柳州市建筑设计科学研究院 广西柳州市 545001
摘要：随着建筑行业的发展，建材工业以及建筑技术随之飞速发展，人们对高层住宅的审美观以及使用性能要求越来越高，目前建筑的高度也在不断增加，同时对高层建筑结构的抗震设计也提出更高的要求。本文就住宅高层建筑结构抗震的优化进行了简单的分析。
关键词：高层住宅；高层建筑结构；抗震设计
引言
随着高层建筑的迅速发展，建筑高度不断增加，高层建筑的结构设计的抗震设计变得尤为重要，建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念，从场址的选择到建筑物的结构设计，抗震设计贯穿了整个过程。高层抗震结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，任何一个过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。
1高层住宅结构抗震设计原则
高层住宅建筑建造时，要有明确的目标作为建房的指导方向，以及建造住宅高层结构抗震设计的原则，建造人员按照指导方向建造可靠、防震的高层住宅。
1.1高层住宅结构抗震设计的目标
高层住宅抗震设计时，要保证发生小地震时安全，不会给住宅造成毁坏；当发生中级地震时，住宅所受的损坏不大，不会为居民带来安全威胁，并且住宅所损坏的结构可以修复并继续使用；当出现大地震时，高层住宅不会倒塌，可以给人们空间、时间及时逃离。高层住宅结构抗震设计目标总得来讲就是：小震安全可靠、中震损坏可修、大震高楼不倒。
1.2高层住宅结构抗震设计的原则
高层住宅结构设计时要考虑几个方面的因素，以达到优化结构抗震设计的目的。首先，住宅结构设计要具备一定的刚性和弹塑性，在地震力影响住宅时不会因为刚性过硬或者弹塑性过大，使得其的结构发生无法修复的形变。其次，由于强震都伴随着不同程度的余震，这时就不允许住宅结构过度追求抗震能力，这会导致住宅刚性过大，而无法承受余震带来的压力，这就要求高层住宅在抗震设计时既要抗住强震的破坏力，又要承受得了余震的多次侵扰。最后，为了避免高层住宅刚性太小，导致住宅结构在余震攻击下变形过大而无法修复，所以要求高层住宅具备延性良好的分体系，防止住宅在强震中集体崩塌。
2高层住宅建筑结构抗震设计的思想
高层住宅在建设时，要明确几点抗震设计思想，这样更能够保证所建造的住宅具备就好的结构抗震能力。
2.1住宅结构具备规则特性
高层住宅在建造思想要符合结构抗震设计的目标和原则，还有保证住宅结构规则。这样的设计可以确保高层住宅具备较强的扭转刚度和结构承载力均匀分布。结构规则对称的高层住宅能够在地震侵扰时，住宅结构自身所产生的内应力和建筑扭转力不至于破坏整栋高层住宅。同时高层建筑在设计时要保证其的竖向压力均匀分布，结构简单，刚柔并济。高层住宅结构规则性还要求其的平立面均匀对称，以达到抗震效果，保护住宅在强震中坚挺竖立着。
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2.2高层住宅层间位移约束
高层住宅建设时都要求其的高和宽的比例比较大，而约束高层住宅层间位移大小的因素一般有住宅结构建筑材料、结构建筑体系、住宅装修要求和侧向承受的负荷等。所以在高层住宅结构建造时，要严把建材质量，即钢筋和混凝土在使用时要注意住宅结构位移约束的要求，还要结合住宅所在的地理环境，尽可能地保证高层住宅建造具备可靠性和抗震等作用。高层住宅要具备适度的刚度和层间高度比，当地震对其的攻击时具有比较大的层间位移，达到承载荷载的作用；同时当住宅收到水平冲击力时，其也能够承受住较大的结构位移，确保其的安全性。
2.3控制地震对住宅的扭转效应
