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摘要：本文作者主要对高层建筑的抗震结构设计进行了分析探讨，指出了具体的抗震措施。
关键词：高层建筑；抗震结构设计
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
建筑设计是否考虑抗震要求,从总体上起着直接的控制主导作用。结构设计很难对建筑设计有较大的修改,建筑设计定了,结构设计原则上只能是服从于建筑设计的要求。如果建筑师能在建筑方案、初步设计阶段中较好地考虑抗震的要求,则结构工程师就可以对结构构件系统进行合理的布置,建筑结构的质量和刚度分布以及相应产生的地震作用和结构受力与变形比较均匀协调,使建筑结构的抗震性能和抗震承载力得到较大的改善和提高;如果建筑师提供的建筑设计没有很好地考虑抗震要求,那就会给结构的抗震设计带来较多困难,使结构的抗震布置和设计受到建筑布置的限制,甚至造成设计的不合理。有时为了提高结构构件的抗震承载力,不得不增大构件的截面或配筋用量,造成不必要的投資浪费。由此可见,建筑设计是否考虑抗震要求,对整个建筑起着很重要的作用。
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。
2 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。
3 高层建筑预定的必要刚度
高层建筑的刚度过大或是过小，在结构计算中会表现出周期的偏大或偏小，主体结构的位移也相应的偏大或是偏小。因此，在高层建筑的设计中，可以通过与刚度相关的参数的调整来对刚度进行调整。如对计算参数的设置进行调整，调整梁的钢度放大系数来满足需要；还可以对截面尺寸、剪力墙结构开洞大小、混凝土的强度等级等进行调整，实现对刚度的调整。在正常的条件下，对建筑机构层间的文艺进行限制具有以下两方面的作用：一是保证主要结构基本上处于弹性受力的状态，避免钢筋混凝土墙或者是柱的裂缝的情况出现。对混凝土梁等楼面构件的裂缝数量和宽度限制在允许的范围内。二是避免填充墙、幕墙、隔墙等非结构构件的损坏，保证其完好的性能。
4 隔震和消能减震措施
目前我国和世界各国都普遍采用延性结构体系作为抗震体系，延性结构就是对通过对建筑物刚度的控制，使地震发生时建筑物的结构构件能够进入到延性的塑性状态，从而达到消耗地震能力，减少地震带来的破坏的目的。延性结构可以吸收较多的能量，在很多的情况下是有效的。但随着建筑物楼层的不断增加和对建筑物抗震能力的要求，传统的延性结构体系已经越来越难以满足高层建筑的抗震需求。
新科技变得不断发展和人们的不断研究，使抗震结构的设计出现了一些新的方法。如阻尼器等隔震和降震技术和措施的采用，为高层建筑的抗震带来了新的发展前景，在未来高层建筑的设计中，可以充分的利用新技术和措施来增加建筑的抗震性能。
5 建筑平面布置设计问题
建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等,都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且,由于建筑使用功能不同,每个楼层的布置有可能差异很大,建筑平面上的墙体,包括外围填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称,墙体与柱子分布的不对称、不协调,使建筑物在地震时产生扭转地震作用,对抗震很不利。有的建筑物,其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧,结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度,吸引了地震作用的主要部分。有的建筑物,在平面布置上一侧的墙体很多,而另一侧的墙体稀少,这就造成平面上刚度分布的很不对称,质量分布也偏心,使结构的受力和变形不协调,导致扭转地震作用效应,带来局部墙面的破坏。有的建筑物,如底层为商场的临街建筑,临街一侧往往不设墙体,而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭,两侧在刚度上相差很多,也将在地震时引起扭转地震作用,对抗震不利。还有的建筑平面布置上,经常出现内隔墙不对齐或中断,使刚度发生突变和地震力传递受阻,对抗震也带来不利,客易引起结构的局部破坏。建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大,从概念上要解决的一个核心问题是：建筑平面布置设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀,对称协调,避免突变,防止产生扭转效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件,使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体,充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。
6 建筑竖向布置设计问题
建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。无论是单层或多层,还是高层建筑或超高建筑,这个问题是比较突出的。存在的这个主要问题是,由于建筑使用功能的不同要求,如底层或下面几层是商场、购物中心,建筑上要求是大柱距、大空间；而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼,低层设柱、墙很少,而上面则是以墙为主,柱很少。有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅,在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅等,建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。突出的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大,形成突变。在刚度最差的楼层形成对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层。这是在建筑设计中必须高度重视的问题。在实际设计中,在建筑使用功能不同的情况下,很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐,柱子不对齐,墙体不连续,不到底;上层墙多,下层墙少;上层有柱,下层无柱等,使地震力的传递受阻或不通;抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。多次大震害表明,建筑物竖向楼层刚度的过大变化,给建筑物造成很多破坏,甚至是整个楼层的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中,有多栋钢筋混凝土高层建筑发生了中间楼层的整体坐落倒塌破坏。因此,尽可能使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑物底部,不宜中断或不到底。尽量避免其某楼层刚度过少,尽量避免产生地震时的钮转效应。
6 结束语
高层建筑的抗震结构设计要从整体进行考虑，从建筑的各个方面进行控制。建筑结构的抗震性已经出现了新的技术和措施，在未来的发展中，会有更好的预防措施来对地震的损坏进行控制。
参考文献：
[1] 宋昆霖.高层建筑抗震结构设计探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2011，(29).
[2] 黄宗芳.广东某超高层建筑结构的抗震结构设计探讨[J].广东科技,2008，(2).
[3] 李艳丽.高层建筑工程抗震设计探讨[J].土木建筑学术文库,2011,15(1).
