探讨高层建筑结构抗震设计方法及结构体系创新

探讨高层建筑结构抗震设计方法及结构体系创新

杨远航

35052119840222**** 广西桂林市 541002

摘要：随着建筑行业的崛起，带动了我国经济的快速增长，但是在建筑规模持续扩大的过程中，其不足与缺陷也暴露出来。尤其是近几年以来，我国高层建筑不断增多，要想使高层建筑达到安全与抗震的效果，就少不了在建筑过程中使用高质量的抗震技术，以此达到降低地震所带来的危害。但是，在高层建筑中加入抗震技术是一个极为复杂的工程，需要综合考量的因素较多。笔者结合多年工作经验，深入分析高层建筑结构抗震设计方法及结构体系创新策略，希望可以给相关专业人员提供借鉴与参考。

关键词：高层建筑；抗震设计；结构体系创新

引言

地震灾害是目前高层建筑施工以及应用期间最为普遍且伤害较大的自然灾害之一，地震灾害具有对建筑结构损害巨大、难以预测且不可控的特点，当地震灾害来临时，尤其容易使建筑结构遭到破坏，从而降低高层建筑的坚固性与安全性，会严重影响建筑用户的生命以及财产安全。然而这种情况，伴随着我国建筑行业的不断发展与建筑技术的不断改进，在高层建筑中融入抗震技术以及相关研究取得了较大的成果。通过选择适合相关高层建筑的抗震技术，有效的减少了高层建筑因为地震而塌陷的情况，在一定程度上提高了建筑住户的生命与财产安全的保障。

1 抗震技术在高层建筑中应用的原理

在建筑结构中运用抗震技术并发挥其作用，是基于地震灾害发生之后，往往

是以能量波的形式实现建筑结构的地震作用，并且在地震灾害所影响的范围之内，建筑结构会因为受到能量波传递的作用，而发生巨大的震动变化，最终导致建筑物受到严重的损害，甚至坍塌，基于地震对建筑物的影响可以看出，在地震灾害发生后，建筑结构自身的阻力与由于地震作用而产生的振幅二者之间存在着紧密的关系，对于本身阻力相对较小建筑结构而言，就会对于地震震动的作用吸收更小，这便导致了当地震振幅较大的情况下就会破坏建筑结构或者使建筑物坍塌。通常情况下，软弱地基的柔性结构更容易破坏，而刚性结构就会相对更加坚固；相反，坚硬的地基上的刚性结构更容易遭到破坏，柔性结构就相对更坚固一些，如图1、图2所示。但是需要说明的是，现阶段高层建筑所采用的抗震技术和传统的抗震技术区别很大，其中最为显著的差别就是现代建筑施工中采用的抗震技术，主要是把地震当做一个能量释放的过程，然后进行抗震设计和防护应用，以此来达到降低地震对建筑物带来的损害，提升建筑物对于地震灾害的抵抗力。

图1 刚性结构

图2 柔性结构

2高层建筑结构中抗震设计应用的原则

2.1 可靠性

要想达到使抗震系统正常工作的效果，那么在设计抗震应用时便应该严格遵循可靠性的原则。在当前抗震的大背景之下，人们的关注点在于抗震技术的运用能否与高层建筑的实际情况相符，所以说，在设计抗震应用的过程中，要着重对会使用抗震技术的建筑物进行细致观察，把握其特点，按照严格的安装规定来安装抗震设备。如此一来，便可以使抗震技术达到国家制定的相关规定。

2.2 实用性

需要强调的是，在抗震技术的应用过程中，抗震技术成本与抗震效果并不是成正比的，所以按照不同的建筑物应该设计不同的设计方案，使其达到科学合理的设计效果。这样不仅提高抗震技术的性价比而且还可以使其达到更好的效果。基于以上分析得知，在建筑中加入抗震设计还要以实用性作为原则。

3建筑结构设计中的抗震设计

3.1针对性选取合适的建筑场地

在对建筑结构进行设计之前，要科学的选择施工场地。适当的施工现场将直接影响建筑结构的抗震性能。施工现场的合理性可以提升建筑施工的稳定性和安全性。最重要的是，地势平坦的场地是作为建筑物的基础，并为施工工艺的多样性提供了更方便的条件。此外，施工的现场视野要广阔，要根据实际内容对相关区域的密度以及硬度进行检查，了解土壤状况，并根据土壤状况制定出合理的结构抗震构造设计，这样能有效避免建筑物在地震中开裂。要避免将施工场地放到地震断裂带的区域，施工现场还应处理软土地基，避免建筑物发生倒塌等问题。

