时间：2023-12-05 11:15:06
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇高层建筑结构抗震设计，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键字：高层结构设计抗震
随着科学的发展和时代的进步,高层建筑如雨后春笋般的出现。高层建筑的高度在一定程度上反映了一个国家的综合国力和科技水平,世界著名的建筑更是建筑史上的纪念碑。但是如果高层建筑因结构设计不清,而造成结构布置不合理,不仅会造成大量的浪费,更重要的是给高层建筑留下了结构质量的安全隐患。因此高层建筑的结构设计就显得尤为重要了。
一 结构设计特点
1.1 水平载荷是设计的主要因素
高层结构总是要同时承受竖向载荷和水平载荷作用。载荷对结构产生的内力是随着建筑物的高度增加而变化的,随着建筑物高度的增加,水平载荷产生的内力和位移迅速增大。
1.2 侧向位移是结构设计控制因素
随着楼房高度的增加,水平载荷作用下结构的侧向变形迅速增大,结构顶点侧移与建筑高度的四次方成正比,设计高层建筑结构时要求结构不仅要具有足够的强度,还要具有足够的抗推强度,使结构在水平载荷下产生的侧移被控制在范围之内。
1.3 结构延性是重要的设计指标
高层建筑还必须有良好的抗震性能,做到“小震不坏,大震能修。”为此,要求结构具有较好的延性,也就是说,结构在强烈地震作用下,当结构构件进入屈服阶段后具有较强的变形能力,能吸收地震作用下产生能量,结构能维持一定的承载力。
1.4 轴向变形不容忽视
高层结构竖向构件的变位是由弯曲变形、轴向变形及剪切变形三项因素的影响叠加求得的。在计算多层建筑结构内力和位移时,只考虑弯曲变形,因为轴力项影响很小,剪力项一般可不考虑。但对于高层建筑结构,由于层数多,高度大,轴力值很大,再加上沿高度积累的轴向变形显著,轴向变形会使高层建筑结构的内力数值与分布产生明显的变化。
二 建筑抗震的理论分析
2.1 建筑结构抗震规范
建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。
2.2 抗震设计的理论
拟静力理论。拟静力理论是20世纪10～40年展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。
反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40～60年展起来的,它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。动力理论。动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而完成抗震设计工作。
三 高层建筑结构抗震设计
3.1 抗震措施
在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
3.2 高层建筑的抗震设计理念
我国《建筑抗震规范》(GB50011-2001)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率(或重现期)来区分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重现期50年;设防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重现期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重现期1641-2475年,平均约为2000年。
对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。
3.3 高层建筑结构的抗震设计方法
我国的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定:高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法;除1款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法;特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。
四 高层建筑结构发展趋势
随着城市人口的不断增加建设可用地的减少,高层建筑继续向着更高发展,结构所需承担的荷载和倾覆力矩将越来越大。在确保高层建筑物具有足够可靠度的前提下,为了进一步节约材料和降低造价,高层建筑结构够构件正在不断更新,设计理念也在不断发展。高层建筑结构也正朝着结构立体化,布置周边化,体型多样化,结构支撑化,体型多样化,材料高强化,建筑轻量化,组合结构化,结构耗能减震化等方向发展。
五 总结
高层建筑物有效地减轻了住房压力,但必然也带来了安全隐患,其结构设计显得尤为重要。随着设计理念的不断发展,高层建筑物必将朝着更加合理的方向发展。
参考文献
[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.
关键词：高层建筑结构抗震设计准则优化设计
Abstract : the importance of anti-seismic concept design, in determining the overall scheme, housing materials and details, comply with the relevant requirements of seismic design and the reasonable principle, for the seismic checking necessary, take appropriate seismic structural measures, ensure the quality of construction, in order to achieve the purpose of reasonable seismic design.
Key words: high-rise buildings aseismic design criterion optimization design
中图分类号： TU973+.31 文献标识码： A 文章编号：
前言；随着高层建筑的增多，结构抗震分析和设计已越来越重要。特别是我国处于地震多发区，高层建筑抗震设防更是工程设计面临的迫切任务．高层建筑结构的抗震是建筑物安全考虑的重要问题。建筑结构设计人员为防止、减少地震给建筑造成的危害，就需要分析研究建筑抗震问题，不断总结经验、联系实际, 妥善处理这一工程当中不可避免的问题。
一、高层建筑结构抗震设计准则
抗震设计要刚柔相济，选择合适的结构形式，在增加结构刚度的同时也要增强抗震作用，需要确定合理的抗震措施。保证结构的抗震性能主要是确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。在地震力作用下，要求结构保持在弹性范围内正常使用。建筑物的变形破坏时，震后不能发生很大的变化，经简单的修复后可正常使用。随着建筑物高度的增加，允许结构进入弹塑性状态，但必须保证结构整体的安全，因此，必须进行抗震设计。
强震之后都会伴随多次余震，在建筑抗震设计过程中如果一味的提高结构抗力，就会增加结构刚度；若只有一道设防，则会导致结构刚度过大，建筑物缺少必要的延性，导致建筑物破坏过程不明显，造成安全隐患。如果建筑物的抗震结构体系刚度太柔，经过首次破坏后而余震来临时，因结构已损伤，结构构件将需要协同工作来抵挡地震作用，这样将容易导致建筑物过大形变而不能使用。所以，既要保证满足建筑物的变形要求，又能减小地震力，这是建筑物抗震设计中的双重目标。只有这样才能使建筑物在抗震过程中，既防止造成建筑物的局部受损，又具有一定的抗变形能力。延性较好的分体系组成，地震发生时不会发生整体倾覆。
二、建筑结构性能抗震设计
采用合理的抗震性能目标和合理的结构措施进行抗震设计。除了抗震设计方法，基于性能的抗震设计理论还包括目标性能的确定，它是整个设计的基础和关键，主要包括以下三个方面：
1．地震设防水准
