高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计

聂家忠

(湖北金扬建设工程有限责任公司 443000)

高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计

聂家忠

(湖北金扬建设工程有限责任公司 443000)

高层建筑抗震设计是一个较为复杂的过程，涉及因素较多，需要从各方面进行综合性研判，才能得到获取最佳的设计效果。本文阐述了目前我国高层建筑中存在的主要问题，对高层建筑结构的抗震性能进行分析，对高层建筑结构的抗震性能设计进行探讨。

高层建筑；结构抗震；设计

经济的蓬勃发展，推动了我国建筑业的进步，城市建设中出现了越来越多的高层建筑，高层建筑规模广泛，而且形式不再单一。在高层建筑中，结构设计中抗震问题显得尤为重要，不仅关系着建筑的质量，也关系着人们的生命安全，鉴于此，文章对高层建筑结构设计中抗震问题进行分析和探讨。

1目前我国高层建筑中存在的主要问题

改革开放以来我国经济科学都有了很大的发展，与此同时建筑物的抗震性能结构设计也有了很大的进步，但是与国外的技术水平相比还是存在着很多不足，工作人员需要再接再厉不断提高我国建筑物的抗震水平。国外的一些国家会根据不同地区地震强度的不同，采用不同的抗震性能指标以此来规范建筑物的施工标准。但是我国对于建筑物抗震施工标准却笼统的规定为不坏、不倒、不塌，对于建筑物究竟如何建设才能够做到不坍塌，却并没有明确的规定和数据。如果说是小型建筑做到不会坍塌，但是这一建筑标准用到高层建筑中就完全不一样了，高层建筑不但施工难度好而且抗震性能特别差，在对高层建筑进行规划设计时一定要有更高的抗震标准才行。

2 高层建筑结构的抗震性能分析

2.1 高层建筑物的钢结构分析研究

在大型的高层建筑中，钢结构是使用最多的一种结构。钢结构具有非常显著的特点，即具有较高的强度，但是同时质量又非常轻，同时具有较高的柔韧性。因此，即使需要承受的载荷很大时，也能通过大变形来释放能量。虽然钢结构具有较高的抗震性，但是也有不足之处，就是成本相对较高。因此，在一些小型工程中，钢结构的使用不是很广泛。

2.2 框架结构的抗震性能分析

框架结构是很多高层建筑结构普遍使用的一种结构，空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的高层建筑结构;在原材料的用量上也很节省，在较大空间结构的建筑物的施工中应用很广泛。框架结构设计具有良好的抗震效果，而且可以根据不同的需要，把梁或柱浇筑成各种需要的截面形状。框架结构和剪力墙结构具有一些相同的特点。因此，在具体的施工过程中，二者常常结合在一起使用，形成了独特的框架—剪力墙结构，在保证抗震性能的同时，也能保证一定的使用空间。

2.3 砖混结构的抗震性能分析研究

砖混结构多常见于农村的房屋建造，在现代城市中，除楼梯、阳台等一些附属设施的建造中，其它的高层建筑结构已经很少使用砖混结构。和框架结构有所不同，砖混结构的承重结构不是梁、板、柱，而是楼板和墙体。砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构，承重墙体不能有改动，房屋格局的布置没有灵活性，因此，砖混结构在现代建筑中的应用远不如前述三种结构广泛。并且，砖混结构的基本材料是粘土砖。所以，砖混结构的抗震性能也是最差的。

3高层建筑结构的抗震性能设计

3.1 地基的选择分析

由于地震造成建筑物的倒塌，除去地震的直接破坏因素外，场地的地质条件也是不容忽视的。在选择场地时，应先对地质条件进行综合评定。选择建筑场地时，首先应选择有利于高层建筑结构抗震的坚硬土质地区，避开土质软化的场地，如果无法避免，也应先做好抗震措施。对于易发生地震的地区，不能建造甲、乙、丙三类建筑，并且有研究表明，在土质越软，覆盖层越厚的地区，地震对建筑物的损坏也就越大，后果更加严重。

