高層混凝土建筑抗震結(jié)構設計解析

■程 亮 ■江西省建筑設計研究總院，江西 南昌 330000

地震是一種破壞力極大的災害，不僅會影響社會正常生產(chǎn)、生活秩序，還會威脅到人民的生命安全，尤其是在現(xiàn)代化背景下，高層建筑的數(shù)量越來越多，地震造成的建筑物垮塌也是造成人員傷亡的重要原因之一。因此，在進行建筑結(jié)構設計時應多考慮其抗震性能，通過應用合理的建筑結(jié)構和優(yōu)化設計環(huán)節(jié)，盡量確保建筑的穩(wěn)定性和抗震性。高層混凝土建筑抗震結(jié)構是一種具有較好抗震性能的結(jié)構類型，能夠明顯降低地震對于房屋建筑的破壞力，保障居民的生命財產(chǎn)安全。

1 高層混凝土建筑抗震結(jié)構設計要求簡述

與普通建筑結(jié)構相比，抗震結(jié)構具有更為顯著的特點和優(yōu)勢：其抗震性能優(yōu)越，即使遇到較為嚴重的地震也不會傾倒;對于一般的地震，通過加強結(jié)構檢修，抗震結(jié)構能夠繼續(xù)使用;在輕微地震的情況下，抗震結(jié)構基本不會受到太大影響，能夠繼續(xù)保持較高的穩(wěn)定性。在進行抗震結(jié)構設計的過程中，必須進行各方因素的綜合考慮，應用先進的設計理念，確保建筑受力情況符合科學標準，保障其穩(wěn)定性。另外，還要依據(jù)建筑的具體情況，進行抗震結(jié)構的優(yōu)化和科學設計，使其達到抗震結(jié)構的設計要求標準，為保障建筑結(jié)構穩(wěn)定奠定基礎。總的來講，高層混凝土建筑抗震結(jié)構設計的具體要求大體有以下四個方面的內(nèi)容：

1．1 剛度要求

在具體的高層混凝土建筑抗震結(jié)構設計過程中，必須首先明確其剛度要求，這就要求設計中必須合理運用物理學和工程建筑等學科的專業(yè)知識，并能夠通過科學的連接設置，進行合理調(diào)整，提升結(jié)構的抗震性，保證建筑受力變化可以被控制在一定區(qū)間內(nèi)。這樣做就可以在基礎結(jié)構出現(xiàn)變形時，借助抗震結(jié)構的調(diào)節(jié)功能，保障建筑整體結(jié)構的安全性和穩(wěn)定性，確保其可以在經(jīng)過有效檢修之后還能夠繼續(xù)使用。

1．2 構件受力要求

構件受力要求是建筑抗震結(jié)構設計環(huán)節(jié)中必須要重點考量的問題之一。相關調(diào)查資料顯示，在建筑剛度比較柔和的情況下，遇到嚴重地震時主體結(jié)構受到的破壞是非常嚴重的，并且，如果地震仍有余震，那么其將會對結(jié)構造成嚴重的持續(xù)傷害，極易造成結(jié)構崩潰，后果非常嚴重。因此，為了保障結(jié)構的安全，在抗震結(jié)構設計過程中，設計者必須依據(jù)建筑的實際情況，重點考慮其構件受力狀況，在設計工作中應加倍重視抗震性能的提升，通過采取有效手段，減小建筑結(jié)構受到的損害。

1．3 延展性要求

高層建筑結(jié)構的功能是極為重要的，關系到建筑整體的穩(wěn)定性和安全性。因此，在進行高層建筑抗震結(jié)構設計時應明確科學設計的重要性，依照相關規(guī)范嚴格要求設計行為，保障設計效果，其中，必須重視建筑結(jié)構的延展性要求，通過優(yōu)化設計，確保其強度以及剛度滿足建筑使用的具體要求，提升其抗震性能。

1．4 優(yōu)化設計的要求

在進行高層建筑抗震結(jié)構設計的過程中，除了要重視上述結(jié)構設計的具體要求外，還必須重視進行設計優(yōu)化。由于結(jié)構設計會受到工程造價的影響，因此，在設計環(huán)節(jié)中，必須重視依據(jù)建筑特點和使用性能，明確其主要發(fā)揮的功能，以設計制約因素和設計目標為參照，進行結(jié)構功能的優(yōu)化設計。同時，還必須重視結(jié)構體系的優(yōu)化選擇。高層建筑可以采用的結(jié)構形式有很多，比如懸掛式和剪-框式等，在具體的設計中應以建筑的功能和造價、社會效益等要求為參照，進行結(jié)構形式的優(yōu)化選擇。另外，在設計過程中，還應重視結(jié)構體系的優(yōu)化設計，應對建筑進行規(guī)則、對稱的平面布置，確保剛度分布保持均勻。

