淺析如何做好高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

摘 要：隨著近年來我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展也隨著科技經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步有了顯著的提高。在我國近些年建造的建筑中，高層建筑已經(jīng)成為了建筑行業(yè)的新寵，在選擇性上也比傳統(tǒng)多層建筑更受人們的歡迎與青睞。由于近些年包括地震在內(nèi)的自然災(zāi)害頻發(fā)，使人們的生命財產(chǎn)與生活工作都受到了巨大影響，所以，如何做好高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)人士最為注重的問題之一。由于高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的重要性，文章對如何做好高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計進(jìn)行多方面的淺要論述。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)；抗震

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震等級的劃分

地震的等級是要按照地震的強(qiáng)弱程度來進(jìn)行劃定的。在中國，地震等級的劃定有6個大類：三級是小地震，三級到四點五級是有感地震，四點五到六級是中強(qiáng)地震，六級到七級是強(qiáng)烈地震，七級到八級則是大地震。在中國抗震等級是八度的建筑占絕大多數(shù)，能夠抵御六級地震。設(shè)計單位依照有關(guān)規(guī)章制度，根據(jù)建筑物的類別劃分和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)房屋的高度、結(jié)構(gòu)設(shè)計等等方面，采用不一的抗震等級。比如，在鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)中，抗震等級有四個級別，分別為一般、較為嚴(yán)重、嚴(yán)重及很嚴(yán)重。

在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)該按照建筑的高度。結(jié)構(gòu)及設(shè)防的烈度選用不同的抗震等級，而且應(yīng)當(dāng)滿足相關(guān)的計算及措施條件。

2 對建筑物抗震效果產(chǎn)生影響的因素

要想做好高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，首先要清楚對建筑物抗震效果產(chǎn)生影響的主要因素有哪些。通過以下幾個方面對影響抗震效果的因素進(jìn)行淺析。

2.1 建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計

在影響建筑物抗震效果的因素中，建筑物自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計是其中一個非常重要的影響因素。高層建筑要滿足設(shè)計之初對抗震程度的預(yù)想，無論是點式住宅或者版式住宅，都必須開展科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保抗震策略科學(xué)化，可以做到不受小地震損壞，遭遇大地震不倒塌，以此很好提升高層建筑的抗震性。

如果建筑物對平面的設(shè)計過于繁瑣，質(zhì)心與剛心不統(tǒng)一，就會增加地震的影響力，造成更為嚴(yán)重的后果。因此，建筑物的結(jié)構(gòu)平面設(shè)計應(yīng)當(dāng)最大程度上確保質(zhì)心與剛心可以重合，來確保建筑物的抗震能力不受影響。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)使用材料及施工工序

建筑結(jié)構(gòu)的使用材料對抗震效果有著非常大的影響，但這一方面在過去通常被人們忽略了，工作人員必須清楚認(rèn)識到：在絕大多數(shù)情況下，建筑物在遭受地震情況下的損毀程度與建筑的質(zhì)量好壞是成正比的。如果在同樣的時間、同樣的地點遭受同樣等級地震，建筑物使用的建筑材料質(zhì)量越好，該建筑物遭受地震的作用力也隨之較小；相反的，如果建筑物使用的材料質(zhì)量一般，甚至不合格，建筑物遭受地震的作用力必然是很大的。在建筑物的實際施工建造中，往往建議多采用隔斷、維護(hù)墻等構(gòu)件，將質(zhì)輕的如空心磚、加氣混凝土板等建筑材料普及應(yīng)用，這對做好高層建筑的抗震能力起著極其重要的幫助作用。

建筑結(jié)構(gòu)施工程序與施工所使用的原材料質(zhì)量優(yōu)劣都對建筑工程的質(zhì)量起著決定性的作用，在施工階段中，每一道工序都可能對抗震效果造成影響。因此，在高層建筑的施工環(huán)節(jié)，要嚴(yán)于監(jiān)督和管理，規(guī)范操作，在建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量方面來確保建筑物良好的抗震能力。

2.3 建筑物所在地的自然環(huán)境

在高層建筑中，人為決定因素占很大一部分，也有一部分原因是受自然環(huán)境的影響。地震發(fā)生時導(dǎo)致建筑的受到損壞原因非常多，例如巖石斷層、山體崩塌等致使地表發(fā)生運動，致使建筑在地震作用力下遭到不同程度的損毀，或者引發(fā)其他自然災(zāi)害導(dǎo)致建筑物不幸受到波及。在這些種不可避免的自然災(zāi)害對建筑物損毀的原因中，其中一部分是人們能夠通過采取相應(yīng)措施及對策提前設(shè)防。在敲定建筑施工工地地理位置前期，必須進(jìn)行對此次施工現(xiàn)場位置細(xì)致的勘測與調(diào)查，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Φ刭|(zhì)條件及地形環(huán)境進(jìn)行分析，盡量選擇對建筑物抗震有益處的地理位置，避免選擇不利于抗震的地段。