在设计基准期内，定义一组参照的地震风险和相应的设计水平，是基于性能设计理论的一个重要目标。基于性能的设计理论应追求能控制结构可能发生的所有地震波谱的破坏水准，为此，需要根据不同重现期选择所有可能发生的对应于不同等级的地震动参数的波谱，这些具体的地震动参数称为地震设防水准，分为常遇、偶遇、罕遇和稀遇地震，并给出了其重现期和超越概率。
2.结构的性能水平及其量化指标
结构的抗震性能水平表示结构在特定的某一地震水准下一种有限程度的破坏，包括结构和非结构构件破坏以及因它们破坏引起的后果主要用结构易损性、结构功能性和人员安全性来表达。按照不同的地震动水平，结构的性能水准可分为四级，即功能完好、功能连续、控制破坏与损失、保证安全。其中，简化的三级性能水准，即可继续使用、修复后可再使用保证安全。
3，抗震设计的目标性能
结构的抗震设计的目标性能是针对某一地震设防水准而期望达的抗震性能等级，抗震设计目标性能的建立需要综合考虑场地特征、结构功能与重要性、投资与效益、震后损失与恢复重建、潜在的历史或文化价值、社会效益及业主的承受能力等诸多因素。我国抗震规范的目标性能实际是：小震不坏，中震可修，大震不倒。
三、高层建筑结构抗震设计要点
3.1结构规则性
建筑物尤其是高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求，同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响，要求建筑物平面对称均匀。因为该种结构建筑容易估计出其地震反映，对建筑进行合理的布置，以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀，体型简单，结构刚度协调。大量地震灾害表明，采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理，这样的建构筑物在地震中的受损情况往往小于那些没有采取构造措施的建构筑物。地震时，质量沿建筑物竖向变化均匀，平立面简单且对称的结构类型，建筑物在地震时具有较好的抗震性能。
3.2层间位移限制
高层建筑都具有较大的高宽比，而位移限值大小与结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关，因此，在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况。其中钢筋混凝土结构的位移限值要求严格，以及所处的地理位置进行设计稳定性以及正常使用功能等。其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移，应避免在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力。
3.3控制地震扭转效应
当建筑结构的平面布置等不规则建筑结构刚度中心不重合，当周期比不满足要求时可采用加大抗侧力构件截面，并应将抗侧力构件尽可能的均匀布置在建筑四周，增加抗侧力构件数量的方法。在地震发生时建筑结构会导致结构整体倒塌，因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。当结构位移比不满足要求时甚至会产生较大差距，一般采取增加最大位移处构件刚度减小最小处减小刚度中心与质量中心的相对偏心。位移构件刚度划分为相对规则平面，建筑物在扭转作用下各片抗侧力结构的层间变形不同，在设计过程中应对各层的扭转修正系数分别计算，若调整构件刚度不能满足效果时则应调整抗侧力构件布置。不能满足要求时则必须对其进行调整。其中距刚心较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大，以增大结构抗扭刚度。同时在上下刚度不均匀变化的结构中，各层的刚度中心未能在同一轴线上，当结构刚度富余量较小可采取均衡加强结构刚度，以上情况都会使各层结构的偏心距和扭矩发生改变。
【关键词】高层建筑 建筑结构 抗震设计 优化
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
1.高层建筑结构抗震设计优化的必要性
伴随着城市高层建筑已成为主题建筑，结构抗震分析和设计就越来越重要。尤其是我国地理位置的特殊性――系地震多发区域，所以高层建筑的抗震设计是每一项工程建设应该考虑的最为关键的问题。由于地震的发生具有随机性，因此在建筑设计过程中要重点分析建筑的抗震问题，不断的吸收、改进以往的经验，减少地震对建筑物的损害，切实做好建筑安全工作。
2.高层建筑抗震设计中常出现的问题
2 .1部分建筑物高度过高
按我国现行《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，在一定的抗震设防烈度和一定的结构体系下，钢筋混凝土高层建筑都有一个最大适用高度。在最大适用高度以下的范围内，建筑物的抗震能力是比较好的，一旦超过最大适用高度，在强烈的地震力下，建筑物就会发生破坏性变形，抗震能力下降，从而导致建筑工程预案和建筑工程结构设计需要重新设计。
2 .2地基的选取不科学
随着城市居民人口的增加和城市居住空间的减少，很多房产开发商在选取地址位置时仅考虑商业利益、商业开发空间等，而忽略了高层建筑的选取地址所应遵循的基本原则。高层建筑应选择位于稳定基岩、坚硬土或开阔、平坦、密实、均匀的中硬土场地，远离河岸，避开不利地形，避免在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段建造房屋。如果对建筑地基的选择不适宜，可能导致地震对建筑基础的破坏加重，从而使得高层建筑的抗震能力下降。
2 .3材料的选取不科学，结构体系不合理
在我们地震的频发区域，结构材料的选择和结构体系设计的合理性尤为重要。高层建筑混凝土结构宜采用高强高性能混凝土和高强钢筋，构件内力较大或抗震性能有较高要求时，宜采用型钢混凝土、钢管混凝土构件。因为我国的建筑结构形式主要以混凝土核心筒为主，变形控制主要以钢筋混凝土结构的水平位移限值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大，靠刚度很小的框架协同工作减小侧移，不仅增大了钢筋的负担，而且效果不大，有时不得不加大结构的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值。
2 .4抗震设防烈度较低
目前我国的建筑的抗震设防烈度较低，中震相当于在规定的设计基准期内超越概率大约为10％的地震烈度，较低的抗震设防烈度放松了高层建筑的抗震要求 。
3.高层建筑结构抗震设计的优化措施
3.1选择有利的抗震场地
地震对建筑物的破坏程度，除了地震的震动直接引起的结构破坏，场地的选取也是一个重要的因素。地震可能引发地表的错动和地裂、地基面的沉陷、滑坡和砂土液化等，因此，高层建筑场地的选择至关重要，应选择对建筑抗震有利的地段，应避开对抗震不利地段，如软弱土；易液化土；条件突出的山嘴；高耸孤立的山丘；非岩质陡坡 、采空区；河岸和边坡边缘；场地土在平面分布上的原因、岩性、状态明显不均匀等地段；当无法避开时 ，应采取适当的措施提高抗震能力，应根据抗震设防类别、地基液化等级，采取加强地基和上部结构整体性和刚度、部分消除地基液化沉陷等措施；当地基主要受力层范围内存在软弱性土层、新近填土和严重不均匀土层时，应预测到地震时会出现地基不均匀沉降或其他不利影响，所以就应采用合理的基础形式（如桩基） 、地基加固和加强上部结构等处理措施；对于地震时可能导致滑移或地裂的场地，应采取加强地基稳定的措施。基础设计时，同一结构单元不宜设计在性质截然不同的地基上，也不宜部分采用天然地部分采用桩基，不宜部分采用端承桩部分采用摩擦桩；高层建筑宜设置地室，避免采用局部地室。
3.2优化平面和立面设计
基于建筑结构设计的平面与立面结构，我们认为有以下几个方面可以参考 ：
(1)结构的简学性。结构简单是指结构在地震作用力下具有直接和明确的传力途径。只有简单的结构，才能够易于把握建筑结构的计算模型、内力位移分析和结构薄弱部位，从而对结构的抗震性能也有更可靠的估计。
(2)结构的刚度和抗震能力。水平地震的作用是双向的，建筑结构设计应使高层建筑能抵抗任意方向的地震破坏。通常设计可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力，结构的抗震能力则是结构强度及延伸的综合反映。结构刚度的选择不仅要能减轻地震破坏作用，还要注意控制结构变形的增幅，过大的变形会产生重力二阶效应，导致结构破坏、失稳。
