關(guān)于高層建筑抗震設(shè)計(jì)及周邊民房的保護(hù)對(duì)策

摘 要：高層建筑的抗震設(shè)計(jì)及周邊民房的保護(hù)對(duì)策是確保城市安全與穩(wěn)定發(fā)展的重要議題。隨著城市化進(jìn)程加快，高層建筑成為解決住房需求的主要選擇。然而，地震活動(dòng)頻繁的地區(qū)，高層建筑的抗震安全問(wèn)題備受關(guān)注。本文以黃平縣翰林財(cái)富中心建設(shè)項(xiàng)目為例，分析了高層建筑抗震設(shè)計(jì)對(duì)周邊民房保護(hù)的重要性，然后分析了高層建筑抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素，最后提出了發(fā)揮高層建筑抗震設(shè)計(jì)在周邊民房保護(hù)中作用的對(duì)策，旨在提升城市抗震安全水平，減少地震災(zāi)害對(duì)人民群眾的傷害，確保人們的生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震設(shè)計(jì)；周邊民房；結(jié)構(gòu)參數(shù)；振動(dòng)頻率文章編號(hào)：2095-4085（2024）02-0141-03

0 引言

地震是一種毀滅性的自然災(zāi)害，它給人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大威脅。在許多地震災(zāi)害中，高層建筑的倒塌往往造成了嚴(yán)重的后果。因此，高層建筑抗震設(shè)計(jì)以及周邊民房的保護(hù)成為了我們亟需關(guān)注和研究的問(wèn)題。通過(guò)科學(xué)的抗震設(shè)計(jì)，合理的規(guī)劃布局以及全社會(huì)的共同努力，我們才能夠有效降低地震災(zāi)害對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)的破壞，保障人們的生命安全和社會(huì)穩(wěn)定。

1 案例概況

黃平縣翰林財(cái)富中心建設(shè)項(xiàng)目，本項(xiàng)目位于黃平縣新州鎮(zhèn)老客車站處，建筑結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積44 555.52m2（含1#樓、2#樓、裙樓、幼兒園、地下室項(xiàng)目），地下2層，地上2/4/24層，建筑高度15.2～82.75m，設(shè)計(jì)使用年限50年。抗震設(shè)防烈度為6度以下，耐火等級(jí)二級(jí)，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)二級(jí)。基礎(chǔ)采用獨(dú)立柱基，以中風(fēng)化頁(yè)巖為持力層，持力層承載力特征值fa=1 300kPa。

該項(xiàng)目建在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)上，四周民房約60多棟，民房有1層的，也有6層的，地下室開挖深度12.5m。地下室開挖前施工單位先建了抗滑樁及錨索，但未按設(shè)計(jì)要求施工樁間板，后來(lái)在地下室開挖過(guò)程中，又正遇到雨季，因周邊水都往基坑內(nèi)流，樁間泥土垮塌，導(dǎo)致四周民房出現(xiàn)不同程度的安全隱患，20多戶居民撤出居住房屋。該工程主體完工后，由房開公司委托有資質(zhì)的第三方對(duì)周邊出現(xiàn)安全隱患的房屋進(jìn)行質(zhì)量安全鑒定。經(jīng)鑒定，拆除重建的房屋有7棟，維修加固的房屋有35棟，房開公司直接經(jīng)濟(jì)損失1 500萬(wàn)元左右。

2 高層建筑抗震設(shè)計(jì)對(duì)周邊民房保護(hù)的重要性

首先，高層建筑的倒塌會(huì)給周邊民房帶來(lái)直接的沖擊和毀壞。當(dāng)一個(gè)高層建筑崩塌時(shí)，其上方的結(jié)構(gòu)體將會(huì)以巨大的力量向下壓迫，對(duì)周圍的民房產(chǎn)生沖擊。如果周邊民房本身沒(méi)有足夠的抗震能力，輕則產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致倒塌，給住戶帶來(lái)人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失。因此，通過(guò)高層建筑的抗震設(shè)計(jì)，可以減少該建筑倒塌所產(chǎn)生的沖擊力，從根本上保護(hù)周邊民房的安全。

其次，高層建筑的倒塌還會(huì)引起周圍環(huán)境的變化，給民房的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)完整性帶來(lái)威脅。當(dāng)一個(gè)高層建筑垮塌時(shí)，其周圍地面可能會(huì)發(fā)生沉降、土壤液化等現(xiàn)象，導(dǎo)致周邊地基不穩(wěn)定。這將對(duì)附近的民房產(chǎn)生一定的位移和變形，進(jìn)而導(dǎo)致民房發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，或者根本無(wú)法維持原有的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，在高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中，需要充分考慮到周邊民房的土質(zhì)特點(diǎn)，采取相應(yīng)的措施，確保其在地震沖擊下仍能保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)［1］。

