浅析高层建筑抗震性能化设计要点

主田

摘 要 随着社会不断进步，土木行业蓬勃发展，我们更要注意地震对建筑物带来的影响，要不断降低地震对建筑物的破坏。这意味着我们要加强建筑物抗震设计，合理选取结构体系，全面考量建筑环境与建筑材料，设置多道防线来提高建筑物的抗震性能。

关键词 高层建筑;抗震性能;设计要点

1高层建筑结构抗震现状分析

我国的很多现有以及在建的高层建筑或多或少都考虑到了抗震这一环节，但是很多时候设计方以及建筑方都未能将防震这一环节落实到位，我们通过调查发现了我国目前高层建筑结构存在的一些普遍问题，主要集中体现在高层建筑高度超标，很多开发商为了谋取更多的利益，选择了将高层建筑建的超过安全高度，而一旦建筑物高度超过了安全设计高度以后，其结构就会遭到破坏，稳定性自然而然也会随着下降，在遭遇地震以后就会导致建筑物更容易损坏或者倒塌;其次，一个比较普遍的问题，就是高层建筑的建筑地址選择也存在一些问题，随着城市人口越来越多，对于住宅的需求也随着增大，开发商为了取得更多的利益，尽可能的开发可利用的土地资源进行高层建筑的建设，但是由于为了加快开发速度，很多的高层建筑在选择建筑地址前，没有充分考虑到地质问题，没有对建筑地的地质结构进行严格的勘探，这对于房屋建成以后的抗震性也是很大的考验，很大程度上也影响了高层建筑结构的抗震性[1]。

2高层建筑设计原则

2.1 规整性原则

在结构设计初步阶段，建筑设计人员需先计算建筑物抗侧力性能，更合理的结构抗侧力体系，会使建筑结构受力更均匀，建筑物的抗震性能更稳定。同时要保证结构构件强度变化均匀。考虑以上因素，就要保证建筑物造型平面立面尽量对称。此外，建筑结构的抗震设计要符合建筑物所在地区的震级要求。

2.2 刚度原则

地震等次生灾害来临时，建筑物受到外力的作用，要有合理的刚度来保证建筑结构满足抗震要求。如果建筑物刚度不符合规范要求，建筑会受到严重的损坏。但如果刚度高于规范要求，建筑抗震构件因受到不均匀地震作用而造成结构构件断裂，很容易造成建筑物失稳，因而在设计工作中要做到建筑构件刚柔结合，避免建筑物在地震力的作用下因脆性破坏而瞬间坍塌[2]。

3设计策略分析

3.1 建筑物自身结构设计

首先要选择合理的结构方案体系，在高层建筑设计中选择科学合理的抗震措施，建筑物的抗震能力会更加的优越。竖直结构的垂直方向重力可以使横向压应力稳定。要保证其竖向构件有着清晰的传力途经，保证其属相构件的承载力和稳定性。

在地震烈度较高的地区，结构设计师在选择建筑材料和结构体系上会格外地谨慎。在我国，高层建筑和超高层建筑主要应用三种结构体系，分别是框筒结构、筒中简结构、框架支撑结构。20世纪80年代，砖混结构在我国应用非常广泛，随着社会经济的不断进步，钢筋混凝土结构逐渐替代了砖混结构，但这两种结构不适合应用在超高层建筑上，而且在大震作用下，无法抵抗。在我国高层建筑结构中，设计多采用框架-核心筒体系，这种结构体系经济合理，不仅用钢量相对节省，而且梁柱截面相对较小，节省材料，所以被建设单位甲方所广泛采用。对于混合结构，地震剪力大部分作用在钢筋混凝土结构的内筒上，主侧移以弯曲变形为主，因为钢框架构件的刚度较小，所以其侧移较大，因此，混合结构位移不得超过钢筋混凝土结构构件的位移限值。最常用的解决办法，就是增加混凝土内筒的刚度以及设置悬臂的桁架结构体系，这样刚度才可以满足规范限值。转换层要设置在结构体系刚度或柱距发生明显变化的部位。但设置加强层和转换层会大大提高本层结构刚度，造成刚度突变，从而导致与加强层、转换层相连接的框架柱剪力突变。而强柱弱梁的原则，在加强层伸臂构件及转换层构件与外部框柱连接位置则无法满足。因此，在设计最初阶段，必须科学、合理、谨慎地选择结构形式体系，尽量有效降低转换层及加强层刚度。

近年，随着社会经济的不断进步，耗能减震技术逐渐运用在高层建筑中，在设计时采用高延性结构构件，适度结构的刚度，在地震发生时，可以使结构构件进入高延性的塑性状态，大量的吸收地震能量，从而减少对建筑物有害的地震反应，削弱地震的破坏。延性构件在大震时可以吸收较多的地震能量，并且自身可承受较大的结构变形，因此这种结构体系的应用越来越广泛。2000年以后，人们对防屈曲耗能支撑及隔震支座的应用进行了大量广泛和深入的研究，这些耗能构件可以吸收大量的地震能量，从而减小地震反应对建筑物重要构件的破坏。

3.2 合理的选择抗震设计方法

在进行施工时，还必须要合理地选择抗震的设计方法。当前在行业内部主要采用的高层建筑结构抗震设计方法，主要为底部剪力法，这种方法是经过长时间的实践，被认为是合理的一种方法，来对结构总地震作用力进行确定。若高层建筑结构具有较为复杂体系，那么就需要将这一方法进行运用，依据相关的原理，对地震中作用力进行计算获取。如果建筑结构拥有不规则空间，则需要将弹性的分析方法运用过来，总的来说，在确定设计方法时，必须要将实际情况具体问题具体分析，运用最为合适的方法来进行施工，保证施工的安全进行。

3.3 落实好截面抗震验算工作

通过对高层建筑自身情况及结构抗震设计要求的综合考虑，为了增强其截面抗震效果，则需要落实好验算工作。①注重非抗震承载力设计值选用，将承载力抗震调整系统与其联系在一起，为高层建筑截面抗震验算提供参考依据，提高其验算准确性，满足高层建筑结构科学应用要求;②借助信息技术与计算机网络的应用优势，高效地完成高层建筑截面抗震验算工作，促使其设计内涵更加丰富，实现相应的设计目标[3]。

4结束语

结合高层建筑结构功能特性及建设要求，注重其抗震设计探讨，积极开展相应的设计工作，可使高层建筑处于良好的应用状态，细化其设计内容，满足高层建筑在实践中的抗震性能可靠性要求。因此，在对高层建筑结构方面进行研究时，应给予其抗震设计更多的关注，深入分析相应的设计重点，并将具体的工作计划实施到位，促使高层建筑结构应用效果更加显著，实现其科学设计目标。

参考文献

[1] 邵李娜，华全庆.高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策[J].工程建设与设计，2019（22）：24-25.

[2] 李媚丽.建筑工程结构设计中的抗震研究[J].门窗，2019（21）：155.

[3] 靳杰.高层建筑结构抗震设计和加固措施[J].四川水泥，2019（10）：94.