【摘要】：高层建筑物的房屋高度较高、建筑结构复杂、发生事故时对自身及周围的危害较大，为了保证建筑物在地震作用下可以做到就要有针对性的做好建筑物的抗震设计。高层建筑抗震设计时应当遵守建筑结构的规则性、要限制建筑的层间位移、减小地震能量的输入等高层建筑设计原则。在高层建筑抗震设计时要注意采用位移结构、高延性结构、多层地震防线进行抗震，并不断提高结合结构的性能，以此满足防震和抗震的实际需求。 【关键词】：高层建筑；抗震设计原则；设计的关键点；抗震具体方法
0 前言
随着近些年来我国城市化进程的不断加快，高层建筑的数量不断扩大、质量不断提高，高层建筑已经成为我国城市发展的新名片，成为衡量一个地区经济发展水平、城市化水平的重要标杆。高层建筑在满足城市人口居住、办公、娱乐等需求的同时，也暴露出诸多的安全隐患，其中地震作用是威胁较大且造成财产安全损失最大的危险因素。因此，对于加强高层建筑的抗震设计就显得尤为必要。足底理疗仪本文主要论述了现代高层建筑抗震设计的主要原则以及高层
建筑抗震设计的现状及存在的问题，在结合现代建筑抗震相关理论基础上，提出高层建筑抗震设计的具体方法[1]。
1高层建筑抗震设计原则
高层建筑在设计建设过程中应当遵循国家对于高层建筑抗震设防的相关要求。高层建筑抗震设计应当遵循建筑结构刚度、柔度相协调重视建筑结构规则、重视多道设防的基本原则。
1.1 重视建筑结构的规则性
建筑结构的规则性是指建筑物在平立面的外形尺寸上要求尽量工整对称，建筑的抗侧力构件要均匀对称布置，建筑物的承载力要尽量分散布置不宜集中分布等。建筑物尤其是对高层建筑物的设计应符合我国现行的抗震设防概念要求，需对高层建筑进行合理的抗震设防布置。经过大量地震灾害表明，平立面外形对称的建筑物在遭遇地震灾害时具有较好的的抗震性能，因为对于高层建筑而言自身高度大而刚度较小如果结构平面布置不平衡或竖向分布不均易造成建筑物刚度相差过大出现应力突变，在遭受外力作用时形成扭矩造成结构
破坏。而且规则的建筑容易估算头笼出遭受地震时的地震反映，易于采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理。要求建筑物平面对称均匀，体型简单，结构刚度，质量沿建筑物竖向变化均匀，同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响，并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀，以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。
1.2 限制建筑的层间位移
高层建筑都具有较大的高宽比，在受风力荷载或地震作用下往往会产生较大的层间位移， 甚至会超过结构本身的金属圆锯片位移限值。而国内普遍认为建筑位移限值的大小与结构材料、结构体系、结构布置甚至装修标准以及侧向刚度等诸多因素有关，其中钢筋混凝土结构的位移限值一般在 1/400-1/700 之内要比钢结构的1/200-1/500 要求更为严格，地震作用在建筑物上不仅有垂直荷载还有水平作用力，水平作用力主要造成建筑物的水平层间位移。因此在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的使用功能以及建筑物所处的外界环境进行设计，既要满足其具有足够的刚度又要避免结构在水平荷载的作用下产生过大的位移影响结构的承载力、稳定性从而影响到结构的正常使用，也要防止地震到来时结构的突然破坏。
1.3 减小地震能量的输入
