高层建筑结构抗震分析和设计的探讨

高层建筑结构抗震分析和设计的探讨【摘要】高层建筑结构抗震设计，关乎民生，关乎经济发展，社会稳定，对高层建筑实施结构设计，主要涉及对建筑高度，承载力，总体结构，各个部件的性能规划等一系列的因素，要求通过对各个构件和整体规划的基础上，既实现满足居民生活生产保障安全的需要，又具有值得欣赏的美学价值。

增强高层建筑结构的抗震设计，必须综合考虑地基，房屋的结构体系选择，综合布局等多方面建设因素，是一项及其专业，严谨，复杂的高技术工作。

本文笔者将从我国高层建筑结构中抗震设计现状起笔，探究高层建筑结构设计中抗震设计原则，寻找结构设计中抗震方法。

【关键词】高层建筑，建筑结构，抗震分析，抗震探讨
中图分类号：tu973+.31 文献标识码：a文章编号：
一．前言
我国是一个处于环太平洋地震带和地中海至喜马拉雅山地震带的地震多发的国家，是世界上地震灾害最严重的国家之一。

2008 年5 月12 日，中国四川省汶川县发生了8.5级特大地震，给人民的生命财产安全造成重大损失。

2012年7月20日20时11分，江苏扬州高邮市、宝应县交界发生4.9级地震，震源深度5公里，这也给人们的生活造成巨大的恐慌。

近几年来，我国历次地震对人们造成了严重灾害和巨大的损失。

因此，就目前而言，中国的抗震事业依然问题重重，任重而道远。

二．高层建筑结构中抗震设计的现状和存在的问题
高层建筑是经济发展的产物，高层建筑结构的设计尤其是在抗震结构设计上，我国虽然引进了一些西方欧美抗震设计理念，但缺乏符合本国实际的理论技术创新。

很大方面存在着缺陷，主要表现在以下几个方面。

1.高层建筑结构防震设计中缺乏科学规范的理论指导，缺乏实际经验的积累；我国对地质地震的认识尚不够完善，对地震的成因，预测，防治研究不够深入，地震防治规范不够科学。

因此，在进行高层建筑结构抗震设计时候，缺乏一定的科学依据，或依据的是不完善的理论。

因此，难以在高层建筑结构设计中完美融合防震设计理念。

2.高层建筑结构设计中，设计立足于固定参数，而忽视了实际情况，设计完全依据“计算设计”完成。

而且将一定的地震或力学参数做出固定的规范，比如，在我国地震设计研究中，把地震的降级系数统一规定为2.81，将小震赋予固定统计意义。

而小震多用于结构设计中，结构截面承载能力设计和变形的检验计算，需要依据一定的实际情况而行的。

双向板内力计算时,查用《建筑结构静力计算手册》的内力系数时,其泊松比取值为0。

而钢筋混凝土材料的泊松比取值为1/6, 这在设计板时往往被忽略,在计算跨中弯矩时,未考虑引人泊松比后计算公式，导致内力计算结果错误。

3.没有能够深入研究地震对建筑结构破坏的层次和顺序，难以
做到重视主体的设计而兼顾细节问题。

没有能根据实际情况灵活变通的运用抗震设计准则。

三. 高层建筑结构抗震设计标准和坚持的原则探讨
1.我国的建筑结构抗震设计要遵循中华人民共和国gb 500112010建筑抗震设计规范。

辩证灵活运用其中抗震设计原则，严格执行设计施工标准，借鉴其中经验，结合高层建筑本地实际，科学设计。

2.要坚持实施多级防震措施。

传统高层建筑结构多采取的是三级设防措施，即小震不坏、中震可修、大震不倒。

但在新的时期，高层建筑结构必须是采取的多级设防模式，保护建筑主体抗震能力，减轻经济损失，使得建筑抗震中更加安全。

3.将概念设计理论和基于性能的设计理论相结合。

结合高层建筑结构设计施工地的具体实际情况，做出科学严谨勘探，掌握第一手资料，综合分析考虑，做出最优势的战略设计组合。

四，高层建筑结构抗震设计的方案措施分析
1. 从全局出发，科学布局
高层建筑结构设计要从建筑的全局出发，全面考虑各种建筑部位的功能，在此基础上，科学设计每个部分的构件，保证每个部件之间的契合，促使每个部件或者是若干部件组合起来可以完成某一特定的设计要求，满足一定的现实需求，同时，通过抗震设计，使得每个构件都可以具有相应的承载力，当地震来袭，每个构件都可
以有着一定的次序先后破坏，整体组合构件将会有着更强大的承载力和柔性，从而延缓地震破坏的速度，消耗爆发的能量。

增强建筑的整体抗震能力。

2.要严格选择地基选址
地基选址是进行建筑结构设计的基础，因此，在房间结构抗震设计中，要科学避开山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本着坚硬，牢固，平坦，开阔的选址原则。

亲身实地，利用先进技术设备，进行地质勘探，山石水土监测，并取样论证，科学严谨分析。

力求使得整个地基牢固可靠，地质稳定无渗漏，无坍塌，无暗河，无熔岩，无火山……从而保证整个地基不会因为承载而发生小范围的坍塌。

影响到整体承载能力和抗震能力设计。

3.采用合理的建筑平立面
建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。

建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，通过无数次的实验表明，简单、规则、对称的建筑结构抗震能力强，对延缓地震烈度范围延伸，消耗地震的能量，减少地震对整体结构的破坏，而且，对称结构容易准确计算其地震反应。

4.选择合理的结构形式
抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。

如果按结构材料分类，目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构；若是按结构形式分类，目前常见的有框架
结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构。

高层建筑结构抗震设计中，不同结构的抗震结构体系的承载力受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等多种条件的影响，因此高层建筑结构抗震设计要综合考虑，做到科学选择，严谨设计。

5.保证高层建筑结构的延性
结构良好的延性有助于减小地震作用，吸收与耗散地震能量，避免结构倒塌。

因此，结构设计应力求避免构件的剪切破坏，争取更多的构件实现弯曲破坏。

始终遵循“强柱弱梁，强煎弱弯、强节点、弱锚固”原则。

构件的破坏和退出工作，使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系，致使结构的周期发生变化，以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。

6.确保结构的整体性
在高层建筑结构抗震设计中，一般而言，要尤其注意其是由诸多构件共同组合在一起，如此，要进行整体化的对待。

要充分调动各个构件的作用来完成整体建筑的抗震效果。

当高层建筑的一些构件基本都失去了原有的功能时候，那么，在地震来临之后，很容易让整体的建筑结构丧失对地震的抵抗能力。

在这种情况下，很容易让整个高层建筑坍塌，因此，要保证所有构件的功能协调，并确保所有的构件都能够在地震作用下保证良好的性能，如此，可以让建筑结构的整体抗震能力增强。

五．结束语
在目前的发展趋势中，高层建筑结构设计的主流趋势有低碳，环保，安全，节能，生态。

其中指标之一，就是建筑的安全性，而我国目前破坏力最大的安全威胁便是地震，因此，加强对高层建筑结构的抗震设计，必将会被提升到建筑设计新的战略高度。

要科学合理的设计好房间结构，增强抗震能力，设计人员不仅要大力提升自己的力学，建筑学，设计学等个方面的专业知识和制图技能，更要培养严谨缜密的态度，深刻理解设计规范，从整体构思，不断提高设计水平和设计质量，提升建筑结构的质量，为完美实现建筑的实用价值和美学价值融合做出贡献。

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