高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

馬良

摘? ? 要：經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，帶動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，建筑行業(yè)也在不斷前進(jìn)。對(duì)于高層建筑而言，其抗震性能無(wú)疑是人們關(guān)注的重點(diǎn)之一。地震來(lái)臨時(shí)，由于高層建筑的穩(wěn)定性相對(duì)低層建筑而言較弱，因此非常容易受到影響。混凝土結(jié)構(gòu)是我國(guó)大部分高層建筑施工過(guò)程中使用的結(jié)構(gòu)?；诖?，高層混凝土建筑更應(yīng)該重視抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，以提高高層混凝土建筑的穩(wěn)定性。本文首先分析了高層混凝土建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的重要性，進(jìn)而對(duì)開(kāi)展建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)措施進(jìn)行深入探究。

關(guān)鍵詞：高層混凝土建筑;抗震結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)

1? 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市人口不斷增加，為了實(shí)現(xiàn)人居環(huán)境的要求，不斷涌現(xiàn)很多高層建筑。高層建筑在實(shí)現(xiàn)人類居住需求的同時(shí)也存在不少需要解決的問(wèn)題，其中之一是存在的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題。由于高層建筑受到較大的振動(dòng)或地震影響，為了確保人居環(huán)境的舒適以及建筑安全，務(wù)必高度重視其抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2? 高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性

高層建筑中應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)是比較常見(jiàn)的形式。高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)往往需要重點(diǎn)考慮到整體安全性和穩(wěn)定性，對(duì)于整體結(jié)構(gòu)體系的抗震性能同樣也需要加大關(guān)注力度，避免在該方面存在嚴(yán)重安全隱患。因此，在高層混凝土建筑設(shè)計(jì)中就需要充分考慮到抗震設(shè)計(jì)方面的要求。高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性首先表現(xiàn)在后期建筑物的長(zhǎng)期應(yīng)用中。因?yàn)楦邔咏ㄖ锿婕按罅康氖褂萌藛T，如果在應(yīng)用過(guò)程中存在著明顯安全隱患，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)較為惡劣的隱患，人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全得不到較好保護(hù)。所以，地震災(zāi)害作為不容忽視的一個(gè)危險(xiǎn)來(lái)源，需要引起高層建筑設(shè)計(jì)人員的高度重視，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分考慮抗震設(shè)計(jì)需求，提升高層建筑物整體抗震性能。另外，對(duì)于未來(lái)我國(guó)高層混凝土建筑工程的發(fā)展而言，其結(jié)構(gòu)往往更為復(fù)雜多樣，這種創(chuàng)新性發(fā)展不僅僅需要得到技術(shù)層面的支持，往往還需要重點(diǎn)從設(shè)計(jì)層面予以適應(yīng)性調(diào)整，促使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案同樣也能夠緊跟整體高層建筑工程發(fā)展步伐。抗震設(shè)計(jì)作為其中重要組成部分，同樣也應(yīng)該加大關(guān)注力度，以求較好推動(dòng)整個(gè)高層混凝土建筑行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，避免該方面形成阻礙因素。

3? 高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略

3.1? 正確選擇建筑場(chǎng)址

高層建筑的安全受到其周邊地基、場(chǎng)地環(huán)境等要素的制約。為此，在選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，開(kāi)展環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估顯得非常關(guān)鍵，特別是應(yīng)該積極地避免使建筑物面臨地震斷裂帶、滑坡、泥石流等自然環(huán)境。如果在進(jìn)行建設(shè)時(shí)不能夠避開(kāi)特殊（軟弱性、液化性、濕陷性）的土層或土壤，應(yīng)事先根據(jù)地基處理技術(shù)的有關(guān)規(guī)范，科學(xué)地設(shè)計(jì)與加固地基。除此之外，務(wù)必明確建筑物下面土層的性狀、厚度、分布和類別等，做好高層建筑的地質(zhì)勘查報(bào)告，對(duì)于經(jīng)過(guò)地基處理的高層建筑而言，還需要整體性地鞏固與強(qiáng)化其上部結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)部分，且結(jié)合分項(xiàng)系數(shù)法在建筑物的一系列受力構(gòu)件中適度地模擬地震力，從而實(shí)現(xiàn)一系列構(gòu)件抗震性能的綜合性提升。

