关于高层建筑结构抗震技术的探讨
摘要：本文对高层建筑抗震性能的影响因素、出现的问题和施工要点等进行了详细分析，得出最佳的方式。
关键词：高层建筑;抗震设计;要点;抗震措施
一、对高层建筑结构抗震性能产生影响的因素
（一）地基因素
对任何建筑体而言，地基的重要性不言而喻。而对于高层建筑来说，如果地基选址不当，则会对其抗震能力产生直接影响。比如地基如果选在软弱冲积土层比较厚的场地，就会大大增强高层建筑的破坏率，因为地基土液化会导致地基发生不均匀沉降，直接影响到上部结构的稳定性，严重的可能会导致建筑整体倾斜。所以高层建筑最好选在密实均匀的硬土场地，或者开阔平坦地带的坚硬土场地，不得跨在两类土壤上，并且尽量与河岸保持较远距离，尤其是要避开抗震危险地段，比如断层、滑坡等。
（二）材料及结构体系的影响
在高层建筑抗震设计中要注意材料的选择及结构体系的合理性，建筑结构不同，其抗震设计的重点也不同。比如填墙框架的房屋结构，这种结构最大的特点就是钢筋混凝土框架结构的平面内柱上端会遭剪切破坏并且窗下墙会对窗洞处的外墙框架产生约束作用，发生短柱型、剪切型破坏;对于底框结构的房屋而言，如果底层刚度不足则会产生严重破坏;房屋结构选择填墙框架体系，如果底层设计为敞开式框架，并且未砌砖墙，则对底层的破坏也会很严重。
（三）建筑体的高度因素
根据我国相关技术规程的相关规定，在设防烈度及结构形式特定的情况下，钢筋混凝土高层建筑的高度是有一定范围要求的。受到地震力的作用后，高层建筑的形态受到破坏，变化也非常大。因为建筑体高度越高，一些参数就越会超出规范中要求的适宜范围，包括安全指标、延性要求、材料性能、力学模型的选择等等，这些因素发生质变后会导致高层建筑的抗震性能大幅下降。
（四）抗震设防烈度
现阶段我国的抗震设防标准相对较低，中震与设计基准期内超越概率10%的地震烈度相等;并且在保证建筑抗震延性要求方面，相关参数要求也不够严格，比如配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配等等。随着社会经济的不断发展，由于结构失效而导致的经济损失也越来越大，而在整个建筑项目投资中结构造价所占的比例越来越低。所以建议在设防烈度下可以采用弹性设计结构，并且也要对相关规范中提出的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计原则重新进行修订。
二、抗震设计中出现的问题
（一）部分建筑物高度过高
按我国现行高层建筑混凝土结构技术规程规定，在一定设防烈度和一定结构型式下，钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度，在这一高度范围内抗震能力还是比较稳妥的。但是目前不少高层建筑超过了这一高度限制。在地震力作用下，超高限建筑物的变形破坏会发生较大的变化，导致建筑物的抗震能力下降，相应的结构影响因素也发生变化，结构设计和工程预算的相应参数需要重新选取。
（二）地基的选取不合理
由于城市人口的增多和相对空间的缩小，不少建筑开发商忽略了这一问题，以商业空间决定建筑场地。高层建筑应选择位于开阔平坦地带的坚硬土场地或密实均匀中硬土场地，不应垮在两类土壤上，避开不利地形、不采用震陷土作天然地基，避免在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段建造房屋。高层建筑的地基选取不恰当可能导致抗震能力严重降低。
（三）材料的选用不科学，结构的体系不合理
在地震多发区，采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到设计人员的重视。由于我国建筑结构主要以钢筋混凝土核心筒为主，变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准，但因其弯曲变形的侧移较大，有时需要加大混凝土的刚度或设置伸臂结构，形成加强层才能满足规范侧移限值。
三、高层建筑结构抗震设计的要点
（一）注重杭震结构的设计
高层建筑抗震设计的结构应该得到人们的重视。我国150m以上的建筑，采用的3种主要结构体系（框一筒、筒中筒和框架-支撑体系），都是其他国家高层建筑采用的主要体系。我国钢材生产数量已较大，钢结构的加工制造能力已有了很大提高，因此在有条件的地方，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土（柱）结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。我国传统文化中“以柔克刚”具有价高的思想价值，可以指导很多实际问题。在高层建筑结构的抗震设计中，可以从传统的硬性为主的抗震模式向以柔性为主的抗震模式转变，实现以柔克刚、刚柔相济，有效地减弱地震作用过程中释放的冲击力。
（二）层间位移限制
根据以往的地震研究发现，层间位移的限度不仅与建筑施工所使用的材料有关，而且还与整个建筑物结构体系有关。一般钢筋混凝土相对于纯钢结构来说，对于高层建筑层间位移的限制较为严格;风荷载作用下的限度相对来说要求也较为严格。一般，基于位移的抗震设计方法以结构的容许位移为出发点，在设计的最后以结构件的强度进行检验，充分考虑各部件的破坏。
（三）控制地震的扭转效应
对于建筑结构的扭转影响应该充分引起我们的注意。因为，在发生地震时建筑物各个楼层间所发生的形变量不同。其中距离建筑中心远的构件发生的形变量较大，距离建筑结构中心近的构件发生形变量较小。同时由于发生层间位移，所以各个楼层的中心就不在一条直线上。所以在进行建筑结构设计时应该为层间形变预留较大的空间，对于楼层间的支撑柱体应该注意加强其扭转能力和恢复力，这样在地震时就可以有弹性的形变，不至于因为扭转超过限制而发生倒塌的情况。
（四）优化抗侧力体形
如果高层建筑选择的是刚性结构方案，地震时对主体结构的破坏较小，结构不会发生太大变形，可以有效保护隔墙及围护墙等非结构部件，所以可以将地震的破坏降至最低。结构超静定次数越多，地震时出现的塑性铰也就越多，相应的就越能耗散输入的地震能力，对于结构而言，其强度就越高，稳定性也就越好。对结构的屈服机制进行优化，结构遭破坏时不是按照楼层屈服机制进行的，而是按照整体屈服机制进行。在进行结构设计时要注意几点重要原则：“强节弱杆、强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”。即在选择水平杆件时，首先考虑构件中轴力比较小的作为主要耗能杆件，使其尽量发生弯曲耗能，最终提高整个构件的延性与耗能水平。
四、结束语
综上所述，在城市化不断加快的背景下，人们对高層建筑的质量提出了更高的要求，抗震性能的研究也进一步深入。在实际施工中，需要对影响抗震的因素进行详细分析，站在整体性的角度，控制建筑工程的各个方面，严格把握每个工序，使建筑工程的抗震性能得到最大程度的保障，实现建筑工程的稳定性发展。
参考文献：
[1]靳晓燕.超限高层建筑结构基于性能抗震设计要点[J].江西建材，2018（05）：22-23.