高層建筑結構抗震設計要點

◎趙旭

高層建筑結構抗震設計要點

◎趙旭

高層建筑結構抗震設計要以建筑結構的整體為出發點，從結構的剛度、強度、延度和軸壓比方面加強結構的概念設計。隨著我國高層建筑的快速發展，我國出現越來越多的高層建筑，而在地震頻發的現在，高層建筑結構抗震設計成為高層建筑設計的重點，我國高層建筑結構抗震設計相關理論與實踐研究也在不斷發展，目前已有很多能夠抗強度地震的高層建筑拔地而起，使我國高層建筑抗震能力不斷提升的同時提高高層建筑的安全性。高層建筑結構抗震設計，與高層建筑的整體設計類型、結構形式與結構的抗震性能有很大關系，合理的結構設計結合抗震設計能夠有效的提高高層建筑的抗震效果。本文通過對高層建筑結構抗震設計要點進行分析，淺談提高高層建筑結構抗爭能力的措施。

隨著高層建筑架構抗震設計相關的理論與實踐研究的不斷發展，結構設計思路也發生了很大的變化，推動著高層建筑結構抗震設計方法不斷進步。在實際抗震設計中，要對高層建筑的地質環境有全面且詳細的勘探結果，根據地質地殼的運動規律，對可能發生的地震等級預測，設計合理的抗震結構，選擇能夠減少地震作用的建筑結構材料，增強高層建筑抗震能力，減少地震對高層建筑安全性的影響，滿足高層建筑抗震能力的要求，保障人民生命與財產安全，所以，高層建筑結構的抗震設計，就成為了每一位抗震結構設計師首要面對并解決的問題。

高層建筑結構抗震設計要點

我國的建筑行業的抗震等級分為四個等級，以一般、較嚴重、嚴重以及很嚴重表示。當遭受多遇地震時，城市一般功能正常；當遭受相當于抗震設防烈度的地震時，城市一般功能及生命線系統基本正常，重要工礦企業能正常或者很快恢復生產；當遭受罕遇地震時，城市功能不癱瘓，要害系統和生命線工程不遭受嚴重破壞，不發生嚴重的次生災害，是我國高層建筑抗震設計要求。根據要求，在高層建筑結構抗震設計中，要注意建筑結構的平面結構設計，平面布置對結構抗震設計很重要，平面布置簡單、對稱有規則、質量與剛度分布較均勻且傳力結構明確的結構建筑夠有效提高高層建筑抗震等級；采用有多道防線的結構體系，能夠在震中基礎防線破壞后，后面的防線仍能夠減少地震對高層建筑的沖擊力，防止高層建筑坍塌，為人民提供充足的逃生時間，保障人民生命財產安全；高層建筑中有明顯薄弱層的結構，應采用相應的抗震結構來提高其抗震能力，切不可忽視，將薄弱層控制到位，使其具有足夠的變形張力，是提高高層建筑結構抗震能力的重要手段。（李晶晶，顏秉星.高層建筑抗震結構設計探討[J].智能城市，2017，01(01):106.）

提高高層建筑結構抗震能力措施

設計合理的結構體系。高層建筑的結構體系應符合建筑抗震功能的要求，要經濟合理，施工方便，設計合理的高層建筑結構布置，地基、層高、受力情況等，應全面考慮高層建筑各項能夠影響其抗震等級的因素，最重要的是位移控制的設計，在抗震設計中，除了結構總體剛度以及平面體型變化設計合理外，要盡量減少結構位移，還應設計能夠具有多道抗震防線的結構體系，避免因部分結構損壞而影響整個體系的抗震功能，要考慮建筑址地質情況對建筑本身的影響、地震的不確定性以及地殼運動規律，設計合理的高層建筑結構體系，保證高層建筑的抗震等級達到國家標準規定。

理性認識高層建筑的受力特性。嚴格進行建筑地址地質勘查，根據地質巖層穩定性考慮高層建筑受力情況。高層建筑的本質是豎向懸臂結構，垂直載荷中架構的軸向力與高層建筑的高度成正比，而水平載荷導致結構彎矩的出現，從建筑的受力角度來說，垂直載荷基本不會有變化，而水平載荷可能隨著建筑高度的增加而增加，水平載荷的影響遠大于垂直載荷對建筑受力的影響，那么，在高層建筑結構抗震設計中，應控制結構變形在建筑受力范圍內，保障高層建筑的受力達到抗震等級的要求。（董麗萍.高層建筑結構抗震設計要點解析[J].山西建筑，2015，02(06):52-53.）

保證結構延伸能力。在考慮建筑的受力特性、設計合理的建筑結構體系后，就要根據抗震設計中抗震措施的選用來保證高層建筑結構所需的延伸能力，利用市面上已有抗震建筑結構達到抗震的目的，通過增強柱相對于梁的抗彎能力，增大柱與梁、節點的組合剪力值，使高層建筑結構具有相對穩定的塑性耗能機構，以及在大震情況下高層建筑的構建不會發生剪切破壞，從而保障高層建筑結構抗震效果達到國家規定要求。

高層建筑剛度控制。建筑剛度的大小，主要通過結構計算表中周期性反應對建筑結構產生位移變化影響，在進行高層建筑結構抗震設計時，建筑的剛度設計應參考計算表參數等來進行抗震設計，通過調整混凝土強度等來進行高層建筑剛度的控制，利用隔震消震措施進行結構抗震設計，使高層建筑在震中能夠處于延性塑性環境，以減少地震對高層建筑的破壞，從而提高高層建筑結構抗震能力，保障高層建筑結構抗震設計滿足其自身抗震要求。（徐娟.高層建筑結構抗震設計要點分析[J].江西建材，2012，08(04):36-37.）

綜合考慮。為保障高層建筑結構抗震設計經濟合理、方案可行，在建筑施工前應綜合考慮各種因素對建筑抗震能力的影響，對高層建筑所能達到的抗震等級作出合理判斷，對高層建筑施工過程中可能出現的影響抗震效果的情況也要全面考慮，制定合理的應對方案，設計最佳抗震方案，保障高層建筑結構抗震等級能夠達到抗震設計值，從而保證高層建筑在小震中不發生變形，中震基本不變形，大震中建筑功能受影響程度最小，保障人民生命安全。

總而言之，隨著科學技術不斷發展，我國高層建筑結構抗震設計也會逐步向更科學更合理方向發展。在地震頻發的現在，各建筑單位在進行高層建筑結構抗震設計時，應嚴格遵照國家相關規定進行，對建筑地址進行充分的地質勘探，根據地質結構，預測未來可能發生地震的情況，結合高層建筑自身結構特點，在平面結構、建筑剛度、建筑本身受力情況等，設計合理的建筑結構體系，在施工過程中也應嚴格監控，保證建筑質量，從而保證建筑抗震能力達到國家規定標準等級，減少高層建筑遭遇地震時對國家的經濟損失與人民生命財產損失。

（作者單位：吉林建筑大學）