建筑抗震设计规程篇1

关键词：建筑物 重要性分类 抗震设防标准

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（a）-0123-02

自国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（下文简称“新抗规”）颁布实施以来，虽然“新抗规”与《火力发电厂土建设计技术规程》（DL5022-2012）（下文简称“新土规”）及《电力设施抗震设计规范》（DL50260-2013）（下文简称“新电抗规”）中建筑设防标准是一致的，但由于二者对建筑物重要性分类名称不太一致和清晰，因此对设防标准不易准确判断，如将建筑设防标准定高了，会造成工程造价提高，若将建筑设防标准定低了，则会导致建筑物的不安全甚至破坏，因此，如何准确判别建筑抗震设防标准是一个非常重要的问题。特别是火力发电厂中各类建（构）筑物繁多，对于准确判别建筑抗震设防标准显得更为重要和突出。

1 建（构）筑物重要性分类

为了准确地判别建筑抗震设防标准，必须首先搞清“新抗规”和“新土规”中对建筑重要性的分类。

“新抗规”将建筑按其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类共四个抗震设防类别；而“新电抗规”将火力发电厂按单机容量和规划容量将电厂分为重要电力设施和一般电力设施，各电力设防中的建筑物分为乙类、丙类、丁类，详见表1。

表1进一步突出了设防类别划分中侧重于使用功能的灾害后果的区分，并更强调体现对人员安全的保障。

2 火力发电厂中各种建（构）筑物的重要性分类

“新电抗规”中将电力设施分为重要电力设施和一般电力设施，为了更加清晰地说明火电厂中建筑（构）物在“新土规”中的类别与“新抗规”中类别的对应，现将火电厂建（构）筑物重要性分类如下，详见表2。

规模很小的乙类工业建筑，当采用了抗震性能较好的结构体系时，允许按标准设防类设防。

3 建筑抗震设防标准的划分

所谓抗震设防标准是一种衡量对建筑抗震能力要求高低的综合尺度，既取决于地震强弱的不同，又取决于使用功能重要性的不同。建筑物按重要性分类明确后，就可准确地判别建筑抗震设防标准。

建筑抗震设防就是对建筑物进行抗震设计，它包括地震作用计算、抗震承载力计算和采用抗震措施。抗震设防标准的依据是抗震设防烈度，在一般情况下采用中国地震动参数区划图的地震动参数或与“新抗规”设计基本地震加速度值对应的烈度值，对按有关规定做过地震安全性评价的工程场地，应按批准的抗震设防设计地震动参数或相应的烈度进行抗震设防。现将各类建筑类别的设防标准分类如下，详表3。

4 需要说明的几个问题

（1）由于同样或相近的建筑，建于Ⅲ、Ⅳ场地时震害比Ⅰ、Ⅱ类场地震害严重，所以规范要求提高抗震构造措施，但不提高抗震措施中的其它要求，更不不涉及对地震作用计算的调整。当建筑场地类别为Ⅲ、Ⅳ类，设计基本地震加速度为0.15 g和0.30 g，同时又属于是甲、乙类建筑物时，应考虑特殊的双重调整，宜综合确定调整幅度，建议7度（0.15 g）按7.5+1=8.5度，即比8度更高的抗震构造措施；对8度（0.30 g）胺8.5+1=9.5度，即比9度更高的抗震构造措施。

（2）火力发电厂的生产建筑中，其最高抗震设防类别为乙类建筑，没有甲级建筑，所以表3中未列入。

（3）重要电力设施中的电气设施可按抗震设防烈度提高1度设防，但不超过9度。

参考文献

[1] GB50011-2010.建筑抗震设计规范[S].

[2] DL5 022-2012.火力发电厂土建设计技术规程[S].

[3] GB50223-2008.建筑抗震设防分类标准[S].

建筑抗震设计规程篇2

【关键词】 节点连接 等强连接 刚性连接 节点域 弹性阶段 塑性阶段

中图分类号:G808 文献标识码:A 文章编号:1003-8809(2010)08-0202-02

1.引言

本文通过对STS模块中节点连接计算的实例计算数据,分析梁柱的刚性连接计算要点,在分析中综合软件,设计知识,规范三部分内容,将其有机结合。从而归纳总结节点设计的要点,同时提出软件计算的不足之处,STS模块采用的是2006.3的版本。

