關(guān)于高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)探討

陳飛

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的高層建筑行業(yè)迅速發(fā)展。作為最新研究的建筑結(jié)構(gòu)之一，高層混凝土建筑抗震設(shè)計(jì)一直是建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。其對(duì)于預(yù)防和避免地震時(shí)建筑發(fā)生倒塌，減少人員傷亡起到一定的作用。因此也受到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)，通過(guò)分析高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的特征及設(shè)計(jì)原則，提出高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法。旨在為建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)提供可參考的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】高層混凝土建筑；抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；有效應(yīng)對(duì)措施；

前言：近年來(lái)，我國(guó)建筑行業(yè)快速發(fā)展，高層建筑逐漸成為建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著高層建筑工程的蓬勃發(fā)展，人們對(duì)于高層建筑的抗震性能也提出了更高的要求。地震影響因素十分復(fù)雜，是一種不能預(yù)見(jiàn)的外部作用。在實(shí)際工作當(dāng)中，想要對(duì)于建筑的抗震性進(jìn)行精確的計(jì)算有很大的難度。因此，在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，應(yīng)重返考慮高層建筑的抗震問(wèn)題。高層建筑混凝土的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有良好的抗震性能，對(duì)減輕地震災(zāi)害，起到根本的作用。被廣泛的應(yīng)用在高層建筑施工建設(shè)過(guò)程中。只有采取相應(yīng)的安全防患措施，才能做到真正的防患于未然。

1.高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)原則

就目前的高層混凝土建筑的情況而言，如果想要使其達(dá)到良好的抗震效果，在地震中保持穩(wěn)固，或者是經(jīng)歷過(guò)地震之后，經(jīng)過(guò)修理仍然能夠繼續(xù)使用。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的更為嚴(yán)重時(shí)，高層混凝土建筑能夠達(dá)到不會(huì)傾倒的程度。要想做到以上所述的這幾點(diǎn)，在設(shè)計(jì)高層建筑的時(shí)候，就一定要綜合各方面影響因素，充分考慮到高層混凝土建筑的受力情況。進(jìn)行科學(xué)合理分析，并且根據(jù)實(shí)際中的具體情況，來(lái)科學(xué)規(guī)劃，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制，以便最大程度上提高高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在對(duì)高層混凝土建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，最為關(guān)鍵的是把握好該結(jié)構(gòu)剛度值的大小。通過(guò)了解周圍環(huán)境，地形條件，建筑所用的材料性能等相關(guān)外界因素。再綜合所涉及到的力學(xué)理論知識(shí)，最終確定高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的整體剛度強(qiáng)弱，依靠連接設(shè)置裝備的調(diào)節(jié)作用，力求保證抗震能力的提高。盡量讓整個(gè)建筑波動(dòng)受力保持在地質(zhì)所能支持的范圍之間。這樣一來(lái)，就可以保證高層建筑如果在地震中結(jié)構(gòu)發(fā)生小幅度的變形，它也可以通過(guò)自身結(jié)構(gòu)，進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，以保證整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生大幅度的變形，以致坍塌。而其進(jìn)過(guò)修整維護(hù)之后，仍然具有繼續(xù)使用的價(jià)值。既能避免人員傷亡，財(cái)務(wù)損失，也能保障自身價(jià)值不會(huì)貶值[1]。另外，極其重要的一點(diǎn)是，建筑結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵構(gòu)件和連接點(diǎn)，務(wù)必要采取相關(guān)措施進(jìn)行科學(xué)有效的調(diào)節(jié)?？梢赃_(dá)到消災(zāi)減震的目的，盡最大程度地降低地震災(zāi)害帶來(lái)的損失?？傊瑢?duì)于高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一定要保證其結(jié)構(gòu)具備適宜的剛度，還要改善其延性等特點(diǎn)，進(jìn)而增強(qiáng)其整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2.高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的有效應(yīng)對(duì)措施

2.1科學(xué)選定高層混凝土建筑的位置

高層混凝土建筑的抗震設(shè)計(jì)能否在實(shí)踐中達(dá)到相關(guān)要求，其地理位置的選擇起著基礎(chǔ)性的決定作用。根據(jù)對(duì)以往地震災(zāi)害情況的綜合分析，可以明顯的看出，因?yàn)榻ㄖ锼幍牡乩砦恢玫牟煌?，?dǎo)致其能夠承受的地震作用也會(huì)隨之有很大的差別。而導(dǎo)致這種情況發(fā)生的原因，就是高層建筑所處的位置的地質(zhì)條件存在差異。地址條件的不同，會(huì)直接影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能。因此，在設(shè)計(jì)施工高層混凝土建筑的時(shí)候，建設(shè)項(xiàng)目位置的選定尤為關(guān)鍵。在選址之前，一定要對(duì)周圍的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行考察。要保證其具有良好的抗震性能。除此之外，高層建筑結(jié)構(gòu)還需要遠(yuǎn)離具有重大威脅的場(chǎng)地，避免受到除了地震以外的其他因素帶來(lái)的安全性問(wèn)題。

