吳永波

【摘要】我國國土面積廣闊，地理環(huán)境復(fù)雜，高層建筑的抗震設(shè)計所面臨的環(huán)境較為復(fù)雜，而地震災(zāi)害難以預(yù)警，且沒有固定的規(guī)律可以研究，這使得高層建筑的抗震設(shè)計變得更加困難，本文深入分析了抗震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中的運(yùn)用方式，對提升我國高層建筑的抗震性能，具有十分重要的意義。

【關(guān)鍵詞】抗震概念；高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；運(yùn)用

概念設(shè)計是建筑抗震設(shè)計的重要組成部分，建筑的抗震性能很大程度上取決于概念設(shè)計是否具備足夠的科學(xué)性，高層建筑的抗震設(shè)計開始之前，需要對高層建筑的建設(shè)地址進(jìn)行科學(xué)的選擇，并且對建筑的平面圖設(shè)計方案進(jìn)行評價，要加強(qiáng)對高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重視，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)延性的特點(diǎn)對建筑抗震性的薄弱部分進(jìn)行重點(diǎn)施工改造，以便高層建筑的抗震性能能夠真正滿足使用者想需求。

一、抗震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面運(yùn)用情況概述

地震災(zāi)害是我國自然災(zāi)害中較為常見的種類，如果高層建筑的抗震性能不佳，無法應(yīng)對劇烈地震，人們的生活質(zhì)量將很難得到保證，因此，加強(qiáng)對抗震概念的關(guān)注，對提升高層建筑的抗震性能，具有十分重要的意義【1】?？拐鸶拍畹脑O(shè)計工作根據(jù)以往對高層建筑抗震設(shè)計的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，并且結(jié)合當(dāng)前的科學(xué)理論對高層建筑的抗震設(shè)計方案進(jìn)行改良，能夠保障高層建筑抗震性能得到提升。提升高層建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性，并增強(qiáng)建筑細(xì)部構(gòu)造建設(shè)水平，建筑抗震概念的設(shè)計既包括對高層建筑建設(shè)位置進(jìn)行勘察，也包括建筑外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的考察，還包括研究建筑設(shè)計人員的基本理念和基本思想，以便了解建筑的最終設(shè)計方案，制定出符合建筑實(shí)際要求的抗震設(shè)計概念。要對歷次地震災(zāi)害的具體破壞性進(jìn)行總結(jié)，并根據(jù)抗震設(shè)計的經(jīng)驗(yàn)對抗震概念進(jìn)行完善，高層建筑的抗震設(shè)計工作當(dāng)中，概念的設(shè)計環(huán)節(jié)比相關(guān)參數(shù)的計算更加重要。在對高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中，要從影響建筑抗震性能的全局出發(fā)對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的改造，并且結(jié)合建筑在重大地震災(zāi)害中可能出現(xiàn)的問題，對抗震概念的準(zhǔn)則進(jìn)行制定，只有做好了高層建筑的抗震概念設(shè)計工作，高層建筑的抗震性能才能真正得到保障。

二、抗震概念設(shè)計在高層建筑設(shè)計中的具體運(yùn)用

（一）科學(xué)的選擇高層建筑建設(shè)地址

地震災(zāi)害的發(fā)生并沒有完善的預(yù)警系統(tǒng)，但是，高層建筑的抗震概念設(shè)計人員可以根據(jù)建筑建設(shè)地點(diǎn)在歷史上發(fā)生地震的強(qiáng)度和次數(shù)進(jìn)行地震發(fā)生可能性的估測，要選擇歷史上發(fā)生地震次數(shù)較少或不曾發(fā)生地震的地質(zhì)作為高層建筑的建設(shè)地址，并且對該地區(qū)的地質(zhì)狀況進(jìn)行調(diào)查，要選取地質(zhì)條件較為堅(jiān)硬的地區(qū)或周邊缺少大型河流和湖波的地區(qū)作為高層建筑的施工地點(diǎn)，以此保證高層建筑具備良好的抗震基礎(chǔ)。要盡可能選擇粘土作為高層建筑地基施工的土質(zhì)，并且在檢測建筑抗震性能的過程中選擇間隔58m的點(diǎn)作為高層建筑的檢測距離，要在高層建筑抗震檢測的過程中做好參數(shù)的記錄，尤其是建筑外部凸起部分的檢測要加強(qiáng)重視程度【2】。研究表明，高層建筑外部凸起部分的抗震性能需要較凹陷部分的抗震性能強(qiáng)1.84倍，因此，要對高層建筑外部突出部位的抗震設(shè)施進(jìn)行加強(qiáng)處理。

