关于现阶段高层建筑结构抗震设计的措施探究

宫成玖

摘要：近年来，我国的经济建设的发展迅速，极大的促进了我国建筑行业的发展，同时由于城市化进程逐步加快，城市土地资源紧缺，高层建筑发展加快，其抗震性能提升显得愈加重要。本文主要从高层建筑抗震设计的重要性出发，阐述了高层建筑结构抗震的设计要点，并提出了加强高层建筑结构抗震设计的基本措施，最后对高层建筑结构抗震设计的发展趋势进行探究。

关键词：高层建筑；抗震设计；分析

一、高层建筑抗震设计的重要性

随着近年来我国建筑事业的飞速发展，高层建筑逐渐成为城市建设发展的主体正不断涌现。在高層建筑结构设计中，对于抗震设计不仅要严格遵从相关的规范要求，同时还要从建筑的概念设计入手，根据项目实际情况来对其进行设计。抗震概念设计是从一开始程序的总体结构设计，如房屋大小，结构体系，刚度，抗震建筑结构用人的正确知识结构设计，评价中遇到的处理的延展性和其他分布的问题，从宏观的原则，不同方法的选择，并辅以计算及施工措施，以消除建筑物的抗震设计的薄弱环节，以达到合理的抗震设计的目的。因此，我们必须从主体上了解结构抗震特点，振动中结构的受力特征，抓住要点，突出主要矛盾，用正确的概念来指导概念设计，才会获得成功。

二、高层建筑结构抗震的设计要点

1、结构规则性

对于建筑物来讲，尤其是高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求，同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响，要求建筑物平面对称均匀。因为该种结构建筑容易估计出其地震反映，对建筑进行合理的布置，以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。并尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀，体型简单规则，结构刚度，在地震时具有较好的抗震性能，可以提高承载力分布等多方面因素要求。

2、层间位移限制

高层建筑都具有较大的高宽比，而位移限值大小与结构材料。结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关，因此，在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况。其中钢筋混凝土结构的位移限值要求严格，以及所处的地理位置进行设计，稳定性以及正常使用功能等。其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移，满足其具有足够刚度又避免结构损伤，超过结构的位移限值风荷载作用下的限值比地震作用下的要求严格，在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力。

3、控制地震扭转效应

当建筑结构的平面布置等不规则建筑结构刚度中心不重合，当周期比不满足要求时可采用加大抗侧力构件截面，并应将抗侧力构件尽可能的均匀布置在建筑四周，增加抗侧力构件数量的方法，在地震发生时建筑结构会导致结构整体倒塌，因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。当结构位移比不满足要求时甚至会产生较大差距，一般采取增加最大位移处构件刚度减小最小处减小刚度中心与质量中心的相对偏心，同时在上下刚度不均匀变化的结构中，各层的刚度中心未能在同一轴线上，当结构刚度富余量较小可采取均衡加强结构外围刚度，以上情况都会使各层结构的偏心距和扭矩发生改变。

三、加强高层建筑结构抗震设计的基本措施

1、合理设计抗震结构

高层建筑物的结构是否合理，会直接影响到抗震性能的强弱。我国大多数的高层建筑主要采用框筒体系、筒中筒与框架体系、支撑体系三种结构方式。并且在广泛采用钢结构，提高抗震能力。在抗震设计结构中，要大胆从传统的抗震模式的基础上，实现从硬性到软性模式的根本转变，达到以柔克刚的目的，有效消减地震时释放出来的作用力。

2、建筑结构材料的选取

在高层建筑结构设计中，结构材料的选取是很重要。从抗震设计来说，结构体系的抗震等级，其实质就是在宏观上控制不同结构的延性要求。这要求我们应根据建设工程的各方面條件，选用既符合抗震要求又经济实用的结构类别，按此标准来衡量，使用不同材料的几重结构类型，依其抗震延性性能优劣的顺序是：钢结构，型钢混凝土结构，现浇钢筋混凝土结构，装配式钢筋混凝土结构，配筋砌体结构。

3、多角度设置抗震防线

提高建筑物抗震效果可通过增加抵御路线来提高抵抗力。当地震发生时，各种防线可以共同发挥作用，第一种防线溃败时，还有后续力量给与支持增援，阻止建筑物发生大面积的倒塌破坏。在设计过程中，可以添加诸如多肢节、框架式的设计结构。其中框架墙具有多层次防线的结构特点，而剪力墙又是其主要的构成部件，属于抗震过程中的主力军。确保考验，设置的数量要足以应对地震使所产生的冲击力。通常，剪力墙受到破坏之后，每层框架所具有的地震剪力应大于结构底部的剪力，只有这样才能确保防线设置的成功。

4、综合使用各种隔震措施

大多数的高层建筑在具体设计时，都运用了延性这一种结构方式。所谓的延性就是指控制住建筑物的刚硬程度，在地震过程中使建筑物的结构部件拥有一种塑性状态，消耗地震产生式释放的作用力，减少地震的反应度，从而有效的减少建筑物受到的破坏。尽管一座建筑物有较大的承载能力，如果缺少高的延性结构，在地震中也会不堪一击。这因为延性越高，吸收的能量就越大，也就愈加能够承受高层建筑结构的大的变形，这种高效的构件方式，被广泛的推行使用。

四、 高层建筑结构抗震设计的发展趋势

建筑材料的各个抗震指标的提升可以提高高层建筑的抗震能力，加强建筑材料的创新应用可推动高层建筑结构抗震技术的发展。通过优化的抗震方法设计，来实现高层建筑的抗震要求。按照结构综合抗震能力的要求采取抗震措施时，对同一建筑结构不同的楼层和不同部位的构件，构造措施的基本要求不同。计算机模拟抗震试验得到广泛应用。将制作好的模型或结构构件放在模拟地震振动台上，台面输入某一确定性的地震记录，能够较好地反映该次确定性地震作用的效果。

五、结语

综上所述，随着高层建筑不断发展，作为结构工程师，在高层建筑结构设计的过程中，必须以抗震概念为主进行设计，同时还要结合工程以往的经验来进行判断，多做方案比较，加强优化设计的实施，使得高层建筑的结构设计不但使高层建筑安全性得到保障，而且保证结构的经济性、合理性。

参考文献：

[1]魏守文.现代高层结构设计与抗震要求[J].江西建材.2011（02）

[2]和佳一.浅谈高层建筑结构抗震设计[J].中国新技术新产品，2011（12）