發(fā)布時(shí)間：2023-10-10 15:58:38
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)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(jì)規(guī)范樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞:高層建筑；抗震設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
引言
隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)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(shí)，震源對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)會(huì)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(yán)重威脅到人民群眾的安全。我國(guó)是地震災(zāi)害比較頻繁的國(guó)家，高層建筑抗震設(shè)計(jì)一直是社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)，抗震設(shè)計(jì)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(jì)的時(shí)候要根據(jù)高層建筑的實(shí)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(jì)與常規(guī)抗震設(shè)計(jì)的比較
1.1基于性能的抗震設(shè)計(jì)的概念
概念設(shè)計(jì)是目前一種比較先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，與傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)相比，概念設(shè)計(jì)不需要精準(zhǔn)的計(jì)算或參考建筑設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)的目錄，而是設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，按照建筑結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理，從建筑結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行把握設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)思想無(wú)法滿(mǎn)足人們對(duì)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(jì)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(jì)是20世紀(jì)90年代美國(guó)建筑設(shè)計(jì)師提出來(lái)的一個(gè)全新的設(shè)計(jì)理念。它的主要核心是將抗震設(shè)計(jì)從保護(hù)居民生命財(cái)產(chǎn)安全為基本目標(biāo)轉(zhuǎn)移到不同風(fēng)險(xiǎn)水平地震作用力下滿(mǎn)足人們對(duì)建筑的性能要求，通過(guò)多層次、多目標(biāo)的抗震安全設(shè)計(jì)，保障建筑安全，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和投資效益的平衡，滿(mǎn)足人們對(duì)建筑的個(gè)性需求。
1.2我國(guó)常規(guī)抗震設(shè)計(jì)方法
當(dāng)前大部分國(guó)家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則，我國(guó)采用二階段抗震設(shè)計(jì)方法滿(mǎn)足工業(yè)建筑和民用建筑實(shí)現(xiàn)以上三個(gè)原則的抗震要求，并在這個(gè)基礎(chǔ)上根據(jù)建筑物抗震重要性分成甲、乙、丙、丁四類(lèi)建筑物，根據(jù)建筑物的類(lèi)別設(shè)置相應(yīng)的抗震防烈要求。二階段抗震設(shè)計(jì)方法如下:第一階段是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，也就是小震的地震洞參數(shù)，通過(guò)彈性模量計(jì)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(jìn)行組合，計(jì)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(qiáng)度，并通過(guò)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(yàn)算建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性，也就是對(duì)地震作用下很容易倒塌的建筑結(jié)構(gòu)按照大震標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，處理好建筑結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，以免地震發(fā)生時(shí)首先沖擊建筑結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，影響到整個(gè)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(jì)方法與基于性能抗震設(shè)計(jì)方法的比較
基于常規(guī)抗震設(shè)計(jì)方法與基于性能抗震設(shè)計(jì)方法在設(shè)防目標(biāo)、設(shè)計(jì)實(shí)施方法和檢驗(yàn)方法、實(shí)現(xiàn)性能和工程應(yīng)用方面都有所不同，具體見(jiàn)表1。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，基于性能抗震設(shè)計(jì)方法是未來(lái)建筑抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，它適應(yīng)了社會(huì)新技術(shù)和新工藝發(fā)展需求，能夠滿(mǎn)足建筑業(yè)務(wù)單位和使用單位對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全性、經(jīng)濟(jì)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(biāo)
某酒店塔樓的高度是168.9m，結(jié)構(gòu)計(jì)算高度為176m，建筑結(jié)構(gòu)為B類(lèi)鋼筋混凝土高層建筑。建筑場(chǎng)地類(lèi)別為III類(lèi)，建筑抗震等級(jí)為二級(jí)。
2.1結(jié)構(gòu)的抗震性能水準(zhǔn)
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(jì)過(guò)程中，必須采取有效的方法滿(mǎn)足建筑工程國(guó)家以及地方相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，并將基于性能抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)概念進(jìn)行設(shè)計(jì)。按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》給出的抗震性能設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)，確定該酒店的性能水準(zhǔn)為C類(lèi)，具體控制目標(biāo)如下:
2.2建筑結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)
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(jì)缺乏相應(yīng)的參考依據(jù)?；谛阅苣繕?biāo)設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要綜合考慮到建筑場(chǎng)地實(shí)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(jì)因素，對(duì)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(biāo)。按照建筑工程設(shè)計(jì)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(shí)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(zhǎng)短柱在同一樓層的數(shù)量相當(dāng)于在該層各個(gè)長(zhǎng)短柱等要求。這其實(shí)是將過(guò)去常規(guī)抗震設(shè)計(jì)中的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)原則進(jìn)行量化和細(xì)化。比如將A級(jí)性能目標(biāo)設(shè)計(jì)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(yǔ)
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(jì)方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)下建筑設(shè)計(jì)的要求，基于建筑結(jié)構(gòu)性能抗震設(shè)計(jì)理念對(duì)抗震結(jié)構(gòu)的目標(biāo)進(jìn)行量化，明確抗震目標(biāo)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(shì)。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞：高層建筑；存在問(wèn)題；管理應(yīng)用；探究分析；軸壓比
1 關(guān)于抗震墻設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的分析
