關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略

劉哲

（天津昆侖兆業(yè)投資有限公司 天津 300384）

引言

現(xiàn)階段，高層及超高層的住宅建筑已經(jīng)成為我國建筑行業(yè)的主流趨勢。對(duì)于高層住宅建筑來說，最為重要的是建筑結(jié)構(gòu)擁有良好的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，確保能為人們提供舒適安全的居住環(huán)境。在建筑結(jié)構(gòu)中尤其是高層建筑結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)工作非常重要，它直接影響到建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)在地震的作用下不被受到嚴(yán)重破壞以及保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，必須要做好建筑結(jié)構(gòu)的抗震工作，做好建筑結(jié)構(gòu)的抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保高層住宅抗震效果良好。

1 高層住宅建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)原則

1.1 高層住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)

對(duì)高層住宅建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的主要目的就是提高建筑的穩(wěn)定性和安全性，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時(shí)候，最大限度保證人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，盡可能的降低地震導(dǎo)致的各種損失。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一般達(dá)到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的基本目標(biāo)。“小震不壞”指的是當(dāng)發(fā)生小地震的時(shí)候，要保證住宅的完全安全，不被地震損壞?！爸姓鹂尚蕖笔侵府?dāng)發(fā)生中級(jí)地震時(shí)，住宅受到的損壞較小，并且住宅建筑結(jié)構(gòu)可以修復(fù)，居民的生命安全得到保障，財(cái)產(chǎn)損失較小?！按笳鸩坏埂敝府?dāng)發(fā)生大地震的時(shí)候，高層住宅不會(huì)倒塌，給居民爭取足夠的時(shí)間逃生[1]。

1.2 高層住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則

為了保證高層住宅建筑結(jié)構(gòu)抗震效果，設(shè)計(jì)人員在抗震設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中需要結(jié)合實(shí)際情況，堅(jiān)持相應(yīng)的原則，并選擇科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)形式，確保建筑結(jié)構(gòu)抗震能力符合相關(guān)規(guī)定要求。高層住宅建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)、資金投入以及建筑類型，科學(xué)選取合適的建筑構(gòu)造和結(jié)構(gòu)類型，達(dá)到經(jīng)濟(jì)性與安全性相統(tǒng)一的原則。所以在高層住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員必須重視抗震能力的設(shè)計(jì)，積極采取措施提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性、承載能力以及剛度和延性等，重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)中薄弱部位，有效地采取措施進(jìn)行鞏固，加強(qiáng)其抗震能力[2]。除此之外，在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)設(shè)多道抗震防線，確保抗震結(jié)構(gòu)體系的完整性和整體性，提升高層住宅建筑抗震效果，盡可能提高建筑的抗震能力，保障人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2 影響高層住宅建筑抗震效果的因素

2.1 建筑材料影響抗震性能

建筑材料對(duì)整個(gè)建筑質(zhì)量的影響較大，建筑材料不同，抗震效果也不一樣。當(dāng)采用如陶?；炷?、加氣混凝土板、空心塑料板材等強(qiáng)度高并且質(zhì)量輕的材料時(shí)，會(huì)極大地提升建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度并減輕結(jié)構(gòu)的自重，增強(qiáng)了建筑抗震能力，在很大程度上確保了整個(gè)建筑的質(zhì)量水平。一般情況下，當(dāng)建筑質(zhì)量水平較高時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)抗震能力就較強(qiáng)，地震對(duì)建筑的破壞程度相應(yīng)的會(huì)變小。相反，當(dāng)建筑質(zhì)量水平低較差時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)抗震能力也會(huì)相應(yīng)的削弱，地震對(duì)建筑的破壞程度會(huì)變大[3]。所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果條件允許的話，盡量選取強(qiáng)度高、質(zhì)量輕的建筑材料，以便提升建筑的質(zhì)量水平。

2.2 建筑物高度影響抗震性能

建筑物的高度也是一個(gè)重要的影響因素。建筑物的重心高度同建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性息息相關(guān)。而重心高度又和建筑物的整體高度直接相聯(lián)系。一般建筑物的高度越高，建筑的重心也越高，建筑的穩(wěn)定性就會(huì)變差。并且我國相關(guān)部門已經(jīng)規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)防烈度和相應(yīng)的建筑高度要求，在設(shè)計(jì)時(shí)必須按照規(guī)定操作。只有這樣，才能確保抗震效果。但是實(shí)際生活中，我國許多建筑會(huì)超高，如果一旦發(fā)生大地震，這些建筑的結(jié)構(gòu)很容易被地震破壞，建筑的抗震效果會(huì)很差，甚至?xí)l(fā)生坍塌事故，導(dǎo)致大量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 建筑地基選取影響抗震性能

