高層建筑結構抗震超限設計分析

王軍強

摘要：隨著建筑行業的發展和社會的需要，越來越多的高層建筑投入使用。但是高層建筑很容易受到自然災害的影響，尤其是地震災害。因此人們必須加強高層建筑的抗震性，對建筑結構設計的時候進行全方面的考慮，充分提高高層建筑結構的穩定性。本文從高層建筑結構抗震超限設計概念及其要點出發，提出了加強抗震超限設計的有效措施，希望能夠促進我國高層建筑的進一步發展。

關鍵詞：高層建筑;結構設計;超限抗震

地震災害對于高層建筑具有很大的破壞性。隨著城市高層建筑數量的增多，人們逐漸提升了對于建筑結構抗震設計的重視程度。只有做好高層建筑的抗震設計，才能保證建筑的安全性與穩定性，進而保障居民的人身安全以及財產安全。高層建筑的結構抗震設計是一個長期的設計過程，而且涉及到的各項內容比較繁復，在設計的過程中一旦出現問題就會影響后續的各項操作。因此設計人員在具體設計過程中需要根據建筑結構的質量控制標準，全方面考慮各種影響因素，保證建筑結構的穩定性，提升建筑的抗震性能。同時設計人員還應加強建筑結構的整體布局設計，根據現場實際情況來提升建筑的穩定性，保障社會和人民的生命財產安全。

1 高層建筑結構抗震超限設計概述

高層建筑結構抗震超限設計不僅需要保證建筑的穩定性和安全性，也要符合人們的實際生活需要。在進行抗震結構設計的時候，設計人員需要考慮多方面內容。相關設計人員需要充分了解抗震結構和建筑材料性能，遵循一定的原則來采取有效措施，保證抗震設計的合理性。首先，設計人員在建筑物抗震設計中要保證結構的整體性，保證能夠使建筑物整體的抗震效果最大限度地得以保留。其次建筑結構的剛度必須滿足抗震的相關要求。如果建筑物的剛度與相關要求不相符，那么將無法避免地震給建筑物帶來的嚴重損害。建筑結構的設計人員需要針對建筑物的剛度采取有效措施，對結構產生的變形現象進行有效控制，提高高層建筑的穩定性。

2 高層建筑結構抗震超限設計要點分析

高層建筑結構超限設計需要考慮結構的穩定性，使建筑具有較大的承載力，最大限度內減少地震給高層建筑帶來的損害，從而確保建筑結構的安全性。其設計要點體現在兩個主要方面：首先構件要具備相應的承載能力和抗震性能。在進行高層建筑結構抗震設計的過程中，首先要對構件進行相應的設計，保證構件能夠具備承載能力和抗震性能。在選擇構件的過程中，需要對構件的規格和型號進行確定，并且保證構件的質量能夠符合建設的要求，需要對構件的剛度、強度以及穩定性能進行測試。在進行設計的過程中對一些薄弱的區域進行重點保護，并且采取加強措施使其具備足夠的變形能力，在地震災害中不會輕易的發生錯位現象，增強構件的抗震性能。一些承載力壓力較大的構件區域還應該設置支架，避免構件由于過大的壓力而產生破壞。其次有效控制層間位移。其中鋼筋混凝土結構對建筑結構的穩定性起著重要作用，因此設計人員要對鋼筋混凝土結構進行科學合理的規劃，嚴格對層間位移進行控制，避免建筑結構超過極限值。設計人員在設計過程中需要牢記這兩個設計要點，才能保證建筑的抗震性以及穩固性。

3 加強高層建筑結構抗震超限設計的有效措施

3.1 保證建筑結構設計的合理性

設計人員在對高層建筑進行設計的時候，需要對建筑性能進行全面的考量，仔細衡量建筑實際要求，對相關功能進行合理的設計，統籌規劃建筑工程結構的設計工作。高層建筑容易受到自身結構受力的影響，因此在高層建筑設計階段，工作人員要根據工程實際情況進行合理規劃，保證建筑結構具有較強的穩定性。工作人員要遵循相關原則，使建筑結構呈規則性，保持中心與周邊的均勻協調，確保主體結構的扭曲程度能夠維持在一定范圍內。因為在遭受地震災害時，形成的作用力和實際荷載都會在方向上產生改變，如果建筑主體結構的剛度和變形程度能夠保持在一定范圍內，那么結構就能具備更好的抗震能力，避免因為作用力的影響造成的主體結構性損壞和非結構性損壞。

