浅谈高层建筑结构的抗震设计

以看 出 ， 高层结 构 中 ， 平荷 载的 影响要 远 在 水
远 大于垂 直 荷载 的影 响 ，水平荷 载是 结构 设 计 的控 制 因素 ，结 构 抵抗 水平荷 载产 生 的弯 矩 、剪力 以及 拉应 力 和压 应力 应有较 大的强
度外， 同时要 求结 构要 有足 够 的刚度 ， 使随 着 高 度增 加所 引起 的侧 向变 形限 制在结 构允许
摘 要： 随着我 国城 市人 口的不断增 多及建设 用地趋 紧张和城 市规 划的需要 ， 高层 建筑得 以快速发展 。另一方 面由于轻质 高强材料的 促使 开发及新 的设计计算理论的发展 ， 抗风 和抗 震理论 的不断完善 ， 新的施 工技术和设备的不断 涌现 ， 加之 特别是计算机的普及和应 用以及结构 分析手段 的不断提高 ， 为迅速 发展高层 建筑提供 了必要 的技 术条件。对高层 建筑结构概念设计 中值得重视 的几个问题进行探讨 。 关键词 ： 构体 系； 结 结构 类型 ； 震设 计 抗
高 结构 的耗 能能 力 ， 轻 地震作 用 ， 楼 层 减 减小 地 震剪 力 。 随着 社会 的不断 发展 ， 对各种 建 筑 物 和构 筑物 的抗 震 减震 要求 越来 越高 ，地 震 控 制体 系具 有传 统抗 震体 系所 难 以 比拟 的 优
越 性 ，在未 来 的建筑 结构 巾将 得 到越来 越 广 泛 的应用 。 在 高层 建 筑 的方案 设计 阶段 ，结构 材 料 选 用也 很 秉要 。可 以刘 材料 参数 随机性 的抗 震 模糊 可靠 度 进行 分析 ，改 变过 去对结 构 抗 震可靠 度 的研 究 只考虑 荷载 的不 确定性 而 忽 略 了其他 多种 不确 定 素 ，综 合 考虑 了材 料 参数 的变异 性 ，地震 烈度 的随机 性 及烈度 等 级 界 限 的随机 性与 模糊性 对结 构抗 震可 靠 度 的影 响 。 抗震 角度 来说 ， 从 结构 体系 的抗震 等 级 ，其 实质 就是 在 宏观 上控 制不 同结构 的廷 性要求 。这要 求我 们应 根据 建设 工程 的各 方 面 条件 ，选用 符合 抗震 要求 又经 济实 用 的结 构类 别 。 ３ 正确认 识 高层 建筑 的受 力特 点 ，选 择 合 理 的结构类 型 高层 建筑 从本 质上 讲是 一个 竖 向悬 臂结 构 ，垂 直荷载 主要 使结 构 产生 轴 向力与 建筑 等 级 可根 据具 体 情况 采用 三 级或 四级 。９ 度 物 高度 大体 为线 性 关系 ；水平 荷载 使结 构产 垂 抗震 设 计时 ，地下 窄结 构的抗 震 等级 不 应低 生 弯矩 。从受 力特 性 看 ， 直荷 载 方 向不 变 ， 随 建筑 物的增 高仅 引 起量 的增 加 ；而水 平荷 于二级 。 采取 抗震措 施 。 抗震设 计 时 ，多 高层 建筑 钢筋 凝 土结 昆 构构 件应 根据设 防 烈度 、 构 类型 和房 屋 高 结 度采 用 不同 的抗 震 等级 ，并应 符合 相 廊 的计 算 和措施 要求 。 建筑 场地 为 Ⅲ、 Ⅳ类 时 ， 设计 基本 地 震 对 加速 度 为 Ｏ１Ｇ和 ０ ０ ． ５ ． Ｇ的地 区 ，宜 分 别 按 ３ 抗震 设 防 烈度 ８ ０ ０ ） ９ （． ＧＩ各 度ｆ． Ｇ和 度 Ｏ ０ ）Ｊ ２ ４ ３ ； 类建 筑 的要 求采 取抗 震措施 。 抗震设 计 的多 高层 建筑 ，当地 下窜 顶层 作 为上 部结构 的嵌 固端 时 ，地 下一 层 的抗 震 等级 应 与上部 结构 相 同 ，地下 一层 以下结 构 的抗 震 等 级 可 根据 具 体情 况 采 用 ｊ 级 或 四 级 ，地 下室柱 截面 每侧 的纵 向钢 筋 面积 除廊 符 合计 算要求 外 ，不应 少于 地上 一层 对 应柱 每 侧 纵 向钢 筋面 积 的 １ 倍 ；地 下 率 中超 出 ． １ 上 部 主楼范 围且 无上部 结构 的部 分 ，其 抗震
