高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震概念設(shè)計的應(yīng)用

任東明

摘 要：我國近年來一些地區(qū)地震頻繁，給我國的人民生活構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅和困擾，也給我們的生命財產(chǎn)造成很大的損失。本文是在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的基礎(chǔ)上，闡述了抗震概念的應(yīng)用性和實用性，并為高層建筑的防震做出更多的措施設(shè)計。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震概念；設(shè)計應(yīng)用

1 前言

地震災(zāi)害不僅會給我們帶來生命威脅，還會給我們造成不同程度的經(jīng)濟(jì)損失。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的概念設(shè)計，是一種對建筑抗震設(shè)計的宏觀闡述。若是能在高層建筑設(shè)計中加入建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，則可以在一定程度上避免其損失。

2 抗震概念設(shè)計的基本概述

抗震概念設(shè)計，是從抗震形式方面，對抗震結(jié)構(gòu)做出不一樣的規(guī)劃。抗震概念的設(shè)計，既可以有效消除建筑內(nèi)部的抗震薄弱點(diǎn)，還可以保障抗震的基本性能，提高抗震的整體可靠性。很多高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，關(guān)注點(diǎn)不在于抗震概念的設(shè)計，而在于抗震作用的分析。然而，很多高層建筑的結(jié)構(gòu)認(rèn)識不僅存在不足，也存在材料性能的制約和施工安裝等多種作用，所以很容易讓計算出來的結(jié)果背離實際，達(dá)不到想要的效果。抗震概念的設(shè)計，很多都是為了能夠提高參照數(shù)值的具體性和實踐性，也是為了突出參照數(shù)值的計算。同樣，工程設(shè)計師在設(shè)計高層建筑的防震措施時，還必須得依照原則聯(lián)系好該地區(qū)的抗震規(guī)定，增強(qiáng)抗震基本性能，并在布置建筑設(shè)施時合理選擇結(jié)構(gòu)的類型和和措施。場地的選擇要避免高危低端，以免造成滑坡、泥石流以及地陷等問題。盡量選擇防震效果較先進(jìn)的儀器和安全性能較高的地方。房屋的布置往往可以決定建筑物的優(yōu)劣，所以高層建筑的布局需得在增強(qiáng)房屋抗震性能的基礎(chǔ)上增加結(jié)構(gòu)設(shè)計的強(qiáng)度，提高結(jié)構(gòu)性能的變化。合理結(jié)構(gòu)選擇的標(biāo)準(zhǔn)在于既經(jīng)濟(jì)又實惠，還要適當(dāng)考慮建筑物的地基基礎(chǔ)，看結(jié)構(gòu)體系是否經(jīng)濟(jì)實用。

3 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則分析

根據(jù)高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的基本標(biāo)準(zhǔn)來看，建筑結(jié)構(gòu)多是在地震的作用下承載出極限狀態(tài)和結(jié)構(gòu)彈性變化?！靶≌鸩粔摹钡暮x是，既能夠保障了人們的生活、生產(chǎn)等各項社會活動，還能讓多重建筑在結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)下正常運(yùn)行。“中震可修”可以保證人們最基本的生命安全和變形能力損失，更可以強(qiáng)烈要求建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的變形能力，讓地震的彈塑性變形不會超過規(guī)定的范圍。即讓建筑的結(jié)構(gòu)更具有合理性，也可以更好的規(guī)范抗震構(gòu)造的措施，并讓地震的可塑性不會超過規(guī)定的范圍之內(nèi)?！按笳鸩坏埂钡脑瓌t保障，是需要依據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延展性才能保證抗震的承載力。當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)延展性后，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的本身承載力是不能降低，也不能變形，在保證了建筑結(jié)構(gòu)安全可靠的同時，也具備了足夠的承載力和穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計需要多道防線來保證地震的安全性。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的主要要點(diǎn)

4.1 建筑結(jié)構(gòu)的平面布置

建構(gòu)結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計，往往會成為影響高層建筑防震措施中至關(guān)重要的部分。因此，建筑結(jié)構(gòu)的平面設(shè)置，需要創(chuàng)新設(shè)計與理性規(guī)劃。平面布置如果對稱規(guī)則、簡單、質(zhì)量和剛度分布均勻等，明確傳力途徑的高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的可能性就比較大。規(guī)則的結(jié)構(gòu)可以準(zhǔn)確預(yù)估地震反應(yīng)和結(jié)構(gòu)作用，可以用最合適的方式來加強(qiáng)抗震性能。而平面布置比較復(fù)雜的不對稱結(jié)構(gòu)，地震作用又很難評估。所以，最好的方式是采用結(jié)構(gòu)規(guī)則的平面布置，這樣才能保證整個高層建筑的抗震性能。

