高層建筑與抗震設計范文

導語：如何才能寫好一篇高層建筑與抗震設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：建筑工程 抗震設計 抗震結構安全

中圖分類號：TU文獻標識碼：A

1對建筑工程震能力產生影響的主要因素

1.1建筑結構的抗震設計標準

建筑結構抗震設計標準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準進行設計的主要參考依據，只有抗震烈度測量預測的準確性，才能夠保障抗震設計標準的科學性與正確性。建筑施工單位根據抗震設計標準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，提高建筑物抗震設計的烈度，設計烈度與建筑物的抗震能力成正比，與建筑工程造價成反比。

1.2建筑工程抗震設計是否合理

所謂抗震設計主要是對建筑的結構形式進行合理的設計，并對建筑結構抗震措施加以選擇，保障建筑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筑結構不倒。高層建筑物對抗震設計有著比普通建筑更高的設計要求，通常選擇現澆剪力墻結構、框架- 剪力墻結構作為高層建筑物的首選結構類型。這種類型的建筑結構強度高、在外力的強烈作用下，能夠維持建筑結構的平穩性，抗震效果非常明顯。建筑工程抗震設計的合理性是確保建筑抗震性能的基本保障。

1.3建筑工程施工質量

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

2選擇適合的抗震結構與高質量的建筑材料

2.1建筑結構體系對建筑抗震性能的重要作用

現階段在我國建筑結構體系中主要包含了框架結構體系、框架―剪力墻結構體系、剪力墻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筑物的實際需要被廣泛的運用到高層建筑物中。而目前國外在地震多發區，已經開展廣泛的采用鋼結構體系，作為提高建筑結構防震的主要結構體系，我國目前所采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。

通過對地震區建筑房屋的倒塌情況進行調查我們可以發現，鋼結構建筑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筑物設計時，為了節省用鋼數量，往往采用框架- 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，為了減少建筑結構的側移，往往需要采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筑鋼材用量的目的，還增加了建筑結構的負擔，不利于建筑整體結構穩固性的發揮，為此我國要積極推進鋼結構在建筑領域的應用。

2.2建筑材料對建筑物抗震效果的影響與應用

建筑材料的使用性能對建筑物的質量有著決定性的影響，而高質量的建筑物又具有良好的抗震效果，為此若想提高建筑物的抗震性，首先要確保建筑材料的質量。在對建筑材料進行選擇時，通常要選擇強度高、安全性好，以及具有良好耐久性的建筑材料，研究實踐表明，高性能的建筑材料在提高建筑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筑工程領域所普遍運用的人工石材，它產生于1824年，它的出現極大的改變了世界建筑工程領域的發展狀況，為促進我國建筑工程領域的發展起到了極大的推動作用。但混凝土建筑材料卻屬于脆性材料，從建筑結構抗震的角度進行分析，混凝土材料不利于建筑結構的抗震性，為此不應作為結構性材料應用到建筑結構當中。為解決這一問題，建筑工程領域展開了廣泛的研究與討論。目前主要通過對建筑結構進行科學合理設計以及采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，提高混凝土建筑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?；炷恋膹姸燃捌淠途眯浴Ｈ欢鵀榱舜_?；炷两ㄖY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征就會變得更加明顯，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?；炷辆哂休^好抗震性能。

提高混凝土的使用性能還可以采用聚合物改性，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征，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堿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于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，用堿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年土耳其地震后對倒塌建筑調查的結果表明，由于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筑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于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、堿含量等。此外，還可以從根本上調整水泥品種，例如選用低水化放熱、高后期強度、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，對于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，它是配制高強高性能混凝土的理想的膠凝材料，所配制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筑物抵抗地震災害的威脅起到良好的保護作用，為確保我國建筑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，提高我國建筑物的抗震效果，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.我國高層建筑抗震結構設計初探[J].山西建筑,2011,(03) .

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【關鍵詞】：靜力彈塑性分析；動力彈塑性分析；超限高層建筑結構 ；抗震設計

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A

【前言】

近些年來，社會經濟實力的上升，促使我國高層建筑的規模得到了較大幅度的提升，使得房屋的數量不斷的增加，不少較為復雜的結構及形體得以出現。對于這些高層建筑結構來說，其中有一部分都超出了抗震設計的規范范圍及相關的抗震設計的規定之外。怎樣能夠對這些建筑在地震中產生的可靠性進行分析與評估，受到研究者們的關注。靜力彈塑性分析方法能夠有效的來對結構彈塑性下的強度、變形需求及探測結構的設計進行分析。特別是在對一些不規則結構進行分析時，其可以彌除彈性分析過程中不能做到的一些環節，動力彈塑性分析方法能夠有效的來對結構的屈服機制及相關的薄弱環節進行判斷，這是結構彈塑性分析過程中一種最為有效的方法。

一、工程概況的反應

1、對外框筒具有情況的分析

外框筒在工程實施的過程中是依據建筑的外形來進行設置進行。在本座大樓中，其存在的四個面均是呈現出外凸弧形，四個角的局部具有凹進部分。其存在的外框筒的基本柱的距離為5.5m左右，這是為了底部出入口大門凈空的設置。并且因為大柱距處于外框筒的中部，進行對外框筒造成的影響比較小，為了對結構的延性做到提高，就需要對構建的截面進行減小，在大樓的14層之下的距離使用型鋼混凝土柱來進行實施。

2、對內筒具有情況的分析

在研究的大樓中，其主塔樓的內筒是經過四個相關的小筒來進行聯系在一起的。并且每一個小筒都是使用多道的剪力墻來組成的，因為明確的受力，使其具有較好的抗震效果。在內筒墻體的厚度從上到下來進行減小的時候，其混凝土的也從C60變化為C40，這樣就可以實現對結構具有的自身重量做到有效的減小。

3、計算模型及假定條件的分析

在工程實施過程中，需要將其方烈度調置為七度作用，將其加速度也進行降低，因為在工程實施過程中使用的為鋼筋混凝土筒的中筒結構，內筒為混凝土剪力墻核心筒的結構設置，并將外筒設置為外筒，把其距離設置為四米上下，并將樓層的20層以下都使用鋼筋混凝土結構來進行設置，另外還需要在相關規定中表示出來。把鋼筋混凝土的最大高度設置為230米作用。但就次樓來說，超出了幾十米，因此就屬于一種超限高層建筑。對于高層建筑來說，其結構中具有梁及柱等結構。梁、支撐及柱都屬于一維構建，并且可以使用空間桿單元來做到對承受狀態的模擬，并且可以根據受力條件的不同，需要把兩端進行連接起來，分為一端固定連接，一端鉸接及兩端鉸接的幾種情況。并且當柱截面過大的時候，需要對剪切變形的影響進行考慮。剪力墻為高層建筑的主要抗側力構件，在有限元理論的基礎上，用殼元來模擬剪力墻的受力狀態是比較切合實際的。樓板可采用平面板元和殼元來模擬其受力狀態。

4、對靜力彈性分析的采用

我們在分析的過程主要是對SATWE及ETABS這兩個程序的使用，從而能夠做到對眾值烈度下地震作用進行反應譜分析。根據相關程序反應的結果顯示，一個工程周期所使用的時間大約是在四點五秒上下。另外分析軟件分析的結果，這種最大層間所具有的位移角為1/1583，而是這是在對四十五層樓進行模擬所得到的結果。另外通過另一種軟件分析顯示，其出現的位移角為1/1551。并且這是在對第三十八層樓進行模擬所得到結果。這兩種軟件所得到的結果均能夠滿足相關的規定與標準。都把中筒結構層的最大位移角控制在1/1500之中。因此所得到的結果就表示了這種方法能夠起到對七級地震進行抵抗的效果。

5、對彈性時程的相關分析‘

在分析的過程中，根據場地的特征來選擇兩條天然波，并且將其所對應的峰值調到與設防烈度相適應的位置之上。通過對多條時程曲線所得到的結果顯示，其得到的平均值都大于振型分解反應譜法的80%，并將其作為控制條件。經過相關的計算可以得出，使用人工波過程中，當采用最大的速度來對其進行時程進行分析的時候，就會得到結構底部所具有的剪力剛剛超出反應譜的60%上。是喲兩條天然波的過程中，采用最大加速度來進行的時候，其得到的結構底部剪力不能滿足相關規定所給出的要求。

二、使用靜力與動力彈塑性分析來對超限高層結構的抗震性研究過程

1、使用靜力彈塑性分析的應用過程

當使用ETABS這種非線性有限元計算分析軟件來進行分析的時候，就可以建立起三維有限元模型，從而做到對建筑結構的彈塑性分析。根據分析的結果表明了，結構在7度的時候，當遇到較大地震的時候，其層間所發生的位移為1/156，這樣得到的結果是小于相關規定中所設置的1/120限值標準。因此在發生這樣7度地震的時候，建筑也不會受到影響。并且在對其塑性鉸的分布問題進行分析之后，就會知道建筑物的部分柱子的腳部及頂部會有塑性鉸的形成，其主要發生的原因是因為角柱的形狀為異形柱，對其進行計算的過程中并沒有加入型鋼，并且對于混凝土的鋼筋并沒有進行改變，因此導致塑性鉸在其上部的大量存在。

