摘要：科学技术的不断发展，推动了建筑技术的快速发展，这让人们对建筑功能需求和审美需求都有较高的要求，现代建筑也更多地向高层建筑迈进，建筑高度的记录也在逐渐上涨，这就与建筑结构的稳定性的要求来说也就更高了，但是在高层建筑结构抗震设计中要特别注意相关的参数计算，这对于建筑结构中剪重比设计有着直接的影响，也和建筑结构布置的经济性以及合理性有着较大关系，所以在进行建筑单位要对这方面的问题有所重视。本文分析了高层建筑结构在抗震设计时有关剪重比问题的设计规范。
关键词：高层建筑结构；剪重比；抗震设计
建筑结构基础是很容易受到外界因素震动影响的，尤其有地震灾害发生的时候，会对建筑的上部结构带来严重影响，从而让建筑结构有振动现象产生，人们将这种现象叫做结构地震反应。在进行高层建筑结构抗震设计的时候，要特别注意其结构立面、平面以及竖向剖面等部位的抗震性能设计，要让其设计的有较高的合理性，这样也就不会让建筑结构出现位移等情况，建筑结构中各个层面的刚度比，还有竖向构件的剪重比以及的刚重比也就能达到规定的延性指标，从而让建筑结构抗震性能安全保证。
一、剪重比介绍
在建筑结构的抗震设计中，剪重比是非常重要的参数的，依据规定的抗震规范，在进行抗震验算的时候，建筑结构中所有楼层的水平剪应力都要达到规定计算公式要求，之所以将其称之为规范，主要是建筑结构在长时间应用中，会让地震影响系数急速下降，这个从相关的地震影响系数曲线中就能够看出来。对于使用周期较长的建筑结构来说，在地震动态作用下，它受到的位移作用以及地面加速度带来的破坏力更大，在这个时期计算出来的地震影响系数是出于不安全状态的，所以这个规范对于水平地震剪力要求来说也是有一定要求的。要是对常规的建筑框架结构来说，可以依据经验公式去估算结构周期，也就是T =（0.07--0.09）N，其中N就是普通框架结构中的楼层数，要是建筑工程场地是一类，则结构周期计算也就可以依据公式去计算。
我们可以从地震的影响系数曲线中知道，建筑框架结构的层数越高，那么其水平地震影响系数也就会越快的下降，从而楼层水平地震剪力也就越来越小。这和我们想象中的结果是不一样的，我们所想象的是楼层越多，结构受到地震力也就会越大，这和实际情况是完全相反的。如果框架结构的高度最大是60米，那么楼层数也就是在15层，这也能反映出来，楼层最不水平地震剪力的规范标准，还有规定的 对大高度框架结构是非常有必要的。要是这两条规定不存在，那么在计算框架结构地震剪力上也就会有错误的，所以说应该对设定的规定都要明确了解，这也是建筑设计师首要掌握的专业素养，这样也能转却把握结构抗震的安全性。
二、剪重比的调整
1、通过程序调整。当剪重比偏不但与规范限值相差不大时，可以按下列方法之一进行调整：①在SATWE的“调整信息”中勾选。按“抗震规范调整各楼层地震内力”，SATWE按抗规自动将楼层最不地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和，用以调整该楼层地震剪力，以满足剪重比要求。②在SATWE的“调整信息”中的“个楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数，增大地震作用，以满足剪重比要求。③在SATWE的“地震信息”中的“周期折减系数”中适当减不系数，增大地震作用，以满足剪重比要求。
2、人上调整：当剪重比与规范限值相差较大时。①当地震剪力偏不而层间侧移又偏大时，说明结构过柔，宜适当加大墙、柱截面，提高刚度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆②当地震剪力偏大而层间侧移又偏不时，说明结构过刚，宜适当减不墙、柱截面，降低刚度以取得合适的经济技术指标。
3、对于剪重比从抗震规范的条文说明中我们更应该注意。①当底部总剪力相差较多时，结构的选型和总体布置需重新调整，不能仅采用乘以增大系数的方法处理。②只要底部总剪力不满足要求，则结构各楼层的剪力均需要调整，不能仅调整不满足的楼层。③满足最不地震剪力是结构后续抗震计算的前提，只有调整到符合最不剪力要求才能进行相应的地震倾覆力矩、构件内力、位移等等的计算分析；即意味着，当各层的地震剪力需要调整时，原先计算的倾覆力矩、内力和位移均需要相应调整。
三、工程案例
某超限高层为框筒结构，共55层，总高度为258m，抗震设防烈度为7度，场地类别为II类，设计地震分组为第一组。结构基本周期为5.80S，结构总重量为16750440kN，计算取15个振型，其有效质量系数为96%，水平地震影响系数a=0.0123，规范规定的剪重比限值为1.20%。在不考虑周期折减时，X方向的基底剪力为15623kN，以X方向振动为主的第1振型对应的基底剪力为14150kN，第1振型的剪力比为90.56%，相应的第1振型参与质量比为68.54%。代入公式，得出结果，即结构不满足规范剪重比限值的要求。计算得X方向1-15层的剪重比为0.93%-1.18%，这些楼层均不满足规范-剪重比限值的要求。并求得结构底层剪重比为0.93%，与计算所得结果一致。
1、采用增大结构刚度的方法对剪力墙做如下调整。
将厚400mm的墙加厚至600mm；将厚250，200mm的墙加厚至300mm。在不考虑周期折减时，将结构基本周期由5.80S减不为5.63S，结构的总重量增大为1702182kN，水平地震影响系数a=0.0122，有效质量系数为96%，第1振型的剪力比为90.49%，第1振型参与质量比为68.87%，规范规定的剪重比限值为1.20%。将以上数值代入公式，得出结构还是不满足规范剪重比限值的要求。计算得到X方向1-15层的剪重比为0.95%-1.19%，这些楼层仍不满足规范-剪重比限值的要求。可见，加厚剪力墙的改进效果很有限，欲通过调整结构刚度或重量使结构满足规范剪重比限值的要求是十分困难的。
2、采用周期折减的方法。考虑周期折减系数为0.85，计算得X方向1-7层的剪重比为1.09%-1.19%，这些楼层不满足规范剪重比限值的要求。再考虑周期折减系数为0.8，计算得X方向1-4层的剪重比为1.10%-1.18%，仍有4个楼层的剪重比不满足规范剪重比限值的要求，但己有明显的改善，此时再对不满足规范剪重比限值要求的楼层采取放大层剪力的方法解决。
四、结论
高层建筑结构受到楼层高度的限制，在抗震设计上是有一定难度的，但这也是高层建筑中相当重要的设计工作，所以在抗震设计中要特别注意剪重比的限值问题，要让每个楼层的剪力都达到规定的限值，这样的话高层建筑结构有就会有较高的安全度，也就能让建筑减震设计不被破坏，结构的安全性有所保证。对于超高层建筑来说，有很多底部楼层的剪重比都和规定的限值有所差距，尤其是的一类场地和二类场地中比较常见，所以在规范剪重比的时候，还要将场类别这一影响因素考虑在其中，从而对设计原理有所掌握，让高层建筑结构有着较好的抗震性能。
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论文作者:金言亮
论文发表刊物:《基层建设》2015年第35期
论文发表时间:2016/12/1
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