高层建筑抗震规范范文

导语：如何才能写好一篇高层建筑抗震规范，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：建筑抗震设计；发展与背景；最新修订；注意的方面

中图分类号：TU2文献标识码： A

引言

继唐山大地震，近年来我国陆续又发生大规模的严重地震，不断在敲响建筑抗震的警钟，《建筑抗震设计规范》也在我过建筑科技科研人员的精心研究下，做出了一次又一次的改动变更。随着科技的进步与经济的发展，在人民政府的带动下，越来越多的高层住宅，高层办公用楼等高层建筑陆续出现在了我们的视线中。所以为了人民更安全的生活，我们需要在高层建筑的设计上响应规范的微调，做出一些变化。本文结合了《建筑抗震设计规范》的发展进程与最新的修改，对于高层建筑的抗震设计给出了一些新的见解。

1 《建筑抗震设计规范》的发展与背景

我国最早期的建筑工程抗震设计主要参考苏联的《地震区建筑抗震设计规范》。1959年和1964年,我国曾两次起草并拟定了包括各类工程结构的《地震区建筑抗震设计规范》(草案),虽然未正式颁布,但对以后的工程抗震设计仍起了重要的作用[1]。而后，随着国力的发展与技术的提高，我国于1974年正式颁布了第一本工程抗震设计规范――TJ11―74《工业与民用建筑抗震设计规范》(试行)。1978年,TJ11―78《工业与民用建筑抗震设计规范》(简称《78规范》)[2],国家建委批准颁布。1989年,GBJ11―89《建筑抗震设计规范》(简称《89规范》)[3]，建设部批准颁布。1990年开始实施,并于1993年作局部修订。2001年,GB50011―2001《建筑抗震设计规范》(简称《2001规范》)[4],建设部和国家质检总局联合。于2008年5・12汶川地震后作了局部修订,成为GB50011―2001《建筑抗震设计规范》(2008版本)[5]。2010年,GB50011―2010《建筑抗震设计规范》,目前已完成报批手续。我国在建筑工程抗震设计领域的规范基本成型。

2 建筑抗震设计规范的最新修订

修订主要依据住房和城乡建设部建标[2006]77号文件通知进行的。于2007年7月对《2001规范》开始修订,2008年4成初稿。而2008年5月12日发生了汶川地震,面向全国征求意见的修订计划工作暂时中断,但是编制组成员迅速进入灾区开展震害调查,取得大量的建筑破坏资料数据,为规范修订提供宝贵而珍重的参考。震害资料显示,建设规划选址应充分考虑各种地质情况影响,中、小学校舍和医院等重要建筑应提高抗震设防类别,各类结构的重要部位和薄弱部位、例如楼梯间等应予加强,结构防止连续倒塌和强柱弱梁设计问题应予重视等等。根据住房和城乡建设部落实国务院《汶川地震灾后恢复重建条例》的要求,在认真总结建筑震害经验的基础上,对《2001规范》作了应急的局部修订,于2008年7月30日颁布了GB50011―2001(2008版)《建筑抗震设计规范》。局部修订的修订内容有:

(1)依据地震动参数区划图的局部修订,对四川、陕西、甘肃地震灾区的设防烈度予以变更;

(2)增加山区场地建筑抗震设计的专门要求;

(3)从概念设计的角度,提出建筑结构体系需要注意和改进之处;

(4)提高楼梯间抗震安全性的对策;

(5)抗震结构材料性能和施工要求的局部调整；

(6)增加一定数量的强制性条文。

在完成2008版局部修订之后,《2001规范》的修订工作步入正轨,认真吸取汶川地震的震害经验,按要求于2009年12月完成审查并报批。2008版和2009年修订基本延续了《2001规范》的主要抗震设计理念和方法。

3 高层建筑抗震设计中应该注意的方面

3.1结构体系与材料的选用

在地震常发区，建筑结构体系或材料的选用是否合理是人们特别关注的事情。在我国，低于150 米的建筑采用的结构体系主要有三种：筒中筒、框―筒和框架―支撑体系。其它国家的高层建筑也常采用这些体系。但国外建筑大多都是钢结构建筑，而我国钢筋混凝土建筑的比例高达9 成。如此高的钢筋混凝土结构及混合结构，国内外对如此高比例的钢筋混凝土建筑的抗地震作用并没有很好的经验。混式结构的钢筋混凝土内筒常常要承受70%至90%的震层剪力。采用钢筋混凝土核心筒结构，则应将钢筋混凝土结构的位移限值作为变形控制的基准；但因为此结构的弯曲变形侧移比较大，采用刚度较小的钢框架协助减小侧移的方式，不仅效果不明显，而且会使钢结构负担显著增大，有时必须通过设置伸臂结构或增加混凝土筒的刚度的方式产生加强层才能达到规范的侧移限值；如果柱距或结构体系发生变化时，就应设置结构转换层。转换层和加强层产生的大刚度容易造成结构刚度的突变，往往会造成柱构件剪力的突然加大，外框架柱连接处与转换层构件或加强层伸臂之间很难保证强柱弱梁。因此要慎重选择转换层和加强层的结构模式，尽可能降低它们的刚度，避免其造成的不利影响

3.2场地和地基的选择

建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响，是建筑抗震设计的基础，在进行建筑场地以及地基的选择时，应该充分了解当地的地震活动情况，对当地的地质情况进行有效性、科学性的勘察，在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价，评估当地的抗震设计等级，对一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避，而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施，在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或是其它具有较高密实度的基土，从而提高建筑地基的抗震能力，尽可能的避开不利于抗震的软性地基土，对于一些达不到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造，使其能够符合相应的标准。

3.3建筑结构的规则性

在进行建筑结构设计的过程当中，应该尽可能的按照规则来，尤其是抗侧力结构应该尽可能的简单化，从而保证可靠性和承载力分布的均匀性；建筑结构的平面布置应该选择形状比较规则的图形，这样在发生地震的时候能够确保建筑整体的承载力均匀分布；应该尽可能的避免不规则的结构平面，造成建筑结构质心和刚心出现交错，这样一旦出现地震；一些和刚心距离比较大，刚度不足的构件就会发生侧移，受到较大的地震力的影响，有可能因为承受不住而发生损坏，最终导致建筑由于某个构件的损坏而发生倾斜和倒塌，为了防止抗侧力结构横向刚度突然出现变化，应该使垂直方向的抗侧力的截面积从上到下逐渐的递减。

3.4楼梯间设计的加强

楼梯的结构是直接或间接与主体结构相连的,例如，对于框架结构房屋，楼梯事实上是主体框架结构的一部分，在地震作用下，斜向构件梯段板也要承受剪力，这有可能导致梯段板断裂。梯段板通常有半个层高，两个标高处的水平位移有差值，容易使梯段板拉裂。另外，其各跑段梯段板的振型不一定相同和同步，容易导致梯段板底部受力钢筋与梯段板分离，钢筋断裂，还可能导致平台梁受扭破坏。在框架结构楼梯中由于存在休息平台，易形成短柱*除此以外，楼梯间高度相当于1.5个层高，这也会对楼梯间的稳定性造成影响.施工缝的留置也可能会影响楼梯的稳定性。多层民用房屋结构中，楼梯多为现浇板式结构，楼梯的施工应与楼房其他主体结构的施工同步进行，才能保证房屋的主体结构安全和抗震效果。这样，在楼梯中就不可避免地留置一定数量的施工缝，施工缝的留置位置和支模方法直接关系到主体工程质量和施工难易程度。

为加强楼梯间的整体性及墙体的稳定性，以增强其空间刚度，应加强纵横墙体之间的可靠连以限制墙体裂缝的产生，发展及倒塌。

（1）顶层楼梯间墙体应沿墙高每隔500mm设2Φ6通长钢和Φ4分布短钢筋平面内点焊组成的拉结网片或Φ4点焊网片；7~9度时，其他各层楼梯间墙体在休息平台或楼层半高处设置60mm厚、纵向钢筋不应少于2Φ10的钢筋混凝土带或配筋砖带；配筋砖带不少于3皮，每皮的配筋不少于2Φ6，砂浆强度等级不应低于M7.5且不低于同层墙体的浆强度等级。

（2） 楼梯间及门厅内墙阳角处的主梁支承长度不应小于500mm并应与圈梁连接。

（3）突出屋顶的楼梯间，除其构造柱应伸到顶部!并与顶部圈梁连接外，所有墙体应沿墙高隔2Φ6通长钢和Φ4分布短钢筋平面内点焊组成的拉结网片或Φ4点焊网片。

4 结语

我国的《建筑抗震设计规范》还会在今后的实践中吸取更多的经验，从而成长的更加成熟，而高层建筑的成熟也将称为这我国走向小康社会的鲜明符号。在高层建筑的设计上积极响应《建筑抗震设计规范》是对人民群众安全的责任。从长远角度看，开发各种合理的实用可行抗震设计策略，是一件非常重要且有意义的事情。

