高層建筑抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題

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1高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本原則

1.1應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。

建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不規(guī)則的建筑如果坐落在大規(guī)模的城市規(guī)劃中是地震防治的頭號(hào)重要的敵人，地震規(guī)劃要求建筑短平，立面對(duì)稱。由于地震的震害特征，這種類型的建筑在地震中的破壞比不容易測(cè)量，地震反應(yīng)更大，為了易于測(cè)量，要多了解相關(guān)的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)。在建筑中包含的規(guī)則中要注意建筑立面尺寸，承載力等多種因素的聯(lián)合分布的需求、規(guī)則體系中反映的形式、系統(tǒng)的剛度。

1.2剛?cè)嵯酀?jì)原則。

在設(shè)計(jì)防地震結(jié)構(gòu)中，不能單單是為了提高抗力而改善結(jié)構(gòu)，首先是要根據(jù)原先設(shè)計(jì)的建筑尺寸的大小和混凝土的剛度，隨后判斷可能由地震引起的破壞力，核算所需要的結(jié)構(gòu)剛度，因?yàn)榈卣鸬挠绊懯欠浅４蟮?，所以需要設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)剛度也很大，而且作為防震需要，必須加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但在設(shè)計(jì)地震作用，必須加強(qiáng)基礎(chǔ)地基和主體之間所設(shè)置的隔震效果，另外，要加強(qiáng)在抗震設(shè)計(jì)中的“柔性”，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)信息進(jìn)行操縱，從而達(dá)到剛?cè)岵?jì)的效果。

1.3多道設(shè)防原則。

強(qiáng)烈地震后，許多余震通常會(huì)伴隨其后，就算是一個(gè)堡壘在第一損壞結(jié)構(gòu)損害后經(jīng)歷余震，可能會(huì)導(dǎo)致地震崩塌堆積。所以，抗震結(jié)構(gòu)需要許多延伸系統(tǒng)，如框架墻系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)墻和兩個(gè)子系統(tǒng)，設(shè)計(jì)多道保護(hù)措施，以便更好的進(jìn)行多次保護(hù)。還有一根重要的議題是對(duì)于余震的防護(hù)，這個(gè)多道設(shè)防的原則在針對(duì)這點(diǎn)上非常重要，在經(jīng)過(guò)大地震后，往往房屋結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)損失，抗地震的承載力下降，如果設(shè)置第二、第三條防線，可以大大提高人們?cè)谟嗾鹬械拇婊盥省?/p>

2我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1缺乏設(shè)計(jì)人才。

在許多西方國(guó)家，高校會(huì)開設(shè)許多有效的建筑設(shè)計(jì)專業(yè)課程，與職教這些專業(yè)的相關(guān)人才，但是，在我國(guó)本課程目前還很少，很多高層建筑都是由一個(gè)個(gè)外國(guó)專家設(shè)計(jì)操作的，在國(guó)家該領(lǐng)域的抗震設(shè)計(jì)人才較少。

2.2注意高層建筑材料和結(jié)構(gòu)體系的選用。

現(xiàn)今情況下超過(guò)150米的建筑中，通常選擇一個(gè)三層支撐框架的建筑結(jié)構(gòu)鋼來(lái)生產(chǎn)。而且，隨著大量的產(chǎn)品品種也不斷增加，并隨著處理鋼鐵能力的加強(qiáng)，產(chǎn)能可能不斷增加，在高層建筑中的選擇鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的面越來(lái)越大，不僅減少的鋼架構(gòu)尺寸的大小，而且還提高了結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防。當(dāng)超過(guò)一定高度的時(shí)候，設(shè)計(jì)者要關(guān)心的不單單是設(shè)計(jì)，鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)導(dǎo)致其質(zhì)量輕，不易減少大風(fēng)對(duì)其的損壞，所以是需要混凝土的幫助，形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，作為超高建筑的設(shè)計(jì)材料。

2.3目前高層建筑超出了最佳抗震的限高。

在科學(xué)技術(shù)研究的現(xiàn)狀和高層建設(shè)現(xiàn)狀上，對(duì)我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)要求有一個(gè)合理的限定高度，這個(gè)高度的設(shè)定是高效的，但在實(shí)際施工中，往往在許多混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑中參考這一高度的非常有限，所以這些高建筑抗震設(shè)計(jì)中的局限性，需要小心。在測(cè)試振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)的極限中，因?yàn)楦邔咏ㄖ锏母叨仍黾訉?dǎo)致的結(jié)構(gòu)變化的影響因素很多，特別是在安全性和材料有關(guān)的參數(shù)，是根據(jù)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的高層建筑設(shè)計(jì)的。

