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[摘 要]介绍地震作用下高层建筑结构的破坏特点，分析目前我国高层建筑的抗震设计中存在的问题，并提出相应的对策，以供同行进行参考和借鉴。
[关键词]高层建筑；抗震设计；问题；对策
中图分类号：TU973.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）47-0156-01
1引言
随着我国经济的快速发展和城镇化进程的加快，我国的高层建筑数量在不断增多，且建筑高度也不断提升，在节省土地资源的基础上为人们提供更多的建筑空间。但是高层建筑由于其结构的复杂性和建筑难度具有与普通建筑不同的特点，其在地震等自然灾害中也容易受到更为严重的损害，
2地震作用下高层建筑结构的破坏特点
地震对高层建筑结构的破坏主要体现在地基、结构体系、刚度分布和构件形式等方面，其中地震作用对于高层建筑的地基来说，其对于具有较厚软弱冲积土层场地具有较高的破坏率，而且地基土液化会造成不均匀沉降，导致地基上部结构的损坏或整体倾斜，此外，在不利或危险地段建设的高层建筑容易因地基破坏而出现房屋损坏的问题，且如果高层建筑结构的基本周期与场地自振周期接近时容易出现共振效益，增加地震的破坏程度。
地震对于不同的高层建筑结构体系有着不同的影响，对于填墙框架的结构，地震时容易对其结构平面内柱上端造成剪切破坏，且容易造成外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而出现短柱型剪切破坏，如果地层为敞开式框架间未砌砖墙，也容易导致底层受到严重破坏；对于结构为框架一抗震墙体系的建筑，地震的破坏程度较轻；对于底框结构体系的建筑，刚度柔弱的底层会受到严重的破坏。
在地震作用下，对于矩形平面布置的高层建筑，如果其电梯井等抗侧力构件的布置存在偏心会因为扭转振动问题而使地震的破坏作用加重；而对于三角形或L型等不对称平面的高层建筑，也容易出现上述问题。对于不同的构件形式，框架结构则容易对梁和板造成破坏，对于钢筋混凝土多肢剪力墙的窗下墙则容易出现斜向或交叉裂缝，对于配置螺旋箍筋的混凝土柱来说，如果在地震中出现层间位移角较大的问题时，如果核心混凝土保持完好，則柱具有较大的抵抗能力。
3我国高层建筑抗震设计中存在的问题
3.1建筑高度问题
最佳抗震效果的建筑高度是根据一个国家现有的科研、技术和施工水平而确定的，而且根据防烈度和结构形式的不同最佳抗震高度也会有所差异，在这个规定的高度下并且与土建规范体系相互协调，能够确保高层建筑具有最佳的抗震性能。但是在目前实际的高层建筑建设中，往往会超过了这个高度限制，此时由于建筑高度增加，在对其结构等进行设计时需要综合考虑的因素也相应增加，且需要特别注意安全参数、延性、材料性能等因素的设计，否则在地震时容易诱发其他未知的不良因素，导致结构设计和工程预算等参数发生改变。
3.2地基选取的问题
目前随着我国城镇化进程的加快，城市人口增多给城市土地面积的利用带来了较大的压力，而在开发商进行高层建筑的开发时，往往会以经济利益为主要的土地选择依据，而往往对地基的抗震性能有所忽略。通常为了确保高层建筑的抗震性能，规定高层建筑应选择在地域宽阔的土地，还要确保地基的强度和密实度，如果将其建在靠近河岸、跨越两种土壤，以及建在断层、山崖、滑坡、地陷等不利地形或异性地形上时，容易降低高层建筑的抗震性能，且在建筑的施工过程中出现不可预见的危险事故。
3.3建筑材料及结构体系的选取问题
目前我国的高层建筑多以钢筋混凝土或钢结构为主要建筑形式，且结构体系通常为框-筒、筒中筒以及框架三种结构体系，以钢筋混凝土结构为例，其具有一定的位移限值，需要在设计时考虑其结构和材料的变形量，而过多的采用钢结构以及钢筋混凝土结果，在减小柱断面的基础上，同样也会降低建筑整体的抗震性能，尤其是对于高层建筑，在超过一定高度之后，由于钢结构的质量较强，无法起到应有的抵抗风振的作用，所以需要采用钢骨混凝土等结构，作为高层以及超高层建筑的主要材料和结构形式。
3.4抗震设计的标准问题
随着建筑设计与施工技术的发展，目前我国对于高层以及超高层建筑的抗震设计标准已经不符合我国的基本国情，更是远低于国际先进水平的标准要求。其中目前我国的抗震设防标准中，中震相当于在规定的设计基准期内超越概率为10%的地震烈度，其抗震防裂的标准较低，阻碍了我国抗震设计的发展。
4高层建筑结构抗震设计的对策
4.1使用隔震以及消能减震的设计
