高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计

高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计

张庆鹏

济南四建（集团 ）有限责任公司 250000

摘要：在进行高层建筑抗震设计时，必须充分考虑建筑自身因素和周围环境因素对抗震效果的影响。作为一种不可预见的自然灾害，避免地震影响的最佳途径是提高建筑物的抗震性能，特别是在地震高发区，建筑物的抗震性能将直接影响到人们的生命财产安全。

关键词：建筑结构；抗震设计；对策

引言：

随着城市人口的不断增加，人们对建设项目的需求日益迫切，建设项目的高度和规模进一步发展。因此，在建筑工程设计中，必须重视结构的抗震设计，以最大限度地防止地震灾害的不利影响，保护人身安全。

1建筑结构抗震设计应重视的注意事项

鉴于我国当前社会经济的快速发展，建筑业的贡献相当突出，在实际建设中，其建筑形式也日新月异，特别是在多层、高层建筑的建设中，不仅对高度有一定的要求，同时对于平面布置和竖向造型设计，特别是随着建筑结构体系的增加和抽样的发展，对建筑结构抗震设计的要求越来越高。为了提高建筑结构的抗震性能，应注意以下工作的有效开展：（1）科学有效地选择建筑场地。如果场地的特征周期接近建筑物的自振周期，则其震害较为严重，在设计中应尽量避免这两个周期。（2）合理保证建筑物高宽比和长宽比满足相应要求，对结构刚度、整体稳定性和经济指标进行宏观调控。（3）保证承重墙的科学合理性。承重墙是保证建筑物稳定的重要组成部分,只有保证承重墙的质量达到标准要求，才能保证建筑物的稳定。

2高层建筑结构抗震设计存在的问题分析

2.1建筑结构高度

根据建筑行业的内部规定，高层钢筋混凝土建筑需要严格控制高度，这取决于施工方的技术水平、国内建筑研究水平和当地经济发展水平。实践中，许多高层建筑的实际高度和建筑混凝土结构超标现象时有发生。对于超过高度限制的建筑物，需要进行模型振动台试验。同时，超高限建筑在地震作用下往往会发生严重的变形破坏，其安全指标、延性要求、材料性能等关键参数都会发生一定程度的变化。

2.2建筑材料与结构的选用存在问题

目前，我国建筑工程的主体结构是钢筋混凝土结构。对于一般的建筑工程来说，钢筋混凝土结构很容易满足抗震和使用的需要，但是如果建筑工程的高度相对较高，那么钢筋混凝土就不能满足基本的抗震要求。为了从根本上保证整个结构的稳定，我国一些高度在150米以上的高层建筑工程经常采用三层支撑钢框架结构的施工方法。随着科学技术的飞速发展，人们对钢材的加工能力不断提高，钢材的品种和性能也在逐步提高和发展，因此，在建筑工程的设计和施工中，钢结构的使用效率越来越高，从根本上提高了建筑工程的抗震性能。

3高层建筑结构抗震设计优化措施

3.1抗震端的设计

抗震端设计一直是建筑结构抗震设计的关键环节。高层建筑抗震端与肢墙截面高差较小，故抗震端设计核心主要为加固。为了达到结构加固的目的，必须从材料性能入手，确保所用材料具有较强的稳定性。高层建筑抗震端出现渗漏时，一般采用混凝土材料修补。

3.2消能减震

隔震系统的主要功能是控制地震对结构本身的破坏。根据相关研究和试验数据，隔震措施能有效地降低结构水平地震加速度反应约60%，最终通过隔震设计措施最大限度地降低结构的地震损伤。一般采用消能减震方案来提高阻尼。例如，在建筑工程中应用消能工可以有效地减小结构在风荷载作用下的位移，对降低结构的地震反应具有十分重要的意义。当隔震设计科学合理时，应采用橡胶隔震支座和阻尼装置进行有效布置，形成整体复位效果的隔震层，有效延长结构的自振周期，降低水平地震的影响，最后起到有效的抗震效果。在消能减震设计中，建筑工程中经常设置消能工。消能工的相对变形和速度可以进一步增加阻尼，从根本上提高建筑工程的抗震效果，保证建筑工程的质量和安全。

