张亚兵
广东博意建筑设计院有限公司北京分公司 北京 100071
摘要：人的生命是无价的，但是，在自然灾害面前，生命又是脆弱的。为了减少地震带来的人员伤亡和财产损失，提高建筑的抗震性能是意义重大的一步。因此，在进行设计时，要多采用结构相对规则的体系，综合评定施工场地的地质条件，做好地震设防工作，加强防震措施，保证高层建筑结构的抗震性能。这样，才能真正提高建筑的安全性，造福人民。本文对高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计进行了探讨。
关键词：高层建筑结构；抗震性能设计；处理措施
随着城市化进程的不断加快，高层建筑的数量不断增多，人们对其抗震设计也越来越重视。在进行高层建筑的抗震设计时，要基于宏观整体的角度来进行，从工程建筑的各个方面加以控制。当然，建筑结构的抗震设计必然会不断出现新技术与新措施，相信在不远的将来，会出现更加先进、更加有效的预防措施来提高高层建筑的稳定性与抗震性能，最大程度减少地震带来的灾害。
1 高层建筑结构抗震设计的基本概念
高层建筑的设计概念就是应该从结构的宏观整体出发，通过运用结构系统的观点，从机构的整体进行分析，最终能够使工程师设计出合理科学的高层建筑设计。对于每一个工程师来说概念设计师在高层建筑设计中所占的比例较大，其中建筑的抗震性在建筑设计中是十分重要的。在设计高层建筑结构抗震的设计时，结构工程师们都会从高层建筑设计的总体来考虑，然后结构工程师们运用已经掌握的抗震技术来对高层建筑的设计进行优化。在高层建筑的设计中结构工程师都会对房屋的体系、结构体系、刚度分布等方面进行考虑，然后进过一系列的分析来达到消除建筑物抗震的薄弱环节的目的，只有这样设计的抗震设计才是最为合理的。
2影响高层建筑物抗震性能的关键因素
2.1 地理环境对高层建筑物结构抗震性能的影响
建筑物所处的地理环境对于建筑物的结构稳定性提出了不同的要求。同时由于局部地区的地质特点，例如地下岩洞、矿山开采等，如果调查不够深入，选址不当必将对建筑物的稳定性造成一定的影响。因此在进行建筑物选址时要做好实地的调查工作，对当地的地形、地质，历史灾害情况进行统计分析，保证针对当地环境合理的进行建筑物结构的抗震性能设计，最大程度的减小地震对高层建筑物结构的破坏。
2.2 建筑材料对高层建筑物结构抗震性能的影响
建筑材料的质量与高层建筑结构抗震性能的好坏存在直接关系，在相同的地质条件和外部环境下，建筑物材料的选择对于提高建筑物的抗震能力，从而增加建筑物的安全系数具有决定性作用。在实际的设计施工中，建筑物围护墙等一般采用空心砖等质量较轻的材料，从而提高建筑的抗震能力。对于地质灾害频发的地区，高层建筑结构应该选择结构相对稳定的钢结构建筑，从而提高建筑物的抗震性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3 高层建筑物自身结构对抗震性能的影响
目前我国的建筑物结构设计有了很大的进步，但是相对于发达国家来讲，我们还有很大的差距，尤其是在结构优化设计、载荷配置方面都无法与快速发展的建筑形式相适应。目前高层建筑物结构正向着复杂化和高层化发展，提高建筑物结构抗震性能的设计对于提高建筑物抗震能力，减少生命财产损失具有重要意义。
3 高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计
2.1合理的基础设计
建筑的基础是整个建筑质量的根本保证，建筑抗震的设计更要有好的基础。在建筑设计中，同一个结构单元要设置在性质相同的地基上，尽量采用相同的结构形式。地基有软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时，要采取措施加强基础的整体性和刚性，以保证地基的稳定性。底层框架结构由于具有良好的实用性，目前使用比较广泛，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，变形能力相差比较大，在地震时抗扭曲的性能较低，容易引起房屋的倒塌和断裂，因此，在抗震区要尽量少采用。或者是在利用时采取一定的措施将上下刚度的性质进行协调，提高其抗震能力。
3.2 隔震与消能减震设计
