超高层建筑抗震设计

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超高层建筑抗震设计范文第1篇

【关键词】超限高层建筑；建筑工程；抗震设计；对策

如今，随着建筑行业的兴起，居住建筑与人们的生活就密切的联系着，但是近年来，随着人们的生活水平的不断提高，人们都在不断的关注着住宅的面积、位置以及建筑的抗震设计等问题，所以超限高层建筑抗震设计很受人们的关注。因此，与居民生活相关的抗震设计的好坏直接的影响着居民的使用，能否综合利用实用、美观和人性化等因素对给超限高建筑工程抗震进行科学的设计是一个重要研究内容。超限高建筑由于自身高、大以及给抗震设计繁琐等原因，其在设计方面应该要不同于其他建筑上卡座设计，要根据其特点进行设计，体现出超限高层建筑抗震设计的不同风格。

一、对超限高层建筑工程抗震设计的基本要求

（一）在进行超限高层建筑工程的设计过程中，要严格的对建筑物本身的稳定性能、承载能力、整体延性等多个方面进行综合性研究和考虑。在工程的设计过程中，对于其结构的构建要严格的符合安全的具体要求，还要对可能出现的问题进行防治和加强，采取必要的措施进行加固，大力提高超限高层建筑本身的抗震能力。

（二）在进行建筑物的设计过程中，要采取措施尽量来设计出多层次的抗震防线。在我国超高层建筑物中，每一个建筑物如果具有良好的抗震体系，就必须有多个比较良好的延伸性分体构成，这些构建要结合在一起，能在起到整体的配合作用下也不会影响它们之间的相互作用。在进行超限高层建筑物设计中，会设计更多地抗震防线，这主要是由于在一起比较强烈的地震之后，一定会有更多地余震出现，如果只有一道抗震防线，那么建筑物的安全性和稳定性就会受到很大的冲击，很难保障建筑物和人民生命财产的安全。所以，扎起进行超限高层建筑物设计的过程中，要尽量的多设计一些抗震防线，保证其主要的耗能构建具有非常高的延伸性和刚柔性。这样，不仅能有效地保证超限超高层建筑物的结构不遭到破坏或者影响，而且还能对地震能量的有效减缓有很大的帮助作用，大大的提升超限高层建筑的整体性能。在这个过程中，也不能对超限高层建筑物内部的构件爱你之间的有效联系不能忽视，对于每一栋楼、一层楼来说，在对使用的耗能构件出现屈服后，要严格的对其进行弹性监测，能大大的提高其长久的使用能力和抗震能力。

（三）对于超限高层建筑物中的薄弱环节要密切的进行重视和控制，采取必要的措施来提高建筑物本身的整体抗震性，如果发生地震，超限高层建筑的主要构件可以很大的程度上承受较大的冲击力，这就需要大力的对超限高层建筑物的薄弱环节进行严格的检查、观察和研究工作，要严格的采取有效地措施对其进行加固，对所处于的承载力和弹性力的均衡点等进行严格的处理和控制，保证在地震发生的情况下能及时的发现问题，进行及时的处理。

二、超限高层建筑抗震设计的处理方式

在我国很多的超限高层建筑中，针对其整体的安全性和稳定性，要根据具体的实际情况采取必要的措施进行加固措施，防止在地震发生时出现不必要的隐患，对人民生命财产安全造成不必要的损害，这样能大大的保证超限高层建筑在遭受到地震冲击时更好地发挥其稳定性和安全性。

（一）构件的具体加强措施。一是要尽量的增加建筑物底部的剪力墙厚度；二是在底部大量的增加一些钢筋混凝土柱或者加大其的配箍特征值；三是对于连接梁之间的配筋来说，需要采取交叉暗掌的形式进行搭建；四是对于框架支柱的轴压比要进行比较严格的控制；五对于节点或者锚固的有效加强可以采取构造的措施来加以实现。

（二）梁式转换层的主要结构。一是要将梁的转换层向上加伸到两层，二是对于剪力墙的配筋强度要合理的进行提升；三是对于框支柱的压轴比要采取有效措施进行控制，使用钢筋混凝土梁柱；四是在进行配筋的使用时，在进行转换层的使用上可以利用双向或者双层配筋；五是对于建筑物的整体结构要进行严格的调整，满足在其设计上的刚度要求；六是要合理的对混凝土的梁结构的节点和配筋进行合理的设置。

