孟岩
铁岭市建筑设计院 辽宁 112000
摘要：经济的发展，使得建筑行业发展迅速，高层建筑由于其具有功能强大，外形美观的等众多优点，得到了人们的广泛喜爱，高层建筑的结构行对复杂，其施工工艺和技术都相对较难，因此，建筑结构设计就成为了人们所关注的问题。文章先就建筑结构设计特点进行了分析，进而分析了建筑结构隔震技术。
关键词：高层建筑；结构设计；特点；隔震技术
高层建筑的出现，在很大程度上了缓解了城市人口的居住压力，同时也对城市景观起到了一定的美化作用，但是由于高层建筑的结构复杂，施工难度大，其结构设计的优化是非常必要的，随着经济以及科技的发展，高层建筑的结构设计也必须要更加完善，只有这样才能够满足人们的各种需求，现阶段，我国的在高层建筑设计中还存在很多问题，这些问题如果得不到有效解决，对我国建筑的发展将会产生巨大的阻碍作用，因此，我们必须要结合我国的国情与人们的需求，对建筑物结构进行合理的设计，进而提高我国高层建筑的整体性能，为人们的生活提供更多方便。
一、高层建筑结构设计的特点
高层建筑与多层建筑相比，其结构设计更为重要，因为其高度较高，功能繁多，因此设计的科学性与合理性，是建筑结构稳定性与可靠性的保障，同时，现代的建筑物在具备了强大的实用功能之外，还要兼具美观性，因此，我们就要从其平面以及立体结构等众多方面入手，增强其稳固性，使其为人们的生活创造更好的环境。
（一）水平力起着决定性作用
在以往对低层和多层的结构设计中，通常都是以竖向荷载为代表，而对于高层建筑的结构设计，由其水平荷载发挥着决定性的作用，竖向荷载虽然对结构设计也具有非常重要的意义，但却不是最为关键的设计因素。因为在高层建筑结构设计中，竖向轴力与弯矩的数值与建筑高度的一次方成正比，而水平荷载对结构的倾覆力及轴力，是与建筑的两次方成正比。所以水平荷载具有决定性作用。
（二）侧移成为关键因素
在高层建筑结构设计中，随着高度的不断增加，则会导致水平荷载下结构的侧向变形不断的增大，其与建筑高度的4次方成正比，在这种情况下，结构侧移则成为高层结构设计中最为关键的因素。
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（三）具有较高的抗震设计要求
高层建筑结构设计时，对于其抗震性能有更高的要求，不仅需要充分的考虑竖向荷载和风荷载，同时还需要保证结构性能的良好性，只有这样才能有效的提高高层建筑结构抗震的能力，使其具有较好的牢固性和安全性。
（四）减轻高层建筑自重比
在建筑结构设计上，对于减少高层建筑的自重比要比多层建筑的自重比减轻具有更直接的影响。高层建筑如果自身的自重减轻了，在相同的基础上就可以多建层数，更有益于经济效益的提高。
（五）结构延性是高层建筑结构设计的重要指标
高层建筑结构的延性是指建筑结构和构件在其承载力不发生变化的情况下所保持着塑性变形能力的一种特性，而这种特性可以用结构延性来表示。对于高层建筑结构构件中的受弯构件来说，随着水平荷载的加重，不仅会使得受拉区的混凝土结构出现裂缝，导致结构出现非弹性变形，而且会使得受拉钢筋发生变形，进而会容易破坏受压区混凝土结构，从而破坏高层建筑的受弯构件。在这个过程中破坏受弯构件的重要原因是结构变形的大小，因而，提升结构的延性是高层建筑结构设计的重要指标，不仅可以提升结构抗震能力，而且增强结构抗倒塌能力，有效避免高层建筑结构发生倒塌，故此，在进行高层建筑结构设计中应该特别重视结构的延性，要采取适当的措施来提升高层建筑结构的延性，从而增强结构的抗震性能，延长高层建筑的使用寿命。
二、高层建筑结构隔震技术分析
（一）高层建筑隔震技术