3.3做好建筑空间的设计布置工作

建筑空间在设计布局中的本质是对整个建筑工程的内部空间进行设计，从根本上保证建筑工程三维定位的稳定性和可靠性。建筑工程一旦遇到地震，不仅会受到地表振动的影响，还会受到来自空气的各种力的影响，因此空间设计和布置工作就显得尤为重要，可以最大限度地减小地震力。为了保证建设工程能够承受更多的力，结构设计工作必须保证建设工程各方面强度足够，将地震造成的巨大不利影响控制在最小范围内，促进建设工程的可持续发展。

3.4建筑构件设计及建筑连接节点构造设计要点

建筑是一个由多个构件逐步建成并相互连接的个体，因此在实际设计中，应考虑相关的节点连接问题，但随着建筑立面和室内空间装修标准的提高，整个建筑构件的品种和材料将逐渐增加。在建筑的总体设计和研究中，立面一般采用立体贴、外贴和外挂大理石的设计。大多数建筑也会采用幕墙设计，如玻璃幕墙和铝幕墙。室内装修分为地面装修和空间悬挂。空间悬挂需要完成空间悬挂灯的有效设计和艺术造型，这些都是建筑本身所不具备的，需要悬挂在实际空间上。在实际管理过程中，应考虑相关非主要构件的抗震问题，防止地震时整体脱落、压碎伤人，并与主体连接，在结构连接节点处进行合理处理。

3.5薄弱层的结构设计

由于地震本身的特点，不可能给出有效的预警，因此高层建筑的抗震设计需要与抗震性能相一致。建筑设计方案完成后，要结合其抗震性能对设计方案进行综合分析，找出建筑设计中的薄弱环节，并对薄弱环节进行优化设计和改进，有效提高薄弱环节的抗震能力。一般来说，高层建筑薄弱层主要集中在楼层抗剪承载力突变、建筑结构双向侧向刚度分布不均匀的区域，这部分区域也是地震发生时最易受损的区域。合理的建筑结构分析可以尽快弥补薄弱层，实现对薄弱层的合理控制和优化，提高薄弱层的抗震等级，有效避免建筑结构的大规模变形。

3.6对结构抗震进行有效加固

施工前，施工人员应结合初步抗震设计做好准备工作，施工中根据位置合理进行抗震连接件的安装工作，并做好加固工作，从而为建筑物的抗震设防水平的提高打下坚实的基础。具体来说，应结合以下三点：（1）有关施工人员应根据实际操作情况，结合我国颁布的有关法规和要求，开展相应的工作，提高建筑结构的抗震性能。规范化工作可以通过制定完善的加固方案来进行，也可以满足实时确定建筑结构的具体破坏效果和情况，并在第一时间解决相应的问题，再进行维修工作，从而为整体地震水平的提高打下坚实的基础。（2）抗震鉴定完成后，应根据结构的性能差异选择合适的加固方法。这样可以减少外部条件对整体的影响和不利因素，保证整体安全，满足规范化抗震加固要求。（3）针对抗震鉴定后的结构处理，要求施工人员结合抗震鉴定的最终数据编制加固方案，并在实际工作中严格按照这些规划要求有序进行，以便以满足建筑抗震加固设计的要求，为提高建筑的整体安全性和抗震性能打下坚实的基础。

结束语：

总的来说，我国建筑业需要将建筑结构抗震设计与行业发展趋势相结合。针对建筑结构抗震设计的现状，要不断总结和优化，切实提高我国高层建筑的抗震水平，在保证抗震水平达标的同时，进一步追求高层建筑的经济性和美观性。

参考文献：

[1]王秀文.某不规则高层建筑结构抗震方案设计[J].城市建设理论研究(电子版).2017(35)

[2]崔光燕.高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计[J].城市建设理论研究(电子版).2018(24)

[3]丁传平.高层建筑结构抗震性能设计优化分析[J].建筑技术开发.2017(21)

[4]王志成.高层建筑结构抗震性能设计研究[J].四川水泥.2019(07)

[5]佟洁.试谈高层建筑结构抗震设计理念及方法[J].门窗.2013(08)

[6]姜桂荣.浅析高层建筑抗震结构设计现状与优化方法[J].科技经济市场.2015(06)