高层建筑框架结构抗震性能分析理论

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超限高层建筑结构抗震性能设计及受力分析

第35卷第3期2021年6月

Vol・35No・3

Jun.2021

粉煤灰综合利用

FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION

超限高层建筑结构抗震性能设计及受力分析Seismic Performance Design and Stress Analysis of Over-limit High-rise Buildings

彭茹

(新疆建设职业技术学院，新疆乌鲁木齐832000)

摘要：深圳市罗湖区兆鑫汇金广场项目大屋面高度147.9m，地下5层，地上44层，为部分框支剪力墙结构，属于B级高度超限的超高层建筑。根据不规则项目特点并结合结构超限判定，确定各构件的抗震性能目标，通过分析建筑在不同地震工况下的弹性分析和弹塑性分析，验证结构性能设计的可靠性。计算模型采用YJK、ETABS、PKPM-SAUSAGE程序进行分析，根据分析结果，采取了一系列加强措施。结果表明：结构能够满足竖向荷载和风荷载作用下的有关指标，抗震性能能够达到设定的性能目标。文中所采用的设计及加强措施为类似工程提供重要的参考和借鉴价值。

关键词：超限高层建筑；剪力墙结构；时程分析；抗震性能分析；抗震加强措施

中图分类号：TU318文献标志码：A文章编号：1005-8249(2021)03-0008-06

D0I：10.19860/ki.issn1005-8249.2021.03.002

PENG Ru

(Xinjiang Construction Vocational and Technical College，Urumqi832000，China)

高层建筑结构的抗震性能分析与设计

高层建筑结构的抗震性能分析与设计摘要随着我国经济的快速发展和科学技术不断进步，城市用地紧张与市区地价日益高涨越发显著，于是许多城市中高层建筑的数量日益增多。由于我国处于地震多发地区，而地震对高层建筑的危害较之多层建筑更甚。因此，对高层建筑抗震安全问题必须引起建筑工作者的高度重视。我们应该以科学严谨的态度，根据高层建筑抗震设计目标，在结构抗震分析和设计上有所作为，以妥善的抗震措施达到提高高层建筑杭震性能的目的。

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。

钢结构框架抗震及稳定性分析

作者：王彦宏

来源：《城市建设理论研究》2014年第26期

摘要:本文对钢结构框架的抗震设计和减震消能问题进行了探讨,并提出在设计中应该考虑的一些问题和措施，以保证抗震的稳定性。

关键词:结构框架抗震稳定

中图分类号：TU391文献标识码： A

一、前言

目前,钢结构已经大量用于各种体型复杂的高层建筑。很多髙层建筑因其建筑体型变化多端,跨度大,其分析难度和分析的精度要求都很高,所以钢结构的抗震性能分析和稳定性分析显得尤为重要。

二、钢结构框架研究意义

现如今,如何更加准确的计算钢结构的地震响应,成为结构工程师们共同的话题,随着高层建筑的发展,建筑结构体系日趋多样化,建筑结构也越来越复杂,结构工程师只有全面了解和掌握了各种结构计算方法,才能结合各类计算分析软件,对结构作合理的简化,釆用合适的计算手段,得出合理的分析结果,设计出既经济又合理的结构形式。钢结构因其重量轻、韧性好,抗震性能强、而且工业化程度高、施工周期又很短,所以投资效益相对较高,在国内外应用也十分广泛。近年来随着高强度材料的应用、分析模型和分析手段的越来越精细化,钢结构的跨度也越来越大、体形亦越来越复杂。这使得对钢结构的抗震性能等的要求越来越高,而现行的钢结构规范,对一般的结构计算完全满足,但对大型复杂结构的抗震计算没有详细给出计算过程,只是指明其大体计算方法。这说明规范对复杂结构的抗震计算的规定不是非常完善,需要工程师自己掌握并合理选取分析手段。同时考虑到巨型梁的存在必然会导致结构出现薄弱层,虽然巨型梁加大了结构水平刚度,但是却忽视了我们最基本的设计原则即强柱弱梁,结构的稳定性特别是动力非线性稳定分析也成为当今的重点,基于目前尚没有特别完善的动力非线性分析方法,这样,就能很方便的通过抗震分析和稳定性分析找出结构的薄弱部位,同时通过线性和非线性结果的对比,说明此分析方法能满足一定精度。

