試析高層住宅建筑結構抗震的優化設計

郝 鵬

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

試析高層住宅建筑結構抗震的優化設計

郝 鵬

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

從高層建筑住宅結構抗震設計角度著手分析，探究高層住宅結構抗震要點所在，旨在建筑抗震設計中尋求合理對策，提升結構設計合理性，具備更強的抗震性能，減小地震發生時產生的破壞作用，維護人們的生命財產安全，以期對后續的高層建筑結構抗震設計提供借鑒，推動我國高層建筑結構優化設計和發展。

高層住宅建筑，結構設計，結構抗震

在社會經濟持續增長，現代建筑工程數量和規模不斷擴大，為建筑行業帶來了良好的發展前景。作為城市住宅建筑中重要組成部分，高層建筑逐漸成為建筑工程的主流發展趨勢，但是由于高層建筑樓層較高，所以施工技術難度較大。尤其是在當前環境破壞愈加嚴重，地震災害屢屢發生，所產生的災害帶來了嚴重的人員傷亡和經濟損失。故此，在高層住宅建筑設計中，應該提升結構抗震設計，尋求合理措施和抗震技術，盡可能的提升高層住宅建筑抗震能力，為人們的生命財產安全提供堅實保障。由此，加強對其研究，可以為后續工程結構抗震設計提供參考，具有一定的積極作用。

1 高層住宅建筑結構抗震設計原則

高層住宅建筑結構抗震設計是以維護人們生命財產安全為主要目標，所以在抗震設計中，應該盡可能的保證在地震發生時，不會為住宅帶來毀滅性的破壞。如果是小地震，盡可能的保證不會對住宅建筑產生毀壞，中級地震則保證住宅所受的損壞最小化，保護人們生命財產安全，并且這種結構破壞是可以修復的，不會影響到后續的工程使用；如果是大地震，則保證高層住宅建筑不會倒塌，為人們提供充足的時間逃離，維護人們的生命安全[1]。

所以，為了實現高層住宅建筑結構抗震設計目標，應在設計中堅持相應的原則。高層住宅建筑結構抗震設計應該結合實際情況，選擇合理的結構形式，確保建筑結構具有較為突出的抗震性能，滿足上述目標。在地震災害發生時，受到地震作用，建筑結構可能出現不同程度上的變化，就需要建筑設計人員能夠結合不同建筑類型和區域環境特點，有針對性選擇建筑結構類型，確保建筑結構安全和效益可以協調一致。同時，在結構抗震設計中，設立多條防線，形成一個整體的抗震結構體系，提升高層住宅建筑抗震效果，盡可能延長建筑結構的抗倒塌能力，維護人員的生命財產安全。

2 高層住宅建筑結構抗震設計的思路

1)高層住宅建筑結構抗震設計規則性。為了提升高層住宅建筑結構抗震設計合理性，應該具備較強的力學性和經濟性，根據建筑結構尺寸進行優化設計，明確相應的限制條件。高層住宅建筑設計中應該明確具體的設計目標和設計原則，提升高層住宅建筑結構的規則性。這樣，可以有效提升高層住宅建筑結構剛度和承載力，在地震災害發生時結構可以受力均勻[2]。

2)高層住宅建筑抗震設計考慮位移約束。樓層位移比和層間位移角是建筑結構抗震設計的重要指標，有助于對建筑的結構扭轉度和剛度合理有效控制。一般情況下，對于高層住宅建筑位移產生影響的因素主要包括建筑材料、結構體系和受力作用。高層住宅建筑需要具備一定的高寬比，這樣在地震災害發生時，建筑結構受到地震作用力影響可以產生較小的荷載力和層間位移，受到水平作用力時，同樣可以抵抗較大的水平荷載力，提升結構穩定性。

3)高層住宅建筑結構具備較強的扭轉效應，采用提高結構周邊抗側力構建剛度的措施，盡可能保證質量中心和剛度中心重疊在一點，提升結構抗震性能。需要注意的是，高層住宅建筑由于自身樓層較高，所以不同樓層之間的扭轉效應存在一定差異，為了能夠有效解決這一問題，就需要合理控制樓層間扭轉抗性，具備更強的扭轉恢復特性，只有這樣，才能在地震災害發生時，盡可能降低層間位移程度，提升建筑結構抗震性能，維護人員的生命財產安全[3]。

