淺述提高建筑結構抗震倒塌能力的設計思想與方法

時軍

摘 要：作為破壞性較大的一種自然災害，地震一旦發生，就會給人們的生命與財產而言構成嚴重的威脅。例如2008年汶川大地震使無數建筑物倒塌，很多人因此失去了生命。從中不難發現，在地震災害的作用之下，很多高層建筑的結構安全會受到較大的影響。為此，在高層建筑結構設計中，必須針對建筑物抗震倒塌能力的提升予以關注與研究，并運用科學的設計思想，不斷改進設計方法，使高層建筑的抗震性能得到有效提升。鑒于此，本文從建筑結構選型與布置、提高建筑結構抗震倒塌能力的方法等兩個方面，對高層建筑結構設計中的抗震設計優化進行探討。

關鍵詞：建筑結構 抗震倒塌能力 設計思想 方法

引言

一般情況下，地震能量的擴散形式分為三種，即地震橫波、地震縱波以及地震混合波，然而就破壞力而言，地震橫波與混合波相對要強于縱波，對于城市高層建筑帶而言，地震混合波的破壞力與危害性特別大，一旦高層建筑缺乏足夠的抗震能力，那么在地震混合波的作用之下，建筑物就會出現不同程度的損壞，情況嚴重時還會導致建筑物倒塌，給人們的生命與財產安全構成嚴重的威脅。鑒于此，在高層建筑設計中，設計人員必須不斷優化建筑的結構穩定性，為高層建筑的安全使用提供強有力的保障。

一、建筑結構選型與布置

1、合理選擇建筑結構類型

在高層建筑設計中，結構選型是設計人員必須重視的內容之一，其具體內容包括高層建筑的高度與建筑主體的適用性等等，同時在結構設計中也需要外部影響因素進行綜合考慮，例如建筑所處環境等等。一般情況下，在高層建筑結構設計中，鋼結構框架具有比較廣泛的應用，與傳統結構相比，其在抗震性能方面具有較大的優勢。此外，在提高高層建筑地震抵御能力的結構設計中，建筑樓板之間變形量的計算與運用也十分關鍵，這是強化墻壁與樓板間協調性的重要措施。

作為設計人員，在建筑結構設計中，應對建筑物所處的具體環境進行分析，并以此為依據，對高層建筑的整體抗震性能進行有效提升，在設計中應嚴格遵守“弱梁強肢”的設計原則，使在剪切作用之下建筑各個強肢的破壞問題得以避免。在建筑結構選型中，剪力墻設計的合理性也具有重要意義，站在設計人員的角度，必須通過剪力墻合理分攤建筑的水平與垂直方向的受力，如此才能夠使建筑結構的穩定性與抗震性能得到有效改進與提升。

2、合理布置建筑結構

在合理選擇建筑結構的基礎之上，還需要設計人員對建筑結構的具體布置內容進行優化與改進。在高層建筑結構的布置中，必須嚴格遵守規范要求，考慮各方面影響因素，采取有效措施，具體闡述如下。

首先，在建筑結構的豎向設計中，設計人員應提高建筑結構整體布置的均勻程度，嚴格遵守布置的規范標準，為建筑物后期修補提供便利；與此同時，設計人員應基于建筑結構豎向設計的均勻布置，按照自上而下逐漸增加的原則，控制好建筑物橫向剛度的平衡與大小。一般情況下，建筑樓層的橫向剛度不得小于建筑結構上層的平均橫向剛度的70%。

其次，高層建筑結構設計的堅固性、形變能力以及抗震性能的提升也非常關鍵，通過建筑結構的各個部分的優化，實現建筑整體承載能力與抗震能力的提升，以此控制外部環境對建筑結構的影響，使偏移或扭曲現象得以避免。

此外，建筑結構的整體承載力也是設計人員需要考慮的內容，應著力于建筑橫向與縱向兩部分的承受力的提升，如此才能夠在地震作用下使建筑物連續倒塌現象得以改善。

二、提高建筑結構抗震倒塌能力的方法

1、積極轉變設計理念

近年來，我國各地區屢屢爆發地震自然災害，給人們的生命財產而言構成了嚴重的威脅。基于此，在高層建筑結構設計中，設計人員必須具備足夠的抗災害意識，積極轉變設計理念，優先考慮建筑物的抗震倒塌性能，并采取有效的優化措施，使建筑設計的合理性與科學性得到提升。在具體施工實踐中，也需要以現行的法律規定與規范標準為依據，使施工質量符合設計要求，為建筑結構的實用性的提升提供強有力支持。此外，建筑結構整體性的強化也非常重要，通過對建筑各部分的合理設計，才能夠使結構的實用性得到充分發揮，為抵御地震災害提供強有力的保障。

2、合理選擇地基

在高層建筑抗震設計中，地基的選擇尤為關鍵，究其原因，就在于建筑地基的沉降問題在很大程度上決定了外界因素對建筑結構整體性的影響。一旦結構出現損壞，就會造成不可估量的損失與后果。為此，設計人員必須對建筑物所在位置的地理環境進行充分勘查，并優先選擇地基較強、自然災害率較低的地帶，如此才能夠從根源上保障建筑結構的穩定。此外，建筑設計人員還要對地基的預埋深度進行合理設置，使建筑物沉降幅度與強度得以協調，避免其運動幅度過大而對建筑物的堅固性產生的影響。在建筑抗震設計中，還需要著重考慮多層抗震防線的設置，如此才能夠有效提高建筑結構的抗震性能。

3、重視建筑延性設計與規則設計

在建筑結構抵御地震災害的過程中，其延展性有著十分關鍵的影響，建筑結構良好的延展性能夠使地震作用對建筑物產生的影響得到分散，進而使建筑的承載力得到提升，實現建筑物質量問題與形變現象的有效控制。在建筑結構的延性設計中，設計人員應對建筑墻體與各個構件結構進行完善，使建筑外墻體的抗壓能力與彈性得到強化。此外，混凝土結構在高層建筑中有著廣泛運用，其延展性的提升則要求設計人員對其配筋與柱節點進行優化，在設計方案中應避免不規則現象。最后，建筑結構設計還需要對建筑平面與立面設計的協調性予以關注，提高建筑結構的堅硬度設置的均勻度。

4、優化建設設計結構

根據地震的破壞機理，我們不難發現地震橫波與混合波對高層建筑結構的損壞作用最為嚴重。因此在高層建筑設計中，設計人員應對建筑結構的整體性進行優化與提升，使高層建筑結構與內部構件連接的協調性得到提升，使高層建筑后砌墻與各個框架的實用性得到強化。以整體框架設計為例，作為設計人員，必須對“弱梁強柱”的設計準則予以堅持，使高層建筑抵御地震的能力得到有效提升。

三、結束語

總而言之，高層建筑的結構特點決定了其非常容易受到地震作用的影響與破壞。因此，在高層建筑結構設計中，必須充分考慮建筑物的抗震性能的改進與優化，設計人員應從不同角度出發，積極轉變設計理念，采取合理的設計方法，為保障高層建筑的結構安全提供強有力的支持。

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