关键词:高层建筑；抗震；结构设计
中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
1、 高层建筑抗震结构设计的基本原则
一是框架—剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。二是抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。三是适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。四是在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。
2、高层建筑结构措抗震施设计
在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
3、高层建筑的抗震设计理念
我国建筑抗震规范对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
4、高层建筑结构抗震设计方法探讨
对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。
5、高层建筑结构抗震设计方法
5.1基础的抗震设计
基础是实现高层建筑安全性的重要条件。我国高层建筑通常采用钢筋混凝土连续地基梁形式,在基础梁的设计中,为充分发挥钢筋的抗拉性和混凝土的抗压性的复合效应,把设计重点放在梁的高度和钢筋的用量上,在钢筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基础筋、基础辅筋5种钢筋的结合。为防止基础钢筋的生锈,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加钢筋表面的保护层厚度,以抑止钢筋的腐蚀。高层建筑基础处理的另一个特色是钢制基础结合垫块的应用,它是高层建筑上部结构柱与基础相连的重要结构部件。它的功能之一是使具有吸湿性的混凝土基础和钢制结构柱及上部建筑相分离,有效防止结构体的锈蚀,确保部件的耐久性。
5.2钢结构骨架的抗震设计
采用钢框架结合点柱壁局部加厚技术来提高结构抗震性能。一般钢框架结构,梁和柱结合点通常是柱上加焊钢制隅撑与梁端用螺栓紧固连接。在这种方式下,钢柱必须在结合部被切断,加焊隅撑后再结合,这样做技术上的不稳定性和材料品质不齐全的可能性很大,而且遇到大地震,钢柱结合部折断的危险性很大。鉴于此,可以首先该结构的梁柱采用高密度钢材,以发挥其高强抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免断柱形式,对二、三层的独立住宅而言,结构柱可以一贯到底,从而解决易折问题。与梁结合部柱壁达到两倍厚,所采用的是高频加热引导增厚技术。在制造过程中品质易下降的钢管经过加热处理反而使材料本来所具有的拉伸强度得以恢复。对于地震时易产生的应力集中,柱的增厚部位能发挥很大的阻抗能力,从而提高和强化了结构的抗震性。
5.3墙体的抗震设计。“三合一”外墙结构体系,首先是由日本专家设计应用的,采用外墙结构柱与两侧外墙板钢框架组合。
6、高层建筑抗震分析和设计的趋势
6.1基于位移的结构抗震设计
我国现行的结构抗震设计，是以承载力为基础的设计。即：用线弹性方法算结构在小震作用下的内力、位移；用组合的内力验算构件截面，使结构具有一定的承载力；位移限值主要是使用阶段的要求，也是为了保护非结构构件；结构的延性和耗能能力是通过构造措施获得的。为了实现基于位移的抗震设计，第一步需要研究简单结构（例如框架及悬臂墙）的构件变形与配筋关系，实现按变形要求进行构件设计；进而研究整个结构进入弹塑性后的变形与构件变形的关系。这就要求除了小震阶段的计算外，还要按大震作用下的变形进行设计，也就是真正实现二阶段抗震设计，这是结构抗震设计的发展趋势。
6.2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，引人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。特别对多自由度体系的多输入、多输出等问题的动力响应解法，效率较高。
6.3材料参数随机性的抗震模糊可靠度分析
该种方法从结构整体性能出发，改变过去对结构抗震可靠度的研究只考虑荷载的不确定性而忽略了其他多种不确定因素，综合考虑了材料参数的变异性，地震烈度的随机性及烈度等级界限的随机性与模糊性对结构抗震可靠度的影响。其研究成果可用于对现有的结构进行抗震可靠度评估，并可用于指导基于可靠度理论的结构抗震设计。
6.4隔震和消能减震设计的推广和应用
目前我国和世界各国普遍采用的传统抗震结构体系是“延性结构体系”，即适当控制结构物的刚度，但容许结构构件（如梁、柱、墙、节点等）在地震时进入非弹性状态，并目具有较大的延性，以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒”。这种体系，在很多情况下是有效的，但也存在很多局限性。随着社会的不断发展，对各种建筑物和构筑物的抗震减震要求越来越高，使“延性结构体系”的应用日益受到限制，传统的抗震结构体系和理论越来越难以满足要求，而由于隔震消能和各种减震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性，在未来的建筑结构中将得到越来越广泛的应用。
7、结束语
高层建筑已经逐渐成为当前时代建筑发展的主流建筑形态之一,对于高层建筑,其抗震效能的分析一直是国内外建筑抗震设计分析的研究热点,而最直接最有效的抗震措施就是在建筑设计阶段进行结构抗震设计,只有从高层建筑物内部实施结构抗震,才能够从根本上提高高层建筑的抗震效能。
参考文献：
[1]李忠献.高层建筑结构及其设计理论[M].北京:科学出版社,2006.
[2]吴镁良.带高位转换层高层建筑结构抗震性能研究[D].
关键词：高层建筑；结构设计；抗震设计；性能技术
Abstract: this paper briefly introduced the structure design and structure seismic design content, analyzes the structure design of high-rise building aseismic design of the basic idea, summarizes the seismic design used in designing high-rise note details to engineering example analysis introduced the related measures specific design, emphasize the matters needing attention.
