影響高層鋼筋砼結構抗震設計的因素

那陽

摘 要：現代建筑發展過程中，人們最關心的兩個建筑問題就是建筑的質量和安全，這兩點在建筑施工過程中必須重點注意，只有保障好這兩點，才能讓人們的生命和財產得到更好地保障。在建筑質量中有一個非常重要的指標，就是建筑的抗震性能，一個合格的建筑必須要有非常強的抗震性能。建筑抗震性能的好壞主要取決于高層建筑的鋼筋砼結構本身。本文就影響高層建筑鋼筋砼結構抗震設計的因素進行分析，希望能夠找到解決的策略，讓我國建筑得到更好的發展。

關鍵詞：鋼筋砼結構；抗震選型

現在我國的高層建筑都是由鋼筋混凝土來作為主要材料進行施工的，鋼筋混凝土已經成為我國建筑的主要結構形式了，在對建筑結構進行設計的時候，最重要的指標就是建筑的抗震水平。在進行高層建筑設計的時候，由于建筑本身高度的原因，使得人們對于建筑的抗震性變得更加重視，而地震這種自然災害，本身的發生就具有非常強的隨機性。在對高層建筑進行設計的時候，必須要求建筑在發生強地震時，能夠有一個彈性狀態，要保證在發生強烈地震時建筑不會出現倒塌現象。

1 抗震結構的選型的注意事項

對于整個建筑工程來講，抗震結構的設計將直接關系到建筑的安全是否能夠得到保證，因此在進行抗震結構的選型時一定要加強重視。在對高層建筑進行選型時一定要考慮到多發光面的因素，這是一個非常復雜的過程中，對抗震結構設計人員的專業素質要求也非常高，同時還要全方位的對其進行考慮，找到影響抗震的主要因素，并對其加強重視，避免這些因素導致抗震結構造成破壞，在進行抗震結構的選型時，一定要將所有的影響因素結合在一起，進行整體性的考慮，再根據具體的施工情況去選擇抗震結構。同時還要注意影響抗震的因素之間還存在著轉化關系，這一點是必須要注意的，在一定的條件下一種影響因素很可能就會轉化為另一種影響因素，甚至多種因素之間進行互相組合，還會形成一個危害性更大的因素，抗震性能影響因素之間是存在聯系的，通過這種分析可以找到多種因素之間的主導目標因素。

2 建筑的使用功能和美學功能

鋼筋砼結構在建筑的設計中，不僅是一種結構系統，還是一個功能性的系統，有著一定的美學功能和使用功能，同時建筑結構在進行具體的劃分時，還可以被劃分為旅館、住宅等四個建筑結構標準。但是每種類型的建筑物都會按照空間的不同，分為多個子功能類。當然結構形式相同的建筑，對于其子功能也會存在著不同的適應性。建筑結構的美學功能主要對建筑物的平面特征具有一定的影響。結構美學功能的適應性主要表現在建筑結構的平面形狀在對各種抗力的分置上。這就對抗震的性能產生了一定的影響。

3 結構形式

3.1 影響綜合抗力的因素

最對影響綜合抗力的因素進行分析的時候，一般都會對結構的整體強度和結構的整體協調變形能力進行思考。在這些因素中，有些是在工程的設計和施工中一定會遇到的。結構形式和設計方案越合理，那么建筑的整體結構就會更合理。其中的合理性主要是針對結構的形式、抗震的強度、平面規則性、分布均衡性、構件的連續性等等。這些因素都會影響到綜合抗力的大小。

建筑結構在受到強大地震的影響時，能夠協調各個構件完成整體的工作，并且對地震的能量有所耗散，這種能力就是建筑結構的整體協調變形能力。能夠做到這一點主要和兩個方面有關：空間的整體性和延性。空間的整體性主要是指在結構在承受強震的作用時，會協調周圍的一些構建組成一個整體的結構。結構延性主要是指在建筑結構產生破壞之前的最大限度地承載能力。這種承載能力和結構構建的某個部位有很大的關系。在產生地震的時候，結構會受到很大的破壞力，在此之前，構件良好的延性會使得結構在形變中對地震的能量進行耗散，保護結構的穩定性，避免發生坍塌。當然結構的這種延性主要和結構的形式和種類、抗震變形、破壞性以及構造措施和結構體系剛度等方面有直接的關系。

3.2 結構整體穩定性（合抗傾覆能力）的影響因素

高層建筑隨著高度的增加，剛度相對減小，在水平載荷作用下，傾覆力矩增大，縱向變形增加，P-D效應加劇，對結構整體穩定性的要求也逐漸提高。整體穩定性的主要影響因素，可概括為結構的整體剛度和抗傾覆能力兩個方面。充分恰當的結構整體剛度（包括抗彎、抗剪、抗扭剛度），對限制結構遭遇中大地震的水平位移及層問位移，對減小P原D效應、減輕震害、防止突然倒塌、保證電梯等設備的正常運行、防止填充墻、裝修材料等的損壞有著重要意義。其合理性影響因素為結構形式、高定比、設防烈度、基本風壓等；結構的整體抗傾覆能力主要受建筑方案的高寬比、長寬比設防烈度、基本風壓等因素的影響。

4 影響抗震能力的主要因素

4.1 材料強度

材料強度直接影響框架節點抗剪承載力，對于承受一定荷載的框架節點，強度越高，則梁、柱的截面尺寸越小，框架節點核芯區承剪截面也相應減小，在一定配箍率下，對其抗震性能反而不利。

4.2 反復荷載

在反復荷載作用下，材料強度和構件強度降低，粘結錨固性能退化，剪切變形加大。由于框架節點內剪應力方向交替變化，核芯區斜向裂縫的張開與閉合交替產生，框架節點核芯區抗剪承載力和剪切剛度降低。隨著梁端變形的逐步增加，框架節點核芯區抗剪承載力相應逐漸衰減。

通過對問題的分析，獲得了結構抗震選型的主要影響因素，并建立了能反映高層鋼筋結構抗震選型諸影響因素及其之間深層次聯系的整體因素框架模型因素關系圖，本文的研究得到以下結論：a.結構抗震選型作為高層鋼筋議結構抗震設計的關鍵環節，其影響因素繁多（部分因素具有隨即、模糊、耦合性），且主要集中在建筑方案、結構形式、環境條件、當前造價與預期維護、改造費用等幾個方面。b.諸影響因素間的關系具有多維性、層次性。一方面為人們認識和控制該類結構抗震選型提供了全面、系統的基礎信息；另一方面也為對該類結構抗震選型問題的進一步深入研究提供了前提。

5 總結

綜上所述，在對高層建筑進行鋼筋砼結構的抗震設計時，必須對在建筑周圍的環境、建筑抗震設計方案、建筑本身的結構形式進行詳細的了解，只有這樣才能讓建筑結構結構效益和建筑投資相互之間能夠實現融合。在對高層建筑鋼筋砼進行抗震選型時，必須要把能夠影響建筑抗震性能的因素進行全面分析，只有這樣才能建筑在地震發生時，避免建筑遭到嚴重的破壞。同時在對建筑結構設計進行選擇的時候，必須要選用安全性達到標，經濟性也比較強的抗震設計，只有這樣才能讓建筑本身的安全性得到保證。

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