(3)结构的整体性。在高层建筑结构中，楼盖的设计对高层建筑整体性起到至关重要的作用，楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力结构，而且要求这些结构能协同承受地震作用。特别是竖向布置复杂或抗侧力构件水平变形特征不同步的结构，就更要依靠楼盖使抗侧力与结构能协同工作。
3.3抗震结构体系完善的设置
抗震建筑结构体系应全面考虑到建筑物的设防烈度 、房屋高度 、场地 、地基 、基础、材料和施工等因素，经过技术 、经济技术、经济条件综合考虑来确定。首先应设较多道抗震防线，从而避免因部分结构或构件破坏而导致整个高层建筑结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力减弱。这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。同时底框建筑底层高度不宜太高，应控制在4.5 m以下。高度的增加，会导致底层刚度减小，重心就会提高，使框架柱的长细比例增大，更容易出现不平衡现象。同时由于高度较高，不少业主会自行改变建筑房间，把一层改为两层或者更多，从而为整个楼层带来安全隐患。所以合理的刚度和强度分布，会避免因局部消弱、突变性、过大的应力集中或塑性变形集中这些因素所可能产生的薄弱部位。
3.4建筑结构的延性抗震能力
系统的抗震措施主要分为以下几个方面：1.强柱弱梁：人为增加柱子相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震中梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。2.强剪弱弯：剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。所以，应人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使建筑设计结构能在大地震破坏下非弹性变形，建筑的构件都不会先发生剪切破坏 。
4.结束语
随着时代的发展、科技的进步，高层建筑结构的抗震设计方法和技术也应当不断地创新和变化，在高层建筑的抗震设计中应更认真地选择合适的抗震结构设计方案，细致的选择建筑结构材料，最大限度的减少地震的破坏，从而提高高层建筑的抗震能力。
【参考文献】
[1]王海翠.我国高层建筑抗震结构设计初探[J].科技传播,2011(09)．
[2]郭霞飞.高层建筑结构抗震设计思想与工程实例分析[J].四川建材,2010（03）．
关键词：高层建筑；结构；抗震；设计
1高层建筑结构的抗震设计因素
1.1水平荷载力
水平荷载力对于高层建筑的结构设计起着关键性的决定作用。所谓的水平荷载力主要是指风荷载力以及抗震的作用。水平荷载力的大小对于整个高层建筑的抗震性能也是产生直接影响。具体原因主要分为以下几个方面：
（1）高层建筑物本身的重量与高层的荷载力所产生的轴力的大小和弯矩的数值的大小正好和高层建筑物自身高度形成一次方的正比关系。
（2）由水平荷载力对其结构产生的倾覆力矩在构件中引起的轴力作用与楼房高度的两次方成正比。
1.2侧向位移控制
在高层建筑的安全抗震理念中另一个至关重要的设计因素就是侧向位移的控制。因为，建筑工程队在施工过程中多多少少会由于建筑物楼层的增高而产生一定的难以控制的侧向位移。并会随着楼层高度的逐渐增加而不断加大位移，通常是和建筑物高度的四次方程正比关系。如果在施工过程中侧向位移控制不好，那么会大大影响到高层建筑的自身安全稳定性。很有可能会发生房屋倒塌、墙体开裂的意外情况，从而危害居民或员工的人身安全。因此，对于高层建筑中侧向位移的控制不容小觑。
1.3抗震荷载力
除了上述的水平荷载力、侧向位移的因素外，还有一个就是要充分考虑到地震荷载力。一个好的抗震建筑物需要达到小震不坏、大震不倒的基本效果。
2高层建筑的结构体系分析
2.1框架结构体系
所谓的框架结构体系通常指的就是由梁和柱通过连接而支撑起来的一种可以承重的结构。一个好的框架结构体系可以十分牢固地抵抗一定的水平荷载、侧向位移、竖向荷载及地震荷载的。高层建筑设计选用良好的框架结构体系会产生很多的优势。例如：平面设计实用快捷简便,空间较大,能适应较多功能的需要。正是由于框架结构的这些优点,使得它成为高层建筑的主要结构形式。当然,框架结构体系也有本身的局限性,例如其结构的向刚度较小,在承受地震时将会发生变形且程度非常大。因此,楼层的高度和层数受到了框架结构的限制。
2.2剪力墙结构体系
目前较高的楼层也越来越多,因此,为了满足较高楼层数的要求,剪力墙结构体系出现了。剪力墙结构(shsarwallstructure)是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力。这种结构在高层建筑中被大量运用。
3高层建筑结构抗震设计中的疑难问题
3.1高度问题
出于经济与实用的角度而言，国家法律对高层建筑物的高度有一定的具体要求，以此来保证建筑物良好的使用性。然而，在实际操作中，一味地追求美观与技术上的突破，往往都是尽可能地增加建筑物的最大高度限值。这样的做法大大增加了高层建筑的安全抗震难度。
3.2竞争性大
目前，我国正出于稳步的发展中，但是就科技水平、国家财力等而言，还是与发达国家之间存在着一定的差距。因此，对于建筑行业的发展也存在着一定的问题。例如：高层建筑中的安全抗震问题就十分棘手。在能稳定确保抗震性能的一些技术因素上（配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配）远远不如发达国家。纵观整个的市场经济和行业形势，我国高层建筑的安全抗震性能的设计防护存在着相当大的竞争力。
3.3高层建筑的结构体系设计问题
由于施工中主要针对高层建筑的安全抗震性能设计建筑结构，因此，如何有效地结合地震频发区的地理位置来选取建筑材料，设计合理的建筑结构体系，成为了设计师们最难把握的问题。通常，施工中都是采用钢筋混凝土来做内部支撑，因为据实验数据显示，钢筋混凝土的地震作用剪力能高达百分之八十至九十以上。但与此同时，又有一个新的问题出现了。在施工中，侧向位移似乎如影随行，工人们总是在不断地检查位移的范围大小。而钢筋混凝土材料的使用刚硬度还是不足以支撑较大的侧向位移力。
4关于提升高层建筑抗震结构的建议
4.1高层建筑结构体系分类及侧移运用
设计中讲究对症下药，具体问题具体解决。首先要对高层建筑的结构体系做一个详细的分类。主要分为钢筋混凝土结构、钢-混凝土混合结构、钢结构和钢-混凝土组合结构等。再按照结构形式来分类，又可以分为框架结构体系、剪力墙结构体系及框架-剪力墙结构体系等。其次，着重考虑这些结构体系的形式在高层建筑施工中的侧向位移的运用。一般情况下，超过五十米的建筑物主要采用剪力墙结构体系。因为此结构体系刚硬度大，不易受外界力而发生变形。而至于五十米以下的建筑物，通常采用的就是简单的梁和柱结构体系。
4.2增加建筑物的横截面积使承重力分散
一旦达到那么大的高度，想要保证百分百的垂直上升几乎是不可能的。而建筑物产生意外的倾斜或者侧歪，极有可能导致后期的坍塌。至于抗震性能更是不值一提。想要解决这一问题可以尝试从以下角度入手：增加建筑物本身的横截面积，使其承重力分散到横截面上，而不只是单独地依赖于垂直面，这在一定高度时能够大大减少高层建筑物的侧向位移，从而相对保证其安全抗震的性能。当建筑物楼层高度达到五十米以上时，我们通常使用的是剪力墙结构体系。但是往往会出现剪力墙超筋的不良情况。毋庸置疑，剪力墙的超筋会使整个建筑物的整体承载力不够，从而大大影响到高层建筑物的抗震性能。
4.3设置抗震缝是夯实地基的关键
大多数的建筑物如果出现抗震性能不佳或者楼房易震动说明此建筑物的地基没有做好。一个好的地基是建筑物安全抗震的必要条件。而缝隙的设置将会在一定程度上大大增加地基的牢固性。应该检查建筑物的各个部位是否有高度上的差异，因为高度差异会导致受力不均，从而影响整体的牢固。需在有高度差异的地方设置沉降缝，在平面有缝隙的地方设置伸缩缝。
5结束语
目前，我国在建筑行业发展地越来越快，因而对于建筑设计的要求也是越来越高。不但注重建筑物的外观造型的新颖独特，更加注重其方方面面的安全实用性能。在一定程度上带给了人们生活品质的提高与安全居住的保障。
参考文献：
[1]徐彪,秦艳华.某高层建筑塔楼结构设计分析[J].辽宁建材.2008,(4).
