高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)

胡春燕

摘要：城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市化進(jìn)程的不斷加快，使得城市中的建筑物多以高層建筑為主，這就要求對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要不斷增強(qiáng)。高層建筑物的抗震設(shè)計(jì)是非常重要的一部分，直接關(guān)系到建筑物的使用價(jià)值和使用年限。完善的抗震設(shè)計(jì)能夠增強(qiáng)建筑物的使用效率，降低地震發(fā)生時(shí)給建筑物帶來(lái)的干擾和破壞，可以承受較大震級(jí)的地震，使人們的生命健康和財(cái)產(chǎn)安全得到保障。所以，作為相關(guān)建筑施工單位要高度重視對(duì)于工程項(xiàng)目的抗震設(shè)計(jì)，增強(qiáng)建筑物自身的抗震減災(zāi)能力，本篇文章將對(duì)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)

引言

對(duì)于建筑物結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)直接關(guān)系到建筑物的抗震能力，這就需要建筑設(shè)計(jì)人員增強(qiáng)對(duì)抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。建設(shè)施工單位要對(duì)地震發(fā)生時(shí)有可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題和破壞進(jìn)行周密的考慮，采用合理的方法將這些問(wèn)題和破壞程度降低到最小化，對(duì)建筑物的抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善，有效降低地震給人們?cè)斐傻挠绊?。在進(jìn)行建筑物抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要明確設(shè)計(jì)目標(biāo)，采用合理的設(shè)計(jì)方式，最大限度的提高建筑物的安全性和穩(wěn)定性，給人們創(chuàng)造舒適、安全的居住場(chǎng)所。

1、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本原則

進(jìn)行高層建筑物的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是要遵循基本的設(shè)計(jì)原則的，這樣才能保證建筑物的抗震性能，增強(qiáng)建筑物的整體質(zhì)量。具體的原則包括以下幾點(diǎn)：①協(xié)同原則，建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)不是獨(dú)立存在的，是由不同的模塊組成的，作為建筑單位，要保證各個(gè)模塊的協(xié)同配合，這樣才能實(shí)現(xiàn)抗震結(jié)構(gòu)的整體性優(yōu)勢(shì)，提高建筑物的抗震能力；②多防線原則，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多次的波動(dòng)頻率，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要結(jié)合地震的連鎖性迫害，要進(jìn)行多個(gè)防線的設(shè)計(jì)，盡最大力度的保護(hù)建筑工程的安全；③剛性原則，用于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的材料要達(dá)到規(guī)定的剛性標(biāo)準(zhǔn)，要使抗震材料具備足夠的堅(jiān)韌度；④平衡原則，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要使各個(gè)結(jié)構(gòu)保持統(tǒng)一的抗震水平，避免地震作用力的轉(zhuǎn)移，要將建筑工程的動(dòng)態(tài)抗震能力充分發(fā)揮出來(lái)；⑤整體原則，要以建筑物的整體性為依據(jù)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，不能單獨(dú)考慮某個(gè)方面的抗震能力設(shè)計(jì)。

2、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的策略

2.1需對(duì)建設(shè)位置進(jìn)行科學(xué)的選定

相關(guān)工作人員經(jīng)過(guò)對(duì)高層建筑當(dāng)?shù)氐牡卣馂?zāi)害情況進(jìn)行綜合分析，明確高層混凝土建筑的建設(shè)位置往往會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震效果帶來(lái)直接的影響，為此，在建筑高層混凝土建設(shè)期間，相關(guān)工作人員必須科學(xué)的進(jìn)行選定建設(shè)位置，將高層混凝土建筑周圍的地質(zhì)條件與地形地貌情況等進(jìn)行全面的考慮。高層混凝土建筑的建設(shè)位置不僅需要遠(yuǎn)離石油儲(chǔ)存場(chǎng)所、變電站，同時(shí)還需要遠(yuǎn)離火電廠等一些地方，從而有效的避免產(chǎn)生一些不安全的因素；另外，高層混凝土建筑的建設(shè)位置還不能在山坡、丘陵等位置上，其原因在于這些位置的抗震能力比較低，無(wú)法保障高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性與穩(wěn)定性。

2.2對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案需要適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)

高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，必須要確保能夠達(dá)到我國(guó)建筑工程抗震能力方面的要求，其主體結(jié)構(gòu)必須確保能夠調(diào)整與適應(yīng)

建筑結(jié)構(gòu)的空間變形，同時(shí)在強(qiáng)大結(jié)構(gòu)延伸作用影響之下，確保其能夠自動(dòng)的恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)之下，這便能夠在極大程度上將高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)主體變形的不利影響有效消除，從而保證高層混凝土結(jié)構(gòu)能夠更加的牢固與穩(wěn)定。在將地震作用力給高層混凝土結(jié)構(gòu)帶來(lái)的不同程序影響評(píng)定之后，必須科學(xué)合理的對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行布局，從而最大限度的協(xié)調(diào)與控制高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中各個(gè)部分的受力情況，達(dá)到有效提升高層建筑抗震能力的目標(biāo)。