[4] 莫雪辉.简析高层建筑抗震结构设计技术措施[J].山西建筑,2011，(23).
关键词：高层建筑；抗震结构设计
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
建筑设计是否考虑抗震要求,从总体上起着直接的控制主导作用。结构设计很难对建筑设计有较大的修改,建筑设计定了,结构设计原则上只能是服从于建筑设计的要求。如果建筑师能在建筑方案、初步设计阶段中较好地考虑抗震的要求,则结构工程师就可以对结构构件系统进行合理的布置,建筑结构的质量和刚度分布以及相应产生的地震作用和结构受力与变形比较均匀协调,使建筑结构的抗震性能和抗震承载力得到较大的改善和提高;如果建筑师提供的建筑设计没有很好地考虑抗震要求,那就会给结构的抗震设计带来较多困难,使结构的抗震布置和设计受到建筑布置的限制,甚至造成设计的不合理。有时为了提高结构构件的抗震承载力,不得不增大构件的截面或配筋用量,造成不必要的投資浪费。由此可见,建筑设计是否考虑抗震要求,对整个建筑起着很重要的作用。
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。
2 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。
3 高层建筑预定的必要刚度
高层建筑的刚度过大或是过小，在结构计算中会表现出周期的偏大或偏小，主体结构的位移也相应的偏大或是偏小。因此，在高层建筑的设计中，可以通过与刚度相关的参数的调整来对刚度进行调整。如对计算参数的设置进行调整，调整梁的钢度放大系数来满足需要；还可以对截面尺寸、剪力墙结构开洞大小、混凝土的强度等级等进行调整，实现对刚度的调整。在正常的条件下，对建筑机构层间的文艺进行限制具有以下两方面的作用：一是保证主要结构基本上处于弹性受力的状态，避免钢筋混凝土墙或者是柱的裂缝的情况出现。对混凝土梁等楼面构件的裂缝数量和宽度限制在允许的范围内。二是避免填充墙、幕墙、隔墙等非结构构件的损坏，保证其完好的性能。
4 隔震和消能减震措施
目前我国和世界各国都普遍采用延性结构体系作为抗震体系，延性结构就是对通过对建筑物刚度的控制，使地震发生时建筑物的结构构件能够进入到延性的塑性状态，从而达到消耗地震能力，减少地震带来的破坏的目的。延性结构可以吸收较多的能量，在很多的情况下是有效的。但随着建筑物楼层的不断增加和对建筑物抗震能力的要求，传统的延性结构体系已经越来越难以满足高层建筑的抗震需求。
新科技变得不断发展和人们的不断研究，使抗震结构的设计出现了一些新的方法。如阻尼器等隔震和降震技术和措施的采用，为高层建筑的抗震带来了新的发展前景，在未来高层建筑的设计中，可以充分的利用新技术和措施来增加建筑的抗震性能。
5 建筑平面布置设计问题
建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等,都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且,由于建筑使用功能不同,每个楼层的布置有可能差异很大,建筑平面上的墙体,包括外围填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称,墙体与柱子分布的不对称、不协调,使建筑物在地震时产生扭转地震作用,对抗震很不利。有的建筑物,其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧,结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度,吸引了地震作用的主要部分。有的建筑物,在平面布置上一侧的墙体很多,而另一侧的墙体稀少,这就造成平面上刚度分布的很不对称,质量分布也偏心,使结构的受力和变形不协调,导致扭转地震作用效应,带来局部墙面的破坏。有的建筑物,如底层为商场的临街建筑,临街一侧往往不设墙体,而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭,两侧在刚度上相差很多,也将在地震时引起扭转地震作用,对抗震不利。还有的建筑平面布置上,经常出现内隔墙不对齐或中断,使刚度发生突变和地震力传递受阻,对抗震也带来不利,客易引起结构的局部破坏。建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大,从概念上要解决的一个核心问题是：建筑平面布置设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀,对称协调,避免突变,防止产生扭转效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件,使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体,充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。
6 建筑竖向布置设计问题
建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。无论是单层或多层,还是高层建筑或超高建筑,这个问题是比较突出的。存在的这个主要问题是,由于建筑使用功能的不同要求,如底层或下面几层是商场、购物中心,建筑上要求是大柱距、大空间；而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼,低层设柱、墙很少,而上面则是以墙为主,柱很少。有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅,在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅等,建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。突出的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大,形成突变。在刚度最差的楼层形成对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层。这是在建筑设计中必须高度重视的问题。在实际设计中,在建筑使用功能不同的情况下,很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐,柱子不对齐,墙体不连续,不到底;上层墙多,下层墙少;上层有柱,下层无柱等,使地震力的传递受阻或不通;抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。多次大震害表明,建筑物竖向楼层刚度的过大变化,给建筑物造成很多破坏,甚至是整个楼层的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中,有多栋钢筋混凝土高层建筑发生了中间楼层的整体坐落倒塌破坏。因此,尽可能使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑物底部,不宜中断或不到底。尽量避免其某楼层刚度过少,尽量避免产生地震时的钮转效应。
6 结束语
高层建筑的抗震结构设计要从整体进行考虑，从建筑的各个方面进行控制。建筑结构的抗震性已经出现了新的技术和措施，在未来的发展中，会有更好的预防措施来对地震的损坏进行控制。
参考文献：
[1] 宋昆霖.高层建筑抗震结构设计探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2011，(29).
[2] 黄宗芳.广东某超高层建筑结构的抗震结构设计探讨[J].广东科技,2008，(2).
[3] 李艳丽.高层建筑工程抗震设计探讨[J].土木建筑学术文库,2011,15(1).
[4] 莫雪辉.简析高层建筑抗震结构设计技术措施[J].山西建筑,2011，(23).