1 層住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則

高層住宅建筑建造時(shí)，要有明確的目標(biāo)作為建房的指導(dǎo)方向，以及建造住宅高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則，建造人員按照指導(dǎo)方向建造可靠、防震的高層住宅。

1．1 高層住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)

高層住宅抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要保證發(fā)生小地震時(shí)安全，不會給住宅造成毀壞;當(dāng)發(fā)生中級地震時(shí)，住宅所受的損壞不大，不會為居民帶來安全威脅，并且住宅所損壞的結(jié)構(gòu)可以修復(fù)并繼續(xù)使用;當(dāng)出現(xiàn)大地震時(shí)，高層住宅不會倒塌，可以給人們空間、時(shí)間及時(shí)逃離。高層住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)總得來講就是:小震安全可靠、中震損壞可修、大震高樓不倒。

1．2 高層住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則

高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮幾個(gè)方面的因素，以達(dá)到優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的目的。首先，住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要具備一定的剛性和彈塑性，在地震力影響住宅時(shí)不會因?yàn)閯傂赃^硬或者彈塑性過大，使得其的結(jié)構(gòu)發(fā)生無法修復(fù)的形變。其次，由于強(qiáng)震都伴隨著不同程度的余震，這時(shí)就不允許住宅結(jié)構(gòu)過度追求抗震能力，這會導(dǎo)致住宅剛性過大，而無法承受余震帶來的壓力，這就要求高層住宅在抗震設(shè)計(jì)時(shí)既要抗住強(qiáng)震的破壞力，又要承受得了余震的多次侵?jǐn)_。最后，為了避免高層住宅剛性太小，導(dǎo)致住宅結(jié)構(gòu)在余震攻擊下變形過大而無法修復(fù)，所以要求高層住宅具備延性良好的分體系，防止住宅在強(qiáng)震中集體崩塌。

2 高層住宅建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的思想

高層住宅在建設(shè)時(shí)，要明確幾點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)思想，這樣更能夠保證所建造的住宅具備就好的結(jié)構(gòu)抗震能力。

2．1 住宅結(jié)構(gòu)具備規(guī)則特性

高層住宅在建造思想要符合結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)和原則，還有保證住宅結(jié)構(gòu)規(guī)則。這樣的設(shè)計(jì)可以確保高層住宅具備較強(qiáng)的扭轉(zhuǎn)剛度和結(jié)構(gòu)承載力均勻分布。結(jié)構(gòu)規(guī)則對稱的高層住宅能夠在地震侵?jǐn)_時(shí)，住宅結(jié)構(gòu)自身所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和建筑扭轉(zhuǎn)力不至于破壞整棟高層住宅。同時(shí)高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)要保證其的豎向壓力均勻分布，結(jié)構(gòu)簡單，剛?cè)岵?jì)。高層住宅結(jié)構(gòu)規(guī)則性還要求其的平立面均勻?qū)ΨQ，以達(dá)到抗震效果，保護(hù)住宅在強(qiáng)震中堅(jiān)挺豎立著。

2．2 高層住宅層間位移約束

高層住宅建設(shè)時(shí)都要求其的高和寬的比例比較大，而約束高層住宅層間位移大小的因素一般有住宅結(jié)構(gòu)建筑材料、結(jié)構(gòu)建筑體系、住宅裝修要求和側(cè)向承受的負(fù)荷等。所以在高層住宅結(jié)構(gòu)建造時(shí)，要嚴(yán)把建材質(zhì)量，即鋼筋和混凝土在使用時(shí)要注意住宅結(jié)構(gòu)位移約束的要求，還要結(jié)合住宅所在的地理環(huán)境，盡可能地保證高層住宅建造具備可靠性和抗震等作用。高層住宅要具備適度的剛度和層間高度比，當(dāng)?shù)卣饘ζ涞墓魰r(shí)具有比較大的層間位移，達(dá)到承載荷載的作用;同時(shí)當(dāng)住宅收到水平?jīng)_擊力時(shí)，其也能夠承受住較大的結(jié)構(gòu)位移，確保其的安全性。

2．3 控制地震對住宅的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

高層住宅的結(jié)構(gòu)不均勻，剛性中點(diǎn)和幾何中心不重合時(shí)，其的抗震能力都是有限的。當(dāng)強(qiáng)震襲擊時(shí)，這樣的住宅甚至?xí)?、損壞。這就要求住宅設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)好預(yù)防地震對住宅的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。提高高層住宅的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)一般采取提高最大位移住宅結(jié)構(gòu)的剛性，盡可能地保證剛性中心和幾何中心重合在一起。高層住宅由于高度的原因，層間的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)不一樣，這就需要處理好個(gè)層間的扭轉(zhuǎn)抗性，提高層間扭轉(zhuǎn)修復(fù)的可行性。同時(shí)高層住宅的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也要加以重視，確保同一樓層間遠(yuǎn)離剛心的結(jié)構(gòu)剛性不斷增加，不同樓層間的剛心不在一條軸線上時(shí)，要確保住宅外圍結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度。

