淺談高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

施向東

[摘要]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市人口快速增長(zhǎng)，為滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人居環(huán)境的需要，越來(lái)越多的高層建筑拔地而起。高層建筑在滿足人們居住要求的同時(shí)，也需要克服很多問(wèn)題，其抗震性能就是其中之一。高層建筑受地震和振動(dòng)影響較大，為保證建筑安全和人居環(huán)境的舒適，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其抗震設(shè)計(jì)是十分重要的。本文以高層建筑作為研究對(duì)象，針對(duì)其抗震設(shè)計(jì)展開討論，從高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求和建議出發(fā)，淺析高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]高層建筑;混凝土結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì);要點(diǎn);建議

文章編號(hào)：2095-4085（2019）06-0038-02

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震設(shè)計(jì)變得越來(lái)越重要，尤其在日益強(qiáng)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)性能的今天，建筑的抗震性能直接關(guān)系建筑抵御災(zāi)害和正常運(yùn)行的能力。對(duì)于全壽命管理要求較高的建筑，其抗震設(shè)計(jì)的合理性會(huì)影響到建筑全壽命管理的質(zhì)量。

1高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求分析

（1）在高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)考慮到構(gòu)件性能的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑材料的性能有充分了解，同時(shí)還要在設(shè)計(jì)時(shí)注意建筑構(gòu)件連接處的構(gòu)件之間剛度的差異，剛度差異過(guò)大的連接點(diǎn)處，其不僅不會(huì)達(dá)到預(yù)期的抗震效果，反而會(huì)影響建筑正常使用，為其防災(zāi)能力埋下隱患。

（2）應(yīng)當(dāng)根據(jù)構(gòu)件的主要受力形式，合理區(qū)分其結(jié)構(gòu)類型，根據(jù)結(jié)構(gòu)類型，確定其主要破壞形式為脆性破壞還是延性破壞。合理布置構(gòu)件，發(fā)揮延性破壞優(yōu)勢(shì)，利用構(gòu)件的自身特性，更好地達(dá)到抗震效果。2高層建筑結(jié)構(gòu)采取抗震設(shè)計(jì)的具體設(shè)計(jì)

2.1水平荷載

對(duì)于高層建筑而言，其抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于抵抗水平荷載。無(wú)論是剪力墻的布置還是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式的選擇，其抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是為了抵御水平荷載的影響。高層建筑的水平荷載主要來(lái)源于三方面，一是地震荷載，二是風(fēng)荷載，三是水平突變荷載。這三種荷載中，經(jīng)常作用在建筑上，也是最高層建筑需要重點(diǎn)考慮的荷載形式是風(fēng)荷載，但是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)破壞最大的則是地震水平荷載。

2.2側(cè)向位移控制

水平荷載對(duì)高層建筑的影響程度是隨著建筑高度的增加而增大的，水平荷載影響越大，水平位移也就越大。水平位移過(guò)大的建筑不僅會(huì)為建筑結(jié)構(gòu)埋下安全隱患，還可能會(huì)影響到人們正常的使用。因此，高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的首要因素便是在水平荷載作用下，其水平位移的控制。

2.3抗震設(shè)計(jì)的三水準(zhǔn)原則

抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三水準(zhǔn)原則主要是針對(duì)地震荷載影響而提出的，通常來(lái)講，地震時(shí)建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)做到“小震不壞，中震可修，大震不倒”。從而可以保證人民生命財(cái)產(chǎn)損失最低，構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的原則，使結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件為延性破壞構(gòu)件，不僅可以在平時(shí)預(yù)防結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題，地震中還可以為人們逃生贏得時(shí)間。

3高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)建議

3.1建設(shè)位置進(jìn)行科學(xué)的選定

建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的確定與建設(shè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況有直接關(guān)系，項(xiàng)目開始前，應(yīng)當(dāng)全面收集項(xiàng)目所在地的水文地質(zhì)情況資料，保證其水文地質(zhì)數(shù)據(jù)與實(shí)際相近，避免因數(shù)據(jù)誤差而造成抗震參數(shù)的取值。做好前期可行性研究工作，評(píng)估災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，選擇地震風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害最小的地點(diǎn)實(shí)施建設(shè)，合理確定建筑場(chǎng)地的分類。尤其在設(shè)計(jì)階段應(yīng)當(dāng)根據(jù)建設(shè)地點(diǎn)實(shí)際情況，對(duì)抗震設(shè)計(jì)方案反復(fù)研究討論，選擇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)最小的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案實(shí)施建設(shè)。

3.2優(yōu)選結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

抗震設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在保證抗震性能的前提下，盡量提升建筑內(nèi)部的美觀性和施工工藝的可操行。截面抗震驗(yàn)算應(yīng)保證結(jié)構(gòu)在設(shè)防烈度下進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，能夠把大部分結(jié)構(gòu)變形改變成眾值烈度地震作用下構(gòu)件承載力驗(yàn)算。構(gòu)件截面抗震驗(yàn)算應(yīng)選擇非抗震承載力設(shè)計(jì)值與承載力抗震調(diào)整系數(shù)相結(jié)合。具體計(jì)算時(shí)應(yīng)將地震作用效應(yīng)值乘以抗震調(diào)整系數(shù)。

3.3增設(shè)抗震防線

抗震結(jié)構(gòu)體系宜增設(shè)抗震防線，聯(lián)合延性較好的分體系，連接這些構(gòu)件，形成協(xié)同配合的效果。框架一抗震墻結(jié)構(gòu)體系是一種較好的抗震結(jié)構(gòu)形式，由抗震墻和延性框架協(xié)同工作，二者互相補(bǔ)充形成了較強(qiáng)的抗震效果。抗震結(jié)構(gòu)體系內(nèi)必須具有足夠多的贅余度，分為內(nèi)，外兩部分。根據(jù)相關(guān)規(guī)則構(gòu)建規(guī)律分布的屈服區(qū)，使建筑結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒌卣鹉芰砍浞窒幕蛘呶眨档偷卣饚?lái)的破壞程度。建筑基本自振周期和場(chǎng)地卓越周期不宜相近，以免結(jié)構(gòu)發(fā)生共振，產(chǎn)生較大破壞。如果結(jié)構(gòu)為多重抗震體系，第一道抗側(cè)力防線被破壞，還有第二道，第三道防線能夠繼續(xù)起到保護(hù)作用，逐步緩解共振效果，減輕地震帶來(lái)的破壞作用。

4結(jié)語(yǔ)

建筑抗震設(shè)計(jì)的重要性日益突出，未來(lái)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不會(huì)再以結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為終點(diǎn)。隨著更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式出現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)的防災(zāi)減災(zāi)能力會(huì)逐漸凸顯出來(lái)。抗震能力作為其中關(guān)鍵的一環(huán)，其設(shè)計(jì)合理性和設(shè)計(jì)優(yōu)化工作在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中會(huì)愈加重要。

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