淺析高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

【摘要】隨著人們生活水平的不斷提升，對居住環(huán)境的安全性要是越來越高，我們國家位于一個地殼活動相對活躍的區(qū)域，自然災(zāi)害的出現(xiàn)次數(shù)比較多，為了確保大眾的人身與財產(chǎn)安全，在住房設(shè)計上，必須要增加抗震功能。本文依據(jù)當前實際現(xiàn)狀，全面闡述有關(guān)建筑抗震設(shè)計的一些辦法，以期給廣大建筑設(shè)計工作者帶來參考。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑；抗震結(jié)構(gòu)；設(shè)計

最近些年，地震的出現(xiàn)頻率比較大，在建筑設(shè)計上增加抗震功能已經(jīng)獲得很多設(shè)計工作者的關(guān)注，對大眾安全能夠起到十分關(guān)鍵的作用。所以，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一定要不斷的增強抗震功能，具有針對性的使用一些措施，削減地震給大眾帶來的傷害。

1、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本方法

削減地震能量輸入。使用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，要開展好相關(guān)研究，讓結(jié)構(gòu)變形力可以滿足預(yù)期地震造成的變形需求。就那些高層建筑而言，要在較為堅硬的場地上進行建設(shè)，這樣能夠有效削減地震能量輸入，從而降低損害程度。錯開地震動峰加速度周期，能夠有效預(yù)防共振的出現(xiàn)。運用隔震與減震設(shè)計，當前國際上運用最為普遍的一種傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系就是“延性結(jié)構(gòu)體系”，就是適當掌控結(jié)構(gòu)物剛度，但是可以準許結(jié)構(gòu)物在地震中轉(zhuǎn)變?yōu)榉菑椥誀顟B(tài)，有著比較好的延展性，能夠有效削減地震能量，減少地震反應(yīng)，讓結(jié)構(gòu)物能夠“裂而不倒”。提升結(jié)構(gòu)阻尼，使用高延性物件，可以有效提升結(jié)構(gòu)的耗能性，削減地震作用，降低地震剪力。選取合適的結(jié)構(gòu)材料。在高層建筑設(shè)計時期，材料的選取十分關(guān)鍵，能夠首先就材料的抗震度進行研究，轉(zhuǎn)變之前只考慮載荷忽視其他因素的想法。

2、提高高層建筑抗震設(shè)計的措施

2.1選擇具有抗震效果的建筑材料

建筑材料的選取對抗震效果會產(chǎn)生一些影響，隨著當前科技的發(fā)展，很多具有抗震作用的材料開始出現(xiàn)，在建筑行業(yè)中獲得了大眾喜愛，在進行建設(shè)時盡可能使用框架剪力墻構(gòu)造，將鋼結(jié)構(gòu)當作基礎(chǔ)，在宏觀層面上提升了建筑剛性與延性，能夠有效提升建筑物的穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)相比，有著較為強大的強度與韌度，重量上也是要好于混凝土結(jié)構(gòu)，抗震效果更好。

2.2盡可能設(shè)置多道抗震防線

一般情況下，較強地震出現(xiàn)以后會隨之發(fā)生很多次余震，假如只有一個防線，那么在出現(xiàn)第一次震動時遭受破壞，那么在遇到余震就會因為損傷累積出現(xiàn)坍塌。抗震結(jié)構(gòu)體系必須要有著較大的內(nèi)部、外部冗余度，設(shè)定一些屈服區(qū)，一些較為關(guān)鍵的構(gòu)件必須要有較好的延性與剛度，從而能夠讓結(jié)構(gòu)吸收與消耗一些地震能量，提升結(jié)構(gòu)的抗震性，預(yù)防坍塌。

2.3客觀考慮位移問題

就我們國家的建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，很多都是建立在承載力之上，而設(shè)計工作者使用線彈性的辦法，對振幅較小的地震產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形、內(nèi)力等進行研究，使用組合內(nèi)力的方式，就構(gòu)件的截面進行檢驗，從而保障結(jié)構(gòu)的可靠與穩(wěn)定。另外，為了有效開展因為位移出現(xiàn)的抗震設(shè)計，就必須要全面掌握結(jié)構(gòu)變形和配筋間的聯(lián)系，使用對應(yīng)的設(shè)計方式，當建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展到抗震時期以后，對變形力進行全面研究和探討。所以，除了運算小震情況之外，還需要對大震進行研究，開展更為深入的設(shè)計，這也是日后的發(fā)展方向。

