高層建筑抗震設計方法

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一、選擇地基場地

地基場地的選擇是高層建筑進行抗震設計的基礎環節，因此在選擇建筑地基場地時，要對該區域的地震活躍情況進行充分了解，對其地質情況進行深入勘察，以此為基礎進行科學的綜合性分析，并對該區域的抗震設計等級作出準確評估。選址時盡可能避開不利于抗震設計的場地，如因工程需要無法規避，則要做好地基加固處理。選擇地基時盡量選擇巖石或者密實度較高的基土，以保證高層建筑地基的抗震性能，滿足相關建筑標準。

二、注意建筑結構的規則性

在進行高層建筑結構設計時，要盡可能對抗側力結構進行簡化處理，并保證結構的規則性，以便建筑體所承載的力量可以均勻分布，提高其可靠性。由于結構的不規則性可能導致建筑結構質心與鋼心交錯，一旦發生地震，這種結構由于鋼心距離較大，剛性不足，最終將影響到建筑的穩定性。所以在選擇平面布置圖時應首先考慮相對規整的方案，盡量避免不規則的建筑結構平面。

三、建筑結構材料的選擇

從某種程度而言，建筑結構材料的質量水平直接決定著地震環境中高層建筑的安全水平。從本質上講，高層建筑抗震結構設計就是整合各個建筑構件的延展性，對其進行科學、合理的協調與把握，當發生地震時可以保證高層建筑處于安全穩定的狀態。鋼筋是高層建筑結構中最重要的材料，因此選擇建筑鋼筋時首先要考慮其韌性，要求材料具備較高的韌性；如果鋼筋的受力方向為垂直受力，要選擇熱軋鋼筋，標準為HRB400級和HRB335級；而對于箍筋的標準，則為HRB335、HRB400和HPB235級；選擇其他建筑結構材料時，也要將其抗震性能作為重要參考條件，在保證建筑成本的前提下，合理選擇抗震性能較好的材料，以實現以最低的成本獲得最好的抗震效果的設計要求。

四、隔震與消能減震設計

有些區域對高層建筑的抗震性能要求比較嚴格，不僅要具備相關規范中所要求的普通的抗震能力，而且還要具備隔震、消能減震的功能。所以在隔震與消能減震的設計過程中要注意以下幾點：首先，在選擇建筑場地及地基時，要保證地基的密實度，保證地基的牢固性，即可最大程度減少地震對建筑體造成的破壞；其次，建筑結構不同，對其隔震系數的要求也存在差異，所以實際設計過程中要結合工程的實際情況來設計，合理選擇隔震支座，注意不能忽略風力負荷因素；最后，在選擇隔震、消能減震方面的建筑構件時，首先要考慮材料的延性，以降低地震對建筑的破壞程度。

五、優化抗側力體形

如果高層建筑選擇的是剛性結構方案，地震時對主體結構的破壞較小，結構不會發生太大變形，可以有效保護隔墻及圍護墻等非結構部件，所以可以將地震的破壞降至最低。結構超靜定次數越多，地震時出現的塑性鉸也就越多，相應的就越能耗散輸入的地震能力，對于結構而言，其強度就越高，穩定性也就越好。對結構的屈服機制進行優化，結構遭破壞時不是按照樓層屈服機制進行的，而是按照整體屈服機制進行。在進行結構設計時要注意幾點重要原則：“強節弱桿、強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉”。即在選擇水平桿件時，首先考慮構件中軸力比較小的作為主要耗能桿件，使其盡量發生彎曲耗能，最終提高整個構件的延性與耗能水平。

六、采用加固設計

要結合建筑體結構的實際情況合理選擇加固設計方案，以提高其抗震能力。具體而言適用加固設計方案的有以下幾種情況：首先，機構設計存在缺陷。此時可以采用增加構件提高機構強度的加固方案，或者將原有構件替換為抗震性能較好的構件；其次，需要提高結構整體剛度或承載力。此時可以選擇增設構件、擴大原截面、增設套箍的加固方案；再次，建筑結構的整體連接與相關抗震標準要求不符。這就要對結構作出合理調整，以起到分散地震力、減少破壞的作用；最后，要注意建筑體中有些構件與建筑結構并不存在直接關系，如果發生地震可能會造成更大危害，針對這種構件要做好加固處理。

七、結語

總之，隨著城市化進程的不斷加快，高層建筑的數量不斷增多，人們對其抗震設計也越來越重視。在進行高層建筑的抗震設計時，要基于宏觀整體的角度來進行，從工程建筑的各個方面加以控制。當然，建筑結構的抗震設計必然會不斷出現新技術與新措施，相信在不遠的將來，會出現更加先進、更加有效的預防措施來提高高層建筑的穩定性與抗震性能，最大程度減少地震帶來的災害。

作者：覃彬 單位：廣西隆泰工程咨詢有限公司