高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震問(wèn)題研究

　　近幾年我國(guó)經(jīng)歷的幾場(chǎng)地震中，特別是汶川地震后，被破壞的建筑普遍存在這一定的質(zhì)量問(wèn)題，這是導(dǎo)致建筑受損嚴(yán)重的最主要因素。高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中包含防線建設(shè)，為了達(dá)到提升抗震能力的目的，可以增多抗震防線的建設(shè)。

　　摘要：

　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)高層建筑的數(shù)量呈幾何式的增長(zhǎng)，高層建筑已經(jīng)成為城市中最主要的建筑形式，然而限于以前我國(guó)經(jīng)濟(jì)條件所限，我國(guó)的抗震標(biāo)準(zhǔn)偏低，高層建筑的抗震性能不佳，相關(guān)行業(yè)規(guī)范急需調(diào)整，我國(guó)高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中存在一系列問(wèn)題，針對(duì)高層建筑抗震設(shè)計(jì)中的相關(guān)問(wèn)題，應(yīng)該當(dāng)采取積極的應(yīng)對(duì)措施，切實(shí)提高高層建筑的抗震性能。

　　關(guān)鍵詞：

　　高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震問(wèn)題

　　一、高層建筑抗震設(shè)計(jì)的原則

　　高層建筑抗震設(shè)計(jì)主要遵循以下四點(diǎn)：應(yīng)選擇有利抗震的場(chǎng)地和地基進(jìn)行建設(shè)：高層建筑的建設(shè)范圍應(yīng)盡量避開(kāi)地震帶，如果實(shí)在無(wú)法避免應(yīng)采取必要的抗震措施。在危險(xiǎn)地段上是不能進(jìn)行高程建筑的建設(shè)工作。在設(shè)計(jì)前需要計(jì)算好建筑結(jié)構(gòu)的自震周期，并與場(chǎng)地的周期錯(cuò)開(kāi)，以防止地震發(fā)生時(shí)，出現(xiàn)共振現(xiàn)象導(dǎo)致建筑破壞。建立良好的抗震結(jié)構(gòu)：良好的結(jié)構(gòu)類(lèi)型是在保證高層建筑的抗震性的同時(shí)，具備良好的經(jīng)濟(jì)性。結(jié)構(gòu)中應(yīng)設(shè)計(jì)對(duì)到抗震防線，以防止部分構(gòu)件或結(jié)構(gòu)損壞而導(dǎo)致整個(gè)建筑的抗震體系被破壞。在青海地震中，玉樹(shù)縣結(jié)古鎮(zhèn)的建筑結(jié)構(gòu)以土木結(jié)構(gòu)為主，該結(jié)構(gòu)并不具備良好的抗震性能，且并沒(méi)有采取足夠的抗震措施，導(dǎo)致該地區(qū)90%的房屋發(fā)生坍塌。

　　盡量設(shè)計(jì)多道抗震防線：地震一般不會(huì)只發(fā)生一次，在第一次地震后，一定會(huì)發(fā)生多次余震及第二次地震。如果高層建筑只有一道抗震防線，在第一次地震后備破壞，將無(wú)力面對(duì)之后的第二次地震或多次余震。青海地震一共發(fā)生了兩次地震及多次余震。許多在第一次沒(méi)有震塌的建筑都?xì)в诹说诙�次或之后的余震中。設(shè)計(jì)利于抗震的建筑平面：在進(jìn)行建筑的平面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能地保證建筑結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量的均勻分配。建筑結(jié)構(gòu)與平面設(shè)計(jì)應(yīng)采用對(duì)稱的方式，才能在地震中有效地變扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。青海地震主要發(fā)生在玉樹(shù)縣結(jié)古鎮(zhèn)，當(dāng)?shù)氐姆课萁ㄖ�大多�?shù)是由居民自主建設(shè)的，因?yàn)槿狈ψ銐虻慕ㄖ�專業(yè)知識(shí)，所以沒(méi)有考慮到建筑平面設(shè)計(jì)的抗震需求也是非常常見(jiàn)的。

