王會(huì)榮，張宏春，王芍丹

（1.云南省曲靖市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督管理站，云南 曲靖 655400；2.昆明空港投資開發(fā)集團(tuán)有限公司,云南 曲靖 655000；3.曲靖市麒麟?yún)^(qū)園林綠化管理處，云南 曲靖 655000）

隨著我國綜合實(shí)力不斷增強(qiáng)，國家基礎(chǔ)建設(shè)取得了傲人的成果。但隨著城鎮(zhèn)人口的增加及其他用地比例不斷擴(kuò)大，間接導(dǎo)致城鎮(zhèn)居民住房用地比例不斷擴(kuò)大，因此我國城市建筑正朝著高層建筑方向不斷發(fā)展，而且種類也演化的越來越多。為了保證住戶的人身安全，越來越多的人將目光從高層建筑的舒適性轉(zhuǎn)到高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性上，并且對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來越嚴(yán)格。眾所周知，高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)比較復(fù)雜，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開始時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐母邔咏ㄖO(shè)計(jì)要求，調(diào)查建筑物周邊的環(huán)境和水文地質(zhì)情況，然后結(jié)合自己的抗震設(shè)計(jì)理念，后期也需要不斷完善抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡卣鸢l(fā)生情況時(shí)建筑物所受的作用力，站在全局的角度分析抗震參數(shù)，最終完成高層建筑物的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)。根據(jù)實(shí)際的情況不斷完善結(jié)構(gòu)選型，調(diào)整結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置方式和形式，從而提升高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

1 高層混凝土建筑物抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

1.1 水平方向荷載控制

高層建筑物的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決定性因素是水平方向的荷載。而水平方向的荷載的作用又可分為以下兩個(gè)部分：一是風(fēng)荷載作用；二是水平地震荷載作用。水平方向的荷載的大小決定了高層建筑物的抗震能力的大小，主要的原因如下：一是水平荷載力的作用下，高層建筑物會(huì)產(chǎn)生彎矩，建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)在水平荷載的作用下產(chǎn)生軸力，而且產(chǎn)生的軸力會(huì)與樓房的高度的二次方呈現(xiàn)正比的關(guān)系；二是因?yàn)楦邔咏ㄖ镉捎谳^大的重力荷載和建筑物受到的水平荷載之間的作用會(huì)產(chǎn)生彎矩、軸力和剪力，并且呈現(xiàn)出建筑物高度的一次方的正比關(guān)系。

1.2 建筑物的側(cè)移控制

高層混凝土建筑由于受到水平方向力的荷載作用，常常使建筑物出現(xiàn)側(cè)位移，而且這種側(cè)位移的大小會(huì)隨著建筑物的高度而增加。如果建筑物的側(cè)移量較大，高層混凝土建筑自身就會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)力，當(dāng)建筑物產(chǎn)生內(nèi)力后，其偏心距就會(huì)有不同的變化；當(dāng)偏心距的大小超過其極限值后，高層建筑就會(huì)發(fā)生傾倒或坍塌。當(dāng)高層混凝土建筑受到地震荷載的影響，建筑物會(huì)發(fā)生側(cè)移的情況。因此，設(shè)計(jì)人員在高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要保證高層混凝土建筑具有足夠的剛度和強(qiáng)度，避免出現(xiàn)側(cè)位移的情況。

1.3 水平剛度控制

當(dāng)?shù)孛媸艿降卣鹩绊懏a(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，高層混凝土建筑更容易受到水平方向的作用力，使建筑物面臨側(cè)向位移和坍塌的風(fēng)險(xiǎn)。因此，建筑物橫墻的承載強(qiáng)度的大小對(duì)于保障人身安全具有重要作用。高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取決于建筑物的水平剛度的大小，當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，高層混凝土建筑將地震施加給建筑物的力轉(zhuǎn)移到橫墻上，讓結(jié)構(gòu)產(chǎn)生抗傾覆的力，同時(shí)在建筑物內(nèi)部的豎向構(gòu)件上形成一定的軸力，促使建筑物的高度與水平方向的彎矩形成正比，避免建筑物發(fā)生傾覆和坍塌的情況。

2 高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1 建筑物的結(jié)構(gòu)選擇不正確

高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)選擇需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防烈度決定，不能一味參照國家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，要因地制宜?？拐鹪O(shè)防烈度的選擇要根據(jù)混凝土建筑的最大高度值決定。例如，規(guī)范規(guī)定框架結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)防空烈度7級(jí)時(shí)的最大高度不可以大于40m，但是在真正的高層混凝土建筑建設(shè)中，當(dāng)框架結(jié)構(gòu)大于18m時(shí)，就已經(jīng)不合理了，而且樓層間的最大彈性層間位移角也不能滿足規(guī)范中規(guī)定的大小值。框架結(jié)構(gòu)梁柱的尺寸以及配筋過大，建筑布局受限且經(jīng)濟(jì)上消費(fèi)也過大。因此，高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)選擇上需要結(jié)合多個(gè)方面因素考慮。

