探究高層抗震設計常見問題及其對策

吳磊

（中國市政工程西北設計研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

近幾年來，人們生活水平得到大幅度的提高，在新形勢的大背景之下，促進和帶動著建筑行業呈現出高速的發展態勢，無論是建設的規模還是數量都在增加，高層建筑項目的出現以及應用，為人們營造出良好的生活環境以及工作環境，然而很多問題是不能被輕視的。比如高層建筑中，可以住很多人，但投入的成本自然也比較高一些，如果建筑結構的抗震設計不夠科學、合理的情況下，一旦遇到了地震的意外，對人們的生命安全造成極大威脅。因此，高層建筑設計師，需要以負責、認真的態度開展設計工作，重視結構設計方面的工作，與工程實際情況相結合，掌握結構的設計重點內容，有效提升建筑工程總體的質量和有效提高建筑抗震的強度。基于此，本文主要對高層抗震設計當中常見問題以及對策展開深入的探討。

1 超高層建筑結構設計的主要特點分析

1.1 結構受力情況

經過認真的分析和了解之后發現，高層建筑結構整體的柔性以及承載力都會遭受到均衡性所帶來的影響，由此可以看出，建筑受力均衡性的重要性，所以當設計工作人員在參與到超高層結構設計過程當中，需要將自己關注的重點適當放在受力狀況方面，對結構構件和連接點之間的受力情況進行分析，然后進入到建設過程當中去，保證即使在強震的情況之下，臨時能量對超高層建筑所帶來的沖擊，保證受力更加的平衡，主體結構不會出現變形甚至更嚴重的問題[1]。

1.2 軸向變形情況

高層建筑的豎向荷載較大，這樣容易引起軸向變形情況，進一步對連續梁彎矩產生影響，在一方面，不僅會導致連續梁中間支座處的負彎矩值不斷的減小；在另一個方面，還會造成跨中正彎矩和端支座負彎矩值不斷的增大，所以工作人員需要對軸向變形問題，應用科學的方法進行計算，并且保證計算出來的結果更加的準確和真實，尤其需要對下料的長度進行相關的調整[2]。

1.3 結構延展性

在高層建筑當中，結構延展性是非常重要的一項內容，將高層與低層樓房進行比較，發現二者之間有著很大的不同與差異，高層樓房的結構會更加的柔軟，在遇到地震時，出現變形概率也非常大，為了防止高層建筑在遭遇到地震時，不會出現倒塌或者是其他問題，高層建筑結構在塑性變形之后，仍然要有一定的變形能力，這時需要設計工作人員在構造上面，用科學的方法來大幅度的提高建筑的延展性[3]。

2 常見問題解析

2.1 實際高度超過國家規定

眾所周知，我們國家地大物博，幅員遼闊，各個地區之間有著很大的不同與差異，東、南、西、北橫跨區域非常廣，對于建筑施工企業來說，區域的不同、地區的不同，對建筑物的實際高度也會有許多不同要求，建筑施工企業需要嚴格遵循相關的規定，展開實際的操作，但是通過對真實的情況進行分析，發現一些企業會將自己關注的重點放在獲得更多經濟收益這方面，所以實際建設出現的建筑物，其高度超出國家規定要求，對于抗震水平自然也帶來了一些影響，如果遇到震級強的地震，建筑物容易受外力作用的影響，極有可能會出現變形甚至坍塌等問題，給予住戶或者是工作人員帶來生命威脅。

2.2 地基選擇問題

伴隨著城市化進程不斷的加深、加快，許許多多的人們都在城市當中集結，希望在城市打拼出自己的一片天地，所以城市用地非常的緊張，對于房地產企業更好的發展產生不同程度的影響。當建筑項目在開發的過程當中，開發單位在正常的情況之下，會看中項目的商業價值，而對施工現場地基結構、水文地質條件等各方面并未進行認真的勘察，甚至不了解地質構造的具體情況，因此給有關地基的勘測、處理工作等，帶來了問題[4]。

2.3 施工原材料問題

將高質量的原材料加入到建設過程當中，所呈現出來的建設效果以及工程的總體質量才會更好一些，同時，材料的選擇也會對建筑抗震水平產生一定影響，因此，在那些地震災害頻發的地區，進行施工材料選擇的過程當中，一定要遵循“謹慎”二字。當前加入建筑行業中，最常用的材料是混凝土、鋼筋，這兩樣材料，如在設計中出現了一些問題，那么極有可能會造成建筑結構出現變形問題，因此，需要應用科學的方法，來將高層建筑結構混凝土的強度大幅度提高[5]。