1.计算原则

建筑钢结构的节点连接,当非抗震设防时,应按结构处于弹性受力阶段设计,当抗震设防时,应按结构处于弹塑性阶段设计,节点连接的承载力应高于构件截面承载力。

2.计算目的

梁与柱的连接,按梁对柱的刚度的约束(转动刚度)大致可分为三类:即铰接连接、半刚性连接、刚性连接。本文仅对梁柱的刚性连接做计算分析。

梁与柱的刚性连接,其计算方法主要有以下两种:

(1)常用设计法

(2)精确计算法

节点抗震验算。

1)满足强柱弱梁的要求,即满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第8.2.5-1式即

。

2)满足强节点弱构件的要求:连接的受弯承载力和受剪承载力,满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第8.2.8-1

即和8.2.8-2即 。

3)节点域强度计算,满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第8.2.5-2。

本例计算简图及手算复核如下:

软件有关塑性截面模量的计算只给出计算的结构,对于计算过程未反映,现塑性截面模量计算如下:

HW300X300为双对称截面,所以全截面考虑塑性屈服时,受拉和受压侧的截面静矩相同:

ST=SC

应力计算,抗震设计时应满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第5.4.2条。本例手算复核如下:

对接焊缝与角焊缝的抗拉强度设计值不同,计算焊缝强度时,可先将对接焊缝面积 换算为等效的角焊缝面积 ,令焊缝的有效厚度不变,翼缘对接焊缝的长度即可按下式换算为等效角焊缝长度。

翼缘的惯性矩:

腹板的惯性矩:

翼缘惯性矩/全截面惯性矩:

0.9584

按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第5.4.2条:

高强螺栓承担的剪力设计值为

焊缝承担的剪力设计值为

梁翼缘和腹板与柱形成的工字性焊缝中翼缘设计弯矩为:

腹板设计弯矩:

节点域屈服承载力:应满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第8.2.5-2或《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-1998)中第8.3.9-2. 节点域的体积:

折减系数:(假设按7度设防)

节点域屈服承载力:

假如节点域的屈服承载力不满足,如何来补强呢?依据《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-1998)中第8.3.9-2,在柱、梁截面一定的情况下,对H型钢柱,可在节点域加贴焊板,焊板上下翼缘应伸出加劲肋以外不小于150mm,并用不小于5mm的角焊缝连接贴板和柱翼缘可用角焊缝或对接焊缝连接。当在节点域的垂直方向有连接板时,贴板应采用塞焊与节点域连接。因柱、梁截面已定,唯独能改变的是节点域的体积,也即柱腹板的厚度tw。

实际柱腹板厚度为13mm。从这一角度也验证了计算的正确性。

小结:

通过以上对电算的计算过程分析及手算复核,可以归纳出梁柱刚性连接的计算要点有如下几点:

1. 当考虑地震计算组合时,应勾选“设计内力是否为地震作用组合”,不考虑地震作用组合时,可不选此项。

2. 当为非抗震设计时,内力采用梁端的实际内力设计值,当为抗震设设计时,可按梁端承载力计算。

3. 考虑现场实际的连接,操作工艺为先栓后焊,有可能才用高空焊接,焊接温度对高强螺栓预拉力有影响,高强螺栓的实际承载力应做折减,折减系数取0.9,系统默认值为1.0。角焊缝的连接强度设计值当不采用引弧板时取0.85.

4. 梁翼缘采用对接焊与柱翼缘连接,在分配弯矩时,应将对接焊缝转化为角焊缝,按翼缘惯性矩占全截面惯性矩的比例分配弯矩。

5. STS程序中计算节点域的稳定采用的是,而规范采用的是

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准,《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001) (2006年版),北京:中国建筑工业出版社,2006

[2] 中华人民共和国国家标准,《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002),北京:中国建筑工业出版社,2009

[3] 中华人民共和国国家标准,《建筑抗震设计规》(GB50011-2001)(2008年版),北京:中国建筑工业出版社,2008

[4] 王建,董为平编著,《PKPM结构设计软件入门与应用实例-钢结构》,北京,中国电力出版社,2008

[5] 夏志斌,姚谏编著,《钢结构设计―方法与例题》,北京,中国建筑工业出版社,2005

[6] 《钢结构设计手册》编辑委员会,《钢结构设计手册手册》(第三版),北京,中国建筑工业出版社,2004

[7] 李星荣,魏才昂编著,《钢结构连接节点设计手册》(第二版),北京,中国建筑工业出版社,2004

建筑抗震设计规程篇3

关键词：周期比,位移比,刚度比

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

地震能对人民生命财产带来极大危害，因而结构抗震设计就成为结构工程师的一项重要职责和使命，由于地震的复杂性，使得抗震设计中涉及许多参数，对这些参数的正确取用以及对计算结果的合理性判断也就显得尤为重要。下面将对这些问题逐一描述。