（三）对于竖向湖或者结构进行平面布置过程中，要严格避免扭转所带来的严重影响，还要大力的保证侧向的刚度能在比较均匀的水平层次上发生变化。对于构件的整体布置，要严格的通过充分的分析、研究和计算，反复的、多层次的进行调整，最大的得到一个最佳的、最合理的位置，这样可有效地保证在地震发生情况下不会出现偏移现象。

三、超限高层建筑设计中应注意的问题

（一）强柱弱梁。今年来，我国的地震灾害频繁发生，所以在超限高层建筑框架的结构设计中，应该加强对房梁的设计，让梁端形成塑形铰，节点处于弹性状态，柱端处于非弹性状态。柱强梁弱是相对于梁端截面的相对弯曲能力而言的，一般来说柱端截面的抗弯曲能力越大其增强的幅度越大，是在出现地震的情况下，决定柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动的能力，保证柱能在意外发生时不造成破坏。梁端纵筋超配程度的大小是由柱强于梁的幅度大小决定的，在梁和柱端塑性铰的形成过程中，塑性内力分布和其动力特征都有一定的变化。在建筑条件允许的条件下，尽量将柱的截面尺寸扩大，使柱和梁的线刚度比值大于1，控制柱的轴压，增加延续性。在对截面进行承载力运算时，应该将柱的设计按照梁弱柱强的原则进行放大，将柱的配筋构造进行强化。梁端的纵向受拉钢筋不得过高，避免在地震中不能形成塑性铰，或者将塑性铰转移。在设计中注意节点的构造，把塑性铰向梁跨内移动。

（二）强剪弱弯。在建筑框架结构中采用强剪弱弯的设计，可以保证构件的延性，在建筑中有可能出现脆性破坏，就要求在建筑中加大各构件的抗弯曲能力和抗剪承载力，这能够有效的应对地震对建筑框架的破坏，一旦遇到地震等突况能够保证不出现脆性剪切失效的状况。对于建筑框架结构中应该加强对抗剪验算和构造的设计，使结构框架能够符合相关规范的要求。

（三）构造措施。1.在建筑框架结构中，要注意对大跨度的柱网进行框架设计，在楼梯间处的框架柱和平台梁相连接，楼梯间的柱可能为短柱，这就应该对柱箍筋进行全长加密的措施，有些工程设计中没有对此设计引起重视，往往忽略了其重要性；2.对框架的外立面进行设计的过程中，如果外立面为带形窗时，由于设置连续的窗过梁，这就说明外框架柱可能为短柱，应该对其构造采取一定的措施；3.在结构框架的设计中，有可能会出现框架结构长度超过一定的规范限值，某些建筑不需要留缝，为了减少裂缝，应该采用混凝土对裂缝进行浇注。在后浇带的设置中，应该采用细密的双向配筋，其构造间距应该小于150，对后浇带进行适当的加强。

四、结语

随着超限高层建筑的高度在逐渐的提高，难度在逐渐的增大，这样就对其的结构提出了更多地复杂性和更多地技术难题，抗震设计关系着超限高层建筑物本身的稳定性和安全性，想要真正的保证超限高建筑的安全使用能力，就要进一步加大对其抗震设计提出更多地措施，加大对其的重视力度。所以说，在进行超限高层建筑建设的过程中，要做好抗震设计，真正的反映出我国综合国力的提高。相信在未来我国建筑业的发展过程中，超限高层建筑的发展方向一定出朝着安全、环保和经济的发展方向前进。

参考文献：

[1] 黄志华， 吕西林. 上海市超限高层建筑工程的若干问题研究[J]. 结构工程师，2007，23（05）：1-18.

[2]吕西林.高层建筑设计与分析中的力学问题[A].走向21 世纪的中国力学[C]，北京：清华大学出版社，1996：155-163.

[3]瞿国辉.超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题[J].科技风，2012，（17）.

