從防震角度看高層建筑結構設計要素探索

單楹驍 唐躍鋒

浙江中房建筑設計研究院有限公司 浙江嘉興 314000

近年來，隨著我國社會經濟的高速發展，高層建筑工程規模不斷擴大，工程數量也隨之增加，取得了不錯的發展成效，受到人們的廣泛關注。為保障高層建筑工程質量，提高其穩定性，應當重視高層建筑結構設計，尤其是要從防震角度來優化結構設計，以使之更具穩固性，具備一定的抗震能力，提高高層建筑的安全性。在高層建筑結構抗震設計過程中，需要從多方面來進行考慮，根據高層建筑工程的性質、功能等來確定其抗震級別，以達到工程施工要求，從而實現高層建筑結構設計效益最大化。

1 高層建筑結構設計的特點

在高層建筑結構設計中，需要做好結構受力監測工作，需要確保其結構受力的均衡性，監測結構構件、連接點之間的受力情況，需避免高層建筑在發生地震時受沖擊太大而影響其結構的完整性。另外，在高層建筑結構設計中還存在著軸向變形問題，需要通過軸向變形計算來進行相應的調整。

2 從防震角度看高層建筑結構設計的基本要求和原則

2.1 基本要求

從防震角度來看，在進行高層建筑結構設計的時候，應當以簡為主，不可太過于復雜，但必須能夠滿足高層建筑結構設計的防震要求，達到規定的承載能力。可通過簡單的計算來分析高層建筑結構的受力狀況，并確保計算結果的準確性，以此為依據來科學設計抗震結構，這有利于提高高層建筑的穩定性，使之具備更強的抗震能力，彌補高層建筑結構中的薄弱部分。所設計的方案要堅持從實際出發，做到具體問題具體分析，根據高層建筑工程的實際情況來進行科學規劃，每一個連接件都要安全，以免影響高層建筑結構的穩定性。需格外注重基礎設計，使用合理而有效的方式來連接樁體和樓蓋，提升高層建筑結構的整體剛性。另外，所設計的高層建筑結構還需要具備完整性，在布局上要合理，避免中心位置偏移。

2.2 基本原則

從防震角度來看，高層建筑結構設計應當遵循一定的原則：一方面，要遵循合理性原則。指的是在進行高層建筑結構抗震設計的時候，應當從整體性來考慮，在滿足建筑工程設計相關要求的基礎上，來提升高層建筑結構的抗震能力。在布局上同樣要從整體結構來考慮，以維持結構的平衡性，使之更加牢固；另一方面，要遵循豎向均勻原則，指的是在設計高層建筑結構的時候，垂直方向的力要均衡，以免發生地震時高層建筑受外力影響而發生變形，增強高層建筑的剛度，減少其危險性。

3 高層建筑結構防震設計的有效措施

3.1 選擇適宜的建筑材料

在進行高層建筑結構防震設計的時候，應當合理選擇適宜的建筑材料，保障建筑材料質量，以免因為材料質量不合格而導致高層建筑結構穩定性下降，致使其抗震能力達不到要求。在實際設計和施工過程中，需要根據高層建筑工程的實際情況來選擇建筑材料，需要于施工之前先進行全面的勘察工作，充分了解高層建筑工程周圍的地質特點，綜合考慮氣候條件、地貌特點，根據高層建筑工程類型的抗震級別要求，來選擇合適的建筑材料。一般情況下，以鋼結構為主，可使用多種復合型材料，以提高高層建筑結構的抗震能力，使之更加穩固，所選建筑材料應當具備較強的剛性，建筑材料的自重不可太重，在不影響抗震效果的前提下，可選擇較輕的建筑材料，還需要注重其經濟性[3]。

3.2 選擇合適的建筑場地

在進行高層建筑結構設計的時候，需要選擇合適的建筑場地，選址位置的土地成分要有良好的硬性，密度要達到施工標準，而且有著不錯的土質，如此才能為高層建筑防震性能的設計奠定扎實基礎，以確保上部建筑結構的穩定性，能夠承受其荷載。設計人員在選擇建筑場地的時候，應當盡量規避軟土地基，或是一些河岸邊緣、液化土等區域，以免削弱高層建筑結構的防震性，導致其在發生地震自然災害的時候，出現較大的安全問題。另外，也應當避開一些容易發生泥石流、滑坡等災害地段，以免影響高層建筑結構的穩定性。

3.3 改善高層建筑抗震結構

針對當前高層建筑抗震結構中存在的設計問題，需要實施有效措施來進一步改善，以提高高層建筑結構的抗震能力。可從以下幾個方面著手：一是要優化抗震結構。選擇適宜的地基，對高層建筑的地基進行夯實處理，使之符合高層建筑的施工要求。應當計算高層建筑的高度，確定好高層建筑面積，然后據此來選擇適宜的地基處理方式，使之更加穩固，能夠充分承載建筑結構的重量。地基部分最好避開地下水位較高區域，盡量規避松軟土質，選擇土體較硬的地段，以提高地基的穩固性，確保其能夠承載上部結構。需合理規劃高層建筑結構中每一個構件的位置，需使之均勻受力，能夠共同維持高層建筑結構的穩定性。與此同時，在進行高層建筑抗震設計的時候，還應當考慮兩方面內容，一方面是水平剪應力，另一方面是垂直剪應力；二是要選擇適宜的抗震結構設計方案。最佳抗震結構設計方案，不僅要滿足高層建筑抗震要求，還要具有一定的經濟性，能夠用最低的成本來獲取最佳的施工效果，并且所設計的高層建筑結構形式具有可行性，符合建筑工程施工的實際情況。在進行高層建筑結構平面、空間布置的時候，應當遵循簡單原則，需全面勘察周圍地質環境，并采取相應措施來加以防范和處理，從而保障高層建筑結構設計質量。

4 結語

總而言之，在高層建筑結構設計過程中，應當重視抗震結構設計，要從防震角度來優化結構設計方案，提高高層建筑結構的穩定性，使之具備更強的抗震能力。