【关键词】高层建筑；抗震设计；结构；方法；探索
一、我国高层建筑发展的历史回顾
我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段是在上个世纪80年代，当时各大、中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑，建筑层数和高度不断增加，功能和类型越来越复杂，结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店，全部采用框架一芯墙全钢结构体系，深圳发展中心大厦是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。现阶段，土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善，如果可以在结构与地基的材料特性，动力响应，计算理论，稳定标准诸方面得到符合实际的发展，自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。
二、从理论上分析高层建筑的抗震设计
高层建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点，概述高层建筑的发展，对建筑抗震进行必要的理论分析，从而来探索高层建筑的设计理念、方法，从而采取必须的抗震措施。建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，是指导建筑抗震设计，包括结构动力计算，结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容的法定性文件。它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导，向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识，现代规范中的条文有的被列为强制性条文，有的条文中用了“严禁，不得，不许，不宜”等体现不同程度限制性和“必须，应该，宜于，可以”等体现不同程度灵活性的用词。
1、拟静力理论。拟静力理论是20世纪10~40年展起来的一种理论，它在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数即地震系数。
2、反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40~60年展起来的，它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解，以及结构动力反应特性的研究为基础，是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。
3、动力理论。动力理论是20世纪70－80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外，人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解，同时随着强震观测台站的不断增多，各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论，它把地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而完成抗震设计工作。
三、高层建筑结构抗震设计的理念、方法和措施
1.高层建筑的抗震设计理念
高层建筑的抗震要能做到：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。
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。
2.高层建筑结构的抗震设计方法
我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：⑴高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。⑵除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法。⑶特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。
3.高层建筑结构的抗震措施
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。