（二）降低高層建筑的外部能量輸入

要加強(qiáng)對高層建筑施工場地覆蓋層的重視，盡可能選取較為輕薄的材質(zhì)作為施工場地的覆蓋層，要根據(jù)國家科研機(jī)構(gòu)制定的標(biāo)準(zhǔn)對覆蓋面的厚度進(jìn)行控制，從施工場地的地面到堅(jiān)硬場地上面的面積需要進(jìn)行覆蓋面的處理，巖石是較為多見的堅(jiān)硬場地的種類，場地的剪切波必須保證速度在500m/s以上【3】，在施工場地的土質(zhì)較為堅(jiān)硬的區(qū)域和硬夾層區(qū)域，必須進(jìn)行特殊處理，不能采取同一般巖石施工相同的方法。在土質(zhì)較為疏松的區(qū)域，要運(yùn)用T0=4H/V作為公式，如果土質(zhì)的整體含量較大，要運(yùn)用T0=β4H/V作為公式。要借鑒其他國家的巖層處理經(jīng)驗(yàn)，如果建筑屬性為柔性建筑，要注意對土質(zhì)密度較大的區(qū)域進(jìn)行震害檢測，保證地震災(zāi)害造成的破壞能夠盡可能多的對巖石材質(zhì)構(gòu)成影響，保證高層建筑的整體抗震性能。

（三）高層建筑的平立面布置

建筑設(shè)計應(yīng)根據(jù)抗震概念設(shè)計的要求，明確建筑形體的規(guī)則性。不規(guī)則的建筑應(yīng)按規(guī)定采取加強(qiáng)措施，特別不規(guī)則的建筑應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證并采取特別的加強(qiáng)措施。不應(yīng)采取嚴(yán)重不規(guī)則的建筑。規(guī)則性評價需綜合考慮幾何布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及使用等因素，總的要求是平面布置、質(zhì)量和抗側(cè)力構(gòu)件的平面布局宜規(guī)則、對稱，立面變化和側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免側(cè)向剛度和承載力的突變。建筑物的平面布置宜規(guī)則、對稱，平面不規(guī)則包括扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則和樓板局部不連續(xù)。

三、抗震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的具體運(yùn)用

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案平面布置時，應(yīng)盡可能使得抗側(cè)力體系對稱分布，減輕房屋重量且保持重量分布較為均勻，以減小地震的扭轉(zhuǎn)影響。結(jié)構(gòu)布置應(yīng)有利于加大抗扭剛度和提高抗傾覆能力。因此，應(yīng)特別注意抗側(cè)剛度大的抗震墻、芯筒的位置，力求居中或?qū)ΨQ，在結(jié)構(gòu)外圍布置一些抗震墻，可以提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度和抗傾覆能力。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的豎向布置時，應(yīng)盡可能使其豎向剛度、強(qiáng)度變化均勻，

避免出現(xiàn)薄弱層，并應(yīng)盡可能降低房屋的重心。在地震中，第一道防線先行屈服或破壞，因此要求構(gòu)成第一道防線的部分應(yīng)當(dāng)是不負(fù)擔(dān)或少負(fù)擔(dān)豎向荷載的構(gòu)件，如填充墻、軸壓比小的抗震墻、柱或筒體等。在純框架結(jié)構(gòu)中，梁應(yīng)先于柱屈服，即“強(qiáng)柱弱梁”型框架。結(jié)構(gòu)整體的承載能力、變形能力取決于構(gòu)件的承載能力和變形能力的發(fā)揮，因此應(yīng)保證關(guān)鍵構(gòu)件、關(guān)鍵部位具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和足夠的延性水平。在平面上，應(yīng)該在房屋周邊轉(zhuǎn)角處、平面突變處以及復(fù)雜平面各翼相接處的構(gòu)件延性著重提高。對于偏心結(jié)構(gòu)，應(yīng)該對房屋周邊特別是剛度較弱一端構(gòu)件的延性進(jìn)行特別的加大。對于具有多道抗震防線的抗側(cè)力體系，應(yīng)著重提高第一道防線中構(gòu)件的延性。在同一構(gòu)件中，應(yīng)著重提高關(guān)鍵桿件的延性。在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)材料的選擇時，應(yīng)該注重抗震結(jié)構(gòu)材料的性能，主要要求如下：具有較好的連接性、較好的延性、構(gòu)件的連接具有良好的整體性、能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度、延性系數(shù)高“、強(qiáng)度/重力”比值大、勻質(zhì)性好。按照上述標(biāo)準(zhǔn)來衡量，高層建筑使用不同材料的結(jié)構(gòu)類型，依其抗震性能優(yōu)劣而排序?yàn)椋轰摻Y(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土-鋼混合結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、配筋砌體結(jié)構(gòu)。

結(jié)束語：抗震概念設(shè)計是提升高層建筑抗震性能的重要設(shè)計工作，深入的分析抗震概念的重要意義，并從高層建筑具體施工和結(jié)構(gòu)設(shè)計方面對抗震概念的運(yùn)用進(jìn)行具體分析，對提升高層建筑的抗震性能，具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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