建筑的高層化、多層化的發(fā)展，是當(dāng)今時(shí)代的趨勢(shì)。相對(duì)于普通的建筑來(lái)說(shuō)，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(jì)結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，為此如何進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的優(yōu)化是擺在當(dāng)前建設(shè)界的重要問(wèn)題。在高層建筑建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)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(duì)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(dāng)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(qiáng)的抗變形能力，因此對(duì)于小規(guī)模的地震具有較強(qiáng)的抗震能力。還可以將其設(shè)計(jì)成延性抗震墻，從而加強(qiáng)其塑性變形的能力，這樣在發(fā)生大地震的時(shí)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(duì)于建筑的損壞。
為了確保高層建筑抗震性的提升，要針對(duì)抗震墻設(shè)計(jì)過(guò)程中的各個(gè)問(wèn)題，展開(kāi)研究，確保其抗震性能的提升。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要實(shí)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(gè)應(yīng)用方式都要進(jìn)行彎曲模式的屈服。從而實(shí)現(xiàn)其高層建筑抗震設(shè)計(jì)效益的提升。隨著時(shí)代的發(fā)展，原有的高層建筑抗震設(shè)計(jì)已經(jīng)難以滿(mǎn)足時(shí)代的需要了，需要進(jìn)行積極的創(chuàng)新，比如鋼筋應(yīng)用環(huán)節(jié)、底部加強(qiáng)區(qū)的高度環(huán)節(jié)等。設(shè)計(jì)人員在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該對(duì)建筑的功能進(jìn)行詳細(xì)的考察了解，從而根據(jù)實(shí)際情況對(duì)抗震墻的位置進(jìn)行設(shè)計(jì)。剪力墻設(shè)置的位置對(duì)于建筑抗震效果具有十分重要的影響，因此在布置的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面的要求。剪力墻能否在地震當(dāng)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(guò)程當(dāng)中應(yīng)該遵循以下幾個(gè)方面的原則。
受到抗震墻自身長(zhǎng)度的限制，在地震發(fā)生過(guò)程中，是非常容易發(fā)生變形的。這樣就不利于墻體底部強(qiáng)度的有效控制了，這樣就可以導(dǎo)致一系列的嚴(yán)重破壞。針對(duì)這一應(yīng)用環(huán)節(jié)，積極展開(kāi)墻肢及其連梁組織模式的優(yōu)化是非常必要的，要實(shí)現(xiàn)墻體長(zhǎng)度及其高度比例的有效控制。這樣在地震的過(guò)程當(dāng)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(zhǎng)度，沒(méi)有突變。剪力墻在有較大洞口的抗震墻的時(shí)候，最好不要采用錯(cuò)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(kāi)對(duì)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(shí)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(shí)現(xiàn)地震力的框支層的過(guò)分集中。這種過(guò)分集中的后果，會(huì)導(dǎo)致框支層的破壞，從而破壞了整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震能力。在框支層當(dāng)中，落地的剪力墻具有十分重要的作用，地震過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的水平方向的地震力主要由剪力墻來(lái)承擔(dān)。為了保證落地剪力墻具有足夠的剛度來(lái)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(guò)24米。通過(guò)保證落地剪力墻的密度來(lái)保證其抵抗水平地震剪力的能力。
在高層建筑建設(shè)過(guò)程中，要進(jìn)行相關(guān)落地墻的設(shè)計(jì)形狀的控制，實(shí)現(xiàn)其抗側(cè)剛度及其抗扭剛度的控制，從而滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)工作的需要。這需要進(jìn)行相關(guān)建設(shè)行為的規(guī)范，以滿(mǎn)足實(shí)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(jìn)其整體應(yīng)用環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，無(wú)論是剪力墻的跨高比還是相關(guān)的比例模式，都要保證滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)建設(shè)的需要，實(shí)現(xiàn)其剪切變形模式的有效控制。故對(duì)剪壓比的要求應(yīng)更嚴(yán)格一些。實(shí)驗(yàn)表明：剪壓比超過(guò)一定值時(shí)，將過(guò)早出現(xiàn)斜向裂縫，增加水平筋和箍筋的方法沒(méi)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(qiáng)度等級(jí)，加厚墻梁或加長(zhǎng)墻的長(zhǎng)度，但不宜加高粱的高度。在計(jì)算墻肢的剪跨比時(shí)彎矩和剪力均取地震作用下的效應(yīng)組合的計(jì)算值，當(dāng)樓層上下端計(jì)算彎矩不同時(shí)，取較大值。
在框架至剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過(guò)程中，要進(jìn)行底部加強(qiáng)區(qū)的有效控制，實(shí)現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)與各個(gè)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(shí)現(xiàn)與此相關(guān)結(jié)構(gòu)自身長(zhǎng)度的有效控制，以滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)工作的需要。其他結(jié)構(gòu)的一、二級(jí)底部加強(qiáng)區(qū)不小于200mm且不小于層高的1/16。新規(guī)范對(duì)二級(jí)剪力墻的厚度要求比原規(guī)范嚴(yán)格；增加了四級(jí)抗震等級(jí)下剪力墻的厚度和一、二級(jí)抗震墻底部加強(qiáng)區(qū)的墻厚的要求。
3 抗震墻設(shè)計(jì)難題的解決
為了滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)高層建筑的建設(shè)需要，展開(kāi)相關(guān)抗震墻設(shè)計(jì)模式的優(yōu)化是非常必要的。通過(guò)對(duì)脆性剪切破壞的避免，可以實(shí)現(xiàn)墻體裂縫的避免。在此應(yīng)用過(guò)程中，也要進(jìn)行溫度應(yīng)力裂縫的避免，實(shí)現(xiàn)混凝土質(zhì)量的有效保證。通過(guò)對(duì)框剪結(jié)構(gòu)模式的優(yōu)化，可以滿(mǎn)足連梁部位的建設(shè)需要。在短肢墻的布置過(guò)程中，要保證質(zhì)量中心和剛度中心的有效協(xié)調(diào)，促進(jìn)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(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，會(huì)加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開(kāi)裂，因此應(yīng)加強(qiáng)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(guò)程中，要針對(duì)豎向荷載的相關(guān)要求，展開(kāi)受力模式的優(yōu)化，要選擇合適的截面尺寸，實(shí)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(shí)現(xiàn)墻體厚度的有效空股指，一般來(lái)說(shuō)，要按照高層建設(shè)的設(shè)計(jì)需要，展開(kāi)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(jì)過(guò)程中，要注重對(duì)軸壓比的有效控制，實(shí)現(xiàn)其抗震性能的提升。通過(guò)對(duì)短肢剪力墻的抗震等級(jí)的優(yōu)化，可以促進(jìn)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(duì)于短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值，不僅底部加強(qiáng)部位應(yīng)按規(guī)范調(diào)整，其他各層也要調(diào)整，一、二級(jí)抗震等級(jí)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(guò)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(duì)于建筑的抗震設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高?？拐鹪O(shè)計(jì)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(cái)產(chǎn)安全，因此一定要做好建筑的抗震設(shè)計(jì)工作。在抗震墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該充分考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，遵守相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)墻體合理布置。
4 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)多高層建筑鋼筋混凝土抗震墻設(shè)計(jì)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(mǎn)足現(xiàn)代化建筑建設(shè)的需要。
參考文獻(xiàn)
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[2]方鄂華，錢(qián)稼茹.我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)的若干問(wèn)題[J].土木工程學(xué)報(bào)，1999，（01）.