Keywords: high building; Structure design; Seismic design; Performance technology
中图分类号：TU97文献标识码：A 文章编号：
引言
随着国家城市人口迅速增多、建设用地日趋紧张及城市规划科学性等要求的提出，高层建筑结构应用越来越广泛，对其各方面的设计研究投入也越来越多。高层建筑的结构设计必须满足抗震设计的各项要求，建筑布置合理设计和平面、立面的对称简洁都是结构设计师需要遵循的原则。抗震性能作为建筑结构基本的设计要求，对于高层建筑结构挑战更大，其自身的特点加上频繁的自然灾害，无疑提升了高层建筑抗震研究与分析的重要意义。
结构设计及结构抗震设计简介
结构设计简单来讲即为通过结构语言以表达出建筑师和其它各专业工程师想要表达的思想，其中结构语言是结构师提炼简化建筑和其它各专业的图纸内容得到的结构元素，这些元素具体指基础、墙、梁、板、柱、楼梯及其它细部大样等。通过结构语言元素以形成建筑物或者构筑物结构竖向及水平向承重和抗力的体系，将各种情况下的荷载通过简洁形式传递到基础上。建筑作为整体性的空间结构，所有的构件都是以较为复杂的形式共同工作着，都不是脱离于结构整体体系单独存在，要实现结构设计的技术先进、安全适用且经济合理就需要考虑多个影响因素。
在结构设计考虑的众多因素之中，地震作用因其随机性、复杂性且不确定性受到众多的研究和关注，但是想准确保证建筑物遭遇罕遇大地震情况下参数和特性仍具有很大的挑战。从结构分析角度来看，因为没有充分的结构空间作用理论支撑，结构的非弹性性质、材料的时效性和阻尼的多变性，使得结构工程的抗震问题必须立足总体的结构地震反应，依据结构破坏过程参数，灵活使用抗震设计相关原则，全面而合理的解决结构设计存在的问题，从大原则到关键细部综合把握，提高结构抗震能力。
高层建筑结构抗震设计基本思想
3.1 抗震概念设计
同数值设计比较而言，概念设计更着眼于总体的结构地震反应，运用人的判断思维能力，以宏观的角度决定结构设计方向。抗震概念设计依据地震震害及工程经验总结的基本设计思想和原则，总体布置兼职结构，最终确定基本的抗震措施。高层建筑的形状选择方面要追求规则、简洁、结构对称、采用防震缝且尽量保证建筑竖向的均匀性。
本文分析具体的实际工程发现，当前的高层建筑均匀性问题集中表现在四个方面，不均匀的布置往往造成刚度和强度的突变，致使满足不了抗震设计三原则。首先是设置填充墙的影响，高层框架结构不当的填充墙设置在地震作用下常常产生结构受力状态改变等不利影响，例如短柱的形成继而造成破坏等，必须分开墙和柱或者以轻质墙来实现框架柱的设计要求。其次是不连续抗震墙的负面影响，这也是建筑需要所导致的，其产生的不均匀性会影响到建筑上下层刚度差异，必须合理布置抗震墙间距并连续布置。另外因为艺术构思或者空间上的需要，还有同层柱刚度不同的现象存在，如果同层间柱刚度差异很大，较大刚度柱子就要承担较大内力，大幅削弱建筑抗震性能，出现这种情况就必须进行结构系统重新排设，平衡化刚度。最后，因高层建筑底层开敞性或者其它层大空间的需要，结构上会出现上下层的不连续情况，竖向刚度产生突变，尤其是柔性底层的建筑，震害非常严重甚至完全倒塌，进行抗震设计时要从概念设计阶段就予以避免。
3.2 抗震设计基本思想理念
高层建筑抗震设计首要思想是简单化处理结构，其主要目的在于保证地震作用下的结构传力途径明确且直接。简单的结构分析结构计算模型、位移和内力较为方便，易于把握对于薄弱部位出现的限制工作，从而保证可靠的结构抗震性能。第二大抗震设计基本思想在于结构均匀性和规则性的抗震设计规范要求，这就要求结构设计全面考虑建筑与结构多方面的情况。要保证建筑良好的整体性，就必须实现结构设计的抗侧力形式平面布置规则并且对称，建筑立面及竖向剖面规则的布置易于控制结构侧向刚度的变化情况，继而避免承载力及侧向刚度的突变。第三是结构刚度及抗震能力必须双向考虑，结构布置更要考虑任意方向地震作用的抵抗能力，保证主轴方向刚度与抗震能力的同时，把握结构强度和延性性能以做到全面抗震。
抗震设计应用于高层建筑结构设计细节
高层建筑结构设计中的抗震细节设计最关键的是薄弱部位的处理措施和多道抗震设防措施的保证。抗震结构体系必须包含多个良好延性保证的分体系组合，具有良好延性的结构构件还需要通过设计连接以实现联合协同工作。汶川地震等强烈地震显示，其后伴随的多次余震往往造成主震后更为强烈的结构损伤，抗震结构体系只有最大可能的增加内部和外部冗余度的数量，有意识的分布一系列屈服区，才能实现以耗能为主的抗震性能要求。高层建筑结构不能片面的强调构件强度，必须综合处理构件间强弱关系，楼层内主要的耗能构件屈服之后仍有抗侧力构件保持在弹性阶段，保证较长的有效屈服时间，实现结构延性及抗倒塌能力。
工程设计分析
某城市商住楼工程地上29层，地下设计3层，总的建筑面积5920m2，1层至3层用于商场，4层至5层用于办公，6层设置转换层及空中花园，上部其余层用于住宅房。该工程项目主体结构采用钢筋混凝土框架剪力墙结构形式，柱截面选用和两种，墙厚在200mm至400mm间，裙楼板厚110mm，住宅板厚100mm，转换层板厚180mm，梁截面主要为和两种。该建筑抗震设防烈度7度，设计地震分组属于第一组，设防类别属于丙类，底部剪力墙和上部随着结构形式不同抗震等级不同，基本设计为一级抗震。对该高层建筑结构进行软件分析结果如下图1所示，分析显示该结构存在超限问题，主要集中在结构扭转不规则、凹凸不规则及竖向抗侧力设置了不连续构件等问题。进行该高层建筑结构抗震设计时，深入剖析了项目相关工程实际和抗震规范对结构规则性要求，采取了多项针对性措施。提高一级底部框支柱和剪力墙加强部位的抗震等级；底部剪力墙加强部位竖向及水平配筋率提高至0.5%；增大转换层板厚并甚至双向双层贯穿板配筋；塔楼楼梯间和周边的楼板厚度增加到150mm，适当布置了拉梁和拉板；在轴压比较大柱中设置芯柱，并提高部分柱的配箍率和配筋率。
图1 高层建筑结构分析结果
6. 结语
高层建筑结构的抗震问题牵涉面较广，随着现代建筑结构复杂化、多样化和新材料出现的发展，传统抗震手段需要结合现代分析技术，总结工程经验，才能保证人民生命财产的安全和社会的稳定发展。
参考文献：
[1] 范俊梅．有关高层建筑结构设计抗震的几点思考[J]．中国新技术新产品，2009，（9）：132.