参考文献

[1]TJ11-74 工业与民用建筑抗震设计

[2]GB 50011-2001 建筑抗震设计规范[S].2008版

[3]王亚勇 《建筑抗震设计规范》的发展沿革和最新修订 《建筑结构学报》 2010年6月

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[关键词]：高层建筑；结构体系；结构抗震设计；概念设计；结构选型；

中图分类号：TU208文献标识码： A

近年来，中国建筑行业疾速发展，高层建筑逐渐成为建筑行业的主要发展趋势。期间，高层钢结构的建筑也在不断的发展，高层钢结构常用框架体系、双重抗侧力体系（钢框架-支撑体系 、钢框架-混凝土剪力墙体系、钢框架-混凝土核心筒体系）、筒体体系（框筒体系、桁架筒体系、筒中筒体系、束筒体系）。随着高层建筑的蓬勃发展，人们对高层建筑的抗震功能也提出了更高的需求，高层混凝土建筑具有良好的抗震功能，被广泛的应用在高层建筑施工建设中。如何把工程做到安全、适用、经济、美观、施工便捷等多方位高标准的建筑作品，是我们专业设计师的重要课题。本文主要围绕合理选择结构体系、结构抗震设计等方面浅谈一下笔者的看法。

一、结构选型

首先，在我们接手一个工程项目时，要确定设计的工程适用于何种结构型式。在国内的多层及高层钢筋混凝土房屋中，常用的建筑结构型式有：框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构、混合结构等。框架结构的特点是，它由线型的杆件-梁和柱所构成，框架结构可为建筑提供灵活布置的室内空间，使用方便。由于它的抗侧移刚度较小，侧移大，在较强地震作用下房屋的非结构构件一般破坏严重，结构的次生内力较大，抗震性能较差，在多层建筑中应用得较为普遍。

剪力墙结构的主要优点：整体性好，侧向刚度大，抗侧力性能好，在水平力作用下的位移小，而且没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内部布置，适用于小开间的高层住宅、公寓、旅馆、办公楼等。其缺点为：剪力墙的布置受到建筑开间和楼板跨度的限制。墙与墙之间的间距较小，难于满足布置大空间的使用要求，不适用大空间结构布置，造价偏高；

框剪结构吸取了框架结构和剪力墙结构各自的长处，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此，这种结构被广泛地应用于各类房屋建筑。

框筒结构是现代高层结构体现最重大的发展之一，它具有一个有效的、易于施工的结构，可建造出最高的建筑。从建筑风格来讲，框筒结构的外形清晰明快。由于框架-核心筒结构只保留了剪力墙内筒，外筒作为一般框架，不要求起空间筒体作用，因此其平面形状较为自由，灵活多样。

二、 结构抗震设计若干注意问题

如确定了建筑物可以采用框架结构，下一部的工作是在计算建模之前预先进行概念设计。掌握概念设计，将有助于明确抗震设计思想，灵活恰当地运用抗震设计原则，使不至于陷入盲目地计算工作，做到比较合理地进行抗震设计。“小震不坏，中震可修，大震不倒”是《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》抗震设防三个水准地具体化。地震区的建筑物结构设计，不仅要做到计算准确，而且还要在构造上满足抗震要求，做到计算模型和设计构造一致。而对于钢筋混凝土框架结构，设计宜符合“四强、四弱”准则：

（一）强节弱杆D框架梁、柱节点域的截面抗震验算，应符合《抗震规范》附录D 的要求，使杆件破坏先于节点破坏。

（二）强柱弱梁－框架各楼层节点的柱端弯矩设计值，应符合《抗震规范》第6.2.2、6.2.3、6.2.6 和6.2.10 条的要求，使梁端破坏先于柱端破坏。

（三）强剪弱弯－框架梁、柱的截面尺寸应满足《抗震规范》第6.2.9 条的要求，框架梁端截面和框架柱的剪力设计值，应分别符合《抗震规范》第6.2.4、6.2.5 条的要求，使梁柱的弯曲破坏先于剪切破坏。

（四）强压弱拉－框架柱的截面尺寸应满足《抗震规范》第6.3.7 条的要求，框架梁、柱的纵向受拉钢筋和箍筋的配置，应分别符合《抗震规范》第6.3.3、6.3.6 条和第6.3.8～6.3.10条的要求，使梁、柱截面受拉区钢筋的屈服先于受压区混凝土的压碎。

三、高层混凝土建筑抗震结构设计要求

高层混凝土建筑抗震结构设计应具有良好的抗震能力，在遭遇严重地震时保持不倾倒；遭遇中等地震时，经过维护检修之后还可以再使用；遇到微弱地震时，整个高层混凝土建筑结构可以保持牢固稳定。在设计高层混凝土建筑抗震结构时，要综合考虑各方面的因素，刚柔结合，使高层混凝土建筑各方面的受力情况能够科学合理，根据高层建筑的实际情况，有针对地进行设计和规划，满足强剪强弯的抗震结构设计，确保高层混凝土建筑抗震结构的稳定性。

（一）在设计高层混凝土建筑抗震结构时，要准确把握高层建筑的刚度值要求，充分了解高层混凝土建筑的物理力学知识、机械设备运行、建材性能、施工现场地形地貌等情况，确定高层混凝土建筑整体结构设施的刚度，借助于建筑结构的连接设置，通过适当的调整和调节，不断提高高层混凝土建筑的抗震效果，确保高层混凝土建筑的波动受力能够保持在一定的范围内。如果高层混凝土建筑的基础结构发生了微小的变形，通过结构自身的调节作用，高层混凝土建筑的整体结构不会发生较大的变化，在经过适当的维护检修之后，还可以继续使用。

（二）高层混凝土建筑在规划和设计抗震结构时，设计人员要重点考察高层混凝土建筑结构中某些连接点和构件的受力情况，积极采取有效措施来减震消灾。地震灾害的相关统计表明，如果高层混凝土建筑的刚度较为柔和，当高层混凝土建筑遭遇到严重地震之后，高层建筑的主体结构会遭受严重损害，在之后的余震作用下，高层混凝土结构会持续受到破坏，最终导致崩塌。

（三）高层混凝土建筑抗震结构设计，要不断改善高层混凝土结构的延展性，确保其具有适宜的强度和刚度，提高高层混凝土建筑抗震结构的抗震效果。

四、高层混凝土建筑抗震结构设计的优化

（一）优化结构功能

高层混凝土建筑使用对于抗震结构功能的造价和要求有着直接的影响，要结合高层混凝土建筑的整体性能和功能要求，在相关约束条件和目标的影响下，优化高层混凝土建筑抗震结构的功能要求。

（二）优化结构体系选择

高层混凝土建筑建筑可以采用框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构、混合结构等形式，结合高层混凝土建筑抗震结构的社会效应、美学效应、施工造价、工程特性、刚度、强度等要求，综合经济学、美学、建筑学、结构学、力学等学科的相关连接，选择合适的抗震结构体系。

（三）优化结构体系

优化高层混凝土建筑抗震结构体系，首先在规划设计时，尽量使高层混凝土建筑的平面布置对称和规则，在竖向、侧向和立面的刚度均匀分布，经过定量分析高层混凝土建筑抗震结构设计的整体性能，计算和优化结构的刚度特征值、平面布置、剪力墙设计等。结构传力途径要求简捷、明确，关键部位宜有多条传力途径。平面布置的正交抗侧力刚度中心和质量重心宜靠近，最好重合，以减小水平力产生的扭转效应及其相应的破坏能力。对于体型复杂、平立面不规则、结构超长建筑，应根据不规则程度、超长长度、地基基础条件和技术经济等因素的比较分析，最终确定是否设置防震缝或采取其他结构措施。

五、高层混凝土建筑抗震结构设计的有效策略

（一）科学选定建设位置

经过综合分析地震的灾害情况，高层混凝土建筑的建设位置对于其抗震效果有着直接的影响，因此要科学选定建设位置，充分考虑到高层混凝土建筑周围的地质条件和地形地貌情况，一方面高层混凝土建筑的建设位置要远离石油储存场所、变电站、火电厂等地方，避免一些不安全因素的影响；另一方面，高层混凝土建筑的建设位置不能处于山坡、丘陵等位置，这些地方抗震不利。

