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摘要：随着社会的不断进步和科学技术的快速发展，建筑结构逐渐向复杂、高端的高层结构发展。中国是一个地震多发的国家，其抗震性能越来越重要。因此，高层建筑的抗震设计面临着更加严峻的挑战。
关键词：建筑结构 ; 高层 ; 分析； 抗震设计
前言：随着我国社会主义现代化和城市化的不断推进，建设用地日益稀缺，这促进了建筑的多样化。高层建筑的发展是大势所趋。高层建筑具有高度高的特点，因此地震荷载和风荷载在设计过程中起着主导和控制作用。我国是一个地震多发的国家，因此高层建筑的抗震设计分析尤为重要。
1高层建筑抗震设计理念
高层建筑结构抗震概念设计是指工程师应结合地震的不确定性和规律性及其影响，着眼于结构的整体反映，根据结构的破坏机理和过程灵活应用设计准则，从一开始就全面合理地把握结构设计的本质问题(如整体布局、结构体系、承载力和刚度分布、结构延性)，兼顾关键部位的细节，力求消除结构中的薄弱环节(或对关键部位明确抗震性能目标)
1.1施工场地选择
建筑场地的地质条件和地形地貌对建筑物的震害有显著影响，这一点已被大量震害实例所证实。从建筑抗震概念设计的角度来看，首先要注意选址。在选择施工场地时，应根据工程需要、工程地质和地震地质的相关资料，提出避开不利地段的要求。当无法避免时，必须采取有效措施；严禁在危险区域修建甲、乙类建筑，丙类建筑不宜在危险区域修建。
1.2建筑总平面布置
简单、合理、规则的建筑布局和结构布置可以从根本上保证建筑物良好的抗震性能。高层建筑的结构要求是“简单、规则、统一、对称”。历次重大地震灾害的经验表明，建筑物平面和竖向的规律性对地震工程有重要影响。
1.3结构系统
高层建筑的结构体系，应当根据抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、基础、结构材料和构造，综合比较技术、经济和应用项目，确定。
1.4多地震防线
多道抗震防线是指:①一个抗震结构体系应由几个延性好的子系统组成，并由延性好的结构构件连接起来共同工作。如框架-抗震墙体系由延性框架和抗震墙组成；两肢或多肢抗震墙系统由若干单肢墙子系统组成；②抗震结构体系要有最大可能的内外冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，使结构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦受损就容易修复。高层建筑抗震结构体系应尽可能设置多条线，增加冗余设计。特别是当地震的卓越周期与建筑物的基本周期相同或接近时，多条抗震防线就显示出了其优越性。当第一侧力防线被共振破坏，更换第二条防线时，建筑物的自振周期会发生较大变化，与地震的卓越周期错开，从而可以减轻建筑物的共振现象，减少地震造成的破坏。
1.5延性要求
一个结构抗震能力的强弱，主要取决于其对 地震能量“吸收与耗散”能力(结构延性)的大小。结构的延性可定义为：①在结构承载能力无明显降低(不低于其极限承载力的85％)的前提下，结构发生非弹性变形的能力。②利用滞回特性吸收能量的能力。
1.6结构的整体性
高层建筑的整体性可保证结构各部分在地震 作用下协调工作，避免结构转变为机动体系及外 围构件平面外失稳而导致倒塌。
1.7非结构构件的处理
非结构构件包括或多或少地参与了主体结构 工作的建筑非结构构件和不参与主体结构工作的 建筑附属机电设备的支架等。建筑非结构构件主 要包括以下三类：①非结构的墙体。如围护墙、 隔墙、框架填充墙；②附属结构构件。如女儿墙、 高低跨封墙、雨蓬等；③装饰物。如玻璃幕墙、 建筑贴面、顶棚、悬吊重物等。 非结构构件的破坏虽然不会直接造成结构的 破坏，但会影响安全和使用功能，也须进行抗震 设计。
2目前我国高层建筑抗震设计中的两个问题
2.1建筑高度问题
