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摘要：在进行高层建筑结构抗震设计的过程当中应该充分考虑当地的地质情况，有针对性的进行相应的设计，尽可能的降低地震造成的损坏。本文分析了地震作用下高层建筑结构的破坏特点，探讨了高层建筑结构抗震设计的基本内容。
关键词：高层；建筑结构；抗震设计；基本内容
Abstract: in the high-rise building structure seismic design process should fully consider the local geology condition, targeted for the corresponding design, possible reducing earthquake damage. This paper analyzes the earthquake under the action of the structure of the high-rise building damage characteristics, discusses the aseismic design of high-rise building of the basic content.
Keywords: top; Building structure; Seismic design; Basic content
中图分类号：TU97文献标识码：A 文章编号：
我国是一个地震灾害比较频繁的国家，对于高层建筑来说，一旦遭遇地震，往往会遭受巨大的损失。 因此在进行高层建筑结构抗震设计的过程当中应该充分考虑当地的地质情况，有针对性的进行相应的设计，尽可能的降低地震造成的损坏。
一、地震作用下高层建筑结构的破坏特点
1、地基方面
( 1) 在具有较厚软弱冲积土层场地， 高层建筑的破坏率显著增高;
( 2) 地基土液化导致地基不均匀沉降， 从而引起上部结构损坏或整体倾斜;
( 3) 建造在不利或危险地段的房屋建筑， 因地基破坏导致房屋损坏;
( 4) 当建筑结构的基本周期与场地自振周期相近时， 因共振效应破坏程度将加重。
2、结构体系方面
( 1) 采用“ 填墙框架” 的房屋结构， 钢筋混凝土框架结构平面内柱上端易发生剪切破坏， 外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切型破坏;
( 2) 采用框架---抗震墙体系的房屋结构， 破坏程度较轻;
( 3) 采用“ 底框结构” 体系的房屋， 刚度柔弱的底层破坏程度十分严重; 采用 “填墙框架” 体系的房屋， 当底层为敞开式框架间未砌砖墙， 底层同样遭到严重破坏;
( 4) 采用钢筋混凝土板 、柱体系结构的建筑， 因楼板冲切或因楼层侧移过大 ，柱脚破坏， 各层楼板坠落重叠在地面。
3、刚度分布方面
( 1) 矩形平面布置的建筑结构， 电梯井等抗侧力构件的布置当存在偏心时， 因发生扭转振动而使震害加重;
( 2) 采用三角形 L 形等不对称平面的建筑结构， 同样在地震作用因发生扭转振动而使震害加重。
4、构件形式方面
( 1) 在框架结构中， 通常柱的破坏程度重于梁、板;
( 2) 钢筋混凝土多肢剪力墙的窗下墙通常会出现斜向或交叉裂缝;
(3 ) 配置螺旋箍筋的混凝土柱， 当层间位移角达到较大数值时， 核心混凝土仍保持完好， 柱仍具有较大的抵抗能力;
( 4) 钢筋混凝土框架如在同一楼层出现长、短柱并用的情况， 短柱破坏较为严重。
5、房屋体形方面
( 1) L 形 T 形 Y 形等不规则平面房屋建筑破坏率显著增高;
( 2) 有大底盘的高层建筑， 裙房顶面与主楼相接处面积突然减小的楼层， 即相邻楼层质量突变较大时， 破坏程度加重;
( 3) 防震缝设置宽度太小导致建筑物间发生碰撞破坏;
( 4) 楼层平面形心与重心偏移越大， 震害越严重。
二、高层建筑结构抗震设计的基本内容
1、场地和地基的选择
建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响，是建筑抗震设计的基础。在进行建筑场地以及地基的选择时，应该充分的了解当地的地震活动情况，对当地的地质情况进行科学的勘察，在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价，评估当地的抗震设计等级。 对于一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避，而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施。 在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或者是其它具有较高密实度的基土，从而提高建筑地基的抗震能力，尽可能的避开不利于抗震的软性地基土。 对于一些达不到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造，使其能够符合相应的标准。
2、 应重视建筑结构的规则性
建筑设计应符合抗震概念设计的要求, 不应采用严重不规则的设计方案。合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的, 提倡平、 立面简单对称。因为震害表明, 对称建筑在地震时较不容易破坏, 容易估计出其地震反应, 宜于采取相应的抗震构造措施和进行细部处理。
3 、抗震概念设计应坚持的原则
（1）结构构件应具有必要的承载力、 刚度、 稳定性、 延性等方面的性能；
