谈高层建筑结构设计中抗震概念设计的应用

摘要：随着社会经济不断发展，城市人口大幅度增加，城市用地面积有限，导致出现越来越多的高层建筑。但是在自然灾害越加频繁的今天，高层建筑结构设计面临很大的挑战，高层建筑结构设计成为大家关注的焦点。为了保证高层建筑的质量和安全，抗震概念设计应用到高层建筑结构设计中，改善高层建筑结构设计的困境。文中会对抗震概念设计进行简单的介绍，分析抗震概念设计在高层建筑设计中的重要性，重点阐述抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用。

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： TU208 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：

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