結構抗震設計pdf

『壹』 框架結構的抗震設計的基本原則是什麼抗震設計中如何體現

鋼筋混凝土框架結構抗震設計的基本原則是：強柱弱梁，強減弱彎，強節點弱構件。強柱弱梁（strong column and weak beam）指的是使框架結構塑性鉸出現在梁端的設計要求。用以提高結構的變形能力，防止在強烈地震作用下倒塌。強剪弱彎：使鋼筋混凝土構件中與正截面受彎承載能力對應的剪力低於該構件斜截面受剪承載能力的設計要求。使結構構件在發生受彎破壞前不先發生剪切破壞。用以改善構件自身的抗震性能。強節電弱桿件」：即要滿足規范6.2節的計算調整和其它一些構造措施。

『貳』 高層建築的抗震設計與抗震結構

高層建築的抗震設計與抗震結構【1】

摘要：近年來隨著我國建築工程事業發展的不斷進步，人們對建築工程施工質量有了更高的要求。

汶川地震給我國建築工程事業敲響了警鍾，我國建築工程設計未來的發展要更加註重抗震設計以及抗震結構的構建，努力通過抗震設計提高建築工程的穩固性，保障用戶的生命財產安全。

關鍵詞：建築工程 抗震設計 抗震結構安全

1對建築工程震能力產生影響的主要因素

1.1建築結構的抗震設計標准

建築結構抗震設計標准要根據國家對不同地區地震可能發生的情況以及對地震的危害程度所進行的初步預測來確定不同地區的基本設防烈度。

設防烈度的確定是對抗震標准進行設計的主要參考依據，只有抗震烈度測量預測的准確性，才能夠保障抗震設計標準的科學性與正確性。

建築施工單位根據抗震設計標准以及工程項目開發對住宅使用性能的要求，來進行抗震設計，提高建築物抗震設計的烈度，設計烈度與建築物的抗震能力成正比，與建築工程造價成反比。

1.2建築工程抗震設計是否合理

所謂抗震設計主要是對建築的結構形式進行合理的設計，並對建築結構抗震措施加以選擇，保障建築結構具有穩定的抗震性，在地震災害威脅的情況下要確保建築結構不倒。

高層建築物對抗震設計有著比普通建築更高的設計要求，通常選擇現澆剪力牆結構、框架- 剪力牆結構作為高層建築物的首選結構類型。

這種類型的建築結構強度高、在外力的強烈作用下，能夠維持建築結構的平穩性，抗震效果非常明顯。

建築工程抗震設計的合理性是確保建築抗震性能的基本保障。

1.3建築工程施工質量

建築工程施工質量直接影響建築物的使用性能，在地震振幅的強烈刺激下，建築物的穩固性很難得到保障，為此必須對建築物施工質量進行嚴格的控制，規范建築施工工序，加強質量監督與檢驗工作，提高建築物的整體質量，保障建築物的高抗震性。

2選擇適合的抗震結構與高質量的建築材料

2.1建築結構體系對建築抗震性能的重要作用

現階段在我國建築結構體系中主要包含了框架結構體系、框架―剪力牆結構體系、剪力牆結構體系與筒體結構體系等主要結構體系表現形式。

這些結構體系根據建築物的實際需要被廣泛的運用到高層建築物中。

而目前國外在地震多發區，已經開展廣泛的採用鋼結構體系，作為提高建築結構防震的主要結構體系，我國目前所採用的多為鋼筋混凝土結構，其抗震性能遠遠比不上鋼結構的抗震性能。

鋼結構在強度、韌性以及延展性上具有明顯的優勢。

通過對地震區建築房屋的倒塌情況進行調查我們可以發現，鋼結構建築物的倒塌機率是最小的。

我國工程建造開發者在進行高層建築物設計時，為了節省用鋼數量，往往採用框架- 核心筒體系。

在混合結構震層中所產生的剪應力的八成以上都由內部的混凝土來承擔。

鋼筋混凝土結構在外力的作用下容易出現彎曲變形，為了減少建築結構的側移，往往需要採用小的鋼結構對框架-核心筒結構加以輔助，這不但沒能達到節省建築鋼材用量的目的，還增加了建築結構的負擔，不利於建築整體結構穩固性的發揮，為此我國要積極推進鋼結構在建築領域的應用。

2.2建築材料對建築物抗震效果的影響與應用

建築材料的使用性能對建築物的質量有著決定性的影響，而高質量的建築物又具有良好的抗震效果，為此若想提高建築物的抗震性，首先要確保建築材料的質量。

在對建築材料進行選擇時，通常要選擇強度高、安全性好，以及具有良好耐久性的建築材料，研究實踐表明，高性能的建築材料在提高建築結構的使用性能與使用壽命方面具有不可替代的作用。

混凝土是目前我國建築工程領域所普遍運用的人工石材，它產生於1824年，它的出現極大的改變了世界建築工程領域的.發展狀況，為促進我國建築工程領域的發展起到了極大的推動作用。

