浅析高层建筑结构抗震设计优化措施

浅析高层建筑结构抗震设计优化措施
发表时间：2016-01-08T14:45:27.773Z 来源：《基层建设》2015年23期供稿作者：吕正超
[导读] 上海经纬建筑规划设计研究院有限公司安徽分公司我国是一个地震发生次数较多的国家，具有地震震源分布较广，频率较高，强度较大的特点。

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摘要：建筑抗震设计越来越受到人们的高度重视。

近些年的大小地震不断爆发，抗震设计不科学的建筑很容易造成倒塌，给人民群众的生命和财产带来巨大的威胁。

本文主要分析了高层建筑结构抗震设计优化措施，提出了合理的建议。

关键词：高层建筑；结构；抗震设计
引言
我国是一个地震发生次数较多的国家，具有地震震源分布较广，频率较高，强度较大的特点。

目前我国大陆已经进入了地震活跃期，近几年发生了多场震级较高的地震事件，给人民群众的生命财产健康安全带来了严重的威胁。

较大的地震可以在极短的时间里瞬间破坏建筑物，使其被摧毁，发生倒塌事件，给居住在这些建筑里的人们带来了毁灭性的灾难，造成了巨大的损失。

因此需要重点做好高层建筑结构抗震设计。

1.高层建筑结构抗震设计概念
由于高层的建筑工程具有底部结构受力很大、上部结构受力较小的特性，只有做好高层建筑工程的设计工作，才能使其具备稳定性，以免在地震等自然灾害来临时受到侵害，降低损失。

在进行抗震设计的时候，需要初始阶段全面了解地震的能量、建筑结构的模式、系统、强度及刚度等问题，目的是在结构设计中有效应对抗震较为薄弱的问题。

根据《建筑工程抗震设防分类标准》的规定，建筑工程抗震设防类别主要分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类四个不同级别。

