發(fā)布時間：2023-10-10 15:58:38
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的高層建筑抗震設(shè)計規(guī)范樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞:高層建筑；抗震設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計
引言
隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，我國建筑逐漸向高層建筑和超高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展。高層建筑的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，層數(shù)比較高，建筑地基承受的荷載比較大。地震發(fā)生時，震源對高層建筑結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生沖擊力，容易造成建筑梁、柱斷裂，建筑倒塌等現(xiàn)象，嚴重威脅到人民群眾的安全。我國是地震災(zāi)害比較頻繁的國家，高層建筑抗震設(shè)計一直是社會關(guān)注的重點，抗震設(shè)計的好壞直接關(guān)系到高層建筑的質(zhì)量。因此高層建筑抗震設(shè)計的時候要根據(jù)高層建筑的實際情況，提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。
1超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計與常規(guī)抗震設(shè)計的比較
1.1基于性能的抗震設(shè)計的概念
概念設(shè)計是目前一種比較先進的設(shè)計理念，與傳統(tǒng)建筑設(shè)計相比，概念設(shè)計不需要精準的計算或參考建筑設(shè)計規(guī)范相關(guān)的目錄，而是設(shè)計者根據(jù)實踐經(jīng)驗，按照建筑結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理，從建筑結(jié)構(gòu)整體進行把握設(shè)計。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計思想無法滿足人們對建筑結(jié)構(gòu)抗震功能的要求,為了提高建筑結(jié)構(gòu)抗震安全性能要求,抗震設(shè)計已經(jīng)發(fā)生了較大變化。比如建筑結(jié)構(gòu)以力分析為主并兼顧力與變形，考慮到建筑結(jié)構(gòu)變形、耗能和損失，以及非線性分析和可靠性分析?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計是20世紀90年代美國建筑設(shè)計師提出來的一個全新的設(shè)計理念。它的主要核心是將抗震設(shè)計從保護居民生命財產(chǎn)安全為基本目標轉(zhuǎn)移到不同風(fēng)險水平地震作用力下滿足人們對建筑的性能要求，通過多層次、多目標的抗震安全設(shè)計，保障建筑安全，最終實現(xiàn)經(jīng)濟效益和投資效益的平衡，滿足人們對建筑的個性需求。
1.2我國常規(guī)抗震設(shè)計方法
當前大部分國家的抗震設(shè)計規(guī)范為“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則，我國采用二階段抗震設(shè)計方法滿足工業(yè)建筑和民用建筑實現(xiàn)以上三個原則的抗震要求，并在這個基礎(chǔ)上根據(jù)建筑物抗震重要性分成甲、乙、丙、丁四類建筑物，根據(jù)建筑物的類別設(shè)置相應(yīng)的抗震防烈要求。二階段抗震設(shè)計方法如下:第一階段是對建筑結(jié)構(gòu)強度進行驗算，也就是小震的地震洞參數(shù)，通過彈性模量計算建筑結(jié)構(gòu)的彈性地震作用力,并與建筑物風(fēng)荷載、雪荷載、水平荷載等進行組合，計算建筑結(jié)構(gòu)截面的抗震承載力，確保建筑結(jié)構(gòu)的強度，并通過合理的平面結(jié)構(gòu)布置，確保建筑結(jié)構(gòu)的抗拉力。第二階段則是驗算建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性，也就是對地震作用下很容易倒塌的建筑結(jié)構(gòu)按照大震標準進行設(shè)計，處理好建筑結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，以免地震發(fā)生時首先沖擊建筑結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，影響到整個建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。
1.3常規(guī)抗震設(shè)計方法與基于性能抗震設(shè)計方法的比較
基于常規(guī)抗震設(shè)計方法與基于性能抗震設(shè)計方法在設(shè)防目標、設(shè)計實施方法和檢驗方法、實現(xiàn)性能和工程應(yīng)用方面都有所不同，具體見表1。通過比較發(fā)現(xiàn)，基于性能抗震設(shè)計方法是未來建筑抗震設(shè)計的發(fā)展方向，它適應(yīng)了社會新技術(shù)和新工藝發(fā)展需求，能夠滿足建筑業(yè)務(wù)單位和使用單位對建筑結(jié)構(gòu)安全性、經(jīng)濟性等相關(guān)要求。
2超限高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能目標
某酒店塔樓的高度是168.9m，結(jié)構(gòu)計算高度為176m，建筑結(jié)構(gòu)為B類鋼筋混凝土高層建筑。建筑場地類別為III類，建筑抗震等級為二級。
2.1結(jié)構(gòu)的抗震性能水準
按照相關(guān)規(guī)定，酒店的塔樓高度、平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則等不能超限，所以在第一、二階段抗震設(shè)計過程中，必須采取有效的方法滿足建筑工程國家以及地方相關(guān)的標準，并將基于性能抗震設(shè)計目標概念進行設(shè)計。按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》給出的抗震性能設(shè)計方法以及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)范進行設(shè)計，確定該酒店的性能水準為C類，具體控制目標如下:
2.2建筑結(jié)構(gòu)的性能目標
超限高層建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則性、高度等方面超出了建筑工程規(guī)范中的適用限值，使得抗震設(shè)計缺乏相應(yīng)的參考依據(jù)?；谛阅苣繕嗽O(shè)計方法在設(shè)計的時候，需要綜合考慮到建筑場地實際設(shè)防裂度、超高限值以及建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則等經(jīng)濟因素，對超高建筑的薄弱環(huán)節(jié)、主抗側(cè)力構(gòu)件等結(jié)構(gòu)變形能力和抗震承載能力有具體的性能目標。按照建筑工程設(shè)計中相關(guān)內(nèi)容，建筑結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件由建筑結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)工程實際情況分析。比如水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件和支撐豎向構(gòu)件、大懸挑結(jié)構(gòu)的主要懸挑構(gòu)件、長短柱在同一樓層的數(shù)量相當于在該層各個長短柱等要求。這其實是將過去常規(guī)抗震設(shè)計中的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)計原則進行量化和細化。比如將A級性能目標設(shè)計要求建筑結(jié)構(gòu)小震不壞、中震和大震不壞，就是要求建筑結(jié)構(gòu)在中震和大震中依然保持一定的彈性。
3結(jié)語
隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，常規(guī)的建筑工程抗震設(shè)計方法已經(jīng)無法滿足當下建筑設(shè)計的要求，基于建筑結(jié)構(gòu)性能抗震設(shè)計理念對抗震結(jié)構(gòu)的目標進行量化，明確抗震目標性能，能夠提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，必將成為建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢。
