淺析如何做好高層建筑結構抗震設計

摘 要：隨著近年來我國經濟的迅猛發展，建筑行業的發展也隨著科技經濟的進步有了顯著的提高。在我國近些年建造的建筑中，高層建筑已經成為了建筑行業的新寵，在選擇性上也比傳統多層建筑更受人們的歡迎與青睞。由于近些年包括地震在內的自然災害頻發，使人們的生命財產與生活工作都受到了巨大影響，所以，如何做好高層建筑結構的抗震設計已經成為業內人士最為注重的問題之一。由于高層建筑結構抗震的重要性，文章對如何做好高層建筑結構抗震設計進行多方面的淺要論述。

關鍵詞：高層建筑；結構；抗震

1 建筑結構抗震等級的劃分

地震的等級是要按照地震的強弱程度來進行劃定的。在中國，地震等級的劃定有6個大類：三級是小地震，三級到四點五級是有感地震，四點五到六級是中強地震，六級到七級是強烈地震，七級到八級則是大地震。在中國抗震等級是八度的建筑占絕大多數，能夠抵御六級地震。設計單位依照有關規章制度，根據建筑物的類別劃分和設防標準，根據房屋的高度、結構設計等等方面，采用不一的抗震等級。比如，在鋼筋混凝土建筑結構中，抗震等級有四個級別，分別為一般、較為嚴重、嚴重及很嚴重。

在進行高層建筑結構抗震設計時，混凝土結構應該按照建筑的高度。結構及設防的烈度選用不同的抗震等級，而且應當滿足相關的計算及措施條件。

2 對建筑物抗震效果產生影響的因素

要想做好高層建筑結構抗震設計，首先要清楚對建筑物抗震效果產生影響的主要因素有哪些。通過以下幾個方面對影響抗震效果的因素進行淺析。

2.1 建筑物的結構設計

在影響建筑物抗震效果的因素中，建筑物自身的結構設計是其中一個非常重要的影響因素。高層建筑要滿足設計之初對抗震程度的預想，無論是點式住宅或者版式住宅，都必須開展科學合理的結構設計，確保抗震策略科學化，可以做到不受小地震損壞，遭遇大地震不倒塌，以此很好提升高層建筑的抗震性。

如果建筑物對平面的設計過于繁瑣，質心與剛心不統一，就會增加地震的影響力，造成更為嚴重的后果。因此，建筑物的結構平面設計應當最大程度上確保質心與剛心可以重合，來確保建筑物的抗震能力不受影響。

2.2 建筑結構使用材料及施工工序

建筑結構的使用材料對抗震效果有著非常大的影響，但這一方面在過去通常被人們忽略了，工作人員必須清楚認識到：在絕大多數情況下，建筑物在遭受地震情況下的損毀程度與建筑的質量好壞是成正比的。如果在同樣的時間、同樣的地點遭受同樣等級地震，建筑物使用的建筑材料質量越好，該建筑物遭受地震的作用力也隨之較小；相反的，如果建筑物使用的材料質量一般，甚至不合格，建筑物遭受地震的作用力必然是很大的。在建筑物的實際施工建造中，往往建議多采用隔斷、維護墻等構件，將質輕的如空心磚、加氣混凝土板等建筑材料普及應用，這對做好高層建筑的抗震能力起著極其重要的幫助作用。

建筑結構施工程序與施工所使用的原材料質量優劣都對建筑工程的質量起著決定性的作用，在施工階段中，每一道工序都可能對抗震效果造成影響。因此，在高層建筑的施工環節，要嚴于監督和管理，規范操作，在建筑結構的質量方面來確保建筑物良好的抗震能力。

2.3 建筑物所在地的自然環境

在高層建筑中，人為決定因素占很大一部分，也有一部分原因是受自然環境的影響。地震發生時導致建筑的受到損壞原因非常多，例如巖石斷層、山體崩塌等致使地表發生運動，致使建筑在地震作用力下遭到不同程度的損毀，或者引發其他自然災害導致建筑物不幸受到波及。在這些種不可避免的自然災害對建筑物損毀的原因中，其中一部分是人們能夠通過采取相應措施及對策提前設防。在敲定建筑施工工地地理位置前期，必須進行對此次施工現場位置細致的勘測與調查，嚴謹的對地質條件及地形環境進行分析，盡量選擇對建筑物抗震有益處的地理位置，避免選擇不利于抗震的地段。

