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高层建筑结构抗震设计分析明航

发表时间：2021/7/2 来源：《城市建设》2021年7月作者：明航

[导读] 地震是对高层建筑结构安全造成最大威胁的一种因素，对于高层建筑来说，良好的抗震设计能够保障人们的生命和财产安全，因此在建设高层建筑的过程中必须加强抗震设计，在掌握基本设计原则的基础上不断优化抗震结构。

湖北安厦建筑设计有限公司明航 430071

摘要：地震是对高层建筑结构安全造成最大威胁的一种因素，对于高层建筑来说，良好的抗震设计能够保障人们的生命和财产安全，因此在建设高层建筑的过程中必须加强抗震设计，在掌握基本设计原则的基础上不断优化抗震结构。
关键词：高层；建筑结构；抗震设计
        引言
        工程建设的过程中，不仅仅需要注意抗震理念的运用，同时也需要注意抗震设计与房屋建筑自身设计之间的关系，从而提升整体效果。合理且科学地运用不仅仅能够提升工程质量，同时也能够保证人身安全，运用的过程中主要包括高度、承重量、整体布局、功能设计等等。想要强化抗震性能，就需要在诸多施工变量当中进行分析与计算，一方面优化居住环境，一方面提升抗震性能。
        一、高层建筑抗震设计的重要性
        地震发生时，震源产生的纵波和横波会对建筑造成巨大的冲击，冲击直接作用于建筑，会损毁建筑结构，降低建筑的安全性。高层建筑抗震技术的主要原理是利用缓冲阻尼装置分解和吸收部分地震能量，降低地震对高层建筑的影响。在抗震设计中，可将建筑简化为支座，利用支座和建筑构件吸收和弱化地震能量，降低地震对建筑物的破坏；隔震技术是利用特殊的构造设计提升建筑物整体抗震性能。隔震技术对小型地震的防范效果较好，发生地震时，建筑只会产生轻微摇晃，不会损伤建筑结构，可有效保证建筑结构完整。在高层建筑结构设计中合理使用抗震技术，可提升建筑整体的抗震性能，确保高层建筑的安全性和稳定性。
        二、建筑设计和抗震设计的作用以及关系
        设计抗震功能之前，首先需要注意建筑设计的合理性，一般来说建筑设计都是经过了设计师的精密计算与反复推敲，因此想要改变结构来提升建筑抗震性能属于非常困难并且也非常危险的行为[1]。提升抗震性能的过程中，改变结构显然是不可能的，但是可以根据施工预案中对于各个位置加强布局，从而保证整体结构质量。这种改善的方法能够在保证原本设计结构不改变的情况来加强结构的整体稳定性，原理并非加固，而是保证各个受力点之间的受力逐渐均匀，因此在地震来临时不会轻易发生形变，也就提升了建筑的抗震性能。如果在施工的过程中没有考虑到抗震的实际需求来进行施工，那么后续进行抗震性能加强就会导致非常困难，因此加强抗震性能需要站在整体的角度上来对抗震设计进行约束。在实际加强的过程中想要将各个位置的部件进行加强，材料无法改变，那么就需要加强面积，这难免会产生一定的浪费。由此可见在抗震设计的过程中，这一过程需要考虑到非常多的问题，因此属于较为复杂的流程，需要考虑到全面的设计内容。
        三、高层建筑结构抗震设计策略
        3.1强化结构薄弱层的抗震性能
        对建筑结构薄弱层进行有针对性的抗震设计，能够有效提升建筑工程的抗震质量。建立高层建筑结构的受力模型，受力分析表明，结构转换层的抗震性能最薄弱，也是最容易达到极限状态的结构部位。所以在结构设计中，要采取有效措施对结构薄弱层进行加固处理。按照规范要求对结构转换层进行有针对性的抗震设计，适当提高转换层的配筋率，有效提升建筑构件的荷载受力能力。同时也要对薄弱结构层的楼板实施加固处理，利用双层双向钢筋提升楼板强度，也可同时增加楼板厚度，避免薄弱层在地震中发生应力破坏现象，影响建筑结构的整体稳固性。完成设计方案后，设计人员要重视方案的审查工作，根据设计方案简化受力模型，并进行结构受力的再次核算，提高薄弱层的抗震效果，确保薄弱层的结构性能满足抗震设计要求，提升高层建筑结构的整体安全性和稳定性。

