浅析高层建筑结构设计中平面不规则问题与抗震措施

闵姗

【摘要】随着我国经济的高速发展，建筑行业也得到了极大的发展。建筑行业已经从传统的实用型转向艺术型，实现了艺术和建筑的结合。高层建筑出现不规则结构，成为反传统的建筑典范，引领了当前现代建筑的建设风格。虽然这种形式的建筑风格能够给人耳目一新的感觉，并且强烈的视觉效果能够促进建筑设计的艺术性，提升建筑的品味。但是这种新的设计结构也会导致各种各样的问题，影响建筑的整体实用性。本文基于这个背景，依据具体工程案例来阐述相关的问题，并给出了抗震措施。

【关键词】高层建筑结构设计；平面不规则问题分析；抗震措施

进入现代社会，建筑趋向高层化，这就对地震更加敏感，地震一旦发生带来的破坏程度就会更大，因此进行抗震设计就是一个关键性问题。抗震设计就是要寻找建筑设计中的薄弱环节，对其进行加固，通过科学化的合理措施来优化建筑结构，从而在安全层面让建筑得以有更好的保障。

一、具体工程案例概况

本文依据的工程案例为某高层建筑项目。该高层建筑结构平面呈现不规则性质，该楼层地面以上有22层，地下有3层，主建筑总高程为86.4米。在平面布局上，五楼到十三楼为“L”型，可以说整个建筑物在平面上呈现出非规则性，此外高度也是超高度的建筑类型。该建筑的不规则主要包括建筑的扭转，其扭转位移为1.44，大于规则建筑要求的1.2；此外就是其凹凸性，该建筑的最大偏心率为0.23，大于正常建筑要求的0.15；最后就是竖向尺寸发生了突然的改变，比如同第五层相比第六层的水平尺寸有63%的缩减，远高于正常楼层要求的25%。此外，在高度上，地面五层的总高程大于楼层的总高度的20%，因此也导致了建筑的不规则。对于这样的不规则建筑设计结构，需要格外注意其结构设计，对于抗震措施来说，需要严格执行，从而实现对该建筑的抗震性能的提升，满足建设要求。

二、结构抗震的等级和目标设计

（一）性能目标分析

相比于A等级的高层建筑的高度规范限制值，本文所阐述的建筑对应的高度属于中等高度的建筑，其建筑高度虽然存在建筑规范里面对应的不良条款，但是也不存在完全不符合的条款；此外，该建筑所在区域的抗震要求为抗震烈度七度左右，这对于抗震要求来说并不是很高，因此对于该建筑的性能目标设定为A等级是能够满足设计要求的。具体说就是在小震情形下，建筑的全部构建都要求满足抗震弹性承载力。对应的结构层的位移角要小于八百分之一，而在中度地震情形下，设计的承载力满足基本要求，其对应的位移角小于四百分之一，在大震情况下相应的位移角要小于二百分之一。

（二）不规则结构对应的具体抗震等级分析

根据前面阐述，本建筑对于所抗的地震烈度属于七度，因此在抗震设计过程中，要考虑的所抗地震对应的基本加速度为一米每秒的平方，这个情况对应到第三组之中。这个组别对应的特征周期为0.45秒。而在建筑设计等级上，该建筑设定为A等级的高层建筑，而在这个等级上，对应的技术规程需要提升地下二层到三层的抗震等级，并且需要加强特殊位置的竖向构件。此外在抗震设计上，要求地下三层到地上三层的承重墙对应的抗震级同为一级水平的抗震，而对于地面三层到屋面对应的承重墙对应的抗震级别为二级水平的抗震。通过对应区域不同的抗震等级设定，能够合理抵抗地震带来的巨大破坏力，从而实现建筑的最大保存度。

三、上部楼层具體结构分析

（一）具体方法以及计算的具体内容分析

抗震建筑设计过程中需要分析建筑结构弹性情况。而分析建筑结构弹性情况则需要专业软件来进行计算和分析。这里在对该建筑的弹性分析中引入了GSSAP和SATWE两种软件。对于中大型地震带来的影响情况的演算过程需要通过SATWE软件来进行具体的分析，而对于验算弹塑性静力则需要使用GSSAP软件来进行计算分析。

（二）结果分析

对于结果分析则要考虑建筑的相关建设指标的具体指数，比如分析周期，这个周期包括平动周期，扭转周期等，平动周期要求小于0.85，本文所阐述的建筑对应的值为0.807，符合设计要求；另一个指标就是水平位移，这是弹性层需要符合设定的水平位移，本建筑在这个评价指标上也符合要求；另外就是抗剪承载力值和层间刚度之间的比值。一般来说，抗剪承载力伴随楼层增加而急剧增加，因而需要根据规范要求来测定对应的情况，从而为建筑是否符合抗震要求提供科学指导。

（三）抗震等级的主要加强措施分析

对于高层建筑结构设计中平面不规则抗震措施来说，主要有以下几条：首先就是设计建筑的竖向构件的时候，需要完全严格按照不同级别的地震强度下不屈服条件来进行具体的设计，并且在设计塔楼的凸面端对应的具体角度柱子时要依据抵抗大型地震不屈服条件设计；其次是加厚塔楼阴角和全层的楼板，一般要求加厚的厚度为150毫米，配筋设计为双向双层，并且其配筋率控制到百分之零点二五以上；对于部分楼层要提升抗震等级，比如地下五层以及地上五层的抗震级别需要设定为特一级，其他的楼层需要根据抗震要求相应提升。通过以上的措施能够实现不规则建筑结构的抗震能力的提升。

四、结语

抗震要求是当前建筑设计中的一个重要部分，尤其是对于高层建筑以及不规则结构来说尤为重要，本文就这个背景，通过具体的建筑工程案例说明了高层建筑结构设计中平面不规则问题以及针对抗震设计提出相应的抗震措施，从而为建筑行业在抗震中的设计提供了较为科学合理的指导。

参考文献

[1]曹军.高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与抗震措施[J].中华建设，2012（12）：172～173.

[2]韩辉.基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与处理[J].中外建筑，2010（05）：161～162.