张佳男
中国建筑第二工程局有限公司华东公司 上海市 200135
摘要：在我国城市人口不断增多的同时，建设用地也日益紧张，对于城市规划的需求也将会越来越大，进而促进高层建筑更加快速地发展。建筑物的抗震设计能够有效减少人员伤亡，并能够极大程度地保护人们的生命财产安全。本文对高层建筑的抗震设计进行研究，针对常见的设计问题提出优化措施，提升高层建筑抗震设计水平，为同类设计工作提供借鉴和参考。
关键词：高层建筑；建筑抗震；抗震性能设计
引言
随着我国社会经济水平的不断提高，高层以及各种超高层建筑在城市建设中的应用越来越多。如何设计一套结构隔震性能较强的建设方案，是当前超高层建筑建设质量改善的重点。目前，我国开展的大部分超高层建筑隔震设计方案考虑的因素较少，缺少罕遇地震环境分析为有效保障人们生命财产安全，必须重视对高层建筑结构的抗震设计，尤其是进行抗震概念设计能有效降低地震对建筑物的损害，提升社会经济效益。
1超高层建筑抗震性能设计的重要性
地震发生时，震源产生的纵波和横波会对建筑造成巨大的冲击，冲击直接作用于建筑，会损毁建筑结构，降低建筑的安全性。超高层建筑抗震技术的主要原理是利用缓冲阻尼装置分解和吸收部分地震能量，降低地震对高层建筑的影响。在抗震设计中，可将建筑简化为支座，利用支座和建筑构件吸收和弱化地震能量，降低地震对建筑物的破坏；隔震技术是利用特殊的构造设计提升建筑物整体抗震性能。隔震技术对小型地震的防范效果较好，发生地震时，建筑只会产生轻微摇晃，不会损伤建筑结构，可有效保证建筑结构完整。在高层建筑结构设计中合理使用抗震技术，可提升建筑整体的抗震性能，确保高层建筑的安全性和稳定性。
2超高层建筑抗震性能设计分析
2.1构件间的连接加固设计
各部分构件的可靠连接是建筑结构具备优良抗震性能的前提。有效的结构连接可以最大程度地降低建筑物倒塌的风险。如果原建筑结构构件的承载能力满足要求，但构件之间的连接较差，仍然会对整个建筑结构的抗震性能产生影响。常用的构件连接加固方法有拉杆加固、钢夹加固、注浆锚杆加固、更换构件加固等。当砖墙与梁、柱没有有效连接时，往往使用拉杆加固，钢筋的一段用膨胀螺栓焊接在梁或柱的斜孔位置，另一端固定到砖缝等，可实现比较好的连接加固效果。梁、顶棚、隔墙之间的连接常采用钢夹加固，可在很大程度上防止墙体倒塌。采用注浆锚杆加固可以大大提高建筑砖混结构中墙体之间的连接质量，通过加一根长锚杆，使长锚杆的一端与外柱或外纵墙预埋件牢固连接。另一端嵌入内横壁。
2.2抗震建筑地基处理与基础设计
地基起到承受载荷并将建筑物固定在地表的作用。它虽不属于建筑的组成部分，但对保障建筑物稳定性具有重要作用。因此，在抗震建筑设计中，应格外关注对地基的处理。首先，为避免后期出现不均匀沉降的问题，地基应具有同一性。在条件适宜的情况下，建筑地基可选用天然地基。当地基条件不利时，可通过设置桩基础等方式促进建筑刚性与稳定性的提升，从而使建筑的抗震性得到充分保障。同时，在建筑基础埋设时应合理控制深度，避免因埋深过浅而导致嵌固作用下降，从而提升建筑在地震中的稳定性。此外，对于承载力薄弱的地基，还可设置圈梁，以促进整体水平的提升，增强抗震能力。
2.3剪力墙结构设计
剪力墙结构的承重主要依靠剪力墙、异形柱和梁共同组成受力结构体系，这种结构的侧向刚度较好，但空间布局的灵活度不足，施工的成本费用略高。剪力墙结构的抗震设计核心问题是提升层间变形的协调性。剪力墙结构具有较强的规律性，侧向刚度较好。抗震设计宜采用双向布置，可较好抵抗各自方向的水平力，沿高度方向竖向布置可有效避免刚度突变。