高层住宅的结构不均匀，刚性中点和几何中心不重合时，其的抗震能力都是有限的。当强震袭击时，这样的住宅甚至会坍塌、损坏。这就要求住宅设计时设计好预防地震对住宅的扭转效应。提高高层住宅的扭转效应一般采取提高最大位移住宅结构的刚性，尽可能地保证刚性中心和几何中心重合在一起。高层住宅由于高度的原因，层间的扭转效应不一样，这就需要处理好个层间的扭转抗性，提高层间扭转修复的可行性。同时高层住宅的抗侧力结构的设计也要加以重视，确保同一楼层间远离刚心的结构刚性不断增加，不同楼层间的刚心不在一条轴线上时，要确保住宅外围结构具有足够的刚度。
3住宅结构抗震的优化设计
优化设计住宅结构抗震能力，关键是在把控好整个高层住宅结构规则，几何中心和刚心尽可能于重合，进一步提高住宅结构抗震能力。这就需要住宅结构设计时，考虑抗震能力的提高。最终做到整个住宅能够抵抗地震的突然袭击与余震来带的多重压力。
3.1高层住宅建造地理位置的选择
高层住宅在建造前要选择地理位置好的场地，减少场地不好给住宅带来的危害。当没办法完全避开危险地段时，尽可能远离容易出现地震的地段，避免在较危险的场地建筑甲、乙、丙类型的住宅。同时高层住宅的选址时，要提高勘察力度，充分了解由于场地的原因给住宅结构带来的危害，在建造住宅时尽可能避开这些危害因素，保证住宅的安全性。
3.2高层住宅的平面、空间的设计
高层住宅的结构抗震优化设计时，要结合最新的《建筑抗震设计规范（GB50011—2001）》的要求，保证选择恰当的持力层。高层住宅平面设计时，要保证其的形状和抗侧力构件有规律、整体性，尽量避免使用轴压比较大的钢筋混凝土作为住宅抗震的第一个保护层。住宅结构抗震设计时，还有考虑其具备抵抗多个余震的袭击，尽肯能地建造规则的住宅，提高住宅的固有频率，降低地震对住宅整体的影响。住宅结构抗震设计时，能够均匀分布刚度和强度，才有经济、有效的设计方案，提高住宅的抗震能力。同时住宅结构抗震设计应该具备较容易分析地震对住宅的影响能力，以提高住宅维护的能力。
3.3住宅结构抗震体系
高层住宅结构抗震优化设计的关键技术就是高层住宅具备一个科学、合理的结构抗震体系。在高层住宅结构抗震体系的设计时，要充分分析住宅的场地、建造资金、可能发生的地震的性质，寻找最优的结构抗震体系。首先，分析可能发生的地震具备性质和破坏能力，其对高层住宅存在哪些潜在的危险因素，设计好住宅尽可能少地吸收地震的能量，可以在高层住宅顶层铺设一层保护层———橡胶层，其可以缓冲地震带来冲击力，减少住宅所受的压力，提高住宅的抗震能力。其次，高层住宅在结构抗震设计时，要设计好多个防震保护层，确保住宅在多重余震的侵扰下能够安然无恙。这就需要首先选择在整个住宅中不承担重力负载的结构，如住宅的框架墙结构。住宅建造时要才有一定建造技术，提高住宅传递地震能量能力，减少受破坏的结构影响到整栋住宅的抗震能力。这就需要住宅建设时，要保证住宅结构抗震体系是一个完整的体系，内部各结构件虽然协同工作，共同构成抗震体系，但是各个结构间尽可能地相对独立，不受太大的影响，保证其被破坏时不会殃及整个住宅。
结束语：
根据上文浅要分析高层住宅结构抗震优化设计的内容，首先，在设计其抗震系统时，要明确建造高层住在的目标、建造原则，抗震系统能够做到小震安全可靠、中震损坏可修、大震袭击不倒。其次，高层住宅结构抗震设计要合理，结构规则，刚性分布合理，各层间的位移有度，同时还要尽可能地保证几何中心和刚心在同一轴线上，提高抵抗住宅的扭转效应，保证住宅的安全。最后，根据住宅设计的目标和要点，建设符合住宅的结构抗震体系，保证整体的完整性和各个构件的独立性。安全可靠的结构抗震系统就是优化住宅抗震能力，提高住宅的可靠性。
参考文献：
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[3]谢邦煜，杨慧.高层住宅建筑结构的抗震优化设计[J].科技资讯，2013（06）：142－148.
论文作者:颜思媛
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/7/26
标签：住宅论文; 结构论文; 高层住宅论文; 刚性论文; 能力论文; 建筑结构论文; 位移论文; 《基层建设》2016年9期论文;