关键词：高层建筑；结构；抗震设计；措施
1高层建筑结构抗震设计的布置原则
在高层建筑结构设计中，当结构体系确定后，结构总体布置应当密切结合建筑设计进行，使建筑物具有良好的造型和合理的传力路线。因此，结构体系受力性能与技术经济指标能否做到先进合理，与结构布置密切相关。
一个先进而合理的设计，不能仅依靠力学分析来解决。因为对于较复杂的高层建筑，某些部位无法用解析方法精确计算。因此，还要正确运用“概念设计”。“概念设计”是指对一些难以做出精确计算分析，或在某些规程中难以具体规定的问题，应该由设计人员运用概念进行判断和分析，以便采取相应的措施，做到比较合理地进行结构设计。以下论述的诸方面均须用概念设计的方法加以正确处理。
1.1结构平面布置
高层建筑的开间、进深尺寸和选用的构件类型应符合建筑模数，以利于建筑工业化。在一个独立的结构单元内，宜使结构平面形状和刚度均匀对称。需要抗震设防的高层建筑，其平面布置应符合下列要求：
1）平面宜简单、规则、对称、减少偏心。
2）平面长度不宜过长，突出部分长度不宜过长，值宜满足有关要求。
3）不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。
1.2结构竖向布置
高层建筑的高宽比不宜过大，一般将高宽比控制在5～6以下，当设防烈度在8度以上时，限制应更严格一些。高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。
1.3变形缝的设置
在结构设计中，为防止结构因温度变化和混凝土收缩而产生裂缝，常隔一定距离设置温度伸缩缝；在高层部分和低层部分之间，由于沉降不同设置沉降缝；在地震区，建筑物各部分层数、质量、刚度差异过大或有错层时，设置防震缝。温度缝、沉降缝和防震缝将高层建筑划分为若干个结构独立的部分，成为独立的结构单元。在高层建筑里，应尽量少设置变形缝，当不可避免地需要设置变形缝时，应确保各单元间的变形缝有足够的宽度。
2高层建筑抗震设计存在的问题
2.1缺乏岩土工程勘察资料或资料不全。有的在扩初设计阶段还缺建筑场地岩土工程的勘察资料，有的在扩初设计会审之后就直接进入了施工图设计，有的在规划设计或方案设计会审后就直接进入了施工图设计。无岩土工程勘察资料，设计缺少了必要的依据。
2.2抗震设防标准掌握不当。有一些项目擅自提高了设防标准，按照《建筑抗震设防分类标准（GB50223-95）》划分应属六度设防的，但设计中提高了一度按七度设防，提高了建筑抗震设防标准，将会增加工程投资；有的项目严格应按七度采取抗震措施的，但设计中又按六度设防，减低了抗震设防标准，不利抗震。
2.3结构的平面布置。外形不规则、不对称、凹凸变化尺度大、形心质心偏心大，同一结构单元内，结构平面形状和刚度不均匀不对称，平面长度过长等。
2.4结构的竖向布置。在高层建筑中，竖向体型有过大的外挑和内收，立面收进部分的尺寸比值B1/B不满足≥0.75的要求。
2.5框架结构砌体填充墙抗震构造措施不到位。砌体护墙砌筑在框架柱外又没有设置抗震构造柱，框架间砌体填充墙高度长度超过规范规定要求又没有采取相应构造措施。
2.6抗震构造柱布置不当。如外墙转角处，大厅四角未设构造柱或构造柱不成对设置；以构造柱代替砖墙承重；山墙与纵墙交接处不设抗震构造柱；过多设置抗震构造柱等。
2.7结构其他问题。有的底层无横向落地抗震墙，全部为框支或落地墙间距超长；有的仅北侧纵墙落地，南侧全为柱子，造成南北刚度不均；有的底层作汽车库，设计时横墙都落地，但纵墙不落地，变成了纵向框支；还有的底框和内框砌体住宅采用大空间灵活隔断设计，其中几乎很少有纵墙。
3加强高层建筑结构抗震设计的基本措施
3.1场地和地基的选择
选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效措施；选择地基时，一般而言，岩石、半岩石和密实的地基土对房屋抗震最有利，是最好的建筑场地；而松软的，软弱粘性土等，尤其是易发生砂土液化的地区，都对房屋的抗震不利。同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上；同一结构单元不宜部分采用天然地基不采用桩基。
3.2建筑结构的规则性
