震設計方案中，已經出現了新的結構。如美國紐約的高層建筑物，建在于基礎分離的98個橡膠彈簧上，日本的建在弧型鋼條上防地震建筑物，明顯的在建筑結構體型上，改變了傳統的插入式剛箍捆住內力的結構體系。
在2010年12月1日施行的《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）和2011年10月10日開始施行的《高層建筑混凝土結構技術基礎》（JGJ 3-2010）是綜合了各國高層建筑設計的成功經驗，同時結合我國地震災害的特點，對我國高層建筑設計提出了新的標準和要求。
世界抗震設計經驗
1.美國抗震措施
美國是一個地震較多的國家，其西海岸重要城市洛杉磯正好處在環太平洋地震帶上，而整個加州也是全球地震高發地區之一。高層建筑的抗震問題以及如何將地震帶來的損失降到最低，一直是人們密切關注的問題。其中關于高層建筑的一些抗震措施。
（1）控制高層建筑的層高
在地震頻發的洛衫磯市，除了市中心作為地標建筑的一些超高層建筑，其余地段均是多層低層建筑。尤其值得注意的是在土層薄弱和不利地段加州政府通過立法禁止建造高層建筑。對于高層建筑而言，地震力和風力是控制荷載，且都是水平作用力，層高過高，對建筑抗震和抗風都十分不利?？刂圃诘卣饏^域的建筑層高，是有效降低震害的手段之一。
（2）選用輕質建材
美國大部分地區均是低層建筑，且均是木結構，圍護材料和隔墻也多采用石膏板、刨花板等輕質板材。采用輕質建材的建筑，在地震力作用下，自身結構受到更小的影響，且即使受到破壞，較輕的建材也能有效減輕造成的二次破壞。
（3）選用高強度高延性建材
美國另一重要的防震措施是在高層建采用鋼結構，而低層建筑就采用木結構。鋼材與木材都是高延性的材料，具有足夠的柔度。在地震發生時，可以通過自身變形消耗掉地震能量，在抗震要求更高的超高層建筑中，則添加上阻尼減震器，也可以大大提高建筑的延性和抗震性能。
2.日本抗震措施
日本全島都處在地震頻發區域，每年都會發生約1000余次地震，在高層建筑防震抗震方面，有豐富的經驗。
（1）提高建筑物的強度和剛度
日本的高層公寓很多，大部分的住戶在購買公寓中都會特別看重抗震設計水平。號稱日本第一高層公寓的大樓中，采用了與美國世貿大廈相同的鋼管，其抗震性能主要來源于采用高強度高剛度的優質建材，確保了建筑物的抗爭性能，也是公寓能得以暢銷的重要原因
（2）選用橡膠材料加強延性
日本東京的一些超高層建筑都進行了嚴密的抗震設計，其中一個重要措施就是在建筑使用高強度的橡膠作為基底材料，同時在建筑中心也選用天然橡膠作為基層，提高了建筑物的抗震性能。
（3）“局部浮力”抗震系統
近年來日本新研制了“局部浮力”抗震系統，將建筑物的上層結構與基礎部分分離開，采用這種“局部浮力”系統進行連接，借助水的浮力來加強建筑整體的延性，其工作原理大體上與阻尼減震系統和橡膠減震系統類似，但據報告有更好的抗震效果。
新增條款的意義分析
《建筑抗震設計規范》和《高層建筑混凝土結構技術基礎》新增了若干條款，本文列出對抗震設計影響較大的條款進行分析。
1. 新增的通用條款
（1）抗震設計的高層建筑混凝土結構，當其房屋高度、規則性、結構類型、場地條件或抗震設防標準等有特殊要求時，可采用結構抗震性能設計方法進行分析和論證。
此條款明確了在高層建筑設計中，抗震設計的核心地位，高層建筑采用抗震性能設計已形成一種發展趨勢。
（2）樓層質量沿高度宜均勻分布，樓層質量不宜大于相鄰下部樓層質量的1.5倍。
此條規定限定了荷載沿豎向的不規則分布，可有效地降低震害，明確了高層結構設計的標準。
（3）增加了結構抗連續倒塌設計基本要求。安全等級為一、二級時，應滿足抗連續倒塌概念設計的要求。安全等級為一級且有特殊要求時，可采用拆除構件方法進行抗連續倒塌設計。
連續倒塌是指結構因突發事件或嚴重超載而造成局部結構破壞失效，繼而引發與失效破壞構件相連的構件連續破壞，最終導致相對于初始局部破壞更大范圍的倒塌破壞。在高層建筑抗震設計中，對上部結構進行連續性倒塌分析時，其首先要保證下部基礎不會發生破壞，加強結構基礎設計是整個設計工作的根本。
