高层建筑结构抗震设计中的剪重比问题研究

高层建筑结构抗震设计中的剪重比问题研究
摘要：在建筑的安全保障工作之中，抗震设计工作是一个设计难点，设计人员
需要以建筑的基本结构为准，来对建筑的主体结构实施抗震处理工作，在确定抗
震方式的时候，设计人员需要对建筑的剪重比进行充分参考，建筑物的剪重比也
被称为剪力系数，主要指的是建筑楼层剪力数值与建筑的重力荷载的基本数值的
比值。

明确建筑的剪重比可以帮助建筑设计人员提升抗震建筑结构的原有安全性，同时对楼层需要承受的地震剪力数值进行有效限制，高层的建筑的基本剪重比确
定工作难度比较高，本文根据对剪重比相关情况的了解，对与之相关的问题进行
简单分析。

关键词：高层建筑结构；抗震设计；剪重比；设计问题
现代高层建筑不仅仅在楼层数与外观两个方面与普通建筑有差别，其抗震设
计工作也更为复杂，主要是受到了高层建筑的整体结构的影响，因此在对高层建
筑的基本结构进行抗震设计工作时，设计人员需要对与剪重比相关的问题进行重
点把握，借助精准的剪重比来优化建筑的抗震型主体结构，确保即使建筑附近区
域出现了相对比较严重的地震情况，基本结构也不会受到过多的影响，但是很多
建筑设计人员对于确定剪重比的相关工作并不没有完全熟悉，尤其是破坏机理相
关的问题，因此本文以与抗震环节的剪重比计算相关的问题为研究重点，分析如
何优化剪重比设计工作。

1 地震对建筑结构的影响
在地震中所释放的能量是通过地震中形成的地震波逐渐向周围来扩展，然后
地震波传到地面时引起地面震摇，由此地面建筑的建筑物就受到地震波的影响跟
随地震波震动。

建筑物在跟随地震波震动的过程就是受到地震的惯性作用力。

所以，可以将地震看作是地震波的影响。

当建筑物在地震波和负载力的作用下会产
生建筑物内部作用力大于最大承受值，就会使建筑物破坏或者倒塌。

在对于建筑物抗震的运用，通过确定地震的作用力是非常有必要的探讨问题。

地震产生的作用与一般负载状态有不同，它不但可以作为地震波强烈度的大小状况，还可以作为有关建筑物动力程度的密切关系，然而地震中的负载力同建筑本
身的结构无关，能够作为相关独立存在。

比如，有关的建筑积雪只与当地相关的
气候状态有关；楼面中所承受的荷载只通过房间作用来体现。

所以，确定有关的
地震作用比一般负载力更加的复杂。

当前，我国与其他国家在建筑当面做出的抗
震状态都是通过采用的普通理论来进行计算抗震能力。

有关的计算主要是通过地面实物运动规律来进行测量，通过相关分析来绘制
有关的加速度反应曲线。

这些加速度曲线主要是根据有关的物理作用下弹性体系
在地震状态中所产生的最大加速度来确定有关的地震加速度，然后就得出相关的
地震作用。

通过运用反应谱来计算有关的地震的计算方法，在一定条件下来计算
出有关地点受到地震之后的反应状态，从而得到多处反应体系，得出地震的破坏力。

相对反应谱是当前有关的抗震的理论计算，它的方法比较简易，能够很好的
被人们掌握，因此可以被工程界广泛的采用。

2 比限值情况分析
控制各楼层当前的最小地震波产生的物理力是能够保证建筑物结构安全的主
要方式，然而对有关刚度较小或者周期较长的结构主要是由于有关的地震产生的
速度和建筑物位移对于建筑物结构就有所破坏。

目前进行规范的反应谱是能够对
其做出相对的估量，地震中系数最小值，这样可以使地震的周期变长就可以把界
都来作为抵抗地震作用。

假如有关的建筑结构部分通过相关的计算方法来规定计
算值的输出值判定有关的最小剪力系数来作为调节地震；当结构总剪力同规定值
变化差不多的时候，就可以表明建筑结构的整体刚强度偏小，若是增加建筑物结
构的刚度，就可以使相关的地震作用增强。

这时地震的剪力就可以作为放映楼层
结构的抗震内力，不需要通过下层的传递。

在抗震过程中的设计结构中，有关的《抗震规范》中没有明确地震剪力的最
小值，《混凝土高规》中也是不能够自己来规定。

因此作为参考数据，设计中考
虑的控制值是 0.008 ～ 0.01。

在建筑高层建筑的地下室主要就是在固定它的位置
的时候，可以通过相关公式来计算楼层的地震剪力，主要是由于地下室的地震是
减弱的。

3 剪重比受到的主要影响
《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》都对楼层地震剪
力和重力荷载代表值的比重做出强制性的规定。

目前由于人们对地震动位移和速
度分量导致的结构破坏机理这些方面经验不足，还可以将这些运用于实际操作，
为建筑结构设计提供适当的较好建议条件。

对一些特定场地的地震来说，剪重比限值的水准的高低会对其产生非常明显
的影响。

T 的下降段中是如何确定的分析，发现α值和场地特征周期关系非常密切，因此，必须高度重视。

仅通过对这个公式的分析就得出剪重比限值在不同的
场地类别时的要求是什么的结论是否正确，还需进一步的得到科学的研究证明。

4 设计方法
对于建筑结构设计环节的剪重比数值有所了解之后，设计人员就可以对计算
剪重比的方法进行研究，在确定剪重比时，必须要确保其能够对规范限值有效满足。

在开始工程建设工作之后，相关工程建设者需要先对与数值计算相关的施工
规范进行了解，以此来提升建筑楼层具有的抗剪型的承载力的能力，使建筑在抱
有稳定性的基础上具有更高的抗震效果。

在建筑结构中的楼层具有的抗剪能力存在不足的情况时，尤其是当其不能对
基本的规定限制有效满足的时候，相关人员可以在规范给定的范围之中选择一个
数值，进行数值选择工作时，设计人员可以将周期折减系数作为基准，将原有的
判定限值有效提升，尽量确保抗震系统的剪力限值与相关规范之中给出剪重比相
关限值完全相符。

如果依旧不能对设计要求进行满足，设计人员还可以选用其他
的处理方法，总之必须要要在正式施工之前，将剪重比的标准数值确定好。

对结构刚度要进行调整非常困难，这意味着要对之前的工程重新计算和估量，又要花费巨大的人力物力和财力。

而且从建筑结构的相关理论来分析，对刚度或
者质量进行调整来使结构楼层的基底剪力比减小更是困难重重。

如果需要对建筑结构的原有周期进行改变，施工人员可以将结构的原有刚度
进行提升，以此来将原有判别值数值进行有效提高，这种设计方法与传统的剪重
比确定方法存在差异，设计人员需要以建筑结构的实际建设情况为准，在开展超
高层类型的建筑设计工作的时候，设计人员还需要对建筑结构的刚度数值进行参考。

5 结束语
本文对于建筑结构设计中的剪重比设计工作展开了系统化地分析，剪重比的
确定工作对于建筑安全保障工作存在重要的意义，只有将建筑的抗震系统设计完善，建筑的主体安全性才能有所保障，在对剪重比中的重力荷载与剪力数值进行
确定的时候，设计人员需要根据建筑结构的具体情况来确定基本结构的抗震需要，同时还需要对国家给出的抗震设计要求进行参考。

随着建筑结构逐渐被复杂化，
会影响到剪重比的因素也在逐渐增加，设计人员必须要对剪重比进行综合性分析，避免剪重比计算与确定的工作出现纰漏情况。

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