超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計要點

靳曉燕

(山東職業(yè)學(xué)院土木系,山東 濟南 250104)

隨著我國社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,我國的建筑行業(yè)也得到了極速的發(fā)展,其中最典型的就是超限高層建筑的廣泛出現(xiàn)。超限高層建筑工程與其他的普通工程相比,不僅房屋的高度以及工程施工的復(fù)雜度已經(jīng)超出了我國對于建筑工程的相關(guān)規(guī)定,同時對于建筑結(jié)構(gòu)中抗震要求也有很大的不同。目前,我國對于超限高層建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)的具體要求依舊是按照《超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定》具體執(zhí)行的。但是在相關(guān)規(guī)定當(dāng)中,對于具體結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計卻沒有進行明確的規(guī)定,而就目前普通的抗震設(shè)計已經(jīng)不能夠滿足超限高層的建筑結(jié)構(gòu),同時對于基于性能的抗震設(shè)計已經(jīng)在超限高層建筑中被進行廣泛的應(yīng)用[1]?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計,其理念最早是由美國的科學(xué)家以及工程師提出來的,其最早在橋梁的抗震設(shè)計中進行應(yīng)用。之后逐漸被廣泛應(yīng)用在高層建筑中,其主要的思想理念就是,能夠滿足被設(shè)計的建筑物在進行使用的期間內(nèi)的預(yù)定功能或者是性能達到目標(biāo)要求。

1 超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計與常規(guī)抗震設(shè)計的比較

1.1 設(shè)防目標(biāo)

常規(guī)的抗震設(shè)計,其主要遵循小地震發(fā)生建筑物不壞,中地震發(fā)生建筑物可以修復(fù),而大地震發(fā)生建筑不會發(fā)生倒塌的原則,常規(guī)的抗震對于小型地震有明確的性能指標(biāo),對于發(fā)生大型地震也有明確的位移指標(biāo),并按照設(shè)防的目標(biāo)分為甲乙丙丁四類?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計,其在進行設(shè)計的過程中,依照建筑的使用功能以及遭遇地震的等級,對于預(yù)期的性能目標(biāo)提出了許多種,大致包括：結(jié)構(gòu)的、非結(jié)構(gòu)的、設(shè)施的等各種各樣的性能指標(biāo),其具體的預(yù)期性能目標(biāo)由建筑的業(yè)主進行選擇[2]。

1.2 實施方法

對于常規(guī)的抗震設(shè)計一般都是按照相關(guān)的指令性、處方形式等具體規(guī)定進行設(shè)計的,主要是依賴于結(jié)構(gòu)布置概念進行設(shè)計、對小型地震應(yīng)對彈性進行設(shè)計、以及對大型地震發(fā)生變形的程度進行驗算,從而將其作為預(yù)期宏觀的設(shè)防目標(biāo)[3]。基于性能的抗震設(shè)計,除了需要滿足常規(guī)抗震設(shè)計的要求外,還需要對能夠符合預(yù)期性能的相關(guān)要求進行論述,主要包括對結(jié)構(gòu)體系、抗震措施等進行一定的試驗,并要經(jīng)過專門評估的進行確認。

1.3 工程應(yīng)用

常規(guī)的抗震設(shè)計,目前在我國已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,同時設(shè)計人員對其經(jīng)濟熟練掌握。對建筑工程的高度以及規(guī)則等具有明確的限制,存在一定的局限性,對于新技術(shù)、新材料以及新結(jié)構(gòu)的發(fā)展具有阻礙作用?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計,目前在我國來說,適用范圍比較小,設(shè)計人員對其掌握程度不高,對其進行采用存在一定的危險性。但是基于性能抗震設(shè)計的提出,使超限高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供了可能性,對于技術(shù)的創(chuàng)新以及進步具有積極地作用。

2 超限高層建筑工程抗震設(shè)計的主要原則

2.1 符合三水準(zhǔn)的檢查標(biāo)準(zhǔn)

超限高層建筑在具體的抗震設(shè)計中,只有遵循以下原則,才能夠滿足相應(yīng)的規(guī)定要求：①對建筑工程進行抗震設(shè)計的過程中或者是工程建設(shè)完成之后,如果發(fā)生小型地震,建筑工程不需要進行任何處理,就可以進行正常的使用；②如果發(fā)生中級地震,建筑功能的相關(guān)功能仍舊能夠進行維持,同時建筑所遭受的損害只要經(jīng)過相應(yīng)的修復(fù)正常,就可以進行正常的使用；③如果發(fā)生大地震時,建筑工程不會出現(xiàn)大面積的坍塌現(xiàn)象,這就不會因建筑坍塌而給周邊的住戶帶來安全威脅。

