高層住宅建筑抗震結構設計的相關探討

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摘要：城市化建設的加速推進，使人們的生活正在不斷的發(fā)生著微妙的變化。面對城市建設中大規(guī)模的樓房建設，高層建筑成為了建設活動中不可或缺的一環(huán)。為了提高高層混凝土建筑的安全性能，優(yōu)化抗震結構設計顯得尤為重要。

關鍵詞：高層住宅建筑；抗震結構；抗震設計

引言

地震作為破壞力最強的自然災害，其對于人們的生活及建筑物損壞的程度是毀滅性的。我國地域廣闊，同時卻也是地震多發(fā)國家，在多次地震災害血的教訓下，人們的抗震意識增強，高層住宅建筑抗震結構設計水平也有了很大的提高。為了防止地震對人類生活及建筑物的過度破壞，實現(xiàn)對人類生命及財產(chǎn)安全的保護，建筑工程必須要在結構設計環(huán)節(jié)中做好抗震設計。

1.高層住宅建筑抗震結構設計要點

1.1合理的選址

在建筑結構抗震水平設計中，合理的選址是最基本的先決條件。為了保證選址的正確、合理性，我國政府部門已經(jīng)出臺了《中華人民共和國減災抗震法》等法律條文，其中明確規(guī)定“對于有可能發(fā)生的重大建設性工程以及次生災害進行嚴格的地震安全指標評價，按照地震安全評價結果，明確相關建筑物的抗震設防要求，并對其進行分別設防”。建筑結構的設防標準根據(jù)其實際質量可分為四個標準，其中：甲類：地震時間或大型建筑工程可能發(fā)生的次生建筑類災害；乙類：地震中不能中斷使用功能，且必須要逐步恢復的建筑類型；丙類：除甲、乙兩類建筑外的其他普通建筑類型；丁類：抗震級別相對較低的建筑。根據(jù)對相關法規(guī)的分析，在進行建筑物結構設計時，必須要選擇對建筑有利的場地，避免在不利地段建設大型民用建筑，以防止地震破壞隱患的出現(xiàn)。對于一些軟基地段，也必須要進行充分的處理，才能夠進行合適的建筑設計。另外對于地震可能引起的次生災害問題，也必須要予以正確的處理，進一步保證選址的正確性。

1.2建筑結構抗震設計

建筑平面與立體結構的設置應遵照抗震理論基本設置準則，通常運用規(guī)則的房屋架構設置方案。依照房屋結構抗震設置規(guī)范的標準，對平面不規(guī)則或縱向不規(guī)則，或者兩者均不規(guī)則的房屋架構，應運用空間架構的核算模式；對樓板部分區(qū)域連接不暢或者表面凹凸不成規(guī)律時，應運用相對應的貼合樓層強度剛度變動的模型；脆弱位置應當注重相對應的內力加大系數(shù)，而且依照規(guī)范標準來對彈塑性形狀改變加以剖析，脆弱位置應采用抗震構造手段。

為了最大限度降低地震災害的影響，建筑設計人員在抗震設計環(huán)節(jié)中，要根據(jù)當?shù)氐囟蔚膶嶋H情況來進行建筑結構的選擇。目前，我國常用的建筑結構可以分為“鋼筋混凝土結構”、“砌體結構”、“鋼混結構”和“鋼結構”四種類型。通過對四種結構的比較分析得出，鋼筋混凝土結構的抗震能力相對較強，因為其自身具有較好的柔韌性，所以當建筑物因地震災害而出現(xiàn)應力變形時，鋼筋混凝土結構能夠依靠自身良好的承載力對其進行一定程度的控制，這是其它三種結構所不具備的優(yōu)勢。近年來，高層建筑建設的增多，大大增大了其在地震災害影響下的水平位移和抗側移剛度，這在無形之中就加大了地震災害的影響，為了避免地震災害影響程度的增大，在設計和審核高層建筑抗震設計時，必須要考慮結構的側移度。

