安徽省医药设计院 安徽合肥 230022
摘要：近些年我国地震灾害频发，这使建筑物在设计过程中越来越重视抗震设计，尤其在城市建筑中高层建筑已经成为主体，其自身更容易受到地震的威胁，因此在设计的过程中尽可能的简化建筑结构，详细分析出结构的抗震要点，将结构和地质条件相结合，这才能保证建筑物获得良好的抗震能力。本文从建筑抗震的理论出发，对高层建筑结构抗震设计要点进行了分析，并着重论述了高层建筑抗震设计中存在的问题，以促进建筑业的进一步发展。
关键词：高层建筑；抗震设计；设计要点
高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的，我们需要在具体的实践中对高层建筑所处的地质和环境进行详细的分析和研究，选用适合的抗震结构，注重建筑结构材料的选择，减小地震的作用力，增强地震的抵抗力，从而达到高层建筑抗震的目的。
1.抗震概况
建筑物抗震设计，最主要的是概念设计。地震具有随机性，不确定性和复杂性，一个建筑物结构抗震性能好与坏，在概念上是清楚的，而在具体界限上又往往模糊的。由于结构计算模型的假定与实际情况的差异，使抗震计算往往很难有效地控制结构的抗震性能。实践证明，从建筑物的抗震角度来讲，概念设计比结构计算更为重要。随着社会经济的发展和认识的进一步深入，也暴露出这一领域诸多亟待改进和完善的问题，笔者对当前建筑结构抗震设计提出一些看法。
2. 高层建筑抗震结构设计的基本原则
高层住宅结构设计时要考虑几个方面的因素，以达到优化结构抗震设计的目的。首先，住宅结构设计要具备一定的刚性和弹塑性，在地震力影响住宅时不会因为刚性过硬或者弹塑性过大，使得其的结构发生无法修复的形变。其次，由于强震都伴随着不同程度的余震，这时就不允许住宅结构过度追求抗震能力，这会导致住宅刚性过大，而无法承受余震带来的压力，这就要求高层住宅在抗震设计时既要抗住强震的破坏力，又要承受得了余震的多次侵扰。最后，为了避免高层住宅刚性太小，导致住宅结构在余震攻击下变形过大而无法修复，所以要求高层住宅具备延性良好的分体系，防止住宅在强震中集体崩塌。
3.高层建筑结构抗震设计的主要要点
3.1建筑结构的平面布置
建筑结构的平面布置是影响结构抗震的重要因素，合理的建筑平面布置对建筑结构设计是至关重要的。大量地震灾害表明，平面布置简单、对称规则、质量和刚度分布比较均匀并且具有明确传力途径的建筑结构在地震时不容易发生破坏。规则结构能较为准确地预估结构的作用效应和地震时的反应，较容易采取有效的抗震措施及相应的结构措施来加强其抗震性能。相反，平面布置复杂、不对称且不规则的结构，其地震作用效应很难估计的。因此，高层建筑结构中规范规定，宜采用规则结构，不应采用严重不规则的结构。
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3.2建筑结构的体系选择
高层建筑结构设计中，就优先采用具有多道防线的结构体系。例如：框架—剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构。这三种结构可以作为地震区高层建筑的首选体系。当建筑物高度不高且层数不多时，可采用框架结构。但当建筑物位于地震区，且高度均较高时，应避免采用框架结构、板柱剪力墙结构。因为，地震具有强破性且持续时间很长，往复次数较多，能够对建筑物造成累积破坏。单一的结构体系在遭遇地震时，一旦发生破坏，很容易造成房屋倒塌，危及人们的生命及财产的安全。当结构体系具有多道防线时，当遭遇地震时，第一道防线遭破坏后，后续的防线仍然能抵抗地震的冲击力，可以最低限度的防止建筑物的倒塌，给人们以充分的时间进行逃生，保证人民的生命安全。因此，高层建筑结构抗震设计中的多道防线是进行抗震设计时所必须设置的。
3.3结构薄弱层
当建筑结构的侧向刚度分布不均匀、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变时，容易产生薄弱层。薄弱层在地震中是最先遭受破坏的部位。因此，对有明显薄弱层的结构，应采用相应的抗震构造措施来提高其抗震能力。结构构件的实际承载能力是判断薄弱层部位的基础，有意识、有目的地控制薄弱层部位，让它有足够的变形能力，而且不使薄弱层发生转移
是提高结构抗震性能的重要手段。
4.高层建筑抗震设计常见问题
4.1高层建筑结构的地基问题
高层建筑结构在设计阶段，应有完善的岩土工程勘察报告，为结构工程提供基本的设计依据。建筑结构场地应选择在有较稳定的基岩、开阔、平坦、土层坚硬或较密实的有利地段，不应建造在容易发生滑坡、地陷、崩塌和泥石流等不利地段及抗震的危险地段，有利地段的建造对建筑物的抗震是十分有利的。有时由于建设单位工期要求，在确定方案后设计人员就直接进入了施工图设计阶段，从而忽略了岩土工程勘察资料和场地的选择，从而给后续工作带来不必要的麻烦。
4.2高层建筑结构平面布置问题
高层建筑为了追求外立面效果的美观而设计成平面不规则、不对称且有较大凹进或较大开洞的结构，这种结构对抗震十分不利。因此，在建筑方案正式确定前，结构工程师就应对建筑平面布置。体型方面的内容提出自己的见解，及时和建筑师进行沟通，尽量选用平面 $ 竖向规则对称。质量和刚度 $ 承载力均匀的平面布置，这对抗震十分有利。
4.3高层建筑结构的高度问题
如今的高层建筑结构的高度越来越高，甚至出现了很多超高层的高层建筑，这就对结构工程师的专业知识提出了更高的要求。不同的高度对应不同的结构体系，规范上有明确规定。一旦结构超过了规范规定的限制高度，就应通过专门的审查、论证进行更严格的计算分析和研究。
4.4高层建筑抗震设防等级的选取问题
抗震等级是结构抗震设计的重要依据，抗震等级选取不当将给建筑物的安全带来许多隐患，对工程造价也会带来不必要的浪费。抗震等级根据房屋的场地类别、抗震设防烈度、建筑高度、结构类型等因素综合评定。每个结构工程师应当熟练掌握结构的抗震概念设计和规范知识，做到该提高的应当提高其抗震等级，该降低则应适当降低。
5.结语
综上所述，在设计其抗震系统时，首先要明确建造高层住在的目标、建造原则，抗震系统能够做到小震安全可靠、中震损坏可修、大震袭击不倒。其次，高层住宅结构抗震设计要合理，结构规则，刚性分布合理，各层间的位移有度，同时还要尽可能地保证几何中心和刚心在同一轴线上，提高抵抗住宅的扭转效应，保证住宅的安全。最后，根据住宅设计的目标和要点，建设符合住宅的结构抗震体系，保证整体的完整性和各个构件的独立性。安全可靠的结构抗震系统就是优化住宅抗震能力，提高住宅的可靠性。
参考文献：
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[3]刘建政．住宅高层建筑结构抗震的优化设计［J］．建筑设计管理，2012（02）：121－125.
论文作者:孙朝晖
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第17期
论文发表时间:2018/1/19
标签：结构论文; 建筑结构论文; 高层论文; 建筑物论文; 住宅论文; 高层建筑论文; 平面论文; 《建筑科技》2017年第17期论文;