但混凝土建築材料卻屬於脆性材料，從建築結構抗震的角度進行分析，混凝土材料不利於建築結構的抗震性，為此不應作為結構性材料應用到建築結構當中。

為解決這一問題，建築工程領域展開了廣泛的研究與討論。

目前主要通過對建築結構進行科學合理設計以及採用鋼筋來化解混凝土的脆性。

同時也可以通過對混凝土自身的性能加以改變來實現對混凝土脆性的改良，達到提高混凝土材料抗震效果的目的。

通常狀況下對混凝土自身的性能進行改良，提高混凝土建築結構的抗震性能主要從以下幾個方面加以著手：首先，要對混凝土攪拌過程中的用水量進行嚴格的控制，水對混凝土的水化反應以及混凝土的和易性都產生至關重要的影響，決定混凝土的性能，為此在混凝土加工、攪拌、運輸、使用的全過程要通過會混凝土用水量的控制，來確保混凝土的強度及其耐久性。

然而為了確保混凝土建築結構的抗震性能，我們不能一味的增加混凝土的強度，因為混凝土強度與極限壓成反比，當混凝土的強度達到一定高度時，在外力作用下一旦混凝土遭到破壞，此時混凝土的脆性特徵就會變得更加明顯，為此必須在考慮增強混凝土強度的同時要考慮增強混凝土的韌性，只有這樣才能夠確保混凝土具有較好抗震性能。

提高混凝土的使用性能還可以採用聚合物改性，這樣可以顯著提高混凝土的抗滲性、抗侵蝕能力，改善漿體與集料界面的結合，而且摻加達到一定量時，脆性的混凝土開始呈現聚合物良好的延性特徵，在國際上已經開發成功的超高強水泥彈簧，即是該應用的一個極端例證。

在保證混凝土足夠的鹼度防止鋼筋銹蝕破壞以及碳化破壞的同時，適宜摻加摻合料可降低混凝土結構中主要存在於孔隙和漿體與集料界面的氫氧化鈣的含量，改善界面結構，提高混凝土的抗滲性。

集料質量也是影響混凝土質量、尤其是混凝土的耐久性的重要因素。

例如，用鹼活性集料或含有害組分的集料制備的混凝土不僅可導致混凝土耐久性的降低和壽命的縮短，而且可能在突發災害中加速破壞而導致巨大損失。

2003年土耳其地震後對倒塌建築調查的結果表明，由於不當使用含氯離子高的海砂作為集料制備混凝土是導致增強鋼筋加速銹蝕而使混凝土建築在震中倒塌的主要原因。

當然，從通用水泥自身也可提出許多有益於提高混凝土耐久性的要求，如適宜控制水泥比表面積和水化熱、降低水泥中氯離子含量、鹼含量等。

此外，還可以從根本上調整水泥品種，例如選用低水化放熱、高後期強度、尤其是抗折強度高、抗侵蝕性好的低熱硅酸鹽水泥，即高貝利特水泥，對於重點工程建設是一種更好的技術途徑。

高貝利特水泥低熱高強的特性表明，它是配製高強高性能混凝土的理想的膠凝材料，所配製的高貝利特大體積混凝土抗裂性優越、且具有良好的體積穩定性和優越耐久性，已在國家重點工程應用中得到證明。

3結束語

良好的抗震設計與抗震結構對建築物抵抗地震災害的威脅起到良好的保護作用，為確保我國建築使用者的生命財產安全提供了可靠的保障，我國必須努力通過合理的設計創造出高性能的抗震結構，提高我國建築物的抗震效果，對人們的生命財產安全實施全面的保護，避免汶川地震的慘劇再次上演。

參考文獻：

[1] 王麗霖.我國高層建築抗震結構設計初探[J].山西建築,2011,(03) .

[2] 和佳一.淺談高層建築結構抗震設計[J].中國新技術新產品,2011,(12)

[3] 陳維東.高層建築結構抗震設計存在的問題及其對策[J].中國高新技術企業, 2009,(05).

帶轉換層高層建築結構非抗震與抗震設計的區別【2】

摘要：鑒於高層建築結構的多樣性，轉換層的結構設計，應該針對高層建築的結構類別，進行區別性方案的設計，通過精心組織施工，高要求控制模板、鋼筋和混凝土等的施工程序，提供這些施工程序的有利條件，降低施工難度，為高層建築轉換層的結構設計奠定基礎。

而抗震設計與非抗震設計在具體結構構件梁、柱及剪力牆的構造配筋上均存在一定區別，結構設計時應進行區分。

本文就這些問題進行了分析探討。

關鍵詞：帶轉換層;高層建築;抗震設計

前言

隨著高層建築的迅速發展，以及對建築結構多功能的要求，帶轉換高層結構的應用越來越多，且轉換層的設置位置也越來越高。

六度抗震地區與非抗震地區在帶轉換層高層建築結構設計上的存在區別，不同區域的建築結構設計，根據抗震等級不同也存在區別，對不同地區進行整體結構概念設計，應避免在實際設計工程中造成不必要的浪費或者安全度偏大，以達到節省建築工程造價的目的。

