建筑抗震設(shè)計基本原理

李春祥男博士、教授、博士生導(dǎo)師。

專業(yè):結(jié)構(gòu)工程。

主要研究領(lǐng)域：鋼結(jié)構(gòu)、超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)、超高層建筑鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)橋梁---分析與設(shè)計理論(碩士生-研究方向)，Self-centering鋼結(jié)構(gòu)---分析與設(shè)計理論(博士生-研究方向),鋼結(jié)構(gòu)施工模擬分析；土木工程抗震、抗風與振動控制；超高層建筑風荷載隨機和CFD模擬的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)；超高層建筑的動力響應(yīng)監(jiān)控與系統(tǒng)識別(無線傳感技術(shù)、GPS技術(shù)、可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù))。

第二章建筑抗震設(shè)計基本原理

第一節(jié)建筑抗震設(shè)防分類第二節(jié)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計基本思想第三節(jié)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計基本要求第四節(jié)結(jié)構(gòu)的抗震性能第五節(jié)結(jié)構(gòu)抗震的概念設(shè)計第六節(jié)結(jié)構(gòu)計算軟件的基本要求第七節(jié)結(jié)構(gòu)抗震等級(JGJ3-2001高層砼規(guī)程)第八節(jié)地下室抗震設(shè)計第一節(jié)建筑抗震設(shè)防分類

抗震設(shè)防分類 抗震設(shè)防分類Seismicfortificationcategoryforstructures

根據(jù)建筑遭遇地震破壞后，可能造成人員傷亡、直接和間接經(jīng)濟損失、社會影響的程度及其在抗震救災(zāi)中的作用等因素，對各類建筑所做的設(shè)防類別劃分?？拐鹪O(shè)防烈度Seismicfortificationintensity

按國家規(guī)定的權(quán)限批準作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。一般情況下，取50年內(nèi)超越概率10%的地震烈度。

抗震設(shè)防標準Seismicfortificationcriterion

衡量抗震設(shè)防要求高低的尺度，由抗震設(shè)防烈度或設(shè)計地震動參數(shù)及建筑抗震設(shè)防類別確定。

抗震措施(seismicfortificationmeasures):除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設(shè)計內(nèi)容，包括抗震構(gòu)造措施?？拐饦?gòu)造措施(detailsofseismicdesign):

根據(jù)抗震概念設(shè)計原則，一般不需計算而對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細部要求?；疽?guī)定

一、建筑抗震設(shè)防類別劃分，應(yīng)根據(jù)下列因素的綜合分析確定：1建筑破壞造成的人員傷亡、直接和間接經(jīng)濟損失及社會影響的大小。2城鎮(zhèn)的大小、行業(yè)的特點、工礦企業(yè)的規(guī)模。3建筑使用功能失效后，對全局的影響范圍大小、抗震救災(zāi)影響及恢復(fù)的難易程度。4建筑各區(qū)段的重要性有顯著不同時，可按區(qū)段劃分抗震設(shè)防類別。下部區(qū)段的類別不應(yīng)低于上部區(qū)段。5不同行業(yè)的相同建筑，當所處地位及地震破壞所產(chǎn)生的后果和影響不同時，其抗震設(shè)防類別可不相同。注：區(qū)段指由防震縫分開的結(jié)構(gòu)單元、平面內(nèi)使用功能不同的部分、或上下使用功能不同的部分。二、建筑工程應(yīng)分為以下四個抗震設(shè)防類別：1特殊設(shè)防類：指使用上有特殊設(shè)施，涉及國家公共安全的重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進行特殊設(shè)防的建筑。簡稱甲類。2重點設(shè)防類：指地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以及地震時可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標準的建筑。簡稱乙類。3標準設(shè)防類：指大量的除1、2、4款以外按標準要求進行設(shè)防的建筑。簡稱丙類。4適度設(shè)防類：指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑。簡稱丁類。三、各抗震設(shè)防類別建筑的抗震設(shè)防標準，應(yīng)符合下列要求：1標準設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用，達到在遭遇高于當?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震影響時不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴重破壞的抗震設(shè)防目標。2重點設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為9度時應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基礎(chǔ)的抗震措施，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。同時，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。3特殊設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為9度時應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施。同時，應(yīng)按批準的地震安全性評價的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用。4適度設(shè)防類，允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當降低其抗震措施，但抗震設(shè)防烈度為6度時不應(yīng)降低。一般情況下，仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。 注：對于劃為重點設(shè)防類而規(guī)模很小的工業(yè)建筑，當改用抗震性能較好的材料且符合抗震設(shè)計規(guī)范對結(jié)構(gòu)體系的要求時，允許按標準設(shè)防類設(shè)防。四、本標準僅列出主要行業(yè)的抗震設(shè)防類別的建筑示例；使用功能、規(guī)模與示例類似或相近的建筑，可按該示例劃分其抗震設(shè)防類別。本標準未列出的建筑宜劃為標準設(shè)防類。

防災(zāi)救災(zāi)建筑

一、本章適用于城市和工礦企業(yè)與防災(zāi)和救災(zāi)有關(guān)的建筑。二、防災(zāi)救災(zāi)建筑應(yīng)根據(jù)其社會影響及在抗震救災(zāi)中的作用劃分抗震設(shè)防類別。三、醫(yī)療建筑的抗震設(shè)防類別，應(yīng)符合下列規(guī)定：1三級醫(yī)院中承擔特別重要醫(yī)療任務(wù)的門診、醫(yī)技、住院用房，抗震設(shè)防類別應(yīng)劃為特殊設(shè)防類。2二、三級醫(yī)院的門診、醫(yī)技、住院用房，具有外科手術(shù)室或急診科的鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院的醫(yī)療用房，縣級及以上急救中心的指揮、通信、運輸系統(tǒng)的重要建筑，縣級及以上的獨立采供血機構(gòu)的建筑，抗震設(shè)防類別應(yīng)劃為重點設(shè)防類。3工礦企業(yè)的醫(yī)療建筑，可比照城市的醫(yī)療建筑示例確定其抗震設(shè)防類別。四、消防車庫及其值班用房，抗震設(shè)防類別應(yīng)劃為重點設(shè)防類。五、20萬人口以上的城鎮(zhèn)和縣及縣級市防災(zāi)應(yīng)急指揮中心的主要建筑，抗震設(shè)防類別不應(yīng)低于重點設(shè)防類。 工礦企業(yè)的防災(zāi)應(yīng)急指揮系統(tǒng)建筑，可比照城市防災(zāi)應(yīng)急指揮系統(tǒng)建筑示例確定其抗震設(shè)防類別。六、疾病預(yù)防與控制中心建筑的抗震設(shè)防類別，應(yīng)符合下列規(guī)定：1承擔研究、中試和存放劇毒的高危險傳染病病毒任務(wù)的疾病預(yù)防與控制中心的建筑或其區(qū)段，抗震設(shè)防類別應(yīng)劃為特殊設(shè)防類。

