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摘要：近年来，我国建筑领域发展迅猛，城市中的高层建筑日益增多，对高层民用建筑结构设计也提出较高的要求，由于大部分高层住宅楼结构复杂，设计工程师在结构设计过程中，既要具备扎实的专业知识，又要集中精力对设计中的问题进行研究，充分考虑可能影响建筑物的不稳定因素，做好抗震等级的分析，以更好地维护居民的健康。基于此，本文阐述了高层民用建筑结构抗震设计的原则，分析了影响高层建筑抗震性能的因素，提出了相应的改进措施。
关键词：高层；民用建筑；结构设计；抗震
目前，高层建筑己成为城市建筑群的突出亮点。满足城市人口不断增加的居住需求。对于高层民用建筑而言，最关键的是建筑物的结构安全，为人们构建一个安全、舒适的居住空间。加强高层建筑结构的抗震性能影响因素的分析，遵循高层建筑结构抗震设计的基础原则，采取必要的安全措施，增强建筑物的抗震等级，切实地保障城市居民的生命财产安全，以下就相关问题展开详细论述。
一、高层民用建筑结构抗震设计原则
（一）结构的规则性
高层民用建筑结构设计过程中应遵循相应的抗震设计目标及基本原则，并确保居住结构的规则性。如此可保证高层建筑具有较大的结构承载力以及良好的扭转刚度。对于结构对称的高层建筑物，其能在发生地震灾害侵袭的时候，结构本身生成的内应力与建筑物的扭转力不会对整栋高楼造成破坏。而且，高层民用建筑在结构设计的时候，还需要确保竖向的压力分布均匀，坚持“结构简约、刚柔并济”的原则。此外，高层建筑结构的规则性，还体现在平面、立面之间的对称与均匀，从而增强整体结构的抗震效果。
（二）层间位移的合理性
高层建筑一般均要求较大的高、宽比例，影响高层建筑层间位移的因素很多，例如：建筑结构、建筑材料、装修要求、侧向的承载负荷等。因此，在对高层民用建筑物进行施工过程中，必须严格控制施工材料的质量，尤其混凝土、钢筋。在实际应用的时候需参考建筑结构的位移约束标准，并结合建筑物处于的地理环境，尽量确保高层建筑施工的可靠性、抗震性能。高层建筑结构设计中，还要满足合适的刚度、层间高度比。当地震对建筑物形成攻击时，具有较大的层间位移，进而可以承载更大的荷载；而且，当高层建筑物受到水平方向的冲击作用时，也可承受很大的结构位移，确保整体结构的安全性。
（三）提高建筑物的扭转效应
高层建筑结构设计不够均匀，且刚性中点与建筑物的几何中心不重合时，其抗震性能十分有限。当遇到强烈地震来袭，整个建筑可能发生较大的坏损，甚至坍塌。所以，一般会要求高层建筑结构设计过程中，有效地设计防止地震对建筑物的扭转效应。提高建筑物的扭转效应，通常可采用增强建筑刚性、结构的最大位移，尽量让刚性中心与建筑物的几何中心重叠。高层建筑由于整体较高，层间的扭转效应也存在差异，需要有效地处理各个层间的扭转抗性，增强层间扭转修复的可操作性。此外，还要对高层建筑的抗侧力进行有效地设计，保证同层之间远离刚心的结构其刚性持续递增，不同楼层之间的刚心分布在不同轴线上，保证外围结构的刚度达到相关施工要求。
二、高层建筑抗震效果的制约因素
（一）建筑材料
众所周知，施工材料对整个高层建筑物的施工质量产生决定性作用，建筑材料与建筑物的抗震等级具有密切关系。例如：在选择加气混凝土、陶粒混凝土、空心塑料等板材等质量轻盈、强度较高的施工材料时，可使构件强度、自重减轻，从而提升了建筑物的抗震性能，有利于提升高层建筑的施工质量。通常状况下，若建筑物的施工质量很高，则建筑结构的抗震性能越强，同时，地震对建筑物带来的破坏性越小。反之，当建筑物的施工质量偏低时，则建筑结构的抗震性能也会减弱，地震对建筑物的破坏性越大。
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（二）建筑高度