一、帶轉換層結構的設計原則

帶轉換層建築結構總體設計應遵循的如下原則：首先，傳力直接，避免多次轉換。

布置轉換層上下主體豎向結構時，要盡量使水平轉換結構傳力直接，通過結構的合理布置，使不落地的剪力牆通過轉換托梁直接傳給豎向承重構件，盡可能的避免轉換次梁及水平多級轉換，實現傳力路勁的最短化。

其次，強化下部、弱化上部。

要保證底部大空間有適宜的剛度、強度、延性和抗震能力，要有意識的強化轉換層下部主體結構剛度，弱化轉換層上部主體結構的剛度，使得轉換層上下部主體結構的剛度及變形特徵盡量接近，以避免出現薄弱層。

再次，計算全面准確。

必須將轉換結構作為整體結構中一個重要組成部分，採用符合實際受力變形狀態的正確計算模型進行三維空間整體結構計算分析。

採用有限元方法對轉換結構進行局部補充計算時，轉換結構以上至少取2層結構進入局部計算模型，同時應計及轉換層及所有樓蓋平面內剛度，計及實際結構三維空間盒子效應，採用比較符合實際邊界條件的正確計算模型。

二、建築結構平面布置

關於建築物的結構平面布置，僅在《高層建築混凝土結構技術規程》表4.3.3中對建築物在考慮地震作用時的平面長寬比以及局部凹凸進行明確規定;並且在4.3.5條中對建築的位移比和周期比進行嚴格的限制。

非抗震設計時，由於對周期比沒有嚴格的限制，故在設計轉換層以上的小開間住宅部分的豎向構件時，可以只按照豎向構件的承載力進行設計;作抗震設計時，為了使周期比滿足規范要求的限值，必須對建築物周圍的豎向構件進行加強處理，這就人為地增大了轉換層上部的建築物結構剛度，也增加了豎向構件的數量或者截面，同時也會引起轉換層下部剛度相應增大。

三、建築結構豎向布置

考慮地震作用下，僅在《高層建築混凝土結構技術規程》中4.4.2和4.4.3條對建築物的側向剛度進行限制，保證建築物的側向剛度的連續。

4.4.5條對建築物的豎向收進和外挑進行限制。

(1)底部大空間為1層時，可近似採用轉換層上、下層結構等效剪切剛度比γ表示轉換層上、下層結構剛度的變化，γ宜接近1，非抗震設計時γ不應大於3，抗震設計時γ不應大於2。

(2)底部大空間層數大於1層時，其轉換層上部與下部結構的等效側向剛度比γe宜接近1，非抗震設計時γe不應大於2，抗震設計時γe不應大於1.3。

由於轉換層結構上部建築多為住宅，根據建築住宅使用功能的要求，房間分隔較小且對結構梁高進行限制，故造成上部住宅部分的豎向構件柱子或短肢剪力牆數量較多，梁較密。

並且轉換層上部住宅部分層高一般比下部大開間的商場部分小得多。

這些都是造成轉換層上部結構剛度遠遠大於下部結構剛度的客觀原因。

為了增加下部結構剛度，只能在適當位置處增加豎向構件或原豎向構件的截面尺寸。

上、下部剛度越要求接近，則增加的下部豎向構件越多或者截面越大。

四、結構構件承載力設計的區別

《高層建築混凝土結構技術規程》4.7.1條中規定：無地震作用時，構件承載力設計值大於等於結構作用效應組合的設計值與結構重要性系數的乘值(結構重要性系數的取值在1.～1.1之間);有地震作用組合時，構件承載力設計值大於等於結構作用效應組合的設計值與結構構件承載力抗震調整系數的乘值(結構構件承載力抗震調整系數的取值在1.0～1.33之間)。

以上分析均針對非抗震設計和抗震設計在結構概念設計上的區別，屬於確定建築方案前需要考慮的結構體系對建築物的總體影響，是非抗震設計和抗震設計在性能設計上的根本區別，需要在建築方案確定前進行經濟綜合性比較分析。

整體結構概念設計是實現非抗震結構性能經濟性設計的根本方向。

五、具體建築構件單項比較分析

1、框支梁

樑上、下部縱向鋼筋的最小配筋率，非抗震設計時不應小於0.30%;抗震設計時，特一、一和二級不應小於0.60%、0.50%和0.40%;加密區箍筋最小面積含箍率在非抗震設計時不應小於0.9ft/fyv;抗震設計時，特一、一和二級不應小於1.3ft/fyv、1.2ft/fyv和1.1ft/fyv。

梁截面高度在抗震設計時不應小於計算跨度的1/6，非抗震設計時不應小於計算跨度的1/8;框支梁截面組合的最大剪力設計值應符合下列要求：

無地震作用組合時：V≤0.2βcfcbh0;