（二）改进结构设计方案

高层混凝土建筑抗震结构设计方案要严格符合我国建筑工程的抗震能力要求和标准，其主体结构要能够调整其空间变形，在强大的结构延伸作用下，能够自动恢复到原来的状态，这样可以消除高层混凝土建筑结构主体变形的不利影响，确保高层混凝土结构处于牢固、稳定的平衡状态。在评定地震作用力对高层混凝土结构造成的不同程序影响时，要科学合理的进行构件布局，最大程度地协调和控制高层混凝土建筑结构各个部分的受力情况，提高建筑结构的抗震能力，重点考虑高层混凝土建筑竖向结构受力的情况，使其匀称平和、受力平衡，达到高层混凝土建筑的刚度设计要求，确保高层混凝土建筑结构不交错、有层次、不紊乱、有条理，提高高层混凝土建筑结构的整体稳定性和抗震能力。另外，要结合高层混凝土建筑施工位置周围实际的地质情况，在设计抗震结构时加入适当的防震措施，严格处理高层混凝土建筑的重点关键部位，降低整个高层混凝土建筑承受的均匀受力，确保建筑的均匀对称，利用这种受力变化规律，逐渐改变高层混凝土建筑的不规则竖向和水平的作用力，从而提高高层混凝土建筑的抗震效果。

（三）控制扭转效应

地震会产生扭转作用、竖向作用以及水平作用，在这些作用的综合影响下，会产生巨大的破坏力，导致建筑物倒塌、地裂等。地震发生时会面临很多不确定的因素，并且具有随机性，因此在高层混凝土建筑抗震结构设计时，不能仅仅考虑到地震的竖向作用和水平作用，还要充分考虑到地震的扭转作用，设置抗震结构的位移标准，测定最小位移和最大位移结构的刚度，保持混凝土建筑的整体结构都具有一致的位移，确保混凝土建筑抗震结构的每一个部分都能够达到设计标准，对房屋混凝土建筑的整体性能进行可行性研究，及时发现问题，及时进行研究和调整，最大程度地提高混凝土建筑的抗震能力。

（四）设置合理的高层混凝土建筑结构参数

通过模拟地震发生时对高层混凝土建筑的各种受力情况，设置合理的结构参数，计算和分析各个结构的施受力情况，如计算柱梁变形、墙体承载能力等。在设计和规划高层混凝土建筑抗震结构时，在充分了解高层混凝土建筑的质量检测、施工工艺、施工材料、地形条件、建设位置等方面内容基础上，把握高层混凝土建筑抗震结构设计的要点，优化和改进抗震设计的基本框架，在高层混凝土建筑抗震结构设计的关键位置进行详细的说明，不断提高高层混凝土建筑抗震结构设计水平。构建完善的高层混凝土建筑抗震结构设计数据库，深入研究高层混凝土建筑结构的综合受力情况，确定科学合理的力学模型，科学判断高层混凝土建筑抗震结构的合理性。高层混凝土建筑结构参数包括整体结构的刚度比、扭转角度及扭平比、震动周期等，对于高层混凝土建筑抗震结构设计需要多次协调和反复研究，设置合理的结构参数。

（五）建模计算

在满足抗震设防要求的前提下初步确定了框架的梁柱尺寸，随后可以根据初步尺寸建立结构计算模型。根据实际情况，采用PKPM 系列中SATWE、PMSAP 等进行计算。经过反复调整，计算出最优截面以后，就可以将计算结果打印，作为结构计算书，作为施工图的设计依据。

结束语

近年来，建筑行业快速发展，人们对于高层建筑的要求也越来越高，高层混凝土建筑抗震结构设计是高层建筑施工建设的一项重要研究内容，在结构设计当中，对抗震概念和构造的理解，需要不断深入，不断总结，在充分理解抗震设计模式的基础上，做到建模合理，计算准确，构造得当。通过综合分析高层混凝土建筑建设位置的地质环境，优化抗震结构设计，提高高层混凝土建筑的抗震能力。

参考文献：

[1] 建筑抗震设计规范（GB50011-2010）北京:中国建筑工业出版社, 2010

[2] 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）北京:中国建筑工业出版社, 2010

[3] 建筑地基基础设计规范（GB5007--2002）北京:中国建筑工业出版社, 2002

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关键词：高层建筑；抗震；结构设计；理论

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A

1 我国的高层建筑发展历程

上世纪80年代，我国高层建筑在设计计算机施工技术等领域快速发展，100m左右及以上的将建筑快速发展，多以钢筋为主要材料，在层数与高度增加的同时，功能与类型也日益增多。各大城市几乎都建立了具有各自特色的建筑，以上海锦江饭店为代表：高度达到153.52m，全部采用的钢结构体系；而深圳的发展中心大厦有43层，高度达到165.3m，算上天线高度达到185.3m，是我国第一幢大型的高层钢结构建筑。到了90年代，我国的高层建筑结构从设计到施工进入到一个新的阶段，除了体系与材料的多样化，高度上也有了质的飞跃。在1995年完工的深圳地王大厦，共有81层，高度达到385.95m，居世界第四高。

2 建筑抗震的理论

2.1 建筑结构的抗震规范

一般的抗震规范都是各国结合具体的情况进行的经验总结，是指导抗震设计的法定文件，及反应国家经济与建设的发展水平，也反映了各个国家的抗震经验。尽管抗震理论不断完善，技术水平也在不断地提高，但是必须要有实践的指导，要将建筑工程的安全性放在首要位置，容不得任何的大意与疏忽。基于这一认识，现代建筑部分条文被列为强制条文，使用了“严禁、不得”等绝对性的字眼，同时也有不同条文有较大的自由空间。

2.2 建筑抗震设计的理论

当前建筑抗震设计的理论主要分为拟静力理论、反应谱理论及动力理论。拟静力理论起源于20世纪10～40年代出现的理论，在估测地震对结构的影响时，假设结构为刚性，地震水平作用在结构或构件的质量中心，地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数（地震系数）。

反应谱理论是在上世纪40-60年展起来的，以强地震动加速度观测记录的增多与对地震地面运动特性的进一步了解，及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的学者对地震加速度记录的特性进行分析后获得的成果。

动力理论是上世纪70-80年代的应用较为广泛的地震动力理论，是在60年代以来电子计算机技术与试验技术的发展为基础，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性的反应过程也有了较多的了解，随着强震观测台的增加，各种受损结构的地震反应记录也在不断地增加。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它将地震作为一个时间过程，选择具有代表性的地震加速度时过程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，完成设计工作。

3 高层建筑的抗震结构设计

3.1 必要的抗震对策

在高层建筑结构的抗震设计中国，出了要考虑到概念的设计，还要进行验算，结合地震的情况，要在高度允许的范围内建造，增加结构的延性。在当前的抗震设计中，抗震验算及构造与措施等角度入手进行分析，提高结构的抗震性与消震性能。建立地震力与结构延性互相影响的双重设计指标，直到达到预期的抗震效果。当前强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

3.2 高层建筑的抗震设计思想

在《建筑抗震规范》中有明文规定，建筑的抗震设防要符合“三水准、两阶段”的要求。所谓的“三水准”就是指“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遇到第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物可以正常使用。一般情况下，建筑物不会被损害，也不需要修理即可使用。所以，高层建筑结构的抗震设计要满足地震频发下的承载力极限，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遇到第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物结构会发生损害，但是不经修理或者简单修理就可以继续使用。所以，建筑结构必须要有足够的延性能力，不会出现脆性破坏。当发生第三设防烈度地震的情况下，就是遇到本地区地震极限外的情况，结构会受到非常严重的损害，但是结构的非弹性变形距离倒塌仍有一段距离，不致产生危及生命的损害，保障了居住人员的安全。所以在进行高层建筑结构设计的过程中，要保证建筑的足够变形能力，其弹塑变形要在规范的数值之内，保证结构良好的抗震性能。三个水准烈度的地震作用水平是根据不同超越概率进行区分的，一般情况下是：

多遇地震：50年超越概率63.2%，重现期50年；设防烈度地震（基本地震）：50年超越概率10%，重现期475年；罕遇地震：50年超越概率2%-3%，重现期1641-2475年，平均约为2000年。

从高层建筑的抗震水准来看，设防的要求是通过“两个阶段”设计来实现的，具体方法如下：第一环节，第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，提前计算出高层建筑结构在弹性状态下的地震作用效应，与风力、重力荷载进行高效组合。同时引入承载力抗震调整系数，进行构件截面的准确射击，进而达到第一水准的强度要求；然后是运用同一地震参数计算出结构的层间位移角，使其可以在抗震规范设定的限值之内；同时采用相应的抗震构造对策，确保结构可以有足够的延性、变形能力与塑形耗能，进而达到第二水准的变形目的。而第二阶段则是运用与第三水准对应的地震动参数，算出结构的弹塑性层间位移角，使其在抗震规范的限值之内，然后进行必要的抗震构造对策，进而实现第三水准的防倒塌目的。

3.3 现代高层建筑结构的抗震设计方法

在《建筑抗震设计规范》中对各类的建筑结构的抗震计算应该采用的方法都有明确的规定：高度要在40m之内，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法；除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法；特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

结语

地震是威胁较大的天灾之一，必须要加强防御，从上文的分析中我们可以看到，高层建筑的抗震结构设计必须要在要求的限值之内，保证结构的良好性能，提高建筑的使用性能。

参考文献

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社，2002.