二、基本概念

上下层楼层刚度比。顾名思义上下层楼层刚度比为上层楼层刚度与下层的楼层刚度的比值，但关于楼层刚度的计算，目前有三种算法：

地震剪力与地震层间位移的比值Vi/Ui(见《建筑抗震设计规范》3.4.3条文说明) ;

剪切刚度Ki=GiAi/hi（见《高层建筑混凝土结构技术规程》附录E.0.1）;剪弯刚度i/Hi（见《高层建筑混凝土结构技术规程》附录E.0.2）。

其中第一种算法用于侧向刚度规则性判断时选用，适用与普通结构，第二种算法用于底层转换层结构，第三种算法用于高位转换结构。对带转换层的结构应分别用第一种算法和第二种（或第三种）算法计算刚度比，并分别满足相应的规范限值。

刚度比超限经常遇到的是由于上下层高的变化引起的，当下层层高比上层层高高很多时,而上下层柱和墙断面不变时，由于下层层高大,层间位移也大, 导致Vi/Ui小于上层,上下层楼层刚度比就会出现超限情况，此时可通过加大下层柱和墙断面,或减小上层柱和墙断面来解决,当超规范不太多时通过调整上下层砼强度等级的办法也实现刚度比调整。对于带转换层的结构，则需要根据具体情况调整落地墙的数量来处理。

图1,图2为一带转换层结构的23层商住楼,二层为转换层,采用梁式转换,经计算,刚度比结果如下:

采用的楼层刚度算法:剪弯刚度算法

采用的楼层刚度算法:剪弯刚度算法

转换层所在层号= 2

转换层下部结构起止层号及高度= 1 28.40

转换层上部结构起止层号及高度= 3 46.00

X方向下部刚度= 0.078E+08X方向上部刚度= 0.1373E+08

X方向刚度比= 1.26

Y方向下部刚度= 0.1056E+08 Y方向上部刚度= 0.1997E+08

Y方向刚度比= 1.35

Y方向刚度比超限, X方向刚度比也接近限值.说明转换层以下刚度较小,通过调整见图3,在端部增加落地剪力墙,增加底部刚度,经计算结构如下:

X方向下部刚度= 0.091E+08X方向上部刚度= 0.1373E+08

X方向刚度比= 1.078

Y方向下部刚度= 0.1342E+08 Y方向上部刚度= 0.1997E+08

Y方向刚度比= 1.0635

X,Y向刚度比均接近1.0, 较好的满足规范要求!

五、结束语

结构抗震设计是一项非常复杂的工作，涉及的因素也远非限于上述问题，除了计算以外，还有很多抗震概念设计和构造措施等重要内容需要考虑，特别是建筑体型和结构形式的合理选用，则更需建筑师和结构工程师相互配合.但是作为结构工程师则一定要通过对结构本身特性仔细分析,合理方案布置,选用正确的计算模型和计算参数,得到合理的计算结果,并采取相应的抗震构造措施来实现结构良好的抗震性能.

参考文献

(1) 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2002版

(2) 建筑抗震设计规范 GB50011-2001 2008版

(3)建筑结构抗震设计 河南科技出版社 1991版

(4)建筑抗震设计手册 第二版

建筑抗震设计规程篇4

关键词：建筑抗震设计规范6.2.2条；GBJ11-89，GB50011-2001，GB50011-2010；柱端弯矩增大系数；异形柱；强柱弱梁

0、 前言

框架结构的抗地震倒塌能力与其破坏机制密切相关。试验研究表明，梁端屈服型框架有较大的内力重分布和能量消耗能力，极限层间位移大，抗震性能较好；柱端屈服型框架容易形成倒塌机制。

1.2修改原因分析

我国从规范（GBJ11-89）开始，正式引入抗震设计，早期的规范更多的借鉴了国外规范，缺乏实践检验，而汶川地震为规范（GBJ11-89）及规范（GB50011-2001）提供了一次检验机会，从众多文献中可以看到，规范（GBJ11-89）以后，严格按规范建设的钢筋混凝土框架房屋在汶川地震中基本经受住了考验，相对规范（GBJ11-89）以前建设的房屋损毁率及破坏程度均较低。但在这次地震中也暴漏出一些问题，大量钢筋混凝土框架柱端产生破坏，而框架梁基本完好，即“强梁弱柱”的破坏形式；而按规范（GB50011-2001）建设的房屋产生这一现象的比例，明显低于按规范（GBJ11-89）建设的房屋，可见采用增大框架柱端弯矩增大系数及真实的反映框架梁实配钢筋面积的方式进行设计对“强柱弱梁”的形成是行之有效的。

