高层建筑结构抗震分析与优化设计

王强

【摘 要】 社会在不断进步，很多建筑拥有很大的投资，高层建筑需要很长的建设周期。人们也把关注点放在了高层建筑上。由此，本文对高层建筑结构概念设计进行了重点分析，也对高层建筑抗震设计的具体策略进行了重点阐述，希望能够使高层建筑的结构更加优化，并与工程实际需求相吻合。

【关键词】 高层建筑；抗震设计；优化设计

[Abstract] social in constant progress， a lot of buildings have a lot of investment， high-rise building requires a long construction cycle. People also put focus on the high-rise building. Thus， in this paper， the concept of high-rise building structure design are analyzed in focus， and the aseismic design of high-rise building focuses on concrete policies， hope to be able to make more to optimize the structure of the high-rise building， and in conformity with the practical engineering requirements.

[Keywords] high-rise buildings； Seismic design； The optimization design

1 高层住宅建筑结构抗震设计的重要性

在开展建筑设计的过程中，人们往往会把关注点放在高层建筑設计上，主要是因为其会对人们的安全和财产很大的影响。高层建筑拥有比较高的位置，在出现地震的情况下，往往会严重受到地震作用的影响，建筑物会出现晃动的问题。如果一旦倒塌，则会对人们的人身和财产安全造成很大影响。因此，在进行高层建筑设计的过程中应该把关注点放在抗震设计上。在对其进行设计的过程中，要不能忽视抗震能力的设计工作。设计人员在开展工作的过程中应该保证建筑结构的平整性，还应使得建筑物简单和规整。比如，在建筑物中不应该出现凸起和凹陷等现象。同时，针对那些立方体型的建筑面，也应该保证其规整和简单。这些内容在我国的高层建筑设计规范中都做出了比较明确的规定。

但是，在现阶段很多设计人员在开展设计工作的过程中，忽视了那些规整的高层建筑。这样对于高层建筑的抗震非常不利。由此，设计人员在开展设计的过程中，应该对外形进行重点设计，保证建筑的体型合理结构安全，同时还应该积极借鉴国外的建筑经验。在这样才能保证我国的建筑行业更好的发展，并推动城市的发展和进步。

2 高层建筑结构抗震设计的原则

在高层建筑设计的过程中，为了保证其能够在出现自然灾害的情况下，呈现出比较小的损害，则应该对其实际工程开展的地点和状况进行详细分析。这样才会使得高层建筑拥有较强的抗震能力。所以在实际进行抗震设计的时候，要从结构出发，能够制定出完善的抗震管理措施，这样才能在出现地震的时候不会在很大程度上影响着建筑结构，就算在出现比较大的地震情况，也能够使得建筑物不会出现很大的形状变化[1]。楼层较高的情况下，应该合理的融入一些弹塑性内容。我们也都知道，六级以上的地震往往会携带着一些余震，建筑物刚度小就会在第一次地震时出现损坏，伴随余震的破坏逐步增大，最终不能承载地震的破坏。由此，建筑不仅应该从变形的需要出发，还应该对减震作用进行分析，防止建筑出现损害现象。

3 高层建筑结构中抗震设计存在的不足

高层建筑设计人员在实际进行设计的过程中，往往会关注抗震因素，但是其中也会出现一定的问题。比如，抗震在工作中需要一定的规范性，往往很多设计人员会忽视这个内容。还有一些设计人员在高层建筑设计的过程中设定的抗震目标不够明确[2]。下面重点对这两个问题进行详细阐述：

第一，抗震规范问题。在实际开展高层建筑抗震结构设计的过程中，应该积极结合当地的实际地质情况。比如，要对抗震设计中运用的材料进行等级上的划分。通过不同强度特点的地震来分析材料的延续性。通常情况下，往往需要运用比较小地震的最高强度来明确其所需要延性的相关要求。总的来说，较低的延性材料要合理的运用在烈度低的地域。同时，那些延性比较高的材料就应该合理运用在烈度高的地方。但是，从当前的我国发展现状来看，在对地震的作用进行划分的过程中，并没有呈现出较细致的内容。往往是将不同地区的地震归纳为同一个数据进行分析。这样地震数据则失去了针对性和代表性。与此同时，也会使得不同地震作用展现出一定的延性差异。在出现较大地震的情况下，不能更好的满足抗震需求，使地震造成的损失很大。

第二，在进行抗震目标设定的过程中并不明确。我国遵循的抗震目标归纳起来就是“在大震中不倒，中震可以修补，小震不坏”。这样的情况下，就为抗震建筑的效果进行了重点规范。但是，这样的目标并不能迎合我国当前高层建筑的发展态势，主要是源于其比较模糊和不科学。这样的防设目标不是对所有建筑都适合，其涉及的范围比较小，严重影响了国际上的地震控制标准[3]。由此，在面对不同的地震等级，应该对其级别进行详细和重点划分。其中一类是在出现地震之后可能会形成次生灾害的那些建筑。另一类就是在出现地震之后，影响其运用效果并需要进行重点修复的建筑。

4 高层建筑结构抗震优化设计方案

4.1 对地理位置进行合理选择

通常情况下，不同的地理位置往往在发生地震时展现出不同的破坏程度。因此，在开展高层建筑设计工作的过程中，应该把关注点放在那些地震发生较强的地区。由此，在进行建筑设计的之前，应该对地质情况进行重点分析，通过定期勘测的形式，明确地质特点。同时，在对地基勘测完毕之后，要以建设场地的具体情况对照标准进行分类以及等级上的划分。

4.2 重点对建筑结构进行完善

在高层建筑抗震设计的过程中，比较重要的一个原则是对称性，要对建筑结构中涉及的构造和承载能力进行全方位的分析和考量。这样，就会从整体上对结构的抗震能力进行详细分析。在发生地震的时候，高层建筑所展现出的抗震能力主要会受到其动力的影响，同时，建筑的刚度、承载能力存在很大的联系。高层建筑的结构往往是通过横向和纵向的结构进行组成的，承重结构是否稳定则对建筑抗震能力形成了很大的影响。想要对高层建筑的抗震能力进行重点提升，就应该从承重构件的延续性角度出发，采用延续性强的构件设计理念。设计中可以适当地增加构造柱，通过对钢筋构造的形式来提升高层建筑结构自身的强度和稳定性。另外，针对建筑物散落的现象，还可以运用对钢筋混凝土梁圈的配置进行完善。这样就会使得建筑物呈现出很强的抗震性。当出现比较大的地震情况，就可以通过对结构的延性增加来防止建筑出现变形的现象。所以，建筑的延性成为了抗震能力影响的重要内容之一。延性作用设计理念可以让结构在地震作用下保持一定的伸展，这样就应该通过辅助的形式，让塑性变形集中在良好的构件上。运用合理的塑性构件配合主体结构可以提升构件的抗剪能力。最终能够在地震的作用下，防止剪切上的破坏。

5 结论

综上所述，在城市化进程发展的背景下，人们对生活水平提出了相当高的要求。同时，人们对建筑也提出了比较高的要求。高层建筑设计成为了人们关注的重点。在高层建筑数量逐渐增加的背景下，地震对于建筑产生了很大的影响。由此，应该对高层建筑结构抗震设计进行优化和升级。从材料选择和建筑结构等多个层面出发，提升高层建筑的抗震性能，为我国的建筑事业提供保障。

参考文献：

[1] 孙桂新.基于性能的高层建筑结构抗震的优化设计[J].住宅 与房地产，2018（08）：99.

[2] 刘文龙.高层建筑结构抗震的优化设计分析[J].中国新技术 新产品，2016（23）106.