[2]李彬.对于高层建筑结构的抗震设计探讨[J].中国新技术新产品.2012（02）.

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【关键词】高层建筑；抗震设计；结构；方法；探索

一、我国高层建筑发展的历史回顾

我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段是在上个世纪80年代，当时各大、中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑，建筑层数和高度不断增加，功能和类型越来越复杂，结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店，全部采用框架一芯墙全钢结构体系，深圳发展中心大厦是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。现阶段，土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善，如果可以在结构与地基的材料特性，动力响应，计算理论，稳定标准诸方面得到符合实际的发展，自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。

二、从理论上分析高层建筑的抗震设计

高层建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点，概述高层建筑的发展，对建筑抗震进行必要的理论分析，从而来探索高层建筑的设计理念、方法，从而采取必须的抗震措施。建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，是指导建筑抗震设计，包括结构动力计算，结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容的法定性文件。它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导，向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识，现代规范中的条文有的被列为强制性条文，有的条文中用了“严禁，不得，不许，不宜”等体现不同程度限制性和“必须，应该，宜于，可以”等体现不同程度灵活性的用词。

1、拟静力理论。拟静力理论是20世纪10~40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数即地震系数。

2、反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40~60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。

3、动力理论。动力理论是20世纪70－80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。

三、高层建筑结构抗震设计的理念、方法和措施

1.高层建筑的抗震设计理念

高层建筑的抗震要能做到：当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此，要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，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。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度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。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏，从而保障了人员的安全。因此，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。

对建筑抗震的三个水准设防要求，是通过“两阶段”设计来实现的，其方法步骤如下：第一阶段：第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角，使其不超过抗震规范所规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段：采用与第三水准相对应的地震动参数，计算出结构（特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节）的弹塑性层间位移角，使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。

2.高层建筑结构的抗震设计方法

我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：⑴高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。⑵除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法。⑶特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

3. 高层建筑结构的抗震措施

在对结构的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构抗震验算外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且，强柱弱梁，强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

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关键字：高层结构设计抗震

随着科学的发展和时代的进步,高层建筑如雨后春笋般的出现。高层建筑的高度在一定程度上反映了一个国家的综合国力和科技水平,世界著名的建筑更是建筑史上的纪念碑。但是如果高层建筑因结构设计不清,而造成结构布置不合理,不仅会造成大量的浪费,更重要的是给高层建筑留下了结构质量的安全隐患。因此高层建筑的结构设计就显得尤为重要了。

一 结构设计特点

1.1 水平载荷是设计的主要因素

高层结构总是要同时承受竖向载荷和水平载荷作用。载荷对结构产生的内力是随着建筑物的高度增加而变化的,随着建筑物高度的增加,水平载荷产生的内力和位移迅速增大。

1.2 侧向位移是结构设计控制因素

随着楼房高度的增加,水平载荷作用下结构的侧向变形迅速增大,结构顶点侧移与建筑高度的四次方成正比,设计高层建筑结构时要求结构不仅要具有足够的强度,还要具有足够的抗推强度,使结构在水平载荷下产生的侧移被控制在范围之内。

1.3 结构延性是重要的设计指标

高层建筑还必须有良好的抗震性能,做到“小震不坏,大震能修。”为此,要求结构具有较好的延性,也就是说,结构在强烈地震作用下,当结构构件进入屈服阶段后具有较强的变形能力,能吸收地震作用下产生能量,结构能维持一定的承载力。

1.4 轴向变形不容忽视

高层结构竖向构件的变位是由弯曲变形、轴向变形及剪切变形三项因素的影响叠加求得的。在计算多层建筑结构内力和位移时,只考虑弯曲变形,因为轴力项影响很小,剪力项一般可不考虑。但对于高层建筑结构,由于层数多,高度大,轴力值很大,再加上沿高度积累的轴向变形显著,轴向变形会使高层建筑结构的内力数值与分布产生明显的变化。

二 建筑抗震的理论分析

2.1 建筑结构抗震规范

建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

2.2 抗震设计的理论

拟静力理论。拟静力理论是20世纪10～40年展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。

反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40～60年展起来的,它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。动力理论。动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而完成抗震设计工作。

三 高层建筑结构抗震设计

3.1 抗震措施

在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

3.2 高层建筑的抗震设计理念

我国《建筑抗震规范》(GB50011-2001)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,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。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度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。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,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。

三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率(或重现期)来区分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重现期50年;设防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重现期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重现期1641-2475年,平均约为2000年。

对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。

3.3 高层建筑结构的抗震设计方法

我国的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定:高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法;除1款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法;特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

四 高层建筑结构发展趋势

随着城市人口的不断增加建设可用地的减少,高层建筑继续向着更高发展,结构所需承担的荷载和倾覆力矩将越来越大。在确保高层建筑物具有足够可靠度的前提下,为了进一步节约材料和降低造价,高层建筑结构够构件正在不断更新,设计理念也在不断发展。高层建筑结构也正朝着结构立体化,布置周边化,体型多样化,结构支撑化,体型多样化,材料高强化,建筑轻量化,组合结构化,结构耗能减震化等方向发展。

五 总结

高层建筑物有效地减轻了住房压力,但必然也带来了安全隐患,其结构设计显得尤为重要。随着设计理念的不断发展,高层建筑物必将朝着更加合理的方向发展。

参考文献

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.

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关键词：超限小高层建筑；平面不规则 ； 抗震设计

中图分类号：U442.5+5 文献标识码：A

1 工程概况

小高层商住楼位于上海市，该地块地处市中心繁华区域。该公寓为地上11层的小高层商住楼，主楼一层和裙房为商店，二层以上为住宅。总建筑面积6351.26 平方米，建筑覆盖率

主楼为地上11层现浇钢筋混凝土剪力墙结构，平面形状大致呈L型，由于高层商住楼平面布置凹进尺寸超出《建筑抗震设计规范》的规定，属平面凹凸不规则类型，外伸尺寸超出《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定，确定该公寓属平面规则性超限高层建筑，根据建设部和上海市有关规定，须经过上海市建筑工程抗震设防审查专家委员会审查批准后方可进行施工图的设计，本工程已于2003-2-27通过了上海市工程抗震办公室组织有关专家进行的结构抗震专项审查。

2结构超限

2.1超限准则

现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)、《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)针对建筑结构的高度、高宽比及平面和竖向规则性做有具体规定，主要相关内容如下：

.平面凹进的一侧尺寸不大于相应投影方向总尺寸的30％，楼板有效宽度不小于该层楼板典型宽度的50％，楼板开洞面积不大于该层面积的30％，不能有较大的错层。抗震设防烈度6,7度时，突出长度不大于相应投影方向总尺寸的35％ 即l/Bmax≤35%。

.在考虑偶然偏心影响的地震作用下，A级高度建筑楼层最大弹性水平位移与楼层两端弹性水平位移平均值之比及楼层竖向构件的最大水平位移与相应楼层平均位移之比不宜大于1.2倍，不应大于1.5倍。

.结构以扭转为主的最大周期与以平动为主的最大周期之比，A级高度高层建筑不应大于0.9。

.楼层侧向刚度不小于相邻上一层的70％，不小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80％。局部收进的水平向尺寸不大于相邻下一层的25％。

2.2本工程超限情况

该公寓建筑平面中间部位最大凹进尺寸为4.5m,与相应投影方向总尺寸10.95m之比为41%，大于《建筑抗震规范》GB50011-2001第3.4.2规定的30%的限值;西北角平面局部外伸，其外伸长度6.3m与房屋总宽之比37%,大于《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第4.3.3规定的35%的限值。故本楼属平面规则性超限的高层建筑。

3针对超限采取相应措施

建筑设计和建筑结构的平立面规则性是建筑抗震设计的一个重要控制指标，结构平面不规则、不对称、不连续易造成结构扭转脆性破坏，主要表现在变形受力较大薄弱的边缘竖向构件先受到冲击损坏，地震效应不断积聚，造成边缘竖向构件破坏，严重时可使局部甚至整体结构破坏倒塌。这种破坏不能实现结构耗能延性，对抗震十分不利，需严格控制结构的扭转不规则。扭转不规则，是结构平面不规则中最重要的控制指标。规范从限制结构平面布置的不规则性来避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应，防止结构扭转破坏。

