高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)淺析

許文佳

摘 要：隨著高層建筑的逐漸增多，高層建筑的抗震性得到了社會(huì)各界廣泛的關(guān)注，因?yàn)楦邔咏ㄖ陌踩耘c抗震性直接關(guān)乎著百姓的切身利益，這就要求相關(guān)部門在高層建筑的設(shè)計(jì)與建筑過程中最大化的考慮到其抗震性，需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中選擇安全可靠的防震建筑材料，并且嚴(yán)格按照安全保準(zhǔn)進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)，杜絕出現(xiàn)一些有安全隱患的設(shè)計(jì)出現(xiàn)，提升我國高層建筑的安全性與抗震性，推動(dòng)我國建筑業(yè)高速發(fā)展?；诖耍疚闹饕接懥烁邔咏ㄖY(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。

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

地震對(duì)高層建筑的影響較大，科學(xué)性、規(guī)范性的抗震設(shè)計(jì)，能夠確保居住公民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，也能夠降低危險(xiǎn)事故的發(fā)生率。所以，在高層建筑實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)提高對(duì)抗震設(shè)計(jì)的重要性，設(shè)計(jì)人員要掌握基本原則和要求，根據(jù)工程實(shí)際情況，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案及流程，從根本上提高抗震設(shè)計(jì)的有效性，確保高層建筑的質(zhì)量安全。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則及重要性

1.1 抗震設(shè)計(jì)原則

為了使高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)更具科學(xué)性，獲取應(yīng)用價(jià)值良好的設(shè)計(jì)方案，則需要了解相關(guān)的設(shè)計(jì)原則。具體包括：（1）輕度地震不能發(fā)生損壞;（2）中度地震損壞能夠修復(fù);（3）重度地震建筑物不能坍塌。實(shí)踐中通過對(duì)這些不同設(shè)計(jì)原則要求的充分考慮，可使高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量更加可靠，滿足建筑物安全使用要求，避免其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、應(yīng)用價(jià)值等受到不利影響。

1.2 抗震設(shè)計(jì)重要性

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了使抗震設(shè)計(jì)工作能夠落實(shí)到位，應(yīng)對(duì)其設(shè)計(jì)重要性有所了解。具體表現(xiàn)為：（1）通過對(duì)抗震設(shè)計(jì)的充分考慮，有利于提高高層建筑設(shè)計(jì)及應(yīng)用質(zhì)量，并使其結(jié)構(gòu)應(yīng)用中有著良好的剛度、延性等，滿足穩(wěn)定性方面要求;（2）抗震設(shè)計(jì)工作的及時(shí)開展及作用發(fā)揮，也能使高層建筑應(yīng)用更具安全性，為其結(jié)構(gòu)科學(xué)設(shè)計(jì)工作水平的提升提供參考依據(jù)，實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展，也能使高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)、合理[1]。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有效措施

2.1 建筑場(chǎng)地及地基的選擇

建筑物的場(chǎng)地選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際的工程需要，對(duì)實(shí)際的工程地質(zhì)條件和地震活動(dòng)的具體情況進(jìn)行掌握，同時(shí)了解地震地質(zhì)的有關(guān)資料，分別對(duì)抗震的有利地段，不利地段以及危險(xiǎn)地段進(jìn)行綜合性的評(píng)價(jià)，對(duì)于不利地段，例如，地質(zhì)較為松軟或者是具有軟弱下臥層的地質(zhì)應(yīng)該盡量避讓，在無法避讓時(shí)應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)單位采取有效措施，例如，進(jìn)行砂石換填和采用樁基礎(chǔ)等。

2.2 結(jié)構(gòu)剛度的合理布置

對(duì)于鋼框架核心筒結(jié)構(gòu)，變形控制主要要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為基準(zhǔn)，但因其彎曲變形的側(cè)移較大，靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移，不僅增大了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，且效果不大，有時(shí)不得不加大混凝土筒的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，形成加強(qiáng)層才能滿足規(guī)范側(cè)移限值;此外，在結(jié)構(gòu)體系或柱距變化時(shí)，需要設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層和加強(qiáng)層。加強(qiáng)層和轉(zhuǎn)換層都在本層形成大剛度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度突變，常常會(huì)使與加強(qiáng)層或轉(zhuǎn)換層相鄰的柱構(gòu)件剪力突然加大，加強(qiáng)層伸臂構(gòu)件或轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與外框架柱連接處很難實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁。因此在需要設(shè)置加強(qiáng)層及轉(zhuǎn)換層時(shí)，要慎重選擇其結(jié)構(gòu)形式，盡量減小其本身剛度，減小其不利影響[2]。

