高層建筑結(jié)構(gòu)抗震超限設(shè)計(jì)分析

王軍強(qiáng)

摘要：隨著建筑行業(yè)的發(fā)展和社會(huì)的需要，越來越多的高層建筑投入使用。但是高層建筑很容易受到自然災(zāi)害的影響，尤其是地震災(zāi)害。因此人們必須加強(qiáng)高層建筑的抗震性，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候進(jìn)行全方面的考慮，充分提高高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。本文從高層建筑結(jié)構(gòu)抗震超限設(shè)計(jì)概念及其要點(diǎn)出發(fā)，提出了加強(qiáng)抗震超限設(shè)計(jì)的有效措施，希望能夠促進(jìn)我國高層建筑的進(jìn)一步發(fā)展。

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

地震災(zāi)害對(duì)于高層建筑具有很大的破壞性。隨著城市高層建筑數(shù)量的增多，人們逐漸提升了對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重視程度。只有做好高層建筑的抗震設(shè)計(jì)，才能保證建筑的安全性與穩(wěn)定性，進(jìn)而保障居民的人身安全以及財(cái)產(chǎn)安全。高層建筑的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)長期的設(shè)計(jì)過程，而且涉及到的各項(xiàng)內(nèi)容比較繁復(fù)，在設(shè)計(jì)的過程中一旦出現(xiàn)問題就會(huì)影響后續(xù)的各項(xiàng)操作。因此設(shè)計(jì)人員在具體設(shè)計(jì)過程中需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，全方面考慮各種影響因素，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提升建筑的抗震性能。同時(shí)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體布局設(shè)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來提升建筑的穩(wěn)定性，保障社會(huì)和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震超限設(shè)計(jì)概述

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震超限設(shè)計(jì)不僅需要保證建筑的穩(wěn)定性和安全性，也要符合人們的實(shí)際生活需要。在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員需要考慮多方面內(nèi)容。相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要充分了解抗震結(jié)構(gòu)和建筑材料性能，遵循一定的原則來采取有效措施，保證抗震設(shè)計(jì)的合理性。首先，設(shè)計(jì)人員在建筑物抗震設(shè)計(jì)中要保證結(jié)構(gòu)的整體性，保證能夠使建筑物整體的抗震效果最大限度地得以保留。其次建筑結(jié)構(gòu)的剛度必須滿足抗震的相關(guān)要求。如果建筑物的剛度與相關(guān)要求不相符，那么將無法避免地震給建筑物帶來的嚴(yán)重?fù)p害。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員需要針對(duì)建筑物的剛度采取有效措施，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形現(xiàn)象進(jìn)行有效控制，提高高層建筑的穩(wěn)定性。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震超限設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

高層建筑結(jié)構(gòu)超限設(shè)計(jì)需要考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使建筑具有較大的承載力，最大限度內(nèi)減少地震給高層建筑帶來的損害，從而確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)體現(xiàn)在兩個(gè)主要方面：首先構(gòu)件要具備相應(yīng)的承載能力和抗震性能。在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的過程中，首先要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，保證構(gòu)件能夠具備承載能力和抗震性能。在選擇構(gòu)件的過程中，需要對(duì)構(gòu)件的規(guī)格和型號(hào)進(jìn)行確定，并且保證構(gòu)件的質(zhì)量能夠符合建設(shè)的要求，需要對(duì)構(gòu)件的剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性能進(jìn)行測(cè)試。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中對(duì)一些薄弱的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，并且采取加強(qiáng)措施使其具備足夠的變形能力，在地震災(zāi)害中不會(huì)輕易的發(fā)生錯(cuò)位現(xiàn)象，增強(qiáng)構(gòu)件的抗震性能。一些承載力壓力較大的構(gòu)件區(qū)域還應(yīng)該設(shè)置支架，避免構(gòu)件由于過大的壓力而產(chǎn)生破壞。其次有效控制層間位移。其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起著重要作用，因此設(shè)計(jì)人員要對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，嚴(yán)格對(duì)層間位移進(jìn)行控制，避免建筑結(jié)構(gòu)超過極限值。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中需要牢記這兩個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，才能保證建筑的抗震性以及穩(wěn)固性。

3 加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震超限設(shè)計(jì)的有效措施

3.1 保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性

設(shè)計(jì)人員在對(duì)高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對(duì)建筑性能進(jìn)行全面的考量，仔細(xì)衡量建筑實(shí)際要求，對(duì)相關(guān)功能進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌規(guī)劃建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作。高層建筑容易受到自身結(jié)構(gòu)受力的影響，因此在高層建筑設(shè)計(jì)階段，工作人員要根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行合理規(guī)劃，保證建筑結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。工作人員要遵循相關(guān)原則，使建筑結(jié)構(gòu)呈規(guī)則性，保持中心與周邊的均勻協(xié)調(diào)，確保主體結(jié)構(gòu)的扭曲程度能夠維持在一定范圍內(nèi)。因?yàn)樵谠馐艿卣馂?zāi)害時(shí)，形成的作用力和實(shí)際荷載都會(huì)在方向上產(chǎn)生改變，如果建筑主體結(jié)構(gòu)的剛度和變形程度能夠保持在一定范圍內(nèi)，那么結(jié)構(gòu)就能具備更好的抗震能力，避免因?yàn)樽饔昧Φ挠绊懺斐傻闹黧w結(jié)構(gòu)性損壞和非結(jié)構(gòu)性損壞。

