淺議高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

江蘇東都建筑設(shè)計研究院有限公司 223600

摘要：在現(xiàn)今建筑建設(shè)中，逐漸向著高層化的方向發(fā)展。在這種情況下，抗震性成為了建筑設(shè)計中非常重要的一個環(huán)節(jié)。在本文中，將就高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計進行一定的研究。

關(guān)鍵詞：高層混凝土；抗震結(jié)構(gòu)；設(shè)計；

1 引言

抗震性一直是建筑建設(shè)當(dāng)中需要重點考慮的一項問題，隨著我國建筑高度的不斷提升，更是對結(jié)構(gòu)的抗震性提出了新的要求。需要我們能夠在對相關(guān)要求進行良好遵守的基礎(chǔ)上以科學(xué)方式的應(yīng)用進行設(shè)計。

2 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

抗震能力是現(xiàn)今高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要需求，其標準為：當(dāng)發(fā)生等級較低地震災(zāi)害時，建筑結(jié)構(gòu)能夠保持堅固、穩(wěn)定；當(dāng)發(fā)生中等等級地震災(zāi)害時，建筑結(jié)構(gòu)在一定維修后可以繼續(xù)使用；當(dāng)發(fā)生高等級地震災(zāi)害時，建筑能夠保持挺立。而要對上述需求進行實現(xiàn)，就需要按照下述要求進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計：

2.1 剛度需求

在對高層建筑抗震結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，首先要保證結(jié)構(gòu)能夠具有良好的剛度，即在對建筑現(xiàn)場建材材料、機械設(shè)備以及環(huán)境情況等進行詳細掌握的基礎(chǔ)上對建筑的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并在一定連接裝置良好應(yīng)用的情況下通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與調(diào)節(jié)對建筑的抗震能力進行提升，以此使建筑波動能力在出現(xiàn)時能夠在較小的范圍內(nèi)活動。而當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)在日常應(yīng)用中出現(xiàn)較小變形情況時，也可以通過結(jié)構(gòu)的自我調(diào)整能力對其進行優(yōu)化，并在一定檢修、維護措施的良好應(yīng)用下使其能夠正常工作。

2.2 受力情況

在對建筑抗震結(jié)構(gòu)進行規(guī)劃與設(shè)計時，也需要做好建筑結(jié)構(gòu)連接點以及構(gòu)件的受力情況分析，并在問題出現(xiàn)時能夠通過合理措施的應(yīng)用對受力進行消除。根據(jù)相關(guān)研究表明，當(dāng)高層建筑結(jié)構(gòu)剛度較軟時，如果出現(xiàn)了等級較高的地震災(zāi)害，則會對主體結(jié)構(gòu)造成非常嚴重的損壞。這就是需要我們在實際設(shè)計當(dāng)中需要重點考慮的一項內(nèi)容。

3 高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 場地選擇

在高層建筑設(shè)計中，建筑場地可以說是建筑設(shè)計的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，將對建筑的抗震性具有決定性的作用。在對場地以及地基進行選擇時，需要在對當(dāng)?shù)氐卣鹎闆r詳細分析、把握的基礎(chǔ)上做好地質(zhì)情況的勘查，在獲取全方位數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對其開展針對性的研究與評價，以此對該地區(qū)各方面情況在進行綜合性評價的基礎(chǔ)上對當(dāng)?shù)氐目拐鸬燃夁M行評判。在場地選擇上，需要盡可能避免對建筑抗震設(shè)計具有不利因素的區(qū)域，而如果根據(jù)實際情況不能對場地進行規(guī)避，則需要對其做好提前的處理工作。在高層建筑建設(shè)中，具有高密度的巖石以及基土可以說是地基建設(shè)的首選，盡可能不選擇軟土類型的地基土。如果地基原有土質(zhì)不能夠滿足地基抗震性要求，則需要對其進行針對性加固、改善后再進行設(shè)計與施工。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)

為了使建筑能夠?qū)Σ煌休d力的分布需求進行滿足，在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，需要保證結(jié)構(gòu)具有良好的規(guī)則性，即具有著清晰、科學(xué)的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。對于結(jié)構(gòu)平面布置圖來說，在設(shè)計時一般都會以規(guī)整的圖形進行設(shè)計，這樣做的原因，則是因為當(dāng)圖形較為規(guī)則時，在任何環(huán)境下都能夠保證對于各方向的承載力進行良好的分布。而之所以要避免選擇較為復(fù)雜、不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，是因為不規(guī)則圖形往往會對建筑結(jié)構(gòu)的重心、質(zhì)心等產(chǎn)生影響，如果遭遇到較大的地震級別，其剛性則會由于出現(xiàn)較大變化而導(dǎo)致倒塌情況的出現(xiàn)。