2不屬于1款的縣、縣級市及以上的疾病預(yù)防與控制中心的主要建筑，抗震設(shè)防類別應(yīng)劃為重點設(shè)防類。七、作為應(yīng)急避難場所的建筑，其抗震設(shè)防類別不應(yīng)低于重點設(shè)防類。第二節(jié)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本思想

近20年來，世界不少國家的抗震設(shè)計規(guī)范，都采用了這樣一種抗震設(shè)計思想：在建筑使用壽命期限內(nèi)，對不同頻度和強度的地震，要求建筑具有不同的抵抗地震的能力。即對較小的地震，由于其發(fā)生的可能性大，因此遭遇到這種多遇地震時，要求結(jié)構(gòu)不受損壞，這在技術(shù)和經(jīng)濟上都是可以做到的；

對于罕遇的強烈地震，由于其發(fā)生的可能性小，當遭遇到這種地震時，要求做到結(jié)構(gòu)不受損壞，這在經(jīng)濟上是不合算的。比較合理的做法是，應(yīng)當允許損壞，但在任何情況下結(jié)構(gòu)不應(yīng)倒塌。一、建筑結(jié)構(gòu)的三水準抗震設(shè)防要求

建筑結(jié)構(gòu)采用三個水準進行抗震設(shè)防，其要求是：

“小震不壞，中震可修，大震不倒”。 具體說是：第一水準，即多遇地震，從地震出現(xiàn)的頻度來看約為50年一遇

第一水準-剛度設(shè)計準則：建筑在其使用期間，對遭遇頻率較高、強度較低的地震－多遇地震時，建筑不損壞，不需要修理，結(jié)構(gòu)應(yīng)處于彈性狀態(tài)。第一水準，即多遇地震，從地震出現(xiàn)的頻度來看約為50年一遇

可以假定結(jié)構(gòu)服從線性彈性理論，用彈性反應(yīng)譜進行地震作用計算，按承載力要求進行截面設(shè)計，并控制結(jié)構(gòu)的彈性變形符合規(guī)范要求－主要是為了防止較脆的且只能承受有限變形的非結(jié)構(gòu) 構(gòu)件的破壞。第二水準，即基本烈度設(shè)防地震，從地震出現(xiàn)的頻度來看約為475年一遇第二水準－強度設(shè)計準則

建筑結(jié)構(gòu)在基本烈度的地震作用下，允許結(jié)構(gòu)達到或超過屈服極限（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生裂縫），結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彈塑性變形，依靠結(jié)構(gòu)的塑性耗能能力，使結(jié)構(gòu)得以保持穩(wěn)定保存下來，經(jīng)過修復(fù)還可使用。第二水準，即基本烈度設(shè)防地震，從地震出現(xiàn)的頻度來看約為475年一遇

此時，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計應(yīng)按變形要求進行。允許非結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到破壞，但必須保證主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件不受明顯損壞，以避免進行困難、昂貴的修復(fù)工作。要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強度。第三水準，即罕遇地震，從地震出現(xiàn)的頻度來看約為2000年一遇的強烈地震第三水準－延性設(shè)計準則－要求結(jié)構(gòu)能經(jīng)受較大的非彈性變形 在預(yù)先估計到的罕見強烈地震作用下，結(jié)構(gòu)進入彈塑性大變形狀態(tài)，部分產(chǎn)生破壞，但應(yīng)防止結(jié)構(gòu)倒塌，避免危及生命安全。這一階段應(yīng)考慮防倒塌的設(shè)計。

二、二階段抗震設(shè)計

二階段抗震設(shè)計是對三水準抗震設(shè)計思想的具體實施。通過二階段設(shè)計中第一階段對構(gòu)件截面承載力驗算和第二階段對彈塑性變形驗算，并與概念設(shè)計和構(gòu)造措施相結(jié)合，從而實現(xiàn)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震要求。第一階段設(shè)計第一階段設(shè)計：對于建筑結(jié)構(gòu)，首先應(yīng)滿足第一、二水準的抗震要求。 為此，首先應(yīng)按多遇地震(即第一水準，比設(shè)防烈度約低1.55度)的地震動參數(shù)計算地震作用，進行結(jié)構(gòu)分析和地震內(nèi)力計算，考慮各種分項系數(shù)。第一階段設(shè)計

根據(jù)荷載組合值系數(shù)進行荷載與地震作用產(chǎn)生內(nèi)力的組合，進行截面配筋計算和結(jié)構(gòu)彈性位移控制。第一階段設(shè)計

并相應(yīng)采取構(gòu)造措施保證結(jié)構(gòu)的延性，使之具有與第二水準(設(shè)防烈度)相應(yīng)的變形能力，從而實現(xiàn)“小震不壞”和“中震可修”。

這一階段設(shè)計對所有抗震設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)都必須進行(圖2-1)。確定場地類別和特征周期值確定結(jié)構(gòu)形式,初選截面,計算重力荷載及其組合計算結(jié)構(gòu)的動力特性計算結(jié)構(gòu)地震作用:1.底部剪力法;2.振型分析法(非藕聯(lián)或藕聯(lián));3.豎向地震作用(有些結(jié)構(gòu));4.動力時程分析法計算構(gòu)件地震作用效應(yīng)及其他荷載效應(yīng)組合結(jié)構(gòu)彈性位移控制及構(gòu)件截面設(shè)計按規(guī)范要求采取抗震措施彈塑性變形驗算結(jié)束第二階段設(shè)計第二階段設(shè)計第二階段設(shè)計：對地震時抗震能力較低、容易倒塌的建筑結(jié)構(gòu)(例如純框架結(jié)構(gòu))以及抗震要求較高的建筑結(jié)構(gòu)(例如甲類建筑)，要進行易 損部位(薄弱層)的彈塑性變形驗算，第二階段設(shè)計 并采取措施提高薄弱層的承載力或增加變形能力，使薄弱層的塑性水平變位不超過允許的變位。

