1、浅论高层建筑结构抗震设计摘 要随着社会进步和建筑业的发展，由于高层建筑层数多、高度较高，结构也比一般建筑复杂，高层建筑的抗震一直是建筑设计和建筑施工的重点。要对其结构抗震设计存在的问题进行分析，并研究高层建筑结构抗震设计措施。 关键词高层建筑；结构抗震设计；问题 中图分类号：TU8；TU758.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0112-01 引言 随着经济飞速发展和社会不断进步，建筑物的高度越来越高，体型越来越复杂，如何提高高层建筑结构的抗震性能已经成为建筑设计的研究重点。 一、高层建筑结构抗震设计存在的问题 1.材料选用不科学 在地震多发区，应该采用合适的建
2、筑材料或合理的结构体系。而我国建筑结构主要以钢筋混凝土核心筒为主，变形控制主要是靠钢筋混凝土结构的位移限值。但钢筋混凝土结构的弯曲变形的侧移比较大，单单依靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不仅效果不大，而且还增大了钢筋混凝土的负担，只有在加大混凝土的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值。 2.不合理地基的选取 高层建筑应当建在坚硬或者中硬的土场地，不应建在河岸上，不应在两类土壤上建筑，并且应该避开不利的地形、不应用震陷土作为天然的地基，避免在山崖、断层、地陷、滑坡等抗震危险的地段建造房屋。地基选取的不恰当可能会导致抗震能力变差。 3.部分建筑物高度过高 伴随着我国经济发展水平的
3、快速提高，施工技术水平也迅速增长，与之相适应的还有对于建筑结构的科研水平，依据我国当前的高层建筑结构技术规定，在一定的结构模式下，高层建筑必然有一个非常合适的高度，但是，在实际施工过程中，有相当多的高层建筑都超出了这一合适的高度值，建筑物的高度增加，会使得许多因素超出先行规范的规定，例如材料性能.延性要求等都会发生变化。 4.工程地质勘查资料不全 在设计初期，设计人员应该及时掌握施工场地的地质情况，但是往往在设计过程中，却没有建筑场地岩土工程的勘察资料，就不能很好的进行地基设计，给建筑物的结构带来安全隐患。 二、高层建筑结构抗震设计的措施 1.建筑主体结构设计的合理性 建筑物自身的结构设计是直
4、接影响到建筑物的抗震性能。从工程实践结果表明，对于复杂的平面布置，建筑物会出现质心与刚心不重合，在地震作用下结构将会产生较大的扭转效应，从而加剧地震的破坏作用。对于结构设计人员来说，所设计的结构应当遵循形状规则和简单、结构对称，而且结构应当满足竖向均匀性原则，从而可以有利于降低扭转力、非结构构件能保持稳定的工作状态、降低材料的耗用。结构抗震设计中，要求结构平面布置尽可能地使结构的刚心和质心相一致。在建筑立面上应尽可能的降低结构重心，避免头重脚轻，出现结构薄弱连接、刚度突变，受鞭梢效应，致使在地震时发生倾倒。 2.科学运用建筑材料及抗震结构的设计 在高层建筑的抗震方案设计中，建筑结构的材料选择非
5、常重要。从高层建筑建设施工的各方面，来选择符合抗震需求而且经济适用的建筑结构材料。可以对建筑材料的参数进行抗震性能的分析，从整体上对材料的参数变异性进行研究，选用符合抗震要求又经济实用的结构类别。同时，还要考虑除了建筑材料的承载力外的其他因素。 3.设置多道抗震防线 当第一道防线的构件被强烈的地震作用破坏之后，后备的第二道甚至第三道防线可以继续抗击后续的地震冲击，避免使建筑物倒塌。高层建筑的结构形式需采用具有联肢，多肢和壁式框架的框架剪力墙。剪力墙框架简体，筒中筒等多道抗震防线结构体系。必须强调的是其设计不能陷入只凭计算的误区，若结构严重不规则，整体性差，单纯按照目前的结构设计理论水平，是很难