有地震作用組合時：V≤0.15βcfcbh0/γRE。

2、框支柱

框支柱截面組合的最大剪力設計值應符合下列要求：無地震作用組合時，V≤0.2βcfcbh0;有地震作用組合時，V≤0.15βcfcbh0/γRE。

柱截面寬度，非抗震設計時不宜小於400mm，抗震設計時不應小於450mm;柱截面高度，非抗震設計時不宜小於框支梁跨度的1/15，抗震設計時不宜小於框支梁跨度的1/12;非抗震設計時，框支柱宜採用復合螺旋箍或井字復合箍，箍筋體積配箍率不宜小於0.8%，箍筋直徑不宜小於10mm，箍筋間距不宜大於150mm。

3、剪力牆

部分框支剪力牆結構，剪力牆底部應加強部位牆體的水平和豎向分布鋼筋最小配筋率，抗震設計時不應小於0.3%，非抗震設計時不應小於0.25%;錯層處平面外受力的剪力牆，其截面厚度，非抗震設計時不應小於200mm，抗震設計時不應小於250mm，並均應設置與之垂直的牆肢或扶壁柱;抗震等級應提高一級採用。

錯層處剪力牆的混凝土強度等級不應低於C30，水平和豎向分布鋼筋的配筋率，非抗震設計時不應小於0.3%，抗震設計時不應小於0.5%。

結語

轉換層在高層建築的應用必不可少，每座建築的結構都有其自身的特點，應根據需要，選擇合適的轉換層類型。

在施工中，還用注意每一環節的施工，在了解各構件特性的基礎上，合理的發揮其長處、解決其短處，保證轉換層的質量。

參考文獻：

[1]趙西安.高層建築結構實用設計方法[M].第3版上海： 同濟大學出版社，2013.

[2]毛華毅.淺談高層建築結構設計的若干問題[J].山西建築，2010，36(9)：72-73.