2.修訂條款的意義分析
（1）明確將扭轉位移比不規則判斷的計算方法，改為“在規定的水平力作用下并考慮偶然偏心”，以避免位移按振型分解反應譜組合的結果，有時剛性樓蓋邊緣中部的位移大于角點位移的不合理現象。
（2）根據汶川地震的經驗，提高了框架結構中框架柱的內力調整系數，而其他各類結構中框架柱的內力調整系數保持不變。
框架結構柱的最小截面尺寸，除不超過2層和四級外，比舊版增加100mm；柱縱向受力鋼筋的最小總配筋率比一般框架增加0.1%、最大軸壓比控制比舊版加嚴0.05。
（3）根據汶川震害調查，將防震縫的最小寬度由70mm提高到100mm。
相鄰結構在地震過程中的碰撞是導致結構損壞甚至倒塌的主要原因之一。為防止建筑物在地震中相碰撞，防震縫必須留有足夠的寬度。原則上防震縫凈寬應大于兩側結構允許的地震水平位移之和。
結語
高層建筑如何抗震范文4
關鍵詞：高層建筑結構；抗震設計
隨著經濟的發展和社會需求的多樣性，建筑的高度越來越高，體型變得更加復雜，抗震設計也變得愈加重要；從20世紀最初提出的簡單抗震設計思想，到目前國際上普遍認可的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設計理念，再到基于性能的抗震設計思想，結構抗震設計經歷兩次質的飛躍。我國處于地震多發區，高層建筑抗震設防是工程設計面臨的迫切任務，作為工程抗震設計的依據，高層建筑抗震分析處于非常重要的地位。
1 高層建筑結構抗震分析和設計的主要內容
我國現行抗震設計規范（GB50011-2010）要求高層建筑的抗震計算主要是在多遇地震作用下（小震），按反應譜理論計算地震作用，用彈性方法計算內力和位移，并用極限狀態方法設計構件。對于重要建筑或有特殊要求時，要用時程分析法補充計算，并進行大震作用下的變形驗算。這種先用多遇地震作用進行結構設計，再校核罕遇地震作用下結構彈塑性變形的方法，即二階段設計方法。同時規范還規定了結構在罕遇地震作用下結構彈塑性變形的結構彈塑性分析方法。
結構彈塑性分析可分為彈塑性動力分析（時程分析）和彈塑性靜力分析兩大類。
2 高層建筑結構抗震設計中的一些問題
2.1 高度問題
按我國現行高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ3-2010）規定，在一定設防烈度和結構形式下，鋼筋混凝土高層建筑有一個適宜的高度。這個高度是目前我國建筑科研水平、經濟發展水平、施工技術水平下，比較穩妥的。實際情況下，有很多混凝土高層建筑的高度超過了這個限值，對于超限建筑物，應當采取科學嚴謹的態度：一要有專家論證，二要有模型振動臺實驗。在地震力作用下，超限建筑物的破壞形態會發生很大的變化。因為隨著建筑物高度的增加，許多對其有影響的因素將發生質變。
2.2 抗震變形驗算中的位移問題
高層建筑結構抗震變形驗算中，任一樓層的位移（含頂點位移）是相對結構固定端（基底）的相對側向位移；層間位移是上、下層側向位移之差；層間位移角是層間位移與層高之比值?？拐鹩嬎阒袑Y構側向位移有頂點位移和層間位移角雙重要求。實踐表明，如果層間位移角得到有效控制，結構的側移安全性和適用性均可得到滿足。同時，規范對150m以上的高層建筑提出了舒適度要求，即增加了結構頂點風震加速度的限制條件。樓層位移、層間位移角的要求時從宏觀上保證結構具有必要的側向剛度，結構構件基本處于彈性工作狀態，非結構構件不破壞。
目前，層間位移沒有考慮由于結構整體轉動而產生的所謂無害位移的影響。但實際上，對高度較高的高層建筑，結構整體彎曲引起的側移影響是不可忽視的。規范對樓層層間位移角控制條件，采用了層間最大位移計算，考慮了扭轉的影響?？拐鹪O計中，核算樓層層間位移角限制條件時，可不考慮質量偶然偏心的影響，主要考慮到，新規范采用樓層最大層間位移控制層間位移角已經比原規程JGJ3-91嚴格，而側向位移的控制是相對宏觀的要求，同時也考慮到與《抗震規范 》等國家標準保持一致。
2.3 軸壓比與短柱問題