2、 规范（GB50011-2010）与欧美规范的对比

就提高各类构件抗剪能力而言，各国措施基本相同。而在柱截面抗弯能力相对于梁需要增强多大幅度的问题上，各国规范大致有以下两类效果不尽相同的做法。一类以新西兰NZS3101规范为代表，取相对较大的柱弯矩增强系数，从而能达到在强震下仅梁端和底层柱脚形成塑性铰，其余柱截面原则上不出铰，即较理想的“梁铰机构”控制效果。另一类则包括欧共体EC8规范、美国ACI318-02规范和中国修订前后的《建筑抗震设计规范》，因其柱弯矩增强系数取值较小，在强震下只能形成梁铰出现较早、较普遍，而柱铰出现较迟、塑性转动较小的“梁柱铰机构"。比较而言，前一类做法虽柱纵筋用量相对较大，但对上部柱截面的延性要求低；后一类做法柱纵筋用量相对较小，但必须通过限制柱轴压比和柱端约束措施以保证柱截面具有足够延性。

3、 异形柱框架结构中柱端弯矩增大系数取值。

现阶段，我国仍采用《混凝土异形柱结构技术规程》（JGJ149-2006），而此规范第5.1.5条中对柱端弯矩增大系数有专门规定，规范（GB50011-2010）实施后如继续采用此值显然不合理。从“规范（GB50011-2001）”与“异形柱规程（JGJ149-2006）”的比较可以看出，规范对异形柱各方面的要求均大于对框架柱的要求，仅就柱端弯矩增大系数而言，二级抗震等级异形柱ηc=1.3是普通二级框架柱结构的1.08倍，三级抗震等级异形柱框架ηc=1.1与普通框架柱结构取值相同。因此笔者认为现阶段异形柱结构的设计中，框架柱端弯矩增大系数应采用不低于新抗规中的数值；而在规范（GB50011-2010）中，框架结构在相同地震烈度及抗震等级下，房屋界限高度有所降低，因此，建议对于低于并接近高度分界的框架体系异形柱建筑，提高一个抗震等级后，采用规范（GB50011-2010）的数值。

4、 设计中应注意的问题：

虽然经过两次规范的调整，柱端弯矩增大系数已大幅增加，然而新抗规条文说明中指出，当计入楼板和钢筋超强影响时，要真正实现“强柱弱梁”，柱端弯矩增大系数取值往往需要大于2.0，因此要求我们设计人员在设计过程中要精细化设计，以使“强柱弱梁”失效概率降到最低，在此，笔者提出如下建议，供设计人员参考。

（1） 对于高度较高的建筑，尽量避免采用纯框架的结构形式，宜采用局部布置剪力墙或框架剪力墙的结构形式。

（2） 避免底层柱间填充墙相对上层较少的状况。

（3） 避免产生梁截面尺寸比柱截面尺寸大较多的状况。。

（4） 当柱截面较大时，应将梁柱重叠部分简化为刚域，按柱边弯矩进行设计。

（5） 由于柱端弯矩增大系数是在梁端实配钢筋不超过计算配筋10%的前提下得到的，因此当梁实配钢筋（包括板有效翼缘宽度内钢筋）与计算配筋比值r大于1.1时，可采用r与1.1的比值作为柱实配钢筋的增大系数，以尽量减少由于梁钢筋超配所带来的不利。

（6） 当梁端裂缝宽度不满足要求时，不要轻易增加支座钢筋，可按T形截面梁对梁端裂缝宽度进行复核。

参考文献：

[1] 建筑抗震设计规范（GBJ11-89）

[2] 建筑抗震设计规范（GB50011-2001）

[3] 建筑抗震设计规范（GB50011-2010）

[4] 混凝土异形柱结构技术规程（JGJ149-2006）

[5] 苏启旺，李力 ，汶川大地震中框架结构震害分析，四川建筑科学研究， 2008（8），Vol.34， No.4.

