建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要求探析

摘要：建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計可以有效地減少地震災(zāi)害對于建筑的破壞，最大限度地保障人們的生命安全。因此，隨著建筑高度的不斷增高，建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控制點(diǎn)之一。文章主要針對建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中需要注意的事項進(jìn)行闡述，為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員合理進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震設(shè)計；穩(wěn)定性

中圖分類號：TU323 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）31-0077-02

近十幾年，地震災(zāi)害頻頻發(fā)生，給人們的生命、財產(chǎn)、安全造成極大的威脅，并減緩了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。研究表明，我國處于地震多發(fā)地帶上，且一些特大地震災(zāi)害給人們造成無可挽回的危害。因此，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計可以有效減少地震災(zāi)害對于建筑的破壞，最大限度地保障人們的生命安全。

1 建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計，由于地震災(zāi)害的爆發(fā)具有不確定性、隨機(jī)性，房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計合適與否，在概念設(shè)計中可以清晰地表達(dá)。而在抗震設(shè)計中，需要在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的開始階段正確掌握地震災(zāi)害的能量輸入、建筑結(jié)構(gòu)的類型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布等主要方面，這樣可以從根本上消除房屋建筑結(jié)構(gòu)中抗震較薄弱的環(huán)節(jié)。

2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點(diǎn)分析

2.1 選取合適的建筑場地

由于地震的影響范圍較大，其影響區(qū)域內(nèi)的建筑物均會受到不同程度的損壞。因此，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，選取合適的建筑場地對于抗震設(shè)計至關(guān)重要。首先，在建筑場地選擇時，要選取地質(zhì)結(jié)構(gòu)堅硬、周圍地勢開闊等對抗震有利的區(qū)域，這樣可以最大限度地減緩地震災(zāi)害發(fā)生時地基土體產(chǎn)生的較大程度的沉陷，以達(dá)到很好的抗震效果；其次，建筑場地盡量避開有較大坡度的山腳以及地質(zhì)不均勻及地基軟弱的區(qū)域；最后，盡量避免地震多發(fā)地帶。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)的高度設(shè)計

依據(jù)我國現(xiàn)行《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）》規(guī)定，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮適用性、經(jīng)濟(jì)性的原則，并給出不同結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度。

因為在地震災(zāi)害發(fā)生時，超高層建筑的結(jié)構(gòu)變形將發(fā)生顯著的變化，同時隨著高度的增加，結(jié)構(gòu)變形的影響因素會發(fā)生很大的變化，如延性要求、安全指標(biāo)、材料性能、荷載組合系數(shù)等。

2.3 材料和結(jié)構(gòu)體系選擇的問題

在地震多發(fā)地區(qū)，選用何種建筑材料和何種結(jié)構(gòu)體系的抗震性能更好這個問題應(yīng)該引起人們的關(guān)注。在我國，超過150m的高層建筑，通常采用框架筒體系、筒中筒體系、組合筒三種，同時這三種結(jié)構(gòu)體系也是其他國家的高層建筑普遍采用體系類型。但在國外地震多發(fā)地區(qū)，主要以鋼結(jié)構(gòu)為主要建筑材料，而我國90%的高層建筑結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土材料和混合類型結(jié)構(gòu)體系。研究表明，采用鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)的內(nèi)筒在地震作用下，要承擔(dān)80%的地震作用力。由于此結(jié)構(gòu)體系的核心是鋼筋混凝土筒，因此其變形限度要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形限度為基礎(chǔ)，不得超越。但由彎曲變形所引起的側(cè)向位移較大，靠鋼框架共同作用減小側(cè)向位移，由于鋼框架剛度小，使得結(jié)構(gòu)的負(fù)荷受限制，因而減小側(cè)移的效果不明顯。通常采用加大鋼筋混凝土筒的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。

2.4 軸壓比和短柱設(shè)計

在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，為了提高結(jié)構(gòu)的抗震性，需要減小柱的軸壓比，增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài)，避免縱向受力鋼筋未達(dá)到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發(fā)生。由于柱的剛性強(qiáng)度比較高，使得整體結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時，結(jié)構(gòu)吸收地震能量和耗散能量就少，使得結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生破壞。所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常采用強(qiáng)柱弱梁設(shè)計方法，且梁具有很好的延性，可以發(fā)生適量的變形，就會減少柱子進(jìn)入屈服強(qiáng)度的可能性，且在設(shè)計時可以適當(dāng)增大軸壓比。此外，許多高層建筑底層的柱子長細(xì)比小于4，但不能依據(jù)長細(xì)比小于4則判斷是短柱。因為短柱的確定因素是柱的剪跨比，只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。