关键词：高层建筑、抗震设计
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：
高层建筑框架结构的抗震性能受许多因素的影响，而且十分敏感。为了使框架结构具有良好的抗震性能，就应在早期方案设计阶段就给予足够的重视。因此必须考虑结构体型、规则性、整体性和质量分布等问题，同时还应对结构承载力、刚度和非弹性延性变形能力从地震反应角度做出比较正确的评价，使结构体系具有一定的延性。
1、高层建筑抗震设计的计算要点分析
下面将重点介绍有关框架结构在抗震设计时所遵循的原则，并对计算要点进行分析。
1.1、抗震设计原则分析
在高层建筑结构设计中，如果要求框架结构有一定的延性就必须保证框架梁、柱有足够大的延性。而梁、柱的延性是以其控制截面塑性铰的转动能力来度量的。因此，应合理控制结构破坏机制及破坏历程，使结构具有良好的塑性内力重分布能力，合理设计节点区及各个部分连接和锚固，避免各种形式的脆性破坏。在抗震设计时应遵循下述设计基本原则：
(1)强柱弱梁：较合理的框架破坏机制和破坏历程，应是梁比柱的屈服尽可能先发生和多出现，底层柱的塑性铰最晚形成，同一层中各柱两端的屈服过程越长越好。因为同一层柱上、下都出现塑性铰，很容易形成几何可变体系而倒塌。阅此，要控制梁、柱相对强度让塑性铰首先在梁端出现，尽量避免或减少在柱端出现，使框架结构形成尽可能多的梁型延性结构铰。
(2)强剪弱弯：钢筋混凝土构件的剪切破坏是脆性破坏，延性很小。对于框架梁、柱，为了使构件出现塑性铰前不发生脆性的剪切破坏，这就要求构件的抗剪承载力大于塑性铰的抗弯承载力。为此，要提高构件的抗剪强度，形成“强剪弱弯”。
(3)强节点、强锚固：框架结构中梁柱节点的破坏，属变形能力差的剪切脆性破坏，并且使交于节点的梁、柱同时失效。所以，在梁、柱弹塑性变形充分发挥前节点区和构件锚固不应失效。对于框架梁，应具有良好的延性，以提高梁的塑性铰的延性及耗能能力是保证框架结构抗震性能的关键。我们可以通过以下几个方面来改善梁的延性性能：①剪压比限制。保证较低的剪应力，塑性铰区的截面剪应力对于梁的延性、能量耗散及保持梁的强度、刚度有明显的影响，剪压比愈大梁刚度和强度下降愈快；②在塑性铰区加密箍筋并增设水平腰筋以减少剪切错动的影响，防止过早的强度、刚度下降；⑧梁端截面下部配筋不宜少于上部钢筋的30％一50％，以降低梁端截面受压区高度、增大塑性铰转动能力、增大其耗能性能。④限制配筋率和改进箍筋形式：⑤剪跨比限制。改善柱的延性性能除与梁相同的几项措施外，还应限制轴压比，避免短柱。
1.2、计算要点
对于多层和高层钢筋混凝土房屋的构件，在抗震设计时除了分别进行承载力计算外，还应进行以下验算。
(1)一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：
而一级框架结构及设防烈度为9度时尚应符合：
一、二、三级框架的底层柱下端截面组合弯矩的设计值，应分别乘以增大系数1.5、1.25和1.15。
(2)一、二、三级的框架梁和抗震墙中跨高比大于2.5的连梁，其梁端截面组合的剪力设计值应按下式调整：
一级框架结构及设防烈度为9度时尚应符合和下式：
(3)一、二、三级的框架柱和框支柱组合的剪力设计值应按下式调整：
一级框架结构及设防烈度为9度时尚应符合下式：
(4)框架节点剪力设计值根据规范由强节点弱构件原则计算确定。
2、高层钢筋混凝土房屋抗震的构造措施
2.1、框架结构抗震构造措施
1)截面尺寸梁的截面尺寸宜符合下列各项要求：截面宽度不宜小于200mm：截面高宽比不宜大于4：净跨与截面高度之比不宜小于4。柱的截面尺寸宜符合下列各项要求：截面的宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱直径不宜小于350mm：剪跨比宜大于2：截面长边与短边的边长比不宜大于3。且柱的轴压比不宜超过相关标准的规定。
2)纵向钢筋的构造要求
(1)梁的钢筋配置，应符合下列各项要求：
①梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5％，且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35。
②梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3。
③沿梁全长顶面和底面的配筋一、二级不应少于2φ14且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的1/4，三、四级不应少于2φ12。
④一、二级框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径，对矩形截面柱，不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20：对圆形截面柱，不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的1/20。
(2)柱的钢筋配置，应符合下列各项要求：
①柱纵向钢筋的最小总配筋率应按表16—16采用，同时每一侧配筋率不应小于0.2％；对建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑，标准中的数值应增加0.1。
②宜对称配置。
③截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋间距刁；宜大于200mm。
④柱总配筋率不应大于5％。
⑤—级且剪跨比不大于2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。⑥柱纵向钢筋的绑扎接头应避开柱端的箍筋加密区。
3)箍筋的构造要求
(1)梁的箍筋配置要求
①梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按相关标准采用，当梁端纵向受拉钢筋配筋串大于2％时，标准中箍筋最小直径数值应增大2mm。
②梁端加密区的箍筋肢距，—级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值，二、二级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm。
(2)柱的箍筋配置要求
①二级框架柱的箍筋直径不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm时，除柱根外最大间距应允许采用150mm；三级框架柱的截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径应允许采用6mm；四级框架柱剪跨比不大于2时，箍筋直径不应小于8mm；框支柱和剪跨比不大于2的柱，箍筋间距不应大于lOOmm。
②柱的箍筋加密范围应按下列规定采用：柱端取截面高度(或圆柱直径)、柱净高的1/6和500mm三者的最大值：底层柱、柱根不小于柱净高的1/3，当有刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上下各500mm；剪跨比不大于2的柱和因设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于4的柱，取全高：框支柱、一级及二级框架的角柱，取全高。
③柱箍筋加密区箍筋肢距，一级不宜大于200mm二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm；至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束：采用拉筋复合箍时，拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。柱端加密区的体积配箍率尚应满足有关规范的要求。
2.2、剪力墙的抗震构造措施
1)截面尺寸抗震墙的厚度，一、二级不应小于160mm且不应小于层高的1/20，三、四级不应小于140mm且不应小于层高的1/25。底部加强部位的墙厚，一、二级不宜小于200mm且不宜小于层高的1/16；无端柱或翼墙时不应小于层高的1/12。
2)竖向、横向分布钢筋的配筋要求
①一、二、三级抗震墻的竖向和横向分布钢筋应双排布置，最小配筋率均不应小于0.25％；四级抗震墙不应小于0.20％：钢筋最大间距不应大于300mm，最小直径不应小寸8mm。
②部分框支抗震墙结构的抗震墙底部加强部位，纵向及横向分布钢筋配筋率均不应小于0.3％，钢筋间距不应大于200mm。
2.3、框架-剪力墙的抗震构造措施
1)截面尺寸抗震墙的厚度同于抗震墙结构。抗震墙的周边应设置梁(或暗梁)和端柱组成的边框端：端柱截面宜与同层框架柱相同并应满足对框架柱的要求。
2)配筋要求
①抗震墙底部加强部位的端柱和紧靠抗震墙洞口的端柱宜按柱箍筋加密区的要求沿全高加密箍筋。
②抗震墙的竖向和横向分布钢筋配筋串均不应小于0.25％，并应双排布置；拉筋间距不应大于600mm，直径不应小于6mm。
2.4、筒体结构抗震构造要求
框架-核心筒结构应符合下列要求：
①核心筒与框架之间的楼盖宜采用现浇梁板体系。
②低于9度采用加强层时，加强层的大梁或桁架应与核心筒内的墙肢贯通：大梁或桁架与周边框架柱的连接宜采用铰接或半刚性连接
③结构整体分析应计入加强层变形的影响。
④设防烈度为9度时不应采用加强层。
⑤在施工程序及连接构造上，应采取措施减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层的影响。
3、结束语
高层建筑的结构体系是随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展的。随着经济水平的增长和高层建筑的增多，结构抗震分析和设计已经变得越来越重要。特别是我国处于地震多发区，高层建筑抗震设防更是工程设计面临的迫切任务，高层建筑结构的抗震仍然是建筑物安全考虑的重要问题。
参考文献：
[1]张萌编著，建筑抗震，中国计划出版社,2007.06.