地震发生时主要以波的形式对地表建筑物造成破坏，波是一种能量，正是有能量的存在才会对建筑施加力才会使结构出现破坏。我们一直都是利用结构自身的刚度来抵抗地震力，但是这种方法是跟地震硬碰硬，建筑物会一直晃动就算是抵抗住了地震内部东西坏完也是不能够继续使用了。尤其是对于一些古董来说你外面建筑物保持的再好里面一晃“啪”碎了那这样的建筑有什么意义。抗震设计不能只依靠结构刚度对地震的抵抗还要做到尽量减少受到的地震荷载减少地震能量的输入。具有良好抗震性能的高层建筑结构要求结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求，因此在设计过程中除了要控制结构承受外力的能力还要控制结构在受地震荷载作用下的位移延性比，然后根据结构自身的变形与发生的相对位移的关系来确定构件的形变值，选用坚硬的土地作为建筑物的基础、采用铺设隔震垫等方法来减小地震能量的输入。
1.4 减轻结构自重
对于同样的地基条件下进行建筑结构设计若减轻结构自重则可相应增加层数或减少地基处理造价，尤其是在软土基础上进行结构设计这一作用更为明显，同时由于地震效应与建筑
质量成正比，而高层建筑由于其高度大重心高等特点，在地震作用时其倾覆力矩也随之增加，因此，为了尽量减小其倾覆力矩应对高层建筑物的填充墙及隔墙尽量采用轻质材料以减轻结构自重[2]。
1.5建筑结构要刚度和柔度相协调
在高层建筑设计和施工过程中，除了要考虑建筑抗震的实际要求外，还需根据建筑设计的尺寸以及所使用的施工材料判断地震发生时对高层建筑所形成的破坏程度，进而确定所需的建筑结构刚度，以此提高防震抗震能力。但是在提高建筑结构刚度的同时，还需要注意进一步提高主体和地基之间的隔震效果，注意建筑结构的柔度，保持刚度和柔度相协调[3]。
1.6多道设防
地震作为突发的自然灾害，在主震结束后还会伴有不同程度和多次余震。而一些建筑物空烟卷在遭遇第一次地震作用捕蟹笼之后由于建筑的设防措施并没有倒塌，但在多次余震的冲击下可能造成建筑物的倒塌，如果只有一道设防那么对于余震的抵抗力就下降了许多，而且设置多道
防线可以更好的抵抗住地震效应对建筑物本身而言就是一个很好的保障。因此，高层建筑在设计时要特别注意设置多道防线，建立多道建筑抗震防线，充分利用建筑物的延性，使建筑物可以在地震下保持自身的强度，减少人们的损失保证多聚磷酸盐人们的人身安全。
2高层建筑抗震设计存在的问题
我国目前的高层建筑有许多，但是高层建筑在建设中也暴露出了许多问题。下面主要论述这三种问题。
2.1 缺乏抗震人才
西方国家在现代高层建筑方面处于领先地位，西方的高层建筑发展起步早从二十世纪八十年代形成了以北美为中心的建筑中心，西方发达国家普遍重视高层建筑设计问题，在高校和研究机构中有众多的抗震设计专业人才，这为提高西方国家高层建筑抗震能力提供了重要的人才支撑。然而在西方高层建筑发展的时候我们还处于清朝时代“闭关锁国”高层建筑还是古代的木石结构，新中国成立后虽然有一定的发展但是由于经济条件以及西方国家的技术封锁，高层建筑发展缓慢直到1978年改革开放之后高层建筑才如春后竹笋般蓬勃发展，
我们的发展速度很快但是由于时间太短高层建筑的底蕴还是不够，目前我国高校开设的建筑设计抗震相关专业数量较少，即便有抗震设计专业但是对于抗震设计学习的力度还是不够，课程安排也不是很系统，专业人才较为匮乏，无法对学生进行很好的教学。很多城市的高层建筑的抗震设计往往要依靠国外建筑设计公司完成抗震设计，我国在这方面的技术能力还是达不到标，我们国家的抗震设计单位的工作能力与发达国家相比还是有一定的差距，希望我们高层建筑可以保持高速发展争取早日掌握核心科技。
2.2高层建筑材料选择较为随意
建筑材料是一个建筑物的组成成分是一个建筑物的根本，建筑材料的质量和选用都是非常关键的。材料的发展才是建筑物发展的根本，在古代我们的祖先发挥聪明才智可以利用木头铸铁建造出应县木塔开封铁塔这类不到一百米的高层建筑，而钢筋混凝土面世后可以轻松做到上百米的高度利用筒中筒结构甚至可以做到300米高，用木材铸铁来做不论结构怎么样都是无法达到这种高度的。材料本身的受力特性等会直接影响到建筑物的自身高度，现代大部分超过150m高的高层建筑往往会选用钢材作为建筑物的建设材料。钢材具有密度小、强度高、塑形和韧性好、延展性好、易于加工等特点。利用钢材制作的抗震结构可以