控制结构扭转效应应从两个方面加以控制：

.扭转变形指标ε。

控制ε实质就是控制θL/2U，就是控制扭转变形与平动变形之比。《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.3.5条的位移比限制：楼层最大弹性水平位移与楼层两端弹性水平位移平均值之比及楼层竖向构件的最大水平位移与相应楼层平均位移之比不宜大于1.2倍，不应大于1.5倍。

.扭转刚度指标。结构扭转振型及周期是其扭转刚度、扭转惯量分布大小的综合反映。《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.3.5规定限制结构以扭转为主的最大周期与以平动为主的最大周期之比Tt/Tl，A级高度高层建筑不应大于0.9。

注意结构的合理布置，提高抗扭刚度Kt与侧向刚度Kl的比值，就可减少Tt/Tl的值。

高层建筑扭转不规则结构控制，关键是通过调整结构布置尽量满足规范位移比和刚度比的要求，再通过抗震加强构造措施，设置多道抗震防线，满足抗震要求。对一些特殊的复杂高层建筑，无法避免突破规范扭转不规则指标时，结构可进行基于性能的抗震设计，但不能突破下列强制指标：

ε=Umax/U ≤1.8；Tt/T1

以下通过对高层商住楼结构的抗震计算及采取抗震加强构造措施的分析，来阐述超限高层商住楼结构设计的过程。

3.1结构计算

根据我国建设部《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》要求，超限高层结构要进行至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体计算。

.本工程结构分析采用中国建研院PKPM工程部的高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE及复杂多、高层建筑结构分析与设计软件PMSAP进行分析、比较。对于扭转不规则，采用考虑扭转耦联的振型分解反应谱法，计及扭转影响。反映结构整体扭转效应的主要控制指标的扭转位移比和结构周期比应符合相应的规定。严格控制楼层最大的弹性水平位移和层间位移的分别不大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍；针对凹凸不规则，采取符合楼板平面内实际刚度变化的弹性楼板计算模型，在楼电梯间及中间凹口等开大洞的部位附近设置能真实计算楼板平面内与平面外刚度的“弹性楼板”计算模式，真实反应出相应部位的内力结果及截面配筋。

.计算结果分析

1).结构刚度分析。由结构的最大层间位移角X方向为1/1499, Y方向为1/1891满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)的1/1000的舒适度的要求，此时不应考虑偶然偏心的影响。结构的剪重比X方向为5.94%, Y方向为5.67%，均在较合适的范围内。

2).结构扭转效应分析

a.扭转变形指标ε即位移比

最大层间位移与平均层间位移比值X方向为εx=1.18, Y方向为εy=1.34。结构的上述数值均小于《建筑抗震设计规范》GB50011-2001规定的1.5倍。

b.扭转刚度指标

扭转周期出现在第三周期Tt/T1=0.71

此时应考虑单向偶然偏心及双向水平地震作用的影响。原因如下：由于地震作用不确定性，结构计算手段局限和计算模型与实际工作状态有差别，实际施工、使用会引起质量刚度偏心，因此应计入偶然偏心的影响。

当不计入偶然偏心的影响时，最大层间位移与平均层间位移比值ε>1.2时，表明结构质量、刚度明显不均匀，其平动振型与扭转振型耦联震动反应较大，双向水平地震作用将进一步增大结构扭转变形，为更好地控制结构的抗扭能力，此时要计入双向水平地震作用。在设计中，按不计入偶然偏心的影响验算过ε>1.2，按《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第5.1.1规定应计入双向水平地震作用。

3）.SATWE与PMSAP计算结构的比较。

结构自振周期相当接近，扭转周期均出现在第三周期，且Tt/T1均小于0.85；结构顶点位移与层间相对位移相差较小；总质量、地震总剪力、剪重比等相当接近。

通过以上计算与分析，可以看出本工程高层住宅用两种程序计算的结果相差不大，总体上保持一致，均在规范规定的合理范围之内。总体说结构刚度较合理，虽然主楼Y方向存在扭转不规则εy=1.34，但其结构扭转效应能满足规范要求。楼板基本连续，具有良好的整体性；竖向抗侧力构件连续，侧向刚度沿高度变化均匀，无明显的结构薄弱层；结构变形上从顶点最大位移到楼层最大层间位移均满足规范要两种不同力学模型计算结果较吻合，在对结构薄弱部位采取一定的抗震加强措施后，可以认为结构满足规范要求安全合理。

3.2抗震概念设计及抗震加强措施

.增强建筑物周围刚度。由于建筑平面较为复杂，平面凹口深度较大，外伸较长，扭转效应明显。为了加强结构的抗扭刚度，对建筑物护墙体采取少开结构洞甚至不开结构洞的做法，适当弱化内部主体结构，用以增加结构抗扭转刚度，有利于缩短扭转周期，调整整个结构第一、二、三周期中扭转分量所占比例至合理范围，同时调整抗侧力构件布置使之均匀对称，减少结构质心与刚心之间的偏心，以减少结构的扭转效应。

.增强底部侧向刚度。对于楼底部一层由于建筑设置商场而增加层高，因此特意将底部一层剪力墙厚度增加为300mm，以加强其侧向刚度，使侧向刚度变化均匀。

.加强结构延性设计。通过对连梁等耗能构件加强其合理性配筋的设计，对剪力墙底部加强区增加配筋率、提高暗柱配箍率，限制剪力墙在重力荷载代表值作用下的轴压比，以及对结构位移较大部位加强其构件的延性等措施，以增加结构在地震下耗能能力。

.加强楼板的整体刚度。楼板是传递整个地震水平力的重要构件，因此我们对楼电梯间以及中间凹口部位附近的楼板均增加其板厚为120mm，并提高其配筋率。另外对纵向两端的楼板也增加其板厚、提高配筋率，以提高整体刚度，保证楼层水平地震力的正常传递。

.在楼层凹口处根据需要增设拉梁以及拉结板，并加强配筋，以改善此薄弱部位的刚度及延性，从构造上加强平面的连续性。

4结论

.在高层建筑设计早期方案阶段，运用抗震概念设计的理念，通过与建筑师、业主协调，调整结构布置，尽量做到平面及竖向不超限，使结构体系、结构体型的规则性及整体性满足规范的规定。

.如平面超限不可避免，应调整抗侧力结构布置，用加强周边弱化内部结构的方法，提高结构抗扭刚度，满足规范规定的扭转不规则指标即位移角和周期比的最大要求。

.通过改变剪力墙厚度的方法，避免结构竖向刚度的突变。

.抗震计算各项指标满足规范要求后，再对结构抗震薄弱环节进行抗震构造加强。

参 考 文 献

【1】中华人民共和国建设部GB 50011-2001建筑抗震设计规范 北京： 中国建筑工业出版社，2001。

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关键词：高层混凝土建筑；抗震结构；设计

中图分类号：TU973.31；TU973.12 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0159-02

近年来，我国建筑行业得到前所未有的发展，并且建筑领域逐渐的向高层方向发展，众多高层混凝土建筑工程如雨后春笋般的出现。高层混凝土建筑结构设计中抗震结构设计是非常重要的环节，同时也是结构设计的难点。主要是因为高层混凝土建筑的人口相对密集，一旦发生地震灾害，高层混凝土建筑抗震性能较低而发生坍塌，将会造成严重的人员伤亡与经济损失，同时造成恶劣的社会影响，这对建筑行业的健康、可持续发展是非常不利的。因此，在进行高层混凝土结构设计时，应该充分的认识到抗震结构设计的重要性，为高层建筑居民的生命和财产安全提供可靠的保障。

1 高层混凝土建筑抗震结构设计的要求分析

①在进行高层混凝土建筑抗震结构规划与设计时，应该经过精确的计算与分析，合理的掌握结构刚度，充分的了解施工现场的地质条件、所有设备的运行参数、建材的性能以及物理力学知识，以此确定高层混凝土建筑结构的整体高度大小，并设置科学的连接，以此实现对刚度的合理调整。

为了提高高层混凝土建筑的抗震能力，应该尽可能的将建筑波动受力控制在地质支撑范围以内，即当高层混凝土建筑基础结构出现变形之后，抗震结构通过自身的调节，能够尽可能的降低整体结构的变形幅度，然后通过有效的维护工作，保证高层混凝土建筑的安全和使用价值。

②在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时，设计人员应该正确的分析关键部位或者重要部件和其他部件之间连接点的受力状况，通过合理的计算，采取有效的措施进行调整，以此提高高层混凝土建筑的抗震能力，当地震灾害发生之后，能够最大限度的降低地震给建筑物带来的损失。

