高層建筑結構抗震分析與優化設計

王強

【摘 要】 社會在不斷進步，很多建筑擁有很大的投資，高層建筑需要很長的建設周期。人們也把關注點放在了高層建筑上。由此，本文對高層建筑結構概念設計進行了重點分析，也對高層建筑抗震設計的具體策略進行了重點闡述，希望能夠使高層建筑的結構更加優化，并與工程實際需求相吻合。

【關鍵詞】 高層建筑；抗震設計；優化設計

[Abstract] social in constant progress， a lot of buildings have a lot of investment， high-rise building requires a long construction cycle. People also put focus on the high-rise building. Thus， in this paper， the concept of high-rise building structure design are analyzed in focus， and the aseismic design of high-rise building focuses on concrete policies， hope to be able to make more to optimize the structure of the high-rise building， and in conformity with the practical engineering requirements.

[Keywords] high-rise buildings； Seismic design； The optimization design

1 高層住宅建筑結構抗震設計的重要性

在開展建筑設計的過程中，人們往往會把關注點放在高層建筑設計上，主要是因為其會對人們的安全和財產很大的影響。高層建筑擁有比較高的位置，在出現地震的情況下，往往會嚴重受到地震作用的影響，建筑物會出現晃動的問題。如果一旦倒塌，則會對人們的人身和財產安全造成很大影響。因此，在進行高層建筑設計的過程中應該把關注點放在抗震設計上。在對其進行設計的過程中，要不能忽視抗震能力的設計工作。設計人員在開展工作的過程中應該保證建筑結構的平整性，還應使得建筑物簡單和規整。比如，在建筑物中不應該出現凸起和凹陷等現象。同時，針對那些立方體型的建筑面，也應該保證其規整和簡單。這些內容在我國的高層建筑設計規范中都做出了比較明確的規定。

但是，在現階段很多設計人員在開展設計工作的過程中，忽視了那些規整的高層建筑。這樣對于高層建筑的抗震非常不利。由此，設計人員在開展設計的過程中，應該對外形進行重點設計，保證建筑的體型合理結構安全，同時還應該積極借鑒國外的建筑經驗。在這樣才能保證我國的建筑行業更好的發展，并推動城市的發展和進步。

2 高層建筑結構抗震設計的原則

在高層建筑設計的過程中，為了保證其能夠在出現自然災害的情況下，呈現出比較小的損害，則應該對其實際工程開展的地點和狀況進行詳細分析。這樣才會使得高層建筑擁有較強的抗震能力。所以在實際進行抗震設計的時候，要從結構出發，能夠制定出完善的抗震管理措施，這樣才能在出現地震的時候不會在很大程度上影響著建筑結構，就算在出現比較大的地震情況，也能夠使得建筑物不會出現很大的形狀變化[1]。樓層較高的情況下，應該合理的融入一些彈塑性內容。我們也都知道，六級以上的地震往往會攜帶著一些余震，建筑物剛度小就會在第一次地震時出現損壞，伴隨余震的破壞逐步增大，最終不能承載地震的破壞。由此，建筑不僅應該從變形的需要出發，還應該對減震作用進行分析，防止建筑出現損害現象。

3 高層建筑結構中抗震設計存在的不足

高層建筑設計人員在實際進行設計的過程中，往往會關注抗震因素，但是其中也會出現一定的問題。比如，抗震在工作中需要一定的規范性，往往很多設計人員會忽視這個內容。還有一些設計人員在高層建筑設計的過程中設定的抗震目標不夠明確[2]。下面重點對這兩個問題進行詳細闡述：

