高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)存在的問題及其對(duì)策

尤兵兵

遼寧中遠(yuǎn)建筑設(shè)計(jì)有限公司 遼寧沈陽 110000

隨著城市人口數(shù)量越來越多，人們對(duì)于建筑工程的需求日益迫切，建筑工程的高度和規(guī)模得到了進(jìn)一步的發(fā)展，所以，建筑工程在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要重視結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，才能夠最大程度上預(yù)防地震災(zāi)害所帶來的不良影響，保護(hù)人身安全。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)存在的問題分析

1.1 建筑結(jié)構(gòu)高度

根據(jù)建筑行業(yè)的內(nèi)部相關(guān)規(guī)定顯示，高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑需要在高度方面進(jìn)行嚴(yán)格的控制，其取決于施工方的技術(shù)水平、國內(nèi)的建筑科研水平及地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。在實(shí)際當(dāng)中，很多高層建筑的實(shí)際高度及建筑物混凝土結(jié)構(gòu)超標(biāo)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。對(duì)于超過高度限制的建筑物，需要經(jīng)過模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。同時(shí)，超高限建筑物往往會(huì)在地震的影響之下出現(xiàn)嚴(yán)重的變形破壞形態(tài)，同時(shí)其安全指標(biāo)、延性要求、材料性能等關(guān)鍵參數(shù)均會(huì)發(fā)生一定的變化。

1.2 建筑材料與結(jié)構(gòu)的選用存在問題

我國建筑工程目前的主要結(jié)構(gòu)就是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)于一般的建筑工程來講，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠比較容易的滿足抗震和使用的需求，但是如果建筑工程的高度比較高，那么鋼筋混凝土就不能滿足基本的抗震需求。我國一些高度超出了150米以上的高層建筑工程，在進(jìn)行施工的時(shí)候，為了能夠從根本上保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，往往會(huì)選擇三層支撐框鋼架構(gòu)的方法進(jìn)行施工操作，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)于鋼鐵的處理能力不斷的增強(qiáng)，鋼鐵制品的種類和性能得到了進(jìn)一步的提高和發(fā)展，所以，建筑工程在進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的時(shí)候，鋼結(jié)構(gòu)的使用效率越來越高，從根本上提高了建筑工程的抗震性能[1]。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

2.1 抗震端的設(shè)計(jì)

抗震端的設(shè)計(jì)一直都是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一大關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高層建筑抗震端與肢墻截面高度相差較小，故抗震端的設(shè)計(jì)核心以加固為主。而想要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固的目的，就必須在材料性能方面下手，保證所使用的材料均具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。當(dāng)高層建筑抗震端出現(xiàn)漏洞的情況時(shí)，常用的方式為使用混凝土材料進(jìn)行修補(bǔ)。

2.2 消能減震

隔震體系的主要作用就是能夠控制地震對(duì)結(jié)構(gòu)自身所帶來的破壞性，根據(jù)相關(guān)調(diào)研和試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，通過隔震措施能夠有效的降低60%左右的結(jié)構(gòu)水平地震加速度的反應(yīng)，最終通過隔震設(shè)計(jì)措施最大程度上降低結(jié)構(gòu)的地震損壞。一般主要會(huì)選擇消能減震的方案提高阻尼，比如建筑工程中的消能器的應(yīng)用可以有效的減少結(jié)構(gòu)在風(fēng)力下的位移，對(duì)于減少結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的效果十分的顯著。通過科學(xué)、合理的隔震設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該通過橡膠隔震支座以及阻尼裝置等部件進(jìn)行有效的布置，從而形成整體復(fù)位效應(yīng)的隔震層，有效的延長了結(jié)構(gòu)自振周期，減少水平地震的作用，最終起到了有效的抗震效果。在進(jìn)行消能減震設(shè)計(jì)的時(shí)候，建筑工程中往往會(huì)設(shè)置消能器，消能器的相對(duì)變形和速度能夠進(jìn)一步增加阻尼，從根本上提高了建筑工程的防震效果，保證建筑工程的質(zhì)量和安全[2]。

