高層鋼筋混凝土建筑結構抗震延性設計

秦 珊

日照興業集團房產公司技術中心

高層鋼筋混凝土建筑結構抗震延性設計

秦 珊

日照興業集團房產公司技術中心

在建筑結構設計中，對抗震問題考慮的是否充分，并使用有效的措施來實現地震的目標，直接影響著建筑結構的安全性和穩定性，長此以往，當建筑設計人員進行建筑設計時，一般都是堅持小地震不塌，大地震可以修復的標準，在設計時使用了很多抗震措施，然而，由于各種因素的影響，這項工作仍存在一些問題。在此背景下，本文對高層鋼筋混凝土建筑結構抗震延性設計進行了分析，希望能夠發揮其積極作用。

高層建筑；鋼筋混凝土；建筑結構；抗震設計

1 引言

高層建筑結構的抗震設計方法是不斷變化和發展的，在實際工作中，我們需要對高層建筑的地質環境進行深入調查和研究，選擇適宜的抗震結構體系，特別要注意的是結構材料和結構形式的選擇，降低地震的負面作用，加強建筑對地震的抵抗能力，確保高層建筑的抗震性能。

2 高層建筑鋼筋混凝土結構分析

隨著建筑業的發展，建筑工程項目越來越多，但如何使建筑的鋼筋混凝土結構系統與建筑設計要求更為相符，就要求將其與項目的實際情況相結合，防止為了追求規模而造成不必要的浪費，而且在基礎條件建設較為樂觀的情況下，為了達到鋼筋混凝土結構體系的變形極限值，在設計中應盡量降低結構的剛度，對此筆者從以下兩個方面來分析鋼筋混凝土結構。

2.1 結構高度的控制

超高現象是在進行高層建筑鋼筋混凝土結構設計時經常出現的問題，這就在很大程度上影響到建筑的抗震性能，而且建筑的高度不同，其設計的形式是不一樣的，所以當高層建筑鋼筋混凝土結構的高度改變時，特別是當它出現超高問題時就要進行結構系統的重新設計。

2.2 結構體系的選擇

在高層建筑外形設計工作中，現代的高層建筑沒有傳統建筑那么嚴格，但為了保證建筑物的強度和穩定性，必須要確保鋼筋混凝土結構的全方位優化下，建設工程的設計有著十分關鍵的影響，以建筑物的結構為基礎，良好的制度建設才能夠更好的保證高層建筑的施工質量。

3 抗震設計基本原則

3.1 科學化選取地基和場地空間

為了保證高層建筑今后的安全穩定，有必要選擇較好抗震性能的建筑場地。要做到由于特殊的情況很難避免地震災害時，能夠有計劃開展妥善化抗震方案，并且在此基礎上，能夠做到對高層建筑構架地震周期的精確計算，并保證其周期同場地相分隔，避免地震災害的共振引起建筑物不同構造單元的破壞情況。

3.2 標準化設計

針對高層結構架構開展抗震規劃控制前期，要保證高層建筑抗震架構類型的正確選擇，同時在設計工作中注重抗震安全和經濟性指標的順利貫徹結果。其具體方式為：根據高層建筑的結構設置不同的抗震線路，避免因某些部位的的功能減退導致結構整體崩潰的危機，喪失其自身應該具備的抗震潛能。因此，在設計這類建筑時，要盡量保持結構強度、剛度、變形三者之間的協調配合情況。

3.3 全方位設置不同類型

根據以往的地震防御認證的調查發現，在這部分結構抗震設計過程中，需要在對內外環境因素同步掌控的基礎上，留有余力廣泛布置出一些區域；其次就是能夠提供具備針對性的延性和剛性的支撐條件給核心能耗部件，確保只要發生巨大的地震災害時，在這一部分防線能夠吸收和耗散大部分的地震能量，最終大大提高高層建筑結構的抗震穩定性，避免后期重復衍生嚴重的倒塌和人員傷亡、財產損失等問題。

4 建筑結構抗震延性設計

4.1 保證建筑結構的規則性

高層建筑在前期設計過程中，我們的設計人員要基于建筑性能綜合考慮，結合建筑實際要滿足的需求，來科學、合理的設計相關功能，并規劃出建筑工程平面，與此同時，我們的設計人員還要考慮當地地理因素，以最大程度的滿足業主自身需要為基礎來完善相應工作。對于高層建筑，這幾點就顯得尤為重要，因此，在設計和施工階段，必須要切實的保證建筑的扭轉剛度在規定的設計要求之內，還要盡可能的去避免因結構扭轉造成的建筑物抗震性和安全性受損的影響。還要值得注意的就是，相應的建筑結構一定要保證很好的對稱性和均勻性，這就需要更加合理的布置每個剪力墻，及時的注意到建筑結構的薄弱點，避免在特殊情況時導致的建筑物損壞，甚至坍塌的風險。眾所周知，如果對于高層建筑，如果出現意外倒塌，會嚴重危害人們的生命和財產安全。所以，對于我們的設計人員來說，就要不斷提高自身素質，重視到高層建筑在地震時的各種反應，并結合實際情況做好理論分析，避免在建筑體應力變化時，導致的建筑體內部結構嚴重破壞的影響，將這種影響降到最低。

4.2 正確認識高層建筑的受力特點

本質上高層建筑是豎向的懸臂結構，豎向荷載主要是結構的軸向力與建筑物的高度成線性關系，水平荷載導致結構產生彎矩。從這個角度出發，豎向荷載的受力基本上是不變的，但是水平荷載可能來自任何方向，并且隨著建筑高度的增加而增加，如果水平荷載為均布荷載，那么彎矩與建筑的高度呈二次方變化，建筑高度的橫向位移為四次方變化。因此，水平荷載的影響遠大于豎向荷載的影響，在剪力墻設計中，一定要讓側向變形控制在結構變形的允許范圍內。

4.3 選擇合理的結構布置

高層建筑的結構類型要符合建筑使用功能的要求，盡量做到經濟、合理的施工，建筑物的各項建筑要求如層高、進深和體型要滿足使用要求，盡量使用標準層，統一柱網安排。高層建筑最重要的就是位移控制，除了整體平面變化和結構剛度的變化外，必須考慮能夠使位移減少的結構。在結構安排上，應考慮結構的整體剛度，使整體構件受力均勻，同時應加強結構的整體高度，選擇合適的形狀，盡量采用剛度大的方形、圓形、矩形等建筑，有效將抗震建筑的規模和結構結合起來。

5 結束語

在我國，高層建筑結構抗震設計是建筑工程一個非常重要的組成部分，直接關系到整個建筑的安全應用。所以，這就對于我們的設計人員提出了新的要求，在設計前期，必須要嚴格遵守我國對于建筑物的相應規章制度，要運用各種科技手段，科學合理的計算建筑結構設計的各項數據和指標，盡可能采用目前先進的基于性能的超限高層建筑結構抗震設計，以此來不斷提升我們國家對于高層建筑安全性的設計要求，為高層建筑技術的應用和發展打下堅實的基礎。

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[3]吳鳳超.淺談框架結構延性抗震設計[J].新材料新裝飾,2014(10):369.