抗震理念背景下高層建筑結構設計中的實踐

◎吳宏娟

抗震理念背景下高層建筑結構設計中的實踐

◎吳宏娟

我國地理環境決定了我國處于全球地震多發的位置，建筑行業也應當充分考慮地震對建筑可能造成的威脅，因此我國建筑結構設計中應當充分考慮地震發生的不規律性和綜合性。本文主要針對抗震理念背景下的高層建筑結構設計進行探討，目的是提升我國建筑結構設計水平，使其更好地人民群眾服務。

建筑結構設計中很重要的一個環節是抗震結構設計，對抗震機構進行整體控制和分析，在高層建筑結構設計開始時進行建筑結構的布置、延展性的分析以及場地方式的選擇，能夠從基礎環節上減少受到地震威脅的可能性，同時加以科學的計算和構造模式，使其能夠保障高層建筑良好的抗震能力和抗震的可靠程度，抗震理念背景下高層建筑結構設計創新是保障高層建筑結構能力的基礎環節。

抗震設計理念概述

研究抗震設計理念，首先需要研究地震的成因，地震的形成是因為地球的運動不斷進行能量的積累，地殼比較脆弱的地帶發生地殼巖層的爆裂，導致原有的巖層發生變動和錯位，地震現象大多數都發生在地殼內部。

建筑的抗震設計主要是基于高層建筑工程設計施工的實際經驗，進行科學設計，使其能夠遵循抗震設計的基礎思想，進行整體的建筑結構布置和細節改造，盡量提升高層建筑無得抗震能力，通常而言，建筑結構設計主要涉及到現場勘查、圖紙設計這兩個環節，具體包括抗震場地決定、建筑結構立體造型設置、抗震結構抉擇以及非結構設計處理等環節。

抗震的設計主要通過地震取值以及抗震結構是兩者結合實施的，通過對我國幾次重大地震對于建筑的毀滅程度分析而言，對于抗震結構設計而言，概念上的設計比數據的設計更有意義，決定高層建筑結構抗震能力的主要因素就是其概念設計的能力，因此，其概念設計的問題不僅應當重視高層建筑整體結構對于地震的反應，還應當重視整體結構的構建機制，這樣才能將抗震設計的原則落實到整體高層建筑結構設計當中。同時，對于關鍵抗震設計的細節還需要進行監督，有利于從細節角度進行高層建筑結構抗震能力的保障，有效提升建筑整體的抗震能力。

高層建筑結構設計抗震理念研究

選擇地段考慮抗震性能。進行高層建筑結構設計過程中，應當著重認識到場地選擇對于抗震的要求，應當選擇對于抗震更為有利的地理位置，對于地址比較脆弱的高層建筑結構不夠有利的位置，例如每個地區的地震強度比價高，這就需要房屋的抗震指數也隨之提升，與局部地區的地理位置相關，地基土層為風化的巖層，選擇比較堅固的粘土的同時應當測定其在地震時高差的區別，在孤立的山頂往往會出現地震波放大的問題，因此在地段的選擇上應當考慮其抗震的性能。

高層建筑形狀布置要求。高層建筑抗震理念主要體現其形狀的布置當中，應當將高層建筑設置為更加規則的形狀，同時不規則形狀的布置也應當積極進行措施的要求，對于其結構穩定性進行專門的評估與分析，采取特別措施進行加強，對于嚴重不規則建筑進行重新設計。規則性的建筑需要從空間布局設置、整體結構分析和使用便捷性等方面進行分析，整體要求就是使其布置更加平面化，質量和抗地震能力更強，應當進行均勻的布局，保證其發展的對稱性，同時令剛度沿著豎直方向進行勻速推動，抗側力構件的強度和尺寸都根據建筑的形狀布置的不同而改變，應當在高層建筑形狀布置過程當中認識到抗震理念的重要性，盡量保持建筑物平面的規則和對稱。

高層建筑整體結構布置。在進行高層建筑整體結構布置的過程中，應當主要采用抗側力的方式架起那個對于整個體系進行對稱分布，減輕地震發生的影響。在進行框架結構構件的過程當中，梁柱的建設應當優先于其他的框架，也就是強柱弱梁的原則，整體結構承載能力有限，變形能力主要取決于整體結構的承載能力和變形狀態的發展，由此可見，應當保障部件的整體和關鍵部位都能夠得到合理的延展。在平面圖內，應當對于房屋的轉角處和平面凸起處進行不同側翼的延展性提升，對于比較偏的結構進行剛度強化，對于多重抗震體系進行抗側力測試，著重提升高層建筑整體結構布置，在同一高層建筑中，應著重提高關鍵桿件的延展性結構布置。

高層建筑結構材料抗震理念提升。為了提升高層建筑結構的整體抗震能力，抗震性能具有良好的結構性的提升，高層建筑結構整體形態理念的提升對于整體建筑結構設計而言意義重大，也就需要對于建筑材料抗震性能進行提升，保障其能夠根據實際條件進行調整，建筑結構材料的選取一方面應當符合抗震，另一方面應保障經濟的結構類型。

在高層建筑的不同材料進行選取的過程當中，應當根據其抗震性能的不同進行不同優劣的排序，根據鋼結構不同、混凝土結構不同、澆筑鋼結構的不同、預應力混凝土結構的不同、裝配式鋼筋混凝土結構、配合混凝土比例分析、混凝土的強度不能太低，錨固不夠穩定、為了建造具有良好延件的鋼結構，保持剛結構梁柱的穩定性，保障其各個環節的連接具備更好的高層建筑抗震性能。

多重抗震體系的建立。在進行高層建筑抗震設計的過程當中，無論進行哪種建筑結構和體系發展，都應當進行多重抗震體系建設，通常而言，地震的發生和發展略有不同，但也并非沒有任何規律，通常一旦地震發生的時間持續比較久，連續的脈沖會對于建筑物會產生比較強烈的沖擊，從而導致累計性的破壞。一旦高層建筑發生結構體系的問題，如果只有一重抗震體系的建設，如果發生單次的破壞就會將導致建筑物發生變形，導致建筑物的損失，一旦建筑物進行多重防震的建設，即使首層防線受到了破壞，那么日后第二道第三道的防震體系會對建筑物造成一定程度的保護，抗震概念背景下能有效防止高度地震中人員和財產的損失，主要依賴于多重抗震體系的建立。

總而言之，在進行高層建筑結構設計過程中，設計從業者不僅應對概念設計熟練把控，也應當將抗震理念融合到高層建筑結構設計實踐當中，最終保障建筑的設計性和實用性兼備，為社會創造更多精品高層建筑結構設計，提升人民群眾生活質量。

（作者單位：沈陽新大陸建筑設計有限公司）