3 住宅結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計(jì)

優(yōu)化設(shè)計(jì)住宅結(jié)構(gòu)抗震能力，關(guān)鍵是在把控好整個(gè)高層住宅結(jié)構(gòu)規(guī)則，幾何中心和剛心盡可能于重合，進(jìn)一步提高住宅結(jié)構(gòu)抗震能力。這就需要住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮抗震能力的提高。最終做到整個(gè)住宅能夠抵抗地震的突然襲擊與余震來帶的多重壓力。

3．1 高層住宅建造地理位置的選擇

高層住宅在建造前要選擇地理位置好的場地，減少場地不好給住宅帶來的危害。當(dāng)沒辦法完全避開危險(xiǎn)地段時(shí)，盡可能遠(yuǎn)離容易出現(xiàn)地震的地段，避免在較危險(xiǎn)的場地建筑甲、乙、丙類型的住宅。同時(shí)高層住宅的選址時(shí)，要提高勘察力度，充分了解由于場地的原因給住宅結(jié)構(gòu)帶來的危害，在建造住宅時(shí)盡可能避開這些危害因素，保證住宅的安全性。

3．2 高層住宅的平面、空間的設(shè)計(jì)

高層住宅的結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合最新的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011—2001)》的要求，保證選擇恰當(dāng)?shù)某至?。高層住宅平面設(shè)計(jì)時(shí)，要保證其的形狀和抗側(cè)力構(gòu)件有規(guī)律、整體性，盡量避免使用軸壓比較大的鋼筋混凝土作為住宅抗震的第一個(gè)保護(hù)層。住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，還有考慮其具備抵抗多個(gè)余震的襲擊，盡肯能地建造規(guī)則的住宅，提高住宅的固有頻率，降低地震對住宅整體的影響。住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，能夠均勻分布剛度和強(qiáng)度，才有經(jīng)濟(jì)、有效的設(shè)計(jì)方案，提高住宅的抗震能力。同時(shí)住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該具備較容易分析地震對住宅的影響能力，以提高住宅維護(hù)的能力。

3．3 住宅結(jié)構(gòu)抗震體系

高層住宅結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)就是高層住宅具備一個(gè)科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)抗震體系。在高層住宅結(jié)構(gòu)抗震體系的設(shè)計(jì)時(shí)，要充分分析住宅的場地、建造資金、可能發(fā)生的地震的性質(zhì)，尋找最優(yōu)的結(jié)構(gòu)抗震體系。首先，分析可能發(fā)生的地震具備性質(zhì)和破壞能力，其對高層住宅存在哪些潛在的危險(xiǎn)因素，設(shè)計(jì)好住宅盡可能少地吸收地震的能量，可以在高層住宅頂層鋪設(shè)一層保護(hù)層———橡膠層，其可以緩沖地震帶來沖擊力，減少住宅所受的壓力，提高住宅的抗震能力。其次，高層住宅在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要設(shè)計(jì)好多個(gè)防震保護(hù)層，確保住宅在多重余震的侵?jǐn)_下能夠安然無恙。這就需要首先選擇在整個(gè)住宅中不承擔(dān)重力負(fù)載的結(jié)構(gòu)，如住宅的框架墻結(jié)構(gòu)。住宅建造時(shí)要才有一定建造技術(shù)，提高住宅傳遞地震能量能力，減少受破壞的結(jié)構(gòu)影響到整棟住宅的抗震能力。這就需要住宅建設(shè)時(shí)，要保證住宅結(jié)構(gòu)抗震體系是一個(gè)完整的體系，內(nèi)部各結(jié)構(gòu)件雖然協(xié)同工作，共同構(gòu)成抗震體系，但是各個(gè)結(jié)構(gòu)間盡可能地相對獨(dú)立，不受太大的影響，保證其被破壞時(shí)不會殃及整個(gè)住宅。

4 總結(jié)

根據(jù)上文淺要分析高層住宅結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容，首先，在設(shè)計(jì)其抗震系統(tǒng)時(shí)，要明確建造高層住在的目標(biāo)、建造原則，抗震系統(tǒng)能夠做到小震安全可靠、中震損壞可修、大震襲擊不倒。其次，高層住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要合理，結(jié)構(gòu)規(guī)則，剛性分布合理，各層間的位移有度，同時(shí)還要盡可能地保證幾何中心和剛心在同一軸線上，提高抵抗住宅的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，保證住宅的安全。最后，根據(jù)住宅設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要點(diǎn)，建設(shè)符合住宅的結(jié)構(gòu)抗震體系，保證整體的完整性和各個(gè)構(gòu)件的獨(dú)立性。安全可靠的結(jié)構(gòu)抗震系統(tǒng)就是優(yōu)化住宅抗震能力，提高住宅的可靠性。

盧森，宋臻，汪黃翔，江西理工大學(xué)，江西贛州341000