2.3 做好建筑空間的設(shè)計(jì)布置工作

建筑空間在進(jìn)行設(shè)計(jì)布置的本質(zhì)就是對(duì)整個(gè)建筑工程的內(nèi)部空間進(jìn)行設(shè)計(jì)，從根本上保證建筑工程的立體方位的穩(wěn)定性和可靠性，一旦遇到地震的時(shí)候，建筑工程不僅會(huì)受到地表振動(dòng)的作用力還會(huì)受到來自空氣中的各種作用力，所以空間設(shè)計(jì)布置工作顯得尤為重要，能夠最大程度上降低地震的作用力。為了能夠保證建筑工程承受更多的作用力，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作必須要保證建筑工程各個(gè)方面的強(qiáng)度足夠，將地震所帶來的巨大不良影響控制在最小的范圍，促進(jìn)建筑工程的可持續(xù)性發(fā)展。

2.4 建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)及建筑連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

建筑物是由多個(gè)構(gòu)件逐漸搭建和連接而成的個(gè)體，所以在實(shí)際的設(shè)計(jì)上，要考慮相關(guān)的節(jié)點(diǎn)連接問題，但是隨著建筑物立面和室內(nèi)空間裝飾標(biāo)準(zhǔn)的提高，整個(gè)建筑構(gòu)件的品種和材料都會(huì)逐漸增加。而在建筑物的整體設(shè)計(jì)和研究上，立面一般使用立體貼磚和外貼與外掛大理石的設(shè)計(jì)，大部分建筑物還會(huì)使用幕墻設(shè)計(jì)，如玻璃幕墻和鋁制材料幕墻等。內(nèi)飾分為地面擺設(shè)和空間吊掛等，空間吊掛要完成空間吊燈和藝術(shù)造型的有效設(shè)計(jì)，這些都是建筑物本身不具備的，需要外掛到實(shí)際的空間上，而在實(shí)際的管理過程中，要考慮相關(guān)非主體構(gòu)件的抗震問題，防止地震時(shí)出現(xiàn)整體脫落、破碎傷人等危害，應(yīng)從與主體結(jié)構(gòu)連接的節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行合理的處理[3]。

2.5 薄弱層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地震自身的特點(diǎn)決定了無法對(duì)其進(jìn)行有效的預(yù)警，因而高層建筑的抗震設(shè)計(jì)需要與地震性質(zhì)之間相互吻合。建筑設(shè)計(jì)方案完成之后，需要結(jié)合其抗震性能對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的分析，尋找建筑設(shè)計(jì)中的薄弱層，并針對(duì)薄弱層進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和改良，切實(shí)提高建筑薄弱層的抗震能力。一般情況下，；高層建筑的抗震薄弱層主要集中在樓層受剪承載力突變、建筑結(jié)構(gòu)雙向側(cè)向剛度分配不均勻的區(qū)域當(dāng)中，而這一部分區(qū)域也是在地震發(fā)生時(shí)最容易被破壞的地方。合理的建筑結(jié)構(gòu)分析可以盡快實(shí)現(xiàn)對(duì)薄弱層的彌補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)薄弱層的合理控制和優(yōu)化，提高薄弱層的抗震等級(jí)，有效規(guī)避建筑結(jié)構(gòu)大規(guī)模變形的情況[4]。

3 結(jié)語

綜合來看，我國的建筑行業(yè)需要將建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)相互結(jié)合，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，不斷進(jìn)行總結(jié)和優(yōu)化，切實(shí)提高我國高層建筑物的抗震等級(jí)，并在確保其抗震等級(jí)達(dá)標(biāo)的情況下再進(jìn)一步追求高層建筑的經(jīng)濟(jì)性和美觀性。