參考文獻:
關(guān)鍵詞：高層建筑；存在問題；管理應(yīng)用；探究分析；軸壓比
1 關(guān)于抗震墻設(shè)計環(huán)節(jié)的分析
建筑的高層化、多層化的發(fā)展，是當今時代的趨勢。相對于普通的建筑來說，高層建設(shè)的層數(shù)是比較多的，其施工難度是比較高的，受到這些因素的約束，其設(shè)計結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，為此如何進行抗震設(shè)計的優(yōu)化是擺在當前建設(shè)界的重要問題。在高層建筑建設(shè)過程中，通過對抗震墻應(yīng)用模式的優(yōu)化，可以保證高層建設(shè)的自身抗震能力的提升。這對高層建筑的綜合效益的提升是非常必要的。在混凝土結(jié)構(gòu)房屋抗震當中剪力墻的使用十分廣泛。由于剪力墻具有較高的剛度，因此具有較強的抗變形能力，因此對于小規(guī)模的地震具有較強的抗震能力。還可以將其設(shè)計成延性抗震墻，從而加強其塑性變形的能力，這樣在發(fā)生大地震的時候，建筑具有較好的延性，能夠盡可能的分散地震的破壞力，減小地震力對于建筑的損壞。
為了確保高層建筑抗震性的提升，要針對抗震墻設(shè)計過程中的各個問題，展開研究，確保其抗震性能的提升。在設(shè)計過程中，要實現(xiàn)墻肢環(huán)節(jié)及其連梁環(huán)節(jié)的有效協(xié)調(diào)，這兩個應(yīng)用方式都要進行彎曲模式的屈服。從而實現(xiàn)其高層建筑抗震設(shè)計效益的提升。隨著時代的發(fā)展，原有的高層建筑抗震設(shè)計已經(jīng)難以滿足時代的需要了，需要進行積極的創(chuàng)新，比如鋼筋應(yīng)用環(huán)節(jié)、底部加強區(qū)的高度環(huán)節(jié)等。設(shè)計人員在實際的設(shè)計過程當中應(yīng)該對建筑的功能進行詳細的考察了解，從而根據(jù)實際情況對抗震墻的位置進行設(shè)計。剪力墻設(shè)置的位置對于建筑抗震效果具有十分重要的影響，因此在布置的過程當中應(yīng)該注意以下幾個方面的要求。剪力墻能否在地震當中充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用，和其布置的位置具有直接的關(guān)系，因此在布置過程當中應(yīng)該遵循以下幾個方面的原則。
受到抗震墻自身長度的限制，在地震發(fā)生過程中，是非常容易發(fā)生變形的。這樣就不利于墻體底部強度的有效控制了，這樣就可以導(dǎo)致一系列的嚴重破壞。針對這一應(yīng)用環(huán)節(jié)，積極展開墻肢及其連梁組織模式的優(yōu)化是非常必要的，要實現(xiàn)墻體長度及其高度比例的有效控制。這樣在地震的過程當中，由于連梁的剛度以及承載力比較小，一般首先被地震力破壞，而墻段變形也主要是彎曲，能夠有效地發(fā)揮其抗側(cè)力的作用。應(yīng)該盡可能的保證抗震墻截面的長度，沒有突變。剪力墻在有較大洞口的抗震墻的時候，最好不要采用錯洞布置。
2 框支層墻體布置環(huán)節(jié)的優(yōu)化
高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，離不開對框支層模式的應(yīng)用，這有利于提升高層建筑的整體抗震性能。受到外界因素及其結(jié)構(gòu)內(nèi)部因素的影響，框支層如果缺乏必要的抗震墻，是難以實現(xiàn)其剛度的有效控制，就容易出現(xiàn)較低的抗震力情況，這樣就實現(xiàn)地震力的框支層的過分集中。這種過分集中的后果，會導(dǎo)致框支層的破壞，從而破壞了整個結(jié)構(gòu)的抗震能力。在框支層當中，落地的剪力墻具有十分重要的作用，地震過程當中產(chǎn)生的水平方向的地震力主要由剪力墻來承擔。為了保證落地剪力墻具有足夠的剛度來承受水平地震力，應(yīng)該保證其相應(yīng)的間距不應(yīng)該超過24米。通過保證落地剪力墻的密度來保證其抵抗水平地震剪力的能力。
在高層建筑建設(shè)過程中，要進行相關(guān)落地墻的設(shè)計形狀的控制，實現(xiàn)其抗側(cè)剛度及其抗扭剛度的控制，從而滿足現(xiàn)實工作的需要。這需要進行相關(guān)建設(shè)行為的規(guī)范，以滿足實際施工的需要，比如截面尺寸應(yīng)用環(huán)節(jié)、剪壓比環(huán)節(jié)及其墻體厚度環(huán)節(jié)的控制，促進其整體應(yīng)用環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，無論是剪力墻的跨高比還是相關(guān)的比例模式，都要保證滿足現(xiàn)實建設(shè)的需要，實現(xiàn)其剪切變形模式的有效控制。故對剪壓比的要求應(yīng)更嚴格一些。實驗表明：剪壓比超過一定值時，將過早出現(xiàn)斜向裂縫，增加水平筋和箍筋的方法沒有作用，在箍筋水平筋未屈服前混凝土即已在剪壓的共同作用下破碎。合理的方法是：加大混凝土強度等級，加厚墻梁或加長墻的長度，但不宜加高粱的高度。在計算墻肢的剪跨比時彎矩和剪力均取地震作用下的效應(yīng)組合的計算值，當樓層上下端計算彎矩不同時，取較大值。
在框架至剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過程中，要進行底部加強區(qū)的有效控制，實現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)與各個建筑的應(yīng)用環(huán)節(jié)的有效協(xié)調(diào)，確保其暗梁應(yīng)用環(huán)節(jié)等的有效應(yīng)用，實現(xiàn)與此相關(guān)結(jié)構(gòu)自身長度的有效控制，以滿足現(xiàn)實工作的需要。其他結(jié)構(gòu)的一、二級底部加強區(qū)不小于200mm且不小于層高的1/16。新規(guī)范對二級剪力墻的厚度要求比原規(guī)范嚴格；增加了四級抗震等級下剪力墻的厚度和一、二級抗震墻底部加強區(qū)的墻厚的要求。
3 抗震墻設(shè)計難題的解決
為了滿足現(xiàn)實高層建筑的建設(shè)需要，展開相關(guān)抗震墻設(shè)計模式的優(yōu)化是非常必要的。通過對脆性剪切破壞的避免，可以實現(xiàn)墻體裂縫的避免。在此應(yīng)用過程中，也要進行溫度應(yīng)力裂縫的避免，實現(xiàn)混凝土質(zhì)量的有效保證。通過對框剪結(jié)構(gòu)模式的優(yōu)化，可以滿足連梁部位的建設(shè)需要。在短肢墻的布置過程中，要保證質(zhì)量中心和剛度中心的有效協(xié)調(diào)，促進短肢墻布置環(huán)節(jié)的優(yōu)化。這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩(wěn)定。
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，因此應(yīng)加強其抗震構(gòu)造措施，如減小軸壓比、增加縱筋和箍筋的配筋率。
在短肢墻的優(yōu)化過程中，要針對豎向荷載的相關(guān)要求，展開受力模式的優(yōu)化，要選擇合適的截面尺寸，實現(xiàn)墻肢截面高度環(huán)節(jié)及其厚度環(huán)節(jié)的有效協(xié)調(diào)，實現(xiàn)墻體厚度的有效空股指，一般來說，要按照高層建設(shè)的設(shè)計需要，展開墻肢截面高度及其厚度的有效控制，確保短肢墻重力荷載力的有效應(yīng)用。在軸力設(shè)計過程中，要注重對軸壓比的有效控制，實現(xiàn)其抗震性能的提升。通過對短肢剪力墻的抗震等級的優(yōu)化，可以促進剪力墻的整體抗震能力的提升，這有利于提升其構(gòu)造的綜合性能。對于短肢剪力墻的剪力設(shè)計值，不僅底部加強部位應(yīng)按規(guī)范調(diào)整，其他各層也要調(diào)整，一、二級抗震等級應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2，主要目的是避免短肢剪力墻過早剪壞。隨著現(xiàn)代化的多層建筑和高層建筑的不斷發(fā)展，對于建筑的抗震設(shè)計要求也越來越高?？拐鹪O(shè)計的好壞，不僅僅關(guān)系到建筑的質(zhì)量，更是直接關(guān)系到人們的生命和財產(chǎn)安全，因此一定要做好建筑的抗震設(shè)計工作。在抗震墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當中，應(yīng)該充分考慮當?shù)氐膶嶋H情況，遵守相關(guān)設(shè)計規(guī)范，對墻體合理布置。
4 結(jié)束語
通過對多高層建筑鋼筋混凝土抗震墻設(shè)計模式的優(yōu)化，以確保多高層建筑的綜合抗震性能的提升，以滿足現(xiàn)代化建筑建設(shè)的需要。
參考文獻
[1]鄧育清.高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用探討[J].四川建材，2007，（06）.