3 高層建筑抗震設計的方法

在進行高層建筑結構抗震設計時，要從兩個方面進行思考，盡可能減小地震作用力的輸入和增強抵抗地震的能力，來進行高層建筑抗震的設計施工。并在以下幾個方面進行淺要的闡述：

3.1 地震來臨時的能量輸入控制

目前主要采用基于位移的結構抗震方式，做好定量分析，使得地震發生的過程中產生的外力變形能夠滿足結構的彈性要求。所有構件的承載值達標的前提下，掌控結構在地震作用下的層間位移極限值對于結構設計抗震有很重要的意義。利用構件的變形與建筑結構的位移之間的關系，能夠計算出建筑構件的變形大小。對于高層建筑，應該盡量在強度比較大的建筑場地進行施工，這樣地震發生時的能量輸入就能夠得到有效的控制，有效的減少破壞性。

3.2 發展高延性設計

近年來諸多高層在抗震設計不約而同的采用了高延性結構，控制建筑結構的剛度，能夠有效地增大延性，讓地震發生時的結構進入具有高延性的塑性狀態，消耗地震作用產生的能量。達到高層建筑在地震作用中不易發生倒塌的目的，就應該在承載能力較小的情況下，使其具有較高的延性，吸收較多的地震能量，經受住結構的變形。

3.3 對材料的選擇加以重視

在高層建筑的抗震能力決定因素當中，材料的選擇也占有主要地位。在選擇之前，要對建筑材料的參數進行抗震性能的分析，從整體山了解參數變異性，不能單一的考慮建筑材料的承載力，還要從抗震的角度出發，滿足建筑結構在延性方面的需求。在滿足施工各方面選擇的基礎上，還要考慮經濟適用問題，綜合考量，決定最終的材料選擇方案。

3.4 抗震防線設置

高層建筑結構的設計過程中，根據需要可以設置多道抗震防線。第一道防線遭到破壞之后，可以啟動后備防線，對地震能量進行進一步的阻隔，避免整個抗震系統的瞬間崩盤。高層建筑結構進行抵抗地震設計過程中，采用具有多個肢節和壁式框架的框架剪力墻結構等方式能夠有效的增加抗震防線。剪力墻結構當中，還可以通過合理的設置連梁增加抗震防線。

4 對高層建筑結構抗震設計的展望

在今后的許多年里，高層建筑仍然會是我國建筑行業的主要工作方向，我國也依然會位居高層建筑國家數量的榜首，因此也將會給高層建筑抗震設防帶來諸多新的難題。在21世紀以后的若干年內，高層建筑結構抗震可能會有如下一些變化：

高層建筑的抗震結構體系會由原本的硬性為主要方向向柔性為主要方向的結構改變，用“以柔克剛”的辦法對建筑結構構件的隔絕震源、減少地震能量輸入及一定程度上減弱地震損壞行進行調整，從而實現抗震的目的。

高層建筑建造所使用的原材料對建筑物抗震效果產生的影響會逐漸從人們的意識中提高上去。隨著建筑使用的材料的抗震性能的提高，高層建筑的抗震性能也會隨之提高。新興材料的開發也會很大程度上催促高層建筑結構抗震設計的發展腳步。采用層層修改、優化后的抗震方法設計來充分滿足高層建筑的抗震需要。

5 結束語

高層建筑結構的抗震設計是需要根據現實的需求的變化而變化的，我們需要從實踐中吸取經驗，提前對所建高層建筑的地理位置，地質條件，自然環境等因素進行細致嚴謹的勘測調查，對所得結果研究分析，根據工程自身特點選用科學化、合理化的抗震結構，并選取優質的材料進行施工，減少地震作用力的輸入，增加地震的抵抗能力，進而實現高層建筑抗震的目的。

參考文獻

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