建筑及其抗侧力结构的平面布置宜简单、规则，刚度和承载力分布均匀。平面宜为矩形，方形、圆形等规则的平面，因为形状规整，地震时能整体协调一致，并可以使结构处理简化。否则当平面为L、T形时，形状凸出凹进，结构的质心和刚心不重和，地震是转角应力集中，扭转震动明显，导致远离刚心的刚度较小的构件，侧移量加大，所分担的水平地震力与显著增大，很容易发生破坏，甚至导致整个结构因一侧结构失效而倒塌。竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。如果竖向不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数，应按规范有关规定进行弹塑性变形分析。
3.3建筑结构材料的选取
在高层建筑结构方案的设计中，结构材料的选取是很重要的。从抗震角度设计来说，结构体系的抗震等级，其实质就是在宏观上控制不同结构的延性要求，例普通钢筋宜选用延性、韧性和可焊性较好的钢筋；普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜选用HRB400级和HRB500级热轧钢筋，箍筋宜选用HRB335、HRB400和HPB300级热轧钢筋。这要求我们应根据建设工程的各方面条件，选用既符合抗震要求又经济实用的结构类别，按此标准来衡量，使用不同材料的几重结构类型，依其抗震延性性能优劣的顺序是：钢结构，型钢混凝土结构，现浇钢筋混凝土结构，装配式钢筋混凝土结构，配筋砌体结构。
3.4隔震和消能减震设计
隔震和消能减震设计，应主要用于使用功能有特殊要求的建筑，对于高层建筑，选择坚硬的场地土建造高层建筑，可以明显减少地震能量输入减轻破坏程度。错开地震动卓越周期，可防止共振破坏。隔震设计应根据预期的水平减震系数和位移控制要求，选择适的隔震支座及为抵抗地基微震动与风荷载提供初刚度的部件组成的隔震层。提高结构阻尼，采用高延性构件，能够提高结构的耗能能力，减轻地震作用，减小楼层地震剪力。
3.5抗侧力体系的优化
对一般性构造的高楼，刚比柔好，采用刚性结构方案的高楼，不仅主体结构破坏轻，而且由于地震时的结构变形小，隔墙，围护墙等非结构部件将得到保护，破坏也会减轻。提高结构的超静定次数，在地震时能够出现的塑性铰就多，能耗散的地震能量也就越多，结构就愈能经受住较强地震而不倒塌。改善结构屈服机制，使结构破坏十按照整体屈服机制进行，而不是楼层屈服机制。设计结构时遵循强节弱杆、强柱弱梁、强剪弱弯，强压弱拉的原则。在进行结构设计时，应该选定构件中轴力小的水平杆件，作为主要耗能杆件，并尽可能使其发生弯曲耗能。从而使整个构件具备较大的延性和耗能能力。
3.6常用的加固设计
针对抗震鉴定结论，根据建筑结构不同体系及不同特点，在抗震加固时宜从以下几个方面来考虑具体的加固方法：对了原有结构体系存在明显不合理的情况，条件许可时可采用增设构件的方法予以改善，否则采取能同时提高承载力和变形能力的方法，使整体抗震能力满足要求；对于需要提高承载力或结构整体刚度的情况，可以增设构件，扩大原截面，设置套箍等方法；对了结构的整体性连接不符合抗震要求的情况，可以以提高变形能力为思路；对于局部构造不符合要求时，可进行局部处理或改变传力途径，使地震作用由增设的构件承担，从而保护局部薄弱构件；对于次要的非结构构件不符合抗震要求的情况，可仅对可能倒塌伤人的部位加以处理。
3.7控制结构变形
地震时建筑物的破坏程度，主要取决于主体结构变形的大小。水平地震作用下高层结构各楼层的侧移，包含四种成分：整体剪切变形，整体弯曲变形，整体平移，整体转动。对不同的结构应采取针对性的措施，控制结构的变形。结构实验和震害调查表明，采用层间侧移角度来评估结构的损坏程度是比较合理的，《抗震规范》对高层结构不同水准下的层间侧移角限值作出了规定。减小结构侧移的途径主要有：减小框架的柱距和梁距，采用弯-剪双重抗侧力体系，设置刚臂，竖向支撑的交错布置，变平面构件为立体构件，围护结构参与抗震，倾斜立面的利用，扭转体型的应用，双曲线圆筒的应用，加大房屋等有效宽度。
3.8减轻房屋自重
在高层地上部分的总重之中，各层楼盖的自重越占40%左右，所以可通过采用密肋楼板、无粘结预应离平板，预制多孔板，现浇多孔板、应用防火隔热涂料等方法减轻楼板重量。钢筋混凝土墙体较多的高层结构中，应在满足承载力要求的前提下，适当减薄墙体。使用高强混凝土、轻骨料混凝土、加气混凝土、轻型隔墙、轻型围护墙等措施也是减轻房屋自重的有效途径。
4结语
未来，随着城市人口的逐渐增多，建筑用地的日益减少，城市高层建筑必定会成为人们最佳选择。而保证高层建筑结构的安全性、特别是要保证建筑结构的抗震强度是十分重要的。而高层建筑结构的抗震设计就逐渐成为建筑工程设计的重中之重。加强高层建筑的抗震设计的理念和实践的创新，保证建筑结构的安全性，是建筑结构设计的关键点之一，也是促使高层建筑物持续发展的重要条件。
