摘要：由于地球的自然变异以及人类的影响，会引发很多自然灾害，如山洪、干旱、海啸、地震等。在众多灾害中地震是破坏力极强的一种，一但发生地震，它会使建筑物瞬间倒塌，其波及范围之大，给人类生产和生活带来巨大的影响。在人类进化、社会高度发展的当代社会，建筑行业已经进入到了飞速发展的阶段，建筑物的密度和高度不断增加，使得在建筑物初期设计时，对于建筑结构抗震措施的要求也越来越高。通过在建筑结构的设计中，利用建筑的结构形式来减少外来力量对建筑物的冲击，以达到增强建筑的减震和避震效果。
关键词：高层建筑；结构设计；隔震减震
前言：在高层建筑工程中需要重点研究的是关于建筑抗震的问题，一是建筑自身的抗震能力，二是在建筑中通过采取相应的措施和手段来抵御高强度的地震，并使其长时间内达到抗震的效果，抗震措施对建筑本身的结构有着稳定和安全的影响。一直以来，建筑工程的设计人员在结构设计中，都是依据小震幅的地震不塌方，大震幅的地震后期可以进行维修的原则设计，在设计中受到来自各方的影响，使抗震设计工作存在着很多问题。
1高层建筑的隔震措施
1.1特殊隔震材料
地基作为建筑物基础地层，在地震中直接受到地震波的冲击，它是与地震接触的最直接面，因此，在建筑的隔震设计中，最高效快捷的是对地基采取隔震措施。采用地基进行隔震的方式是对建筑基础地层铺设垫层并对其进行处理，以此达到减少地震对建筑的破坏。这种形式的隔震措施历史悠久，在建筑设计中广泛使用，主要是在发生地震时，通过减震措施使地震中产生的能量消耗掉，以达到建筑的稳定和安全。现阶段，技术人员研究出一种新型的隔震材料，其主要原料是沥青，由于这种材料在隔震措施的效果中比较突出，在未来的隔震设计中会广泛运用。
1.2高层建筑的基础隔震
建筑物的地基要采用隔震措施，对地基做特殊处理，减小地震波，使地震对建筑的损坏最小化。比较传统的方式是用砂子和黏土，还有用糯米作原材料的，对建筑的基层设置垫层，用此方法来减小地震对建筑物的损坏。随着隔震材料的发展进化，沥青在隔震原材料中已经普遍使用，在此基础上再设隔震层使其效果更加明显且实效性强。对建筑物的关键部分均要设计隔震措施，在建筑施工动工前就要进行，最晚也要与施工过程同步进行。
1.3楼层之间的隔震
层间隔震结构是在建筑原结构上安装减震装置，以达到减小地震反应，消耗地震产生能量的作用，是建筑隔震与抗震相结合的方法。这种方法普遍用于房屋的改造，在施工时操作简单、便捷。通过在层间设置隔震，可以将减震效果控制在1/10-3/10，但减震效果远不如在建筑基础设置隔震装置。但是这种方式可以通过利用加层或者在原结构中的隔热部分进行改建，从而实现减震的目的，可操作性强。在大多数情况都会使用橡胶的支座来做隔震装置，在实际运用中，效果非常好。
1.4悬挂式隔震
悬挂式隔震措施通过将建筑物结构的绝大部分进行悬挂处理，使这些结构不受地震影响，减小地震带来的损害。目前这种隔震措施多数应用于大型的钢结构建筑，它对悬挂式隔震措施的要求很高，采用建筑主体框架与子框架结合的方式，来保证结构不受地震干扰。悬挂式结构隔震的工作原理是在地震中让主体框架随着地壳摆动，将主框架和子框架运用锁链或者吊杆等材料进行连接，削弱地震发生后产生的能量对该部位的影响，同时也使子结构不产生相应的惯性力。采用悬挂式隔震措施有很好的隔震效果，能有效地减小地震对于建筑物的破坏，但由于其在施工操作时造价高，而不在一般建筑中广泛应用。
2.减震措施
2.1设计时注意建筑物朝向及位置
