摘要：高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。随着大城市的发展，城市用地紧张，市区地价日益高涨，促使近代高层建筑的出现，电梯的发明更使高层建筑越建越高。宏伟的高层建筑是经济实力的象征，具有重要的宣传效应，在日益激烈的商业竞争中，更扮演了重要的角色。因此高层建筑抗震工作一直作为建筑设计和施工的重点。
关键词：高层建筑；抗震；设计
引言：
目前，随着自然灾害发生的愈发频繁，高层建筑结构的质量安全引起了人们的广泛关注。虽然近年我国在高层建筑抗震的设计上有所加强，但是仍然存在一些问题和不足需要进一步完善。在建设社会主义和谐社会的新时期，进一步加强高层建筑物的质量控制，保障人们的生命财产安全是建筑结构设计的一个重要环节。
一、高层建筑结构抗震设计发展分析
新时期高层建筑结构抗震将有如下变化：
1.高层建筑的抗震结构体系将从以硬性为主向柔性为主的结构抗震转变，通过“以柔克刚”方式，调整建筑结构构件的隔震、减震和消震来实现抗震目的。
2.建筑材料对结构抗震的影响越来越得到重视。建筑材料的各个抗震指标的提升可以提高高层建筑的抗震能力，研制新的建筑材料可推动高层建筑结构抗震技术的发展。通过优化的抗震方法设计，来实现高层建筑的抗震要求。
3.计算机模拟抗震试验得到广泛应用。将制作好的模型或结构构件放在模拟地震振动台上，台面输入某一确定性的地震记录，能够较好地反映该次确定性地震作用的效果。计算机模拟环境可以拟真抗震效果，帮助科学改进各因素，有效抗震。
二、我国高层建筑结构抗震的具体设计
1. 高层建筑结构抗震设计应重视建筑结构的规则性
在高层建筑中，结构的布置原则主要体现在以下几个方面：
（1）高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度要比较接近、变形特性要比较相近。这是因为实际的高层建筑结构都是三维的，实际的地震作用、风荷载具有任意的方向性，高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较均匀，就能具有比较良好的抗震、抗风性。
（2）高层建筑竖向体型及刚度变化要均匀，宜优先采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何形状，尽量避免过大的外挑和内收。因为立面形状的突然变化，必然带来质量和抗推刚度的剧烈变化，地震时该突变部位就会因剧烈振动或塑性变形集中效应而加重破坏。
（3）高层建筑主体抗侧力结构的平面布置应尽量对称，以避免扭转。
高层建筑结构体系选择与优化是结构设计考虑的关键问题，制定合理的结构方案对整个建筑的安全性和经济性起决定作用。
2. 结构体系应具有合理的地震作用传递途径
①楼屋盖梁系的布置应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去。②竖向构件的布置，应尽量使竖向构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平按近均匀，以避免竖向构件之间压应力的二次转移。而垂直重力荷载下竖向构件压应力水平接近均匀是最合理优化的结构选择。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆③）转换结构的布置，应尽量做到使上部结构竖向构件传来的垂直重力荷载通过转换层1次至多2次转换，即能传递到下部结构的竖向构件上去。④整体抗侧力结构必须体系明确，传力直接。抗侧力结构一般由框架、剪力墙、筒体、支撑等组成，它们宜尽量贯通连续，若它们沿竖向要有变化，则变化要缓慢均匀。
3. 结构体系宜有多道抗震防线
第一道防线一般应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑，或轴压比值较小的抗震墙、实墙筒体之类的构件。框架-剪力墙结构是具有良好性能的多道防线的抗震结构，其中剪力墙既是主要抗侧力构件，又是第一道抗震防线，框架部分起到第二道防线的作用。剪力墙结构中剪力墙可以通过合理设置连梁（包括非建筑功能需要的开洞）组成多肢联肢墙，使其具有优良的多道抗震防线性能。连梁的刚度、承载力和变形能力应与墙肢相匹配，避免连梁过强而使墙肢产生较大拉力而过早出现刚度和承载力退化，一般情况下，联肢墙宜采用弱连梁。“强柱弱梁”型的延性框架中梁处于第一道防线，而在超静定结构构件中赘余构件就起到第一道防线的作用。
4. 结构体系宜具有合理的刚度
主体抗侧力结构的刚度合理是高层建筑结构设计的重要指标之一。首先，主体抗侧力结构的刚度要满足规范规定的水平位移、整体稳定、强度延性的要求，保证高层建筑结构能正常工作。但是高层建筑主体抗侧力结构的刚度不宜过大，应该合理，这是因为主体抗侧力结构刚度过大，结构的基本自振周期较短，地震作用也会相应加大，结构承受的水平力、倾覆弯矩加大，地基基础的负担加大，此时结构的截面和相应的构造配筋增加较大，并不经济。
5. 结构体系应具有足够的冗余度
建筑的倒塌往往都是结构构件破坏后致使结构体系变为机动体系的结果，因此，结构的冗余度（即超静定次数）越多，进入倒塌的过程就越长。
从能量耗散角度看，在一定地震强度和场地条件下，输入结构的地震能量大体上是一定的。在地震作用下，结构上每出现一个塑性铰，即可吸收和耗散一定数量的地震能量。在整个结构变成机动体系之前，能够出现的塑性铰越多，耗散的地震输入能量就越多，就更能经受住较强地震而不倒塌。从这个意义上来说，结构冗余度越多，抗震安全度就越高。
从结构传力路径上看，超静定结构要明显优于静定结构。对于静定的结构体系，其传递水平地震作用的路径是单一的，一旦其中的某一根杆件或局部节点发生破坏，整个结构就会因为传力路线的中断而失效。而超静定结构的情况就好得多，结构在超负荷状态工作时，破坏首先发生在赘余杆件上，地震作用还可以通过其他途径传至基础，其后果仅仅是降低了结构的超静定次数，但换来的却是一定数量地震能量的耗散，而整个结构体系仍然是稳定的、完整的，并且具有一定的抗震能力。
6. 结构体系应具有良好的屈服机制
一个良好的结构屈服机制，其特征是结构在其杆件出现塑性铰后，竖向承载能力基本保持稳定，同时，可以持续变形而不倒塌，进而最大限度地吸收和耗散地震能量。这就要求结构的塑性发展从次要构件开始，或从主要构件的次要杆件（部位）开始，最后才在主要构件上出现塑性铰，从而形成多道防线；
三、结束语
建筑结构抗震设计的好坏是建筑物能否取得良好抗震效果的前提，因此，在进行抗震设计时，要根据理论分析，选择的结构布置和合理的材料运用，从多个方面慎重考虑，从而使高层建筑结构满足人们的使用要求，能够减轻甚至避免地震带来的危害。
参考文献
[1]赵西安.现代高层建筑结构设计[M].北京：科学出版社，2010.
[2]郭继武.建筑抗震设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[3]徐正忠.建筑抗震设计规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.
论文作者:刘长华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/2
标签：结构论文; 构件论文; 建筑结构论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 静定论文; 体系论文; 《建筑学研究前沿》2018年第5期论文;