此外，通过对当地历年的地震灾害进行分析，如果高层混凝土建筑采用柔和刚度设计，当地震灾害发生之后，将会导致主体内部结构遭到损坏，在余震的作用下，会导致建筑结构发生连锁反应，对建筑结构造成持续破坏，最终导致建筑倒塌。对此，在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时，应该充分的研究与分析混凝土抗震结构，以此保证高层建筑的结构刚度满足相关的设计规范，同时对强化建筑结构的延伸性，进而提高高层建筑的抗震性能，最大限度的降低地震灾害给建筑造成的损失。

2 高层混凝土建筑抗震结构的优化设计

①在进行高层混凝土建筑工程建设施工之前，应该对施工现场进行勘察，尽可能的避免选择在地震因素或者灾害多发地，科学、合理的选择建筑位置，对于提高高层混凝土建筑的抗震性能具有非常重要的作用。同时，高层混凝土建筑周围不应该存在变电所、发电站等安全指数不稳定的地区，同时避开低洼沼泽、陡峭山坡等抗震效果差的地区。

②在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时，应该坚持均匀、对称、规整等原则，高层混凝土建筑各个楼层在水平地震作用下会发生侧移，主要包括整体转动、整体平移、剪切变形以及整体弯曲变形，对于不同的建筑结构应该采用针对性的措施控制结构的变形。为了降低结构侧移，应该采取以下措施：采用弯双重抗侧力体系，减小框架的梁距与柱距，采用竖向支撑的交错布置方式，采用立体构件取代传统的平面构件；利用倾斜里面和扭转体型，采用围护结构提高建筑的抗震能力；适当的增加建筑的宽度；在进行抗震设计过程中，有目的、有意识的控制厚薄层，这样既能够提高建筑结构的抗震性能，又不会使薄弱层发生变形，这是提高高层混凝土建筑整体抗震性能的有效措施。

③在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时，为了提高其抗震性能，应该设置多道抗震防线，主要是因为地震灾害经过强烈的震动后，会伴随多次余震，如果高层混凝土建筑只设置一道抗震防线，将会由于损伤累积导致建筑倒塌。地震作用下高层混凝土建筑的性能主要取决于钢筋混凝土的抗变形能力，对于地震对发区域的高层混凝土建筑，其抗震设计应该采用延性框架，同时加强结构局部薄弱区的刚度与承载能力，以此保证高层混凝土建筑的整体性与抗震能力，尽可能降低地震作用对建筑造成损害。

通过设置多道抗震防线，能够有效的避免建筑结构出现薄弱区。同时，通过加强概念设计，以理论概念设计为知道，加强薄弱部位，重视结构的延性设计，合理的控制钢筋的锚固长度，特别是直线段锚固长度，同时考虑温度应力对建筑抗震性能的影响，通过全方位的考虑，设置多道抗震防线，能够显著的提高高层混凝土建筑的抗震性能。

④在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时，应该重视消能减震与隔震措施。目前，我国以及世界各国都采用了延性结构体系，主要是因为延性结构通过对建筑物的刚度进行调控，当地震灾害发生之后，建筑结构构件进入延性的塑性状态，以此起到降低地震作用力，削减地震对高层建筑造成的损坏。延性结构虽然能够吸收地震能量，但是随着建筑高度的增加，其消耗地震能力的作用越来越小，不能很好的起到耗能减震的作用，传统的延性结构体系已经不能够很好的满足现代高层混凝土建筑的抗震要求。

⑤充分考虑位移，尽可能的降低输入地震能量。在进行高层混凝土建筑抗震设计时，应该充分的考虑位移问题，设计人员应该根据高层建筑结构设计规范，重视计算承载力，然后采用弹性策略，系统的分析与计算建筑结构力，在分析相关数据的前提下，考虑横向弯矩，展开深层次的设计；通过减少建筑自重，能够有效的降低建筑在水平方向的侧移，通过考虑多个方面的因素，能够有效的提高高层混凝土建筑的抗震性能。为了降低地震输入能量，在高层混凝土建筑设计过程中，应该充分的考虑地震预期作用，全面的分析、预算和计算变形问题，尽可能的提高建筑构件的承载能力，同时考虑地震时间层的位移侧移和综合位移之间的延性比，这样能够显著的提高高层混凝土建筑的抗震性能，保证建筑结构的安全性与稳定性。

3 结 语

总而言之，高层混凝土建筑在现代建筑中占据很大的比例，为了保证高层建筑居民的生命和财产安全，必须充分的认识到高层混凝土建筑抗震结构设计的重要性，根据高层混凝土建筑项目的实际状况，应用先进的抗震设计理念、科学的抗震结构形式以及相关抗震措施，不断的提高高层混凝土建筑的抗震性能，当发生地震灾害时，为人们的逃生提供宝贵的时间。同时，加强高层混凝土建筑结构抗震设计，对于促进整个建筑行业的健康、可持续发展具有非常重要的作用。

参考文献：

[1] 张玉石.关于高层混凝土建筑结构的抗震设计探讨[J].科技创业家， 2013，（9）.

[2] 李翠伟.高层混凝土住宅建筑抗震结构设计研究[J].江西建材，2015， （1）.

篇8

关键词：高层建筑；抗震；设计

Abstract: the structure of the high-rise building aseismic performance is of vital importance, this paper discusses the concept, structure and seismic design the process of how to solve problems, and then analyzes the impact of building the main factors of seismic effects, and points out that the high building aseismic design should follow the principles and methods for in this, mentioned the aseismic design of high-rise building and broad prospects.

Keywords: high building; Seismic; design

中图分类号：TU97文献标识码：A 文章编号：

0 引言

地震作用影响因素极为复杂，它是一种随机的、尚不能准确预见和准确计算的外部作用，目前规范给出的计算方法还是一种半经验半理论的方法，要进行精确的抗震计算还有一定的困难，但是近年来，地震等自然灾害多发，影响到人们的基本生活和生命财产安全，因此，建筑(尤其是高层建筑)抗震安全问题必须引起建筑师们的高度重视。本文就高层建筑结构的抗震性能作出相关分析，以同行参考！

1 建筑结构抗震等级的规定和标准

震级是根据地震的强度而进行的划分，在我国，地震划分为六个级别：3级为小地震，3～4．5级为有感地震，4．5"--6级为中强地震，6～7为级强烈地震，7～8级为大地震，8级以上的为巨大地震，是国家根据相关的历史、地理和地质方面的经验资料，经过勘查和验证，对进行地震分组的一个经验数值，它是地域概念。抗震设防有甲、乙、丁类建筑，在我国大部分的房屋抗震等级是8度，可以抵抗6级地震的作用。国家设计部门依据有关规定，按照建筑物的分类和设防标准，根据房屋高度、结构等方面，采用不同的抗震等级。比如，在钢筋混凝土结构中，抗震等级可以分一般、较为严重、严重和很严重这4个级别。

在高层建筑的抗震设计中，混凝土结构应高根据建筑的高度、建筑的结构和设防的烈度运用不同的抗震等级，而且应该符合相应的计算和措施要求。

2 影响建筑物抗震效果的因素

研究高层建筑结构的抗震设计，必需明确建筑物抗震效果的主要影响因素。下面，将从建筑结构本身的设计效果、施工材料施工过程以及建筑场地情况3个方面进行分析。

2．1 建筑结构建造过程中所使用的材料和施工过程

建筑结构的材料是影响抗震效果非常重要的因素，但是这个因素往往被人们忽视，工作人员需要明确这样一点：在一般情况下，地震对建筑物作用力的大小与建筑物的质量成正比。在同等地震环境下，建筑物材料使用越好，其受到的地震作用力也相对较小；反之，建筑物就会遭到来自地震的很大的作用力。所以，在实际的建筑物的建设中，建议他们多采用隔断、板楼、维护墙等构件，广泛采用空心砖、加气混凝土板、塑料板材等质轻的建筑材料，这将会有利于建筑物抗震性能的提高。建筑结构施工过程同施工材料共同影响整个建筑工程的质量，在施工过程中，每一个环节都可以影响建筑结构抗震效果。所以，高层建筑在具体施工中，要加强监管和规范，严格做好高层建筑施工管理，从建筑结构的质量上来提高抗震效果。

2．2 建筑物自身的结构设计

建筑物的结构设计是影响抗震效果极为关键的一个因素，建筑物若要达到抗震目的，必须进行合适的结构设计，保证抗震措施合理，能够基本实现小地震不坏、大地震不倒这样的目标。无论点式住宅或是版式住宅，都要进行合理的结构设计，提高建筑结构的抗震性能。如果建筑物对平面的布置较为复杂，质心与

