摘要：我国处在世界两个最活跃的地震带上，是世界上多地震的国家之一，地震会造成建筑物灾害发生，对人们的生命财产造成严重的损失，因此，对高层建筑结构进行抗震设计是非常重要的。
关键词：建筑结构 抗震 设计
引言：
进入2014年，全球的地震有增无减，尤其云南鲁甸发生地震后，牵动着所有国人的心。随着自然灾害的频繁发生，高层建筑结构的质量安全得到了人们的广泛关注。虽然我国在高层建设的设计上有所完善，但是仍然存在一些问题和不足需要改进。
1、抗震设计中出现的问题
1.1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。在这个高度下抗震能力还是比较稳妥的，但是目前不少高层建筑超过了高度限制。在震力作用下，超高限建筑物的变形破坏性会发生很大的变化，建筑物的抗震能力下降，很多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。
1.2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，不少建筑商忽略了这一问题，哪里商业空间大就在哪里建。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，远离河岸，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差。
1.3材料的选用不科学，结构体系不合理
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人们的重视。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，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，而且效果不大，有时不得不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。
2、高层建筑抗震中结构设计分析
2.1重视建筑结构的规则性
历史上，因为建筑结构的不规则性对抗震效果产生不好的影响的例子，经常发生。因此，在高层建筑结构抗震设计过程中，需要防止严重外形不规则的设计方案一个合理的结构，其平面布置需要符合下列几点要求：长度要适当，不能太长；平面规则、对称、不偏心；角部重叠或细腰形的不能采取。其竖向布置需要符合下列几点要求：体形应规则，防止过分外凸或内凹；高宽比要在5-6以下。对于特别不规则的，不能防止的结构，运用大震作用进行结构易损部位（薄弱层）的塑性变形验算。
2.2建筑结构消震和隔震设计
在消能减震与隔震设计方面，可以选择密实度高的地基，还能运用下列几点措施：首先，在选择结构构件材料上，要选择延性好的，以消耗地震能量，确保在地震作用下建筑物不倒塌；其次还可依据建筑的实际需求，设计适宜的隔震系数，设置某种隔震装置在基础和上部结构之间进行设置，致使地震能量降低向上部的输入，进而使上部结构振动降低，基础隔震类型主要有摩擦滑移隔震、叠层橡胶支座隔震、支承式摆动隔震、混合隔震、滚动隔震等；除此之外，改变结构体系的动力特性，可对结构自身的某些构件作构造上的处理，或附加子结构系统或消能装置在结构的一些部位。当前常用的消能减震装置有摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器、勃弹性阻尼器、勃性液体阻尼器、铅挤压阻尼器等。
2.3选择合适的结构体系
高层建筑的抗震设计原则是“小震（烈度约为5.45度）不坏、中震（烈度为7度）可修、大震（烈度为8度）不倒”，这就要求建筑结构一定要具备一定的刚度、延性与承载力。在我国，高层建筑的结构体系大对数使用剪力墙结构、框架结构与框架剪力墙结构三种。其中，框架结构适用于普通高度的高层建筑；剪力墙结构适用于高层住宅；框架剪力墙结构则适用于综合楼与办公楼。值得一提的是，通常人们都将“剪力墙”称为“防震墙”，这是因为剪力墙结构的主要承重构件使用的是钢筋混凝土墙板，而不是框架结构中的梁柱，它对于控制因地震引起的水平剪力具有很好的作用。该体系的刚度与强度都比较高，延性也不错，传力直接均匀，对提高建筑的安全性与抗震性都有很大帮助，同时从经常居住的角度来说，也是相当舒适的，在高层住宅中比较适合使用。框架一剪力墙结构对于承受地震引起的水平剪力时，通过具有足够强度的连梁与楼板组成协同合作的结构体系，可以起到很好的抗震效果。在这里，剪力墙的高宽比要大于2，致使在承受水平剪力时其呈弯剪破坏，同时在墙体的底部尽可能发生塑性屈服；在梁端尽可能发生连梁的塑性屈服，同时具备充足的变形能力，确保在墙段发挥抗震性能前的有效性。
2.4设置多道抗震防线
由两个与两个以上同时延性较好的分体系组成一个好的抗震结构体系，这是由于发生地震时，通常带有余震，若只有一道防线，很难防止由于某一结构损伤而导致整个结构坍塌。所以，在构建抗震结构体系时，首先要有最大可能数量的内外部冗余度，其次要建立一套分布完整的屈服体系，最后该体系的主要耗能构件一定要有较高的延性与充足的刚度，以确保建筑物在遭遇地震灾害时，由于强烈的地震作用第一道防线崩溃的状况下，抵挡后续地震波的冲击还需要第二道、第三道防线。
2.5加强薄弱环节设计
“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固”是我们在结构设计过程中始终要遵循的原则之一，这就要求我们要加强对薄弱环节的设计。在设计的过程中要注意以下几点：
①有目的性地控制薄弱部位，确保其在地震作用中，既有足够的变形能力，又不发生位移；②要对构件的实际承载力进行分析，以此判断薄弱层的基础是否满足抗震要求；③确保薄弱部位的实际承载力与设计弹性受力比保持在一个相对稳定的变化范围内；④注意协调结构的整体刚度和承载力，避免局部过强。
2.6动力时程响应分析的状态空间迭代法
该种方法把现代控制理论中的状态空间理论应用到高层建筑结构动力响应问题，根据结构动力方程，引入位移与速度为状态变量，导出状态方程，给出非齐次状态方程的解，进而建立状态空间迭代计算格式。经工程实例验算，具有较高精度。
3、高层建筑抗震设计的展望
经济与安全的关系，是结构抗震设计的重要技术政策。如何兼顾二者，是今后设计研究人员都必须面临的问题。从长远观点看，如何从我国高层建筑抗震设计现状及国际高层建筑抗震设计发展的趋势出发，探求一种实用可行的二步或三步设防的合理抗震分析设计方法，应该成为地震区高层建筑发展的跨世纪课题。
4、结语
总之，地震是一种目前难以准确预测的自然灾害，为了避免它给我们生活带来大的灾难。在高层建筑的结构设计中，必须提高抗震设计的精准度，保证人们的生命安全，推动结构设计的发展。随着社会经济的发展，很多新型的结构、新的技术不断出现，设计人员要不断利用这些新结构和新技术进行抗震结构设计，从而为人们的生命财产安全做好保障。
参考文献：
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