高层建筑结构设计中抗震概念设计的应用

任东明

摘 要：我国近年来一些地区地震频繁，给我国的人民生活构成了严重的威胁和困扰，也给我们的生命财产造成很大的损失。本文是在高层建筑结构抗震概念设计的基础上，阐述了抗震概念的应用性和实用性，并为高层建筑的防震做出更多的措施设计。

关键词：高层建筑；结构设计；抗震概念；设计应用

1 前言

地震灾害不仅会给我们带来生命威胁，还会给我们造成不同程度的经济损失。建筑结构抗震设计中的概念设计，是一种对建筑抗震设计的宏观阐述。若是能在高层建筑设计中加入建筑结构抗震设计，则可以在一定程度上避免其损失。

2 抗震概念设计的基本概述

抗震概念设计，是从抗震形式方面，对抗震结构做出不一样的规划。抗震概念的设计，既可以有效消除建筑内部的抗震薄弱点，还可以保障抗震的基本性能，提高抗震的整体可靠性。很多高层建筑抗震结构的设计，关注点不在于抗震概念的设计，而在于抗震作用的分析。然而，很多高层建筑的结构认识不仅存在不足，也存在材料性能的制约和施工安装等多种作用，所以很容易让计算出来的结果背离实际，达不到想要的效果。抗震概念的设计，很多都是为了能够提高参照数值的具体性和实践性，也是为了突出参照数值的计算。同样，工程设计师在设计高层建筑的防震措施时，还必须得依照原则联系好该地区的抗震规定，增强抗震基本性能，并在布置建筑设施时合理选择结构的类型和和措施。场地的选择要避免高危低端，以免造成滑坡、泥石流以及地陷等问题。尽量选择防震效果较先进的仪器和安全性能较高的地方。房屋的布置往往可以决定建筑物的优劣，所以高层建筑的布局需得在增强房屋抗震性能的基础上增加结构设计的强度，提高结构性能的变化。合理结构选择的标准在于既经济又实惠，还要适当考虑建筑物的地基基础，看结构体系是否经济实用。

3 高层建筑抗震结构设计的基本原则分析

根据高层建筑抗震结构的基本标准来看，建筑结构多是在地震的作用下承载出极限状态和结构弹性变化。“小震不坏”的含义是，既能够保障了人们的生活、生产等各项社会活动，还能让多重建筑在结构的极限状态下正常运行。“中震可修”可以保证人们最基本的生命安全和变形能力损失，更可以强烈要求建筑结构具有足够的变形能力，让地震的弹塑性变形不会超过规定的范围。即让建筑的结构更具有合理性，也可以更好的规范抗震构造的措施，并让地震的可塑性不会超过规定的范围之内。“大震不倒”的原则保障，是需要依据结构构件的延展性才能保证抗震的承载力。当结构构件出现延展性后，结构构件的本身承载力是不能降低，也不能变形，在保证了建筑结构安全可靠的同时，也具备了足够的承载力和稳定性。结构构件的设计需要多道防线来保证地震的安全性。

4 高层建筑结构抗震设计的主要要点

4.1 建筑结构的平面布置

建构结构的平面设计，往往会成为影响高层建筑防震措施中至关重要的部分。因此，建筑结构的平面设置，需要创新设计与理性规划。平面布置如果对称规则、简单、质量和刚度分布均匀等，明确传力途径的高层建筑结构发生破坏的可能性就比较大。规则的结构可以准确预估地震反应和结构作用，可以用最合适的方式来加强抗震性能。而平面布置比较复杂的不对称结构，地震作用又很难评估。所以，最好的方式是采用结构规则的平面布置，这样才能保证整个高层建筑的抗震性能。

4.2 建筑结构的体系选择

在高层建筑结构设计当中，框架-剪力墙结构（如图1）、剪力墙结构和筒体结构可以作为地震高层建筑结构的首选体系。高层建筑的层数不多时，适宜的结构是框架结构；当建筑物高度均高时，适宜的结构应是框架结构、版主剪力墙结构。然而，很多地震级数较高，破坏力很强，持续时间较长、往复次数较多的地震，都会给高层建筑物造成严重的破坏，更会危及人们的生命和财产的安全性。这三种建筑抗震结构的严重损失，会给后防的抵抗地震的冲击力造成无法预估的损失。假如第一道防线被破坏，那么将会影响到后续防线的影响。建筑物的最低限度不仅会防止建筑物的倒塌，更会让整个抗震设计都出现不同的设置。因此，高层的建筑结构抗震设计，是整个抗震设计中人们所必需设置的。

4.3 结构薄弱层

在很多时候，高层建筑物楼层是否会产生突变，决定于建筑结构中的薄弱层防震性能高低。如果结构的竖向抗侧力构件不再连续时，侧向刚度的分布不均和楼层承载能力的不强，都会让地震的受迫害部位逐渐变多。因此，想要能够判断出薄弱层部位的变形能力，应该有目的、有意识的判断和分析。

5 高层建筑结构设计中抗震概念结构设计的应用

5.1 在建筑整体布局中的应用

我国虽然是以竖向结构为整个高层建筑的整体形态，但抗震结构的垂直结构和水平结构还是一一对应的。高层建筑结构荷载方向究竟是水平荷载还是垂直荷载，都会让高层建筑逐渐增高并变化。要想解决水平结构荷载的抗震压力，不仅应该经过各项数据的研究和分析，同时还应该将侧向变形引发建筑问题来保证建筑的刚度。

5.2 应该用遵循高层建筑的结构规律

高层建筑应该遵循高层建筑的规律和结构，并在遵循规律的基础上，来选择不一样的高层建筑。例如，我国很多建筑物呈现出来的形状都是矩形、圆形、方向等轴对称的几何结构，说明这些轴对称结构具有很好的抗震性能。因此，在进行高层建筑结构设计时，应该使用轴对称的结构，同时也避免使用不规则形状的建筑结构。在整个实际设计过程中，应根据建筑施工场所和城市的规划来尽可能的调整特殊的建筑结构，从而让高层建筑的稳定性要更好。

5.3 在高层建筑结构体系方面的应用

按照高层建筑物的实际高度，抗震概念设计的执行需要在大体上估测出总体方案的执行好相关组件的尺寸大小，然后才能对局部进行细致性划分和严密性处理。合理的建筑架构体系，既可以让整个建筑物受力均匀，还可以让建筑物承载的有效性变得更加合理，更加规范。适当的建筑物在高强度建筑材料方面，运用也比较广泛。钢筋混凝土的材料作为建筑材料也是具有一定的优势。

6 结束语

高层建筑结构的抗震概念设计，是对高层建筑防震措施的基本保證，也是对建筑结构设计的基本考察。所以在对高层建筑结构展开设计时，应在满足时代要求和防震性能的基础上，做出合理的设计和规划。

参考文献：

[1] 张世周，郁浩.浅析抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].房地产导刊，2015（07）：138.