2、使用動力彈塑性分析的應用過程

在這種分析方面的實行過程中，需要兩組真實的強震來進行選擇，并且做好記錄工作，與此同時，還人工進行模擬一組，以便于能夠使用加速度時程曲線來對人工波進行分析，從而做到對地震波分析結果的了解。另外采用樓層位移的計算方法所得到的最大間位移結果是非常安全的。而且經過對相關分析結果對比顯示，當層間彈塑性的位移較小，并且低于規定標準的時候，此時的結構就是屬于比較安全的。另外根據對動力及靜力的彈塑性結果分析得出，這種塑性鉸的分布形式還是較為符合的，因此在對其進行時程分析的過程中，能夠得到較為廣泛的應用。

三、靜力與動力彈塑性分析所展現出來的效果

1、分析過程較為合理

因為建筑結構的周期為4.5秒左右，并且根據振型分解反應所得出的最大層間位移角為1/1583及1/1551，其得到的結果都是在相關的規定之中。并且因為外框筒所占據的比例為50%左右，因此表明了外筒對地震的承擔效果較為良好，并且受力程度也較為合理。

2、分析方法是具有較強的安全性的

在使用彈性時程進行分析的時候，按照相關的地震的情況來獲得最大彈性間層位移角進行時，得到結果為1/1890。并且得到結構地震剪力也小于振型分解反應譜法。因

此，在彈性狀態，按照振型分解反應譜法計算所得的內力進行設計是安全的。

3、這種分析方法還需要得到進一步的提高

使用彈塑性時程分析方法及Push-Over分析方法對超限高層結構地震作用的評價具有較大的影響。使用Push-Over方法還可以找出結構體系中存在的不足部分，從而找出結構的破壞順序，并且具有較為明顯的效果。

在實際的運用過程中，怎樣來做到對加載模式、高階振型及目標移位所造成影響的確定，以及在需求譜及能力譜計算方法選擇上，還有很多工作要完成。時程分析這種方法雖然運用的較為成熟，但是在對構件及對地震波的選擇過程中，還需要做到進一步的研究。

總結：

雖然在對超限高層建筑結構抗震設計的研究過程中，靜力與動力彈塑性研究方法還存在著較多的不足之處，其中在計算的過程中會消耗大量的時間來用于計算。但是從整體所祈起到的效果來看，在這種分析方法中，選用較多的地震波和采用不同的恢復力模型對超高層建筑結構進行分析是目前較好的選擇。

參考文獻：

[1] 門進杰,史慶軒,周 琦.鋼筋混凝土框架結構模型振動臺試驗及抗震性能對比[J].建筑結構,2008,5(38):45～48.

[2] 程紹革,王 理,張允順.彈塑性時程分析方法及其應用[J].建筑結構學報,2000,2(21)1:52～56.

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摘 要：地震災害是人類面臨的嚴重自然災害之一，強烈地震常造成人身和財產的巨大損失。而隨著城市化進程加速發展，全國各地的高層建筑不斷涌現，作為工程人員必須充分了解高層建筑抗震設計特點，本文首先從高層建筑抗震設計的特點出發，闡述高層建筑如何提高短柱抗震性能的應對措施。

關鍵詞 ：高層建筑 抗震設計 特點分析 設計要點 短柱抗震

一、當前高層建筑概念分析

高層建筑主要是指建筑本身的高度或層數超過一定的范圍，這類建筑均被稱之為高層建筑。我國在2005 年時對高層建筑做出規定，即10 層以上的住宅建筑或是高度超過24m 的其它類型民用建筑均為高層建筑。

二、高層建筑抗震設計的特點分析

1、剛柔相濟。在建筑抗震設計過程中若一味的提高結構抗力，增加結構剛度，會導致結構剛度大則在地震發生過程中地震作用也會相應增大，即在增加結構剛度的同時也增強了地震作用，當地震發生時則往往造成建筑物局部受損導致建筑物各個擊破；而若建筑物剛度太柔，雖然可以依靠其柔性消減外力，但容易導致建筑物過大形變而不能使用，甚至在地震發生時導致整體傾覆。因此在高層建筑物設計過程中應堅持剛柔相濟原則，即建筑物在地震過程中既能滿足變形要求，又能減小地震力的雙重目標。

2、多道設防。由于每次強震之后都會伴隨多次余震，因此在建筑物的抗震設計過程中若只有一道設防，則其在首次被破壞后而余震來臨時其結構將因損傷積累而倒塌，因此，建筑物的抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成，在地震發生時由具有較好延性的結構構件協同工作來抵擋地震作用。

三、高層建筑抗震設計要點

1、結構規則性。建筑物尤其是高層建筑物設計應符合抗震概念設計要求對建筑進行合理的布置。大量地震災害表明平立面簡單且對稱的結構類型建筑物在地震時具有較好的抗震性能，因為該種結構建筑容易估計出其地震反映易于采取相應的抗震構造措施并且進行細部處理。建筑結構的規則性是指建筑物在平立面外形尺寸抗側力構件布置、承載力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面對稱均勻體型簡單結構剛度質量沿建筑物豎向變化均勻，同時應保證建筑物有足夠的扭轉剛度以減小結構的扭轉影響，并應盡量滿足建筑物在豎向上重力荷載受力均勻以盡量減小結構內應力和豎向構件間差異變形對建筑結構產生的不利影響。

2、層間位移限制。高層建筑都具有較大的高寬比，其在風力和地震作用下往往能夠產生較大的層間位移，甚至會超過結構的位移限值。而國內普遍認為該位移限值大小與結構材料、結構體系甚至裝修標準以及側向荷載等諸多因素有關，其中鋼筋混凝土結構的位移限值(一般在1/400-1/700 范圍內)則比鋼結構(1/200-1/500 范圍內)要求嚴格，風荷載作用下的限值比地震作用下的要求嚴格，因此在進行高層建筑結構設計時應根據建筑物的實際情況以及所處的地理位置進行設計，既要滿足其具有足夠的剛度又要避免結構在水平荷載的作用下產生過大的位移而影響結構的承載力、穩定性以及正常使用功能等。

3、控制地震扭轉效應。大量事實表明，當建筑結構的平面布置等不規則、不對稱導致建筑層間水平荷載合力中心與建筑結構剛度中心不重合，在地震發生時建筑結構除發生水平位移外還易發生扭轉性破壞甚至會導致結構整體倒塌，因此在結構設計中應充分重視扭轉的影響。由于建筑物在扭轉作用下各片抗側力結構的層間變形不同，其中距剛心較遠的結構邊緣的抗側力單元的層間側移最大；同時在上下剛度不均勻變化的結構中，各層的剛度中心未能在同一軸線上，甚至會產生較大差距，以上情況都會使各層結構的偏心距和扭矩發生改變，因此，在設計過程中應對各層的扭轉修正系數分別計算。

四、提高短柱抗震性能的應對措施

有抗震設防要求的高層建筑除應滿足強度、剛度要求外，還要滿足延性的要求。眾所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱幾乎沒有延性，在建筑遭受本地區設防烈度或高于本地區設防烈度的地震影響時，很容易發生剪切破壞而造成結構破壞甚至倒塌?；炷炼讨难有灾饕茌S壓比的影響，同時配箍率、箍筋的形式對混凝土短柱的影響也很大。高層混凝土結構短柱，特別是結構低層的混凝土短柱，其軸壓比很大，破壞時呈脆性破壞，其塑性變形能力很小。提高混凝土短柱的抗震性能，主要也就是提高混凝土短柱的延性，可以從以下幾方面著手。

1、提高短柱的受壓承載力。提高短柱的受壓承載力可減小柱截面、提高剪跨比，從而改善整個結構的抗震性能。減小柱截面和提高剪跨比，最直接的方法就是提高混凝土的強度等級，即采用高強混凝土來增加柱子的受壓承載力，降低其軸壓比；但由于高強混凝土材料本身的延性較差，采用時須慎重或與其他措施配合使用?？梢圆捎娩摴呛弯摴芑炷林蕴岣叨讨氖軌撼休d力。

2、采用鋼管混凝土柱。鋼管混凝土是套箍混凝土的一種特殊形式，由混凝土填入薄壁圓形鋼管內而形成的組合結構材料。由于鋼管內的混凝土受到鋼管的側向約束，使得混凝土處于三向受壓狀態，從而使混凝土的抗壓強度和極限壓應變得到很大的提高，混凝土特別是高強混凝土的延性得到顯著改善。同時，鋼管既是縱筋，又是橫向箍筋，其管徑與管壁厚度的比值至少都在90 以下，相當于配筋率2 至少都在4.6%。當選用了高強混凝土和合適的套箍指標后，柱子的承載力可大幅度提高，通常柱截面可比普通鋼筋混凝土柱減小一半以上，消除了短柱并具有良好的抗震性能。