[2]方鄂華，錢稼茹.我國高層建筑抗震設(shè)計的若干問題[J].土木工程學(xué)報，1999，（01）.
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)體系，框架剪力墻，結(jié)構(gòu)計算
Abstract: This paper briefly introduces the design and calculation process of 28 # building project of No.13 land in Lvshun navy camp by Dalian Ruixin real estate Co. Ltd., and explains the foundation design, structure system, calculation analysis of this project.Keywords: structure system; the frame shear wall; structure calculation
中圖分類號:TU973+.19文獻標識碼：A 文章編號：
一、工程概述
大連瑞鑫房地產(chǎn)旅順水師營十三號地塊28#樓位于大連市旅順口區(qū)水師營街道，建筑面積4640.06 m2,，地下車庫和半地下車庫各一層，地上八層，該住宅樓總高度26.90m，地下車庫層高3.0m，半地下車庫2.6m，地上各層層高均為3.0m。標準層建筑平面圖見圖一：圖一
二、結(jié)構(gòu)體系及截面設(shè)計
根據(jù)建筑功能要求和平面布置特點，本工程結(jié)構(gòu)采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)安全等級二級，設(shè)計使用年限50年?？拐鸬燃?框架:三級;剪力墻：二級。 抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計基本加速度值為0.1g，所屬地震分組為第二組。電梯井道，水暖井為剪力墻，建筑物東西兩側(cè)在A~C軸之間布置剪力墻。本工程計算軟件為PKPM CAD結(jié)構(gòu)計算軟件2010版。
1.荷載的取值：基本雪壓： 0.4KN/ m2；
基本風(fēng)壓：0.65KN/ m2；
屋面均布活荷載標準值: 機房：7.0 KN/ m2；樓面：2.0 KN/ m2；樓梯：3.5 KN/ m2；懸挑陽臺：2.5KN/ m2；屋面：0.5 KN/ m2。
2.材料選用：
（1）混凝土：C30;基礎(chǔ)墊層: C15。:圈梁、過梁及構(gòu)造柱采用C25混凝土。
（2）鋼筋：熱軋鋼筋HPB300（）,HRB400()。
（3）填充墻：非承重填充墻采用輕集料混凝土空心砌塊；其強度等級不低于MU3.5(外墻不
低于MU5.0)，砂漿強度等級不低于Mb5。
3.主要受力構(gòu)件截面尺寸:
(1) 擋土墻墻厚250mm，剪力墻墻厚200mm。通過PKPM軟件中SATWE的計算，底層墻肢底截面的軸壓比滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011-2010中6.4.5條的規(guī)定，軸壓比不大于0.3，墻肢兩端設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。根據(jù)6.1.10規(guī)定，抗震墻底部加強部位為地下一層至地上一層的范圍。
（2）柱截面尺寸：初步按400X400mm設(shè)計。
（3）標準層梁布置見圖二：
圖二
（4）板：根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010第3.6.3條，地下室頂板厚度為160mm。半地下室板厚120mm，地下及半地下室采用雙層雙向配筋。一~七層板厚100mm，其中圖三中標注的樓板①板厚為110mm。八層及機房層板厚均為120mm，雙層雙向配筋。
三、結(jié)構(gòu)計算
1建立模型：根據(jù)建筑圖及初步設(shè)計的主要構(gòu)件截面尺寸在PKPM結(jié)構(gòu)軟件的PMCAD中建立模型。注意：填充墻上荷載加到梁上時，計算墻荷載應(yīng)是層高減去梁高。在設(shè)計參數(shù)的地震信息中，根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.3.17規(guī)定，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)取0.7~0.8。.
2模型計算
在PKPM結(jié)構(gòu)軟件板施工圖中，計算參數(shù)的選取：樓板負彎矩調(diào)幅系數(shù)取0.8，裂縫按0.3mm控制，地下室頂板按0.20mm控制。（混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50010-2010中表3.4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度的限制）。在樓板計算中，裂縫和撓度均滿足規(guī)范要求。
在SATWE分析與設(shè)計參數(shù)補充定義中：
在計算結(jié)構(gòu)的位移比時，要選“對所有樓層采用剛性板假定”，在計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和配筋時，則宜不選。
恒活荷載計算信息：選模擬施工加載3。
地震信息中：考慮偶然偏心，結(jié)構(gòu)位移比大于1.2時，需要考慮雙向地震作用。如果偶然偏心和雙向地震作用同時選取時，PKPM軟件程序兩者取大值。
活荷信息：柱 墻設(shè)計時活荷載折減。
調(diào)整信息：連梁剛度折減系數(shù)取0.7。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》8.1.4規(guī)定，經(jīng)軟件計算，Vf
在分析結(jié)果圖形和文本顯示中：在邊緣構(gòu)件信息修改中，將邊緣構(gòu)件設(shè)置成構(gòu)造邊緣構(gòu)件。
3.對計算結(jié)果的分析及調(diào)整
(1)軸壓比：柱(墻)軸壓比N/(fcA)指柱(墻)軸壓力設(shè)計值與柱(墻)的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值乘積之比。它是影響墻柱抗震性能的主要因素之一，為了使柱墻具有很好的延性和耗能能力，規(guī)范采取的措施之一就是限制軸壓比。 查看: 混凝土構(gòu)件配筋，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》6.3.6和6.4.2，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》6.4.2和7.2.13對墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求。軸壓比不滿足時需增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強度。
經(jīng)SATWE計算，地下室及半地下室部分框架柱軸壓比大于0.85，不滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》6.3.6的規(guī)定，需要加大柱的截面尺寸。
當墻肢的軸壓比雖未超過上表中限值，但又數(shù)值較大時，可在墻肢邊緣應(yīng)力較大的部位設(shè)置邊緣構(gòu)件，以提高墻肢端部混凝土極限壓應(yīng)變，改善剪力墻的延性，見《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》6.4.5和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》7.2.14的規(guī)定。PKPM程序?qū)Φ撞考訌姴课患捌渖弦粚铀袎χ瞬烤醇s束邊緣構(gòu)件考慮。
(2)周期比：周期比即結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期（也稱第一扭振周期）Tt與平動為主的第一自振周期（也稱第一側(cè)振周期）T1的比值。周期比主要控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，使結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。
查看:WZQ.OUT 。
周期、地震力與振型輸出文件
(VSS求解器)
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考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時的振動周期(秒)、X,Y 方向的平動系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)
振型號周 期轉(zhuǎn) 角平動系數(shù) (X+Y) 扭轉(zhuǎn)系數(shù)
1 0.9482179.920.99 ( 0.99+0.00 )0.01
2 0.7631 90.041.00 ( 0.00+1.00 )0.00
3 0.5888 26.210.01 ( 0.01+0.01 )0.99
4 0.26220.100.99 ( 0.99+0.00 )0.01
5 0.1935 90.210.96 ( 0.00+0.96 )0.04
調(diào)整標準：《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.4.5。周期比不滿足要求時，說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對于側(cè)移剛度較小，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過大。調(diào)整原則是加強結(jié)構(gòu)墻、柱或梁的剛度，適當削弱結(jié)構(gòu)中間墻、柱的剛度。 本工程在建筑物東西兩側(cè)A~C軸之間布置剪力墻，經(jīng)計算周期比為0.62，小于0.9，滿足規(guī)范要求。
結(jié)構(gòu)的第一、第二振型宜為平動，扭轉(zhuǎn)周期宜出現(xiàn)在第三振型及以后。見《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》3.5.3條3款及條文說明“結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的動力特性(周期和振型)宜相近”。
剪重比：剪重比即最小地震剪力系數(shù)λ，主要是控制各樓層最小地震剪力。《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》5.2.5和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.3.12規(guī)定，抗震驗算時，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力不應(yīng)小于最小地震剪力系數(shù)λ。查看:WZQ.OUT，滿足規(guī)范要求。
剛度比：剛度比指結(jié)構(gòu)豎向不同樓層的側(cè)向剛度的比值（也稱層剛度比），該值主要為了控制高層結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層。
查看:WMASS.OUT，剛度比滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》3.4.3-2和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.5.2的要求。
剛重比：結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度與重力荷載設(shè)計值之比稱為剛重比。查看:WMASS.OUT：結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗算結(jié)果
X向剛重比 EJd/GH**2=8.67
Y向剛重比 EJd/GH**2= 12.68
該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH**2大于1.4,能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗算
該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考慮重力二階效應(yīng)
（6）位移比：即樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移與平均水平位移的比值。查看:WDISP.OUT調(diào)整標準:抗規(guī)3.4.4，5.5.1，高規(guī) 3.4.5,，3.7.3.
