【摘要】随着我国经济的不断发展以及城市化进程的不断加快，建筑行业发生了很大的变化，一线城市的高层建筑比比皆是，而现今国内大部分城市也都出现了很多的高层建筑。但是高层建筑目前出现了结构杭震设计过程中的一些问题，这些问题需要逐个解决。据此，本文对高层建筑结构抗震设计存在的问题与对策进行分析。
【关键词】高层建筑；结构抗震设计；问题与对策
作者简介：程志；齐齐哈尔工程学院
doi:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.02.0796
1.高层建筑结构受力状况
高层建筑结构整体的柔性和承载力受建筑受力均衡性的影响，在对超高层结构设计过程中要切实关注受力状况，加强对结构构件和连接点之间的受力状况的监测，确保强震环境下临时能量对超高层建筑的冲击，确保受力平衡，保障主体结构的完整性。
2.高层建筑结构特点及其抗震设计分析
在抗震设计中，要充分的考虑到地区地震灾害状况及建筑工程建设经验，这是高层建筑结构抗震设计的全方面准备要点。要针对建筑整体及内部结构进行合理布置，能够有效应对地震灾害。要注意的是，高层建筑结构的抗震设计不能只考虑计算结果，要以建筑结构抗震设计理论为基础，并经过抗震检验来明确相应的设计方法，解决高层建筑结构抗震设计中存在的问题。高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构，垂直荷载主要使结构产生轴向力与建筑物高度大体为线性关系;水平荷载使结构产生弯矩。从受力特性看，垂直荷载方向不变，随建筑物的增高仅引起量的增加；而水平荷载可来自任何方向，当为均布荷载时，弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特性看，竖向荷载引起的侧移很小，侧移与高度成四次方变化。由此可以看出，在高层结构中，水平荷载的影响要远远大于垂直荷载的影响，水平荷载是结构设计的控制因素，结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外，同时要求结构要有足够的刚度，使随着高随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。
3.高层建筑结构抗震设计存在的问题
3.1嵌固端设置不合理
通常情况下，超高层建筑一般都有两层或两层以下的地下室和人防，通常嵌固端都设置在地下室顶板、人防顶板等位置，正是因此此种设计方式使得建筑的结构设计工程师在嵌固端设置时容易忽略一定的问题，往往存在对嵌固端楼板设计忽视、结构抗震缝设置与嵌固端位置不协调、嵌固端上下层抗震等级不一致等等情况，这些问题的忽视很容易导致建筑的后期设计工作可能要进行大量的修改，也为后期建筑工程埋下一定的安全隐患。
3.2建筑材料选用不当
根据板块构造学说，我国处于环太平洋火山地震带和地中海地震带之间，地震发生频率较高，加强建筑结构的抗震设计是确保人民生命财产安全的重要保障。当前，我国超高层建筑所选用的建筑材料一般多为钢筋混凝土或者砂石结合的材料，这些建筑材料在刚性和稳定性上来看存在一定的局限性，当强震来临时很容易被突然来临的能量导致建筑结构弯曲变形，甚至产生结构的整体性位移，这些传统的建3.3结构设计超高
对超高层的高度规范和抗震规范中都对超高层建筑结构的总高度有着严格的限制，当前建筑结构新规范中，除原有的A级限制高度，还新增B级限制高度，针对处理措施以及设计方法都进行了大的改变。在实际的工程结构设计过程中，如果在结构类型变更过程中对该问题进行忽略，很容易出现施工图纸审查被卡，一方面要重新进行设计，对建筑结构图纸进行重新论证，另一方面延误工期，影响工程造价，增加造价开支。
4.高层建筑抗震设计中常见问题和对策
4.1高度问题
对于超高限建筑物，应当采取科学谨慎的态度:一要有专家论证，二要有模型振动台试验。在地震力作用下，超高限建筑物的变形破坏性态会发生很大的变化。因为随着建筑物高度的增加，许多影响因素将发生质变，即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。
4.2较低的抗震设防烈度
现在许多专家学者提出，现行的建筑结构设计安全度已不能适应国情的需要，认为我国“取用了可能是世界上最低的结构设计安全度，并主张建筑结构设计的安全度水平应该大幅度提高。我国建筑结构抗震设计除了设防烈度较低外，具体抗震计算方法和构造规定的安全度也不如国外，在配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配等一系列保证抗震延性的要求上远不如国外严格。随着社会财富的增长，结构失效带来的损失愈来愈大，加之结构造价在整个投资中的比例下降，因而有人主张结构在设防烈度下应该采用弹性设计。
4.3材料的选用和结构体系问题
我国150m以上的建筑，采用的三种主要结构体系，都是其他国家高层建筑采用的主要体系。但国外，特别在地震区，是以钢结构为主，而在我国钢筋混凝土结构及混合结构占了86%。如此高的钢筋混凝土结构及混合结构，国内外都还没有经受较大地震作用的考验。在高层建筑中采用框架—核心筒体系，因其比钢结构的用钢量少，又可减少柱子断面，故常被业主所看中。混合结构的钢筋混凝土内简往往要承受80%以上的震层剪力，有的高达90%以上。由于结构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，靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移，不仅增大了钢结构的负担，且效果不大，有时不得不加大混凝土筒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。
4.4轴压比与短柱问题
在钢筋混凝土高层建筑结构中，往往为了控制柱的轴压比两使柱的断面很大，而柱的纵向钢筋却为构造配筋。即使采用高强混凝土，柱断面尺寸也不能明显减小。限制柱的轴压比是为了使柱子处于大偏压状态，防止受拉钢筋未达屈服而混凝土被压碎，柱的塑性变形能力小，则结构的延性就差。当遭遇地震时，耗散和吸收地震能量少，结构容易被破坏。但是在框架中若能保证强柱弱梁设计，且梁具有良好延性，则柱子进人屈服的可能缝就大大减少，此时可放松轴压比限值。
5.结语
地震会造成人们的人身和财产安全问题，所以在高层建筑中要着重考虑抗震结构设计，以保障人们的生命财产安全。提高高层建筑结构抗震设计质量，确保高层建筑整体建设质量及安全性。
参考文献：
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