【关键词】梁式转换层；结构设计；抗震设计
随着城市化的不断推进和城市建设突飞猛进，各种功能多样化、综合化、全面化的，体型复杂化的高层建筑成为发展趋向。梁式转换层结构以其施工方便、传力直接、明确和清楚等优点，已成为实现垂直转换的结构形式在高层建筑中被广泛应用。
1、工程概况
某高层住宅项目规划用地面积5082.6m2，建筑总面积30665.2m2。地上部分为29层，地下部分2层。地上部分由裙楼连接两个塔楼构成，裙楼顶板以上设置伸缩缝将两座塔楼分开。建筑总高度91.8m，其中1～2层为裙楼，1层层高6.0m，用于架空层与管理用房；2层层高4.5m，用于商业开发铺面；3～29层为标准层，层高3.0m，均是住宅。地下部分为设备用房与地下车库，每层层高3.5m。工程结构形式采用框支剪力墙结构。
2、工程结构设计参数
2.1建筑参数
本工程建筑高度70.5m，属于《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）（以下简称《高规》）规定的A级高度钢筋混凝土结构高层建筑。且高宽比4.5，满足《高规》中规定的高层建筑结构最大高宽比要求。
2.2地震参数（见表1）
2.3风荷载参数
根据《高规》，风荷载取值规定：对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，其基本风压应按100年重现期的风压值采用，一般情况下，房屋高度大于60m的高层建筑可按100年一遇的风压值采用，故本工程采用100年一遇的基本风压0.60KN/m2。
2.4结构抗震等级参数
根据《高规》中表4.8.2规定，本工程框支柱、框架柱、框架梁、剪力墙的抗震等级参数设计见表2。
剪力墙截面高度与厚度之比为5～8的短肢剪力墙提高一级，按一级抗震等级采用。如剪力墙厚度不小于300mm，且层高与剪力墙截面高度之比大于4的剪力墙，仍视为一般剪力墙，其抗震等级亦按一般剪力墙的抗震等级采用，连梁抗震等级同与其相连之剪力墙。
3、梁式转换层结构布置
3.1平面布置力求规则简单，对称均衡，尽量使水平荷载的合力中心与结构的刚度中心重合，避免产生扭转等不利影响。
3.2剪力墙中心线宜与框支梁中心线重合，框支梁截面中心线宜与框支柱截面中心线重合，以避免荷载偏心，框支梁上一层墙体内不宜设边门洞，也不宜在中柱上方设门洞。
3.3底部大空间必须有落地的落地筒体或剪力墙作支撑，落地剪力墙的数量不宜少于剪力墙总数的50%。通常可结合建筑平面，将剪力墙在楼梯间或电梯间处落地围成筒体，并对落地剪力墙和筒体底部墙体适当加厚。
3.4落地剪力墙间距应不大于2倍楼盖宽度，且不大于24m。
3.5落地剪力墙与相邻框支柱的间距，不宜大于12m。
3.6转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比应符合《高规》附录E的规定。按规定本工程地上2层为框支柱层，上下层的侧向刚度比Y不应大于2。
4、层侧向刚度比计算分析
由于本工程梁式转换层结构上部住宅的剪力墙较多，而建筑底部是大空间，因此，部分剪力墙不能直接落地。并且此工程部分转换层层高较大，若设计中不加以注意，通常容易造成下部抗侧刚度远远小于上部的情况。为保证转换层下部大空间结构有适宜的刚度、强度、延性和抗震能力，应尽量弱化转换层上部主体结构、强化转换层下部主体结构的刚度，使转换层上、下主体结构的刚度及变形特征尽量相近。
目前在高层建筑结构设计规范中，对于带转换层的高层建筑结构，往往通过控制转换层上、下主体结构的抗侧刚度比来避免竖向刚度差异较大。规范对层侧向刚度比计算，主要有3种方法：（1）地震剪力与地震层间位移比；（2）剪切刚度；（3）剪弯刚度。
计算方法1地震剪力与地震层间位移比是在《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）条文说明中提供的层刚度比计算方法。
计算方法2剪切刚度是在《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）附录E.0.1中提供的层刚度比计算方法，适用于底部大空间为1层的情况。《高规》附录E.0.1规定：当底部大空间为1层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比Y表示转换层上下层结构刚度的变化；Y宜接近1，非抗震设计时不应大于3，抗震设计时不应大于2，按下列公式计算：
但是这种刚度比计算方法存在着一定的问题：（1）没有考虑竖向构件的布置问题，布置在中间的剪力墙和布置在的剪力墙对层刚度的贡献是不同的，抗侧刚度中弯曲刚度的作用是不可忽略的。（2）特殊结构布置情况下（如与剪力墙相连的框支柱，短肢墙，斜向布置的剪力墙等）剪切面积的取值不明确。
计算方法3剪弯刚度是在《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）附录E.0.2中提供的层刚度比计算方法，适用于底部大空间大于1层的情况。附录E.0.2规定：当底部大空间大于1层时，其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比Ye，宜接近1，非抗震设计时不应大于2，抗震设计时不应大于1.3。按以下公式计算：
同时规定当转换层设置在3层及3层以上时，其楼层侧向刚度不应小于上部楼层侧向刚度的60%。以上公式综合考虑了抗剪刚度和抗弯刚度层间侧移量的影响，考虑了竖向构件的布置问题，可适用于梁式转换层和绗架式转换层结构。
总之，当Ye
从计算结果可以看出：采用3种方法计算层刚度比，其结果差别较大。如本工程采用方法2剪切刚度来计算转换层上、下层刚度比，Y>2不能满足《高规》要求，因此在具体实际工程中对转换层结构层侧向刚度比计算须选用正确的计算方法。本工程在地上2层顶转换，底部大空间层数为2层，按《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）附录E.0.2规定，应采用剪弯刚度计算层刚度比。从上述结果可知本工程转换层上下侧向刚度比通过剪弯刚度计算的结果Ye
关键词：高层建筑；错层；结构；抗震设计
Abstract: The split-level floor elevation is greater than 600mm or more, and more than high beam, split-level area must be greater than or equal to 30% of the entire floor area. This structure belongs to the irregular structure of the building program. The first is flat on each floor a different elevation, which is equivalent to the floor to open a big hole, so the plane is irregular; followed by vertical slab split-level, the stiffness of the vertical elements will vary greatly, so the vertical nor the rules . Trials and studies show that poor seismic performance of the split-level structure should be avoided, but there are market demand, to resolve this contradiction in the actual design process, it is necessary to pay attention to be taken to strengthen measures. This paper discusses the seismic design of high-rise building split-level structure.Key words: high-rise buildings; split-level; structure; seismic design
中图分类号：TU97文献标识码：A 文章编号：
引言
随着楼市的发展，人们传统的居住习俗正逐渐受到新潮理念的挑战，旧式的居住观念已被迅速发展的现代都市生活理念所替代，在住宅的品位和生活质量上人们已提出了一个相当高的要求，这种要求的提高也势必引起房型的变化，人们要求现在的房型功能更完善、分割更合理、私密性更强。也就是人们对住宅的要求已从以前传统的实惠型向舒适性、小康性、超前性、休闲性、温馨型发展。为此错层式住宅作为一种新概念房型在各地层出不穷，甚至有愈演愈烈的趋势，已经从独立式、联立式的低层住宅发展到多层，又由多层蔓延到高层。
所谓错层, 就是楼板标高大于600mm以上,且超过梁高。光有了这样的元素还不能构成错层结构,错层的面积必须大于等于整个楼层面积的30%。这种结构,属于建筑方案不规则的结构形式。首先是平面,每层的楼板由于标高不同,相当于楼板开大洞,所以平面不规则; 其次是竖向,由于梁板错层,竖向构件的刚度会相差很大,所以竖向也不规则。在试验和研究中均表明,错层结构的抗震性能较差,应尽量避免,但是又有市场需求,为解决好这个矛盾,在实际的设计过程中,就要注意采取加强措施。
一、高层建筑错层结构的特点
错层结构属于复杂高层结构，之所以定义为复杂高层结构主要是因为以下特点。
1、错层结构属于竖向布置不规则结构，在错层部位竖向抗侧力构件因计算高度不同而引起刚度突变；剪力墙结构错层后因建筑使用功能原因易形成错洞或叠合错洞剪力墙使洞口布置不规则；框架结构错层后形成长短柱混合的不规则结构，更加不利。
2、由于楼板错层，故相当于错层楼板开大洞，楼板会受到较大的削弱而形成平面不规则结构。
3、错层附近竖向抗侧力构件受力复杂，易形成许多应力集中部位。且限于目前计算软件的能力尚无法进行精准计算，应根据结构概念进行构造加强。
二、错层布局方式
错层住宅的布局方式很多(常见的有左右错(图1),前后错(图2)、双层错(无论哪一种错层方式(建议每次错层高差控制0.3m-0.45m之间.