2.5 提高抗震設(shè)計等級

由于近幾年，一些特大地震災(zāi)害頻頻出現(xiàn)，給我國造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。研究表明，以地震災(zāi)害分析50年為一個分析周期，而小震的重現(xiàn)世間為50年，小震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計安全烈度的概率為62%；中型地震的重現(xiàn)世間為475年，中震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計安全烈度的概率為10%；大型地震的重現(xiàn)世間為2000年，大震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計專家指出，我國地震多發(fā)地帶應(yīng)該及時提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級，嚴(yán)格控制建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性。

2.6 選取合適的基礎(chǔ)形式

在建筑基礎(chǔ)施工以前，需要選擇合理的基礎(chǔ)類型以提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性：建筑物的結(jié)構(gòu)體系類型及荷載的大小情況決定基礎(chǔ)的形式，上部結(jié)構(gòu)傳遞的荷載越大，則要求選擇基礎(chǔ)時具有足夠大的承載能力和剛度。不同的結(jié)構(gòu)對于地基的變形和沉降的要求不同。

2.7 抗震設(shè)計的其他方面

在地震多發(fā)地區(qū)，要確定高層建筑的結(jié)構(gòu)類型時，除了前面的結(jié)構(gòu)材料用量、建筑內(nèi)部空間大小、建筑樓房的適用高度等限制條件外，還要考慮以下關(guān)于抗震設(shè)計準(zhǔn)則：（1）在抗震設(shè)防設(shè)計時，要進(jìn)行多道抗震設(shè)防，避免因結(jié)構(gòu)一部分失效，而使結(jié)構(gòu)整體出現(xiàn)失穩(wěn)或承載能力不足的現(xiàn)象發(fā)生；（2）在結(jié)構(gòu)體系選型設(shè)計時，盡量選用承載能力高、延展性好以及充足耗能性能的結(jié)構(gòu)體系，防止地震發(fā)生時，結(jié)構(gòu)有充足的抗倒塌能力；（3）結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度在水平和豎向方向上均勻分配，防止結(jié)構(gòu)應(yīng)力出現(xiàn)局部突變或削弱，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱部位，避免了在地震發(fā)生時，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中的現(xiàn)象。

3 結(jié)語

綜上所述，在確定建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，需要全面地考慮建筑結(jié)構(gòu)的使用功能、場地類別、設(shè)防烈度、建筑高度、地基基礎(chǔ)類型、結(jié)構(gòu)材料和施工工藝等，同時還要考慮結(jié)構(gòu)的設(shè)計、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)保障等，選擇最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)體系。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙建榮.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計若干問題的探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012，（6）.

[2] 方小丹，魏璉.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計若干問題的討論[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2011，（12）.

[3] 孫三霞，姜效光，李紅培.淺談磚砌體房屋建筑的抗震設(shè)計[J].價值工程，2010，（13）.

[4] 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）[S].

[5] 建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）[S].

作者簡介：蒙雪俏（1980-），女，廣西百色人，供職于華電分布式能源工程技術(shù)有限公司，中級職稱，研究方向：土建結(jié)構(gòu)設(shè)計。

摘要：建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計可以有效地減少地震災(zāi)害對于建筑的破壞，最大限度地保障人們的生命安全。因此，隨著建筑高度的不斷增高，建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控制點(diǎn)之一。文章主要針對建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中需要注意的事項進(jìn)行闡述，為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員合理進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震設(shè)計；穩(wěn)定性

中圖分類號：TU323 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）31-0077-02

近十幾年，地震災(zāi)害頻頻發(fā)生，給人們的生命、財產(chǎn)、安全造成極大的威脅，并減緩了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。研究表明，我國處于地震多發(fā)地帶上，且一些特大地震災(zāi)害給人們造成無可挽回的危害。因此，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計可以有效減少地震災(zāi)害對于建筑的破壞，最大限度地保障人們的生命安全。

1 建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計，由于地震災(zāi)害的爆發(fā)具有不確定性、隨機(jī)性，房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計合適與否，在概念設(shè)計中可以清晰地表達(dá)。而在抗震設(shè)計中，需要在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的開始階段正確掌握地震災(zāi)害的能量輸入、建筑結(jié)構(gòu)的類型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布等主要方面，這樣可以從根本上消除房屋建筑結(jié)構(gòu)中抗震較薄弱的環(huán)節(jié)。