由于叠合错洞墙的应力分布复杂，在设计中应尽量避免门窗洞口上下错开，无法避免时，应进行洞口周围的受力分析计算并采取有效措施提高结构强度。
3超高层建筑抗震性能设计优化
3.1合理确定建筑结构类型
进行超高层建筑抗震设计时，要结合地区的抗震设防烈度和地震发生的频率合理确定建筑结构类型，选择安全性能高、抗震稳定性好的建筑结构。对框架结构进行功能优化，尽量使用框架剪力墙结构提升高层建筑的整体抗震性能。为了更好地实现抗震设计目标，建立科学的地震受力模型对结构受力进行分析与计算，确保建筑结构的所有承重构件能够达到抗震设计标准，当地震发生时，建筑结构具有较好的抗震效果，避免发生建筑倒塌事故。
3.2优化建筑物抗震结构的整体设计方案
整个建筑结构是由许多分结构组成的，因此设计人员在设计建筑结构的时候，应当从整体的角度出发，保证整个建筑结构具备平衡对抗地震作用力的效果，提高建筑结构抗震的整体性。设计人员在实际的工作中，应当针对不同的结构体系采用不同的抗震措施，同时还要注意不同的体系对整个建筑工程的安全以及经济带来的影响。除此之外，设计人员在设计的时候，应当结合工程和当地的实际情况，保留一定的余度，避免某一分结构遭到地震作用力破坏之后对建筑结构整体的抗震性能造成巨大的影响。设计人员还需要将震害的传递路径清晰地标注在结构图中，保证施工人员可以按照设计要求进行施工，保证应力传递过程的连续性。
3.3制好建筑物的高度建筑物的高度
是影响建筑结构抗震性能的主要因素之一，为了避免地震发生时建筑物对地震作用力的分散和消耗作用降低，要根据国家相关部门的规定，以及具体的地形以及地质条件，将建筑物的高度控制在合理的范围之内。建筑结构的抗震性能不仅关系到建筑企业的经济效益，同时也直接关系到人们的生命和财产安全，为了保证建筑高度在规定的范围之内，当地政府应当成立专业的监督团队，要求建筑工程施工之前必须向政府先行报备，上交建筑物高度、建筑材料以及建筑结构等一系列资料，通过政府部门审核之后才能开始施工。同时，政府部门还要在工程的施工期间选派监督人员到现场进行检查，详细地对建筑材料等情况进行核实，保证当地所有的建筑物在规定的高度内。
3.4抗震建筑材料优化
建筑的抗震性能与其自重大致成反比，即建筑整体质量越大，在地震中受损情况越严重。因此，抗震材料通常具备质轻的特点。此外，为提高结构的抗拉伸能力以及缓冲能力，材料还应具有高强、高韧的特性。常用的具有一定抗震功能的建筑材料有加气混凝土、橡胶、碳纤维等。其中，加气混凝土多用于高层建筑的填充墙和低层建筑的承重墙，是典型的通过大幅减轻建筑自重来增强建筑抗震能力的低密度建材;橡胶是制造隔震层或阻尼器的常用材料，主要通过吸收地震能量起到缓冲减震的作用;而近年来兴起的碳纤维则凭借其密度低、强度高、抗拉伸能力强等综合优势被越来越多地应用于建筑加固或混凝土改性。
结束语
随着我国社会经济水平的不断提高，高层以及各种超高层建筑在城市建设中的应用越来越多。为有效保障人们生命财产安全，必须重视对高层建筑结构的抗震设计，尤其是进行抗震概念设计能有效降低地震对建筑物的损害，提升社会经济效益。超高层建筑，考虑到偶然偏心的作用，故在设计时使用基于性能的设计方案，这样可以进一步确保结构设计合理，然后对建筑结构开展多模型和多软件的分析。
参考文献
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