4.2 建筑結(jié)構(gòu)的體系選擇

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)（如圖1）、剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)可以作為地震高層建筑結(jié)構(gòu)的首選體系。高層建筑的層數(shù)不多時，適宜的結(jié)構(gòu)是框架結(jié)構(gòu)；當(dāng)建筑物高度均高時，適宜的結(jié)構(gòu)應(yīng)是框架結(jié)構(gòu)、版主剪力墻結(jié)構(gòu)。然而，很多地震級數(shù)較高，破壞力很強(qiáng)，持續(xù)時間較長、往復(fù)次數(shù)較多的地震，都會給高層建筑物造成嚴(yán)重的破壞，更會危及人們的生命和財產(chǎn)的安全性。這三種建筑抗震結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重?fù)p失，會給后防的抵抗地震的沖擊力造成無法預(yù)估的損失。假如第一道防線被破壞，那么將會影響到后續(xù)防線的影響。建筑物的最低限度不僅會防止建筑物的倒塌，更會讓整個抗震設(shè)計都出現(xiàn)不同的設(shè)置。因此，高層的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，是整個抗震設(shè)計中人們所必需設(shè)置的。

4.3 結(jié)構(gòu)薄弱層

在很多時候，高層建筑物樓層是否會產(chǎn)生突變，決定于建筑結(jié)構(gòu)中的薄弱層防震性能高低。如果結(jié)構(gòu)的豎向抗側(cè)力構(gòu)件不再連續(xù)時，側(cè)向剛度的分布不均和樓層承載能力的不強(qiáng)，都會讓地震的受迫害部位逐漸變多。因此，想要能夠判斷出薄弱層部位的變形能力，應(yīng)該有目的、有意識的判斷和分析。

5 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用

5.1 在建筑整體布局中的應(yīng)用

我國雖然是以豎向結(jié)構(gòu)為整個高層建筑的整體形態(tài)，但抗震結(jié)構(gòu)的垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)還是一一對應(yīng)的。高層建筑結(jié)構(gòu)荷載方向究竟是水平荷載還是垂直荷載，都會讓高層建筑逐漸增高并變化。要想解決水平結(jié)構(gòu)荷載的抗震壓力，不僅應(yīng)該經(jīng)過各項數(shù)據(jù)的研究和分析，同時還應(yīng)該將側(cè)向變形引發(fā)建筑問題來保證建筑的剛度。

5.2 應(yīng)該用遵循高層建筑的結(jié)構(gòu)規(guī)律

高層建筑應(yīng)該遵循高層建筑的規(guī)律和結(jié)構(gòu)，并在遵循規(guī)律的基礎(chǔ)上，來選擇不一樣的高層建筑。例如，我國很多建筑物呈現(xiàn)出來的形狀都是矩形、圓形、方向等軸對稱的幾何結(jié)構(gòu)，說明這些軸對稱結(jié)構(gòu)具有很好的抗震性能。因此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該使用軸對稱的結(jié)構(gòu)，同時也避免使用不規(guī)則形狀的建筑結(jié)構(gòu)。在整個實際設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)建筑施工場所和城市的規(guī)劃來盡可能的調(diào)整特殊的建筑結(jié)構(gòu)，從而讓高層建筑的穩(wěn)定性要更好。

5.3 在高層建筑結(jié)構(gòu)體系方面的應(yīng)用

按照高層建筑物的實際高度，抗震概念設(shè)計的執(zhí)行需要在大體上估測出總體方案的執(zhí)行好相關(guān)組件的尺寸大小，然后才能對局部進(jìn)行細(xì)致性劃分和嚴(yán)密性處理。合理的建筑架構(gòu)體系，既可以讓整個建筑物受力均勻，還可以讓建筑物承載的有效性變得更加合理，更加規(guī)范。適當(dāng)?shù)慕ㄖ镌诟邚?qiáng)度建筑材料方面，運(yùn)用也比較廣泛。鋼筋混凝土的材料作為建筑材料也是具有一定的優(yōu)勢。

6 結(jié)束語

高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計，是對高層建筑防震措施的基本保證，也是對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本考察。所以在對高層建筑結(jié)構(gòu)展開設(shè)計時，應(yīng)在滿足時代要求和防震性能的基礎(chǔ)上，做出合理的設(shè)計和規(guī)劃。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張世周，郁浩.淺析抗震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015（07）：138.