摘要：随着我国城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要，促使高层民用建筑得以快速发展。另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展，抗风和抗震理论的不断完善，加之新的施工技术和设备的不断涌现，特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高，为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。现对高层建筑结构概念设计中值得重视的几个问题进行探讨。
　　关键词：高层民用建筑；抗震设计；探讨
　　一、高层民用建筑抗震结构设计的基本原则及设计措施 
　　1、结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能
　　(1)结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。(2)对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。(3)承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
　　2、尽可能设置多道抗震防线
　　(1)一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。 (2)强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。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。
　　3、对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力
　　(1)构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。(2)要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。(3)要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。
　　二、影响建筑结构抗震能力的主要因素
　　1、建筑结构所用的材料及施工质量
　　这个因素是显而易见的，但是容易被人们忽视，对于材料而言，我们要明确这样一个道理：地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。一般说在相同条件下，质量大，地震作用就大，震害程度就大，质量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑物的楼板、墙体、框架、隔断、围护墙以及屋面构件中，广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土、加气混凝土板、空心塑料板材、瓦楞铁等轻质材料，将能显著改善建筑物的抗震性能。
　　施工质量的影响是深远的，在整个施工过程中，任何一个环节出现问题，都可能影响建筑结构本身的抗震能力。施工中造成的材料性能和截面几何特征在一定范围内变动，砂浆强度、混凝土浇筑质量以及延性构造措施在施工中的变动等施工质量问题，对实际结构抗震性能具有重要影响。
　　2、建筑物本身的建筑结构设计
　　这一点是本文论述的关键，因为这里面的技术含量较之其他方面来说相对大很多。建筑物如果平面布置复杂，致使质心与刚心不重合，在地震作用下产生扭转效应，则会加剧了地震的破坏作用，海城地震和唐山地震中有不少这样的震害实例。
　　抗震设计中，要求结构平面布置尽可能地使结构的刚心和重心相一致，以减小地震作用下结构产生的扭转效应：对于结构平面布置不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端的抗震墙或框架柱的承载力验算；建筑立面应避免头重脚轻，结构重心尽可能的降低；出屋面部分如屋顶的女儿墙、水箱间等，由于根部与下部结构连接薄弱，刚度突变，受鞭梢效应影响严重，在地震时容易率先破坏倾倒，另外，其地震作用通过周边的屋面结构传至下部结构，如屋面结构刚度不够时，在突出屋面结构的下部一定范围内破坏相对集中。抗震设计中，要求出屋面建筑部分的高度不应过高，以减小地震时产生的鞭梢效应影响。
　　3、建筑场地
　　地震造成建筑物的破坏，情况是各种各样的。①由于地震时的地面强烈运动，使建筑物在振动过程中，因丧失整体性或强度不足或变形过大而破坏；②由于水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害所造成：③由于断层错动、山崖崩塌、河岸滑坡地层陷落等地面严重变形直接造成。前两种可以通过工程措施加以防治，而后一种情况，单靠工程措施很难达到预防目的，或者代价昂贵。因此，选择工程场址时，应进行详细勘察，搞清地形、地质情况，挑选对建筑抗震有利、尽可能避开对建筑抗震不利的地段，任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。
　　三、高层建筑结构抗震设计的基本方法
　　减少地震能量输入。积极采用基于位移的结构抗震设计，要求进行定量分析，使结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求。除了验算构件的承载力外，要控制结构在大震作用下的层间化移角限值或位移延性比；根据构件变形与结构位移关系，确定构件的变形值；并根据截面达到的应变大小及应变分布。确定构件的构造要求。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。错开地震动争越周期。可防止共振破坏。
　　推广使用隔震和消能减震设计。日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，但容许结构构件在地震时进入非弹性状态，并具有较大的延性．以消耗地震能量，减轻地震反廊，使结构物“裂而不倒”。采取软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等措施改变结构的动力特性，减少地震能量输入。减轻结构地震反应，是一种很有前途的防震措施。提高结构阻尼，采用高延性构件，能够高结构的耗能能力，减轻地震作用，减小楼层地震剪力。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，地震控制体系具有传统抗震体系所准以比拟的优越性，在未来的建筑结构巾将得到越来越广泛的应用。
　　在高层建筑的方案设计阶段，结构材料选用也很重要。可以对材料参数随机性的抗震模糊可靠度进行分析，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冈素，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。从抗震角度来说，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。这要求我们应根据建没工程的各方面条件，选用符合抗震要求又经济实用的结构类别。
　　四、正确认识高层建筑的受力特点，选择合理的结构类型
　　高层建筑从本质上讲是一个峰向悬臂结构，垂直荷载主要使结构产生轴向力与建筑物高度大体为线性关系；水平荷载使结构产生弯矩。从受力特性看。垂直荷载方向不变，随建筑物的增高仅引起量的增加；而水平荷载可来自任何方向。当为均布荷载时，弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特性看，竖向荷载引起的侧移很小，而水平荷载当为均布荷载时，侧移与高度成四次方变化。由此可以看出，在高层结构中，水平荷载的影响要远远大于垂直荷载的影响，水平荷载是结构设计的控制因素，结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外，同时要求结构要有足够的刚度，使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。
　　高层建筑有上述的受力特点，因此设计中在满足建筑功能要求和抗震性能的前提下，选择切实可行的结构类型，使之在特定的物资和技术条件下，具有良好的结构性能、经济效果和建筑速度是非常必要的。高層建筑上常用的结构类型主要有钢结构和钢筋砼结构。钢结构具有整体自重轻，强度高、抗震性能好、施工工期短等优点，并且钢结构构件截面相对较小，具有很好的延性，适合采用柔性方案的结构。其缺点是造价相对较高，当场地土特征周期较长时，易发生共振。与钢结构相比，现浇钢筋砼结构具有结构刚度大，空间整体性好，造价低及材料来源丰富等优点，可以组成多种结构体系．以适应各类建筑的要求，在高层建筑中得到广泛应用，比较适用于提供承载力，控制塑性变形的刚性方案结构。其突出缺点是结构自首大，抵抗塑性变形能力差，施工工期长，当场地土特征周期较短时，易发生共振。因此，高层建筑采用何种结构形式，应取决于所有结构体系和材料特性，同时取决于场地土的类型，避免场地土和建筑物发生共振。而使震害更加严重。
　　总之，通过了高层民用建筑的受力特性、结构类型、结构体系、结构布置、抗震性能等多方面的概念设计，从而更加有效地构造出新的措施与计划，完善建筑结构设计。