對于計算結(jié)果的判讀，應(yīng)注意以下幾點：a.若位移比（層間位移比）超過1.2，則需要在總信息參數(shù)設(shè)置中考慮雙向地震作用;b.驗算位移比需要考慮偶然偏心作用，驗算層間位移角則不需要考慮偶然偏心c.驗算位移比應(yīng)選擇強制剛性樓板假定，但當凸凹不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時，應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實際剛度變化的計算模型，當平面不對稱時尚應(yīng)計及扭轉(zhuǎn)影響d.最大層間位移、位移比是在剛性樓板假設(shè)下的控制參數(shù)。構(gòu)件設(shè)計與位移信息不是在同一條件下的結(jié)果（即構(gòu)件設(shè)計可以采用彈性樓板計算，而位移計算必須在剛性樓板假設(shè)下獲得），故可先采用剛性樓板算出位移，而后采用彈性樓板進行構(gòu)件分析。
四、基礎(chǔ)設(shè)計
根據(jù)地質(zhì)部門提供的地質(zhì)報告，工程場地土層依次為耕土，含碎石粉質(zhì)粘土，全風(fēng)化板巖，強風(fēng)化板巖，中風(fēng)化板巖，本工程基礎(chǔ)采用人工挖孔灌注樁，樁端持力層為強風(fēng)化板巖，樁端極限端阻力標準值為6000Kpa(不考慮樁側(cè)摩阻)。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002中8.5.5計算，采用樁徑為0.8m，擴大頭為1.2m，樁長為6~7米，樁端嵌入巖層均不少于0.5m，樁身混凝土強度等級C30。
以上主要介紹了大連瑞鑫房地產(chǎn)旅順水師營十三號地塊28#樓工程的設(shè)計與計算過程，本文不足之處還望批評指正。
參考文獻
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3.《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010中國建筑工業(yè)出版社，2010
4.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002中國建筑工業(yè)出版社，2002
【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)抗震；優(yōu)化設(shè)計
一、高層建筑抗震設(shè)計的必要性
在歷年的地震災(zāi)害中，結(jié)構(gòu)工程師逐漸認識到工程結(jié)構(gòu)中宏觀的“概念設(shè)計”比“數(shù)值設(shè)計”的抗震更為重要，所以對“概念設(shè)計”越來越重視。建筑建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的定義就是在結(jié)構(gòu)的宏觀整體的基礎(chǔ)上，根據(jù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)整體的要求，正確處理結(jié)構(gòu)總體方案、細部構(gòu)造及材料使用等，進而達到對建筑的合理結(jié)構(gòu)設(shè)計。對在結(jié)構(gòu)中遇到的結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件延性、剛度分布等問題，從宏觀的角度上對其進行鑒別、選擇等處理，通過適當?shù)挠嬎慵皹?gòu)造來消除高層建筑抗震設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)。工程師在進行概念設(shè)計時要充分運用其思維和判斷力，確定結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題。因此，在進行抗震設(shè)計時，工程師要充分理解結(jié)構(gòu)抗震的特點，分析振動中結(jié)構(gòu)受力特性，抓住關(guān)鍵問題，用正確的思維才能得到科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
二、我國高層建筑抗震設(shè)計中的存在問題分析
⒈建筑高度問題分析。在我國制定的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中規(guī)定，在在一定設(shè)防烈度及結(jié)構(gòu)型式下，鋼筋混凝土高層建筑的高度要控制在一定的范圍之內(nèi)。這個高度要適合我國現(xiàn)階段經(jīng)濟發(fā)展水平、施工技術(shù)水平及建筑科研水平，總之要與我國目前的土建規(guī)范體系協(xié)調(diào)一致。但是我國現(xiàn)在實際的高層建筑的高度已經(jīng)遠遠超過了這個原則。要采用科學(xué)謹慎的態(tài)度對待這些超高限建筑，不但有組織專家對其論證也要進行模型振動臺試驗。在地震的強烈震感下，超高限建筑物會很容易產(chǎn)生加大的變形，高度越高，設(shè)計時的參數(shù)就容易超出其適用的范圍，特別是延性要求、材料性能、安全指標、荷載取值、力學(xué)模型等設(shè)計參數(shù)，會發(fā)生質(zhì)變。
⒉材料的選用和結(jié)構(gòu)體系問題分析。在地震多發(fā)區(qū)，人們越來越重視對建筑物所采用的材料及結(jié)構(gòu)體。對于150m以上的建筑，主要采用的結(jié)構(gòu)體系有框-筒、筒中筒和框架-支撐三種體系結(jié)構(gòu)。在高層建筑中，對建筑材料及結(jié)構(gòu)體系的選擇尤為重要，但是市場上現(xiàn)有的鋼材種類及類型很多，對其結(jié)構(gòu)的加工制造水平也在不斷的提高，所以要盡量選擇鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)來減少柱斷面的尺寸，已達到建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。高層建筑超過一定高度后，需要采用混凝土材料和鋼骨混凝土來達到減小風(fēng)振的目的。
⒊抗震設(shè)防烈度較低。建筑界權(quán)威專家指出，我國目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度已經(jīng)不能夠適應(yīng)現(xiàn)階段的國情，甚至我國采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計可能是世界上最低的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度，所以大幅度提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度水平已經(jīng)非常需要。因此在堅持抗震設(shè)計原則即“小震不壞，中震可修，大震不倒”下，重新對抗震設(shè)計進行審核，以適應(yīng)我國國情的需要。目前我國現(xiàn)行的抗震設(shè)防標準遠遠跟不上時代的發(fā)展，不但對筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的設(shè)防烈度低，而且抗震計算方法和構(gòu)造規(guī)定的安全度也與發(fā)達國家相距甚遠，當然對配筋率、梁柱承載力匹配等這些抗震延性的要求也不夠嚴格。在經(jīng)濟發(fā)展形式下社會財富也會越來越多，那么如果對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性沒有合理的設(shè)計必將帶來更嚴重的損失。
三、我國高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的具體設(shè)計分析
⒈在對高層建筑結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計要注重其結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。高層建筑的結(jié)構(gòu)均勻性主要體現(xiàn)在：①高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)兩個主軸方向的變形特性及剛度要相近。現(xiàn)階段的高層建筑基本上都是三維的，但是地震的風(fēng)荷載等具有隨意性，誒有固定的方向，所以要想果高層建筑具有好的抗震 抗風(fēng)性能其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)兩個主軸方向的變形特性和剛度要均勻；②高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的構(gòu)成變化及豎向斷面要均勻。即高層建筑主體結(jié)構(gòu)的的層剪切剛度要均勻，這樣即使一些薄弱層受到破壞，但是結(jié)構(gòu)整體不會受到破壞；③對高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)進行平面布置時，同一主軸方向各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度的均勻，同時要避免布置一些剛度延性差如長窄的實體剪力墻結(jié)構(gòu)。不過這種結(jié)構(gòu)也是滿足不了剛度和對稱性要求，同時由于個別結(jié)構(gòu)剛度大，在地震時能夠吸收極大的能量會被破壞，從而被導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的破壞。但是如果同一主軸方向的各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度均勻，那么水平荷載作用下應(yīng)力分布也會比較均勻，從而實現(xiàn)高層建筑體系的抗震性能。