建筑物地基選擇也會(huì)影響建筑物抗震性能。如果高層建筑選擇堅(jiān)實(shí)的地基，即地勢平坦并且土層堅(jiān)硬、密實(shí)度高，分布均勻的地區(qū)，可以從根本上確保建筑的抗震性能，因?yàn)檫@種地基堅(jiān)實(shí)的區(qū)域自身就有很強(qiáng)的抗震能力。如果選擇的場地地基比較松軟，比如河岸地區(qū)或垮在兩類土壤上等土層比較疏松的區(qū)域，那么建筑物抗震性能比較差，影響整個(gè)建筑的質(zhì)量。所以對(duì)建筑物地基的選擇十分重要，如果地基選取不恰當(dāng)可能導(dǎo)致建筑物建成后出現(xiàn)質(zhì)量安全問題。

3 提升高層住宅建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的優(yōu)化策略

3.1 重視高層建筑材料的選擇

在對(duì)高層住宅建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，嚴(yán)格把控高層建筑所用建筑材料，設(shè)計(jì)人員要熟悉了解每種建筑材料的性能及優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)建筑材料的抗震性能做好研究分析。在選擇時(shí)要綜合考慮，不僅要考慮材料的承載力，還要考慮材料的質(zhì)量、抗變形能力等等，選出符合抗震需求而且經(jīng)濟(jì)適用的建筑結(jié)構(gòu)材料[4]。如果資金允許，最好優(yōu)先選用強(qiáng)度高且輕質(zhì)的材料，這樣在保證強(qiáng)度情況下減輕結(jié)構(gòu)自重，在一定程度上減輕建筑的自重和承載壓力，提升建筑的抗震能力。

3.2 優(yōu)化高層住宅建筑空間和平面設(shè)計(jì)

對(duì)于高層住宅建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必須遵循相關(guān)的規(guī)定要求和設(shè)計(jì)原則，嚴(yán)格把控好設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，一定要做好建筑空間和平面設(shè)計(jì)。在平面設(shè)計(jì)中，一定要遵循建筑抗側(cè)力構(gòu)建布設(shè)規(guī)則性原則，合理布局，設(shè)計(jì)多道抗震防線，最好選擇鋼筋混凝土框架柱作為第一道抗震防線，鋼筋混凝土框架柱的設(shè)計(jì)一定要符合設(shè)計(jì)規(guī)則，盡可能的提升建筑的抗震能力，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。除此之外，在高層住宅建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，還要充分重視結(jié)構(gòu)的受力情況，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的剛度和承載力深入研究分析，在設(shè)計(jì)時(shí)一定要滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度和承載力的要求，確保結(jié)構(gòu)受力均勻，避免出現(xiàn)受力薄弱部位。同時(shí)，還要做好高層住宅建筑傳力途徑分析這一環(huán)節(jié)的工作，結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的抗震方案，最大限度降低地震對(duì)住宅建筑的破壞作用，保障人員生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.3 選擇合理高層住宅建筑結(jié)構(gòu)類型

人們對(duì)建筑的要求越來越高，使得建筑結(jié)構(gòu)形式不斷發(fā)展變化，并呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況并綜合考慮各種因素，盡可能選擇一個(gè)結(jié)構(gòu)承載力和抗變形能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)受力分布均勻的結(jié)構(gòu)體系，確保建筑的穩(wěn)定性和安全性[5]。目前建筑結(jié)構(gòu)類型較為多樣，結(jié)構(gòu)類型不同，抗震效果也不一樣，其中應(yīng)用較廣泛的主要是混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，做好研究分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的結(jié)構(gòu)類型，盡可能的降低地震對(duì)建筑物的破壞程度，保障人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，高層住宅建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也會(huì)越來越完善，不斷滿足人們對(duì)建筑物使用功能和外觀方面的需求。在高層住宅建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)該充分利用新型結(jié)構(gòu)及高性能材料，尋求合理措施和抗震技術(shù)，不斷完善結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，提升高層住宅建筑抗震能力，為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全提供堅(jiān)實(shí)保障。