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關鍵詞：高層建筑；抗震；結構設計；理論
中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A
1 我國的高層建筑發展歷程
上世紀80年代，我國高層建筑在設計計算機施工技術等領域快速發展，100m左右及以上的將建筑快速發展，多以鋼筋為主要材料，在層數與高度增加的同時，功能與類型也日益增多。各大城市幾乎都建立了具有各自特色的建筑，以上海錦江飯店為代表：高度達到153.52m，全部采用的鋼結構體系；而深圳的發展中心大廈有43層，高度達到165.3m，算上天線高度達到185.3m，是我國第一幢大型的高層鋼結構建筑。到了90年代，我國的高層建筑結構從設計到施工進入到一個新的階段，除了體系與材料的多樣化，高度上也有了質的飛躍。在1995年完工的深圳地王大廈，共有81層，高度達到385.95m，居世界第四高。
2 建筑抗震的理論
2.1 建筑結構的抗震規范
一般的抗震規范都是各國結合具體的情況進行的經驗總結，是指導抗震設計的法定文件，及反應國家經濟與建設的發展水平，也反映了各個國家的抗震經驗。盡管抗震理論不斷完善，技術水平也在不斷地提高，但是必須要有實踐的指導，要將建筑工程的安全性放在首要位置，容不得任何的大意與疏忽。基于這一認識，現代建筑部分條文被列為強制條文，使用了“嚴禁、不得”等絕對性的字眼，同時也有不同條文有較大的自由空間。
2.2 建筑抗震設計的理論
當前建筑抗震設計的理論主要分為擬靜力理論、反應譜理論及動力理論。擬靜力理論起源于20世紀10～40年代出現的理論，在估測地震對結構的影響時，假設結構為剛性，地震水平作用在結構或構件的質量中心，地震力的大小當于結構的重量乘以一個比例常數（地震系數）。
反應譜理論是在上世紀40-60年展起來的，以強地震動加速度觀測記錄的增多與對地震地面運動特性的進一步了解，及結構動力反應特性的研究為基礎，是加理工學院的學者對地震加速度記錄的特性進行分析后獲得的成果。
動力理論是上世紀70-80年代的應用較為廣泛的地震動力理論，是在60年代以來電子計算機技術與試驗技術的發展為基礎，人們對各類結構在地震作用下的線性與非線性的反應過程也有了較多的了解，隨著強震觀測臺的增加，各種受損結構的地震反應記錄也在不斷地增加。進一步動力理論也稱地震時程分析理論，它將地震作為一個時間過程，選擇具有代表性的地震加速度時過程作為地震動輸入，建筑物簡化為多自由度體系，計算得到每一時刻建筑物的地震反應，完成設計工作。
3 高層建筑的抗震結構設計
3.1 必要的抗震對策
在高層建筑結構的抗震設計中國，出了要考慮到概念的設計，還要進行驗算，結合地震的情況，要在高度允許的范圍內建造，增加結構的延性。在當前的抗震設計中，抗震驗算及構造與措施等角度入手進行分析，提高結構的抗震性與消震性能。建立地震力與結構延性互相影響的雙重設計指標，直到達到預期的抗震效果。當前強柱弱梁，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。
3.2 高層建筑的抗震設計思想
在《建筑抗震規范》中有明文規定，建筑的抗震設防要符合“三水準、兩階段”的要求。所謂的“三水準”就是指“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當遇到第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的地震時，結構處于彈性變形階段，建筑物可以正常使用。一般情況下，建筑物不會被損害，也不需要修理即可使用。所以，高層建筑結構的抗震設計要滿足地震頻發下的承載力極限，要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遇到第二設防烈度地震即相當于本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，建筑物結構會發生損害，但是不經修理或者簡單修理就可以繼續使用。所以，建筑結構必須要有足夠的延性能力，不會出現脆性破壞。當發生第三設防烈度地震的情況下，就是遇到本地區地震極限外的情況，結構會受到非常嚴重的損害，但是結構的非彈性變形距離倒塌仍有一段距離，不致產生危及生命的損害，保障了居住人員的安全。所以在進行高層建筑結構設計的過程中，要保證建筑的足夠變形能力，其彈塑變形要在規范的數值之內，保證結構良好的抗震性能。三個水準烈度的地震作用水平是根據不同超越概率進行區分的，一般情況下是：
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。
從高層建筑的抗震水準來看，設防的要求是通過“兩個階段”設計來實現的，具體方法如下：第一環節，第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數，提前計算出高層建筑結構在彈性狀態下的地震作用效應，與風力、重力荷載進行高效組合。同時引入承載力抗震調整系數，進行構件截面的準確射擊，進而達到第一水準的強度要求；然后是運用同一地震參數計算出結構的層間位移角，使其可以在抗震規范設定的限值之內；同時采用相應的抗震構造對策，確保結構可以有足夠的延性、變形能力與塑形耗能，進而達到第二水準的變形目的。而第二階段則是運用與第三水準對應的地震動參數，算出結構的彈塑性層間位移角，使其在抗震規范的限值之內，然后進行必要的抗震構造對策，進而實現第三水準的防倒塌目的。
3.3 現代高層建筑結構的抗震設計方法
在《建筑抗震設計規范》中對各類的建筑結構的抗震計算應該采用的方法都有明確的規定：高度要在40m之內，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，以及近似于單質點體系的結構，可采用底部剪力法等簡化方法；除1款外的建筑結構，宜采用振型分解反應譜方法；特別不規則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑，應采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。
結語
地震是威脅較大的天災之一，必須要加強防御，從上文的分析中我們可以看到，高層建筑的抗震結構設計必須要在要求的限值之內，保證結構的良好性能，提高建筑的使用性能。
參考文獻
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論文參考文獻真實規范的寫作可以方便同一研究方向的研究學術者提供可靠有效的文獻信息，也可以幫助讀者了解作者對這一學術問題研究的程度。以下是學術參考網小編整理的關于建筑結構論文參考文獻，供大家閱讀欣賞。
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[3]建筑結構雜志
[4]高層建筑結構概念設計
[5]北京市建筑設計技術細則-結構專業
關鍵詞：建筑方案設計；抗震；作用分析
中圖分類號： TU2文獻標識碼： A
1、建筑方案設計在建筑抗震設計中的幾個主要設計問題分析
1.1 建筑體型設計問題
建筑體型包括建筑的平面形狀和立體的空間形狀的設計。震害表明，許多平面形狀復雜，例如平面上的外凸和凹進、側翼的過多伸懸、不對稱的側翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。海城地震和唐山地震中有不少這樣的震例。而平面形狀簡單規則的建筑（包括單
