抗震设计在高层建筑结构设计中的应用

[摘 要]随着社会市场经济和科学技术的发展和完善，极大的促进了我国建筑行业的繁荣，城市中高层建筑的数量逐渐的增多，然而其结构的稳定性和安全性受到了人们的广泛关注。因此为了提高高层建筑结构的稳定性，设计人员在设计建筑结构的过程中广泛的应用抗震设计，获得了较好的效果，不仅保证了高层建筑结构稳定性，还维护了居民的生命财产安全。现本文就抗震设计在高层建筑结构设计中的应用进行探究，仅供交流借鉴。 

[关键词]高层建筑 结构设计 抗震设计 原则 内容 

随着社会经济发展对生态环境和资源的破坏，自然灾害的发生频率比较大，对人类自身和建筑的稳定性造成严重的影响。所以为了保证建筑结构的稳定性，保证居民的生命财产安全，设计人员在进行高层建筑结构设计的过程中会广泛应用抗震设计，对提升高层建筑结构的稳定性起到较好的作用，促使高层建筑结构抵御自然灾害的能力，有利于高层建筑居民生命财产安全的保，对我国建筑行业的进一步发展具有较大的促进作用。 

一、抗震概念设计 

在抗震设计中，概念设计的应用已经成为设计者关注的设计理念，尤其是在现在的高层建筑物中。高层建筑结构设计过程中的抗震概念设计是指在进行建筑物结构抗震设计时，根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，从概念上，特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策，即正确地解决建筑物抗震方面的总体方案、材料使用和结构内部构造，从而达到合理的抗震效果。 

二、抗震概念设计的一般原则 

1、简单性结构的简单性是指结构在地震的作用下具有直接、明确的传力的途径。在建筑抗震设计规范中做出强制性条文要求，“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径。”只有结构简单，才能对结构的计算模型、内力和位移进行分析，避免薄弱部位的出现，因此对结构的抗震性的估计也相对可靠。 

2、规则性与均匀性建筑以及抗侧力结构在平面的布置上应该规则和对称，并应该具备良好的整体性；建筑物的立面与竖向的剖面布置应规则，结构侧向刚度的变化应均匀，竖向抗侧力结构的材料强度及截面大小应自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的承载力以及侧向刚度的突变。平面布置的均匀规则，使建筑分布质量产生的地震惯性力以比较短且直接的途径进行传递，并使结构刚度分布与质量分布相互协调，限制刚度和质量之间的偏心。沿着建筑物的竖向，建筑造型与结构布置相对均匀，避免了承载力、刚度以及传力途径的突变，以限制其结构在竖向的某一楼层或者少数几个楼层之间敏感薄弱部位的出现。 

3、整体性楼盖对于高层建筑结构的整体性起到重要作用，它相当于水平隔板，不仅聚集、传递惯性力到各竖向抗侧力的子结构，而且要求这些子结构能够承受地震作用，特别是当竖向抗侧力子结构的布置复杂或者不均匀或者抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时，整个建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构的协同工作。 

三 、高层建筑物结构设计中抗震概念设计的主要内容 

1、建平面和立面的布局 

建筑平面和立面设计的规整性在建筑结构设计中是最基础的设计内容，也是非常关键的设计内容。建筑平面和立面在进行抗震设计时，一定要保证其规则性以及简洁性的，要让其刚度中心与的结构质量中心相互重合。有些建筑结构平面设计的不够规范，其房屋质量中心很难和刚度中心重合上的，要是有地震发生，其结构会受到影响而有扭转现象发生，这会让地震对建筑结构的破坏强度有所增加。所以在设计建筑立面的时候，尽量不要有那种突然变化的阶梯型立面，让房屋重心尽可能地降低，而且其立面结构的凸出高度最好不要高于建筑太多，这样能降低地震发生时对建筑结构产生的鞭梢效应。如果建筑高度越高的话，它就会受到更多的地震破坏，所以在进行建筑抗震设计的时候，多层砌体房屋总层数最好不要超过规定的限值，而且总高度最好也在规定限值内。建筑平面和立面在设计的时候，一定会有不规则设计方案出现，这时候要尽可能选取合适的位置对防震缝进行设置，把不规则和体型比较复杂的建筑平面拆分成多个小的独立单元进行设计。在这其中还要将建筑造型以及建筑的功能等因素都考虑在其中，以保证建筑平面的布置足够简洁，立面外观造型设计足够规整，让建筑整体结构都有较好的视觉效果，这样也能让建筑结构抗震性能有所提高。 

2、合理地进行结构的选型和布置 

在结构的选型方面应根据建筑的重要性、房屋高度、设防烈度、场地、基础、材料、地基与施工等因素，经济技术和经济条件比较后综合确定。结构的布置应遵循平面布置力求对称，竖向布置力求均匀的原则。在纯框架结构的高层建筑物中应尽可能避免将框架柱与楼梯的踏步斜梁和平台梁直接相连，这样会使框架柱变成短柱，地震时易发生剪切破坏。 

3、确保结构的整体性 

为了有效的保证建筑结构的安全性，建筑结构的稳定性需要有保证，只有这样，在发生自然灾害的时候，建筑结构中的各个部件的作用才能发挥较大的作用，不同的结构部件之间也能够协同工作，在发生地震灾害时，高层建筑结构的整体性作用才能够得到有效的发挥，这样一来，高层建筑结构的抗震能力才能得到充分的发挥。建筑结构的空间稳定性和结构整天的刚度对建筑结构的抗震能力具有密切的联系。型钢混凝土结构是一种良好的抗震结构，但是需要具有一个前提，就是型钢混凝土的施工质量要有保证；而现浇钢筋混凝土结构也经常被用于抗震结构，因为其的刚度和整体性比较好，是比较理想的抗震结构，使用这种结构不但可以消除散落的滑移的问题，增强楼板的刚度，增加结构的整体性，而且由于砌体结构以剪切变形为主，层间的变形可以控制，所以对平面墙体的要求就可以适当放宽。 

4、非结构部件的处理 

在地震的作用下，建筑物中的内隔墙、框架填充墙、楼梯踏步板、建筑物外围墙板等结构也会不同程度地参与工作，可能改变某些构件的承载力、刚度与传力路线或者整个结构，产生意外的抗震效果，或者造成预料外的局部震害。妥善的处理这些非结构部件，可减轻地震灾害，提高建筑物的抗震可靠度。 

四、结语 

综上所述，随着社会市场经济体制的逐渐完善，城市中的高层建筑逐渐增多，但是其的稳定性和安全性受到了人们的广泛关注。因此在高层建筑的设计阶段，需要加强对高层建筑结构稳定性设计进行高度重视，可以广泛的应用抗震设计技术，能够极大的提高建筑结构的稳定性和可靠性，从而保证高层建筑具有较强地域自然灾害的能力，不仅能够维护高层建筑居民的生命财产安全，同时还能够促进我国建筑行业的蓬勃发展。 

参考文献 

[1] 徐萍，叶明峰.抗震概念设计在建筑结构设计中的应用[J].工程技术，2011. 

[2] 韩恒梅，王丽静.高层建筑的抗震概念设计[J]，煤炭工程，2008. 

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[5] 陈琳琳.高层建筑结构设计中抗震概念设计的应用[J].江西建材.2014（09）