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1、高层建筑结构抗震设计问题探析摘要：高层建筑建设过程中，建筑结构的抗震设计是建筑企业需要高度重视的问题，如果建筑结构缺乏良好的抗震性能，一旦发生地震灾害就无法保证建筑整体的稳定性和安全性，严重威胁人们的生命安全和财产安全。就目前高层建筑结构抗震设计情况来看，还是存在一些问题，建筑地基选取问题、建筑高度问题、建筑材料选择问题等在一定程度上影响了高层建筑的抗震性能。因此，文章提出在进行高层建筑结构抗震设计时，需要深入研究分析抗震设计要点，在全面了解建筑结构使用功能和使用特点的基础上，制订出科学合理的抗震设计方案，提高建筑结构的抗震性能，确保高层建筑使用安全。关键词：高层建筑；抗震设计；结构设计1高层
2、建筑结构抗震设计中存在的问题1.1建筑物整体高度远远高于限制高度站在建筑物安全性能和抗震性能的角度上考虑，对于不同结构形式的高层建筑，建筑行业明确规定了它们所对应的建筑高度。但是随着经济的高速发展，大量的人员流入到城市建设中，城市人口越来越多，土地可用面积越来越少，为了满足人们的居住需求，建筑行业大力建设高层建筑。为了最大限度提高高层建筑的利用率，实现经济效益最大化，很多高层建筑的整体高度远远高于限制高度。一旦建筑物高度突破了地震的极限值，就会大大降低抗震性能，在地震灾害作用下就会出现高楼坍塌事故，进而破坏了周围抗震性能较好的建筑物，带来不可预估的经济损失。1.2高层建筑地基选取不合理目前，很
3、多房地产开发商在选择高层建筑建设区域时，只考虑到了建设区域的空间面积和地段的繁华程度，一般很少关注地质条件，几乎不考虑地形地貌。就建筑的整体安全性能来说，进行高层建筑地基选取时，地形地貌是非常关键的要素。需要选择宽阔、平缓的地带作为高层建筑地基，地基土壤的密实度要高，建设区域需要与河岸保持足够远的距离；建筑物地基不能含有两种及以上的土壤特质；凹陷地形、悬崖边缘、土壤断层区域都不是理想的地基基础。如果开发商没有重视地形地貌问题，将高层建筑地基选取在不合适的地形上，那么必然会导致抗震性能不符合要求，建筑物整体存在较大的安全隐患，稍有不慎就会发生安全事故。1.3高层建筑材料选择不合理建筑材料质量直接
4、关系着建筑物的整体建设质量，影响着建筑物的安全性和稳定性。如果建设过程中选用了廉价、不合格的建筑材料，就会严重降低建筑质量，导致建筑物出现渗水、墙皮脱落、地面不牢固等不良问题，一旦遇到地震灾害，此种高层建筑的破坏严重程度要远远高于质量合格的建筑物，遭受惨重损失。由此可见，在高层建筑建设中选择质量合格的建筑材料是至关重要的，建筑企业千万不要为了眼前的短期利益选择质量不合格的建筑材料，否则得不偿失，影响企业的社会形象和市场口碑。1.4高层建筑防震度较低进行高层建筑结构抗震设计时，很多设计师都会使用新型的施工技术和新型材料，有效结合土木工程施工规范与施工力学指标，这样就能提高建筑物的抗震性能，确保其
5、满足抗震指标要求。但是由于部分技术还不成熟，并不能经受住地震的威力，导致最终的建设效果无法符合设计要求，实际的抗震性能比较差。在高层建筑结构抗震设计过程中，还需要提前做好模拟试验，获取各种模拟参数和数据以便为设计工作提供有效的数据支持，从而提高建筑设计方案的可行性和合理性。如果设计人员没有根据实际情况进行模拟实验，很可能设计方案中存在一些不足和缺陷，这样在后期施工中就会出现施工质量问题，带来明显的房屋结构扭转效应，大大降低了高层建筑物的承载力，给高层建筑整体结构的稳定性带来不利影响。2提高高层建筑结构抗震性能的有效对策2.1科学合理地选择建筑物的地理位置由于建筑物的地理位置、地形地貌、水文条件
6、等都会严重影响着建筑物的抗震性能，因此，进行高层建筑结构设计时，需要科学合理选择建筑物的地理位置。设计人员需要充分调研和实地考察建筑区域的地质条件和环境状况，详细记录地形、水文、地质数据，为建筑物结构抗震设计提供可靠的数据支持。如果建设场地中存在断层错动、陷落等问题，就需要及时向上级领导说明场地情况的危险性，此种场地是不能建设高层建筑的，需要重新选择更换新的选址地。选择施工场地时，还需要详细分类地震作用下建筑物的破坏特征和破坏程度，根据场地性质的不同特点，制订有针对性的抗震措施消除不利因素。进行高层建筑结构抗震设计时，结构工程师还需要对地基的液化程度、地基的抗震设防类别进行有效分析，在此基础上
