高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

郭美靈

（朔州市人民防空后勤保障中心 山西朔州 036002）

高層建筑工程項(xiàng)目的安全問題備受關(guān)注，怎樣提升混凝土建筑抗震性能，成為當(dāng)前需要考慮的重要問題。目前，為提升高層建筑混凝土抗震性能，應(yīng)明確了解抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，全面了解抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，繼而采取科學(xué)性的措施來增強(qiáng)混凝土建筑的抗震能力。

1 科學(xué)設(shè)計(jì)主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

對(duì)于高層混凝土建筑工程而言，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)與否和建筑工程質(zhì)量密切相關(guān)，單元結(jié)構(gòu)相同需要設(shè)置到地質(zhì)相似的地面之上，運(yùn)用同一種結(jié)果，若地基位置出現(xiàn)液化土、新填土與橡皮土承載性能不一致的土層之時(shí)，應(yīng)采取科學(xué)的處理方案來提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)剛度系數(shù)，以確保地基要具備足夠的承載性能。利用底框結(jié)構(gòu)時(shí)，其實(shí)用性極強(qiáng)，也具有一定的經(jīng)濟(jì)性，其使用范圍相對(duì)較廣[1]。然而，此種結(jié)構(gòu)體存在著剛度分布不均的問題，導(dǎo)致發(fā)生了頭重腳輕的現(xiàn)象，讓建筑整體結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻的變形，情況嚴(yán)重的會(huì)使得房屋建筑工程發(fā)生開裂現(xiàn)象。因此，最好不要在防烈度區(qū)域應(yīng)用此種結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)該結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)者可采取相應(yīng)的措施來要求上下結(jié)構(gòu)要保持均勻、一致的剛度，便于提升抗震性能。

2 增設(shè)抗震防線

高層建筑抗震結(jié)構(gòu)主要是由幾個(gè)延性分體所構(gòu)成的，且各類延性構(gòu)件能進(jìn)行協(xié)調(diào)連接。例如，以剪力墻結(jié)構(gòu)為例，其主要是框架分體與剪力墻共同構(gòu)成的多肢剪力墻結(jié)構(gòu)，大地震發(fā)生之后極易出現(xiàn)余震，因而，僅僅設(shè)置上一道抗震防線，此防線遭受到余震的實(shí)際破壞，會(huì)對(duì)高層主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的損傷，情況嚴(yán)重的條件下會(huì)發(fā)生倒塌現(xiàn)象。設(shè)計(jì)者要認(rèn)真而科學(xué)的處理抗震設(shè)防系統(tǒng)，要求同一平面內(nèi)主要構(gòu)件保持屈服狀態(tài)，而剩余的抗側(cè)力部件會(huì)始終處在彈性階段，會(huì)提升主體結(jié)構(gòu)屈服所持續(xù)的時(shí)間，利于提升主體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移性能與延性。混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，極易發(fā)生由于某一結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生抗側(cè)移值過大的問題，會(huì)引發(fā)構(gòu)件強(qiáng)度不足問題[2]。因而，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)不斷提升構(gòu)件抗側(cè)移性能，對(duì)施工中的以大代小來盡心反復(fù)的權(quán)衡，及時(shí)提高抗側(cè)力相關(guān)部件配筋率。

3 抗震加固設(shè)計(jì)

諸多情況下，高層建筑都提出可明確的抗震要求，這就要求高層建筑既要滿足一定的延性與剛度要求，還要滿足一定的強(qiáng)度規(guī)范，鑒于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自重大，尤其是建筑工程的高度與底層柱的軸力要始終保持正比關(guān)系，要求主構(gòu)件要滿足一定的延性要求，層高既定處理時(shí)，主要是對(duì)軸壓比進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，以此來提升構(gòu)件延性，然而，要保證軸壓比不能過大，否則會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)短柱現(xiàn)象，且延性也會(huì)變得更為有限，一旦遭遇高強(qiáng)度地震，會(huì)使得剪切受到破壞，會(huì)使得整體結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌，此時(shí)，應(yīng)對(duì)抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的加固設(shè)計(jì)。

