抗震概念設計在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用分析

高龍飛

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市建設也取得了很大的進步。高層建筑作為現(xiàn)代城市建設的一大發(fā)展趨勢，對其的建筑要求也隨之提高。如何提高高層建筑的抗震能力，是城市建設中的一個難點，也是現(xiàn)代建筑行業(yè)需要重點關注的部分，本文就高層建筑的抗震概念設計進行簡單的探討與研究。

關鍵詞：高層建筑；抗震；概念設計

一、抗震概念設計的概述

地震是將地球在運動過程中積累的能量釋放出來的一種自然現(xiàn)象，作為一種不可控的自然災害，它對建筑物的不利影響可見一斑。地震的作用力是很難預測的，但是我們可以在防震工作上加大投入。所以，現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展過程中，我們就應該重點關注到建筑物的抗震設計上來。在抗震設計中，概念設計受到建筑行業(yè)設計師們的密切關注?？拐鸶拍钤O計是一種基于實際情況與建筑經(jīng)驗等形成的設計理念，在建造建筑物的過程中，提出相應的建設方案，在材料，結(jié)構(gòu)等方面給予重要指導。同時也對建筑物的架構(gòu)，建筑物所在地的自然環(huán)境，建筑物的形體等做好勘察研究，靈活運用，做好高層建筑的防震工作。

二、抗震概念設計的原則

傳統(tǒng)的建筑設計中，設計師并不十分注重建筑的整體結(jié)構(gòu)，只是一味的依賴計算，把重點放在一些細微的部分而忽略了大局。這種陳舊的建筑理念很難保證建筑物的整體結(jié)構(gòu)在防震方面能起到良好的防御作用，不能很好的將建筑的結(jié)構(gòu)與抗震性結(jié)合起來。在現(xiàn)代建筑業(yè)中，尤其是現(xiàn)代高層建筑的設計過程中，抗震概念設計要把握住建筑的整體結(jié)構(gòu)，精準的運用抗震設計的準則，才能有效提升建筑物的整體抗震性。，

建筑結(jié)構(gòu)要把握幾個基本的特性。首先，是簡單性。將建筑結(jié)構(gòu)化繁為簡，簡單的結(jié)構(gòu)有利于對建筑中各個部分有效把握，方便得出建筑的計算模型，內(nèi)力等。利于全面直觀的對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行分析。在地震發(fā)生的時候，簡單的建筑結(jié)構(gòu)能讓地震波直接有序的傳遞。其次，就要關注到規(guī)則性。建筑物要明確自身形體的規(guī)則性，高層建筑要建立在規(guī)則的平面之上，規(guī)則的平面是建筑建造的基礎。建筑的立面與豎向的剖面布置也應均勻?qū)ΨQ，保持好建筑的整體平衡，最大力度的降低建筑主體的重心，堅持建筑物的均勻性與規(guī)則性，能夠讓建筑物的受力保持平衡。剛度也在建筑的抗震中起到重要的作用，力是雙向傳遞的，建筑物要做到可以阻擋來自不同方向的作用力。側(cè)向剛度均勻變化，結(jié)構(gòu)中豎向材料的強度應該從下到上逐步減小，在地震發(fā)生時使地震波的力也能夠均勻的傳遞，使地震的能量得到分散，破壞力減小，損失降低。剛度與質(zhì)量之間做好協(xié)調(diào)，對偏心結(jié)構(gòu)做好處理，讓建筑的形體與結(jié)構(gòu)能均勻規(guī)則的布置，防止建筑的承載作用，剛度和力在傳遞過程中發(fā)生突變。但是也要注意結(jié)構(gòu)的變形，太大的結(jié)構(gòu)變形會產(chǎn)生重力二階效應，讓建筑結(jié)構(gòu)失衡并損壞。建筑中剛性不強的部位要加大其的延展性，防止容易受損的建筑部位太早就被破壞，讓薄弱層影響到整棟建筑。建筑結(jié)構(gòu)的整體性在抗震概念設計中也有著重要的地位。樓蓋就如同水平隔板，力能夠在各個方向間得以傳遞。這一體系能夠給建筑提供大量的平面內(nèi)剛度，與豎向結(jié)構(gòu)結(jié)合起來。如果建筑物形體不規(guī)則，要注意到樓頂部分與建筑整體之間的結(jié)構(gòu)。

