高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵要素探究

莊緒永

（臨沂市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院，山東臨沂 276000）

1 引言

高層建筑是當前建筑工程發(fā)展的重要建筑形式，也是解決我國土地資源問題的一種新型建筑。高層建筑高度高的特點決定了其對于穩(wěn)定性及抗震性能有著更高的要求。所以，在實際高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)對高層建筑的抗震性能進行分析，合理設(shè)計抗震結(jié)構(gòu)，確?？拐鹪O(shè)計更加有效，最大限度地提升高層建筑的抗震效果。在實際高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還應(yīng)注重對其各方面影響因素進行分析，控制其設(shè)計影響因素，確保其結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計更加有效。

2 高層混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵影響因素

1）在實際混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員是關(guān)鍵的設(shè)計影響因素。在實際結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員占據(jù)主體地位，其自身的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計綜合方法運用、設(shè)計理念應(yīng)用、抗震設(shè)計經(jīng)驗等都在一定程度上影響了高層混凝土抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計效果。

2）在實際高層建筑混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計技術(shù)也是關(guān)鍵影響要素。傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)以人力為主，而現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)利用了BIM 等先進信息技術(shù)，技術(shù)的應(yīng)用效率有很大區(qū)別。并且在實際抗震設(shè)計過程中，現(xiàn)代化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)進行必要的計算，通過實際計算分析，確保設(shè)計更加合理。因此，設(shè)計技術(shù)也是抗震設(shè)計的主要影響因素。

3）在實際高層建筑混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，工程資料也是非常重要的影響因素。在整個項目設(shè)計過程中，工程資料的準備是前提條件。在實際的抗震設(shè)計中，要根據(jù)項目主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求、建筑設(shè)計需求參數(shù)、項目材料使用參數(shù)、項目施工區(qū)域地震發(fā)生情況主要參數(shù)等內(nèi)容進行分析設(shè)計，通過全面的資料采集，完成對抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

3 高層混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵要素控制策略

高層混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計對于高層建筑綜合設(shè)計有著非常重要的作用，一定程度上關(guān)系到高層建筑的設(shè)計效果。所以，在當前高層混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)對其結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵要素進行有效把控，確保其設(shè)計展開更加合理有效。

1）在高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)注重對設(shè)計人員進行合理培訓(xùn)，通過培訓(xùn)使設(shè)計人員有效把握抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵要素，確保設(shè)計展開更加有效。（1）對設(shè)計人員進行抗震結(jié)構(gòu)知識培訓(xùn)，通過培訓(xùn)提升設(shè)計人員對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的了解，確保其設(shè)計更加合理有效，同時提升設(shè)計效果；（2）展開合理招聘。在實際項目設(shè)計階段，應(yīng)招聘具有抗震設(shè)計技術(shù)以及相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗的人員，確保整個團隊具有良好的設(shè)計能力，進而提升設(shè)計效果，確保其核心設(shè)計展開更加合理有效，也能夠最大限度地提升其設(shè)計質(zhì)量。

2）在高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)注重對設(shè)計工程資料進行合理準備，通過工程設(shè)計資料的準備，確保設(shè)計展開更加合理。在具體設(shè)計中，工程資料收集工作非常關(guān)鍵，其能夠為實際抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計提供重要的參考。具體項目資料主要包括建筑工程合同資料、建筑工程項目資料、建筑工程具體要求資料、工程地質(zhì)情況資料等內(nèi)容，通過實際項目資料的合理準備，確保項目抗震設(shè)計更加合理。

3）在高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該注重對技術(shù)因素的良好把控。其技術(shù)因素把控主要包括以下幾點內(nèi)容：（1）完成信息化技術(shù)以及系統(tǒng)的構(gòu)建，主要建立BIM 等信息化技術(shù)平臺，確保項目設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)三維設(shè)計及可視化設(shè)計，也有利于實際問題的解決；（2）設(shè)計過程中還包括對項目設(shè)計進行有效的完善，還應(yīng)該注重對有限元等先進軟件和方法的應(yīng)用，提高設(shè)計計算的應(yīng)用效果，確保設(shè)計計算應(yīng)用更加合理。

在實際高層混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，通過對人員、資料、技術(shù)等設(shè)計因素的控制，確保其抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計更加符合工程實際需求，提升抗震設(shè)計效果。

4 工程案例

某建筑工程為某市地標式高層建筑物，其高層建筑選擇應(yīng)用混凝土建筑結(jié)構(gòu)，其建筑結(jié)構(gòu)選擇框架-剪力墻式結(jié)構(gòu)，其施工總體高度為115 m，共39 層，其中，包括地下3 層建筑結(jié)構(gòu)。在實際建筑設(shè)計過程中，為了確保本次建筑工程設(shè)計更加合理，設(shè)計單位進行了建筑結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計分析，通過對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計進行分析，確保項目設(shè)計更加合理，最大限度地提升項目設(shè)計效果，提升建筑物整體穩(wěn)定性。

5 某高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點總結(jié)

5.1 項目的基本參數(shù)設(shè)計

在實際某高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中，通過基本參數(shù)設(shè)計提升整體抗震性能設(shè)計效果：（1）本次項目設(shè)計中針對其抗震設(shè)防類別進行設(shè)計，設(shè)計為一般設(shè)防類別，確保其主體抗震性能；（2）本次項目設(shè)計過程中針對項目設(shè)防烈度進行設(shè)計，在實際項目設(shè)計中設(shè)計建筑工程的設(shè)防烈度為7 度，通過設(shè)防烈度設(shè)計提升項目的基本參數(shù)設(shè)計效果；（3）在實際項目設(shè)計過程中，針對項目的設(shè)計使用年限進行設(shè)計，其使用年限設(shè)計為50 a；（4）本次項目抗震設(shè)計中，針對基本風(fēng)壓進行設(shè)計，設(shè)計為0.35 kN/m2。通過具體項目參數(shù)設(shè)計，確保其整體設(shè)計更加有效，從而最大限度地提升設(shè)計質(zhì)量。

