【摘要】本文从高层建筑抗震的角度出发，阐述了目前高层建筑抗震设计中存在的不足，并提出了相应的对策。
【关键词】高层建筑;抗震设计;建筑问题;应对策略
1.高层建筑在抗震设计中出现的问题
1.1建筑物的整体高度问题
在一定结构形式的高层建筑中，对高层建筑相对应的高度有明确的规定，这主要是考虑到该建筑的安全性能和抗震性能。但是我国现在许多小区、商厦、行政楼越来越高，成为真正意义上的“摩天大楼”，而由于我国现在人口数量越来越多，人口老龄化严重，对于不断增加的人口来说，可用空间也在逐渐减少，这就导致许多高楼超过了我国高层建筑的限制高度。当建筑物高度超过地震极限值时，其抗震性能降低，高楼倒塌时，对周围抗震性能较好的建筑物造成破坏，进而造成不可挽回的损失。因此我国高层建筑在高度的选择上，一定要做好结构设计，首先考虑建筑物的抗震性能，再考虑其高度及其他影响因素，使高层建筑尽可能安全。
1.2高层建筑地基的选取问题
目前很多建筑商对高层建筑的地基选择问题，只考虑到是否在繁华地段，空间是否较大，而对地形、地貌等方面考虑较少。实际上对于高层建筑来说，地基应该选择更宽阔、更平缓的地带，土质要密实，而且要尽量远离河岸，建筑物不能跨越两类或多类土壤，要尽量避免凹陷的地势、山崖边与土壤断层处等不利于建筑的地形。如建设者选择这样不合适的地形作为高层建筑的地基，则抗震性能较差，建筑设施会有很大的安全隐患，将处于一定的风险之中。
1.3高层建筑材料的选择
近几年我国新闻频频爆出多起房价过高的“豆腐渣工程”，媒体在2013年就有报道：郑州沈家村村民到新居后，发现新居存在很多问题，渗水严重、墙皮大量脱落、地板不牢固、纸板上刷红漆做门等，很多承包商拿了大笔钱却使用廉价的建筑材料。建筑材料的质量好坏是影响建筑物稳定性的绝对因素。这类不合格的建筑设施，即使没有遭遇地震，也有一定的安全隐患。因此在高层建筑施工中，必须选择合适的建筑材料。不要为了省钱和利润而选择劣质产品[1]。
1.4高层建筑防震度较低
在高层建筑的设计过程中，由于采用了新技术、新理念、新材料，土木工程施工规范与施工力学指标相结合，使得目前许多建筑物基本达到了抗震要求，但许多技术还不完善，不能真正抵抗地震的侵袭，不能很好地满足设计要求。许多建筑设计者在进行设计时，对地震工程的设计不够合理，导致建筑抵抗地震的能力较差。许多高层建筑在进行抗震设计时，都需要通过模拟试验来为其提供技术支持，使整个建筑方案更具实用性，也更符合当前高层建筑的发展趋势。若不进行合理的试验，将产生许多设计上的缺陷，在后期的施工过程中也会产生许多问题，造成房屋结构扭转效应较为明显，房屋承载力下降，进而影响房屋的整体结构。此外，设计师在进行震害预测的过程中没有应用科学的手段和方法，对一些必要的防震措施准备不充分，使高层建筑在遇到轻微地震时容易发生较大倾斜，造成破坏的可能性增大。
2.高层建筑的抗震理念规定
在我国，对建筑抗震标准有明确规定，例如在《建筑抗震规范》中有“三水准”与“两阶段”两条明确的规定。“三水准”即：当遭受低于该地区抗震设防烈度的地震时，建筑物没有受到损害，可以继续使用，不需要维修;当发生规定设防烈度地震时，建筑物的结构发生了非弹性变形，建筑物本身也受到一定程度的破坏，虽然建筑物的结构发生了一些变化和损坏，但通过修葺后能够继续使用;当建筑物在区域内遭受抗震设防烈度预测时，建筑物发生结构非弹性的变化，破坏严重，但高层建筑仍能保持不塌陷，从根本上保证人们的生命安全和周围地带稳定性。“两阶段”是实现“三水准”的重要前提，第一阶段是采用相应的地震参数计算高层建筑结构设计、承载力问题，以保证高层建筑在面临相应地震时具有一定的承载能力。二是计算高层建筑倒塌时的弹塑性层间位移角，使弹塑性层间位移角小于抗震规范的规定，达到“三水准”中的第三水准，即使面对强震建筑物也能屹立不倒。
3.高层建筑设计抗震对策
3.1分析高层建筑的抗震可靠度
以往工程设计者只考虑建筑物的荷载问题，未对建筑物的抗震性能进行分析研究，或只片面地考虑建筑物的抗震问题。因此，设计者应全面、综合地考虑和分析建筑材料参数的变化、地震强度对建筑物的影响及其他因素。将影响建筑物抗震性能的各种因素，作为高层建筑整体结构设计的基础。对高层建筑进行抗震设计，应从抗震概念、抗震验算、构造措施三个方面入手，把抗震与减震结合起来，尽可能考虑其他因素对建筑抗震的影响[2]。
3.2选择有利的抗震场地