這一階段設(shè)計主要是對甲類建筑和特別不規(guī)則的結(jié)構(gòu)(圖2-2)。

第二階段設(shè)計求樓層屈服強度系數(shù)以確定樓層的薄弱部位計算層間彈塑性位移:1.簡化法;2.時程分析法層間彈塑性位移驗算改變截面或配筋采取增加延性的措施結(jié)束第三節(jié)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本要求一、抗震結(jié)構(gòu)體系抗震結(jié)構(gòu)體系要求受力明確、傳力合理且傳力路線不間斷，使結(jié)構(gòu)的抗震分析更符合結(jié)構(gòu)在地震時的實際表現(xiàn)，對提高結(jié)構(gòu)的抗震性能十分有利，是結(jié)構(gòu)選型與布置結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系時首先考慮的因素之一。合理選擇結(jié)構(gòu)體系。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一般來說純框架結(jié)構(gòu)抗震能力較差；框架-剪力墻結(jié)構(gòu)性能較好；剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)具有良好的空間整體性，剛度也較大，歷次地震中震害都較小。平面布置力求簡單、規(guī)則、對稱，避免應(yīng)力集中的凹角和狹長的縮頸部位；避免在凹角和端部設(shè)置樓電梯間；避免樓電梯間偏置，以免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的影響。豎向體型盡量避免外挑，內(nèi)收也不宜過多、過急，力求剛度均勻漸變，避免產(chǎn)生變形集中。不僅主體結(jié)構(gòu)，而且非結(jié)構(gòu)墻體(特別是磚砌體填充墻)的不規(guī)則、不連續(xù)布置也可能引起剛度的突變。二、抗震結(jié)構(gòu)的承載力/變形能力/剛度

結(jié)構(gòu)的承載力、剛度要適應(yīng)在地震作用下的動力要求，并應(yīng)均勻連續(xù)分布。

在一般靜力設(shè)計中，任何結(jié)構(gòu)部位的超強設(shè)計都不會影響結(jié)構(gòu)的安全。但是，在抗震設(shè)計中，某一部分結(jié)構(gòu)的超強，就可能造成結(jié)構(gòu)的相對薄弱部位。

因此，抗震設(shè)計中要嚴格遵循該強的就強，該弱的就弱原則，不得任意加強，以及在施工中以大代小、以高鋼號代低鋼號改變配筋，如必須代換時，應(yīng)按鋼筋抗拉承載力設(shè)計值相等的原則進行換算。頂層、中間樓層取消部分墻柱形成大空間層后，要調(diào)整剛度并采取構(gòu)造加強措施。底層部分剪力墻變?yōu)榭蛑е蛉∠糠种雍?，比上層剛度削弱更為不利，?yīng)專門考慮抗震措施。高層建筑突出屋面的塔樓必須具有足夠的承載力和延性，以承受高振型產(chǎn)生的鞭梢效應(yīng)影響。必要時可以采用鋼結(jié)構(gòu)或型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。

節(jié)點的承載力和剛度要與構(gòu)件的承載力與剛度相適應(yīng)。節(jié)點的承載力應(yīng)大于構(gòu)件的承載力。要從構(gòu)造上采取措施防止反復(fù)荷載作用下承載力和剛度過早退化。構(gòu)件設(shè)計應(yīng)采取有效措施防止脆性破壞，保證構(gòu)件有足夠的延性。脆性破壞指剪切、錨固和壓碎等突然而無事先警告的破壞形式。

設(shè)計時應(yīng)保證抗剪承載力大于抗彎承載力，按“強剪弱彎”的方針進行配筋。 為提高構(gòu)件的抗剪和抗壓能力，加強約束箍筋是有效措施。保證地基基礎(chǔ)的承載力、剛度和有足夠的抗滑移、抗轉(zhuǎn)動能力，使整個高層建筑成為一個穩(wěn)定的體系，防止產(chǎn)生過大的差異沉降和傾覆。保證結(jié)構(gòu)有足夠剛度，限制頂點和層間位移。在小震時，應(yīng)防止過大位移使結(jié)構(gòu)開裂，影響正常使用；中震時，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)不致于嚴重破壞，可以修復(fù)；在強震下，結(jié)構(gòu)不應(yīng)發(fā)生倒塌，也不能因為位移過大而使主體結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定或基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動過大而傾覆。三、抗震結(jié)構(gòu)的彈性水平位移控制

彈性位移角控制－層間位移角限值:即需滿足層間位移角的限值。指最大層間位移與層高之比，第i層的指第i層和第i－1層在樓層平面各處位移差

中的最大值。由于建筑結(jié)構(gòu)在水平力作用下幾乎都會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，所以的最大值一般是在結(jié)構(gòu)單元的邊角部位。層間位移角不扣除整體彎曲轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的側(cè)移，抗震時可不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響。高度不大于150m的高層建筑，參見JGJ3－2002；超過250m的高層建筑＝1/500；150－250m的高層建筑按線性插值考慮。層間位移角控制是為保證在正常使用條件下結(jié)構(gòu)具有必要的剛度，

具體為：保證主結(jié)構(gòu)處于彈性受力狀態(tài)，對鋼筋砼結(jié)構(gòu)來講，要避免砼墻或柱出現(xiàn)裂縫；同時，將砼梁等樓面構(gòu)件的裂縫數(shù)量、寬度和高度限值在規(guī)范允許范圍內(nèi)。保證填充墻、隔墻、和幕墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完好， 避免產(chǎn)生明顯損傷。四、抗震結(jié)構(gòu)的多道抗震防線

抗震結(jié)構(gòu)在設(shè)計上和構(gòu)造上實現(xiàn)多道設(shè)防。如框架結(jié)構(gòu)采用強柱弱梁設(shè)計，梁屈服后柱仍能保持穩(wěn)定；框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計成連梁首先屈服，然后是墻肢，框架作為第三道防線；