参考文献：
[1]陈维东.高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策[J].中国高新技术企业.2009（05）
【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）.
1.1建筑的平面布局设计建筑设计的中心设计部分就是建筑平面布局，平面布局的好坏对建筑功能和使用的要求有一定的影响，并且平面布局还与抗震设计有着必要的联系，所以，想要将建筑设计融入到建筑抗震设计中，首先要保证建筑的刚度和结构质量分布匀称，具有对称性，避免建筑出现扭转的现象。在建筑的墙体设计上，一定要保持对称性和均匀性，抗震墙的布局，一定要与抗震结构相结合，刚度较大的楼层语电梯都要布置在中心位置，以免发生建筑扭转效应。在进行平面布局的时候，要为结构抗侧力构建的合理布局制造出有利的条件，从而使得建筑的使用功能与建筑的抗震结构需求相结合，使建筑抗震设计发挥出最大的效果。
1.2建筑的纵向布局设计建筑的纵向布局主要是建筑物岩的高度、建筑结构的质量以及建筑物的刚度分布。不管是在工业建筑还是民用建筑，不论建筑的层数是多还是少，都会存在这样的问题。在进行建筑设计的时候，尽可能的将建筑物沿与建筑的刚度设计成相近的系数，剪力墙的布局不仅要布局均匀，还要使其能沿着建筑纵向一直贯穿到建筑的底部，不要中途中断或者是不到达建筑的底部。在设计过程中，一定要避免楼层之间刚度不均匀的现象，同时还要避免在地震中，建筑出现扭转的现象。
1.3建筑的整体布局设计建筑的整体布局设计，主要是指建筑的平面和立体空间上的设计。在建筑的整体布局中，要使建筑平面和建筑空间在形状上，既规则又简洁。建筑的平面形状可以是圆形、矩形、方形等，这样的形状能够提高建筑抗震的水平。在建筑的整体布局设计中，要避免凹凸行的设计，这样的设计对建筑抗震起到了一定的制约作用。严重是还会出现扭转效应。要设计出具有立体美和具有艺术性的建筑，就一定要将建筑艺术和建筑所具备的功能，与建筑抗震设计结构结合到一起。例如：南昌绿地紫峰大厦，该建筑的高位268m，其框架是核心筒结构，对该建筑的抗震设计，在建筑三分之二出，东西里面内凹，其内凹部分的荷载通过结构柱支撑在41层与43层之间的跨悬臂转换墙上。其整体结构设计融入了新年功能化设计的思想，并对建筑结构进行小震下的反谱计算，以及中震弹性复核。
2建筑设计过程中应重视的抗震设计问题
2.1建筑物屋顶抗震设计屋顶太高或太重，是目前建筑设计最主要的问题。屋顶过高或者过重，会加重地震的作用，导致建筑变形，对建筑物自身的抗震能力有所制约。建筑屋顶的重心和建筑底部的重心不在一条线上，那么就会导致建筑抗侧力不能连续，从而加剧建筑的扭转效应，制约建筑的抗震水平。所以，设计师在进行设计的时候，一定要避免屋顶超高超重的现象，使得整个建筑的结构与刚度均匀的分布下来，让屋顶与建筑的重心保持在同一条线上。如果建筑物的屋顶设计的过高，那么就一定要保证建筑具有良好的抗震稳固性，降低建筑扭转效应。3
2.2设计限值控制相关文件规定，在建筑设计过程中，要考虑抗震要求的限值控制。房屋的建筑高度和楼层的数量。在实际设计当中，有的建筑高度超标，有的建筑层数超标，有的建筑高度没有超标，但是其宽度超标。这些超标，都将会给建筑抗震带来一定的安全隐患，特别是一些高度和宽度超标的建筑，因此，在建筑设计中，只要完全融合建筑抗震设计，就能够有效的进行限值控制。例如：防裂度为8的时候，粘土砖等对称建筑的总高度要低于18m，建筑的层数一不能超过6层；底层框架为砖房的建筑高度应该保持在16m，层数保持在5层以内；建筑材料为钢筋混泥土框架房屋的时候，其高度要保持在45m以下，而框架的抗震墙高度应该保持在100m以内。除了在设计过程中要考虑抗震要求的限值控制之外，还要考虑房屋抗震横墙之间的间距以及局部墙体尺寸的限值控制。抗震墙限值控制，就是避免横墙的间距超过了原有的额定值，从而导致建筑平面的刚度下降，遇到水平地震力时，影响了建筑水平地震力的传递，因此，导致了建筑纵墙发生形变，制约了建筑抗震的承载力度，致使建筑倒塌。对局部墙体尺寸的限值控制，是因为这些局部墙体能够增强建筑抗震强度，如果局部墙体尺寸的限值小于规定的值，那么就不能够满足建筑抗震设计的要求，就会出现墙面裂开或者是倒塌的现象。因此，在设计过程中要注意建筑设计限值控制。
3结束语
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：加固结构鉴定