2.3 最大化保證建筑材料的抗震性與質(zhì)量

高層建筑的材料選擇與材料質(zhì)量很大程度上決定了高層建筑建成以后的質(zhì)量與安全性，所以說在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，一定需要對(duì)建筑施工材料的選擇做出慎重的選擇，一定要結(jié)合實(shí)際情況以及科學(xué)分析，設(shè)計(jì)人員們?cè)趯?duì)整體抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要將建筑材料本身的強(qiáng)度質(zhì)量以及抗震性作為重中之重，確保選擇的材料是可以為高層建筑提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與抗震性的，最大化的提升高層建筑的抗震承載力，也需要盡可能選擇滿足施工材料的延性需求，保證所選擇的材料都是能夠滿足高層建筑抗震穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求，從材料這個(gè)角度根本上提升高層建筑的安全性與抗震性，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)本身的最大抗震特性，所以說為了更好地達(dá)到房屋抗?fàn)幣c安全要求，設(shè)計(jì)人員和建筑人員務(wù)必需要選擇符合要求的建筑材料，確保在高層建筑建成以后有足夠的抗震性。

2.4 加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)平面布置

作為高層建筑結(jié)構(gòu)抗震效果的重要影響因素之一，平面布置狀況的好壞、合理與否，體現(xiàn)著這類建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。因此，在確定高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案的過程中，應(yīng)注重規(guī)則的結(jié)構(gòu)使用，有針對(duì)性地開展平面布置工作，給予建筑結(jié)構(gòu)性能可靠性增強(qiáng)更多保障。同時(shí)，在完成高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置工作、提高抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量的過程中，應(yīng)充分考慮行業(yè)技術(shù)規(guī)范要求，確保高層建筑在實(shí)踐中的結(jié)構(gòu)應(yīng)用狀況良好性，避免影響其抗震設(shè)計(jì)效果[3]。

2.5 處理好結(jié)構(gòu)薄弱層

當(dāng)高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度分布不均勻、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)和樓層承載力突變時(shí)，容易產(chǎn)生薄弱層。其在地震中是最先遭受破壞的部位。因此，針對(duì)有明顯薄弱層的高層建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)，完成好具體的構(gòu)造工作，優(yōu)化構(gòu)件使用功能，從而達(dá)到高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用效果增強(qiáng)、薄弱層得到有效處理的目的，避免結(jié)構(gòu)應(yīng)

2.6 高層建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì)

高層建筑的抗震設(shè)計(jì)與施工中，不僅需要建筑整體性能及材料的綜合性評(píng)估，同時(shí)還需要構(gòu)件的支持，其中每個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)度，以及剛性都要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，這樣才能降低抗震薄弱環(huán)節(jié)所遭遇的損害，同時(shí)各構(gòu)件的連接，能夠優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)，減少薄弱環(huán)節(jié)，從根本上提高高層建筑的抗震水平。

其次，在高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，也要加強(qiáng)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)。但是在設(shè)計(jì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，需要注意的點(diǎn)有很多，比如非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的區(qū)分性不強(qiáng)，所以需要按照結(jié)構(gòu)構(gòu)件來看待，在設(shè)計(jì)中也要賦予其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)性。另外，非結(jié)構(gòu)部件所處高層建筑中的位置比較特殊（樓層之間和防震縫兩側(cè)），所以其抗震設(shè)計(jì)也要多方面考慮，以此確保地震時(shí)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)位移所產(chǎn)生的支撐結(jié)構(gòu)及支撐點(diǎn)變化，從而形成有效的抗震作用。

3 結(jié)語

高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)在結(jié)建筑結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)中十分重要，必須對(duì)建筑的地基基礎(chǔ)以及所使用的結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行綜合性的考慮，對(duì)于不同情況不同類別的建筑應(yīng)該區(qū)別對(duì)待，以此尋求最為合理的抗震設(shè)計(jì)方式。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王獻(xiàn)春.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的不足及對(duì)策分析[J].居舍，2019（03）：13.