高層住宅建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)探討

廣東尚華工程設(shè)計有限公司 廣東東莞 523000

摘要：城市化建設(shè)的加速推進(jìn)，使人們的生活正在不斷的發(fā)生著微妙的變化。面對城市建設(shè)中大規(guī)模的樓房建設(shè)，高層建筑成為了建設(shè)活動中不可或缺的一環(huán)。為了提高高層混凝土建筑的安全性能，優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：高層住宅建筑；抗震結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計

引言

地震作為破壞力最強(qiáng)的自然災(zāi)害，其對于人們的生活及建筑物損壞的程度是毀滅性的。我國地域廣闊，同時卻也是地震多發(fā)國家，在多次地震災(zāi)害血的教訓(xùn)下，人們的抗震意識增強(qiáng)，高層住宅建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計水平也有了很大的提高。為了防止地震對人類生活及建筑物的過度破壞，實現(xiàn)對人類生命及財產(chǎn)安全的保護(hù)，建筑工程必須要在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中做好抗震設(shè)計。

1.高層住宅建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

1.1合理的選址

在建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計中，合理的選址是最基本的先決條件。為了保證選址的正確、合理性，我國政府部門已經(jīng)出臺了《中華人民共和國減災(zāi)抗震法》等法律條文，其中明確規(guī)定“對于有可能發(fā)生的重大建設(shè)性工程以及次生災(zāi)害進(jìn)行嚴(yán)格的地震安全指標(biāo)評價，按照地震安全評價結(jié)果，明確相關(guān)建筑物的抗震設(shè)防要求，并對其進(jìn)行分別設(shè)防”。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)其實際質(zhì)量可分為四個標(biāo)準(zhǔn)，其中：甲類：地震時間或大型建筑工程可能發(fā)生的次生建筑類災(zāi)害；乙類：地震中不能中斷使用功能，且必須要逐步恢復(fù)的建筑類型；丙類：除甲、乙兩類建筑外的其他普通建筑類型；丁類：抗震級別相對較低的建筑。根據(jù)對相關(guān)法規(guī)的分析，在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須要選擇對建筑有利的場地，避免在不利地段建設(shè)大型民用建筑，以防止地震破壞隱患的出現(xiàn)。對于一些軟基地段，也必須要進(jìn)行充分的處理，才能夠進(jìn)行合適的建筑設(shè)計。另外對于地震可能引起的次生災(zāi)害問題，也必須要予以正確的處理，進(jìn)一步保證選址的正確性。

1.2建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

建筑平面與立體結(jié)構(gòu)的設(shè)置應(yīng)遵照抗震理論基本設(shè)置準(zhǔn)則，通常運(yùn)用規(guī)則的房屋架構(gòu)設(shè)置方案。依照房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)置規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，對平面不規(guī)則或縱向不規(guī)則，或者兩者均不規(guī)則的房屋架構(gòu)，應(yīng)運(yùn)用空間架構(gòu)的核算模式；對樓板部分區(qū)域連接不暢或者表面凹凸不成規(guī)律時，應(yīng)運(yùn)用相對應(yīng)的貼合樓層強(qiáng)度剛度變動的模型；脆弱位置應(yīng)當(dāng)注重相對應(yīng)的內(nèi)力加大系數(shù)，而且依照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來對彈塑性形狀改變加以剖析，脆弱位置應(yīng)采用抗震構(gòu)造手段。

為了最大限度降低地震災(zāi)害的影響，建筑設(shè)計人員在抗震設(shè)計環(huán)節(jié)中，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐囟蔚膶嶋H情況來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的選擇。目前，我國常用的建筑結(jié)構(gòu)可以分為“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”、“砌體結(jié)構(gòu)”、“鋼混結(jié)構(gòu)”和“鋼結(jié)構(gòu)”四種類型。通過對四種結(jié)構(gòu)的比較分析得出，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力相對較強(qiáng)，因為其自身具有較好的柔韌性，所以當(dāng)建筑物因地震災(zāi)害而出現(xiàn)應(yīng)力變形時，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠依靠自身良好的承載力對其進(jìn)行一定程度的控制，這是其它三種結(jié)構(gòu)所不具備的優(yōu)勢。近年來，高層建筑建設(shè)的增多，大大增大了其在地震災(zāi)害影響下的水平位移和抗側(cè)移剛度，這在無形之中就加大了地震災(zāi)害的影響，為了避免地震災(zāi)害影響程度的增大，在設(shè)計和審核高層建筑抗震設(shè)計時，必須要考慮結(jié)構(gòu)的側(cè)移度。

