高层建筑抗震设计现状及解决策略

高层建筑抗震设计现状及解决策略

赵连峰王成超

重庆长厦安基建筑设计有限公司济南分公司山东济南250014中汽迈赫（天津）工程设计研究院有限公司济南分公司山东济南250014

摘要：在现阶段的城市中，高层建筑越来越多，高层建筑已成为现代化城市发展的主要建筑形式。而高层建筑必须具备良好的安全性、稳定性以及可靠性，才能确保其各项功能的实现，满足人们工作生活的使用需求。抗震设计作为高层建筑结构设计的关键环节，对于建筑结构的稳定性及安全性有着直接的影响。为避免高层建筑结构在地震作用下遭受严重破坏，能够最大限度的保障生命财产安全，建筑结构抗震设计工作十分关键，为此，必须不断优化建筑结构抗震设计，进一步提升高层建筑结构的抗震性能。

关键词：高层建筑；抗震设计；对策

引言

抗震设计基于地震和工程经验产生的基本设计原则和设计思想，确定了建筑物和结构的总体布局以及详细施工过程，相应的措施是，工程结构设计师用在高层建筑的设计中做出的决策，从宏观、一般和原则基础，确定最基本和重要的问题。高层建筑抗震设计是建筑设计和施工的重点，应对建筑抗震设计进行必要的分析，对高层建筑的抗震设计要点采取必要的抗震措施。

1抗震结构设计的重要作用分析

建筑结构设计中，采取抗震结构设计有着重要作用，笔者结合个人实践经验，在查阅大量文献资料的基础上，总结得出建筑抗震结构设计有如下作用：一是可保证建筑物在遭遇常规性地震时，建筑物结构整体性能处于可继续使用状态。二是保证建筑物在遭遇较大强度的地震时，地震作用力并不会损坏建筑的基本结构。换言之，建筑物在遭遇较大强度的地震之后，建筑结构稳定性处于设计范围内，可继续使用，抑或是较大强度的地震之后，建筑物仅需要简单维修，就可以继续使用，这样不会伤及群众的生命安全。三是保证建筑物在遭遇罕见强度的地震时，建筑物不会出现坍塌事故，避免给群众带来巨大的经济损失。

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缺乏专业的抗震设计人才

在西方发达国家普遍重视高层建筑设计问题，在高校和研究机构中有众多的抗震设计专业人才，这为提高西方国家高层建筑抗震能力提供了重要的人才支撑。然而我国目前高校还较少开设建筑设计抗震的相关专业，即便有抗震设计专业，但所学的课程也不够系统，人才较为匮乏。很多城市的高层建筑往往依靠国外建筑设计公司完成抗震设计。

2.3地基选择不合理

随着我国建筑建设用地越来越紧张，在房地产开发过程中，开发单位往往只看重项目开发所在地的商业经济价值，对建筑所在区域内的地基结构、水文地质、土壤等因素并没有仔细地分析，同时也没有对项目所在地的地质构造地震情况进行分析，这就给高层建筑的地基勘察和处理工作造成了一定的困难。高层建筑地基的选择应该优先选择开阔、平坦、地质坚实、均匀的土地，要尽量避免在地震多发区域建设高层建筑。

2.4高层建筑结构的选择

建筑材料的差异所形成的抗震效果有所不同，建筑材料的优劣对于建筑物的整体质量有着很大的影响。就我国当前的建筑结构来看，通常都采用钢筋混凝土结构，其很容易满足一般高度的民用建筑在抗震方面的需求，而建筑高度如果过高的话，钢筋混凝土结构就难以实现建筑物对抗震强度的要求。以现有的高层建筑为例，尤其是105米以上建筑高度的超高层建筑，为实现整体结构的稳定性，在施工过程中通常会采用三层的支撑框钢架结构进行作业施工。现如今，科学技术不断进步，技术人员在钢铁的处理方面的水平也实现了很大的提升，钢铁产品的类型也逐步增多，其产量也在不断地攀升。在这样的大环境下，钢结构在我国的高层建筑的施工设计中的使用率也有了很大的提升。将钢结构运用于高层建筑结构的设计施工之中，能够有效地提升建筑物的抗震性能，因此在满足经济性与安全性的基础上，选择更适宜建筑材料，是设计人员需要持续攻克的课题。

3高层建筑抗震设计优化策略

3.1选择合适的地理位置

在开展高层建筑结构设计工作之前，首先应对工程地质进行勘查，发现不利因素时，及时采取科学手段予以解决。对于不利工程地段，需要考虑场地条件导致的结构破坏因素，在排除地震因素外，还应对工程建设场地的其他因素进行排除，如不利场地及严重危害性的场地，均不得作为施工建设用地。施工场地的选择应结合地基、场地等对于建筑物在地震作用下的破环程度强弱以及特征等进行详细分类，结合不同场地的特点制定科学合理的抗震措施。在高层建筑结构抗震设计中，结构工程师应提出避开不利地质环境的要求，如根据地基液化等级和抗震设防类别等加强上部结构和地基结构的刚度，消除地基液化沉陷。比如，拟建场地应避开活动断裂段，避开容易引发滑坡和崩塌的地段。另外，对于极易引发水灾和海啸等次生灾害的不利地段也应避开。

3.2充分运用高延性结构抗震

高延性结构可有效吸收地震能力，减轻地震对高层建筑的破坏。目前随着建筑架构设计技术的不断发展，越来越多的设计工作者开始使用阻尼器等吸收地震所输入的大量能量，以此提高高层建筑的抗震能力，确保高层建筑可接受最大限度的变形而不至于发生坍塌。

3.3强化地基设计

坚固的地基是建筑抗震最基本的条件，因而，地基设计也是抗震设计中的重点。在建筑抗震设计中，应该选择合适的地理位置，尽量避开会造成地基不稳定的因素，比如河流、溶洞地质等，应该选择平原地区，并且地质坚硬，平坦开阔的地方。从源头上避免出现地基的不均匀沉降，如此，即便发生地震，也会因为地基的整体性较好、强度较高而增强其承载能力，抵抗地震的破坏。因此，在地基的设计中，要做好地质的调查分析，强化地质勘察，了解地质情况，然后根据勘查数据，科学选择地基形式，强化地基设计，提高建筑的抗震能力。

3.4重视抗震结构设计

在高层建筑看诊设计时应当尽可能使用钢混凝土等构造，减少柱断面尺度，提高建筑整体抗震能力。同时在提高高层建筑结构刚度的同时，也要注意引入柔性建筑结构，有效吸收和缓解地震所输入的能力，避免高层建筑在地震时发生坍塌。

结束语

总之，建筑结构抗震设计作为保障高层建筑物安全性与经济性的重要基础，目前的设计现状还存在很多不足，要实现抗震设计水平的进一步提升，设计人员还需要深入探寻抗震知识，累积设计经验，明确设计目的，实现结构安全性与经济合理性的有机结合，探明地震区域高层建筑结构未来抗震要求的发展趋势，打造安全可靠地建筑结构，进而促进社会经济建设的稳步发展。

参考文献

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