[2]王亚勇，建筑抗震设计规范，中国建筑工业出版社,2006.01.
【关键词】高层建筑；结构；抗震；概念设计
高层建筑抗震设防是工程设计面临的迫切任务，高层建筑结构的抗震仍然是建筑物安全考虑的重要问题，结构抗震分析和设计已变得越来越重要。同时，建筑材料的选用对结构抗震的影响越来越受到人们的关注。概念设计在抗震设计中是必不可少的内容之一，主要目的就是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免结构出现敏感的部位，造成地震能量的耗散仅集中在极少数薄弱部位，导致结构过早破坏。概念设计涉及的内容十分的广泛，下面从不同的角度进行了阐述。
1 选择对建筑抗震有利的场地和地基，以减少地震的能力输入
场地条件通常指局部地形、断层、地基土层、砂土液化等。表层覆盖层土质硬、厚度小，则承载力高，稳定性好，在地震作用下不易产生地基失效；土质愈软，厚度愈大，对地震的放大效应愈大；局部凸出的土质山梁，孤立的山包，对地震效应有放大作用。在地质断层，地震中常出现地层错位、滑坡、地基失效或土体变形。抗震设计时，应选择坚硬土或中硬土场地，当无法避开不利的或危险的场地时，应采取相应措施。
2 选择延性好的结构体系与材料，并将结构设计成延性结构，削减建筑物对地震的反应
2.1 抗震结构体系的布置
抗震结构平面及立面的变化要均匀，其刚度、承载力和延性在楼层平面内应均匀，沿结构竖向应连续，刚度和质量分布均匀。平面及立面布置应简单、规则，同时对于平立面形状超规，房屋超长，地基土不均匀等情况应设置合理的防震缝。抗震结构体系尽量减少自重，由于在高层建筑中，各层楼面板的自重约占建筑物地面以上总重的40%左右，因此，尽量减少板的自重是减轻房屋总重的最佳途径，如采取密肋楼板，现浇多孔板等都是行之有效的方法。此外，在减轻结构自重方面，运用高强混凝土来减小构件的断面，运用轻质材料如加气混凝土、轻质隔墙等也是非常好的措施。
抗震结构刚度不宜过大，结构也不宜过柔，要满足位移限制。所设计结构的周期要尽量与场地土的卓越周期错开，大于卓越周期较好。防止出现软弱层而造成严重破坏或倒塌，防止传力途径中断。尤其是在不规则结构或体形复杂的结构中，一定要设置从上到下贯通连续的有较大刚度和承载力的抗侧力结构。抗震结构应尽量减少扭转，扭转对结构的危害很大，同时要尽量加大结构的抗扭刚度。两者的关键均在剪力墙的布置，刚度大的抗侧力结构沿结构布置，有利于抗扭。
2.2 构件和结构的延性
一座建筑物耐震与否，主要取决于结构所能吸收的地震能量，它等于结构承载力与变形能力的积，也就是说，结构的抗震能力是由承载力和变形能力两者共同决定的。承载力较低但延性很大的结构，所能吸收的地震能量多，地震时，虽然较早的发生破坏，但其变形能力强，避免倒塌；相反，仅仅承载力很强但延性很低，无变形能力的结构，吸收地震能量的能力弱，一旦地震能量超过设计水平，就会发生脆性破坏而突然倒塌。
在抗震设计中，结构的延性具有与抗震承载力同等甚至更大的重要性，特别是对于大的地震作用来说，必须采取增加延性的措施，这是结构抗震设计有关规定的出发点。因此，抗震结构除按规定进行抗震设计外，还要满足延性的要求。延性是指构件或结构具有承载力不降低或基本不降低的塑性变形能力的一种性能。在“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则下，结构都应该设计成延性结构，即在设防烈度地震作用下，允许结构出现塑性铰，当合理控制塑性铰部位、构件又具备足够的延性时，可做到在大震作用下结构不倒塌。
在高层建筑中，各种体系都是由框架或剪力墙组成，作为抗震结构都应该设计成延性框架和延性剪力墙。综合以上对于构件和结构延性产生影响的因素，可以得出延性结构的设计原则如下：1)强柱弱梁或强墙弱梁：要控制梁―柱或梁―墙的相对承载力，使塑性铰首先在梁端出现，尽量避免或减少柱、墙中的塑性铰。2)强剪弱弯：要使构件抗剪承载力大于塑性铰抗弯承载力。3)强节点、强锚固：要保证节点区和钢筋锚固不会过早破坏，不在梁、柱、墙等构件塑性铰充分发挥作用前破坏。
2.3 尽可能设置多道抗震防线
在抗震结构中，双重体系优于单一体系，如框―墙、筒―框、筒中筒等结构优于框架、筒体等结构，另外可设置赘余杆件增加抗震防线。超静定结构允许部分构件屈服甚至破坏，是抗震结构的优选结构。合理预见并控制超静定结构的塑性铰出现部位，就可以形成抗震的多道防线。第一道防线是指全部结构，其部分构件可能屈服，要求具有良好的延性；第二道防线是由部分结构组成的，它必须具有一定的抗侧刚度及承载力，万一第一道防线中某些部分破坏，第二道防线能形成独立的结构，抵抗总刚度减小后的地震作用。如果预见某些部位有可能破坏，应当针对第二道防线的结构作抗震验算，并且使第二道防线的结构也具有延性。适当处理构件之间的强弱关系，使其形成多道抗震防线，是增强结构抗震能力的重要措施。
对此，我们应合理地选择混凝土结构构件的尺寸、配筋和箍筋，提高结构整体性。各构件之间的连接必须牢靠，并符合下列要求：构件节点的承载力，不应低于其连接构件；注意应力集中部位，如果地震作用有可能使应力集中部位提前破坏，则应做好第二道防线设计，否则应加强应力集中部位，保证结构整体工作；装配式结构的连接，应能保证结构的整体性；必须有可靠的措施以确保各抗侧力构件空间协同工作。
此外，高层建筑结构的抗震概念设计还有很多，包括：提高结构的阻尼，增设阻尼装置(吸能器)，以削减建筑物对地震反应的峰值；在主体非承重结构中设置耗能材料，保护主体结构；采用适宜的基础隔震技术，地基基础的承载力和刚度要与上部结构的承载力和刚度相适应，并在上部结构和基础之间设置某些由各种隔震器组成的隔震装置等。
3 结语
随着新型结构原理的进步，高性能材料的发展，计算机技术水平的不断提高，促使人类建筑再上一个新的台阶。新型结构体系结构形式复杂，分析难度大，全面细致的考虑结构各个构件和每个组成部分，成为今后新型结构体系设计和考虑的重点。