中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1007-3973(2011)008-130-02
郑州地处中华腹地，九州之中，十省通衢，历史悠久，文化灿烂。我国现存最大的道教建筑群中岳庙就在这里。在郑州周围，还有星罗棋布的古城、古文化、古墓葬、古建筑、古关隘和古战场遗址。悠久的历史给郑州留下了丰富的文化积淀。但是，大部分古建筑都是按老规范设计的用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构并未考虑到抗震，这些建筑使用年代过长就自然会出现承载力不足的情况。加之，近几年，随着地壳运动的频繁加剧，地震频频光顾，尤其是那些处于板块交接处的地区，房屋建筑抗震势在必行。传统上的建筑抗震的方法主要是采用增设钢筋混凝土构造柱和圈梁、抗震墙、夹板墙、钢拉杆、钢支撑、钢构套。这些方法使用的结果是使原来的建筑的外观变得不完美，破坏了建筑的整体性，在功能上，这些方法虽然提高了建筑的抗震性能，但是也加剧了地震的强度。那么用什么方法才能在即不损害建筑外观的同时还能实现抗震目的呢?考虑到这个问题，答案就是对那些年代久远的建筑进行抗震鉴定，对于不符合要求的进行加固。本文以郑州市某中学教学楼加固为例进行分析研究。
1工程概况
如图1所示，该中学教学楼四层以下的楼层高度均为3.6m，局部五层的楼层高度为4.5m,整个教学楼中心结构的规格是：高14.4m，宽6.4米。教学楼各个教室的门的规格是：宽度是0.9m，高3.3m。各教室窗户规格：宽lm,高2.4m，和宽1.5米，高2.4米。
教学楼平面布置示意图根据国家规定的郑州地区抗震设防地震烈度以及教学楼的具体情况得知该中学教学楼的抗震设防烈度应为7度：地震分组为第二组，地震时地面运动的加速度为O.10倍的重力加速度。四楼的部分地方和五楼的全部是采用小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的砖混结构，承重砖墙为实心，楼屋面是在施工现场之模浇注的混凝土，扩展基础，即用于把墙或柱的荷载侧向扩展到土中，使之满足地基承载力和变形的要求的墙下条形基础和柱下独立基础，大约于1995年建造，在2009年进行抗震鉴定然后进行加固改造。本工程采用中国建筑科学研究院的PKPM系列结构软件中PMCAD对该楼墙体进行承载力验算。根据实际情况确定三层以下的地方的实心砖墙砌筑砂浆抗压强度均按照M5.0进行计算，四层和五层按照M2.5计算，建筑中的砖体的抗压强度参数设定为MU7.5。房屋整体依据《砌体结构设计规范》根据楼、屋盖类别及横墙间距按刚性方案计算内力，楼屋面荷载按《设计要求和建筑结构荷载规范》取值。
2结构抗震鉴定
收集房屋的地质勘察报告、竣工图和工程验收文件等原始资料，必要时补充进行工程地质勘察。
全面检查和记录房屋基础、承重结构和围护结构的损坏部位、范围和程度。调查分析房屋结构的特点、结构布置、构造等抗震措施，复核抗震承载力。房屋结构材料力学性能的检测项目，应根据结构承载力验算的需要确定。根据《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009(以下简称《鉴定标准》)，抗震鉴定方法分为两级，第一级鉴定以宏观控制和构造为主进行综合评价。第二级鉴定以抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。房屋满足第一级抗震鉴定的各项要求时，房屋可评为满足抗震鉴定要求，不再进行第二级鉴定；否则应由第二级抗震鉴定做出判断。根据鉴定结果，对现有房屋整体抗震能力做出评定，对不符合抗震要求的房屋，按有关技术标准提出必要的抗震加固措施建议和抗震减灾对策，从而提高该建筑物的安全性和耐久性。由于该该教学楼地震破坏后会产生较大社会影响或造成相当大的经济损失，包括城市的重要生命线工程和人流密集的多层的大型公共建筑等。根据《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)及《建筑抗震鉴定标准》(GB50023―2009)1.0.3条规定属于重点设防类(简称乙类)建筑，应按照提高后的设防烈度采取抗震措施，即应按抗震设防烈度7度确定抗震作用，按8度采取抗震措施；由于该教学楼位于比较稀疏的乡镇和城市郊区，根据《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-2009)第1.0.5条规定，该教学楼属B类建筑，按该标准规定的B类建筑抗震鉴定方法进行抗震鉴定。
3鉴定依据
