1、高层住宅楼结构与抗震设计摘要：对于一个高层结构的设计，只能具体问题具体分析。工程实践表明在高层结构的设计过程中，设计人员只有抗震概念清晰，构造措施得当，应用合适的结构分析软件三者有机结合才能取得比较理想的结果，在这个过程中抗震构造重于结构计算。本文对建筑抗震进行必要的理论分析，从而探索高层建筑的设计理念、方法，采取必要的抗震措施。关键词：高层住宅楼；抗震设计 引言 我国处于地震多发区，结构抗震分析和设计已提到我国建筑设计的日程上了。国内虽有一些高层结构设计理念，但可靠性仍值得商榷。近年来随着人们对住宅要求的不断提高，原来普通框架结构已不能满足人们对住宅空间的要求。于是经过不断的实践和改进，出现
2、了目前这种以剪力墙为基础，并吸取框架的优点的高层住宅建筑抗震结构设计。 1 地震给建筑带来的危害 地震带来的危害已经不容忽视，房屋受到地震很多危害，地震来临时的风荷载对于高层建筑的危害是巨大的。如下图所示：由于震区砌体结构房屋普遍采用预知空心楼板，没有按照规范要求进行设计成装配整体式楼盖，地震发生时墙体受到破坏，导致楼板塌落，达不到装配整体式楼盖的效果。据有关方面调查，不规则建筑物，特别是沿竖向不规则的房屋建筑所受到的地震破坏较为严重，主要是结构底层是空旷结构，大多底层为大开间框架结构，由于底层形成薄弱层，达不到抵御刚度与强度的要求，在受到强烈地震时，出现底层倒塌、倾斜。此外，突出屋面的小塔楼
3、结构由于沿竖向质量与刚度突然变化，容易产生鞭稍效应，从而在地震中绝大部分受到损坏。从地震受害的整体情况看来，框架剪力墙结构基本完好或只受到轻微破坏。但是有极少部分的框架结构受到严重破坏并倒塌，主要表现在柱上下端或框架梁、柱节点核心区域的剪切破坏。在地震中，框架结构的楼梯间震受到的破坏较为普遍，本应成为逃生通道的楼梯间却是倒塌最为严重的区域。同时，框架结构中最为常见的震害部位是填充墙破坏，在汶川地震中的表现非常明显。 2 高层住宅抗震设计特点 随着建筑高度的不断增加，建筑的侧向位移也会随之而增加，所以设计高层建筑的过程中，不但要结构上有着足够大的强度，同时结构上还要有具体的刚度，让结构有个合理的
4、自振频率，使水平力的作用层位移具体控制在一个范围内。结构还要有一个良好的廷性.相对一些较低的楼房来说，高楼的结构会更加柔和一点，在实际地震作用下其变形就会更大一点。其是影响建筑结构的耐震性的主要因素是结构的变形能力和承载力，所以为了让结构进入塑性的变形阶段之后还能有着较强的实际变形能力，预防高层建筑在一些大地震中倒塌。 3 住宅高层建筑结构抗震设计时应注意的措施 抗震设计要刚柔相济，选择合适的结构形式。抗震设计的高层建筑建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级，地下室柱截而每侧的纵向钢筋面积除应符合计算
5、要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的 1.1 倍；地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。9 度抗震设计时.地下室结构的抗震等级不应低于二级。抗震设计与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶部上、下各一层应适当加强抗震构造措施。房屋高度大、柱距较大而柱中轴力较大时，宜采用型钢混凝土柱、钢管混凝土柱，或采用高强度混凝土柱。一次地震造成的破坏大小，不仅跟震级、震中距有关，还取决于震源深度、地质构造、地基条件和建筑物结构、材料、施工质量等因素，因此没法断言“房子能抗几级地震” 。我国抗震设防烈度分 6-9 度，度数
6、越高要求越严。 加强结构设计的优化，认清主次，通过多种目标与单一目标的优化使设计的效果令人满意。同时，还应加强房屋耐久性设计，在原来的结构设计方案中，建筑结构设计的耐久性往往没有得到设计人员充分的考虑，其实就是在规定的使用年限内对于用户的各种正常使用要求均能够满足。在实际情况中，许多方案设计都没有达到这些要求，出现这种情况的主要原因是设计时没有完全考虑建筑物在实际运作中由于环境、条件的影响，从而导致建筑的可靠指数明显降低。因此在对一般的高层进行混凝土进行设计时，主要都集中在造价、材料上，所以只有造价小、材料少的结构设计才是满意的设计，如今人们的生活水平不断的提高，对工程的质量要求也相应的得到提
7、高，所以当建筑物的特殊使用要求或者技术要求与经济成为主要矛盾时，就要果断的放弃经济这个指标。结构体系的选择是高层建筑钢筋混凝土设计的重点之一，在一些地基基础比较稳固的地方，在上部结构能够满足变形限值的前提下，考虑到建筑的外观问题，可以尽量减小刚度。 在框架结构与顶盖结构设计中，填充墙会直接使结构的实际刚度大于设计时的刚度，所以这就会导致计算周期远远大于结构的实际周期，因此，计算出的结构剪力比较小时，这就会使房屋建筑的结构不安全，所以要把建筑物的结构计算周期进行适当的折减，只有这样建筑的效果才能有所改善。除了没有墙的框架结构，其余都要进行适量的折减。 4 高层住宅结构抗震设计 4.1 结构布置
8、建筑物结构平面应避免发生地震引起结构局部应立即中和扭转，结构的竖向布置要以整体的稳定性为前提，避免结构刚度突变。框架结构的刚度沿高度不应突变，避免形成短柱导致薄弱层产生。由于框架短柱在进行抗震作用时会发生脆性破坏，导致结构整体受到严重破坏，甚至倒塌，因此，在进行结构设计时，应尽量避免设计成短柱，如果难以避免，必须采取措施，如复合箍筋、螺旋箍筋等防止短柱受到粘着破坏或剪力破坏，增加短柱的耗能能力。为了避免形成较大的偏心距，梁与柱的轴线应重合，柱的截面不应过小。多层砌体结构建筑物由于砌体是较为脆性的材料，抗拉与抗剪的强度都比较低，因此砌体结构抗震性能较差，必须优选横墙承重，纵横墙的布置应均匀，达到
9、砌体建筑物的高宽比限制。 4.2 合理设置防震缝 为了降低建筑物抗震设计难度，提高抗震设计的可靠性，缝两侧上部结构要完全分开。通过实践验证，设置多道抗震防线对于建筑物抗震是非常有利的。 结束语 设计者应根据工程抗震概念各方面的知识和经验，作出正确的工程判断，找出结构安全与经济合理的最佳结合点，探求出一种实用可行的二步或三步设防的合理有效的抗震设计方法，以更好地适应社会经济和科学技术的发展。 参考文献 1 杨威，王满生，陈俞，朱尔玉，纪晓东，刘辉. 农村典型砖砌体结构房屋抗震性能试验研究J. 地震工程与工程振动. 2013（02） 2 薛晓敏 1，孙清 1，伍晓红 2，张陵 2. 磁流变阻尼器滞回模型参数的敏感性分析及其简化模型J. 西安交通大学学报. 2013（07） 3 王曙光，施凯琳，杜东升，刘伟庆. 基于概率密度演化的隔震结构随机地震响应J. 地震工程与工程振动. 2013（02）