6、确保结构的抗震，抗风性能，特别其是抗震性能。所以，要求建筑师和结构工程师一起把好初步设计的这一环节。4.选择合适的材料以减小房屋自重 房屋结构的自重会直接影响地震作用的大小，有意识地选择合适的结构和非结构构件的材料，根据材料优化结构的形式和大小以有效减小房屋自重能有效地减小结构所受的地震作用。例如采用密肋楼板、现浇多孔板等减轻楼面板的重量，适当采用高强混凝土来减小构件的断面，采用轻质隔墙等都是非常好的措施。但是高强度混凝土（C60 以上）的极限压应变都比一般混凝土（C60 及其以下）要小一些，而且强度越高，小的越多；另外，强度越高，混凝土破坏时脆性特征越明显，这些对于抗震来说是不利的，这是在选
7、择高强混凝土来减小构件的断面时需要同时考虑的。 5.结构抗震设计中需要正确的评估分析抗震等级 高层建筑结构在进行抗震设计的过程中需要根据实际的情况进行，确定恰当的抗震等级，如果说抗震等级提高或者降低，将会对建筑的结构类型、建筑高度以及设防烈度产生影响，处理不当将会威胁到建筑物的安全，所以说在进行设计的过程中一定要正确的分析抗震等级，从设计的角度有效的避免抗震等级不确定的现象。 6.重视建筑场地的选择 加强地基勘察，采取有效措施。尽量避开不利地质环境，结构工程师应提出避开要求，如活动断层、溶洞、局部突出的山包等。具有不同工程地质条件的场地上，建筑物在地震中的破坏程度是明显不同的。由于建设用地受到
8、地震以外的许多因素的限制，除了极不利和有严重危险性的场地以外往往是不能排除其作为建设用场地的。选择对抗震有利的场地和避开不利的场地进行建设，就能大大地减轻地震灾害。对于不利地段，这就考虑了地震因场地条件间接引起结构破坏的原因。这样就有必要按照场地、地基对建筑物所受地震破坏作用的强弱和特征进行分类，以便按照不同场地特点采取抗震措施。避开不利地段，当无法避开时，采取加强地基和上部结构整体性和刚度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施。根据抗震设防类别、地基液化等级，分别采取适当的抗震加强措施。 7.推广使用消能和隔震减震设计 目前在消能和隔振减震方面，我国和世界多个国家均采用的是传统抗震结构体系，
9、即“延性结构体系” ，这样可以适当控制建筑物的刚度，但是这样的设计是容许构件在地震发生时进入非弹性状态，并且其具有较大的延性，用以消耗地震所带来的能量，从而减轻地震引起的反应，最终使建筑物不会发生坍塌。采取滑移隔震、软垫隔震、悬吊隔震等措施、摆动隔震等方法，可以改变建筑物结构的动力特性，从而减少地震能量的输入，进而减轻结构的地震反应，这是一种非常有效的防震措施。8.提高结构的抗震性能 由于高层建筑的受力特点不同于低层建筑，因此在地震区进行高层建筑结构设计时，除应保证结构具有足够的强度和刚度外，还应具有良好的抗震性能。通过合理的抗震设计，使建筑物达到“小震不坏，中震可修，大震不倒” 。为了达到这一要求，结构必须具有一定的塑性变形能力来吸收地震所产生的能量，减弱地震破坏的影响。 三、结束语 高层建筑抗震的重要性毋庸置疑。现在高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的，我们要在具体的实践中对高层建筑所处的环境进行分析研究，结合实际工作设计出抗震性能优良的工程，保障人民生命财产的安全。 参考文献 1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）. 2解增银，陶小林.浅析如何做好高层建筑结构抗震设计J.科技创新与应用，2013. 3魏守文.现代高层结构设计与抗震要求J.江西建材.2011.