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)體系，框架剪力墻，結(jié)構(gòu)計(jì)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(lèi)號(hào):TU973+.19文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、工程概述
大連瑞鑫房地產(chǎn)旅順?biāo)畮煚I(yíng)十三號(hào)地塊28#樓位于大連市旅順口區(qū)水師營(yíng)街道，建筑面積4640.06 m2,，地下車(chē)庫(kù)和半地下車(chē)庫(kù)各一層，地上八層，該住宅樓總高度26.90m，地下車(chē)庫(kù)層高3.0m，半地下車(chē)庫(kù)2.6m，地上各層層高均為3.0m。標(biāo)準(zhǔn)層建筑平面圖見(jiàn)圖一：圖一
二、結(jié)構(gòu)體系及截面設(shè)計(jì)
根據(jù)建筑功能要求和平面布置特點(diǎn)，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(jí)二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限50年。抗震等級(jí):框架:三級(jí);剪力墻：二級(jí)。 抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)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(jì)算軟件為PKPM CAD結(jié)構(gòu)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)值: 機(jī)房：7.0 KN/ m2；樓面：2.0 KN/ m2；樓梯：3.5 KN/ m2；懸挑陽(yáng)臺(tái)：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(guò)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(qiáng)度等級(jí)不低于MU3.5(外墻不
低于MU5.0)，砂漿強(qiáng)度等級(jí)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(guò)PKPM軟件中SATWE的計(jì)算，底層墻肢底截面的軸壓比滿(mǎn)足《建筑抗震設(shè)計(jì)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(qiáng)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(jì)。
（3）標(biāo)準(zhǔn)層梁布置見(jiàn)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(biāo)注的樓板①板厚為110mm。八層及機(jī)房層板厚均為120mm，雙層雙向配筋。
三、結(jié)構(gòu)計(jì)算
1建立模型：根據(jù)建筑圖及初步設(shè)計(jì)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(shí)，計(jì)算墻荷載應(yīng)是層高減去梁高。在設(shè)計(jì)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(jì)算
在PKPM結(jié)構(gòu)軟件板施工圖中，計(jì)算參數(shù)的選?。簶前遑?fù)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(jì)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(jí)及最大裂縫寬度的限制）。在樓板計(jì)算中，裂縫和撓度均滿(mǎn)足規(guī)范要求。
在SATWE分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義中：
在計(jì)算結(jié)構(gòu)的位移比時(shí)，要選“對(duì)所有樓層采用剛性板假定”，在計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和配筋時(shí)，則宜不選。
恒活荷載計(jì)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(shí)，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(shí)選取時(shí)，PKPM軟件程序兩者取大值。
活荷信息：柱 墻設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)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(duì)計(jì)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(jì)值與柱(墻)的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(jì)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(duì)墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求。軸壓比不滿(mǎn)足時(shí)需增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強(qiáng)度。
經(jīng)SATWE計(jì)算，地下室及半地下室部分框架柱軸壓比大于0.85，不滿(mǎn)足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》6.3.6的規(guī)定，需要加大柱的截面尺寸。
當(dāng)墻肢的軸壓比雖未超過(guò)上表中限值，但又?jǐn)?shù)值較大時(shí)，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(jiàn)《建筑抗震設(shè)計(jì)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?qiáng)部位及其上一層所有墻肢端部均按約束邊緣構(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(chēng)第一扭振周期）Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期（也稱(chēng)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(duì)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)
======================================================================
考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)的振動(dòng)周期(秒)、X,Y 方向的平動(dòng)系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)
振型號(hào)周 期轉(zhuǎn) 角平動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)：《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(mǎn)足要求時(shí)，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過(guò)大。調(diào)整原則是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)墻、柱或梁的剛度，適當(dāng)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(jì)算周期比為0.62，小于0.9，滿(mǎn)足規(guī)范要求。
結(jié)構(gòu)的第一、第二振型宜為平動(dòng)，扭轉(zhuǎn)周期宜出現(xiàn)在第三振型及以后。見(jiàn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.5.3條3款及條文說(shuō)明“結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)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?！督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)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(yàn)算時(shí)，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(mǎn)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(chēng)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(mǎn)足《建筑抗震設(shè)計(jì)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(jì)值之比稱(chēng)為剛重比。查看:WMASS.OUT：結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)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(guò)高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn):抗規(guī)3.4.4，5.5.1，高規(guī) 3.4.5,，3.7.3.