層和多層建筑）在地震中都未出現較重的破壞；有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復雜ss和不規則，例如相鄰單元的高差過大、出屋面建筑部分的高度過高、有的建筑裝飾懸伸過大過高，這些沿高度形狀上的變化，在地震時都會造成震害，特別是在建筑結構剛度發生突變的部位更易產生破壞。在歷次地震中工業與民用建筑都有此類震例。
所以，在建筑體型的設計中，應盡可能的使平面和空間的形狀簡潔、規則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說，都是較好的體型。盡可能少做外凸和內凹的體形，盡可能少做不對稱的側翼和過長的伸翼，在體型布置上盡可能使建筑結構的質量和剛度
比較均勻地分布，避免產生因體形不對稱導致質量與剛度不對稱而引起建筑物在地震時發生對抗震極不利的扭轉反應。在建筑方案設計中，特別是高層建筑的建筑方案設計中，為了建筑立面美觀和藝術上創意，復雜的建筑體型是難以避免的，但是，在設計時一定要把建筑藝術、建筑使用功能同結構抗震安全很好的地結合起來。
1.2 建筑平面布置設計問題
建筑物的平面布置在建筑方案設計中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離，內墻的布置，空間活動面積的大小，通道和樓梯的位置，電梯井的布置，房間的數量和布置等等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來；而且，由于建筑使用功能
的不同，每個樓層的布置有可能差異很大。因此，這就帶來一個建筑平面布置的多樣化如何同時考慮結構抗震要求的問題。一個比較突出的問題是，建筑平面上的墻體（包括填充墻、內隔墻、有相應強度和剛度的非承重內隔墻）布置不對稱；墻體與柱的分布不對稱，不
協調；造成建筑結構質量與剛度在平面上分布的不對稱，不協調；使建筑物在地震時產生扭轉地震作用，對抗震很不利。根據抗震設計審查結果統計，有的城市在建筑平面布置上不合理的達17%，在墻體設置上不符合抗震要求的達24%。
1.3 地展力問題
在高層建筑方案設計中，除了考慮垂直荷載和水平荷載外，還要考慮地展力。往往由水平地震力產生的內力，成為設計控制的主要因素。高層建筑的結構體系有多種，當地震烈度低于8度時，只要建筑物體型合理。垂直剛度均勻，九層以下的高層建筑，仍可采用鋼筋混凝土框架結構。然而，由于高層建筑結構體系自身的柔性較大。加上設計師在建筑方案設計時因商業要求，無法建筑結構上進行合理的設計，從而引起建筑結構設計不合理，造成這類建筑抗震性能先天不足，加上臨街一面底層抗震墻設簧減少，引起底層的側移剛度比縱橫墻較多的第二層要小，這種結構的建筑物其地震傾覆力矩主要由鋼筋砼框架柱承擔，使得底層鋼筋砼框架柱的承載能力大為降低，當地震時，因為下柔上剛，從而危及整座建筑的安全。如何才能克服這些閑難就是建筑方案設計者所面臨問題。
1.4 缺乏理論指導和經驗
建筑抗震設計中缺乏科學規范的理論指導，缺乏實際經驗的積累；我國對地質地震的認識尚不夠完善，對地震的成因，預測，防治研究不夠深入，地震防治規范不夠科學。因此，在進行建筑結構抗震設計時候，缺乏一定的科學依據，或依據的是不完善的理論。因此，難以在建筑結構設計中完美融合防震設計理念。設計中，沒有能夠深入研究地震對建筑結構破壞的層次和順序，難以做到重視主體的設計而兼顧細節問題。沒有能根據實際情況靈活變通的運用抗震設計準則。
2、建筑方案設計和抗震設計的關系分析
建筑方案設計對建筑抗震起重要的基礎作用。建筑的結構設計難以對建筑方案設計有很大的改動，建筑方案設計已經初步形成了，建筑結構就必須按照原則服從建筑方案設計的要求。設計師在建筑方案能夠全面的考慮到抗震設計的要求，那么結構設計人員按照建筑方案
對結構部件進行科學、合理的布置，保證建筑結構質量與結構剛度均勻分布，結構受力和結構變形共同協調，提高建筑結構抗震性能和抗震承載能力；如果建筑方案沒有考慮到抗震的要求，直接給結構抗震設計帶來更大的難題，建筑布局設計限制結構抗震布局設計。為了進
一步提高結構部件抗震承載能力，就必須增大結構構件的截面面積，這樣又會造成很多不必要的浪費。所以，在建筑抗震設計的過程中建筑單位要對建筑體型設計、建筑平面布置設計、屋頂建筑抗震設計等問題加以關注。
3、在建筑方案設計中考慮抗震問題的作用
3.1 體型設計中能夠避免質量和剛度分布不均
建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設計。平面形狀簡單規則的建筑在地震中未出現較重的破壞，有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復雜和不規則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結構剛度發生突變的部位更易產生破壞。因此在建筑體型的設計中，應盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規則：在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內凹的體型，盡可能少做不對稱的側翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結構的質量和剛度比較均勻地分布，避免產生因體型不對稱導致質量與剛度不對稱的扭轉反應。
3.2 屋頂建筑的抗震設計作用
屋頂建筑的抗震設計人員常被人們忽視，這是因為屋頂并不是結構承重的重要部分。所以人們并不重視這一方面的設計。事實上恰恰相反。屋頂建筑是建筑方案設計的非常重要的一部分，根據現在一些地震的破壞來看。屋頂建筑是地震破壞最嚴重的地方之一。在這一部
分的設計中應該盡量降低屋頂建筑的高度，在材質上選擇用高強輕質的建筑材料和輕型的建筑造型，保證屋頂建筑的結構質量和剛度的均勻分布，這樣就能保證地震作用沿結構方向的均勻傳遞。同時在設計的過程中，要注意屋頂建筑與整體建筑的重心應該保持一致，這樣能
夠顯著提高屋頂建筑的抗震穩定性。減少地震過程中扭轉、變形等情況對建筑物自身的破壞。
結語:
總之，建筑方案設計在建筑的抗震設計中非常重要，二者之間有著非常密切的關系。因此，對于建筑方案的抗震設計，我們要有足夠的重視并且使其能夠發揮它的作用。從而保證建筑的抗震能力，保障人們的生命財產安全。
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【關鍵詞】高層建筑；結構工程；抗震設計
一、結構抗震設計的重要性
地震是一種隨機振動，有難于把握的復雜性和不確定性，要準確預測建筑物所遭遇地震的特性和參數，目前尚難做到。在結構分析方面，由于未能充分考慮結構的空間作用、結構材料的非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素，同時也存在著不準確性。因此，工程抗震問題不能完全依賴“計算設計”解決，而必須立足于“概念設計”。概念設計是指設計人員從結構的宏觀整體出發，用結構系統的觀點，著眼于結構整體反應，正確地解決總體方案、材料使用、分析計算、截面設計和細部構造等問題，力求得到最為經濟、合理的結構設計方案以達到合理抗震設計的目的。結構抗震概念設計的目標是使整體結構能發揮耗散地震能量的作用，避免結構出現敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果僅集中在少數薄弱部位，必會導致結構過早破壞，目前各種抗震設計方法的前提之一就是假定整個結構能發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構計算、構件截面設計并輔以相應的構造措施，必要時采用彈性時程分析法進行補充計算，試圖達到罕遇地震作用下結構不倒塌的目標。
