高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)

趙志偉

摘要：現(xiàn)階段，我國城市中的高層建筑設(shè)施數(shù)量以及種類越來越多，社會(huì)各界也開始將注意力轉(zhuǎn)移到高層建筑設(shè)施的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面上，對其所設(shè)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求也越發(fā)的嚴(yán)苛起來。 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中，要充分考慮設(shè)計(jì)要求與建筑需求，合理運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)方法，以提高建筑混凝土抗震性，滿足人們對高層建筑的使用要求。同時(shí)提高高層建筑抵御地質(zhì)災(zāi)害的能力，降低坍塌事故發(fā)生概率，確保民眾生命財(cái)產(chǎn)安全。 本文主要就高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行探究，找出其所存在的問題，制定出合理的抗震設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：高層建筑；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)

1導(dǎo)言

我國城市化的發(fā)展腳步越來越快，很多新興的中小型城市中，都已經(jīng)開始實(shí)施大規(guī)模的高層建筑工程項(xiàng)目，且高層建筑更是成為了城市的主體建筑類型。但是目前，我國地震等意外災(zāi)害頻發(fā)，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變得愈發(fā)的重要，建筑從業(yè)單位的設(shè)計(jì)人員必須要高度重視混凝土抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以此來提升該建筑結(jié)構(gòu)體系的安全性以及可靠程度。不斷的優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，確定出高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及施工要求，提升其設(shè)計(jì)方案的有效性。

2高層混凝土建筑抗震破壞形式分析

2.1剪切破壞

剪切裂縫是在振動(dòng)過程當(dāng)中高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)物受到剪切力的作用，導(dǎo)致發(fā)生剪切破壞。這一過程的發(fā)展會(huì)出現(xiàn)四個(gè)階段：①當(dāng)彎矩的強(qiáng)度達(dá)到足夠大的條件時(shí)結(jié)構(gòu)物開始開裂；②接下來截面將出現(xiàn)水平彎曲的裂縫；③用于力的作用不斷增大時(shí)，裂縫也會(huì)越來越大，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斜方向的剪切裂縫；④箍筋的屈服使得剪刀裂縫不斷增大，剪切破壞隨之發(fā)生。

2.2彎曲破壞

彎曲破壞是指高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)在受到水平地震荷載的作用下，由于力的作用較大，使得混凝土高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)外部保護(hù)層出現(xiàn)混凝土脫落的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)整體失去相對應(yīng)的承載能力。整個(gè)過程中由于力的不斷發(fā)生，導(dǎo)致高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的截面出現(xiàn)水平彎曲的裂縫，隨著荷載強(qiáng)度的不斷增加，受拉一側(cè)的縱向鋼筋慢慢達(dá)到屈服強(qiáng)度，隨著變形量的不斷加大，混凝土保護(hù)層脫落范圍會(huì)不斷擴(kuò)大，最終由于鋼筋受壓不斷增大導(dǎo)致混凝土崩裂。

3高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中問題

我國發(fā)展高層建筑的歷史并不長，同時(shí)在抗震方面也不具備足夠的經(jīng)驗(yàn)，因此在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，盡管充分借鑒了國外先進(jìn)設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法，然而先進(jìn)理念在與我國實(shí)際狀況相結(jié)合的過程中，依然存在著很多不足，主要體現(xiàn)在以下方面。

3.1缺乏科學(xué)有效的理論指導(dǎo)

由于我國發(fā)展高層建筑較晚，并且對于地震的認(rèn)識(shí)也不夠完善，尤其在地震的預(yù)測和防治方面上缺乏足夠的研究理論，這導(dǎo)致在高層建筑設(shè)計(jì)過程中，特別是在抗震設(shè)計(jì)過程中，缺乏科學(xué)有效的理論指導(dǎo)。一方面，國外理論與方法與我國的實(shí)際情況并不完全符合，另一方面我國本土化理論上不夠完善，這就導(dǎo)致抗震設(shè)計(jì)很難真正融入完美的防震理念。

3.2與實(shí)際狀況的結(jié)合度不夠

設(shè)計(jì)者重視相關(guān)固定參數(shù)，而忽視了實(shí)際狀況，最終抗震設(shè)計(jì)變成了抗震計(jì)算，變成了力學(xué)參數(shù)的推演。事實(shí)上，高層建筑的抗震設(shè)計(jì)，相關(guān)的因素很多，建筑所處的環(huán)境、地質(zhì)條件、地形地貌，都有著十分重要的影響，一味的注重力學(xué)參數(shù)，必然導(dǎo)致最終設(shè)計(jì)缺乏針對性，無法真正滿足建筑的抗震需求，或造成成本的極大浪費(fèi)。