2.2有效改進(jìn)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)是要注意按規(guī)整、對(duì)稱、均勻等原則，而所采用的方案，也相應(yīng)的要求設(shè)計(jì)出的建筑能夠滿足國(guó)家規(guī)定建筑抗震能力的標(biāo)準(zhǔn)。能夠?qū)崿F(xiàn)高層建筑的主體結(jié)構(gòu)，有足夠的空間進(jìn)行針對(duì)各種變形的調(diào)節(jié)，并且能夠在結(jié)構(gòu)的強(qiáng)大延展性能的作用下，自動(dòng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)應(yīng)采取不同的措施以控制結(jié)構(gòu)的變形[2]。這樣就大大削弱了主體變形對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)帶來(lái)的不利作用，達(dá)到高層混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于穩(wěn)定牢固的平衡狀態(tài)。在這方面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化上，可以采取減小框架的柱距和梁距，在豎向方向上，交錯(cuò)布置支撐結(jié)構(gòu)件。還可以將平面構(gòu)件變?yōu)榱Ⅲw構(gòu)件，立體構(gòu)件有足夠的剛度和強(qiáng)度來(lái)保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。另外，加大房屋的有效寬度，也不失為一個(gè)有效的改進(jìn)方式。總之，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，有意識(shí)、有目的地控制薄弱部位，根據(jù)實(shí)際要求在設(shè)計(jì)中融入相應(yīng)的防震措施，對(duì)關(guān)鍵微小部分要嚴(yán)加處理應(yīng)對(duì)。盡可能讓設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有條理、不紊亂、有層次、不交錯(cuò)，實(shí)現(xiàn)增加整體抗震能力的目的。這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。

2.3合理設(shè)置高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)參數(shù)

高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)所涉及到的參數(shù)包括整體的震動(dòng)周期，扭轉(zhuǎn)角度，相關(guān)剛度比例等等。對(duì)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)的設(shè)置，主要是在模擬地震時(shí)各種受力作用帶給結(jié)構(gòu)設(shè)施受力分析的計(jì)算。能夠選取合理的建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)于高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)在遇到地震作用的情況下，可以有效的減少地震所帶來(lái)的傷害。在高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的預(yù)處理階段，應(yīng)該根據(jù)工程地質(zhì)，和地震地質(zhì)的有關(guān)資料，對(duì)抗震危險(xiǎn)地段作出綜合性的評(píng)價(jià)。務(wù)必要做到充分了解高層建筑所處的地理位置，地形、抵制條件，所選材料等多個(gè)方面的具體情況。對(duì)地震多發(fā)地段，應(yīng)該要提出避開(kāi)要求[3]。當(dāng)無(wú)法避開(kāi)時(shí)，也應(yīng)該要采取積極有效的預(yù)防措施。作完綜合評(píng)價(jià)之后，要充分把握住其中要點(diǎn)，建立建筑設(shè)計(jì)的基本框架。在研究建筑復(fù)雜結(jié)構(gòu)綜合受理情況時(shí)，要選出相應(yīng)的力學(xué)模型。計(jì)算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)，與風(fēng)、重力荷載效應(yīng)組合，并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)。并且要對(duì)其中一些關(guān)鍵的地方，做出十分重要的說(shuō)明，以方便來(lái)完成高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作。綜上所述，對(duì)于高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不能一蹴而就。而是應(yīng)該要經(jīng)過(guò)反反復(fù)復(fù)的計(jì)算研究，以及多次的協(xié)調(diào)，在保證其結(jié)構(gòu)具有抗震能力的基礎(chǔ)上，確定結(jié)構(gòu)方面的有關(guān)參數(shù)。這樣才能有效的提高高層建筑的抗震效果。

3.結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，高層建筑的發(fā)展突飛猛進(jìn)，人們對(duì)于高層建筑的要求也越來(lái)越高。高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)是我國(guó)主要的建筑結(jié)構(gòu)形式之一。為了能夠滿足大眾對(duì)高層混凝土建筑的需求，我們需要進(jìn)一步的完善和加強(qiáng)高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。這一關(guān)鍵性問(wèn)題同時(shí)也成為了目前我國(guó)當(dāng)代社會(huì)所關(guān)注的重要問(wèn)題。在高層混凝土建筑施工前期，需要通過(guò)綜合分析高層混凝土建筑建設(shè)位置的地質(zhì)環(huán)境，優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。做好平面結(jié)構(gòu)布置，混凝土材料選用，充分研究以往地震的發(fā)生對(duì)建筑產(chǎn)生影響的資料。在全面了解建筑的施工技術(shù)、工藝流程、管理、實(shí)用性能的基礎(chǔ)上，采取合理有效的對(duì)策，來(lái)增強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，加強(qiáng)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的防震功能。伴隨著高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)方面的不斷探索和發(fā)展，終將會(huì)使高層建筑的抗震性能得到不斷的提高，相應(yīng)的，地震所帶來(lái)的損失也將會(huì)逐漸的減小。人們對(duì)高層建筑的需求也會(huì)逐步滿足。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李國(guó)強(qiáng)，張潔 . 上海地區(qū)高層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟(jì)比較分析，建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2000，21（2）：75-79.

[2] 魏璉，韋承基，王森.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的剪重比問(wèn)題[J].深圳土木與建筑，2013（03）142-148.

[3]滿國(guó)君，付藝璇.關(guān)于高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析[J].河南科技，2013，12：168（5）257-266.