超高层建筑抗震设计范文第2篇

超高层建筑高度要求与结构类型和抗震烈度密不可分，超高层结构设计要进行两种方法以上的抗震核算，并且进行抗震设防专项审查。世界超高层建筑有迪拜哈利法塔，高828m；广州塔，高600m、上海环球金融中心，高492m等。超高层建筑因其超高的高度而具有不同于普通建筑和高层建筑的特点。首先，对于超高层建筑，传统的砖、石等材料已难以适用，其结构类型也更具选择多样性，如钢筋混凝土结构、全钢结构和混合结构等。其次，超高层建筑的垂直交通与消防，由于其超高的高度，较依赖于垂直交通，同时也给消防增加了困难，这就要求超高层建筑的每一层都需设置灵敏的烟雾报警器、自动喷淋和适当的避难所。最后，超高层建筑通过对风作用效应、重力荷载作用效应、施工过程的影响、空间整体工作计算、结构整体内力与位移、抗震性能等设计计算分析，进而提高超高层的抗震性和安全性。

2超高层建筑结构抗侧刚度设计与控制

为了提高超高层建筑的抗震性，其足够的结构侧向刚度必不可少。足够的结构侧向刚度不仅可以保障建筑物的安全性、抗震性，还可在一定程度上有效抵抗建筑结构构件的不利受力情况及极限承载力下的安全稳定性。设计超高层建筑的结构抗震侧向刚度，应重点从其结构体系和刚度需求进行。

2.1结构设计。结构初步设计根据建筑高度和抗震烈度确定高度级别和防火级别。超高层结构设计首先满足规范要求的高宽比限值和平面凹凸尺寸比值限值，其次控制扭转不规则发生：在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，扭转位移比不大于1.4；最大层间位移角不大于规范限值的0.4倍时，扭转位移比不大于1.6；混凝土结构扭转周期比不大于0.9，混合结构及复杂结构扭转周期比大于0.85。最后设计过程中严格控制偏心、楼板不连续、刚度突变、尺寸突变、承载力突变、刚度突变等现象。满足结构设计规范的同时，还应考虑建筑师的设计意图和功能需求，同时满足设备专业设计要求。结构平面的规整程度直接影响着抗震设计的强弱，尽量采用筒体结构，以使得承受倾覆弯矩的结构构件呈现为轴压状态，且其中的竖向构件应最大程度的安置在建筑结构的外侧。各竖向构件和连接构件的受力合理、传力明确，降低剪力滞后效应，杜绝抗震薄弱层产生。

2.2结构侧向刚度控制。超高层建筑的抗震性能设计主要与结构侧向刚度的最大层间位移角和最小剪力限制相关。对于层间位移角限值，其是衡量建筑抗震性的刚度指标之一，地震作用应使得建筑主体结构具有基本的弹性，保证结构的竖向和水平构件的开裂不会过大。同时，因超高层建筑的底部楼层、伸臂加强层等特殊区域的弯曲变形难以起主导作用，所以应采取剪切层间位移或有害层间位移对其变形进行详细的分析与判断。对于最小地震剪力，其最重要的两个影响因素是建筑结构的刚度和质量，当超高层建筑难以达到最小地震剪力要求时，设计人员应该结合具体情况适度的增加设计内力，提高其抗震能力和稳定性，然而，当不能满足最小地震剪力时，还需通过重新设计或调整建筑结构的具体布置或提高刚度来提高建筑物在地震作用下的安全性，而非单纯增高地震力的调整系数。

3超高层建筑的性能化抗震设计

超高层建筑的抗震性能设计，国内主要根据“三个水准，两个阶段”，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。超高层建筑来说，其建筑工程复杂、高度极高、面积大、成本高，一旦受到地震损害，其损失程度会更高，因此，必须充分考虑各方理论、实际情况和专家意见，兼顾经济、安全原则，定量化的展开超高层建筑的性能化抗震设计。同时，相关文件虽针对超高层建筑结构的性能化设计制定了较具体且系统的指导理念，涉及宏观与微观两个层面。但是，由于结构构件会受到损坏，且损坏与整体形变情况的分析计算都需进行专业的弹塑性静力或动力时程计算，而目前我国尚未形成相关的定量化的评价体系，因此，设计人员应在积极参考ATC-40和FEMA273/274等规范。此外，对于弯曲变形为主导的建筑结构，在大震作用后应尤其注重构件承载力的复核。