在鋼筋混凝土高層建筑結構中，往往為了控制軸壓比而使柱截面很大，而柱的縱向鋼筋卻為構造鋼筋。即使采用高強混凝土，柱截面尺寸也不能明顯減小。限制柱的軸壓比是為了使柱處于大偏壓狀態，防止受拉鋼筋未屈服而混凝土被壓碎。柱的塑性變形能力小，結構的延性就差。遭遇地震力作用時，耗散和吸收地震能量小，結構容易受到破壞。許多高層建筑中雖然底部幾層柱長細比小于4，但不一定是短柱。因為確定是不是短柱的參數是柱的剪跨比，只有剪跨比M/Vh≦2的柱才是短柱；有專家提出現有抗震規范應采用較高軸壓比，但是即使能調整柱軸壓比限值，柱斷面并不能因為略微提高軸壓比限值而顯著減小。
2.4 結構體系問題
在地震多發區，采用何種結構體系應該得到人們的重視。我國150m以上的建筑，采用的三種主要結構體系（框-筒、筒中筒和框架-支撐），這些也是其他國家高層建筑采用的結構體系。但國外特別在地震區，是以鋼結構為主，而在我國鋼筋混凝土結構及混合結構占了90%.如此高的鋼筋混凝土結構及混合結構，國內外都還沒有經受較大地震作用的考驗；混合結構的鋼筋混凝土內筒往往要承受80%以上的地震作用剪力，有的高達90%以上。由于結構以鋼筋混凝土核心筒為主，變形抗震要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準。但因其彎曲變形的側移較大，靠剛度很小的鋼框架協同工作減小測移，不但增大了鋼結構的負擔，而且效果不大，有時不得不加大混凝土筒的剛度或設置伸臂結構，形成加強層才能滿足規范側移限值。此外，在結構體系和柱距變化時，需要設置結構轉換層。
2.5 在某些烈度區采用了較低的抗震措施與構造措施
現在許多專家提出，現行的建筑結構安全度已不能適應國情的需要，主張“建筑結構的安全度水平應該大幅度提高”。
設防標準低的根本原因在于國家財力物力有限，我國建筑結構抗震設計除了設防烈度低外，具體抗震計算方法和構造規定的安全度也不如國外，在配筋率、軸壓比、梁柱承載力和一系列保證抗震延性的要求上，與外國相比，也有異同。隨著社會財富的增長，有人主張結構在設防烈度下應采用彈性設計，特別是高烈度區要有嚴格的抗震措施和抗震構造措施來保證結構的安全。
3 高層建筑結構抗震設計的新趨勢
3.1 動力時程響應分析的狀態空間迭代法
這種方法把現代控制理論中的狀態空間理論應用到高層建筑結構動力響應問題，根據結構動力方程，引入位移與速度為狀態變量，導出狀態方程，給出非齊次方程的解，進而建立狀態空間迭代狀態格式。經工程實例驗算，具有較高精度。
3.2 材料參數隨機性的抗震模糊可靠度分析
該方法從結構整體性出發，改變過去對結構抗震可靠度的研究只考慮荷載的不確定性而忽略了其他不確定因素，綜合考慮了材料參數的變異性，地震烈度的隨機性，烈度等級界限的隨機性與模糊性對結構抗震可靠度的影響。研究成果可用于對現有的結構進行抗震可靠度評估，并可用于指導基于可靠度理論的結構抗震設計。
高層建筑如何抗震范文5
關鍵詞：高層建筑；抗震設計；時程分析；有限元
Abstract: with the high building to higher the direction of development, the seismic performance also becomes more and more important. This paper introduced the seismic design of high-rise building should be paid attention in the several basic problems, this paper expounds the high-rise buildings in the calculation of the seismic commonly used method, and finally discusses the numerical example under seismic action high-rise building the change rule of dynamic response.