图1
图2
三、高层建筑错层结构抗震设计
1、设计要点
高层错层建筑结构由于在错层短柱存在很大的内力集中，且错层框架结构在错层处的短柱要协调相互错开的楼盖的变形，特别是在地震作用下，更易发生破坏。为改善普通错层框架结构的受力性能，主要采取以下措施来解决:
( 1) 在普通错层框架结构的错层处根据实际需要增设若干撑杆，用撑杆的轴力来转移普通错层框架结构错层处短柱受的剪力。
( 2) 在普通错层框架结构的适当位置增设若干剪力墙，用剪力墙来承担大部分的结构水平剪力。
( 3) 错层不宜沿建筑通高设置，错层中应设置一定数量的贯通层，将错层分为几个区段，且每个错层区段包含的错层层数也不宜太多，通层要重点加强。
( 4) 对于电算结果给出的超筋、超限的连梁，在提高其混凝土强度等级，截面调整仍无效果的情况下，可采用钢骨混凝土连梁加以解决，采用钢骨时要注意钢骨和墙体暗柱的连接构造。
( 5) 在对复杂高层建筑进行设计时，运用概念设计的思想确定结构方案、进行结构布置是十分重要的。在此基础上还要有充分的计算分析手段例如采用二种不同计算程序进行分析对比、相互验证，并采用结构动力分析方法进行补充分析。
( 6) 对高层错层建筑在错层处应在纵横向布置剪力墙，并使其互相形成扶壁，错层处布置单独的框架柱是不可取的。
2、错层结构设计注意事项
错层结构应用较广，如何保证结构安全，采取有效措施正确处理错层结构就显得尤为重要。在设计时应具体问题具体分析，充分考虑各种不利因素，针对错层结构可能出现的薄弱部位从建筑平面布置、理论计算及抗震构造措施等方面出发，增强结构的整体受力性能，提高结构的延性。
( 1) 结构的共用柱大多为短柱，而短柱的延性很差，在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时，很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌，因此对因错层形成的短柱，应该尽量提高短柱的承载力，减小短柱的截面尺寸，采取各种有效措施提高短柱的延性，改善短柱的抗震性能。
( 2) 尽可能使结构平面布置合理化，使错层部位两层的竖向构件刚度相等，对结构平面布置不对称的结构，地震的扭转效应将十分显著，可能造成角部抗侧力构件开裂，在设计中应加强这些部位的配筋，增强抗震构造措施。
( 3) 加强错层结构中错层柱及其上连梁的抗扭能力，同时使错层柱与相邻普通柱的长细比控制在1 ～ 2 之间。
( 4) 在高层建筑中，竖向体型应避免过大的外挑和内收，立面收进部分的尺寸比值应满足≥0. 75 的要求。
( 5) 对设防烈度较高、抗震等级较高的高层钢筋混凝土结构，应尽可能限制使用错层结构，如不可避免，则应用剪力墙结构，并尽量避免上下层楼面刚度突变。
四、结语
1、错层结构受力复杂, 抗震性能较差, 应尽量回避错层结构的设计方案。一旦确定为错层结构, 尽量减少错层的范围和错层的楼层数, 错层的两侧尽量采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系, 并尽量选择抗震性能好的剪力墙结构。通过选择合理的结构形式, 采用较规则的平面布置体系, 加强抗震构造措施, 可以满足规范抗震设计的要求。
2、对于错层结构的结构设计, 应更注重于概念设计, 既很好的保证结构的安全性, 又确保收到良好的经济效果。
3、 根据建设部令第111 号的精神, 对复杂的高层错层结构应进行专项审查, 这也是保证错层结构设计质量的重要措施。
参考文献：
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1高层建筑混凝土抗震结构特点
高层建筑在本质上就是竖向的悬臂结构，其可以在垂直荷载的结构上产生轴向力，进而提高建筑物高大体积的线性垂直效率，在此过程中，高层建筑结构会在水平荷载的弯矩下能够成为一个受力点，其受力特征就是当垂直荷载方向不变的情况下，会随着建筑物的增高而增加，并且水平荷载可以来自各个方向。当高层建筑受到均布荷载影响的时候，弯矩与建筑物之间就会出现第二次的变化，无论是侧移特点还是竖向荷载，都会出现较小的变化。当水平荷载在均布荷载情况下，侧移与高度会出现四次方的变化，在一定程度上，能够突出混凝土抗震结构特点。
2高层建筑混凝土抗震结构的设计要求
在高层建筑混凝土抗震结构设计之前，设计人员要对其要求加以全面的了解，保证能够提高设计效率［1］。首先，在高层建筑混凝土抗震结构设计的过程中，必须要满足发生严重地震时不倾倒的要求，在遭遇中级地震的之后，经过维护与检修可以再次使用，在遭遇微弱地震之后，高层建筑混凝土抗震结构可以保持在整体结构稳定牢固的状态，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”的建筑抗震三水准。同时，设计人员还要对各方面影响因素加以考虑，保证能够提高高层建筑混凝土抗震结构设计的科学性与合理性，并根据高层建筑的实际情况，制定完善的设计与规划方案，满足抗震设计需求，保证高层建筑混凝土抗震结构的稳定性，为其发展奠定良好基础［2］。其次，高层建筑混凝土抗震结构设计人员在执行工作的过程中，要保证结构设计刚度满足相关要求，并且全面了解高层建筑混凝土抗震设计物理学知识，或是机械设备的运行原理，保证能够通过适当的调整与配合，不断提升高层混凝土抗震结构的抗震效果，使其波动力在一定范围之内，进而提高抗震结构设计质量，为其发展奠定良好基础［3］。最后，高层建筑混凝土抗震结构设计人员在设计过程中，必须要重视某些连接点与结构构件的受力情况，保证能够采取有效的减震措施，避免在遭受地震灾害的时候，出现严重的经济损失，导致高层建筑混凝土结构出现连续损坏的现象，进而形成崩塌的后果。另外，高层混凝土抗震结构设计人员必须要对抗震结构的抗震性能进行改善，保证其强度与刚度符合相关需求，进而形成良好的结构体系，提高其抗震效果，促进建筑事业的长远发展［4］。
3高层建筑混凝土抗震结构设计策略
高层建筑混凝土抗震结构设计人员在设计过程中，必须要对自身工作加以重视，保证能够提高设计质量，为人们营造良好的生活环境，在提升人们生活质量的基础上，促进国民经济的提高。
3．1优化抗震结构功能
在设计人员对建筑混凝土抗震结构进行设计的过程中，必须要对抗震结构功能加以重视，保证能够提高其抗震质量。设计人员必须要对功能造价与要求加以重视，保证能够结合相关设计原则对凹槽建筑混凝土抗震结构的功能加以完善，在约束条件与目标的影响下，优化其使用功能［5］。
3．2抗震结构体系的优化
高层混凝土混凝土抗震结构体系的优化是利用悬挂、筒体与剪力墙等结构形式。不仅如此，以框架核心筒结构为例，设计同时要注意由于设置伸臂桁架和腰桁架加强层引起的相对薄弱层的出现，从而导致刚度和承载力的突变，这对高层结构抗震是不利的，通常应采用有限刚度设计理念，适当“削弱加强层”。另外，设计应结合高层建筑混凝土抗震社会效应与美学效应，科学、合理的对工程造价进行控制，保证能够设计出质量较高的抗震结构体系。