『叄』 高層建築的抗震設計

80年代，是中國高層建築在設計計算及施工技術各方面迅速發展的階段。各大中城市普遍興建高度在100m左右或100m以上的以鋼筋為主的建築，建築層數和高度不斷增加，功能和類型越來越復雜，結構體系日趨多樣化。比較有代表性的高層建築有上海錦江飯店，它是一座現代化的高級賓館，總高153.52m，全部採用框架一芯牆全鋼結構體系，深圳發展中心大廈43層高165.3m，加上天線的高度共185.3m，這是中國第一幢大型高層鋼結構建築。進入90年代中國高層建築結構的設計與施工技術進入了新的階段。不僅結構體系及建築材料出現多樣化而且在高度上長幅很大有一個飛躍。深圳於1995年6月封頂的地王大廈，81層高，385.95m為鋼結構，它居目前世界建築的第四位。 建築結構抗震規范
建築結構抗震規范實際上是各國建築抗震經驗帶有權威性的總結，是指導建築抗震設計（包括結構動力計算，結構抗震措施以及地基抗震分析等主要內容）的法定性文件它既反映了各個國家經濟與建設的時代水平，又反映了各個國家的具體抗震實踐經驗。它雖然受抗震有關科學理論的引導，向技術經濟合理性的方向發展，但它更要有堅定的工程實踐基礎，把建築工程的安全性放在首位，容不得半點冒險和不實。正是基於這種認識，現代規范中的條文有的被列為強制性條文，有的條文中用了「嚴禁，不得，不許，不宜」等體現不同程度限制性和「必須，應該，宜於，可以」等體現不同程度靈活性的用詞。
抗震設計的理論
1、擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀10~40年代發展起來的一種理論，它在估計地震對結構的作用時，僅假定結構為剛性，地震力水平作用在結構或構件的質量中心上。地震力的大小當於結構的重量乘以一個比例常數（地震系數）。
2、反應譜理論。反應譜理論是在加世紀40~60年代發展起來的，它以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解，以及結構動力反應特性的研究為基礎，是加理工學院的一些研究學者對地震動加速度記錄的特性進行分析後取得的一個重要成果。
3、動力理論。動力理論是20世紀70－80年廣為應用的地震動力理論。它的發展除了基於60年代以來電子計算機技術和試驗技術的發展外，人們對各類結構在地震作用下的線性與非線性反應過程有了較多的了解，同時隨著強震觀測台站的不斷增多，各種受損結構的地震反應記錄也不斷增多。進一步動力理論也稱地震時程分析理論，它把地震作為一個時間過程，選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入，建築物簡化為多自由度體系，計算得到每一時刻建築物的地震反應，從而完成抗震設計工作。 （一）高層建築抗震措施
在對結構的抗震設計中，除要考慮概念設計、結構抗震驗算外，歷次地震後人們在限制建築高度，提高結構延性（限制結構類型和結構材料使用）等方面總結的抗震經驗一直是各國規范重視的問題。當前，在抗震設計中，從概念設計，抗震驗算及構造措施等三方面入手，在將抗震與消震（結構延性）結合的基礎上，建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法，直至進一步通過一些結構措施（隔震措施，消能減震措施）來減震，即減小結構上的地震作用使得建築在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且，強柱弱梁，強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用已得到普遍的認可。
（二）高層建築的抗震設計理念
中國《建築抗震規范》（GB50011-2001）對建築的抗震設防提出「三水準、兩階段」的要求，「三水準」即「小震不壞，中震可修，大震不倒」。當遭遇第一設防烈度地震即低於該地區抗震設防烈度的多遇地震時，結構處於彈性變形階段，建築物處於正常使用狀態。建築物一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。因此，要求建築結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態驗算，要求建築的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當於該地區抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服進入非彈性變形階段，建築物可能出現一定程度的破壞。但經一般修理或不需修理仍可繼續使用。因此，要求結構具有相當的延性能力（變形能力）不發生不可修復的脆性破壞。當遭遇第三設防烈度地震即高於該地區抗震設防烈度的罕遇地震時，結構雖然破壞較重，但結構的非彈性變形離結構的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發生危及生命的嚴重破壞，從而保障了人員的安全。因此，要求建築具有足夠的變形能力，其彈塑性變形不超過規定的彈塑性變形限值。
三個水準烈度的地震作用水平，按三個不同超越概率（或重現期）來區分的：多遇地震：50年超越概率63.2%，重現期50年；設防烈度地震（基本地震）：50年超越概率10%，重現期475年；罕遇地震：50年超越概率2%－3%，重現期1641－2475年，平均約為2000年。
對建築抗震的三個水準設防要求，是通過「兩階段」設計來實現的，其方法步驟如下：第一階段：第一步採用與第一水準烈度相應的地震動參數，先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應，與風、重力荷載效應組合，並引入承載力抗震調整系數，進行構件截面設計，從而滿足第一水準的強度要求；第二步是採用同一地震動參數計算出結構的層間位移角，使其不超過抗震規范所規定的限值；同時採用相應的抗震構造措施，保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能，從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段：採用與第三水準相對應的地震動參數，計算出結構（特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節）的彈塑性層間位移角，使之小於抗震規范的限值。並採用必要的抗震構造措施，從而滿足第三水準的防倒塌要求。
（三）高層建築結構的抗震設計方法
中國的《建築抗震設計規范》（GB50011-2001）對各類建築結構的抗震計算應採用的方法作了以下規定：1、高度不超過40m，以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，以及近似於單質點體系的結構，可採用底部剪力法等簡化方法。2、除1款外的建築結構，宜採用振型分解反應譜方法。3、特別不規則的建築、甲類建築和限制高度范圍的高層建築，應採用時程分析法進行多遇地震下的補充計算，可取多條時程曲線計算結果的平均值與振型分解反應譜法計算結果的較大值。