三、抗震概念設計的應用

在實際的運用過程中，我們要注意到一下這些問題。

高層建筑所在地的地形條件也是建筑物建造時要考慮到的。在正式建造之前，工程隊要對工程場地進行勘測。如果地表的土質(zhì)硬，覆蓋層厚度小，就說明這塊土地性能穩(wěn)固，可以承受重量大的建筑，發(fā)生地震的時候地基也不會受到破壞。反之，土質(zhì)軟，厚度大的土地，對建筑物的承載能力也小，地基不夠穩(wěn)定，受到地震的影響的也就越大。一些特殊的地表結(jié)構(gòu)，像是山梁，山丘，地表的斷層處，都容易放大地震帶來的負面效應，會造成地基的破壞，地層的錯位，土體的變形等，地表結(jié)構(gòu)的變化都會對在土地上的建筑物造成潛在的威脅。在進行建筑設計時，要對工程區(qū)域的地震動卓越周期進行估算，通過對周期的預測可以得出區(qū)域的地震幾率，幾率大的區(qū)域就要考慮是否在這里建造建筑。所以在選擇建筑的建筑地點時，要避開這些不利于建造建筑的土地，但是無法避開這類土地時，也要通過各種方法來提高建筑物的抗震性能，盡可能的減少地震對建筑物帶來的不利影響。

建筑物整體要把握住平面與立面的規(guī)則性，使建筑物的剛度與質(zhì)量的中心正好重合。不對稱的結(jié)構(gòu)設計中剛度與質(zhì)量的中心做不到重合，地震的時候內(nèi)部結(jié)構(gòu)會發(fā)生很大強度的變化，扭曲。如果避免不了建造不規(guī)則形狀的建筑物，則要在建造過程中多做防震措施，使建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)能趨向于合理的防震結(jié)構(gòu)設計。同時，建筑的高度也要有所限制。建筑物越高，所能承載的地震壓力就越小，要對建筑高度做出一個限值。高層建筑尤其要做好防震措施。

建筑物在選型上要綜合建筑場地、建筑材料、經(jīng)濟水平和工程條件等內(nèi)容。在建筑結(jié)構(gòu)上保證建筑的對稱性，內(nèi)部的作用力要平等，均勻。建筑結(jié)構(gòu)的布置上，要對稱分布抗側(cè)力體系。對建筑的重量加以控制，合理安排結(jié)構(gòu)，增強建筑的抗傾覆能力。建筑上使用的抗震材料要有良好的伸展性，連接性，延性，既要保證建筑的牢固性，也要能抗擊各種因素帶來的影響。在高層建筑的抗震設計中，要設置多條抗震防線。地震的大小，次數(shù)都難以估摸，如果只有一道防線，一旦地震震級大，防線破壞后建筑物仍然會被損壞。在建造高層建筑的時候，要保證建筑結(jié)構(gòu)中力量的均勻分布，對建筑的抗扭程度，也進行加強。由此減少地震帶來的對建筑結(jié)構(gòu)的破壞作用。高層建筑要設計好抗震墻，讓其處在對稱的位置上，在建筑外圍設計好其他的防震結(jié)構(gòu)，全方位的增強建筑的防震能力。

四、結(jié)語

城市人口密度的不斷增加，使得城市中高層建筑的數(shù)量不斷增加?？拐鸶拍钤O計的作用在高層建筑的設計與建造中也變得越加明顯。我們要合理有效的運用防震概念設計，增強工程質(zhì)量，提高建筑的防震性，防患于未然，讓我們的城市家園更加安全。

參考文獻：

[1]陳雁.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設計[J].建材發(fā)展導向（上），2015（8）：162-163.

[2]劉靜.抗震概念設計在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用[J].建筑工程技術與設計，2015（2）：176-176.

[3]張念華.抗震概念設計在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用[J].中國新技術新產(chǎn)品，2014（4）：78-78，79.