高层建筑结构抗震性能和抗震设计研究

高层建筑结构抗震性能和抗震设计研究高层建筑的结构抗震性能和抗震设计是保障建筑物在地震中能够安全稳定地运行的重要方面。在频繁发生地震的地区，高层建筑的抗震性能尤为重要。本文将从高层建筑抗震性能的要求、高层建筑抗震设计方法以及高层建筑抗震设计研究的现状等方面进行探讨。

高层建筑抗震性能的要求主要有以下几个方面：

1.结构耐震性：高层建筑需要在强烈地震的作用下保持强度和刚度，不发生失稳、倒塌或严重破坏。

2.结构可靠性：高层建筑的结构应具有足够的安全储备，能够在地震作用下保持结构的完整性和稳定性。

3.结构运动性能：高层建筑的结构应具有较低的动态响应和较小的位移，以保证建筑内人员的安全。

4.防震设防等级：根据不同建筑用途和地震烈度区划，高层建筑需要有不同的设防等级，确保在不同强度的地震作用下的安全性。

高层建筑的抗震设计方法包括以下几个方面：

1.弹性设计法：根据弹性力学原理，对高层建筑结构进行静力分析和计算，确定结构所承受的地震力和结构的受力情况，以确保建筑物在地震中的安全性。

2.准静态分析法：通过对结构进行按照地震作用阶段和时间分段的动力分析，考虑结构的非线性特性和动力响应，评估结构的抗震性能。

3.动力时程分析法：通过对结构进行非线性动力分析，考虑地震波的作用，并根据结构的非线性力学特性和动力响应，评估结构的抗震性能。

4.基于性能的设计法：根据高层建筑的抗震性能要求和性能目标，通过对结构的动态性能评估和可靠性分析，确定合适的设计方案。

目前，高层建筑抗震设计研究已经取得了一些重要的进展。随着结构理论和计算力学的发展，高层建筑的抗震设计越来越重视力学性能和结构的整体稳定性。一些新的结构形式和抗震设计方法被提出，并被应用于实际工程中。例如，抗震钢筋混凝土核心筒结构、钢框架-混凝土核心筒结构等成为抗震设计的流行方案。

高层建筑结构设计与抗震性能研究

高层建筑作为现代城市的标志性建筑物，不仅需要具备美观的外观和功能，还要考虑其结构设计和抗震性能。在此篇文章中，我们将探讨高层建筑结构设计与抗震性能的研究。

一、结构设计的重要性

高层建筑作为建筑工程的综合体，其结构设计是保证建筑物安全和稳定性的基础。结构设计涉及到多个方面，包括承载力、稳定性、刚度和振动特性等。这些因素需要考虑建筑物的高度、形状和使用功能等，同时还要满足建筑材料的力学性能要求。

在高层建筑的结构设计中，结构类型的选择至关重要。常见的结构类型包括框架结构、剪力墙结构、筒状结构和悬挑结构等。不同类型的结构在承载力和抗震性能上各有优劣，需要根据具体情况进行选择。此外，高层建筑还需要考虑地基基础的承载能力，以确保整个建筑物的稳定性。

二、抗震性能的研究

高层建筑由于其高度和质量的特点，对地震的抗震能力要求较高。因此，对高层建筑的抗震性能的研究显得尤为重要。抗震性能的研究可以从建筑材料、结构类型和结构优化等方面入手。

首先，建筑材料的性能对抗震性能有着重要的影响。高强度混凝土和钢材等新型建筑材料的应用可以提高建筑物的抗震能力。同时，使用粘弹性材料和防震减振器等技术也可以有效减小地震对建筑物的影响。

其次，选择合适的结构类型对提高抗震性能至关重要。合理布置剪力墙、加装支撑系统和设置防震缝等设计措施能够有效分散和消耗地震能量，减小建筑物的震动幅度。此外，结构的柔性和刚性分布也需要进行优化，以提高抗震性能。

最后，结构优化是提高高层建筑抗震性能的重要手段。结构参数的优化可以通过仿真分析和试验验证相结合的方法进行，以提高结构的整体性能。此外，考虑到实际使用和维护的需要，还需要综合考虑人员疏散、消防和应急疏散等问题，以确保建筑物在发生地震时能够及时安全撤离。