3．3科学、合理的选择建设位置
经过对地震灾害的分析，高层混凝土抗震结构的建设位置对于抗震效果会产生直接的影响，因此，在设计过程中，必须要科学、合理的选择建设位置，并且全面考虑高层混凝土建筑抗震地质条件，此时应该注意到，不可以选择在变电站、火电厂等附近，避免受到不安全因素的影响，同时，还要避免在山坡与丘陵的附近选择建设位置，为其发展奠定良好基础。
3．4优化结构设计方案
在设计高层建筑混凝土抗震结构的过程中，设计人员要对设计方案加以优化，首先，要科学、合理的对其进行布局，保证能够有效协调与控制高层建筑混凝土抗震结构的受力情况，进而达到受力均匀与平衡的目的。其次，设计人员要保证高层建筑混凝土抗震结构设计的层次性，进而提高其抗震的稳定性。最后，设计人员必须要结合建设区域地质情况特点，严格处理重点关键抗震部位，进而提高其抗震质量。
3．5重视抗震扭转效力
在地震过程中会出现较多的扭转作用、竖向作用与水平作用，在一定程度上，会对建筑物造成破坏性影响，导致出现破裂甚至是倒塌的现象。因此，高层建筑混凝土抗震结构设计人员要对结构的扭转效力加以重视，保证能够提高其位移结构刚度，进而达到相关设计标准，确保高层建筑混凝土抗震结构每一个部分都能达到相关设计标准，及时发现抗震结构设计中存在的问题，并且采取有效措施对其进行调整，最大程度上提高高层建筑混凝土抗震结构的设计效率，使其设计质量得以提升，促进建筑行业的经济发展，使其向着更好的方向发展。
4结语
高层建筑混凝土抗震结构的设计，对于人们的生活质量与安全性产生直接影响，相关设计人员必须要严格遵循设计原则，阶段性的学习新型抗震结构设计知识，充分考虑到设计工作影响因素，保证能够提高其设计质量，同时，在设计人员实施工作期间，必须要对抗震结构设计经济效益加以重视，提高成本控制效率。
作者:浦心宇 单位:重庆大学土木工程学院
参考文献:
［1］罗联训．浅论高层混凝土建筑抗震结构设计［J］．中华民居，2014(18):25．
［2］李鸥．浅议高层混凝土建筑抗震结构设计［J］．价值工程，2015，34(9):175－176．
［3］孙小华，余军．高层混凝土建筑抗震结构设计探析［J］．城市建筑，2013(10):52．
关键词：高层建筑结构设计；抗震概念设计；重要性；应用
中图分类号：TU2文献标识码： A
一、抗震概念设计的含义和原则
（一）基本含义
高层建筑结构设计中的抗震概念设计是指根据地震灾害和建筑设计的相关原则进行高层房屋的建设，在设计的时候要从高层建筑的整体结构来考虑抗震设计。具体抗震概念设计就是制定正确合理的抗震设计方案，重视抗震材料的选择以及结构设计，保证高层建筑的抗震性。现在抗震概念设计是设计师在设计房屋时，考虑的关键问题，特别是高层建筑结构设计。
（二）原则
结构设计要相对简化，结构设计要有明确的目标和直接的作用。简单的结构设计能够有效地对建筑模型、建筑的位移等等情况分析，保证设计各方面的完善，增加结构设计的抗震性预估的准确性。抗震概念设计要保证结构刚性和抗震能力，合理的结构设计可以有效地减少地震对建筑的损害，建筑结构要具备足够的刚性和抗震能力才能真正实现抗震的目标，结构刚性要合理地把握，刚性过大不仅不能减少地震对建筑的损害，还会造成建筑结构的变形，影响建筑的质量。抗震概念设计要重视建筑楼盖的设计，建筑楼盖将建筑整体的力量分布到不同的部位，将压力平衡。当建筑某个部位出现变化或者损害时，建筑楼盖可以协同其他结构工作，保证建筑的质量。
二、高层建筑结构设计中抗震概念设计的必要性
抗震概念设计在高层建筑结构设计中发挥十分重要的作用，设计师在设计高层建筑时，不能忽视抗震概念设计。地震发生时对建筑的损害无法估计，存在很大的不确定性，再加上高层建筑内部结构的复杂性，无法准确的预测地震会损害高层建筑哪个部位，造成怎样程度的损害。设计师在结构设计时，会仔细地分析地震带给高层建筑的影响，在实际的施工过程中，重视材料的应用，增强建筑的牢固性。但是建筑材料后期的变化以及地震中不确定的因素，都会与实际地震带给建筑的损害有很大的差别，这样地震同样会给建筑造成伤害。结构设计时对建筑和地震的相关数据进行分析和预估十分必要，但是高层建筑结构设计不能仅仅只是依靠数据分析来完成，更主要的是在实际的高层结构设计中重视抗震概念设计，从本质上提高高层建筑的抗震能力。
随着抗震概念设计在实际设计中的不断应用和发展，现在的抗震概念设计更加的成熟和完善。合理地应用概念设计可以更好地保证建筑的质量和安全，提高结构设计的可靠性。汶川地震发生后，设计师更加重视抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用。通过对实际地震中的数据分析，制定相应的结构设计方案，排除结构设计中不必要的设计，将设计的重点放在抗震概念设计上，提高建筑的抗震能力。这些数据分析和结构设计方案，为设计师下阶段的抗震结构设计有很大的参考价值，提高高层建筑结构设计的质量，有利于高层建筑的顺利建造。
三、抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用
（一）选择有利的地形建造高层建筑
地形是造成地震发生的一个重要原因，很多的地震事件证明了地形对地震的影响，所以在建筑建造前要实地考察相关的地形，对当地的地理环境有详细地了解，有利于后期的建筑建造。一般建筑的选址要考虑地形、土质、地表等问题，要选择土质较硬，稳定性好的土地，保证建筑的质量。表层覆盖小、土质硬的土地可以有效地降低地震对建筑的伤害；表层覆盖厚、土质较软的土地会放大地震的作用，加重建筑的损害程度。土质越软的土地地震效应越大，造成的损失也越大。在抗震设计时尽量避免松软的土地，当无法避免危险地形时，要加强抗震概念设计，在建筑的施工期间有意识地加强建筑的牢固性和抗震能力，保证建筑的质量和安全。
（二）合理地设计建筑的平面和立体造型
建筑的平面设计和立体设计是建筑结构设计的前提和基础，建筑的平面和立体造型是将建筑的刚性和质量相结合的手段，在设计的过程中要追求建筑造型的简单化，不要设计过多的不规则造型。不规则的建筑在地震过程中容易变形，造成更严重的损失，也要严格地控制建筑的高度，高度越高，地震效应越严重。如果在设计过程中必须要求设计不规范的建筑造型，这时候设计师要特别注意建筑的抗震设计，在建筑特定的部位设置防震线，将不规则的建筑分成几个单独的部分，有利于减少地震对整个建筑造成伤害，建筑的隔离可以降低地震对建筑的损伤。建筑造型尽量简单规范，可以很大程度上提高建筑的抗震能力。
（三）合理地设计建筑的内部结构