3、采用分體柱。由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多，在地震作用下往往是因剪壞而失效，其抗彎強度不能完全發揮。因此，可人為地削弱短柱的抗彎強度，使抗彎強度相應于或略低于抗剪強度，這樣，在地震作用下，柱子將首先達到抗彎強度，從而呈現出延性的破壞狀態。分體柱方法已在實際工程中得到應用。人為削弱抗彎強度的方法，可以在柱中沿豎向設縫將短柱分為2 或4 個柱肢組成的分體柱，分體柱的各柱肢分開配筋。在組成分體柱的柱肢之間可以設置一些連接鍵，以增強它的初期剛度和后期耗能能力。

五、小結

建筑設計人員在高層建筑抗震設計中，應從結構總體方案設計一開始，就運用人們對建筑結構抗震己有的正確知識去處理好結構設計中遇到的諸如房屋體型、結構體系、剛度分布，構件延性等問題，從宏觀原則上進行評價、鑒別、選擇等處理，再輔以必要的計算和構造措施，從而消除建筑物抗震的薄弱環節，以達到合理抗震設計的目的。

參考文獻：

［1］王海翠.我國高層建筑抗震結構設計初探[J].科技傳播，2011，9.

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關鍵詞: 高層建筑；結構抗震；設計；分析

Abstract: The author analyzes the characteristics of high-rise buildings by the force of the split-level structure, the split-level structure affect unfavorable factors, summed up the seismic design points.Key words: high-rise buildings; seismic; design; analysis

中圖分類號：TU2文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）

帶有錯層的高層建筑的錯層結構空間變化豐富、層次感較強，極大地滿足了人們的心理要求，同時為結構的發展提出了新的課題。諸如其受力復雜、不確定因素較多、地震的特點要求等也帶來了設計施工難度較大、結構抗震性能較差等諸多問題，這也成為阻礙高層建筑錯層結構發展的主要因素。因此，要加大對帶錯層的高層建筑結構的深入研究、提高結構整體性能、有效改善錯層結構的抗震性能。這對進一步推動錯層結構的發展有著十分重要的意義。

1．高層建筑錯層結構的受力特點及影響因素

1.1 錯層結構的形式

錯層高層建筑為了取得多樣變化的室內空間，通常在一個單元的幾個房間設在有高差的幾個層面上，當錯層高度不同時，就形成了各種類型的梁柱集合體。從工程實用情況來看，可將錯層結構歸納為三類: 包含型錯層結構、交叉型錯層結構和混合型錯層結構。如圖 1 所示。

圖 1 錯層結構示意圖

1.2 錯層框架結構的受力特點

錯層框架結構與框架結構的相比主要由于在錯層處錯開的樓層導致了在結構的一些部位形成豎向的短構件，使受力集中，不利于抗震。主要的原因可能是在同向受力中由于錯層構件剛度大，而產生內力集中。在錯層結構中，短柱問題應該得到足夠的重視。

1.3 錯層框架剪力墻結構的受力特點

錯層框架剪力墻結構中的剪力墻承擔了水平力中的一大部分，特別是在地震作用下，錯層框架剪力墻結構有兩道設防線，能夠較好地改善錯層結構的受力性能。

2．錯層對結構影響的不利因素

錯層對結構的不利影響主要源于兩個方面:一是樓板分塊錯置，在錯層構件中會產生很大的變形內力，從而削弱了樓板協調結構整體受力的能力；二是樓板錯層，容易在某些部位形成豎向短構件，從而可能在同向受力中因錯層構件剛度較大而產生內力集中?；谝陨蟽蓚€根本原因，錯層將進而對結構的整體性產生較大影響。相互錯層的相鄰樓板僅由中間的錯層柱(墻) 相聯系，而樓板在自身平面內的抗彎剛度遠遠大于錯層柱(墻) 的抗彎剛度，當結構受力時，結構左右兩部分將產生不協調變形，在錯層柱(墻) 中形成較大內力。顯然，這對于錯層結構抗震是十分不利的。以上 3 種錯層結構對結構抗震性能的影響主要體現在以下幾個方面:

2.1 對包含型錯層結構，由于上下層樓面剛度發生突變，當地震作用發生時，地震力在樓層之間分配不均勻，從而影響了各樓層總地震作用沿建筑全高分配的連續性，影響結構整體的抗震性能。

2.2 交叉型錯層結構上下層平面剛度不重疊，易使地震作用在樓層之間產生局部扭矩，對主體結構產生不利影響; 且其共用柱多為短柱，分配的地震作用彎矩往往比其他柱大很多，從而形成相對薄弱的受力構件。

2.3 混合型錯層結構存在較長錯層柱，當地震作用發生時，會導致地震作用在樓層豎向構件之間分配不均勻，使同層構件內力產生很大差別，從而使各結構構件間的可靠度出現較大差別。錯層結構錯層部位的豎向抗側力構件一般均為低矮構件，在地震作用下的延性較差。

3．帶錯層的高層建筑結構抗震設計要點

3.1 設計要點

高層錯層建筑結構由于在錯層短柱存在很大的內力集中，且錯層框架結構在錯層處的短柱要協調相互錯開的樓蓋的變形，特別是在地震作用下，更易發生破壞。為改善普通錯層框架結構的受力性能，主要采取以下措施來解決:

3.1.1 在普通錯層框架結構的錯層處根據實際需要增設若干撐桿，用撐桿的軸力來轉移普通錯層框架結構錯層處短柱受的剪力。

3.1.2 在普通錯層框架結構的適當位置增設若干剪力墻，用剪力墻來承擔大部分的結構水平剪力。

3.1.3 錯層不宜沿建筑通高設置，錯層中應設置一定數量的貫通層，將錯層分為幾個區段，且每個錯層區段包含的錯層層數也不宜太多，通層要重點加強。

3.1.4 對于電算結果給出的超筋、超限的連梁，在提高其混凝土強度等級，截面調整仍無效果的情況下，可采用鋼骨混凝土連梁加以解決，采用鋼骨時要注意鋼骨和墻體暗柱的連接構造。

3.1.5 在對復雜高層建筑進行設計時，運用概念設計的思想確定結構方案、進行結構布置是十分重要的。在此基礎上還要有充分的計算分析手段例如采用二種不同計算程序進行分析對比、相互驗證，并采用結構動力分析方法進行補充分析。

3.1.6 對高層錯層建筑在錯層處應在縱橫向布置剪力墻，并使其互相形成扶壁，錯層處布置單獨的框架柱是不可取的。

3.2 錯層結構設計注意事項

錯層結構應用較廣，如何保證結構安全，采取有效措施正確處理錯層結構就顯得尤為重要。在設計時應具體問題具體分析，充分考慮各種不利因素，針對錯層結構可能出現的薄弱部位從建筑平面布置、理論計算及抗震構造措施等方面出發，增強結構的整體受力性能，提高結構的延性。

3.2.1 結構的共用柱大多為短柱，而短柱的延性很差，在建筑遭受本地區設防烈度或高于本地區設防烈度的地震影響時，很容易發生剪切破壞而造成結構破壞甚至倒塌，因此對因錯層形成的短柱，應該盡量提高短柱的承載力，減小短柱的截面尺寸，采取各種有效措施提高短柱的延性，改善短柱的抗震性能。

3.2.2 盡可能使結構平面布置合理化，使錯層部位兩層的豎向構件剛度相等，對結構平面布置不對稱的結構，地震的扭轉效應將十分顯著，可能造成角部抗側力構件開裂，在設計中應加強這些部位的配筋，增強抗震構造措施。

3.2.3 加強錯層結構中錯層柱及其上連梁的抗扭能力，同時使錯層柱與相鄰普通柱的長細比控制在 1～2 之間。

3.2.4 在高層建筑中，豎向體型應避免過大的外挑和內收，立面收進部分的尺寸比值應滿足≥0.75 的要求。

3.2.5 對設防烈度較高、抗震等級較高的高層鋼筋混凝土結構，應盡可能限制使用錯層結構，如不可避免，則應用剪力墻結構，并盡量避免上下層樓面剛度突變。

4．結束語

高層建筑錯層結構由于同一樓層的樓板沿高度方向相互錯開而形成了室內空間的變化富于多樣性，深受消費者的青睞。因此在城市住宅區廣為使用。但是，作為一種結構體系，其結構形式復雜，地震反應特性與普通高層結構也有很大的不同，借助于計算機技術的發展，對錯層結構地震反應的研究也越來越深入。如何通過適當的設計來滿足錯層結構的抗震性能是本文的主要內容。