X型支撑-框架结构抗震性能分析

X型支撑-框架结构是一种广泛应用于高层建筑的结构形式，具有优异的抗震性能，被广泛使用于地震区。本文将从结构形式、设防烈度、地基基础、结构材料、结构节点等多个方面进行分析。

首先，X型支撑-框架结构是一种典型的抗震形式。其结构形式中采用X型支撑和框架结构相结合，形成更为稳定的结构系统。在地震中，X型支撑-框架结构能够通过其构造形式，充分发挥结构的整体协同作用，从而抵抗地震的破坏。

其次，设防烈度是衡量结构抗震性能的重要指标。在设计过程中，应根据设防烈度对X型支撑-框架结构进行综合考虑。如果设防烈度相对较高，建筑应具有更高的抗震性能，例如采用更为密集的X型支撑或调整框架结构的位置等。对于设防烈度较低的建筑，则可适当降低结构的规模，以减少建筑的投资成本。

第三，地基基础是结构抗震性能的重要保障。好的地基基础能够有效分散地震所带来的荷载，在地震发生时，地基基础能够稳定承受来自结构的荷载，减小结构的变形和破坏。当X型支撑-框架结构的建筑地基较差时，应通过选用合适的地基加固方法来提高整个结构的抗震性能。

最后，结构材料和节点也是影响整体抗震性能的关键因素。为了提高X型支撑-框架结构的抗震性能，应选用高强度材料并选用合适的节点连接方式。在设计过程中，应根据结构的力学

特点进行综合考虑，并通过科学合理的连接方式使得整个X

型支撑-框架结构形成更为稳定而坚固的整体。

综上所述，X型支撑-框架结构在设计过程中应综合考虑结构

形式、设防烈度、地基基础、结构材料和节点等因素，以保证结构在地震中的安全性和稳定性。将来在结构材料和技术方面不断的革新进步上，也将能够进一步提升X型支撑-框架结构

框架剪力墙结构的抗震性能分析

摘要：框架－剪力墙结构是公认的抗震性能较好的结构体系，它将框架结构和剪力墙结构融为一体，充分发挥框架与剪力墙的优点，使整体结构的抗侧刚度适中，并能提供相应的竖向和水平承载力。在高层建筑的各种结构体系中，框架－剪力墙结构是一种应用范围较为广泛的、经济性较好的结构体系。本文介绍了框架－剪力墙结构的特点，并提出了优化框架－剪力墙结构抗震性能的有关措施。

关键词：框架－剪力墙结构；抗震性能

前言

在高层建筑结构中，框架式结构的抗侧向刚度差，抵抗水平荷载的能力较低，对抗震来讲不利，但它具有空间大，平面布置灵活等优点；剪力墙结构竖向刚度和抗侧力刚度均很大，但平面布置不灵活，不适应大空间的要求；而框架－剪力墙结构解决了上述问题。因此，在我国近年来的高层建筑中，框架－剪力墙结构不断得以运用。框架-剪力墙结构集合了框架结构与剪力墙结构的优点，具有承受竖向和水平荷载的能力，能较好的抵抗抗地震力和抵抗水平风荷载作用。

1、框架－剪力墙结构的受力特点和抗震分析

在高层建筑设计过程中，当采用框架结构时，其强度和刚度不能满足抗震要求时，需在框架结构平面的适当部位设置剪力墙来抵抗水平荷载，这就形成了框架－剪力墙结构。框架主要作为结构体系中承受竖向荷载的结构，而大部分水平荷载由剪力墙承担。

高层框架－剪力墙结构中，剪力墙刚度往往比框架的刚度大得多，所以在框架－剪力墙结构体系中，剪力墙刚度的大小在很大程度上决定了整个结构的刚度。然而自从建筑抗震问题被提出来以后，工程界关于框架-剪力墙结构剪力墙所占比重对抗震性能优劣的问题就存在着一些争议。一般来说，多设剪力墙对抗震是有利的。但是，这不仅会增加经济成本，同时由于刚度过大，周期太短，地震反应可能加大。而过少的设剪力墙，又不能满足抗震设计的要求，尤其是结构的扭转。从抗震的角度看，剪力墙数量以多为好；但从经济性来说，剪力墙则不宜过多。

钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析与设计

钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析与设计钢筋混凝土框架结构是当前主要的建筑结构形式之一，其在抗震性能方面具有较高的稳定性和承载能力，广泛应用于各类建筑中。本文将对钢筋混凝土框架结构的抗震性能进行分析与设计，以提高建筑在地震等自然灾害中的安全性和稳定性。