4超高层建筑多道设防抗震设计

除了上述注意事项外，针对超高层建筑进行抗震性设计时，还因注重设计多道的抗震防线。多道抗震防线是指一个由一些相对独立的自成抗侧力体系的部分共同组成的抗震结构系统，各部分相互协同、相互配合，一同工作。当遭遇地震时，若第一道防线的抗侧移构件受到损害，其后的第二道和第三道防线的抗侧力构件即会进行内力的重新调整和分布，以抵御余震，保护建筑物。目前，我国超高层建筑主要依靠内筒和外框的协同工作来达到提供抗侧刚度的目的，包含两种受力状态：首先，建筑的内外结构通过楼板和伸臂析架来协调作用，进而使得外部结构承受了较多的倾覆弯矩和较少的剪力，而内筒则承受了较大的剪力和一些倾覆弯矩，广州东塔就是此受力方式的典型；其次，以交叉网格筒或巨型支撑框架为代表的建筑外部结构，其十分强大，依靠楼板的面内刚度，外部结构即可同时承受较大的倾覆弯矩和剪力，如广州西塔。

5结语

超高层建筑抗震设计范文第3篇

【关键词】超限高层基于性能抗震设计

中图分类号：TU208.3文献标识码：A 

一、概述

什么是超限高层？超限高层是指超过规范要求限制的高层建筑。超限高层建筑在项目的初步设计阶段进行审查，按照我国建设部的要求，全国超限高层审查委员会组织专家从技术角度进行多方论证，力求在抗震、消防等方面保证建筑物的质量安全。一般对于超限高层的理解是：混凝土框架剪力墙结构的高层建筑，超过120米为超限高层；混合剪力墙结构为100米以上；有错层的为80米以上；网架结构的为55米以上；而网架无盖结构为28米以上。无论建筑有多高，超限高层的存在都对工程技术质量提出了更高的挑战。建设部第111号令（《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》）明确指出，属于超限高层建筑的工程，在结构扩初结束后，需进行抗震设防专项审查。

新时期，经过多方努力，我们对于高层建筑的抗震性研究越来越深入。尤其是现在非常流行也很实用的基于性能的抗震研究，取得很大的成就。基于性能的抗震设计理论是20世纪90年代初由美国学者提出，按此理论设计的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。基于性能的抗震设计代表了未来高层结构抗震设计的发展方向，是一种更先进、科学、合理的设计理念。这一研究理论已引起了各国广泛的重视。美国联邦紧急管理厅资助的国家地震减灾项目NEHRP提出了在用结构基于位移的抗震评估及加固方法，于1997年出版了《房屋抗震加固指南》(FEMA273/274)；

日本也在1995年开始进行了为期3年的“建筑结构的新设计框架开发”研究项目，并在研究报告《基于性能的建筑结构设计》中总结了研究成果。日本又在2000年6月实行了新的基于性能的建筑基准法(Building Standard Law)。欧洲混凝土协会(CEB) 于2003年出版了《钢筋混凝土建筑结构基于位移的抗震设计》报告。目前我国正在修订的国家标准《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》也打算把基于性能的抗震设计方法纳入进去。

我国目前已批准的《建筑抗震设计规范》及《高层建筑混凝土结构设计规程》在近几年科学研究及工程实践的基础上，已吸收了性能目标设计的内容，由于该项技术尚处于起步阶段，在地震作用的不确定性、结构分析模型和参数的选用方面存在不少经验因素、模型试验和震害资料较少等问题还有待进一步研究，相信随着超限高层建筑在工程中的不断应用，这一研究方法将会逐渐完善成熟。

二、 超限高层建筑基于性能的抗震设计的内容、特点和方法的研究

1．基于性能的抗震设计包含的主要内容

（1）对于地震风险水平的确定；

（2）对结构性能水平和目标性能的选择；

（3）超限高层建筑场地的确定；

（4）概念设计、初步设计、最终设计中的可行性检查、设计方案确定及设计审核、实验验证等；

（5）高层建筑结构施工中的质量保证和使用过程中的检测维护。

2.基于性能的抗震设计的特点

现行的抗震设计规范主要是以保障生命安全为基本目标的，按照这一理念设计和建造的建筑物，在地震中虽然可以避免倒塌，但其破坏程度仍旧会造成严重的经济损失。这些破坏程度和损失远远超过了设计者、建造者以及业主的最初估计。

