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摘要：高层建筑在人们的生活中较为常见，高层建筑的出现及使用有效地缓和了城市居民的住房问题，通过科学的设计及施工，高层建筑的各项性能可以很好地满足用户的需求，同时在智能化设施的支持下，人们的生活水平可得到较好的提升。对于高层混凝土建筑而言，结构抗震设计的科学性影响较大，同时，如何保护高层建筑在地质灾害中不被破坏需要设计者予以重视。
关键词：抗震结构设计；高层建筑；应用分析
1导言
高层建筑在人们的生活中较为常见，高层建筑的出现及使用有效地缓和了城市居民的住房问题，通过科学的设计及施工，高层建筑的各项性能可以很好地满足用户的需求，同时在智能化设施的支持下，人们的生活水平可得到较好的提升。对于高层混凝土建筑而言，结构抗震设计的科学性影响较大，同时，如何保护高层建筑在地质灾害中不被破坏需要设计者予以重视。
2高层抗震设计的重要性
在二十世纪中后期，我国的建筑结构工程师在总结地震经验中认识到概念设计对于抗震能力的重要性要远远大于数值设计，所以人们越来越重视高层的抗震设计。这一设计概念是在整栋建筑的设计方案开始时便根据人们已有的抗震结构知识和各种抗震结构设计相结合，从而设计好建筑的体型，结构，刚度分布。再对建筑设计进行评价、选择处理，再加上严格的计算，达到消除建筑抗震能力弱的问题，符合建筑的抗震能力要求。根据以往的抗震经验，确定影响建筑抗震能力的基本问题。所以工程师要全面了解各种结构的抗震特点、结构的抗震受力点特征，设计出抗震能力强的模型，从而建设出抗震能力强的建筑，保证我国人民的生命和财产安全。
3高层建筑抗震结构设计的基本原则
结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能。结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则；对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力；承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。应尽可能设置多道抗震防线。一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层（部位），使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，是提高结构总体抗震性能的有效手段。
4高层抗震设计存在的问题
（1）高度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆按照我国相关条例规定，在一定的结构形态下，高层建筑会有一个适宜高度，这个适宜高度是在我国科技、建筑、经济等的发展水平下最安全的，但实际上，有许多高层建筑的高度已经超过了这个适宜高度的限制，关于超高的建筑，要采取十分谨慎的态度，因为超高建筑的变形破坏会有相当大的变化，随着高度的增加，很多数值超过了安全适宜范围，例如安全指标、延性指标、荷载能力等。（2）抗震能力。根据我国学者的研究表明，如今的建筑设计已经不再能够适应我国国情，我国使用的可能是全世界最低安全性能的钢结构，并且强烈要求我国应全面提高建筑的安全水平。且对于我国“小震不坏，大震不倒”的抗震原则在当今的新形势下也需要进行审核。
5高层建筑结构抗震设计
5.1场地与基础的选择和设计
场地与基础部分是抗震设计的基础环节，很多地震造成建筑的破坏都是由场地和基础而引起的。在场地的选择方面，应当要尽量避开容易断裂的地带和土质不利的地带，如：软弱土地带、断层破碎带、半挖半填地基等，若是避免不了要在不利地带展开建筑，那么需要对地基基础进行加固处理，常见的地基加固处理技术有强夯法、换土垫层法、深层挤密法等。由此可见，对高层建筑进行结构抗震设计的过程中，应当要对场地进行合理选择，并对地基进行适当处理，保证同一个体系在相同性质的地基上，保证同一个建筑使用一种基础，并保证地基基础与建筑结构之间的紧密性和相互作用。
5.2抗震结构体系的设计
①高层建筑结构的抗震体系与其他类型建筑有所不同，除了常规结构布局外，还要考虑其规则性与对称性（上文中有所涉及），避免出现扭转的情况导致失衡。因此，应当要保证建筑的竖向结构有规则均匀变化，从上至下刚度逐渐减小，若是建筑发生不规则扭曲，那么需要通过抗震措施来加强薄弱环节，提高建筑的抗震性能。②为了提高高层建筑结构的抗震性能，需要设置多道抗震防线。从受力情况上来分析，高层建筑结构的抗侧刚度可以分为两种情况，一种是内外结构协调作用共同承担，相互补充，外部结构承担大部分的倾覆弯矩和小部分的剪力作用，而内部则承担大部分的剪力和小部分的倾覆弯矩；而另一种则是外部结构非常强大，承担大部分的倾覆弯矩和建立，内部结构则承担了较小的部分。由此可见，当建筑的第一道屏障遭到破坏时，第二道防线能够起到一定的保护作用。比如：在框架剪力墙体系中，抗震墙作为第一道防线，框架则作为第二道防线，起到良好的抗震保护作用，如图1所示，框架-剪力墙结构，其承重体系为墙体和框架共同承担竖向和水平方向的作用力，多用于高层建筑。③薄弱层是抗震设计中需要重点关注的环节，由于建筑材料、刚度以及变形能力等方面的影响，建筑会出现抗震薄弱环节，若是地震来袭，那么这些薄弱环节会率先“屈服”，导致建筑坍塌。需要注意的是，建筑抗震的薄弱环节需要从建筑的整体进行分析，避免考虑部分环节而忽略整体受力情况和变形情况。此外，由于结构的薄弱层只是一个相对性的概念，常常会受到材料变化、设计施工等方面因素的影响而产生变化，导致薄弱层的位置发生变化，那么如何控制薄弱层位置发生转移而又能够达到其变形能力，是控制高层建筑结构抗震性的关键。
5.3建筑构件的抗震设计
高层建筑抗震性能的提升需要有各个构件的支持，因此，在抗震结构体系中的每个构件都必须要有合理的刚度和强度，且具有一定的连接性。在设计的过程中除了要设置多道抗震防线外，还要保证每个构件刚度和强度的科学合理性，尽量降低薄弱环节产生的机率。在高层建筑中，除了承重结构外，非承重结构也是较为重要的，虽然非承重结构并不是建筑中的关键性结构，但是其重要性是不言而喻的。在抗震设计中，非结构构件的抗震设计需要从以下几方面出发：①在设计的过程中，需要先分清结构中哪些是非结构构件，然后展开相应的抗震设计。但是需要注意的是，在建筑中有一些结构是否属于结构构件并不容易区分开来，这种情况可以将其按照结构构件来处理。②对于支撑在楼层之间和防震缝两侧的非结构构件来说，需要考虑到当地震来袭的时候支撑点之间位移产生的作用效应。
6结语
综上所述，在现代化社会背景下的建筑行业发展中，要全面保障建筑的安全性，应在实际建筑的设计过程中，加强对建筑的抗震性设计，只有加强对建筑的抗震性设计，才能全面而稳定地提升建筑的安全性和实用性。
参考文献：
[1]高明星.BIM技术在高层建筑结构设计中的应用分析[J].门窗，2017（10）：136.
[2]容园园.转换层结构设计在高层建筑中的应用分析[J].建材与装饰，2017（19）：98-99.
[3]李晓云，龚丽蓉.静力弹塑性分析方法在高层建筑结构设计中的应用[J].黑龙江科技信息，2017（01）：221-222.
[4]郑亚迪.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用分析[J].山东工业技术，2016（03）：77.
论文作者:么亚南
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/18
标签：结构论文; 建筑论文; 构件论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 能力论文; 薄弱论文; 《防护工程》2018年第20期论文;