　　二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震問(wèn)題

　　1.高度問(wèn)題

　　根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的高層建筑技術(shù)結(jié)構(gòu)規(guī)范，以鋼筋混凝土為基本結(jié)構(gòu)的高層建筑都有一定的合理高度。這個(gè)合適高度與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、建筑技術(shù)發(fā)展水平以及建筑施工水準(zhǔn)直接吻合，具有極高的安全性和穩(wěn)定性，然而實(shí)際的高層建筑建設(shè)中可能出現(xiàn)高度超限的客觀情況，導(dǎo)致其抗震能力大打折扣，危害公眾安全。在高層建筑建設(shè)實(shí)施中應(yīng)該以嚴(yán)謹(jǐn)審慎的態(tài)度結(jié)合工程實(shí)踐的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)合理處理，確保高層建筑符合適宜高度。

　　2.建筑結(jié)構(gòu)材質(zhì)問(wèn)題

　　由于地震帶來(lái)的嚴(yán)重危害，人們?cè)絹?lái)越偏重于抗震性能好的高層建筑結(jié)構(gòu)形式以及建筑材料，尤其在地震多發(fā)地帶這個(gè)趨勢(shì)更加明顯。我國(guó)高度達(dá)到150m的建筑物廣泛采用的建筑結(jié)構(gòu)體系有框一筒、筒一中筒和框架一支撐三種。我國(guó)高層建筑基本以鋼筋混凝土的建筑結(jié)構(gòu)為主，其主要結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土核心筒，變形控制基準(zhǔn)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限制。但是，考慮到鋼筋混凝土的彎曲變形有較大的側(cè)移，只是依賴剛度本身就比較小的鋼框架的協(xié)調(diào)配合來(lái)減弱側(cè)移，無(wú)疑無(wú)法收到理想的抗震效果，同時(shí)還加大了鋼結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)。

　　3.抗震設(shè)防烈度低

　　在當(dāng)今中國(guó)經(jīng)濟(jì)水平得到長(zhǎng)足發(fā)展的時(shí)代背景下，我國(guó)現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)實(shí)的要求，已經(jīng)很難適應(yīng)當(dāng)下的國(guó)情，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)該在某種程度上進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)當(dāng)前對(duì)抗震安全性的新要求。以前受制于財(cái)力不足的限制，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，抗震設(shè)防烈度低，建筑結(jié)構(gòu)在抗震中的經(jīng)濟(jì)損失很大，因此基于地區(qū)設(shè)防烈度的級(jí)別制定相應(yīng)的彈性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)得到了眾多業(yè)界人士的支持。

　　三、增強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的具體策略

　　1.高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性

　　在發(fā)生地震時(shí)，高層建筑物，會(huì)在地震力影響下，出現(xiàn)不同程度的形變。此時(shí)，建筑中的抗震組織，會(huì)發(fā)揮塑形保持的作用。對(duì)此，針對(duì)于高層建筑，必須要注重其建筑的抗震能力，以及建筑彈塑性變形能力的分析研究。因此，在高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)中，對(duì)于建筑的彈塑性分析計(jì)算是非常關(guān)鍵的一個(gè)點(diǎn)。在分析高層建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性時(shí)，分析的方法主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：即彈塑性動(dòng)力以及彈塑性靜力分析法。彈塑性動(dòng)力分析方法，以結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)模型為前提。這種方式的應(yīng)用，雖然理論上分析較為簡(jiǎn)單，但是實(shí)際的操作，對(duì)于技術(shù)人員的專業(yè)水平要求較高，對(duì)此加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)培養(yǎng)，是非常有必要的。從而更好地降低地震破壞的后果，同時(shí)在對(duì)其進(jìn)行分析時(shí)，地震波會(huì)產(chǎn)生很大的影響。最后的結(jié)果往往會(huì)有很多個(gè)，這時(shí)就要對(duì)結(jié)果進(jìn)行仔細(xì)地研究，更好地保證其研究的結(jié)果。彈塑性靜力分析法，采取的是結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)模型，在使用過(guò)程中，需要結(jié)合空間協(xié)同平面結(jié)構(gòu)模型、三維空間模型，照比第一種方法，分析結(jié)果受到地震波的影響不大，但是對(duì)于建筑底層的水平載荷要求較高。