3.2? 恰當(dāng)選擇結(jié)構(gòu)體系

在高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往需要首先關(guān)注結(jié)構(gòu)體系的恰當(dāng)選擇，不同結(jié)構(gòu)體系表現(xiàn)出了不同的抗震性能機(jī)制，在后續(xù)具體抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程也需要針對(duì)性地處理。總的來(lái)看，為了較好地確保高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)具備較強(qiáng)抗震性能，需要確保建筑結(jié)構(gòu)平面布置相對(duì)規(guī)則，體現(xiàn)較強(qiáng)對(duì)稱性特點(diǎn)，豎向受力構(gòu)件能夠在整體結(jié)構(gòu)應(yīng)用上具備較為理想的傳力效果，避免存在較為嚴(yán)重的傳力間斷問(wèn)題，如此也就可以較好提升其整體結(jié)構(gòu)抗震性能。在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中選擇結(jié)構(gòu)體系還需要考慮到抗側(cè)力構(gòu)件的有效連續(xù)布置。抗側(cè)力構(gòu)件往往在高層建筑結(jié)構(gòu)體系中發(fā)揮著重要抗震性能，應(yīng)該結(jié)合不同結(jié)構(gòu)區(qū)域的抗震需求，予以合理布置和運(yùn)用。比如在框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用中，剪力墻構(gòu)件是主要的抗側(cè)力構(gòu)件，屬于第一道抗震防線。應(yīng)該從高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)不同組成部分入手進(jìn)行深入分析，確保樓梯間、主體結(jié)構(gòu)、電梯間等都能夠得到有效兼顧，且剪力墻之間的間距應(yīng)該適宜合理，避免間距過(guò)大帶來(lái)嚴(yán)重威脅。此外，在剪力墻結(jié)構(gòu)的具體布置中，往往需要優(yōu)先設(shè)置為L(zhǎng)型、T型或者是[型，進(jìn)而促使其具備更強(qiáng)的整體作用效果，抗震性能得到提高。針對(duì)不同結(jié)構(gòu)體系中的樓蓋也需要滿足構(gòu)造要求，確保樓蓋結(jié)構(gòu)整體性與豎向構(gòu)件協(xié)調(diào)有序，能夠作為水平隔板傳遞水平力，更好地提升高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震效果。

3.3? 優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，從很大程度上決定了建筑的性能情況，尤其是對(duì)抗震性能的影響是不容忽視的。因此，在正式施工開(kāi)始前，要做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，來(lái)達(dá)到提升抗震性能的目的。在合理的結(jié)構(gòu)布局下，即使發(fā)生地震等地質(zhì)災(zāi)害、建筑遭受外力影響，建筑的抗震性能能夠正常發(fā)揮，那么受到的損壞程度也將減輕。目前常常采用分層設(shè)計(jì)的方式，對(duì)高層建筑的布局進(jìn)行設(shè)計(jì)，調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的承重情況，并進(jìn)行不斷地優(yōu)化，從而達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)效果。此外，設(shè)計(jì)人員要充分掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況，結(jié)合各種實(shí)地勘測(cè)數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)工作提供強(qiáng)大的依據(jù)和指導(dǎo)。針對(duì)重點(diǎn)抗震部位，進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載能力的強(qiáng)化，以提高建筑整體的抗震能力。

3.4? 設(shè)計(jì)多道抗震防線

在地震出現(xiàn)時(shí)，一般會(huì)形成次生災(zāi)害問(wèn)題，例如水患、火災(zāi)、余震等，在瞬間受到破壞沖擊荷載的影響下，為了確保高層混凝土建筑物的安全，只構(gòu)建一道安全防御體系難以實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的效果，有些情況下會(huì)造成整體體系失去效能，為了避免或降低由于個(gè)別位置、構(gòu)件受到破壞而影響整體建筑物的安全性，一般會(huì)選擇至少2個(gè)結(jié)構(gòu)的防震體系，從而大大地強(qiáng)化實(shí)現(xiàn)建筑物防護(hù)效能。針對(duì)地震出現(xiàn)時(shí)會(huì)形成比較大的作用力問(wèn)題，需要確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具備相應(yīng)的變形性能，以此對(duì)地震作用力進(jìn)行消減，并且尤為關(guān)注建筑物薄弱之處的抗震性能，不能由于損壞薄弱之處而使整體建筑的抗震性能受影響。事實(shí)上，有效統(tǒng)一建筑設(shè)計(jì)與建筑抗震設(shè)計(jì)的方式即為了確保結(jié)構(gòu)的整體性，這樣，結(jié)構(gòu)間形成一種整體效應(yīng)，各個(gè)部件間的共同作用可以很好地防范和減小地震破壞性，從而實(shí)現(xiàn)滿意的抗震成效。當(dāng)然，各部件間的穩(wěn)定連接也可以提升建筑抗變形性能與抗震性能。與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，作為豎向受力構(gòu)件的剪力墻可以確保構(gòu)件的冗余度，較為適宜地選用“小集中和大分散”模式。除此之外，還需要主受力構(gòu)件具備較為理想的剛度與延性，為此，非常有必要?jiǎng)?chuàng)建完善的結(jié)構(gòu)屈服體系，這樣一來(lái)，在受到地震損壞首道防線時(shí)，還具備保護(hù)作用的第二道和第三道防線。

4? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用要想表現(xiàn)出較強(qiáng)的穩(wěn)定效果，需要在前期設(shè)計(jì)工作中充分關(guān)注抗震性能的優(yōu)化，抗震設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展需要重點(diǎn)考慮到高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，同時(shí)關(guān)注各個(gè)細(xì)節(jié)和薄弱環(huán)節(jié)，利用適宜合理的抗震手段和抗震裝置，提升高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能。

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