高层建筑结构抗震设计浅析

王联宇

摘 要：近年来，随着我国城市经济的不断发展，高层建筑的建设数量不断增多，结构形式越来越复杂，很多新型的设计方案以迅猛的速度呈现在城市的建设之中，在高层建筑结构设计中既要适应市场需求，又要满足规范要求，还要进行必要的抗震设计，高层建筑结构设计也越来越成为设计研究的重点工作，在这种形式下，高层建筑结构的设计变得极其重要。本文结合工作实践，主要论述了高层建筑结构设计的原则及注意问题。

关键词：高层建筑;结构设计;设计特点;注意问题

引 言

结合高层建筑结构功能特性及建设要求，注重其抗震设计探讨，积极开展相应的设计工作，可使高层建筑处于良好的应用状态，细化其设计内容，满足高层建筑在实践中的抗震性能可靠性要求。因此，在对高层建筑结构方面进行研究时，应给予其抗震设计更多的关注，深入分析相应的设计重点，并将具体的工作计划实施到位，促使高层建筑结构应用效果更加显著，实现其科学设计目标。在此基础上，有利于降低高层建筑结构问题发生率。

一、抗震设计意义

地震是一种难以精准预测的灾害，目前技术方法不能更准确地预测强震自然灾害，但根据实际情况，提前做好防护措施也是一种有效的应对方法。对于大地震等非选择性，危害性大的灾害，地震重建工程界对如何运用其完善的防震思想和技术减少小地震造成的巨大损失进行了深刻的思考。目前，世界上至少有90%的政府对建筑物进行了独特的抗震设计。建筑物的结构小震不破坏建筑结构、中震建筑可加固、大震建筑不倒，这种抗震原理得到了广泛的推广和应用，大大提高了建筑物结构的整体抗震性能。尽管在发生中小型强地震等各种自然灾害时，由于建筑物组中的技术设备，建筑物整体结构的一些基本功能将难以有效运行，并且出现问题之后，维修装修成本和成本比新建设还要高，成本角度来看是十分不合适的，因此由经济造成的经济损失也无法估量，这是增强建筑结构抗震设计的重中之重。

二、高层建筑结构抗震设计要点

（一）正确设置圈梁和构造柱。在房屋建筑结构的设计过程中，设计人员必须合理设计圈梁和构造柱以确保建筑物的整体性和安全性，从而提高建筑物的使用寿命。圈梁的安装对于提高建设项目的抗震能力具有积极作用。首先，圈梁将建筑物的不同部分组合为一个单元，这完全影响了各个组件上的地震荷载。发生地震时，圈梁的存在可以有效抑制预制板的扩散，并防止建筑物被破坏。其次，圈梁的存在明显增加了墙壁的抗剪强度，并有效地防止了墙壁开裂。即使墙壁开裂，裂缝也不会扩展，最终只会造成结构表面发生变化。例如，由于地震引起的沉陷和裂缝等会严重损害房屋的稳定性这种问题，圈梁的合理设置就可以简单地解决这个难题。

（二）注重对施工场地的科学处理。高层建筑建设中的施工场地处理是否有效，与其结构抗震设计水平能否提升、性能是否可靠等密切相关。因此，在实现高层建筑结构抗震设计目标的过程中，应对其施工场地科学处理进行充分考虑。（1）了解施工场地的具体情况，落实与之相关的处理工作，并根据高层建筑选址要求，为其地基结构稳定性提高提供参考信息，确保高层建筑结构抗震设计有效性，全面提高其应用质量;（2）当施工场地处理工作完成后，可为高层建筑结构抗震设计提供更多的参考信息，满足其设计工作高效开展要求，优化高层建筑使用功能，避免引发其结构应用问题。