關於高層建築防火安全問題
人類的高層建築的火災已經成為重大的災害，它涉及的范圍較廣，業主的財產以及人身安全受到重創。預防高層建築的防火安全性問題已成為重中之重。現代高層住宅建築的高度不斷延伸，往往是一層受災殃及整體建築。如何解決高層建築的火災防範問題是當今建設者們首當其沖面對的問題，應當引起全社會的關注。近年來，由於住宅小區火災的防範不到位，導致火災事件數量逐年攀升，對於人民生命財產所造成的損失也逐步擴大。消除這一安全隱患，應當是政府和建設部門的頭等大事。
一、高層建築的火災因素
（1）天然氣設施氣體泄漏造成的火災蔓延。
（2）家用電器使用不當而引起的火災。
（3）人為的火災因素。
（4）煙花爆竹燃放引起的火災。
（5）民用電線短路造成的火災。
（6）間接引發的火災。
二、高層建築防火材料及其技術規范問題：
（1）高層建築牆體的防火材料有質量問題。
（2）室內防火安全監控裝置失控，產品的技術性能不達標。
（3）建築材料的防火設施擴展使用問題沒有得到建設部門的支持。
（4）沒有建立高層建築自動滅火裝置的設計性規范條文。
（5）施工單位對於住宅裝飾材料的選型沒有統一的定性標准。
（6）沒有頒布完全禁止高層建築以及住宅小區煙花燃放法令。
（7）天然氣終端使用設備的安全性檢查不到位。
（8）沒有設立預防天然氣泄漏的安全監控裝置。
（9）季節性的安檢宣傳工作不到位。
三、關於高層建築的火災防範措施
（1）健全高層住宅火災的防範網路安全自動控制系統。
（2）縮減住宅建築的高度，以減少財產及生命的損失及傷害。
（3）降低高層建築的密集度。
（4）完善建築材料的防火性措施，加快研製新型的防火塗層材料和建築材料。
（5）研製新型的民用防火產品，加大推廣使用家用防火材料生產力度。
（6）防火安檢期的不定性檢查和教育宣傳。
（7）加快研製家庭民用快速自動滅火器材。
（8）制定社區防火責任人制度並落實到位。
四、建設預防火災的新型高層智能建築
建議設計院校以及建委的相關部門盡快設計出完全能夠防範火災的高層智能住宅建築。
（1）居民住宅應當安裝自動滅火裝置。
（2）門窗以及玻璃採用抗高溫防火材料。
（3）家用電氣設備的外殼使用防火材料製成。
（4）禁止使用木地板材料，加快研製新型的防火保溫地板材料。
（5）民用電路所使用的電線絕緣層必須採用耐高溫防火材料。
（6）嚴格要求住戶安裝天然氣泄漏報警裝置。
（7）加快研製小戶型的高壓滅火簡易裝置，做到每戶安裝一部滅火設備。
（8）做到群策群防，建立防火安全員安全監察宣傳責任制度。
（9）地方政府設立預防火災安全委員會。
（10）設立小區消防安全救災小組，由火警轄區統一領導指揮。
（11）門窗牆外的上方設立防火隔離延伸罩，防止火苗竄到上一層建築。這項可納入建築設計規范。
（12）加大電力能源的利用率，減少天然氣能源的高層住宅引入，或禁止城區使用天然氣。
（13）加快新型安全的綜合性能源開發。
如果按著上述建議進行火災防範，基本上高層住宅的火災防範問題就能夠得到解決。和諧社會一定要建立在群策群防基礎上。火災可防，關鍵在於政府的執政保障和人民的全力支持。
關於高層建築墜落物體的安全防範問題
現代樓宇建築高度不斷提升，城市范圍不斷擴大，高層建築密度不斷加大，防範高層建築墜落物體對人身的傷害，應當納入設計安全規范。高層住宅戶外附加物體安裝工程的安全標准、安全防盜網欄、門窗玻璃等都應當規定使用年限。物體緊固裝置的使用期限、材料的選擇、防老化工藝等一定要有嚴格的規定。不然，一旦發生高空物體墜落事故，會危及行人的人身生命以及財產安全，其後果是不堪設想的。
一、高層建築的主要戶外設施
隨著現代化大都市的高速發展和人口密度的不斷增長，建立高層建築墜落物體對人身造成傷害的安全防範措施已迫在眉睫。城市高層住宅建築外加附屬物體包括：
（1）居民使用的戶外空調主機。
（2）防盜門窗護網。
（3）門窗玻璃。
（4）企業的戶外廣告、招牌匾額。
（5）戶外照明及通訊裝置。
（6）戶外門窗遮陽遮雨用具。
二、易碎易墜落物品
（1）門窗及玻璃。
（2）戶外照明燈具。
（3）戶外廣告的照明燈具。
（4）企業招牌匾額的易老化針織類物品。
（5）易老化遮陽遮雨材料。
三、戶外施工過程中易墜落的物體
（1）戶外空調以及固定金屬架。
（2）戶外廣告金屬架。
（3）企業戶外廣告招牌匾額的金屬框架。
（4）施工過程中的攀爬吊裝以及裝修設施。
（5）施工過程中起吊的戶外工程物體（戶外空調，防盜門窗護欄，戶外廣告金屬結構架）。
（6）戶外遮陽遮雨金屬架。
四、高層建築頂端的通訊發射接收設施
（1）企業通訊專用設備。
（2）信息產業收發信息設施。
（3）衛星通信接收設備。
（4）戶外民用天線。
五、高層建築的水暖設備
（1）原高層建築供暖系統的終端設備。
（2）冷卻塔，高水位水箱。
六、高層建築所安裝的太陽能裝置
（1）民用以及企業用太陽能供暖設備。
（2）民用及企業用太陽能供電裝置。
二、高層建築戶外物體墜落的主要因素
關於高層建築附加物體的高空墜落安全防範措施問題，到目前為止，國家還沒有納入高層建築的設計規范。大自然的風災和人為的事故以及氧化作用是導致高層建築附加物體墜落的主要原因，包括：
（1）高等量級別的颶風災害，可導致高層建築的門窗玻璃以及廣告匾額墜落。
（2）戶外空調系統的主機，由於固定結構在長時間的氧化學反應下失去作用，從而造成物體墜落事故。
（3）高層建築外加附屬設備的金屬部分，在大自然有害氣體的侵蝕下，產生老化損壞墜落。
（4）由於施工質量低劣而造成的人為物體墜落。
在自然災害中，風災所造成的物體墜落是主要因素。
高層建築戶外附屬設施墜落的安全防範措施
（1）設立高層建築戶外附屬設備安裝標准。
（2）加強高層建築玻璃幕牆以及門窗玻璃的安全防護規范措施。
（3）在高層建築最底層的四周，增加預防高空物體墜落的外延結構，或增加每一棟高層建築的底層四周防墜落物體的金屬結構設施。
（4）將用於戶外附屬設施固定的金屬防腐材料納入高層住宅設計規范。
（5）增加空調外掛主機的預留外延建築結構平台或體外凹式牆體空間。
（6）設立高層建築地面的牆體四周外延防護欄，建築牆體與外延防護欄的安全距離標准為3米。
（7）在可能的情況下，統一實施中央空調製冷採暖系統。
（8）設立城區高層建築物體墜落安全防範巡查機構，制定高空物體墜落安全防範條例。
（9）城市居民社區委員會實施高層建築物體墜落安全防範責任制度，健全施工企業檔案登記工作。
根據調查，中國在高層建築設計標准中，還沒有制定出有關高層建築附屬設施墜落安全事故的防範措施。隨著人類住宅建設的不斷增高，預防高層建築附加設施墜落的安全事故問題已迫在眉睫。國家建委、房管機構、設計院所、人防工程委員會等相關部門應當盡快制定出關於中國城區高層建築預防墜落物體的安全應急方案和設計標准，以確保人民生命財產的安全，將高層建築物體墜落安全因素納入建築設計規范，或納入城市安全管理防範監理系統。

