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高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计

作者：姜亮

来源：《中国房地产业·上旬》2018年第05期

【摘要】结构设计中，抗震设计是一个重要的组成部分，通过合理的抗震设计，提升建筑物的抗震性及稳固性，突发地震时能够最大限度的降低地震对建筑以及建筑对人们的伤害。然而在高层建筑实际使用的过程中，地震的发生依然给人们带来严重的影响，这说明，高层建筑的抗震设计并不完善，需要进行优化设计，以便于提升高层建筑的抗震能力。本文主要对高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计进行分析研究。 【关键词】高层建筑；结构设计；抗震 1、抗震设计在建筑结构设计中的重要性分析

随着全球化、城市化发展进程的加快，许多国家、城市高层建筑的数量不断的增加，城市人口密度也在不断的增加，过多的人和财富都集中在一个区域，一旦该区域发生地震灾害，其在成的人员伤亡和财产损失是不可估量的。地震是一种自然灾害，现阶段的科学技术手段并不能够完全准确的预测地震灾害的方法，并且也没有相应有效的防止对策。针对地震这种不确定、危害性的大自然灾害，世界各国的地震工程界都进行了深刻的反思——如何利用现有的抗震思想和技术降低地震给建筑带来的损失。目前，全球 90% 以上的国家进行建筑抗震设计坚持的原则为“小震不破坏建筑结构、中震建筑可加固、大震建筑不倒”，该抗震原则的广泛推广和应用，在很大程度上提高了建筑结构的抗震性能。但是，在小、中地震灾害发生时，会导致出现建筑部分结构功能丧失的现象，由于建筑内的技术装备、装饰等费用超过建筑结构本身的费用，其造成的经济损失是不可估量的，由此可见加强建筑结构抗震设计的重要性。 2、高层建筑结构抗震性能的影响因素

（1）高层建筑结构上的设计，建筑物在进行平面布置时，如果要想具备多样化的特征，那么质心和刚心就无法重叠在一起，增加建筑物扭转效应发生率，降低建筑物的抗震能力，此外，结构设计时，如果建筑物的重心偏高，那么发生地震时，建筑物倒塌的可能性非常大。（2）高层建筑建造材料，高层建筑的高度比较高，抗震能力比普通建筑差，因此，人们更为关注高层建筑的抗震能力，尤其是地震频发地区，材料是高层建筑的关键性部分，材料的选择直接关系着建筑物的抗震能力，在使用材料的过程中，如果材料的质量比较差，或者不符合标准，那么建筑物的抗震能力就会比较低，同时，材料自身的抗震能力比较差时，同样会导致建筑物的抗震能力降低，威胁人们的生命健康。（3）高层建筑地址的选择，在进行高层建筑选址时，如果选择的为地震频发地带或者地震强烈地带，那么建筑抗震设计要求更高，当无法满足要求时，就会影响建筑物的抗震能力。 3、加强高层建筑结构抗震性能的有效措施

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3.1应采用合理的建筑结构体系

（1） 抗侧力构件应布置合理。如在框架—剪力墙结构中，剪力墙宜均增布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大；平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙；纵、横剪力墙宜组成L型、T型和[型等形式；剪力墙宜贯通建筑物的全高，避免刚度突变；剪力墙开洞口宜上下对齐；抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。

（2）结构的整体性要好。高层建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力的子结构，而且要使这些子结构能协同承受地震作用，特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或各抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼盖使各抗侧力子结构能协同工作。楼盖体系最重要的作用是提供足够的平面内刚度和抗力，并与竖向各子结构有效连接。所以房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部分的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。

3.2合理的基础设计

建筑的基础是整个高层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，容易引起高层房屋的倒塌和断裂，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。 3.3注重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。 3.4减少地震时能量的输入

在具体的设计中，采用基于位移的结构抗震方法，对具体的方案进行定量的分析，使结构的变形能力能够满足预期地震作用下的变形需求。在验算结构的承载力之外，还要对结构在大

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震作用下的层间位移角限值或位移延性比进行控制；根据建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系，确定构件的变形值；根据建筑截面的应变大小和应变分布，来确定建筑构件的构造需求。另外，对于高层建筑，在坚硬的场地上施工，可以明显的减少地震时能力的输入，降低对高层建筑的破坏。 结语：

地震灾害对建筑安全以及人们的生命、财产安全造成巨大的威胁，在进行高层建筑结构设计过程中必须充分的认识到抗震设计的重要性，并严格的控制抗震设计的各个要点，以便于更好的提高建筑结构的整体抗震性能，为建筑安全以及人们的生命、财产安全保驾护航。 参考文献：

[1]张丽霞，张荣辉.高层建筑结构抗震技术的分析与探讨[J].中国建设信息，2009（8）：. [2]王慧来.高层建筑抗震设计存在问题及短柱的处理技术[J].中国新技术新产品，2010（3）.

作者简介：

姜亮（身份证：230306198403134518）。 何万里（身份证：372923197609180066）。