内部结构的设计要根据建筑本身的抗震能力、建筑高度、材料使用、地形等特点来确定。综合所有相关的因素来设计内部结构，制定合理的设计方案。建筑的内部结构要符合建筑对称和力量均衡的原则。建筑楼梯的设计尽量避免交叉的情况，提高楼梯的质量。在地震中往往很多情况因为建筑的内部设计，建筑受到致命的损害，所以建筑的结构设计，不仅要保证整个建筑的安全设计，还要重视细节的设计，这样才能保证整个建筑的安全性。
（四）重视建筑结构的整体一致性
建筑结构每部分的协调工作才能保证整栋建筑的质量，建筑任何一个小部件出现问题，都会对建筑的整体质量造成影响。保持建筑结构的整体一致性，能够有效地抵抗地震的伤害，将损伤降到最低。建筑结构的抗震能力的综合体现就是建筑结构的稳定性和整体性，建筑结构的稳定性和整体性在抗震过程中发挥关键作用。在具体施工中，要选择稳定性和整体性强的材料建造房屋，防止材料发生变化，造成整个建筑出现位移的情况，建筑位移问题的解决，可以很好地保证建筑整体的质量。在施工时也可以放松墙面的要求，提高建筑结构的整体性。
（五）减少非结构部分的设计
建筑的填充墙、墙、楼梯踏步板、以及其他装饰建筑的设计部分都会或多或少地影响到建筑的抗震能力。地震的变化性很强，杀伤力也很大，对建筑不会有选择性的破坏，这些非结构部分也会是损害的对象，但往往正是因为这些非结构部分的设计加重了建筑的损害程度。非结构部分会对建筑结构的其他部分造成影响，破坏结构本身的稳定性和整体性，出现意外状况。建筑结构设计时，减少非结构部件的设计，一定程度上减轻了地震灾害，保证建筑结构的稳定性，还提高了建筑的抗震性。
四、总结
随着社会不断发展，建筑高层化是建筑业发展的必然趋势，高层建筑要想在地震灾害中“存活”，设计师必须要重视抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用。设计师要树立正确的设计观念，对抗震概念设计有清晰的认识，提高自身的概念设计能力，在设计过程中不断创新和发展，提高高层建筑结构设计水平，促进高层建筑发展。
参考文献：
[1]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,（6）
[2]周定前.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,（5）
[3]冯新波,马春玲,孙景芳.浅议高层建筑结构设计中的抗震概念设计[J].科技致富向导,2009,（10）
关键词:高层住宅 建筑结构 抗震性能 优化设计
中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0076-01
高层住宅建筑结构的抗震设计是建筑工程设计以及施工重点,高层建筑的发展与城市的发展具有密切的联系,城市人口的密集、用地紧张,从而促进人们对高层住宅建筑的要求。为了保证高层建筑结构在地震的作用下不被受到严重破坏以及保证人们的生命财产安全通过对高层住宅建筑结构的抗震优化设计,保证建筑具有良好的抗震性能以及安全性。
1 高层住宅建筑结构的抗震设计原则
高层住宅建筑结构的抗震设计应该选择合适的结构形式,做到刚柔相济,保证建筑结构的抗震性能,并且应该达到建筑物“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。由于建筑物在地震的作用力下,其结构会发生很大的变化,所以高层住宅建筑设计人员应该根据不同的建筑类型以及地震强烈程度采用不同的建筑构造和结构类型,保证设计的建筑结构达到安全性和效益相统一的原则。所以在对高层住宅建筑结构设计的过程中首先应该认真进行抗震设计,综合考虑建筑结构构件的稳定性、承载能力以及刚度和延性等建筑性能,并且对于结构中相对比较薄弱的部位应进一步加强抗震措施。并且在抗震设计使,应该设有多道防线,使建筑结构形成一个完整的抗震结构体系,从而达到高层住宅建筑良好的抗震效果,并且在进行处理建筑结构之间的关系时,应该保证“有效屈服”能够保持较长的阶段,从而可以保证建筑结构的抗倒塌能力和延性[1]。
2 优化策略
对高层建筑结构抗震设计时,首先可以从高层住宅建筑结构的结构体系、建筑结构的规则性等方面着手,在将抗震和消震相结合的基础之上,建立建筑结构延性和结构设计的地震力要求相互影响的双重指标和设计方法,从而可以通过建筑结构形式达到减震消震的效果,从而使高层住宅建筑在地震中具有良好经济的抗震性能。
2.1 建筑结构的抗震设计应重视建筑结构的规则性
(1)在高层住宅建筑抗震设计中建筑主体抗侧力结构应该沿着竖向断面构成变化比较均匀,并且不能出现突变的现象,这种均匀的高层建筑结构能够避免因为结构薄弱层的破坏而造成整个建筑结构破坏,特别是对于强震区的高层住宅建筑应该特别注意。
(2)建筑主体的抗侧力结构的两个主轴方向变形特性以及刚性应该比较相近,这主要是因为高层建筑结构是三维形式,实际的地震作用以及风荷载具有任意的方向性,在设计中使建筑主体抗侧力的两个主轴方向的刚度比较均匀,这就可以保证建筑结构具有良好的抗风能力和抗震性。
(3)在高层住宅建筑抗震设计时,主体抗侧力结构的平面布置应保证同一主轴方向的抗侧力结构刚度应该均匀,这样可以有效避免在主体结构的布置设置中刚性大而延性小的结构,比如长窄的实体剪力墙,这种结构虽然能够满足刚度以及对称性的要求,但是由于在建筑结构中一些结构刚度比较大,所以在地震发生时,将会吸收非常大的能量,造成应力的集中的地方首先受到破坏,从而造成正整体结构的损坏。因此在设计的过程中保证高层住宅建筑同一主轴方向的抗侧力结构刚度的均匀性,对建筑结构的抗震延性具有重要作用。
2.2 抗震结构体系的优化设计
高层住宅建筑结构体系的设计是建筑结构设计中最为重要的问题。建筑结构设计方案的合理性,对建筑结构的经济性以及安全性具有重要的作用。而抗震结构体系是高层住宅建筑抗震设计中关键问题,在抗震结构体系设计的过程中应该设计多道抗震防线,并且还应该根据建筑的类型以及因素进行设计,这样不仅可以避免因为建筑中某些部分的构件的破坏而造成整个建筑体系的抗震能力失效的现象,而且还可以保证建筑设计的安全性。在设计中结合建筑特点、经济条件等因素综合考虑,并且在建筑抗震结构体系的设计中应该选择不承受重力载荷的构件。抗震结构体系必须具有合理的地震作用传递途径,设计中不适合采用轴压比较大的钢筋混凝土框架作为抗震结构体系设计的第一道防线,在抗震设计中设计多道防线主要是为了减少建筑主体结构的地震能量,必要的强度分布以及刚度能够减轻主体结构的破坏[2]。
2.3 层间位移的控制
高层住宅建筑都具有非常大的高宽比,并且在地震以及风力的作用下会产生非常大的层间位移的现象,严重情况会超出结构位移的限制数值,位移限值的大小与建筑结构体系和结构材料、侧向荷载以及装修等多方面因素有关。所以在高层住宅建筑结构设计的过程中应该根据建筑的具体情况以及地理位置等进行设计,不仅应该具有足够的刚度,而且诶还应该有效避免水平载荷作用下造成的位移现象,而影响建筑结构的稳定性、承载能力和舒适度。
参考文献
【关键词】高层建筑；抗震；结构设计