[6] 王亚勇，汶川特大地震建筑震害启示，中国科协2008防宅减灾论坛

建筑抗震设计规程篇5

【关键词】 抗震设计 高层建筑 扭转效应 问题 对策

随着当前人们生活水平不断上升，对居住环境要求也越来越高，高层建筑普及率大幅度提升，成为建筑工程中占据比例最高的建筑种类。高层建筑在设计时必须考虑到抗震因素，做好抗震设计，以此来确保建筑的安全性。高层建筑抗震设计中要确保钢度、强度、延性与耗能力等达到设计标准，解决诸如结构体系、构件延性和刚度分布等问题。下面我们结合高层建筑设计谈下抗震设计中存在的若干问题，探究解决对策。

1 高层建筑抗震设计中存在的问题

高层建筑抗震设计中面临着不少问题。设计初期，施工现场工程地质勘查资料不全是引发问题的重要因素，现场勘查精确度较差，对岩土地质情况把握不准，给设计工作带来难度，准确资料的缺乏致使设计无法最大限度的解决安全隐患，设计好建筑地基。对高层建筑而言，地震对其结构的影响与结构本身的质量成正比关系，建筑结构质量越大，地震带来的损害程度就越严重，反之则损害较轻[1]。所以，相同条件下，建筑材料的选择要严格考虑抗震需求，比如楼板、框架、墙体、隔断、屋面构件以及围护墙等，都要尽量选择一些质量较轻钢度与强度满足需求的轻质材料，如硅酸盐砌块、空心塑料板材、多孔砖、陶粒混凝土等，提升建筑物抗震性能。

在设计高层建筑结构时，过于复杂的平面布置和设计会影响刚心与质心的重合，面对地震时会发生扭转效应，加剧对高层建筑的损害，在近几年发生的汶川地震、青海玉树地震中就有不少实际案例，高层建筑因结构平面不规则在地震过用下发生严重扭转效应继而倒塌，并损害周围相邻建筑。在高层建筑的抗震设计中，其立面、平面布置要考虑对称和规正，以确保建筑质量和刚度的分布与变化成均匀状态，否则应该考虑其带来的不利影响。比如有些平面设计严重不对称，一边大开间一边小房间，一边为柱承重一边为落地承重墙，造成刚度分布不均衡，在面临地震时，抗震能力受影响。有些高层住宅平面设计为L、π形等不规则平面，造成纵横向刚度不均。

根据高层建筑情况，有些必须通过设置防震缝来达到抗震效果，在国家颁布的《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》中规定了应该设置防震缝的三种情况，比如房屋有较大错层、部分结构刚度与载荷相差悬殊且缺乏有效改善措施、未进行抗震设计或设置抗震措施的高层建筑等，防震缝的设置能够有效解决以上三种情况带来的地震威胁[2]。高层建筑结构抗震等级的把握是设计时的重要指导原则，对抗震等级把握不准是设计大忌，影响抗震等级的有建筑高度、场地岩土类型、结构类型、设防烈度等，对这些因素评估不准会影响结构抗震等级的把握和抗震设计。

面对以上这些存在的典型问题，高层建筑在抗震设计中必须予以重视，以消减地震来临时可能造成的损害，降低安全隐患，提升建筑抗震性能。

2 解决高层建筑抗震设计问题的对策

高层建筑的抗震设计要考虑结构规则性，符合抗震概念设计要求，对建筑进行合理布置。有研究表明，地震灾害中抗震效果最好的结构类型为平立面简单且结构对称的建筑，这种设计结构容易估计模拟地震反应，在采取相对应的抗震措施方面也较为方便，易于对细节部分加强处理。结构设计中考虑规则性就需要在承载力的分布、平立面外形与尺寸、抗侧力构建布置等多个方面进行设计研究，以达到抗震设计需求，结构钢度、建筑质量分布均匀，且有足够的扭转钢度消减扭转效应，满足竖向上重力荷载分布需求，最大限度的减少高层建筑结构内应力和竖向构件间差异变形带来的不利影响。高层建筑的高宽比一般都较大，地震与风力作用下会产生较大的层间位移，有些甚至超过位移限值。目前建筑理论研究认为这些位移限值的大小主要与建筑材料、结构体系、侧向荷载等因素密切相关，如钢筋混凝土的位移限值就比钢结构要更为严格，风力荷载限值比地震限值更加严格。因此，抗震设计时要深入分析并考虑高层建筑所处的地理位置和设计情况，确保其刚度满足需求的情况水平荷载作用带来位移不会超过限值以影响建筑的稳定性、承载力和使用功能。