對(duì)于計(jì)算結(jié)果的判讀，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a.若位移比（層間位移比）超過(guò)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(yàn)算位移比需要考慮偶然偏心作用，驗(yàn)算層間位移角則不需要考慮偶然偏心c.驗(yàn)算位移比應(yīng)選擇強(qiáng)制剛性樓板假定，但當(dāng)凸凹不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時(shí)，應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實(shí)際剛度變化的計(jì)算模型，當(dāng)平面不對(duì)稱(chēng)時(shí)尚應(yīng)計(jì)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(jì)與位移信息不是在同一條件下的結(jié)果（即構(gòu)件設(shè)計(jì)可以采用彈性樓板計(jì)算，而位移計(jì)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(jìn)行構(gòu)件分析。
四、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
根據(jù)地質(zhì)部門(mén)提供的地質(zhì)報(bào)告，工程場(chǎng)地土層依次為耕土，含碎石粉質(zhì)粘土，全風(fēng)化板巖，強(qiáng)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(qiáng)風(fēng)化板巖，樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為6000Kpa(不考慮樁側(cè)摩阻)。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002中8.5.5計(jì)算，采用樁徑為0.8m，擴(kuò)大頭為1.2m，樁長(zhǎng)為6~7米，樁端嵌入巖層均不少于0.5m，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。
以上主要介紹了大連瑞鑫房地產(chǎn)旅順?biāo)畮煚I(yíng)十三號(hào)地塊28#樓工程的設(shè)計(jì)與計(jì)算過(guò)程，本文不足之處還望批評(píng)指正。
參考文獻(xiàn)
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2.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011
3.《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010
4.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002中國(guó)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(jì)
一、高層建筑抗震設(shè)計(jì)的必要性
在歷年的地震災(zāi)害中，結(jié)構(gòu)工程師逐漸認(rèn)識(shí)到工程結(jié)構(gòu)中宏觀的“概念設(shè)計(jì)”比“數(shù)值設(shè)計(jì)”的抗震更為重要，所以對(duì)“概念設(shè)計(jì)”越來(lái)越重視。建筑建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)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(xì)部構(gòu)造及材料使用等，進(jìn)而達(dá)到對(duì)建筑的合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)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(wèn)題，從宏觀的角度上對(duì)其進(jìn)行鑒別、選擇等處理，通過(guò)適當(dāng)?shù)挠?jì)算及構(gòu)造來(lái)消除高層建筑抗震設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)。工程師在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)要充分運(yùn)用其思維和判斷力，確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基本問(wèn)題。因此，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，工程師要充分理解結(jié)構(gòu)抗震的特點(diǎn)，分析振動(dòng)中結(jié)構(gòu)受力特性，抓住關(guān)鍵問(wèn)題，用正確的思維才能得到科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
二、我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)中的存在問(wèn)題分析
⒈建筑高度問(wèn)題分析。在我國(guó)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(gè)高度要適合我國(guó)現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)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(guó)目前的土建規(guī)范體系協(xié)調(diào)一致。但是我國(guó)現(xiàn)在實(shí)際的高層建筑的高度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了這個(gè)原則。要采用科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度對(duì)待這些超高限建筑，不但有組織專(zhuān)家對(duì)其論證也要進(jìn)行模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。在地震的強(qiáng)烈震感下，超高限建筑物會(huì)很容易產(chǎn)生加大的變形，高度越高，設(shè)計(jì)時(shí)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(biāo)、荷載取值、力學(xué)模型等設(shè)計(jì)參數(shù)，會(huì)發(fā)生質(zhì)變。
⒉材料的選用和結(jié)構(gòu)體系問(wèn)題分析。在地震多發(fā)區(qū)，人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)建筑物所采用的材料及結(jié)構(gòu)體。對(duì)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(duì)建筑材料及結(jié)構(gòu)體系的選擇尤為重要，但是市場(chǎng)上現(xiàn)有的鋼材種類(lèi)及類(lèi)型很多，對(duì)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(lái)減少柱斷面的尺寸，已達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。高層建筑超過(guò)一定高度后，需要采用混凝土材料和鋼骨混凝土來(lái)達(dá)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(zhuān)家指出，我國(guó)目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度已經(jīng)不能夠適應(yīng)現(xiàn)階段的國(guó)情，甚至我國(guó)采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可能是世界上最低的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度，所以大幅度提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度水平已經(jīng)非常需要。因此在堅(jiān)持抗震設(shè)計(jì)原則即“小震不壞，中震可修，大震不倒”下，重新對(duì)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行審核，以適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的需要。目前我國(guó)現(xiàn)行的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時(shí)代的發(fā)展，不但對(duì)筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的設(shè)防烈度低，而且抗震計(jì)算方法和構(gòu)造規(guī)定的安全度也與發(fā)達(dá)國(guó)家相距甚遠(yuǎn)，當(dāng)然對(duì)配筋率、梁柱承載力匹配等這些抗震延性的要求也不夠嚴(yán)格。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展形式下社會(huì)財(cái)富也會(huì)越來(lái)越多，那么如果對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性沒(méi)有合理的設(shè)計(jì)必將帶來(lái)更嚴(yán)重的損失。
三、我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的具體設(shè)計(jì)分析
⒈在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)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(huì)受到破壞；③對(duì)高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行平面布置時(shí)，同一主軸方向各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度的均勻，同時(shí)要避免布置一些剛度延性差如長(zhǎng)窄的實(shí)體剪力墻結(jié)構(gòu)。不過(guò)這種結(jié)構(gòu)也是滿(mǎn)足不了剛度和對(duì)稱(chēng)性要求，同時(shí)由于個(gè)別結(jié)構(gòu)剛度大，在地震時(shí)能夠吸收極大的能量會(huì)被破壞，從而被導(dǎo)致整個(gè)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(huì)比較均勻，從而實(shí)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(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的合理性直接決定對(duì)高層建筑的安全性及經(jīng)濟(jì)性。①對(duì)樓屋蓋梁系進(jìn)行布置時(shí)，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(duì)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(guò)最少的轉(zhuǎn)換層到達(dá)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(jì)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(diǎn)。①對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)置時(shí)要堅(jiān)持“強(qiáng)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(jì)表達(dá)式是由斜截面上箍筋能達(dá)到抗拉屈服強(qiáng)度及其受剪承載力隨配箍特征值的增長(zhǎng)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(qiáng)度特性，也會(huì)影響剪壓比對(duì)構(gòu)件變形性能，所以對(duì)剪壓比限制，也是滿(mǎn)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(qiáng)度，而且也是受壓區(qū)混凝土邊緣達(dá)到其極限壓應(yīng)變的重要指標(biāo)。無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)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(guò)增加箍筋來(lái)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(shí)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(mǎn)足高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要求。
結(jié)論
土木工程技術(shù)人員在對(duì)高層建筑的研究及設(shè)計(jì)中，應(yīng)該站在對(duì)建筑的整體宏觀角度出法，在對(duì)建筑的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中科學(xué)合理的運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，對(duì)建筑的功能、安全可靠性、經(jīng)
濟(jì)合理、美觀藝術(shù)性等方面具體的考慮并且在對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)不但要考慮其抗震結(jié)構(gòu)的造價(jià)，也要考慮其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，，創(chuàng)造出安全、經(jīng)濟(jì)的具有最優(yōu)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高程建筑。
參考文獻(xiàn)
[1] 韓強(qiáng),劉文光,杜修力,等.橡膠隔震支座豎向性能試驗(yàn)研究[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,25(2):
[2] 徐宜和，丁勇春.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)的探討[J].江蘇建筑，2008(3).