⒊建筑結(jié)構(gòu)體系合理性選擇。在對高層建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時首先要考慮其結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，因為結(jié)構(gòu)的合理性直接決定對高層建筑的安全性及經(jīng)濟性。①對樓屋蓋梁系進行布置時，要分析那條是最短路徑使垂直重力荷載傳遞到豎向構(gòu)件墻 柱上去；②豎向構(gòu)件的布置。在垂直重力荷載作用下要盡量使豎向構(gòu)件的壓應(yīng)力水平均勻，這樣可以避免豎向構(gòu)件間壓應(yīng)力的二次轉(zhuǎn)移。垂直重力荷載下對豎向構(gòu)件的這種布置是是最合理優(yōu)化的布置；③轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的布置。要使上部結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件所生成的垂直重力荷載通過最少的轉(zhuǎn)換層到達下部結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件；另外要明確整體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)體系也應(yīng)該有多道抗震防線及合理的剛度。
四、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性設(shè)計分析
為提高高層建筑結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性水平要注意一下幾點。①對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)置時要堅持“強柱弱梁”的原則；②限制剪壓比?，F(xiàn)階段的鋼筋混凝土構(gòu)件斜截面受剪承載力的設(shè)計表達式是由斜截面上箍筋能達到抗拉屈服強度及其受剪承載力隨配箍特征值的增長所決定的。但是較大的配箍特征值使其不能充分發(fā)揮其強度特性，也會影響剪壓比對構(gòu)件變形性能，所以對剪壓比限制，也是滿足構(gòu)件最小截面的要求；③軸壓比限制。軸壓比不但控制偏心受拉邊鋼筋抗拉的強度，而且也是受壓區(qū)混凝土邊緣達到其極限壓應(yīng)變的重要指標。無數(shù)次實驗證明，軸壓比越大柱的變形能力越小，尤其在高軸壓比下，通過增加箍筋來改善柱變形能力這種方式收效甚微。 因此，高層建筑結(jié)構(gòu)想要有比較好的抗震性，就應(yīng)限制偏心受壓構(gòu)件的軸壓比。同時也要特別注意影響高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性的其他因素包括剪跨比、混凝土鋼筋材料、縱向鋼筋配筋率、配箍率、箍筋型式鋼筋連接、錨固方式等，要保證這些方面都應(yīng)滿足高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的要求。
結(jié)論
土木工程技術(shù)人員在對高層建筑的研究及設(shè)計中，應(yīng)該站在對建筑的整體宏觀角度出法，在對建筑的整個設(shè)計過程中科學(xué)合理的運用概念設(shè)計，對建筑的功能、安全可靠性、經(jīng)
濟合理、美觀藝術(shù)性等方面具體的考慮并且在對建筑進行設(shè)計時不但要考慮其抗震結(jié)構(gòu)的造價，也要考慮其經(jīng)濟、社會效益，，創(chuàng)造出安全、經(jīng)濟的具有最優(yōu)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的高程建筑。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】 延性抗震等級
【Abstract】 Inthispaper,theauthorsanalyzedthereasonsofA buildingwithmultipleseismicgradeintheengineeringdesign。
【Key words】 Ductility ; Seismicgrade
建造于有抗震設(shè)防要求地區(qū)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓房，在工程設(shè)計時，通常要求應(yīng)有較好的延性。延性是衡量結(jié)構(gòu)是否具有良好耗能能力的一個重要指標，一般指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載能力不降低或基本不降低、且具有足夠塑性變形能力的一種性能。然而結(jié)構(gòu)的延性是不能通過計算精確得到的，而是通過加強構(gòu)造措施的方法來保證結(jié)構(gòu)的延性，所以在不同的情況下，構(gòu)件的延性要求是不同的，在地震作用強烈或是對地震作用敏感的地方延性的要求應(yīng)高一些，重要的、震害造成損失較大的結(jié)構(gòu)，延性的要求也應(yīng)高一些，反之，延性的要求可適當?shù)慕档?。前面說過，因為延性不是通過計算得到的，所以為了在工程設(shè)計的過程中做到安全適用、經(jīng)濟、合理，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011-2001）與《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JG 3-2002）采用了對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)區(qū)分抗震等級（特一級、一級、二級、三級、四級）的辦法，不同的抗震等級的構(gòu)造措施不同，從而在宏觀上對結(jié)構(gòu)的不同延性要求加以區(qū)別。
對于一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的樓房我們是怎樣確定它的抗震等級而來保證它的延性呢？這里我們先來解釋一下三個重要概念： ①抗震措施：除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設(shè)計內(nèi)容，包括抗震構(gòu)造措施；②抗震構(gòu)造措施：根據(jù)抗震概念設(shè)計原則，一般不需計算而對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細部要求；③抗震等級：它是結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)防的標準，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的樓房應(yīng)根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級，并應(yīng)符合相應(yīng)的計算、構(gòu)造措施和材料要求。從上面的概念介紹我們可以看出抗震措施包括的內(nèi)容比較廣泛一些，它主要有場地選擇、內(nèi)力的調(diào)整、結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置與一些增大延性的措施；而抗震構(gòu)造措施包括范圍相對來說要小一些，如限制最大軸壓比、最小體積配箍率等。對于抗震等級，在同等設(shè)防烈度和房屋高度的情況下，不同的結(jié)構(gòu)類型，其次要抗側(cè)力構(gòu)件的抗震等級可低于主要抗側(cè)力構(gòu)件，當然在實際工程設(shè)計中，也可根據(jù)具體需要來提高局部某些構(gòu)件的抗震等級。掌握這三個概念之后，我們就可以根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011-2001）或《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JG 3-2002）來確定任何一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓房的抗震等級而不會出錯。下面我們來通過三個案例來說明確定樓房的抗震等級應(yīng)注意的問題，并且通過案例看出同一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的樓房有多個抗震等級的情況。
【案例一】：某框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)防分類標準為丙類，總高為28米，層數(shù)為9層，所處地區(qū)的場地類別為II類，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本加速度為0.10g，確定該房屋的抗震等級。
主要考慮過程如下：根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的第6.1.1條可以看出，房屋的高度是滿足要求的，因該房屋的抗震設(shè)防分類標準為丙類，所以可以直接根據(jù)表6.1.2查出此房屋的抗震等級為：框架部分為三級，剪力墻部分為三級。從這個案例我們可以看出這個樓房有兩個抗震等級，抗震措施與抗震構(gòu)造措施所用的抗震等級是相同的。
【案例二】：某框架結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)防分類標準為丙類，總高為28米，層數(shù)為9層，所處地區(qū)的場地類別為III類，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本加速度為0.15g，確定該房屋的抗震等級。