根据相关部门的规定，按建筑的类别确定其抗震设防等级，主要参考其建筑物高度、建筑物结构类型作相应的要求。

例如，钢筋混凝土结构的建筑物，它的抗震的等级主要分为四级，用此来表示其一般、较严重、严重和非常严重四个级别。

高层或超高层建筑物的抗震的设计需要按照其不同的设防类别来规定，同时进行复核性计算和采取相应的抗震措施。

2.高层建筑结构抗震设计优化措施
2.1合理选择建筑场地
建筑场地一直是整个建筑结构的关键，其对建筑的抗震能力有着直接的影响。

因而，设计师们必须加大对建筑场地的重视程度，以多层次、全方位、综合性考量为基础，对建筑场地予以科学选择。

在选择建筑场地的过程中，应选择如平坦开阔的中硬土地基、稳定岩石地基等对建筑抗震有利的地形。

同时，要最大限度地避开如易液化土、半挖半填的地基土等地段，以免因场地因素而对建筑结构造成损坏。

在一些特定的环境中，建筑场地无法避开不利地段时，必须要采取适当的加固措施。

例如，可以采用地基、桩基加固以及上部结构的强化处理等措施，来处理建筑地基受力区域内土壤中存在半挖半填地基土、软弱粘性土层和明显不均匀土层的现象。

地震过程中，可能会出现地裂或滑移的场地，需要采用相应的地基稳定措施。

2.2选择科学的结构形式
在高层建筑工程项目中，通常会采用混凝土结构、钢结构或者钢混混合的结构形式。

应注重结合不同建设地区和不同的抗震要求来选择与之相适宜的结构形式。

近年来，建筑工程的高度也在逐渐增加，受地震等作用的负面影响，如果建筑物稳定性不够，则会出现水平位移等问题。

因此，高层建筑结构侧移度要求逐渐提高。

基于抗震的角度而言，建筑结构的体系选择应该考虑到结构的侧移度，只有选择适当的侧移度，才能对高层建筑物的稳定性进行较好的控制。

同时，建筑结构的不同，也会产生不同的受力。

在这一因素的影响下，高层建筑结构所产生的侧移度也会出现差距较大的现象。

因此，为保证高层建筑的结构侧移度能够达到抗震的设计要求，设计人员应该对各种建筑的结构体系以及高度要求进行详细的了解，进而保证建筑结构的选择更加科学和合理。

2.3优化建筑平面和立面布置
建筑物的平、立面布置，要求遵循结构均匀对称的原则，这是因为结构均匀对称的建筑能够在重力荷载下正常工作，并能有效抗震抗风。

因此，在建筑结构设计中，要多采用规则的建筑结构设计，最大限度地避免不规则的建筑结构，以提升建筑结构的抗震性能。

建筑结构的规则性，主要体现在建筑主体抗侧力结构上。

因此，在实际过程中，需要注意以下问题：一是，建筑主体抗侧力结构构成变化、沿竖向断面需均匀分布，且两个主轴方向的刚度和变形特性要比较相近。

二是，从建筑主体抗侧力结构的平面布置来看，要避免某一、两片刚度大而延性差的结构，如长窄的实体剪力墙，应尽可能地使得同一主轴方向各片抗侧力结构刚度均匀。

三是，主体抗侧力结构的平面布置，还要保持中央核心与周边结构的刚度协调均匀，以避免产生过大的扭曲变形。

2.4合理选择基础形式
在整个建筑基础施工之前，要对基础类型和模式进行恰当的选择，目的是提高建筑结构抗震的持续性和稳定性。

对于基础类型，主要的影响因素为结构系统的种类和荷载力的大小。

上部结构传输的力越大，就需要基础要具备较强的承载水平和刚度。

对于不同的建筑机构，需要与之相适应的地基变化和沉降标准。

2.5合理设置抗震构造
在整个抗震设计中，抗震构造措施至关重要，其合理性直接关系到防震效果的实现。

在砖混结构中，对于水平圈梁的设置增强了内外墙的有效连接，使得房屋彰显整体性。

圈梁的设置能够有效抵制预制板的脱落，平面倒塌的可能性降低，同时，在一定程度上屋盖的水平刚度被增强。

一旦发生地震，墙体的裂缝的程度被减轻，降低了不均衡沉降对建筑的影响。

同时，构造柱的合理安排，使得房屋结构脆性被降低，延展性增强，即使墙体出现破损或者开裂，可以充分利用其塑性变形，实现对地震能力的消耗。

2.6进行多层次抗震的设计
对于高层建筑物而言，良好的抗震体系需要多个延伸性能好的分体支持，因此，基于抗震的角度出发，对高层建筑进行多层次抗震的设计十分可行。

与此同时，还应该保证高层建筑物的主要耗能构件具有符合规范要求的延伸性以及刚柔性，这样便可以有效减缓地震产生的能量，同时，也可以提高高层建筑工程的整体性能。

除此之外，对于高层建筑物内部的构件间的关系也应该进行足够重视，对于高层建筑物的每一楼层而言，在其使用的耗能构件出现屈服情况后，需要对其弹性进行相应检测，进而使其具有较长时间的抗倒塌和倾斜能力。

2.7提升抗震设计水平
为了有效提高高层建筑的抗震性能，一方面，设计人员应该坚持以科学的抗震理论为指导，并把高层建筑物的刚度和承载力作为抗震设计的重要目标；另一方面，设计人员应该保证高层建筑结构的设计尽量简单，并保证建筑结构的传力途径便捷，进而确保高层建筑物的整体结构与子结构间实现协调性，最终提高高层建筑物的抗震能力。

除此之外，相关单位也应该注重对设计人员的培养。

比如，组织设计工作人员定期进行专业技术培训，增加设计工作人员的业务知识，并组织一些参观、访问等学习活动，增加设计工作人员的知识贮备量，使设计工作人员及时了解设计行业的最新设计方法和规范，进而使其更好地进行抗震设计工作。

3.结语
综上所述，随着我国经济的发展，人们对住房也产生了更大的需求。

如果不能保质保量地做好高层建筑设计，将会给建筑物的日后投入使用埋下安全隐患，直接与人民的生命和财产安全息息相关。

因此，高层建筑抗震设计的工作人员需要不断提升自身的专业技术水平，总结抗震设计经验，严格按照高层建筑设计的相关规范和要求进行抗震设计，以确保设计质量合格，进而保证高层建筑工程在投入后的安全使用性，使其高品质地为人民服务。

参考文献
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