剪力墻結(jié)構(gòu)通過構(gòu)造措施保證連梁先屈服，并通過空間整體性形成高次超靜定等。 高層建筑避免采用純框架結(jié)構(gòu)。

多道抗震防線指的是：第一，一個抗震結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作。

如框架-抗震墻體系是由延性框架和抗震墻二個系統(tǒng)組成；雙肢或多肢抗震墻體系由若干個單肢墻分系統(tǒng)組成。

第二，抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部贅余度，有意識地建立起一系列分布的屈服區(qū)，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，一旦破壞也易于修復(fù)。五、抗震薄弱層/部位的概念，也是抗震設(shè)計中的重要概念，包括：

結(jié)構(gòu)在強烈地震下不存在強度安全儲備，構(gòu)件的實際承載力分析(而不是承載力設(shè)計值的分析)是判斷薄弱層(部位)的基礎(chǔ)；

要使樓層（部位）的實際承載力和設(shè)計計算的彈性受力之比在總體上保持一個相對均勻的變化，一旦樓層（或部位）的這個比例有突變時，會由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中；要防止在局部上加強而忽視整個結(jié)構(gòu)各部位剛度、強度的協(xié)調(diào)；在抗震設(shè)計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。

六、抗震結(jié)構(gòu)的地震作用

地震的作用是相當復(fù)雜的，帶有很多不確定因素。即使在相同的設(shè)防烈度下(相同時)，不同的地震波使建筑產(chǎn)生的反應(yīng)不同，而且離散性很大。現(xiàn)行抗震規(guī)范給出的反應(yīng)譜曲線，也只是很多不同地震的實際反應(yīng)譜的平均數(shù)值，因此，將來遇到實際的地震時，其地震作用可能低于規(guī)范計算的數(shù)值，也可能高于這一數(shù)值，不能認為按反應(yīng)譜曲線計算得到的地震作用就是真正的、確實的數(shù)值。所以，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計必須多方面考慮，并留有充分的余地。

與風荷載作用的時間(常為幾十分鐘至幾個小時)相比，地震作用的時間是非常短促的，一次地震往往只經(jīng)歷幾十秒鐘，其中最強烈的振動可能只有幾秒鐘。

地震持續(xù)時間越長，破壞越嚴重。1985年9月墨西哥地震最大加速度達0.2g（g為重力加速度），持續(xù)時間長達3min之久，因而造成了嚴重的損失。衡量地震作用強烈程度目前常用地面運動的最大加速度作為標志，它就是建筑抗震設(shè)計時的基礎(chǔ)輸入最大加速度，其單位為重力加速度g（9.81m/s2）或Gal（gal＝10mm/s2）， 大體上，7度相當于最大加速度為100Gal，8度相當于200Gal，9度相當于400Gal。

結(jié)構(gòu)自振周期應(yīng)與地震動卓越周期錯開，避免共振造成災(zāi)害。地震動卓越周期又稱地震動主導(dǎo)周期，是根據(jù)地震時某一地區(qū)地面運動記錄計算出的反應(yīng)譜的主峰值位置所對應(yīng)的周期，

它是地震震源特性、傳播介質(zhì)和該地區(qū)場地條件的綜合反應(yīng)，并隨場地覆蓋土層增厚變軟而加長。在地震時，結(jié)構(gòu)因地面振動而產(chǎn)生慣性力，使建筑產(chǎn)生內(nèi)力，振動建筑會產(chǎn)生位移、速度和加速度。地震力大小與建筑的質(zhì)量與剛度有關(guān)。在同等的烈度和場地條件下，建筑的重量越大，受到地震力也越大，因此減小結(jié)構(gòu)自重不僅可以節(jié)省材料，而且有利于抗震。

同樣，結(jié)構(gòu)剛度越大、周期越短，地震作用也大，因此，在滿足位移限值的前提下，結(jié)構(gòu)應(yīng)有適宜的剛度。適當延長建筑的周期，從而降低地震作用，這會取得 很大的經(jīng)濟效益。目前，大多數(shù)建筑在抗震設(shè)計時，只對平面兩個正交方向分別進行單向地震作用計算，不考慮雙向、甚至三向地震的藕聯(lián)作用。實際上地震是非常復(fù)雜的三維振動，不僅在水平方向上x向與y向同時進行振動，而且還有顯著的豎向(z向)振動。僅就水平方向上的振動而言，也是極不規(guī)則的。豎向振動最大加速度可達到水平地震加速度的50％-60％，它對高層建筑、長懸臂結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)都有顯著的影響。

地震對建筑作用的顯著特點是與建筑本身和場地土的動力特性有關(guān)。七、抗震結(jié)構(gòu)的延性

有抗震設(shè)防要求的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載以外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震時不壞，中震可時修，大震時不倒塌。

即當遭遇到相當于設(shè)防烈度的地震時，有小的損壞，經(jīng)一般修理仍能繼續(xù)使用；當遭遇超設(shè)防烈度強震時，結(jié)構(gòu)有損壞，但不致使人民生命財產(chǎn)和重要機電設(shè)備遭受破壞，使結(jié)構(gòu)做到裂而不倒。建筑結(jié)構(gòu)是否具有耐震能力，主要取決于結(jié)構(gòu)所能吸收和消耗的地震能量。結(jié)構(gòu)抗震能力是由承載力和變形能力兩者共同決定的。

當結(jié)構(gòu)承載力較小，但具有很大延性，所能吸收的能量多，雖然較早出現(xiàn)損壞，但能經(jīng)受住較大的變形，避免倒塌。

但是，僅有較大承載力而無塑性變形能力的脆性結(jié)構(gòu)，吸收的能量少，一旦遭遇超過設(shè)防烈度的地震作用時，很容易因脆性破壞使房屋造成倒塌。

一個構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的延性用延性系數(shù)表達，一般用其最大允許變形與屈服變形的比值表達，變形可以是線位移、轉(zhuǎn)角或?qū)娱g側(cè)移，其相應(yīng)的延性，稱之為線位移延性、角位移延性和相對位移延性。

結(jié)構(gòu)延性的表達式：,

設(shè)為結(jié)構(gòu)屈服時荷載；則為結(jié)構(gòu)屈服荷載所對應(yīng)的變形； 為結(jié)構(gòu)極限荷載；為結(jié)構(gòu)極限荷載或降低10％時所對應(yīng)的最大允許變形(或)。