主要考慮過程如下：根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的第6.1.1條可以看出，房屋的高度是滿足要求的，因該房屋的抗震設(shè)防分類標準為丙類，根據(jù)表6.1.2查出此房屋的抗震等級為三級，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》3.3.3條，當建筑場地為Ⅲ時，對設(shè)計基本地震加速度為0.15g的地區(qū)，除本規(guī)范另有規(guī)定外,宜分別按抗震設(shè)防烈度8度(0.20g)時各類建筑的要求采取抗震構(gòu)造措施，所以該房屋當確定抗震構(gòu)造措施時所用的抗震等級為二級。從這個案例我們可以看出這個樓房也有兩個抗震等級，但抗震措施與抗震構(gòu)造措施所用的抗震等級是不相同的；當進行內(nèi)力的調(diào)整時，所用的抗震等級為三級，當確定構(gòu)件的最大軸壓比、最小體積配箍率時，所采用的抗震等級為二級，雖然本案例的抗側(cè)力構(gòu)件為單一的構(gòu)件（框架），但它仍然有兩個抗震等級，從而來保證結(jié)構(gòu)的延性。下面我們通過【案例三】來說明同一棟樓房有更多的抗震等級和更為復(fù)雜的情況。
【案例三】：某框支剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)防分類標準為丙類，總高為60米，層數(shù)為18層，所處地區(qū)的場地類別為III類，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本加速度為0.15g，轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置在2層，確定該房屋的抗震等級。
關(guān)鍵詞：高層建筑；混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計問題；優(yōu)化措施
近年來，在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，許多專家投入了大量的研究，并取得了一些成效，尤其是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件方面。然而，到目前為止仍然沒有一個成熟精確的數(shù)學(xué)模型，既可以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范要求及設(shè)計人員習(xí)慣，又能夠使得結(jié)構(gòu)最優(yōu)化。人們普遍認為，當結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力達到最大承載力時，其結(jié)構(gòu)是最優(yōu)的。而在現(xiàn)實設(shè)計中要達到這個要求，往往需要設(shè)計者以結(jié)構(gòu)構(gòu)件為目標，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行優(yōu)化設(shè)計，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計最優(yōu)化，從而達到降低工程造價的目的。
1 工程概況
本工程為32層住宅樓，地下1層，層高為3.8m，地上1層層高7.1m，2層層高3.8m，3層以上層高為2.9m。采用剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為7度，結(jié)構(gòu)嵌固端選取于地下室頂板處。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題分析
（1）根據(jù) GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，在圖1中，l/Bmax=7100/住宅優(yōu)化前的平面圖18900=0.376，由于大于0.35，因此可以判斷平面屬于凹凸不規(guī)則類型。另外，經(jīng)過初步計算得知，在滿足墻肢加長的條件下，首層墻體的厚度擬取400mm，也難以滿足側(cè)向剛度比的要求，由此也可以判斷豎向為側(cè)向剛度不規(guī)則類型。由此可見，本工程有兩項不能滿足規(guī)則性的要求，應(yīng)按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010中的規(guī)定，需要對水平地震作用下的內(nèi)力進行調(diào)整，并對薄弱部位采取加強措施。筆者認為，若不能合理優(yōu)化平面形狀，盲目采取一些加強措施，必然會造成不必要的經(jīng)濟損失。
（ 2 ） 對圖1的剪力墻布置進行分析得知，核心筒位置的墻體布置數(shù)量較多，剛度較大。通過建模和計算，得出Y-5%震偶然偏心作用下Y方向位移角的比值和最大層間位移角，以及X，Y方向最大層間位移角，其計算數(shù)據(jù)見表1。
根據(jù)表1中分析，住宅結(jié)構(gòu)平面中核心筒處的剪力墻數(shù)量有消減現(xiàn)象。對結(jié)構(gòu)中部的剛度有一定的消弱作用，這樣不僅有利于對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)進行控制，而且可以大大降低工程造價。假如所有墻體的厚度為200mm，如果對核心筒處的部分墻體進行消減，將會大幅度地減少混凝土用量及對原有墻體鋼筋進行扣除，其具有一定的經(jīng)濟性。除此之外，有部分工程師為減低造價，每隔幾層逐步縮短墻肢長度，如每隔5～7層縮短一次；但值得注意的是，要對結(jié)構(gòu)位移比、軸壓比等進行嚴格檢查，《高規(guī)》3.5.4條：抗震設(shè)計時，結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件宜上、下連續(xù)貫通（其條文說明指出“上下不連續(xù)”對抗震不利）；同時要確保墻肢長度應(yīng)不小于墻體厚度的8倍，以避免造成墻體變成短肢剪力墻；故不推薦此做法。另外需要指出的是：當各項指標允許的情況下，墻長5～7米的較長剪力墻，宜開洞以削弱其剛度；線剛度為，當兩墻墻長（b）之比為2時，剛度之比為8，彎曲應(yīng)力之比約為2；據(jù)“按剛度分配”的原則，其承擔的水平力過多 ，易在地震時首先破壞然后使建筑結(jié)構(gòu)剛度及承載力大幅削弱，進而逐個擊破；風(fēng)荷載控制時，邊緣構(gòu)件因過大的彎曲應(yīng)力“反復(fù)拉壓”而造成裂縫過大。
3 優(yōu)化措施
3.1 形狀優(yōu)化
根據(jù)GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定：在高層建筑結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，需要確保結(jié)構(gòu)平面形狀的簡單化和規(guī)則化，剛度分布要均勻，平面不宜過長，突出部分長度不宜過大，見表2；同時，要確保建筑的豎向體型的均勻性，避免外挑和內(nèi)收過大，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度要平衡，變化要均勻，盡量避免采用豎向布置不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。例如，如果高層建筑的結(jié)構(gòu)平面布置和豎向布置較均勻且規(guī)則，其各項指標的校核驗算也容易達到規(guī)范的要求，反之，各項指標難以達到規(guī)范要求。還可能造成墻柱截面過大，建筑重量嚴重超標，從而增加了工程造價，同時對建筑的使用功能影響較大。
另外，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員一定要重視概念設(shè)計，要確保概念設(shè)計在建筑方案設(shè)計階段介入，并結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的特點，在滿足適用、美觀的情況下，合理布置建筑結(jié)構(gòu)的平面和豎向，在進行平面和豎向布置時，要堅持“簡單、規(guī)則和均勻”原則。以設(shè)計出合理的剛度和承載力，盡量避免由于局部削弱而造成薄弱部位的結(jié)構(gòu)體系。這樣有利于不斷優(yōu)化施工圖設(shè)計階段的截面尺寸。
3.2 剪力墻平面布置
在布置剪力墻平面時，應(yīng)注意以下幾點：第一，在住宅結(jié)構(gòu)平面布置過程中，不僅要滿足建筑的使用功能，而且要沿周邊均勻布置剪力墻。剪力墻的布置要位于建筑物的電梯間、樓梯間、平面形狀變化較大的部位，且確保剪力墻之間的距離不能過大。第二，在剪力墻結(jié)構(gòu)布置中，需要沿主軸方向進行布置，對于抗震設(shè)計的剪力墻結(jié)構(gòu)，盡量避免采用單向的布置形式。第三，在剪力墻布置時，要確保墻肢截面簡單化、規(guī)則化，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不宜過大。第四，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)盡量減少短肢剪力墻的數(shù)量，不能全部使用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。第五，一字型墻軸壓比較大時，墻體穩(wěn)定性驗算難以通過，材料利于率低，故盡量改為L型。
4 結(jié)語
綜上所述，本文針對高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計分析，從中可以得知，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的核心主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)整體和局部的概念，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)“先整體后局部”的設(shè)計理念，做好結(jié)構(gòu)整體和局部的協(xié)調(diào)工作，以提高結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全度和經(jīng)濟性。
參考文獻
[1]《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 GB50011-2010.
[2]《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3-2010）.
