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時間：2023-03-20 16:22:46
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1.2建筑的縱向布局設(shè)計建筑的縱向布局主要是建筑物巖的高度、建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量以及建筑物的剛度分布。不管是在工業(yè)建筑還是民用建筑，不論建筑的層數(shù)是多還是少，都會存在這樣的問題。在進行建筑設(shè)計的時候，盡可能的將建筑物沿與建筑的剛度設(shè)計成相近的系數(shù)，剪力墻的布局不僅要布局均勻，還要使其能沿著建筑縱向一直貫穿到建筑的底部，不要中途中斷或者是不到達建筑的底部。在設(shè)計過程中，一定要避免樓層之間剛度不均勻的現(xiàn)象，同時還要避免在地震中，建筑出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
1.3建筑的整體布局設(shè)計建筑的整體布局設(shè)計，主要是指建筑的平面和立體空間上的設(shè)計。在建筑的整體布局中，要使建筑平面和建筑空間在形狀上，既規(guī)則又簡潔。建筑的平面形狀可以是圓形、矩形、方形等，這樣的形狀能夠提高建筑抗震的水平。在建筑的整體布局設(shè)計中，要避免凹凸行的設(shè)計，這樣的設(shè)計對建筑抗震起到了一定的制約作用。嚴重是還會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。要設(shè)計出具有立體美和具有藝術(shù)性的建筑，就一定要將建筑藝術(shù)和建筑所具備的功能，與建筑抗震設(shè)計結(jié)構(gòu)結(jié)合到一起。例如：南昌綠地紫峰大廈，該建筑的高位268m，其框架是核心筒結(jié)構(gòu)，對該建筑的抗震設(shè)計，在建筑三分之二出，東西里面內(nèi)凹，其內(nèi)凹部分的荷載通過結(jié)構(gòu)柱支撐在41層與43層之間的跨懸臂轉(zhuǎn)換墻上。其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計融入了新年功能化設(shè)計的思想，并對建筑結(jié)構(gòu)進行小震下的反譜計算，以及中震彈性復(fù)核。
2建筑設(shè)計過程中應(yīng)重視的抗震設(shè)計問題
2.1建筑物屋頂抗震設(shè)計屋頂太高或太重，是目前建筑設(shè)計最主要的問題。屋頂過高或者過重，會加重地震的作用，導(dǎo)致建筑變形，對建筑物自身的抗震能力有所制約。建筑屋頂?shù)闹匦暮徒ㄖ撞康闹匦牟辉谝粭l線上，那么就會導(dǎo)致建筑抗側(cè)力不能連續(xù)，從而加劇建筑的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，制約建筑的抗震水平。所以，設(shè)計師在進行設(shè)計的時候，一定要避免屋頂超高超重的現(xiàn)象，使得整個建筑的結(jié)構(gòu)與剛度均勻的分布下來，讓屋頂與建筑的重心保持在同一條線上。如果建筑物的屋頂設(shè)計的過高，那么就一定要保證建筑具有良好的抗震穩(wěn)固性，降低建筑扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。3
2.2設(shè)計限值控制相關(guān)文件規(guī)定，在建筑設(shè)計過程中，要考慮抗震要求的限值控制。房屋的建筑高度和樓層的數(shù)量。在實際設(shè)計當中，有的建筑高度超標，有的建筑層數(shù)超標，有的建筑高度沒有超標，但是其寬度超標。這些超標，都將會給建筑抗震帶來一定的安全隱患，特別是一些高度和寬度超標的建筑，因此，在建筑設(shè)計中，只要完全融合建筑抗震設(shè)計，就能夠有效的進行限值控制。例如：防裂度為8的時候，粘土磚等對稱建筑的總高度要低于18m，建筑的層數(shù)一不能超過6層；底層框架為磚房的建筑高度應(yīng)該保持在16m，層數(shù)保持在5層以內(nèi)；建筑材料為鋼筋混泥土框架房屋的時候，其高度要保持在45m以下，而框架的抗震墻高度應(yīng)該保持在100m以內(nèi)。除了在設(shè)計過程中要考慮抗震要求的限值控制之外，還要考慮房屋抗震橫墻之間的間距以及局部墻體尺寸的限值控制?？拐饓ο拗悼刂疲褪潜苊鈾M墻的間距超過了原有的額定值，從而導(dǎo)致建筑平面的剛度下降，遇到水平地震力時，影響了建筑水平地震力的傳遞，因此，導(dǎo)致了建筑縱墻發(fā)生形變，制約了建筑抗震的承載力度，致使建筑倒塌。對局部墻體尺寸的限值控制，是因為這些局部墻體能夠增強建筑抗震強度，如果局部墻體尺寸的限值小于規(guī)定的值，那么就不能夠滿足建筑抗震設(shè)計的要求，就會出現(xiàn)墻面裂開或者是倒塌的現(xiàn)象。因此，在設(shè)計過程中要注意建筑設(shè)計限值控制。
1基本情況
廣州琶洲香格里拉酒店項目位于廣州市海珠區(qū)，廣州國際會議展覽中心東側(cè)，在建的黃洲大橋西側(cè)，北臨珠江，南靠新港東路，長約240米，寬約200米。整個項目包括一座37層的酒店（塔樓高32層，裙樓5層）和宴會大廳，以及2層地下車庫。
2抗震設(shè)防標準
（1）抗震設(shè)防烈度：7度。
（2）本工程屬丙類建筑，按本地區(qū)設(shè)防烈度采取抗震措施。
3基本數(shù)據(jù)
（1）場地類別：Ⅱ類。
（2）土層等效剪切波速為168.4m/s-173.8m/s,場地覆蓋層厚度約13.5m-17.4m，砂土液化等級綜合評定為嚴重，屬于抗震不利地段。
（3）持力層名稱：微風化巖層，埋深約10.90m-23.70m，地基承載力特征值fak=4500KPa，巖石天然濕度下單軸抗壓強度的標準值fr=13.5Mpa。
（4）樁型為沖孔/鉆孔灌注樁，樁端埋深約15-20m。
4建筑結(jié)構(gòu)布置和選型
（1）主樓高度（±0.00以上）140.7m，地面以上結(jié)構(gòu)層為38層，其中出屋面一層，高度為4.7m。
（2）裙房高度（±0.00以上）29.0m，地面以上結(jié)構(gòu)層為4層。
（3）塔樓主體部分、裙樓和宴會廳之間設(shè)兩道110mm寬抗震縫分開。建筑物總高度為136.0m，總平面尺寸為195m×122m。其中塔樓部分（轉(zhuǎn)換層以上）平面尺寸為72米×18米，長寬比L/B＝4<［6］，高寬比H/B＝6.0<［7］；裙樓部分平面尺寸110m×45m，長寬比L/B=2.4，高寬比H/B=0.5；宴會大廳平面尺寸65m×53m，長寬比L/B＝1.2，高寬比H/B=0.3。
（4）塔樓質(zhì)心有微小的向上偏心（以底端為原點）。
（5）結(jié)構(gòu)形式簡單、平面形狀規(guī)則、布置均勻；結(jié)構(gòu)層第5層為轉(zhuǎn)換層，豎向構(gòu)件布置不連續(xù)。
（6）本工程為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓蓋整體性好。
（7）結(jié)構(gòu)類型：框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，屬于復(fù)雜類型。
（8）抗震等級：本工程塔樓的框架和核心筒為一級抗震。由于地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，地下一層的抗震等級與上部結(jié)構(gòu)相同。其余部分裙樓及其地下一層與主樓相連，一級抗震。
（9）結(jié)構(gòu)概況：
整個大樓的設(shè)計采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)形式，分為兩級結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層以下布置了21根巨型框支柱，剪力墻及承重柱均落地直至基礎(chǔ)，由剪力墻、的框架柱和框架梁形成第一級結(jié)構(gòu)，承受水平力和豎向荷載，而樓面及次梁作為第二級結(jié)構(gòu)，只承受豎向荷載并傳遞到第一級結(jié)構(gòu)上。5結(jié)構(gòu)分析主要結(jié)果
（1）計算軟件：PKPM系列結(jié)構(gòu)分析軟件SATWE模塊（2002規(guī)范版本）中國建筑科學研究院PKPMCAD工程部編制。
（2）樓層自由度為3（剛性樓板）。
（3）周期調(diào)整系數(shù)：0.8。
（4）主樓結(jié)構(gòu)總重：2291152.81KN（SATWE）。
（5）基底地震總剪力：32581KN（X向）36421KN（Y向）（SATWE）。
（6）扭轉(zhuǎn)位移比：1.3。
（7）轉(zhuǎn)換層的上下剛度比：0.6027。
（8）最大軸壓比：n=0.85。
（9）最大層位移角為1/941，在17層（SATWE）。
（10）時程分析采用人工模擬的加速度時程曲線，選用了兩組實測波和一組場地人工波進行彈性動力時程分析。彈性階段的時程分析，構(gòu)件內(nèi)力，側(cè)向位移小于采用振型分解反應(yīng)譜法的構(gòu)件內(nèi)力和側(cè)向位移。
6計算結(jié)果小結(jié)（與規(guī)范要求對比）：
（1）在風荷載及地震作用下各構(gòu)件的強度和變形均滿足有關(guān)規(guī)范的要求。
（2）墻、柱的軸壓比均符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》和《高規(guī)》的要求，轉(zhuǎn)換層以上柱子軸壓比小于［0.85］，框支柱軸壓比小于［0.6］。
（3）按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比Δμ/h=1/941滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）第4.6.3條要求的1/800。
（4）塔樓滿足（JGJ3-2002）關(guān)于復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比最大值為0.729，不大于0.85的規(guī)定。
（5）塔樓滿足（GB50011-2001）第3.4.2條關(guān)于復(fù)雜高層建筑各樓層的最大層間位移不應(yīng)大于該樓層兩端層間位移平均值的1.4倍的規(guī)定。
（6）除轉(zhuǎn)換層外，塔樓各層均滿足（GB50011-2001）第3.4.2條關(guān)于各樓層的側(cè)向剛度不小于相鄰上一層的70%，并不小于其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%的規(guī)定。
（7）塔樓滿足（JGJ3-2002）第E.0.2條關(guān)于轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度不應(yīng)大于1.3的規(guī)定。
（8）除轉(zhuǎn)換層外，塔樓各層均滿足（JGJ3-2002）第4.4.3條關(guān)于樓層層間受剪承載力不宜小于相鄰上一層的80%的規(guī)定。
（9）塔樓滿足（JGJ3-2002）第5.4.4條關(guān)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的規(guī)定。
（10）塔樓滿足（JGJ3-2002）第3.3.13條關(guān)于各樓層對應(yīng)于地震作用標準值的樓層水平地震剪力系數(shù)不小于表3.3.13的規(guī)定。