2 高層混凝土建筑抗震結(jié)構設計要點探討

2．1 建筑位置的科學選擇

通過大量的數(shù)據(jù)和資料分析可以證明，建筑位置對其抗震性能有著一定的影響作用。因此，在設計環(huán)節(jié)，必須重視建筑位置的科學選擇。選擇位置時應將附近的地形特征和地貌狀況納入考慮范圍，以保障結(jié)構設計成果的有效性。建筑位置選擇時應注意兩點：一、為了保障建筑的安全性，建筑位置最好避開變電站以及火電廠等。二、為了降低施工難度，同時，也為了保障抗震性能，建筑位置盡量不要選在山坡地形處和丘陵地區(qū)。

2．2 優(yōu)化設計方案

高層混凝土建筑抗震結(jié)構設計必須符合國家相關的規(guī)定，達到規(guī)定要求的抗震標準。在建筑主體結(jié)構上，必須確保其對于空間變形具有一定的調(diào)節(jié)能力，使其可以借助結(jié)構延伸性能恢復至正常狀態(tài)，降低因主體變形導致的消極影響，為保障結(jié)構平衡奠定基礎，提升建筑結(jié)構的穩(wěn)定性和安全性?？紤]到地震災害對于建筑結(jié)構的破壞特點，在設計環(huán)節(jié)就必須重視構件的合理布局，確保建筑結(jié)構的受力情況得到有效的協(xié)調(diào)，提升抗震性能。其中，應對豎向結(jié)構進行重點考慮，由于其受到重力的影響，設計時必須采取手段確保其處于受力平衡的狀態(tài)，滿足結(jié)構剛度要求，保障建筑結(jié)構的有序性，促進建筑整體穩(wěn)定性的顯著改善。除此之外，設計工作還必須對于工程建設實際進行考慮，結(jié)合施工現(xiàn)場周圍的地質(zhì)條件進行。進行結(jié)構設計時，應采取有效的防震措施，對于建筑關鍵部分必須慎重對待，減小建筑受到的均勻重力，合理利用重力規(guī)律，調(diào)控建筑受到的不規(guī)則作用力，促進抗震性能的改善。

2．3 重視地震的扭轉(zhuǎn)效應

地震是一種具有極大毀壞性的災害，不僅會破壞房屋建筑，對于人員安全也有著巨大的威脅。由于目前還無法實現(xiàn)地震的準確預測，因此，地震的發(fā)生具有典型的隨機性特征。地震發(fā)生時不僅會產(chǎn)生水平方向和豎向的作用力，還同時伴隨著扭轉(zhuǎn)效應。因此，抗震結(jié)構設計時，必須明確扭轉(zhuǎn)作用的破壞力，重視結(jié)構位移的科學設計，明確位移最小值以及結(jié)構最大位移的剛度，確保建筑結(jié)構的位移保持一致。其中，必須重視保證建筑結(jié)構的各個部分均符合設計規(guī)范要求。另外，設計時還必須開展建筑性能研究，明確其可行性，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的不足，通過及時調(diào)整和改進，促進建筑抗震性能的提升。

2．4 合理設計結(jié)構參數(shù)

設計環(huán)節(jié)中，可以借助地震模擬，明確建筑受力情況，合理設計結(jié)構參數(shù)，對于結(jié)構各部分的實際受力情況進行科學計算，內(nèi)容應包括柱梁變形以及墻體承載能力等多個方面。在實施結(jié)構規(guī)劃時，必須全面掌握建筑的施工技術和所處位置等各項實際情況，明確設計工作的重點和關鍵環(huán)節(jié)，優(yōu)化設計框架，改善設計效果。

3 結(jié)語

近年來，我國發(fā)生了多次地震災害，不僅造成了大量的人員傷亡，也給社會建設造成了巨大的不利影響，在這種背景下，房屋建筑安全的重要性日益凸顯。高層建筑抗震結(jié)構具有良好的抗震性能，對于提升建筑的穩(wěn)定性和安全性意義重大，因此，為了確?？拐鸸δ艿恼０l(fā)揮，在設計環(huán)節(jié)必須重視加強科學設計和方案優(yōu)化，明確設計要求和重點，提升設計成果的有效性，改善建筑整體質(zhì)量，減小地震對建筑造成的破壞，保障人民的生命財產(chǎn)安全和社會發(fā)展秩序。

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