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浅谈高层建筑结构抗震的优化设计

【摘 要】综述了高层建筑抗震设计的必要性，论述了我国高层建筑抗震设计中的一些问题，并论述了我国高层建筑结构抗震的具体设计和提高结构抗侧力和构件的延性应注意的事项。 【关键词】高层建筑；结构抗震；优化设计 1.高层建筑抗震设计的必要性

20世纪70年代以来，结构工程师在总结历次地震灾害的经验中逐渐认识到宏观的概念设计比以往的数值设计对工程结构抗震来说更为重要，因此，人们对于概念设计愈来愈重视。抗震概念设计就是从结构总体方案设计一开始，就运用人们对建筑结构抗震已有的正确知识去处理好结构设计中遇到的诸如房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延性等问题，从宏观原则上进行评价、鉴别、选择等处理，再辅以必要的计算和构造措施，从而消除建筑物抗震的薄弱环节，以达到合理抗震设计的目的。 ２．我国高层建筑抗震设计中的一些问题 2.1高度问题

按我国现行高层建筑混凝土结构技术规程(jgj3-2002)规定，在一定设防烈度和一定结构型式下，钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。可实际上，已有许多混凝土结构高层建筑的高度超过了这个限制，对于超高限建筑物，应当采取科学谨慎的态度。在地震力作用下，超高限建筑物的变形破坏形态会发生很大的变化，有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如安全指标、荷载取值、力

学模型选取等。

2.2材料的选用和结构体系问题

在高层建筑中，应注意结构体系及材料的优选，现在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。在超过一定高度后，为减小风振需要采用混凝土材料，钢骨、钢管混凝土通常作为首选。 2.3抗震设防烈度较低

现在许多专家提出，现行的建筑结构设计安全度已不能适应国情的需要，认为我国“取用了可能是世界上最低的结构设计安全度”，并主张“建筑结构设计的安全度水平应该大幅度提高”。此外，对于“小震不坏，中震可修，大震不倒”这个抗震设计原则，在新形势下也有重新审核的必要。随着社会财富的增长，结构失效带来的损失愈来愈大，加之结构造价在整个投资中的比例下降，因而有人主张结构在设防烈度下应该采用弹性设计 ３．我国高层建筑结构抗震的具体设计

3.1高层建筑结构抗震设计应重视建筑结构的规则性 在高层建筑中，结构的均匀性主要体现在以下几个方面： ３．１．１高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度要比较接近，变形特性要比较相近。这是因为实际的高层建筑结构都是三维的，实际的地震作用、风荷载具有任意的方向性，高层建筑主

体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较均匀，就能具有比较良好的抗震、抗风性。

３．１．２高层建筑主体抗侧力结构沿竖向断面、构成变化比较均匀，不要突变。这里主要是指主体结构的层剪切刚度不要突变，这种均匀的高层建筑结构可以避免因薄弱层的破坏而引起的结构整体破坏，尤以强震区的高层建筑结构需特别注意。

３．１．３高层建筑主体抗侧力结构的平面布置，应注意同一主轴方向各片抗侧力结构刚度尽量均匀，应避免在主体结构的布置中设置一、二片刚度特别大而延性较差的结构，如长窄的实体剪力墙。

３．２合理的建筑结构体系选择

高层建筑结构体系选择是结构设计应考虑的关键问题，结构方案的选取是否合理，对安全性和经济性起决定的作用。 3.2.1结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径

①楼屋盖梁系的布置，应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙柱上去。②竖向构件的布置，应尽量使竖向构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平按近均匀，以避免竖向构件之间压应力的二次转移。③转换结构的布置，应尽量做到使上部结构竖向构件传来的垂直重力荷载，通过转换层,1次至多2次转换，即能传递到下部结构的竖向构件上去。④整体抗侧力结构必须体系明确。