（11）塔樓滿足（JGJ3-2002）第3.3.5條關(guān)于按時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力不宜小于CQC法求得的底部剪力的65%的規(guī)定。
（12）結(jié)構(gòu)薄弱層彈塑性層間位移符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）第5.5.5條關(guān)于彈塑性層間位移角（1/164）小于1/100的規(guī)定。
7其它需要說明的問題
本工程在三種超限條件（高度、高寬比、體型規(guī)則性）中，高度超限13.3%，高寬比滿足規(guī)范及規(guī)程的有關(guān)要求，結(jié)構(gòu)平面形狀規(guī)則，豎向不規(guī)則。
主要超限抗震措施包括：
（1）為避免大樓整體結(jié)構(gòu)之間形狀的不規(guī)則，引起不利于抗震的情況，在主樓和裙樓之間設(shè)置110mm寬抗震縫兩道，縫的兩側(cè)設(shè)置雙柱，地下室、基礎(chǔ)不用設(shè)縫。
（2）轉(zhuǎn)換層位于第5層，框架柱和剪力墻的抗震等級根據(jù)《高規(guī)》表4.8.2和表4.8.3規(guī)定提高一級，為特一級。
（3）首層、設(shè)備夾層、避難層、屋面層樓板加強,板厚為180mm，中央核心筒板厚加強為150mm,配筋相應(yīng)加強，設(shè)雙向雙層鋼筋網(wǎng)。
2.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法
2.1結(jié)構(gòu)地震分析法
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的首要任務(wù)就是對結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)的分析，需要確定內(nèi)力組合及截面設(shè)計的地震作用值。常用的地震分析法有底部剪力法、彈性時程分析方法、振型分解反應(yīng)譜法、非線彈性靜力分析法以及非線彈性時程分析法。其中最為簡單的屬底部剪力法，其在質(zhì)量、剛度沿高度分布較均勻的結(jié)構(gòu)中較為適用。假設(shè)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)以線性倒三角形的第一振型為主。并通過第一振型周期的估計來確定地震影響系數(shù)。對于較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，采用振型分解反應(yīng)譜法來計算，它的思路就是根據(jù)振型疊加原理，將各種振型對應(yīng)的地震作用、作用效應(yīng)以一定方式疊加起來得到結(jié)構(gòu)總的地震作用、作用效應(yīng)。而彈性時程分析適用于特別不規(guī)則和特別重要的結(jié)構(gòu)中，將建筑物看作彈性或彈塑性振動系統(tǒng)，直接輸入地面振動加速度記錄，對運動方程積分，從而得到各質(zhì)點的位移、速度、加速度和剪力時程變化曲線。非線彈性時程分析法可以準確完整的反映結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)的全過程。按非線彈性時程分析法進行抗震設(shè)計，能改善結(jié)構(gòu)抗震能力和提高抗震水平。非線彈性靜力分析法考慮了結(jié)構(gòu)彈塑性特性，在結(jié)構(gòu)分析模型上施加某種特定傾向力模擬地震水平側(cè)向力，并逐級單調(diào)增大，構(gòu)件一旦屈服，修改其剛度直到結(jié)構(gòu)達到預(yù)定的狀態(tài)。
2.2建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法
為了確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力最佳，所設(shè)計的結(jié)構(gòu)在強度、剛度、延性及耗能能力等方面都達到最佳，質(zhì)量分布均勻，平面對稱、規(guī)則抗側(cè)向力較好的體系及剛度與承載能力變化連續(xù)的結(jié)構(gòu)體系是優(yōu)先考慮的設(shè)計方案，從而經(jīng)濟地實現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。
（1）根據(jù)我國的抗震設(shè)計規(guī)范，建筑持力層的選擇非常重要，它關(guān)系著整個建筑物的安全性能，同時規(guī)范還指出，建筑的形體要適當，要求建筑的形狀及抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則，并有整體性，不宜用軸壓比很大的鋼筋混凝土框架柱作為第一道防線。
（2）抗震結(jié)構(gòu)體系布置是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的關(guān)鍵問題，如房屋建造中框架結(jié)構(gòu)體系和砌體結(jié)構(gòu)的選擇問題。地震后會有余震，抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有多道抗震防線。如框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中為了避免部分構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力，將不承受重力荷載的構(gòu)件用作傳遞途徑。
（3）傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震是通過增強結(jié)構(gòu)本身的抗震性能(強度、剛度、延性)來抵御地震作用的，即由結(jié)構(gòu)本身儲存和消耗地震能量。消能減震設(shè)計指在結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能器來消耗地震輸入的能量，減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，減小結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞和避免結(jié)構(gòu)物直接倒塌以達到預(yù)期防震減震要求。隔震設(shè)計指在建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔離層，即安裝隔震裝置，通過隔震裝置延長結(jié)構(gòu)的基本周期，避免地震能量集中使結(jié)構(gòu)發(fā)生屈服和破壞。這是一種以柔克剛積極主動的抗震對策,是一種新方法、新對策、新途徑。
（4）盡可能多設(shè)置幾道抗震防線，一個較好的抗震建筑結(jié)構(gòu)由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。強烈地震之后往往伴隨多次余震，如果只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導(dǎo)致倒塌。如像教學樓這種相對大開間、單跨、大窗口、懸臂走廊的純框架結(jié)構(gòu)，其縱、橫方向的剛度不均勻，很容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞，而整個結(jié)構(gòu)只有框架一道防線，一旦柱子發(fā)生破壞，沒有其他約束措施，整個框架因喪失全部承載能力而倒塌。防止脆性和失穩(wěn)破壞，增加延展性。設(shè)計不良的細部結(jié)構(gòu)常常發(fā)生脆性和失穩(wěn)破壞，應(yīng)該防止。剛度的選擇有助于控制變形，在不增加結(jié)構(gòu)的重量的基礎(chǔ)上，改變結(jié)構(gòu)剛度，提高結(jié)構(gòu)的整體剛度和延展性是有效的抗震途徑。
（5）場地條件就是導(dǎo)致建筑震害過于嚴重的關(guān)鍵因素，所以選擇最為有利的地形最大限度的防止建筑物出現(xiàn)在不利于抗震功能發(fā)揮的區(qū)域。選擇在抗震過于危險的區(qū)域來建造房屋，有可能對人們的生命財產(chǎn)安全帶來危害。在汶川地震時，北川縣城西的房屋建造在有滑坡隱患的山體之下，在地震的作用下，山體崩塌、滑坡，將大量的房屋掩埋，死亡1600人，損失慘重。
2抗震設(shè)計與建筑設(shè)計方案
抗震設(shè)計與建筑方案雖然在多方面表現(xiàn)是矛盾的，但不是不可協(xié)調(diào)的。設(shè)計師們廣開思路，運用現(xiàn)代科技手段，是可以設(shè)計出優(yōu)秀的建筑作品的。
1）對于建筑外部整體平面布局的設(shè)計要求
可將復(fù)雜的建筑平面進行分割設(shè)計，采用設(shè)置變形縫的方法，將其分成若干個規(guī)整單元，既能滿足抗震規(guī)范要求，也不會破壞平面使用功能和整體造型。對于有些觀點提出的變形縫不好看，影響立面效果，設(shè)計師可以通過將該部位兩側(cè)主體錯位設(shè)計方法，即利用視覺差，弱化人們對變形縫的直觀感覺；對于要徹底消除變形縫影響，則需借助外裝飾構(gòu)件，可采取外裝飾幕墻等輕質(zhì)構(gòu)件對外立面的變形縫進行裝飾處理。抗震設(shè)計要求結(jié)構(gòu)主體設(shè)置變形縫，并規(guī)定相應(yīng)變形縫寬度，是防止在地震時建筑物間晃動、碰撞造成結(jié)構(gòu)主體的破壞，由于輕質(zhì)外裝飾構(gòu)件會在地震時變形破壞，不會對建筑物主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生約束作用。所以，通過輕質(zhì)外裝飾材料的設(shè)置，可以解決由于設(shè)置變形縫引來的美觀問題，并且不會影響到結(jié)構(gòu)主體抗震性能。
2）對于住宅類型建筑
由于其使用功能單一，房間分隔墻較多，結(jié)構(gòu)沿豎向布局比較均勻，一般只是平面形狀變化較大，只要結(jié)構(gòu)設(shè)計師按照建筑平面方案合理布置結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)件，采用框架、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等一般常規(guī)結(jié)構(gòu)形式都可以滿足本地區(qū)抗震設(shè)計要求。對于高層住宅底部要求設(shè)置商業(yè)用途的建筑，應(yīng)該優(yōu)先選用轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體系。有些結(jié)構(gòu)設(shè)計人員不愿意做轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，認為轉(zhuǎn)換了，結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜了，造價增加了，往往在設(shè)計中過度減小剪力墻長度、剪力墻開較大洞口的方法，來滿足建筑對底部大空間的使用要求。但即使是這樣做也不會完全適應(yīng)建筑功能的要求，同時由于剪力墻不適當減少及剪力墻的不合理布置，也影響到建筑整體的抗震性能，造成結(jié)構(gòu)配筋不合理。合理的采用轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體系，既不會給建筑物抗震帶來不利影響，也不會過多的增加工程整體造價。建筑功能上可以最大限度地滿足建筑設(shè)計方案的初衷，結(jié)構(gòu)的抗震性能達到優(yōu)化，使建筑物整體含鋼量達到最低。