此外，高層建筑的倒塌還會(huì)引起周邊地震災(zāi)害的擴(kuò)散，給民房帶來(lái)次生的危險(xiǎn)。當(dāng)高層建筑垮塌時(shí)，可能會(huì)觸發(fā)其他民房或設(shè)施物品的倒塌、火災(zāi)和爆炸等附帶災(zāi)害。這些次生災(zāi)害對(duì)周邊民房造成的影響可能超出地震本身的損害。因此，通過(guò)高層建筑的抗震設(shè)計(jì)，可以降低次生災(zāi)害的概率和影響范圍，從而會(huì)間接保護(hù)周邊民房的安全性。

3 地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)建設(shè)高層建筑保護(hù)周邊民房應(yīng)堅(jiān)持的原則

（1）安全第一：保護(hù)周邊民房的首要目標(biāo)是確保人員的生命安全。因此，在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，安全應(yīng)置于首位，嚴(yán)格遵守相關(guān)的安全規(guī)范和施工標(biāo)準(zhǔn)，確保建筑物能夠承受地質(zhì)災(zāi)害的沖擊。

（2）綜合治理：地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生往往涉及多個(gè)因素，如地震、滑坡、泥石流等。因此，在保護(hù)周邊民房時(shí)，需要綜合考慮各種災(zāi)害的可能性，并采取合適的綜合治理措施，從而減少不同災(zāi)害對(duì)建筑物造成的影響。

（3）預(yù)防為主：地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生往往是難以預(yù)測(cè)的，但可以采取一系列的預(yù)防措施來(lái)減輕其對(duì)建筑物的影響。因此，應(yīng)著重進(jìn)行地質(zhì)勘查評(píng)估，在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中考慮地質(zhì)災(zāi)害因素，加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)支撐，從源頭上預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生。

（4）科學(xué)合理：在建設(shè)高層建筑時(shí)，需依據(jù)地質(zhì)勘查評(píng)估結(jié)果制定科學(xué)合理的建筑方案和加固措施。同時(shí)，需要根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)和周邊環(huán)境，采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段和工藝，確保建筑物有足夠的抗震能力和穩(wěn)定性。

（5）可持續(xù)發(fā)展：在保護(hù)周邊民房時(shí)，應(yīng)考慮未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。建筑物應(yīng)具備耐久性和可更新性的特點(diǎn)，能夠抵御地質(zhì)災(zāi)害的沖擊，并在發(fā)生災(zāi)害后盡快進(jìn)行修復(fù)和重建，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的安全保護(hù)效果。

4 地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)建設(shè)高層建筑保護(hù)周邊民房關(guān)鍵點(diǎn)分析

地質(zhì)災(zāi)害是指地球上由于地殼運(yùn)動(dòng)、地質(zhì)構(gòu)造、氣候變化等原因引起的自然災(zāi)害，如地震、泥石流、山體滑坡等。在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)建設(shè)高層建筑時(shí)，為了保護(hù)周邊民房免受災(zāi)害影響，需要采取一系列的預(yù)防措施，具體可以從以下幾個(gè)方面思考。

（1）地質(zhì)勘查與評(píng)估：在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)建設(shè)高層建筑之前，進(jìn)行細(xì)致的地質(zhì)勘查與評(píng)估是必不可少的。通過(guò)對(duì)地質(zhì)條件、地下水位、地震活動(dòng)等進(jìn)行全面、科學(xué)的分析和判斷，可以了解地質(zhì)災(zāi)害的可能性和危險(xiǎn)性。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，可以制定相應(yīng)的施工方案和防災(zāi)措施，從而保護(hù)周邊民房的安全。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加固：在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要考慮地質(zhì)災(zāi)害的影響因素，并采取相應(yīng)的加固措施。例如，在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，采用合理的結(jié)構(gòu)形式和抗震構(gòu)造，增加建筑物的抗震性能；在面對(duì)泥石流等地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，可以采用防護(hù)屏障、擋土墻等措施來(lái)阻擋泥石流流動(dòng)，并保護(hù)周邊民房的安全［2］。