二、高層混凝土建筑結構抗震設計策略
1、從建筑的全局出發
高層混凝土建筑結構設計要從建筑的全局出發，全面考慮各種建筑部位的功能，在此基礎上，科學設計每個部分的構件，保證每個部件之間的契合，促使每個部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設計要求，滿足一定的現實需求，同時，通過抗震設計，使得每個構件都可以具有相應的承載力，當地震來襲，每個構件都可以有著一定的次序先后破會，整體組合構件將會有著更強大的承載力和柔性，從而延緩地震破壞的速度，消耗爆發的能量。增強建筑的整體抗震能力。
2、地基選址
地基選址是進行建筑結構設計的基礎，因此，在房間結構抗震設計中，要科學避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實地，利用先進技術設備，進行地質勘探，山石水土監測，并取樣論證，科學嚴謹分析。力求使得整個地基牢固可靠，地質穩定無滲漏，無坍塌，無暗河，無熔巖，無火山……從而保證整個地基不會因為承載而發生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設計。
3、高度的確定
按我國現行高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ3-2002）規定，在一定設防烈度和一定結構型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。這個高度是我國目前建筑科研水平、經濟發展水平和施工技術水平下，較為穩妥的，也是與目前整個土建規范體系相協調的。可實際上，已有許多混凝土結構高層建筑的高度超過了這個限制。對于超高限建筑物，應當采取科學謹慎的態度：一要有專家論證，二要有模型振動臺試驗。在地震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性態會發生很大的變化。因為隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發生質變，即有些參數本身超出了現有規范的適宜范圍，如安全指標、延性要求、材料性能、荷載取值、力學模型選取等。
4、材料的選用和結構體系
在地震多發區，采用何種建筑材料或結構體系較為合理應該得到人們的重視。我國150m以上的建筑，采用的三種主要結構體系（框—筒、筒中筒和框架—支撐體系），都是其他國家高層建筑采用的主要體系。但國外，特別在地震區，是以鋼結構為主，而在我國鋼筋混凝土結構及混合結構占了90%。如此高的鋼筋混凝土結構及混合結構，國內外都還沒有經受較大地震作用的考驗。在高層建筑中采用框架———核心筒體系，因其比鋼結構的用鋼量少，又可減少柱子斷面，故常被業主所看中。混合結構的鋼筋混凝土內簡往往要承受80%以上的震層剪力，有的高達90%以上。由于結構以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準。但因其彎曲變形的側移較大，靠剛度很小的鋼框架協同工作減小側移，不僅增大了鋼結構的負擔，且效果不大，有時不得不加大混凝土筒的剛度或設置伸臂結構，形成加強層才能滿足規范側移限值；此外，在結構體系或柱距變化時，需要設置結構轉換層。加強層和轉換層都在本層形成大剛度而導致結構剛度突變，常常會使與加強層或轉換層相鄰的柱構件剪力突然加大，加強層伸臂構件或轉換層構件與外框架柱連接處很難實現強柱弱梁。因此在需要設置加強層及轉換層時，要慎重選擇其結構模式，盡量減小其本身剛度，減小其不利影響。
在高層建筑中，應注意結構體系及材料的優選。現在我國鋼材生產數量已較大，建筑鋼材的類型及品種也在逐步增多，鋼結構的加工制造能力已有了很大提高，因此在有條件的地方，建議盡可能采用鋼骨混凝土結構、鋼管混凝土（柱）結構或鋼結構，以減小柱斷面尺寸，并改善結構的抗震性能。在超過一定高度后，由于鋼結構質量較小而且較柔，為減小風振而需要采用混凝土材料，鋼骨（鋼管）混凝土，通常作為首選。
另外，許多高層建筑底部幾層柱雖然長細比小于4，但并不一定是短柱。因為確定是不是短柱的參數是柱的剪跨比，只有剪跨比≤2的柱才是短柱。有專家學者提出現行抗震規范應采用較高軸壓比。但是即使能調整軸壓比限值，柱斷面并不能由于略微增大軸壓比限值而顯著減小。因此在抗震的超高層建筑中采用鋼筋混凝土是否合理值得商榷。
總之，鋼筋混凝土框架結構是我國大量存在的建筑結構形式之一，鋼筋混凝土框架結構的柱端與節點的破壞較為嚴重，其抗震設計中應該鋼筋混凝土高層建筑結構抗震關鍵設計，另外，必須滿足“強柱弱梁”“、強剪弱彎”“、強節點”“、強底層柱底”等延性設計原則和有關規定。
5、運用延性設計
結構良好的延性有助于減小地震作用，吸收與耗散地震能量，避免結構倒塌。因此，結構設計應力求避免構件的剪切破壞，爭取更多的構件實現彎曲破壞。始終遵循“強柱弱梁，強煎弱彎、強節點、弱錨固”原則。構件的破壞和退出工作，使整個結構從一種穩定體系過渡到另外一種穩定體系，致使結構的周期發生變化，以避免地震卓越周期長時間持續作用引起的共振效應。
三、結語
總之，高層建筑結構的抗震設計方法和技術是不斷變化和進步的，需要在具體的實踐中對高層建筑所處的地質和環境進行詳細的分析和研究，選用適合的抗震結構，注重建筑結構材料的選擇，減小地震的作用力，增強地震的抵抗力，從而達到高層建筑抗震的目的。
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關鍵詞：高層建筑；抗震設計；結構體系
結構工程師按抗震設計要求進行結構分析與設計，其目標是希望使所設計的結構在強度、剛度、延性及耗能能力等方面達到最佳，從而經濟地實現“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。本文圍繞高層建筑結構，總結了高層建筑結構設計的特點以及提出了高層建筑結構分析和各種體系相對應的方法。為實際高層建筑結構分析與設計提供一定參考。
1 高層建筑抗震結構設計的基本原則
1.1結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性等方面的性能
(1)結構構件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強底層柱(墻)”的原則。(2)對可能造成結構的相對薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。(3)承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。
1.2在設計構造上宜有多道抗震防線