（a)结构构件应遵守“强柱弱梁、 强剪弱弯、 强节点弱构件、 强底层柱 (墙 ) ”的原则。 (b)对可能造成结构的相对薄弱部位, 应采取措施提高抗震能力。 (c)承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
（2）尽可能设置多道抗震防线
(a)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协同工作。例如框架-剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成, 双肢或多肢剪力墙体系组成。(b)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。 (c)适当处理结构构件的强弱关系, 同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后, 其他抗侧力构件仍处于弹性阶段, 使“有效屈服”保持较长阶段, 保证结构的延性和抗倒塌能力。 (d)在抗震设计中某一部分结构设计超强, 可能造成结构的其他部位相对薄弱,因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小, 改变抗侧力构件配筋的做法, 都需要慎重考虑。
4、抗震措施
有抗震设防要求的高层建筑除应满足强度、 刚度要求外, 还要满足延性的要求。钢筋混凝土材料本身自重较大, 所以对于高层建筑的底层柱, 随着建筑物高度的增加,其所承担的轴力不断增加,而抗震设计对结构构件有明确的延性要求, 在层高一定的情况下, 提高延性就要将轴压比控制在一定的范围内而不能过大,这样则必然导致柱截面的增大,从而形成短柱, 甚至成为剪跨比小于 1 . 5的超短柱。众所周知, 短柱的延性很差, 尤其是超短柱几乎没有延性,在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时,很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌。
（1）使用复合螺旋箍筋
高層建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“ 强剪弱弯”要求的, 柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。对于短柱,只要符合“强剪弱弯 ”和 “强柱弱梁 ”的要求, 是能够做到使其不发生剪切型破坏的。因此,使用复合螺旋箍筋来提高柱子的抗剪承载力, 改善对混凝土的约束作用, 能够达到改善短柱抗震性能的目的。
（2） 采用分体柱
由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多, 在地震作用下往往是因剪坏而失效, 其抗弯强度不能完全发挥。因此, 可人为地削弱短柱的抗弯强度, 使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度, 这样,在地震作用下, 柱子将首先达到抗弯强度, 从而呈现出延性的破坏状态。人为削弱抗弯强度的方法,可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为各柱肢组成的分体柱, 分体柱的各柱肢分开配筋在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键, 以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般连接键有通缝、 预制分隔板、 预应力摩擦阻尼器、 素混凝土连接键等形式。
对分体柱工作性态的理论分析和试验研究表明: 采用分体柱的方法虽然使柱子的抗剪承载力基本不变, 抗弯承载力稍有降低, 但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高,其破坏形态由剪切型转化为弯曲型, 从而实现了短柱变“长柱”的设想, 有效地改善了短柱尤其是剪跨比入蕊的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用。
（3） 提高短柱的受压承载力
提高短柱的受压承载力可减小柱截面、 提高剪跨比, 从而改善整个结构的抗震性能。减小柱截面和提高剪跨比, 最直接的方法就是提高混凝土的强度等级,即采用高强混凝土来增加柱子的受压承载力, 降低其轴压比; 但由于高强混凝土材料本身的延性较差,采用时须慎重或与其他措施配合使用。此外, 可以采用鋼骨和钢管混凝土柱以提高短柱的受压承载力。
地震是一种目前难以准确预测的自然灾害， 为避免它给人类带来大的灾难 。作为工程技术设计人员在建筑结构的研究和工程设计中， 应从整体宏观的观点出发， 综合处理好建筑功能 、技术、 艺术、 安全可靠性和经济合理等几方面内容 ，从而创造出更加安全、 适用 、经济美观的高层建筑 ，新型结构的出现高性能材料的发展， 计算机技术水平的提高 ，促使人类建筑精品再上新的台阶。
参考文献：
[1] 宫方武,玉琢. 浅谈高层建筑结构抗震设计[J]. 硅谷, 2008,(10) .
[2] 赵媛. 高层建筑的抗震设计及减灾措施[J]. 建筑, 2010,(22) .
[3] 蔡金兰. 浅谈建筑中抗震设计理念的发展[J]. 价值工程, 2010,(23) .
[4] 杨磊. 论高层建筑结构抗震的优化设计[J]. 建筑设计管理, 2010,(03) .