现今，我国的大部分城市内都是高楼耸立，对于高层建筑结构的设计是一项较复杂责任繁重的系统工程，尤其是抗震的结构设计，其设计的好坏将直接影响高层建筑的工程质量，特别是在地震多发区，因此，这就需要设计人员要充分认识高层建筑抗震结构设计中容易出现的问题，不断进行总结和改进，以完善高层建筑的抗震结构设计。
1 高层建筑抗震结构设计中的常见问题
1.1 高层建筑的高度问题
根据我国现行的相关结构技术规定，在一定设防烈度和一定结构型式下，钢筋混凝土高层建筑要有一个适宜的高度。也就是说，在这个高度的范围内，建筑的抗震性能是比较可靠地，但是目前，存在少数的高层建筑的高度超过了规定的范围，如果在地震力的作用下，极易改变超过限制的高层建筑物的变形破坏性态以及其他影响因素，那么就会大大降低高层建筑的抗震能力，对于抗震结构设计的一些相关参数也要重新选取。
1.2 结构体系以及建筑材料的选用
结构体系以及建筑材料的选用对于高层建筑的抗震性能具有非常重要的意义，尤其是在地震的多发区，更应该重视科学合理的结构体系以及建筑材料的选用。在我国，多部分的高层建筑结构体系是钢筋混凝土核心筒以及混合结构为主，所以对于变形的控制通常要以这种结构的位移值为基准。但是，这种情况下，如果发生弯曲变形，导致的侧移会比较大，进而增加钢结构的承受压力，为了保证效果，使其控制在规范的侧移值内，通常需要设置伸臂结构或加大混凝土筒的刚度。
1.3 抗震设防烈度过低
根据可靠的数据以及专家分析，我国现行的高层建筑抗震的结构设计的安全度远远不能满足社会的需求，有数据显示，我国的高层建筑抗震实际的安全度很可能是世界上最低的一个国家。在经济科技都快速发展的情况下，我国的高层建筑抗震结构的设计原则，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”，在这种新形势下，有必要进行重新的修订。由于我国现行的高层建筑抗震结构的设防标准过低，由于其结构失效，经常会导致严重的后果。
1.4 轴压比与短柱问题
在高层建筑结构设计中，如果是采用钢筋混凝土的结构体系中，为了控制柱的轴压比，增加柱的横断面，而柱的纵向钢筋却为构造配筋。对柱的轴压比进行限制主要是为了使柱子处于较大的偏压状态下，避免受拉钢筋的破损，进而降低高层建筑的整体结构延性。
2 高层建筑抗震结构设计的原则以及基本方法
2.1 抗震结构的设计原则
2.1.1 结构设计的整体性
高层建筑的楼盖对于其结构的整体性占据着不可或缺的位置。楼盖就类似于一个横向的水平隔板，将惯性力聚集起来，并向各个竖向抗侧力的子结构传递，尤其是当这些子结构的布置不均匀或过于复杂时，楼盖就可以很好的将这些抗侧力子结构组织起来，进行协同合作，来承受地震的作用。
2.1.2 结构设计的简单性
高层建筑结构设计的简单性主要是指在地震的作用下，具有极其明确清晰的直接传力方式。在相关的规范中对于结构体系有明确的要求，即结构体系要有明确的计算简图以及合理的地震作用传递途径。换句话说，只有高层建筑结构的设计越简单，才能够分析出结构的计算模型、内力以及位移，进而提高对高层建筑结构的抗震性能的预测的可靠性。
2.2 抗震结构的设计方法
2.2.1 基于水平位移的抗震结构设计
基于水平位移的抗震结构设计主要是为了使结构的变形能力能够保持在预期的地震作用下（通常是在大地震的情况下）的变形要求。此外，要根据界面的应变大小以及分布，来确定建筑的构件标准，同时在确定构件的变形值时，要以构件的变形以及其与结构位移的关系来确定。首先，要充分研究高层建筑的一些简单结构的构件变形，以及其与配筋的关系，严格按照变形的要求来设计合理的构件，进而对建筑的整体结构进入弹塑性后的变形与构件变形的关系。因此，这时就要设计在大地震的作用下的变形，这也将是高层建筑抗震结构的未来的发展趋势。
2.2.2 推广使用隔震和消能减震设计
现今，在高层建筑的抗震设计中，多采用的是传统的抗震结构体系，也就是延性结构体系，主要是控制建筑结构的刚度，如果发生地震，就会使建筑的构件进入非弹性的状态中，使其具有较大的延性，进而有助于地震作用下的能量的消耗，尽可能的减小地震效应，避免建筑物的倒塌。此外，通过采用相关的隔震措施，如软垫隔震、摆动隔震以及滑移隔震等，可以改变高层建筑的动力特性，进而减少所受到的地震能量的作用，同时通过采用高延性构件，也可以增加高层建筑结构的耗能能力，有助于减轻地震效应。
2.2.3 降低高层建筑结构的自重
如若是在相同的地基承载能力条件下，降低高层建筑结构的自身重量可以使在不增加地基以及其造价的情况下，可以在相关的规定范围内，尤其是在软土层的地基上，可以增加高层建筑的层数。研究显示，由于高层建筑的高度很大，重心也相应较高，所以，建筑的重量越大，受地震作用的倾覆力矩的效应就越大。
因此，在高层建筑的抗震结构设计中，要尽量采用轻质材料来填充高层建筑物的填充墙及隔墙。
2.2.4 设置多道抗震防线
通常在地震后都会伴有多次的余震，那么对于高层建筑结构如果只设置一道抗震防线，往往会只因首次的强烈地震就会遭到严重的破损，甚至倒塌。因此，有必要对高层建筑设置多道抗震防线。在一个高层建筑的抗震体系下，应该由多个延性较好的分体系组成，当第一道抗震防线遭到冲击时，其他的抗震防线便能够接替第一道防线继续抵挡随后的地震冲击，通过多道防线的协同合作，可有效地防止高层建筑的倒塌。
3 高层建筑抗震结构设计的前景
虽然我国的高层建筑水平稳步的提升，但是在高层建筑抗震的结构设计中仍然面临很多新的问题和挑战。其中，首先对于影响高层建筑抗震结构的设计效果的关键因素就是建筑材料的选用，提高每一项建筑材料的抗震指标可以很好地提高高层建筑的整体抗震性能，因此，科研人员要加强对于新型复合高性能的建筑材料的研发，以促进抗震技术，进而满足高层建筑抗震结构设计的需求。其次，对于不同的抗震能力的需求，要采取相应的抗震措施，设置是对于同一个高层建筑的不同部位和楼层以及对于性能的要求不同时，都要选用不同的标准的构件。因此，高层建筑抗震结构的设计人员在实际工作中，要根据自身的专业水平知识以及实际经验，并结合对具体的高层建筑的抗震性能要求及措施，来设计出符合抗震设防烈度标准的高层建筑结构。另外，高层建筑的抗震结构体系也开始逐渐以柔性为主，而不在是传统中的以硬性为主的结构体系。最后，对于高层建筑抗震结构的计算方式也发生了改变，即从线性分析向非线性分析转变，从确定性分析向非确定性分析转变，从振型分解反应分析向时程分析法转变。
4 总结：
综上所述，高层建筑的抗震结构设计是整个建筑工程的关键环节，但是在我国高层建筑的抗震结构设计上处于起步阶段，仍需要进一步的完善。因此，设计人员用综合多方面的因素进行分析，同时，结合新型的高性能材料以及抗震结构理念，以提高高层建筑抗震结构的设计水平，进而促进我国高层建筑的抗震结构设计方法的发展。
参考文献：
[1]李志．高层建筑抗震设计分析[J]．中外建筑，2010（1）.
