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摘要：人们在面临地震灾害时常常会显得手足无措，地震灾害的发生会给社会带来巨大的人员伤亡和经济损失，例如8月8日发生的四川九寨沟地震，造成的房屋坍塌和人员死亡的事件给人们留下了阴影。因此，要想在天灾人祸面前最大程度地降低损失，就要在进行建筑结构设计的过程中充分考虑抗震设计，保证设计出的高层建筑具有良好的抗震能力，显著地提高高层建筑的抗震可靠，进而保障人们的生命财产安全。
关键词：抗震概念设计；高层建筑；结构设计
引言：我国地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广，是一个地震多发的国家，而在地震发生的过程中，导致人员伤亡的主要因素便是建筑物的破损、倒塌等由地震引发的灾害现象。因此，随着城市人口密度的不断增大，城市高楼耸立，因此对高层建筑结构进行抗震概念设计有着极其重要的作用。
1.高层建筑结构抗震概念设计的意义
运用抗震概念设计方法，对高层建筑结构和布局进行设计，能够使建筑物达到很好的抗震功效，从而保障居民的生命财产安全。在高层建筑物的抗震概念设计中，利用抗震概念设计方法来进行高层建筑结构设计，能够很好的保证建筑物的抗震性能，可以解决结构设计中最基础、最关键的问题，保证建筑结构的整体性和稳定性。
2.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用
2.1选择适宜场地和地基
根据相关规定要求，高层建筑不可建造在危险地段上。在选择高层建筑场地时应尽量避开对建筑地震不利的地段，选择适宜建筑抗震的场地；而当无法避开不利地段时应采取相应的有效的抗震措施。同时，为避免建筑结构自振周期与场地地震动的卓越周期之间引起共振而加大地震的反应情况，在高层建筑结构设计前应对建筑结构的自振周期进行初步估算并跟场地的地震动的卓越周期错开或通过改变房屋类型和层数来错开两者。
2.2选用合理的结构材料
抗震结构出了要求有一定的刚度之外，还应该有一定的延性。延性好的材料能够增加高层建筑的抗震能力，比如钢筋以及钢筋混凝土。延性是衡量结构件变形能力的一种指标，是结构件对能量吸收能力的体现。根据抗震设计的基本原则（小震不坏，中震可修，大震不倒），建筑的结构件都应该具有延性。结构件的塑性变形可以存储一部分地震的能量，因此在小震当中可以做到不倒塌。结构件具有延性可以减低对其刚度和承载力的要求，从而可以减少材料的用量，从一定程度上降低了建筑成本。
2.3设置多条抗震防线
在进行高层建筑的抗震概念设计时，不论选择哪种材料、哪种结构，都应要设置多条抗震防线。每次地震的时间都不尽相同，且余震不断。因此，连续的地震会对高层的建筑物进行反复的冲击，使建筑物遭受到累积性的破坏。假如高层建筑物仅仅只设置了一道防线，那么就只能遭受到一次破坏，对连续的破坏毫无抵抗力。如果设置了多道防震体系，当第一道防线被破坏时，还有第二道，第三道可以对高层建筑物进行保护。这种抗震设计方法不仅经济，而且实用。
2.4客观考虑位移问题
对于我国建筑抗震结构设计来说，大多以承载力作为重要的基础，而设计人员则采取线弹性方法，对小幅度震动情况下的结构变形力、内力等进行分析，采取组合内力方法，对构件的截面进行验证，以此确保结构的可靠性、稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，为了更好地针对基础位移状况实行抗震设计，应该充分了解结构变形情况和配筋之间的关系，有针对性地采取设计方法，当建筑结构进入到抗震阶段后，对其变形力进行细致分析与探讨。因此，除了计算小震阶段的情况以外，也要收集、统计、分析大震过程，从而实现更深层次的设计。
2.5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。
3.实例探析某高层建筑结构的抗震概念设计
3.1工程概况
某高层建筑住宅楼地下1层，地上层数为22层，二层以上为剪力墙结构，由于底层大堂大空间的需要，部分剪力墙无法落地，需要转换，因此结构为部分框支剪力墙结构体系。转换层设于二层楼面，采用梁式转换。场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组第一组。
3.2地震作用及抗震措施
该高层建筑住宅高度为154.8米，按照抗震规范规定，6度区框支剪力墙结构的B级高层建筑的最大适用高度为140m。因此要采取更严格的抗震设计措施以及构造措施。
3.2.1抗侧力体系布置
该工程平面呈梭形，长宽比2.95。根据建筑布置，利用房间隔墙、楼梯间、电梯间布置剪力墙，受建筑限制，体型较薄方向（Y向）布置剪力墙较多，X向能布置的剪力墙较少。根据计算结果，由于该工程设防烈度为6度，地震作用下结构反应较小，易于满足规范要求。底层因建筑需要形成南北通畅空间，局部区域上部剪力墙无法落地，通过转换构件将上部竖向及水平荷载传递至框支柱。转换采用转换梁形式。由于上部剪力墙在端部有洞口，致使转换梁内剪力较大，而转换梁高度又受到限制，故通过在梁内设置型钢增加抗剪承载力。为增加延性，在转换梁两侧的框支柱内设置型钢。底层落地剪力墙加厚，增加底层侧向刚度。
3.2.2加强构件措施
由于该工程高层结构的建筑高度为超B级，因此本结构采取加强措施以确保其受力安全合理。采取加强措施如下：
①对于高度超限的抗震加强措施：将底层剪力墙和框支柱抗震等级从一级提高至特一级。底部加强区剪力墙抗震等级从二级提高至一级。
②对于平面规则性超限的抗震加强措施：由于平面较长造成楼层位移比超过规范限制1.2，但小于1.3。增大端部剪力墙水平分布筋的配筋率，加厚端跨楼板厚度并双面双向配筋，使端墙承受的水平地震力能传递至相邻内部剪力墙。
建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的，该住宅工程中通过合理应用抗震结构设计，减小地震的作用力，增强地震的抵抗力，为人们的营造了一个安全、舒适的生活环境。
结束语：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。因此，相关设计人员应该熟练的掌握和运用抗震概念设计，全面的考虑各项因素，从而为社会建造出更多精品高层建筑工程。
参考文献
[1]徐萍，叶明峰.抗震概念设计在建筑结构设计中的应用[J].工程技术.2011.
[2]张少博.建筑抗震概念设计的重要性[J].管理学家.2010.
[3]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居.2013.
论文作者:郑东华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/5
标签：结构论文; 高层建筑论文; 概念论文; 结构设计论文; 延性论文; 建筑结构论文; 剪力墙论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;