高层建筑工程抗震设计中的若干问题

张树胜

（山东省　德州市　建筑规划勘察设计研究院　253020）

高层建筑工程抗震设计中的若干问题

张树胜

（山东省德州市建筑规划勘察设计研究院253020）

随着我国城市化进程的加快，越来越多的摩天大厦出现在了城市之中。然而，历史告诉我们，处于地震多发地段的中国曾经发生了诸多的地震，这些地震都造成了严重的人员伤亡以及财产损失。因此，抗震设计在高层建筑工程中的重要性不言而喻。本文基于高层建筑抗震设计的特点，对优化高层建筑抗震的结构设计进行了分析与探讨，旨在提升高层建筑的抗震能力。

高层建筑；抗震设计；问题；对策

近年来，若干次大地震发生在世界各地，很多高层建筑因此遭受到了严重的破坏甚至倒塌。众所周知，大多数高层建筑都有着良好的设计与施工，其抗震性能是相对可靠的，因此在大地震中，高层建筑的破坏往往不是最严重的。但是，高层建筑一旦遭到破坏，其在生命与经济上所造成的损失必然会比一般建筑更大。因此，抗震优化分析与结构布置必然是高层建筑工程设计过程中最为重要的环节之一。

1　高层建筑抗震设计的特点

①多道设防。我们都知道，强震发生之后往往都会出现多次余震，如果高层建筑的抗震设计仅仅存在一道设防，那么就算建筑本身能够抵抗住首次强震，但之后的余震很有可能就会对高层建筑的结构带来严重损伤，甚至发生倒塌。因此，高层建筑的结构抗震体系需要设置多道抗震防线，在第一道防线（如：框-剪结构中的连梁或剪力墙）破坏后，剩余的其他结构（如：框-剪结构中的框架）仍然能够承担余震产生的地震力，同时，合理布置水平构件联系各个竖向构件，保证结构构件的协同工作，才能够使整体结构有效抵挡住地震所带来的巨大作用。②刚柔相济。在抗震设计过程，如果我们一味的增加结构刚度，以此来提高结构抗力。在发生地震时，地震的作用往往是随结构刚度的提高而增大，提高结构刚度的同时也就在无形之中增大了地震作用，产生的地震破坏力也上升[1]，甚至出现建筑物的整体倾覆。反之，如果结构的整体刚度过柔，虽然能够有效地消减地震力，但这容易造成建筑物变形过大而不能正常使用，或者在地震过程中出现局部构件或整层破坏，造成人员损伤甚至造成建筑物整体被压垮。对于高层建筑的设计来说，应该坚持刚柔相济的原则，在合理布置竖向承重构件的同时，也要兼顾水平构件的刚度与竖向构件相适应，从而不仅达到减小地震力的作用，同时也要保证地震发生后建筑物的变形也要满足规范的要求。

2　高层建筑结构抗震的优化策略

2.1高层建筑结构抗震能力的提高

①建筑布局的合理性直接影响结构构件的布置，从而影响地震力的传递途径。只要保证了传力途径的合理性，在地震发生时，墙（柱）所受到的变形就会呈现出一种“弯剪”型。同时连梁也会出现相应的变形，呈现出一种塑性屈服的状态。但是，需要注意的是，要想实现这样的布局，连梁必须具有较强的变形能力，使墙段（柱）在地震中充分发挥自身良好的抗震能力。能够严格根据强柱弱梁、强剪弱弯的原则，保证墙肢（柱）的不丧失承载力，从而最大程度地避免地震所带来的破坏，让整个高层建筑结构的抗震能力得到实质性提升。②作为提升高层建筑抗震能力的关键之处，针对梁、墙（柱）的节点设计必须对其采取必要的加强措施，以实现强节点弱构件，提高构件的抗震能力、优化其抗震性能，在地震发生时让结构应具备的整体抗震性能得到充分发挥，从而保证高层建筑结构的抗震安全。另外，钢筋混凝土结构是目前我国普通高层建筑中普遍使用的材料，所以提高钢筋混凝土构件的抗震性能也是抗震设计过程中的重要环节，其关键就在于充分发挥钢筋和混凝土的承载力与延性。具体来说，在实际的设计过程中，时按照保证构件的“适筋”原则来进行，通过控制墙（柱）的截面尺寸以达到合理控制轴压比和钢筋的配置，以此来确保节点的施工质量，通过提高节点的抗震性能，最终有效提升整个高层建筑结构的抗震性能。

2.2高层结构抗震优化设计的新方法

①选择合理的结构体系。具体来说，一个良好的抗震结构体系都由多个延性较好的分体系组成，并且要保证结构构件之间的连接与协同。比如说，“框架-剪力墙”结构，就是由双肢（或多肢）剪力墙、延性框架组成的刚柔相济的结构体系[2]。②实现对地震扭转效应的控制以及对层间位移角的限制。如果高层建筑的质量与刚度分布不对称，那么就很容易在水平地震作用下出现扭转震动的现象，因此在结构布置时必须保证建筑刚度变化与质量的均匀性，避免刚度突变与质量分布不连续的情况。③设置耗能减震构件，进一步减小地震能量对整体结构的影响。针对抗震结构体系中的冗余度，始终都应该保证其数量的最大化。只有这样，结构对于地震能量的吸收与耗散作用才能够得到充分体现，进而提升高层建筑结构的整体抗震性能。

3　结语

总之，在实际的抗震设计工作中，应该充分结合实际工程的具体情况，把控建筑体型和平面的规则性、把控竖向和水平构件的合理尺度，以此来保证结构体系的科学合理性。只有这样，才能进一步推动高层建筑结构抗震设计的发展，最终为人们的生产生活创造出更加优越的条件。

[1]王其军.关于超高层建筑防震设计的研究[J].民营科技，2011（01）：253.

[2]杨成林.如何提升高层建筑实用抗震效果[J].科技与企业，2015（15）：168.

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