大量实际案例表明，扭转效应在地震中带来的建筑损害十分巨大，所以抗震设计中必须控制扭转效应，此类效应更容易发生在平面布置不规则且钢心与质心不重合的高层建筑中，扭转效应不仅导致水平位移和扭转性破坏，甚至会引发建筑整体倒塌，所以设计时计算扭转系数并予以修正十分关键。高层建筑在扭转作用力下各片抗侧力结构层间变形不同，位移不同，刚度变化与刚度中心的变化也会带来巨大差异，所以，要分别针对各层的扭转系数进行计算并修正，以规避各层结构的偏心距和扭矩发生改变[3]。计算中要严格控制位移比和周期比两个指标，在无法满足结构参数时进行分析调整。面对周期比不能满足要求的情况可适当通过加大抗侧力构建界面或增加构建数量的办法予以解决，消减钢心和质心的偏差，增大建筑结构的抗扭刚度。减少地震能量输入的设计在高层建筑中应用较为普遍，这种设计能够满足地震作用下高层建筑的变形要求，符合位移限值和位移延性比要求，满足结构位移和构件变形需求，消减地震对建筑的损害作用。在建筑结构设计中，要选择合理的结构类型，满足抗震需求前提下保障建筑结构性能，尽可能的设置多道抗震放线，以最大限度的吸收和耗散地震能量，提升建筑抗震性能，减少地震带来的损害[4]。

总之，高层建筑的抗震设计方法和技术处在不断进步中，要结合建筑实际情况设计抗震结构，以消减地震作用力，增强建筑抗震性能。

参考文献：

[1]郭霞飞.高层建筑结构抗震设计思想与工程实例分析[J].四川建材，2010（3）.

[2]徐培福，戴国莹.超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究[J].土木工程学报，2012（1）.

[3]赵静涛，邹慕燕，赵宇鹏.超限框支高层抗震墙建筑结构抗震设计[J]. 土木建筑工程信息技术，2011（2）.

建筑抗震设计规程篇6

关键词：异形柱、抗震设计、构造措施、注意问题

Abstract: combining with the national code, the relevant provisions of the regulations, the structure design of special-shaped columns in frequent questions has summarized and discussed. Reference for design.

Keywords: special-shaped columns and seismic design, structural measures, pay attention to the problem

中图分类号： TU973+.31文献标识码：A 文章编号：

异形柱结构是我国自主创新的一种结构体系，发展这种结构体系的基本思路就是：以墙体改革促进建筑功能的改进及建筑结构体系的变革，具体来讲，就是根据建筑设计对建筑功能及建筑布置的要求，在结构不同部位采取不同形状截面的异形柱，异形柱的柱肢厚度及梁宽度与框架填充墙协调一致，避免框架柱在屋角凸出而影响建筑观瞻及使用功能，同时进行墙体改革，采用保温、隔热、轻质、高效的墙体材料作框架填充墙及内隔墙，代替传统的烧结粘土砖，以贯彻国家关于节约能源、节约土地、利用废料和环境保护的政策。

在异形柱结构设计中应注意的部分问题如下：

1、设计依据中经常漏掉《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006,异形柱结构构造要求只采用《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板）（11G101-1）图集，而没有采用《混凝土异形柱结构构造（一）》（06SG331-1）图集，这两本图集对应的对象是不同的，很多地方两者的规定也不一样，如框架顶层端节点处构造要求，柱外侧纵向钢筋与梁上部纵向钢筋搭接时，搭接长度在11G101-1中为1.5laE,而在06SG331-1中却为1.6laE等，故只采用11G101-1会使结构构造不满足规程要求，造成结构不安全。

2、异形柱结构的柱截面选取中，出现了较多的非异形柱、框架柱的截面形式，如“一”字型柱，“Z”字形柱等，这些都是超出《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006中2.1.1条的范围的，使这些非异形柱的设计没有了依据，各个计算指标又无从控制，如轴压比等。

3、对存在楼层承载力突变的薄弱层，地震剪力的增大系数仍按《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中的3.4.4条的要求取1.15，而没有按《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006中3.2.5条规定取1.20，造成该部位地震剪力实际取值偏小，不符合规程规定。

4、对抗震设防烈度为6度的异形柱结构，没有进行地震作用计算及结构抗震验算，仍按《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中3.1.2条的要求仅采取抗震措施，不符合《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006中4.2.3条的规定即：抗震设防烈度为6度、7度（0.1g、0.15g）及8度（0.2g）的异形柱结构应进行地震作用计算及结构抗震验算。

5、计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期，没有考虑因非承重填充墙体对结构整体刚度的影响予以折减，不符合《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006中4.3.6条的规定。

6、对异形柱框架梁柱节点核心区的受剪承载力，没有进行复核验算并提供相应的计算书，不符合《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006中5.3.1条的规定。

7、在底层，因建筑功能的需要，造成部分竖向构件不连续，该构件传递给水平转换构件的地震内力没有按《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006中3.2.5条的规定乘以（1.25~1.5）的增大系数，致使水平转换构件配筋不足。

