進入上世紀90年代以后，高層建筑已成為現代建筑的發展趨勢。高層建筑不僅在材料和結構體系上逐漸多樣化，優化建筑結構設計也越發受到業界普遍關注和重視。我國處于地震多發區，結構抗震分析和設計已提到建筑設計的日程，高層結構的優化設計必須引起足夠的重視。但在如今高層結構設計中，因為設計師的設計理念和認識上的差異，在可靠性設計方面仍值得進一步商榷。而高層住宅建筑結構抗震的設計關系到建筑安全的首要問題，更突顯出其重要的地位。

　　1住宅高層建筑結構抗震設計原則

　　抗震設計要剛柔相濟，選擇合適的結構形式，從而保證建筑結構的抗震性能，確保建筑物滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標。建筑物在地震力的作用下，結構形態會發生較大變化，而設計者需要根據不同地震烈度不同建筑類型，采用不同的結構類型和不同的構造措施，從而達到安全和效益相統一的目的。因此，在高層建筑設計時必須認真進行抗震設計。在建筑抗震設計過程中若一味的提高結構抗力,增加結構剛度,則會導致結構剛度大則在地震發生過程中地震作用也會相應增大。因此，應考慮好結構構件的承載力、穩定性、延性、剛度等方面的性能。對結構的相對薄弱位置，進一步采取抗震措施。再者，承受豎向荷載構件，不能做為主要耗能構件。在進行抗震設計時，盡可能設多道防線，從而形成一個完整的抗震結構體系，通過各個延性良好的分體系的協同工作，從而達到良好的抗震效果。在處理結構的強弱關系時，盡量使“有效屈服”保持較長階段，保證結構的延性和抗倒塌能力。合理設計結構的受力性能，當某一部位結構設計過強時，可能造成局部結構薄弱，因此，需考慮結構的整體協調工作。

　　2住宅高層建筑結構抗震設計要點

　　2.1結構規則性。建筑結構的不規則可能造成較大的地震扭轉效應，產生嚴重應力集中，或形成抗震薄弱層。大量地震災害表明，高層建筑物平面對稱、結構簡單、剛度質量沿建筑物豎向均勻分布的建筑具有較好的抗震性能。因此，在建筑抗震設計中，應使建筑物的平、立面布置規則、對稱、具有良好的整體性。同時，質量與剛度變化均勻分布，防止在平面上質量中心與剛度中心不重合而造成嚴重的扭轉振動。其中豎向抗側力的截面尺寸和材料強度應自下而上逐漸減小，從而避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變而形成薄弱層。

　　2.2層間位移限制。高層建筑都具有較大的高寬比,其在風力和地震作用下往往能夠產生較大的層間位移,甚至會超過結構的位移限值。該位移限值大小與結構材料、結構體系甚至裝修標準以及側向荷載等諸多因素有關。因此在進行高層建筑結構設計時應根據建筑物的實際情況以及所處的地理位置進行設計,既要滿足其具有足夠的剛度又要避免結構在水平荷載的作用下產生過大的位移而影響結構的承載力、穩定性及舒適度的要求。

　　2.3控制地震扭轉效應。由于地震波在傳播過程中的折射、反射、散射所造成的強震地面運動具有三向水平和三向轉動共六個自由度，地震作用本身就存在扭轉分量。如果結構平面布置不規則，在水平地震作用下，也會產生扭轉效應，對結構產生嚴重的破壞作用，而這種破壞作用往往被設計人員所忽視。但是，地震扭轉效應是一個極其復雜的問題，對于體型復雜的建筑結構，即使樓層的“計算剛心”和質心重合，仍然存在明顯的扭轉效應。在高層住宅建筑設計時，就充分考慮扭轉效應的影響。通過分析，扭轉作用下各抗側力結構的層間變形不同，造成結構邊緣的抗側力單元的層間側移最大，考慮建筑上下剛度的分布不均勻，剛度中心沒有在同一軸線，會產生較大的差距，從而造成各樓層結構偏心距和扭矩發生改變，因此,在設計過程中應對各層的扭轉修正系數分別計算。計算時應主要控制周期比、位移比兩個重要指標。設計中應考慮雙向地震作用下，當樓層抗扭剛度弱，平動周期與扭轉周期比大于0.9或樓層抗剪承載力比值小于0.8時，屬特別不規則建筑，應考慮偶然偏心。PKPM設計時兩者同時選上，程序計算時自動疊加取大者。

　　3住宅高層建筑結構抗震的優化設計探討

　　住宅高層建筑結構抗震的優化設計，指在注意總體布置上的大原則，進行結構設計時，顧及到關鍵部位的細節構造，全面合理地解決結構設計中的基本問題。需著眼于結構的總體地震反應，按照建筑結構在地震時破壞力分布，有針對性進行抗震設計優化，從根本上提高建筑結構的抗震能力。

　　3.1建筑場地的選擇。選擇有利的建筑場地，為減輕高層建筑物的震害，避開對建筑抗震不利的地段，在選址時，不應在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。應加強地基勘察，對于不利地段，盡量避開不利地質環境，結構工程師應提出避開要求，最好選擇有利地段，當無法避開時，應采取有效措施。這就考慮了地震因場地條件間接引起結構破壞的原因，如活動斷層、溶洞、局部突出的山包等。

　　3.2 建筑的平、立面布置。根據新的《建筑抗震設計規范(GB50011—2010)，持力層的選擇對建筑物的安全至關重要。要求建筑的形狀及抗側力構件的平面布置宜規則的整體性，在相同的地震力作用下，避免采用嚴重不規則的設計方案。選擇基礎方案時，受力性能比較明確，既要考慮經濟合理，設計時容易分析結構在地震時的實際反應和結構的內力分布，又要考慮抗震的要求，容易采取抗震構造措施和進行結構的局部處理。

　　3.3抗震結構體系。抗震結構體系體型是抗震設計中應考慮的最關鍵問題，結構體系應具有多道抗震防線，應根據建筑類因素，可避免因部分構件破壞而導致整個體系喪失抗震能力。結合設計、經濟條件綜合考慮與確定，應優先選用不承受重力荷載的構件如框架填充墻構件。抗震結構體系必須具有合理的地震作用傳遞途徑，不宜用軸壓比很大的鋼筋混凝土框架柱作為第一道防線。多道抗震防線，以減少輸入主體結構的地震能量，必要的強度剛度和強度分布，達到減輕主體結構破壞的目的。

　　高層住宅建筑抗震設計在選擇建筑結構的方案和采取抗震措施時，使樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化，要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協調。有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移，提高結構總體抗震性能。

　　4結束語

　　隨著新型結構、高性能材料的出現，高層住宅建筑設計技術也勢必再上新臺階。設計者需根據工程抗震各方面的知識和經驗，通過新型結構設計滿足建筑安全要求，滿足建筑物的使用功能和外觀要求，理順結構與建筑，結構與設備的關系。這就需要設計者從目前抗震設計現狀出發，作出正確的工程判斷，找出建筑安全與經濟合理的最佳結合點，以更好地適應社會經濟和建筑技術的發展。

　　參考文獻

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