摘要：随着社会的发展，高层建筑越来越多，越是高的建筑对于抗震性能的要求就越该完善。高层建筑抗震设计是一个较为复杂的过程，涉及建筑的高度、结构以及材料选择等，应该从各方面进行综合性的分析和判断，才能获得最佳的抗震效果。通过抗震验算，设置多道抗震防线，完善隔震及消能减震设计等，可最大限度加强高层建筑的抗震效果，提升建筑物的抗震能力。同时出具内容全面的抗震设计报告，保证建筑在实际建造过程中，抗震设计得到完整贯彻，提升我国高层建筑整体抗震性能，最终有利于保障我国人民的居住安全，保证我国的长治久安。
关键词：高层建筑、结构抗震设计、优化措施
引言：
近年来，我国钢铁产业取得了极大的进步，这使得我国高层钢建筑在材料和结构上变得多样化。由于我国部分地区处于地震的多发区，所以高层的抗震能力受到社会各界的广泛关注。现如今房地产行业发展迅速，而国内的高层抗震结构设计理念仍值得商榷。所以，应当十分重视高层结构的抗震设计。
1 高层建筑抗震设计的必要性
板块与板块的交界处是地震的高发地带，我国的地理位置恰好处在亚欧板块、太平洋板块和印度洋板块之间，地震灾害较为频繁，到目前为止，我国已经发生了几次大级别的地震，带来了严重的人员伤亡和财产损失。近年来，随着我国城市化水平的提升，城市中高楼大厦数量增多，相对于普通房屋而言，高层建筑的承重较大，因此，房屋质量设计要求更高。抗震性能是衡量高层建筑质量的重要标准，高层建筑的抗震设计关系着居住者的生命和物资的安全，关系着社会的稳定，因而，高层建筑设的抗震设计十分重要。
2 高层建筑结构抗震设计存在的问题
2.1 建筑结构体系选择不合理
建筑结构抗震设计在进行中首先要进行方案的确定，选择合适的建筑结构体系对于建筑抗震性具有直接影响。在抗震设计过程中容易出现以下问题：第一，以偏概全，在建筑设计中由于对某个建筑结构设计不理想造成整个结构的抗震性能降低，在设计中应该进行建筑结构的整体性规划，避免在出现个别部位损坏的情况下，影响建筑物整体的抗震性和稳定性。第二，没有做好准确的计算，对于地震所造成的影响没有合理分析，不清楚地震作用的传力路径，对于竖向构件设置及荷载条件等理解不够透彻，上部结构对竖向构件产生的重力荷载传导不直接，严重影响抗震效果。第三，设计人原设计能力存在问题，对建筑结构设计的强度及刚度设计都不能做到很好的把握，在设计过程中结构构件所承受的刚度和强度分配不均匀，造成结构整体抗震效果的不理想。
2.2 高度问题
即因部分建筑企业在高层建筑施工过程中，基于建筑层数的不断增加，开始表现出违反现行技术规程的行为。如延性要求、材料性能、荷载取值超标现象，影响到了建筑结构整体抗震水平。
2.3 离散变量优化问题
在建筑的建设中，建筑物尺寸、钢筋、型钢的规格都是不断变化的，所以在结构优化的设计中也是需要不断的进行改进，所以传统的优化方法已经很难应用在高层建筑结构抗震设计优化中。由于对变量假设条件的考虑不够充分和严谨，使得对结构设计的计算条件很容易出现错误，最后导致整个设计失败。
2.4 材料的选用不科学，结构体系不合理
特别是在地震多发地区，建筑材料的选择和结构体系的设计受到人们广泛的关注和重视。目前，我国建筑物主要是由钢筋混凝土组成的。因此，变形的控制与设计必须以钢筋混凝土结构的位移限值为准。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钢结构的弯曲变形侧移较大，如果利用钢框架来减少位移，不仅会增加钢构件的负荷，且无明显的辅助效果，为此，有时还必须增加部分混凝土剪力墙结构或设置钢支撑抗侧力结构，这样才能满足其位移控制标准。
3 高层建筑结构抗震设计优化策略
3.1 选择结构
在高层建筑的构建过程中，实际的建筑结构是三维立体的，而在地震发生时，地震的方向具有任意性，所以高层建筑的主体抗侧力结构的主轴的刚度要均匀相同，这样高层建筑就会有非常好的抗震能力。处于强震区的高层建筑要注意主体抗侧力的竖向断面的变化要均匀，不能变化太大，这样可以避免在地震时因为建筑的薄弱环节而造成的整体损坏。在高层建筑主体抗侧力这一方面的平面布置上，既要注意同一方向上的刚度要均匀同时也不能忽视延展性对主体结构的影响，还要满足对称性的要求。