建筑高度是影响高层民用建筑重心高度的一个重要因素。直接关系到建筑结构的稳定性能。而重心高度又与建筑物的高度具有较大的关系。一般情况下，建筑物越高，则建筑结构的重心越高，整体结构的稳定性能越差。对此，我国有关部门对建筑高度标准与设防烈度做出了明文规定，设计人员在工作的时候，一定要严格遵循有关规定展开分析、设计，以保证建筑物的抗震性能。而不要出现建筑超高的现象，以免在遭遇地震时发生坍塌事故。
（三）地基选取
在高层建筑抗震设计中，建筑的地基选择也是一个重要的制约因素。所以，必须选择坚实、可靠的地基，即地势平坦、土层密度高、坚硬，分布均匀的区域，可从根源上增强建筑物的抗震性。由于这样的地基本身就带有极强的抗震能力，相反，若选择了土层松软的场地作为地基，例如：沿河岸、垮越两种土壤、土层疏松等地区，则建筑物的总体抗震性会很差，严重地影响了高层建筑的质量水平。因此。应当合理地选择建筑物的地基位置。
三、高层民用建筑结构抗震的优化措施
（一）选用抗震性能好的施工材料
在对高层民用建筑进行抗震的优化设计期间，设计师必须严把所有施工材料的质量关。认真了解各种投入使用的建筑材料的性能、特点，并综合分析材料的抗震性能，既要分析材料的承载力，又要分析材料的抗变形性能、质量，从而选择经济适用、达到相关抗震标准的施工材料。若条件允许，应尽量选择质量轻、强度高的建筑材料，这样，在确保强度的基础上，还会减轻建筑物的自重，从某种意义上缓解了建筑物的承载压力，增强高层建筑的抗震性能。
（二）合理地确定高层建筑类型
随着时代的发展，人们对居住环境提出更高的要求。使得当代的建筑结构呈多样化形式。设计师在对高层建筑进行结构设计的时候，应根据实际情况，对各类影响因素展开综合分析，尽量选择抗变形能力强、结构承载力强、受力分布均匀的建筑结构体系，保证高层建筑的稳定性。现阶段，建筑结构的种类很多，抗震效果也不同，其中，以钢结构、混凝土结构、砖混结构为主，在设计时需做好前期的分析，根据客户需求，合理地确定建筑结构，尽量增强抗震性能。
（三）强化建筑平面、空间的优化设计
在高层民用建筑结构的抗震设计中，设计师应当遵循有关的设计原则，有效地控制各个设计环节。尤其进行建筑平面、空间设计的时候，需要考虑建筑物抗侧力分布的规则性，精心布局，设计多重抗震防线，将钢筋混凝土框架柱作为第一道防线，钢筋混凝土框架柱的具体设计也应满足规则性要求，尽量增强建筑物的抗震性能，保证整个建筑结构的稳定性、安全性能。在高层建筑抗震优化设计的时候，应对结构的受力情况予以高度重视，对建筑结构的承载力、刚度展开深度分析，尽量让所有结构的构件达到相关的抗震指标，保证结构均匀受力。此外，还要有效地分析高层建筑传力途径，根据实际需求，优化抗震设计方案，最大化地减少地震对建筑物的破坏性，保障人们的居住安全。
结束语：
总之，随着建筑行业的日益发展，城市中的高层民用建筑物不断增多，高层建筑结构的设计也日趋成熟，相关设计人员在对高层建筑进行结构设计时，既要满足人们对建筑的外观、功能需求，又要力求达到最好的抗震效果。充分地选用新兴的结构体系及质量轻、强度高的建筑材料，采取有效的抗震措施，优化结构设计方案，构建一个安全、宜居的环境。
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论文作者:陈晓辉
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第20期
论文发表时间:2019/7/1
标签：建筑物论文; 建筑结构论文; 高层论文; 高层建筑论文; 结构论文; 性能论文; 建筑论文; 《建筑模拟》2019年第20期论文;