杭州二建建设有限公司 浙江杭州 310000
摘要：针对高层建筑，在简述其设计要点和抗震理论的基础上，对其抗震设计进行深入分析，内容包括抗震措施、抗震设计理念和方法等，旨在为实际的抗震设计工作提供参考借鉴，保证最终的设计成果质量和效果。
关键词：高层建筑；抗震设计
如今，高层建筑数量越来越多，而且为满足功能要求，高层建筑结构越来越复杂，这就对抗震设计提出了更高要求，只有不断提高抗震设计水平，才能有效保证建筑结构的抗震安全。
1高层建筑设计要点
从建筑专业角度讲，高层建筑设计中需要注意以下要点：（1）在总平面布局方面应适当增大防火间隔距离，并妥善处理日照干扰影响，为人员疏散及车辆停放设置通道与场地；（2）在满足建筑使用功能前提下，对多层重复平面实际布局进行标准化和统一化处理，满足建筑竖向设计各项技术要求；（3）对建筑的竖向交通中心进行合理布置，确定楼梯与电梯等的布置方式及数量，在保证使用效率的基础上提高防火和抗震安全性；（4）在装修、构造等中使用的材料和具体做法都要满足由地震、风力与温度等发生变化产生的变形要求；（5）从建筑艺术角度讲，充分考虑高层建筑在整个城市当中的形状，在保证功能的前提下，创造良好的造型效果。
2高层建筑抗震理论
抗震规范是国家针对建筑抗震提出的权威性资料，能为实际的抗震设计工作提供参考指导，它不仅能反映出国家经济和建筑技术水平，还代表了国家对建筑抗震研究得出的成果。虽然抗震规范在科学理论引导下向保证技术经济科学性与合理性方向快速发展，但必须有可靠且全面的工程基础，将保证安全放在第一位，不能有任何冒险与不实。基于此，抗震规范给出了很多强制性条文，这些条文都必须在实际的抗震设计过程中严格遵守[1]。
抗震设计理论主要包括以下几种：
（1）拟静力理论：起源于上世纪四十年代，在对地震作用下结构受到的影响进行分析估计的基础上，将结构假设成刚性，地震作用主要作用于质量中心，此时的地震力等于结构自重和地震系数的乘积。
（2）反应谱理论：起源于上世纪六十年代，根据观测记录与对地震作用下地面运动特性进行的分析和了解得出相关成果结论。
（3）动力理论：起源于上世纪七十到八十年代，以计算机与试验技术为基础，伴随地震观测水平不断提高，受损结构对应的反应记录明显增加。动力理论还能称作时程分析理论，将地震看作是时间过程，对有代表性的时程进行输入，将复杂的建筑简化成一个多自由度的体系，然后通过计算确定不同时刻建筑所受地震反应，为抗震设计提供可靠的参考依据。
3高层建筑抗震设计
3.1抗震措施
对高层建筑实施抗震设计时，不仅要充分考虑概念设计及抗震验算，还要重视建筑高度及结构延性等方面的问题，这也是国内外相关规范一直高度重视的问题。就目前来看，抗震设计过程中，需要从三个方面入手，即概念设计、结构抗震验算和构造措施，对抗震和消震进行充分结合，并建立地震力和结构延性基本要求之间的相互影响对应的指标与方法，并通过对结构措施的合理应用，实现减震的目标，也就是减小结构所受地震作用，使建筑结构在受到地震作用后依然能表现出良好性能，这也是现阶段抗震规范主要发展方向。
3.2抗震设计理念
我国的抗震规范针对抗震设防制定了以下要求：三个水准和两个阶段。其中，三个水准是指小震不坏、中震可修与大震不倒。在遇到第一设防烈度的地震后，建筑结构处在弹性变形状态，依然能正常使用。
