高层建筑结构抗震设计和加固措施

摘要：目前，随着地震发生的频率逐渐增高，人们的抗震意识也在逐渐加强，建筑防震具有十分重要的作用。由于地震都是随机性的，所以无法有效的控制地震发生的时间，但是在建筑设计过程中，建筑物的抗震设计可以减少不必要的伤亡，极大的保护了人们的生命财产安全。本文就对高层建筑结构抗震设计和加固措施进行深入探讨。

关键词：高层；建筑；结构；抗震设计；加固措施

这几年，国内地震灾害出现的次数比较多，在地震出现时，建筑受到很大的破坏，而且一些建筑还会出现倒塌的状况，因此而带来的经济损失与人员伤亡特别大。因为高层建筑层数特别多，容积率特别大，若在地震中出现坍塌将带来很大的损害。所以做好建筑抗震设计具有特别关键的意义，因此需在设计时对其抗震特性进行重点关注与优化，在一定程度上的提升高层建筑的抗震特性。 1、高层住宅建筑结构的抗震设计原则 1.1高层住宅结构抗震设计的目标

对高层住宅建筑结构进行抗震设计的主要目的就是提高建筑的稳定性和安全性，当地震发生的时候，最大限度保证人们的生命安全和财产安全，尽可能的降低地震导致的各种损失。设计人员在进行设计的时候，一般达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的基本目标。“小震不坏”指的是当发生小地震的时候，要保证住宅的完全安全，不被地震损坏。“中震可修”是指当发生中级地震时，住宅受到的损坏较小，并且住宅建筑结构可以修复，居民的生命安全得到保障，财产损失较小。“大震不倒”指当发生大地震的时候，高层住宅不会倒塌，给居民争取足够的时间逃生。

1.2高层住宅结构抗震设计的原则

为了保证高层住宅建筑结构抗震效果，设计人员在抗震设计设计中需要结合实际情况，坚持相应的原则，并选择科学合理的结构形式，确保建筑结构抗震能力符合相关规定要求。高层住宅建筑设计人员应该根据区域环境特点、资金投入以及建筑类型，科学选取合适的建筑构造和结构类型，达到经济性与安全性相统一的原则。所以在高层住宅建筑结构设计的过程中，设计人员必须重视抗震能力的设计，积极采取措施提高建筑结构构件的稳定性、承载能力以及刚度和延性等，重点关注结构中薄弱部位，有效地采取措施进行巩固，加强其抗震能力。除此之外，在抗震设计中，应设多道抗震防线，确保抗震结构体系的完整性和整体性，提升高层住宅建筑抗震效果，尽可能提高建筑的抗震能力，保障人员的生命财产安全。

2、高层建筑抗震设计中存在的问题 2.1建筑地址的选择

由于城市空间日渐缩小，在进行高层建筑建设场地的选择时，建筑企业通常更侧重于商业空间的考虑，而对建筑地址的地质条件不够重视，进而影响建筑结构的抗震设计。对于不同的工程地质条件，其所受到的地震作用的影响程度也不同，当动态作用大于建筑物的水平抗力时，建筑物就会受到这种动态作用的破坏，而地震作用便是大地运动所产生的与建筑物之间的动态作用。为此，选择对抗震设计有利的地点便是降低地震破坏的先决条件。避开抗震不利场地实施建筑工程的施工活动，进而降低地震灾害问题的发生率。 2.2建筑结构高度

近年来，有一定数量的城市高层建筑物的高度均已达到较高的数值，超高层建筑已不为罕见。所以，设计人员在进行抗震结构设计中，必须进行实时专家论证，并进行模型振动台的相关实验，时刻保持谨慎态度。按照我国现有的建筑科研水平、施工技术水平以及经济发展程度，对建筑的高度都有没明确的规范，国家建筑行业高层建筑混凝土结构规程中明确指出，对于特定的设防烈度和结构形式，建筑结构应保持适宜的高度，这也是和我国的土建规范体系相协调的。然而在高层建筑的实际建设中，一些建筑物结构及混凝土结构高度明显超出限制范围，若参数本身超出规范数值，如安全指标、延性要求、荷载取值及材料性能等，都会对结构抗震设计带来直接影响，对于抗震设计工作必须经过科学论证，随着建筑物的高度的上升，地震作用下的建筑物变性破坏形态也会不断加大，甚至是量变到质变影响力。