根据结构抗震的安全目标和结构抗震的功能要求，我们提出了基于性能的抗震设计思想和方法。基于性能的抗震设计具有以下特点：（1）着眼于单体抗震设防的同时考虑单体工程和说相关系统的的抗震；（2）在不同风险水平的地震作用下满足不同的性能目标，即将统一的设防标准改变为满足不同性能要求的更为合理的设防目标的标准；（3）设计人员可根据业主的要求，通过费用——效益的工程决策分析确定最优的设防标准和设计方案，以满足不同业主、不同建筑物的不同抗震要求；（4）抗震设计中更强调实施性能目标的深入分析和论证，有利于建筑结构的创新，经过论证(包括试验)可以采用现行标准规范中还未规定的新的结构体系、新技术、新材料；（5）有利于针对不同设防烈度、场地条件及建筑的重要性采用不同的性能目标和抗震措施。

这里有必要对我国的抗震知识做一介绍。

中国抗震设计规范GB50011-2001——三水准设防

中国地震风险水平

地震作用

水平 50年超越概率 重现期（年）

小震 63.2% 50

中震 10% 475

大震 2~3% 2495~1642

我国抗震设计规范GB50011-2001

小震不坏基本完好[θ] =1/550

中震可修中等破坏

大震不倒严重破坏[θ] =1/50

所谓小震不坏，就是高层建筑物遇到较低等级的地震时，高层建筑物处于弹性变形阶段，建筑物一般不受损坏或受损很轻，不需修理可以继续使用。中震可修是指相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，高层建筑物结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但这种破坏经一般修理或不需修理仍可继续使用。这一层次要求建筑物的结构具有相当的延性能力不发生不可修复的脆性破坏。大震不倒，是地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时，结构虽然破坏较重，但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离，不至于建筑物倒塌从而保障了人员的安全。这一层次要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

3.基于性能的抗震设计方法

把基于性能的抗震设计应用于实际设计中，主要有两种方法。第一种是：基于传统的设计方法。这种方法基于的设防目标主要是：小震不坏、中震可修、大震不倒；小震有明确的性能指标，大震有位移指标，其余是宏观的性能要求；按使用功能重要性分甲、乙、丙、丁四类，其防倒塌的宏观控制有所区别。在方法上是：按指令性、处方形式的规定进行设计；通过结构布置的概念设计、小震弹性设计、经验性的内力调整、放大和结构以及部分结构大震变形验算，即认为可实现预期的宏观的设防目标。第二种是直接基于位移进行设计。此方法基于的设防目标是：按使用功能类别及遭遇地震影响的程度、提出对个预期的性能目标，包括结构的、非结构的、设施的各种具体性能自白哦；由业主选择具体工程的预期目标。这种设计方法采用结构位移作为结构性能指标，与传统设计方法想比较，它从根本上改变了设计过程，直接以目标位移作为设计变量，通过设计位移普得出在此位移时的结构有效周期，从而得出结构的有效刚度，求出结构此时的基底剪力，进行结构分析，具体配筋设计。

第一种方法基于传统的抗震设计，目前广泛应用，设计人员已经熟悉。对适用高度和规则性等有明确的限制，有局限性，有时不能适应新技术，新资料，新结构体系的发展。

第二种方法即基于性能抗震设计，目前较少采用，设计人员不易掌握，所承担的风险较大。为实现高层结构的设计提供了可行的方法，有利于技术进步和创新。技术上还有些问题有待研究改进

基于性能的抗震设计与现有常规方法相比，其优点是使三水准设防要求有具体量化的性能目标、水准，设计中更强调实施性能水准的判别准则、性能目标的选用和深入仔细的分析、论证。超限高层建筑结构基于性能的抗震设计将是今后较长时期高层结构抗震的研究和发展方向。虽然基于性能的抗震设计仍存在一些有待研究和解决的问题，尤其是地震作用大小的不确定性以及计算模型和参数的准确性等问题，但可以肯定的是，随着技术的进步和研究的深入，高层建筑的抗震性会越来越好，超限高层建筑也越来越安全。