7、制定提高上部结构、基础结构刚度的优化措施，有效解决地基液化沉降问题，避免不良地质环境影响了建筑物的整体强度和稳定性，2.2根据实际情况确定合适的建筑结构形式随着建筑行业的繁荣发展，也延伸了多样化的建筑结构形式，砖混结构、钢结构、框架剪力墙结构、混凝土结构等都是常见的建筑结构形式，这些建筑结构形式有着各自的优势和不足，抗震性能也有很大的不同。因此，在设计高层建筑结构时，需要根据实际情况，将建设区域地震的发生频率和抗震等级考虑进去，确定合适的建筑结构形式，提高建筑结构的安全性能和抗震性能，确保人们的居住安全。同时在设计过程中，需要建立科学合理的地震受力模型，合理分析、准确计算结构受力情况，确保建筑
8、结构的所有承重构件符合抗震设计要求，这样才能提高抗震设计效果。外界条件相同的情况下，如果高层建筑采用的是砖混结构形式，那么它的抗震性能要比混凝土结构形式差一些。具体原因为，砖混结构的主体承重材料是砖砌体，这种材料结构强度和硬度不够，容易破损，而且砖体结构重量过大，在地震作用下，高层建筑的破坏程度大大增加。混凝土结构的主体承重材料主要是混凝土，使用的是轻质材料填充墙体，整体的重量是远远低于砖体结构的，这样一旦发生地震，它的稳定性、抗震性就要高于砖混结构。目前，国外常用的建筑结构形式是钢结构，这主要是因为钢结构生产、施工便捷高效，而且钢结构的抗剪性能、抗压性能优异，同时具有较好的强度和延展性。此外
9、，钢结构材料能够实现循环再利用，绿色环保，抗震性能、防火性能优良。框架剪力墙结构也是不错的选择，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，拥有较大的刚度，即便是在水平地震力作用下，整体结构也能保持较强的抵抗变形能力。2.3增强建筑结构薄弱层的抗震性能进行高层建筑结构抗震设计时，设计师需要格外重视建筑结构薄弱层的设计，只有强化建筑结构薄弱层的抗震性能，才能确保高层建筑整体结构的抗震性能得到显著提升。通过构建高层建筑结构受力模型，分析受力情况和数据参数，发现抗震性能最薄弱、极其容易达到极限状态的结构部位是高层建筑结构的转换层位置，因此，在高层建筑结构设计中，需要采取有效的措施加固处理建筑
10、结构转换层部位。严格按照相关的规范要求有针对性地进行结构转换层的抗震设计，可以对转换层的配筋率进行适当提高，从而使建筑构件的荷载力、承受力得到有效提升。同时也需要加固处理薄弱结构层的楼板处，为了提高楼板强度可以采用双层双向钢筋，也可以适当增加楼板厚度，这样发生地震时，高层建筑薄弱层就不会出现应力破坏现象，整体建筑结构也能始终保持良好的稳定性。建筑结构薄弱层的抗震设计方案完成后，设计人员也需要做好方案的审查论证工作，根据设计方案构建简易的受力模型，再次核算结构的受力情况，提高薄弱层的抗震能力，确保薄弱层的抗震性能符合抗震标准。2.4科学合理地进行隔震、消能减震设计在高层建筑结构抗震设计中，可以将
11、一些效能部件添加到建筑结构中，这样在多震作用下，建筑结构也能达到预期的减震效果，并且仍能确保建筑结构保持在弹性范围内正常工作。同时地震发生时，也能大大降低建筑结构运动中的加速度、位移速度带来的不良反应，有效削弱建筑结构部件的损坏程度，确保土木工程结构和整体建筑物的完整性。进行隔震、消能减震设计时，需要注意以下问题。第一，选择建筑场地和建筑地基时，需要确保地基具有较高的密实性和稳定性，这样才能大大降低地震对建筑物的不良作用。第二，建筑结构间存在不同的差异，这些差异会导致不同的隔振系数，在设计过程中需要根据实际情况合理选择隔震支座。第三，选择抗震的相应构件时，需要重点考虑构件材料的延展性，降低地震
12、给高层建筑物结构带来的破坏性和损坏程度。3结束语综上所述，抗震性能是高层建筑结构设计中的重要性能，只有确保高层建筑结构具有优异的抗震性，才能确保建筑物的稳定性和安全性。因此，设计人员需要提高高层建筑结构抗震设计的重视度，在设计过程中科学合理选择建筑物的地理位置，确定合适的建筑结构形式，注重建筑结构薄弱层的抗震性能设计，做好建筑结构的隔震、消能减震设计，提高高层建筑结构的抗震效果，保障人们的生命安全和财产安全。参考文献：1宿专青.高层建筑结构抗震设计中的不足及对策分析J.住宅与房地产,2019(5):81.2陈宇飞,郝绍金,马贵红,等.超限高层建筑结构抗震设计失效分析J.工程抗震与加固改造,2020,42(6):175.3李子懿,肖从真,李建辉,等.复杂高层建筑结构抗震设计方法研究现状与展望J.建筑科学,2019,35(9):120-125.4卢一麟,尹凤霞,郭献洲.超限高层建筑结构抗震设计加强措施和建议:以某超限高层建筑为例J.地震工程学报,2018,40(6):1252-1258.