ｌ建筑结 构抗震 等级 的一 般规定 房 屋高度 大 、柱距 较 大而 柱 中轴力 较大 震 级是 表 示地 震 强度 所 划 分 的等 级 ， 我 时 ， 采 用 型钢 混 凝 土柱 、 管 混凝 土 柱 ， 宜 钢 或 同地震 划分 为六 级 ：小 地震 ３ ，有 感地 震 采 用高 强度 混凝 土柱 。 级 ３ ４５级 ， 中强 地 震 ４５ ６级 ，强 烈 地 震 ６ ７ ～． ．～ ～ ２ 高层建 筑结 构抗 震设计 的基 本方法 级 ， 地 震 ７ ８ ， 于 ８ 的 为 巨大 地震 。 大 ～ 级 大 级 减 少地震 能量 输 入 。积极采 用 基于位 移 地 震烈 度是 国家主 管部 门根 据地 理 、地 质和 的结 构 抗震设 计 ， 要求 进行 定量 分析 ， 结构 使 历 史资 料 ， 利学勘 查 和验证 ， 我 国主要 城 的变形 能力 满足 在预期 的地震作 用下的 变形 经 对 除 要 市 和地 区进 行的抗 震设 防与 地震 分组 的 经验 要 求 。 了验算构 件 的承载 力外 ， 控制 结构 数 值 ， 地域 概念 。 是 抗震设 防类 别分 为 甲 、 、 在 大震 作用 下 的层间位 移 角 限值或 位移 延性 乙 丁类建 筑 ，全 同大 部分 地 区的房 屋抗 震设 防 比 ； 根据 构 件变形 与结 构位 移关 系 ， 确定 构 件 烈 度一 般为 ８ 抗 ６ 度ｆ 级地震 ） 抗震 等级 是设 的变形 值 ；并根 据截 面达 到 的应变 大小 及应 。 计 部 门依据 国家有 关规 定 ， 建筑 物重 要性 变 分 布 ，确定 构 件 的构造 要求 。对 于 高层 建 按“ 分类 与 设 防标 准 ” 根 据烈 度 、 构 类 型 和房 筑 ， 择坚 硬的 场地 土建造 高层 建 筑 ， 以明 ， 结 选 可 屋 高度 等 ，而采用 不 同抗 震 等级 进行 的具 体 显 减少 地震 能量输 入 减轻 破坏 程度 。错 开地 可 设计。 以钢筋 混凝 土框架结 构 为例 ， 震 等级 震 动卓 越周 期 ， 防止 共振 破坏 。 抗 划 分 为 四级 ， 以表示 其 很 严贡 、 严乖 、 严 贡 较 推 广使 用 隔震和 消能 减震 设计 。 目前我 国和世 界各 陶普 遍采 用 的传统 抗震 结构 体 系 及一般 的 四个级 别。 建筑结 构根据 其使 用功 能 的重要 性 分为 是 “ 延性 结 构 体 系 ” 即适 当控 制结 构 物 的 刚 ， 甲、 、 、 乙 丙 丁类 四个 抗震设 防类 别 。 各抗 震设 度 ，但 容许结 构 构件 在地 震时 进人 非 弹性 状 并 以消 耗地 震 能量 ， 减 防类 别的高 层建 筑结 构 ，其 抗 震措 施应 符合 态 ， 具 有 较 大 的延 性 ， 下列 要求 ： 轻 地震 反应 ， 结构 物 “ 而不倒 ” 采取 软 垫 使 裂 。 甲类 、 乙类 建筑 ： 当本地 区的抗 震设 防烈 隔震 、 滑移 隔震 、 动隔震 、 吊 隔震等 措施 ， 摆 悬 度为 ６ ８ 时 ，应符合 本地 区抗震 设 防烈度 改变结 构 的动力 特性 ， 少地 震能 量输 人 ， —度 减 减 提高 一 度 的要求 ；当本 地 区的设 防 烈度 为 ９ 轻 结构 地震 反 应 ，是 一 种很有 前途 的防震 措 度 时 ，应符 合 Ｉ ９ 抗震 设 防更 高 的要 求 。 施 。提 高结 构 阻尼 ， ｚ 度 Ｌ 采用 高延 性构 件 ， 能够 提
范 同 内。 高层 建 筑有 上述 的受 力特 点 ，因此设计
当建 筑场 地为 Ｉ 类时 ，应 允许 仍按 本 地 区抗 震设 防烈度 的要求 采取 抗震措 施 。 丙类建 筑 ：应 符合 本地 区抗 震 没防烈度 的要 求 。当建 筑场 地 为 Ｉ 时 ， ６度外 ， 类 除 应 允许 按本地 区抗 震 没防烈度 降 低一 度 的要求
建 筑技 术
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浅谈 高层 建筑 结构 的抗 震设 计
马 一 鸣 李 红
（ 嘉兴 市天华城建设计 院有限公 司， 浙江 嘉兴 ３４ ０ ） １０ ０