『肆』 抗震設計方法有哪些

1 1. 抗震設計方法 1.1結構抗震計算內容 在抗震設防區建造建築物時，必須考慮地震對結構的影響，並對其進行抗震設計。 抗震設計中，當結構形式、布置等初步確定後，一般應進行抗震計算，結構抗震計算包括以下三方面內容。 (1) 結構所受到的地震作用及其作用效應（包括彎矩、剪力、軸力和位移）的計算。 (2) 將地震作用效應與其他荷載作用如結構的自重、樓屋面的可變荷載、風荷載等效應進行 組合，確定結構構件的最不利內力。 (3) 進行結構或構件截面抗震能力計算及抗震極限狀態設計復核，使結構或構件滿足抗震承 載力與變形能力等要求。 1.2 地震的作用、作用效應特點及分析方法 當地震時地面反復晃動使地面產生加速度運動並強迫建築物產生相應的加速度，這時，相當於有一個與加速度相反的慣性力即地震作用。地震作用於結構自重或活荷載等靜態作用不同，它是一種動態作用，與結構所在地區場地的地震動特性和結構動力特性有關。 地震作用在空間和時間上的隨機性很大，每次地震發生的時間較短，因此地震作用是一個隨機過程。根據超越概率的大小，可分為多遇地震作用和罕遇地震作用等，多遇地震作用為可變作用，其抗震設計屬於短暫設計狀況，罕遇地震為偶然作用，其抗震設計狀態屬於偶然狀況。 地震作用效應是指由地震動引起結構每一個瞬時內力或應力、瞬時應變或位移、瞬時運動加速度、速度等。由於地震作用效應是一種隨時間快速變化的動力作用，故又稱地震反應。與地震作用類似，地震反應也是一個隨機過程。 靜態作用往往比較直觀，一般可按有關規定較方便地計算得到，靜態作用的效應可按有關靜力學方法計算，靜力解只有一個。而地震作用及其效應的分析屬結構動力學范疇，需確定運動微分方程並求解，其中地震激勵輸入時通過結構物的底部地基基礎向上部結構傳遞，地震動輸入是一個動力過程，所得地震反應是一時間歷程。 地震作用及其效應的分析方法有動力分析法和反應譜法兩類。動力分析法需以結構和地震動輸入為基礎，建立動力模型和運動微分方程，用動力學理論計算地震動過程中結構反應的時間歷程，又稱時程分析法。 反應譜法是以線彈性理論為基礎，根據結構的動力特性並利用地震反應譜曲線計算振型地震作用，再按靜力方法求振型內力和變形。反應譜法按分析所採用的振型多少又分為振型分解反應譜法和底部剪力法。其中振型分解反應譜法考慮的振型較多，計算精度較高，適用於大多結構，底部剪力法僅考慮一個基本振型或前兩個振型，適用於較低的簡單結構。 1.3 結構地震反應分析方法 在實際的建築結構抗震設計中，少數結構可簡化為單自由度體系外，大量的建築結構都應簡化為多自由度體系。在單向水平地震作用下，結構地震反應分析方法有振型分解反應譜法、底部剪力法、動力時程分析方法以及非線性靜力分析等方法。 1.3.1 振型分解反應譜法 振型分解反應譜法基本概念是：假定結構為多自由度彈性體系，利用振型分解和振型的正交性原理，將n個自由度彈性體系分為n
2 每個振型下等效單自由度彈性體系的效應，再按一定的法則將每個振型的作用效應組合成總的地震效應進行截面抗震驗算。 (1) 多自由度彈性體系的運動方程 多自由度彈性體系在水平地震作用下的變形如圖1.3.1所示。有運動方程： 1 1 [()()]()()0nn iigikkikkkkmxtx tCxtKxt （1.3.1） 對於一個n質點的彈性體系，可以寫出n個類似於式（1.3.1）的方程，將組成一個由n個方程組成的微分方程組，其矩陣形式為： []{()}[]{()}[]{()}[]{}()gMxtCxtKxtMIx t (1.3.2) 式中 [M]——體系質量矩陣; [K]——體系剛度矩陣; [C]——阻尼矩陣，一般採用瑞雷阻尼 2）振型的正交性 多自由度彈性體系自由振動時，各振型對應的頻率各不相同，任意兩個不同的振型之間存在正交性。利用振型的正交性原理可以大大簡化多自由度彈性體系運動微分方程組的求解。包括三類正交性： 質量矩陣的正交性：{}[]{}0TjiXMX()ji 剛度矩陣的正交性：{}[]{}0TjiXKX()ji 阻尼矩陣的正交性：{}[]{}0 TjiXCX()ji 3）振型分解 運用振型正交性，對式1.3.2進行化簡展開後可得到n個獨立的二階微分方程，對於第j振型，可寫為： {}[]{}(){}[]{}(){}[]{}(){}[]{}{}() TTT （1.3.3） 引入廣義質量、廣義剛度和廣義阻尼的概念後，式1.3.3可視為單自由度體系運動微分方程進行計算 4）多自由度彈性體系的地震作用效應組合 由於各振型作用效應的最大值並不出現在同一時刻，因此如果直接由各振型最大反應疊加估計體系最大反應，其結果顯然偏大，這會過於保守。通過隨機振動理論分析，得出採用平方和開方的方法（SRSS）法估計平面結構體系最大反應可獲得較好的結果，即：
21 k j jSS  
(1.3.4)