鋼筋混凝土是一種彈塑性材料，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有塑性變形的能力，當?shù)卣鹱饔孟陆Y(jié)構(gòu)達到屈服以后，利用結(jié)構(gòu)塑性變形來吸收能量。增加結(jié)構(gòu)的延性，不僅能削減地震反應(yīng)，而且提高了結(jié)構(gòu)抗御強烈地震的能力。

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的延性是通過試驗測定的，是由采取一系列的構(gòu)造措施實現(xiàn)的。因此，在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中必須嚴格執(zhí)行規(guī)范、規(guī)程中有關(guān)的構(gòu)造要求。從保證延性的重要性而言，抗震結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施比計算更重要。建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的延性要求為。為了保證結(jié)構(gòu)的延性，構(gòu)件要有足夠的截面尺寸，柱的軸壓比，梁和剪力墻的剪壓比，構(gòu)件截面配筋率要適宜，應(yīng)遵照規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定要求。

合理地控制結(jié)構(gòu)的非彈性部位(塑性鉸區(qū))，掌握結(jié)構(gòu)的屈服過程及最后形成的屈服機制。要采取有效措施防止過早的混凝土剪切破壞、鋼筋錨固滑移和混凝土壓碎 等脆性破壞。

為保證混凝土與鋼筋共同工作，必須使鋼筋有足夠的錨固長度和混凝土保護層厚度。在設(shè)計中無論柱、梁的縱向鋼筋、墻的分布鋼筋和樓板鋼筋，直徑宜細不宜粗，間距宜密不宜稀。

合理設(shè)置防震縫。一般情況下宜采取調(diào)整平面形狀與尺寸，加強構(gòu)造措施，設(shè)置后澆帶等方法盡量不設(shè)縫、少設(shè)縫。必須設(shè)縫時必須保證有足夠的寬度。

第四節(jié)結(jié)構(gòu)的抗震性能

一、構(gòu)件的抗震性能一般認為：當構(gòu)件吸收到一定值的地震能量以后，便會破壞。所吸收的能量E可由力-位移曲線的面積來表示。

當結(jié)構(gòu)是完全彈性時，位移是直線關(guān)系(圖-1)，當?shù)拿娣e達到一定數(shù)值時，構(gòu)件破壞；如果構(gòu)件有一定的塑性變形能力，則當吸收的地震能量相同時，受到的地震力較小(圖-2)；塑性變形的能力越大，則受到 地震力越小(圖-3)。如圖-1這種彈性變形的構(gòu)件，是以承載力為抗震能力； 而圖-2和圖-3這樣的構(gòu)件，具有較強的彈塑性變形能力，則是以非線性變形(延性)作為抗震能力。 在的條件下，有,相應(yīng)地。

即是說，可利用構(gòu)件的變形能力來降低地震的作用。如上所述，將構(gòu)件破壞時變形與屈服時變形的比值稱為構(gòu)件的延性系數(shù)。延性系數(shù)越大，結(jié)構(gòu)在強震作用下可以忍受大的塑性變形而不破壞倒塌，可以使地震作用更多地降下來。因此高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計和配筋構(gòu)造都要保證它具有足夠的延性。構(gòu)件的延性由以下因素來保證：

足夠的截面尺寸； 適宜的配筋； 充分的構(gòu)造措施。二、整個結(jié)構(gòu)的抗震性能

結(jié)構(gòu)整體的抗震性能取決于如下因素：

各構(gòu)件的承載能力和變形性能； 構(gòu)件之間連接構(gòu)造的合理性； 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性； 結(jié)構(gòu)的整體性和空間工作能力； 設(shè)有多道抗震設(shè)防系統(tǒng)； 非主要構(gòu)件的抗震能力。當結(jié)構(gòu)按保證強度(承載力)和保證變形(延性)兩種方法來進行抗震設(shè)計時，各種應(yīng)考慮的因素如下所示:從根本上說，建筑結(jié)構(gòu)的抗震驗算應(yīng)該是在強烈地震下彈塑性變形能力和承載力極限狀的驗算。 強烈地震下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性主要取決于承受變形的能力，而不僅僅是承載力。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件所需的變形能力與結(jié)構(gòu)構(gòu)件所具有的最大承載力也是有密切聯(lián)系的，而且是隨結(jié)構(gòu)類型和構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中所處部位的不同而不同的。

砌體結(jié)構(gòu)的變形能力較小，實現(xiàn)大震不倒需要有相對較高的承載力； 而變形能力較好的鋼結(jié)構(gòu)，所需的承載力則可能較低些。

房屋結(jié)構(gòu)的抗震驗算，與非抗震設(shè)計的明顯差異，主要表現(xiàn)在驗算范圍、作用效應(yīng)組合和承載力計算三個方面。第五節(jié)結(jié)構(gòu)抗震的概念設(shè)計

隨著建筑功能的多樣化和城市發(fā)展的需要：

(1)建筑的層數(shù)越來越多高度越來越大

(2)平面布置和立面布置越來越復(fù)雜

計算機技術(shù)和結(jié)構(gòu)分析軟件的發(fā)展

(1)普及

(2)結(jié)構(gòu)計算分析的精確度越來越高

(3)費用下降

若結(jié)構(gòu)嚴重不規(guī)則、整體性差,僅按目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算水平將難以保證結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計中不能陷入只憑計算的誤區(qū)，應(yīng)特別重視規(guī)范規(guī)程中有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的各種規(guī)定。

結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計對結(jié)構(gòu)的抗震性能將起決定性作用，因此，

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計首先必須遵循正確的抗震概念設(shè)計的思路，滿足抗震概念設(shè)計的要求，以此為基礎(chǔ)，再輔以必要的抗震計算。

抗震計算當然是很重要的，不可缺少的。但概念設(shè)計是抗震計算的前提和基礎(chǔ)。概念設(shè)計與抗震計算相比，起著更為決定性的作用，主要原因如下：地震地面運動的不確定性

