摘要：现阶段，土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善，如果可以在结构与地基的材料特性，动力响应，计算理论，稳定标准诸方面得到符合实际的发展，自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。本文将结合实际项目案例进行分析探讨。
关键词：高层建筑；抗震；结构设计
1.抗震概念设计的基本原则
（1）选择对抗震有利的场地与地基建筑物的抗震能力与场地条件有密切关系。
（2）规划合理，防止地震时产生次生灾害有时地震导致的次生灾害会比地震直接导致的社会损失更大。反之地震时产生严重的次生灾害，是抗震工作的非常重要的一个方面。
（3）选择合理的抗震结构方案建筑结构体系需要按照建筑抗震设防烈度、抗震设防类别、场地条件、地基、结构材料与施工、建筑高度、等因素，经经济、技术与使用条件综合进行比较后明确。
（4）非结构构件的处理非结构构件包括建筑附属机电设备与建筑非结构构件和与结构主体的连接等。建筑非结构构件，通常是指在分析结构时不考虑承受重力荷载与地震、风等侧立荷载的构件。
2.高层建筑结构抗震设计
2.1选择具有抗震效果的建筑材料
建筑材料的选择对建筑抗震效果也有一定的影响，随着材料技术的不断进步，具有抗震功能的新材料不断面世，在建筑行业也受到广大设计者的青睐，在建筑时尽量采用框架剪力墙的结构，以钢结构为基础进行建设，在宏观上提高了建筑的刚性和延性，有助于提高建筑结构的稳定性。钢结构相比于目前采用的混凝土结构，遇有更高的强度和韧性，在重量比上也要优于混凝土结构，具有更好的抗震性能。
2.2进行合理的基础设计
同一结构单元不宜设置在性质不同的地基土上，不宜采用不同的基础形式。地基有软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时，宜采取措施加强基础的整体性和刚性，对于部分地区的灌淤土和湿陷性黄土更应采用合理的基础形式和有效的地基加固措施，使其具有良好的承载能力和稳定性。对于底层框架结构这种结构形式，由于其良好的实用性，目前使用还比较广泛，但这种结构上部刚度比较大，而下部刚度又比较小，上下性质截然不同，变形能力相差悬殊，所以在抗震区这种结构形式应尽量少采用。或采用时应加强底层楼板的水平刚度或者采取其它有效措施以尽量协调上下不同性质结构的变形能力。
2.3尽可能设置多道抗震防线
当发生强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。
2.4客观考虑位移问题
对于我国建筑抗震结构设计来说，大多以承载力作为重要的基础，而设计人员则采取线弹性方法，对小幅度震动情况下的结构变形力、内力等进行分析，采取组合内力方法，对构件的截面进行验证，以此确保结构的可靠性、稳定性。另外，为了更好地针对基础位移状况实行抗震设计，应该充分了解结构变形情况和配筋之间的关系，有针对性地采取设计方法，当建筑结构进入到抗震阶段后，对其变形力进行细致分析与探讨。因此，除了计算小震阶段的情况以外，也要收集、统计、分析大震过程，实现更深层次的设计，必将成为未来发展方向。
2.5减少地震能量输入
积极采用基于位移的结构抗震设计，要求进行定量分析，使结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求。除了验算构件的承载力外，要控制结构在大震作用下的层间位移角限值或位移延性比；根据构件变形与结构位移关系，确定构件的变形值；并根据截面达到的应变大小及应变分布，确定构件的构造要求。对于高层建筑，选择坚硬的场地土建造高层建筑，可以明显减少地震能量输入减轻破坏程度。另外，错开地震动卓越周期，可防止共振破坏。
3.实例分析
3.1工程概况
拟建建筑物规模：场地位于东莞市黄江镇莞深高速与公常路交界处，东北向临莞深高速，西北向临公常路，南向为现有250亩天然氧吧林地。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆拟建建筑物概况：地面以上共127栋建筑，1栋~10栋为高层建筑，层数为18~34层；11栋~127栋为多层建筑；一层商业（1号~8号商业楼）为低层建筑；设1层地下室。建筑物高层建筑采用剪力墙结构；低层及多层建筑采用框架结构。
