1、高层建筑结构的抗震设计分析摘要：我国处于地震多发区，高层建筑结构的抗震仍然是建筑物安全考虑的重要问题。进行高层建筑结构抗震设计的过程当中应该充分考虑当地的地质情况，有针对性的进行相应的设计，尽可能的降低地震造成的损坏。本文介绍了高层建筑的抗震设计要求，分析了高层建筑结构的抗震设计要点。 关键词：高层；建筑结构；抗震设计要点 中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号： 我国高层建筑数量不断的增加，一方面提高了有限的土地的使用效率，促进了我国建筑行业的发展，另一方面给建筑结构抗震设计工作带来极大的挑战。我国是一个地震多发国家，很多城市都位于地震带上，因此在高层建筑结构设计过程当中一定要
2、做好相应的结构设计工作，从而减少地震带来的破坏和损失。 一、高层建筑的抗震设计要求 1、 结构构件应具有必要的 承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能 （1）结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱锚固”的原则。 （2）对可能造成结 构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。 （3）承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。 2、 尽可能设置多道抗震防线 （1）一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。 （2）强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后
3、再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和消耗大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。 （3）适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。(4)在抗震设计中某一部分结构设计过强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。 3、对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力 （1）构
4、件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。 （2）要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。（3）要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。（4）在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。 二、高层建筑结构的抗震设计要点 1、场地和地基的选择 建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响，是建筑抗震设计的基础。在进行建筑场地以
5、及地基的选择时，应该充分的了解当地的地震活动情况，对当地的地质情况进行科学的勘察，在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价，评估当地的抗震设计等级。对于一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避，而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施。在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或者是其它具有较高密实度的基土，从而提高建筑地基的抗震能力，尽可能的避开不利于抗震的软性地基土。对于一些达不到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造，使其能够符合相应的标准。 2、高层建筑结构体系选择 （1）首先，结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。钢筋混凝
6、土结构具有良好的塑性内力重分布能力，能较充分地发挥吸收和耗散地震能量的作用。 在地震作用下，地震合理的破坏机制应该是:框架地震破坏机制，应该是节点基本不破坏，梁比柱的屈服可能早发生、多发生，同一层中各柱两端的屈服历程越长越好，底层柱底的塑性铰宜最晚形成。 总之，框架的抗震设计应使梁、柱端的塑性铰出现得尽可能分散，充分发挥整个结构的抗震能力。框架一剪力墙结构和剪力墙结构中剪力墙的各墙段的高宽比不宜小于 2，使其呈弯剪破坏，且塑性屈服也宜产生在墙的底部。连梁宜在梁端塑性屈服，且有足够的变形能力，在墙段充分发挥抗震作用前不失效。 （2）结构体系宜有多道抗震防线。 框架一剪力墙结构是具有良好性能的多道
7、防线的抗震结构，其中剪力墙既是主要抗侧力构件又是第一道抗震防线。因此，剪力墙应有相当数量，其承受的结构底部地震倾覆力矩不应小于底部总地震倾覆力矩的50%。同时，为承受剪力墙开裂后重分配的地震作用，任一层框架部分按框架和墙协同工作分配的地震剪力，不应小于结构底部总地震剪力的 20%和框架各层地震剪力最大值的 1.5 倍两者的较小值。剪力墙结构中剪力墙可以通过合理设置连梁(包括非建筑功能需要的开洞)组成多肢联肢墙，使其具有优良的多道抗震防线性能。再就是连梁的刚度、承载力和变形能力应与墙肢相匹配，避免连梁过强而使墙肢产生较大拉力而过早出现刚度和承载力退化。一般情况下，联肢墙宜采用弱连梁。 （3）合理
8、的高层建筑主体抗侧力结构 刚度以满足和略大于规范限值即可，结构的延性和安全储备主要依靠合理的结构构造和精心的设计。单纯靠加大结构截面尺寸来加大刚度，有时会适得其反，如果配筋构造等措施没有相应跟上， 反而会造成结构的隐患，多花了材料、成本，反而损坏了结构的延性和安全度。 3、隔震和消能减震设计 对于一些有特殊要求的高层建筑，除了一般的抗震设计之外，还需要进行隔振以及消能减震设计，从而达到最佳的抗战效果。首先在场地和地基的选择上应该尽可能的选择密实度较高的地基，从而在地震发生的时候能够有效的减少地震能量对建筑的破坏，减少共振发生的可能性。根据建筑的实际需要设计建筑的隔震系数，选择相应的隔震支座，同
9、时考虑风力对建筑所产生的载荷。在建筑构件的选择上应该使用延性较好的材料，从而减少地震能量对建筑的破坏。 4、增多抗震防线的建设 高层建筑结构防震可以设置多道抗震防线，增强对地震的抵抗力。高层建筑物设置多层的地震抵抗防线，第一道防线遭到破坏之后，有后备的第二道、第三道甚至更多的防线对地震的作用力进行阻挡，避免高层建筑物的倒塌。高层建筑结构进行抵抗地震设计时，可以采用具有多个肢节和壁式框架的“框架剪力墙”等防震结构。 框架剪力墙具有性能较好的多道防线抗震结构，其中的剪力墙是第一道抗震防线也的主要的抗侧力构件。所以，剪力墙要足够多，保证它的承受能力较高，不小于高层建筑底部地震倾覆力矩的一半。同时，为
10、承受剪力墙开裂后重分配的地震作用，任一层框架部分按框架和墙协同工作分配的地震剪力，不应小于结构底部总地震剪力的 20和框架各层地震剪力最大值的 1.5 倍两者的较小值。剪力墙结构中剪力墙可以通过合理设置连梁(包括非建筑功能需要的开洞组成多肢联肢墙，使其具有优良的多道抗震防线性能。 现代城市的发展促使高层建筑的不断增多，抗震结构设计也显得越来越重要。而新型结构体系结构形式复杂，分析难度大，全面细致的考虑结构各个构件和每个组成部分，成为今后新型结构体系设计和考虑的重点。所以同行在以后的设计过程中应该明了结构设计的重点在哪里。 参考文献： 1蔡金兰. 浅谈建筑中抗震设计理念的发展J. 价值工程, 2010,(23) . 2 杨磊. 论高层建筑结构抗震的优化设计J. 建筑设计管理, 2010,(03) .
