高层建筑结构设计中抗震措施论文
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高层建筑结构设计中的抗震措施研究【摘要】文章简述了高层建筑的结构特点，针对高层建筑抗震设计常见的问题，提出高层建筑结构抗震设计要点，以供参考。
【关键词】高层建筑；抗震；设计
强烈地震是一种破坏作用很大的自然灾害，会导致建筑物发生严重破坏，使结构丧失整体性、承重构件强度破坏和地基失效。
地震灾害给人们带来了巨大的痛苦，为了减少地震灾害带来的损失，现代建筑结构设计应注重抗震设计。
1.高层建筑的结构特点
1.1水平荷载是设计的主要考虑因素，侧移是结构设计的主要控制指标之一
对于一般的建筑物，其结构方案及材料、造价主要是由竖向荷载控制，而在高层建筑结构中，由于高宽比的增大，水平力所引起的内力和侧移增大。
1.2相对低层、多层建筑而言，高层建筑受多种变形影响
高层建筑的结构不仅需要考虑构件的弯曲变形，而且还需要考虑轴向变形和剪切变形产生的影响。
1.3高层建筑扭转效应大
高层建筑的质量分布、刚度分布通常不均匀，此时水平荷载很容易产生较大的扭转作用，这种扭转将引起建筑的侧移，从而影响到抗侧力结构构件的剪力分布，进而影响各个抗侧力构件及其他构件的内力与变形。
1.4高层建筑抗震设计要求更高
由于高层建筑的高宽比很大，因此，设计时除了需要考虑正常使用时的竖向荷载、风载外，还需要对结构的抗震性能进行评估，做到大震不倒，小震不坏。
2.高层建筑抗震设计常见的问题
2.1缺乏岩土工程勘察资料或资料不全
有的在扩初设计阶段还缺建筑场地岩土工程的勘察资料，有的在扩初设计会审之后就直接进入了施工图设计，有的在规划设计或方案设计会审后就直接进入了施工图设计。
无岩土工程勘察资料，设计缺少了必要的依据。
2.2结构的平面布置
外形不规则、不对称、凹凸变化尺度大、形心质心偏心大，同一结构单元内，结构平面形状和刚度不均匀不对称，平面长度过长等。
2.3一个结构单元内采用两种不同的结构受力体系
如一半采用砌体承重，而另一半或局部采用全框架承重或排架承重；底框砖房中一半为底框，而另一半为砖墙落地承重，这种情况常发现在平面纵轴与街道轴线相交的住宅，其底层为商店，设计成一半为底框砖房（有的为二层底框)，而另一半为砖墙落地自承，造成平面刚度和竖向刚度二者都产生突变，对抗震十分不利。
2.4抗震设防标准掌握不当
有一些项目擅自提高了设防标准，按照《建筑抗震设防分类标
准（gb50223—95)》划分应属六度设防的，但设计中提高了一度按七度设防，提高了建筑抗震设防标准，将会增加工程投资；有的项目严格应按七度采取抗震措施的，但设计中又按六度设防，减低了抗震设防标准，不利抗震。
2.5结构的竖向布置
在高层建筑中，竖向体型有过大的外挑和内收，立面收进部分的尺寸比值b1／b不满足≥0．75的要求。
2.6抗震构造柱布置不当
如外墙转角处，大厅四角未设构造柱或构造柱不成对设置；以构造柱代替砖墙承重；山墙与纵墙交接处不设抗震构造柱；过多设置抗震构造柱等。
2.7框架结构砌体填充墙抗震构造措施不到位
砌体外围护墙砌筑在框架柱外又没有设置抗震构造柱，框架间砌体填充墙高度长度超过规范规定要求又没有采取相应构造措施。
2.8结构其他问题
有的底层无横向落地抗震墙，全部为框支或落地墙间距超长；有的仅北侧纵墙落地，南侧全为柱子，造成南北刚度不均；有的底层作汽车库，设计时横墙都落地，但纵墙不落地，变成了纵向框支；还有的底框和内框砌体住宅采用大空间灵活隔断设计，其中几乎很少有纵墙。
不少地方都采用钢筋混凝土内柱来承重以代替砖墙承重，实际上将砖混结构演变为内框架结构，这比底框砖房还不利，因内框砖房的层数、总高度控制比底框砖房更严，因此存在着严重
抗震隐患。
更为严重的是这种情况并未引起目前大多数结构工程师的重视。