一、抗震性能分析

钢筋混凝土框架结构的抗震性能主要体现在其刚度、强度和韧性三个方面。

1. 刚度

刚度是指结构在受力时抵抗变形的能力，是保证结构整体稳定性的基础。钢筋混凝土框架结构通常具有较高的刚度，其主要受到构件的截面尺寸和材料的影响。在抗震设计中，应根据地震作用的水平和垂直特点，合理确定结构的刚度。

2. 强度

强度是指结构在受到外力作用下抵抗破坏的能力。钢筋混凝土框架结构的强度主要体现在构件的截面大小和材料的抗压和抗拉强度上。在抗震设计中，应根据结构所处地震烈度区域和设计要求，合理确定构件的截面尺寸和材料的强度等级。

3. 韧性

韧性是指结构在受到地震荷载作用时具有较大的变形能力，能够消

耗地震能量，减小地震反应。钢筋混凝土框架结构的韧性主要受到构

件的延性和连接的影响。在抗震设计中，应采用具有良好延性的构件

和可靠的连接方式，确保结构具有足够的韧性。

二、抗震性能设计

根据钢筋混凝土框架结构的抗震性能要求，设计中应遵循以下几个

原则。

1. 合理选取结构形式

根据建筑的高度、用途和地震烈度等因素，选择合适的钢筋混凝土

框架结构形式，如普通框架、剪力墙-框架结构等。并根据具体情况增

加防震措施，如设置剪力墙、加强柱-梁节点等。

2. 优化结构参数

通过合理调整结构的刚度和强度等参数，实现结构的韧性和稳定性

高层建筑结构抗震分析与优化设计共3篇

高层建筑结构抗震分析与优化设计共

3篇

高层建筑结构抗震分析与优化设计1

高层建筑作为一种高度复杂的建筑结构体系，在地震等极端条件下，其结构稳定性会受到极大的挑战。为此，在高层建筑结构的抗震设计中，需要对其结构体系进行充分的抗震分析和优化设计，以确保其在地震等极端条件下的结构安全性。

首先，在高层建筑的抗震设计中，需要考虑各种因素对结构稳定性的影响。这些因素包括建筑结构的高度、结构形式、材料等等。我们需要采用科学的方法对这些因素进行分析，并找出其对建筑结构抗震性能的主要影响因素。

其次，我们需要针对建筑结构的主要影响因素进行抗震分析。这种分析方法的核心是对建筑结构体系的动力特性进行研究，以找出其在不同地震条件下的抗震性能表现，并加以评估。这种方法需要结合计算机模拟等技术手段，对建筑模型进行模拟并进行动力分析，以获取建筑结构的动态响应曲线。

最后，在对建筑结构进行抗震分析和评估之后，我们需要进行相应的优化设计，以提高建筑结构的抗震性能。这种优化设计可以针对建筑结构的不同部位和因素进行，比如调整结构形式、加强连接构件、使用更耐震性的材料等等。

需要注意的是，在高层建筑的抗震设计中，我们还需要考虑到建筑结构的经济性和可持续性。因此，在进行抗震分析和优化设计时，我们需要综合各种因素进行评估，以找出最经济、最可行的设计方案。

总之，高层建筑的抗震设计是一项极为复杂和关键的工作，它需要结

合多种技术手段和科学方法进行研究和应用，以确保建筑结构在地震

等极端情况下的安全和稳定。

高层建筑结构抗震分析与优化设计2

高层建筑结构抗震分析与优化设计

超高层建筑结构稳定性与抗震性能分析

随着城市化的快速发展和人口的不断增长，越来越多的超高层建筑成为城市天际线的标志。然而，这些高耸的建筑面临着严峻的挑战，其中之一就是结构稳定性和抗震性能。本文将对超高层建筑的结构稳定性和抗震性能进行分析，并介绍一些常见的建筑设计和技术措施来提高其在地震情况下的安全性。

超高层建筑由于其高度巨大和复杂的结构，其结构稳定性是建筑工程设计的关键问题之一。为了确保建筑在自身重量和外部荷载的作用下能够保持稳定，工程师们采用了一系列措施。首先，超高层建筑通常采用大直径、高强度的混凝土或者钢筋混凝土柱来承受垂直荷载。其次，通过增加结构的侧向刚度和提高承载能力来抵抗侧向力，采用框架结构、剪力墙、筒状结构等。另外，为了增加结构的稳定性，工程师们还使用了附加的建筑元素，如设备层、挡风层和加强筋。

