高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計有效對策分析

文/朱秒興（九易莊宸科技（集團(tuán)）股份有限公司）

對于高層建筑而言，其本身具備一定的特殊性，如果出現(xiàn)問題，則會造成不可估算的損失，因此，必須要將抗震設(shè)計做好，還要保證監(jiān)督和檢查的嚴(yán)格性。雖然，我國當(dāng)下高層抗震的相關(guān)設(shè)計規(guī)范相對完善，但是在開展高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的過程中，仍然存在一些問題，要根據(jù)具體存在的問題，將相應(yīng)的對策提出來，保證高層建筑的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計存在的不足之處

（一）建筑材料的選用及其結(jié)構(gòu)體系的合理性缺失

我國有很多地區(qū)，都屬于地震多發(fā)地區(qū)，而在這一地區(qū)開展高層建筑建設(shè)施工的過程中，最為重要的一項內(nèi)容，就是選用建筑材料以及具體的結(jié)構(gòu)體系。對于高層建筑而言，其實際高度，已經(jīng)完全超出了150米，采用的主體結(jié)構(gòu)體系，就是框筒、筒中筒、鋼框架-支撐等。在國外，他們往往比較傾向于使用單純的鋼結(jié)構(gòu)建造，在地震頻發(fā)區(qū)段更為明顯，而國內(nèi)比較喜歡采用砼結(jié)構(gòu)或者是混合結(jié)構(gòu)，他們約占到總建筑的九成，可是這些砼結(jié)構(gòu)的建筑物所在的區(qū)域還沒發(fā)生過級數(shù)較高的地震。鋼框架-核心筒是一種新型的技術(shù)，適合該技術(shù)的鋼材較少，此類設(shè)計能在一定程度上縮小柱的斷面，因此受到業(yè)主的歡迎，在各種高層建筑中也得到廣泛應(yīng)用。內(nèi)筒部分需要承受抗震層80%以上的剪應(yīng)力，因此其產(chǎn)生的側(cè)移不能忽略，需要依靠鋼框架的協(xié)同作用來進(jìn)行抵消，因為其剛度較小，這樣既使鋼結(jié)構(gòu)承受生變化時，應(yīng)當(dāng)增添結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層。

（二）鋼筋混凝土的使用問題有待商榷

鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)屬于當(dāng)下非常常見的一種建筑結(jié)果，但是在現(xiàn)實施工的過程中，為了對柱的軸壓比進(jìn)行控制，會進(jìn)一步加大柱子本身的斷面，同時，會將構(gòu)造鋼筋應(yīng)用進(jìn)來，即使具體建設(shè)過程中，應(yīng)用了高強(qiáng)度的混凝土，也不會導(dǎo)致實際的柱子斷面尺寸進(jìn)一步減少。對柱子本身的軸壓比進(jìn)行限制，根本原因就是為了可以使其達(dá)到一種最佳狀態(tài)，也就是大偏壓狀態(tài)，避免破壞到混凝土，降低結(jié)構(gòu)延展性。若遇地震，平面不規(guī)則的薄弱部位往往優(yōu)先破壞；限于建筑功能，往往不能過大加強(qiáng)柱截面。除此之外，大部分高層建筑底部幾層柱都存在長細(xì)比非常小的特點(diǎn)，實際的抗震效果不夠理想。所以高層建筑中，為了有效抵御地震，必須要對鋼筋混凝土的合理選擇進(jìn)行全面的考慮。

（三）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度脫離實際

建筑專家指出，社會在發(fā)展，但我國的建筑行業(yè)存在許多不足，從業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)，同發(fā)達(dá)國家仍有一定差距；隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長，人們對居住和辦公居所的品質(zhì)逐步提高；以及各種工程安全事故，地震災(zāi)害等教訓(xùn)總結(jié)，提高“建筑行業(yè)的設(shè)計安全度”刻不容緩。所以我國必須重審抗震工作，設(shè)計時，要保證小地震無影響，大地震不會坍塌，充分保護(hù)人身財產(chǎn)安全。為了保障效果，有的時候會通過加大混凝土筒的剛度即制造強(qiáng)化層、性能化設(shè)計、新型建筑材料使用等來解決這一問題。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計問題的解決措施

