抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用分析

高龙飞

摘 要：随着我国社会经济的发展，城市建设也取得了很大的进步。高层建筑作为现代城市建设的一大发展趋势，对其的建筑要求也随之提高。如何提高高层建筑的抗震能力，是城市建设中的一个难点，也是现代建筑行业需要重点关注的部分，本文就高层建筑的抗震概念设计进行简单的探讨与研究。

关键词：高层建筑；抗震；概念设计

一、抗震概念设计的概述

地震是将地球在运动过程中积累的能量释放出来的一种自然现象，作为一种不可控的自然灾害，它对建筑物的不利影响可见一斑。地震的作用力是很难预测的，但是我们可以在防震工作上加大投入。所以，现代建筑业的发展过程中，我们就应该重点关注到建筑物的抗震设计上来。在抗震设计中，概念设计受到建筑行业设计师们的密切关注。抗震概念设计是一种基于实际情况与建筑经验等形成的设计理念，在建造建筑物的过程中，提出相应的建设方案，在材料，结构等方面给予重要指导。同时也对建筑物的架构，建筑物所在地的自然环境，建筑物的形体等做好勘察研究，灵活运用，做好高层建筑的防震工作。

二、抗震概念设计的原则

传统的建筑设计中，设计师并不十分注重建筑的整体结构，只是一味的依赖计算，把重点放在一些细微的部分而忽略了大局。这种陈旧的建筑理念很难保证建筑物的整体结构在防震方面能起到良好的防御作用，不能很好的将建筑的结构与抗震性结合起来。在现代建筑业中，尤其是现代高层建筑的设计过程中，抗震概念设计要把握住建筑的整体结构，精准的运用抗震设计的准则，才能有效提升建筑物的整体抗震性。，

建筑结构要把握几个基本的特性。首先，是简单性。将建筑结构化繁为简，简单的结构有利于对建筑中各个部分有效把握，方便得出建筑的计算模型，内力等。利于全面直观的对内部结构进行分析。在地震发生的时候，简单的建筑结构能让地震波直接有序的传递。其次，就要关注到规则性。建筑物要明确自身形体的规则性，高层建筑要建立在规则的平面之上，规则的平面是建筑建造的基础。建筑的立面与竖向的剖面布置也应均匀对称，保持好建筑的整体平衡，最大力度的降低建筑主体的重心，坚持建筑物的均匀性与规则性，能够让建筑物的受力保持平衡。刚度也在建筑的抗震中起到重要的作用，力是双向传递的，建筑物要做到可以阻挡来自不同方向的作用力。侧向刚度均匀变化，结构中竖向材料的强度应该从下到上逐步减小，在地震发生时使地震波的力也能够均匀的传递，使地震的能量得到分散，破坏力减小，损失降低。刚度与质量之间做好协调，对偏心结构做好处理，让建筑的形体与结构能均匀规则的布置，防止建筑的承载作用，刚度和力在传递过程中发生突变。但是也要注意结构的变形，太大的结构变形会产生重力二阶效应，让建筑结构失衡并损坏。建筑中刚性不强的部位要加大其的延展性，防止容易受损的建筑部位太早就被破坏，让薄弱层影响到整栋建筑。建筑结构的整体性在抗震概念设计中也有着重要的地位。楼盖就如同水平隔板，力能够在各个方向间得以传递。这一体系能够给建筑提供大量的平面内刚度，与竖向结构结合起来。如果建筑物形体不规则，要注意到楼顶部分与建筑整体之间的结构。

三、抗震概念设计的应用

在实际的运用过程中，我们要注意到一下这些问题。

高层建筑所在地的地形条件也是建筑物建造时要考虑到的。在正式建造之前，工程队要对工程场地进行勘测。如果地表的土质硬，覆盖层厚度小，就说明这块土地性能稳固，可以承受重量大的建筑，发生地震的时候地基也不会受到破坏。反之，土质软，厚度大的土地，对建筑物的承载能力也小，地基不够稳定，受到地震的影响的也就越大。一些特殊的地表结构，像是山梁，山丘，地表的断层处，都容易放大地震带来的负面效应，会造成地基的破坏，地层的错位，土体的变形等，地表结构的变化都会对在土地上的建筑物造成潜在的威胁。在进行建筑设计时，要对工程区域的地震动卓越周期进行估算，通过对周期的预测可以得出区域的地震几率，几率大的区域就要考虑是否在这里建造建筑。所以在选择建筑的建筑地点时，要避开这些不利于建造建筑的土地，但是无法避开这类土地时，也要通过各种方法来提高建筑物的抗震性能，尽可能的减少地震对建筑物带来的不利影响。

建筑物整体要把握住平面与立面的规则性，使建筑物的刚度与质量的中心正好重合。不对称的结构设计中刚度与质量的中心做不到重合，地震的时候内部结构会发生很大强度的变化，扭曲。如果避免不了建造不规则形状的建筑物，则要在建造过程中多做防震措施，使建筑内部的结构能趋向于合理的防震结构设计。同时，建筑的高度也要有所限制。建筑物越高，所能承载的地震压力就越小，要对建筑高度做出一个限值。高层建筑尤其要做好防震措施。

建筑物在选型上要综合建筑场地、建筑材料、经济水平和工程条件等内容。在建筑结构上保证建筑的对称性，内部的作用力要平等，均匀。建筑结构的布置上，要对称分布抗侧力体系。对建筑的重量加以控制，合理安排结构，增强建筑的抗倾覆能力。建筑上使用的抗震材料要有良好的伸展性，连接性，延性，既要保证建筑的牢固性，也要能抗击各种因素带来的影响。在高层建筑的抗震设计中，要设置多条抗震防线。地震的大小，次数都难以估摸，如果只有一道防线，一旦地震震级大，防线破坏后建筑物仍然会被损坏。在建造高层建筑的时候，要保证建筑结构中力量的均匀分布，对建筑的抗扭程度，也进行加强。由此减少地震带来的对建筑结构的破坏作用。高层建筑要设计好抗震墙，让其处在对称的位置上，在建筑外围设计好其他的防震结构，全方位的增强建筑的防震能力。

四、结语

城市人口密度的不断增加，使得城市中高层建筑的数量不断增加。抗震概念设计的作用在高层建筑的设计与建造中也变得越加明显。我们要合理有效的运用防震概念设计，增强工程质量，提高建筑的防震性，防患于未然，让我们的城市家园更加安全。

参考文献：

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[2]刘静.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].建筑工程技术与设计，2015（2）：176-176.

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