姜燕玲
武汉正华建筑设计有限公司 湖北武汉 430070
摘要：随着城市化进程的加快，高层混凝土建筑逐渐成为我国建筑工程的重要组成，且其结构体型也越来越复杂。这对高层混凝土建筑的抗震结构设计作出了更高的要求，要不断提升抗震结构设计的质量，适应整体高层建筑工程发展步伐。
关键词：高层建筑 抗震设计
引言
近年来，四川发生了数起较大的地震，如“5.12”汶川地震、“6.17”长宁地震等，给相关地区带来重大人员伤亡和财产损失，其中占比最大的就是固定资产的破坏，而建筑物的损害表现的尤为明显，预示着提高建筑物抗震设计的要求迫切。另一方面，随着经济的飞速发展，人们对建筑空间的需求也往大空间大跨度发展，建筑设计与建筑抗震设计两者也就必须相辅相成，才能促就建构筑物的适用性、安全性、经济性。作为建筑设计从业人员务必重视建筑的综合平衡，才能在建筑功能布局、结构安全、立面造型乃至建筑经济性中找到合适折中点[1]。
1建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用
1.1建筑设计中优化功能布局的必要性
建筑平面布置是建筑设计中一个非常重要的环节。平面布置方式会直接反映出建筑物的整体使用能力和需求功能。在进行建筑平面设计时，作为各种功能需求的承载平台，应对建构筑物的功能拓展有一定的预见性，对柱网的选择、开间进深的控制，甚至主要墙体的布置、交通流线的组织均应根据使用者的整体情况进行综合分析，为使用人员或单位留有余地，以便后期功能改造和拓展。通过调查发现，建筑后期为满足功能需求而扩建的项目，地震时出现破坏的情况十分明显，究其主要原因有：（1）新旧建筑结构体系不一，导致地震作用时变形协调能力差，容易拉裂；（2）建筑平面上的外围填充墙、内隔墙以及非承重的内隔墙构造上不统一，工艺条件有别，新老墙体抗剪能力差异明显，亦容易出现结构性破坏；（3）改建建筑往往追求高大和共享空间，容易导致建筑整体改造后出现不对称、不均匀的现象。建筑物的整体刚度和质量在平面布置上不均匀，会使得其在地震作用时产生扭转效益，导致受损情况；（4）建筑物在进行改扩建时，由于项目投资受限或原始资料确失，无法对结构的安全性问题进行全面排查，导致建筑整体性能差，地震作用时也容易破坏。由此可见，建筑物的平面布置设计对其整体抗震能力有着巨大的影响。在进行建筑平面布置设计时需严格遵守国家相关法律法规，并对特殊建筑的未来发展留有余地，同时在保证功能流线合理的情况下，建筑空间布置大小适宜，整个建筑物重心明确，刚度均匀，扭转可控 。
1.2建筑构造保障抗震性能
在进行建筑的抗震结构设计时，需对抗震不利的地方进行有效加强处理，并且进行多层次抗震设防，以保证建筑能满足抗震设计要求。建筑物的抗震体系由主体结构安全和维护构件安全两个层级。换言之，建筑物的抗震设计除了结构概念设计外还包括维护墙体、外墙门窗、幕墙及饰面装饰材料等设计。从事建筑设计行业，需要了解到施工现场最容易犯建筑构造上的低阶错误，而设计中则是更多注重对结构主体的把控，忽视对建筑构造细节的表达。对于很多建筑，特别是医疗教育建筑，发生地震时除了结构不应被破坏，还应该考虑项目的整体安全，保证项目能为抢险救灾所用。所以，建筑设计时首先应选择合适的墙体材料，尽量不选薄壁型空心砖、大孔径空心砖等类型的砌体构造，此材料在地震作用下极易被地震剪力所破坏，不利于抗震；其次对外墙幕墙设计时需要将一些具有良好延性的结构构件，使用合理的方法进行有效连接，才能使构件与建筑主体协同工作，避免地震时产生次级伤害。同时应尽可能考虑到建筑的每一个构造节点的细节，这样才能够达到国家的抗震设计要求。
建筑物精细化设计是建筑抗震设计的必然趋势，设计过程中不能对结构主体和维护设施有区别对待，需要根据建筑的具体要求来处理好两者之间的相互关系，这样才能保证建筑物的安全，避免人祸与天灾同行[2]。
