广东名都设计有限公司
摘要：为避免地震给人类带来大的灾难，作为工程技术设计人员在建筑结构的研究和工程设计中，为创造出更加安全、实用、经济美观的建筑。应从整体宏观的观点出发，综合处理好建筑功能、技术、艺术、安全可靠性和经济合理等几方面内容。
摘要：建筑 结构 抗震 设计
1.地基基础影响的破坏
房屋建筑物所在的地基土质、下卧岩层的结构与深度、基础的类型和深度以及地表地形特征，都对房屋建筑物的地震破坏有影响。当加速度较小时或地质坚实时，地表层或下垫层可能会先达到屈服点，岩石、土层将产生塑性变形，导致地基承载力下降甚至地基失效造成的破坏和强烈地震引起的振动导致基底土质液化引起房屋建筑物的下沉、倾斜和滑坡造成的破坏，在历次地震灾害中并不少见。
2.横波（横向地震力）导致的破坏
横波是房屋建筑物损坏水平摇摆，破坏力很大。它相当于给房屋建筑物施加水平方向来回反复的作用力，大小和引起的变形超出底部墙体和柱子的极限时，就会使整幢房屋建筑物倾斜或倾倒从而导致破坏。
3.纵波（竖向地震力）导致的破坏
纵波使房屋建筑物产生上下颠簸，若房屋建筑物的竖向稳定性不是太好，而地震力较大时，会使底层柱子和墙体瞬间增加很大的动荷载，叠加上部的自重，当超出底层柱子和墙体的承载能力，底层墙柱会垮掉从而导致破坏。
4.旋转地震力导致的破坏
各种原因引起的旋转地震力，导致房屋建筑物围绕水平轴或竖向轴扭转，这种扭转力对房屋建筑物的影响很大，因为房屋建筑物一般抗扭能力较差，很容易扭坏。
一、高层住宅建筑结构的抗震设计原则
1.高层住宅结构抗震设计的原则
为了保证高层住宅建筑结构抗震效果，设计人员在抗震设计设计中需要结合实际情况，坚持相应的原则，并选择科学合理的结构形式，确保建筑结构抗震能力符合相关规定要求。高层住宅建筑设计人员应该根据区域环境特点、资金投入以及建筑类型，科学选取合适的建筑构造和结构类型，达到经济性与安全性相统一的原则。所以在高层住宅建筑结构设计的过程中，设计人员必须重视抗震能力的设计，积极采取措施提高建筑结构构件的稳定性、承载能力以及刚度和延性等，重点关注结构中薄弱部位，有效地采取措施进行巩固，加强其抗震能力。除此之外，在抗震设计中，应设多道抗震防线，确保抗震结构体系的完整性和整体性，提升高层住宅建筑抗震效果，尽可能提高建筑的抗震能力，保障人员的生命财产安全。
2.高层住宅结构抗震设计的目标
对高层住宅建筑结构进行抗震设计的主要目的就是提高建筑的稳定性和安全性，当地震发生的时候，最大限度保证人们的生命安全和财产安全，尽可能的降低地震导致的各种损失。设计人员在进行设计的时候，一般达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的基本目标。“小震不坏”指的是当发生小地震的时候，要保证住宅的完全安全，不被地震损坏。“中震可修”是指当发生中级地震时，住宅受到的损坏较小，并且住宅建筑结构可以修复，居民的生命安全得到保障，财产损失较小。“大震不倒”指当发生大地震的时候，高层住宅不会倒塌，给居民争取足够的时间逃生。
二、建筑抗震设计中需要注意的问题
1.体型设计
在建筑结构设计中，要想强化其抗震效果，就需要对建筑体型进行合理规划，确保平面和空间形状的合理性。同时在对地震作用研究中发现，不规则体型的建筑在地震中所受的影响和波及要较规则体型建筑严重的多。例如，在汶川地震中，结构简单的建筑相应的损坏效率较低，而复杂结构的建筑破损则较为严重。对于不规则的建筑来说，由于其空间结构上存在一定的复杂性，受地震波的影响会使得建筑结构出现不同级别的晃动，当晃动频率较大时，就会导致内部结构部件出现松动、错位等问题，影响建筑结构的承载能力和刚度，造成建筑的倒塌。而在较为规则的建筑中，地震波同样会对建筑带来不同程度的晃动，不过由于结构的稳定性和规整性，使得晃动频率对整体结构造成的影响相对较低，不会发生严重的变形。所以在建筑体型设计中，一方面要简化平面和空间形状，增强其规则性。最常用的体型结构有圆形、扇形、矩形；另一方面需减少凹凸造型的出现，尽可能保证结构两端的对称性，从而提高结构的强度和刚度，保证重力分布的均匀性。
2.平面布置设计问题
在建筑结构设计中，平面布置的合理性对于提高建筑结构质量有着重要作用。首先，平面布置设计的合理性能够加强建筑结构功能划分的准确性和有效性，确保建筑的实用性；其次，平面布置设计是进行建筑结构中梁、板、柱等合理布置的基础内容，其对于提高建筑的承载能力及强度有着直接影响。
所以在平面布置设计时，要结合建筑结构的功能要求，合理规划内部空间效果，确保空间内各结构之间连接的坚固性，这样在地震发生时，才能更好的降低地震波对空间结构带来的影响，保证结构的稳定性，减少损失和危险的生成。