2.9抗震设计要求建筑的平、立面布置宜规正、对称，建筑的质量分布和刚度变化宜均匀，否则应考虑其不利影响
但有的平面设计存在严重的不对称：一边进深大，一边进深小；一边设计大开间，一边为小房间；一边墙落地承重，一边又为柱承重。
平面形状采用l、π形不规则平面等，造成了纵向刚度不均，而底层作为汽车库的住宅，一侧为进出车需要，取消全部外纵墙，另一侧不需进出车辆，因而墙直接落地，造成横向刚度不均。
这些都对抗震极为不利。
2.10对于高层建筑存在下列三种情况时，宜设防震缝
但有的竟未采取任何抗震措施又未设防震缝。
2.11结构抗震等级掌握不准
有的提高了，而有的又降低了，主要是对场地土类型、结构类型、建筑高度、设防烈度等因素综合评定不准造成。
3.高层建筑结构抗震设计
3.1建筑场地选择
为减轻高层建筑物的震害，在选址时，应加强地基勘察，最好选择在地势平坦开阔、土层密实、均匀稳定的有利地段，尽量避开不利地质环境，如活动断层、溶洞、陡坡、砂土液化、局部突出的山包等。
无法避开时，应采取有效措施。
3.2择优建筑平面和立面布置
为了避免地震时建筑发生扭转和应力集中或甥性变形集中而形成薄弱部位，建筑平、立面布置宜规则、对称，建筑的质量分布和刚度变化宜均匀，楼层不应错层，必要时设防震缝。
建筑的防震缝可根据建筑结构的实际需要设置。
体形复杂的建筑不设防震缝时，应选用符合实际结构的计算模型，进行较精细的抗震分析。
当设置防震缝时，应将建筑分成规则的结构单元。
防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差情况，留足够的宽度，其两侧的上部应完全分开。
伸缩缝、沉降缝应符合防震缝的要求。
3.3基础设计
3.3.1注意基础的选型，加强其整体刚性
同一建筑单元不宜设置在性质不同的地基上，也不宜一部分采用天然地基，而另一部分采用桩基。
3.3.2建筑物基础的埋深宜浅
建筑物基础埋置深度增加，可以增强地基土对建筑物的嵌固作用，从而减小建筑物的振幅，减轻震害。
所以，存条件允许时，建筑物的基础尽可能埋得深一些，并切实做好基槽回填和夯实，使其与基础侧面紧密接触。
3.3.3加强基础和上部结构的整体性
为了加强基础与上部结构的整体作用，基础在室内地坪下宜设置基础圈梁，上部结构的构造梓钢筋插入圈梁，使构造柱与地而下圈梁连接牢。
当地基十质较差时，还应在基底布置圈梁。
基础应尽
可能取直和拉通，避免切断。
3.3.4软土地基的基础应有较多的安全储备，宜加强基础的整体性和刚性。
3.4建筑材料的选择
从抗震角度来看，高层建筑材料应满足两个条件，一是要有足够的强度；二是具有耐久性和安全可靠性。
水泥、混凝土是目前使用量最大的建筑材料，但水泥混凝土属于脆性材料，抗震性能较差。
可以通过结构设计或采用钢筋增强等途径提高其抗弯和抗拉强度，也可以对其进行改性。
3.5设置抗震墙
抗震墙布置应与上部砖墙对齐，应沿纵横两方向均匀、对称布置。
如果临街各开间无法布置抗震墙时，可采取宽柱布置，相当于将抗震墙均匀分成小段布置。
纵横抗震墙尽可能布置在结构外围，以获得最大的侧向刚度，减少底层扭转破坏的危险性。
抗震墙的形式有l形、t形、[形、口形、一字形等，从受力角度和使用角度分析，优先选用l形、t形，不宜选用一字形。
因为l形或t形抗震墙在受到一个方向的水平地震作用时，另一方向的墙肢对受到水平地震作用的墙肢起约束作用；而一字形抗震墙受到水平作用时，往往变形会较大，不利于抵抗水平地震作用；[形、口形抗震墙整体性更强，但会引起结构刚度的分布局部集中，且往往会影响建筑布局，因此不经常使用。
【参考文献】
［１］曹军红.高层建筑抗震设计要点[j].科技创新导报，2009，（34）.
［２］张刚.浅谈高层建筑的抗震设计[j].中国新技术新产品，2011，（8）.。