Keywords: high building; Seismic design; Time history analysis; Finite element
中圖分類號：[TU208.3]文獻標識碼：A文章編號：
1 引言
近年來，隨著我國經濟的不斷進步，高層建筑也得到了迅速的發展。我國已成為高層建筑發展的中心之一，如上海、廣州、深圳等城市均涌現了大量的高層建筑。隨著此類建筑的不斷增多，其結構抗震分析和設計也變得越來越重要。特別由于我國處于地震多發地區，地震荷載是控制結構安全性的主要荷載之一，高層建筑抗震設防更是工程設計面臨的迫切任務，高層建筑結構的抗震仍然是建筑物安全考慮的重要問題。因此，如何準確的評估地震荷載、獲得經濟合理的高層建筑抗震設防體系是大型土木工程設計面臨的首要問題[1,2]。目前，一些設計人員在設計中常常產生一系列設計問題，造成浪費的同時，重點部位的設計卻還不滿足受力需要，存在安全隱患。下面主要分析討論工程實踐中經常遇到的問題，并給出設計建議。
2 高層建筑抗震設計中應注意的問題
一是結構超高的問題。在我國抗震規范與高層建筑設計規范中[3,4]，對高層建筑結構的總高度有相應的限制，規范將高層建筑結構的最大適用高度區分為A級和B級兩類。結構工程師必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚，其設計方法和處理措施將有較大的變化，應進行專門的研究和可行性論證，且應按有關規定進行超限高層建筑的抗震設防專項審查復核，并采取有效的措施以保證結構的抗震安全性。房屋高度超過B級高度的特殊工程，則應通過專門的審查、論證，補充更嚴格的計算分析，必要時進行相應的結構試驗研究，采取專門的加強構造措施。超限高層的抗震設計，可以按抗震規范中規定進行結構抗震性能設計。
二是建筑場地的選取。云南大多位于山區或半山區，可利用的平地資源相當有限。隨著經濟社會的不斷發展，城鄉建設用地需求不斷增加，壩區耕地資源持續減少，土地開發與保護的矛盾越來越突出。云南省將實施差別化的土地政策，引導“城鎮上山”和工業項目上山，推動城鎮盡量向山坡、丘陵發展，多利用荒山荒坡搞建設。建筑場地的選取直接關系到建設投資有抗震安全的問題。由于城市化進程的加速，城市人口的增多和建筑用地的相對縮小，不少建筑商往往忽略了這一問題。高層建筑應盡量建于開闊平坦地帶的堅硬土場地或密實均勻中硬土場地，建設場地還應盡量遠離河岸，不應跨兩類土壤上，避開不利地形、不采用震陷土作天然地基，避免在斷層、
山崖、滑坡、地陷等抗震危險地段建造房屋。高層建筑的地基選取不恰當可能導致其抗震能力差。
三是材料和結構體系的選擇問題。在地震多發區，采用何種建筑材料或結構體系更為合理的問題應得到設計人員的足夠重視。我國已建或在建的高層建筑主要以鋼筋混凝土及混合結構為主，然而如此高的鋼筋混凝土或混合結構，國內外都還沒有經受較大地震作用的考驗。此外，我國高層建筑結構往往采用框架-核心筒體系，此種體系優點是用鋼量少，柱子斷面較小。但其彎曲變形的側移較大，若要減小側移需要靠剛度很小的鋼框架協同工作，這不僅增大了鋼結構的負擔，并且效果也不明顯，有時不得不加大混凝土筒的剛度或設置伸臂結構，形成加強層才能滿足規范側移限值。然而加強層將會使本層的剛度增大從而導致結構剛度突變，并且會使與加強層相鄰的柱構件剪力突然加大，加強層伸臂構件與外框架柱連接處也很難實現強柱弱梁。因此在需要設置加強層時，要慎重選擇其結構模式，盡量減小其本身剛度，減小其不利影響。
3 高層建筑抗震設計方法
結構地震反應是一種動力反應，其大小不但與地震動特性有關，還與結構的動力特性有關，一般需要采用結構動力學方法分析才能得到。目前常用的地震分析方法有底部剪力法、振型分解反應譜法和時程分析法。
（1）底部剪力法
底部剪力法是一種擬靜力法，一般只適用于高度不超過40 米的豎向剛度均勻變化的結構。它把地震作用當作等效靜力荷載來計算結構最大地震反應，其計算量比較小，但由于忽略了高階振型的影響，且對第一振型也作了簡化，因此計算精度稍差。