对此，建筑结构要在多遇地震影响下对承载力进行计算，以确定极限状态，结构弹性变形应控制规定限值之内。在遇到第二设防烈度的地震后，建筑结构处在非弹性变形状态，此时可能产生破坏，但只要通过适当的维修依然能够正常使用。对此，结构要有良好延性能力，不能发生无法修复的破坏。在遇到第三设防烈的地震后，也就是在建筑所在地区比较罕见的地震，虽然会使建筑结构出现比较严重的破坏，但实际产生的非弹性变形距离整个结构发生倒塌还有一定的距离，避免结构发生倒塌，保证建筑中人员的自身安全，为疏散和救援提供足够的时间。基于此，建筑要有良好变形能力，它的弹塑性变形应控制在相应的限值之内[2]。对于以上三个水准对应的地震作用，若按照重现期进行区分，则可以分成以下几种：其一，多遇地震，其50年的超越概率为63.2%，对应50年的重现期；其二，设防烈度地震，其50年的超越概率为10%，对应475年的重现期；其三，罕遇地震，其50年的超越概率为2%-3%，对应1641-2475年的重现期。针对以上三个水准要求，需通过两个阶段的设计达到，它的具体方法和步骤为：在第一阶段中，采用第一水准烈度对应各项地震动参数，对结构在弹性条件下地震作用效应进行计算，并和风力与重力进行荷载组合，采用调整系数，对构件实施截面设计，以此达到第一个水准提出的强度要求；根据地震动参数对结构层间位移进行计算，防止超出限值；利用合理可行的构造措施，使结构保持良好延性、抗变形能力及塑性耗能，以此达到第二个水准提出的要求；在第二阶段中，根据第三水准对应的各个地震动参数对结构弹塑性层间位移进行计算，防止超出限值，同时利用合理可行的构造措施，达到第三水准条件下结构不发生倒塌的基本要求。
3.3抗震设计方法
现行抗震规范针对高层建筑结构提出了以下抗震计算方面的要求和规定：高度在40m以内，主要发生剪切变形，而且质量与刚度都沿着高度方向均匀分布的结构，以及和单质点体系比较相似的结构，建议通过底部剪力法进行简化计算。除以上结构外的其它结构，建议通过振型分解反应谱来设计和计算。对于不规则的结构和超限高层建筑，建议通过时程分析针对多遇地震实施补充计算，对不同的时程计算结果求取平均值，将其作为抗震设计中的参考。
3.4结构材料选取
在结构设计基础上，还要做好对结构材料的选择，所选材料的性能和质量都会整体结果抗震水平造成影响。在高层建筑中，抗震设计本质在于整体把握并协调不同构件延性，使建筑在遇到地震后依然能够保持在稳定状态。对于钢筋这一重要的结构材料，应优先考虑韧性相对较高的类型，对于分布在竖直方向上的受力钢筋，以热轧钢筋为宜，钢筋的等级要达到HRB400以上，箍筋也应采用热轧钢筋，其等级可以在HPB235与HBR335和HBR400几种中选择。材料选择时，需要对抗震性能进行充分考虑，而在实际的建设中还需要对成本与造价控制予以充分考虑，通过合理的选择与设计，达到理想的抗震效果。
3.5隔震与消能减震设计
对于提出特殊要求的某些高层建筑，不仅要做好一般抗震设计，还要做好隔震与消能减震设计，以此达到理想抗震效果。在选择具体的场地与地基时，应先考虑具有良好密实性的，以此在地震发生后能减小地震作用造成的破坏，并避免共振现象的发生。以建筑的具体要求为依据，对其隔震系数进行设计，选择适宜的隔震支座，并充分考虑风力这一因素可能造成的影响。另外，在选择具体的构件时，还要考虑其延性能否达到要求，将地震作用对结构造成的破坏降至最低水平。为保证结构自身抗震能力，需要以结构具体情况为依据采取有效的加固措施，在选择具体的加固方式时要注意以下几点：当发现缺陷时，采用抗震能力相对较强的构件取代原构件；当结构连接无法达到抗震要求时，进行针对性调整，以分散地震力，避免造成破坏。
4结束语
综上所述，抗震设计在高层建筑结构设计中至关重要，需要引起相关人员的高度重视，保证抗震设计质量和效果。
参考文献
[1]刘振文, 胡雪瀛, 黄信. 某外框不封闭框架-核心筒结构抗震分析与设计[J]. 建筑结构, 2018(01):248-251.
[2]王威, 任英子, 苏三庆. 高层剪力墙抗震理论发展——从高强高刚到震后可恢复设计[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版), 2019(04):493-502.