2.4減少地震時能量的輸入

在設(shè)計過程中，使用基于位移的抗震辦法，就那些實際案例進行定量研究，讓結(jié)構(gòu)變形可以符合預(yù)期地震的變形需求。在檢驗建筑物的承載力時，還需要就大震時，層間位移角限值或位移延性比進行適當掌控；依據(jù)建筑物的變形與位移之間聯(lián)系，明確物件的變形度；依據(jù)建筑截面應(yīng)變情況，設(shè)定最后的構(gòu)造需求。另外，就那些高層建筑物而言，需要在較為堅硬的場地進行建設(shè)，能夠有效削減地震造成的能量輸入，削減對建筑物的損壞。

2.5抗側(cè)力體形的優(yōu)化

就那些構(gòu)造一般的樓層，剛比柔好，使用剛性構(gòu)造，不光可以削減主體傷害，還能夠在地震中因為結(jié)構(gòu)變形度小等因素讓非結(jié)構(gòu)構(gòu)件獲得保護，削減傷害。提升結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)，當?shù)卣鸢l(fā)生時，塑性塑性鉸較多，可以消耗的地震能量也會很多，結(jié)構(gòu)抗震性就會越好。改善結(jié)構(gòu)屈服體制，讓結(jié)構(gòu)損害依據(jù)屈服體制開展，并非是樓層屈服體制。設(shè)計結(jié)構(gòu)時，要遵守強節(jié)弱桿、強柱弱梁、強剪弱彎，強壓弱拉的原則。在設(shè)定結(jié)構(gòu)時，要選取構(gòu)件里軸力較小的水平物件，當作是消耗能量的桿件，盡量讓其出現(xiàn)彎曲，減少能量。

2.6豎向布置力求均勻

結(jié)構(gòu)豎向分布均勻，能夠讓其豎向剛度與強度更為均勻，有效預(yù)防薄弱層的出現(xiàn)。就結(jié)構(gòu)特征而言，臨街建筑物一般會因為商業(yè)需求，下面幾層會出現(xiàn)較大的空間設(shè)置。非臨街的，底部也會因為停車場等需求，設(shè)定一些空間。這種結(jié)構(gòu)，上端鋼筋混凝土抗震墻或豎向支撐或砌體墻體到此被中止，下端使用框架系統(tǒng)。簡單而言，就是上端是全墻體系或框架抗震墻體系，下端是框架體系，建筑結(jié)構(gòu)就會是一種“框托墻”體系。依據(jù)有關(guān)經(jīng)驗?zāi)軌虻贸觯擉w系在抗震上有著很大不足，所以，在實際設(shè)計中，必須要讓豎向分布均勻。就是相同樓層的框架柱一定要有著差不多的剛度、強度與延性，這樣就能夠在地震中，因為受力不同導(dǎo)致建筑物破損的危險。另外，還需要關(guān)注的是，在使用純框架結(jié)構(gòu)的高層建筑里，樓梯踏步斜梁和平臺梁直接與框架柱互相連接時，要預(yù)防短柱的發(fā)生，這樣才可以有效預(yù)防地震出現(xiàn)時遭到剪切損壞。

結(jié)語 ：

當前時期，國內(nèi)高層建筑物的抗震設(shè)計依舊是位于剛剛發(fā)展時期，雖然在實踐中獲取了很多經(jīng)驗，但是在抗震研究上還是需要不斷的深入與完善，如果能夠在結(jié)構(gòu)和地基的基礎(chǔ)上，借助于理論運算，設(shè)定較為合理的標準，讓建筑抗震性能夠適應(yīng)實際需求發(fā)展，那么建筑結(jié)構(gòu)必定會在抗震領(lǐng)域中發(fā)揮著十分關(guān)鍵的功能。

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作者簡介：

杜莎莎，出生年月：1986.5.8，性別： 女，民族：漢，籍貫（精確到市）：山西省太原市，當前職務(wù)：技術(shù)員，當前職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：工程管理。