摘要：在经济全球化背景下，各行各业的发展如火如荼。国民经济的大幅度增长，基础设施建设愈加完善，建筑工程越来越趋向于高层和超高层。由于高层建筑需要消耗大量的人力、物力、财力，一旦出现问题，那么所造成的损失是不可估算的。结构抗震设计是高层建筑施工中很重要的环节，对工程整体安全性能有重要影响，因此必须加以重视。
关键词：高层建筑；抗震设计；不足及对策
引言
20世纪末，美国、日本等地相继发生地震，当地的建筑物倒塌情况虽不太严重，人民的生命安全也没有受到过大的创伤，却对当地政府与人民造成了巨大的经济损失。为了尽量避免出现这种情况，政府和学者们开始意识到性能设计对于建筑结构是十分必要的。美、日等国纷纷开展了结构性能研究，目的是通过抗震性能设计提高建筑整体稳定性、安全性，保证人们的生命安全。
1高层建筑结构的抗震设计原则
为了保证高层建筑结构抗震效果，相关人员在抗震设计中需要结合实际情况，遵循相应的原则，并选择科学合理的结构形式，确保建筑结构抗震符合相关规定要求。高层建筑设计人员还应该根据区域环境特点、资金投入以及建筑类型，科学选取合适的抗震类型，达到经济性与安全性相统一。所以在高层建筑结构设计的过程中，必须重视抗震设计，积极采取措施提高建筑结构构件的稳定性、承载能力以及刚度和延性等，重点关注结构中薄弱部位进行巩固，增强抗震能力。除此之外，还应设置多道抗震防线，确保抗震结构体系的完整性和整体性，提升高层建筑抗震效果。
2高层建筑结构抗震设计中存在的不足之处
2.1材料选用不当
根据板块构造学说，我国处于环太平洋火山地震带和地中海——喜马拉雅火山地震带之间，地震发生频率较高，加强建筑结构的抗震设计是确保人民生命财产安全的重要保障。当前，我国高层建筑所选用的建筑材料一般为钢筋混凝土或者砂石结合的材料，这些建筑材料在刚性和稳定性上都存在一定的局限性，当强震来临时很容易被突然强烈冲击致使建筑结构弯曲变形，甚至产生结构的整体性位移。
2.2精密性不足
高层建筑结构中影响抗震的因素很多，如结构与连接点之间的受力均衡性等。目前很多高层建筑结构在抗震性设计方面还存在一定的弊端，对抗震参数、抗震结构数据的计算还不够精准，其精密性还远远不能满足现实要求。还有一些高层建筑结构抗震性设计忽略了不确定性因素，这些因素可能存在不可估量的破坏力，使得抗震结构设计方案失去真正的作用。
2.3地基选取问题
目前随着我国城镇化进程的加快，城市人口增多给城市土地面积的利用带来了较大的压力，而在开发商进行高层建筑的开发时，往往会以经济利益为主要的土地选择依据，而往往对地基的抗震性能有所忽略。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常为了确保高层建筑的抗震性能，规定高层建筑应选择在地域宽阔的土地，还要确保地基的强度和密实度，如果将其建在靠近河岸、跨越两种土壤，以及建在断层、山崖、滑坡、地陷等不利地形或异性地形上时，容易降低高层建筑的抗震性能，且在建筑的施工过程中出现不可预见的危险事故。
3高层建筑结构抗震设计优化对策
3.1选择合适的地理位置
当建筑施工场地工程地质条件不同的情况下，在地震作用下建筑物所遭受的破坏程度也是不同的，因此在高层建筑工程项目建设中应选择具有抗震有利场地，避开抗震不利场地进行施工建设，从而减轻地震灾害问题发生。在高层建筑施工前应加强对工程地质的勘查，并采取科学的解决措施，对于不利工程地段应考虑到因场地条件会造成结构破坏因素，在工程施工地区中除去地震因素限制之外，还要排除具有严重危险性场地和不利场地作为建筑施工用地。在建筑施工场地选择中应根据地基、场地等对于建筑物所承受抗震破坏作用大小及其特征来进行明确分类，根据不同场地的特点和特征采取科学合理的抗震措施。在高层建筑结构抗震设计中，结构工程师应提出避开不利地质环境的要求，如根据地基液化等级和抗震设防类别等加强上部结构和地基结构的刚度，消除地基液化沉陷。
3.2使用隔震以及消能减震设计
