高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的不足及對(duì)策分析

馬洪濤

（日照市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，山東 日照 276800）

地震是一種強(qiáng)烈的自然災(zāi)害事件，它對(duì)人類的生存和發(fā)展有著重要的影響。而高層建筑的抗震性能直接關(guān)系到人們生命財(cái)產(chǎn)的安全。中國(guó)是地震高發(fā)區(qū)。近年來(lái)頻繁發(fā)生的地震也為建筑業(yè)敲響了警鐘。高層建筑抗震設(shè)計(jì)已成為建筑業(yè)亟待解決的問題。這就需要不斷地引進(jìn)和研發(fā)新技術(shù)，讓高層建筑的抗震性能得到保障。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容分析

1.1 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

對(duì)于結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，首先要注意的問題是不要使用不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系，盡量選擇滿足設(shè)計(jì)要求的結(jié)構(gòu)體系。這是為了避免局部結(jié)構(gòu)突變引起的整體結(jié)構(gòu)問題，也是為了使結(jié)構(gòu)的水平和垂直布置滿足合理的承載力要求。

1.2 規(guī)則平面布置要求

在常規(guī)平面布置中，需要滿足抗水平方向和垂直方向荷載的要求，并滿足通過(guò)力的承載面直接對(duì)稱的要求，以減小扭轉(zhuǎn)引起的影響。在地震方面，高層建筑需要避免或減少偏心，所以布局要盡可能地規(guī)則和簡(jiǎn)單。

1.3 規(guī)則的結(jié)構(gòu)特征

就是需要保證高層建筑的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)具有一定的整體性的特點(diǎn)。也就是說(shuō)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)該是規(guī)范的。同時(shí)，建筑還應(yīng)滿足規(guī)范中截面標(biāo)高等要求。對(duì)于豎向抗側(cè)力構(gòu)件來(lái)說(shuō)，應(yīng)該不斷地降低從底部到頂部的材料強(qiáng)度等，避免高層建筑橫向剛度和承載力的突然變化。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問題

2.1 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)人才的缺乏

雖然我國(guó)高層建筑已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，但值得注意的是，我國(guó)高層建筑專業(yè)設(shè)計(jì)方面的人才仍然十分的缺少。在很多國(guó)家的高校都有關(guān)于高層建筑設(shè)計(jì)的專業(yè)課程開設(shè)。但是，在我國(guó)很少有與高層建筑設(shè)計(jì)相關(guān)的課程。這不利于我國(guó)高層建筑的發(fā)展。高層建筑相關(guān)專業(yè)人才的缺乏已經(jīng)成為制約我國(guó)高層建筑發(fā)展的一個(gè)非常嚴(yán)重的因素。

2.2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

新準(zhǔn)則對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)作出強(qiáng)制性規(guī)定，明確規(guī)定不符合規(guī)則的設(shè)計(jì)方案不允許使用于建筑。所以，根據(jù)新的規(guī)定，在施工圖設(shè)計(jì)的后期階段，建筑結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)避免被動(dòng)工作。新規(guī)范對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的平整度作了更多的限制，如高層建筑上下結(jié)構(gòu)嵌固端平整度的剛度比等。

2.3 建筑物的高度超限

根據(jù)我國(guó)目前高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)定，在一定的結(jié)構(gòu)形式和一定的設(shè)防強(qiáng)度下，使用鋼筋混凝土的高層建筑必須符合有關(guān)規(guī)定，并在適當(dāng)?shù)母叨冗M(jìn)行設(shè)計(jì)。然而，由于種種原因，許多高層建筑的設(shè)計(jì)都忽略了這一問題，超過(guò)了規(guī)定的高度限制。一旦遇到地震，超過(guò)承受極限的建筑物就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的變形和破壞，而這種變形形式與、地震會(huì)產(chǎn)生相互作用。同時(shí)降低建筑物的抗震能力。所以，工程計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也需要選擇相應(yīng)的參數(shù)。

2.4 片面追求外觀

愛美是人的天性。追求美觀沒有錯(cuò)。而美觀好看也是高層建筑質(zhì)量高的體現(xiàn)。但是追求外觀美化的前提是安全設(shè)計(jì)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。這就說(shuō)明不能忽視了對(duì)主體體系的建設(shè)。更不能進(jìn)行違法的設(shè)計(jì)和施工，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。要讓建筑即使面對(duì)強(qiáng)烈的自然災(zāi)害也不會(huì)出現(xiàn)大問題，所以科學(xué)、安全的設(shè)計(jì)和規(guī)范的施工是非常重要的。

3 解決高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)問題的辦法

3.1 設(shè)計(jì)多級(jí)地震防護(hù)

在我國(guó)原有的建筑設(shè)計(jì)中，防震功能的設(shè)計(jì)是很單一的，當(dāng)?shù)卣鹫嬲l(fā)生時(shí)，防震效果并不能很好。因此，在我國(guó)現(xiàn)階段的高層建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了保證高層建筑的抗震性能，一般采用多級(jí)地震防護(hù)措施。

3.2 全面審議基礎(chǔ)方案

合理計(jì)算基礎(chǔ)方案，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)原理圖起著至關(guān)重要的作用，在一定程度上，為了讓基礎(chǔ)方案的安全穩(wěn)定得到保證，有必要采取合理的施工方法。要合理的控制計(jì)算誤差，以保證計(jì)算圖的科學(xué)性。

3.3 提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能

對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，為了提高其抗震性能，首先要實(shí)施質(zhì)量控制點(diǎn)，使各構(gòu)件能充分發(fā)揮各自的性能。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要讓構(gòu)件有效的連接在一起，保證節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度得到提升，使結(jié)構(gòu)延性得到保障，保證鋼筋錨固質(zhì)量。這樣能夠讓框架的結(jié)構(gòu)得到統(tǒng)一，保證結(jié)構(gòu)不會(huì)破壞，讓整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能得到極大地提高。

3.4 選擇合適的地理位置

由于一些地質(zhì)因素，建筑物在地震作用下的破壞程度會(huì)有所不同。所以，在高層建筑工程施工中應(yīng)選擇具有抗震優(yōu)勢(shì)的場(chǎng)地施工。避免不利的現(xiàn)場(chǎng)施工，從而減少地震災(zāi)害。高層建筑施工前應(yīng)加強(qiáng)工程地質(zhì)勘察，并采取科學(xué)措施加以解決。對(duì)于工程的不利地段，應(yīng)考慮到場(chǎng)地條件對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞因素，并在施工現(xiàn)場(chǎng)消除地震因素的限制。

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)今，人們對(duì)各方各面的要求都在不斷提高，對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也在不斷提高。不過(guò)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的一些問題也影響著建筑的質(zhì)量。在高層建筑設(shè)計(jì)中，建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)人員必須全面、多層次地進(jìn)行考慮和分析，從高層建筑的結(jié)構(gòu)體系等材料方面入手，優(yōu)化和提高我國(guó)高層建筑的抗震性能。設(shè)計(jì)師應(yīng)該做出一個(gè)明確的判斷，找出經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)安全之間的聯(lián)系，以便找到一個(gè)可行的抗震設(shè)計(jì)方法。