刚心不一致，在地震情况下，将会加剧地震的作用影响力，破坏性增强。所以，建筑物的结构平面布置尽量保证建筑物质心和刚心重合，提高建筑物的抗震能力。

在建筑结构的设计中，出屋面建筑部分不宜太高，以降低地震过程中的鞭梢影响；平面布置不规则的房屋注意偏离建筑结构刚心远端的抗震墙等等。

2．3 建筑物所处地质环境情况

在地震中，对建筑物造成破坏的原因是多方面的，比如：岩石断层、山体崩塌、地表滑坡等使得地表发生运动，造成建筑物的破坏；海啸、水灾等次生灾害对建筑物造成破坏。在造成建筑物破坏的诸多原因中，有些是可以通过工程措施加以预防的。所以，在选择建筑工地的位置之前，要进行详尽的勘探考察，分析地形和地质条件，避开不利地段，挑选对建筑物抗震有利的地点。

3 高层建筑抗震设计的方法

对高层建筑结构的抗震设计时，要从减小地震作用力的输入和增强地震抵抗力两个方面进行考虑。下面将从五个方面进行分析：尽可能减小地震作用能量的输入，运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用，注重抗震结构的设计，重视建筑材料的选择，增多抗震防线的建设。将减小地震作用力和增强建筑的地震抵抗力二者结合起来，从两方面入手，进行建筑抗震的设计施工。

3．1 减少地震发生时能量的输入

在具体的设计中，积极采用基于位移的结构抗震方法，对具体的方案进行定量分析，使结构的变形弹性满足预期地震作用力下的变形需求。对建筑构件的承载力进行验收的同时，还要控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值；并且更具建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系，确定构件的变形值；根据建筑界面的应变分布以及大小，来确定建筑构件的构造需求。对于高层建筑来讲，在坚固的场地上进行建筑施工，可以有效减少地震发生作用时能量的输入，从而减弱地震对高层建筑的破坏程度。

3．2 运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用

现在在我国，许多高层建筑进行抗震设计时，多采用延性结构，也就是适当的空着建筑结构的刚度，允许地震时结构的构件进入到具有很大延性的塑性状态，从而消耗地震作用时的能量，使地震反应减小，减弱地震给高层建筑带来的破坏和重大损失。如果某高层建筑的承载能力较小，但是具有较高的延性，那么在地震中它也不容易倒塌，因为延性构件可以吸收较多的能量，经受住很大的结构变形。延性结构的运用，在很多情况下是有效的，它可以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒一。

3.3 注重抗震结构的设计

高层建筑抗震设计的结构应该得到人们的重视。我国150 m以上的建筑，采用的3种主要结构体系(框．筒、筒中筒和框架．支撑体系)，都是其他国家高层建筑采用的主要体系。我国钢材生产数量已较大，钢结构的加工制造能力已有了很大提高，因此在有条件的地方，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土(柱)结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。

我国传统文化中“以柔克刚”具有价高的思想价值，可以指导很多实际问题。在高层建筑结构的抗震设计中，可以从传统的硬性为主的抗震模式向以柔性为主的抗震模式转变，实现以柔克刚、刚柔相济，有效地减弱地震作用过程中释放的冲击力。比如，在高层建筑的拱形结构中有这样一个例子迪拜帆船酒店，外观如同一张鼓满了风的帆，一共有56层、321 m高，就是运用拱结构抗震减灾的很好的例子。

4 高层建筑结构抗震设计前景展望

今后若干年，中国仍将是世界上修建高层建筑最多的国家，这将会给高层建筑抗震设防带来新的难题。21世纪，高层建筑结构抗震将有如下变化：

(1)高层建筑的抗震结构体系将从以硬性为主向柔性为主的结构抗震转变，通过“以柔克刚”方式，调整建筑结构构件的隔震、减震和消震来实现抗震目的。

(2)建筑材料对结构抗震的影响越来越得到重视。建筑材料的各个抗震指标的提升可以提高高层建筑的抗震能力，研制新的建筑材料可推动高层建筑结构抗震技术的发展。通过优化的抗震方法设计，来实现高层建筑的抗震要求。

(3)计算机模拟抗震试验得到广泛应用。将制作好的模型或结构构件放在模拟地震振动台上，台面输入某一确定性的地震记录，能够较好地反映该次确定性地震作用的效果。计算机模拟环境可以拟真抗震效果，帮助科学改进各因素，有效抗震。

另外，高层建筑结构的抗震设计的计算方法也有了新的转变：从线性分析向非线性分析转变，从确定性分析向非确定性分析转变，从振型分解反应分析向时程分析法转变 。

5 结语

高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的，我们需要在具体的实践中对高层建筑所处的地质和环境进行详细的分析和研究，选用适合的抗震结构，注重建筑结构材料的选择，减小地震的作用力，增强地震的抵抗力，从而达到高层建筑抗震的目的。

参考文献：

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目前我们对地震还知之甚少，建筑结构抗震设计理论目前还是以试验与简化后的理论结合来制定的，还有不少不足和待完善的地方，所以在结构抗震设计时常常通过软件数值计算，但只能从局部来解决。而结构抗震概念设计的目标是建筑物的整体结构在地震时能够发挥耗散地震能量的作用，通过结构合理布局，选择延性好，耗能强的结构体系来达到抗震设防目标。就是我们常说的强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件，这就要求我们考虑以下几个方面:1)要求采用受力明确，传力简单的结构体系;2)采取相应的抗震构造措施如加构造柱，圈梁，加强层，转化层等来达到抗震要求;3)选取合适强度同时有良好延性的建筑材料以及正确施工技术实现对高层建筑结构体系抗震性能的合理控制。

2场地与基础

地震造成建筑的破坏首先考虑场地与基础，因场地造成的工程的震害是很难恢复以及处理的，对于场地选择尽可能避开断裂带和不利地段(如软弱土，液化土，高耸孤立的山丘，半挖半填地基，断层破碎带等)，如避免不了就要对场地地基进行加固处理(如换土垫层法，重锤夯实法，强夯法，振动水冲法，深层挤密法，沙井预压法等)，所以尽可能挑选对建筑抗震有利的地段(如开阔平坦地带的坚硬场地或者密实均匀中硬场地)，不仅有利于建筑抗震性能而且经济合理。对高层建筑抗震地基优先选择浅基础，并且同一结构体系不宜设在不同性质的地基上，同一建筑不宜采取两种以上的不同基础，同时要考虑建筑结构上部体系与地基基础相互作用关系。

3选择良好的抗震结构体系

1)高层建筑结构抗震体系选择不同于其他建筑布局，除了简单合理的结构布置，考虑其规则与对称，避免出现扭转与失衡情况，因此竖向结构布置应有规则的均匀变化，从上而下结构刚度逐渐变小，如果由于建筑要求而发生平面，刚度以及承载力局部的突变变为不规则体系时，我们要根据地震规范与高规以下几个方面来判断其是否规则:a．扭转不规则;b．抗扭刚度弱;c．层刚度小;d．平面不规则;e．楼板不规则;f．竖向刚度不规则，满足其中一项为不规则，满足其中三项为特别不规则，对于不规则结构要采取抗震措施来加强薄弱层的抗震性能，要进行超限高层建筑高层抗震设防的专项审查，此外对于多项指标超过抗震规范3．4．4条为严重不规则建筑，应该与建筑设计人员沟通最好改变设计方案。2)多道抗震设防。控制同一结构各构件或部件在地震中损坏或形成塑性铰的顺序而成的多道防御系统，使整个结构坏而不倒。为了避免因局部失效或者薄弱层而引起结构的破坏，要求结构体系由延性好的不同结构体系形成刚性的超静定结构来共同工作以抵抗地震破坏。要求结构体系良好的整体性和变形能力，当第一道抗震防线遭受超过它设防要求而破坏，第二道防线作为下一道屏障对结构体系进行保护。如框架剪力墙体系既有框架又有抗震墙，抗震墙作为第一道防线，框架作为第二道防线。但如果抗震墙很少，结构就不是多道防线的结构体系。从以上可以看出房屋的倒塌由于抗侧力构件不能承受荷载作用力，当采用多道抗震设防时，可以适当降低第一道防线的控制能力，提高第二道防线抗震能力。3)抗震薄弱层。薄弱层也是建筑抗震设计需重点关注的地方，根据材料的规格尺寸，刚度，变形能力，使用功能和建筑的美学的要求，致使建筑结构体系会突破常规要求，出现竖向和平面变化比较大的结构体系而成为相对的抗震薄弱环节，在罕见地震荷载作用下率先出现屈服，而发生弹塑性非线性变形，造成建筑的破坏，这里要强调三点:a．薄弱层只是在强震情况下考虑的结构弹塑性变形问题。b．要对结构从整体上进行受力分析，而避免只是考虑部分薄弱层受力与变形。c．由于结构是不是薄弱层只是一个相对概念，因此常常因为设计施工或者材料的变化导致薄弱层的改变，在此控制薄弱层位置发生转移而又能达到它的变形能力，这是控制结构抗震性能最关键的。

