高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計存在的問題及其對策研究

王燕鵬 李飛

摘要：高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計直接決定了高層建筑的抗震性能和效果，為保證用戶生命財產(chǎn)安全，需將高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計現(xiàn)狀作為關(guān)鍵的切入點，根據(jù)高層建筑的建設(shè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，合理地落實高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。同時，采取有效防范措施，強化高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和整體安全性，為居住安全提供保證，滿足用戶的生活需求。基于此，對高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計存在的問題及其對策進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：高層;建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計;問題對策

引言

在當(dāng)前的社會發(fā)展中，建筑工程是城市建設(shè)中極為重要的內(nèi)容。目前，我國城市人口數(shù)量大幅度增加，城市空間壓力不斷增加，為了有效節(jié)約利用土地資源，合理配置城市空間資源，高層混凝土建筑已經(jīng)成為建筑的主流。隨著建筑樓層的增加，設(shè)計人員在設(shè)計的過程中，需要調(diào)整思路，有效提高高層混凝土建筑的質(zhì)量。

1建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的重要性

經(jīng)過大量的地震災(zāi)害后，人們逐漸意識到了建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計的重要性，并提出了“概念設(shè)計”而良好的“概念設(shè)計”能夠在一定程度上決定建筑結(jié)構(gòu)的抗震性。其目的就是為了能夠合理地去選擇建筑物的結(jié)構(gòu)形式，以合理的建筑結(jié)構(gòu)來進(jìn)一步滿足人們對建筑物的“大震不倒”的要求。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者需要不斷地提高對抗震設(shè)計的認(rèn)識和設(shè)計水平，在最終選擇建筑方案時可避免業(yè)主的干涉，盡量避免因建筑物的大小、形狀及布局等因素而出現(xiàn)較明顯的缺陷。此外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案也不容易受到業(yè)主的經(jīng)濟(jì)觀和使用觀的影響，因為過于盲目地將建筑結(jié)構(gòu)下部的延展性降低就會在一定程度上導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)中抗震墻的數(shù)量、形式等方面存在不合理現(xiàn)象，影響建筑物的整體質(zhì)量。

2高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中存在的問題分析

2.1城市建筑規(guī)劃科學(xué)性不足

高層建筑近些年不斷立項，在規(guī)模和體量上均有所增長，部分區(qū)域高層建筑場地規(guī)劃設(shè)計和規(guī)劃的科學(xué)性不足，導(dǎo)致高層建筑的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作難以順利展開。特別是在一些危險區(qū)域內(nèi)活動的斷層軟弱土層，高層建筑建設(shè)缺少提前的規(guī)劃，選擇地基的科學(xué)性和合理性不足，形成了地基失效的問題，對高層建筑的抗震性能形成了嚴(yán)重的影響，甚至可能導(dǎo)致安全問題。在防震規(guī)劃、編制等方面，制度建設(shè)也不完善，對于各類特殊建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)定缺少細(xì)化內(nèi)容，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能不理想，難以采取有效的建筑管控措施，給高層建筑的用戶居住安全造成了嚴(yán)重的威脅。

2.2抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計

中國地處環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶之間。由于太平洋板塊、印度板塊和菲律賓海板塊的擠壓作用，地震斷裂帶非常活躍。地震分布范圍廣、頻率較高，是地震的重災(zāi)區(qū)。因地震造成的死亡達(dá)到全球的一半，中國人口密度大人口眾多也是其重要原因之一。因此超高層建筑應(yīng)具有安全性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，需要認(rèn)真研究其抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使設(shè)計更加規(guī)范安全。由于我國對超高層建筑抗震等級有明確要求，超高層建筑結(jié)構(gòu)高度按照規(guī)定嚴(yán)格的進(jìn)行設(shè)計。所以，對結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案進(jìn)行嚴(yán)格的審查和科學(xué)設(shè)計，使超高層建筑的整體結(jié)構(gòu)得到了有效的控制。

