高層建筑結構抗震設計要點研究

(湖南省建筑科學研究院 湖南 長沙 410000)

建筑行業的快速發展促進建筑工程設計技術的發展。近幾年，高層建筑結構抗震設計的技術和方法得到了進步，因此在具體實踐過程中，應當依據高層建筑的具體情況，選擇合理的設計方式，確保高層建筑能夠具有較強的抗震性。

一、高層建筑抗震概況

地震的發生具有較強的隨機性、復雜性、不確定性，建筑結構抗震性能在概念上是清楚的，但是具體界限通常模糊不清。在高層建筑具體設計過程中，結構計算模型的假定情況同具體情況會存在一定差異，導致抗震計算難以通過合理的方式對結構的抗震性進行合理控制，這也就增加了抗震設計難度[1]。大量的高層建筑結構的抗震設計經驗表明，在高層建筑中，必須要加強對抗震設計的重視，要做好相應的分析工作，從而確保最終設計結果的合理性，使高層建筑的抗震性能夠達到要求標準。

二、影響高層建筑抗震性能的各項因素

(一)結構材料

高層建筑建設需要使用大量的結構材料，結構材料會對高層建筑的抗震性產生一定程度影響，但是從實際情況來看，該項內容容易被忽略，從而將會導致高層建筑的抗震性能達不到要求標準。通常來說，建筑受地震作用力大小的影響建筑物本身的的質量成正比關系，而在各項條件都相同的情況下，隨著建筑材料質量的提升，建筑受到的地震的影響也會越小[2]。在發生地震時，建筑勢必會受到地震的影響，因此為了使建筑的抗震性得到提升，工程建設中可以對板樓、隔斷、空心磚等各項性質材料進行合理應用，從而使建筑自身的抗震性能夠得到進一步提高。

(二)結構類型

由于建筑結構其它條件都相同的狀況下，不同建筑結構類型的抗震性能存在差異，因此，在對建筑物進行抗震設計過程中，在經濟、環境、建筑物各項條件允許的基礎上，應當盡量選取抗震性能好的結構類型，從而使建筑結構的抗震性能能夠得到進一步提升，從而為人們提供一個良好的生活和工作環境。

(三)施工質量

施工質量直接決定建筑工程的實際質量，許多因素都會對工程的施工造成影響，施工人員的綜合素質、施工現場的管理水平、施工采用的工藝等都會對工程的質量造成影響。從建筑工程的實際施工情況來看，如果施工質量存在問題，再好的設計也無法使建筑工程的抗震作用得到充分體現。

三、高層建筑結構抗震設計要點分析

地震具有不可預知性，進行高層建筑結構設計期間難以對建筑區域可能發生的地震進行準確預測，發生地震參數無法預制，因此在具體問題分析過程中，僅依靠計算難以獲取準確的數據，無法保證高層建筑結構的抗震性能達到相應的要求標準，基于此，進行高層建筑結構設計時，應當做好以下內容。

(一)布置建結構平面

建筑結構平面布置會對建筑結構抗震造成直接影響，科學的建筑平面布置會影響建筑結構設計。大量地震災害現象說明，平面布置簡單、對稱規則，傳力途徑明確的建筑結構，在發生地震時，建筑不容易遭受破壞。建筑規則結構能準確預估結構起到的作用效應，以及在發生地震時的具體反應情況，因此容易采取合理的抗震措施，以相應的結構，提高建筑的整體抗震性[3]。與之相反，建筑結構平面布置復雜，不對稱，其不規則結構，難以對地震作用進行準確預估。由此可見，在高層建筑設計過程中，不宜采取不規則結構，應盡量采取規則結構，提高建筑抗震性。

(二)建筑結構體系

設計高層建筑結構時，應當選擇具有多道防線結體系。比較常用的結構有以項幾種：框架—剪力墻結構、剪力墻結構、筒體結構。以上三種結構都可以作為地震區高層建筑的合理體系。建筑物高度不高且層數不多的情況，可以選用框架結構[4]。但是，如果建筑位于地震區域，并且建筑較高時，應當盡量避免板柱剪力墻、框架結構。這主要因為，通常情況下，地震發生后，其會造成較為嚴重的破壞，并且會持續較長時間，同時會多次往復，將會對建筑造成累積破壞，這對建筑的穩定性和應用來說十分不利。發生地震時，單一結構體系如果遭受破壞，容易發生房屋倒塌等災害，這不僅會造成巨大的經濟損失，甚至會造成人員傷亡。如果建筑結構中的結構體系采取了多道防線，此時如果發生地震，建筑結構第一道防線遭受破壞，后續防線仍然可以禁受較強的沖擊，能夠最大程度避免建筑物發生倒塌，從而能夠給人們充足時間逃生，避免人的生民安全遭受威脅。由此可見，高層建筑結構抗震設計，應當選擇多道防線抗震設計，提高建筑的抗震性能，為人們提高一個安全的空間。

此外，填充墻對于建筑的抗震性能也具有一定的保護作用，例如，一些建筑的墻體的長度超過了5m，墻頂與梁宜有拉接；墻長超過了層高的2倍時，應當在墻體的中間部位設置構造柱。若墻高超過了4m，應當在墻的半高處，設置鋼筋混凝土澆筑帶，具體情況如圖1所示。

圖1 填充墻的構造柱和現澆帶

(三)建筑結構薄弱層

如果建筑結構側向的剛度分布不均勻、豎向抗側力構件發生了中斷，以及樓層承載力發生突然性改變時，此時容易在建筑結構中出現薄弱層。當發地震時，建筑結構中的薄弱層將會最先遭受破壞。由此可見，在高層建筑中，如果存在明顯薄弱層時，在進行設計時，應當依據具體情況，采取相應的抗震構造措施，使建筑的抗震能力能夠得到進一步提升。在建筑結構中，通過結構構件承載力的實際情，可以完成對薄弱層情況的判斷，有意識、有目的對薄弱層部位進行合理控制，從而使其變形能力可以得到進一步提升。保護薄弱層位移在規定范圍內，提高建筑結構抗震性。

四、結束語

建筑抗震性能對人們的財產和生命安全造成直接影響，成為了人們關注的一項重點問題。因此，在設計建筑物結構時，應當將建筑物的抗震問題放在首位，同時要采取合理的措施，對建筑進行科學保護，避免地震對建筑造成破壞。

【參考文獻】

[1]楊學林.超限高層建筑針對不同超限類型的抗震設計要點[J].浙江建筑,2014,31(11):7-14.

[2]許清根.建筑工程抗震設計專篇編制及技術要點[J].建筑設計管理,2014,31(11):78-81.

[3]黃鶴.復雜高層與超高層建筑結構設計要點探討[J].才智,2012,(04):24-25.