3.2 加強建筑結構的基礎設計

設計單位在對建筑物建設場所進行選擇的時候，應該采取相關技術手段對土壤的硬度、密度實施相應的檢驗，保證建筑結構載荷方面的要求獲得滿足，保障建筑物的承載力和穩定性。如果建筑物建設位置的地表性質存在不穩定現象，那么該建筑物在抗震性能方面也將會遭受到極大的影響。同時還應該需要采取有效技術對建筑物的地基實施相應的加固處理工作，保障人民群眾生命財產安全。設計人員在設計的時候應該將地基的性質與所涉及建筑物的結構單元性質要盡量保持一致性，并且還要應用位移結構抗震法對設計進行完善。在進行基礎抗震設計的過程中采用鋼筋混凝土結構建設模式，充分發揮鋼筋材料的抗拉性能，并且與混凝土結構的復合效應進行融合。設計人員應對基礎梁高度和鋼筋材料的用量進行重點設計，并通過各種材料的輔助來進行綜合布置，例如在一些重點連接構件之間放置墊塊，促進結構更加的穩定，防止在結構使用的過程中出現銹蝕，還可以保證構件的使用期限。

3.3 加強建筑結構骨架設計

設計單位在進行建筑結構骨架設計時，如果選用的材料質量不符合要求時，將無法提高結構的穩固性，一旦遭受地震災害就會發生構件折斷的現象，因此應該用一些密度比較高的材料，并且充分發揮材料的抗震性能。還需要根據實際建設情況和材料的特點選用相應的作業技術，才能提高作業質量，在遭受地震災害時，能夠產生更大的抗震作用力，強化結構的抗震性能。目前建筑工程的抗震結構設計大多采用鋼筋混凝土結構，這種結構具有眾多的優勢，比如造價較低、整體性好等等，此外還具有較好的結構延展性。設計單位在進行抗震結構設計的時候，必須要站在實際情況的角度來具體分析，并與建設區域當地的地勢特點相結合，有針對性地選擇合適的骨架設計方式，以保證相關抗震設計方式的合理性，進而有效提升建筑結構自身的穩定性。

3.4 加強建筑結構墻體設計

當地震發生時，劇烈的抖動會導致墻體出現裂縫，嚴重時還會引起坍塌，進而對建筑居民造成人身安全以及財產安全威脅。墻體結構承擔著建筑物的大部分重量，其是建筑結構中不可或缺的一部分，應保證其具有超強的抗震性。設計單位在進行墻體設計時可以采用外墻結構組合墻板框架的方式，對墻體的承重能力進行強化，這樣不僅通過墻柱和梁體來支撐總體結構，而且可以通過框架和結構的結合來提高結構的荷載能力，更好地承受各方面的作用力。在進行墻板框架建設的過程中，墻板與拉桿、結構柱的綜合使用使得墻體的整體扛拉能力更強，而且不會輕易發生變形現象，有效提高了結構的總體抗水平風載能力和抗震性能。此外，還需要重視墻體數量和位置的分布設計，一旦墻體數量較少，為了可以有效的分擔建筑的重量，各墻之間的間隔就會非常的大，從而促使建筑的剛度變小，抗震能力下降，這不利于建筑在地震中的安全與穩定。

4 結語

建筑結構抗震超限設計是高層建筑工程領域中極為關鍵的內容，對建筑物質量及實際使用效果起著至關重要的作用。設計單位必須要充分掌握抗震設計的原理以及施工現場的實際情況，加強對建筑物結構的抗震設計，采取有效的抗震設計措施促進設計方案更加科學合理，并且保證各項施工行為的有效性。這樣才能有效提升高層建筑的抗震能力，保證建筑整體的安全性和穩定性。

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