马业强

摘 要：近年来，随着建筑行业的快速发展，高层建筑在数量与规模上均有较大提升。在高层建筑中，结构设计中抗震问题显得尤为重要，不仅关系着建筑的质量，也关系着人们的生命安全，鉴于此，文章对高层建筑结构设计中抗震问题进行分析和探讨。

关键词：高层建筑;抗震设计;问题;对策

引 言

近年来，随着城镇化速度的加快，大量人口涌入城市，城镇用地紧张，普通的多层居民住宅已经不能适应城镇化发展的要求，为了缓解居住用地的紧张，高层建筑成为首选，高层建筑的设计与建造逐渐成为热门。为了提高高层建筑结构的稳定性，设计人员在设计建筑结构的过程中广泛的应用抗震设计，获得了较好的效果，不仅保证了高层建筑结构稳定性，更重要的是发生重大地震时可以从根本上保证人民群众有充足的逃生时间。

一、高层建筑结构抗震设计概述

高层建筑结构抗震设计需要根据地区地震灾害状况及建筑工程建设经验进行设计，针对建筑整体及内部结构进行合理布置，能够有效应对地震灾害。在高层建筑结构抗震设计过程中，需要充分了解建筑的结构性质，选择合理的建筑材料应对外部变化，能够在合理范围内应对地震灾害的不确定性。要注意的是，高层建筑结构的抗震设计不能只考虑计算结果，要以建筑结构抗震设计理论为基础，并经过抗震检验来明确相应的设计方法，解决高层建筑结构抗震设计中存在的问题。

二、高层建筑结构抗震设计存在的问题

（一）结构体系问题。即在我国高层建筑结构设计中，为了满足居民需求，注重在150m以上的建筑设计时，采取框—筒、筒中筒、框架—支撑体系结构设计方法。但因这三种结构设计方法涉及到了钢结构的使用，而钢结构在超过一定高度后，质量会随之减小，并表现出柔软的特点。所以，将影响高层建筑结构抗震性能。为此，应在高层建筑结构体系具体设计过程中把钢骨混凝土作为建筑结构材料。

（二）高层建筑抗震材质选择不合理。以发达国家为例，地震危险区域，建筑的材料主要是钢材。但是就我国的实际情况而言，高层建筑的主要材料仍然是钢筋混凝土，相对于钢材，钢筋混凝土的抗震性明显不足，应该在有条件的情况下，尽量选择钢骨混凝土作为高层建筑的主要材料。

（三）建筑抗震设防烈度相对于发达国家较低。现今很多建筑学领域人士指出，我国当前推行的建筑整体架构设计安全度已经不能满足我国居民的居住需要。相对于其他国家而言，结构设计安全度较低，需要随着我国城镇化的推进适当提高标准。除抗震设防烈度较低外，具体抗震计算方法和构造的安全度规定也不如发达国家。随着经济发展和社会财富的增加，一旦发生地震，结构失效带来的损失会越来越大，结构在当前抗震设防烈度下应该采用弹性设计。

三、高层建筑结构抗震设计优化策略

（一）结构体系优化设计。在高层建筑结构设计过程中，为了进一步提高高层建筑结构抗震设计水平，注重优化结构体系设计是非常必要的。首先，在结构体系优化设计中，应合理布局楼层盖梁系，即把其与构件墙、柱之间的垂直间距缩到最短，继而在建筑结构中，可更好的传递垂直重力荷载，并保持竖向构件重力荷载应力水平均匀性，避免应力的二次转移行为，影响高层建筑结构抗震性能。同时，为了满足抗震要求，在高层建筑结构体系优化中，应以“连贯性”为指导思想，科学部署剪力墙、筒体、支撑、框架等各个结构，让它们竖向重力荷载的传递更加均匀，起到最佳的抗震效果。其次，因框架—剪力墻结构更具备抗震能力，所以，在结构体系优化中，应采取框架—剪力墙结构设计方法。而在框架—剪力墙结构具体设计中，应以双向抗侧力体系设计方式，保证两个主轴方向侧向刚度、水平承载力适宜性，且保持两个主轴方向均部署相应的剪力墙，避免相差悬殊所引起的结构扭转问题，达到最佳的结构抗震设计效果。同时，基于框架—剪力墙结构设计工作开展的基础上，应严格按照《高规》要求，控制刚度设计问题。即当框架部分地震倾覆力距是结构的10%时，应以剪力墙结构为标准，展开框架—剪力墙结构设计工作。当框架部分地震倾覆力矩是总地震倾覆力距的10%-50%时，应以框架—剪力墙结构为标准，展开高层建筑结构设计行为，而当数值超过80%时，应在采取框架—剪力墙结构设计方法的基础上，科学控制建筑高度。

（二）建筑结构材料的选取。建筑结构材料的好坏决定着建筑在地震发生时的安全性。事实上，高层建筑抗震结构设计的实质就是将各个建筑构件的延性整合起来，并对其进行相应的协调与把握，其目的就使建筑在面对地震时能够安全稳定。在选择建筑钢筋时，一定要尽量选择那些具有较高韧性的材料。对于在垂直方向受力的钢筋，要采用热轧钢筋，以HRB400级和HRB335级为标准，对于箍筋，则是以HRB335、HRB400和HPB235级热轧钢筋为佳。在选取建筑结构材料过程中，一定要时时考虑材料抗震方面的性能，当然，在建筑过程中，建筑成本、造价控制也是建筑企业必须要考虑的问题，因此，在对建筑结构材料选取的过程中，一定要找到建筑成本与抗震新性能之间的点，兼顾二者，以期实现以最少的材料获取最佳的抗震效果。

（三）设置多道抗震防线。搭建系统抗震结构时，应该布置多道抗震防线，部分延展性突出的结构进行系统性合并，可以使其抗震性能更佳。抗震墙系统由主体抗震墙和延展性框架组成，共同进行作用，能发挥抗震结构的最佳作用。抗震结构系统应留有一定的冗余度，并且依照设计原理，建造有规律的屈服区，最终目的是让楼房可以完全吸收或者消耗地震带给楼房的震动能量。为了保证抗震性能的突出，体系中适当增添部分多余结构，建筑周期与地震频发周期一致时，冗余设计的用处便能突出。针对抗震设计，设置多道措施，即便第1道抗侧力防线被损坏，第2道、第3道防线也可以继续对建筑进行保护，减缓共振，减轻地震带来的损害。

（四）隔震和消能减震设计。有些高层建筑对于抗震的要求较为严格，除了要实现一般的抗震效果外，还有保证隔振、消能等方面的需求。因此，为了达到这些效果，首先，从场地与地基的角度来看，应该选择具有较高密实度的地基，因为高密实度的地基，可以减轻地震发生时所产生的能量给建筑造成的破坏，降低共振发生几率。对于不同建筑，其所要求的隔振系数有所不同，因此，在进行建筑结构设计时，一定要具体问题具体分析，选择相应的隔震支座，并且，也要考虑因风力所给建筑带来的负荷。对于隔振、消能方面的建筑构件的选择上，尽量采用延性好的材料，使建筑受地震能力带来的破坏降低。

结 语

地震会给人们的生命财产安全带来较为严重的危害，为降低地震对建筑的破坏作用，在开展建筑设计工作过程中，必须采取有效措施进行合理的抗震设计。考虑建筑结构的抗震设计要求，严格遵守标准规范，深入了解高层建筑结构特点，熟悉相应的标准要求，选择合理的结构形式，努力提高高层建筑结构抗震设计质量，确保高层建筑整体建设质量及安全性。

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