在我国目前的高层建筑抗震设计中，通常采用的是延性结构体系设计方式，就是对结构物的刚度进行适当控制，在地震作用下结构构件可以进行非弹性状态，其较大的延性可以对地震能量进行消耗，从而环节地震带来的危害，使结构物出现裂缝但是不会倒塌。在此技术上，可以推广应用软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等技术措施，对结构物的动力特性进行改善，减少地震能量输入，减轻结构物的地震反应。此外，还可以通过采用高延性构件的方式来提高结构的阻尼以及耗能能力，从而降低地震作用以及楼层的地震剪力。
3.3采用多层地震放线的设计方式
为了确保高层建筑的抗震性能，可以采取多道抗震防线的措施，比如采取多个肢节和壁式框架的框架剪力墙等防震结构，其中剪力墙作为高层建筑的第一道抗震防线，也是主要的抗侧力构件，而且为了确保其具有足够的承受能力，需要设置足够的剪力墙。此外，还应在任一层框架部分按框架和墙协同工作分配的抗震剪力，不应小于结构底部总地震剪力的20%和框架各层地震剪力最大值的1.5倍中两者的较小值，以确保在剪力墙开裂之后对地震作用进行重新分配的作用。还可以通过在剪力墙结构中设置连梁等结构来使其具有多道抗震防线的性能。
3.4采用位移的结构抗震方法进行设计
高层建筑在地震作用下会发生相应的变形，所以在设计时采用基于位移的结构抗震方法进行设计，通过地震的层间位移限值、构件变形和结构位移之间的关系进行构件变形的确定，然后通过界面的应变分布大小来确定构件的构造需求。另外在进行高层建筑选址时，通常选择坚固的场地来进行施工，可以有效的控制地震发生时能量的输入，减弱地震所带来的破坏作用。
3.5完善建筑立面、结构竖向布置抗震设计
结构体系的外形设计和结构刚度的变化均会使楼层发生较为严重的变形，主体结构竖向布置的过程中也需要注意多方面的内容：结构侧向刚度自下而上逐渐减小。为有效规避软弱层，应采取有效的措施避免上下层刚度发生突变。框架结构的楼层与相邻上层的侧向刚度比应在0.7以上，与相邻三层的平均侧向刚度比需在0.8以上。在框剪结构中，楼层与相邻上层的刚度比在0.9以上，底层嵌固层的刚度比在1.5以上。结构中需尽量规避软弱层，层间受剪承载力应在上一层的8成以上。结构上部楼层的收缩部分到室外地面的高度与房屋高度的比值若超过0.2，则上部楼层收进后的尺寸要为下部楼层水平尺寸的75%，上部楼层的尺寸不得超过下部外挑水平尺寸的110%，规定外挑尺寸在4m以内。楼层的重力需沿高度均匀分布，上部楼层的重力应在下部楼层的1.5倍以内。
结语
我国是一个人口密集的大国，地震的发生对人民财产造成极大的损失，增强建筑物的抗震能力是设计人员的责任及义务。总而言之，抗震概念设计是高层建筑结构设计中的重要组成部分，通过合理的抗震概念设计，能够有效的提高高层建筑的抗震可靠性、经济合理性。因此，相关设计人员应熟练掌握和运用概念设计，全面考虑各种因素，为最终的施工图创造最优、最经济的方案。
参考文献：
[1]孙治伟.超高层建筑结构抗震设计常见问题及解决措施[J].设计与案例，2017.（8）.
[2]杜晓丹.高层建筑结构抗震设计问题及优化策略[J].山西建筑，2017，43（16）：59~60.
[3]潘卫宁．高层建筑结构抗震设计原则及要点浅析［J］．山西建筑，2017，43（33）：41－43．
[4]沙乃健．超高层建筑结构抗震设计要点探讨［J］．住宅与房地产，2016（36）：44．
[5]罗维．解析超限高层建筑结构基于性能抗震设计［J］．低碳世界，2017（2）：158－159．
论文作者:颜世林
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/24
标签：结构论文; 建筑结构论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 高层论文; 楼层论文; 场地论文; 《防护工程》2019年第3期论文;