3.3缺乏相關(guān)研究

在抗震設(shè)計(jì)過程中，對地震破壞建筑的原理、機(jī)制和順序缺乏深入研究，所以抗震設(shè)計(jì)無法達(dá)到滿足主體設(shè)計(jì)要求的同時(shí)兼顧抗震細(xì)節(jié)，對于設(shè)計(jì)原則的運(yùn)用缺乏足夠的靈活性和變通性，也導(dǎo)致抗震設(shè)計(jì)過于程序化。

4高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)相關(guān)研究

高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)需做到以下幾點(diǎn)，即：

首先，需對建設(shè)位置進(jìn)行科學(xué)的選定。相關(guān)工作人員經(jīng)過對高層建筑當(dāng)?shù)氐牡卣馂?zāi)害情況進(jìn)行綜合分析，明確高層混凝土建筑的建設(shè)位置往往會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震效果帶來直接的影響，為此，在建筑高層混凝土建設(shè)期間，相關(guān)工作人員必須科學(xué)的進(jìn)行選定建設(shè)位置，將高層混凝土建筑周圍的地質(zhì)條件與地形地貌情況等進(jìn)行全面的考慮。高層混凝土建筑的建設(shè)位置不僅需要遠(yuǎn)離石油儲(chǔ)存場所、變電站，同時(shí)還需要遠(yuǎn)離火電廠等一些地方，從而有效的避免產(chǎn)生一些不安全的因素；另外，高層混凝土建筑的建設(shè)位置還不能在山坡、丘陵等位置上，其原因在于這些位置的抗震能力比較低，無法保障高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性與穩(wěn)定性。

其次，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案需要適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，必須要確保能夠達(dá)到我國建筑工程抗震能力方面的要求，其主體結(jié)構(gòu)必須確保能夠調(diào)整與適應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)的空間變形，同時(shí)在強(qiáng)大結(jié)構(gòu)延伸作用影響之下，確保其能夠自動(dòng)的恢復(fù)到原來的狀態(tài)之下，這便能夠在極大程度上將高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)主體變形的不利影響有效消除，從而保證高層混凝土結(jié)構(gòu)能夠更加的牢固與穩(wěn)定。在將地震作用力給高層混凝土結(jié)構(gòu)帶來的不同程序影響評定之后，必須科學(xué)合理的對其內(nèi)部進(jìn)行布局，從而最大限度的協(xié)調(diào)與控制高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中各個(gè)部分的受力情況，達(dá)到有效提升高層建筑抗震能力的目標(biāo)。

最后，對于扭轉(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制。在地震的作用下，往往會(huì)產(chǎn)生一定的扭轉(zhuǎn)作用、豎向作用與水平作用等，而受到這些作用的綜合影響，往往會(huì)對高層建筑產(chǎn)生一定的破壞力，甚至?xí)l(fā)房屋建筑物出現(xiàn)倒塌與地裂等方面的問題。地震發(fā)生期間，往往會(huì)出現(xiàn)很多不確定性的因素，同時(shí)存在著隨機(jī)性，為此在設(shè)計(jì)高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)期間，相關(guān)工作人員必須全面的考慮來自地震的作用力，從而采取有效的措施最大限度的確?；炷两ㄖw安全性與穩(wěn)定性。

5結(jié)語

近些年來，我國建筑行業(yè)的發(fā)展水平已經(jīng)有了極為顯著的提升，高層建筑施工成為了社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)內(nèi)容，在設(shè)計(jì)工作中，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員必須要實(shí)時(shí)的看開展實(shí)地勘察工作，了解當(dāng)?shù)氐氖┕顩r，并對其地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行補(bǔ)充性的分析，不斷的優(yōu)化其抗震結(jié)構(gòu)的性能，提升其結(jié)構(gòu)的抗震能力，全方位的分析該施工地段的地質(zhì)條件，使用較為合理施工方式，切實(shí)的保障人們的人身以及財(cái)產(chǎn)的安全，總結(jié)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，為日后的建筑工程項(xiàng)目的開展提供便利。

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（作者單位：河北加壹建筑設(shè)計(jì)有限公司）