3高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的優(yōu)化對策

3.1強調(diào)建筑結(jié)構(gòu)整體性

建筑結(jié)構(gòu)的整體性是決定高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計性能的關(guān)鍵，設(shè)計中要采取合理有效的措施，提高建筑內(nèi)部的整體性設(shè)計效果，使建筑內(nèi)部形成塑性鉸，提高建筑結(jié)構(gòu)的完整性和地震災(zāi)害防范能力。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計需要考慮到破壞問題的防范，降低缺乏延性剪切的風(fēng)險，合理地處理構(gòu)件，采取強減弱彎的措施，提高設(shè)計水平。地震作用下產(chǎn)生的剪切破壞和非抗震抗剪破壞構(gòu)件問題有所不同，高層建筑要強調(diào)延性，增強抗震性能，做好抗震設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)的延性效果。例如在梁柱等構(gòu)件中對受拉鋼筋配筋率進(jìn)行合理地控制，以達(dá)到提高建筑結(jié)構(gòu)整體性、強化高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的目的，改進(jìn)和優(yōu)化高層建筑抗震結(jié)構(gòu)形式，提高設(shè)計的精密性。最后，需嚴(yán)格控制高層建筑地基的夯實情況，保證地基穩(wěn)定，提高地基對建筑整體承載能力，合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計，設(shè)置抗震墻，通過加固梁柱節(jié)點等增強建筑物應(yīng)對水平剪應(yīng)力的能力。

3.2優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案

高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)的科學(xué)性會直接影響建筑的性能。設(shè)計人員需要優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，并且需要對這項工作予以高度重視。因此，在開展具體的施工工作之前，設(shè)計人員需要優(yōu)化建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作和設(shè)計方案，以實現(xiàn)提高抗震性能的目標(biāo)。在合理優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案的背景下，建筑即使遭受地震外力的影響，也能正常發(fā)揮抗震性能，將損害程度降到最低。當(dāng)前，設(shè)計人員經(jīng)常應(yīng)用的方式為分層設(shè)計方式。設(shè)計人員需要針對高層建筑的不足之處進(jìn)行合理設(shè)計，調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的承重力，優(yōu)化荷載效應(yīng)，進(jìn)一步提高設(shè)計效果。此外，設(shè)計人員在具體的工作中，需要掌握現(xiàn)場的具體情況，結(jié)合各類實際勘測的數(shù)據(jù)，通過強大的數(shù)據(jù)支持來明確抗震點，提高抗震結(jié)構(gòu)的承載能力，從而大幅度提高高層混凝土建筑的抗震能力。

3.3做好防風(fēng)措施

高層建筑會受到較大風(fēng)荷載的影響。所以，在設(shè)計超高層建筑時，一定要重視防風(fēng)措施的建設(shè)，尤其是超高層建筑的頂端，超高層建筑的頂端承受的風(fēng)壓最大，可以通過加強梁柱或鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計，來提高超高層建筑的抗風(fēng)性。在建筑設(shè)計的早期階段，針對超高層建筑的具體情況進(jìn)行分析。根據(jù)當(dāng)?shù)刈畲箫L(fēng)壓，設(shè)計風(fēng)壓圖，做好風(fēng)壓措施。超高層建筑物的高度影響了結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度趨于變?nèi)嶙枘峤档汀＝ㄖ螒B(tài)的空氣動力學(xué)優(yōu)化，減小結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載和控制建筑結(jié)構(gòu)的剛度。超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)選取適當(dāng)?shù)钠矫嫘螤睿话愀邔咏ㄖ疾扇【匦纹矫嬖O(shè)計，但是超高層建筑采取矩形結(jié)構(gòu)不利于抗風(fēng)。

結(jié)束語

隨著我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展，建設(shè)用地變得越發(fā)緊張，而現(xiàn)代化的建筑結(jié)構(gòu)也逐漸朝著多元化的方向不斷發(fā)展，高層建筑形式逐漸成為當(dāng)前建筑領(lǐng)域的一大發(fā)展趨勢。但是高層建筑的特點是層高較高，一旦發(fā)生地震等災(zāi)害就會造成極大的損失，因此，在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中融入抗震設(shè)計是非常重要的。由于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計與工程的質(zhì)量安全有著密切相關(guān)的聯(lián)系，并且在展開抗震設(shè)計期間，所能夠涉及到的領(lǐng)域及因素相對眾多，在很大程度上增加了抗震設(shè)計的難度。

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