（2）振型分解反應譜法
振型分解反應譜法是利用振型分解原理和反應譜理論進行結構最大地震反應分析，它屬于一種擬動力法，計算量稍大，但計算精度較高，計算誤差主要來自于振型組合時關于地震動隨機特性的假定。
（3）時程分析法
時程分析法是隨著電子計算機技術和試驗技術的發展而發展起來的一種計算方法。該方法通過選擇一定的地震波，直接輸入到所設計的結構，然后對結構的運動微分方程進行數值積分，求得結構在整個地震時程范圍內的地震反應。時程分析法屬于一種完全動力法，計算量大，但計算精度很高，可分為振型分解法和逐步積分法兩種，而逐步積分法則又包含線形加速度法、紐馬克 法等多種求解方式。
下面以單質點彈性體系為例，說明按線性加速度求解運動方程的基本原理[5]。這種方法的基本假定是，質點的加速度反映在任一微小時段，即積分時段 內的變化呈線性關系。設已求出 時刻質點的地震位移 、速度 和加速度 ，現求經過時段 后在 時刻的位移 、速度 和加速度 。
線性加速度的變化率為：
（1）
現將質點位移加速度分別在 時刻按泰勒級數展開：
(2)
(3)
將式（1）代入式(2)和式(3)，并注意到式(2)和式 (3)中 的四階以上導數均為零，于是：
（4）
（5）
高層建筑如何抗震范文6
關鍵詞：高層建筑；結構；抗震設計；抗震效果
中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A
一、高層建筑結構抗震設計的目標分析
高層建筑愈來愈多，高層建筑基于性態的抗震設計必然顯得尤為重要，傳統的“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設防目標顯然是不夠水準的，設計上必須有所突破，筆者認為還要從以下兩個評價水準進行考察：
1、正常使用水準評價
對于重現期大約為50a的地震，建筑物只能出現的損傷應該可以忽略，結構在設計時要求結構的反應狀態基本處于彈性反應狀態。
2、倒塌水準評價
對于重現期與2 500 a的地震水準非常接近的地震，要對最大地震振動有所預計，并設計為真正遇襲的條件能有效防止倒塌，并能證實以下幾點：
（1）、對于結構中所有的延性構件，其非彈性變形需求必須都比其變形能力要低；
（2）、對于具有非延性破壞模式的結構部件，其中對力的需求應大于等于其名義上的強度；（3）、對于超高建筑物，又或者是復雜建筑物在設計上，對于起控制作用的構件還必須要證實其受到中等地震的振動作用，仍能保持彈性。
二、影響建筑物抗震效果的因素
要提升高層建筑物其結構的抗震效果，在設計前就必須對影響建筑物抗震效果因素有所了解。筆者結合工程實踐，可以從以下幾個方面進行分析：
1、建筑用的材料
建筑結構選用什么樣的材料將直接對抗震效果構成影響，不過目前由于種種原因，這個因素被人們忽視了。大量理論研究和實驗證實：通常情況而言，建筑物受到地震作用力的大小與其質量構成線性關系，兩者成正比例。實驗表明，在同等地震環境下，對建筑物材料的選擇就相當關鍵，選用越合理，可以促使其受到越小的地震作用力；相反，材料選擇的不恰當，不精細，容易導致建筑物因此而遭到來自地震的作用力達到很大。正因為如此，在實際的建筑物的設計和建設中，應多采用隔斷、維護墻、板樓等構件，盡量采用質輕的建筑材料如加氣混凝土板、空心磚、塑料板材等等，如此一來，有效的提高建筑物的抗震性能。
2、工程的施工質量
光有好的材料，如果建筑結構施工過程不科學，如果不是每一個環節的質量控制都能做到位，也必然會影響建筑結構的抗震效果。為此，在高層建筑項目的具體施工時，相關部門一定要強化監管，嚴格把各個環節做到規范，提高高層建筑施工管理的質量，通過對建筑結構質量嚴格的控制來提升結構抗震的效果。
3、建筑的結構設計質量
大量工程實踐表明，結構設計是抗震效果一個最大的影響因素，實踐經驗告訴我們，無論點式住宅或是版式住宅，只有進行科學的、合理的結構設計，保證抗震措施合理，建筑物才能達到抗震的目的——實現“小地震不壞、大地震不倒”。