關(guān)鍵詞：PKPM、工程應(yīng)用
近些年來PKPM系列結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件在我單位結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用的越來越廣泛，由于一些結(jié)構(gòu)的特殊情況（如空曠結(jié)構(gòu)、錯層結(jié)構(gòu)、斜板結(jié)構(gòu)等），設(shè)計人員往往會在設(shè)計過程中存在對軟件的編制依據(jù)、模型假定以及規(guī)范理解等方面出現(xiàn)偏差。下面我將談?wù)勎覍KPM軟件的理解與應(yīng)用。
一、結(jié)構(gòu)建模的一些注意事項
1. 當利用已有軸線偏移復(fù)制新軸線或刪除多余軸線后，重新生成網(wǎng)點。
2. 兩節(jié)點之間只能有一個桿件相連。有弧形梁的情況時應(yīng)在弧形梁上設(shè)置一個或多個節(jié)點。
3. 斜支撐輸入時應(yīng)注意，斜支撐端點應(yīng)在樓層處，不應(yīng)按標高輸入在層間柱上。
4. 當輸入斜梁或不與樓面等標高的梁時，如果不仔細檢查，可能出現(xiàn)梁在兩端不與任何構(gòu)件相連的情況，既梁被懸空，或懸挑梁的情況，與設(shè)計意圖不符合。
5. 除結(jié)構(gòu)頂層外，用上節(jié)點高、梁頂標高、錯層斜梁等命令形成的斜梁，不能跨越本標準層，否則將計算錯誤。
6. 錯層結(jié)構(gòu)的模型輸入。當錯層高度不大于框架梁的截面高度時，可忽略錯層的影響，可以歸為同一樓層參加結(jié)構(gòu)計算，這一樓層的標高可近似取兩部分樓面標高的平均值；當錯層高度大于框架梁的截面高度時，各部分樓板應(yīng)作為獨立樓層參加整體計算，不要歸并為一層。
7. 層間梁不能用來做錯層處理。目前軟件只能用層間梁傳遞荷載。
二、荷載輸入中的一些注意事項
1. 所有荷載均輸入標準值，而不是設(shè)計值。軟件按規(guī)范進行荷載組合。
2. 樓面均布恒載和活載必須分開輸入。否則無法按規(guī)范進行荷載組合以及各種活載折減、活載不利布置等計算。
樓面均布恒載應(yīng)包含樓板自重否則應(yīng)選擇讓程序自動計算。
4. 預(yù)制板自動按單向傳力。
5.“荷載定義”項中程序提示“是否計算活載”應(yīng)注意目前軟件填“1”為計算，填“0”為不計算活載。
6.“全房間開洞”導(dǎo)荷時該房間荷載將被扣除，而“板厚為0” 導(dǎo)荷時該房間荷載仍能導(dǎo)算到梁、墻上，不被扣除，但在畫平面圖時不會畫出板配筋。
7. 程序未自動考慮梁樓面活荷載折減，如果需要進行樓面梁的活荷載折減，應(yīng)在荷載導(dǎo)算時將活荷載折減項選上，并點取“設(shè)置折減參數(shù)”，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》選擇所需折減項。
8. 荷載輸入中房間的導(dǎo)荷方式總是單向?qū)愕脑?，此時應(yīng)注意查看此房間是否布置有預(yù)制板或是否把屈服線的角度設(shè)置為“0”了。
三、磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計
PM8可以進行磚混結(jié)構(gòu)和磚混底框結(jié)構(gòu)的計算，磚混底框結(jié)構(gòu)在設(shè)計時應(yīng)注意《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001（2008年版）中第7.1.8條、7.5.5條的規(guī)定。下面對采用PMCAD軟件進行磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)注意的事項做一說明：
1．在磚混結(jié)構(gòu)建模時，構(gòu)造柱應(yīng)輸入。在按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50003-2011第6.1節(jié)和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001（2008年版）第7.2節(jié)進行高厚比驗算和截面抗震承載力計算時，構(gòu)造柱均有作用。
2．對于設(shè)變形縫的磚混結(jié)構(gòu)，應(yīng)分別建模計算。
3．磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱基礎(chǔ)的計算。磚混結(jié)構(gòu)一般做墻下條形基礎(chǔ)，構(gòu)造柱下一般不單獨做獨立基礎(chǔ)。
4．磚混結(jié)構(gòu)的井字梁樓蓋的計算。這種結(jié)構(gòu)形式只能簡化計算。
四、結(jié)構(gòu)分析部分計算參數(shù)的合理選取和計算原則
1. 對于高層建筑結(jié)構(gòu)當豎向恒載一次性加載上時，其上部的豎向位移往往偏大，為了協(xié)調(diào)豎向位移，有時會出現(xiàn)拉柱或梁沒有負彎矩的情況（層數(shù)較多時頂部幾層中間支座將出現(xiàn)較大沉降，與其相連的梁支座不出現(xiàn)負彎矩或負彎矩較小，常常不能正確地完成梁的支座配筋）。而在實際施工過程中，豎向恒載是一層一層作用的，并在施工中逐層找平，下層的變形對上層基本上不產(chǎn)生影響。結(jié)構(gòu)的豎向變形在建造到上部時已經(jīng)基本完成，因此實際上不會產(chǎn)生一次性加荷載所產(chǎn)生的異常現(xiàn)象。程序?qū)ωQ向恒載作用專門做了處理，可以考慮施工加荷的這種因素。對于一般的多、高層建筑來說，應(yīng)選擇模擬施工荷載。
2.《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》以及《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中均有規(guī)定，在計算結(jié)構(gòu)的位移比和周期比時采用剛性樓蓋。
3. 結(jié)構(gòu)基本周期主要是計算風(fēng)荷載用的，程序是按照規(guī)范經(jīng)驗公式計算出缺省值，可以修改。
4. 地震信息中有關(guān)參數(shù)的選取
4．1 扭轉(zhuǎn)藕連信息項。
程序給出非藕連和藕連兩個選項。對大多數(shù)結(jié)構(gòu)來說，應(yīng)該選擇考慮扭轉(zhuǎn)藕連。
4．2 地震烈度和抗震等級。
對于計算地震作用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001（2008年版）第3.1.3條和第6.1.2條、第6.1.3條的規(guī)定執(zhí)行。簡單來說，地震烈度除甲類建筑外，其它各類建筑的地震烈度應(yīng)取本地區(qū)抗震設(shè)防烈度；抗震措施，當設(shè)防烈度為6～8度時，甲、乙類建筑應(yīng)符合本地區(qū)設(shè)防烈度提高一度的要求，丙類建筑不提高。
4．3 偶然偏心選擇。
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010第3.4.5條規(guī)定，計算單向地震作用時應(yīng)考慮偶然偏心的影響，附加偏心距取與地震作用方向垂直的建筑物邊長的5%。建議對于層數(shù)較多的多層建筑和高層建筑應(yīng)考慮偶然偏心，對于單層及層數(shù)較少的平面規(guī)則的建筑考慮了扭轉(zhuǎn)藕連時，可不考慮偶然偏心。另外需注意的是，當計算雙向地震作用時，可不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響。
關(guān)鍵詞：彈性分析 彈塑性分析 延性比
高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計計算采用兩階段設(shè)計計算法。第一階段為多遇地震作用下的彈性分析，驗算構(gòu)件的承載力和穩(wěn)定以及結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移；第二階段為罕遇地震下的彈塑性分析，驗算結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移和層間側(cè)移延性比。通過第一階段多遇地震作用下的彈性計算分析，可確保結(jié)構(gòu)處在彈性狀態(tài)下，確保小震不壞；在第一階段多遇地震作用下的彈性計算分析的基礎(chǔ)上通過內(nèi)力挑整，做到強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)件以及相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，從而達到中震可修的準則。通過第二階段為罕遇地震下的彈塑性分析，驗算結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移和層間側(cè)移延性比來確保結(jié)構(gòu)在大震作用下不倒塌。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計計算通過采用兩階段設(shè)計計算法來滿足抗震設(shè)計的三準則則：大震不倒，中震可修，小震不壞。本文簡要概述高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計的兩階段設(shè)計計算法及結(jié)構(gòu)內(nèi)力調(diào)整。