[3] 楊磊.論高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 建筑設(shè)計(jì),2010(3).
【關(guān)鍵詞】 延性抗震等級(jí)
【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(jì)時(shí)，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(gè)重要指標(biāo)，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(guò)計(jì)算精確得到的，而是通過(guò)加強(qiáng)構(gòu)造措施的方法來(lái)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(qiáng)烈或是對(duì)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(dāng)?shù)慕档?。前面說(shuō)過(guò)，因?yàn)檠有圆皇峭ㄟ^(guò)計(jì)算得到的，所以為了在工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中做到安全適用、經(jīng)濟(jì)、合理，《建筑抗震設(shè)計(jì)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(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)區(qū)分抗震等級(jí)（特一級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)）的辦法，不同的抗震等級(jí)的構(gòu)造措施不同，從而在宏觀上對(duì)結(jié)構(gòu)的不同延性要求加以區(qū)別。
對(duì)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(jí)而來(lái)保證它的延性呢？這里我們先來(lái)解釋一下三個(gè)重要概念： ①抗震措施：除地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)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(jì)原則，一般不需計(jì)算而對(duì)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求；③抗震等級(jí)：它是結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)防的標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的樓房應(yīng)根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類(lèi)型和房屋高度采用不同的抗震等級(jí)，并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)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(chǎng)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(duì)來(lái)說(shuō)要小一些，如限制最大軸壓比、最小體積配箍率等。對(duì)于抗震等級(jí)，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(lèi)型，其次要抗側(cè)力構(gòu)件的抗震等級(jí)可低于主要抗側(cè)力構(gòu)件，當(dāng)然在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，也可根據(jù)具體需要來(lái)提高局部某些構(gòu)件的抗震等級(jí)。掌握這三個(gè)概念之后，我們就可以根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)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(lái)確定任何一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓房的抗震等級(jí)而不會(huì)出錯(cuò)。下面我們來(lái)通過(guò)三個(gè)案例來(lái)說(shuō)明確定樓房的抗震等級(jí)應(yīng)注意的問(wèn)題，并且通過(guò)案例看出同一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的樓房有多個(gè)抗震等級(jí)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(lèi)標(biāo)準(zhǔn)為丙類(lèi)，總高為28米，層數(shù)為9層，所處地區(qū)的場(chǎng)地類(lèi)別為II類(lèi)，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本加速度為0.10g，確定該房屋的抗震等級(jí)。
主要考慮過(guò)程如下：根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的第6.1.1條可以看出，房屋的高度是滿(mǎn)足要求的，因該房屋的抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)為丙類(lèi)，所以可以直接根據(jù)表6.1.2查出此房屋的抗震等級(jí)為：框架部分為三級(jí)，剪力墻部分為三級(jí)。從這個(gè)案例我們可以看出這個(gè)樓房有兩個(gè)抗震等級(jí)，抗震措施與抗震構(gòu)造措施所用的抗震等級(jí)是相同的。
【案例二】：某框架結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)為丙類(lèi)，總高為28米，層數(shù)為9層，所處地區(qū)的場(chǎng)地類(lèi)別為III類(lèi)，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本加速度為0.15g，確定該房屋的抗震等級(jí)。
主要考慮過(guò)程如下：根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的第6.1.1條可以看出，房屋的高度是滿(mǎn)足要求的，因該房屋的抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)為丙類(lèi)，根據(jù)表6.1.2查出此房屋的抗震等級(jí)為三級(jí)，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.3.3條，當(dāng)建筑場(chǎng)地為Ⅲ時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)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(shí)各類(lèi)建筑的要求采取抗震構(gòu)造措施，所以該房屋當(dāng)確定抗震構(gòu)造措施時(shí)所用的抗震等級(jí)為二級(jí)。從這個(gè)案例我們可以看出這個(gè)樓房也有兩個(gè)抗震等級(jí)，但抗震措施與抗震構(gòu)造措施所用的抗震等級(jí)是不相同的；當(dāng)進(jìn)行內(nèi)力的調(diào)整時(shí)，所用的抗震等級(jí)為三級(jí)，當(dāng)確定構(gòu)件的最大軸壓比、最小體積配箍率時(shí)，所采用的抗震等級(jí)為二級(jí)，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(gè)抗震等級(jí)，從而來(lái)保證結(jié)構(gòu)的延性。下面我們通過(guò)【案例三】來(lái)說(shuō)明同一棟樓房有更多的抗震等級(jí)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(lèi)標(biāo)準(zhǔn)為丙類(lèi)，總高為60米，層數(shù)為18層，所處地區(qū)的場(chǎng)地類(lèi)別為III類(lèi)，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)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(jí)。
關(guān)鍵詞：高層建筑；混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)問(wèn)題；優(yōu)化措施