由于當代科技水平的限制，作為抗震計算依據(jù)的設(shè)防烈度或相應(yīng)的設(shè)計基本地震加速度的劃分，還難以十分確切。

地震時，地震波從震源(斷層)傳遞至地面，必須經(jīng)過基巖的折射，土層中的非線性傳播，不同土層的濾波等，是一個極為復(fù)雜的、多變的、非線性的過程，導(dǎo)致地面運動的特征及地面加速度難以準確確定。

例如，美國學者曾分析了El-centro臺站上的15次地震記錄后指出，不同震源引起的地震加速度反應(yīng)譜差別很大。作為世界上對工程地震的研究最富有成果的美國圣費爾南多(SanFernando)地區(qū)，在圣費爾南多地震中，竟然有60％的發(fā)震斷層從未被發(fā)現(xiàn)過。

近幾十年來我國發(fā)生的大地震，大多數(shù)超過了原定的設(shè)防烈度，原為6度的地區(qū)，卻發(fā)生了遠遠超過6度的地震，造成嚴重的社會影響和重大的經(jīng)濟損失。

例如，原來都為6度的地區(qū)，1966年3月22日的河北邢臺地震，高達10度；1969年7月26日廣東陽江地震，高達8度；1975年2月4日遼寧海城地震，高達9度；1976年7月28日河北唐山地震，高達11度。

因此，設(shè)計者如果僅僅依據(jù)設(shè)防烈度進行的抗震計算結(jié)果完成抗震設(shè)計，有時是難以確保安全的。地震時地面運動的復(fù)雜性及對結(jié)構(gòu)的復(fù)雜影響尚未被掌握

地震時地面運動一般可分解為6個自由度,但世界各國至今只記錄到最簡單的水平分量和豎向分量的地面運動記錄，

尚未記錄到對結(jié)構(gòu)破壞也有很大影響的扭轉(zhuǎn)分量的地面運動記錄，至于其他多種多樣的復(fù)雜的地面運動分量及其組合作用，至今尚遠未被人們所掌握。

而目前的抗震計算，只是按照最簡單的水平或豎向進行計算，顯然與復(fù)雜地面運動的實際作用有所差別。地震時不同地面運動導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的機理的復(fù)雜性也尚未被掌握

例如，美國1971年2月9日圣費爾南多地震中，地面記錄顯示有兩個加速度峰值的脈沖，第一個脈沖的加速度值為0.06g，第 二個脈沖的加速度值為1.25g，

按照抗震計算的規(guī)定，必須取第二個脈沖作為最不利的計算值，但對某醫(yī)院的地震記錄及分析表明，造成該建筑物破壞的是第一個脈沖。類似的復(fù)雜例子不勝枚舉。

所以，根據(jù)目前的抗震計算所得到的結(jié)果，有時存在較大的誤差。結(jié)構(gòu)抗震計算理論目前尚未能充分反映地震時結(jié)構(gòu)反應(yīng)及破壞的復(fù)雜過程

地震時結(jié)構(gòu)的破壞是一個不斷變化的非線性的、累積性的復(fù)雜過程，

包括結(jié)構(gòu)及構(gòu)件從出現(xiàn)裂縫至嚴重損壞過程各種動力特性(結(jié)構(gòu)基本周期、剛度、阻尼等)的非線性變化；

結(jié)構(gòu)薄弱層或塑性鉸的出現(xiàn)、變形集中或轉(zhuǎn)移而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度和內(nèi)力的重分布； 結(jié)構(gòu)不同方向構(gòu)件的空間作用、藕聯(lián)作用、填充墻及其他非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響等等。

目前的抗震計算理論及相應(yīng)的抗震計算程序均把這些很復(fù)雜的影響因素簡單化或予以忽略，導(dǎo)致某些結(jié)構(gòu)抗震計算的分析結(jié)果與地震時結(jié)構(gòu)的實際反應(yīng)差別較大。

因此，僅僅根據(jù)抗震計算結(jié)果而完成的抗震設(shè)計，有時是片面的，甚至是不安全的。只有建立在正確的概念設(shè)計基礎(chǔ)上并輔以必要的抗震計算而完成的抗震設(shè)計，才能使結(jié)構(gòu)具有較可靠的抗震性能。

因為概念設(shè)計是根據(jù)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷真實地震考驗的經(jīng)驗總結(jié)或大型地震模擬試驗的分析結(jié)果而建立的，有些規(guī)律是目前的理論分析或理論計算所難以解釋或難以準確計算的。

結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的目標是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位，地震能量的耗散僅集中在極少數(shù)薄弱部位，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早破壞。

現(xiàn)有抗震設(shè)計方法的前提之一是假定整個結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用。 在此前提下，才能以多遇地震作用進行結(jié)構(gòu)計算，構(gòu)件設(shè)計并加以構(gòu)造措施，或采用動力時程分析進行驗算，試圖達到罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)不倒塌的目標。

一、結(jié)構(gòu)的簡單性結(jié)構(gòu)的簡單是指結(jié)構(gòu)在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑，結(jié)構(gòu)的計算模型、內(nèi)力和位移分析以及限制薄弱部位出現(xiàn)都易于把握，對結(jié)構(gòu)抗震性能的估計也比較可靠。二、結(jié)構(gòu)的規(guī)則和均勻性

沿建筑豎向，建筑造型和結(jié)構(gòu)布置比較均勻，避免剛度、承載能力和傳力途徑的突變，以限制結(jié)構(gòu)在豎向某一樓層或極少數(shù)幾個樓層出現(xiàn)敏感的薄弱部位。這些部位將產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或過大的變形，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早地倒塌。

建筑平面比較規(guī)則，平面內(nèi)結(jié)構(gòu)布置比較均勻，使建筑分布質(zhì)量產(chǎn)生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞，并使質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào)，限制質(zhì)量與剛度之間的偏心。

建筑平面規(guī)則、結(jié)構(gòu)布置均勻，有利于防止薄弱的子結(jié)構(gòu)過早破壞、倒塌，使地震作用能在各子結(jié)構(gòu)之間重分布，增加結(jié)構(gòu)的贅余度數(shù)量，發(fā)揮整個結(jié)構(gòu)耗散地震能量的作用。三、結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力

水平地震作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用。通常，可使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力。結(jié)構(gòu)的抗震能力則是結(jié)構(gòu)承載力及延性的綜合反映。