8、异形柱柱肢或剪力墙平面外梁纵向受力钢筋水平段锚固长度不满足0.4laE时，应改变结构布置或调整节点构造，使计算模型与构件的实际受力相符。

9、在层高范围内，没有要求柱的每根纵向受力钢筋接头数不应超过一个的规定，不符合《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006中6.1.5条的规定。

10、地下室顶板作为嵌固端时，地下室柱宜采用一般框架柱，否则，柱截面每侧的纵向钢筋面积配置不能达到地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍，致使地下一层的柱形成了薄弱部位，造成结构不安全。地上一层柱根即地下室顶处，在四级抗震等级时箍筋直径采用6mm

11、在楼梯间处形成的柱净高与柱肢截面高度之比不大于4的柱，箍筋没有全高加密，不符合《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006中6.2.12条的规定。

12、在异形柱结构的楼梯间、电梯井处，仍布置异形柱，没有根据建筑布置及结构抗侧向作用的需要，合理地布置剪力墙或一般框架柱，不符合《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006中3.1.4条的规定。

13、在异形柱框架-剪力墙结构中，将剪力墙全部设成短肢剪力墙，致使结构布置不合理，这个问题虽然规程里没有明确规定，但应引起足够的重视。短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不应大于所有剪力墙承担的底部总倾覆力矩的55%。

14、在异形柱框架-剪力墙结构中，剪力墙之间的连梁箍筋直径采用6mm的，连梁作为剪力墙的组成部分，其抗震等级应和剪力墙一致，而剪力墙的抗震等级按《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006中3.3.1条的规定，应为三级，而抗震等级为三级的连梁箍筋直径不应小于8mm，故该连梁设计不满足规程规定。

15、设计异形柱结构应慎重使用PKPM计算软件进行结构计算，因该软件对异形柱的计算公式如《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006中5.3.2条的计算公式中的轴压比影响系数、翼缘影响系数、截面高度影响系数等无从考究，故宜采用符合该规程规定的设计软件进行设计较合理。

异形柱结构是一种新型的结构体系，因成熟经验较少，《建筑抗震设计规范》GB50011-2010并没有把该结构体系包括进去，而《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006尚未更新，实际设计时采用的控制指标应比《建筑抗震设计规范》GB50011-2010规定的还要适当加严。如结构构件选型、结构布置等不能满足《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006的基本要求时，应慎重使用该结构体系。

参考文献

1、《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006，北京：中国建筑工业出版社。2006.

2、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，北京：中国建筑工业出版社。2010.

3、《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板）（11G101-1）中国计划出版社。

4、《混凝土异形柱结构构造（一）》（06SG331-1）

5、《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006，培训教材。

建筑抗震设计规程篇7

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

[3] 《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010

建筑抗震设计规程篇8

关键词：高层建筑；抗震设计；优化；汶川地震

Abstract: as people living standard rise ceaselessly, the acceleration of urbanization, high-rise buildings are applied widely, because of the complexity of the earthquake damage mechanism of the seismic design of high-rise building became difficult and focus. New in our country the code for seismic design of building GB 50011-2010 (hereinafter referred to as the new fight rules) and the concrete structures of tall building technical regulation JGJ 3-2010 (hereinafter referred to as high rules) already are scheduled to December 1, 2010, and October 1, 2011 implementation; Older the code for seismic design of building GB 50011-2001 (hereinafter referred to as the old fight rules) and the concrete structures of tall building technical regulation JGJ 3-2002 (hereinafter referred to as the old high rules) shall be repealed at the same time. New rules to improve the soil liquefaction discrimination formula; Adjusted the earthquake effect of damping coefficient curve, steel structure parameters of damping ratio and bearing capacity of seismic isolation structure adjustment system, the level of shock absorption coefficient calculation to etc. Will the new standard, the relevant clauses of the requirements as a constraint conditions into component optimization design of structure optimization design more close to the engineering practice.

Keywords: high building; Seismic design; Optimization; Wenchuan earthquake

中图分类号：TU352.1+1 文献标识码：A 文章编号：

高层建筑的发展与城市民用建筑的发展紧密相连，城市的用地紧张、人口集中以及商业的激烈竞争，都促进了人们对高层建筑的需求。然而我国属于躲地震国家，还成、唐山、汶川等地震都引发了国人严重的伤亡及财产的损失，地震是一种随机振动，有着难以把握的不确定性和复杂性，很难准确预测建筑物所遭遇地震的参数和特性，尤其是高层建筑物，其结构设计更是一项复杂且重大的工程，其设计效果将直接影响着高层建筑的经济合理性、安全性、适用性等，这一难点也早已受到世界各国学者的广泛关注。因此，为了确保高层建筑在罕见的地震中，不出现严重破坏及危机生命财产的倒塌现象，文中，笔者结合建筑抗震设计的新规范，将其规范约束引入抗震优化设计中，以便使结构优化设计更加符合工程要求，不足之处，还望斧正。