【参考文献】

1.建筑抗震设计规范（GB50011-2001）.北京：中国建筑工业出版社

2.马宏旺，吕西林.建筑结构基于性能抗震设计的几个问题.同济大学学报.2002.30(12)

超高层建筑抗震设计范文第4篇

论文摘要：本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系，通过对国内已建和在建的高层建筑钢结构国产化问题的调研，分析了在钢材、设计、施工和监理等方面国产化所面临的主要问题，为高层建筑钢结构的发展提出了一些建议。

高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。

超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平，也是建设部门财力雄厚的象征。

一、我国的高层与超高层钢结构建筑的发展

我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史，并在设计和施工中积累了不少经验，已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-98。

1、钢材的国产化

国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求，制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》( YB4104-2000)，比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591-94) 又前进了一步，其性能指标优于国外同类产品。

2、钢结构设计国产化

截止2003年3月，我国已建和在建的高层建筑钢结构有60 余幢，按其结构类型划分，钢框架-RC核心筒占4314%，SRC框架-RC核心筒占1617%，二者合计6011%；钢框架-支撑体系占1813%；巨型框架占813%；纯钢框架占617%，筒体和钢管混凝土结构各占313%。统计表明，目前我国高层建筑钢结构以混合结构为主。

鉴于我国对混合结构尚未进行系统的研究，所以《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)暂不列入这种结构类型是合理的。

国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定，在一般情况下，应遵守规范的规定，否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大，具有可操作性。

钢结构设计分两个阶段，即设计图阶段和施工详图阶段。现在有的设计院完全采取国外设计模式，无构件图、节点图和钢材表等，对工程招投标和施工详图设计带来不便。因此，建议有关部门对此做出具体规定。关于节点设计问题，国内应多做一些理论和试验研究工作，比如柱梁刚性节点塑性铰外移和防止焊接节点的层状撕裂等。由于钢结构的阻尼比较低，在研发各种耗能支撑和节点的减震消能体系方面，国际上研究和应用较多，国内应加快进行此方面的研究。

二、高层及超高层结构体系

对于高层及超高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过60m为超高层建筑。

对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

三、钢结构制作与安装

1、钢柱的安装

钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。

100m高的超高层钢柱一般分为8～12节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度，即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换，要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就位。

矩形或方形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊，不允许采用其他如在箱板上开孔、槽塞焊等形式。

钢柱标高的控制一般有二种方式：

(1)按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种制作安装一般在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物。

(2)按设计标高制作安装。一般在12层以上，精度要求较高的层高，应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。

2、框架梁的制作与安装

高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用刚性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。

框架梁应按设计编号正确就位。

为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿)，悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝，腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁（短牛腿）连接，上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。

由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接板可开椭圆孔，椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0（d0为螺栓孔径），并应保证孔边距的要求。

框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度，需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的精确长度。

框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接，目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接。施工时先焊下翼缘再焊上翼缘，先一端点焊定位，再焊另一端。

超高层建筑抗震设计范文第5篇

关键词：建筑设计；建筑抗震设计；重要作用

引 言：建筑行业是我国重要的经济增长行业之一，关系到居民的切身利益。我国是多地震国家，但我国目前对地震的预防能力较弱，地震给我国带来了及其巨大的灾害，因此，要加强建筑设计中的抗震设计，这是进一步保障我国居民生命财产安全的重要措施之一。

1 我国建筑抗震设计的现状

在建筑抗震设计领域，虽然我国在近年来有了长足的发展，但是，相比西方发达国家而言，发展缓慢，尤其是在抗震设计上，没有能够正确的处理好建筑设计和抗震设计的关系，虽然引进了一些西方欧美抗震设计理念，但缺乏符合本国实际的理论技术创新。很大方面存在着缺陷，主要表现在以下几个方面。