然而，尽管超高层建筑的结构设计已经非常精细，但其抗震性能仍然是一个令人担忧的问题。地震是造成建筑结构损坏并带来人员伤亡的主要原因之一。因此，在设计超高层建筑时，必须考虑抗震性能。工程师们通常采用以下几种措施来提高超高层建筑的抗震性能。

首先，工程师们会对建筑进行地震影响评估。通过使用地震工程领域的专业软件，如SAP2000和ETABS等，可以对建筑结构在地震荷载下的反应进行模拟和分析。从而预测建筑在地震情况下的结构破坏和变形情况。其次，工程师们会在建筑的关键部位使用抗震加固材料，如钢筋混凝土剪力墙和钢结构框架等。这些加固措施可以增加建筑的刚度和承载能力，从而减小地震震动对建筑的影响。

高层框架-核心筒结构抗震设计理论与实践分析

一
１框架一核心筒结构的特点
构更为接近，可以看作是框架一剪力墙结构中剪力墙集中在平面中部围合成筒状布置的特例 பைடு நூலகம் 核心筒的实腹剪力墙具有很大的抗侧刚度和抗水平推力的
能力，作为高层结构主要的抗水平力构件，随着建筑高度的增加，核心筒承担
由于核心筒的Ｙ向长度８．７ｍ，小于简体总高的１／１２，所以对模型的Ｙ向刚度满足规范要
图１模型效果图
求带来了一定的难度。经与建设方及建筑的商量，Ｙ向简体外侧的两片剪力
的水平荷载作用越大。外围框架结构主要承担竖向荷载作用和少部分水平荷载作用，抗侧刚度与核心筒相比很小，无法与内部核心简整截面协同工作，结构相对较柔，顶点及层间位移变大，且其翼缘框架柱数量少轴力小。由于框架
用自身优势在楼层增加的过程中减少框架水平荷载的承担比重，实现建筑使用面积的增加，提高城市土地利用率、提高建筑工程建设投资效益。
地上共３０层，合计高度１１９．６８ｍ。地下三层，合计１２．２ｍ。结构采用框架一核心简体系。酒店部抗震等级为二级。地基基础简体可由实心钢筋混凝土墙或者密集框架柱构成。实际工程中，简体常与框分为标准设防类，建筑抗震设计规范》架、剪力墙等结构同时应用。由于具有造型美观、功能灵活、整体性能好以及设计等级为甲级。根据《侧向刚度好等特点，简体结构在实际建设中得到普遍运用。作为筒体结构的ＧＢ５００１１－２０１０第３．６．６条及条文解释，复杂结种，框架一核心筒结构由核心筒与外围的稀柱框架组成。核心简作为主要抗构在多遇地震作用下的内力和变形分析时，侧力构件，建筑功能一般是电梯井、楼梯间和管道井。核心筒周围布置框架梁应采用不少于两个合适的不同力学模型，并柱，外围柱的柱距较大，一般是８ｍ一１２ｍ，具有一定的空间可利用性，而且建对其计算结果进行分析比较。本工程采用中国建筑科学研究院编制的结构分析程序筑平面布置比较规则整齐，因此是常用的高层结构体系之一。ＡＴＷＥ和ＰＭＳＡＰ进行结构计算与分析。框架一核心筒结构的受力性能与筒中筒结构差异较大，与框架一剪力墙结Ｓ筒体结构是指单个或几个简体作为竖向承重结构的高层房屋结构体系。