（3）監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)：利用現(xiàn)代化的監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)，及時(shí)準(zhǔn)確地獲取地質(zhì)災(zāi)害的信息，包括地震、地表位移、降雨量等。通過(guò)建立可靠的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和預(yù)警機(jī)制，當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，可以及時(shí)采取緊急措施，保護(hù)周邊民房免受災(zāi)害侵害。

（4）意識(shí)與教育培訓(xùn)：提高公眾的災(zāi)害意識(shí)和應(yīng)急響應(yīng)能力，也是保護(hù)周邊民房的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)組織災(zāi)害教育培訓(xùn)、開展演習(xí)等活動(dòng)，提高公眾對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)知和理解，培養(yǎng)正確的逃生和自救意識(shí)。教育培訓(xùn)的目的是通過(guò)增強(qiáng)民眾的自我保護(hù)能力，減少災(zāi)害對(duì)民房的危害。

（5）專業(yè)管理與維護(hù)：定期進(jìn)行高層建筑的維護(hù)和管理，確保建筑物的安全性和穩(wěn)定性。對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)周邊民房，需有專業(yè)人員進(jìn)行定期巡視和檢查。如發(fā)現(xiàn)損壞或存在安全隱患的區(qū)域，應(yīng)及時(shí)修復(fù)和加固。此外，還需要建立完善的安全管理制度和應(yīng)急預(yù)案，提前做好各種災(zāi)害發(fā)生時(shí)的應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備工作［3］。

5 發(fā)揮高層建筑抗震設(shè)計(jì)在周邊民房保護(hù)中作用的對(duì)策

5.1 綜合考慮地震波傳播特點(diǎn)

在高層民房建設(shè)中，綜合考慮地震波傳播特點(diǎn)的對(duì)策包括如下幾個(gè)方面。

（1）合理選址和地基設(shè)計(jì)：選擇地質(zhì)條件良好的地段作為高層民房的建設(shè)位置，避免地震活動(dòng)頻繁的區(qū)域。進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查，了解地層情況、土壤類型和地下水位等，以便合理設(shè)計(jì)地基和地震防護(hù)措施。

（2）考慮地震波傳輸路徑：綜合考慮地震波在地下和地表的傳播特點(diǎn)，可以采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)減小地震波對(duì)高層民房的影響。例如，通過(guò)設(shè)置阻尼層或防護(hù)帶，減少地震波能量的傳遞。

（3）結(jié)構(gòu)布局的合理設(shè)計(jì)：在高層民房的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)對(duì)地震波的響應(yīng)特點(diǎn)。采用合理的結(jié)構(gòu)形式，如骨架結(jié)構(gòu)或剪力墻結(jié)構(gòu)等，以提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，并避免共振效應(yīng)的發(fā)生。

（4）強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的耐震性能：在高層民房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，應(yīng)注重使用高強(qiáng)度、高韌性的材料，以提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。另外，采用適當(dāng)?shù)募庸檀胧玟摻罨炷林考庸獭w加固等，可增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耐震性能［4］。

5.2 合理控制高層建筑的相關(guān)振動(dòng)頻率

（1）選用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)：選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)，如框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)等，可以控制高層建筑的振動(dòng)頻率。較剛性的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)通常具有較高的固有頻率，從而會(huì)降低共振效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）控制樓層剛度梯度：在高層建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注意控制各樓層之間的剛度梯度。避免出現(xiàn)樓層剛度差異過(guò)大的情況，以減小共振效應(yīng)的發(fā)生。

（3）合理調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)：通過(guò)優(yōu)化調(diào)整高層建筑的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如柱子的尺寸、墻體的布置、梁的跨度等，可以實(shí)現(xiàn)理想的固有頻率分布。從而避免與地震波頻率相接近的頻率范圍內(nèi)的共振現(xiàn)象。

（4）使用減振措施：采用減振措施，如液壓阻尼器、鋼筋混凝土擺桿等，可以通過(guò)消耗振動(dòng)能量來(lái)減小高層建筑的振動(dòng)響應(yīng)［5］。

5.3 嚴(yán)格進(jìn)行施工技術(shù)交底及現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收管理

為了保護(hù)周邊民房，在高層建筑施工過(guò)程中，嚴(yán)格進(jìn)行技術(shù)交底及現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收管理是非常重要的，具體可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。