2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點(diǎn)分析

2.1 選取合適的建筑場地

由于地震的影響范圍較大，其影響區(qū)域內(nèi)的建筑物均會受到不同程度的損壞。因此，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，選取合適的建筑場地對于抗震設(shè)計至關(guān)重要。首先，在建筑場地選擇時，要選取地質(zhì)結(jié)構(gòu)堅硬、周圍地勢開闊等對抗震有利的區(qū)域，這樣可以最大限度地減緩地震災(zāi)害發(fā)生時地基土體產(chǎn)生的較大程度的沉陷，以達(dá)到很好的抗震效果；其次，建筑場地盡量避開有較大坡度的山腳以及地質(zhì)不均勻及地基軟弱的區(qū)域；最后，盡量避免地震多發(fā)地帶。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)的高度設(shè)計

依據(jù)我國現(xiàn)行《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）》規(guī)定，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮適用性、經(jīng)濟(jì)性的原則，并給出不同結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度。

因為在地震災(zāi)害發(fā)生時，超高層建筑的結(jié)構(gòu)變形將發(fā)生顯著的變化，同時隨著高度的增加，結(jié)構(gòu)變形的影響因素會發(fā)生很大的變化，如延性要求、安全指標(biāo)、材料性能、荷載組合系數(shù)等。

2.3 材料和結(jié)構(gòu)體系選擇的問題

在地震多發(fā)地區(qū)，選用何種建筑材料和何種結(jié)構(gòu)體系的抗震性能更好這個問題應(yīng)該引起人們的關(guān)注。在我國，超過150m的高層建筑，通常采用框架筒體系、筒中筒體系、組合筒三種，同時這三種結(jié)構(gòu)體系也是其他國家的高層建筑普遍采用體系類型。但在國外地震多發(fā)地區(qū)，主要以鋼結(jié)構(gòu)為主要建筑材料，而我國90%的高層建筑結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土材料和混合類型結(jié)構(gòu)體系。研究表明，采用鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)的內(nèi)筒在地震作用下，要承擔(dān)80%的地震作用力。由于此結(jié)構(gòu)體系的核心是鋼筋混凝土筒，因此其變形限度要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形限度為基礎(chǔ)，不得超越。但由彎曲變形所引起的側(cè)向位移較大，靠鋼框架共同作用減小側(cè)向位移，由于鋼框架剛度小，使得結(jié)構(gòu)的負(fù)荷受限制，因而減小側(cè)移的效果不明顯。通常采用加大鋼筋混凝土筒的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。

2.4 軸壓比和短柱設(shè)計

在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，為了提高結(jié)構(gòu)的抗震性，需要減小柱的軸壓比，增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài)，避免縱向受力鋼筋未達(dá)到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發(fā)生。由于柱的剛性強(qiáng)度比較高，使得整體結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時，結(jié)構(gòu)吸收地震能量和耗散能量就少，使得結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生破壞。所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常采用強(qiáng)柱弱梁設(shè)計方法，且梁具有很好的延性，可以發(fā)生適量的變形，就會減少柱子進(jìn)入屈服強(qiáng)度的可能性，且在設(shè)計時可以適當(dāng)增大軸壓比。此外，許多高層建筑底層的柱子長細(xì)比小于4，但不能依據(jù)長細(xì)比小于4則判斷是短柱。因為短柱的確定因素是柱的剪跨比，只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。

2.5 提高抗震設(shè)計等級

由于近幾年，一些特大地震災(zāi)害頻頻出現(xiàn)，給我國造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。研究表明，以地震災(zāi)害分析50年為一個分析周期，而小震的重現(xiàn)世間為50年，小震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計安全烈度的概率為62%；中型地震的重現(xiàn)世間為475年，中震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計安全烈度的概率為10%；大型地震的重現(xiàn)世間為2000年，大震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計專家指出，我國地震多發(fā)地帶應(yīng)該及時提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級，嚴(yán)格控制建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性。

2.6 選取合適的基礎(chǔ)形式

在建筑基礎(chǔ)施工以前，需要選擇合理的基礎(chǔ)類型以提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性：建筑物的結(jié)構(gòu)體系類型及荷載的大小情況決定基礎(chǔ)的形式，上部結(jié)構(gòu)傳遞的荷載越大，則要求選擇基礎(chǔ)時具有足夠大的承載能力和剛度。不同的結(jié)構(gòu)對于地基的變形和沉降的要求不同。