高层建筑的结构设计与抗震性能分析

高层建筑的结构设计与抗震性能分析随着城市化的快速发展以及土地资源的有限，高层建筑成为了现代

城市建设的重要组成部分。然而，由于高层建筑所承受的自重和外部

荷载较大，以及地震等自然灾害的风险，其结构设计和抗震性能的分

析显得尤为重要。本文将探讨高层建筑的结构设计和抗震性能，以及

高层建筑结构设计抗震抗风设计

某沿海城市的高层建筑在建成后安装了风振动监测系统，长期监测建筑在风荷载作用下的振动响应，为建筑的安全评估和维修提供了重要依据。
未来发展趋势和挑战
结构试验和监测技术将更加注重实时性、智能化和自动化，提高试验和监测的效
率Hale Waihona Puke Baidu精度。
随着新材料、新工艺和新结构形式的不断涌现，结构试验和监测技术将面临更
结构选型与布置方案
结构选型
根据建筑高度、使用功能、抗震设防烈度等因素，综合比较不同结构类型的优缺点，选择最合适的结构类型。
布置方案
考虑建筑平面形状、立面造型、使用功能等因素，合理布置结构构件，确保结构整体稳定性和抗震抗风性能。
材料选择与施工方法
材料选择
优先选用高强度、轻质、耐久的建筑材料，如高性能混凝土、高强度钢材等。同时，考虑材料的环保性和可回收性。
洞口处理
在剪力墙上开设洞口时，应采取加强措施，避免影
响结构的整体性能。
框架-剪力墙混合结构构件设计要点
框架与剪力墙的协同工作
确保框架和剪力墙能够协同工作，共同承担水平荷载。
刚度和承载力匹配
框架和剪力墙的刚度和承载力应相匹配，避免出现明显的薄弱环节。
连接设计
框架与剪力墙之间的连接应可靠，能够传递水平荷载。
多的挑战和机遇。
未来需要加强结构试验和监测技术的标准化和规范化工作，推动技术的广泛应用和发展。同时，也需要加强国际合作和交流，共同推动结构试验和监测技术

建筑框架结构设计及抗震性能分析

性能的提高有一定的借鉴意义。
关键词：建筑结构：架设计；框抗震性能；分析
１引言．
地震是一种极大破坏性的自然灾害，０８年５１２０．２汶川８０级大地震和２１００年４１树７１级大地震，造成了大量建筑物的倒塌和严重损．４玉坏，人民的生命和财产带来了巨大的损失。而建筑结构的抗震性对控制给地震中的损失起着至关重要的作用。与其他类型的荷载相比，震具有频地率低而强度大的特点，以国际上提出“ 震不坏，震可修，震不倒 ” 所小中大的
２２结构的规则和均匀性．
荷载，能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不不输入。另一种隋况是，设计独立基础时，用在基础顶面上的外荷载（脚在作柱内力设计值）取轴力设计值和弯矩设计值，剪力设计值，者甚至只取只无或轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小，筋偏少，响基配影础本身和上部结构的安全。３２基础拉梁层的计算模型

高层建筑结构设计与抗震性能研究

摘要：高层建筑的设计与抗震性能研究是保证城市发展和人民生命财产安全的重要环节。随着城市化进程的加快，高层建筑的数量和高度不断增加，对其抗震能力的要求也越来越高。因此，对高层建筑结构的设计和抗震性能进行深入研究，具有重要的理论和实际意义。

关键词：高层建筑；结构设计；抗震性能

引言

高层建筑的结构设计与抗震性能研究是一个综合性的课题，涉及多个学科领域，如土木工程、结构工程、地震工程等。在这个过程中，需要考虑建筑的结构体系、材料选用、连接件设计等方面，以及地震参数的确定、地震动分析和结构响应计算等内容。通过科学的研究方法和先进的结构分析技术，可以提高高层建筑的抗震性能，有效减少地震灾害对人们生命财产的危害。

1高层建筑结构设计原则

1.1安全性原则

高层建筑结构设计的首要原则是保障建筑的安全性。设计者需要根据规范要求和经验知识，合理选择结构材料和构件，设计足够强度和刚度，并采取适当的结构抗震措施，确保建筑在极端情况下具备抵御破坏的能力。

1.2抗震性原则

高层建筑通常位于地震活跃区域，因此抗震性能是设计中最重要的考虑因素之一。设计者应参考地震规范和工程经验，对建筑进行地震荷载分析，选择和配置合适的抗震结构体系，如剪力墙、框架结构或核心筒，并采取相应增强措施，提高建筑的抗震能力。

1.3稳定性原则

高层建筑设计要保证整体结构的稳定性。结构设计应考虑到建筑在各种荷载

作用下的稳定性，如水平荷载、风荷载、温度变形等。适当选择结构材料和构件，增设支撑系统和补充刚度，确保整个结构能够抵御不稳定破坏。

框架结构抗震性能分析

摘要：文章通过对框架结构，房屋框架结构的类型、抗震等级的要求等进行概述，分析了框架结构等建筑形式，抗震性能的优劣，并提出如何提高建筑物的抗震性能方法。

关键词：框架结构抗震性能抗震等级

一、框架结构概述

框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。

框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。

二、房屋框架结构分类及特点

1、分类

房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分有对称、不对称；按所用材料分有钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。其中最常用的是混凝土框架（现浇整体式、装配式、装配整体式，也可根据需要施加预应力，主要是对梁或板）、钢框架。装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。