（一）合理選擇建筑材料

對于建筑材料而言，在進(jìn)行選擇時，其合理性和科學(xué)性與否，都起到了至關(guān)重要的作用。因此，實際的建筑材料必須要滿足具體要求，而且要深入到當(dāng)?shù)?，充分的考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)地貌和天氣，將滿足抗震性能要求的施工材料選用進(jìn)來，進(jìn)而開展施工。特別是在一些地震多發(fā)區(qū)域，在開展高層建筑設(shè)計過程中，必須要對常規(guī)的砼結(jié)構(gòu)和新型建筑材料進(jìn)行多方案設(shè)計，將鋼結(jié)構(gòu)為主且多種復(fù)合類材料為輔的建筑結(jié)構(gòu)采用進(jìn)來，通過剛性較強(qiáng)的建筑材料的利用，維持高能建筑的穩(wěn)定性，此外，還可以將輕量級建筑材料選取進(jìn)來，使建筑物的重量得以減少，達(dá)到抗震的效果。

（二）優(yōu)化高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系

所謂建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，必須要做到一點(diǎn)，就是具備統(tǒng)一剛度和強(qiáng)度以及變形。深入探究過往的地震現(xiàn)象，導(dǎo)致實際房屋存在倒塌的情況，根本原因，就是其自身的結(jié)構(gòu)發(fā)生了嚴(yán)重的破壞，已經(jīng)無法承受現(xiàn)實重力。由此可見，結(jié)構(gòu)體系自身，最需要具備的一點(diǎn)特征，就是抗震承載力，避免自身受到地震的破壞。在具體設(shè)計過程中，需要特別注意，將多重防線設(shè)置進(jìn)來，使地震的沖擊力得到有效減緩，降低損失。現(xiàn)如今，應(yīng)用最為普遍的結(jié)構(gòu)，就是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，其本身就具備多道防線的抗震結(jié)構(gòu)。其中，第一道抗震防線，就是剪力墻本身，第二道防線，就是框架部分。此外，將連梁組成聯(lián)肢墻設(shè)置到剪力墻之中，可以使其本身的抗震防線功能進(jìn)一步增強(qiáng)，增強(qiáng)建筑的抗震能力，保證人們的生命財產(chǎn)安全。

（三）利用高延展性結(jié)構(gòu)進(jìn)行減震與隔震

對于高層建筑而言，最為重要的一個建筑抗震設(shè)計要點(diǎn)，就是考慮現(xiàn)實建筑物本身的強(qiáng)度如何，同時，還要對其自身具備的延展性優(yōu)劣，進(jìn)行考慮。若其結(jié)構(gòu)本身具備極強(qiáng)的延展性，則可以對地震所具備的能量進(jìn)行大量的吸收，進(jìn)而使地震對于高層建筑的破壞得以減少，使建筑的減震和隔震性能提升上來，基于此，高層建筑本身可能會發(fā)生的坍塌事故概率就會進(jìn)一步降低。如今，在我國高層建筑中，經(jīng)常會將消能器和隔震層設(shè)計應(yīng)用進(jìn)來，對地震能量進(jìn)行有效地吸收，可以達(dá)到非常好的效果。

三、結(jié)語

總而言之，本篇文章主要對高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計有效對策進(jìn)行了深入的分析和探討。在現(xiàn)如今的高層建筑之中，抗震性能在眾多性能之中，占據(jù)了至關(guān)重要的位置。在開展高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中，相關(guān)工作人員必須要開展多方位和多層次的思考和分析，以高層建筑選用材料和建筑結(jié)構(gòu)性能等多個角度進(jìn)行著手分析，對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行全面的優(yōu)化和提升，而且要以當(dāng)下我國現(xiàn)行的抗震規(guī)范和要求為依據(jù)，開展抗震設(shè)計，使高層建筑的穩(wěn)定性提升上來，提升其社會經(jīng)濟(jì)效益。