高層建筑結構抗震設計和加固措施分析

耿向東 李繼才

【摘 ?要】在建筑結構抗震設計正式開工之前，施工人員在滿足工程建筑抗震要求的基礎上，做好相應的準備工作，并不斷完善抗震設計方案，在正式施工過程中，相關工作人員要注意建筑整體的抗震設計，還要針對薄弱部位進行加固處理，進而提升建筑物的整體強度。當工程正式竣工之后，要對建筑物抗震設計進行加固處理，并配備相關具有減震作用的裝置。本文基于高層建筑結構抗震設計和加固措施分析展開論述。

【關鍵詞】高層建筑;結構抗震;設計和加固;措施分析

引言

建筑設計人員要把建筑設計和建筑抗震設計有效地結合起來，切實提升高層建筑結構的抗震性能。

1抗震設計的重要性

自我國改革開放以來，人們的生活水平有了很大的提高，但是對生態環境造成了極大的破壞，出現地震災害的情況越發普遍，給建筑結構的傷害是非常大的，直接危害到人們的生命安全。近些年，地震出現的次數越來越頻繁，給人們的生命健康帶來極大的威脅，如汶川地震、唐山大地震、玉樹地震等，幾十萬人永遠失去了生命，給人們的教訓是非常慘痛的。隨著我國社會經濟的飛速發展，大量的農村人口涌向城市，城鄉一體化越來越深入，高層建筑已經成了非常常見的建筑物，如果發生地震，造成的傷害是無法估量的。基于這一情況，對抗震設計加強重視，已經成了設計建筑結構非常重要的內容之一。隨著地震的破壞力越來越大，人們也充分認識到了地震預測的重要性，但是因為受到科技的限制，對于地震的預測技術還存在很多的缺陷，無法準確預測地震發生的地點、時間，無法提前做好防護工作。這就需要對建筑物的抗震設計加強重視，在發生地震的時候，盡可能減少建筑物倒塌的時間為人們的逃生提供時間，已經成了現在建設的重點內容。在開展建筑結構設計的時候融入抗震設計，不但可以確保建筑的穩定性，也有效保障了建筑工程的壽命和質量。在發生地震的時候，如果建筑物的抗震能力比較強，就可以有效確保人們的生命安全。此外，在開展抗震設計的時候，設計人員一定要對建筑的實際用途及位置充分了解，確保設計的抗震方案與實際情況相符。

2高層建筑結構抗震設計的主要思路

2.1選擇適宜的場地

選擇合適的場地是設計人員進行抗震設計的第一步，也是最重要的一步，因為良好的場地便于抵抗地震力，相對平坦開闊的空間能夠提升建筑物的抗震能力。均勻的土質能夠傳遞相同波速的地震波，防止在同樣的部位產生不同的力，密度和承載能力較好的土質能夠很好地分擔建筑結構傳遞下來的重力荷載，還能提高建筑物與地基的整體性。在選擇建筑場地的時候應當盡量避開液化土、濕陷性黃土、采空區以及河岸邊緣等地段，避免土體中密度不平均、硬度和凝結度不同對建筑結構設計造成影響，對于一些容易發生地質災害例如滑坡、泥石流等地段也應當合理規避，還要避開地震斷裂帶，以免降低建筑結構對于地震的抵抗性。

2.2以力為承載，延性基點

在抗震設計中，尤其是設計建筑物結構工程時需要重視建筑物的剛度，想要使剛性達到規范要求，必須要強化建筑物與墻壁以及柱子等多個設計環節，在這個前提下選擇適宜的建筑材料，對其抗震性進行科學合理的設計。地震發生時，通過充分運用這些材料可以迅速將地震力量分散，加強建筑物的抗震力;并且因為設計工作真正落實到位，地震發生時還能夠確保建筑物始終處于一種非彈性的狀況中，這是由于受到建筑物抗震力的影響而引起。以合理運用建筑物的結構以及承載力等基礎，對其作出正確的計算和設計，在很大程度上可以充分發揮出預測的重要作用，側重于設計地震發生過程中出現的非彈性反射部位。此外，還需要進一步優化整體結構，將建筑物結構的剛度計算出來，進而提高其抗震性能。