抗震鉴定依据如下：(1)《建筑抗震鉴定标准》(oB50023-2009)：(2)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)：(3)鉴定项目设计图纸；(4)鉴定项目施工隐蔽资料；(5)鉴定项目竣工验收资料；(6)有关结构主体部分检测资料；(7)有关部门对项目所在场地安全性鉴定报告；(8)国家有关规范及有关部门相关文件。根据所获得的相关资料可知，地质勘查报告资料齐全；项目设计图纸齐全；竣工验收资料齐全；检测资料齐全：场地安全报告齐全。由以上可知：所鉴定项目资料齐全，可以资料为依据，结合现场实际情况进行鉴定工作。
3.1第一级鉴定
该中学教学楼建筑形状是规则的几何体，结构上沿(4、5)、(9、10)轴设置的为适应温度变化而的伸缩缝，将整幢楼的结构拆分为两部分，即为四层的独立结构和五层的独立结构。这样该中学教学楼的楼梯刚好位于每个独立结构的边缘上，不符合建筑抗震设计规范第7.1.7条。
当无混凝土墙(柱)分隔的直段长度，120(或100)厚墙超过3.6m，180(或190)厚墙超过5m时，在该区间加混凝土构造柱分隔，
现场检查该教学楼结果表明，三层以下的紧挨楼梯的墙壁两端都建造有混凝土构造柱以保证墙体的稳定，而紧挨四层和五层的楼梯的墙壁末端没有建造混凝土构造柱，从而导致该片纵墙在(4、10)轴位置无约束，形成自由端，这样就产生了墙体不稳定的可能性，与此同时，该教学楼楼梯不是两端都有支撑的，而是一端埋在或者浇筑在支撑物上，另一端伸出挑出支撑物的梁搁置梯板，当地震发生时容易坍塌，不符合抗震鉴定要求。该中学教学楼一至四层楼层高度为3.6m，局部五层层高为4.5m。该中学教学楼的楼层总高度和楼层数满足《建筑抗震鉴定标准》第5.3.1条要求，但五层层高为4.5m，抗震标准所要求的是4.0m，所以五层层高不符合抗震鉴定要求。教学楼的结构体系与墙体布置比较规范，并且满足建筑抗震鉴定标准第5.3.3条要求。最小墙厚要求的横向墙体的最大间距为9.0m，满足《建筑抗震鉴定标准》第5.3.3条8度抗震
设防15m的要求。房屋的高度和宽度的比值为2.25，不满足《建筑抗震鉴定标准》第5.3.3条8度抗震设防“不宜超出2.0”的要求，但满足7度抗震设防“不宜超出2.5”要求，所以需对此进行二级鉴定。墙体批构件现龄期砂浆抗压强度推定值为6.2MPa,砂浆强度等级满足《建筑抗震鉴定标准》第5.3.4条“砖墙体不应低于M2.5”。该教学楼每个教师的纵横墙均沿建筑物外墙四周及部分内横墙设置的连续封闭的梁，即闭合梁圈，其目的是为了增强建筑的整体刚度及墙身的稳定性。圈梁可以减少因基础不均匀沉降或较大振动荷载对建筑物的不利影响及其所引起的墙身开裂。在抗震设防地区，利用圈梁加固墙身就显得更加必要。圈梁的布置符合《建筑抗震鉴定标准》第5.3.5条要求。
在所有的需要承重的门窗之间的墙壁，厚度最小的地方是0.5m外墙边界到门窗边界的距离，不满足《建筑抗震鉴定标准》第5.3.10条8度抗震设防时“不宜小于1.2m”的要求，但外墙末端设有构造柱。
3.2第二级鉴定
对于符合一级鉴定要求的不进行二级鉴定，对于不符合一级鉴定要求的要进行第二级鉴定其是否满足抗震条件。第二级鉴定以抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。按《标准》5.3.12.18条进行抗震承载力验算，依据计算结果，判定该建筑物。
抗震承载力验算结果表明沿轴线纵横墙体中，大部分墙体的承载力均能抵抗该地区的地震作用。满足抗震要求。但是，一到三层的屋顶角缝处由于施加于该结构上的水平力与其引起的水平位移的比值较大，这样就使得地震时的水平剪力大部分施加在该处，超大的水平剪力远远超过了角缝周围墙体的承载能力，造成断裂，所以需针对这种情况进行加固。
4抗震加固技术措施
根据上述鉴定结果，需对不满足条件的地方进行加固改善，以达到安全指标和抗震指标。
对抗震验算不满足要求的一至三层墙角处得墙段，通过调整墙段两侧得门窗的大小及位置，使墙段的承重力发生转移趋于均匀化从而提高墙段总体相对刚度，进而使墙段承担的地震剪力的处理方法发生改变，这样便可以使得上述墙片抗震鉴定系数满足抗震要求。
由于窗户的增高，需要对其加设护栏，保证学生的基本人身财产安全，达到安全指标。
对一层(B).(12.14)楼板墙角处抗震验算不满足要求的地方，通过调整门框的位置，来改变墙段相对刚度从而减小墙段承担的地震剪力，达到抗震鉴定要求；
对四、五层楼梯(E)轴纵墙端部不满足要求的地方通过增设混凝土构造柱，在楼梯间悬挑梁端部的底部建造支柱支撑起楼梯，从而达到安全指标和抗震指标。5结语