分析、预见、控制结构的耗能和薄弱部位是概念设计中的重中之重，找出能支持结构，使它不倒塌的关键部位。各部分构件该强则强，该弱则弱，有预见才能做到措施具体而有效。概念设计必须综合考虑各方面的因素，有矛盾时要衡量利弊，消除其弱点。概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受，并在结构设计中发挥越来越大的作用。用整体概念规划总体方案的方法，以及结构总体系和分体系的相互力学关系和简化近似设计方法，为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合，设计出更加可靠，更加令人满意的建筑作品，提供了强有力的保障。
参考文献：
[1]章锡鼎，殷继伟。新型高层建筑结构与材料的抗震分析和设计[J]。中国新技术新产品，2011，(5)。
【关键词】高层建筑；结构；抗震设计
1 影响建筑工程抗震能力的主要因素
1.1 建筑结构的抗震设计标准。国家为了规范建筑的抗震设计，出台了一系列的标准，其中的抗震设防烈度就是一个十分重要的标准，对于规范我国的建筑抗震设计具有十分重要的意义。在实际的抗震设计当中主要包括以下几个方面的工作：第一，根据建筑所在地区的小震效应对建筑的各个构建的承载能力进行科学的计算，从而了解高层建筑在小震情况下的结构弹性形变的情况。第二，计算大震情况下的建筑弹性形变，从而确保设计能够达到第三水准的抗震要求。抗震设计目标是整个高层建筑抗震设计的大方向，所有的抗震设计工作都围绕着抗震设计目标而进行，因此对于建筑的抗震设计具有重大的意义。
1.2 建筑工程抗震设计是否合理。所谓抗震设计主要是对建筑的结构形式进行合理的设计，并对建筑结构抗震措施加以选择，保障建筑结构具有稳定的抗震性，在地震灾害威胁的情况下要确保建筑结构不倒。高层建筑物对抗震设计有着比普通建筑更高的设计要求，通常选择现浇剪力墙结构、框架―――剪力墙结构作为高层建筑物的首选结构类型。这种类型的建筑结构强度高、在外力的强烈作用下，能够维持建筑结构的平稳性，抗震效果非常明显。建筑工程抗震设计的合理性是确保建筑抗震性能的基本保障。
1.3 建筑工程施工质量。建筑工程施工质量直接影响建筑物的使用性能，在地震振幅的强烈刺激下，建筑物的稳固性很难得到保障，为此必须对建筑物施工质量进行严格的控制，规范建筑施工工序，加强质量监督与检验工作，提高建筑物的整体质量，保障建筑物的高抗震性。
2 建筑材料对建筑物抗震效果的影响与应用
高层建筑的结构抗震设计在本质上就是对建筑中各个构件的延性进行整体的协调和把握，最后使建筑整体在发生地震的时候能够保持稳定。在进行建筑材料的选择过程当中应该充分考虑抗震的性能，但是在实际的建设过程当中还要兼顾建筑的成本和造价控制，尽可能通过科学合理的设计在，用尽可能少的材料达到最佳的抗震效果，在二者之间寻找一个最佳的位置。
建筑材料的使用性能对建筑物的质量有着决定性的影响，提高建筑物的抗震性，首先要确保建筑材料的质量。在钢筋的使用上应该尽可能的选择韧性较高的产品。垂直方向受力钢筋应该选择热轧钢筋，等级至少达到HRB400级和HRB335级，而箍筋宜选用HRB335、HRB400和HPB235级热轧钢筋。在对建筑材料进行选择时，通常要选择强度高、安全性好，以及具有良好耐久性的建筑材料，研究实践表明，高性能的建筑材料在提高建筑结构的使用性能与使用寿命方面具有不可替代的作用。
混凝土是目前我国建筑工程领域所普遍运用的人工石材，它的出现极大的改变了世界建筑工程领域的发展状况，为促进我国建筑工程领域的发展起到了极大的推动作用。但混凝土建筑材料却属于脆性材料，从建筑结构抗震的角度进行分析，混凝土材料不利于建筑结构的抗震性，为此不应作为结构性材料应用到建筑结构当中。目前主要通过对建筑结构进行科学合理设计以及采用钢筋来化解混凝土的脆性。通常状况下对混凝土自身的性能进行改良，提高混凝土建筑结构的抗震性能主要从以下几个方面加以着手：首先，要对混凝土搅拌过程中的用水量进行严格的控制，水对混凝土的水化反应以及混凝土的和易性都产生至关重要的影响，决定混凝土的性能，为此在混凝土加工、搅拌、运输、使用的全过程要通过会混凝土用水量的控制，来确保混凝土的强度及其耐久性。然而为了确保混凝土建筑结构的抗震性能，我们不能一味的增加混凝土的强度，因为混凝土强度与极限压成反比，当混凝土的强度达到一定高度时，在外力作用下一旦混凝土遭到破坏，此时混凝土的脆性特征就会变得更加明显，为此必须在考虑增强混凝土强度的同时要考虑增强混凝土的韧性，只有这样才能够确保混凝土具有较好抗震性能。
在保证混凝土足够的碱度防止钢筋锈蚀破坏以及碳化破坏的同时，适宜掺加掺合料可降低混凝土结构中主要存在于孔隙和浆体与集料界面的氢氧化钙的含量，改善界面结构，提高混凝土的抗渗性。集料质量也是影响混凝土质量、尤其是混凝土的耐久性的重要因素。例如，用碱活性集料或含有害组分的集料制备的混凝土不仅可导致混凝土耐久性的降低和寿命的缩短，而且可能在突发灾害中加速破坏而导致巨大损失。当然，从通用水泥自身也可提出许多有益于提高混凝土耐久性的要求，如适宜控制水泥比表面积和水化热、降低水泥中氯离子含量、碱含量等。此外，还可以从根本上调整水泥品种，例如选用低水化放热、高后期强度、尤其是抗折强度高、抗侵蚀性好的低热硅酸盐水泥，即高贝利特水泥，对于重点工程建设是一种更好的技术途径。
3 高层建筑抗震设计技术分析
3.1 建筑结构体系对建筑抗震性能的重要作用。现阶段在我国建筑结构体系中主要包含了框架结构体系、框架-剪力墙结构体系、剪力墙结构体系与筒体结构体系等主要结构体系表现形式。这些结构体系根据建筑物的实际需要被广泛的运用到高层建筑物中。而目前国外在地震多发区，已经开展广泛的采用钢结构体系，作为提高建筑结构防震的主要结构体系，我国目前所采用的多为钢筋混凝土结构，其抗震性能远远比不上钢结构的抗震性能。钢结构在强度、韧性以及延展性上具有明显的优势。通过对地震区建筑房屋的倒塌情况进行调查我们可以发现，钢结构建筑物的倒塌机率是最小的。我国工程建造开发者在进行高层建筑物设计时，为了节省用钢数量，往往采用框架-核心筒体系。在混合结构震层中所产生的剪应力的八成以上都由内部的混凝土来承担。钢筋混凝土结构在外力的作用下容易出现弯曲变形，为了减少建筑结构的侧移，往往需要采用小的钢结构对框架-核心筒结构加以辅助，这不但没能达到节省建筑钢材用量的目的，还增加了建筑结构的负担，不利于建筑整体结构稳固性的发挥，为此我国要积极推进钢结构在建筑领域的应用。