2.3做好結構參數的選擇與計算

要做好建筑結構的設計工作，尤其是抗震設計工作，需要對建筑結構的參數進行選擇，如果參數的選擇錯誤，會對建筑結構的抗震性能造成很大的影響，因此在設計之前，設計人員就應當對建筑結構的設計參數進行科學選擇，不能夠確定的參數通過實驗進行確定。在模擬地震災害所建立的模型當中進行計算與分析，甚至可以按照比例建造建筑物的模型，并在振動臺上模擬地震作用進行試驗，找到建筑結構抗震的薄弱點，進行計算與加強，從而保證建筑結構在地震中的受力合理與科學性。

2.4加強薄弱環節

在建筑物抗震設計過程中，還必須要全面考慮建筑物自身的缺陷，對其薄弱環節進行加強，防止在出現地震后建筑物較為薄弱的環節存在坍塌以及裂縫等情況，從而對建筑物的抗震效果產生影響。因此，建筑物抗震設計，首要考慮的問題是對建筑物的一些薄弱環節進行全面了解，根據實際情況，對其缺點進行合理的改良，提高其抗震能力。

3高層建筑工程的施工中抗震技術的應用原理

地震期間，地殼的運動會產生巨大的能量，地震波的傳播會引起周圍劇烈的震動，因此，震源附近的建筑物會因震動的影響而損壞和倒塌，威脅到相關人員的生命和財產安全。因為，建筑阻尼參數直接影響建筑結構的抗震能力。如果阻尼值較低，地震發生時，建筑物本身不能有效吸收能量，而會遭受非常強的振動，這將導致建筑物的損壞，甚至倒塌。如果阻尼值很大，建筑可以很好地抗震。所以，施工單位在使用抗震技術建造建筑物時必須增加阻尼值，確保地震發生時，建筑吸收大量地震波，從而降低地震的破壞。目前，主要有兩種常用的抗震技術。首先，傳統抗震技術是以傳統建筑加固的形式增強建筑的穩定性。該技術應用價值非常普遍，屬于被動抗震。第二，結構抗震技術，也就是主動抗震，要求在施工的時候科學利用抗震技術提高阻尼值，以便在地震后釋放能量，保護建筑。

4建筑結構抗震加固措施

4.1砌體加固處理

砌體加固處理是指施工單位用鋼筋混凝土砂漿加固建筑物，施工人員必須先鋪設鋼絲網水泥砂漿，鋼筋網可以用來為建筑建造保護層，避免墻體裂縫。然而，這種抗震方法在施工期間沒有進行地基綜合抗震，僅適用于震級較小的地方。抗震墻也可以設計在建筑物的相應位置，在施工完成之后抵抗地震作用。如果一些建筑具有很高的歷史價值，上述砌體加固方法都不可取，必須用聚合物砂漿來提升整個建筑的抗震能力。

4.2外包加固

在外包加固中，主要包含外包鋼筋混凝土面層、水泥砂漿面層、鋼筋網水泥砂漿面層與鋼構件網籠加固法四種。外包鋼筋混凝土面層主要被應用在對鋼筋混凝土磚柱、梁柱與磚墻加固之中;水泥砂漿面層主要被應用在無需過多提升抗震性能的磚墻加固處理中;鋼筋網水泥砂漿面層主要被應用在磚墻、磚柱加固處理之中，無需支撐模板，能夠直接在鋪設完鋼筋后實施分層性抹灰，執行此項操作更為簡單、有效;鋼構件網籠加固主要被應用在磚煙囪、鋼筋混凝土梁柱與磚柱處理之中，采取此種方式時，操作相對簡便，但是卻需要做好防銹措施，若外部環境濕度大、存在有害氣體不能使用。

結束語

在進行高層建筑結構設計中，抗震設計的應用，要做好設計要點的把控。總結了以下應用策略：強化地基部分的抗震設計;做好非結構構件設計;設置多層抗震防線等。

參考文獻：

[1]胡思聰.考慮氯離子侵蝕的橋梁地震易損性及抗震加固策略研究[D].湖南大學，2018.

[2]朱瑞召.基于風貌保護的空斗墻傳統民居抗震加固與設計方法研究[D].西安建筑科技大學，2017.

[3]黃正輝，占賢錢.橋梁抗震設計及加固技術分析[J].交通世界，2016（27）：62-63.

[4]李巖瑋.四川省甘孜州木雅祖慶學校綜合樓震害損傷評估及加固方案分析[D].重慶大學，2016.

[5]周劍輝.樂安花園加固工程項目研究[D].華僑大學，2015.