在我国目前的高层建筑抗震设计中，通常采用的是延性结构体系设计方式，就是对结构物的刚度进行适当控制，在地震作用下结构构件可以进行非弹性状态，其较大的延性可以对地震能量进行消耗，从而环节地震带来的危害，使结构物出现裂缝但是不会倒塌。在此技术上，可以推广应用软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等技术措施，对结构物的动力特性进行改善，减少地震能量输入，减轻结构物的地震反应。此外，还可以通过采用高延性构件的方式来提高结构的阻尼以及耗能能力，从而降低地震作用以及楼层的地震剪力。
4.2采用位移的结构抗震方法进行设计
高层建筑在地震作用下会发生相应的变形，所以在设计时采用基于位移的结构抗震方法进行设计，通过地震的层间位移限值、构件变形和结构位移之间的关系进行构件变形的确定，然后通过界面的应变分布大小来确定构件的构造需求。另外在进行高层建筑选址时，通常选择坚固的场地来进行施工，可以有效的控制地震发生时能量的输入，减弱地震所带来的破坏作用。
4.3采用多层地震放线的设计方式
为了确保高层建筑的抗震性能，可以采取多道抗震防线的措施，比如采取多个肢节和壁式框架的框架剪力墙等防震结构，其中剪力墙作为高层建筑的第一道抗震防线，也是主要的抗侧力构件，而且为了确保其具有足够的承受能力，需要设置足够的剪力墙。此外，还应在任一层框架部分按框架和墙协同工作分配的抗震剪力，不应小于结构底部总地震剪力的 20%和框架各层地震剪力最大值的1.5 倍中两者的较小值，以确保在剪力墙开裂之后对地震作用进行重新分配的作用。还可以通过在剪力墙结构中设置连梁等结构来使其具有多道抗震防线的性能。
5结语
地震对高层建筑结构的破坏作用主要体现在地基、结构体系、刚度分布和构件形式等方面，且与其他普通建筑具有明显的不同。而我国目前对高层建筑的抗震设计中仍然存在建筑高度、地基选择、建筑材料和结构体系的选取、以及抗震设计的标准等问题，需要在对高层建筑进行抗震设计时，使用隔震以及消能减震的设计，采用位移的结构抗震方法进行设计，以及采用多层地震放线的设计方式，在地基选择和建筑选材方面进行合理规划，以期达到最佳抗震效果。
参考文献：
[1]陈维东. 高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策[J]. 中国高新技术企业， 2009（5）：173-174.
[2]丰玉荣. 高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策[J]. 城市建设理论研究：电子版， 2012（32）.
[关键词]高层建筑；抗震设计；问题；对策
中图分类号：TU973.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）47-0156-01
1引言
随着我国经济的快速发展和城镇化进程的加快，我国的高层建筑数量在不断增多，且建筑高度也不断提升，在节省土地资源的基础上为人们提供更多的建筑空间。但是高层建筑由于其结构的复杂性和建筑难度具有与普通建筑不同的特点，其在地震等自然灾害中也容易受到更为严重的损害，
2地震作用下高层建筑结构的破坏特点
地震对高层建筑结构的破坏主要体现在地基、结构体系、刚度分布和构件形式等方面，其中地震作用对于高层建筑的地基来说，其对于具有较厚软弱冲积土层场地具有较高的破坏率，而且地基土液化会造成不均匀沉降，导致地基上部结构的损坏或整体倾斜，此外，在不利或危险地段建设的高层建筑容易因地基破坏而出现房屋损坏的问题，且如果高层建筑结构的基本周期与场地自振周期接近时容易出现共振效益，增加地震的破坏程度。
地震对于不同的高层建筑结构体系有着不同的影响，对于填墙框架的结构，地震时容易对其结构平面内柱上端造成剪切破坏，且容易造成外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而出现短柱型剪切破坏，如果地层为敞开式框架间未砌砖墙，也容易导致底层受到严重破坏；对于结构为框架一抗震墙体系的建筑，地震的破坏程度较轻；对于底框结构体系的建筑，刚度柔弱的底层会受到严重的破坏。
在地震作用下，对于矩形平面布置的高层建筑，如果其电梯井等抗侧力构件的布置存在偏心会因为扭转振动问题而使地震的破坏作用加重；而对于三角形或L型等不对称平面的高层建筑，也容易出现上述问题。对于不同的构件形式，框架结构则容易对梁和板造成破坏，对于钢筋混凝土多肢剪力墙的窗下墙则容易出现斜向或交叉裂缝，对于配置螺旋箍筋的混凝土柱来说，如果在地震中出现层间位移角较大的问题时，如果核心混凝土保持完好，則柱具有较大的抵抗能力。
3我国高层建筑抗震设计中存在的问题
3.1建筑高度问题