4非结构构件抗震设计

除承重结构以外的固定构件都是非承重结构，虽然非承重结构在建筑中只是附件非关键结构，但在屡次的震害过程中非结构造成的人员与财产损害已屡见不鲜了。非结构构件抗震要求以下几点:1)先分清哪些是非结构构件，如屋顶的装饰属于结构构件与否并不好界定，这种情况一般按结构构件处理。2)非结构体系对结构体系影响，对于设备作用在其结构主体上的非结构构件应计算设备的重力，与结构柔性连接的非结构可以不计其刚度，但当有专门构造措施可计入抗震承载力，同时要考虑非结构上作用的力对建筑结构的作用，并且相互的联系要满足锚固要求。3)非构件自身的地震力作用在其重心上，对于支撑在楼层和防震缝的两侧的非结构构件，要计入地震时支撑点之间相对的位移产生的作用效应，非构件在位移方向的刚度要根据其端部实际联系分别根据不同的连接方式采用不同的力学模型。

5结语

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关键词：结构设计；建筑形体；规则性。

中图分类号： TU8文献标识码： A

引言

针对现今建筑物平立面的复杂程度，为了能快速的选取合理的结构形式，并准确的建立力学模型，我们就必要对建筑形体的规则性，有一个比较深的认识。本文以结构设计规范为依据并结合一定的工程经验，阐述建筑形体的规则性在结构设计中的重要性、并对规则性判别及针对不规则建筑采取的加强措施作了一些总结。

1．建筑形体规则性重要性：

《建筑抗震设计规范》规定“建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性”。建筑形体是指建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化。规则建筑是指平面和立面简单，抗侧力体系的刚度和承载力上下变化连续、均匀，平面布置基本对称。即在平立面、竖向剖面或抗侧力体系上，没有明显的、实质的不连续或突变。故“规则性”是诸多因素的综合要求。

建筑物平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能和经济合理性影响很大。

首先规则的建筑抗震性能比较好。震害统计表明，简单、对称的建筑在地震时较不容易破坏。对称的结构因传力路径清晰直接也容易估计其地震时反应，容易采取抗震构造措施和进行细部处理。

其次规则的建筑(尤其是规则的高层建筑)有良好的经济性。根据工程经验，较规则建筑物的周期比、位移比等结构的整体控制指标很容易满足规范要求。同时由于地震力在各榀抗侧力构件之间的分配比较均匀，从而使各结构构件的配筋大小适中，使成本控制在一个合理的范围内。相反不规则结构则会出现扭转效应明显、局部出现薄弱部位等情况，应根据规范对结构进行内力调整并采取有效的抗震构造措施进行加强处理。从而使得内力变大，计算配筋变大，局部抗震构造更加繁锁。从而使工程造价有较大幅度的增加。

综上所述，建筑形体的规则性对结构设计而言至关重要。

2．建筑形体规则性的判别：

建筑形体规则性的判别在《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中都作了一些定量的规定。而两本规范在具体条文上又有一定差异。本文对照两本规范相关条文，对规则性判别进行汇总，如下表：

《建筑抗震设计规范》 《高层建筑混凝土结构技术规程》

不规则性判断 平

面

不

规

则

凹凸不规则：

平面凹进的尺寸，大于相应投影方向的30% 1.平面简单、规则、对称、减少偏心

2L/m、l/Bmax、l/b进行限制

3不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形

楼板局部不连续：

楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。例如：有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%，或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层（错层面积大于该层面积的30%） 有效楼板宽度不宜小于该层楼面宽度的50%；楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30%，在扣除凹入或开洞后，楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5米，且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于2米。

应同时满足：

L2≥0.5L1a1+a2≥0.5L2

a1+a2≥5ma1≥2m，

a2≥2mA洞≤0.3A楼面

扭转不规则：

在规定水平力作用下，楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍 在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。

结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑，混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。

竖

向

不

规

则 侧向刚度不规则：

Ki＜0.7Ki+1

Ki＜0.8（Ki+1+ Ki+2+ Ki+3）/3

除顶层或出屋面小建筑外，局部收进的水平向尺寸大于相邻一下层的25%

框架结构：ri＜0.7ri+1，ri＜0.8(ri+1+ ri+2+ ri+3）/3

框-剪、剪力墙、筒体结构：

ri＜0.9ri+1

当hi＞1.5hi+1则ri＜1.1ri+1

对底部嵌固层：则ri＜1.5ri+1

当H1/H>0.2 时：B1/B

B1>1.1B，a>4m

竖向抗侧力构件不连续：

竖向抗侧力构件的内力由水平转换构件向下传递 结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通

楼层承载力突变：

Qi＜0.8Qi+1

抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上层的80% A级高度：层间受剪承载力不宜小于相邻上一层受剪承载力的80%，不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%

B级高度：层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%；

楼层质量沿高度宜均匀分布，楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。

通过上表可以看出，规则性判别主要从“扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续、侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变”六种不规则类型作了一些定量的参考界限。相对于《建筑抗震设计规范》而言，《高层建筑混凝土结构技术规程》在具体规定上更加严格，个别条款更加细化。

根据不规则类型的数量及其不规则程度，又把不规则分为：不规则、特别不规则和严重不规则三个等级。

3．不规则性建筑加强措施：

建筑形体及其构件布置不规则时，应对地震作用计算和内力进行一定调整，并对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。见下表:

《建筑抗震设计规范》 《高层建筑混凝土结构技术规程》

加强措施 平面不规则 扭转不规则：

位移比≤1.5（宜）

当最大位移远小于规范限值时，可适当放宽 A级高度：位移比≤1.5（应）B级高度：位移比≤1.4（应）

A级高度：Tt/T1≤0.9（应）B级高度：Tt/T1≤0.85（应）

凹凸不规则或楼板局部不连续：

采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型，高烈度或不规则程度较大时，宜计入楼板局部变形的影响 当楼板平面比较狭长、有较大的凹入或开洞时，应在设计中考虑其对结构产生的不利影响（考虑楼板变形影响），对凹入或洞口的大小加以限制。

艹字形、井字形等外伸长度较大的建筑，当中央部分楼板有较大削弱时，应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施，必要时还可在外伸段凹槽处设置连接梁或连接板。

楼板开大洞削弱后，宜采取以下措施：

加厚洞口附近楼板，提高楼板的配筋率，采用双层双向配筋；

洞口边缘设置边梁、暗梁；

在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。

平面不对称且凹凸不规则或局部不连续：

可根据实际情况分块计算位移比，对扭转较大的部位应采用局部的内力增大系数 抗震设计时，高层建筑宜调整平面形状和结构布置，避免设防震缝。体型复杂、平立面不规则的建筑，应根据不规则程度、地基基础条件和技术经济等因素的比较分析，确定是否设置防震缝。

竖向不规则 竖向抗侧力构件不连续：

水平转换构件的地震内力应根据烈度高低和水平转换构件的类型、受力情况、几何尺寸等，乘以1.25~2.0的增大系数 不宜采用同一楼层刚度和承载力变化同时不满足本规程第3.5.2条（侧向刚度不规则）和3.5.3条（楼层承载力突变）规定的高层建筑结构。

侧向刚度变化、承载力变化、竖向抗侧力构件连续性不符合本规程第3.5.2条（侧向刚度不规则）和3.5.3条（楼层承载力突变）、3.5.4条（竖向抗侧力构件不连续）要求的楼层，其对应于地震作用标准值的剪力应乘以1.25的增大系数。

结构顶层取消部分墙、柱形成空旷房间时，宜进行弹性或弹塑性时程分析补充计算并采取有效的构造措施。

措施：柱子箍筋全长加密配置，大跨度屋面构件要考虑竖向地震产生的不利影响。

侧向刚度不规则：

相邻层的侧向刚度比应依据其结构类型符合本规范相关章节的规定

楼层承载力突变：

薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%

总而言之，建筑形体的规则性在抗震的概念设计中至关重要。对抗震性能和经济合理性影响很大。因此，进行设计时，应首先判别结构的规则性，并根据建筑物的不规则程度区别对待：对于不规则结构应按规范规定采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；而对于严重不规则的建筑不应采用。

参考文献

[1] 《多高层钢筋混凝土结构设计优化与合理构造》.李国胜.著

[2] 《建筑抗震设计规范疑问解答》.王亚勇.戴国莹.著