不同地质条件下的建筑，在面对地震时都有不同的表现。例如，建筑在土质较疏松的河岸地带，与在土质较硬、平坦、开阔的土地上建造的建筑，其抗震能力就有很大区别。因此我们在修建高层建筑时，一定要把好基础建设关。严格做好地质勘探工作，从某种程度上说，能够保证高层建筑的抗震能力。在可能的情况下，应尽量避免不利于建筑的区域，并根据抗震场地设计建筑物的其他抗震因素。
3.3选择适应的建筑材料
合理选择建筑材料，可以在一定程度上避免“豆腐渣工程”。在建筑材料的选择上，工程设计者应与建筑结构相协调，从建筑物的抗震强度和建筑结构设计两方面来选择建筑材料。如资金允许，尽可能选用高性能混凝土及高强钢筋材料，以提高高层建筑的抗震性能。随着社会的不断进步，科技的高速发展，新的抗震材料已经出现，因此在建筑材料的选择上，可以采用新的隔震、抗震材料，尽量使材料达到最大的抗震效果[3]。
3.4选择合适的抗震结构体系
除抗震材料外，还需选择合适的结构体系进行抗震。对于高层建筑，可优先选择不承担重力荷载的垂直支撑或填充墙，或者选择轴压较小、延展性较好的抗震材料，这些材料可作为高层建筑抗震的第一道防线。第二道防线是高层建筑的框架结构。在面对地震时，通过框架支撑的抗震物体不能承受荷载时，会造成一定程度的破坏，而框架能起到加固抗震墙、吸收地震力度的作用。因此，抗震墙和框架结构可以提高高层建筑的抗震能力。
3.5加强地基基础的设计
地基是房屋建筑的基础，对于高层建筑结构设计来说，要提高其抗震能力，最困难、最重要的部分就是地基的设计处理工作。在抗地震设计中，建筑物的稳定性和使用寿命与地基的质量直接相关，各高层建筑周围的地质条件各不相同，因此在进行抗震设计时，也要考虑周围的环境和地质条件，根据实际高层建筑的要求，进行抗震方案设计工作。地基处理过程中，必须做好勘察、检测工作，对于局部岩体的复杂和环境因素，必须采取严格的技术措施。在某些区域，由于地质结构不够稳定，需要更科学、合理的技术措施来处理，以防止地质结构对建筑物整体性能的影响。地基基础对工程的影响很大，会影响到工程的进度和建筑的最终效果，因此，加强地基基础设计是保证结构稳定的前提[4]。
3.6做好抗震减重比值的设计工作
做好高层建筑抗震减重设计，提高钢筋混凝土结构的稳定性。设计者应保证剪力墙配筋的水平分布，在竖向布置钢筋时，应尽量控制钢筋结构的布置顺序，力求钢筋排列均匀。与此同时，拉筋路与各排布筋的绑扎方式也要做好间距设计。有些地区地震活动比较频繁，在抗震形势较严重的地区，可采用剪力墙钢筋四排配筋法，对房屋进行加固，应分别在水平和垂直方向上均匀分布。采用拉筋方法需用将其与各排分布筋绑扎的方式，体现出四排配筋方法的整体密度。
3.7遵循高层建筑结构规律
高层建筑都有自己的设计原则，在进行抗震设计时，首先要使建筑设计合理化，实用化，必须对建筑的外形、内部结构等进行细致设计。建造工程也需要从多环节、多角度为抗震设计做准备，将抗震理念贯穿于建筑设计全过程之中，确保每一个设计步骤都贯穿抗震理念设计的内容。在高层建筑中存在着局部过大、质量不均匀的情况，这样的高层建筑极易出现质量问题，甚至会导致建筑物倒塌，造成严重的安全隐患。建筑物的外形保持规律性也是为了避免一些自然现象，因此在设计中需要考虑抗震性、抗腐蚀性、防风性等因素，设计者必须把设计安全放在第一位，同时也要重视高层建筑材料的设计和选用。选用钢筋和混凝土应根据高层建筑的要求，特别是钢筋可提高建筑物的稳定性，如发生地震可提高建筑物的抗震能力。与此同时，还需定期对高层建筑的实际使用情况进行检查，发现问题及时解决，这样才能提高建筑物的抗震能力。
4.结束语
总之，高层建筑的抗震观念和抗震设计需要随着社会的发展不断地更新和提高，要从实际出发，结合高层建筑的基础、材料选择、抗震结构体系和建筑设计这几个方面进行细致分析和研究，选择最大抗震强度的方案，确保即便面对地震，建筑物还是可以保护人们的安全。
参考文献
[1]池祥.高层建筑结构抗震设计要点分析[J].化工管理，2018(25)：68.
[2]周磊.高层建筑结构抗震设计的研究[J].建材与装饰，2018(30)：111-112.
[3]郑勇.高层建筑结构设计中的抗震设计[J].智能城市，2018，4(04)：16-17.
[4]崔晶巍.抗震设计在高层建筑结构设计中的应用[J].民营科技，2017(12)：91.
作者:崔建坤
高层建筑结构抗震设计中的不足及对策分析相关推荐抗震概念设计在高层建筑的应用