關于高層建筑結構抗震設計的優化策略

劉哲

（天津昆侖兆業投資有限公司 天津 300384）

引言

現階段，高層及超高層的住宅建筑已經成為我國建筑行業的主流趨勢。對于高層住宅建筑來說，最為重要的是建筑結構擁有良好的穩定性、可靠性和安全性，確保能為人們提供舒適安全的居住環境。在建筑結構中尤其是高層建筑結構，抗震設計工作非常重要，它直接影響到建筑結構的安全性和穩定性。為了保證高層建筑結構在地震的作用下不被受到嚴重破壞以及保障人們的生命財產安全，必須要做好建筑結構的抗震工作，做好建筑結構的抗震優化設計，確保高層住宅抗震效果良好。

1 高層住宅建筑結構的抗震設計原則

1.1 高層住宅結構抗震設計的目標

對高層住宅建筑結構進行抗震設計的主要目的就是提高建筑的穩定性和安全性，當地震發生的時候，最大限度保證人們的生命安全和財產安全，盡可能的降低地震導致的各種損失。設計人員在進行設計的時候，一般達到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的基本目標。“小震不壞”指的是當發生小地震的時候，要保證住宅的完全安全，不被地震損壞。“中震可修”是指當發生中級地震時，住宅受到的損壞較小，并且住宅建筑結構可以修復，居民的生命安全得到保障，財產損失較小。“大震不倒”指當發生大地震的時候，高層住宅不會倒塌，給居民爭取足夠的時間逃生[1]。

1.2 高層住宅結構抗震設計的原則

為了保證高層住宅建筑結構抗震效果，設計人員在抗震設計設計中需要結合實際情況，堅持相應的原則，并選擇科學合理的結構形式，確保建筑結構抗震能力符合相關規定要求。高層住宅建筑設計人員應該根據區域環境特點、資金投入以及建筑類型，科學選取合適的建筑構造和結構類型，達到經濟性與安全性相統一的原則。所以在高層住宅建筑結構設計的過程中，設計人員必須重視抗震能力的設計，積極采取措施提高建筑結構構件的穩定性、承載能力以及剛度和延性等，重點關注結構中薄弱部位，有效地采取措施進行鞏固，加強其抗震能力[2]。除此之外，在抗震設計中，應設多道抗震防線，確保抗震結構體系的完整性和整體性，提升高層住宅建筑抗震效果，盡可能提高建筑的抗震能力，保障人員的生命財產安全。

2 影響高層住宅建筑抗震效果的因素

2.1 建筑材料影響抗震性能

建筑材料對整個建筑質量的影響較大，建筑材料不同，抗震效果也不一樣。當采用如陶粒混凝土、加氣混凝土板、空心塑料板材等強度高并且質量輕的材料時，會極大地提升建筑結構構件的強度并減輕結構的自重，增強了建筑抗震能力，在很大程度上確保了整個建筑的質量水平。一般情況下，當建筑質量水平較高時，建筑結構抗震能力就較強，地震對建筑的破壞程度相應的會變小。相反，當建筑質量水平低較差時，建筑結構抗震能力也會相應的削弱，地震對建筑的破壞程度會變大[3]。所以，在進行設計的時候，如果條件允許的話，盡量選取強度高、質量輕的建筑材料，以便提升建筑的質量水平。

2.2 建筑物高度影響抗震性能

建筑物的高度也是一個重要的影響因素。建筑物的重心高度同建筑結構的穩定性息息相關。而重心高度又和建筑物的整體高度直接相聯系。一般建筑物的高度越高，建筑的重心也越高，建筑的穩定性就會變差。并且我國相關部門已經規定了標準的設防烈度和相應的建筑高度要求，在設計時必須按照規定操作。只有這樣，才能確保抗震效果。但是實際生活中，我國許多建筑會超高，如果一旦發生大地震，這些建筑的結構很容易被地震破壞，建筑的抗震效果會很差，甚至會發生坍塌事故，導致大量的人員傷亡和經濟損失。

2.3 建筑地基選取影響抗震性能

建筑物地基選擇也會影響建筑物抗震性能。如果高層建筑選擇堅實的地基，即地勢平坦并且土層堅硬、密實度高，分布均勻的地區，可以從根本上確保建筑的抗震性能，因為這種地基堅實的區域自身就有很強的抗震能力。如果選擇的場地地基比較松軟，比如河岸地區或垮在兩類土壤上等土層比較疏松的區域，那么建筑物抗震性能比較差，影響整個建筑的質量。所以對建筑物地基的選擇十分重要，如果地基選取不恰當可能導致建筑物建成后出現質量安全問題。

3 提升高層住宅建筑結構抗震性能的優化策略

3.1 重視高層建筑材料的選擇

在對高層住宅建筑進行抗震設計優化時，嚴格把控高層建筑所用建筑材料，設計人員要熟悉了解每種建筑材料的性能及優缺點，對建筑材料的抗震性能做好研究分析。在選擇時要綜合考慮，不僅要考慮材料的承載力，還要考慮材料的質量、抗變形能力等等，選出符合抗震需求而且經濟適用的建筑結構材料[4]。如果資金允許，最好優先選用強度高且輕質的材料，這樣在保證強度情況下減輕結構自重，在一定程度上減輕建筑的自重和承載壓力，提升建筑的抗震能力。

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，設計人員必須遵循相關的規定要求和設計原則，嚴格把控好設計的各個環節。在優化設計中，一定要做好建筑空間和平面設計。在平面設計中，一定要遵循建筑抗側力構建布設規則性原則，合理布局，設計多道抗震防線，最好選擇鋼筋混凝土框架柱作為第一道抗震防線，鋼筋混凝土框架柱的設計一定要符合設計規則，盡可能的提升建筑的抗震能力，確保建筑結構的安全性和穩定性。除此之外，在高層住宅建筑結構抗震設計中，還要充分重視結構的受力情況，對建筑結構的剛度和承載力深入研究分析，在設計時一定要滿足結構構件剛度和承載力的要求，確保結構受力均勻，避免出現受力薄弱部位。同時，還要做好高層住宅建筑傳力途徑分析這一環節的工作，結合實際情況，設計科學合理的抗震方案，最大限度降低地震對住宅建筑的破壞作用，保障人員生命財產安全。

3.3 選擇合理高層住宅建筑結構類型

人們對建筑的要求越來越高，使得建筑結構形式不斷發展變化，并呈現出多樣化的特點。在設計中應該結合實際情況并綜合考慮各種因素，盡可能選擇一個結構承載力和抗變形能力強、結構受力分布均勻的結構體系，確保建筑的穩定性和安全性[5]。目前建筑結構類型較為多樣，結構類型不同，抗震效果也不一樣，其中應用較廣泛的主要是混凝土結構、鋼結構、磚混結構。在設計的時候，做好研究分析，根據實際情況選擇合適的結構類型，盡可能的降低地震對建筑物的破壞程度，保障人員的生命財產安全。

4 結語

綜上所述，隨著建筑行業的不斷發展，高層住宅建筑結構的設計也會越來越完善，不斷滿足人們對建筑物使用功能和外觀方面的需求。在高層住宅建筑設計中，應該充分利用新型結構及高性能材料，尋求合理措施和抗震技術，不斷完善結構抗震設計，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。