抗震背景下高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

劉軍

【摘要】：我國地域遼闊，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)相對較多，尤其是地震災(zāi)害對于城市以及城市建筑物的破壞尤為嚴重，汶川地質(zhì)、唐山大地震的發(fā)生，給我國建筑物的設(shè)計提出了新的要求，尤其是高層建筑物在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時更要重視起抗震性，本文闡述了高層建筑的結(jié)構(gòu)體系，并分析了高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的要點和重點。

【關(guān)鍵詞】：抗震；高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、高層建筑結(jié)構(gòu)體系

1、框架——剪力墻體系

運用框架——剪力墻體系主要是由于剪力墻體系已經(jīng)無法滿足所需要的剛度和強度，因此需要設(shè)置較大的剪力墻用以代替部分框架，在框架——剪力墻體系中，框架可以有效的承受來自垂直荷載，剪力墻主要是曾受來及水平的剪力，提高了建筑物的側(cè)向剛度，較小的建筑物的水平位移，當(dāng)出現(xiàn)震動時，該種結(jié)構(gòu)能夠與板樓和連梁構(gòu)成承受較大的水平力的結(jié)構(gòu)體系，框架——剪力墻結(jié)構(gòu)更加適合高層建筑物。

2、剪力墻體系

在高層建筑物的設(shè)計過程中，剪力墻體系是結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要組成部分，能夠減少地震帶來的損害，所謂的剪力墻體系實質(zhì)上就是指在建筑物中所有的受力主體結(jié)構(gòu)全部有剪力墻構(gòu)建組成，剪力墻既需要承受水平力，也需要承受垂直荷載，剪力墻屬于剛性結(jié)構(gòu)，因此剪力墻體系具有很高的強度與剛度，有一定的延性，傳力與其他的家住結(jié)構(gòu)體系相比更加是直接、均勻，因此對于外部因素造成的振動具有較好的承擔(dān)能力，是很多地震高發(fā)要以及臺風(fēng)高發(fā)地區(qū)建筑物采用的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計體系。

3、筒體體系

筒體體系是在框架—剪力墻體系與剪力墻體系不斷發(fā)展和演變而形成的，所謂的筒體體系，就是筒體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系，該體系主要包括筒體以及筒體——框架、筒中筒等等形式，筒體主要分為實腹筒和空腹筒，與剪力墻體系相比筒體體系具有較大的自由分割空間，各種構(gòu)件的承受力相對均勻和合理，抗風(fēng)以及抗地震能力較高，是未來建筑物主要采用的建筑結(jié)構(gòu)，具有很大的發(fā)展空間。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點

在抗震背景下，高建筑在建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中主要追求的是安全型、耐久性及經(jīng)濟性，這就要求設(shè)計人員在設(shè)計的過程中需要嚴格遵照高層建筑的抗震設(shè)計要求和規(guī)范，嚴格控制結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵點。

1、注重結(jié)構(gòu)的延伸性

建筑物尤其是高層建筑在進行設(shè)計的過程中，想要提高其在地震中的抗倒塌能力，目前最有效的辦法就是提高結(jié)構(gòu)中預(yù)件的延伸性，所謂的延伸性就是建筑結(jié)構(gòu)承載能力的最大值，及抗變形能力。建筑物的結(jié)構(gòu)延伸性越好，在地震中的穩(wěn)定性越高，因此在選擇構(gòu)件時需要根據(jù)施工的要求，結(jié)合構(gòu)件的特點，重點選擇延伸性好的構(gòu)件，這也是當(dāng)前比較經(jīng)濟的方法，這樣可以有效的保障高層建筑物的穩(wěn)定性，減少建筑物在地震中的抗裂以及抗變形能力，減少地震對建筑物的破壞，提高建筑物結(jié)構(gòu)的安全。