2.2 設(shè)計力的求取要具體

對于建筑工程設(shè)計進行開展的時候,主要分為以下兩階段：第一階段,對于建筑自身所具備的彈性,需要精確到小地震的影響下,同時建筑自身所具有的強度需要滿足地震作用所能夠達到的強度[4]。因此,對于超限高層建筑進行設(shè)計的時候,應(yīng)該對建筑截面的結(jié)構(gòu)進行考慮,從而使建筑的抗震能力能夠得到有效的提升；第二階段,最重要的對建筑自身彈性進行設(shè)計,當(dāng)建筑自身具備一定的抗震性時,當(dāng)發(fā)生地震時,建筑就能夠發(fā)揮自身的抗震性,從而大大減少建筑發(fā)生坍塌的幾率。

2.3 強剪弱彎、強柱弱梁原則

對于超限高層建筑工程在進行設(shè)計的過程中,應(yīng)該遵循強剪弱彎、強柱弱梁的原則,在對建筑工程進行具體設(shè)計的過程中,通過對建筑抗震性能的考慮,從而使建筑結(jié)構(gòu)能夠更加趨向于合理化,與此同時,對建筑結(jié)構(gòu)的強度和剛度不斷地進行增強,也可以使超限高層建筑工程的抗震性能得到有效提升。

3 超限高層建筑基于性能抗震設(shè)計的要點

3.1 保障建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

對于高層建筑進行設(shè)計的過程中,首先設(shè)計的相關(guān)的工作人員需要對建筑物的性能進行結(jié)合考慮,并根據(jù)高層建筑在實際使用中所要滿足的需求,以及設(shè)計的相關(guān)功能進行科學(xué)、合理的考慮,以此對建筑工程的平面進行規(guī)劃。與此同時,高層建筑的設(shè)計人員還需要對工程現(xiàn)場的地理因素進行考慮,并將業(yè)主的需求作為重點對相關(guān)工作進行完善。對于超限高層建筑而言,其在進行設(shè)計的時候最重要的就是滿足以上要求,因此,在具體設(shè)計以及實際施工階段,最重要的就是需要保證建筑的扭轉(zhuǎn)剛度不能夠超過規(guī)定的設(shè)計要求,同時還需要盡可能的防止結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)而影響到建筑物的抗震性以及安全性。除此之外,還需要注意的就是對于超限高層建筑物的結(jié)構(gòu),一定要保證其結(jié)構(gòu)的對稱性以及均勻性,這就要求對于剪力墻的布置要更加的合理,不僅能夠及時的發(fā)現(xiàn)建筑物結(jié)構(gòu)中存在的弱點,同時還能夠防止出現(xiàn)特殊情況時建筑結(jié)構(gòu)受到損壞,或者是坍塌。同時,對于設(shè)計人員來說,其自身的素質(zhì)對高層建筑結(jié)構(gòu)安全性以及抗震性具有重要的影響,這就需要不斷加強設(shè)計人員的自身素質(zhì),并對發(fā)生地震時建筑物所要面臨的抗震性,以及實際情況進行綜合分析,當(dāng)建筑物面臨應(yīng)力變化時,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)就不會受到嚴(yán)重的影響,并且這種影響會逐漸降低。

3.2 嚴(yán)格控制層間位移

在對超限高層建筑工程進行設(shè)計的過程中,需要對基于性能設(shè)計進行全方位的考慮,不僅要考慮到工程施工的價格體系以及對施工材料的選擇,同時還需要特別注意建筑工程的高度比以及對于位移的掌控。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生位移時最關(guān)鍵的影響就是對平面規(guī)劃的科學(xué)性與合理性,因此,對于工程的平面規(guī)劃的科學(xué)性要不斷地進行加強,從而更好的控制層間發(fā)生位移。此外,還需要結(jié)合實際工程狀況進行考慮,使設(shè)計能夠更加科學(xué)的完成,使超限高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及抗震性得到進一步的保證,從而使超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計能夠得到更好的發(fā)揮。

4 結(jié)束語

隨著城市化進程的不斷加快,現(xiàn)代的工程建設(shè)得到了飛速的發(fā)展,土地資源也隨之逐漸變得稀缺,城市的為了容納更多的人口,城市的建筑逐漸向著縱向發(fā)展,超高層建筑越來越多,因此對超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能進行抗震設(shè)計對建筑工程施工具有重要的影響,同時對建筑自身的安全性也具有著決定性的影響。與此同時,對相關(guān)建筑設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)的要求也逐漸增高?？傊?為了保障超限高層建筑設(shè)計的安全性,最重要的就是對性能抗震設(shè)計進行加強。

[1]楊閆.超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計的研究[J].黑龍江科技信息,2014,(7)：204．

[2]周寶學(xué).芻議高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震概念設(shè)計的應(yīng)用策略[J].江西建材,2016(12)：52．

[3]賀志文.某超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計[J].新材料新裝飾,2014,(3)：416-417,372．

[4]張文灝.超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計問題分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向(上),2015(9)：187-188．