3 高層建筑結構抗震設計

3.1 合理的抗震施工場地最為關鍵

首先，選擇施工場地時，需要優先選擇那些抗震性能高的區域，不要在地震頻發地段建設高層項目，如果經過真正的勘察之后發現，沒有任何辦法避開不利區域，這時可以加入有效的抗震加固方法，深入提升建筑地基建筑的上部結構風度，根據區域地級液化的登記內容進行消除。如果經過勘察之后發現，高層建筑所在區域地基周圍出現了軟弱性土層，這時還需要加入地基加固技術以及樁基技術，預估地震發生時，地基所出現的不均勻沉降問題，在那些發生概率較大的地基滑移，或是出現了一些裂縫的場地，則要融入一定具有穩定性的措施。

3.2 設置地震防線

通過對其他發生地震的區域進行分析和調查，發現建筑物在受到地震影響的時候，還可能受余震的影響。如果設計人員在設置抗震結構時，只設計了一道，無法抵御后面多次襲來的余震。所以需要合理、科學增加抗震的防線，其結構是由多個良好性特點結構系統一起組合的，明確其拓展性特點結構間，可更好連接、協調，確保高層建筑如果遇上了強烈地震時，各方面的能力都能夠得到很好的釋放，幫助建筑物具有一定的穩定性[6]。

3.3 選擇高質量的建筑材料

建筑材料選擇是否具有科學性與合理性，與高層建筑結構抗震能力之間有著緊密的聯系和關系，所以當工作人員在進行原材料選擇的過程當中，一定要結合工程的具體情況，再對當地的地質、地貌、水等的各種條件進行認真的勘察，將勘察之后所獲得的結果全部加入到考慮范圍當中去，最終選擇出滿足高層抗震要求的施工材料。在那些地震頻發的地段，在進行高層建筑施工材料選擇的過程當中，可以將鋼結構作為重點，以多種復合類材料作為輔助，用剛度較強的材料來幫助高層建筑更加穩定、更加安全。工作人員也可以選擇輕量級建筑材料來減少建筑物的實際重量，最終實現抵御地震的效果。

3.4 革新抗震結構

首先，工作人員需要對建筑地基的選擇加強關注，按照高層建筑實際的高度以及主要的建設面臨選擇出可以承受住結構重量的地基，不要在那些土質非常松軟的區域建設工程；其次，對建筑結構當中每一個構件的實際位置都要進行革新與優化，保障構件受力具有均勻性的特點以及主體結構根據穩定性[7]。最后，在進行革新和優化高層建筑抗震結構時，還需對建筑物整體水平剪應力和垂直剪應力進行深入的分析，保證梁柱節點在設置的過程當中更具科學性與合理性。

4 高層建筑結構抗震措施

4.1 建筑外包加工

高層建筑外包加固共有4 種方法：①鋼筋混凝土，外層加包的施工。把這種方法運用的墻梁、鋼筋混凝土磚柱以及磚墻加固過程當中所呈現出來的效果會更好一些。②水泥砂漿外包加固。在一些無須提升抗震性的建筑磚墻結構上，可以運用這處方法進行處理。③鋼筋網水泥砂漿的面層加固處理方法。對于一些不用支撐模板處理的磚柱磚墻，可以采用這種方法來進行固定。當完成了鋼筋的鋪設工作，采用分層法抹灰處理，之后再進行加固的工作，這也是加固法中最突然的優勢，就是方便和簡單。④鋼筋電網籠的加固處理。在處理鋼筋混凝土梁柱、磚柱時，可以利用這種方法處理。但要注意一點，在使用這個方法時一定要先做好防銹的工作。經過認真的勘察之后發現施工現場的環境濕度較大的話，則不可以使用此項方法[8]。

4.2 設置構件加固

將建筑原有的結構構建作為基礎，之后展開構件的設置，使用具有新形勢特點的構件，以此來大幅度的提高高層建筑結構的抗變性能以及抗震性能。在進行構件選擇的過程當中，還要對新增加的構件是否對建筑整體結構動力性能產生影響加入到分析范圍當中去，加固流程：首先，墻體設置。如果抗震橫墻間距離定較大的情況，墻體承載性不高，可運用這種方法處理。其次，增加柱。以設置外加柱的方法來，將建筑墻體抗震性能大幅度的提升，若建筑抗震承載性能差距非常的小，這時可以運用鋼筋混凝土柱子拉桿等構件來與柱子連接[9]。

5 結語

簡而言之，高層抗震設計是一項非常重要的內容，設計人員參與設計過程，不要有“畏難”的工作心理與態度，全面掌握建筑物抗震防護建設技術，并且對抗震設計原則進行了解，保證為高層建筑建設出一個極好的抗震防護線。高層建筑的抗震技術是非常關鍵且重要的，相關工作人員在日常的工作當中還需要不斷地進行經驗的總結以及認真學習，大幅度提高自己的綜合素養與工作能力，保證所設計出來的抗震方案更具科學性與合理性，讓人們在使用高層建筑時，可以更加的放心與安心，維護人民的生命財產安全，避免國家經濟效益不會受到影響和損失。