1.1 设计中，没有能够深入研究地震对建筑结构破坏的层次和顺序，难以做到重视主体的设计而兼顾细节问题。没有能根据实际情况灵活变通的运用抗震设计准则。

1.2建筑抗震设计中缺乏科学规范的理论指导，缺乏实际经验的积累；我国对地质地震的认识尚不够完善，对地震的成因，预测，防治研究不够深入，地震防治规范不够科学。因此，在进行建筑结构抗震设计时候，缺乏一定的科学依据，或依据的是不完善的理论。因此，难以在建筑结构设计中完美融合防震设计理念。

1.3建筑抗震设计中，设计立足于固定参数，而忽视了实际情况，设计完全依据“计算设计”完成。而且将一定的地震或力学参数做出固定的规范，比如，在我国地震设计研究中，把地震的降级系数统一规定为2.81，将小震赋予固定统计意义。而小震多用于结构设计中，结构截面承载能力设计和变形的检验计算，需要依据一定的实际情况而行的。

2 我国建筑结构抗震设计标准

2.1 将概念设计理论和基于性能的设计理论相结合。结合建筑结构设计施工地的具体实际情况，做出科学严谨勘探，掌握第一手资料，综合分析考虑，做出最优势的战略设计组合。

2.2我国的建筑结构抗震设计要遵循中华人民共和国GB 500112010建筑抗震设计规范。辩证灵活运用其中抗震设计原则，严格执行设计施工标准，借鉴其中经验，结合房建本地实际，科学设计。

2.3要坚持实施多级防震措施。传统房建结构多采取的是三级设防措施，即小震不坏、中震可修、大震不倒。但在新的时期，房建结构必须是采取的多级设防模式，保护建筑主体抗震能力，减轻经济损失，使得建筑抗震中更加安全。

3 建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用

3.1解决了建筑竖向布置设计的问题。

建筑竖向布置设计问题，主要是在建筑设计中，反映沿着高度或楼层结构质量、刚度分布问题。无论是何种类型的建筑，无论是多层还是单层，都存在此类问题。尤其是在高层建筑和超高层建筑中，表现的更为突出。由于建筑使用功能的不同，如果建筑底层是购物中心或商场时，要求大空间和大柱距，而上部的楼层为写字楼或多样化的公寓时，前者要求设置柱，墙少，而后者则是以墙为主。由于建筑使用功能的不同，导致建筑物沿着楼层或高度分布的刚度和质量都不协调、不均匀。其中较为突出的问题是沿着上下相邻的楼层由于质量和刚度相差较大，造成突变。这是建筑设计时必须要重视的问题。

在建筑设计中，要尽量确保沿着竖向结构的刚度均匀分布，特别是在结构不设置刚度较大的刚度转换层时，更要注意。概念设计中，尽可能使剪力墙布置较为均匀，并沿竖向贯通到建筑的底部，同时避免某一楼层的刚度过小，避免地震时的扭转效应。

3.2解决了屋顶建筑的抗震设计难题。

设计高层和超高层建筑时，屋顶建筑抗震设计也是整个设计的一个重要环节。近年来，从多数高层建筑抗震设计评定结果看，屋顶建筑设计还存在一些问题，例如：屋顶设计较高或者设计过重。屋顶设计较高或者设计过重，无形当中加大了屋顶建筑变形，而且地震作用也加大了，尤其对自身和屋顶之下的建筑物的抗震作用都不利。有时屋顶建筑的重心和屋顶之下的中心不在同一直线上，如果屋顶的抗侧力墙和屋顶之下的抗侧力强出现间断，在地震发生时，带来的地震扭转作用也会更严重，对抗震更不利。所以，进行屋顶建筑设计过程中时，应该最大限度的降低屋顶建筑的高度。选用强度较高、轻质、刚度均匀的材料，使得地震作用传递不受阻碍；屋顶重心和屋顶之下的建筑中心在同一直线上；如果屋顶建筑非常高，屋顶建筑就必须具有较强的抗震性，让屋顶建筑地震作用和突变降低到最小，尽量避免发生扭转效应。