2.3抗震减震工作的设计不够深入

抗震设计需要对抗震数据进行分析和探讨，来减轻结构的重量，使抗震更具有合理性。其中此项工作的进行对高层建筑结构来说尤为明显。合理的分析和构件布置可以避免出现影响结构安全性和整体性的大型受损裂缝。除此之外，建筑结构设计师在进行抗震设计时，需要结合现有的各项条件，进行更深入的概念设计，合理预测结构可能发生的各项破坏，来补充软件分析不准确带来的误差。还要通过地震的加速防护措施和其他转移地震力的方式使结构的破坏向着预期的破坏模式发展，避免结构发生严重的危害人民生命财产安全的破坏。 3、基于高层建筑结构的抗震设计重点探讨

结合高层建筑的建设要求及其结构状况，为了使其抗震设计更具合理性，则需要对相应的设计重点加以探讨。 3.1建筑结构的平面布置

在进行高层建筑抗震结构设计时，对建筑平面布置进行合理的设计是非常重要的。经过前面的介绍可知，能够很准确地预估建筑结构的作用效应和地震时的反应是建筑中的规则结构，因为它能较容易采取有效的抗震措施及相应的结构措施来加强其抗震性能。大量地震灾害也表明，当地震灾害发生时，对称规则、质量、简单的平面布置和刚度分布均匀的、有着较强传导力的建筑结构是不会轻易被破坏的。相反的，如果是不对称、不规则且复杂的平面布置，在地震来临时被破坏的程度是难以想象的。所以，对高层建筑结构进行设计时，必须将平面布置设计成规则且简单的结构形态，避免设计出不规则且复杂的平面布置结构。 3.2合理选择建筑结构体系

在加强高层建筑结构设计、优化抗震性能的过程中，应注重建筑结构体系的合理选择。（1）根据高层建筑的自身情况及所在区域的地质状况、气候特点等，设计人员在实践中应重视对框架—剪力墙结构、剪力墙结构等不同结构体系的选择及使用，落实好相应的设计工作，并通过对地震冲击力破坏影响的思考，注重对多道防线结构体系的合理设置，促使高层建筑可处于安全应用状态，为其抗震设计目标实现及性能可靠性增强等提供专业保障；（2）基于高层建筑结构的抗震设计研究，通过对多道防线结构体系设置及应用方面的综合考虑，有利于增强相应设计方案的应用效果，逐渐提高建筑物结构方面的安全性能。 3.3注隔震消能减震设计

隔震系统具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量，并且具有足够的水平初始刚度，应用过程中可满足高层建筑结构安全性能优化要求，实现其抗震设计目标。具体表现为：（1）隔震系统自身具有较大的阻尼，地震时可耗散

较多的能量，增强建筑结构应用安全性。因此，高层建筑设计人员应在了解隔震系统功能特性的基础上，积极开展这类建筑结构减震设计工作，降低高层建筑主体结构的地震反应，减少其破坏影响；（2）基于高层建筑的隔震消耗减震设计，应加强信息技术使用，实现对丰富信息资源的整合利用，促使建筑隔震消耗减震设计能够达到预期效果，为其设计方案应用质量提高提供技术保障。 4、结语

综上所述，随着建筑行业的不断发展，高层住宅建筑结构的设计也会越来越完善，不断满足人们对建筑物使用功能和外观方面的需求。在高层住宅建筑设计中，应该充分利用新型结构及高性能材料，寻求合理措施和抗震技术，不断完善结构抗震设计，提升高层住宅建筑抗震能力，为人们的生命财产安全提供坚实保障。

参考文献

[1]孙桂新.基于性能的高层建筑结构抗震的优化设计[J].住宅与房地产，2018（08）：99.

[2]万昊昱.高层建筑梁式转换层结构的抗震设计标准——以某高层住宅建筑为例[J].中国标准化，2017（20）：163~164.

[3]周浪.基于抗震设防烈度的高层住宅剪力墙结构优化设计[J].湖北职业技术学院学报，2017，20（02）：103~107