关键词：高层建筑；结构；抗震；设计
现在建设的很多项目都是高层建筑，而且这些项目建设的时候，规模都很大而且还有一定的高度，在设计高层建筑结构的时候，对于抗震结构的设计很严格。随着建设项目的增多，抗震设计的方法也在变化，而且设计的结构越来越精确。在对高层结构设计的时候，先要在建筑的位置研究，勘查环境，使建筑结构具有抗震性。在保证建筑的抗震性上，要降低作用力这样才能达到抗震的目的。
1 影响高层建筑结构抗震效果的因素
1.1 高层建筑自身结构设计
高层建筑常用结构类型有钢结构和钢筋砼结构。钢结构整体自重轻、强度高、抗震性能好、施工工期短等特点，且截面相对较小，有很好延性，适合柔性方案，其缺点是造价较高。当场地土特征周期较长时易发生共振。钢筋砼结构刚度大、空间整体性能好、造价相对较低及材料来源也较丰富，较适用承载力大，控制塑性变形的刚性方案结构。不利因素是结构自重大、抵抗塑性变形能力差，施工周期较长。因此高层建筑采取何种形式应取决于结构体系和材料特性，同时取决于场地土类型，避免场地土和建筑发生共振，而使振害更加加重。
1.2 高层建筑结构施工材料和过程
建筑中的材料与建筑的抗震性是有一定影响的，在设计环节要保证材料的选择。当建筑的质量达到要求的时候，及时发生了地震，建筑的损害也会很小。因此在其他条件不变的情况下，要保证建筑的材料应该具有抗震性。如果使用的材料质量没有办法保证，那么在地震的时候建筑的破损情况严重，一般在高层建筑中使用的材料都是塑料板材还有混凝土板，这些材料对于建筑的抗震是有积极影响的。因此在高层建筑中可以使用这些材料。
要想保证高层建筑的抗震效果，在建筑的设计环节就要保证所有的环节都是合理的，通过科学的设计方便建筑的施工也方便建筑的管理。要有人员去检查建筑的设计，保证设计图纸以及设计内容科学，从而让建筑的抗震效果达到要求。
1.3 场地选择
场地选择对高层建筑至关重要。地震造成的破坏除地震直接引起结构破坏外还有场地条件原因。当地震来临时，其对高层建筑结构破坏的原因有很多方面，最主要的是地表滑坡、山体崩塌及岩石断层等导致地表发生运动，使建筑结构受到破坏，而水灾和海啸等地震带来的次生灾害也会破坏建筑物。因此选择有利抗震建筑场地，是减轻地震灾害的第一道工序，抗震设防区建筑工程应选有利地段，应避开不利的地段。
2 高层建筑结构抗震延性设计要点
2.1 选择有利场地
在对高层建筑设计的时候，首先要选择一个正确的位置，这个位置地震活动少，在设计前要在建筑的位置收集资料，包括当地的地质以及地质活动等等，然后根据材料对建筑的抗震性作出合理的判断。规划建筑的位置对建筑的抗震有什么影响，例如地质条件稳定的位置对建筑的抗震有利，地震频繁的地区对建筑的抗震不利。如果建筑的位置经常出现地震，那么设计单位在设计的时候，要提出要求，尽量避开这些地方。如果没有恰当的方式可以避开，就要有合理的措施保证建筑的稳定。非常危险的地方最好不要建筑高层。
2.2 合理建筑结构体系及参数设计计算分析
建筑结构应据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。结构体系应满足：（1）应具有明确计算简图和合理地震作用传递途径；（2）应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗振能力或对重力荷载的承载能力；（3）应具备必要抗震承载力，良好变形能力和消耗地震能量能力。
对复杂结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时采用不少于两个不同力学模型。目前主要有两种计算理论：剪摩理论和主拉应力理论，它们有各自适用范围：砖砌体一般采用主拉应力理论，而砌块结构可采用剪摩理论。对计算机计算结果应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。结构计算控制主要计算结果有结构自振周期、位移、平动及扭转系数、层间刚度比、剪重比、有效质量系数等。
2.3 层间位移限制
在出现地震的时候，高层建筑中的某些楼层会有位移，在出现位移的时候，建筑中的楼层会有错位，当错位超过一定程度的时候，建筑就会坍塌。根据某些研究发现，建筑的楼层出现位移，有建筑的材料有关，此外，还与建筑的结构联系。现在建筑的结构有钢筋混凝土，也有一部分是纯钢结构。但是钢筋混凝土结构对建筑位移的限制要比钢结构严格，尤其是对于建筑的抗风能力。现在对建筑的抗震设计主要是从位移出发，而且还要检查结构的强度，将各个部件所能承受的能力都作为设计的一个标准。这样才能保证设计的高层建筑有强度而且还有承载力。
在控制建筑位移的时候应该从两个方面出发，一个是平面体型；一个是建筑的里面变化。这样才能保证建筑的刚度没有变化，在设计结构的时候，要讲究结构的整体性。建筑结构之间的构件连接要保证有效。在设计地基的时候，也要保证地基有整体性，这样可以控制建筑发生位移，还能保证建筑结构稳定。对于建筑的某些薄弱环节要各位的注意，在设计的时候严格要求。建筑的宽度以及高度都要保证在合理的范围内，这样可以使建筑在发生位移的时候能够在一个可以控制范围内。
2.4 减小地震能量输入
在设计的过程中通常采用的是在位移结构抗震的方法，同时还要对方案开展定量分析工作，从而使得结构的弹性形变能够很好的满足地震作用力下位移的基本要求，在对建筑构件的承载力开展验算的同时，还需要对建筑结构受到地震作用之下所产生的位移极限值进行有效的控制和调整，同时还要按照建筑构件构造的实际要求来对构件变形值和地震发生时候的能量输入进行有效的控制，这样也就能在很大程度上减弱了地震对高层建筑产生的不利影响。高层建筑在建设的过程中一定要具备非常强的变形能力，这样就可以更好的吸收地震过程中所产生的能量，从而减少了地震破坏所产生的影响，在必要的时候我们还需要采取一定的手段来减少地震能量对结构的不利影响。
结束语
综上，结构抗震设计要达到的总体要求是“小震不坏，中震可修，大震不倒”这一目的，必须进行严格的选型、分析和计算。高层建筑是当下建筑发展的主要趋势，其抗震设计是高层建筑设计的重中之重。
参考文献
[1]闫旭梅.高层建筑结构抗震设计分析[J].科技传播，2010.8.