(1)一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結構構件連接協同工作。例如框架―剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。(2)地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導致倒塌。抗震結構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區，主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度，提高結構抗震性能，避免大震時倒塌。(3)適當處理結構構件的強弱關系，同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后，其他抗側力構件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結構的延性和抗倒塌能力。(4)在抗震設計中某一部分結構設計超強，可能造成結構的其他部位相對薄弱，因此在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小，改變抗側力構件配筋的做法，都需要慎重考慮。
1.3對出現的薄弱部位，應采取措施提高其抗震能力
(1)構件在強烈地震下不存在強度安全儲備，構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。(2)要使樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時，會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。(3)要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協調。(4)在抗震設計中有意識、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生轉移，這是提高結構總體抗震性能的有效手段。
2 高層建筑結構靜力分析方法
2.1 框架－剪力墻結構
框架－剪力墻結構中剪力墻布置應按“均勻、分散、對稱、周邊”的基本原則考慮,內力與位移計算的方法很多，大都采用連梁連續化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉角相等的位移協調條件，可以建立位移與外荷載之間關系的微分方程來求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同，各種方法解答的具體形式亦不相同。框架－剪力墻的機算方法，通常是將結構轉化為等效壁式框架，采用桿系結構矩陣位移法求解。
2.2 剪力墻結構
計算剪力墻的內力與變形時,其剪力墻應計入端部翼緣地共同工作,剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應力分布也不同，計算內力與位移時需采用相應的計算方法。剪力墻結構的機算方法是平面有限單元法。此法較為精確，而且對各類剪力墻都能適用。但因其自由度較多，機時耗費較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應力分布復雜的情況。
2.3筒體結構
筒體結構包括框筒結構?筒中筒結構以及其它筒體結構。筒體結構的分析方法按照對計算模型處理手法的不同可分為三類：等效連續化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續化方法是將結構中的離散桿件作等效連續化處理。一種是只作幾何分布上的連續化，以便用連續函數描述其內力；另一種是作幾何和物理上的連續處理，將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板，以便應用分析彈性薄板的各種有效方法。
3 高層建筑的結構體系
3.1框架－剪力墻體系。有框架結構布置靈活，使用方便的特點，又有較大的剛度和較好的抗震性能。當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時，往往需要在建筑平面的適當位置設置較大的剪力墻來代替部分框架，便形成了框架－剪力墻體系。在承受水平力時，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協同工作的結構體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。框架－剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設置，增大了結構的側向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨于均勻，所以框架－剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。
3.2剪力墻體系。剪力墻體系結構剛度大，空間整體性好，當受力主體結構全部由平面剪力墻構件組成時，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結構，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強，是一種良好的結構體系，能建高度大于框架或框架－剪力墻體系。
3.3筒體體系。凡采用筒體為抗側力構件的結構體系統稱為筒體體系，包括單筒體、筒體－框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構件，分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結構單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構成的空間受力構件。筒體體系具有很大的剛度和強度，各構件受力比較合理，抗風、抗震能力很強，往往應用于大跨度、大空間或超高層建筑。
4 結束語
在強烈地震作用下,建筑物的破壞機理和過程是十分復雜的,要進行精確的抗震計算是困難的,在總結大量地震災害經驗的基礎上,提出了概念設計,并認為它是結構抗震設計的首要問題,比計算設計更為重要。對設計人員來說,掌握概念設計,有助于明確抗震設計思想,靈活、恰當地運用抗震設計原則,不致陷入盲目的計算工作,從而比較合理地進行抗震設計。
參考文獻：
[1]朱鏡清.結構抗震分析原理[M].地震出版社，2002，11
[2]徐宜，丁勇春.高層建筑結構抗震分析和設計的探討[J].江蘇建筑，2009
關鍵詞：高層建筑，建筑結構，抗震設計
地震是一種隨機振動,所以建筑結構設計人員為防止、減少地震給建筑造成的危害, 就需要分析研究建筑抗震問題不斷總結工程經驗,妥善處理這一工程問題。
一、實行建筑抗震設計規范，總結工程經驗妥善處理工程問題：
（一）選擇有利的抗震場地
地震造成建筑物的破壞, 除地震動直接引起的結構破壞外,場地條件也是一個重要的原因。地震引起的地表錯動與地裂,地基土的小均勻沉陷, 滑坡和粉、砂土液化等。科技論文。因此,應選擇對建筑抗震有利的地段, 應避開對抗震不利地段。當無法避開時, 應采取適當的抗震加強措施,應根據抗震設防類別、地基液化等級,分別采取加強地基和上部結構整體性和剛度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施; 當地基主要受力層范圍內存在軟弱粘性土層、新近填土和嚴重不均勻土層時,應估計地震時地基不均勻沉降或其他不利影響, 采用樁基、地基加固和加強基礎和上部結構的處理措施; 對于地震時可能導致滑移或地裂的場地,應采取相應的地基穩定措施。