3 提升高層住宅建筑結構抗震性能的優化措施

3.1 選擇合理的建筑場地

選擇合理的建筑場地，是規避地震災害作用力影響的有效措施之一，在高層住宅建筑結構抗震優化設計中，應該盡可能選擇地勢平坦的區域，周圍的土層結構具有較高的密實度和強度，足夠支撐建筑物結構的荷載力，如果是軟土地基，可以選擇灌漿法進行處理，提升地基承載力[4]。一般情況下，高層住宅建筑場地邊緣應該盡可能規避陡坡、采空區、河岸邊緣和液化土區域，主要是由于這些區域內土層的密實度和硬度較低，如果在此類區域上建設工程，將嚴重影響建筑結構穩定性和抗震性能，一旦出現地震災害，將不具備抵抗地震作用力的承載力。尤其是一些地陷、滑坡和泥石流等山體事故，同樣會對高層住宅建筑結構抗震性能產生影響，威脅到人員的生命財產安全，所以應該盡可能的規避，避免受到地震作用力破壞建筑結構。

3.2 優化高層住宅建筑空間和平面設計

對于高層住宅建筑結構抗震優化設計中，需要嚴格遵循行管的建筑結構技術規程，在進行實地勘察基礎上來確定房屋建筑的高寬比。高層住宅建筑平面設計中，首要一點是保證建筑的抗側力構建布設規則性，選擇鋼筋混凝土框架柱作為住宅結構抗震的第一道防線時，應該盡可能的選擇軸壓較低的鋼筋混凝土框架柱，滿足建筑結構設計規則，盡可能降低地震災害對住宅結構抗震性能和穩定性帶來的破壞[5]。需要注意的是，在高層住宅建筑結構抗震設計中，應該綜合考慮結構的剛度和承載力要求，促使結構受力更加均勻穩定，結合實際情況設計更為合理的建筑方案，切實提升建筑工程的結構抗震性能。此外，還要對高層住宅建筑傳力途徑進行分析，選擇合理方式盡可能降低地震對住宅建筑帶來的作用力，提升高層住宅建筑結構抗震性能，維護人員生命財產安全。

3.3 選擇合理高層住宅建筑結構類型

由于建筑行業發展較為快速，結構形式較為多樣化，所以在設計中應該盡可能選擇合理的結構體系，符合實際情況，具備更強的結構承載力和抗變形能力，結構受力分布均勻，以此來滿足建筑結構抗震設計要求。建筑結構類型較為多樣，其中包括混凝土結構、鋼結構、磚混結構等，不同結構抗震性能不同，這就需要根據建筑結構實際情況來選擇最為合理的結構，盡可能降低地震災害帶來的破壞力，同時，還要加強內外墻連接的設計，盡可能避免不均勻沉降帶來的振動荷載問題，提升建筑結構抗震性能，維護人員的生命財產安全。此外，高層住宅建筑結構抗震設計中，應該盡可能選擇多重抗側力體系，這樣在受到地震作用力破壞后，可以借助后續抗震防線的抗側力構件抵御，盡可能的降低對建筑物的破壞程度，維護人員生命財產安全。

4 結語

在高層住宅建筑設計中，應該提升結構抗震設計，尋求合理措施和抗震技術，盡可能的抵御地震災害發生時產生的作用力，降低建筑物被破壞程度，提升高層住宅建筑抗震能力，為人們的生命財產安全提供堅實保障，推動建筑行業健康持續發展。

[1] 張鳳瑛.高層住宅建筑結構抗震的優化設計[J].城市建設理論研究(電子版),2015,23(31):91-93.

[2] 張偉莉.淺談高層住宅建筑結構抗震的優化設計[J].建筑工程技術與設計,2016,31(1):210.

[3] 胡冬冬.高層住宅建筑結構抗震的優化設計研究[J].城市建設理論研究(電子版),2016,13(14):1346.

[4] 盛承財.高層住宅建筑結構抗震結構優化設計探索[J].中國新技術新產品,2015,23(15):120,121.

[5] 夏 銅.分析高層住宅建筑結構抗震結構優化設計[J].建筑工程技術與設計,2015,21(26):433.

Seismicdesignoptimizationofhigh-riseresidentialbuildingstructure

HaoPeng

(ShanxiArchitecturalDesign&ResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

This article from the perspective of aseismic design of high-rise buildings to residential structure high-rise residential structure seismic analysis, explore the gist, seek reasonable countermeasures to enhance the seismic design of building, structure design rationality, have stronger seismic performance, reduce the damage when an earthquake occurs, maintaining the safety of people’s life and property, in order to provide the reference value for the aseismic design of high-rise building follow-up, promote China’s high-rise building structure optimization design and development.

high-rise residential buildings, structural design, structural seismic

2017-10-05

郝 鵬(1983- )，男，工程師

1009-6825(2017)35-0028-02

TU973.31

A