摘要：随着地震的多发，房屋抗震的设计显得至关的重要。房屋的建筑要按照抗震的要求来进行合理的设计，我国建筑的标准规范在保证房屋的安全方面起到了决定性作用的。本文通过对建筑抗震进行理论和高层结构特点的分析，进而探索了高层建筑抗震设计分析方法，旨在为解决高层建筑抗震相关问题提供理论参考。
关键词：高层建筑；抗震；结构；设计
20世纪80年代，是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高层或超高层以钢筋为主的建筑，建筑层数和高度不断增加，功能和类型越来越复杂，结构体系日趋多样化。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段，不仅结构体系及建筑材料出现多样化，而且在高度上长幅很大有一个飞跃。
1 建筑抗震的理论分析
建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，是指导建筑抗震设计的法定性文件。它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导，向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。
其中动力理论是20世纪70年代~80年代广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术外，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。
2 高层结构的特点
建筑规模大，成本高。高层建筑的质量很大程度上决定于施工材料、施工技术和施工周期。而从建筑的结构上来看高层的结构，可以看到的是它所产生的轴向力与建筑物的高度大体是一种线性的关系；水平荷载使得结构弯矩。而从受力的这个角度上来看，垂直荷载的方向如果不变，但是高度不断增加，这些也只能使得量增加。从侧移的特性上来看，竖向的荷载所引起侧移是很小的，水平的荷载比较均布时，侧移和高度的关系是四次方的变化。由此我们可以看到，在高层的结构当中，水平荷载影响远远的超出垂直荷载影响，水平荷载结构在设计上的因素，结构的抵抗水平低而导致荷载产生弯矩、剪力和拉应力，而且对结构的要求是必须要有刚度，高度的增加会带来侧向的变形，并且将此限制于结构的范围内。
3 高层建筑抗震设计分析方法
3.1 建筑结构的规则性
为了保证建筑的可靠性以及其所承载的力量的分布均匀，在进行建筑结构设计过程中，一定要尽量保证建筑结构的规则性，并且也要使抗侧力结构尽量保证简单化。在选择建筑结构平面布置图形时，应该选择较为规整的图形，因为只有规则的图形，才能使建筑在面对地怎发生时所带来的承载力的均匀分布。对于不规则的建筑结构平面，应该尽量避免，因为不规则的建筑平面容易造成建筑结构质心与钢心间的交错，这样的建筑在面对地震时，容易产生钢心距离较大，刚性不足，最终建筑将会面临倒塌的危险。
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3.2 抗侧力体形的优化
对一般性构造的高楼，刚比柔好，采用刚性结构方案的高楼，不仅主体结构破坏轻，而且由于地震时的结构变形小，隔墙，围护墙等非结构部件将得到保护，破坏也会减轻。提高结构的超静定次数，在地震时能够出现的塑性铰就多，能耗散的地震能量也就越多，结构就愈能经受住较强地震而不倒塌。改善结构屈服机制，使结构破坏十按照整体屈服机制进行，而不是楼层屈服机制。设计结构时遵循强节弱杆、强柱弱梁、强剪弱弯，强压弱拉的原则。在进行结构设计时，应该选定构件中轴力小的水平杆件，作为主要耗能杆件，并尽可能使其发生弯曲耗能。从而使整个构件具备较大的延性和耗能能力
3.3 隔震和消能减震设计
有些高层建筑对于抗震的要求较为严格，除了要实现一般的抗震效果外，还有保证隔振、消能等方面的需求。因此，为了达到这些效果，首先，从场地与地基的角度来看，应该选择具有较高密实度的地基，因为高密实度的地基，可以减轻地震发生时所产生的能量给建筑造成的破坏，降低共振发生几率。对于不同建筑，其所要求的隔振系数有所不同，因此，在进行建筑结构设计时，一定要具体问题具体分析，选择相应的隔震支座，并且，也要考虑因风力所给建筑带来的负荷。对于隔振、消能方面的建筑构件的选择上，尽量采用延性好的材料，使建筑受地震能力带来的破坏降低。
3.4 建筑结构材料的选取
建筑结构材料的好坏决定着建筑在地震发生时的安全性。事实上，高层建筑抗震结构设计的实质就是将各个建筑构件的延性整合起来，并对其进行相应的协调与把握，其目的就使建筑在面对地震时能够安全稳定。在选择建筑钢筋时，一定要尽量选择那些具有较高韧性的材料。对于在垂直方向受力的钢筋，要采用热轧钢筋，以HRB400级和HRB335级为标准，对于箍筋，则是以HRB335、HRB400和HPB235级热轧钢筋为佳。在选取建筑结构材料过程中，一定要时时考虑材料抗震方面的性能，当然，在建筑过程中，建筑成本、造价控制也是建筑企业必须要考虑的问题，因此，在对建筑结构材料选取的过程中，一定要找到建筑成本与抗震新性能之间的点，兼顾二者，以期实现以最少的材料获取最佳的抗震效果。
3.5 场地和地基的选择
建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响，是建筑抗震设计的基础。在进行建筑场地以及地基的选择时，应该充分的了解当地的地震活动情况，对当地的地质情况进行科学的勘察，在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价，评估当地的抗震设计等级。对于一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避，而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施。在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或者是其它具有较高密实度的基土，从而提高建筑地基的抗震能力，尽可能的避开不利于抗震的软性地基土。对于一些达不到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造，使其能够符合相应的标准。
3.6 常用的加固设计
为了有效的提高建筑结构的抗震能力，应该根据建筑结构的实际情况采取相应的加固措施，在进行加固方法选择的时候应该具体考虑以下几个方面的因素：对于一些机构设计存在缺陷的情况，应该根据实际情况增加构件进行加固，或者是采取具有较高抗震能力的构件代替原有构件。对于需要提高承载力或结构整体刚度的情况，可以增设构件，扩大原截面，设置套箍等方法；很多建筑结构整体性连接达不到抗震的标准，可以有针对性的对结构进行相应的调整，这样可以分散地震力，减少破坏。建筑中的一些与建筑结构不相关的构件，在地震时有可能倒塌而造成危害，应该适当进行加固。
4 结束语
现代城市的发展促使高层建筑的不断增多，抗震结构设计也显得越来越重要。而新型结构体系结构形式复杂，分析难度大，全面细致的考虑结构各个构件和每个组成部分，成为今后新型结构体系设计和考虑的重点。
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[4]宁小东.高层建筑方案阶段的结构概念设计[J]. 邵阳学院学报，2006（02）
论文作者:李广
论文发表刊物:《基层建设》2015年6期
论文发表时间:2016/9/1
标签：建筑论文; 结构论文; 建筑结构论文; 地基论文; 荷载论文; 高层建筑论文; 构件论文; 《基层建设》2015年6期论文;