（三）合理选择建筑结构体系。在加强高层建筑结构设计、优化抗震性能的过程中，应注重建筑结构体系的合理选择。（1）根据高层建筑的自身情况及所在区域的地质状况、气候特点等，设计人员在实践中应重视对框架—剪力墙结构、剪力墙结构等不同结构体系的选择及使用，落实好相应的设计工作，并通过对地震冲击力破坏影响的思考，注重对多道防线结构体系的合理设置，促使高层建筑可处于安全应用状态，为其抗震设计目标实现及性能可靠性增强等提供专业保障;（2）基于高层建筑结构的抗震设计研究，通过对多道防线结构体系设置及应用方面的综合考虑，有利于增强相应设计方案的应用效果，逐渐提高建筑物结构方面的安全性能。

（四）关注隔震消能减震设计。隔震系统具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量，并且具有足够的水平初始刚度，应用过程中可满足高层建筑结构安全性能优化要求，实现其抗震设计目标。具体表现为：（1）隔震系统自身具有较大的阻尼，地震时可耗散较多的能量，增强建筑结构应用安全性。因此，高层建筑设计人员应在了解隔震系统功能特性的基础上，积极开展这类建筑结构减震设计工作，降低高层建筑主体结构的地震反应，减少其破坏影响;（2）基于高层建筑的隔震消耗减震设计，应加强信息技术使用，实现对丰富信息资源的整合利用，促使建筑隔震消耗减震设计能够达到预期效果，为其设计方案应用质量提高提供技术保障。

（五）墙体设计。在房屋建筑内部结构发生地震时，建筑物的墙壁受灾最大。地震后，墙易开裂，严重时甚至可能倒塌。可以说，墙壁的结构在建筑结构设计中占有重要地位。为了增強设计效果，设计师必须单独设计墙壁结构。纵向和侧壁设计必须满足地震设计的基本要求，以便有效控制地震设计的质量。除了墙体设计的总体概念和结构方案之外，设计人员必须非常注意设计的细节。只有这样，才能保证在发生地震时，墙壁不会受到损坏。值得注意的是，在地震的影响下存在横向位移。设计人员必须考虑到众多因素，有效把握设计的科学性和合理性，并提高可操作性，从而减少地震对墙结构的负面影响。

（六）选择安全保障更高的场地与材料。为确保建筑的抗震能力达到标准，应在建筑设计环节中优先对建筑物场所进行科学缜密的选择，尽量避开对抗震设计不利的地势地形。但在进行场地选择过程中，如若建筑工程是在地形地势复杂的地区进行施工，设计师有必要在设计前期向建筑企业提出关于避开不利场所的申请，在不断申请后如确实无法避免，应向企业汇报该地不可建构甲级、乙级、丙级类型的建筑，并积极设计防御的措施。

地势地形复杂地区一般地基非常不稳定，当地震发生时，会导致地基下陷，地面裂缝、建筑移动或倒塌等情况。因此在进行建筑设计时，应全面统筹地震发生时对地面建筑由于地区不同所造成的危害，科学地进行场地与建筑类型的搭配。设计师综合搭配施工场地、经济基础、技术工艺、建筑结构、建筑抗震设计等之间的组合模式，对施工工艺、机械设备以及建筑材料做出适应的选择，使得建筑结构的延伸性、建筑重力与内部刚度质量等达到抗震的标准。

三、结束语

随着我国综合国力的强盛与城市的快速发展，人们对于建筑的质量，尤其是代表时代发展的高层建筑提出了更新且更高标准的要求。对于建筑行业的工程师来说，他们必须对自己有更高的要求，从思想上与时俱进、推陈出新，但要在合乎规范与科学原理的基础上进行创新与发展，在实践的过程中不断总结经验，用积累的经验为后续的工作与创新铺垫，不断提高自身的专业素养与设计建设水平。我们有充分的理由相信，我们国家的工程师会在今后的高层建筑的设计与建设中发挥更大的能量，为推进我国高层建筑使用的耐久性、安全性与美观做出更大的贡献。

参考文献

[1] 颜长青，简佳峰.关于高层建筑结构设计与加固技术的探讨[J].工程建设与设计，2019.

[2] 栗志斌.高层建筑结构设计研究与新技术应用[J].交通世界，2019.

[3] 柴尚锋.浅议高层建筑结构设计要点及减隔震技术的应用[J].四川水泥，2018.