（二）優化的平面和立面布置
關于建筑結構設計的平面與立體結構, 我們根據認為有以下幾個方面可以參考:
1、結構的簡單性。結構簡單是指結構在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑。只有結構簡單,才能夠對結構的計算模型、內力與位移分析, 限制薄弱部位的出現易于把握,因而對結構抗震性能的估計也比較可靠。
2、結構的剛度和抗震能力。水平地震作用是雙向的,結構布置應使結構能抵抗任意方向的地震作用。通常, 可使結構沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力, 結構的抗震能力則是結構強度及延性的綜合反映。結構剛度的選擇既要減少地震作用效應又要注意控制結構變形的增大, 過大的變形會產生重力二階效應, 導致結構破壞、失穩。論文參考網。
3、結構的整體性。在高層建筑結構中,樓蓋對于結構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力子結構, 而且要求這些子結構能協同承受地震作用, 特別是當豎向抗側力子結構布置不均勻或布置復雜或抗側力子結構水平變形特征不同時, 整個結構就要依靠樓蓋使抗側力子結構能協同工作。
（三）設置多道設防的抗震結構體系
多道抗震防線, 是指在一個抗震結構體系中, 一部分延性好的構件在地震作用下, 首先達到屈服, 充分發揮其吸收和耗散地震能量的作用, 即擔負起第一道抗震防線的作用, 其他構件則在第一道抗震防線屈服后才依次屈服,從而形成第二、第三或更多道抗震防線, 這樣的結構體系對保證結構的抗震安全性是非常有效的。同時底框建筑底層高度不宜太高, 應控制在4.5m 以下。高度加大, 底層剛度減小, 重心提高, 使框架柱的長細比增大, 更容易產生失穩現象。論文參考網。而且由于高度較大,很多建筑房間被業主一層改成了兩層, 造成了較大的安全隱患。科技論文。宜具有合理的剛度和強度分布, 避免因局部削弱或突變形成薄弱部位.產生過大的應力集中或塑性變形集中;可能出現的薄弱部位, 應采取措施提高抗震能力。
（四）保證結構的延性抗震能力
合理選擇了建筑結構后, 就需要通過抗震措施來保證結構確實具有所需的延性抗震能力,從而保證結構在中震、大震下實現抗震設防目標, 系統的抗震措施包括以下幾個方面內容。強柱弱梁: 人為增大柱相對于梁的抗彎能力,使鋼筋混凝土框架在大震下,梁端塑性鉸出現較早,在達到最大非線性位移時塑性轉動較大; 而柱端塑性鉸出現較晚, 在達到最大非線性位移時塑性轉動較小,甚至根本不出現塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。強剪弱彎: 剪切破壞基本上沒有延性, 一旦某部位發生剪切破壞, 該部位就將徹底退出結構抗震能力, 對于柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節點的組合剪力值, 使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發生剪切破壞。
（五）合理的建筑結構參數設計計算分析
對于復雜結構進行多遇地震作用下的內力和變形分析時, 應采用不少于兩個不同的力學模型,目前主要有兩種計算理論: 剪摩理論和主拉應力理論, 它們有各自的適用范圍:磚砌體一般采用主拉應力理論,而砌塊結構可采用剪摩理論。對計算機的計算結果, 應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。結構計算控制的主要計算結果有結構的自振周期、位移、平動及扭轉系數、層間剛度比、剪重比、有效質量系數等。另外, 地下室水平位移嵌固位置,轉換層剛度是否滿足要求等, 都要求有層剛度作為依據。復雜高層建筑抗震計算時,宜考慮平扭耦聯計算結構的扭轉效應, 振型數不應小于15,對多塔結構的振型數不應小手塔樓數的9 倍, 且計算振型數應使振型參與質量不小于總質量的90%。總之, 高層結構計算很難一次完成,應根據試算結果, 按上述要求多次調整,才能得到較為合理的計算結果,以保證建筑物的安全。
二、高層建筑抗震設計中經常出現的問題
（一）部分建筑物高度過高
按我國現行高層建筑混凝土結構技術規程規定，在一定設防烈度和一定結構型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。在這個高度，抗震能力還是比較穩妥的，但是目前不少高層建筑超過了高度限制。在震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性會發生很大的變化，建筑物的抗震能力下降，很多影響因素也發生變化，結構設計和工程預算的相應參數需要重新選取。
（二）地基的選取不合理
由于城市人口的增多和相對空間的縮小，不少建筑商忽略了這一問題，哪里商業空間大就在哪里建。高層建筑應選擇位于開闊平坦地帶的堅硬土場地或密實均勻中硬土場地，遠離河岸，不應垮在兩類土壤上，避開不利地形、不采用震陷土作天然地基，避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險地段建造房屋。高層建筑的地基選取不恰當可能導致抗震能力差。
（三）材料的選用不科學,結構體系不合理
在地震多發區，采用何種建筑材料或結構體系較為合理應該得到人們的重視。由于我國建筑結構主要以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準。但因其彎曲變形的側移較大，靠剛度很小的鋼框架協同工作減小側移，不僅增大了鋼結構的負擔，而且效果不大，有時不得不加大混凝土的剛度或設置伸臂結構，形成加強層才能滿足規范側移限值。
（四）較低的抗震設防烈度
許多專家提出，現行的建筑結構設計安全度已不能適應國情的需要，建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高。我國現行抗震設防標準是比較低的，中震相當于在規定的設計基準期內超越概率為lO％的地震烈度，較低的抗震設防烈度放松了高層建筑的抗震要求。論文參考網。科技論文。
三、結語
地震是一種目前難以準確預測的自然災害,為避免它給人類帶來大的災難。作為工程技術設計人員在建筑結構的研究和工程設計中,應從整體宏觀的觀點出發,綜合處理好建筑功能、技術、藝術、安全可靠性和經濟合理等幾方面內容,從而創造出更加安全、適用、經濟美觀的高層建筑;新型結構的出現，高性能材料的發展，計算機技術水平的提高，促使人類建筑精品再上新的臺階。
關鍵詞：高層結構抗震，抗震規范，高層抗震注意問題，纖維增強混凝土
1引言
地震是一種突發性和毀滅性的自然災害，它對人類社會的危害首先是引起建筑物的破壞或倒塌，導致嚴重的人身傷亡和財產損失；其次是引起火災、水災等次生災害，破壞人類社會賴以生存的自然環境，造成嚴重的經濟損失，產生巨大的社會影響。近十年來，地殼運動進入活躍期，世界各地都爆發了不同程度的地震，而我國更是世界上大陸地震最多的國家之一，20世紀以來，全球發生7級以上地震1200余次，其中十分之一在我國。例如，1976年7月28日的唐山7.8級地震，2008年5月12日的汶川8.0級地震，2010年4月14日的玉樹地震，都給人們的生命財產安全帶來巨大的損失。同時，由于地震破壞的后果嚴重，我國抗震規范在2008年與2010年都進行了不同程度的修正，目的是加強建筑結構的安全性。因此，為保障地震作用下人們的生命財產損失降至最低，有必要對建筑物的抗震設計進行研究，本文就高層結構的一些常用抗震設計方法進行了討論。