1.第一階段（彈性階段）的計算分析要點
一、計算分析：
高度不超過40m且平面和豎向較規(guī)則的以剪切型變形為主的建筑，可采用現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011-2010）規(guī)定的地震作用和底部剪力法計算地震作用效應(yīng)。
高度不超過60m且平面和豎向較規(guī)則的建筑，以及高度超過60m的建筑預(yù)估截面時，可采用本規(guī)程規(guī)定的地震作用和底部剪力法計算地震作用效應(yīng)。
高度超過60m的建筑，應(yīng)采用振型分解反應(yīng)譜法計算地震作用效應(yīng)。
豎向特別不規(guī)則的建筑，宜采用時程分析法作補充計算地震作用效應(yīng)。在彈性階段抗震計算中阻尼比按如下原則選?。篴.高度不大于50m時取0.04；b.高度大于50m小于200m時取0.03；3)高度不小于于200m時取0.02；當偏心支撐框架部分承擔的地震傾
覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%時，其阻尼比可在上述基礎(chǔ)上相應(yīng)增加0.005。
當進行結(jié)構(gòu)彈性分析時，宜考慮現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板與鋼梁的共同工作，且在設(shè)計中應(yīng)使樓板與鋼梁間有可靠連接。
二、地震作用效應(yīng)組合：
進行構(gòu)件承載力驗算時，其荷載或作用的分頂系數(shù)應(yīng)表1的規(guī)定采用，并應(yīng)取各構(gòu)件可能出現(xiàn)的最不利組合進行截面設(shè)計。
計當進行結(jié)構(gòu)側(cè)移驗算時，應(yīng)取與構(gòu)件承載力驗算相同的組合，但各荷載或作用的分項系數(shù)應(yīng)取1.0；
三、結(jié)構(gòu)地震作用下的內(nèi)力和變形分析：
1）高層鋼結(jié)構(gòu)彈性層間位移角不超過1/250，結(jié)構(gòu)平面端部構(gòu)件最大側(cè)移，不得超過質(zhì)心側(cè)移的1.3倍。
2）框架梁可按梁端截面的內(nèi)力設(shè)計。對工字形截面柱，宜計入梁柱節(jié)點域剪切變形對結(jié)構(gòu)側(cè)移的影響；中心支撐框架和不超過50m的高層鋼結(jié)構(gòu)，其層間位移計算可不計入梁柱節(jié)點域剪切變形的影響。
3)鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)的斜桿可按端部鉸接桿計算；框架部分按計算得到的地震剪以調(diào)整系數(shù)，達到不小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的25%和框架部分地震剪力最大值1.8倍二者的較小者。
4)在結(jié)構(gòu)平面的兩個主軸方向分別計算水平地震效應(yīng)時，角柱和兩個方向的支撐或剪力墻所共有的柱構(gòu)件，其水平地震作用引起的構(gòu)件內(nèi)力，應(yīng)在按第(1)規(guī)定調(diào)整的基礎(chǔ)上再提高30％；
5）中心支撐框架的斜桿軸線偏離梁柱軸線交點不超過支撐桿件的寬度時，仍可按中心支撐框架分析，但應(yīng)計及由此產(chǎn)生的附加彎矩；人字形和V形支撐組合的內(nèi)力設(shè)計值應(yīng)乘以增大系數(shù)，其值可采用1.5。
6）偏心支撐框架構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計值，應(yīng)按下列要求調(diào)整：a. 支撐斜桿的軸力設(shè)計值，應(yīng)取與支撐相連接的消能梁段達到受剪承載力時支撐斜桿軸力與增大系數(shù)的乘積，其值在8度及以下時不應(yīng)小于1.4，9度時不應(yīng)小于1.5；b. 位于消能梁段同一跨的框架梁內(nèi)力設(shè)計值，應(yīng)取消能梁段達到受剪承載力時框架梁內(nèi)力一增大系數(shù)的乘積，其值在8度及以下時不應(yīng)小于1.5，9度時不應(yīng)小于1.6；c. 框架柱的內(nèi)力設(shè)計值，應(yīng)取消能梁段達到受剪承載力時柱內(nèi)力與增大系數(shù)的乘積，其值在8度及以下時不應(yīng)小于1.5，9度時不應(yīng)小于1.6。
8）內(nèi)藏鋼支撐鋼筋混凝土墻板和帶豎縫鋼筋混凝土墻板應(yīng)按有關(guān)規(guī)定計算，帶豎縫鋼筋混凝土墻板可僅承受水平荷載產(chǎn)生的剪力，不承受豎向荷載產(chǎn)生的壓力。
9）鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層下的鋼框架柱，地震內(nèi)力應(yīng)乘以增大系數(shù)，其值可采用1.5。
10）驗算在多遇地震作用下整體基礎(chǔ)（筏形或箱形基礎(chǔ)）對地基的作用時，可采用底部剪力法計算作用于地基的傾覆力矩，其折減系數(shù)宜取0.8。
11）計算傾覆力矩對地基的作用時，不應(yīng)考慮基礎(chǔ)側(cè)面回填土的約束作用。
四、構(gòu)件地震作用效應(yīng)驗算：
S≤R/γG
構(gòu)件承載力的抗震調(diào)整系數(shù)(表2)。
2.第二階段（彈朔性階段）的計算分析要點
對于第二階段（彈朔性階段）的計算分析：應(yīng)采用時程分析法計算結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)，其結(jié)構(gòu)計算模型可以采用桿系模型，剪切型層模型、剪彎型層模型或剪彎協(xié)同工作模型。當采用時程分析法時，時間步長不宜超過輸入地震波卓越周期的1/10，且不宜大于0.02s。鋼結(jié)構(gòu)阻尼比可取0.05；當進行高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)分析時，其恢復(fù)力模型可由試驗或根據(jù)已有的資料確定；鋼柱及梁的恢復(fù)力模型可采用二折線型，其滯回模型可不考慮剛度退化。鋼支撐和耗能梁段等構(gòu)件的恢復(fù)力模型，應(yīng)按桿件特性確定。鋼筋混凝土剪力墻、剪力墻板和核心筒，應(yīng)選用二折線或三折線型，并考慮剛度退化。當采用層模型進行高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)分析時，應(yīng)采用計入有關(guān)構(gòu)件彎曲、軸向力、剪切變形影響的等效層剪切剛度，層恢復(fù)力模型的骨架線可采用靜力彈塑性方法進行計算，并可簡化為折線型，要求簡化后的折線與計算所得骨架線盡量吻合。在對結(jié)構(gòu)進行靜力彈塑性計算時，應(yīng)同時考慮水平地震作用與重力荷載。構(gòu)件所用材料的屈服強度和極限強度應(yīng)采用標準值；當進行高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的彈塑性時程反應(yīng)分析時，應(yīng)計入二階效應(yīng)對側(cè)移的影響。
高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的第二階段抗震設(shè)計，應(yīng)滿足下列要求：
1）結(jié)構(gòu)層間側(cè)移不得超過層高的1/70；
2）結(jié)構(gòu)層間側(cè)移延性比不得大于下表規(guī)定(表3)。
2.結(jié)語
我國現(xiàn)已進高層鋼結(jié)構(gòu)房屋建設(shè)的快速發(fā)展階段，同時我國是一個地震多發(fā)國家，把握好抗震設(shè)計理念，掌握好高層建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計計算的兩階段設(shè)計計算方法，把握抗震設(shè)計的三準則：大震不倒，中震可修，小震不壞；保護好人民財產(chǎn)和生命安全是每個結(jié)構(gòu)設(shè)計師責(zé)任；本文對高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的計算要點作了簡要概述，對規(guī)范概念做了簡要梳理。
參考文獻
[1] 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》.GB50011-2010.