3.2科学的设计建筑结构形式

如今，建筑结构更加多样化，钢结构、剪刀墙以及砖混结构等在我国到是常见的建筑结构形式。建筑的结构形式施工都要以保证建筑物的抗震性为基础，但实际不同的建筑结构形式的抗震能力并不相同。钢结构主要以混凝土钢为基础，其承载能力和抗震能力较强，且其结构也比较简单，目前在我国建筑结构施工中得到广泛使用。砖混结构主要以砖为主，材料本身的脆性将直接影响建筑结构的抗震指标，目前，它在建筑物中并不常用。因此，建筑设计人员应根据不同建筑场地及其区域地震灾害的性质，选择相应的建筑结构，以期提高建筑的抗震水平。

3.3墙体的设计分布

受地震影响最大的是建筑结构的内墙，在地震中最常见的建筑物损坏情况是内墙开裂，内墙开裂将直接导致建筑物倒塌。因此，建筑的相关设计人员必须进行合理设计和分配建筑的墙体。墙体结构设计应保证建筑内墙的水平和垂直分布均匀，并改善建筑的刚度，以保证建筑内墙的抗震指标。

3.4建筑结构设计中的抗震结构设计要合理选择结构材料

在建筑结构抗震设计中，设计人员应合理选择建筑材料。地震发生时，建筑物结构的自身重量将增加其倾复力矩，严重影响建筑物结构的安全性和稳定性。因此，在保证建筑结构质量安全的前提下，尽量选用强度和拉伸性能好，且质量相对较轻的建筑材料，以降低建筑结构的自重。除此之外，必须要充分考虑建筑材料的均质性因素和构件连接的连续性，选择连续性较好的材料，这样可以有效改善建筑结构的抗震性能。

3.5建筑结构设计中隔震层的设计要点

在建筑结构设计中，隔震层可以有效降低地震给建筑结构造成的损坏。在实际的设计中，隔震层一般在建筑主体与连接部分的中间间隔区域，这样可以很好的减少建筑的损伤。隔震层的优点和功能可被设计人员用来合理使用到建筑物中。3.5.1屋顶的抗震设计

如果房屋建筑的质量比较小，其稳定性就会相对较高，在地震中不会有很大的波动和损坏，那么建筑物的安全性就会得到提高。在建筑设计的过程中，建筑各方面的质量可以进行适当降低，进而提高建筑屋顶和墙体的质量，从而增加建筑的抗震性能。因此，建筑屋面抗震设计对材料质量要求极为严格，要选择优质建筑材料，也选择节能的材料。

3.5.2抗震防线设计

在建筑的工程设计中，抗震防线的设计非常重要，假如这其中的环节出现问题，那么很可能会直接影响到建筑物的整体抗震性。建筑结构设计中红，需加强其薄弱环节的抗震设计。建筑框架是抗震建筑的薄弱环节之一，如果框架损坏，建筑将直接倒塌，因此，抗震防线能够增加抗震墙，那么就算框架出现损坏时，抗震墙可以替代建筑支撑建筑物，以延缓建筑倒塌时间。

3.5.3科学布局减少地震能量

建筑结构设计要进行科学的布局，以降低地震能量对建筑物造成的损害。结构设计人员要认真分析地震能量对建筑物损害的变形程度，适当的增加对建筑结构的地震能量分布，以此使建筑物整体分担地震能量，从而提高建筑的结构稳定性和抗震性能。

结语

综上所述，抗震技术已经广泛运用在高层建筑结构设计中，由于建筑设计中有机融合了抗震技术，建筑物的质量有了明显的提升，且建筑物的抗震性也明显增加。因此，有关设计单位要积极掌握并运用抗震技术，做好高层建筑工程的抗震设计，切实提高建筑物的整体质量，满足人们对美好居住条件的向往。

参考文献

[1]翟厚智.高层混凝土建筑抗震结构设计分析[J].居舍,2021(35):52-54.

[2]陈长沌.浅析高层建筑抗震设计中剪重比的调整[J].四川水泥,2021(11):243-244.