抗震設計在高層建筑結構設計中的應用

張帆

摘 要：隨著城市規(guī)劃與建設的步伐加快，建筑業(yè)的發(fā)展得到了穩(wěn)步的提升，不僅大量的建筑工程出現(xiàn)在了人們的生活中，建筑結構設計理念也發(fā)生了不小的變化。近年來，很多高層建筑工程提高了對結構設計的重視與研究，尤其在建筑結構的抗震設計方面，更是投入了較大的精力與時間，并對相應的結構設計要點以及注意事項等進行了進一步的研究，以此來提高高層建筑結構抗震水平。本篇文章就抗震設計在高層建筑結構設計中的應用進行簡單的論述，并提出些許觀點，希望能對相關人士的研究有所幫助。

關鍵詞：抗震；設計；高層建筑

結構設計工作是建筑工程中重要的內容，與建筑整體的穩(wěn)定與后期使用效果有著密不可分的聯(lián)系。在近幾年的發(fā)展中，越來越多的高層建筑工程逐漸提高了對結構抗震設計的重視。一方面是由于落后的結構抗震設計方案已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會下高層建筑施工的需要，如果不能對其進行更新升級，那么就會在降低建筑安全性的同時，阻礙建筑領域的發(fā)展。另一方面是由于建筑結構抗震設計中，會受到某些因素的影響而出現(xiàn)問題，需要建筑工程能夠對問題進行合理的控制與解決。

1 抗震設計原則概述

首先，簡單性結構的簡單性是指結構在地震的作用下具有直接、明確的傳力的途徑。在建筑抗震設計規(guī)范中做出強制性條文要求，"結構體系應該有明確的計算簡圖與合理的地震作用傳遞途徑。"只有結構簡單，才能對結構的計算模型、內力和位移進行分析，避免薄弱部位的出現(xiàn)，因此對結構的抗震性的估計也相對可靠。

其次，規(guī)則性與均勻性建筑以及抗側力結構在平面的布置上應該規(guī)則和對稱，并應該具備良好的整體性；建筑物的立面與豎向的剖面布置應規(guī)則，結構側向剛度的變化應均勻，豎向抗側力結構的材料強度及截面大小應自下而上逐漸減小，避免抗側力結構的承載力以及側向剛度的突變。平面布置的均勻規(guī)則，使建筑分布質量產(chǎn)生的地震慣性力以比較短且直接的途徑進行傳遞，并使結構剛度分布與質量分布相互協(xié)調，限制剛度和質量之間的偏心。

最后，整體性樓蓋對于高層建筑結構的整體性起到重要作用，它相當于水平隔板，不僅聚集、傳遞慣性力到各豎向抗側力的子結構，而且要求這些子結構能夠承受地震作用，特別是當豎向抗側力子結構的布置復雜或者不均勻或者抗側力子結構的水平變形特征存在差異時，整個建筑就依靠樓蓋使抗側力子結構的協(xié)同工作。

2 高層建筑結構抗震設計的應用要點

高層建筑結構抗震設計的要點及注意事項有很多，需要相關設計團隊能夠對其進行全面的了解與掌握。如果在實際施工中出現(xiàn)細節(jié)問題，那么就會對建筑結構后期的抗震效果造成影響。所以，對抗震設計細節(jié)內容進行深入的研究，能夠有效的提高建筑抗震水平。

2.1 注重結構的布置與選型

要想讓抗震設計在高層建筑結構施工中發(fā)揮出真正的價值，那么施工團隊就要在結構設計之前，對高層建筑結構進行合理的布置與選型。在選型方面，相關設計團隊除了要對高層建筑的施工場地、房屋高度以及基礎設施等進行進一步的明確，同時還要對結構抗震設計中涉及到的材料以及施工技術等進行全面的了解與掌握。這樣才能為后續(xù)結構抗震設計工作的開展奠定堅實的基礎，以此來提高建筑抗震水平。

在布置方面，相關設計團隊需要遵循相應的布置要求，保證平面布置的對稱性以及均勻性。對于純框架結構的高層建筑，抗震設計團隊還需要注重框架柱與樓梯踏步斜梁之間的關系，保證兩者之間能夠緊密連接，以免地震發(fā)生時造成更嚴重的破壞。