結(jié)構(gòu)剛度選擇時，雖可考慮場地特征，選擇結(jié)構(gòu)剛度,以減少地震作用效應(yīng)，但也要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大，過大的變形將會因效應(yīng)過大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

結(jié)構(gòu)除需要滿足水平方向的剛度和抗震能力外，還應(yīng)具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動的能力?，F(xiàn)有抗震設(shè)計計算中不考慮地震地面運動的扭轉(zhuǎn)分量，在概念設(shè)計中應(yīng)注意提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動的能力。

四、結(jié)構(gòu)的整體性

高層建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋對于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用。樓蓋相當于水平隔板，它不僅聚集和傳遞慣性力到各個豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)，

而且要使這些子結(jié)構(gòu)能協(xié)同承受地震作用，特別是當豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)布置不均勻或布置復(fù)雜或各抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)水平變形特征不同時，整個結(jié)構(gòu)就要依靠樓蓋使各抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)能協(xié)同工作。

樓蓋體系最重要的作用是提供足夠的面內(nèi)剛度和抗力，并與豎向各子結(jié)構(gòu)有效連接，當結(jié)構(gòu)空曠、平面狹長或平面凹凸不規(guī)則或樓蓋開大洞口時，更應(yīng)特別注意。

設(shè)計中不能誤認為，在多遇地震作用計算中考慮了樓板平面內(nèi)彈性變形影響后，就可削弱樓蓋體系。

高層建筑基礎(chǔ)的整體性以及基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的可靠連接是結(jié)構(gòu)整體性的重要保證。

地震作用效應(yīng)基本組合中，含有考慮抗震概念設(shè)計等的各種效應(yīng)調(diào)整系數(shù)。 例如用周期折減系數(shù)來反映某些難以準確計算的構(gòu)件剛度的影響；

出屋面小建筑地震剪力的增大；樓層地震剪力在抗側(cè)力構(gòu)件之間考慮樓蓋平面內(nèi)變形和多道防線的分配；交叉支撐中拉壓桿的內(nèi)力調(diào)整；剛度突變的軟弱層地震剪力調(diào)整；豎向不連續(xù)構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力調(diào)整等等。

混凝土結(jié)構(gòu)抗震措施中規(guī)定的內(nèi)力調(diào)整，例如強柱弱梁和強剪弱彎的內(nèi)力調(diào)整，是在基本組合后進行調(diào)整，也屬于考慮抗震概念設(shè)計的效應(yīng)調(diào)整。第六節(jié)多高層建筑結(jié)構(gòu)計算軟件的基本要求多高層建筑結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的三維空間受力體系，計算分析時應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)實際情況，選取能較準確地反映結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的實際受力狀況的力學模型。

對于平面和立面布置簡單規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)宜采用空間分析模型，可采用平面框架空間協(xié)同模型； 對剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和復(fù)雜布置的框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)采用空間分析模型。目前國內(nèi)商品化的結(jié)構(gòu)分析軟件所采用的力學模型主要有：空間桿系模型、空間桿-薄壁桿系模型、空間桿-墻板元模型及其他組合有限元模型。多高層建筑按空間整體工作計算時，不同計算模型的梁、柱自由度是相同的：梁的彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)變形，當考慮樓板面內(nèi)變形時還有軸向變形；柱的彎曲、剪切、軸向、扭轉(zhuǎn)變形。

當采用空間桿-薄壁桿系模型時，剪力墻自由度考慮彎曲、剪切、軸向、扭轉(zhuǎn)變形和翹曲變形；當采用其他有限元模型分析剪力墻時，剪力墻自由度考慮彎曲、剪切、軸向、扭轉(zhuǎn)變形。

高層建筑層數(shù)多、重量大，墻、柱的軸向變形影響顯著，計算時應(yīng)考慮。構(gòu)件內(nèi)力是與其變形相對應(yīng)的，分別為彎矩、剪力、軸力、扭矩等，這些內(nèi)力是構(gòu)件截面承載力計算的基礎(chǔ)，如梁的彎、剪、扭，柱的壓(拉)、彎、剪、扭，墻肢的壓(拉)、彎、剪，等等。在內(nèi)力與位移計算中，型鋼混凝土和鋼管混凝土構(gòu)件宜按實際情況直接參與計算，此時，要求計算軟件具有相應(yīng)的計算單元。

對結(jié)構(gòu)中只有少量型鋼混凝土和鋼管混凝土構(gòu)件時，也可等效為混凝土構(gòu)件進行計算，比如可采用等剛度原則。構(gòu)件的截面設(shè)計應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標準進行。

根據(jù)具體工程情況，選擇使用合適、可靠的計算分析軟件。對計算軟件產(chǎn)生的計算結(jié)果從力學概念和工程經(jīng)驗等方面加以分析判斷，確認其合理性和可靠性，方可用于工程設(shè)計。

工程經(jīng)驗上的判斷一般包括：結(jié)構(gòu)整體位移、結(jié)構(gòu)樓層剪力、振型形態(tài)和位移形態(tài)、結(jié)構(gòu)自振周期、超筋超限情況等。對關(guān)鍵的抗震薄弱部位和構(gòu)件，抗震承載力必須滿足要求，必要時應(yīng)采用手算復(fù)核，避免電算結(jié)果因計算模型不完全符合實際而造成安全隱患。第七節(jié)建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級

(JGJ3－2001高層砼規(guī)程)

多高層房屋適用高度和高寬比的確定

(1)

鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度和高寬比分為A級和B級。

B級高度高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度和高寬比較A級有所放寬，其結(jié)構(gòu)抗震等級和有關(guān)的計算、構(gòu)造措施應(yīng)符合高規(guī)相應(yīng)條文的規(guī)定。

多層建筑結(jié)構(gòu)只有A級適用高度。

(2)

A級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度宜符合高規(guī)表4.2.2-1的規(guī)定，具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度應(yīng)符合高規(guī)第7.1.2條的規(guī)定。

框架-剪力墻、剪力墻和筒體結(jié)構(gòu)高層建筑，其高度超過高規(guī)表4.2.2-1規(guī)定時為B級高度高層建筑。

B級高度鋼筋混凝土乙類和丙類高層建筑的最大適用高度應(yīng)符合高規(guī)表4.2.2-2的規(guī)定。

(3) 高層建筑的高寬比，是對結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟合理性的宏觀控制。 A級高度高層建筑的高寬比限值見高規(guī)表4.2.3-1， B級高度高層建筑的高寬比限值見高規(guī)表4.2.3-2。在復(fù)雜體型的高層建筑中，如何計算高寬比是比較難以確定的問題

