浅谈高层建筑中抗震结构设计要点

李政

摘要：随着城市化进程的不断加快，高层建筑逐渐成为了城市发展的主体，同时，地震作为一种随机性的灾害振动，其具有随机性、复杂性、藕联性，每次地震所产生的波形各异，所产生的破坏程度也千差万别。因此，如何确保建筑在震害中的影响最小化，是当前建筑设计需要认真探索的课题，本文主要就高层建筑的抗震结构设计相关要点进行了探讨。

关键词：高层建筑;抗震设计;要点分析

一、高层建筑的抗震设计的目标

所谓高层建筑，主要指的是建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库和其他民用建筑的通称。在高层建筑中，水平荷载对结构设计的影响要比垂直荷载大得多，水平荷载是高层建筑结构设计的主要控制因素。 从汶川地震、舟曲地震，在到雅安地震，这些灾难，带给了我们无尽的伤痛，因此，加强高层建筑的抗震设计工作显得尤为重要。

通常，建筑抗震设防，指对建筑物进行抗震设计过程中，有针对性的采取一定抗震构造的措施，最终达到结构抗震的效果和目的。一般来说，抗震设防主要依据的是抗震设防烈度，而抗震设防烈度是以国家规定权限审批或颁发的文件来执行的，其是一个地区作为抗震设防标准。从当前内外抗震设防目标的发展总趋势来看，其基本要求建筑物在使用期间，可应对对不同频率和强度的地震，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。这是我国抗震设计规范所采用的抗震设防目标。现阶段， 建筑工程结构中抗震设计的目标如下：

（一）如果所遭受的是低于本地区设防烈度多遇的常规地震，建筑物不受损坏，不需修理仍可继续使用;

（二）如果遭受到本地区规定的设防烈度的地震，建筑物，包括结构和非结构部分，可能损坏，但不会对人民生命和生产设备的安全造成威胁，经修理仍可使用;

（三）如果遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震，尽量保证建筑物不倒塌。

二、高层建筑抗震结构设计要求

有上述可知，高层建筑对于抗震设计有着严格的要求，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。因此，根据高层建筑物的实际情况，采用科学、合理、有效的设计方法使建筑物各方面受力均衡，进而确保建筑物拥有稳定可靠的抗震结构。

（一）在高层建筑设计前期，设计人员要侧重建筑连接点的受力情况和核心构建上，采用科学合理的手段及优化措施，充分发挥出防灾减震的效果，将地震带来的人力、财力的损失降到最低。根据防震部门的统计，刚度过于柔和的高层建筑在受到高强度地震之后，首先受到损害的是建筑物的主体结构，在余震的持续攻击下，混凝土部分会逐渐遭到损坏。因此，在高层建筑抗震结构设计中，不仅仅要考虑到结构的强度、刚度，更要充分的发挥结构的延展性特点，使整个高层建筑物能够经得住地震全方位的攻击。

（二）在高层建筑抗震结构设计中，结构刚度值是一个非常重要的数据。通过科学合理的对全方位进行分析、计算，对地质元素的组成情况、机械设备的工作参数、施工材料的性能指标、力学原理等许多综合内容进行统计掌握，以用来设计核心受力部分结构设施的刚度或高层建筑整体的刚度，在通過连接设置的调节作用，使得建筑物的抗震效果不断提高，把建筑物的波动受力数据保持在一定范围内，在经过修复修补工作之后，还能继续接着使用，不改变其使用价值。

三、高层建筑抗震结构设计的相关要点思考

（一）优化结构设计方案

在高层建筑抗震结构设计中，严格根据当前高层建筑工程的抗震能力的要求标准，优化建筑物抗震结构设计，建筑物的主体结构要可调节其空间变形，在建筑物结构延伸性的作用下，使其可自动恢复到之前的形态，这样能够避免高层建筑因自身结构的主体形态变化而带来的弊端影响，保障建筑物处于一种平稳、牢固、可靠的状态。 评估高层建筑受到地震作用力影响程度时，要采用科学、合理、有效的手段对其进行构件布局，使高层建筑结构各个部分的受力情况能够最大化控制和协调，从根本上提高高层建筑物的抗震抗灾能力。