2結構抗震設計方法的發展
結構抗震設計方法的發展歷史是人們對地震作用和結構抗震設計能力認識不斷深化的過程，對結構抗震設計方法發展歷史進行回顧，有助于對結構抗震設計原理的認識，
結構抗震設計方法經歷了靜力法、反應譜法、延性設計法、能力設計法、給予能量平衡的極限設計方法、基于損傷設計方法和近年來正在發疹的基于性能/位移設計法幾個階段[1]。這些抗震設計方法在發展階段相互交錯與滲透，對齊進行系統化整理，結構抗震設計方法可以分為以下幾類[2]：
基于承載力設計方法
基于承載力和構造保證延性設計方法
基于損傷和能量設計方法
能力設計法
基于性能/位移設計方法
根據清華大學葉列平教授的研究，第（5）種方法在結構抗震設計中較前幾種方法優點更為突出，并且在各國規范中應用最廣泛。
3高層抗震設計的設防目標
長期的地震觀測表明，在同一地區不同強度地震的重現期是不同的。強度小的地震重現期，一般10~50年左右發生一次，即所謂頻遇地震或“小震”；強度較大的地震，重現期較長，一般100~500年發生一次，即所謂偶遇地震或“中震”；而強度特別大的強烈地震，重現期一般為數千年，即所謂罕遇地震或“大震”。
高層建筑的使用壽命一般為50~100年，高層住宅的壽命更短，因此要求結構在“大震”作用下不破壞顯然四不合適和不經濟的。這就提出了對于不同強度地震的重現期，結構應具有不同的抗震性能，即所謂抗震設防目標。目前國際上公認的較為合理的抗震設防目標是：
（1）在頻遇地震作用下，結構地震反應應處于彈性階段，結構無損壞或輕微破壞，且結構變形很小，不會導致非結構構件的破壞，震后可無條件繼續使用；
（2）在偶遇地震作用下，結構和非結構構件損傷在一定限度內，震后經修復可繼續使用；
（3）在罕遇地震作用下，結構不產生倒塌，非結構構件無脫落或落下，保證人身安全，
上述抗震設防目標與我國抗震設計規范中的“三水準”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”是一個含義。現在的問題是這種單一的抗震設防目標已不能適應現代工程結構對抗震性能的需求。許多重要建筑對大震作用下的性能要求也不再是不倒塌，而是應滿足一定性能指標要求，以保證其仍具有一定的建筑功能和使用功能，這即是基于性能抗震設計方法研究的目的。
高層抗震設計方法的幾點討論
4.1遵循建筑抗震設計規范
建筑結構抗震規范實際上是各國建筑抗震經驗帶有權威性的總結，是指導建筑抗震設計（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。它雖然收抗震有關科學理論的引導，向技術經驗合理性的方向發展，但它更是具有堅定的工程實踐基礎，把建筑工程的安全性放在首位。正是基于這種認識，現代規范的條文有的被列為強制性條文，有的條文中應用了“嚴禁、不得、不許、不宜”等體現不同程度限制性和“必須、應該、宜于、可以”等體現不同程度靈活性的用詞。任何結構的抗震設計都必須以抗震規范為基礎，按其規定條文執行。
4.2高層建筑抗震設計應注意的問題
高層建筑結構應根據房屋高度和高寬比、抗震設防類型、抗震設防烈度、場地類別、結構材料和施工技術條件等因素考慮其適宜的結構體系，高層建筑的高寬比是對結構剛度、整體穩定、承載能力和經濟合理性的宏觀控制，在設計過程中應注意以下幾點：
應當注意抗震縫的設計，必須留有足夠的防震縫寬度；
平面形狀和剛度不對稱，會是建筑物產生顯著的扭轉、震害嚴重，設計中應避免這種情況，不能避免時應對抗震薄弱處進行加強；
凸出屋面的塔樓受高振型的影響，產生顯著的鞭梢效應，破壞嚴重，設計中加以注意；
高層部分和底層部分之間的連接構造是否合理；
框架柱截面太小、箍筋不足、柱子的延性和抗震能力不夠等容易導致剪切破壞或柱頭壓碎；
沿豎向樓層質量與剛度變化太大容易導致樓層變形過分集中而產生破壞；
地基的穩定性尤為重要；
伸縮縫和沉降縫寬度過小（W昂王與防震縫一切三縫合一）使得碰撞破壞很多；
不應在建筑物端部設置樓梯間，樓板有大洞口會因剛度不均勻而產生扭轉；
中間部分樓層柱子截面和材料改變或取消部分剪力墻，都會產生剛度或承載力的突變，形成結構薄弱層。
4.3采用纖維增強混凝土
對于高層建筑，混凝土材料由于其自身缺陷，地震作用下易于發生脆性破壞，引起結構損傷，因此從建筑材料角度分析，可以在某些關鍵部位采用韌性材料代替混凝土提高整體結構的吸收能量能力與抗震能力。抗震建筑材料必須具備輕質、高強、高韌性特征，例如，木材、輕鋼、型鋼、鋼筋混凝土、復合材料等都可以從某些方面達到抗震目的。而在我國，森林覆蓋面積少，人居木材占有量少，而鋼材成本較高，這些材料的使用都有相當的局限性。而在鋼筋混凝土結構的關鍵部位采用一些韌性較高、延性較好、抗性強度高的纖維增強混凝土對提高結構的抗震性能具有非常明顯的作用[3]。目前，我國的纖維增強混凝土種類繁多，例如，鋼纖維混凝土、聚丙烯增強混凝土、聚合物增強砂漿、超高韌性水泥基復合材料等，這些材料的研究與發展對高層結構的抗震也起著重要作用。
結束語
本文在回顧結構抗震設計方法發展歷史的基礎上，探究了高層結構的抗震設防標準，并討論文高層抗震設計中應該注意的問題。高層抗震是個很復雜的課題，涉及的考慮因素眾多，由于筆者參加工作時間較短，相關工程經驗較少，本文僅提供一般性的參考，如有不到之處，敬請指正。
參考文獻
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［論文摘要］文章分析高層建筑結構的六個特點，并介紹目前國內高層建筑的四大結構體系：框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構和筒體結構。
我國改革開放以來，建筑業有了突飛猛進的發展，近十幾年我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓：地王國際商會中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進程加速發展，全國各地的高層建筑不斷涌現，作為土建工作設計人員，必須充分了解高層建筑結構設計特點及其結構體系，只有這樣才能使設計達到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量的基本原則。
一、高層建筑結構設計的特點
高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業在各專業中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：
（一）水平力是設計主要因素
在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。
（二）側移成為控指標
與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。
另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內，否則會產生以下情況：
1.因側移產生較大的附加內力，尤其是豎向構件，當側向位移增大時，偏心加劇，當產生的附加內力值超過一定數值時，將會導致房屋側塌。