3）對于公建類型建筑
由于其平面使用功能的不確定性，各個樓層間使用功能不統(tǒng)一的特點，故不宜過多采用剪力墻，剪力墻設(shè)置應(yīng)在電梯間、樓梯間等較為固定使用空間的部位。要求建筑設(shè)計師在平面布局中加以考慮，在考慮建筑功能需要的同時，也兼顧結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的合理性布置。由于對空間的需求，框架體系元素更多地運用在公建類型的建筑中。由于建筑高度較高，各層使用荷載較大，使得鋼筋混凝土框架柱截面一般較大，即使是采用高標號混凝土的鋼筋混凝土柱截面也會很大；適當在抗震性能要求較高的部位，采用型鋼混凝土及鋼管混凝土的結(jié)構(gòu)體系更加合理，既有混凝土結(jié)構(gòu)的剛度，又有鋼結(jié)構(gòu)的良好延展性，可以讓該混合結(jié)構(gòu)在抵抗地震災(zāi)害時發(fā)揮最大的作用。對于大跨度的框架梁，也可以多采用型鋼結(jié)構(gòu)及型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，既可以提高建筑的水平抗震性能，也有效的降低框架梁的高度。對于預(yù)應(yīng)力梁的運用，不建議大量使用，雖然預(yù)應(yīng)力梁的采用可以降低框架梁的高度，但其性質(zhì)類同于普通鋼筋混凝土梁，且對梁端約束要求較大，協(xié)調(diào)變形能力一般。
4）隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展
高層建筑的高度已經(jīng)不是制約建筑設(shè)計的主要問題了，通過計算機軟件的抗震模擬計算，使更多的高層建筑的設(shè)計方案得以優(yōu)化。高層建筑設(shè)計方案中存在的主要問題是結(jié)構(gòu)體系的選擇，隨著建筑高度的增加，結(jié)構(gòu)柱截面會增大，剪力墻數(shù)量也會增多，對建筑內(nèi)部平面功能影響較大。一般結(jié)構(gòu)設(shè)計師會根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗先選擇框架結(jié)構(gòu)，然后框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)，最后選擇框筒結(jié)構(gòu)以及鋼和混凝土混合結(jié)構(gòu)。認為這樣可以節(jié)省造價。實際上這是一個誤區(qū)，只有根據(jù)建筑使用功能特點，合理選用結(jié)構(gòu)形式才是降低成本的最好途徑。隔震設(shè)施及減震設(shè)施已在許多工程得到了應(yīng)用，通過實驗室內(nèi)地震模擬實驗及國內(nèi)外一些實際工程中應(yīng)用的經(jīng)驗，會逐步在更多的現(xiàn)代建筑設(shè)計中得到應(yīng)用及發(fā)展，也會給建筑設(shè)計方案的創(chuàng)作帶來最大的自由度。
2高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計對策
2．1場地和地基的選擇
關(guān)于高層建筑的抗震效果，地基的情況和場地狀況較會產(chǎn)生直接的作用，也稱為建筑抗震設(shè)計的基礎(chǔ)。如何選擇地基和場地，一定要詳細清楚當?shù)氐牡卣鸹顒訝顩r，仔細勘查地質(zhì)情況，并獲取全方位的數(shù)據(jù)資料，從而可以有效的進行綜合評價和研究，正確的評判當?shù)氐目拐鹪O(shè)計等級。采用一切辦法去規(guī)避不利于抗震設(shè)計的地方，如果不能規(guī)避的場地，我們要做針對性的處理。在選擇高層建筑地基時，首選的是較高密實度的基土和巖石，將有利于提升建筑地基的抗震能力，切勿采用哪些不適合抗震的軟性地基土。務(wù)必要采用合理的措施對達不到地震需求的地基進行改善和加固，從而讓它滿足抗震要求。
2．2建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
為了實現(xiàn)可靠性的建筑，達到合理分布承載的力量需要，在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，務(wù)必要達到建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性需要，盡量讓抗側(cè)力結(jié)構(gòu)可以簡單明了。對于建筑結(jié)構(gòu)平面布置圖，多選用比較規(guī)整的圖形，主要是由于規(guī)則的圖形能夠確保建筑遇到何種情況時都能實現(xiàn)均勻分布的承載力。應(yīng)該盡量規(guī)避一些復(fù)雜多變的建筑結(jié)構(gòu)平面，那是由于不規(guī)則的圖形便于引起建筑結(jié)構(gòu)的鋼心和質(zhì)心間的錯亂不堪。如果遭遇地震，鋼心距離就會變大，剛性達不到要求，從而使得建筑物出現(xiàn)倒塌的結(jié)果。
2．3建筑結(jié)構(gòu)材料的選取
高層建筑在遭遇地震時安全性能很大程度上都由于建筑結(jié)構(gòu)材料來決定?，F(xiàn)實中，高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的本質(zhì)問題就是整合相應(yīng)構(gòu)件的延性，同時要做調(diào)和工作，最終目標是確保遭遇地震時建筑能夠穩(wěn)定安全。而對于鋼筋來說，應(yīng)該選擇那些具備較好韌性的材料。關(guān)于垂直方向受力的鋼筋，以HRB335級、HRB400級的熱軋鋼筋為準，箍筋則是采用熱軋鋼筋，型號為HPB235、HRB335、HRB40級。在選用建筑結(jié)構(gòu)材料時，務(wù)必要充分了解材料抗震的要求。同時，還要考慮其中的造價和成本控制問題。所以說，選用建筑結(jié)構(gòu)材料應(yīng)該尋求抗震新性能和建筑成本平衡點，只有兩者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，才能確保用最少的材料實現(xiàn)最好的抗震能力。
2．4隔震和消能減震設(shè)計
某些高層建筑需要非常嚴格的抗震要求，要滿足一般的抗震效果，還必須實現(xiàn)消能、隔振的效果。所以，要達到上述目標，第一，正確選擇地基和場地，首選那些較高密實度的地基，這樣可以避免發(fā)生輕地震時其能量對建筑產(chǎn)生的損害，減少共振發(fā)生幾率。建筑物不同，其隔振系數(shù)也是不一樣的。所以說，在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的過程中，務(wù)必要根據(jù)實際情況來詳細研究，選取適宜的隔震支座，還要綜合分析風力產(chǎn)生的負荷作用。那些具有消能、隔振要求的建筑構(gòu)件，延性好的材料是比較適合的，強度能夠滿足要求，能夠確保建筑物受地震時減弱破壞。
2．5抗側(cè)力體形的優(yōu)化
在一般性構(gòu)造的高樓中，剛超過柔，那些剛性結(jié)構(gòu)方案的高樓，主體結(jié)構(gòu)遭遇的損害少，如果發(fā)生地震時其結(jié)構(gòu)變形也不大，圍護墻、隔墻等非結(jié)構(gòu)部件也會破壞較少，受到較好的保護。結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)也會增強，遭遇地震時的塑性鉸變大，耗費較多的地震能量。結(jié)構(gòu)也會在強地震情況下更加具有承受力，而不至于傾倒。改觀結(jié)構(gòu)屈服機制，并確保結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損害時依據(jù)整體屈服機制工作，并不依靠樓層屈服機制。設(shè)計結(jié)構(gòu)的原則是強壓弱拉、強剪弱彎、強柱弱梁和強節(jié)弱桿。設(shè)計結(jié)構(gòu)理應(yīng)選擇軸力小的水平桿件，成為關(guān)鍵的耗能桿件，盡量的產(chǎn)生彎曲耗能，確保實現(xiàn)構(gòu)件的較強的耗能能力和不小的延性。
2．6常用的加固設(shè)計
要想能夠較好的提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，加固措施務(wù)必要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)實狀況進行，選用加固方法務(wù)必要綜合如下因素全面分析:如果結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)誤差和缺陷，就要結(jié)合現(xiàn)實問題來加固和增加構(gòu)件，也可以采用較高抗震能力的構(gòu)件作為替代品。如要提高整體剛度和承載力，可通過設(shè)置套箍、增大原截面和增加構(gòu)件的方法來實現(xiàn)。多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)整體性連接不滿足抗震的規(guī)范要求，應(yīng)該有目的地調(diào)整結(jié)構(gòu)，可以降低損害，分散地震力。為避免發(fā)生地震時引起破壞，應(yīng)該對于那些同建筑結(jié)構(gòu)無關(guān)緊要的構(gòu)件進行加固處理。
一、抗震設(shè)計的重要性
從我們現(xiàn)在的經(jīng)濟發(fā)展狀況來講，城市人口越來越密集，房屋建筑也越來越多，若突然發(fā)生大的地震災(zāi)難就會造成難以估量的損失。房屋建筑根本性質(zhì)就是為了給人們提供一個安全舒適的住宿，為人們的一個防護所，避免人們經(jīng)受風吹日曬以及其他極端天氣。地震則是我們目前所知的自然災(zāi)害中最嚴重的一個災(zāi)害，它所給人們造成極大的影響，地震不僅是簡單的震動，也會引起一系列海嘯、泥石流等自然災(zāi)害，其破壞性不可小覷。由此可見，當一個破壞性極大的災(zāi)難發(fā)生在人們最需要安全的避難所時，我們就不得不重視對于這一災(zāi)難的防護。再加上我們目前生活水平的提高，我們目前對于房屋建筑的要求應(yīng)該是更為舒適，使用壽命更強，這就進一步要求我們對于房屋建筑的整體抗震性有更加完善的技術(shù)從而更好地保證我們生活的舒適性。
二、房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)定