第一，抗震規范問題。在實際開展高層建筑抗震結構設計的過程中，應該積極結合當地的實際地質情況。比如，要對抗震設計中運用的材料進行等級上的劃分。通過不同強度特點的地震來分析材料的延續性。通常情況下，往往需要運用比較小地震的最高強度來明確其所需要延性的相關要求。總的來說，較低的延性材料要合理的運用在烈度低的地域。同時，那些延性比較高的材料就應該合理運用在烈度高的地方。但是，從當前的我國發展現狀來看，在對地震的作用進行劃分的過程中，并沒有呈現出較細致的內容。往往是將不同地區的地震歸納為同一個數據進行分析。這樣地震數據則失去了針對性和代表性。與此同時，也會使得不同地震作用展現出一定的延性差異。在出現較大地震的情況下，不能更好的滿足抗震需求，使地震造成的損失很大。

第二，在進行抗震目標設定的過程中并不明確。我國遵循的抗震目標歸納起來就是“在大震中不倒，中震可以修補，小震不壞”。這樣的情況下，就為抗震建筑的效果進行了重點規范。但是，這樣的目標并不能迎合我國當前高層建筑的發展態勢，主要是源于其比較模糊和不科學。這樣的防設目標不是對所有建筑都適合，其涉及的范圍比較小，嚴重影響了國際上的地震控制標準[3]。由此，在面對不同的地震等級，應該對其級別進行詳細和重點劃分。其中一類是在出現地震之后可能會形成次生災害的那些建筑。另一類就是在出現地震之后，影響其運用效果并需要進行重點修復的建筑。

4 高層建筑結構抗震優化設計方案

4.1 對地理位置進行合理選擇

通常情況下，不同的地理位置往往在發生地震時展現出不同的破壞程度。因此，在開展高層建筑設計工作的過程中，應該把關注點放在那些地震發生較強的地區。由此，在進行建筑設計的之前，應該對地質情況進行重點分析，通過定期勘測的形式，明確地質特點。同時，在對地基勘測完畢之后，要以建設場地的具體情況對照標準進行分類以及等級上的劃分。

4.2 重點對建筑結構進行完善

在高層建筑抗震設計的過程中，比較重要的一個原則是對稱性，要對建筑結構中涉及的構造和承載能力進行全方位的分析和考量。這樣，就會從整體上對結構的抗震能力進行詳細分析。在發生地震的時候，高層建筑所展現出的抗震能力主要會受到其動力的影響，同時，建筑的剛度、承載能力存在很大的聯系。高層建筑的結構往往是通過橫向和縱向的結構進行組成的，承重結構是否穩定則對建筑抗震能力形成了很大的影響。想要對高層建筑的抗震能力進行重點提升，就應該從承重構件的延續性角度出發，采用延續性強的構件設計理念。設計中可以適當地增加構造柱，通過對鋼筋構造的形式來提升高層建筑結構自身的強度和穩定性。另外，針對建筑物散落的現象，還可以運用對鋼筋混凝土梁圈的配置進行完善。這樣就會使得建筑物呈現出很強的抗震性。當出現比較大的地震情況，就可以通過對結構的延性增加來防止建筑出現變形的現象。所以，建筑的延性成為了抗震能力影響的重要內容之一。延性作用設計理念可以讓結構在地震作用下保持一定的伸展，這樣就應該通過輔助的形式，讓塑性變形集中在良好的構件上。運用合理的塑性構件配合主體結構可以提升構件的抗剪能力。最終能夠在地震的作用下，防止剪切上的破壞。

5 結論

綜上所述，在城市化進程發展的背景下，人們對生活水平提出了相當高的要求。同時，人們對建筑也提出了比較高的要求。高層建筑設計成為了人們關注的重點。在高層建筑數量逐漸增加的背景下，地震對于建筑產生了很大的影響。由此，應該對高層建筑結構抗震設計進行優化和升級。從材料選擇和建筑結構等多個層面出發，提升高層建筑的抗震性能，為我國的建筑事業提供保障。

參考文獻：

[1] 孫桂新.基于性能的高層建筑結構抗震的優化設計[J].住宅 與房地產，2018（08）：99.

[2] 劉文龍.高層建筑結構抗震的優化設計分析[J].中國新技術 新產品，2016（23）106.