隔震技术主要是利用建筑用隔震支座来提升建筑结构的抗震性能的技术，建筑用隔震支座主要包括橡胶隔震支座和滑动隔震支座两大类，其中橡胶隔震支座可以分为普通橡胶隔震支座和铅芯橡胶隔震支座两种，普通橡胶隔震支座主要是利用橡胶层和钢板的紧密结合，来提升建筑结构的侧向抗压能力、承载力和水平变形能力，而铅芯隔震支座具有较高的阻尼，可以有效减弱地震对建筑结构的影响和作用，还能够防止隔震层发生位移，避免受到地震的重大破坏，保护建筑结构的安全使用性能和使用寿命。滑动隔震支座可以利用动力学理论，通过内置低摩擦系数的滑动材料，能够防止较强的地震作用危害到建筑结构，另外，也可以利用滑动隔震支座的隔震层摩擦力，来消耗建筑结构的振动能量，增加建筑结构的阻尼，从而可以有效减少地震对建筑结构的影响和反应。
20世纪90年代世界上建筑工程隔震技术就已到了成熟应用阶段，我国在20世纪80年代逐渐得到重视和推广应用，到20世纪末和21世纪初，国内研究就取得了大量的研究成果，隔震技术也已进入成熟应用阶段，并在国内部分高烈度地区开展了应用工作。特别是在应用了隔震技术的工程经受过2008年汶川、2013年芦山地震的实际考验，切实保证人民生命财产安全，产生了良好的社会经济效益，更有力证明了隔震技术确实能有效减轻地震作用，使建筑在地震中不受破坏真正成为可能。
（二）高层建筑结构隔震结构特点
高层建筑隔震结构具有以下优点：第一，可以提升高层建筑上部结构的水平荷载和承载力，即使在地震的环境中也可以有效的确保建筑结构具有足够的水平刚度和侧向刚度，使得整个建筑结构始终处于合理的弹性范围内，保持建筑结构的安全使用性能，另外，在强烈的地震作用影响之下，隔震结构的建筑也能够减少建筑结构的地震反应，削弱地震的能量，从而达到防震加固的效果，有效延长高层建筑结构的使用寿命。
（三）高层建筑隔震结构设计要点
首先，在高层建筑隔震结构设计中可以采用分离式计算方法和隔震系数，其中隔震系数是指隔震结构的楼层剪力与非隔震结构楼层剪力之间比较值的最大值，而对于高层建筑结构来说，在考虑楼层剪力隔震结构的同时还应该重视楼层确保楼层倾覆力矩的减震系数，在高层建筑隔震结构具备标准的减震系数之后，可以参照非隔震结构的结构来设计，而关键的是在运用橡胶隔震支座时，对于减震系数的计算应该在考虑橡胶隔震支座性能的基础上，适当提高高层建筑结构的减震系数数值，这样利于隔震结构设计的施工安全，而在具体的减震系数计算中需要采用时程分析法来计算出高层建筑隔震结构的减震系数，同时在考虑建筑结构受拉中可以采用折线形弹性型的橡胶隔震支座模型，还可以使用库仑摩擦滞回曲线型的滑动隔震支座，从而可以增强建筑结构的稳固性和抗张拉承载力和水平荷载，减少高层建隔震结构的地震反应，延长高层建筑隔震结构的使用寿命。
综上所述，对于高层建筑来说，隔震技术和隔震结构的应用可以加固建筑结构、有效减弱高层建筑结构的地震效应，尤其隔震支座的应用在国内多次地震中极大提高了高层建筑结构的稳固性和防震性能，随着隔震技术与隔震支座的大力推广和广泛应用，我国高层建筑的使用寿命也越来越长，这不仅提高了人们生活的安全系数和质量，利于安定社会，而且也推动了国家抗震建筑建设的进程。
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论文作者:孟岩
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/10
标签：建筑结构论文; 高层建筑论文; 结构论文; 支座论文; 结构设计论文; 荷载论文; 建筑论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;