抵消地震波的能量可以很好的抵抗地震波对建筑的影响。我国目前高层建筑大多数使用高强钢筋混凝土作为建筑材料，虽然其本身有一定的优点但是与钢材作为结构材料相比，它的抗震能力还是较差。虽然利用合理的结构可以使钢筋混凝土结构达到一定高度，但是为了建筑物的安全和经济实用还是使用钢材做材料较好。
2.3高层建筑抗震设计标准较为滞后
因为科技水平和经济条件等方面的原因我国地震设防要求相对于西方国家而言标准较低，目前我国高层建筑抗震设计的标准与发达国家相比较为滞后并且对于钢结构并没有进行具体论述，我国现行的主要是钢筋混凝土高层抗震设计，但是建筑物在达到一定高度后由于人类技术的原因已经不能再使用钢筋混凝土了再增加高度只有用钢结构才可以。现阶段所使用的建筑抗震设计安全标准里面并没有对钢结构的抗震设计做出规范要求，我国在这方面的发展有些缓慢，希望可以在新的规范中加入关于高层建筑钢结构的抗震设计规范。
3高层建筑抗震设计的关键点
结合上述高层建筑抗震设计存在的问题，提出以下几点抗震设计的关键点。
3.1对高层建筑结构弹塑性的综合分析
为了确保高层建筑在高烈度的地震中具有相应的抗震能力，需要全面分析建筑结构的弹塑性。目前建筑结构弹塑性分析方法主要有动力分析法和静力分析法。动力分析法所引用的分析模型较为简单，但对技术人员的业务能力有较高的要求，而且计算结果往往会受到诸多因素的影响，结果经常有多个，还需进一步分析，才能确定最佳的计算结果。静力分析法要求专业人员合理运用三维结构模型进行弹塑性分析，这样就可以排除地震余波的干扰，但是计算结果与建筑底层的水平载荷有很大关联，这要求相关人员必须准确合理设置参数[4]。
3.2对高层建筑抗震方法进行可行性分析
高层建筑抗震设计的目的在于制定一系列可行的抗震措施，进而提高高层建筑抗震能力。目前建筑抗震措施较多，如建筑主体加固、地基与主体隔震设置等。在高层建筑抗震设计时需要综合考虑高层建筑工程施工的要点和注意事项，选择科学合理的抗震措施，既能符合建筑抗震的相关标准要求，又能尽可能减少不必要的抗震措施的使用，在节省原材料的同时又可提高高层建筑抗震能力。
3.3高层建筑抗震设计报告必须全面
高层建筑抗震设计所出具的报告必须具有全面性，涵盖高层是否突破限高，是否有突变层、地震时高层建筑内部结构变化情况、建筑可能出现的变形等内容。抗震报告是高层建筑后期施工的重要依据，如果出错则会影响到高层建筑抗震能力。如果高层建筑中出现突变层，则在地震发生时高层建筑内部结构变化将无法预测；如果高层建筑突破限高，则必须根据相关抗震要求对超限建筑进行整改，确保建筑受力科学，提高高层建筑抗震水平[5]。
4高层建筑抗震设计具体方法
随着高层建筑物的发展，关于高层建筑抗震设计的方法也越来越多，为此我选择了以下四种常见的方法进行介绍。
4.1充分利用位移结构设计方法抗震
建筑物中没有绝对刚度的体系高层建筑也不例外，在地震作用下建筑物都会发生变形，而高层建筑物因为自身高度以及重量常常变形量较大，就拿一个高层建筑来说，当底部产生
位移时由于振型的影响导致顶层出现过大位移，特别是当建筑物有局部突出的附加小建筑时如机顶房，由于附加上去自身刚度与建筑物的刚度相差太多就会产生鞭梢效应，使得附加结构的振动位移增加好几倍，因此要充分利用位移结构设计方法进行抗震。在设计时刻根据需要界面的应变散布大小进行决策。在高层建筑选址过程中要选择较为牢固的场地进行位移结构设计施工，这样可有效吸收地震所输入的能量，减轻地震对高层建筑产生的破坏。
4.2充分运用高延性结构抗震
高延性结构可有效吸收地震能力，减轻地震对高层建筑的破坏。目前随着建筑架构设计技术的不断发展，越来越多的设计工作者开始使用阻尼器等吸收地震所输入的大量能量，以此提高高层建筑的抗震能力，确保高层建筑可接受最大限度的变形而不至于发生坍塌。
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