2.使居住人員感到不適或驚慌。
3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機電設備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。
4.使主體結構構件出現大裂縫，甚至損壞。
（三）抗震設計要求更高
有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數，這在軟弱土層有突出的經濟效益。
地震效應與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結構上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構件產生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。
（五）軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數值，其后果相當于連續梁中間支座沉陷，從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
（六）概念設計與理論計算同樣重要
抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數倍之多，尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現構件局部開裂甚至破壞，這時結構已很難用常規的計算原理去進行分析。實踐表明，在設計中把握好高層建筑的概念設計也是很重要的。
二、高層建筑的結構體系
（一）高層建筑結構設計原則
1.鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。
2.高層建筑結構設計應重視結構選型和構造，擇優選擇抗震及抗風性能好而經濟合理的結構體系與平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。
（二）高層建筑結構體系及適用范圍
目前國內的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有：框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構等。
1.框架結構體系。框架結構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑中常用的結構形式之一。
框架結構體系優點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結構自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內造價較低。
框架結構的缺點是：框架結構本身柔性較大，抗側力能力較差，在風荷載作用下會產生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結構構件破壞比較嚴重。
框架結構的適用范圍：框架結構的合理層數一般是6到15層，最經濟的層數是10層左右。由于框架結構能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫院、旅館、學校及多層工業廠房和倉庫中。
2.剪力墻結構體系。在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側力剛度，在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構件。剪力墻結構中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結構表現了良好的抗震性能，震害較少發生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。
剪力墻結構墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結構。
在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產生很大內力及塑性變形，因此，在地震區不允許采用這種框支剪力墻結構。
3.框架—剪力墻結構體系。在框架結構中布置一定數量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結構，這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
4.筒體結構體系。隨著建筑層數、高度的增長和抗震設防要求的提高，以平面工作狀態的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構。通常筒體結構有：
（1）框架—筒體結構。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結構受力特點類似框架—剪力墻結構，目前南寧市的地王大廈也用這種結構。
（2）筒中筒結構。筒中筒結構由內、外兩個筒體組合而成，內筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積小（一般不大于墻體面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。目前國內最高的鋼筋混凝土結構如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結構。
（3）成束筒結構。在平面內設置多個剪力墻薄壁筒體，每個筒體都比較小，這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。
（4）巨型結構體系。巨型結構是由若干個巨柱（通常由電梯井或大面積實體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個樓層設一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級結構，它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結構上去。這種結構的二級結構梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。
除以上介紹的幾種結構體系外，還有其他一些結構形式，也可應用，如薄殼、懸索、膜結構、網架等，不過目前應用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結構。
［參考文獻］
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［2］GB50010－2002混凝土結構設計規范.
關鍵詞：高層建筑；抗扭設計
Abstract: This article mainly discusses the torsion nature, factors and reverse design and control measures these four respects in the architecture structure, for your reference.