參考文獻：

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[2] 建筑抗震設計的基本概念和原則［J］．建筑技術．2005(Z4)．

[3] 連曉莊，何照明．建筑學專業“建筑抗震設計”課程教學探討［J］．南方建筑．2010( 03)．

[4] 裘民川．建筑設計在建筑抗震設計中的重要作用［J］．工程抗震．2009(04)．

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【關鍵詞】高層建筑；體型設計；抗震性能

中圖分類號：TU97文獻標識碼A文章編號1006-0278（2015）12-147-01

高層建筑體型設計是高層建筑項目實施的前提和基礎，只有做好建筑體型設計工作，才能更好地開展項目建設。在高層建筑體型設計中，不僅要注重外觀，同時也要重視抗震性能，全面把控高層建筑結構設計，進而為現代社會發展設計出經濟且使用的建筑。

一、高層建筑體型的概述

在高層建筑設計中，抗震是一個重要指標，高層建筑抗震性能的好壞直接關系到了高層建筑的穩定性。不同體型的高層建筑，其抗震性能也會有所不同，為了確保建筑工程穩定性，提高建筑的抗震性能，在高層建筑體型設計中就必須充分考慮到建筑的抗震性能。

二、高層建筑抗震設計的重要性

在當前社會發展形勢下，我國高層建筑規模不斷擴大，一方面推動了我國建筑行業的發展，另一方面也促進了我國現代社會發展的需求。地震災害作為危害我國當前社會穩定發展的一個重要因素，目前，地震災害在我國有著頻繁的發生率，在地震災害中，危害最嚴重的就是建筑，而高層建筑的危害性更大。高層建筑體型設計的好壞與其抗震性能有著直接的管管理。高層建筑的抗震性能深受建筑體型的影響，不管是平面還是里面，一旦高層建筑的抗震性能不達標，就會造成難以計量的財產損失及人員傷亡，不利于我國現代社會的穩定發展。因此，在高層建筑體型設計中，就必須做好建筑結構的抗震設計。只有做好高層建筑的體型設計，提高結構的抗震性能，才能更好地滿足我國現代社會發展的需要。

三、高層建筑體型中的抗震設計

（一）墻體抗震要求

在高層建筑體型設計中，結構的性能直接關系到了建筑整體質量。在地震災害中，房屋建筑的墻體結構受地震迫害較為嚴重，主要表現為墻體斷裂、倒坍。為此，在高層建筑體型設計中，為了進一步提高建筑結構墻體的抗震性能，在墻體與框架結構之間常常會用到拉結筋。針對拉結筋的施工，通過采用框架結構中預埋短筋，而在墻體砌筑時采用焊接延長的方法，墻體拉結筋應保證焊接質量和搭接長度的要求。在進行拉結筋施工時，嚴格控制拉結筋的間距，加強施工過程中的監管，防止施工出現問題，進而確保墻體抗震要求。另外，在進行墻體砌筑的時候，還必須確保墻體砌筑砂漿質量，及時調整砂漿的用水量，并對其他材料嚴格按照配比單進行計量。墻體砌筑時，應對砂漿飽滿度和灰縫寬度進行檢查，必須保證水平縫砂漿的飽滿度。

（二）框架結構抗震要求

在高層建筑結構中，框架結構是一種較為常用的結構形式，框架結構是以框架梁、柱為主要承重構件，在高層建筑中有著重要的作用。而框架結構的抗震性能要求主要就是框架梁柱鋼筋施工質量方面。鋼筋施工質量直接關系到了框架結構的抗震性能，為了確?？蚣芙Y構的抗震性能達標，框架結構的鋼筋施工質量十分重要。首先，鋼筋接頭應采用焊接，同時要減少統一構建內接頭受力鋼筋截面面積的受力。其次，鋼筋剛度等級不能高于原設計中的鋼筋，且鋼筋的縱向抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值要大于1.25。

（三）提高建筑的整體抗震性能

在高層建筑體型設計中，高層建筑的高寬比、尺寸、柔層等對高層建筑的抗震性能有著重大影響。為了確保高層建筑的整體性能，在體型設計中，即必須選擇科學的高寬比，采用收進體型，進而滿足高層建筑各層面積變化的需要。在體型收進過程中，要保證結構強度以及剛度的連續性。另外，在高層建筑中，柔層受地震的危害較大，柔層上部是較大的框架，下部是建筑工程預留的空面積，一旦地震發生，柔層就會發生倒塌。為此，在高層建筑體型設計中，必須做好柔層的抗震設計，提高柔層的抗震性能。另外，為了更好的保障磚混結構的整體抗震性能，除了加大磚混建筑的地基抗震性能設計外，同時還要加固樓板、墻體以及屋面等其他重要部分的抗震設計，在這方面的抗震加固設計運用較多的方法就是加筋法。當抗震墻布置不均勻、間距過大或不閉合而導致房屋抗震承載力不足滿足要求時，采用加筋法可以提高磚混結構鋼筋的抗壓力以及預應力，在地震災害中，能夠有效的減少地震災害帶來的危害，避免產生過大的損失。

四、結語

隨著社會的進步與發展，高層建筑規模也在不斷擴大。高層建筑的發展一方面推動了我國城市化建設的發展，另一方面也促進了社會經濟的增長。在高層建筑中，建筑體型設計作為一項重要的工作，體型設計的好壞直接關系到了高層建筑的整體性能。地震作為危害高層建筑結構穩定性的一個重要因素，在高層建筑結構設計中，為了確保建筑的穩定性，就必須做好抗震設計，提高高層建筑體型的抗震性能。

參考文獻：

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關鍵詞：結構體系；抗震防線；框架結構；抗震性能

Abstract: Nowadays with the Ya'an earthquake occurred frequently, to the people in the building structure design has sounded the alarm. The seismic performance of building structures has become the focus of attention. Seismic performance design is reasonable or not decides the final result of the whole building can reach the standard, therefore, brook no delay to enhance the seismic performance of high-rise. In this paper, according to the design principle of the working experience of high-rise building structure design work, design of structure system, structure layout are analyzed, with the hope that people of the same trade, put forward valuable suggestions.

Keywords: structural system; antiknock; frame structure; seismic performance

中圖分類號：TU973+.31 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

一、 高層建筑抗震結構設計的基本原則

（一） 結構構件性能

1、 高層建筑結構的構間要遵循“強柱弱梁、 強剪弱彎、 強節點弱構件、 強底層柱 （墻） ” 的原則。

2、 在某些存在薄弱部位的構件及時做到增強其抗震能力。

3、 主要耗能構件不宜選擇承受豎向荷載的主要構件。

（二） 抗震防線要盡可能的多設置幾道

1、抗震結構的體系主要由一些延性較好的分支體系構成，并且以延性較好的構件一起協同工作來增強抗震性能。

2、 較強烈的地震過后常常伴有余震，為避免建筑物再遭破壞需要多道防線，抗震結構體系應有最大可能數量的外內部冗余度，有意識的建立一系列分布的屈服區，主要的耗能構件一方面需要有較高的延展性，另外還需具備適當的剛度，這樣結構體才能把大量的地震能量擴散和吸收掉，避免震時倒塌。

3、 把結構構件的強弱關系處理好。在同一樓層最好使主要構件在屈服以后，其它的抗側力構件還處于彈性階段，能使有效屈服保持的階段比較長，使結構的抗倒塌能力和結構的延展性得到提高。

4、 抗震設計中部分結構設計過強則會導致其它部位相對薄弱，在設計時應當引起注意。

（三） 建筑體薄弱部位必須提高抗震能力

1、 在強烈地震下的構件根本沒有強度安全儲備，對構件的實際承載能力進行分析是判斷那些部位薄弱的基礎。

2、 要使樓層的實際承載能力和設計計算的彈性受力比值保持均勻，如果樓層的比值出現突變，塑性內力重新分布會導致集中地塑性變形。

3、 盡量避免在局部加強而忽視各結構部位剛度與承載力的協調。

4、 有目的對抗震設計的薄弱部位進行控制，既要使其具有當然的變形能力，又可以使薄弱層不發生轉移。這種手段能有效的提高其抗震性能。

二、 選擇合理的結構體系

根據抗側力結構的不同，鋼筋混凝土結構主要可分為框架———剪力墻結構、 框架結構、 剪力墻結構、筒體結構等幾種結構體系，它們各自的受力特點以及抵抗水平力的能力，尤其在抗震性能上的表現也有所不同，適用用范圍也有一定的針對性。