地壳在快速释放能量时引发振动而产生地震，所以地质结构对地震的发生有重要意义。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地震构造方向是在发生地震后房屋出现震动的方向，地震的地形效应和结构效应有着密切的联系，通过对青海玉树和四川汶川的地震案例进行分析，总结出这些地块均处在在地质活动较活跃的板块，其居民的分布地点和地震发震的结构方向相一致，所以地震后造成的伤害比较大。建筑物在与地震构造方向垂直时不易出现倒塌现象，但平行于地震构造方向时就极易出现倒塌现象，主要原因是它随着震波运动并且幅度大，所以在建筑施工选址前，一定要根据地质结构的条件，分析地震结构的方向，将建筑物与地震结构保持垂直方向，以减少地震发生后房屋的倒塌率。
2.2无粘结支撑体系
建筑结构设计中最好的减震体系是无粘结支撑体系，其主要原理是由内部核心钢板和外钢管，在里面填充混凝土，并在核心钢板和混凝土之间涂沫一层无粘结材料，来共同限制支撑的受压弯曲。同时将外包层设置在支撑部分的中段，使内部核心钢板在合适的位置，并用高强度的螺栓相连接，使压力和拉力都在内部核心钢板处集中。另外，为了保证外包层和内部核心钢板保持滑动状态，并且防止内部核心钢板发生横向的位移和变形，避免内部核心钢板发生屈曲，这就要对滑动界面的尺寸和所用材料进行精密设计并严格进行施工。采用这种方式，当地震发生时，内部核心钢板和外钢管互相配合，消耗地震产生的能量。但这种方式也存在一些缺陷，对相关部件的数据计算和设计要求十分严谨。在整个体系里，内部钢板承担建筑物的全部重量，外部钢管起到配合和相互辅助的作用，同时阻碍内部钢板弯曲和变形。
2.3跷动结构减震
跷动结构减震措施分两种：第一种是下部基础的结构件与减震结构中地震力相对大的支撑面、支柱和竖向墙连接不牢固，第二种是下部基础的结构件在竖向上与结构的上部分不牢固。在强震作用下高层大面积的建筑在竖向产生大拨力的情况下适用于第二种措施。
3.减震构造的维护与保养
在日常工作中，应该对减震结构制定相关制度规定，并建立周密的检查、维护计划，及时关注高层建筑的减震层和隔震层的工作状态，以保证其状态的稳定运行，可以在建筑工程成完建设后，在进行验收、日常维护以及地震后的修复工作提供真实、直观的数据。建筑物在达到一定的使用年限或者在发生地震后，应该对地震层的相关部件进行检测，比如：结构中是否有限制地震发生水平位移的障碍物，是否有堵塞隔震沟的填充物，隔震支座是否发生损坏等。在建筑的各个出口、入口、电梯处、楼梯口以及结构中的隔震减震层用于隔离的缝隙处设置隔震标志，以提醒建筑中的居民业主和出入建筑的有关人员，不要在减震隔震结构中堆放物品或者占用通道，不可以放置任何影响隔震层水平位移的货物及物品，不可以有任何影响隔震层结构工作的行为。
结束语
综上所述，地震给建筑结构带来的伤害，尤其是高层建筑是非常巨大的，一但发生地震，就会破坏建筑整体结构的安全和稳定，对建筑内的居民以及地震所波及到的人身安全和财产安全带来影响。因此，在对高层建筑进行结构设计时，应该充分考虑到地震对建筑带来的危害，以及余震的后续效应，在建筑设计中要设置安全有效的减震和隔震措施，削弱地震后对建筑的影响，从本质上提高建筑结构整体的防震能力以及提高安全和稳定性能，对社会的安定发展，人身财产的安全起到良好的保障作用。
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论文作者:庞国欣
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/1
标签：结构论文; 建筑论文; 措施论文; 建筑物论文; 钢板论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 《基层建设》2019年第10期论文;