2.2 注重非結構部件的處理

高層建筑結構抗震設計中，還會涉及到大量的非結構部件，對非結構部件進行妥善的處理，能夠在很大程度上提高建筑結構抗震水平，需要設計團隊能夠對非結構部件的處理原則與要點進行了解與掌握。

首先，高層建筑結構中由很多非結構部件組合而成，主要構件包括樓梯踏步板、內隔墻以及填充墻等，當?shù)卣鸢l(fā)生的時候，這些構件都會隨著發(fā)生變化，對高層建筑結構的承載力以及建筑的穩(wěn)定程度造成影響。所以需要設計團隊能夠根據(jù)實際施工情況，對這些構件進行合理的規(guī)劃與安排。其次，高層結構抗震設計團隊對非結構部件進行妥善的處理，還能在一定程度上降低地震發(fā)生時局部震害產(chǎn)生的影響，還能間接的提高建筑結構傳力路線穩(wěn)定的作用。最后，通過科學合理的方式處理建筑結構抗震設計中的非結構部件，能夠提高建筑整體的可靠度，降低地震災害對建筑主體的破壞，保障了人們的生命安全。

2.3 注重建平面和立面的布局

建筑平面和立面設計的規(guī)整性在建筑結構設計中是最基礎的設計內容，也是非常關鍵的設計內容。建筑平面和立面在進行抗震設計時，一定要保證其規(guī)則性以及簡潔性的，要讓其剛度中心與的結構質量中心相互重合。有些建筑結構平面設計的不夠規(guī)范，其房屋質量中心很難和剛度中心重合上的，要是有地震發(fā)生，其結構會受到影響而有扭轉現(xiàn)象發(fā)生，這會讓地震對建筑結構的破壞強度有所增加。所以在設計建筑立面的時候，盡量不要有那種突然變化的階梯型立面，讓房屋重心盡可能地降低，而且其立面結構的凸出高度最好不要高于建筑太多，這樣能降低地震發(fā)生時對建筑結構產(chǎn)生的鞭梢效應。

如果建筑高度越高的話，它就會受到更多的地震破壞，所以在進行建筑抗震設計的時候，多層砌體房屋總層數(shù)最好不要超過規(guī)定的限值，而且總高度最好也在規(guī)定限值內。建筑平面和立面在設計的時候，一定會有不規(guī)則設計方案出現(xiàn)，這時候要盡可能選取合適的位置對防震縫進行設置，把不規(guī)則和體型比較復雜的建筑平面拆分成多個小的獨立單元進行設計。在這其中還要將建筑造型以及建筑的功能等因素都考慮在其中，以保證建筑平面的布置足夠簡潔，這樣也能讓建筑結構抗震性能有所提高。

2.4 注重結構的整體性設計

為了有效的保證建筑結構的安全性，建筑結構的穩(wěn)定性需要有保證，只有這樣，在發(fā)生自然災害的時候，建筑結構中的各個部件的作用才能發(fā)揮較大的作用，不同的結構部件之間也能夠協(xié)同工作，在發(fā)生地震災害時，高層建筑結構的整體性作用才能夠得到有效的發(fā)揮，這樣一來，高層建筑結構的抗震能力才能得到充分的發(fā)揮。建筑結構的空間穩(wěn)定性和結構整天的剛度對建筑結構的抗震能力具有密切的聯(lián)系。

3 結束語

如今，很多高層建筑工程在進行結構設計的過程中，都能提高對抗震設計的重視與規(guī)劃。對于建筑結構抗震設計中存在的問題和不足之處，工程團隊也能根據(jù)實際情況，對問題產(chǎn)生的原因進行深入的分析，并制定出科學的優(yōu)化方案，降低不利因素對高層建筑抗震設計效果的影響。為了進一步提高高層建筑結構抗震設計的效果和價值，一些建筑工程還會將獨特的結構設計理念、方案以及技術等應用到實際的施工中，同時還能對部分傳統(tǒng)的結構設計模式進行更新與完善，從而為建筑結構抗震水平的提升提供有利條件，為建筑穩(wěn)定性與安全性奠定堅實的基礎。

參考文獻

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