2.7 抗震設(shè)計的其他方面

在地震多發(fā)地區(qū)，要確定高層建筑的結(jié)構(gòu)類型時，除了前面的結(jié)構(gòu)材料用量、建筑內(nèi)部空間大小、建筑樓房的適用高度等限制條件外，還要考慮以下關(guān)于抗震設(shè)計準(zhǔn)則：（1）在抗震設(shè)防設(shè)計時，要進(jìn)行多道抗震設(shè)防，避免因結(jié)構(gòu)一部分失效，而使結(jié)構(gòu)整體出現(xiàn)失穩(wěn)或承載能力不足的現(xiàn)象發(fā)生；（2）在結(jié)構(gòu)體系選型設(shè)計時，盡量選用承載能力高、延展性好以及充足耗能性能的結(jié)構(gòu)體系，防止地震發(fā)生時，結(jié)構(gòu)有充足的抗倒塌能力；（3）結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度在水平和豎向方向上均勻分配，防止結(jié)構(gòu)應(yīng)力出現(xiàn)局部突變或削弱，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱部位，避免了在地震發(fā)生時，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中的現(xiàn)象。

3 結(jié)語

綜上所述，在確定建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，需要全面地考慮建筑結(jié)構(gòu)的使用功能、場地類別、設(shè)防烈度、建筑高度、地基基礎(chǔ)類型、結(jié)構(gòu)材料和施工工藝等，同時還要考慮結(jié)構(gòu)的設(shè)計、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)保障等，選擇最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)體系。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙建榮.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計若干問題的探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012，（6）.

[2] 方小丹，魏璉.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計若干問題的討論[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2011，（12）.

[3] 孫三霞，姜效光，李紅培.淺談磚砌體房屋建筑的抗震設(shè)計[J].價值工程，2010，（13）.

[4] 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）[S].

[5] 建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）[S].

作者簡介：蒙雪俏（1980-），女，廣西百色人，供職于華電分布式能源工程技術(shù)有限公司，中級職稱，研究方向：土建結(jié)構(gòu)設(shè)計。

摘要：建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計可以有效地減少地震災(zāi)害對于建筑的破壞，最大限度地保障人們的生命安全。因此，隨著建筑高度的不斷增高，建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控制點(diǎn)之一。文章主要針對建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中需要注意的事項進(jìn)行闡述，為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員合理進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震設(shè)計；穩(wěn)定性

中圖分類號：TU323 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）31-0077-02

近十幾年，地震災(zāi)害頻頻發(fā)生，給人們的生命、財產(chǎn)、安全造成極大的威脅，并減緩了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。研究表明，我國處于地震多發(fā)地帶上，且一些特大地震災(zāi)害給人們造成無可挽回的危害。因此，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計可以有效減少地震災(zāi)害對于建筑的破壞，最大限度地保障人們的生命安全。

1 建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計，由于地震災(zāi)害的爆發(fā)具有不確定性、隨機(jī)性，房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計合適與否，在概念設(shè)計中可以清晰地表達(dá)。而在抗震設(shè)計中，需要在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的開始階段正確掌握地震災(zāi)害的能量輸入、建筑結(jié)構(gòu)的類型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布等主要方面，這樣可以從根本上消除房屋建筑結(jié)構(gòu)中抗震較薄弱的環(huán)節(jié)。

2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點(diǎn)分析

2.1 選取合適的建筑場地

由于地震的影響范圍較大，其影響區(qū)域內(nèi)的建筑物均會受到不同程度的損壞。因此，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，選取合適的建筑場地對于抗震設(shè)計至關(guān)重要。首先，在建筑場地選擇時，要選取地質(zhì)結(jié)構(gòu)堅硬、周圍地勢開闊等對抗震有利的區(qū)域，這樣可以最大限度地減緩地震災(zāi)害發(fā)生時地基土體產(chǎn)生的較大程度的沉陷，以達(dá)到很好的抗震效果；其次，建筑場地盡量避開有較大坡度的山腳以及地質(zhì)不均勻及地基軟弱的區(qū)域；最后，盡量避免地震多發(fā)地帶。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)的高度設(shè)計

依據(jù)我國現(xiàn)行《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）》規(guī)定，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮適用性、經(jīng)濟(jì)性的原則，并給出不同結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度。

因為在地震災(zāi)害發(fā)生時，超高層建筑的結(jié)構(gòu)變形將發(fā)生顯著的變化，同時隨著高度的增加，結(jié)構(gòu)變形的影響因素會發(fā)生很大的變化，如延性要求、安全指標(biāo)、材料性能、荷載組合系數(shù)等。