近年來(lái)，在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，許多專(zhuān)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(méi)有一個(gè)成熟精確的數(shù)學(xué)模型，既可以滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求及設(shè)計(jì)人員習(xí)慣，又能夠使得結(jié)構(gòu)最優(yōu)化。人們普遍認(rèn)為，當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力達(dá)到最大承載力時(shí)，其結(jié)構(gòu)是最優(yōu)的。而在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中要達(dá)到這個(gè)要求，往往需要設(shè)計(jì)者以結(jié)構(gòu)構(gòu)件為目標(biāo)，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最優(yōu)化，從而達(dá)到降低工程造價(jià)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(jì)中存在的問(wèn)題分析
（1）根據(jù) GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)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(lèi)型。另外，經(jīng)過(guò)初步計(jì)算得知，在滿(mǎn)足墻肢加長(zhǎng)的條件下，首層墻體的厚度擬取400mm，也難以滿(mǎn)足側(cè)向剛度比的要求，由此也可以判斷豎向?yàn)閭?cè)向剛度不規(guī)則類(lèi)型。由此可見(jiàn)，本工程有兩項(xiàng)不能滿(mǎn)足規(guī)則性的要求，應(yīng)按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中的規(guī)定，需要對(duì)水平地震作用下的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)薄弱部位采取加強(qiáng)措施。筆者認(rèn)為，若不能合理優(yōu)化平面形狀，盲目采取一些加強(qiáng)措施，必然會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
（ 2 ） 對(duì)圖1的剪力墻布置進(jìn)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(guò)建模和計(jì)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(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)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(duì)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(duì)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)行控制，而且可以大大降低工程造價(jià)。假如所有墻體的厚度為200mm，如果對(duì)核心筒處的部分墻體進(jìn)行消減，將會(huì)大幅度地減少混凝土用量及對(duì)原有墻體鋼筋進(jìn)行扣除，其具有一定的經(jīng)濟(jì)性。除此之外，有部分工程師為減低造價(jià)，每隔幾層逐步縮短墻肢長(zhǎng)度，如每隔5～7層縮短一次；但值得注意的是，要對(duì)結(jié)構(gòu)位移比、軸壓比等進(jìn)行嚴(yán)格檢查，《高規(guī)》3.5.4條：抗震設(shè)計(jì)時(shí)，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(shuō)明指出“上下不連續(xù)”對(duì)抗震不利）；同時(shí)要確保墻肢長(zhǎng)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(dāng)各項(xiàng)指標(biāo)允許的情況下，墻長(zhǎng)5～7米的較長(zhǎng)剪力墻，宜開(kāi)洞以削弱其剛度；線剛度為，當(dāng)兩墻墻長(zhǎng)（b）之比為2時(shí)，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(dān)的水平力過(guò)多 ，易在地震時(shí)首先破壞然后使建筑結(jié)構(gòu)剛度及承載力大幅削弱，進(jìn)而逐個(gè)擊破；風(fēng)荷載控制時(shí)，邊緣構(gòu)件因過(guò)大的彎曲應(yīng)力“反復(fù)拉壓”而造成裂縫過(guò)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(jì)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(jiǎn)單化和規(guī)則化，剛度分布要均勻，平面不宜過(guò)長(zhǎng)，突出部分長(zhǎng)度不宜過(guò)大，見(jiàn)表2；同時(shí)，要確保建筑的豎向體型的均勻性，避免外挑和內(nèi)收過(guò)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(xiàng)指標(biāo)的校核驗(yàn)算也容易達(dá)到規(guī)范的要求，反之，各項(xiàng)指標(biāo)難以達(dá)到規(guī)范要求。還可能造成墻柱截面過(guò)大，建筑重量嚴(yán)重超標(biāo)，從而增加了工程造價(jià)，同時(shí)對(duì)建筑的使用功能影響較大。
另外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一定要重視概念設(shè)計(jì)，要確保概念設(shè)計(jì)在建筑方案設(shè)計(jì)階段介入，并結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在滿(mǎn)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(jìn)行平面和豎向布置時(shí)，要堅(jiān)持“簡(jiǎn)單、規(guī)則和均勻”原則。以設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，在住宅結(jié)構(gòu)平面布置過(guò)程中，不僅要滿(mǎn)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(guò)大。第二，在剪力墻結(jié)構(gòu)布置中，需要沿主軸方向進(jìn)行布置，對(duì)于抗震設(shè)計(jì)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(shí)，要確保墻肢截面簡(jiǎn)單化、規(guī)則化，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不宜過(guò)大。第四，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)，墻體穩(wěn)定性驗(yàn)算難以通過(guò)，材料利于率低，故盡量改為L(zhǎng)型。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，本文針對(duì)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)人員應(yīng)“先整體后局部”的設(shè)計(jì)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(jì)質(zhì)量，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全度和經(jīng)濟(jì)性。
參考文獻(xiàn)
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[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(lái)PKPM系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件在我單位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，由于一些結(jié)構(gòu)的特殊情況（如空曠結(jié)構(gòu)、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)、斜板結(jié)構(gòu)等），設(shè)計(jì)人員往往會(huì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中存在對(duì)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?duì)PKPM軟件的理解與應(yīng)用。
一、結(jié)構(gòu)建模的一些注意事項(xiàng)
1. 當(dāng)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(diǎn)。
2. 兩節(jié)點(diǎn)之間只能有一個(gè)桿件相連。有弧形梁的情況時(shí)應(yīng)在弧形梁上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)。
3. 斜支撐輸入時(shí)應(yīng)注意，斜支撐端點(diǎn)應(yīng)在樓層處，不應(yīng)按標(biāo)高輸入在層間柱上。
4. 當(dāng)輸入斜梁或不與樓面等標(biāo)高的梁時(shí)，如果不仔細(xì)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(jì)意圖不符合。