Key words: high-rise building; torsion resistance design
中圖分類號：TU7文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
扭轉效應是建筑遭受震害的重要因素之一，建筑設計工作者在對高層建筑進行結構設計時，一定要充分重視建筑結構的扭轉問題，熟悉結構扭轉產生的原因，了解結構扭轉的性質，并掌握扭轉的理論和計算方法。最關鍵的還是要充分考慮各方面的影響因素，做好計算和校核工作，根據建筑的具體特點，針對薄弱點，做好建筑結構的抗扭設計措施，使高層建筑能經得起地震的考驗，保障人民的生命財產安全。
1 高層建筑結構扭轉的性質
高層建筑結構在地震荷載作用發生扭轉破壞時，會加大建筑抗推剛度較弱的一側的位移，并使其剪力增加，破壞程度加重。如果平面的剛度不均勻，一端剛度很大，另一端只有剛度很小的柱子，地震荷載作用下發生扭轉，導致沒有剪力墻的一端柱子塌落而使樓板也跟著塌下。若每個結構單元兩端之問的質量和剛度相差懸殊，也會在地震作用下產生扭轉，造成鋼筋混凝土柱出現交叉裂縫。如果建筑的每層平面布置不盡相同，有些柱子上、下錯位或形狀和長邊方向改變，這樣可能造成地震時底層柱折斷而導致上層整體塌落。當結構平面形狀不規則時，產生破壞時交叉斜裂縫的寬度可達100mm。對單一受扭構件的破壞的研究表明，少筋及超筋構件以脆性形式破壞，而且破壞是突發性的，沒有明顯塑性變形，而適筋受扭構件以延性形式破壞，破壞具有明顯的塑性變形過程。但對于整體結構發生扭轉破壞來講，破壞是具有突發性的，塑性變形量較小，屬脆性破壞范疇。
2 引起結構扭轉的因素
2.1 建筑結構扭轉振動原因
2.1.1 外來干擾
地震時地面質量間具有運動的差別性，使地面不僅產生平動分量，同時也產生轉動分量，正是后者迫使結構產生了扭轉。但由于地震觀測的工作條件復雜，使得扭轉分量的相關理論和計算方法還不成熟，一些實際技術工作也沒能得到解決，所以目前的抗震規范都沒有考慮地震扭轉分量的計算。但我國規范中考慮了其影響：當不對規則結構進行扭轉耦聯計算時，應將平行于地震作用方向的兩個邊榀的地震作用效應乘以一個適當的增大系數，通常短邊可取1.15，長邊可取1.05，若扭轉剛度較小，則增大系數不宜小于1.3。
2.1.2 建筑結構本身因素
當建筑結構的剛度中心沒有與質量中心重合時，會導致地震作用下結構的扭轉振動。就算各層的剛心與質心重合，但建筑整體的質心不在同一軸線上，也會受到地面運動的扭轉分量、活荷載的偏心及其他復雜因素的影響，也會引起結構的扭轉振動。造成扭轉破壞的一個重要原因是平面剛度是否均勻，而剪力墻的布置是影響剛度是否均勻的主要因素。
2.2 建筑結構的平面和立面布置
2.2.1 平面布置
地震區的高層建筑，最好采用圓形、方形或矩形平面，橢圓形、扇形、正六邊形、正八邊形也可以采用。雖然三角形平面看起來也比較簡單和對稱，但它并非沿主軸方向都對稱，地震時也易產生較強的扭轉振動，所以地震區高層建筑的現狀盡量避免采用三角形。此外，帶有較長翼緣的L形、U形、H形、T形、十字形、Y形平面也不宜采用，因為此類平面在地震時容易發生差異側移而使震害加重。
2.2.2 立面布置
地震區高層建筑的立面也盡量采用矩形和梯形等均勻的幾何形狀，不宜采用帶有突然變化的立面形狀，因為形狀突變會引起質量和剛度的劇烈變化，致使該突變部位在地震時因塑性變形集中效應而加重破壞。在地震區尤其不宜出現倒梯形建筑和大底盤建筑，但這兩種建筑形式是比較流行的。倒梯形建筑雖然建筑風格比較時尚，但其在質量、剛度和強度分布上均不符合抗震設計原則，它的上部質量大而下部質量小，使得重心偏高，增加了傾覆力矩；上部剛度大而下部剛度小，相對增大了底層的薄弱程度。許多大底盤高層建筑，在低層裙房與高層主樓相連處容易引起剛度突變，使主樓底部樓層變成相對柔弱的樓層，容易在地震中因塑性變形集中效應而導致嚴重破壞。
3 高層建筑結構扭轉設計控制方法及措施
引發高層建筑結構的扭轉振動的因素眾多，包括地面的運動、建筑物質量和剛度分布的不均勻、計算分析的誤差以及抗扭構件的脆性破壞等，這些使得扭轉振動在所難免。在設計中應盡量改善結構扭轉效應，并在構造上采取一定措施來減小扭轉。
3.1 改善扭轉效應
總的來說，就是要做到削弱中間、加強周邊。具體可從以下幾個方面來改善扭轉效應：
3.1.1 建筑平面總體布置應規則、對稱，具有良好的整體性。
3.1.2 建筑的立面形狀應規則，豎向抗側力構件的材料強度和形狀尺寸從上到下應逐漸增加，避免其剛度和承載力突變。
3.1.3 增加遠離質心處的剪力墻厚度，盡量使剛心接近質心，減小偏心率。
3.1.4 若簡體剛度很大，則可加開結構洞以減小剛度偏心。
3.1.5 平面凹凸不規則處應加拉梁或增設拉接樓板。
3.1.6 盡量加大周邊構件截面，以增加整個平面的抗扭剛度。
3.2 抗扭措施
3.2.1 根據建筑具體高度來選擇適宜的結構類型。
3.2.2 確保框架一剪力墻基礎具有良好的整體性和剛度。
3.2.3 框架結構和框架一剪力墻結構中，梁中線與柱中線、柱中線與剪力墻中線之間的偏心距不宜過大，并且框架和剪力墻均應雙向設置。
3.2.4 剪力墻的設置宜貫通房屋全高，其橫向與縱向墻體應相連；較長房屋中的縱向剪力墻不宜設置在端開間，應設置在墻面不需開大洞口的位置，剪力墻上的洞口宜上下對齊。
3.2.5 調整后的框架的角柱的剪力設計值和組合彎矩設計值還應乘以一個增大系數，并且其值不小于1.1。
3.2.6 剪力墻的底部加強部位及以上一層的截面組合的彎矩設計值，應采用墻肢底部截面組合彎矩設計值，而其余部位設計值應乘以增大系數1.2。
3.2.7 各級剪力墻底部加強部位的截面剪力墻設計值均應乘以相應的增大系數，一、二、三級的增大系數分別為1.6、1.4、1.2。
3.2.8 控制好建筑的高寬比，不應使這一值過大，基礎埋深應達到一定的限值。
3.2.9 適當增大邊柱、角柱及剪力墻端柱的縱向鋼筋面積。
4 結語
高層建筑結構破壞大多是由扭轉所導致的，因此加強結構的抗扭剛度和抗扭能力是減小建筑結構震害程度的重要措施，也是結構設計的一個重要概念。扭轉效應大多是由建筑布置不合理而產生的，因此抗震設計中首先要考慮合理的建筑布置，抗震結構應盡量滿足平、立面簡單對稱的原則，盡量減少凸出和凹進等復雜平面，還應盡可能使平面剛度均勻。
參考文獻：
［1］ JGJ 3-2010，高層建筑混凝土結構技術規程［S］．
［2］ 平面不規則高層結構的扭轉分析與抗扭設計［A］． 第全國高層建筑結構學術會議論文［C］． 2006．