2.3 材料和結(jié)構(gòu)體系選擇的問題

在地震多發(fā)地區(qū)，選用何種建筑材料和何種結(jié)構(gòu)體系的抗震性能更好這個問題應(yīng)該引起人們的關(guān)注。在我國，超過150m的高層建筑，通常采用框架筒體系、筒中筒體系、組合筒三種，同時這三種結(jié)構(gòu)體系也是其他國家的高層建筑普遍采用體系類型。但在國外地震多發(fā)地區(qū)，主要以鋼結(jié)構(gòu)為主要建筑材料，而我國90%的高層建筑結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土材料和混合類型結(jié)構(gòu)體系。研究表明，采用鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)的內(nèi)筒在地震作用下，要承擔(dān)80%的地震作用力。由于此結(jié)構(gòu)體系的核心是鋼筋混凝土筒，因此其變形限度要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形限度為基礎(chǔ)，不得超越。但由彎曲變形所引起的側(cè)向位移較大，靠鋼框架共同作用減小側(cè)向位移，由于鋼框架剛度小，使得結(jié)構(gòu)的負(fù)荷受限制，因而減小側(cè)移的效果不明顯。通常采用加大鋼筋混凝土筒的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。

2.4 軸壓比和短柱設(shè)計

在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，為了提高結(jié)構(gòu)的抗震性，需要減小柱的軸壓比，增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài)，避免縱向受力鋼筋未達(dá)到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發(fā)生。由于柱的剛性強(qiáng)度比較高，使得整體結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時，結(jié)構(gòu)吸收地震能量和耗散能量就少，使得結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生破壞。所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常采用強(qiáng)柱弱梁設(shè)計方法，且梁具有很好的延性，可以發(fā)生適量的變形，就會減少柱子進(jìn)入屈服強(qiáng)度的可能性，且在設(shè)計時可以適當(dāng)增大軸壓比。此外，許多高層建筑底層的柱子長細(xì)比小于4，但不能依據(jù)長細(xì)比小于4則判斷是短柱。因為短柱的確定因素是柱的剪跨比，只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。

2.5 提高抗震設(shè)計等級

由于近幾年，一些特大地震災(zāi)害頻頻出現(xiàn)，給我國造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。研究表明，以地震災(zāi)害分析50年為一個分析周期，而小震的重現(xiàn)世間為50年，小震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計安全烈度的概率為62%；中型地震的重現(xiàn)世間為475年，中震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計安全烈度的概率為10%；大型地震的重現(xiàn)世間為2000年，大震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計專家指出，我國地震多發(fā)地帶應(yīng)該及時提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級，嚴(yán)格控制建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性。

2.6 選取合適的基礎(chǔ)形式

在建筑基礎(chǔ)施工以前，需要選擇合理的基礎(chǔ)類型以提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性：建筑物的結(jié)構(gòu)體系類型及荷載的大小情況決定基礎(chǔ)的形式，上部結(jié)構(gòu)傳遞的荷載越大，則要求選擇基礎(chǔ)時具有足夠大的承載能力和剛度。不同的結(jié)構(gòu)對于地基的變形和沉降的要求不同。

2.7 抗震設(shè)計的其他方面

在地震多發(fā)地區(qū)，要確定高層建筑的結(jié)構(gòu)類型時，除了前面的結(jié)構(gòu)材料用量、建筑內(nèi)部空間大小、建筑樓房的適用高度等限制條件外，還要考慮以下關(guān)于抗震設(shè)計準(zhǔn)則：（1）在抗震設(shè)防設(shè)計時，要進(jìn)行多道抗震設(shè)防，避免因結(jié)構(gòu)一部分失效，而使結(jié)構(gòu)整體出現(xiàn)失穩(wěn)或承載能力不足的現(xiàn)象發(fā)生；（2）在結(jié)構(gòu)體系選型設(shè)計時，盡量選用承載能力高、延展性好以及充足耗能性能的結(jié)構(gòu)體系，防止地震發(fā)生時，結(jié)構(gòu)有充足的抗倒塌能力；（3）結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度在水平和豎向方向上均勻分配，防止結(jié)構(gòu)應(yīng)力出現(xiàn)局部突變或削弱，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱部位，避免了在地震發(fā)生時，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中的現(xiàn)象。

3 結(jié)語

綜上所述，在確定建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，需要全面地考慮建筑結(jié)構(gòu)的使用功能、場地類別、設(shè)防烈度、建筑高度、地基基礎(chǔ)類型、結(jié)構(gòu)材料和施工工藝等，同時還要考慮結(jié)構(gòu)的設(shè)計、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)保障等，選擇最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)體系。

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作者簡介：蒙雪俏（1980-），女，廣西百色人，供職于華電分布式能源工程技術(shù)有限公司，中級職稱，研究方向：土建結(jié)構(gòu)設(shè)計。