[5] 王丽霖. 我国高层建筑抗震结构设计初探[J]. 山西建筑, 2011,(03) .
关键词：高层；建筑结构；抗震设计；基本内容
Abstract: in the high-rise building structure seismic design process should fully consider the local geology condition, targeted for the corresponding design, possible reducing earthquake damage. This paper analyzes the earthquake under the action of the structure of the high-rise building damage characteristics, discusses the aseismic design of high-rise building of the basic content.
Keywords: top; Building structure; Seismic design; Basic content
中图分类号：TU97文献标识码：A 文章编号：
我国是一个地震灾害比较频繁的国家，对于高层建筑来说，一旦遭遇地震，往往会遭受巨大的损失。 因此在进行高层建筑结构抗震设计的过程当中应该充分考虑当地的地质情况，有针对性的进行相应的设计，尽可能的降低地震造成的损坏。
一、地震作用下高层建筑结构的破坏特点
1、地基方面
( 1) 在具有较厚软弱冲积土层场地， 高层建筑的破坏率显著增高;
( 2) 地基土液化导致地基不均匀沉降， 从而引起上部结构损坏或整体倾斜;
( 3) 建造在不利或危险地段的房屋建筑， 因地基破坏导致房屋损坏;
( 4) 当建筑结构的基本周期与场地自振周期相近时， 因共振效应破坏程度将加重。
2、结构体系方面
( 1) 采用“ 填墙框架” 的房屋结构， 钢筋混凝土框架结构平面内柱上端易发生剪切破坏， 外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切型破坏;
( 2) 采用框架---抗震墙体系的房屋结构， 破坏程度较轻;
( 3) 采用“ 底框结构” 体系的房屋， 刚度柔弱的底层破坏程度十分严重; 采用 “填墙框架” 体系的房屋， 当底层为敞开式框架间未砌砖墙， 底层同样遭到严重破坏;
( 4) 采用钢筋混凝土板 、柱体系结构的建筑， 因楼板冲切或因楼层侧移过大 ，柱脚破坏， 各层楼板坠落重叠在地面。
3、刚度分布方面
( 1) 矩形平面布置的建筑结构， 电梯井等抗侧力构件的布置当存在偏心时， 因发生扭转振动而使震害加重;
( 2) 采用三角形 L 形等不对称平面的建筑结构， 同样在地震作用因发生扭转振动而使震害加重。
4、构件形式方面
( 1) 在框架结构中， 通常柱的破坏程度重于梁、板;
( 2) 钢筋混凝土多肢剪力墙的窗下墙通常会出现斜向或交叉裂缝;
(3 ) 配置螺旋箍筋的混凝土柱， 当层间位移角达到较大数值时， 核心混凝土仍保持完好， 柱仍具有较大的抵抗能力;
( 4) 钢筋混凝土框架如在同一楼层出现长、短柱并用的情况， 短柱破坏较为严重。
5、房屋体形方面
( 1) L 形 T 形 Y 形等不规则平面房屋建筑破坏率显著增高;
( 2) 有大底盘的高层建筑， 裙房顶面与主楼相接处面积突然减小的楼层， 即相邻楼层质量突变较大时， 破坏程度加重;
( 3) 防震缝设置宽度太小导致建筑物间发生碰撞破坏;
( 4) 楼层平面形心与重心偏移越大， 震害越严重。
二、高层建筑结构抗震设计的基本内容
1、场地和地基的选择
建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响，是建筑抗震设计的基础。在进行建筑场地以及地基的选择时，应该充分的了解当地的地震活动情况，对当地的地质情况进行科学的勘察，在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价，评估当地的抗震设计等级。 对于一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避，而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施。 在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或者是其它具有较高密实度的基土，从而提高建筑地基的抗震能力，尽可能的避开不利于抗震的软性地基土。 对于一些达不到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造，使其能够符合相应的标准。
2、 应重视建筑结构的规则性
建筑设计应符合抗震概念设计的要求, 不应采用严重不规则的设计方案。合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的, 提倡平、 立面简单对称。因为震害表明, 对称建筑在地震时较不容易破坏, 容易估计出其地震反应, 宜于采取相应的抗震构造措施和进行细部处理。
3 、抗震概念设计应坚持的原则
（1）结构构件应具有必要的承载力、 刚度、 稳定性、 延性等方面的性能；