3.2 扩大延性结构应用范围
当前延性结构在高层建筑结构抗震设计中应用较多，通过此结构的设置可以对建筑物结构刚度进行合理控制，在发生地震灾害时在延性作用下建筑物的结构处于塑性状态，进而对地震产生的能力进行降低，当建筑结构承载能力较小、延性较大时延性构建能够对地震产生的能量进行吸收，将建筑物结构出现变形的几率降至最低，为此设计人员在设计过程中需要根据实际情况对延性结构的应用范围进行扩大。除此之外还可以对阻尼器等消震或者隔震设备进行应用，通过使用阻尼器可以降低地震发生时震动的频率，进而为高层建筑结构起到一定的保护作用。
3.3 设置多道抗震防线
搭建系统抗震结构时，应该布置多道抗震防线，部分延展性突出的结构进行系统性合并，可以使其抗震性能更佳。抗震墙系统由主体抗震墙和延展性框架组成，共同进行作用，能发挥抗震结构的最佳作用。抗震结构系统应留有一定的冗余度，并且依照设计原理，建造有规律的屈服区，最终目的是让楼房可以完全吸收或者消耗地震带给楼房的震动能量。为了保证抗震性能的突出，体系中适当增添部分多余结构，建筑周期与地震频发周期一致时，冗余设计的用处便能突出。针对吭震设计，设置多道措施，即便第1道抗侧力防线被损坏，第2道、第3道防线也可以继续对建筑进行保护，减缓共振，减轻地震带来的损害。
3.4 建筑结构材料的选择
建筑结构材料的质量以及性能会直接决定建筑设施在发生地震时所能产生的安全效用大小。高层建筑抗震结构的设计主要就是将建筑构件的延性整合在一起，综合性的协调并把控建筑构件质量，让该建筑设施足够的安全稳固。选用一些韧性比较强的钢筋材料，针对其垂直方向所产生的钢筋，要以热轧钢筋为主，在箍筋时，要以HRB400等级热轧钢筋为主。综合性的考虑施工材料抗震的各方面性能，让其建筑成本和造价可以得到有效的控制，明确建筑成本和抗震性能之间的平衡点，用最合理的建筑材料来获得最大的建筑经济收益，满足其抗震性能的要求，强化其抗震效果。
3.5 提升建筑物结构延性
首先，选择合理的塑性变形机构，目前来看，比较常用的就是“强柱弱梁”，这种结构可以有效提高建筑物结构的延性效果，在设计过程中，合理设置柱截面以及梁端配筋，提高构件的抗弯能力，增强承载力效果；其次，合理设计各个构件，保证构件的抗剪能力可以满足抗震要求，避免地震发生时结构构件发生剪切破坏，同时注意做好节点处理；最后，针对建筑塑性耗能能力以及塑性转动能力，可以采用箍筋加密的方式进行构造处理，提升其整体稳定性效果。
结束语：
综上所述，在高层建筑结构抗震设计中经济性和安全性的平衡是结构设计的重点控制目标。从长远角度来看，我国的高层建筑结构抗震设计应根据当前的抗震设计现状及施工技术，根据抗震概念知识与设计经验，设计人员作出准确的判断，找出经济合理性与结构安全性之间的平衡点，从而找到一种切实可行的抗震设计方法，明确地震区域中高层建建筑未来发展主要方向，从而推动社会经济发展与科技进步，满足人们的需求。
参考文献：
[1]郭秋丰.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的运用[J].住宅与房地产.2018（08）
[2]鲁松.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].住宅与房地产.2018（09）
[3]孙桂新.基于性能的高层建筑结构抗震的优化设计[J].住宅与房地产.2018（08）
论文作者:陈恺
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第26期
论文发表时间:2019/7/22
标签：结构论文; 建筑结构论文; 建筑论文; 延性论文; 高层建筑论文; 高层论文; 构件论文; 《建筑细部》2018年第26期论文;