例如，在建筑物电梯井的布置时，很多设计人员会忽略电梯井对于建筑结构刚度的影响，一味的追求结构空间上的优化和美化效果，将电梯井设置在建筑的角落位置中，这使得地震发生时，电梯井因为较强的抗侧力刚度使得整体建筑受到较大破损，造成了严重的经济损失。在建筑墙体设计时，也由于对墙体自身刚度和承载能力考虑的不充分，出现墙体受力不均匀的情况，在地震发生时，受到扭转作用的影响，导致建筑墙体结构出现变形、扭曲等问题，大大降低了建筑的稳固性。
三、建筑结构抗震设计要点
1.注重场地与基础的合理选择及设计
高层建筑相关的场地与基础选择是否合理，与其结构应用状况是否良好密切相关。因此，在对高层建筑结构方面进行抗震设计时，需要设计人员注重场地与基础的合理选择及设计。具体表现为：①在场地选择方面，应当要尽量避开容易断裂的地带和土质不利的地带，如：软弱土地带、断层破碎带、半挖半填地基等，避免给高层建筑应用中埋下安全隐患，为其结构性能的优化及抗震设计效果的增强提供支持；②在高层建筑基础结构设计中，需要通过对土质状况的分析、方案的可行性与成本经济性等方面的考虑，完成好相应的设计工作，为高层建筑结构抗震设计提供参考信息，提高其应用中的基础结构稳定性。
2.注意薄弱层的结构设计
地震属于一种自然灾害，而到现在，人们都无法掌握地震的发生规律，同时也无法提前进行预警，而在设计高层建筑结构的过程中也无法将建筑物的基本参数与地震性质准确预测出来，一般通过计算无法推测出建筑的抗震性能，因此需要对建筑进行全面分析，掌握建筑中的薄弱环节，并进行重点设计，从而提高建筑整体的安全性。建筑结构中的薄弱层一般容易出现在：建筑结构竖向抗侧力不连续、楼层受剪承载力突变以及建筑结构双向侧向刚度没有分配均匀时。而薄弱环节也是高层建筑中最容易受到影响和破坏的位置，为此在设计薄弱层的结构时，应该采取具有较高抗震性能的结构，从而提高建筑物的抗震性能。结构分析软件能够帮助对薄弱层进行判断，从而实现薄弱层的有效控制，让薄弱层能够拥有足够的能力来承担各种效应，防止出现过大变形的问题，防止薄弱层出现转移的现象。
3.刚度在高层建筑结构中的设计要点
对刚度的设计也是高层建筑结构抗震设计的要点之一。在刚度设计过程中，需要注意两个方面：第一，材料要选用与钢筋混凝土紧密结合的型号，尤其是采用钢结构对双层进行加固时，必须确保钢筋混凝土的刚度，使上下层的阻尼比与刚度比相同，以避免安全隐患。第二，对高层建筑结构侧向刚度的控制，要严格按照国家抗震设计的相关规定进行，尤其是要做好对高层建筑刚度的控制，以有效避免地震对建筑物造成的损坏，同时还能为企业节省材料，降低成本。
4.建筑空间布局设计
对建筑空间布局进行合理设计对提高建筑结构的抗震性有着十分重要的促进作用，因此，在对建筑空间布局进行设计的过程中，设计人员可以从以下几方面入手：①考虑空间结构的均衡性。在地震灾害中，建筑不仅会受到来自地面的作用，还会受到空气冲击的作用，因此，在其抗震设计中应当考虑到来自各个方向的作用力，从平面主轴出发，使其具有足够的刚度和稳定性，且刚度越好，稳定性就越高，能够承受水平力的性能就越好。②考虑空间结构的简单性。建筑结构越复杂，在设计的过程中就需要考虑更多方面，在计算相关参数的过程中也会更加繁琐。因此，设计人员在抗震设计时应当尽可能简化设计内容，减少可能会影响建筑抗震能力的因素，同时通过计算机技术全面加强抗震设计，保证建筑的安全性。③考虑空间结构的整体性。抗震设计是一项整体性较强的工作，并不是对建筑的部分构件加强抗震性能，因此，设计人员应当将楼盖、建筑内部以及相应的底层结构有效结合到一起，使其在地震灾害的冲击下能够以整体的方式对抗地震作用，这样能够避免单一结构抗震性能低下而造成建筑整体崩塌的现象，在提高各部分抗震性能的同时，提高了建筑整体的安全性。
5.加强短柱的受压承载力
在建筑结构抗震设计中，通过加强短柱的受压承载力可以有效的降低柱截面面积，提高剪跨比，完善建筑结构的抗震性能。而最常使用的减少柱截面和提高剪跨比的措施就是加强混凝土结构的强度等级，通过高强混凝土材料的应用，改善短柱的承载能力，减少轴压比。不过在使用高强度混凝土材料时，由于其自身的延展性较差，需要配合其他处理技术，来增强结构的综合性能。另外，在建筑结构抗震设计中，也可采用钢骨和钢管混凝土柱的方式提升短柱的受压承载力。
结语：
在高层住宅建筑设计中，应该提升结构抗震设计，寻求合理措施和抗震技术，尽可能的抵御地震灾害发生时产生的作用力，降低建筑物被破坏程度，提升高层住宅建筑抗震能力，为人们的生命财产安全提供坚实保障，推动建筑行业健康持续发展。
参考文献：
1.胡冬冬.高层住宅建筑结构抗震的优化设计研究[J].城市建设理论研究，2016，13（14）
2.吴伟龙.建筑结构设计中提高建筑安全性的策略探讨[J].建材与装饰，2016（25）
3.郝鹏.试析高层住宅建筑结构抗震的优化设计[J].山西建筑，2017（35）