（一） 框架結構

框架結構主要由柱與梁構件以節點來進行連接構成?？蚣苤械牧汉椭惺苤怪焙奢d和水平荷載，在建筑的層數較少的情況下，水平荷載對結構的影響很小，適于采用框架結構體系。如果層數較多框架結構在水平力的作用下，內力分布均衡性較差，同時還存在著有的樓層層間屈服強度特別弱的情況；并且由于框架結構構件截面慣性矩比較小，而導致側向變形較大和剛度較小，一旦遇到強烈地震，薄弱層首先屈服出現彈塑性變形，震害中一般是梁較輕柱較重柱頂重于柱底，尤其是邊柱與角柱的被破壞率更高。剪跨度小的短柱容易在柱中發生剪切破壞，通常情況下都是柱端出現彎曲性破壞。所以說框架結構在高度上有所限制主要用于層數較少的建筑和非抗震設計中。

（二） 剪力墻結構

在剪力墻結構中，剪力墻沿著橫縱方向多軸線斜交或者正交來布置，由鋼筋混凝土墻體來承受全部的豎向荷載和水平荷載，它是一種以彎曲變形為主的剛性結構，它的抗側力強度要大于框架結構，在水平力的作用下不但空間整體性不錯而且側向變形較小。剪力墻結構的工作狀態可分為小開口墻、連肢墻和單肢墻。其中小開口墻和單肢墻的截面內力幾乎接近于按材料力學公式呈直線分布的規律。聯肢墻則主要通過連系梁來使各墻肢體來共同工作。地震力矩可由連梁對墻肢的約束力矩與多個墻肢的截面內力矩來共同承擔，設計要以 “梁先屈服，然后是墻肢彎曲被破壞而導致承載內力喪失?！睘樵瓌t。在連梁鋼筋屈服且有延性時大量的地震能量被吸收掉，彎矩和剪力得以繼續傳遞，對墻肢有約束作用。由于剪力墻結構的自重比較大，建筑平面布置的局限性也比較大，對建筑內部大空間的需求難以滿足，因此它多用于房間面積不大，墻體布置較多的建筑物中。

（三） 框架———剪力墻結構

它主要是指在框架結構中的合適部位增設剪力墻，是一種剛柔結合的結構體系，由若干道單片剪力墻與框架組成。在這種結構體系中水平力由剪力墻與框架共同承擔，但是剪力墻與框架的剛度相差較大，變形狀態各有不同，必須要通過各層樓板來使它們的變形達到一致以達到剪力墻和框架協同工作的效果。從受力的特點上來進行分析，剪切墻主要是以彎曲變形為主要特點，框架則是以剪切變形為主要特點，由于在變為上的協調，建筑物遇震時，在底部剪力墻協助框架進行抗震，在頂部框架則協助剪力墻來進行抗震。兩種結構各自發揮特點進行聯合抗震，抗震能力大為提高可適用于各種高度的建筑物。通過對以上三種抗震結構方式的分析可以看出建筑物的用途與高度是選擇何種結構方式的重點。

三、 選擇合理的結構布置， 協調好建筑與結構的關系

（一） 既要滿足建筑功能所要達到的要求，又要注意經濟適用，利于施工。建筑物的開間、 層數、層高以及進深等體型和平面關系不但要滿足使用要求，還要把類型減少最好達到對標準層的重復使用。

（二）高層建筑的主要矛盾是對位移的控制，不但要從立面變化和平面體型等方面來考慮提高結構的整體剛度來把結構的位移減少。在進行結構布置時,必須加強結構的剛度以及整體性，重視對構件的連接，使結構各部分能以最有效的方式在結構體上共同作用。重視基礎整體性的加強，能把基礎平移或者扭轉對結構的側移影響減少，另外還要加強應力比較復雜部位的強度和薄弱部位的強度。把結構的整體寬度加強也能夠有效減少側移影響，在其它條件未發生變化時，變形與寬度的三次方成正比，所以說對建筑體的高度與寬度加以限制對于抗震相當有利，因體型偏重而扁的建筑體是不合適的，建筑體最好選擇剛度比較大的平面形狀， 比如說圓形、方形、接近方形的矩形、Y 形等。也就是把建筑體的使用要求與多樣化和結構的要求進行有機的結合，有助于側向穩定體系的建立。

（三） 為減少地震區在發生地震時對建筑結構的局部以及整體造成的不利影響，應當注意建筑體的平面形狀要規整避免出現內收或者外伸太大，層間屈服度和層間剛度的分布要均勻，建筑體主要抗側力的豎向構件的截面尺寸、混凝土強度等級以及配筋量的改變，不要集中在同一樓層內出現。在平面內的長與寬的比不能太大會導致振動的同步性差，應當使荷載合力作用線通過結構剛度中心來把扭轉的影響減少。在對電梯間進行布置時不應把電梯間設置在端部的角區或者平面的凹角處，這會對剛度的對稱性產生不利影響。

四、 結構的抗震性能的提高

在地震區進行高層建筑不但要求結構具有足夠的剛度與強度，抗震性能的提高也至關重要，所以建筑體具有一定的塑性變形能力來吸收能量，能有效減少地震的破壞。

（一） 框架結構

在對框架結構進行設計時應盡力做到不破壞節點，通常情況下梁比柱的屈服要早一些，在同一層中各柱的兩端屈服的時間長一些有利于對建筑體的保護，底層柱底的塑性鉸最好晚一些形成，必須使梁柱端的塑性鉸出現得盡可能分散，以便使抗震能力得以充分發揮。要使鋼筋混凝土結構具有足夠的延展性與承載力，在設計時必須遵循“強柱弱梁” 、“強剪弱彎” 、“強節點弱構件”的原則，柱截面尺寸的設計要合理，構造配筋要求必須要達到，尤其是節點的構造必須加強。

（二） 框架———剪力墻結構和剪力墻結構

對于剪力墻結構和框架———剪力墻結構中剪力墻的高與寬的比不易小于 2，這樣在地震的作用下會呈現出彎剪型破壞，并且塑性屈服在墻的底部出現。連梁的塑性屈服最好在梁端，并且要有足夠的變形能力。在遵循“強墻弱梁”的原則下把墻肢的承載力加強，能提高抗震能力，能避免墻肢被剪切而破壞。

結語

近年來，隨著我國高層建筑體的迅猛發展，對高層建筑體的抗震要求也越來越高，科學的高層建筑體的抗震設計必將會將損失減到更小，希望通過本文的認識有助于建筑行業者完善建筑結構設計，建造出抗震能力更加優秀的杰作。

參考文獻：

[1] 和佳一.淺談高層建筑結構抗震設計[J].中國新技術新產品.2011,12:156.

[2] 盧偉. 高層建筑抗震結構設計之探討 [J]. 價值工程.2011,05:84-85.

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關鍵詞：高層建筑；抗地震；防倒塌

一、問題提出

建筑物在地震中是否會被損害，不能簡單依據設計時的抗震級別和抗震烈度，設計時的受力大小、角度與實際地震中的受力大小、角度是否吻合，也是一個很重要的因素。但是，回想當年汶川重建人員“責任重于泰山，半點不敢馬虎”的誓言，按照“8級抗震、9度設防”標準重建的建筑物，卻有不少都抵不住7級地震，這就不能不令人質疑了，高層建筑結構設計上如何做到有效防震呢？本文就該話題談幾點筆者的看法。

二、我國高層建筑結構設計的難點

1、抗震結構設計

抗震結構一直以來都是高層建筑結構設計的難點之一，由于地震的發生具有不可預測性，加之高層建筑結構十分復雜，往往在高層建筑中，結構設計人員無法全面的將抗震原理融入建筑結構設計之中[2]。同時地震具有非常發性，高層建筑往往在結構設計上抗震數據分析簡便，抗震系數難以得到保障。如若高層建筑在結構設計中不能夠將地區地震特點融入總體規劃布局之中，并合理設計結構局部，建筑物必將難以抵御地震危害，這對建筑物使用者造成的傷害也是巨大和難以挽回的。

2、抗風結構設計

高層建筑對風振十分敏感，因此抗風壓成為了高層建筑結構設計的重點任務之一[3]。由于高層建筑本身樓層建筑較高，其對上層風的阻隔作用也就變得十分明顯，風由于高層建筑的阻擋，其空氣動力效應也將隨之改變，會產生對高層建筑的動力荷載。因此，風壓對高層建筑具有較高的危害性，如若風壓過大，也可能會直接導致高層建筑的主體結構承受過大的動力荷載，而遭到損壞，甚至發生墻體裂縫、內外裝飾物脫落等現象。

三、高層建筑抗震結構設計的方法

1、應重視建筑結構的規則性

結構的平面布置不規則、平面布局的剛度不均都會對抗震效果產生不利影響。因此，在高層建筑物的結構抗震設計中，不應采用嚴重不規則的設計方案。在高層建筑中抗震設計中，提倡平、立面布置規整、對稱、減少偏心，建筑的質量分布和剛度變化均勻。以往震害經歷表明，此種類型的建筑在地震時比較不容易受到破壞，容易估計出其地震反應，易于采取相應的抗震措施。