最佳抗震效果的建筑高度是根据一个国家现有的科研、技术和施工水平而确定的，而且根据防烈度和结构形式的不同最佳抗震高度也会有所差异，在这个规定的高度下并且与土建规范体系相互协调，能够确保高层建筑具有最佳的抗震性能。但是在目前实际的高层建筑建设中，往往会超过了这个高度限制，此时由于建筑高度增加，在对其结构等进行设计时需要综合考虑的因素也相应增加，且需要特别注意安全参数、延性、材料性能等因素的设计，否则在地震时容易诱发其他未知的不良因素，导致结构设计和工程预算等参数发生改变。
3.2地基选取的问题
目前随着我国城镇化进程的加快，城市人口增多给城市土地面积的利用带来了较大的压力，而在开发商进行高层建筑的开发时，往往会以经济利益为主要的土地选择依据，而往往对地基的抗震性能有所忽略。通常为了确保高层建筑的抗震性能，规定高层建筑应选择在地域宽阔的土地，还要确保地基的强度和密实度，如果将其建在靠近河岸、跨越两种土壤，以及建在断层、山崖、滑坡、地陷等不利地形或异性地形上时，容易降低高层建筑的抗震性能，且在建筑的施工过程中出现不可预见的危险事故。
3.3建筑材料及结构体系的选取问题
目前我国的高层建筑多以钢筋混凝土或钢结构为主要建筑形式，且结构体系通常为框-筒、筒中筒以及框架三种结构体系，以钢筋混凝土结构为例，其具有一定的位移限值，需要在设计时考虑其结构和材料的变形量，而过多的采用钢结构以及钢筋混凝土结果，在减小柱断面的基础上，同样也会降低建筑整体的抗震性能，尤其是对于高层建筑，在超过一定高度之后，由于钢结构的质量较强，无法起到应有的抵抗风振的作用，所以需要采用钢骨混凝土等结构，作为高层以及超高层建筑的主要材料和结构形式。
3.4抗震设计的标准问题
随着建筑设计与施工技术的发展，目前我国对于高层以及超高层建筑的抗震设计标准已经不符合我国的基本国情，更是远低于国际先进水平的标准要求。其中目前我国的抗震设防标准中，中震相当于在规定的设计基准期内超越概率为10%的地震烈度，其抗震防裂的标准较低，阻碍了我国抗震设计的发展。
4高层建筑结构抗震设计的对策
4.1使用隔震以及消能减震的设计
在我国目前的高层建筑抗震设计中，通常采用的是延性结构体系设计方式，就是对结构物的刚度进行适当控制，在地震作用下结构构件可以进行非弹性状态，其较大的延性可以对地震能量进行消耗，从而环节地震带来的危害，使结构物出现裂缝但是不会倒塌。在此技术上，可以推广应用软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等技术措施，对结构物的动力特性进行改善，减少地震能量输入，减轻结构物的地震反应。此外，还可以通过采用高延性构件的方式来提高结构的阻尼以及耗能能力，从而降低地震作用以及楼层的地震剪力。
4.2采用位移的结构抗震方法进行设计
高层建筑在地震作用下会发生相应的变形，所以在设计时采用基于位移的结构抗震方法进行设计，通过地震的层间位移限值、构件变形和结构位移之间的关系进行构件变形的确定，然后通过界面的应变分布大小来确定构件的构造需求。另外在进行高层建筑选址时，通常选择坚固的场地来进行施工，可以有效的控制地震发生时能量的输入，减弱地震所带来的破坏作用。
4.3采用多层地震放线的设计方式
为了确保高层建筑的抗震性能，可以采取多道抗震防线的措施，比如采取多个肢节和壁式框架的框架剪力墙等防震结构，其中剪力墙作为高层建筑的第一道抗震防线，也是主要的抗侧力构件，而且为了确保其具有足够的承受能力，需要设置足够的剪力墙。此外，还应在任一层框架部分按框架和墙协同工作分配的抗震剪力，不应小于结构底部总地震剪力的 20%和框架各层地震剪力最大值的1.5 倍中两者的较小值，以确保在剪力墙开裂之后对地震作用进行重新分配的作用。还可以通过在剪力墙结构中设置连梁等结构来使其具有多道抗震防线的性能。
5结语
地震对高层建筑结构的破坏作用主要体现在地基、结构体系、刚度分布和构件形式等方面，且与其他普通建筑具有明显的不同。而我国目前对高层建筑的抗震设计中仍然存在建筑高度、地基选择、建筑材料和结构体系的选取、以及抗震设计的标准等问题，需要在对高层建筑进行抗震设计时，使用隔震以及消能减震的设计，采用位移的结构抗震方法进行设计，以及采用多层地震放线的设计方式，在地基选择和建筑选材方面进行合理规划，以期达到最佳抗震效果。
参考文献：
[1]陈维东. 高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策[J]. 中国高新技术企业， 2009（5）：173-174.
[2]丰玉荣. 高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策[J]. 城市建设理论研究：电子版， 2012（32）.