1.3基礎性防震措施應用

基礎性防震措施根據(jù)建筑的結構的不同位置有著不同的措施：（1）地基隔震。地基隔震是在建筑地基與土層之間設置緩沖層，以便在地震發(fā)生時減小建筑與土層之間的震動碰撞，實現(xiàn)對震能的有效吸收和反射作用，減小地震對建筑物的破壞。目前，我國最常使用的地基隔層為瀝青原料隔震層。（2）基礎隔震?；A隔震是整個建筑結構抗震設計中的關鍵，想要降低地震對建筑物的破壞，就必須要做好基礎隔震措施。在對建筑基礎采取抗震措施時，為了減小地震對上部結構的破壞，需要在建筑物的上部結構和基礎位置接觸處設置隔震層，防止地震力由地基處向上部結構傳播，降低地震對建筑上部結構的破壞。基礎抗震裝置一般采用混合隔震裝置、基底滑移隔震裝置和夾層橡膠隔震裝置等。（3）間層隔震。間層隔震是為了吸收地震的沖擊余力而設置的，間層隔震的有效設置能夠對震力進行再次削減，以達到降低地震對建筑的破壞作用。間層隔震一般都安裝在原始結構層上，其實我國最早使用的的抗震措施，具有施工操作簡單的優(yōu)勢。（4）懸掛隔震。懸掛隔震是通過懸掛的方式，將建筑物全部或部分結構脫離地面，從而在地震出現(xiàn)時，降低地面震動與建筑物之間的震力作用。目前，此種抗震措施多用于大型鋼結構建筑當中，收到了較為不錯的抗震效果。

1.4控制扭轉效應

地震的產(chǎn)生會對建筑產(chǎn)生扭轉效應，并且在各個方向上對建筑具有一定的綜合影響，最終導致房屋發(fā)生垮塌、決裂。地震的發(fā)生具有很大的隨機性，所以在進行高層混凝土建筑的設計中，應該將地震產(chǎn)生后所能影響的方向進行綜合的分析，然后基于此，將扭轉所產(chǎn)生的影響囊括其中，對相關的抗震結構設計應該規(guī)定位移標準、對最大、最小位移剛度進行檢測，確保房屋位移的一致性，通過進行高層混凝土建筑整體性能調試，及時的發(fā)現(xiàn)問題解決問題，從而提高高層混凝土建筑的抗震效果。

1.5優(yōu)化抗震計算

預制空心樓板是大部分房屋均會采用的主體結構，倘若并未遵循相關規(guī)范及要求進行設計，那么在地震時，將會破壞整個預制板結構，造成墻體外閃或破壞，從而導致樓體大面積坍塌。此外，因為建筑結構的差異，在設計環(huán)節(jié)，應充分考慮多種不同的情況，一般均以房屋的兩個主軸方向對水平地震作用進行計算，而水平抗震作用通常是由各個方面的抗側力構件共同承擔的，倘若建筑物采用的是相交結構或不對稱、不清晰的不規(guī)則結構，那么則應分開計算其抗震作用。

2.高層住宅建筑抗震結構設計優(yōu)化措施

2.1合理布局。對地震外力能量的吸收傳遞途徑進行恰當合理的布局，保證支墻、梁、柱的軸線處于同一平面，形成一個構件雙向抗側力結構體系。在地震作用下構件呈現(xiàn)出彎剪性破壞，有效地使建筑結構的整體抗震能力得到提高。

2.2剛柔相濟。要按照抗震等級來對梁、柱、墻的節(jié)點采取抗震構造措施，保證在地震作用下建筑物結構可以達到三個水準的設防標準。按照“強節(jié)點弱構件”、“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的原則，來合理選擇柱截面的尺寸，注意構造配筋要求，控制柱的軸壓比，確保結構在地震作用下具有足夠的延性和承載力。

2.3進行多道抗震防線的設置。在一個抗震結構體系中，在地震作用下一部分延性好的構件可以擔負起第一道抗震防線的作用，而在第一道抗震防線屈服后其他構件才逐次形成第二、第三或更多道抗震防線，有效提高建筑結構的抗震安全性。各地區(qū)要根據(jù)所處區(qū)域的地質特征，提高抗震設防標準。

2.4在可能發(fā)生破壞性比較強的地震區(qū)域，建設、地震、科技等部門要對建筑技術規(guī)范進行嚴格的規(guī)定，從施工保障、材料選用、規(guī)劃設計、建房選址等方面來加強監(jiān)督檢查和技術指導，保證建筑設施能夠符合抗震設防的基本要求。（5）根據(jù)地震地區(qū)本身建筑物的特點來積極引用抗震減災新材料、新工藝、新技術，并且借鑒發(fā)達國家的技術和經(jīng)驗，將其推廣應用到建筑抗震設計中。

3.結語

總而言之，建筑房屋的質量直接受抗震設計的影響，應結合房屋的實際情況與建筑風格，制定多種不同的抗震設計方案，進而進行合理、適當?shù)倪x擇。因此，國家相關部門與項目負責人應給予其高度重視，將其作為衡量建筑物質量的重要標尺。

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