梁小寧

摘 要：隨著建筑技術(shù)的進步和建材工業(yè)的發(fā)展，以及審美和人類對高層住宅使用本身的要求，現(xiàn)在的建筑高度記錄在不斷的刷新。與此同時，對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震的設計就提出了更高的要求。本文介紹了高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設計的準則，并列舉了高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設計的關鍵問題，并從建筑的場地選擇、建筑的平、立面布置和結(jié)構(gòu)體系角度探討了設計當中應該注意的相關要求。

關鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)； 抗震設計；

一、引言

建筑抗震的實踐表明，高層建筑物如果缺乏良好的抗震設計，沒有良好的總體布置方案，僅僅依靠結(jié)構(gòu)抗震計算，采取抗震構(gòu)造措施是遠遠不夠的，不能達到良好的抗震效果。當較強地震發(fā)生的時候，高層建筑物無法發(fā)揮很好的抗震效果，不能起到降低震害的效果。因此，在高程建筑設計的實際工作中，為了提高設計水平，保證高層建筑的強度和質(zhì)量，提高高層建筑的抗震能力，必須重視取相應的策略，從多個方面入手，優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設計，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，為人們的生產(chǎn)生活創(chuàng)造良好的條件。文章結(jié)合高層建筑的設計情況，主要探討分析了抗震優(yōu)化設計的相關問題，并提出了具體的提高高層建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的策略，以供實際工作進行參考和借鑒。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設計準則

抗震設計要剛?cè)嵯酀?，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，在增加結(jié)構(gòu)剛度的同時也要增強地震作用，需要確定合理的抗震措施。保證結(jié)構(gòu)的抗震性能主要是確保建筑物滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標。在地震力作用下，要求結(jié)構(gòu)保持在彈性范圍內(nèi)正常使用。建筑物的變形破壞性態(tài)后不能發(fā)生很大的變化，經(jīng)簡單的修復后可正常使用。隨著建筑物高度的增加，允許結(jié)構(gòu)進入彈塑性狀態(tài)，但必須保證結(jié)構(gòu)整體的安全。因此，六級以上必須進行抗震設計。每次強震之后都會伴隨多次余震，在建筑抗震設計過程中如果若一味的提高結(jié)構(gòu)抗力，就會增加結(jié)構(gòu)剛度。所以，建筑物在地震過程中既能滿足變形要求，又能減小地震力的雙重目標。因此，只有這樣才能使建筑物抗震設計過程中防止造成建筑物局部受損。建筑物的抗震結(jié)構(gòu)體系如果剛度太柔，首次被破壞后而余震來臨時其結(jié)構(gòu)將因損傷，結(jié)構(gòu)構(gòu)件協(xié)同工作來抵擋地震作用容易導致建筑物過大形變而不能使用。延性較好的分體系組成，地震發(fā)生時不會發(fā)生整體傾覆。因此，由若干個在地震發(fā)生時由具有較好延性。

三、 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設計的關鍵問題

對于高層建筑來說，提高其抗震能力無疑是其十分重要的工作。而要提高抗震能力，首先就得做好設計工作，優(yōu)化抗震設計，把握好其中的關鍵問題。具體來說，這些關鍵問題包括以下幾個方面。

1. 場地選擇。場地的選擇對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力會產(chǎn)生直接的影響。如果場地選擇不好，不僅影響高層建筑的抗震性能，還會給人們的生產(chǎn)生活帶來極大的不便。具體來說，在進行場地選擇的時候，應該選擇有利于抗震的場地，避開危險地段，避開對高層建筑結(jié)構(gòu)抗震不利的地段。選擇地段安全、地基穩(wěn)定的地段。如果確實不能避開不良地段的話，為了提高高層建筑的抗震性能，就必須采取相應的促使對地段進行處理和加工，以滿足施工的要求，提高高層建設結(jié)構(gòu)的抗震能力。

2. 結(jié)構(gòu)體系選擇。第一，結(jié)構(gòu)體系需要避免對高層建筑整體抗震產(chǎn)生不利影響。在進行設計的時候，需要考慮不能因為部分結(jié)構(gòu)的破壞而導致整個高層建筑結(jié)構(gòu)抗震能力下降或者喪失。即使某一構(gòu)件停止工作，但是其他的構(gòu)件卻不能失去效能，以免影響整個高層建筑物的抗震能力。第二，結(jié)構(gòu)體系需要有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳播途徑。第三，結(jié)構(gòu)體系必須具備良好承載能力、變形能力、消耗地震能量的能力。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有上述良好的能力，所以在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中，需要使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。第四，結(jié)構(gòu)體系需要具