2.2 高層建筑物的位置選擇不合理

高層建筑物的建設(shè)場地是否合理直接決定建筑物綜合性功能能否正確實(shí)現(xiàn)，不當(dāng)?shù)牡乩砦恢脛?shì)必會(huì)影響建筑物的使用。雖然我國政府部門已經(jīng)在多個(gè)方面給予高層混凝土建筑優(yōu)惠，但是建設(shè)單位為了過分追求利潤，往往不會(huì)對(duì)建筑物的建設(shè)場地進(jìn)行科學(xué)的可行性分析，將一些不適合高層建筑物建設(shè)的場地進(jìn)行高層建設(shè)。一旦這些地基不能正確地進(jìn)行處理，勢(shì)必會(huì)影響建筑物的使用。

2.3 材料的選擇不恰當(dāng)

高層混凝土建筑由于其獨(dú)特的性質(zhì)，決定了它是由多種材料共同組合而成的，因此，合適的建筑材料對(duì)于提高建筑物的整體質(zhì)量非常重要，特別是針對(duì)地震多發(fā)區(qū)域的高層混凝土建筑更是如此。現(xiàn)在許多建設(shè)單位的采購部門為了追求利益的最大化，沒有對(duì)所選的建筑材料進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，其購買的建筑材料不能滿足建筑物功能需要的質(zhì)量要求。

2.4 專業(yè)軟件參數(shù)的選擇不正確

高層混凝土建筑物抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷發(fā)展，但具有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師的數(shù)量的增長速度并不能跟上高層建筑發(fā)展的速度，因此專業(yè)軟件的興起成為必然。年輕設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)于軟件參數(shù)的選取也存在一定的問題，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出來的高層混凝土建筑的質(zhì)量存在問題。

3 高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的解決措施

3.1 合理選擇混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

對(duì)混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化是保證高層混凝土建筑工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素，高層建筑物的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需按照國家相關(guān)的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，本著規(guī)范、科學(xué)設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行每一個(gè)建設(shè)步驟的設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意建筑物的各個(gè)剖面的規(guī)則對(duì)抗震性能及經(jīng)濟(jì)合理性的影響，設(shè)計(jì)師要優(yōu)選規(guī)則的構(gòu)件，抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置要按照規(guī)則堆成、側(cè)向的剛度需要均勻變化、豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料的強(qiáng)度需要自下向上不斷地加強(qiáng)，避免出現(xiàn)側(cè)面剛度和承載力的突變。

3.2 科學(xué)選擇高層建筑物的建設(shè)地址

高層混凝土建筑的抗震性能要比其他建筑物的要求嚴(yán)格，因此，選擇高層混凝土建筑的建設(shè)場地必須遵照科學(xué)的程序。首先，專業(yè)的技術(shù)人員要根據(jù)高層混凝土建筑特殊性的結(jié)構(gòu)性能選擇出有利的地段，盡量遠(yuǎn)離不良地基場所以及靠近溝谷、河流的區(qū)域。其次，還要注意礦山地帶不利于高層建筑物的建設(shè)。

3.3 建筑施工材料的選取與應(yīng)用

施工材料是保障建筑物功能正常使用的主要因素，因此，要想建立一個(gè)高質(zhì)量的高層混凝土建筑，良好的建筑材料必不可少。材料的購買需要遵循下面的幾個(gè)原則：

（1）為了保證材料的科學(xué)性，需要對(duì)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需要的材料進(jìn)行前期的調(diào)查記錄，需要多少買多少，避免浪費(fèi)。

（2）在購買材料之前需要對(duì)材料的使用性能、重量、規(guī)格等進(jìn)行前期分析，選擇合理且科學(xué)的建筑材料。鋼筋的選購過程中，也要觀察其表面，剔除表面有瑕疵的鋼筋。

（3）要選擇具有良好抗震性能的材料，并依據(jù)公式計(jì)算出材料所能承受的質(zhì)量，還要選擇科學(xué)的施工工序，避免浪費(fèi)材料，使每一件材料都可以發(fā)揮最大的作用。

（4）建筑施工人員要按照國家的規(guī)定進(jìn)行每一道工序的施工，減少建筑材料的浪費(fèi)降低施工單位的建設(shè)成本。

3.4 認(rèn)真研究選擇高層混凝土建筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)

在對(duì)高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員必須到現(xiàn)場對(duì)周邊的建筑環(huán)境、水文地質(zhì)條件、施工場所、建筑材料的可供選擇性等因素進(jìn)行充分調(diào)查，并在得到完整的地基勘察內(nèi)容后進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)結(jié)合國家高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，靈活運(yùn)用自己的經(jīng)驗(yàn)，選擇出最有效的設(shè)計(jì)方案。

4 總結(jié)

綜上所述，做好抗震結(jié)構(gòu)是確保高層建筑物安全與穩(wěn)定的重要措施，同時(shí)針對(duì)高層建筑物存在的問題，應(yīng)該采取積極有效的措施及時(shí)應(yīng)對(duì)，切實(shí)做好高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。