　　2.合理選擇高層建筑材料

　　在進(jìn)行高層建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，材料的選擇十分重要。對(duì)于即將選擇的材料，要科學(xué)地分析其材料的抗震性能，對(duì)材料的參數(shù)變異性進(jìn)行整體研究，保證最終材料的選擇的合理性。同時(shí)，還需要對(duì)材料的承載能力進(jìn)行充分的考慮，保證材料抗震分析的全面性。從抵抗地震的要求來(lái)看，建筑結(jié)構(gòu)還需要具備一定的延性，為了充分地滿足需求，在選擇建筑材料時(shí)，就需要充分地考慮建筑施工的各個(gè)方面的實(shí)際興情況，選擇最為科學(xué)合理的建筑材料，提升高層建筑抗震能力的同時(shí)，保證材料選擇的科學(xué)性及經(jīng)濟(jì)性。

　　3.增多抗震防線的建設(shè)

　　高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中包含防線建設(shè)，為了達(dá)到提升抗震能力的目的，可以增多抗震防線的建設(shè)。這樣一來(lái)，在發(fā)生地震時(shí)，即使第一道防線被破壞，第二道、第三道，甚至是更多道的防線均會(huì)起到阻擋地震作用力的目的，減低建筑物倒塌發(fā)生率。通常來(lái)說(shuō)，多個(gè)肢節(jié)和壁式框架的框架剪力墻結(jié)構(gòu)是比較有效的防震結(jié)構(gòu)之一�？蚣芗袅�墻中包含多道抗震防線，第一道抗震防線為剪力墻，這是主要的抗側(cè)力構(gòu)件，當(dāng)剪力墻的數(shù)量比較多時(shí)，其所具備的承載能力也會(huì)相應(yīng)的提升。同時(shí)，在地震的作用下，剪力墻開(kāi)裂之后，任一層框架部分的框架和墻會(huì)協(xié)同一起分散地震剪力，降低地震作用對(duì)建筑物的傷害。此外，框架剪力墻中的剪力墻也可以進(jìn)行連梁的設(shè)置，通過(guò)連梁的防線作用，改善建筑物的抗震能力。

　　4.加強(qiáng)高層建筑工程的質(zhì)量監(jiān)督

　　近幾年我國(guó)經(jīng)歷的幾場(chǎng)地震中，特別是汶川地震后，被破壞的建筑普遍存在這一定的質(zhì)量問(wèn)題，這是導(dǎo)致建筑受損嚴(yán)重的最主要因素。建設(shè)施工時(shí)的不規(guī)范給建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果帶來(lái)嚴(yán)重的潛在危害，一旦地震發(fā)生建筑結(jié)構(gòu)將變得相對(duì)脆弱，所以要全面加強(qiáng)相應(yīng)的監(jiān)督機(jī)制，使高層建筑的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮應(yīng)有的作用，切實(shí)保證高層建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)良，確保其在地震發(fā)生時(shí)具有較好的抗震效能。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　本文通過(guò)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本方法進(jìn)行闡述，然后對(duì)高層建筑的受力特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)類(lèi)型進(jìn)行分析，得出提高建筑抗震性能的設(shè)計(jì)方案，希望本文可以對(duì)以后高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有利的幫助，從而提高高層建筑的抗震性能，促進(jìn)高層建筑的進(jìn)步與發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)：

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