2、完善水平荷載的設(shè)計

在地震發(fā)生時，建筑物的水平荷載能力對于建筑物起到很高的保護作用，對于建筑物的結(jié)構(gòu)的安全性有著重要的意義，因此是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重中之重，對于在設(shè)計建筑物水平荷載時需要可慮家主結(jié)構(gòu)出現(xiàn)親夫力矩以及建筑結(jié)構(gòu)屬相構(gòu)建的軸力，這主要是由于這兩點與建筑物的高度以及與建筑物的高度的二次方成正比，通常情況下，建筑物的軸向荷載是定值，二水平荷載在設(shè)計的過程中需要充分的考慮、嚴密的設(shè)計，提高其抗地震能力。隨著我國城市化進程的加快，建筑物的高度和體積還雜逐漸的擴大，因此更加需要考慮建筑物的水平荷載能力，提高建筑物的穩(wěn)定性，這符合為了設(shè)社會發(fā)展要求對建筑物的而要求。

3、規(guī)范建筑物結(jié)構(gòu)軸向變形的設(shè)計

經(jīng)濟的發(fā)展以及受地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，建筑物的高度和美觀程度在一定程度上體現(xiàn)了城市的發(fā)展水平，城市建筑物的高度還在不斷的提高，這就增加了引起軸向變形的因素，豎向荷載會隨著高度的增加不斷的擴大，高層建筑物的中柱以及連續(xù)梁會承受更大的壓力，在建筑物長期使用的過程中，會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)的現(xiàn)象發(fā)生，因此為了能夠滿足現(xiàn)代建筑物發(fā)展的需求，需要進一步的重視高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的軸變形設(shè)計。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的總體重點

高層建筑是城市發(fā)展水平的象征，因此需要在整體設(shè)計上符合城市的文化環(huán)境，并與周圍的建筑物相互協(xié)調(diào)，同時由于城市空間有限，因此需要在設(shè)的過程中節(jié)約利用土地資源，節(jié)省空間同時還要盡量的減少資源的投入，在保障高層建筑物質(zhì)量的前提下節(jié)約成本，在高層建筑設(shè)計的過程中需要具有良好的空間性能，強化建筑物的結(jié)構(gòu)體系，通過雙向布置剪刀墻的方式來提高建筑物結(jié)構(gòu)的完整性，這也有利于提高建筑物的抗震能力，提高剪刀墻在建筑工程中應(yīng)用的穩(wěn)定性。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的細節(jié)重點

建筑工程的結(jié)構(gòu)體系涉及的范圍比較廣，且影響因素較多，主要包括高層建筑梁、板、柱、墻等基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，每個建筑部位之間相互關(guān)聯(lián)、相互影響，構(gòu)成了建筑物的整體結(jié)構(gòu)，因此想要提高建筑物結(jié)構(gòu)的合理性，需要提高建筑物中這些構(gòu)件的處理，制定詳細合理的工程施工方案，根據(jù)建筑物不同的設(shè)計要求以及不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，選取不同的構(gòu)件，并合理匹配，但是建筑物的構(gòu)件與機械的零件并不相同，價值物的構(gòu)件十一二整理，具有固定性的特點；同時由于目前并沒有相關(guān)的規(guī)定對構(gòu)件進行劃分，因此換分的方式主要是由人決定的，由于建筑物的不同，導(dǎo)致劃分具有很強的隨意性，因此還具有很多不規(guī)范、不完善的地方，需要進一步的完善和彌補，提高細節(jié)處理，促進高層建筑的抗震能力。

四、結(jié)束語

在國家經(jīng)濟迅速發(fā)展，人們生活水平不斷提高的大背景下，建筑工程的設(shè)計人員要明確建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性，通過不斷的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，全面的掌握建筑工程的設(shè)計體系，根據(jù)不同的地點以及不同的抗震需求進行科學(xué)的選擇，同時還要明確高層建筑中的設(shè)計要點以及設(shè)計重點，在設(shè)計的過程中嚴格按照相關(guān)的流程進行，只有這樣才能夠提高建筑工程的質(zhì)量，符合抗震要求。

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