3 1.3.2 底部剪力法 用振型分解反應譜法計算多自由度結構體系的地震反應時，需要計算體系的前幾階振型和自振頻率，對於建築物層數較多時，用手算就比較繁瑣。理論分析研究表明：當建築物高度不超過40m，以剪切變形為主且質量和剛度沿剛度分布比較均勻、結構振動以第一振型為主且第一振型接近直線（見圖1.3.2）時，該類結構的地震反應可採用底部剪力法。 1） 底部剪力法的計算 1EKFGq （1.3.5） 式中 1——對應於結構基本自珍周期的水平地震影響系數 G——結構的總重力總荷載代表值 q——為高振型影響系數，經過大量計算結果統計分析表明， 當結構體系各質點質量和層高大致相同時，
有：3(1) 2(21) nqn  對於單自由度體系。q=1；對於多自由度體系，取0.75~0.9，《抗震規范》取0.85. 2） 水平地震作用分布圖1.3.2簡化的第一振型 根據底部剪力法的適用條件，結構第一振型為主且接近直線，即任意質點的第一振型位移與其所處高度成正比。則可推得各質點水平地震作用：
1 ii iEKn k k kGHFFGH   （1.3.6） 1.3.3 動力時程分析方法 動力時程分析方法是將結構作為彈性或彈塑性振動系統，建立振動系統的運動微分方程，直接輸入地面加速度時程，對運動微分方程直接積分，從而獲得振動體系各質點的加速度、速度、位移和結構內力的時程曲線。時程分析方法是完全動力方法，可以得出地震時程范圍內結構體系各點的反應時間歷程，信息量大，精度高；但該法計算工作量大，且根據確定的地震動時程得出結構體系的確定反應時程，一次時程分析難以考慮不同地震時程記錄的隨機性。 時程分析方法分為振型分解法和逐步積分方法兩種。振型分解法利用了結構體系振型的正交性，但僅適用於結構彈性地震反應分析；而逐步積分方法既適用於結構彈性地震反應分析，也適用於結構非彈性地震反應分析。 結構時程分析時，需要解決結構力學模型的確定、結構或構件的滯回模型、輸入地震波的選擇和數值求解方法的確定。 1） 結構的力學模型 結構動力時程分析模型可以分為材料層次的實體分析模型和構件層次的簡化分析模型。材料層次的實體分析模型以結構中各材料的應力-應變關系曲線為基礎，而構件層次的簡化分析模型以構件的力-變形關系曲線為基礎。

『伍』 建築結構的抗震設計包括哪些內容

抗震結構設計包括計算、驗算及措施，主要體現在剪力牆、組合柱、圈樑。

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書名：建築結構設計問答及分析

作者：朱炳寅

出版社：中國建築工業出版社

出版年份：2013-5-1

頁數：412

內容簡介：

《建築結構設計新規范綜合應用手冊》(第二版)、《建築結構設計規范應用圖解手冊》、《建築地基基礎設計方法及實例分析》、《建築抗震設計規范應用與分析》、《高層建築混凝土結構技術規程應用與分析》的相繼出版發行、博客(http：／／blog．sina．corn．cn／zhubingyin)的開通；及在國內主要城市的巡迴宣講，作者有機會通過博客、郵件、電話與網友和讀者交流，就大家感興趣的工程問題進行討論，現將作者對這類問題的理解和解決問題的建議歸類成冊，以回報廣大網友和讀者的信任與厚愛。其目的是對建築結構設計人員遵從規范解決問題時有所幫助；也希望對備考注冊結構工程師的考生有所啟發。

朱炳寅編著的《建築結構設計問答及分析(第2版)》所根據的主要結構設計規范是：《建築結構荷載規范}GB50009、《建築抗震設計規范》GB50011、《高層建築混凝土結構技術規程》JGJ3、《混凝土結構設計規范》GB50010、《建築地基基礎設計規范》GB50007和《砌體結構設計規范》GB50003。

《建築結構設計問答及分析(第2版)》可供建築結構設計人員(尤其是備考注冊結構工程師的考生)和大專院校土建專業師生應用。