（1）技術(shù)交底：在施工之前，施工方應(yīng)與相關(guān)部門或?qū)I(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)交底，明確建筑物的設(shè)計(jì)方案、加固措施、抗震設(shè)備等重要技術(shù)要點(diǎn)。交底內(nèi)容應(yīng)詳細(xì)、清晰，并包括施工方案、建筑圖紙、材料選擇、施工方法等。這樣可以確保施工人員充分了解建筑物的特點(diǎn)和需求，有針對(duì)性地進(jìn)行施工操作，最大程度地保護(hù)周邊民房。

（2）現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收管理：在施工過(guò)程中，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收管理，確保施工按照技術(shù)要求和規(guī)范進(jìn)行。1）材料驗(yàn)收：對(duì)使用的材料進(jìn)行驗(yàn)收，確保質(zhì)量合格，符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。2）工藝驗(yàn)收：對(duì)施工工藝進(jìn)行驗(yàn)收，確保施工過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)符合施工方案和規(guī)范要求。3）設(shè)備驗(yàn)收：對(duì)使用的施工設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收，確保其正常工作和安全使用。4）施工工序驗(yàn)收：對(duì)每個(gè)施工工序進(jìn)行驗(yàn)收，確保施工質(zhì)量和安全。

（3）監(jiān)督檢查與整改：建立有效的監(jiān)督機(jī)制，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行定期檢查和不定期抽查。如果發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題或違規(guī)行為，要及時(shí)采取相應(yīng)的整改措施，并對(duì)問(wèn)題記錄進(jìn)行跟蹤處理。同時(shí)，建立施工質(zhì)量檔案，記錄施工過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，以備日后追溯和監(jiān)督。

5.4 強(qiáng)化高層建筑與周邊民房的連接

強(qiáng)化高層建筑與周邊民房的連接的對(duì)策包括以下幾個(gè)方面。

（1）設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)連接方案：在高層建筑與周邊民房的接口處，采用合適的結(jié)構(gòu)連接方案，如梁柱節(jié)點(diǎn)加固、墻體抗震帶等。這樣可以增強(qiáng)連接部位的剛度和強(qiáng)度，提高整體的穩(wěn)定性。

（2）加固共同墻體：對(duì)于高層建筑與周邊民房之間共有的墻體，進(jìn)行加固處理是必要的。采用鋼筋混凝土外包保護(hù)、加設(shè)剪力墻或在墻體上設(shè)置拉結(jié)構(gòu)等方式，增加墻體的抗震能力。

（3）加強(qiáng)柱和梁的連接：高層建筑的柱子和梁承擔(dān)了重要的結(jié)構(gòu)承載作用，因此，考慮加強(qiáng)柱和梁的連接是關(guān)鍵。采用鋼筋連接板、螺栓連接等方法，使柱子和梁之間的連接更加牢固可靠。

（4）考慮不同建筑體系的相互影響：在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分考慮高層建筑與周邊民房之間的相互影響。根據(jù)不同建筑體系的特點(diǎn)，采取相應(yīng)的連接設(shè)計(jì)策略，確保結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)性和一致性。

（5）使用防震斷裂材料：在高層建筑與周邊民房的連接部位，可以使用防震斷裂材料。這種材料能夠在地震發(fā)生時(shí)承受較大的拉力，并能夠有限度地滑動(dòng)或拉伸，從而減輕連接部位的應(yīng)力集中和破壞。

6 結(jié)語(yǔ)

高層建筑抗震設(shè)計(jì)及周邊民房的保護(hù)對(duì)策，是在當(dāng)前城市化進(jìn)程中不可忽視的重要議題。隨著城市人口的增加和有限的土地資源，高層建筑成為解決住房需求的主要選擇。然而，地震活動(dòng)頻繁的地區(qū)，高層建筑的抗震安全問(wèn)題備受關(guān)注。因此，在高層建筑的設(shè)計(jì)和施工中，綜合考慮地震波傳播特點(diǎn)、控制振動(dòng)頻率、加強(qiáng)與周邊民房的連接，成為確保結(jié)構(gòu)安全和人員安全的關(guān)鍵。

總之，通過(guò)高層建筑抗震設(shè)計(jì)及周邊民房的保護(hù)對(duì)策，我們能夠提升城市抗震安全水平，減少地震災(zāi)害對(duì)人民群眾的傷害，確保人們生命財(cái)產(chǎn)的安全和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。在不斷追求城市現(xiàn)代化與人民幸福的過(guò)程中，為確保每一個(gè)高層建筑都是抗震的堡壘，讓每一座周邊民房都得到保護(hù)，我們需要繼續(xù)努力、勇于創(chuàng)新，以應(yīng)對(duì)地震風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)安全的城市發(fā)展。

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