高层建筑结构抗震设计要点

◎赵旭

高层建筑结构抗震设计要点

◎赵旭

高层建筑结构抗震设计要以建筑结构的整体为出发点，从结构的刚度、强度、延度和轴压比方面加强结构的概念设计。随着我国高层建筑的快速发展，我国出现越来越多的高层建筑，而在地震频发的现在，高层建筑结构抗震设计成为高层建筑设计的重点，我国高层建筑结构抗震设计相关理论与实践研究也在不断发展，目前已有很多能够抗强度地震的高层建筑拔地而起，使我国高层建筑抗震能力不断提升的同时提高高层建筑的安全性。高层建筑结构抗震设计，与高层建筑的整体设计类型、结构形式与结构的抗震性能有很大关系，合理的结构设计结合抗震设计能够有效的提高高层建筑的抗震效果。本文通过对高层建筑结构抗震设计要点进行分析，浅谈提高高层建筑结构抗争能力的措施。

随着高层建筑架构抗震设计相关的理论与实践研究的不断发展，结构设计思路也发生了很大的变化，推动着高层建筑结构抗震设计方法不断进步。在实际抗震设计中，要对高层建筑的地质环境有全面且详细的勘探结果，根据地质地壳的运动规律，对可能发生的地震等级预测，设计合理的抗震结构，选择能够减少地震作用的建筑结构材料，增强高层建筑抗震能力，减少地震对高层建筑安全性的影响，满足高层建筑抗震能力的要求，保障人民生命与财产安全，所以，高层建筑结构的抗震设计，就成为了每一位抗震结构设计师首要面对并解决的问题。

高层建筑结构抗震设计要点

我国的建筑行业的抗震等级分为四个等级，以一般、较严重、严重以及很严重表示。当遭受多遇地震时，城市一般功能正常；当遭受相当于抗震设防烈度的地震时，城市一般功能及生命线系统基本正常，重要工矿企业能正常或者很快恢复生产；当遭受罕遇地震时，城市功能不瘫痪，要害系统和生命线工程不遭受严重破坏，不发生严重的次生灾害，是我国高层建筑抗震设计要求。根据要求，在高层建筑结构抗震设计中，要注意建筑结构的平面结构设计，平面布置对结构抗震设计很重要，平面布置简单、对称有规则、质量与刚度分布较均匀且传力结构明确的结构建筑够有效提高高层建筑抗震等级；采用有多道防线的结构体系，能够在震中基础防线破坏后，后面的防线仍能够减少地震对高层建筑的冲击力，防止高层建筑坍塌，为人民提供充足的逃生时间，保障人民生命财产安全；高层建筑中有明显薄弱层的结构，应采用相应的抗震结构来提高其抗震能力，切不可忽视，将薄弱层控制到位，使其具有足够的变形张力，是提高高层建筑结构抗震能力的重要手段。（李晶晶，颜秉星.高层建筑抗震结构设计探讨[J].智能城市，2017，01(01):106.）

提高高层建筑结构抗震能力措施

设计合理的结构体系。高层建筑的结构体系应符合建筑抗震功能的要求，要经济合理，施工方便，设计合理的高层建筑结构布置，地基、层高、受力情况等，应全面考虑高层建筑各项能够影响其抗震等级的因素，最重要的是位移控制的设计，在抗震设计中，除了结构总体刚度以及平面体型变化设计合理外，要尽量减少结构位移，还应设计能够具有多道抗震防线的结构体系，避免因部分结构损坏而影响整个体系的抗震功能，要考虑建筑址地质情况对建筑本身的影响、地震的不确定性以及地壳运动规律，设计合理的高层建筑结构体系，保证高层建筑的抗震等级达到国家标准规定。

理性认识高层建筑的受力特性。严格进行建筑地址地质勘查，根据地质岩层稳定性考虑高层建筑受力情况。高层建筑的本质是竖向悬臂结构，垂直载荷中架构的轴向力与高层建筑的高度成正比，而水平载荷导致结构弯矩的出现，从建筑的受力角度来说，垂直载荷基本不会有变化，而水平载荷可能随着建筑高度的增加而增加，水平载荷的影响远大于垂直载荷对建筑受力的影响，那么，在高层建筑结构抗震设计中，应控制结构变形在建筑受力范围内，保障高层建筑的受力达到抗震等级的要求。（董丽萍.高层建筑结构抗震设计要点解析[J].山西建筑，2015，02(06):52-53.）

保证结构延伸能力。在考虑建筑的受力特性、设计合理的建筑结构体系后，就要根据抗震设计中抗震措施的选用来保证高层建筑结构所需的延伸能力，利用市面上已有抗震建筑结构达到抗震的目的，通过增强柱相对于梁的抗弯能力，增大柱与梁、节点的组合剪力值，使高层建筑结构具有相对稳定的塑性耗能机构，以及在大震情况下高层建筑的构建不会发生剪切破坏，从而保障高层建筑结构抗震效果达到国家规定要求。

高层建筑刚度控制。建筑刚度的大小，主要通过结构计算表中周期性反应对建筑结构产生位移变化影响，在进行高层建筑结构抗震设计时，建筑的刚度设计应参考计算表参数等来进行抗震设计，通过调整混凝土强度等来进行高层建筑刚度的控制，利用隔震消震措施进行结构抗震设计，使高层建筑在震中能够处于延性塑性环境，以减少地震对高层建筑的破坏，从而提高高层建筑结构抗震能力，保障高层建筑结构抗震设计满足其自身抗震要求。（徐娟.高层建筑结构抗震设计要点分析[J].江西建材，2012，08(04):36-37.）

综合考虑。为保障高层建筑结构抗震设计经济合理、方案可行，在建筑施工前应综合考虑各种因素对建筑抗震能力的影响，对高层建筑所能达到的抗震等级作出合理判断，对高层建筑施工过程中可能出现的影响抗震效果的情况也要全面考虑，制定合理的应对方案，设计最佳抗震方案，保障高层建筑结构抗震等级能够达到抗震设计值，从而保证高层建筑在小震中不发生变形，中震基本不变形，大震中建筑功能受影响程度最小，保障人民生命安全。

总而言之，随着科学技术不断发展，我国高层建筑结构抗震设计也会逐步向更科学更合理方向发展。在地震频发的现在，各建筑单位在进行高层建筑结构抗震设计时，应严格遵照国家相关规定进行，对建筑地址进行充分的地质勘探，根据地质结构，预测未来可能发生地震的情况，结合高层建筑自身结构特点，在平面结构、建筑刚度、建筑本身受力情况等，设计合理的建筑结构体系，在施工过程中也应严格监控，保证建筑质量，从而保证建筑抗震能力达到国家规定标准等级，减少高层建筑遭遇地震时对国家的经济损失与人民生命财产损失。

（作者单位：吉林建筑大学）