淺析高層建筑抗震結構設計

【摘要】隨著人們生活水平的不斷提升，對居住環境的安全性要是越來越高，我們國家位于一個地殼活動相對活躍的區域，自然災害的出現次數比較多，為了確保大眾的人身與財產安全，在住房設計上，必須要增加抗震功能。本文依據當前實際現狀，全面闡述有關建筑抗震設計的一些辦法，以期給廣大建筑設計工作者帶來參考。

【關鍵詞】房屋建筑；抗震結構；設計

最近些年，地震的出現頻率比較大，在建筑設計上增加抗震功能已經獲得很多設計工作者的關注，對大眾安全能夠起到十分關鍵的作用。所以，在進行結構設計時，一定要不斷的增強抗震功能，具有針對性的使用一些措施，削減地震給大眾帶來的傷害。

1、高層建筑結構抗震設計的基本方法

削減地震能量輸入。使用基于位移的結構抗震設計，要開展好相關研究，讓結構變形力可以滿足預期地震造成的變形需求。就那些高層建筑而言，要在較為堅硬的場地上進行建設，這樣能夠有效削減地震能量輸入，從而降低損害程度。錯開地震動峰加速度周期，能夠有效預防共振的出現。運用隔震與減震設計，當前國際上運用最為普遍的一種傳統抗震結構體系就是“延性結構體系”，就是適當掌控結構物剛度，但是可以準許結構物在地震中轉變為非彈性狀態，有著比較好的延展性，能夠有效削減地震能量，減少地震反應，讓結構物能夠“裂而不倒”。提升結構阻尼，使用高延性物件，可以有效提升結構的耗能性，削減地震作用，降低地震剪力。選取合適的結構材料。在高層建筑設計時期，材料的選取十分關鍵，能夠首先就材料的抗震度進行研究，轉變之前只考慮載荷忽視其他因素的想法。

2、提高高層建筑抗震設計的措施

2.1選擇具有抗震效果的建筑材料

建筑材料的選取對抗震效果會產生一些影響，隨著當前科技的發展，很多具有抗震作用的材料開始出現，在建筑行業中獲得了大眾喜愛，在進行建設時盡可能使用框架剪力墻構造，將鋼結構當作基礎，在宏觀層面上提升了建筑剛性與延性，能夠有效提升建筑物的穩定性。鋼結構和混凝土結構相比，有著較為強大的強度與韌度，重量上也是要好于混凝土結構，抗震效果更好。

2.2盡可能設置多道抗震防線

一般情況下，較強地震出現以后會隨之發生很多次余震，假如只有一個防線，那么在出現第一次震動時遭受破壞，那么在遇到余震就會因為損傷累積出現坍塌。抗震結構體系必須要有著較大的內部、外部冗余度，設定一些屈服區，一些較為關鍵的構件必須要有較好的延性與剛度，從而能夠讓結構吸收與消耗一些地震能量，提升結構的抗震性，預防坍塌。

2.3客觀考慮位移問題

就我們國家的建筑抗震結構設計而言，很多都是建立在承載力之上，而設計工作者使用線彈性的辦法，對振幅較小的地震產生的結構變形、內力等進行研究，使用組合內力的方式，就構件的截面進行檢驗，從而保障結構的可靠與穩定。另外，為了有效開展因為位移出現的抗震設計，就必須要全面掌握結構變形和配筋間的聯系，使用對應的設計方式，當建筑結構發展到抗震時期以后，對變形力進行全面研究和探討。所以，除了運算小震情況之外，還需要對大震進行研究，開展更為深入的設計，這也是日后的發展方向。

2.4減少地震時能量的輸入

在設計過程中，使用基于位移的抗震辦法，就那些實際案例進行定量研究，讓結構變形可以符合預期地震的變形需求。在檢驗建筑物的承載力時，還需要就大震時，層間位移角限值或位移延性比進行適當掌控；依據建筑物的變形與位移之間聯系，明確物件的變形度；依據建筑截面應變情況，設定最后的構造需求。另外，就那些高層建筑物而言，需要在較為堅硬的場地進行建設，能夠有效削減地震造成的能量輸入，削減對建筑物的損壞。

2.5抗側力體形的優化

就那些構造一般的樓層，剛比柔好，使用剛性構造，不光可以削減主體傷害，還能夠在地震中因為結構變形度小等因素讓非結構構件獲得保護，削減傷害。提升結構的超靜定次數，當地震發生時，塑性塑性鉸較多，可以消耗的地震能量也會很多，結構抗震性就會越好。改善結構屈服體制，讓結構損害依據屈服體制開展，并非是樓層屈服體制。設計結構時，要遵守強節弱桿、強柱弱梁、強剪弱彎，強壓弱拉的原則。在設定結構時，要選取構件里軸力較小的水平物件，當作是消耗能量的桿件，盡量讓其出現彎曲，減少能量。

2.6豎向布置力求均勻

結構豎向分布均勻，能夠讓其豎向剛度與強度更為均勻，有效預防薄弱層的出現。就結構特征而言，臨街建筑物一般會因為商業需求，下面幾層會出現較大的空間設置。非臨街的，底部也會因為停車場等需求，設定一些空間。這種結構，上端鋼筋混凝土抗震墻或豎向支撐或砌體墻體到此被中止，下端使用框架系統。簡單而言，就是上端是全墻體系或框架抗震墻體系，下端是框架體系，建筑結構就會是一種“框托墻”體系。依據有關經驗能夠得出，該體系在抗震上有著很大不足，所以，在實際設計中，必須要讓豎向分布均勻。就是相同樓層的框架柱一定要有著差不多的剛度、強度與延性，這樣就能夠在地震中，因為受力不同導致建筑物破損的危險。另外，還需要關注的是，在使用純框架結構的高層建筑里，樓梯踏步斜梁和平臺梁直接與框架柱互相連接時，要預防短柱的發生，這樣才可以有效預防地震出現時遭到剪切損壞。

結語 ：

當前時期，國內高層建筑物的抗震設計依舊是位于剛剛發展時期，雖然在實踐中獲取了很多經驗，但是在抗震研究上還是需要不斷的深入與完善，如果能夠在結構和地基的基礎上，借助于理論運算，設定較為合理的標準，讓建筑抗震性能夠適應實際需求發展，那么建筑結構必定會在抗震領域中發揮著十分關鍵的功能。

參考文獻：

[1]黃瑩.建筑結構設計中的抗震設計探析[J].科技創新與應用，2016（04）.

[2]姜桂榮.淺析高層建筑抗震結構設計現狀與優化方法[J].科技經濟市場，2015（06）.

[3]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（15）.

作者簡介：

杜莎莎，出生年月：1986.5.8，性別： 女，民族：漢，籍貫（精確到市）：山西省太原市，當前職務：技術員，當前職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：工程管理。