高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策

邵李娜，华全庆

（1.菏泽市地震监测中心，山东 菏泽274000；2.山东中慧咨询管理有限公司，山东 菏泽274000）

1 引言

为保证高层建筑用户的生命财产安全，必须选择合理的抗震设计方法，提高高层建筑的抗震效果。由于高层建筑会在不同区域进行建设，各地的地质构造、水文条件等都会存在较大差异，而且地震灾害的随机性较大，若不能保证高层建筑结构抗震设计的合理性，必然会造成非常严重的后果。因此，必须充分考虑高层建筑结构形式及内部的各项变化，采取有效措施预防可能存在的问题，选择合理的方法进行建筑结构抗震设计。

2 高层建筑结构抗震设计概述

高层建筑结构抗震设计需要根据地区地震灾害状况及建筑工程建设经验进行设计，针对建筑整体及内部结构进行合理布置，能够有效应对地震灾害。在高层建筑结构抗震设计过程中，需要充分了解建筑的结构性质，选择合理的建筑材料应对外部变化，能够在合理范围内应对地震灾害的不确定性。要注意的是，高层建筑结构的抗震设计不能只考虑计算结果，要以建筑结构抗震设计理论为基础，并经过抗震检验来明确相应的设计方法，解决高层建筑结构抗震设计中存在的问题[1]。

3 菏泽地区高层建筑抗震性能设计时需要考虑的问题

3.1 用户抗震意识问题

城市经济快速发展，改变了人们的居住条件和物质生活条件，具备改善高层建筑的抗震设防条件的能力。但是在菏泽当地，受多种因素影响，不少高层建筑用户缺乏必要的抗震意识，加之地震灾害发生的频率较低，多数人员未受到相应影响，相关意识和观念严重缺乏，不少高层建筑甚至出现只考虑基本抗震，更加注重成本控制，这严重影响高层建筑的抗震性能。

3.2 城市建筑规划不科学

不少区域的高层建筑场地选择缺乏必要的规划设计，对于活动断层、软弱土层等危险地区或抗震不利的区段要提前规划，以免因地基选择等存在隐患，造成地基失效，进而影响高层建筑的抗震性能，甚至导致严重的安全问题。加之各类防震、规划编制不完善，各类特殊建筑结构规定不细致，建设管控不能严格落实，这都会造成高层建筑结构抗震性能差[2]。

3.3 技术资源匮乏

高层建筑施工过程中，现场施工人员、技术人员、管理人员缺乏必要的抗震常识，仅依托多年经验进行施工，造成高层建筑质量、抗震设施的利用上存在较大问题。因此，必须避免因现场人员素质、装备水平、材料质量等因素，致使高层建筑结构抗震设计出现隐患，无法真正发挥出高层建筑结构的抗震作用。

4 高层建筑结构抗震设计问题的解决措施

4.1 针对不同阶段采取有效措施

在高层建筑可行性方案研究期间，提出有效的勘察要求及标准，通过相应的比选分析，勘察单位提出选址建议。结合拟建区域的地形、地貌、地质等条件对场地地层等工程地质条件进行掌握，重点关注不良地质作用下可能造成的灾害问题[3]。

在高层建筑初步设计时，要对工程项目进行相对细致的勘察，了解拟建场地的地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件；明确不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势，结合相关资料评价场地的稳定性，了解高层建筑地基基础类型，分析评价水土对建筑材料的腐蚀性等。

在施工图设计阶段，应对工程项目提出最为详细的勘察要求，对建筑地基的岩土工程进行评价，了解包括岩土性质、均匀性、地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治状况，着重查看不良地质作用趋势和危害程度，据此提出完善的整治方案或建议。

4.2 保证建筑结构的整体性

高层建筑结构设计过程中需要采取有效措施确保建筑内部形成塑性铰，保证在地震灾害当中尽可能提升建筑结构的完整性。在高层建筑结构抗震设计时，为减少由于缺乏延性剪切的破坏问题，多采用“强剪弱弯”的措施来处理构件，相较于非抗震抗剪破坏构件问题来说，地震作用下的剪切破坏是有很大变化的。延性是高层建筑极其重要的抗震性质，要想通过有效的抗震设计来保证结构延性，需要明确延性影响因素，对于梁柱等构件，可以通过控制受拉钢筋配筋率来保证，最终提升建筑结构的整体性。

4.3 合理选择建筑材料

高层建筑工程建设期间，所需的建筑材料总量大、种类多，其选择需综合考虑多方因素，以提升高层建筑结构的抗震能力。在高层建筑施工过程中，所选择的建筑材料要满足现场工程建设状况，并针对当时当地的地质、环境进行综合考虑，选择满足抗震要求的施工材料，特别是在地震灾害多发区域，要使用复合材料进行设计，维持高层建筑结构稳定性的同时，减少建筑整体重量，以达到抵御地震灾害的目标[4]。

4.4 优化高层建筑抗震结构形式

高层建筑结构设计精密性较差，需要对抗震结构形式进行优化。关注高层建筑地基的夯实状况，在进行地基稳定前，要明确高层建筑的高度、面积，确保地基能够承载建筑整体。通过梁柱节点加固、抗震墙设置等措施应对水平剪应力。在此基础上合理选择结构方案，选择合理的结构设计方案，满足高层建筑结构设计要求及成本经济性要求。保证高层建筑结构形式、体系切实可行，相关结构设计要具有明确的受力构件和力学传递路径，对结构平面、空间的布置要尽量简单，在方案设计期间要综合考虑高层建筑工程实际情况以及现场的施工工艺技术等因素的影响。

5 结语

地震会给人们的生命财产安全带来较为严重的危害，为降低地震对建筑的破坏作用，在开展建筑设计工作过程中，必须采取有效措施进行合理的抗震设计。考虑建筑结构的抗震设计要求，严格遵守标准规范，深入了解高层建筑结构特点，熟悉相应的标准要求，选择合理的结构形式，努力提高高层建筑结构抗震设计质量，确保高层建筑整体建设质量及安全性。