（a)结构构件应遵守“强柱弱梁、 强剪弱弯、 强节点弱构件、 强底层柱 (墙 ) ”的原则。 (b)对可能造成结构的相对薄弱部位, 应采取措施提高抗震能力。 (c)承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
（2）尽可能设置多道抗震防线
(a)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协同工作。例如框架-剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成, 双肢或多肢剪力墙体系组成。(b)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。 (c)适当处理结构构件的强弱关系, 同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后, 其他抗侧力构件仍处于弹性阶段, 使“有效屈服”保持较长阶段, 保证结构的延性和抗倒塌能力。 (d)在抗震设计中某一部分结构设计超强, 可能造成结构的其他部位相对薄弱,因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小, 改变抗侧力构件配筋的做法, 都需要慎重考虑。
4、抗震措施
有抗震设防要求的高层建筑除应满足强度、 刚度要求外, 还要满足延性的要求。钢筋混凝土材料本身自重较大, 所以对于高层建筑的底层柱, 随着建筑物高度的增加,其所承担的轴力不断增加,而抗震设计对结构构件有明确的延性要求, 在层高一定的情况下, 提高延性就要将轴压比控制在一定的范围内而不能过大,这样则必然导致柱截面的增大,从而形成短柱, 甚至成为剪跨比小于 1 . 5的超短柱。众所周知, 短柱的延性很差, 尤其是超短柱几乎没有延性,在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时,很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌。
（1）使用复合螺旋箍筋
高層建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“ 强剪弱弯”要求的, 柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。对于短柱,只要符合“强剪弱弯 ”和 “强柱弱梁 ”的要求, 是能够做到使其不发生剪切型破坏的。因此,使用复合螺旋箍筋来提高柱子的抗剪承载力, 改善对混凝土的约束作用, 能够达到改善短柱抗震性能的目的。
（2） 采用分体柱
由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多, 在地震作用下往往是因剪坏而失效, 其抗弯强度不能完全发挥。因此, 可人为地削弱短柱的抗弯强度, 使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度, 这样,在地震作用下, 柱子将首先达到抗弯强度, 从而呈现出延性的破坏状态。人为削弱抗弯强度的方法,可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为各柱肢组成的分体柱, 分体柱的各柱肢分开配筋在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键, 以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般连接键有通缝、 预制分隔板、 预应力摩擦阻尼器、 素混凝土连接键等形式。
对分体柱工作性态的理论分析和试验研究表明: 采用分体柱的方法虽然使柱子的抗剪承载力基本不变, 抗弯承载力稍有降低, 但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高,其破坏形态由剪切型转化为弯曲型, 从而实现了短柱变“长柱”的设想, 有效地改善了短柱尤其是剪跨比入蕊的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用。
（3） 提高短柱的受压承载力
提高短柱的受压承载力可减小柱截面、 提高剪跨比, 从而改善整个结构的抗震性能。减小柱截面和提高剪跨比, 最直接的方法就是提高混凝土的强度等级,即采用高强混凝土来增加柱子的受压承载力, 降低其轴压比; 但由于高强混凝土材料本身的延性较差,采用时须慎重或与其他措施配合使用。此外, 可以采用鋼骨和钢管混凝土柱以提高短柱的受压承载力。
地震是一种目前难以准确预测的自然灾害， 为避免它给人类带来大的灾难 。作为工程技术设计人员在建筑结构的研究和工程设计中， 应从整体宏观的观点出发， 综合处理好建筑功能 、技术、 艺术、 安全可靠性和经济合理等几方面内容 ，从而创造出更加安全、 适用 、经济美观的高层建筑 ，新型结构的出现高性能材料的发展， 计算机技术水平的提高 ，促使人类建筑精品再上新的台阶。
参考文献：
[1] 宫方武,玉琢. 浅谈高层建筑结构抗震设计[J]. 硅谷, 2008,(10) .
[2] 赵媛. 高层建筑的抗震设计及减灾措施[J]. 建筑, 2010,(22) .
[3] 蔡金兰. 浅谈建筑中抗震设计理念的发展[J]. 价值工程, 2010,(23) .
[4] 杨磊. 论高层建筑结构抗震的优化设计[J]. 建筑设计管理, 2010,(03) .
[5] 王丽霖. 我国高层建筑抗震结构设计初探[J]. 山西建筑, 2011,(03) .