有些区域对高层建筑的抗震性能要求比较严格，不仅要具备相关规范中所要求的普通的抗震能力，而且还要具备隔震、消能减震的功能。所以在隔震与消能减震的设计过程中要注意以下几点：首先，在选择建筑场地及地基时，要保证地基的密实度，保证地基的牢固性，即可最大程度减少地震对建筑体造成的破坏；其次，建筑结构不同，对其隔震系数的要求也存在差异，所以实际设计过程中要结合工程的实际情况来设计，合理选择隔震支座，注意不能忽略风力负荷因素；最后，在选择隔震、消能减震方面的建筑构件时，首先要考虑材料的延性，以降低地震对建筑的破坏程度。
3.3 优化抗侧力体形
如果高层建筑选择的是刚性结构方案，地震时对主体结构的破坏较小，结构不会发生太大变形，可以有效保护隔墙及围护墙等非结构部件，所以可以将地震的破坏降至最低。结构超静定次数越多，地震时出现的塑性铰也就越多，相应的就越能耗散输入的地震能力，对于结构而言，其强度就越高，稳定性也就越好。对结构的屈服机制进行优化，结构遭破坏时不是按照楼层屈服机制进行的，而是按照整体屈服机制进行。在进行结构设计时要注意几点重要原则：“强节弱杆、强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”。即在选择水平杆件时，首先考虑构件中轴力比较小的作为主要耗能杆件，使其尽量发生弯曲耗能，最终提高整个构件的延性与耗能水平。
3.4 加强多重抗震防线的设置
多道抗震防线指的是：（1）一个抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作，如框架——抗震墙体系是由延性框架和抗震墙两个系统组成；双肢或多肢抗震墙体系由若干个单肢墙分系统组成；（2）抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立起一系列分布的屈服区，以使结构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。
高层建筑抗震结构体系应尽量设置多道防线，增加冗余设计。特别是当地震卓越周期与建筑物基本周期相同或接近时，多道抗震防线就更显示出其优越性，当第一道抗侧力防线因共振而破坏，第二道防线接替后，建筑物自振周期将会出现较大幅度的变动，与地震卓越周期错开，使建筑物的共振现象得以缓解，减轻地震的破坏作用。
3.5 采用加固设计
要结合建筑体结构的实际情况合理选择加固设计方案，以提高其抗震能力。具体而言适用加固设计方案的有以下几种情况：首先，机构设计存在缺陷。此时可以采用增加构件提高机构强度的加固方案，或者将原有构件替换为抗震性能较好的构件；其次，需要提高结构整体刚度或承载力。此时可以选择增设构件、扩大原截面、增设套箍的加固方案；再次，建筑结构的整体连接与相关抗震标准要求不符。这就要对结构做出合理调整，以起到分散地震力、减少破坏的作用；最后，要注意建筑体中有些构件与建筑结构并不存在直接关系，如果发生地震可能会造成更大危害，针对这种构件要做好加固处理。
总而言之，当前我国建筑正逐渐朝着高程与超高层方向发展，这势必对我国建筑力学结构的设计提出更高的要求，这就要求相关设计人员在满足建筑使用要求与质量的前提下，不断精益求精的对高层建筑的结构进行优化设计，为高层建筑水平与质量的提升奠定坚实的基础。
参考文献：
[1] 吴志杰. 复杂高层建筑整体结构抗震分析[J]. 江西建材. 2016(10)
[2] 马晓光,刘瑞雪. 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的运用研究[J]. 城市地理. 2016(08)
[3] 郑雪. 建筑结构抗震设计理念与方法[J]. 四川建材. 2016(02)
[4] 卢森,宋臻,汪黄翔. 住宅高层建筑结构抗震的优化设计[J]. 江西建材. 2016(01)
论文作者:张亚兵
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/3
标签：结构论文; 建筑物论文; 建筑结构论文; 高层论文; 性能论文; 建筑论文; 高层建筑论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;