理論研究表明，建筑物一旦對平面的布置呈現為復雜情況，導致質心與剛心有不一致的時候，一旦發生地震，在地震的作用下，將會加劇地震的作用影響力，導致破壞性有所增強。所以，我們在對建筑物的結構進行平面布置設計時，應盡量將建筑物質心和剛心設計在同一點，借此使得建筑物的抗震能力能有效地提升。具體的進行建筑結構設計的時候應注意以下幾點：
（1）、控制出屋面建筑部分的高度，不宜太高，借此有效地降低地震過程的鞭梢影響；
（2）、在設計中如果遇到平面布置不規則的建筑，設計時應注意偏離建筑結構剛心遠端的抗震墻等等。
4、地質環境情況
實踐證實，在地震中地質環境對建筑物造成破壞的原因可以是多方面的，包括以下幾個方面：
（1）、因為巖石斷層、地表滑坡、山體崩塌等等因素導致地表發生了運動，引發對建筑物的破壞；
（2）、海嘯、水災等次生性災害引發對建筑物的破壞。
而這些因素中，有些影響因素是能夠借助具體的工程措施進行有效預防的。對于具體的建筑項目，對于建筑工地的位置的選擇，必須事先對場區實施詳盡的勘測，對地形和地質條件進行詳盡的分析，對于不利地段要有效避開，挑選出能有效提升建筑物抗震效果的地點。
三、高層建筑抗震設計的方法
在具體的高層建筑進行結構抗震設計時，我們應該重點從減小地震作用力的輸入，以及如何增強地震抵抗力兩個方面進行思考，具體的有以下5個方法：
1、促進地震發生時能量的輸入能有效地減少
（1）、對于具體的工程設計，應采用積極的、基于位移的結構抗震方法，定量分析具體的設計方案，有效地保證結構的變形彈性能夠達到預期地震作用力下變形的需求。
（2）、在驗收建筑構件的承載力的同時，對建筑結構在地震作用下的層間位移限值實施有效的控制。
（3）、應綜合分析建筑構件的變形和建筑結構的位移兩者之間精確的關系，有效地確定構件的變形值；
（4）、結合建筑物的實際如建筑界面的應變分布及其大小來對建筑構件的構造需求進行有針對性的設計。
（5）、選擇堅固的場地，實施建筑施工，亦是有效減少地震發生作用時能量的輸入的另一個方面。
2、運用高延性設計
理論研究和實踐表明，對于一個具體的高層建筑而言，如果其承載能力不是很大，但是其具有的延性較高，那么當地震發生時，它也是不容易倒塌，這是由于延性構件能夠充分地吸收地震帶來的能量，使得建筑物能經受住很大的結構變形。實踐證明，延性結構的運用，在很多情況下是有效的，它可以消耗地震能量，有效減輕地震反應，促使地震給高層建筑帶來的破壞被有效地減弱，避免重大損失的發生。
3、注重抗震結構的設計
設計的質量和方法決定著抗震效果的高低，因此，高層建筑抗震設計的結構必須得到足夠的重視。從國內外高層建筑結構的設計上來看，主要有如下3種：“框——筒”、“筒中筒”和“框架——支撐體系”。
4、重視建筑材料的選擇
在高層建筑的抗震方案設計中，建筑結構的材料選擇也非常重要。首先，我們可以對建筑材料的參數進行抗震性能的分析，從整體上對材料的參數變異性進行研究，而不能僅考慮建筑材料的承載力忽略其他因素。從抵抗地震的角度來講，就是要控制建筑結構的延性需求，這就要求我們從高層建筑建設施工的各方面，來選擇符合抗震需求而且經濟適用的建筑結構材料。
5、增多抗震防線的建設
高層建筑結構防震可以設置多道抗震防線，增強對地震的抵抗力。高層建筑物設置多層的地震抵抗防線，第一道防線遭到破壞之后，有后備的第二道、第三道甚至更多的防線對地震的作用力進行阻擋，避免高層建筑物的倒塌。高層建筑結構進行抵抗地震設計時，可以采用具有多個肢節和壁式框架的“框架剪力墻”等防震結構。框架剪力墻具有性能較好的多道防線抗震結構，其中的剪力墻是第一道抗震防線也的主要的抗側力構件。所以，剪力墻要足夠多，保證它的承受能力較高，不小于高層建筑底部地震傾覆力矩的一半。
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