2、特点

框架建筑的主要优点：空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。

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高层建筑框架结构抗震性能分析理论探讨摘要：本文对建筑结构抗震性能进行了基本理论内容的研究。结合国内外相关的工程实际，首先对国内外高层建筑框架结构的抗震分析理论做了阐述；然后通过阅读相关的文献资料，对高层建筑框架结构的抗震加固措施做了阐述；最后对高层建筑框架结构的抗震性能评估方法进行了总结。

关键词：高层建筑；框架结构；抗震性能

1 结构抗震性能分析理论研究

1.1 经验评估法。指通过对大量地震震害事例的分析，提出结构抗震性能的评估原则的方法。我国国家标准《建筑抗震鉴定标准》从编制原则上讲就属于经验评估法。其基本思路为：从结构抗震设防目标出发，根据建筑结构的地震震害分析成果，确定其结构布置、整体性及结构构件的连接是抗震评估的重点；对实际建筑的结构布置，构件形式，屋盖支撑，排架柱和柱间支撑，构件连接及围护墙连接构件等进行现场观察、观测，通过与震害事例的对比、判断结构所具有的抗震性能；必要时进行结构的抗震承载力验算。优点：专家能够充分利用已有的经验，对建筑物进行宏观的鉴定。

1.2 振动测量评估法。基本思路：利用环境脉动法等对建筑结构的动力特性的进行测试，利用谱分析方法识别结构动力特性，通过对位移时程进行自谱、互谱、相位谱及相干函数等内容的分析，确定结构的自振频率、振型和阻尼，进一步得到其刚度分布。然后，由刚度与强度及抗震承载力之间的关系，得到结构强度及抗震承载

力。最后，通过现场实测为基础得到的强度及抗震承载力值与设计所要求或破坏性实验得到的值的比较，对工程结构的抗震能力及使用安全性做出较客观的评估。优点：使用环境脉动法对结构的动力的性进行测量，方便、经济、准确，方法简单，易操作。

1.3 两级抗震鉴定法。基本思路：使用《建筑抗震鉴定标准》中的两级鉴定方法，通过神经网络理论用计算机来完成对房屋的抗震鉴定。优点：能够模拟非线性程度很高的结构的抗震鉴定，可以较好地模拟人的宏观判断，尤其是对目前研究不多的离散度比较大的砌体结构。

1.4反应谱法。基本思路：工程设计人员在运用地震反应谱进行建筑抗震设计时，采用地震影响系数具体反映一定烈度的地震对建筑物作用的大小，以地震影响系数为指标的反应谱法却是反过来，把地震影响系数作为衡量所设计的建筑物的抗震能力的指标，据此而建立结构抗震性能的评估方法。

一定烈度地震区的建筑结构，当其符合抗震设防要求时，其抗震能力应与相应烈度的地震影响系数对应，在此称该影响系数为抗震能力系数。把现行国家标准《建筑抗震设计规范》中规定的地震影响系数作为符合抗震设计要求的建筑结构抗震能力系数，检测实际建筑结构的自振频率，从而确定实际的地震影响系数，通过地震影响系数与抗震能力系数的比较，评估建筑结构的抗震能力。若将上述衡量指标由地震影响系数改为位移、峰值加速度或峰值速度，则分别称为位移法、峰值加速度法或峰值速度法，但其原理是一样

的以地震影响系数为指标的反应谱法适用于结构在多遇地震作用

下处于弹性工作阶段的情况。优点：实用强，易于被广大工程技术人员接受。

2 高层建筑框架结构抗震性能分析应用

2.1 工程概况。某建筑大楼采用框架结构形式，框架抗震等级为三级。该工程建筑面积约为4000m2，各层层高为

3.9m，现浇楼板，采用挖孔灌注桩基础。内外填充墙采用240厚mu75的普通标准砖，用m5水泥砂浆砌筑。所有构件均采用c20混凝土，i、ⅱ级钢筋。场地土类别为ⅱ类，本地区地震设防烈度为7度，地震时地面最大水平加速度为o.1g。