3.2 建筑结构的规则性。在进行建筑结构设计的过程当中，应该尽可能的做到规则，尤其是抗侧力结构应该尽可能的简单化，从而保证可靠性和承载力分布的均匀性。建筑结构的平面布置应该选择形状比较规则的图形，这样在发生地震的时候能够确保建筑整体的承载力均匀分布。应该尽可能的避免不规则的结构平面，造成建筑结构质心和刚心出现交错，这样一旦出现地震，一些和刚心距离比较大，刚度不足的构件就会发生侧移，受到较大的地震力的影响，有可能因为承受不住而发生损坏，最终导致建筑由于某个构件的损坏而发生倾斜和倒塌。为了防止抗侧力结构横向刚度突然出现变化，应该使垂直方向的抗侧力的截面积从上到下逐渐的递减。
3.3 控制结构变形。建筑整体结构变形程度对于整个建筑的抗震能力具有直接的影响。在发生地震的过程当中，建筑在水平地震力的作用下出现侧移，从而导致建筑结构发生变形，导致破坏的产生。因此应该充分的考察高层建筑的结构类型，然后有针对性的采取相应的措施来减少建筑机构在地震力作用下出现的变形。相关的时间证明。在对高层建筑结构的损坏程度进行评估的过程当中，间层侧移角度是一个十分重要的指标，而国家对此也进行了相应的规定。因此应该采取相关的措施来对结构侧移情况进行控制，比较常见的方法有：减小框架的柱距和梁距，采用弯-剪双重抗侧力体系，设置刚臂，竖向支撑的交错布置，变平面构件为立体构件，围护结构参与抗震，倾斜立面的利用，扭转体型的应用，双曲线圆筒的应用，加大房屋等有效宽度。
3.4 场地和地基的选择。建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响，是建筑抗震设计的基础。在进行建筑场地以及地基的选择时，应该充分的了解当地的地震活动情况，对当地的地质情况进行科学的勘察，在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价，评估当地的抗震设计等级。对于一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避，而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施。在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或者是其它具有较高密实度的基土，从而提高建筑地基的抗震能力，尽可能的避开不利于抗震的软性地基土。对于一些达不到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造，使其能够符合相应的标准。
3.5 隔震和消能减震设计。对于一些有特殊要求的高层建筑，除了一般的抗震设计之外，还需要进行隔振以及消能减震设计，从而达到最佳的抗战效果。首先在场地和地基的选择上应该尽可能的选择密实度较高的地基，从而在地震发生的时候能够有效的减少地震能量对建筑的破坏，减少共振发生的可能性。根据建筑的实际需要设计建筑的隔震系数，选择相应的隔震支座，同时考虑风力对建筑所产生的载荷。在建筑构件的选择上应该使用延性较好的材料，从而减少地震能量对建筑的破坏。
3.6 抗侧力体系的优化。对一般性构造的高楼，刚比柔好，采用刚性结构方案的高楼，不仅主体结构破坏轻，而且由于地震时的结构变形小，隔墙，围护墙等非结构部件将得到保护，破坏也会减轻。提高结构的超静定次数，在地震时能够出现的塑性铰就多，能耗散的地震能量也就越多，结构就愈能经受住较强地震而不倒塌。改善结构屈服机制，使结构破坏十按照整体屈服机制进行，而不是楼层屈服机制。设计结构时遵循强节弱杆、强柱弱梁、强剪弱弯，强压弱拉的原则。在进行结构设计时，应该选定构件中轴力小的水平杆件，作为主要耗能杆件，并尽可能使其发生弯曲耗能。从而使整个构件具备较大的延性和耗能能力。
3.7 常用的加固设计。为了有效的提高建筑结构的抗震能力，应该根据建筑结构的实际情况采取相应的加固措施，在进行加固方法选择的时候应该具体考虑以下几个方面的因素：第一，对于一些机构设计存在缺陷的情况，应该根据实际情况增加构件进行加固，或者是采取具有较高抗震能力的构件代替原有构件。对于需要提高承载力或结构整体刚度的情况，可以增设构件，扩大原截面，设置套箍等方法；很多建筑结构整体性连接达不到抗震的标准，可以有针对性的对结构进行相应的调整，这样可以分散地震力，减少破坏。建筑中的一些与建筑结构不相关的构件，在地震时有可能倒塌而造成危害，应该适当进行加固。
4 结语
良好的抗震设计与抗震结构对建筑物抵抗地震灾害的威胁起到良好的保护作用，现代城市的发展促使高层建筑的不断增多，结构形式更加复杂多样，全面细致的考虑结构各个构件的组成部分，明了结构设计的重点，成为今后新型结构体系设计和考虑的要点。努力通过合理的设计创造出高性能的抗震结构，是提高我国建筑物的抗震效果，对人们的生命财产安全实施全面的保护必要举措。
参考文献：
[1]刘建政。住宅高层建筑结构抗震的优化设计[J]。建筑设计管理,2012,(2)。
关键词：抗震设计；高层建筑；措施；分析方法
1.前言
由于城市人口的发展，为了节约用地，更好地利用空间，往往在建筑设计时首先考虑高层建筑，从而高层建筑有了飞速的发展，高层建筑的发展趋势是高度越来越增加，体型和平面日趋复杂。由于高层建筑又坐落在不同的地域，加上地质构造复杂，高层建筑很容易受到地震等自然灾害的损害，地震发生具有很大的随机性，破坏后果严重。而高层建筑抗震设计方法研究目前还不十分成熟，仅仅依据微观的数学力学，没有充分考虑高层建筑结构内力的阻尼变化、材料时效、非弹性性质以及空间作用等其他相关因素，很难在结构上提高高层建筑的抗震能力。为了降低在遭遇地震时的经济和人力损失，因此，对高层建筑结构的抗震设计方法研究具有很大的必要性。
2.地震对高层建筑的作用影响分析
2.1对高层建筑构件形式方面
（1）在高层建筑的框架结构中，通常地震对板和梁的破坏程度轻于柱；
（2）地震作用经常在多肢剪力墙（钢筋混凝土结构）的窗下引起交叉斜向的裂缝；
（3）如果混凝土柱配置螺旋箍筋，即使地震引起较大的层问位移，对柱以及核心混凝土作用并不明显；
（4）钢筋混凝土框架结构，如长、短柱并用于同一楼层，长柱受损害较轻。
2.2对高层建筑结构体系方面
（1）对于钢筋混凝土柱、板体系的高层建筑，各层楼板因楼层柱脚破坏或者侧移过大以及楼板冲切等因素而在地面坠落重叠；
（2）对于“填墙框架”体系的高层建筑，由于受窗下墙的约束，因而容易发生外墙框架柱在窗洞处短柱型剪切现象；