随着中国经济发展水平的快速提高，建筑技术水平也迅速提高，与建筑结构的科学研究水平相匹配。根据我国高层建筑的技术规定，在一定的结构模式下，高层建筑必须有一个非常合适的高度。但在实际施工过程中，有相当一部分高层建筑已经超过了这个合适的高度值，而建筑高度的增加会使很多因素超过之前规范的规定，比如材料性能。
2.2建筑结构体系问题
在地震频繁发生的地区，建筑结构体系的选择是一个非常重要的问题。在中国，高层建筑有三种不同的结构体系:
2.2.1框架结构
框架结构是一种主要由柱、柱等构件在节点处连接而成的承重结构。这种承重结构在建筑布局上有很大的灵活性，但随着建筑结构越来越高，框架结构底部梁柱在水平荷载作用下的剪力和弯矩大大增加，使得配筋量随之增加，对建筑布局和施工都会产生很大的影响，因此框架结构受到建筑结构层数的限制。
2.2.2剪力墙结构
在钢-混凝土结构中，剪力墙通常用于承重。剪力墙代替框架结构中的梁柱，剪力墙承担所有的水平和竖向荷载，如重力荷载、风荷载、地震荷载等。这时候剪力墙就像悬臂深梁，底端嵌入。在水平和垂直荷载作用下，产生的弯曲和剪切变形构成水平位移。与框架结构相比，空间和水平位移较小。
2.2.3框架-剪力墙结构
框架结构结合了框架和剪力墙结构的优点，布局和使用空间灵活，抗震性能和刚度高，因此得到广泛应用。
2.3轴向压缩比
在目前的高层建筑中，为了控制轴压比，柱的截面尺寸过大，控制轴压比是为了防止钢筋未达到屈服极限时混凝土受损。建筑结构的延性与柱的塑性变形能力密切相关。柱的塑性变形能力越大，建筑结构的延性越好。一旦发生地震，吸收和消散地震的能力较小，建筑结构容易损坏。
2.3.1提高短柱的抗压承载力
减小柱截面、提高剪跨比最直接的方法是提高混凝土的强度等级，即采用高强混凝土增加柱的抗压承载力，降低其轴压比；但由于高强混凝土延性较差，应谨慎使用或结合其他措施使用。
2.3.2采用钢管混凝土柱
钢管混凝土是环向混凝土的一种特殊形式，是将混凝土填充到薄壁圆形钢管中形成的复合结构材料。由于钢管中的混凝土受到钢管的侧向约束，混凝土处于三维受压状态，混凝土的抗压强度和极限压应变大大提高，混凝土尤其是高强混凝土的延性显著提高。
使用分离柱
由于短柱的抗弯承载力远大于抗剪承载力，在地震作用下往往会因剪切破坏而失效，其抗弯强度无法充分发挥。因此，可以人为削弱短柱的抗弯强度，使其抗弯强度相当于或略低于抗剪强度。这样，在地震作用下，柱会先达到抗弯强度，从而呈现延性破坏状态。分裂柱法已在实际工程中得到应用。人为削弱抗3以提高结构的抗震性能由于高层建筑的力学特性不同于低层建筑，地震区高层建筑的结构设计既要保证结构有足够的强度和刚度，又要有良好的抗震性能。通过合理的抗震设计，该建筑在中等地震下可以修复，在大地震下不会倒塌。为了满足这一要求，结构必须具有一定的塑性变形能力，以吸收地震产生的能量，削弱地震破坏的影响。
4选择合理的结构类型
目前，大多数高层结构采用钢-混凝土结构和钢结构。钢-混凝土结构因其刚度高、空间整体性好、材料资源丰富、能够形成多种结构体系而得到广泛应用，但也存在自重大、抗塑性变形能力差、易共振等缺点。钢结构具有重量轻、强度高、抗震性能好、工期短、延性好等优点。，但其成本相对较高，田间土的特征周期较长时容易产生共振。
5建立尽可能多的地震防线
强震发生时，往往伴随着多次余震。如果只有一道防线，第一次伤害后会因为伤害积累而崩溃。抗震结构体系应具有最大可能的内外冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应具有较高的延性和适当的刚度，使结构能够吸收和耗散大量的地震能量，提高结构的抗震性能，避免大地震时倒塌。
结语
高层建筑的抗震设计方法和技术在不断变化和完善。我们需要在具体实践中对高层建筑的地质和环境进行详细的分析和研究，选择合适的抗震结构，注意建筑结构材料的选择，降低地震力，增强抗震能力，从而达到高层建筑抗震的目的。
参考文献：
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