2.2 抗震鉴定分析

（1）第一级鉴定。该工程平面布置呈l形，房屋突出部分的长度与其宽度之比为1．28＞1，其宽度与该方向总长之比为0.18＜0.3；立面基本规则。无砌体结构相连，为钢筋混凝土纯框架结构，有砖砌女儿墙和填充墙等易倒塌构件。经鉴定后本工程不符合第一级鉴定的要求，需进行第二级鉴定。

（2）第二级鉴定。体系影响系数：箍筋的配置、柱的轴压比(0.925)均符合《抗震规范》的要求，但结构平面布置不符合平面规则性要求，取o.8；局部影响系数：由于填充墙与周边的钢筋无连接，对有填充墙的框架取o.8；然后进行第二级鉴定。

（3）鉴定意见。从相关数据结果中分析可以看出楼层横向综合抗震指数均小于1.0，不符合第二级鉴定的要求应采取抗震加固或

其他相应措施。

2.3 抗震加固

（1）增设剪力墙法。该法实际上是通过在适当部位增设一定数量的剪力墙，将原框架结构改变为框架．剪力墙结构。一方面通过提高结构的侧向刚度，从而减小了结构在地震作用下的侧移，原有建筑的变形缝可不做处理；其二一由于剪力墙承担了大部分的地震荷载，减小了原框架梁柱的受力，从而避免了大量的梁柱的加固工程；第三通过加固改变结构体系，原框架梁柱的抗震等级降低，配筋构造要求也随之降低。

一般情况下，新增剪力墙的位置设在各分区的四角对称均匀布置，由于这些部位原有围护墙或隔墙，因此基本上不会影响建筑内部的原有功能。新增剪力墙数量根据结构的整体分析计算确定，通过调整剪力墙的长度、厚度以及剪力墙上门窗洞口位置、大小，来控制结构的变形和扭转效应。同时新增剪力墙两端自设端柱，承担了剪力墙的主要弯矩，端柱与原框架柱用交错布置的拉结相连。为避免剪力墙竖向分布筋穿粱对原框架梁造成过多的损伤，设计中将其中一排筋从梁边穿楼板伸入上一楼层，另一排筋在原框架梁位置按等强度原则等代，以减少穿筋数量，但端柱纵筋未进行等代替换，以保证剪力墙边缘构件的连续性。新增剪力墙在原框架梁上下各做一道暗粱，当结构层高较大时，在层高中间再加设一道暗梁。

（2）加固方案。该楼综合抗震能力指数相差较多，拟采用体系抗震加固法——增设剪力墙法对该结构进行抗震加固；该楼的构造

处理除了其填充墙与梁、柱无连接外，其他构造方面的要求基本符合《抗震鉴定标准》，因此浚框架本题尚可继续使用，而着重于增设剪力墙。

120mm厚的填充墙为非抗侧力构件，而且平面外易于倒塌，l＞5m与梁有没有连接，可考虑加钢筋网水泥砂浆面层进行加固或作为隔墙在梁墙交接处用钢夹套连接。

（3）加固设计。拟在该楼1～5层设5道钢筋混凝土剪力墙，6～7层设4道钢筋混凝土剪力墙，加固后的结构体系为框架一剪力墙结构形式，抗震等级为二级。

剪力墙的厚度及配筋如下：1～2层采用c25混凝土，厚240mm，横向和竖向配双层φ14@160钢筋，3～4层采用c25混凝土，厚240mm，横向和竖向配双层φ14@200钢筋。5～6层采用c25混凝土，厚240mm，横向和竖向配双层φ12@200钢筋。7层采用c25混凝土，厚240mm，横向和竖向配双层φl0@200钢筋。

钢筋混凝土剪力墙与原框架的梁、柱，每隔600mm用锚筋埋入构件内10d另一端与墙内钢筋焊接。原有隔墙与顶部框架梁问增设φ8@500拉筋加强连接。增设剪力墙后，该结构的高宽比为

28.3/18.6=1.52＜5，符合7度区要求。

结语

科学合理的评价既有建筑的抗震性能，分析研究影响结构抗震性能的主要因素，提出合理和便于实际应用的抗震性能评价方法，对于搞好既有建筑抗震性能的评价和改造加固，使其建立在既经济