2.3對(duì)于扭轉(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制

在地震的作用下，往往會(huì)產(chǎn)生一定的扭轉(zhuǎn)作用、豎向作用與水平作用等，而受到這些作用的綜合影響，往往會(huì)對(duì)高層建筑產(chǎn)生一定的破壞力，甚至?xí)l(fā)房屋建筑物出現(xiàn)倒塌與地裂等方面的問(wèn)題。地震發(fā)生期間，往往會(huì)出現(xiàn)很多不確定性的因素，同時(shí)存在著隨機(jī)性，為此在設(shè)計(jì)高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)期間，相關(guān)工作人員必須全面的考慮來(lái)自地震的作用力，從而采取有效的措施最大限度的確保混凝土建筑整體安全性與穩(wěn)定性。

2.4強(qiáng)化地基設(shè)計(jì)

地基設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是抗震設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。在對(duì)高層建筑實(shí)施抗震設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮建筑物所處的地理位置，盡量避開(kāi)山包、河流、陡坡等不利因素。建筑選址要建立在牢固、開(kāi)闊、平坦和堅(jiān)硬的基礎(chǔ)上。所以，在地基設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，必須對(duì)地質(zhì)條件做深入分析，對(duì)山石水土有充分了解，做好地質(zhì)勘查并展開(kāi)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜臃治龊涂茖W(xué)論證，為建筑物打下牢固可靠的地基。良好的地基是建筑物抗震能力的基礎(chǔ)。建筑物地基未定無(wú)滲漏、地下無(wú)暗河、熔巖、坍塌等現(xiàn)象，地基就不會(huì)出現(xiàn)承載不均的現(xiàn)象。即使遭遇地震，也能夠一起均衡的承載能力充分抵御地震的破壞。

2.5 考慮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑布局

結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常來(lái)說(shuō)，高層建筑的結(jié)構(gòu)布局對(duì)其動(dòng)力性能有一定程度的影響。所在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須與抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)原則相吻合。無(wú)論是科學(xué)實(shí)驗(yàn)，還是歷史的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，規(guī)則的、簡(jiǎn)單的、對(duì)稱的建筑結(jié)構(gòu)有利于強(qiáng)化建筑的抗震能力，有利于消耗地震釋放的能力，有利于弱化地震的延伸，從而降低地震對(duì)建筑的破壞。所以說(shuō)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)遵循抗震設(shè)計(jì)理念來(lái)展開(kāi)。

2.6 抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵

當(dāng)前，建筑結(jié)構(gòu)種類眾多，從結(jié)構(gòu)材料來(lái)看，有鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼—混凝土結(jié)構(gòu)以及混凝土結(jié)構(gòu)；從結(jié)構(gòu)形式來(lái)看，有筒體結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等。在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中，不同的建筑結(jié)構(gòu)對(duì)于抗震都有著不同的效果，建筑高度、抗震設(shè)防烈度等等都會(huì)對(duì)抗震體系承載力有不同作用，所以設(shè)計(jì)人員在展開(kāi)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合考慮，嚴(yán)謹(jǐn)選擇。

2.7重視結(jié)構(gòu)的延性

在建筑抗震過(guò)程中，良好的延性能夠有效吸收和分散地震能力，最大限度的避免建筑倒塌。所以，在抗震設(shè)計(jì)中，要盡量避免對(duì)建筑構(gòu)建實(shí)施剪切破壞，盡可能使之受到彎曲破壞。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中盡量遵循“強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則。

2.8做好建筑屋頂?shù)目拐鹪O(shè)計(jì)

對(duì)于高層混凝土建筑來(lái)說(shuō)，屋頂抗震設(shè)計(jì)是建筑抗震設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。近年來(lái)一些高層建筑抗震設(shè)計(jì)評(píng)定中均發(fā)現(xiàn)屋頂設(shè)計(jì)存在一定的問(wèn)題。屋頂過(guò)重或過(guò)高，讓建筑在地震中的變形加大，增大了地震對(duì)建筑的破壞作用，為建筑的抗震性增加了不利因素。此外，如果屋頂中心與建筑中心不一致，也會(huì)導(dǎo)致建筑在地震中容易出現(xiàn)抗側(cè)墻斷裂，加重了地震的扭轉(zhuǎn)作用，弱化了建筑的整體抗震性能。在建筑設(shè)計(jì)中，要降低屋頂高度，頁(yè)要選用輕質(zhì)、剛度均勻的材料，提升建筑抗震能力。

結(jié)束語(yǔ)：

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，會(huì)對(duì)城市中的高層建筑物帶來(lái)嚴(yán)重的破壞，所以，在進(jìn)行高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要高度重視抗震設(shè)計(jì)的重要性。抗震設(shè)計(jì)的完善與否，直接影響到建筑物的整體質(zhì)量，也對(duì)于人們的生命和財(cái)產(chǎn)有著直接的作用關(guān)系。所以，作為建筑項(xiàng)目的相關(guān)設(shè)計(jì)人員，要根據(jù)建筑的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)建筑物所處地形、地貌、地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行充分考慮和分析，根據(jù)相關(guān)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定作為設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，提高抗震設(shè)計(jì)的整體水平，盡可能的提高高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力，為人們創(chuàng)造安全、穩(wěn)定、舒適、宜居的生活場(chǎng)所，保證人們的生命健康和財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1]高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析[J]. 孫小華，余軍. 城市建筑.2013（10）

[2]高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 肖麗麗. 住宅與房地產(chǎn). 2018（18）

[3]高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究[J]. 寧華. 建材與裝飾. 2017（30）

[4]淺議高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 李鷗. 價(jià)值工程. 2015（09）

（作者單位：江蘇龍騰工程設(shè)計(jì)股份有限公司）