3.3合理进行建筑平面设计、布置设计，提高建筑抗震能力

建筑平面布置是建筑设计中的重要组成部分，其布置情况直接反映建筑使用功能和相关要求。平面设计布置时，要将内墙的布置、柱子的距离、通道和楼梯的位置、空间活动面积大小、房间数量和布置、电梯井的布置等在建筑平面布置图上进行明确。建筑的使用功能不同，在楼层布置上存在一定的差异。公寓、写字楼、餐饮娱乐、商场等，在进行建筑布置时，空间和房间划分上的差异较大。建筑平面布置多样化的同时，要考虑结构的抗震要求，其中较为突出的问题是：建筑平面上的内隔墙、填充墙、具有相应刚度和强度的非承重内隔墙等墙体的布置不对称；柱子和墙体的分布不协调不对称；建筑结构刚度和质量在平面上分布不均匀等因素导致建筑物在地震发生时，产生扭转地震作用，导致建筑损坏。

建筑平面布置设计对建筑抗震影响很大，进行建筑平面布置设计是，要尽可能确保建筑结构的刚度和质量都均匀分布，结构要对称协调，尽量避免突变，防止在地震时发生扭转效应。墙体布置要均匀；剪力墙或抗震墙布置要和结构抗震要求相结合；刚度较大的电梯井要尽量居中布置，避免偏心。建筑平面布置设计要为结构抗侧力构件的合理分布创造条件，要将建筑施工功能和结构抗震要求融为一体，以此来充分发挥建筑设计在建筑抗震设计中的基础作用。

3.4提高高层建筑结构细节设计能力，实现结构抗震

高层建筑在进行结构设计、结构抗震细节设计中最关键的是薄弱环节的处理措施和对多道抗震设防措施的保证。结构抗震体系包含多个具有良好延性的分体组合，具有良好延性的结构构件通过设计连接，实现协同联合工作。建筑面临地震灾害时，通常情况下在主震过后，多次余震往往会造成比主震破坏程度更大的结构损坏。建筑抗震结构体系只有最大程度的增加外部和内部的冗余度数量，有意识的增加分布屈服区，来实现抵御以耗能为主的抗震性能要求。进行高度建筑结构设计时，不可片面过分强调构件强度，必须要综合处理好结构构件的强弱关系，要保证构件具有较长的有效屈服时间，能有效实现结构延性，增加抗倒塌能力。

3.5优化建筑体型设计，确保符合抗震要求

建筑体型设计主要包括建筑的平面形状和立体空间形状。大量的震害表明，在平面形状复杂，如平面上外凸和凹进及侧翼过多伸悬、不对称侧翼布置等，都及其容易在地震中遭受破坏。平面形状相对简单、规则的单层或多层建筑，在地震中出现严重破坏的机率相对较低，有的甚至完好无损。建筑沿着高度方向上立体空间内形状复杂或形状不规则，如相邻单元的高差差距较大，高出屋面的建筑部分高度过高、建筑装饰悬伸过大等，由于沿着高度形状上的变化，造成在地震时、建筑结构刚度发生突变的部位更容易发生破坏。

在建筑体型设计中，要尽量选择平面和空间形状较为简洁和规则的体型。在建筑平面形状上，要尽量选择圆形、方形、扇形及矩形，要尽可能少做内凹和外凸的体形，极可能不做非对称的侧翼和长度过长的伸翼。建筑体型布置时，要尽可能使建筑结构的刚度和质量均匀分布，避免因为体形不对称、刚度和质量不均匀导致建筑面临地震时，出现抗震不利的扭转反应。特别是在高层建筑设计中，通常为了立面美观和艺术创意需要，难以避免设计较为复杂的体型，但是在设计时，一定要将建筑使用功能、结构抗震安全和建筑艺术结合起来，在确保建筑结构安全基础之上进行艺术创作。

4 结束语

综上所述，建筑行业关系到我国的经济发展和社会稳定，关系到国民的生命财产安全，加强建筑抗震设计，提高抗震能力，是促进社会和谐稳定的客观要求。因此，在进行建筑的抗震设计时候，必须要将建筑的建筑设计和结构设计综合协调起来，实现二者的配合，共同为建筑整体的抗震设计发挥出更强大的作用。

参考文献：

[1] 贾昭.概念设计在建筑抗震设计中的体现及应用[J].中国新技术新产品，2009，（20）.