1.3基礎(chǔ)性防震措施應(yīng)用

基礎(chǔ)性防震措施根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)的不同位置有著不同的措施：（1）地基隔震。地基隔震是在建筑地基與土層之間設(shè)置緩沖層，以便在地震發(fā)生時減小建筑與土層之間的震動碰撞，實現(xiàn)對震能的有效吸收和反射作用，減小地震對建筑物的破壞。目前，我國最常使用的地基隔層為瀝青原料隔震層。（2）基礎(chǔ)隔震?；A(chǔ)隔震是整個建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的關(guān)鍵，想要降低地震對建筑物的破壞，就必須要做好基礎(chǔ)隔震措施。在對建筑基礎(chǔ)采取抗震措施時，為了減小地震對上部結(jié)構(gòu)的破壞，需要在建筑物的上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)位置接觸處設(shè)置隔震層，防止地震力由地基處向上部結(jié)構(gòu)傳播，降低地震對建筑上部結(jié)構(gòu)的破壞。基礎(chǔ)抗震裝置一般采用混合隔震裝置、基底滑移隔震裝置和夾層橡膠隔震裝置等。（3）間層隔震。間層隔震是為了吸收地震的沖擊余力而設(shè)置的，間層隔震的有效設(shè)置能夠?qū)φ鹆M(jìn)行再次削減，以達(dá)到降低地震對建筑的破壞作用。間層隔震一般都安裝在原始結(jié)構(gòu)層上，其實我國最早使用的的抗震措施，具有施工操作簡單的優(yōu)勢。（4）懸掛隔震。懸掛隔震是通過懸掛的方式，將建筑物全部或部分結(jié)構(gòu)脫離地面，從而在地震出現(xiàn)時，降低地面震動與建筑物之間的震力作用。目前，此種抗震措施多用于大型鋼結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中，收到了較為不錯的抗震效果。

1.4控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

地震的產(chǎn)生會對建筑產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，并且在各個方向上對建筑具有一定的綜合影響，最終導(dǎo)致房屋發(fā)生垮塌、決裂。地震的發(fā)生具有很大的隨機(jī)性，所以在進(jìn)行高層混凝土建筑的設(shè)計中，應(yīng)該將地震產(chǎn)生后所能影響的方向進(jìn)行綜合的分析，然后基于此，將扭轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的影響囊括其中，對相關(guān)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該規(guī)定位移標(biāo)準(zhǔn)、對最大、最小位移剛度進(jìn)行檢測，確保房屋位移的一致性，通過進(jìn)行高層混凝土建筑整體性能調(diào)試，及時的發(fā)現(xiàn)問題解決問題，從而提高高層混凝土建筑的抗震效果。

1.5優(yōu)化抗震計算

預(yù)制空心樓板是大部分房屋均會采用的主體結(jié)構(gòu)，倘若并未遵循相關(guān)規(guī)范及要求進(jìn)行設(shè)計，那么在地震時，將會破壞整個預(yù)制板結(jié)構(gòu)，造成墻體外閃或破壞，從而導(dǎo)致樓體大面積坍塌。此外，因為建筑結(jié)構(gòu)的差異，在設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)充分考慮多種不同的情況，一般均以房屋的兩個主軸方向?qū)λ降卣鹱饔眠M(jìn)行計算，而水平抗震作用通常是由各個方面的抗側(cè)力構(gòu)件共同承擔(dān)的，倘若建筑物采用的是相交結(jié)構(gòu)或不對稱、不清晰的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，那么則應(yīng)分開計算其抗震作用。

2.高層住宅建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

2.1合理布局。對地震外力能量的吸收傳遞途徑進(jìn)行恰當(dāng)合理的布局，保證支墻、梁、柱的軸線處于同一平面，形成一個構(gòu)件雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。在地震作用下構(gòu)件呈現(xiàn)出彎剪性破壞，有效地使建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力得到提高。

2.2剛?cè)嵯酀?jì)。要按照抗震等級來對梁、柱、墻的節(jié)點采取抗震構(gòu)造措施，保證在地震作用下建筑物結(jié)構(gòu)可以達(dá)到三個水準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。按照“強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)柱弱梁”的原則，來合理選擇柱截面的尺寸，注意構(gòu)造配筋要求，控制柱的軸壓比，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下具有足夠的延性和承載力。

2.3進(jìn)行多道抗震防線的設(shè)置。在一個抗震結(jié)構(gòu)體系中，在地震作用下一部分延性好的構(gòu)件可以擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用，而在第一道抗震防線屈服后其他構(gòu)件才逐次形成第二、第三或更多道抗震防線，有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震安全性。各地區(qū)要根據(jù)所處區(qū)域的地質(zhì)特征，提高抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

2.4在可能發(fā)生破壞性比較強(qiáng)的地震區(qū)域，建設(shè)、地震、科技等部門要對建筑技術(shù)規(guī)范進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定，從施工保障、材料選用、規(guī)劃設(shè)計、建房選址等方面來加強(qiáng)監(jiān)督檢查和技術(shù)指導(dǎo)，保證建筑設(shè)施能夠符合抗震設(shè)防的基本要求。（5）根據(jù)地震地區(qū)本身建筑物的特點來積極引用抗震減災(zāi)新材料、新工藝、新技術(shù)，并且借鑒發(fā)達(dá)國家的技術(shù)和經(jīng)驗，將其推廣應(yīng)用到建筑抗震設(shè)計中。

3.結(jié)語

總而言之，建筑房屋的質(zhì)量直接受抗震設(shè)計的影響，應(yīng)結(jié)合房屋的實際情況與建筑風(fēng)格，制定多種不同的抗震設(shè)計方案，進(jìn)而進(jìn)行合理、適當(dāng)?shù)倪x擇。因此，國家相關(guān)部門與項目負(fù)責(zé)人應(yīng)給予其高度重視，將其作為衡量建筑物質(zhì)量的重要標(biāo)尺。

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