有合理的剛度和強度。這是應對地震，降低地震給高層建筑物帶來損害的必備條件。

3. 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設計中，還需要重視建筑平面布置的規(guī)則性。在平面布置上需要注意符合抗震的設計原則，采用規(guī)則的設計方案，不能采用不規(guī)則的方案。結(jié)構(gòu)的規(guī)則性主要表現(xiàn)在高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)上，尤其需要注意以下四個問題。第一，高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)需要注意兩個主軸方向的剛度需要比較接近，其變形特性還需要比較的相似。第二，高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)成變化比較均勻，不應當有突變的情況發(fā)生。第三，從高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置來看，需要注意的是，應該注意同一主軸方向的各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度盡量均勻，這樣有利于高層建筑整體的抗震性能的發(fā)揮。第四，高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置需要注意，中央核心和周邊結(jié)構(gòu)的剛度協(xié)調(diào)均勻，以避免產(chǎn)生過大的扭曲變形。

四、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的設計探討

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的設計，指在注意總體布置上的大原則，進行結(jié)構(gòu)設計時，顧及到關鍵部位的細節(jié)構(gòu)造，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設計中的基本問題。需著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，按照結(jié)構(gòu)的破壞過程。

1. 建筑場地的選擇

選擇有利的建筑場地，最好選擇有利地段，為減輕高層建筑物的震害。當無法避開時，避開對建筑抗震不利的地段，在選址時，不應在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。應加強地基勘察，應采取有效措施。對于不利地段，這就考慮了地震因場地條件間接引起結(jié)構(gòu)破壞的原因。盡量避開不利地質(zhì)環(huán)境，結(jié)構(gòu)工程師應提出避開要求，如活動斷層、溶洞、局部突出的山包等。

2. 建筑的平、立面布置

根據(jù)新的《建筑抗震設計規(guī)范（GB50011—2001），持力層的選擇對建筑物的安全至關重要。要求建筑的形狀及抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則的整體性，不宜用軸壓比很大的鋼筋混凝土框架柱作為第一道防線。在相同的地震力作用下，又要考慮抗震的要求。多道抗震防線，避免采用嚴重不規(guī)則的設計方案。增大建筑物的固有周期，選擇基礎方案時，以減少輸入主體結(jié)構(gòu)的地震能量。受力性能比較明確，必要的強度的剛度和強度分布，既要考慮經(jīng)濟合理，達到減輕主體結(jié)構(gòu)破壞的目的。

3. 抗震結(jié)構(gòu)體系

抗震結(jié)構(gòu)體系體型是抗震設計中應考慮的最關鍵問題，結(jié)合設計、經(jīng)濟條件綜合考慮與確定，結(jié)構(gòu)體系應具有多道抗震防線，應優(yōu)先選用不承受重力荷載的構(gòu)件如框架填充墻構(gòu)件。應根據(jù)建筑類因素，抗震結(jié)構(gòu)體系必須具有合理的地震作用傳遞途徑，可避免因部分構(gòu)件破壞而導致整個體系喪失抗震能力?？拐鸶拍钤O計在選擇建筑結(jié)構(gòu)的方案和采取抗震措施時，首先要考慮地震動的性質(zhì)及其對建筑影響，將橡膠墊層放置于上部建筑物與基礎之間，應注意地震的不確定性及其一定的規(guī)律性，用以吸收震能量。

五、結(jié)語

文章結(jié)合高層建筑的設計，介紹了其結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設計的關鍵問題，并分析了提高高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設計的具體措施，以期能夠為高層建筑抗震設計的實際工作提供借鑒和指導。然而，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設計是一個不斷發(fā)展和進步的過程，隨著新技術(shù)的運用和實際經(jīng)驗的總結(jié)，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設計必將得到進一步的發(fā)展。今后在實際工作中，我們需要重視經(jīng)驗的積累和總結(jié)，并注重創(chuàng)新，以更好的推動高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設計的發(fā)展，為人們的生產(chǎn)生活創(chuàng)造良好的條件。

參考文獻

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