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        3.2注意建筑体型
        建筑使用的过程中，平面形状以及整体主体都决定了建筑的体型，如果建筑较宽，虽然降低了高度，但是平面过大，属于地震当中受损最严重的位置。在唐山地震中，受损最终的位置就是侧翼过多或者平面较宽的位置[5]。如果在实际施工的过程中，尽量将平面的形状修正得简单一些，那么就会降低地震对于建筑的损害，简单来说就是不要让空间形状过于复杂，否则会导致建筑在地震中容易受损。方形、圆形、矩形、扇形都属于在地震当中维持较好的形状，因此可以将之应用在建筑平面上。除了平面之外，建筑立体空间形状也决定了建筑的体型，立体空间形状方面需要注意尽量维持对称，防止体型也随之出现不对称，这代表着建筑的质量和刚度分布不均匀，容易出现扭转反应。因此，在建筑设计的过程中，为了更好地抗震，需要注意控制建筑体型，一方面尽量使用恰当的形状，另一方面需要注意保证对称。
        3.3合理选择假定计算条件及方法
        在工程设计阶段，设计师往往选择将楼板在平面内刚度无限大与不变形作为假定条件。这一假定条件仅适用于多数高层建筑，而在部分高层建筑工程中，若楼板部位存在开洞或是出现楼板变形现象，则上述刚性楼板假定条件不具备适用性，如果仍采取原有计算条件与方法，将出现参数计算错误问题，并降低建筑结构设计方案的可行性。因此，设计人员应结合工程情况，合理选择假定计算条件与计算方法。例如，当存在楼板变形现象时，要着重考虑楼板变形问题所造成的具体影响，采取楼板等效受弯水平梁简化计算方法，或对楼板划分单元进行处理，运用有限元法加以计算。同时，当楼板部位存在凹入或是开洞质量缺陷情况时，会对楼板性能起到削弱作用，需在结构设计方案中采取相应措施，如将楼板开洞面积控制在楼面总面积的30%以下，将楼板各方向最小静宽度控制在5m及以上。
        3.4采用新型先进的技术
        新型底层装配式剪力墙通过水泥砂浆层和墙体两侧边缘构件与基础连接，能够保证竖向贯通筋的强度充分发挥，且水泥砂浆层不会剪切滑移，整体性和抗震性能较好，达到适用于低层建筑的抗震要求（2）局部剪刀法适用于多层结构尤其是刚度分布较为均匀的多层工业厂房等，而对于低层框架砖房，尤其是具有薄弱底层的砖房，则应该考虑塑性变形的集中影响。3.3加强设计人员的工作能力，保证设计工作的开展设计人员的积极程度和素质的高低程度对于建筑有着不可分割的关系，因此对内部设计师实行统一管理，定期开展广泛培训，建立相应的薪酬和处罚制度。在一定程度上，可以提高设计师的报酬，相应的激励机制可以用来调动设计师的积极性，在这样的机制下优秀的设计师得到报酬，相对较弱的设计师也会努力工作来寻求改善，激励机制用来调动设计师的积极性是十分正确的，确保设计工作顺利开展，推动更多工程建设。
        结束语：
        随着我国社会经济水平的不断提高，高层以及各种超高层建筑在城市建设中的应用越来越多。为有效保障人们生命财产安全，必须重视对高层建筑结构的抗震设计，尤其是进行抗震概念设计能有效降低地震对建筑物的损害，提升社会经济效益。
参考文献：
[1]陈宇飞,郝绍金,马贵红,袁玉茂.超限高层建筑结构抗震设计失效分析[J].工程抗震与加固改造,2020,42(06):175.
[2]侯刚,翁雯雯,杨秋伟,冯晓东,张梁.金凤大厦超限高层建筑结构设计分析[J].绍兴文理学院学报(自然科学),2020,40(03):36-43.
[3]付洁,王岚,陈宏,孙江波.超限高层建筑结构抗震分析与设计探讨[J].建筑结构,2020,50(12):84-88+99.
[4]于涛.高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析[J].城市住宅,2020,27(04):193-194.
[5]程玉玲.高层建筑结构抗震设计重点分析[J].智能城市,2020,6(06):47-48.