在我國，房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的標準一般分為特殊設(shè)防類、重點設(shè)防類、標準設(shè)防類、適度設(shè)防類等四個類別，簡稱甲、乙、丙、丁。在甲乙類建筑體系設(shè)計中應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強其抗震措施，9度時應(yīng)按比9度更高要求采取抗震措施。而丙類建筑應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防確定其抗震措施。在丁類建筑中地震作用應(yīng)按本地抗震設(shè)防烈度確定，但抗震措施（6度除外）允許比本地抗震設(shè)防烈度的要求適當降低。在多層和高層現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的結(jié)構(gòu)類型中，當平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu)或建造于Ⅳ類場地的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)時，適用最大高度應(yīng)適當減少。在鋼筋混凝土房屋抗震等級的要求中，它的抗震設(shè)計一般要滿足，如果是框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50％的話，那么它的框架抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)來定。另外當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層一下抗震構(gòu)造措施的抗震等級可逐層降低一級，但不應(yīng)低于四級。地下室中無上部結(jié)構(gòu)的部分，抗震構(gòu)造措施的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或者四級。對于那些筒體房屋結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計要求來說，筒體部分與框架部分樓板一般采用梁板體系。在施工程序及連接構(gòu)造上我們采取減小結(jié)構(gòu)豎向溫度變形及軸向壓縮對加強層影響措施來解決。當?shù)陀?度采用加強層時，加強層的大梁或桁架與周邊框架柱的連接宜采用鉸接或半剛性連接。需要注意的是如果是9度的情況出現(xiàn)時就不要采用加強層了。
三、抗震設(shè)計在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運用
抗震的設(shè)計在整個建筑中可以說是十分關(guān)鍵的一環(huán)，我們可以從一下幾個方面進行理解，從而體會抗震設(shè)計時如何在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中進行運用，進而理解抗震設(shè)計在房屋建筑中的重要性。（1）提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震力。抗震設(shè)計，顧名思義，就是保障房屋建筑能夠在地震時將其破壞程度保障到最小范圍。所以在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計師，首先就要保障有一個穩(wěn)固的地基。地基是整個建筑的基礎(chǔ)，其抗震性能也就在一定程度上決定著整個建筑的抗震能力。其次，房屋的整體結(jié)構(gòu)上要建造抗震能力強的結(jié)構(gòu)。比如我們知道的一些幾何圖形具有穩(wěn)定的效能，我們就可以將其運用在房屋的結(jié)構(gòu)當中。規(guī)則、對稱的建筑結(jié)構(gòu)也能有利于保障房屋的穩(wěn)定性，從而減少地震對于房屋建筑變形的影響。在房屋建筑中的一些小細節(jié)上注意到對于抗震的作用。（2）我們完善了房屋的抗震設(shè)計之后，可以再從地震一方面來思考如何降低地震作用對房屋建筑的影響。我們目前所采取的辦法就是在建筑物的基礎(chǔ)與主體之間加一個隔震層，也有人提出在建筑物的頂端部分設(shè)立一個“反擺”。這樣的設(shè)計首先能夠有效避免發(fā)生地震時建筑物之間互相碰撞，并且能夠有效緩解在地震來臨時房屋的震動幅度，從而保障房屋內(nèi)部物品的安全。這樣的設(shè)想我們目前已經(jīng)有所應(yīng)用，在一些實際的經(jīng)驗中我們也發(fā)現(xiàn)了這一方法的可行性。（3）保證建筑的剛度，建筑結(jié)構(gòu)上的防護以及外部的防護之后，還有保障房屋建筑自身的堅硬程度。首先，就需要考慮到在進行建筑時，使用鋼筋混凝土材料，保障房屋的穩(wěn)固。其次，就是在我們已有的建筑結(jié)構(gòu)上對整個建筑進行進一步的加固。這一方面我們目前已經(jīng)有相關(guān)的規(guī)定，明確告訴我們?nèi)绾螌τ诓煌ㄖ愋瓦M行不同的外層加固。目前，我們也仍需對于房屋建筑的使用材料進行進一步的探究，努力尋找優(yōu)化建筑材料的辦法，能夠幫我們在建造房屋時一方面減少不必要的材料浪費，另一方面就是將優(yōu)質(zhì)的材料的性能充分地體現(xiàn)在房屋建筑整體的抗震性能上。
四、房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計措施
1.房屋建筑位置的選擇，房屋建筑位置的選擇在一定意義上來說決定著房屋質(zhì)量的好壞，一般地地震可以導(dǎo)致房屋建筑周圍地表變化，這樣就會造成地基的開裂，導(dǎo)致房屋出現(xiàn)問題。因此在地理位置的選擇上，設(shè)計人員要對房屋建筑進行合理化選擇：如選擇開闊的堅硬場地，考慮場地土的剛度大小和場地覆蓋層的厚度等。2.房屋建筑材料的選擇，抗震性房屋建筑材料要選擇那些質(zhì)量優(yōu)等的材料。要綜合考慮保暖、防火等多種因素的存在，比如良好的鋼、鋁合金結(jié)構(gòu)、木質(zhì)結(jié)構(gòu)及輕型復(fù)合材料等建筑材料作為主體材料。3.選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)體系要滿足穩(wěn)定性，要與建筑結(jié)構(gòu)相配套。此外要注意建筑物傳力途徑的明確性，以及受力計算的明確性，保障在建筑體系中不使用轉(zhuǎn)換層，這樣就會保障有地震發(fā)生時候避免建筑傾斜或局部受損等現(xiàn)象的發(fā)生。4.做好底層框架抗震墻設(shè)計，鑒于我國的地震災(zāi)害多數(shù)發(fā)生在底層，一般突出表現(xiàn)為“上輕下重”的這樣一個現(xiàn)象，所以在設(shè)計時候要突出底層的墻體比框架柱重，框架柱又要比梁重。這樣的設(shè)計就會在發(fā)生地震時底層破壞的程度比房屋的底層輕得多。5.鋼筋混凝土框架抗震內(nèi)力設(shè)計。我們盡可能做到在地震作用下的框架呈現(xiàn)梁鉸型延性機構(gòu)，為減少梁端塑性鉸區(qū)發(fā)生脆性剪切破壞的可能性，對梁端的剪力適當調(diào)整，使斜截面受剪承載力高于正截面受彎承載力，做到“強剪弱彎”。在實際運用中如不采取這個措施，柱端很可能比梁端先出現(xiàn)塑性鉸。因此適當調(diào)整柱計算內(nèi)力并增大配筋，使塑性鉸首先出現(xiàn)在梁端，抗震性能較好。
五、結(jié)語
地震是人類生活面臨的重要的自然災(zāi)害，危及著人民的生命與財產(chǎn)安全。在我國，目前人們對于房屋建筑無論是安全性還是舒適性的要求越來越高，房屋建筑行業(yè)不斷改善自己的設(shè)計和技術(shù)，不斷為人們提供更好更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，必須充分考慮抗震設(shè)計，并有采取適當?shù)目拐鸫胧?，盡最大可能確保房屋質(zhì)量，才能減少地震的危害。我們要進行不斷地探索，對于抗災(zāi)設(shè)計有所重視，不斷改善我們的技術(shù)，建造更優(yōu)質(zhì)的建筑。
2建筑抗震設(shè)計的思想與方法
2.1選擇建筑場地建筑設(shè)計之前，先進行建筑結(jié)構(gòu)選址時，要對將要施工的現(xiàn)場環(huán)境進行全面的勘測，熟悉掌握當?shù)厮牡刭|(zhì)的具體情況，對已有材料進行分析對比，從而選擇出合適的場地。選址要有利于抗震，計算好建筑的高度和負荷，盡量選擇硬度大、地域?qū)拸V平坦的地區(qū)來建造高層大建筑。在選擇地基時，要注意避開斜坡崎嶇地段，以避免滑坡、泥石流等自然災(zāi)害。還要選擇地質(zhì)均勻的建筑場地作為地基，以避免地震時出現(xiàn)地面裂開，沉降不均勻的現(xiàn)象，因而導(dǎo)致建筑物傾斜。
．2建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則建筑物的結(jié)構(gòu)規(guī)則很重要，往往一些結(jié)構(gòu)簡單的建筑在地震中毀壞程度最低，因為結(jié)構(gòu)簡單規(guī)則的建筑受力較為均勻，在震中不易發(fā)生傾斜，穩(wěn)固性較好。據(jù)有關(guān)人士表示，在保證建筑的長寬為2比1時，能夠產(chǎn)生最大的抗震效果，此外，對稱結(jié)構(gòu)的抗震性能更好，能夠減少毀壞發(fā)生的幾率。建筑的豎直結(jié)構(gòu)不規(guī)則也很容易導(dǎo)致建筑底層的承受力傾斜，豎向規(guī)則的建筑可以在地震中保持相對平衡。
2.3增強建筑材料的延展性鋼和木材是代表性的建筑材料，具備一定的延展性能。我國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑有著良好的抗震性，在幾次地震中，我國的文物木質(zhì)建筑雖然因為年代久也有損壞，但相對浮躁的現(xiàn)代建筑受地震的影響就曉得多了。在鋼制的鋼梁結(jié)構(gòu)中，延伸性能比較好，能夠有很大程度的變化幅度，吸收作用力。對于建筑整體來說，增強建筑材料的延展性可以很好的提高建筑的強度，即使在地震中發(fā)生一次稍微偏移，地震中的能量被延展性材料吸收，短時間內(nèi)可恢復(fù)到其原本位置，這樣就可以避免建筑在地震中局部受力過大發(fā)生崩裂。
2.4減輕建筑的質(zhì)量對于高層建筑，建筑質(zhì)量越大，其中心離地面也越高，擺動周期也會變大，建筑頂點的位移也很大，建筑的危險性也就明顯變大。因此，對于特定環(huán)境下的高層建筑，要綜合各方面因素，對其進行高度限制。在進行建筑設(shè)計時應(yīng)該對建筑的重心進行合理設(shè)計，保持高層的建筑質(zhì)量輕，低層的質(zhì)量重，能夠減輕建筑的傾斜力矩的產(chǎn)生。所以建筑材料最好選擇質(zhì)量輕強度大質(zhì)量好的材料。
2.5選好建筑材料建筑過程中應(yīng)該注意建筑材料的選擇，對建筑部位的承載能力進行分析，對材料參數(shù)的誤差進行合理的分析?？拐鹩嬎銜r應(yīng)考慮各種材料的剛度、質(zhì)量、延展性、承載力等，另外還要選擇不同振動頻率的材料，避免在地震中建筑材料共振，破壞力加倍。
2.6采用現(xiàn)澆板工藝現(xiàn)澆板是指在施工現(xiàn)場就搭好模板，然后安裝好鋼筋，再澆筑混凝土，最后拆除模板?，F(xiàn)澆樓板不僅在增強房屋的整體性和抗震性能上占有優(yōu)勢，而且具有很大的承載力，剛度和強度都相對較高。同時在隔聲，隔熱，保溫以及防水等方面與普通的預(yù)制空心板相比，也有相當好的效果。
2.7加強建筑薄弱部分可以對建筑薄弱部分加雙重保護，使建筑重要部位第一層材料毀壞時還有第二層材料替補，延緩地震對建筑的破壞，使高層建筑中的居民有更多時間逃生，加強建筑的安全性。對建筑中受力較大，承載力薄弱的底層結(jié)構(gòu)等部位來進行加固處理，采取有效措施增強建筑的強度和剛度。提高短柱的延展性和承載力，采用“強柱弱梁”的框架，在地震中可以利用梁的形變吸能來消耗地震的能量，這樣可以有效避免框架坍塌。