2、對地基的選擇

高層建筑在地震中的破壞主要來源與地基沉降，如果高層建筑地基出現沉降，其結構必然受到破壞。因此，高層建筑結構設計中，首先要對地基抗震進行針對性的設計。選擇堅硬的場地土建造高層建筑，可以明顯地減少地震能量輸入，從而減輕地震的破壞程度。高層建筑宜避開對抗震不利的地段，當條件不允許時應采取可靠措施，使建筑在地震時不致由于地基失穩而遭受破壞，或者產生過度下沉、傾斜。 為了保證高層建筑的穩定性，要求基礎要有一定的埋置深度。埋深基礎四周土壤的被動土壓力，能夠抵抗高層建筑承受水平載荷所產生的傾覆和滑移。天然地基基礎埋深為建筑高度的1/15，樁基基礎埋深為建筑高度的1/18。高層建筑宜設地下室。

3、多道設防

多道設防，就是設有多道抗震防線，避免因部分結構的破壞而導致整個體系喪失抗震能力。框架結構應使梁的屈服先于柱的屈服，利用梁的變形來耗能，從而使框架柱退居第二道防線。其措施就是梁端調幅?？蚣艚Y構應使剪力墻連梁首先屈服，然后是墻肢；要使墻肢易屈服，必須是墻肢稍短、洞口較多的聯肢墻，因此規范規定限制墻肢過長。最后框架作為第三道防線。對剪力墻結構，通過構造措施，保證連梁先屈服，如連梁折減剛度，少配縱筋、配交叉抗剪筋，并通過空間整體性形成高次超靜定等。

4、運用高延性設計

結構構件除應具有必要的承載能力，還應具有良好的延性和較多的耗能潛力，防止過早的剪切、錨固和受壓等脆性破壞。所謂延性，就是結構受地震屈服后進入塑性變形階段，其變形能力的大小。變形越大，就是延性越大，因為地震耗能是靠強度和塑性變形能力的綜合，即充分變形而不倒，促使地震給高層建筑帶來的破壞被有效地減弱，避免重大損失的發生。

5、結構構件設計合理性

框架設計應符合：剛梁柔柱，強柱弱梁，強剪弱彎，節點更強?？蚣茏鳛橹饕芰嫾?，對結構安全至關重要。框架設計應避免剪切先于彎曲破壞，避免混凝土的壓脆先于鋼筋的屈服，避免鋼筋錨固粘結先于構件破壞。目的就是使塑性變形開裂耗能而不致遭受脆性破壞。剛梁柔柱，就是讓節點彎矩多分配一點給梁端；強柱弱梁，就是在配筋方面讓柱多配一點，梁配筋恰當；強剪弱彎，就是梁頂彎矩可以調幅，而剪力不能調幅，剪力還可按實際彎矩配筋調大，剪力配筋強于彎矩配筋；節點更強，是加強節點配箍及縱筋錨固，施工中應注意鋼筋間距，以便施工易于振密，保證節點穩固。

四、高層建筑結構抗震設計應用的體系

1、框架-剪力墻體系

框架-剪力墻體系不僅框架結構布置靈活，使用方便，又有較大的剛度和較好的抗震性能。在承受水平力時，剪力墻和框架通過的連梁和樓板共同組成的一種結構體系。在該體系中，框架的主要作用就是承受垂直方向的載荷，剪力墻的主要作用就是承受水平方向的剪力。框架-剪力墻的結構體系中剪力墻在地震作用下呈彎剪破壞，且塑性屈服盡量產生在墻體的底部。連梁宜在梁端塑性屈服，且有足夠的變形能力，在墻段充分發揮抗震作用前不失效。按照“強墻弱梁”的原則加強墻肢的承載力，避免墻肢的剪切破壞，提高其抗震能力。

2、剪力墻體系

剪力墻體系的結構剛度大、空間整體性好。在剪力墻結構體系中，剪力墻擔負了所有的垂直方向的載荷和水平方向的力。剪力墻結構體系的剛度和強度都很高，有延性，傳力整體性好、直接均勻，抗倒塌的能力很強，它是一種良好的結構體系，能建的高度大于框架或者框架-剪力墻結構體系。

3、鋼結構體系

鋼結構具有良好抗震性，工業化生產程度較高，鋼結構施工周期較短，并且具有節能環保、延展性好等優點，特別對于鋼結構建筑具有的延展性可以對地震波產生衰減作用，減少地震對建筑的破壞，具有良好的優勢。但由于經濟和技術方面的要求，鋼結構體系的高層建筑未能普及，這是未來高層建筑結構的發展方向。

提高高層建筑結構設計的規則性，合理設計各個抗側力構建的布局，從而形成合理的系統化的承載布局，同時在垂直方向采用抗側力構建提升建筑物整體的強度和剛度，滿足建筑物的承載穩定性和連續性要求，也是高層建筑結構設計中抗震優化設計的重要方式。

五、總結

高層建筑的結構體系是隨著社會生產的發展和科學技術的進步而不斷發展的。自20世紀90年代后，高層建筑結構抗震分析和設計已提到各國建筑設計的日程，特別是我國處于地震多發區，高層建筑抗震設防更是工程設計面臨的迫切任務。

參考文獻：

[1] GB 50011-2001 建筑抗震設計規范[S].

[2]呂西林?復雜高層建筑結構抗震理論與應用[M]?2007?

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【關鍵詞】 抗震設計 高層建筑 扭轉效應 問題 對策

隨著當前人們生活水平不斷上升，對居住環境要求也越來越高，高層建筑普及率大幅度提升，成為建筑工程中占據比例最高的建筑種類。高層建筑在設計時必須考慮到抗震因素，做好抗震設計，以此來確保建筑的安全性。高層建筑抗震設計中要確保鋼度、強度、延性與耗能力等達到設計標準，解決諸如結構體系、構件延性和剛度分布等問題。下面我們結合高層建筑設計談下抗震設計中存在的若干問題，探究解決對策。

1 高層建筑抗震設計中存在的問題

高層建筑抗震設計中面臨著不少問題。設計初期，施工現場工程地質勘查資料不全是引發問題的重要因素，現場勘查精確度較差，對巖土地質情況把握不準，給設計工作帶來難度，準確資料的缺乏致使設計無法最大限度的解決安全隱患，設計好建筑地基。對高層建筑而言，地震對其結構的影響與結構本身的質量成正比關系，建筑結構質量越大，地震帶來的損害程度就越嚴重，反之則損害較輕[1]。所以，相同條件下，建筑材料的選擇要嚴格考慮抗震需求，比如樓板、框架、墻體、隔斷、屋面構件以及圍護墻等，都要盡量選擇一些質量較輕鋼度與強度滿足需求的輕質材料，如硅酸鹽砌塊、空心塑料板材、多孔磚、陶?；炷恋龋嵘ㄖ锟拐鹦阅?。

在設計高層建筑結構時，過于復雜的平面布置和設計會影響剛心與質心的重合，面對地震時會發生扭轉效應，加劇對高層建筑的損害，在近幾年發生的汶川地震、青海玉樹地震中就有不少實際案例，高層建筑因結構平面不規則在地震過用下發生嚴重扭轉效應繼而倒塌，并損害周圍相鄰建筑。在高層建筑的抗震設計中，其立面、平面布置要考慮對稱和規正，以確保建筑質量和剛度的分布與變化成均勻狀態，否則應該考慮其帶來的不利影響。比如有些平面設計嚴重不對稱，一邊大開間一邊小房間，一邊為柱承重一邊為落地承重墻，造成剛度分布不均衡，在面臨地震時，抗震能力受影響。有些高層住宅平面設計為L、π形等不規則平面，造成縱橫向剛度不均。

根據高層建筑情況，有些必須通過設置防震縫來達到抗震效果，在國家頒布的《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》中規定了應該設置防震縫的三種情況，比如房屋有較大錯層、部分結構剛度與載荷相差懸殊且缺乏有效改善措施、未進行抗震設計或設置抗震措施的高層建筑等，防震縫的設置能夠有效解決以上三種情況帶來的地震威脅[2]。高層建筑結構抗震等級的把握是設計時的重要指導原則，對抗震等級把握不準是設計大忌，影響抗震等級的有建筑高度、場地巖土類型、結構類型、設防烈度等，對這些因素評估不準會影響結構抗震等級的把握和抗震設計。