5. 除結(jié)構(gòu)頂層外，用上節(jié)點(diǎn)高、梁頂標(biāo)高、錯(cuò)層斜梁等命令形成的斜梁，不能跨越本標(biāo)準(zhǔn)層，否則將計(jì)算錯(cuò)誤。
6. 錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的模型輸入。當(dāng)錯(cuò)層高度不大于框架梁的截面高度時(shí)，可忽略錯(cuò)層的影響，可以歸為同一樓層參加結(jié)構(gòu)計(jì)算，這一樓層的標(biāo)高可近似取兩部分樓面標(biāo)高的平均值；當(dāng)錯(cuò)層高度大于框架梁的截面高度時(shí)，各部分樓板應(yīng)作為獨(dú)立樓層參加整體計(jì)算，不要?dú)w并為一層。
7. 層間梁不能用來(lái)做錯(cuò)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(xiàng)
1. 所有荷載均輸入標(biāo)準(zhǔn)值，而不是設(shè)計(jì)值。軟件按規(guī)范進(jìn)行荷載組合。
2. 樓面均布恒載和活載必須分開(kāi)輸入。否則無(wú)法按規(guī)范進(jìn)行荷載組合以及各種活載折減、活載不利布置等計(jì)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(dòng)計(jì)算。
4. 預(yù)制板自動(dòng)按單向傳力。
5.“荷載定義”項(xiàng)中程序提示“是否計(jì)算活載”應(yīng)注意目前軟件填“1”為計(jì)算，填“0”為不計(jì)算活載。
6.“全房間開(kāi)洞”導(dǎo)荷時(shí)該房間荷載將被扣除，而“板厚為0” 導(dǎo)荷時(shí)該房間荷載仍能導(dǎo)算到梁、墻上，不被扣除，但在畫(huà)平面圖時(shí)不會(huì)畫(huà)出板配筋。
7. 程序未自動(dòng)考慮梁樓面活荷載折減，如果需要進(jìn)行樓面梁的活荷載折減，應(yīng)在荷載導(dǎo)算時(shí)將活荷載折減項(xiàng)選上，并點(diǎn)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(xiàng)。
8. 荷載輸入中房間的導(dǎo)荷方式總是單向?qū)愕脑?，此時(shí)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(jì)
PM8可以進(jìn)行磚混結(jié)構(gòu)和磚混底框結(jié)構(gòu)的計(jì)算，磚混底框結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意《建筑抗震設(shè)計(jì)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(duì)采用PMCAD軟件進(jìn)行磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)注意的事項(xiàng)做一說(shuō)明：
1．在磚混結(jié)構(gòu)建模時(shí)，構(gòu)造柱應(yīng)輸入。在按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003-2011第6.1節(jié)和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001（2008年版）第7.2節(jié)進(jìn)行高厚比驗(yàn)算和截面抗震承載力計(jì)算時(shí)，構(gòu)造柱均有作用。
2．對(duì)于設(shè)變形縫的磚混結(jié)構(gòu)，應(yīng)分別建模計(jì)算。
3．磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱基礎(chǔ)的計(jì)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(dú)做獨(dú)立基礎(chǔ)。
4．磚混結(jié)構(gòu)的井字梁樓蓋的計(jì)算。這種結(jié)構(gòu)形式只能簡(jiǎn)化計(jì)算。
四、結(jié)構(gòu)分析部分計(jì)算參數(shù)的合理選取和計(jì)算原則
1. 對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)豎向恒載一次性加載上時(shí)，其上部的豎向位移往往偏大，為了協(xié)調(diào)豎向位移，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)拉柱或梁沒(méi)有負(fù)彎矩的情況（層數(shù)較多時(shí)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(fù)彎矩或負(fù)彎矩較小，常常不能正確地完成梁的支座配筋）。而在實(shí)際施工過(guò)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(duì)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(shí)已經(jīng)基本完成，因此實(shí)際上不會(huì)產(chǎn)生一次性加荷載所產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象。程序?qū)ωQ向恒載作用專(zhuān)門(mén)做了處理，可以考慮施工加荷的這種因素。對(duì)于一般的多、高層建筑來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇模擬施工荷載。
2.《建筑抗震設(shè)計(jì)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(jì)算結(jié)構(gòu)的位移比和周期比時(shí)采用剛性樓蓋。
3. 結(jié)構(gòu)基本周期主要是計(jì)算風(fēng)荷載用的，程序是按照規(guī)范經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(xiàng)。
程序給出非藕連和藕連兩個(gè)選項(xiàng)。對(duì)大多數(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該選擇考慮扭轉(zhuǎn)藕連。
4．2 地震烈度和抗震等級(jí)。
對(duì)于計(jì)算地震作用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計(jì)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，地震烈度除甲類(lèi)建筑外，其它各類(lèi)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(dāng)設(shè)防烈度為6～8度時(shí)，甲、乙類(lèi)建筑應(yīng)符合本地區(qū)設(shè)防烈度提高一度的要求，丙類(lèi)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(jì)算單向地震作用時(shí)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(zhǎng)的5%。建議對(duì)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(duì)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(shí)，可不考慮偶然偏心。另外需注意的是，當(dāng)計(jì)算雙向地震作用時(shí)，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(jì)計(jì)算采用兩階段設(shè)計(jì)計(jì)算法。第一階段為多遇地震作用下的彈性分析，驗(yàn)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(yàn)算結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移和層間側(cè)移延性比。通過(guò)第一階段多遇地震作用下的彈性計(jì)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(jì)算分析的基礎(chǔ)上通過(guò)內(nèi)力挑整，做到強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件以及相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，從而達(dá)到中震可修的準(zhǔn)則。通過(guò)第二階段為罕遇地震下的彈塑性分析，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移和層間側(cè)移延性比來(lái)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(jì)計(jì)算通過(guò)采用兩階段設(shè)計(jì)計(jì)算法來(lái)滿(mǎn)足抗震設(shè)計(jì)的三準(zhǔn)則則：大震不倒，中震可修，小震不壞。本文簡(jiǎn)要概述高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)的兩階段設(shè)計(jì)計(jì)算法及結(jié)構(gòu)內(nèi)力調(diào)整。