2.8抗震防線的設(shè)計為避免建筑物的局部毀壞影響整體的結(jié)構(gòu)，有必要進行抗震系統(tǒng)的設(shè)置。比如說抗震墻能夠成為框架受損后的第二框架，抗震墻能有效的減緩建筑倒塌時間，減輕地震震波對建筑的毀壞，然而只有一道防線是不夠的，需要多設(shè)置幾道抗震防線才能加強建筑的抗震效果。此外設(shè)計木質(zhì)樓梯也能起到一個預(yù)防目的，木質(zhì)材料延性大，有諸多優(yōu)點，可作為重要逃生通道，給被困地震中的人增加生還的機會。在人流量大的建筑群里，還需要建筑特殊通道，便于人員疏散。
1)建筑結(jié)構(gòu)的平面布置。建筑結(jié)構(gòu)的平面布置是影響結(jié)構(gòu)抗震的重要因素，合理的建筑平面布置對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是至關(guān)重要的。大量地震災(zāi)害表明，平面布置簡單、對稱規(guī)則、質(zhì)量和剛度分布比較均勻并且具有明確傳力途徑的建筑結(jié)構(gòu)在地震時不容易發(fā)生破壞。規(guī)則結(jié)構(gòu)能較為準確地預(yù)估結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)和地震時的反應(yīng)，較容易采取有效的抗震措施及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施來加強其抗震性能。相反，平面布置復(fù)雜、不對稱且不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，其地震作用效應(yīng)很難估計的。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)中規(guī)范規(guī)定，宜采用規(guī)則結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。
2)建筑結(jié)構(gòu)的體系選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，就優(yōu)先采用具有多道防線的結(jié)構(gòu)體系。例如:框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)。這三種結(jié)構(gòu)可以作為地震區(qū)高層建筑的首選體系。當建筑物高度不高且層數(shù)不多時，可采用框架結(jié)構(gòu)。但當建筑物位于地震區(qū)，且高度均較高時，應(yīng)避免采用框架結(jié)構(gòu)、板柱剪力墻結(jié)構(gòu)。因為，地震具有強破性且持續(xù)時間很長，往復(fù)次數(shù)較多，能夠?qū)ㄖ镌斐衫鄯e破壞。單一的結(jié)構(gòu)體系在遭遇地震時，一旦發(fā)生破壞，很容易造成房屋倒塌，危及人們的生命及財產(chǎn)的安全。當結(jié)構(gòu)體系具有多道防線時，當遭遇地震時，第一道防線遭破壞后，后續(xù)的防線仍然能抵抗地震的沖擊力，可以最低限度的防止建筑物的倒塌，給人們以充分的時間進行逃生，保證人民的生命安全。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的多道防線是進行抗震設(shè)計時所必須設(shè)置的。
3)結(jié)構(gòu)薄弱層。當建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度分布不均勻、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)和樓層承載力突變時，容易產(chǎn)生薄弱層。薄弱層在地震中是最先遭受破壞的部位。因此，對有明顯薄弱層的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施來提高其抗震能力。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際承載能力是判斷薄弱層部位的基礎(chǔ)，有意識、有目的地控制薄弱層部位，讓它有足夠的變形能力，而且不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移是提高結(jié)構(gòu)抗震性能的重要手段。
2高層建筑抗震設(shè)計常見問題
1)高層建筑結(jié)構(gòu)的地基問題。高層建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計階段，應(yīng)有完善的巖土工程勘察報告，為結(jié)構(gòu)工程提供基本的設(shè)計依據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)場地應(yīng)選擇在有較穩(wěn)定的基巖、開闊、平坦、土層堅硬或較密實的有利地段，不應(yīng)建造在容易發(fā)生滑坡、地陷、崩塌和泥石流等不利地段及抗震的危險地段，有利地段的建造對建筑物的抗震是十分有利的。有時由于建設(shè)單位工期要求，在確定方案后設(shè)計人員就直接進入了施工圖設(shè)計階段，從而忽略了巖土工程勘察資料和場地的選擇，從而給后續(xù)工作帶來不必要的麻煩。
2)高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置問題。高層建筑為了追求外立面效果的美觀而設(shè)計成平面不規(guī)則、不對稱且有較大凹進或較大開洞的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對抗震十分不利。因此，在建筑方案正式確定前，結(jié)構(gòu)工程師就應(yīng)對建筑平面布置、體型方面的內(nèi)容提出自己的見解，及時和建筑師進行溝通，盡量選用平面、豎向規(guī)則對稱、質(zhì)量和剛度、承載力均勻的平面布置，這對抗震十分有利。
3)高層建筑結(jié)構(gòu)的高度問題。如今的高層建筑結(jié)構(gòu)的高度越來越高，甚至出現(xiàn)了很多超高層的高層建筑，這就對結(jié)構(gòu)工程師的專業(yè)知識提出了更高的要求。不同的高度對應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)體系，規(guī)范上有明確規(guī)定。一旦結(jié)構(gòu)超過了規(guī)范規(guī)定的限制高度，就應(yīng)通過專門的審查、論證進行更嚴格的計算分析和研究。
4)高層建筑抗震設(shè)防等級的選取問題?？拐鸬燃壥墙Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的重要依據(jù)，抗震等級選取不當將給建筑物的安全帶來許多隱患，對工程造價也會帶來不必要的浪費?？拐鸬燃壐鶕?jù)房屋的場地類別、抗震設(shè)防烈度、建筑高度、結(jié)構(gòu)類型等因素綜合評定。每個結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)當熟練掌握結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計和規(guī)范知識，做到該提高的應(yīng)當提高其抗震等級，該降低則應(yīng)適當降低。
5)計算軟件的合理應(yīng)用。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，應(yīng)該應(yīng)用正規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進行設(shè)計，軟件中的各個參數(shù)指標能夠正確反映建筑物的特征。結(jié)構(gòu)工程師能正確分析結(jié)構(gòu)軟件所計算的結(jié)果，并做出正確的判斷。但有時計算機設(shè)計會給結(jié)構(gòu)工程師帶來一種錯覺，有的結(jié)構(gòu)工程師往往過分依賴計算結(jié)果，而減少了結(jié)構(gòu)的概念學習。一旦選擇了錯誤的計算參數(shù)，就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)問題，對結(jié)構(gòu)的安全和經(jīng)濟方面造成影響。因此，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)加強自身的業(yè)務(wù)學習和抗震概念設(shè)計的理解，做到熟練掌握相關(guān)的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，并且根據(jù)自身的專業(yè)知識配合計算結(jié)果選擇最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
性能設(shè)計提出小震不壞，中震可修，大震不倒的設(shè)計宗旨。與常規(guī)抗震設(shè)計的區(qū)別在于，第一，它的設(shè)計目標主要針對小地震，中型地震還有大型地震。而且還通過對全國65個城鎮(zhèn)的地震所發(fā)生的概率，從而再對地震的強烈程度進行衡量，確保房屋建筑不發(fā)生破壞，達到可修，不倒的目標，通過對這些要求的論述可以看出，這些大多數(shù)都是針對建筑在宏觀性能方面的控制。第二，為了實際施工中的效果有有據(jù)可依，最終選用了分兩個階段的簡化分析方法，第一個步驟是對結(jié)構(gòu)的構(gòu)建進行驗算，主要是對它的承載力進行計算。對這個計算，具體是選用了在地震比較小的情況下，按照相應(yīng)的彈性反映理論，通過計算得到在小震作用下的標準值，以及相應(yīng)的地震作用下的內(nèi)力以及形變效應(yīng)。通過可靠的分析，從而得到構(gòu)件承載力的具體結(jié)果。隨后將概念設(shè)計有關(guān)的內(nèi)力進行調(diào)整，從而放大抗震的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，這種措施可以有效滿足對第二水準以及第三水準在地震宏觀性能方面的控制要求。第二個階段，就是要對構(gòu)件結(jié)構(gòu)的彈塑性以及其中的變形進行驗算，同時還要對地震在倒塌狀況下的結(jié)構(gòu)，或者是有特殊要求的一些建筑結(jié)構(gòu)，一定要對它的薄弱部位進行加固，以此來適應(yīng)在大震發(fā)生時不會倒塌，或者是發(fā)生位移的情況，。
1．2常規(guī)設(shè)計和性能設(shè)計方法的比較分析
對于常規(guī)的抗震設(shè)計而言，它的設(shè)計目標是小震不壞，中震可修，大震不倒，具體而言就是在小地震的情況下有相關(guān)的性能指標，而在大型地震下有一定的位移要求，剩下的就是宏觀方面的指標，在建筑的使用功能上，具體的分為了甲乙丙丁四種級別，在這四種級別的建筑當中，對防倒塌的要求不盡相同，其余的基本都是一樣的，而針對性能的抗震設(shè)計，它是按照使用的功能來劃分的，并且在這個領(lǐng)域提出了很多的預(yù)期性能目標，其內(nèi)容不僅涉及了建筑的結(jié)構(gòu)，同時還包括非結(jié)構(gòu)的，還有一些設(shè)施的具體指標。而在具體的實施方法上，常規(guī)的抗震設(shè)計是按照指令性和處方的形式進行規(guī)劃和設(shè)計的，根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)概念而進行設(shè)計，比如小型地震下的彈性設(shè)計，在經(jīng)驗方面的內(nèi)力調(diào)整內(nèi)容，以及對構(gòu)造的放大處理等，這些都是為了達到預(yù)期的宏觀設(shè)計而落實的具體措施。而針對性能方面的抗震設(shè)計，除了滿足最基本的要求以外，還要提出一些滿足預(yù)期具體要求的有利論證來作為依據(jù)。這方面的內(nèi)容主要包括建筑結(jié)構(gòu)的體系，依據(jù)比較細致的分析內(nèi)容，還有對完成抗震指標的具體試驗措施等。還要有對這些內(nèi)容的專業(yè)評價等。通過這幾個方面的對比分析不難發(fā)現(xiàn)，針對于建筑的抗震在性能要求方面的設(shè)計方法的提出，成為了當前的發(fā)展趨勢，而且在目前來看，在對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計當中，其可行性是非常好的。如果想要在所有的建筑結(jié)構(gòu)中進行推廣，還需要對其進行更深一步的探討，還有相關(guān)設(shè)計人員自己的理解與掌握。