面對以上這些存在的典型問題，高層建筑在抗震設計中必須予以重視，以消減地震來臨時可能造成的損害，降低安全隱患，提升建筑抗震性能。

2 解決高層建筑抗震設計問題的對策

高層建筑的抗震設計要考慮結構規則性，符合抗震概念設計要求，對建筑進行合理布置。有研究表明，地震災害中抗震效果最好的結構類型為平立面簡單且結構對稱的建筑，這種設計結構容易估計模擬地震反應，在采取相對應的抗震措施方面也較為方便，易于對細節部分加強處理。結構設計中考慮規則性就需要在承載力的分布、平立面外形與尺寸、抗側力構建布置等多個方面進行設計研究，以達到抗震設計需求，結構鋼度、建筑質量分布均勻，且有足夠的扭轉鋼度消減扭轉效應，滿足豎向上重力荷載分布需求，最大限度的減少高層建筑結構內應力和豎向構件間差異變形帶來的不利影響。高層建筑的高寬比一般都較大，地震與風力作用下會產生較大的層間位移，有些甚至超過位移限值。目前建筑理論研究認為這些位移限值的大小主要與建筑材料、結構體系、側向荷載等因素密切相關，如鋼筋混凝土的位移限值就比鋼結構要更為嚴格，風力荷載限值比地震限值更加嚴格。因此，抗震設計時要深入分析并考慮高層建筑所處的地理位置和設計情況，確保其剛度滿足需求的情況水平荷載作用帶來位移不會超過限值以影響建筑的穩定性、承載力和使用功能。

大量實際案例表明，扭轉效應在地震中帶來的建筑損害十分巨大，所以抗震設計中必須控制扭轉效應，此類效應更容易發生在平面布置不規則且鋼心與質心不重合的高層建筑中，扭轉效應不僅導致水平位移和扭轉性破壞，甚至會引發建筑整體倒塌，所以設計時計算扭轉系數并予以修正十分關鍵。高層建筑在扭轉作用力下各片抗側力結構層間變形不同，位移不同，剛度變化與剛度中心的變化也會帶來巨大差異，所以，要分別針對各層的扭轉系數進行計算并修正，以規避各層結構的偏心距和扭矩發生改變[3]。計算中要嚴格控制位移比和周期比兩個指標，在無法滿足結構參數時進行分析調整。面對周期比不能滿足要求的情況可適當通過加大抗側力構建界面或增加構建數量的辦法予以解決，消減鋼心和質心的偏差，增大建筑結構的抗扭剛度。減少地震能量輸入的設計在高層建筑中應用較為普遍，這種設計能夠滿足地震作用下高層建筑的變形要求，符合位移限值和位移延性比要求，滿足結構位移和構件變形需求，消減地震對建筑的損害作用。在建筑結構設計中，要選擇合理的結構類型，滿足抗震需求前提下保障建筑結構性能，盡可能的設置多道抗震放線，以最大限度的吸收和耗散地震能量，提升建筑抗震性能，減少地震帶來的損害[4]。

總之，高層建筑的抗震設計方法和技術處在不斷進步中，要結合建筑實際情況設計抗震結構，以消減地震作用力，增強建筑抗震性能。

參考文獻：

[1]郭霞飛.高層建筑結構抗震設計思想與工程實例分析[J].四川建材，2010（3）.

[2]徐培福，戴國瑩.超限高層建筑結構基于性能抗震設計的研究[J].土木工程學報，2012（1）.

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【關鍵詞】高層建筑；抗震設計；城市化建設；建筑工程；建筑物

1概述

高層建筑工程屬于我國當前國家建筑事業中的重要組成部分之一，人民生活水平的不斷提高，使得人民逐漸開始關注高層建筑物的安全性問題。由于高層的建筑工程具有底部結構受力很大、上部結構受力較小的特性，只有做好高層建筑工程的設計工作，才能使其具備穩定性，以免在地震等自然災害來臨時受到侵害，甚至發生安全事故。因此，做好高層建筑物的抗震設計十分關鍵。

2 高層建筑工程在抗震設計方面存在的不足

2.1 高層建筑工程設計結構與抗震設計間存在矛盾隨著人民生活水平的提高，對建筑的外觀造型也提出了更多美學的要求。因此，近年來，各種形狀不規則的高層建筑物屢見不鮮。對這些外觀具有豐富美感的不規則高層建筑物，在進行結構的設計時便產生了一定的難度。加之我國的設計人員在這樣的高難度設計中存在一定不足，因此，導致不規則的高層建筑物表面出現不均衡、實際長度與設計不符等問題，進而導致在抗震設計時，建筑物的不規則結構使其難于找到設計和施工的均衡點，而這些問題的存在對高層建筑物的整體安全性帶來了很大的安全隱患。

2.2 高層建筑工程受力體系對建筑物的整體設計產生不利影響

在對高層建筑工程項目進行設計的過程中，由于高層建筑工程的負重結構不同，會產生不一樣的受力體系。但是，在這樣的情況下，如果在對高層建筑物進行設計時充分地考慮其負重結構以及受力體系，便會出現高層建筑物的受力體系建設和高層建筑物的抗震出現矛盾的現象。當高層建筑物的受力結構出現復雜化，會在一定程度上降低高層建筑物的抗震性能，進而影響其整體穩定性。

2.3 高層建筑工程準備資料不充分導致抗震設計出現缺陷

高層建筑工程準備資料不充分主要體現在對施工現場以及附近區域的地質等資料掌握不夠，進而導致抗震設計出現缺陷。在市場經濟體制的要求下，部分建設等參建單位為了提高自身的經濟利益，在縮短施工工期方面存在準備不充分等問題。比如，在工程開工之前，并

未安排相關人員對施工現場、附近區域的環境條件和地質條件等情況進行充分的調查和分析，最終因急于開工而為高層建筑工程的施工質量埋下安全隱患。

3 高層建筑工程抗震的設計要點

3.1 對高層建筑的施工場地進行合理處理

當前，在對高層建筑工程進行關于地震安全性能方面的評價時，會依照評價結果來制定高層建筑工程的抗震要求，進而確定抗震設防的具體措施。如果高層建筑工程項目建設在比較軟弱的地基之上，地基的不穩定性會導致高層建筑物在投入使用時出現傾斜甚至是倒塌的危險。因此，在高層建筑工程施工之前，相關單位應該做好選址工作，只有選用地基穩定的施工場地，才能為建設出高質量同時具有抗震功能的高層建筑工程創造前提條件。

3.2 選擇使用更為科學的建筑結構形式

在高層建筑工程項目中，通常會采用混凝土結構、鋼結構或者鋼混混合的結構形式。在這樣的前提下，施工單位應該注重結合不同建設地區和不同的抗震要求來選擇與之相適宜的結構形式。近年來，建筑工程的高度也在逐漸增加，受地震等作用的負面影響，如果建筑物穩定性不夠，則會出現水平位移等問題。因此，高層建筑結構側移度要求逐漸提高。基于抗震的角度而言，建筑結構的體系選擇應該考慮到結構的側移度，只有選擇適當的側移度，才能對高層建筑物的穩定性進行較好的控制。同時，建筑結構的不同，也會產生不同的受力。在這一因素的影響下，高層建筑結構所產生的側移度也會出現差距較大的現象。因此，為保證高層建筑的結構側移度能夠達到抗震的設計要求，設計人員應該對各種建筑的結構體系以及高度要求進行詳細的了解，進而保證建筑結構的選擇更加科學和合理。

3.3 保證高層建筑工程的整體性設計質量

基于抗震的角度出發，做好高層建筑工程的整體性設計工作十分重要。比如，高層建筑物的整體承載度、整體穩定性和整體延伸性等。同時，在對高層建筑工程進行設計時，為提高高層建筑的整體安全性，設計人員應該增加對建筑物的薄弱部分重視度，提高高層建筑物的整體抗震性能。在地震發生的情況下，為保證高層建筑物不受到地震的破壞，就要求高層建筑物的構件具有能夠承受很強沖擊力的性能，尤其是高層建筑物的薄弱部分，一旦出現問題，將會導致整個建筑物難以承受地震的侵襲。這就要求設計人員應該對建筑物的薄弱部分進行仔細觀察、認真分析，采取有效的預防措施進行加固，并對建筑物的承載力以及彈性受力處的均衡位置進行相應處置，進而確保建筑物能夠承受地震的強力性破壞。

3.4 對高層建筑進行多層次抗震的設計

對于高層建筑物而言，良好的抗震體系需要多個延伸性能好的分體支持，因此，基于抗震的角度出發，對高層建筑進行多層次抗震的設計十分可行。與此同時，還應該保證高層建筑物的主要耗能構件具有符合規范要求的延伸性以及剛柔性，這樣便可以有效減緩地震產生的能量，同時，也可以提高高層建筑工程的整體性能。除此之外，對于高層建筑物內部的構件間的關系也應該進行足夠重視，對于高層建筑物的每一樓層而言，在其使用的耗能構件出現屈服情況后，需要對其彈性進行相應檢測，進而使其具有較長時間的抗倒塌和傾斜能力。