2高层抗震设计方法
2.1设计方案
在高层结构抗震设计中，相邻结构碰撞造成的地震灾害相对常见，应设计防震缝，倘若缝隙宽度较小，会造成结构遭受破坏。目前，在项目设计中，应结合地基基础，对设计方案进行调整，使得不规则结构设计更加合理，满足结构抗震要求。值得注意的是，在外观复杂、平面不规则的建筑中，应结合实际情况对防震缝进行设计，使得相关指标达到防震标准。针对项目施工而言，应结合平面不规则建筑的复杂水平，对方案进行优化设计，在本质上提升建筑物的抗震等级。抗震设计方案主要包括以下两种：其一，是设置缝隙，不规则平面结构划分为规则平面；其二，不设置缝隙，以平面不规则结构的种类和特征为出发点，制定合理技术方案。在抗震方案设计中，应权衡几方面内容：考虑施工现场实际情况影响，通过不设缝方案应用，使得抗震方案应用与建筑物本身相协调，增加建筑物防震标准，结合抗震灾害等级等相关要求，当建筑物高度达到 100m，超过建筑标准，防震缝隙设计值应超过标准推荐值，使得建筑物本身性能获得提升[3]。
2.2优选抗震装置
抗震装置是高层混凝土建筑抗震结构的重要组成，充当着建筑抗震防线的角色，在高层混凝土建筑墙体内嵌入消能键等减隔震产品，能够增强高层混凝土建筑抗震结构的延性和抗侧移性能，让结构产生抗倾覆的力，提高基础机构设计的合理性，对于高层混凝土建筑的消能减震结构创新至关重要。因此，在高层混凝土建筑的抗震结构设计中，应当分析高层建筑抗震结构受力情况，加强对建筑承受力的考虑，找出高层混凝土建筑中受力较为集中、较为脆弱的建筑结构部位，运用一些合理隔震消能减震装置，来降低支撑面处的相对变形，改善框架梁柱节点的受力性能，减小结构的地震响应，提升高层建筑混凝土结构保护力度。
2.3恰当选择结构体系
区别于一般混凝土建筑，高层混凝土建筑主要承受着水平荷载与竖向荷载两种不同方向的力，地基一般打在坚固岩石深处，这就导致高层混凝土建筑结构受力较为复杂。如果想要高层混凝土建筑拥有着良好的抗震性能，恰当选择与工程项目相匹配与适应的建筑结构体系，是抗震结构设计的关键。在具体抗震结构体系选择过程中，要依据当地抗震设防烈度的要求，结合高层建筑的具体现状与需求，在确保建筑功能性与美观性的基础上，重视建筑结构抗扭转刚度问题，研究不同混凝土结构体系在不同程度地震作用下变形趋势，并运用BIM技术、VR技术等建筑技术测量与模拟不同结构的抗震性能特点，采用相应的计算和构造措施，挑选出适宜自身工程的结构体系，确保建筑结构平面布置相对规则，考量关键构件与连接点受力情况，以使得高层建筑受力较为均匀，确保建筑的安全性，来达到提升抗震性能的目的[4]。
结束语
综上所述，在高层抗震设计中，应结合项目实际情况，对抗震设计方法进行明确，同时完善设计方案，做好建筑物结构计算，使得抗震设计更加规范合理。研究表明，在平面不规则建筑中，扭转作用力使得建筑结构的抗震性能明显减弱，应考虑建筑结构强度、刚度和质量偏心问题，保证结构主体安全性与稳定性，达到理想的抗震性能[5]。
参考文献：
[1]罗付强.浅析建筑设计在建筑抗震设计中的重要性[J].江西建材,2021(04):65+69.
[2]邱滟佳,张鸿儒,于仲洋.考虑土与结构相互作用的建筑地下室抗震设计方法[J].东南大学学报(自然科学版),2021,51(02):285-293.
[3]崔威,冼剑华,苏成.广东省高层建筑抗震设计用地震动功率谱[J].华南地震,2021,41(01):117-122.
[4]李晶晶.平面不规则结构抗震设计策略探究[J].安徽建筑,2021,28(02):69+71.
[5]王雷,赵国良,王诚杰,金坎辉.刍议高层混凝土建筑的抗震结构设计策略[J].工程抗震与加固改造,2021,43(01):172.