2高層結(jié)構(gòu)的抗震性能優(yōu)化
在地震水準不同的情況下，對高層的建筑結(jié)構(gòu)在性能水準，還有性能目標方面的要求也不同，具體而言，它的抗震結(jié)構(gòu)性能可以分為下面幾個標準。第一，高層結(jié)構(gòu)在發(fā)生地震之后，最好是完好無損傷，同時在一般的情況下，是不需要進行修理就可以繼續(xù)使用的，而且建筑還要可以進行正常的安全出入以及使用。第二，如果地震發(fā)生后，其結(jié)構(gòu)發(fā)生了非常明顯的損壞，而且大多數(shù)的構(gòu)件都發(fā)生了中等的損壞，從而進入屈服狀態(tài)，在有比較明顯的裂縫下，大部分的構(gòu)件都有很嚴重的損壞程度，但是其整體的結(jié)構(gòu)并不會發(fā)生倒塌，同時也沒有局部倒塌的情況，建筑中的人員會有一定程度的傷害，但是對他們的生命安全卻沒有太大的威脅。
3結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化計算及試驗要求
3．1建筑結(jié)構(gòu)的模型設(shè)計分析
對高層建筑結(jié)構(gòu)，尤其是在性能設(shè)計方面的計算要特別嚴格，不僅要對構(gòu)件的承載力，還有變形進行計算，還要考慮構(gòu)件在屈服之后其性能發(fā)生的變化。對這些方面的正確計算，對分析建筑的抗震性能，還有結(jié)構(gòu)的實際所受應(yīng)力情況都能夠直觀表現(xiàn)出來。但是這些計算都是要在合理的力學模型上來計算，而且結(jié)果不能脫離實際，否則沒有任何參考價值的，在對結(jié)構(gòu)抗震性能在彈性方面的計算，還有非線性方面的計算中，一定要分析結(jié)構(gòu)的整體模型狀況，還有構(gòu)件以及節(jié)點的各種數(shù)據(jù)參數(shù)，必須保證其正確合理。如果建筑結(jié)構(gòu)中擁有水平轉(zhuǎn)換的構(gòu)件，同時在區(qū)分這些問題的時候，還要對樓層的層數(shù)和層高進行計算。在涉及到剪力墻的計算方面，一定要關(guān)注對非線性的計算和分析，這對計算出模型的相關(guān)參數(shù)方面至關(guān)重要。如果建筑設(shè)計中選用了滑動的支座結(jié)構(gòu)，必須對支座兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，以及它們之間的相互作用關(guān)系進行考慮，否則會對整體的計算模型產(chǎn)生嚴重的影響。
3．2結(jié)構(gòu)抗震試驗的設(shè)計要求
在進行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震方面的設(shè)計時候，在某些方面沒有設(shè)計理念，缺乏一些相關(guān)的依據(jù)時，進行相關(guān)的模型試驗很有必要。比如說選用的混凝土要有很高的含鋼率，用這種材料來建設(shè)梁柱和剪力墻，在對擁有型鋼的異形截面構(gòu)件，或者是一些新型的構(gòu)件進行使用的時候，對這些構(gòu)件必須要進行相關(guān)的模型試驗。在使用桿件比較多的鑄鐵點，還有多級的轉(zhuǎn)換層，以及讓樓梁側(cè)面的樓板發(fā)生開洞，使樓梁本身和梁柱的節(jié)點地方不和樓板產(chǎn)生直接有相連接的關(guān)系時，對這些新設(shè)計結(jié)構(gòu)的部件必須進行模型試驗。
中圖分類號：TU352 文章編號：1009-2374（2015）03-0044-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0214
我國是一個地震災(zāi)害比較嚴重的國家。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的方法隨著結(jié)構(gòu)試驗、結(jié)構(gòu)分析、地震學以及動力學的發(fā)展也在不斷的進步，在不斷學習國外經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，我國的震害調(diào)查、強震觀察的方法在不斷的成熟。但是，如何從我國的社會發(fā)展和地震環(huán)境的實際情況出發(fā)來提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，從而保持建筑物更加合理經(jīng)濟、安全可靠，是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的一項重要的任務(wù)。
1 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的問題
1.1 選擇建筑抗震場地的問題
如果施工的條件相同，不同工程地質(zhì)條件下的建筑物在地震時會受到明顯不同的破壞程度。所以，選擇一個好的建筑場地是提高建筑物抗震性能的重要基礎(chǔ)，在場地選擇的過程中，要降低地震災(zāi)害，盡可能地避開工程地質(zhì)不良的抗震場地（比如河岸、邊坡邊緣、高聳孤立的山丘、非巖質(zhì)陡坡、濕陷性黃土區(qū)域、液化土區(qū)域），選擇有利的建筑場地（比如中等風化、微風化的基巖，不含水的粘土層，密實的砂土層）。如果實在無法當避開不利區(qū)域的話，應(yīng)該在場地采取抗震加強措施，應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防類別、濕陷性黃土等級、地基液化，來采取措施提高地基的剛度和整體穩(wěn)定性。比如，如果建筑地基的受力層范圍處在嚴重不均勻土層、軟弱粘性土層、新近填土時，要合理估計計算地基在地震時形成的不均勻沉降，從而采取加強上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的處理措施或者加固地基、樁基的措施來加強地基的承
載力。
1.2 選取房屋結(jié)構(gòu)抗震機制的問題
1.2.1 房屋結(jié)構(gòu)機制應(yīng)有科學恰當?shù)膹姸扰c剛度，能夠有力地規(guī)避房屋結(jié)構(gòu)由于突然變化或者個別位置減弱構(gòu)成薄弱位置，引發(fā)太大的應(yīng)力聚集或者塑性產(chǎn)生變化聚集；對于或許形成的脆弱位置，應(yīng)采用提升抗震水平的手段。
1.2.2 在房屋架構(gòu)機制中應(yīng)設(shè)計有科學的地震功能傳送通道與確定清楚的核算簡圖。另外，設(shè)置縱向房屋構(gòu)件時，應(yīng)盡量保持在垂直重力負荷作用下縱向房屋構(gòu)件的壓應(yīng)力多少平均；設(shè)置樓層蓋梁機制時，盡量保證垂直重力負載能夠通過距離最小的途徑傳送到縱向構(gòu)件墻或者柱子上；設(shè)置轉(zhuǎn)換架構(gòu)機制時，盡量保證從上面架構(gòu)縱向構(gòu)件傳過來的垂直重力負載能夠通過轉(zhuǎn)換層完成再次轉(zhuǎn)換。
1.2.3 在選取房屋架構(gòu)機制時，應(yīng)重視防止由于一些構(gòu)件或者架構(gòu)的損壞而讓總體房屋架構(gòu)失去對重力負載的承受性能與抗震性能。房屋架構(gòu)抗震設(shè)置的基本準則是架構(gòu)應(yīng)該具備內(nèi)力再次分攤作用、優(yōu)秀的變形性能、一定的贅余度等。進而在地震出現(xiàn)時，一些構(gòu)件即便出現(xiàn)問題，其他構(gòu)件仍然可以承載縱向負載，提升房屋架構(gòu)的總體抗震穩(wěn)固性。
1.3 房屋架構(gòu)平面設(shè)置的規(guī)則性與對稱性問題
房屋的平面與立體的設(shè)置應(yīng)遵照抗震理論基本設(shè)置準則，通常運用規(guī)則的房屋架構(gòu)設(shè)置方案。依照房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)置規(guī)范的標準，對平面不規(guī)則或縱向不規(guī)則，或者兩者均不規(guī)則的房屋架構(gòu)，應(yīng)運用空間架構(gòu)的核算模式；對樓板部分區(qū)域連接不暢或者表面凹凸不成規(guī)律時，應(yīng)運用相對應(yīng)的貼合樓層強度剛度變動的模型；脆弱位置應(yīng)當注重相對應(yīng)的內(nèi)力加大系數(shù)，而且依照規(guī)范標準來對彈塑性形狀改變加以剖析，脆弱位置應(yīng)采用抗震構(gòu)造手段。
在房屋架構(gòu)的抗震中，對稱性是不容忽視的。對稱性包含房屋平面的對稱、品質(zhì)分布的對稱及房屋架構(gòu)抗側(cè)剛度的對稱三個部分。保證這三個方面的對稱中心為同樣的位置是最優(yōu)的抗震設(shè)置方案。國內(nèi)的房屋結(jié)構(gòu)中，架構(gòu)的對稱性通常指的是抗側(cè)力主要架構(gòu)的對稱。對稱的房屋架構(gòu)有框架架構(gòu)、簡體框架架構(gòu)等。
房屋架構(gòu)的規(guī)則性體現(xiàn)在以下四點：
1.3.1 在平面設(shè)置房屋抗側(cè)力的主要架構(gòu)時，應(yīng)當保證周圍結(jié)構(gòu)與中心的剛度與強度平均分布，讓房屋的主要架構(gòu)維持較強的強度與抗扭剛度，很大程度上防止了房屋在風力較大或者地震的扭矩影響下而產(chǎn)生很大的形狀改變造成非架構(gòu)構(gòu)件與架構(gòu)構(gòu)件的損壞。
1.3.2 在平面設(shè)置房屋抗側(cè)力的主要架構(gòu)時，還應(yīng)當重視保證同一主軸方向的所有抗側(cè)力架構(gòu)剛度與強度位于平均形態(tài)。
1.3.3 建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)沿著構(gòu)成變化和豎向斷面也要保持均勻，避免出現(xiàn)突變。
1.3.4 建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向也要有比較接近的強度和剛度，還要有比較相近的變形特性。
總體來說，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，一定要對建筑平、立面布置的規(guī)則性加以重視，在實際的工程中還應(yīng)該對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的規(guī)范規(guī)定給予高度的重視。
2 提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的改良方案