3.3 結(jié)構(gòu)材料

除了結(jié)構(gòu)的規(guī)則性以及地基處理之外，建筑結(jié)構(gòu)的施工材料也對建筑抗震性具有非常大的影響。對于建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，構(gòu)件的延性可以說是抗震性能的關(guān)鍵，在對其進行積極調(diào)和的基礎(chǔ)上使其在地震狀況下能夠具有更為安全、穩(wěn)定的特點。在抗震結(jié)構(gòu)中，鋼筋可以說是主要的材料類型，在對其選擇時，需要選擇具有較高韌性的材料，在垂直方向受力方面，可以選擇HRB400級強度的鋼筋，而箍筋則可以選擇HRB335等類型。除了鋼筋之外，在對其他材料選擇時也需要對材料的抗震需求進行充分的了解，以此更好的滿足材料的使用需求。此外，在材料選擇時也需要做好材料的成本控制，在對建筑成本、抗震性能進行良好協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上更好的實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的材料選擇。

3.4 消能與隔震設(shè)計

對于部分高層建筑來說，其除了在抗震性方面具有較高的要求之外，也具有較高的隔振以及消能需求。為了能夠?qū)@部分要求進行滿足，首先要做好建筑場地以及地基的選擇，在保證地基土質(zhì)具有高密度的情況下避免在地震災(zāi)害發(fā)生時對建筑造成較大的共振力。其次，對于不同的建筑物來說，其所具有的隔振系數(shù)也存在著較大的區(qū)別，這就需要在實際設(shè)計中根據(jù)建筑實際情況對隔震支座進行選取，并做好風(fēng)力負荷的計算。

3.5 抗側(cè)力體形優(yōu)化

對于以剛性結(jié)構(gòu)方案設(shè)計的高層建筑，其在日常使用中主體結(jié)構(gòu)所受到的損害相對較少，如果發(fā)生了地震情況，也不易出現(xiàn)較大的建筑結(jié)構(gòu)變形，而在主體結(jié)構(gòu)之外，其隔墻以及圍護墻等非結(jié)構(gòu)部件也會受到較少的破壞，并因此使建筑受到了較好的保護。同時，合理的結(jié)構(gòu)在遭遇地震災(zāi)害時，往往會產(chǎn)生較大的塑性變形，在對地震能力進行較大緩沖的情況下起到了保護建筑結(jié)構(gòu)的效果，使主體結(jié)構(gòu)在具有更大承受力的同時不會因此出現(xiàn)傾倒現(xiàn)象。對此，就需要做好建筑結(jié)構(gòu)以及抗側(cè)力體形的優(yōu)化，按照強壓弱拉、強剪弱彎、強柱弱梁和強節(jié)弱桿的原則進行設(shè)計，并在設(shè)計當(dāng)中盡可能做好彎曲耗能的設(shè)計，以此使建筑構(gòu)建能夠具有更好的延性以及耗能能力。

3.6 常用加固設(shè)計

加固措施也是實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)抗震性提升的有效方式，如果在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在缺陷以及誤差等問題，就需要根據(jù)實際情況對其增加構(gòu)件或者對結(jié)構(gòu)進行加固。而如果想對建筑結(jié)構(gòu)的承載力以及剛度進行提升，則可以通過對圓截面加大、增加構(gòu)件以及套箍設(shè)置等方式進行實現(xiàn)。對于很多建筑來說，其在結(jié)構(gòu)連接方面不能夠?qū)拐鹦枨筮M行滿足，對此，則可以通過結(jié)構(gòu)調(diào)整，在對地震力進行分散的情況下降低結(jié)構(gòu)損壞。

4 結(jié)束語

在上文中，我們對高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了一定的研究，并對設(shè)計中的重點內(nèi)容進行了細致的闡述。在實際建筑設(shè)計當(dāng)中，也需要能夠?qū)ι鲜鲋攸c進行良好的把握，以科學(xué)設(shè)計方式的應(yīng)用保障高層建筑的抗震性能。

參考文獻

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