3.2 加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)單位在對(duì)建筑物建設(shè)場(chǎng)所進(jìn)行選擇的時(shí)候，應(yīng)該采取相關(guān)技術(shù)手段對(duì)土壤的硬度、密度實(shí)施相應(yīng)的檢驗(yàn)，保證建筑結(jié)構(gòu)載荷方面的要求獲得滿足，保障建筑物的承載力和穩(wěn)定性。如果建筑物建設(shè)位置的地表性質(zhì)存在不穩(wěn)定現(xiàn)象，那么該建筑物在抗震性能方面也將會(huì)遭受到極大的影響。同時(shí)還應(yīng)該需要采取有效技術(shù)對(duì)建筑物的地基實(shí)施相應(yīng)的加固處理工作，保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該將地基的性質(zhì)與所涉及建筑物的結(jié)構(gòu)單元性質(zhì)要盡量保持一致性，并且還要應(yīng)用位移結(jié)構(gòu)抗震法對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行完善。在進(jìn)行基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)的過程中采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建設(shè)模式，充分發(fā)揮鋼筋材料的抗拉性能，并且與混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)合效應(yīng)進(jìn)行融合。設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)梁高度和鋼筋材料的用量進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，并通過各種材料的輔助來進(jìn)行綜合布置，例如在一些重點(diǎn)連接構(gòu)件之間放置墊塊，促進(jìn)結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)定，防止在結(jié)構(gòu)使用的過程中出現(xiàn)銹蝕，還可以保證構(gòu)件的使用期限。

3.3 加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)骨架設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)骨架設(shè)計(jì)時(shí)，如果選用的材料質(zhì)量不符合要求時(shí)，將無法提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，一旦遭受地震災(zāi)害就會(huì)發(fā)生構(gòu)件折斷的現(xiàn)象，因此應(yīng)該用一些密度比較高的材料，并且充分發(fā)揮材料的抗震性能。還需要根據(jù)實(shí)際建設(shè)情況和材料的特點(diǎn)選用相應(yīng)的作業(yè)技術(shù)，才能提高作業(yè)質(zhì)量，在遭受地震災(zāi)害時(shí)，能夠產(chǎn)生更大的抗震作用力，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的抗震性能。目前建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有眾多的優(yōu)勢(shì)，比如造價(jià)較低、整體性好等等，此外還具有較好的結(jié)構(gòu)延展性。設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要站在實(shí)際情況的角度來具體分析，并與建設(shè)區(qū)域當(dāng)?shù)氐牡貏?shì)特點(diǎn)相結(jié)合，有針對(duì)性地選擇合適的骨架設(shè)計(jì)方式，以保證相關(guān)抗震設(shè)計(jì)方式的合理性，進(jìn)而有效提升建筑結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性。

3.4 加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，劇烈的抖動(dòng)會(huì)導(dǎo)致墻體出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起坍塌，進(jìn)而對(duì)建筑居民造成人身安全以及財(cái)產(chǎn)安全威脅。墻體結(jié)構(gòu)承擔(dān)著建筑物的大部分重量，其是建筑結(jié)構(gòu)中不可或缺的一部分，應(yīng)保證其具有超強(qiáng)的抗震性。設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行墻體設(shè)計(jì)時(shí)可以采用外墻結(jié)構(gòu)組合墻板框架的方式，對(duì)墻體的承重能力進(jìn)行強(qiáng)化，這樣不僅通過墻柱和梁體來支撐總體結(jié)構(gòu)，而且可以通過框架和結(jié)構(gòu)的結(jié)合來提高結(jié)構(gòu)的荷載能力，更好地承受各方面的作用力。在進(jìn)行墻板框架建設(shè)的過程中，墻板與拉桿、結(jié)構(gòu)柱的綜合使用使得墻體的整體扛拉能力更強(qiáng)，而且不會(huì)輕易發(fā)生變形現(xiàn)象，有效提高了結(jié)構(gòu)的總體抗水平風(fēng)載能力和抗震性能。此外，還需要重視墻體數(shù)量和位置的分布設(shè)計(jì)，一旦墻體數(shù)量較少，為了可以有效的分擔(dān)建筑的重量，各墻之間的間隔就會(huì)非常的大，從而促使建筑的剛度變小，抗震能力下降，這不利于建筑在地震中的安全與穩(wěn)定。

4 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)抗震超限設(shè)計(jì)是高層建筑工程領(lǐng)域中極為關(guān)鍵的內(nèi)容，對(duì)建筑物質(zhì)量及實(shí)際使用效果起著至關(guān)重要的作用。設(shè)計(jì)單位必須要充分掌握抗震設(shè)計(jì)的原理以及施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，加強(qiáng)對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，采取有效的抗震設(shè)計(jì)措施促進(jìn)設(shè)計(jì)方案更加科學(xué)合理，并且保證各項(xiàng)施工行為的有效性。這樣才能有效提升高層建筑的抗震能力，保證建筑整體的安全性和穩(wěn)定性。

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