高層建筑結構抗震性能處理措施分析與設計（1）

摘要：隨著我國社會主義現代化建設和城市化進程的不斷向前推進，建設用地日趨緊張，促使建筑能越來越多樣化，高層建筑的發展是大勢所趨。高層建筑的特點是高度高，占地面積小，所以地震荷載和風荷載在設計過程中起主導和控制作用，而我國又是地震多發國家，因此高層建筑的抗震設計分析顯得尤為重要。

關鍵詞：高層建筑；結構抗震性能；處理措施；分析；設計

1、我國高層建筑的抗震性能

1.1高層建筑抗震性能指標與計算

我國目前的建筑抗震設計規范（GB50011-2010）提出了三個水準的要求，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。基于這一標準，高層建筑的抗震設計性能指標基本上是以本地區今后50年內，可能遭遇超過概率為10%的地震烈度為基本烈度，應用反應譜理論計算地震作用，以極限狀態方法設計建模，并通過二階段設計法實現：

1）第一階段按小震狀態作用和相關荷載效應的共同組合驗算結構可承載能力，得到該狀態下的結構彈性變形模量，滿足第一水準抗震要求；

1）第二階段進行大震或罕遇地震作用下的結構彈塑性變形驗算，達到第三水準抗震目標。由于經濟發展水平和相關設計理念的限制，我國高層建筑的結構性能安全度還有待大幅提高，在充分考慮空間作用、非彈性構件、材料失效和阻尼變化等因素的前提下，以更科學、嚴謹的設計與施工確保高層建筑具有足夠的抗震可靠性。

1.2我國高層建筑的建筑材料和結構體系與國際先進國家存在的差距

我國高層建筑常用框架、框架-剪力墻、剪力墻和筒體等幾種結構體系。盡管這些結構體系在西方發達國家也常常被采用，但選擇的材料卻存在差異。在國外發達地區，高層建筑普遍以鋼結構為主，而我國鋼筋混凝土結構及混合結構卻占了90%。被建筑商屢屢看中的框架-核心筒體系，用鋼量比鋼結構少，還能減少柱子截面，但鋼筋混凝土構件往往要承受80%以上的地震剪力，有可能由于其彎曲變形引發較大側移。為了滿足規范抗側移限值，不得不加大混凝土筒的剛度或設置伸臂結構，形成加強層。與鋼筋混凝土結構及混合結構相比，鋼結構的強度、韌性、延性和強度重量比更優越，抗震性能更好，抗震能力更強。

2、提高高層建筑的抗震性能措施

2.1首先選擇基礎

房屋建設質量的好壞不僅與施工技術施工材料有關，還與施工場地有著密切的關聯，尤其是在地震的高發區域一定要注意對于建筑場地選擇的合理性，不可以在靠近山坡或者是其它容易發生危險的地方來進行施工建設。在施工之前對于場地土質條件要進行詳細的勘察，對于土質太軟不適宜施工建設的場地一定要做好地基土的填充壓實工作，以免發生地震的時候會造成房屋的整體破壞。

2.2選擇合適抗震施工技術

房屋抗震性能的好壞不僅與房屋的施工材料有關，還與整個建筑過程的施工技術、建筑場地類別、房屋抗震體系的設計等有著密切的關系。在施工建設的過程中一定要充分考慮到各方面的影響因素，首先在高層建筑的空間設計方面一定要有規律性，在考慮房屋抗震性能的基礎上對建筑空間進行設計。結構設計應采用規則，對稱形體，不宜太過復雜，還有盡量使用鋼結構來作為整體建筑的支護結構，這也樣可以大大降低地震過程中房屋倒塌的可能性。為了提高建筑物的抗震性能，在施工的過程中面對結構復雜空間結構設計，一定首先考慮結構的抗震的設計，如果設計的結構中有抗震性能比較薄弱的部位，就要及時采取相應的預防措施以免在發生地震時對居民的生命財產安全造成威脅。為了切實提高房屋的實際抗震效果，在進行建設之前一定要事先進行方案的論證，審查，在確保設計方案合格后在進行施工建設。在施工之前還要對工程進行精確的抗震分析，對建筑物能承受的地震破壞進行預防。

2.3抗震結構體系的選擇分析研究

通常情況下，為提高高層建筑結構的抗震性能，減少在地震中的損害，一般都選擇不承擔重力荷載豎向支撐墻、填充墻，或者是具有良好延性的抗震墻作為抗震防線的第一種構件。在框架―抗震墻結構體系中，如果抗震墻遭到破壞，在吸收一定的地震能量后，框架就隨即起到承擔地震荷載的作用。此類結構體系的設計思路，既保證了抗震性能，同時又具有良好的強度。因此，具備合理的剛度和強度分配，重點關注可能出現問題的薄弱部位，保證抗震性能，才能提高高層建筑結構的安全性。

3、提升高層建筑結構抗震性能設計

面對我國高層建筑結構抗震性能設計起步較晚的現實，面對人們對于高層建筑結構抗震性能的高度關注，設計人員對于提升高層建筑結構的抗震性能設計提出了以下幾個基本要求：

1）在進行提升高層建筑結構的抗震性能設計時，設計人員要盡可能的采取措施設計出多層次的抗震防線。面對高層建筑的建筑結構特點，要想保證每一個建筑物都具備良好的抗震體系，該建筑物就必須要有多個具有良好延展性的分體建筑結構所組成，這些結構不僅要緊密的結合在一起，而且還要在結構的配合下不影響其相互間的作用。在高層建筑結構抗震性的設計過程中設計出多層次的抗震防線，對于地震發生后保障高層建筑結構穩定性、安全性、延伸性等有著重要的意義，多層次抗震防線的設計不但可以科學有效的保障高層建筑結構的穩定性、安全性，而且還可以起到減輕地震整體危害的作用，在一定程度提升了高層建筑結構的整體抗震性能。

2）高層建筑的建筑施工相對其他建筑項目來說存在一定的難度，對于高層建筑結構中的薄弱環節的分析研究、實時檢測是提升其建筑結構抗震性能的必要措施。當面對地震這種不可抗力的自然災害時，高層建筑結構的主體結構承受了絕大部分的地震沖擊力，為了保證高層建筑結構的穩定性、安全性，加大對于高層建筑結構中薄弱環節的檢測控制是非常重要的，這對于提升高層建筑結構抗震性能具有重要意義。

3）為了滿足人們對于高層建筑結構抗震性能的要求目標，設計人員在對高層建筑進行建筑結構抗震性能設計的過程中，要對建筑本身的穩定性、承載能力等方面進行深入的分析研究，保證整個建筑結構的設計嚴格按照國家安全要求進行，對承受地震荷載較大的區域采取必要的加固措施，從整體上提升其抗震性能。

4、結語

人的生命是無價的，但是，在自然災害面前，生命又是脆弱的。為了減少地震帶來的人員傷亡和財產損失，提高建筑的抗震性能是意義重大的一步。因此，在進行設計時，要多采用結構相對規則的體系，綜合評定施工場地的地質條件，做好地震設防工作，加強防震措施，保證高層建筑結構的抗震性能。這樣，才能真正提高建筑的安全性，造福人民。

參考文獻：

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