1.第一階段（彈性階段）的計(jì)算分析要點(diǎn)
一、計(jì)算分析：
高度不超過(guò)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2010）規(guī)定的地震作用和底部剪力法計(jì)算地震作用效應(yīng)。
高度不超過(guò)60m且平面和豎向較規(guī)則的建筑，以及高度超過(guò)60m的建筑預(yù)估截面時(shí)，可采用本規(guī)程規(guī)定的地震作用和底部剪力法計(jì)算地震作用效應(yīng)。
高度超過(guò)60m的建筑，應(yīng)采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算地震作用效應(yīng)。
豎向特別不規(guī)則的建筑，宜采用時(shí)程分析法作補(bǔ)充計(jì)算地震作用效應(yīng)。在彈性階段抗震計(jì)算中阻尼比按如下原則選?。篴.高度不大于50m時(shí)取0.04；b.高度大于50m小于200m時(shí)取0.03；3)高度不小于于200m時(shí)取0.02；當(dāng)偏心支撐框架部分承擔(dān)的地震傾
覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%時(shí)，其阻尼比可在上述基礎(chǔ)上相應(yīng)增加0.005。
當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈性分析時(shí)，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(jì)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(jìn)行構(gòu)件承載力驗(yàn)算時(shí)，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(jìn)行截面設(shè)計(jì)。
計(jì)當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)側(cè)移驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)取與構(gòu)件承載力驗(yàn)算相同的組合，但各荷載或作用的分項(xiàng)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(guò)1/250，結(jié)構(gòu)平面端部構(gòu)件最大側(cè)移，不得超過(guò)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(jì)。對(duì)工字形截面柱，宜計(jì)入梁柱節(jié)點(diǎn)域剪切變形對(duì)結(jié)構(gòu)側(cè)移的影響；中心支撐框架和不超過(guò)50m的高層鋼結(jié)構(gòu)，其層間位移計(jì)算可不計(jì)入梁柱節(jié)點(diǎn)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(jì)算；框架部分按計(jì)算得到的地震剪以調(diào)整系數(shù)，達(dá)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(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震效應(yīng)時(shí)，角柱和兩個(gè)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(diǎn)不超過(guò)支撐桿件的寬度時(shí)，仍可按中心支撐框架分析，但應(yīng)計(jì)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(jì)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(jì)值，應(yīng)按下列要求調(diào)整：a. 支撐斜桿的軸力設(shè)計(jì)值，應(yīng)取與支撐相連接的消能梁段達(dá)到受剪承載力時(shí)支撐斜桿軸力與增大系數(shù)的乘積，其值在8度及以下時(shí)不應(yīng)小于1.4，9度時(shí)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(jì)值，應(yīng)取消能梁段達(dá)到受剪承載力時(shí)框架梁內(nèi)力一增大系數(shù)的乘積，其值在8度及以下時(shí)不應(yīng)小于1.5，9度時(shí)不應(yīng)小于1.6；c. 框架柱的內(nèi)力設(shè)計(jì)值，應(yīng)取消能梁段達(dá)到受剪承載力時(shí)柱內(nèi)力與增大系數(shù)的乘積，其值在8度及以下時(shí)不應(yīng)小于1.5，9度時(shí)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(jì)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(yàn)算在多遇地震作用下整體基礎(chǔ)（筏形或箱形基礎(chǔ)）對(duì)地基的作用時(shí)，可采用底部剪力法計(jì)算作用于地基的傾覆力矩，其折減系數(shù)宜取0.8。
11）計(jì)算傾覆力矩對(duì)地基的作用時(shí)，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(yàn)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(jì)算分析要點(diǎn)
對(duì)于第二階段（彈朔性階段）的計(jì)算分析：應(yīng)采用時(shí)程分析法計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)，其結(jié)構(gòu)計(jì)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(dāng)采用時(shí)程分析法時(shí)，時(shí)間步長(zhǎng)不宜超過(guò)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(dāng)進(jìn)行高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)分析時(shí)，其恢復(fù)力模型可由試驗(yàn)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(dāng)采用層模型進(jìn)行高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)分析時(shí)，應(yīng)采用計(jì)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(jìn)行計(jì)算，并可簡(jiǎn)化為折線型，要求簡(jiǎn)化后的折線與計(jì)算所得骨架線盡量吻合。在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力彈塑性計(jì)算時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮水平地震作用與重力荷載。構(gòu)件所用材料的屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)進(jìn)行高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的彈塑性時(shí)程反應(yīng)分析時(shí)，應(yīng)計(jì)入二階效應(yīng)對(duì)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(jì)，應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：
1）結(jié)構(gòu)層間側(cè)移不得超過(guò)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(yǔ)
我國(guó)現(xiàn)已進(jìn)高層鋼結(jié)構(gòu)房屋建設(shè)的快速發(fā)展階段，同時(shí)我國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)國(guó)家，把握好抗震設(shè)計(jì)理念，掌握好高層建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)計(jì)算的兩階段設(shè)計(jì)計(jì)算方法，把握抗震設(shè)計(jì)的三準(zhǔn)則：大震不倒，中震可修，小震不壞；保護(hù)好人民財(cái)產(chǎn)和生命安全是每個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師責(zé)任；本文對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的計(jì)算要點(diǎn)作了簡(jiǎn)要概述，對(duì)規(guī)范概念做了簡(jiǎn)要梳理。
參考文獻(xiàn)
[1] 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》.GB50011-2010.