5.2 結(jié)構(gòu)體系設(shè)計

在實際某高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中，還包括對其結(jié)構(gòu)體質(zhì)進行設(shè)計，確保其設(shè)計展開更加有效。在綜合設(shè)計應(yīng)用過程中，結(jié)構(gòu)體系設(shè)計直接關(guān)系到抗震結(jié)構(gòu)的抗震性能。（1）本次項目設(shè)計框架- 剪力墻整體抗震模式；（2）其核心筒角部設(shè)計是本次設(shè)計主要環(huán)節(jié)。在實際設(shè)計過程中，主要完成外墻厚度設(shè)計、筒體設(shè)計以及剛度設(shè)計等內(nèi)容。如整體的剪力墻厚度設(shè)計為2.1 m，確保項目設(shè)計更加有效，同時也能夠提升抗震性能。

5.3 抗震性能目標設(shè)計

在實際設(shè)計過程中，其抗震性能設(shè)計主要是完成抗震目標設(shè)計，通過抗震目標設(shè)計完成總體項目設(shè)計。對本項目抗震性能目標設(shè)計進行分析：（1）小震級別抗震設(shè)計：要求建筑物完好，無損壞，一般不需修理即可繼續(xù)使用，其層間位移限值設(shè)計為1/620。在實際的設(shè)計過程中，其關(guān)鍵構(gòu)件設(shè)計為無損壞設(shè)計、不同豎向構(gòu)件完成無損壞設(shè)計、耗能構(gòu)件無損壞設(shè)計。（2）中震級別抗震設(shè)計，要求建筑物僅達到輕度損壞，一般修復(fù)后再次進行使用。在實際的抗震設(shè)計中，普通豎向構(gòu)件輕微損壞、耗能構(gòu)件輕微損壞等內(nèi)容部。（3）大震級別下的抗震設(shè)計，要求建筑經(jīng)歷大地震之后可以承受嚴重損壞的性能指標設(shè)計主要包括以下幾點：其層間位移限值設(shè)計為1/100、同時在抗震設(shè)計中，需要層間位移以及耗能構(gòu)件都能夠有一定的抗震性能。通過實際抗震目標設(shè)計，確保項目設(shè)計展開更加合理，最大限度地提升抗震性能[1]。

5.4 抗震具體要求設(shè)計

在實際抗震性能設(shè)計過程中，其項目設(shè)計非常關(guān)鍵，一定程度上關(guān)系到項目設(shè)計效果。在實際抗震設(shè)計中，其項目設(shè)計主要包括多遇地震抗震設(shè)計、設(shè)防地震抗震設(shè)計、罕遇地震項目設(shè)計等內(nèi)容。通過實際項目設(shè)計，確保具體設(shè)計應(yīng)用更加合理。

1）多遇地震抗震設(shè)計，需要對底部加強區(qū)域進行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過實際項目設(shè)計，確保項目設(shè)計更加合理，提升項目設(shè)計效果。

2）設(shè)防地震設(shè)計非常關(guān)鍵，設(shè)計三級地震設(shè)計標準。在實際設(shè)計中，要求各建筑結(jié)構(gòu)均要符合抗剪彈性、抗彎不屈服性等模塊設(shè)計，通過具體抗震性能設(shè)計，確保其設(shè)計展開更加合理，提升其設(shè)計效果[2]。

3）在罕遇地震設(shè)計過程中，按照第5 級標準進行抗震設(shè)計。要求底部加強區(qū)域受剪截面滿足技術(shù)規(guī)范的設(shè)計要求，確保設(shè)計效果更加合理，也能夠最大限度地提升項目的總體設(shè)計內(nèi)容及抗震結(jié)構(gòu)的抗震性能。

5.5 抗震性能計算分析

在實際設(shè)計過程中，應(yīng)做好抗震性能的計算設(shè)計，確保項目設(shè)計更加合理，最大限度地提升項目設(shè)計效果。在本次項目設(shè)計過程中，主要應(yīng)用MIDASBUILDING 設(shè)計軟件進行設(shè)計計算分析，主要針對整個建筑物進行彈性反應(yīng)譜設(shè)計分析、彈性時程分析、中震分析、大震分析等多項內(nèi)容。通過具體設(shè)計技術(shù)應(yīng)用分析，完成對項目的總體抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計。在實際計算完成后，其參數(shù)改進主要包括以下2 點內(nèi)容：

1）本次項目設(shè)計改進后，完成了對筒外墻除角部外約束邊緣構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計。通過合理的軸壓比設(shè)計，確保項目設(shè)計展開更加合理，提升項目設(shè)計效果。

2）本次項目設(shè)計過程中，完成了對小震項目的總體設(shè)計。通過合理的項目設(shè)計，確保設(shè)計應(yīng)用更加合理，也能夠最大限度地提升項目設(shè)計效果。

6 結(jié)語

高層建筑設(shè)計中，其抗震性能設(shè)計非常重要，直接關(guān)系到后續(xù)高層建筑的施工管控。在實際高層建筑施工設(shè)計中，需要對其建筑進行綜合性設(shè)計，并且在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，也需要完成對設(shè)計關(guān)鍵因素的把控，確保設(shè)計展開更加合理。