刍议高层建筑结构设计中抗震概念设计的策略

刍议高层建筑结构设计中抗震概念设计的策略
摘要：近年来，自然灾害对人类形成了很大的威胁，其中给人类生产生活带来
巨大损失的一个自然灾害就是地震，因此，我国高层建筑结构设计的重点性能之
一就是抗震，要想确保地震对高层建筑结构不受损害，就要求在高层建筑结构设
计时，必须有效提高整个建筑整体的抗震性能。

在一个地震序列中有主震，前震
和余震。

不同程度的地震会给人们带来不同程度的伤害，给社会带来不同程度的
损失。

为了减少伤害和损失，在建筑结构中应用抗震设计十分重要。

本文根据我
国的抗震现状，分析了抗震概念设计在建筑结构设计中的应用。

关键词：高层建筑；结构设计；抗震概念；设计；应用；策略
引言
我国大多数城市都处于地震多发区，所以在建筑工程结构设计时，对抗震功
能设计显得尤为重要。

近年来人们对于高层建筑的平面结构和空间要求越发严格，国内现有的高层结构设计理念，在施工中对于建筑的质量安全性还是需要考证，
同时普通框架结构已经不能满足人们对于高层住宅的要求。

根据市场要求，对工
程结构设计进行不断的改进，吸取优点改进缺点，形成一个更适合住宅的高层建
筑结构。

1建筑抗震概念设计的解释
所谓“建筑抗震概念设计”是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计
原则和设计思想，是进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。

若要从根
本上消除建筑中的抗震薄弱环节，就要在设计开始时把握好房屋的体型，刚度分布，延性和能量的输出输入等，再辅以必要的计算和构造措施，就可能使设计的
房屋建筑有较高的抗震性能，更好的抵御地震作用，减少地震带来的破坏。

2高层建筑结构设计中抗震概念设计趋势
2.1抗震结构中的位移研究
在结构设计中基础设计方法是以承载力大小来设计的，对小震作用下的位移
和内力通过弹性方法计算；构件截面需要以组的内力进行验算，使得结构设计中
承载力达到规定标准，同时使用阶段的要求算出位移的限值，使非结构构件可以
得到保护；通过构造设施获得结果的延和耗能能力。

在建筑结构的抗震设计中，
首先要分析配筋和构件变形的关系，进行构件设计，从而研究整体建筑结构中的
变形与构件变形之间的关系。

其次就是想要实现二阶段的抗震设计，就需要在进
行小震计算外，对大震作用下的结构变形设计，通过二阶段设计是时代的必然趋势，也是结构抗震设计的发展方向。

2.2状态空间迭代法的应用
根据物理中的结构动力方程，状态变量是位移、速度的情况下把状态方程进
行导出，解除非其次状态方程的解，从而建立一个状态空间迭代计算格式，这是
对高层结构动力响应问题，应用现代控制理论中的状态空间理论的应用方法。

状
态空间迭代法的计算方法经过多次的工程实际案例中得到验算，确定其精确度较高，同时对于多自由度体系的动力响应解法，计算的效率和精确度也很高。

2.3可靠度理论对于建筑抗震性的影响
对于结构整体结构抗震性能的安全度进行分析时，改进了原有的分析方法，
在进行分析时开始考虑建筑材料参数的变异性、地震烈度的随机性等情况，而不
是忽略其他因素只考虑结构荷载的不确定性。

可以根据这项研究的可靠度理论依
据可以进行建筑结构抗震设计，保证建筑的抗震性能得到提升。

3高层建筑结构设计中抗震概念设计应用策略
3.1建筑结构对称性
在进行高层建筑结构设计中，要保证建筑物的平面呈现均匀对称的情况下，
保证扭转刚度能够减少建筑结构扭转造成的影响。

如果建筑结构的平面设计没有
保证结构均匀，则会因地震产生较大的扭转现象，从而形成抗震薄弱层。

综上所述，设计时要保证建筑物的平面、立体都具有对称性和整体性，才能保证建筑结
构就有较大的抗震性能。

在建筑结构抗震中，要保证结构的质量和刚度应均匀变化，防止因刚度中心和平面上的质量中心不吻合，造成的结构扭转震动严重的情
况发生。

为了有效避抗侧立结构中产生薄弱层，需要保证竖向抗侧力构件的从上
到下逐渐增加。

要保证建筑布置的合理性，减少因结构内应力和竖向构件间差异
对建筑产生的影响。

建筑结构的规则性可以保证建筑的抗震性能提高。

3.2位移角度的设计
高层建筑的结构材料、体系以及建筑的结构装修标准和侧向荷载等多种因素
到会影响位移限值的大小，所以再进行高层建筑结构抗震设计时，要根据建筑物
的实际情况进行设计。

为了更好的控制结构的扭转程度、抗侧移刚度都需要通过
准确计算层间的位移角度。

3.3结构扭转度的重要性
如果建筑平面布置不规则或者是建筑刚度中心点没有重合，都会加大结构的
抗震扭转性。

可以通过抗侧力截面的加大，解决周期比不满足要求时产生的影响。

要在建筑四周均匀布置抗侧力构件，以免造成建筑产生较大的扭转效应。

在建筑
过程中筒体的刚度要适中，同时也要保证平面的尺寸大小合适不能太小，结构底
部地震倾覆力矩的百分之五十，应该大于箭筒和剪力墙所承受的第一振型底部地
震倾覆力矩，形成建筑结构中的多道防，更好的提高建筑的抗震性能。

在地震发
生时很有很能会因结构问题造成整体坍塌，所以在进行建筑结构设计时，要重视
结构扭转度的问题。

3.4建筑结构抗震的优化设计
高层建筑结构抗震的优化设计，是在总体布置合理的情况下，细节构造中要
顾及到关键部位的设计，对结构设计中出现的问题进行合理化解决。

在进行结构
设计时要着眼于总体地震反应，从而提升建筑结构的抗震水平，减少因地震对建
筑造成的损坏。

在进行建筑结构抗震设计优化时，对建筑的场地选择和建筑的平
面设计和立体布置都会影响建筑的抗震性能。

高层建筑概念设计以及结构设计具有不可分割的联系，二者应当密切结合为
整体。

具体来讲，针对高层建筑整体结构开展的抗震概念设计应当致力于优化建
筑物性能，延长建筑物可以承受的时限并且提升建筑本体的承载性能。

与此同时，做好结构设计也有助于从根源上消除高层建筑结构的潜在安全威胁。

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