選擇螺旋復(fù)合箍筋。框架柱抗剪性能需要與剪壓比、強(qiáng)剪弱彎等相符，要求柱子一端抗彎性能要滿足強(qiáng)柱弱梁的限值標(biāo)準(zhǔn)，短柱在強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)柱弱梁時(shí)，不會(huì)引發(fā)剪切性破壞問題[3]。從根本上來講，螺旋復(fù)合箍筋的主要優(yōu)勢就是利于提升柱子抗沖剪性能，也能提高短柱的抗震能力。

科學(xué)選擇分體柱。短柱抗彎能力要比抗剪能力強(qiáng)，因而，發(fā)生地震時(shí)，抗彎能力還未徹底發(fā)生作用就發(fā)生剪壞破壞等問題，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)適度控制短柱抗彎性能，要求其要和抗剪強(qiáng)度相接近，才能在地震發(fā)生時(shí)，短柱即可滿足抗彎的實(shí)際屈服強(qiáng)度。在具體設(shè)計(jì)中，我們時(shí)常會(huì)運(yùn)用控制抗彎強(qiáng)度的方式，就是將柱子順著豎向來設(shè)計(jì)縫隙，將其劃分成多個(gè)分體柱，在分體柱配筋需要在柱肢間設(shè)置連接鍵，提升構(gòu)件的抗震性能與強(qiáng)度系數(shù)，主要選擇分隔板、摩擦阻尼器與通縫來用作連接鍵。選擇分體柱時(shí)，盡管無法提升柱子抗剪能力，在降低抗彎性能的條件下就會(huì)提升柱子抗變形能力，便于讓短柱逐步向長柱方向轉(zhuǎn)變，從而提升短柱抗震性能。

4 全面考慮位移，減少輸入的地震能量

在位移問題上，需要保持客觀而公證的態(tài)度。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，計(jì)算承載力是設(shè)計(jì)的基本條件，設(shè)計(jì)者需要重視計(jì)算工作，需要選擇彈性策略，對(duì)結(jié)構(gòu)力進(jìn)行科學(xué)性的計(jì)算與分析，確保建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。同時(shí)，為應(yīng)科學(xué)減少水平方向所產(chǎn)生的側(cè)移，可適度控制建筑工程的自重，全面考慮橫向彎矩，要求在分析重要數(shù)據(jù)時(shí)開展深層次設(shè)計(jì)，需要將各項(xiàng)因素全面考慮其中。

當(dāng)前，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，為提升高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性，人們對(duì)混凝土建筑抗震性能提出了極高的要求，基于此，應(yīng)從抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，全面考慮地震預(yù)期影響，對(duì)變形問題進(jìn)行預(yù)算、分析與計(jì)算，要求設(shè)計(jì)時(shí)，及時(shí)考慮構(gòu)建的承載性能，及時(shí)計(jì)算出綜合位移和地震發(fā)生時(shí)位移側(cè)移的延性比，以提升建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用性與穩(wěn)定度。

5 結(jié)束語

從長遠(yuǎn)角度出發(fā)，為促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，緩解地震所造成的危害，應(yīng)結(jié)合高層混凝土建筑實(shí)況來開展抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，提出科學(xué)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，成為當(dāng)前高層建筑項(xiàng)目建設(shè)的重要任務(wù)。面對(duì)此類問題，建筑地震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的開展，應(yīng)全面分析建筑建設(shè)區(qū)域的地址環(huán)境，及時(shí)優(yōu)化與完善抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，從而提升建筑結(jié)構(gòu)體的抗震性能。滿足以上要求，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，能更大程度上減少人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失，能為社會(huì)發(fā)展提供安全保障。

[1]王 博，王識(shí).高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J].建材與裝飾，2018（02）：91.

[2]吳磊.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析[J].門窗，2017（07）：140.

[3]王靜.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2017（15）：196.