3.2抗震设计及结构安全等级
根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010及东莞市建设局东建【2004】32号文规定划分，本工程抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。根据《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2008，本工程建筑类别属于丙类。
本工程结构安全等级为二级。主体结构设计使用年限为50年。本工程高层部分地基基础设计等级为甲级，多层别墅地基基础设计等级为丙级。
3.3建筑构件的耐火等级和耐火极限
本工程为1号~8号住宅楼为一类高层居住建筑，9~10号住宅楼为二类高层居住建筑，耐火等级均为一级；11号~127号住宅楼别墅为多层建筑，耐火等级均为二级；1号~8号商业楼为低层建筑，耐火等级为均为二级；各构件的耐火极限均按《建筑设计防火规范》GB50016-2014执行。
3.4结构材料
本工程主要结构材料采用钢筋混凝土，柱、墙、梁受力钢筋采用HRB400级钢筋、HRB335级钢筋和HPB300级钢筋。
3.5结构体系及抗震等级
本工程地面以上高层塔楼相互独立，地下室则连为一体。高层塔楼为剪力墙结构体系，1~8号住宅楼剪力墙抗震等级：三级；9~10号住宅楼剪力墙抗震等级：四级。
多层别墅为框架结构体系，11~127号住宅楼框架抗震等级：四级。
一层商业裙房为框架结构体系，1~8号商业楼框架抗震等级：四级。1~7#楼高98.5米，高宽比H/B=98.5/28.4=3.47，其长宽比为L/B=32.3/28.4=1.14，满足《高层建筑混凝土结构技术规程》A级限值（H/B=6.0，L/B=6.0）的规定。
8#楼高81.5米，高宽比H/B=81.5/28.4=2.87，其长宽比为L/B=32.3/28.4=1.14，满足《高层建筑混凝土结构技术规程》A级限值（H/B=6.0，L/B=6.0）的规定。
9~10#楼高52.5米，高宽比H/B=52.5/28.4=1.84，其长宽比为L/B=32.3/28.4=1.14，满足《高层建筑混凝土结构技术规程》A级限值（H/B=6.0，L/B=6.0）的规定。
本工程塔楼平面较为规则，平面质量中心与刚度中心也较接近，计算结果分析较为理想。在风荷载和地震作用下，产生的水平位移较小。
4.高层建筑结构抗震设计前景展望
今后若干年，中国仍将是世界上修建高层建筑最多的国家，这将会给高层建筑抗震设防带来新的难题。21世纪，高层建筑结构抗震将有如下变化：
1）高层建筑的抗震结构体系将从以硬性为主向柔性为主的结构抗震转变，通过“以柔克刚”方式，调整建筑结构构件的隔震、减震和消震来实现抗震目的。
2）建筑材料对结构抗震的影响越来越得到重视。建筑材料的各个抗震指标的提升可以提高高层建筑的抗震能力，研制新的建筑材料可推动高层建筑结构抗震技术的发展。通过优化的抗震方法设计，来实现高层建筑的抗震要求。
3）计算机模拟抗震试验得到广泛应用。将制作好的模型或结构构件放在模拟地震振动台上，台面输入某一确定性的地震记录，能够较好地反映该次确定性地震作用的效果。计算机模拟环境可以拟真抗震效果，帮助科学改进各因素，有效抗震。
另外，高层建筑结构的抗震设计的计算方法也有了新的转变：从线性分析向非线性分析转变，从确定性分析向非确定性分析转变，从振型分解反应分析向时程分析法转变。
5.结语
高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的，我们需要在具体的实践中对高层建筑所处的地质和环境进行详细的分析和研究，选用适合的抗震结构，注重建筑结构材料的选择，减小地震的作用力，增强地震的抵抗力，从而达到高层建筑抗震的目的。
参考文献：
[1]李忠献.高层建筑结构及其设计理论[M].北京：科学出版社，2015.
[2]吴镁良.带高位转换层高层建筑结构抗震性能研究[D].2014.
论文作者:邓兴
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/4
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