1. 高层建筑抗震设计的问题

在了解高层建筑抗震优化设计之前，必须先了解目前存在的问题，知道问题的所在，才能在具体的设计施工中进行相应改良和优化。

1.1高度问题

按照“新抗规及新高规”的要求，我国钢筋混凝土高层建筑的结构类型和最大适用高度应符合表-1的要求。对于平面和竖向均不规则的结构，适用的最大高度宜适当降低。

表-1 现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m）

由此看来，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。这个高度同时也是我国目前经济发展水平、建筑科研水平以及施工技术水平下较为稳妥的，与国内整个土建规范体系相协调的。然而实际施工中，很多混凝土结构高层建筑的高度超出了规定的限制。对于这些超高限建筑物，必须采取科学谨慎的态度：首先必须有专家论证，其次要有模型振动台试验。在地震力作用下，超高超限建筑物的变形破坏形态会发生很大的变化。因为随着建筑物高度的增加，许多影响因素也将发生质变，一些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如延性要求、安全指标、荷载取值、材料性能等。

1.2 结构类型和材料选用问题

对于地震多发区，结构类型及材料的合理选用同样应得到人们的重视。目前我国150m以上的建筑，通常采用框-筒、筒中筒、框架-支撑三种结构类型，这些结构类型与国外其他国家的高层建筑采用的结构类型相一致。高层建筑中，还必须同时注意结构类型及材料的选用。现在我国钢材生产数量已较大，建筑钢材的类型及品种也在逐步增多，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，由于钢结构质量较小而且较柔，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.高层建筑结构抗震的优化策略

结构抗震设计中，可从建筑结构的规则性、建筑结构体系选择等方面入手，在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方法和指标，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。

2.1 选择合理的建筑结构体系

高层建筑结构体系的选择是结构设计中的关键，结构方案是否合理，对经济型和安全性起决定的作用。结构平面形体（即建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化）宜简单、规则，质量、刚度和承载力分布宜均匀。首先，建筑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；其次，结构体系尽可设置多道抗震防线，并应考虑某一防线被突破后，引起内力重分布的影响。第三，结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能，主要耗能构件应有较高的延性和适当的刚度，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要的耗能构件，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使‘有约束屈服’保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。第四，合理的布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应。结构刚度、承载力沿房屋高度宜均匀、连续分布，避免造成结构的软弱或薄弱部位。第五，框架抗震设计应遵守“强柱弱梁，更强节点核心区”、“强剪弱弯”的原则。

2.2 必须重视建筑结构的规则性

高层建筑设计中应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能和经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免侧向刚度和承载力突变。结构的规则性主要体现在以下几方面：

2.2.1高层建筑竖向抗侧力构件应连续，侧向刚度应均匀，楼层承载力不应突变。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。

2.2.2 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i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。

2.2.3 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。此时，即使结构仍满足对称性和刚度的要求，但由于个别结构刚度巨大，地震发生时，将首先吸收极大的能量，应力特别集中，容易首先导致破坏，从而引起整体结构的破坏。同一主轴方向的各片抗侧力结构刚度均匀，水平荷载作用下应力分布将比较均匀，有利于结构抗震延性的实现。

3. 结语

随着建筑高度的不断增加，影响建筑抗震设计要求的因素也日趋多元化，因此在结构设计中必须综合考虑各种因素，使结构具有更适宜的刚度、足够的强度以及良好的延性，以便达到科学经济合理的设计要求。

参考文献：

[1] 王丽丽，王洁茹.高层抗震的概念优化设计[J].河北建筑工程学院学报，2009,27（2）：50-52.

[2] GB50011―2001，建筑抗震设计规范[S]．

[3] GB50011―2010，建筑抗震设计规范[S]．

[4] JGJ 3―2002，高层建筑混凝土结构技术规程[S]．

[5] JGJ 3―2010，高层建筑混凝土结构技术规程[S]．

[6] 罗福午.建筑结构质量监督与控制[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[7] 张相庭.高层建筑抗风抗震设计计算[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

姓名：朱兴治 出年生：1976.11.12 性别：男 籍贯：宁夏盐池 民族：汉 学历：本科 工作单位：宁夏新技术建筑设计研究院 职务：副总工程师 研究方向：结构设计