（二）场地选择

在高层建筑设计中，建筑场地是建筑设计的基础环节，将对建筑的抗震性具有决定性的作用。在对场地和地基选择时，要在对当地地震情况详细分析、把握的基础上做好地质情况的勘查，在获取全方位数据的基础上对其开展针对性的研究与评价，以此对该地区各方面情况在进行综合性评价的基础上对当地的抗震等级进行评判。在场地选择上，需要尽可能避免对建筑抗震设计具有不利因素的区域，而如果根据实际情况不能对场地进行规避，则需要对其做好提前的处理工作。在高层建筑建设中，首选具有高密度的岩石以及基土，尽可能不选择软土类型的地基土。

（三）建筑结构抗震体系的合理选择

1、对建筑结构体系进行一定的重建，在震灾之中要避免因为结构或构件的破坏导致的整体建筑结构失去抗震能力或对重力的承载能力，当建筑结构的本身具有一定的承载力以及变形能力之中的时，当地震发生过程中，建筑物能发挥良好抗震性能。2、建筑结构体系当中，还应该具备清楚而明确的计算的简图，包括了合理的地震的作用所传达的路径，也要包含合理的地震作用下所传递的路径。3、建筑结构体系都要有合理的刚度和强度，合理而均匀的分布，在抗震过程中，为了使得在削弱抗震过程之中局部变形，避免对建筑物产生过大影响。因此，在建筑结构设计中，采取一定的措施提升抗震的能力，进而要保障薄弱部位。

（四）设置合理的高层建筑结构参数

通过规范科学的实验，模拟地震发生对高层建筑各部位受力的情况，设置出科学、合理、可靠的结构参数，对高层建筑各结构受力、施力情况进行分析和计算，例如计算墙体的承载能力、柱梁变形的能力等。在高层建筑的抗震结构设计上，充分掌握高层建筑的施工工艺、质量检测、施工材料、地形条件等方面的内容，遵循高层建筑物的抗震结构设计要点，改进并优化建筑物抗震规划设计的基本框架，从施工技巧上提高高层建筑抗震结构的设计水平。在对高层建筑的模拟实验中，把所有可靠的数据收集起来建立完善的数据库，便于建筑设计师对相关资料的查阅和参考。

（五）提高建筑结构抗震能力

1、要合理布局地震外力的能量传递与吸收途径，在地震当中，要确保建筑的支柱、梁与墙的轴线，处于同一个平面上，从而形成构件的双向抗侧力结构体系，并且使其在地震的作用下，呈现弯剪性的破坏，并使塑性屈服情况，尽量发生在墙的根底部，从而连梁适合在梁端产生塑性屈服，还具有足够的变形的能力。

2、要根据抗震等级，在对墙、柱以及梁节点设计中，采取相对应的抗震构造措施，力求确保建筑物结构，在地震的作用下可以达到三个水准的设防标准。

3、要设置出多道抗震的防线，即在设计一个抗震结构的体系当中，有一部分延性比较好的构件，在地震的作用下，首先可以担负起第一道抗震防线的作用，其他构件在第一道抗震防线屈服以后，会依次的形成第二道、第三道或更多道的抗震的防线，进而确保建筑结构具有的抗震安全性。

四、结语：

总之，高层建筑的抗震结构设计是一个复杂、繁琐的工作，设计人员必须要以严格、认真、谨慎的态度对其进行结构设计，稍有疏忽，将会为人们群众埋下严重的安全隐患，因此，设计人员要对专业技术知识、设计流程、设计原理充分掌握的情况下，采用最科学合理的设计手段开展高层建筑的抗震结构设计工作。

参考文献：

[1] 满国君，付艺璇.关于高层建筑抗震结构设计探析[J].河南科技，2013.（12）.

[2] 邹松贵.高层建筑抗震结构设计分析[J].产业与科技论坛，2012.（23）.