（1）對地震外力能量的吸收傳遞途徑進行恰當合理的布局，保證支墻、梁、柱的軸線處于同一平面，形成一個構(gòu)件雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。在地震作用下構(gòu)件呈現(xiàn)出彎剪性破壞，有效地使建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力得到提高。
（2）要按照抗震等級來對梁、柱、墻的節(jié)點采取抗震構(gòu)造措施，保證在地震作用下建筑物結(jié)構(gòu)可以達到三個水準的設(shè)防標準。按照“強節(jié)點弱構(gòu)件”、“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的原則，來合理選擇柱截面的尺寸，注意構(gòu)造配筋要求，控制柱的軸壓比，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下具有足夠的延性和承載力。
（3）進行多道抗震防線的設(shè)置。在一個抗震結(jié)構(gòu)體系中，在地震作用下一部分延性好的構(gòu)件可以擔負起第一道抗震防線的作用，而在第一道抗震防線屈服后其他構(gòu)件才逐次形成第二、第三或更多道抗震防線，有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震安全性。各地區(qū)要根據(jù)所處區(qū)域的地質(zhì)特征，提高抗震設(shè)防標準。
（4）在可能發(fā)生破壞性比較強的地震區(qū)域，建設(shè)、地震、科技等部門要對建筑技術(shù)規(guī)范進行嚴格的規(guī)定，從施工保障、材料選用、規(guī)劃設(shè)計、建房選址等方面來加強監(jiān)督檢查和技術(shù)指導(dǎo)，保證建筑設(shè)施能夠符合抗震設(shè)防的基本要求。
（5）根據(jù)地震地區(qū)本身建筑物的特點來積極引用抗震減災(zāi)新材料、新工藝、新技術(shù)，并且借鑒發(fā)達國家的技術(shù)和經(jīng)驗，將其推廣應(yīng)用到建筑抗震設(shè)計中。
（6）建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的管理者以及實施者也對建筑的抗震能力起到很大的作用。所以，必須提高抗震設(shè)計工作人員的整體素質(zhì)，提升整個建筑的抗震工程
質(zhì)量。
3 結(jié)語
經(jīng)過多年來對建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計的研究，我國的抗震設(shè)計方法已經(jīng)逐漸趨于成熟，但是還有許多需要完善的地方。我們要在嚴格按照建筑抗震規(guī)范要求的基礎(chǔ)上上，科學地合理地進行建筑抗震設(shè)計，保證建筑物的穩(wěn)定性和可靠性，促進我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計向著高水平方向發(fā)展。
參考文獻
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一、不規(guī)則建筑方案判定
什么叫“不規(guī)則的建筑方案”?根據(jù)《抗規(guī)》3.4.2條，可以概括為以下三類：
1)建筑的平面布置不規(guī)則，如平面復(fù)雜、不對稱、細腰形或角部重疊形、凹凸尺寸過大等。
2)建筑的豎向布置不規(guī)則，如尺寸突變、縮進或外挑過大、多塔、連體等。
3)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件不規(guī)則，如結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則、樓板不連續(xù)、不對稱，平面整體剛度差，豎向構(gòu)件的截面尺寸和材料強度突變等。
《抗規(guī)》第3.4.1條，對建筑方案的不規(guī)則程度分為了三個層次：即一般不規(guī)則、特別不規(guī)則和嚴重不規(guī)則。
怎樣判別不規(guī)則建筑的不規(guī)則程度呢?
2006年，國家建設(shè)部以[2006]220號文件頒布了關(guān)于印發(fā)《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》的通知，在《技術(shù)要點》的附錄一“超限高層建筑工程主要范圍的參照簡表”中對建筑不規(guī)則性進行了明確的歸納和分類，如表1和表2。
在《建筑工程抗震設(shè)防分類和抗震設(shè)計2008年修訂統(tǒng)一培訓(xùn)教材》中引用了表1、表2的不規(guī)則項，對不規(guī)則程度進行了劃分：
1)一般不規(guī)則的建筑：建筑結(jié)構(gòu)(包括某個樓層)布置上出現(xiàn)表1中一項不規(guī)則，即為一般不規(guī)則建筑。
2)特別不規(guī)則的建筑：主要有三類，其一、同時具有表1所列九個方面的基本不規(guī)則項的三個或三個以上：其二、具有表2所列的一個不規(guī)則項：其三、具有表1所列兩個基本不規(guī)則項且其中有一項接近表2的不規(guī)則指標。
3)嚴重不規(guī)則：指體型復(fù)雜，多項實質(zhì)性的突變指標或界限超過抗震規(guī)范3.4.3條規(guī)定的上限值或某一項大大超過規(guī)定，具有嚴重的抗震薄弱環(huán)節(jié)，可能導(dǎo)致地震破壞的嚴重后果者，意味著該建筑方案在現(xiàn)有經(jīng)濟技術(shù)條件下，存在明顯的地震安全隱患。
對于多層砌體房屋建筑的不規(guī)則性，應(yīng)參照上述要求和《抗規(guī)》有關(guān)規(guī)定進行判斷。
二、判斷不規(guī)則建筑的幾個計算參數(shù)
從表1、表2中可以看出，判斷建筑的不規(guī)則性，除了外觀體型要求的相關(guān)參數(shù)(如平面凹凸尺寸不大于相應(yīng)邊長30％，樓板有效寬度不小于50％，開洞面積不大于30％，豎向尺寸縮進不大于25％，外挑大于10％和4m)外，還有五個參數(shù)指標用來判斷建筑的不規(guī)則性(即扭轉(zhuǎn)位移比、扭轉(zhuǎn)周期比、層剛度比、受剪承載力比、塔樓偏置比)。它們是描述抗側(cè)力構(gòu)件不規(guī)則性的定量指標。這些參數(shù)指標的基本概念和作用可簡單歸納如下：
1.扭轉(zhuǎn)位移比
扭轉(zhuǎn)位移比是樓層平面不規(guī)則性的一個判斷指標，目的是限制平面布置的不規(guī)則性，避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。它的表達形式：U=Umax/u，其中Umax為樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移，u為單向地震作用下，在樓層角點處豎向構(gòu)件的水平位移或?qū)娱g位移的最大值和平均值。
參照表1和表2，扭轉(zhuǎn)位移比大于1，2為一般不規(guī)則，扭轉(zhuǎn)位移比大于1.4為特別不規(guī)則?！痘炷粮咭?guī)》4.3.5條，在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍：B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)范第10章所指復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。樓層扭轉(zhuǎn)位移比計算，不同的計算假定和計算原則會得出不同的計算結(jié)果，因此設(shè)計人員必須把握下列基本假定和計算原則：a)采用剛性樓板假定，而不應(yīng)采用彈性樓板假定：《抗規(guī)》第3.4.2條的條文說明中明確規(guī)定，樓層的扭轉(zhuǎn)位移取結(jié)構(gòu)的端部位移，目的是考慮結(jié)構(gòu)受到整體扭轉(zhuǎn)的效應(yīng)，因此采用pkpm軟件計算時應(yīng)采用剛性樓板假定。彈性樓板的假定只用于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力設(shè)計計算。b)對一般結(jié)構(gòu)可只考慮結(jié)構(gòu)的偶然偏心；c)對復(fù)雜高層建筑及超限建筑工程，應(yīng)考慮雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響和偶然偏心下的扭轉(zhuǎn)影響，并取偶然偏心和雙向地震作用的不利值判別結(jié)構(gòu)規(guī)則性：關(guān)于雙向地震作用，《抗規(guī)》和《混凝土高規(guī)》明確規(guī)定，質(zhì)量和剛度明顯不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計入雙向水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響。但對上述規(guī)定又未作出量化標準或指導(dǎo)性建議。中國建筑科學研究院朱炳寅在建筑結(jié)構(gòu)雜志文章中認為，在計算中存在兩個問題：“一是對雙向地震作用的把握問題，雙向地震的作用是僅考慮內(nèi)力還是考慮全部效應(yīng)。我國規(guī)范未明確說明雙向地震作用是否只用于承載能力計算，因此可以理解為適用于全部效應(yīng)計算中，雙向地震作用于內(nèi)力計算和扭轉(zhuǎn)位移計算。二是對質(zhì)量和剛度明顯不規(guī)則的把握，該問題比較復(fù)雜。對復(fù)雜高層及超限結(jié)構(gòu)，當不考慮偶然偏心時樓層扭轉(zhuǎn)位移比u≥1.2時，可判定為結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布已處于明顯不對稱狀態(tài)，此時應(yīng)計入雙向地震作用的影響，在對結(jié)構(gòu)的規(guī)則性進行判定時，可取偶然偏心和雙向地震的不利值。而對于一般結(jié)構(gòu)的規(guī)則性進行判定時，只考慮偶然偏心而無需考慮雙向地震作用”。
2.扭轉(zhuǎn)周期比(Tt/Tl)
扭轉(zhuǎn)周期比，是指結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期Tl之比，簡稱周期比，是衡量結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度的一個指標。
周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對關(guān)系，而非其絕對大小，周期比控制不是在要求豎向抗側(cè)力構(gòu)件足夠結(jié)實，而是在要求抗側(cè)力構(gòu)件布局的合理性，其目的是限制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度不能太弱。若結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期比不滿足要求，說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對于側(cè)移剛度較小，一般只能通過調(diào)整平面布置來改善?！痘炷粮咭?guī)》4.3.5條規(guī)定：結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期Tl之比，對于A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9，對于B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85，在超限高層審查中將這一規(guī)定劃為特別不規(guī)則平面。