3.5 提升高層建筑抗震設計工作人員的專業水平

基于抗震的角度出發，提升高層建筑抗震設計工作人員的專業水平十分重要。但是，比較國外發達國家而言，我國在高層建筑工程的抗震設計水平仍然存在一定程度的不足之處，比如高層建筑物的設計方案不科學等。由于抗震設計工作中存在缺陷，不僅會增加高層建筑物的結構自重，同時也會致使施工材料增加，進而造成資源的浪費。為了有效提高高層建筑的抗震性能，一方面，設計人員應該堅持以科學的抗震理論為指導，并把高層建筑物的剛度和承載力作為抗震設計的重要目標；另一方面，設計人員應該保證高層建筑結構的設計盡量簡單，并保證建筑結構的傳力途徑便捷，進而確保高層建筑物的整體結構與子結構間實現協調性，最終提高高層建筑物的抗震能力。除此之外，相關單位也應該注重對設計人員的培養。比如，組織設計工作人員定期進行專業技術培訓，增加設計工作人員的業務知識，并組織一些參觀、訪問等學習活動，增加設計工作人員的知識貯備量，使設計工作人員及時了解設計行業的最新設計方法和規范，進而使其更好地進行抗震設計工作。

4 結語

綜上所述，做好對高層建筑的抗震設計十分重要。近年來，我國經濟的發展促使城市人口增加，對住房也產生了更大的需求。在這一情況下，如果不能保質保量地對高層建筑進行設計，將會給建筑物的日后投入使用埋下安全隱患，直接與人民的生命和財產安全息息相關。同時，進行高層建筑工程抗震設計的工作人員也應該不斷提升自身的專業技術水平，總結抗震設計經驗，嚴格按照高層建筑設計的相關規范和要求進行抗震設計，以確保設計質量合格，進而保證高層建筑工程在投入后的安全使用性，使其高品質地為人民服務。

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關鍵詞：高層建筑結構； 抗震設計；

一、引言

建筑抗震的實踐表明，高層建筑物如果缺乏良好的抗震設計，沒有良好的總體布置方案，僅僅依靠結構抗震計算，采取抗震構造措施是遠遠不夠的，不能達到良好的抗震效果。當較強地震發生的時候，高層建筑物無法發揮很好的抗震效果，不能起到降低震害的效果。因此，在高程建筑設計的實際工作中，為了提高設計水平，保證高層建筑的強度和質量，提高高層建筑的抗震能力，必須重視取相應的策略，從多個方面入手，優化高層建筑結構的抗震設計，提高建筑結構的抗震能力，為人們的生產生活創造良好的條件。文章結合高層建筑的設計情況，主要探討分析了抗震優化設計的相關問題，并提出了具體的提高高層建筑結構抗震能力的策略，以供實際工作進行參考和借鑒。

二、高層建筑結構抗震設計準則

抗震設計要剛柔相濟，選擇合適的結構形式，在增加結構剛度的同時也要增強地震作用，需要確定合理的抗震措施。保證結構的抗震性能主要是確保建筑物滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標。在地震力作用下，要求結構保持在彈性范圍內正常使用。建筑物的變形破壞性態后不能發生很大的變化，經簡單的修復后可正常使用。隨著建筑物高度的增加，允許結構進入彈塑性狀態，但必須保證結構整體的安全。因此，六級以上必須進行抗震設計。每次強震之后都會伴隨多次余震，在建筑抗震設計過程中如果若一味的提高結構抗力，就會增加結構剛度。所以，建筑物在地震過程中既能滿足變形要求，又能減小地震力的雙重目標。因此，只有這樣才能使建筑物抗震設計過程中防止造成建筑物局部受損。建筑物的抗震結構體系如果剛度太柔，首次被破壞后而余震來臨時其結構將因損傷，結構構件協同工作來抵擋地震作用容易導致建筑物過大形變而不能使用。延性較好的分體系組成，地震發生時不會發生整體傾覆。因此，由若干個在地震發生時由具有較好延性。

三、 高層建筑結構抗震設計的關鍵問題

對于高層建筑來說，提高其抗震能力無疑是其十分重要的工作。而要提高抗震能力，首先就得做好設計工作，優化抗震設計，把握好其中的關鍵問題。具體來說，這些關鍵問題包括以下幾個方面。

1. 場地選擇。場地的選擇對高層建筑結構的抗震能力會產生直接的影響。如果場地選擇不好，不僅影響高層建筑的抗震性能，還會給人們的生產生活帶來極大的不便。具體來說，在進行場地選擇的時候，應該選擇有利于抗震的場地，避開危險地段，避開對高層建筑結構抗震不利的地段。選擇地段安全、地基穩定的地段。如果確實不能避開不良地段的話，為了提高高層建筑的抗震性能，就必須采取相應的促使對地段進行處理和加工，以滿足施工的要求，提高高層建設結構的抗震能力。

2. 結構體系選擇。第一，結構體系需要避免對高層建筑整體抗震產生不利影響。在進行設計的時候，需要考慮不能因為部分結構的破壞而導致整個高層建筑結構抗震能力下降或者喪失。即使某一構件停止工作，但是其他的構件卻不能失去效能，以免影響整個高層建筑物的抗震能力。第二，結構體系需要有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳播途徑。第三，結構體系必須具備良好承載能力、變形能力、消耗地震能量的能力。由于鋼筋混凝土結構具有上述良好的能力，所以在高層建筑結構設計中，需要使用鋼筋混凝土結構。第四，結構體系需要具

有合理的剛度和強度。這是應對地震，降低地震給高層建筑物帶來損害的必備條件。

3. 結構的規則性。在高層建筑結構抗震設計中，還需要重視建筑平面布置的規則性。在平面布置上需要注意符合抗震的設計原則，采用規則的設計方案，不能采用不規則的方案。結構的規則性主要表現在高層建筑主體抗側力結構上，尤其需要注意以下四個問題。第一，高層建筑主體抗側力結構需要注意兩個主軸方向的剛度需要比較接近，其變形特性還需要比較的相似。第二，高層建筑主體抗側力結構構成變化比較均勻，不應當有突變的情況發生。第三，從高層建筑主體抗側力結構的平面布置來看，需要注意的是，應該注意同一主軸方向的各片抗側力結構剛度盡量均勻，這樣有利于高層建筑整體的抗震性能的發揮。第四，高層建筑主體抗側力結構的平面布置需要注意，中央核心和周邊結構的剛度協調均勻，以避免產生過大的扭曲變形。

四、高層建筑結構抗震的設計探討

高層建筑結構抗震的設計，指在注意總體布置上的大原則，進行結構設計時，顧及到關鍵部位的細節構造，全面合理地解決結構設計中的基本問題。需著眼于結構的總體地震反應，從根本上提高結構的抗震能力，按照結構的破壞過程。

1. 建筑場地的選擇

選擇有利的建筑場地，最好選擇有利地段，為減輕高層建筑物的震害。當無法避開時，避開對建筑抗震不利的地段，在選址時，不應在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。應加強地基勘察，應采取有效措施。對于不利地段，這就考慮了地震因場地條件間接引起結構破壞的原因。盡量避開不利地質環境，結構工程師應提出避開要求，如活動斷層、溶洞、局部突出的山包等。

2. 建筑的平、立面布置

根據新的《建筑抗震設計規范（GB50011―2001），持力層的選擇對建筑物的安全至關重要。要求建筑的形狀及抗側力構件的平面布置宜規則的整體性，不宜用軸壓比很大的鋼筋混凝土框架柱作為第一道防線。在相同的地震力作用下，又要考慮抗震的要求。多道抗震防線，避免采用嚴重不規則的設計方案。增大建筑物的固有周期，選擇基礎方案時，以減少輸入主體結構的地震能量。受力性能比較明確，必要的強度的剛度和強度分布，既要考慮經濟合理，達到減輕主體結構破壞的目的。

3. 抗震結構體系

抗震結構體系體型是抗震設計中應考慮的最關鍵問題，結合設計、經濟條件綜合考慮與確定，結構體系應具有多道抗震防線，應優先選用不承受重力荷載的構件如框架填充墻構件。應根據建筑類因素，抗震結構體系必須具有合理的地震作用傳遞途徑，可避免因部分構件破壞而導致整個體系喪失抗震能力?？拐鸶拍钤O計在選擇建筑結構的方案和采取抗震措施時，首先要考慮地震動的性質及其對建筑影響，將橡膠墊層放置于上部建筑物與基礎之間，應注意地震的不確定性及其一定的規律性，用以吸收震能量。

五、結語

文章結合高層建筑的設計，介紹了其結構抗震優化設計的關鍵問題，并分析了提高高層建筑結構抗震設計的具體措施，以期能夠為高層建筑抗震設計的實際工作提供借鑒和指導。然而，高層建筑結構抗震優化設計是一個不斷發展和進步的過程，隨著新技術的運用和實際經驗的總結，高層建筑結構抗震設計必將得到進一步的發展。今后在實際工作中，我們需要重視經驗的積累和總結，并注重創新，以更好的推動高層建筑結構抗震優化設計的發展，為人們的生產生活創造良好的條件。

參考文獻

[1]劉光紳，吳建奇.建筑結構抗震設防設計中的若干問題探討[J].山西建筑，2010（3）.