一般可按所考慮方向的最小投影寬度計算高寬比，但對突出建筑平面很小的局部結(jié)構(gòu)(如樓梯間、電梯間等)，一般不應(yīng)包含在計算寬度內(nèi)；對于不宜采用最小投影寬度計算高寬比的情況，應(yīng)由設(shè)計人員根據(jù)實際情況確定合理的計算方法；

對帶有裙房的高層建筑，當裙房的面積和剛度相對于其上部塔樓的面積和剛度較大時，計算高寬比的房屋高度和寬度可按裙房以上部分考慮。目前超過B級高度高層建筑的高寬比是極個別的，例如上海金茂大廈(88層，420m)為7.6，深圳地王大廈(81層，320m)為8.8。高層建筑的高寬比在滿足限值時，可不進行穩(wěn)定驗算，超過限值時應(yīng)進行穩(wěn)定驗算。

多高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震措施是根據(jù)抗震等級確定的，抗震等級的確定與建筑的類別相關(guān)。

不同的建筑類別在考慮抗震等級時取用的抗震烈度與建筑場地類別有關(guān)，也就是考慮抗震等級時取用烈度與抗震計算時的設(shè)防烈度不一定相同。建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲、乙、丙、丁類四個抗震設(shè)防類別。高層建筑沒有丁類抗震設(shè)防。

各抗震設(shè)防類別的高層建筑結(jié)構(gòu)，其抗震措施應(yīng)符合下列要求：

(1)甲類、乙類建筑：當本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為6-8度時，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求；當本地區(qū)的設(shè)防烈度為9度時，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。當建筑場地為Ⅰ類時，應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震構(gòu)造措施；

(2)丙類建筑：應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。當建筑場地為Ⅰ類時，除6度外，應(yīng)允許按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度降低一度的要求采取抗震構(gòu)造措施。

按建筑類別及場地調(diào)整后用于確定抗震等級烈度如下表所示。表按調(diào)整后的抗震等級烈度

表中:9*表示比9度一級更有效的抗震措施，主要考慮合理的建筑平面及體型、有利的結(jié)構(gòu)體系和更嚴格的抗震措施。具體要求應(yīng)進行專門研究。

抗震設(shè)計時，多高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級，并應(yīng)符合相應(yīng)的計算和構(gòu)造措施要求。

A級高度丙類建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級應(yīng)按下表確定。表A級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級注：１接近或等于高度分界時，應(yīng)結(jié)合房屋不規(guī)則程度 及場地、地基條件適當確定抗震等級； ２底部帶轉(zhuǎn)換層的筒體結(jié)構(gòu)，其框支框架的抗震 等級應(yīng)按表中框支剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定采用； ３板柱－剪力墻結(jié)構(gòu)中框架的抗震等級應(yīng)與表中 “板柱的柱”相同。

當本地區(qū)的設(shè)防烈度為9度時，A級高度乙類建筑的抗震等級應(yīng)按高規(guī)第4.8.3條規(guī)定的特一級采用，甲類建筑應(yīng)采取更有效的抗震措施。 注：本規(guī)程“特一級和一、二、三、四級”即“抗震等級為特一級和一、二、三、四級”的簡稱。

抗震設(shè)計時，B級高度丙類建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級應(yīng)按下表確定。

表B級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級

注：底部帶轉(zhuǎn)換層的筒體結(jié)構(gòu)，其框支框架和底部加強部位筒體的抗震等級應(yīng)按表中框支剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定采用。

建筑場地為Ⅲ、Ⅳ類時，對設(shè)計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)，宜分別按抗震設(shè)防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)時各類建筑的要求采取抗震構(gòu)造措施。

抗震設(shè)計的多高層建筑，當?shù)叵率翼攲幼鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時，地下一層的抗震等級應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用。

地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級，地下室柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積除應(yīng)符合計算要求外，不應(yīng)少于地上一層對應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍。

地下室超出上部主樓范圍且無上部結(jié)構(gòu)的部分，其抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級。

9度抗震設(shè)計時，地下室結(jié)構(gòu)的抗震等級不應(yīng)低于二級?？拐鹪O(shè)計時，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應(yīng)低于主樓的抗震等級；

主樓結(jié)構(gòu)在裙房頂部上、下各一層應(yīng)適當加強抗震構(gòu)造措施。

房屋高度大、柱距較大而柱中軸力較大時，宜采用型鋼混凝土、鋼管混凝土柱，或采用高強度混凝土。

高層建筑結(jié)構(gòu)中，抗震等級為特一級的鋼筋混凝土構(gòu)件，除應(yīng)符合一級抗震等級的基本要求外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：

框架柱應(yīng)符合下列要求： 宜采用型鋼混凝土柱或鋼管混凝土柱；柱端彎矩增大系數(shù)、柱端剪力增大系數(shù)應(yīng)增大20％；

鋼筋混凝土柱柱端加密區(qū)最小配箍特征值應(yīng)按高規(guī)中表6.4.7的數(shù)值增大0.02采用；

全部縱向鋼筋最小構(gòu)造配筋百分率，中、邊柱取1.4％，角柱取1.6％。

框架梁應(yīng)符合下列要求：

梁端剪力增大系數(shù)應(yīng)增大20％；梁端加密區(qū)箍筋構(gòu)造最小配箍率應(yīng)增大10％。

框支柱應(yīng)符合下列要求：宜采用型鋼混凝土柱或鋼管混凝土柱；底層柱下端及與轉(zhuǎn)換層相連的柱上端的彎矩增大系數(shù)取1.8，其余層柱端彎矩增大系數(shù)應(yīng)增大20％；

柱端剪力增大系數(shù)應(yīng)增大20％；地震作用產(chǎn)生的柱軸力增大系數(shù)取1.8，但計算柱軸壓比時可不計該項增大；

鋼筋混凝土柱柱端加密區(qū)最小配箍特征值應(yīng)按高規(guī)中表6.4.7的數(shù)值增大0.03采用，且箍筋體積配箍率不應(yīng)小于1.6％；全