3.層剛度比
層剛度比是控制高層結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性的重要指標，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，因此層剛度比是判定結(jié)構(gòu)薄弱層的指標之一。《抗規(guī)》3.4.2條樓層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70％或小于上相鄰三層平均值的80％，為側(cè)向剛度不規(guī)則，表2中樓層側(cè)向剛度小于相鄰上層的50％，為特別不規(guī)則。一般情況
采用地震剪力與地震層間位移的比值(Ki=Qi/ui)，來衡量結(jié)構(gòu)的薄弱層。在《抗規(guī)》與《混凝土高規(guī)》中，計算層剛度的方法有三種，即剪切剛度、剪彎剛度、地震剪力與地震層間位移的比值。a)“剪切剛度”(Ki=GiAi，hi)帶轉(zhuǎn)換層高層底部大空間為一層及磚混結(jié)構(gòu)：b)“剪彎剛度”(Ki：Vi/i)，適用于帶轉(zhuǎn)換層高層底部大空間為多層。c)“地震剪力與地震層間位移的比值”
(Ki=Qi/ui)，適用于一般情況。一般情況下，在采用pkpm軟件進行結(jié)構(gòu)分析計算時，考慮地震作用，多采用地震剪力與地震層間位移的比值：若不計算地雕作用，對于多層結(jié)構(gòu)可以選擇剪切層剛度算法，高層結(jié)構(gòu)和有斜支撐的鋼結(jié)構(gòu)可以選擇剪彎層剛度算法。
我國現(xiàn)有規(guī)范中對剛度比除了以上要求外，對于結(jié)構(gòu)特殊部位還應(yīng)滿足下列要求：
a)《抗規(guī)》附錄E2.1規(guī)定，簡體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下層的側(cè)向剛度比不宜大于2：b)《混凝土高規(guī)》第5.3.7條規(guī)定，高層建筑結(jié)構(gòu)計算中，當?shù)叵率业捻敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固端時，地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍；c)《混凝土高規(guī)》第10.2.3條第2款對帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比有明確的規(guī)定，必須按照《混凝土高規(guī)》中的附錄E進行驗算，并應(yīng)滿足其上下剛度比的要求。
底部大空間為一層的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，附錄E.01規(guī)定采用剪切剛度比，即轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)等效剛度比Y，非抗震設(shè)計時Y不應(yīng)大于
3.抗震設(shè)計時不應(yīng)大干2。
底部大空間層數(shù)大于一層時，附錄E.02規(guī)定采用剪彎剛度比，即等效側(cè)向剛度比ye，一般情況宜接近1，非抗震設(shè)計時不應(yīng)大于2，抗震設(shè)計時不應(yīng)大于1.3。
4.受剪承載力比
受剪承載力比與層剛度比一樣，都是對結(jié)構(gòu)薄弱層判斷的依據(jù)，只要受剪承載力比或?qū)觿偠缺葍烧咧徊粷M足，即可判定該樓層為薄弱層。它用來控制豎向不規(guī)則性，以免豎向樓層受剪承載力突變。
《抗規(guī)》3.4.3-2-2條的規(guī)定：樓層承載力突變時，薄弱層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于相鄰上一樓層的65％。
《高規(guī)》4.4.3條：A級高度高層建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不宜小于其上一層受剪承載力的80％，不應(yīng)小于其上一層受剪承載力的65％：B級高度高層建筑的樓層層聞抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于其上一層受剪承載力的75％。
當一般不規(guī)則或超出限值不大時，在設(shè)計計算中應(yīng)引起關(guān)注。一般在SATWE“調(diào)整信息”的“指定薄弱層個數(shù)”中填入該樓層層號，將該樓層強制定義為薄弱層，軟件計算時會按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。
5.塔樓偏置比
在《混凝土高規(guī)》的復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計篇，第10.1.6條：
“多塔樓建筑結(jié)構(gòu)各塔樓的層數(shù)、平面和剛度宜接近；塔樓對底盤宜對稱布置。塔樓結(jié)構(gòu)與底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心的距離不宜大于底盤相應(yīng)邊長的20％”。而在超限高層審查限值中，增加了單塔樓，將“單塔或多塔(含雙塔)與大底盤的質(zhì)心偏心距大于底盤相應(yīng)邊長20％”均判定為特別不規(guī)則建筑。
在設(shè)計中值得關(guān)注是：當采用結(jié)構(gòu)計算軟件時，應(yīng)正確填寫裙房層數(shù)，程序可以較準確地計算塔樓結(jié)構(gòu)質(zhì)心與底盤(裙房)結(jié)構(gòu)質(zhì)心的距離，然后利用計算結(jié)果判斷該質(zhì)心距離是否大于底盤相應(yīng)邊長的20％。當單塔或多塔與大底盤的質(zhì)心偏心距大于底盤相應(yīng)邊長的20％，首先應(yīng)該采取相應(yīng)措施進行調(diào)整，例如：調(diào)整建筑設(shè)計方案、調(diào)整結(jié)構(gòu)單元的分布或調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件的布置等，若無法對建筑方案進行調(diào)整時，應(yīng)進行超限高層建筑抗震設(shè)防專項審查。
三、不規(guī)則建筑的處理方法
1.處理方法
抗震規(guī)范把不規(guī)則的建筑方案分為三個級別區(qū)別對待：
一般不規(guī)則――按規(guī)范、規(guī)程的相關(guān)規(guī)定采取加強措施；
特別不規(guī)則――經(jīng)過專門研究和論證后采取高于規(guī)范、規(guī)程規(guī)定的加強措施，對于高層建筑還應(yīng)嚴格按照建設(shè)部令第111號進行抗震設(shè)防專項審查；
嚴重不規(guī)則――應(yīng)要求建筑師予以修改、調(diào)整。
2.對一般不規(guī)則建筑的處理方法
對一般不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)進行水平地震作用計算和內(nèi)力調(diào)整，并應(yīng)對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施的規(guī)定。主要體現(xiàn)在三個方面：計算分析方法、計算模型和薄弱部分的抗震構(gòu)造加強措施。
1.)計算分析方法和計算模型
不規(guī)則的建筑應(yīng)采用振型分解反應(yīng)譜法。
平面不規(guī)則而豎向規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，采用空間結(jié)構(gòu)計算模型，當凹凸不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時，采用符合樓板平面內(nèi)實際剛度變化的計算模型。當平面不對稱應(yīng)計及扭轉(zhuǎn)影響。
平面規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，采用空間結(jié)構(gòu)計算模型，其薄弱層的地震剪力應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)，并按規(guī)范有關(guān)規(guī)定進行彈塑性變形分析，當豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時，該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)乘以1.25～1.5的增大系數(shù)。
平面不規(guī)則且豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)同時按上述要求選擇合理的計算模型、考慮扭轉(zhuǎn)影響、乘以相應(yīng)的增大系數(shù)。
2.)抗震構(gòu)造加強措施
a)艸字形、井字形等外伸長度較大的建筑，當中央部分樓、電梯間使樓板有較大削弱時，應(yīng)加強樓板以及連接部位墻體的構(gòu)造措施，必要時還可在外伸段凹槽處設(shè)置連接梁或連接板。(《高規(guī)》4.3.7)
b)樓板開大洞削弱后，宜采取以下構(gòu)造措施予以加強(《高規(guī)》4.3.8)：1加厚洞口附近樓板，提高樓板的配筋率：采用雙層雙向配筋，或加配斜向鋼筋：2洞口邊緣設(shè)置邊梁、暗梁；3在樓板洞口角部集中配置斜向鋼筋。
c)抗震設(shè)計時，高層建筑宜調(diào)整平面形狀和結(jié)構(gòu)布置，避免結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不設(shè)防震縫。當建筑物平面形狀復(fù)雜而又無法調(diào)整其平面形狀和結(jié)構(gòu)布置使之成為較規(guī)則的結(jié)構(gòu)時，宜設(shè)置防震縫將其劃分為較簡單的幾個結(jié)構(gòu)單元。(《高規(guī)》4.3.9)
3.對于特別不規(guī)則建筑
特別不規(guī)則建筑應(yīng)進行專項審查，設(shè)計單位應(yīng)按照住建部《關(guān)于超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》的規(guī)定進行分析論證，提出論證報告進入程序性審查，論證報告重點要做好建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計，7合理設(shè)定結(jié)構(gòu)抗震性能目標，提結(jié)構(gòu)計算分析模型和計算結(jié)果，提出結(jié)構(gòu)抗震加強的相關(guān)措施，專項審查的內(nèi)容主要包括下面七個方面
1) 建筑抗震設(shè)防依據(jù)；
2) 場地勘察成果：
3) 場地和基礎(chǔ)的設(shè)計方案：
4) 建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計和性能目標：
5) 總體計算和關(guān)鍵部位計算的工程判斷：
6) 薄弱部位的抗震措施：