（3）对于“填墙框架”体系的高层建筑，地震对采用敞开式框架问未砌砖墙的底层破坏严重；
（4）对于框架一抗震墙体系的高层建筑，地震损害不大；
（5）对于“底框结构”体系的高层建筑，地震严重破坏刚度柔弱的底层。
2.3对高层建筑地基方面
（1）如果地基自振周期与高层建筑结构的基本周期相同或相近，地震作用因共振效应而增加；
（2）如果高层建筑处在危险和地形不利的区域，则容易使高层建筑因地基破坏而受损；
（3）地基处地质不均匀，在地震作用下容易使上部结构倾斜甚至倒塌；
（4）若高层建筑的地基处有较厚的软弱冲积土层，则地震作用对高层建筑的损害显著增大。
2.4对高层建筑刚度分布方面
（1）对于采用L形以及三角形等平面不对称的高层建筑，地震作用能够使建筑结构发生扭转振动，因而损害现象严重；
（2）对于采用矩形平面布置的高层建筑结构，如果该建筑的抗侧力构件（如电梯井等）布置存在偏心情况时时，同样会使建筑结构发生扭转振动。
3.建筑结构抗震设计方法分析
3.1静力法
如果以F作为地震作用于建筑设施的力，以M表示建筑物的重量，以R表示地震震度，则有以下公式：
F=R×M （1）
这种以“震度”表示地震尺度的想法，在1924年（日本关东发生大地震后第二年）被纳入日本的建筑工程相关的技术规范中，当时，人们已经意识到房屋的重量是影响地震破坏能力的一个极为重要的因素。在当时的条件下人们认为为建筑重量10%的水平力大约地震惯性力相当。在当时还假定：建筑结构的承载能力大小决定了房屋的抗震能力大小；地震力与建筑地基以及结构的实际特性等因素无关。
3.2反应谱法
美国在1933年长滩发生大地震以及在1940年ELcentro发生大地震时。均取得了强震加速度记录。美国的一些相关研究者依据建筑物自振特性资料以及这些强震记录提出了著名的地震反应谱理论，具有非常重要的现实意义。近些年来，我国在抗震设计领域也取得了较大的进展，逐渐形成了科学合理而又普遍适用的建筑结构抗震设计方法。大部分的建筑结构抗震设计规范都是根据结构能力以及反应谱理论建立起来的。
3.3弹性动力时程法
弹性动力时程分析法抗震结构设计的原理是，根据地震烈度、高层建筑场地类别以及设计分组的判断，然后选用合适数量的地震地面运动加速度的记录，对其积分然后求解运动方程，最终计算出在模拟的地震中建筑的加速度、速度以及位移的响应，进行抗震设计。高层建筑运动方程是独立的，我们要计算各个时刻的结构反应只需用到数值方法求解。
3.4静力弹塑性法
静力弹塑性分析方法的原理为计算现有设计方案的抗侧力能力，进而估计出其抗震能力，其具体方法为：根据房屋的具体情况在房屋上施加某种分布的水平力，逐渐增加水平力使结构各构件依次进入塑性，调整水平力的分布和大小，直到结构达到位移超限。其优点在于：据结构的振型变化可以求得水平力的分布，根据结构在不同工作阶段的周期通过设计反应谱可以求得水平力的大小。
3.5动力弹塑性分析法
我们以{y}，{y'}，{y''}分别表示运动的水平位移和速度以及加速度，以yg表示地面运动水平加速度，则在多自由度系统中，在地面运动作用下的振动方程可以用以下公式表示：
[M]{y''}+[C]{y'}+[K]{y}=-[M]{L}yg （2）
采用各种手段划分由强震记录的水平方向上的时间一加速度曲线，将其分为一系列极小的时间段，运用震动方程对对每一个时段方程进行积分求解，可求得每个时间段内体系的加速度、速度以及位移，最终可计算出结构内力。
4.建筑结构抗震方法的比较
地震是一种破坏性严重的自然现象，其三要素分别为：幅值、持时与频谱特征。建筑结构抗震设计的方案应体现地震动特性和结构特性，所考虑的地震作用应在在地震作用下最大程度地反映结构的真实响应。表1为抗震设计方法反应结构特性以及地震动特性的具体情况对比。
5.建筑结构设计案例分析
某高层建筑，地下3层，地上28层，总建筑面积约6万m2。其中，7～28层为住宅区；第6层作为空中花园以及设备转换层；4～5层为办公用区域；1～3层为商场楼层；地下3层作为设备用房和车库；第7层楼盖作为高层建筑的结构转换层。高层建筑总高度（地面以上）为90.4m。该高层建筑以钢筋混凝土框架剪力墙作为工程主体，柱截面面积为700×1100m2、800×1100m2，墙厚2-4m，板厚为：转换层1.8m、天面1.2m、住宅1m、裙楼1.1m，梁截面面积为190×400-240×600m2。转换层框支梁为400×1300-500×1500m2。该高层建筑要求Ⅶ度的防烈度；建筑设防类别为丙类；设计第1组为地震分组。预期的抗震等级为：8层以上为二级；1-8层为一级；6层以下普通框架为一级；框支框架为特一级。根据建筑结构抗震设计的相关规范，本工程设计中有四项不合理，具体为：
5.1扭转不规则
在考虑各种因素的情况下，楼层竖向构件的水平位移最大应小于等于该楼层平均值的1.2倍，而在本高层建筑中此比值最大为1.32，大于1.2，属于扭转不规则。
5.2凹凸不规则
在该高层建筑中，平面最大凸出部位凸出尺寸为L=17.24m，Bmax=41.20m，L与Bmax之比为41.84%，而规范要求的此值为35%。
5.3楼板局部不连续
塔楼部分楼层电梯间局部楼板最小净宽3m，相关的建筑规范规定此值为5m。
5.4竖向抗侧力构件不连续
塔楼剪力墙通过转换梁向框支柱传递，属竖向抗侧力构件不连续。
5.5解决措施
具体到本高层建筑，在进行建筑结构抗震设计时为了满足相关规范的要求，需要采取的措施如下：
（1）加强剪力墙底部部位。
（2）根据规范要求提高框支柱的配筋率。
（3）塔楼楼梯问及周边楼板厚度增大至1.5m。
（4）转换层板厚度增大至1.8m。
（5）将剪力墙底部加强部位的钢筋配筋率提高到0.5%。
（6）将剪力墙的底部加强部位以及框支柱等部位的抗震等级均提高一级。
6.结束语
随着高层建筑的发展，建筑结构的抗震设计显得越来越重要。高层建筑结构的抗震设计方法和抗震措施在不断的改进，在对建筑结构进行抗震设计时要根据高层建筑的实际情况而选择科学合理的抗震结构设计方法。
参考文献
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收稿日期：2013-4-17
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