高层建筑结构抗震设计中的不足及对策分析

摘 要 在我国历史上，发生过很多次大型地震，地震会造成房屋结构的破坏，危害人身安全，所以在建筑结构中重点考虑抗震设计是非常有必要的。当前我国建筑结构的抗震理念是三道防线，即小震不坏、中震可修，大震不倒，对结构中承担地震荷载的构件进行重点设防，有效提高结构的抗震能力，加强其安全性与稳定性，有效保障人们的人身安全与财产安全。设计人员在工作中针对不同结构形式的建筑应当制定不同的设计方案，使得抗震设计方案具有实用性，能够在地震作用下保证居民的安全。

关键词 建筑结构;抗震设计;问题;措施

1 高层建筑抗震设计的基本原则

抗震性能的设计是高层建筑设计当中最为重要的一个环节，形状不是十分规则的高层建筑在设计起来更加困难。在现代化城市当中大量的高层建筑设计中不论形状是否规则，高层建筑的抗震性能设计都应该是最先被设计人员所考虑的。缺少了抗震性能的高层建筑在实际应用之中，安全性能极不稳定，对人民群众的生命财产安全造成了极大威胁，严重危害社会经济发展[1]

2 高层建筑结构抗震设计的常见问题

2.1 建筑材料选用不当

根据板块构造学说，我国处于环太平洋火山地震带和地中海——喜马拉雅火山地震带之间，地震发生频率较高，加强建筑结构的抗震设计是确保人民生命财产安全的重要保障。当前，我国高层建筑所选用的建筑材料一般多为钢筋混凝土或者砂石结合的材料，这些建筑材料在刚性和稳定性上来看存在一定的局限性，当强震来临时很容易被突然来临的能量导致建筑结构弯曲变形，甚至产生结构的整体性位移，这些传统的建筑材料在抗震性能方面还具有一定的局限性。

2.2 抗震结构设计的精密性不足

高层建筑结构中，影响抗震的因素很多，诸如结构设计的合理性、结构与连接点之间的受力均衡性等，建筑材料也会影响抗震情况。出于高层建筑自身的复杂功能价值，使得我们要做好高层建筑结构的抗震设计，首先我们需要做的就是对高层建筑的抗震能力进行分析和评价。目前很多高层建筑结构在抗震性设计方面还存在一定的弊端，对抗震参数、抗震结构数据的计算还不够精准，其精密性还远远不能满足要求，这使得高层建筑结构在抗震方面埋下了安全隐患。一些高层建筑结构抗震性设计忽略了一些不确定性因素，这些不确定性因素可能存在不可估量的破坏力，使得抗震结构设计方案失去真正的作用。

2.3 结构设计高

对高层的高度规范和抗震规范中都对高层建筑结构的总高度有着严格的限制，当前建筑结构新规范中，除原有的A级限制高度，还新增B级限制高度，针对处理措施以及设计方法都进行了大的改变。在实际的工程结构设计过程中，如果在结构类型变更过程中对该问题进行忽略，很容易出现施工图纸审查被卡，一方面要重新进行设计，对建筑结构图纸进行重新论证，另一方面延误工期，影响工程造价，增加造价开支。

2.4 嵌固端設置不合理

通常情况下，高层建筑一般都有两层或两层以下的地下室和人防，通常嵌固端都设置在地下室顶板、人防顶板等位置，正是因此此种设计方式使得建筑的结构设计工程师在嵌固端设置时容易忽略一定的问题，往往存在对嵌固端楼板设计忽视、结构抗震缝设置与嵌固端位置不协调、嵌固端上下层抗震等级不一致等等情况，这些问题的忽视很容易导致建筑的后期设计工作可能要进行大量的修改，也为后期建筑工程埋下一定的安全隐患[2]。

3 高层建筑结构抗震设计问题的解决措施

3.1 对建筑材料进行合理选择

建筑材料选择的是否合理，直接影响高层建筑结构的抗震能力。我们在对高层施工过程中，对建筑材料的选择一定要结合工程实际情况，针对当地地质地貌、天气等进行充分的考虑，要选择能够满足高层建筑抗震要求的施工材料进行施工。尤其是在地震多发区，我们对高层建筑的施工一定要抛弃常规的砂石结构，可以采用钢结构为主、多种复合类材料为辅的建筑结构，利用刚性较强的建筑材料来对高层建筑的稳定性进行维持。我们还可以选取轻量级建筑材料以减少建筑物的重量，从而达到抵御地震的作用。

3.2 优化高层建筑的抗震结构

针对高层建筑存在结构精密设计不足、高超限问题以及嵌固端设置不合理等问题，首先，我们要优化抗震结构。我们要对地基的选择加以重视并关注地基的夯实，稳定地基前要准确计算高层建筑的高度和建筑面积，从而确保地基能够对结构重量进行充分的承载。地基位置要避开地下水位较高或者土质较为松软的区域，从而提高低级的稳定性以及地基对上部结构的支撑力。对建筑结构各构件位置我们也要加强规划，使得结构构件受力均衡，维持主体结构的稳定性。水平剪应力和垂直剪应力也是我们设计过程中不可忽视的问题，我们可以通过梁柱节点加强、抗震墙设置等来对水平剪应力进行抵抗。其次，我们要合理选择结构方案。合理的结构设计方案，既要满足高层建筑结构设计的要求，又能够达到经济合理性，要做到结构形式、结构体系都切实可行。合理的结构设计方案要确保具有明确的受力构件和合理的传力路径，对结构平面的设置和空间的布置都要尽量做到简单，同时在方案设计过程中也要考虑到工程的实际情况，对工程所处的地质条件、施工条件等外部因素要进行综合的考虑。

3.3 利用高延展性结构进行消震与隔震

在高层建筑的抗震性设计中除了考虑到建筑的强度之外，建筑所具有的延展性也是设计人员需要考虑的一项十分重要的建筑性能。建筑结构具有极高的延展性在地震发生的时候可以大量的吸收地震所具有的能量，从而减少地震对高层建筑的破坏，进一步提高了建筑的消震与隔震性能。这样高层建筑坍塌的可能性就会大大降低，在现阶段我国建筑经常使用的阻断器就是一种可以有效吸收地震能量的装置。

4 结束语

综上所述，我们发现在高层建筑的各项性能当中，抗震性能是最为重要的一项性能。建筑设计的相关工作人员在进行高层建筑设计时，一定要全方位多层次的考虑分析，从高层建筑所用的材料、建筑的结构体系等多个方面着手，优化提升我国高层建筑的抗震性能。只有这样做才能使我国现阶段的高层建筑符合国家的抗震规范的规定，保证人民群众基础的生命财产安全，最大化的提升我国社会的经济效益。

参考文献

[1] 方小丹，魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报，2018，（12）：46-51.

[2] 易红军.高层建筑结构设计中的若干问题及对策研究[J].门窗，2018，（01）：186，188.

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