3 高層建筑抗震設(shè)計的方法

在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，要從兩個方面進(jìn)行思考，盡可能減小地震作用力的輸入和增強(qiáng)抵抗地震的能力，來進(jìn)行高層建筑抗震的設(shè)計施工。并在以下幾個方面進(jìn)行淺要的闡述：

3.1 地震來臨時的能量輸入控制

目前主要采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方式，做好定量分析，使得地震發(fā)生的過程中產(chǎn)生的外力變形能夠滿足結(jié)構(gòu)的彈性要求。所有構(gòu)件的承載值達(dá)標(biāo)的前提下，掌控結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移極限值對于結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震有很重要的意義。利用構(gòu)件的變形與建筑結(jié)構(gòu)的位移之間的關(guān)系，能夠計算出建筑構(gòu)件的變形大小。對于高層建筑，應(yīng)該盡量在強(qiáng)度比較大的建筑場地進(jìn)行施工，這樣地震發(fā)生時的能量輸入就能夠得到有效的控制，有效的減少破壞性。

3.2 發(fā)展高延性設(shè)計

近年來諸多高層在抗震設(shè)計不約而同的采用了高延性結(jié)構(gòu)，控制建筑結(jié)構(gòu)的剛度，能夠有效地增大延性，讓地震發(fā)生時的結(jié)構(gòu)進(jìn)入具有高延性的塑性狀態(tài)，消耗地震作用產(chǎn)生的能量。達(dá)到高層建筑在地震作用中不易發(fā)生倒塌的目的，就應(yīng)該在承載能力較小的情況下，使其具有較高的延性，吸收較多的地震能量，經(jīng)受住結(jié)構(gòu)的變形。

3.3 對材料的選擇加以重視

在高層建筑的抗震能力決定因素當(dāng)中，材料的選擇也占有主要地位。在選擇之前，要對建筑材料的參數(shù)進(jìn)行抗震性能的分析，從整體山了解參數(shù)變異性，不能單一的考慮建筑材料的承載力，還要從抗震的角度出發(fā)，滿足建筑結(jié)構(gòu)在延性方面的需求。在滿足施工各方面選擇的基礎(chǔ)上，還要考慮經(jīng)濟(jì)適用問題，綜合考量，決定最終的材料選擇方案。

3.4 抗震防線設(shè)置

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，根據(jù)需要可以設(shè)置多道抗震防線。第一道防線遭到破壞之后，可以啟動后備防線，對地震能量進(jìn)行進(jìn)一步的阻隔，避免整個抗震系統(tǒng)的瞬間崩盤。高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抵抗地震設(shè)計過程中，采用具有多個肢節(jié)和壁式框架的框架剪力墻結(jié)構(gòu)等方式能夠有效的增加抗震防線。剪力墻結(jié)構(gòu)當(dāng)中，還可以通過合理的設(shè)置連梁增加抗震防線。

4 對高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的展望

在今后的許多年里，高層建筑仍然會是我國建筑行業(yè)的主要工作方向，我國也依然會位居高層建筑國家數(shù)量的榜首，因此也將會給高層建筑抗震設(shè)防帶來諸多新的難題。在21世紀(jì)以后的若干年內(nèi)，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震可能會有如下一些變化：

高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系會由原本的硬性為主要方向向柔性為主要方向的結(jié)構(gòu)改變，用“以柔克剛”的辦法對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的隔絕震源、減少地震能量輸入及一定程度上減弱地震損壞行進(jìn)行調(diào)整，從而實現(xiàn)抗震的目的。

高層建筑建造所使用的原材料對建筑物抗震效果產(chǎn)生的影響會逐漸從人們的意識中提高上去。隨著建筑使用的材料的抗震性能的提高，高層建筑的抗震性能也會隨之提高。新興材料的開發(fā)也會很大程度上催促高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的發(fā)展腳步。采用層層修改、優(yōu)化后的抗震方法設(shè)計來充分滿足高層建筑的抗震需要。

5 結(jié)束語

高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計是需要根據(jù)現(xiàn)實的需求的變化而變化的，我們需要從實踐中吸取經(jīng)驗，提前對所建高層建筑的地理位置，地質(zhì)條件，自然環(huán)境等因素進(jìn)行細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目睖y調(diào)查，對所得結(jié)果研究分析，根據(jù)工程自身特點選用科學(xué)化、合理化的抗震結(jié)構(gòu)，并選取優(yōu)質(zhì)的材料進(jìn)行施工，減少地震作用力的輸入，增加地震的抵抗能力，進(jìn)而實現(xiàn)高層建筑抗震的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]閆旭梅.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計分析[J].科技傳播，2010（08）

[2]于險峰.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計[J].中國新技術(shù)產(chǎn)品，2010（01）

[3]馬一鳴，李紅.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（10）

[4]楊磊.論高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計[J].建筑設(shè)計管理，2010（03）