3.2 落实抗震验算

在进行截面抗震验算时，结构应在设防烈度下进入弹塑性状态。可将大部分结构变形转变为众值烈度地震作用下构件承载力验算的形式来表现。进行构件截面抗震验算时，可选用非抗震承载力设计值，将承载力抗争调整系数与其关联起来。计算过程中，去地震作用效应值乘以抗震调整系数来进行折减。通过完善抗震验算，保证建筑抗震设计的有效性，使抗震设计充分发挥作用。

3.3 承载能力设计方法

从当前我国的抗震设计现状看，这种方法是较常用的。对于经常发生的地震，通过反应谱将建筑的底部剪力计算出来，按照相应的规则分配至结构全高，并且和其他的荷载组合起来，然后进行结构强度设计，使各部分的构件都具备相应的承载能力，最后通过变形验算得出结论。一般来说，运用承载能力设计这种方法具有设计可靠、比较清晰的性能概念以及使用方便等优点，能够很好地实现预期性能目标。但这种方法也具有一定的缺点，比如，以弹性反应为基础，对于非弹性反应的建筑就不能进行全面计算。因此，新规范衍生出承载力按抗震等级调整地震效应的设计值、不计抗震等级调整地震效应的设计值、标准值、极限值的四种复核方法。

3.4 加强多重抗震防线的设置

一旦发生地震灾害，建筑物若多设置一道抗震放线，就能相对降低地震灾害造成的危害性，提高人们获救和逃生的几率。一般来说，在建筑结构的抗震设计中，可以采取多重放线的办法。第一，可以选用具备良好延展性的材料来作为第一道抗震放线。第二，适当选取适宜用作抗震设计的部件来设置其他的抗震放线。之所以设置多重放线，主要目的在于缓解地震的冲击力，最大限度的降低地震灾害的破坏和损失。

3.5 抗震结构体系的选择分析研究

在通常情况下，为提高高层建筑结构的抗震性能，减少在地震中的损害，一般都选择不承担重力载荷竖向支撑墙或者填充墙，或者是具有良好延性的抗震墙作为抗震防线的第一种构件。在框架—抗震墙结构体系中，如果抗震墙遭到破坏，在吸收一定的地震能量后，框架就随即起就承担起防震的作用。此类体系结构的设计思路，既保证了抗震性能，同时又具有良好的强度。如果抗震体系单纯的具有良好的强度，但是延性较低，这样的结构在遭遇地震时，很容易受到破坏，反之，如果抗震体系的延性较好，但是强度较低，在遭遇地震作用时，也容易发生损坏。因此，只有具备合理的刚度和强度分配，重点关注可能出现问题的薄弱部位，保证抗震性能，提高高层建筑结构的抗震能力。

总之，受地理位置和地震板块活动的影响，我国属于地震多发的国家，历次的地震灾害给人们身心所带来的冲击，仍然使我们记忆犹新。因此在进行建筑设计的时候，建筑设计人员不能够仅仅将目光局限在建筑物的实用性和经济效益上，而是应该将建筑抗震设计纳入到建筑设计工作中来。不仅应该努力提升建筑设计方面的专业知识，还应该重点学习国外发达国家的抗震设计理论和经验，从而全面提升建筑物的抗震水平。

[1]杨秀培．超高层建筑结构地震反应分析及抗震性能设计研究[D].河南工业大学，2013．

[2]樊慧．试论高层建筑抗震性能的设计分析[J].中国新技术新产品，2013，07．

[3]卢森，宋臻，汪黄翔．住宅高层建筑结构抗震的优化设计[J].江西建材，2016(01):12 +16．

[4]聂祺，唐曹明，杨韬．某大跨度双塔连体高层结构抗震优化设计[J].四川建筑科学研究，2015(02):175－178．

[5]孙彦龙，李文红．高层建筑错层结构与抗震设计的处理措施分析[C].//2015年3月建筑科技与管理学术交流会论文集．2015

[6]张罡睿.高层建筑工程抗震设计中的相关问题分析[J].门窗，2014，04：258～259.

TU7

B

1007-6344（2016）09-0057-01