2.4高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置問(wèn)題。

高層建筑為了耳目一新的立面效果，會(huì)在一個(gè)平面內(nèi)進(jìn)行不規(guī)則的、大凹面的或更復(fù)雜不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，在地震前要很正式地確認(rèn)這些建筑結(jié)構(gòu)，工程師在建筑設(shè)計(jì)，尺寸方面的意見(jiàn)要進(jìn)行及時(shí)溝通，嘗試與建筑師商量，商定一個(gè)水平和垂直對(duì)稱的、質(zhì)量和剛度、承載力統(tǒng)一的布局。

3我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)加強(qiáng)要點(diǎn)

3.1采用位移的結(jié)構(gòu)抗震方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

高層建筑在地震作用下變形在施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生，因此，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的選擇，結(jié)構(gòu)的彈性變形都是必要的，因此，通常在設(shè)計(jì)地震作用下的位移變形是必要的，通過(guò)操縱地基層的位移，地震的變形和位移得出的結(jié)論是，變形的部件之間的連接，必須在界面結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布處處理。另外，在選擇高層建筑的位置時(shí)必須在一般的地方建立鞏固的設(shè)置，如果這樣，進(jìn)行可能的地震能力輸入，讓地震作用減弱。

3.2運(yùn)用高延性結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行消震和隔震。

在中國(guó)，目前的抗震設(shè)計(jì)、施工操作中可以通過(guò)加強(qiáng)剛度、韌性與抗地震構(gòu)造，使高層建筑的結(jié)構(gòu)，得到一個(gè)更大的韌性，在塑性狀態(tài)下讓地震的影響減弱。當(dāng)?shù)卣鹉芰酷尫艜r(shí)，要保證房屋具有高延性結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行消震和隔震。這樣可以彌補(bǔ)地震造成的損失。同樣，如果一個(gè)高層建筑承載力較小時(shí)，高韌性，高延性可以在地震能量吸收的過(guò)程中將地震破壞能量接受的更多更大，讓房屋不容易變形，韌性的合理使用可以減少房屋崩潰的概率，在科學(xué)規(guī)劃中，隨著建筑物的抗震設(shè)計(jì)與進(jìn)步，科學(xué)家設(shè)計(jì)的阻尼器可以有效吸收地震能量，查明地震對(duì)高層建筑帶來(lái)的破壞。

3.3建立多層地震防線。

高層建筑抗地震為了提高防震的性能，要設(shè)置多條抗地震的防線。高層建筑在地震作用的作用下，如果第一道防線被摧毀了，還有兩個(gè)備用的第二和第三道防線，阻止更多的地震破壞力，抗震設(shè)計(jì)的高層建筑進(jìn)行了多段墻框架設(shè)計(jì)，如抗地震剪力墻結(jié)構(gòu)。該框架具有良好的抗震性，是多道防線的結(jié)構(gòu)抗震墻是第一道防線，也是最重要的一條。因此，要建設(shè)抗震能力足夠高的墻，減少地震發(fā)生時(shí)在墻上的裂縫。同時(shí)，在地震后，各層框架分布的剪力墻承受的剪力，要大于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中地震的總剪力的百分之二十和該設(shè)計(jì)中建筑框架的最大的剪力值的兩倍左右。

3.4結(jié)合結(jié)構(gòu)性能標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)抗震。

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時(shí)候，建筑一定要具有一定的抗震安全能力，這是在對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)控制中最重要的，具有很關(guān)鍵的目的。因此，要根據(jù)建筑物承受風(fēng)力的變化，判斷建筑的設(shè)計(jì)，這一設(shè)計(jì)略有減少建筑物的抗震能力，但對(duì)于綜合設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是很有必要的。

結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)在社會(huì)，高層建筑抗震的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)都發(fā)生了變化，其中主要是硬度變成了主要轉(zhuǎn)向柔性結(jié)構(gòu)的改變，通過(guò)調(diào)整“治療”剛性結(jié)構(gòu)的隔震，減震效果差的問(wèn)題，達(dá)到以柔克剛的減震抗震的目的，抗震材料對(duì)于抗戰(zhàn)的影響，越來(lái)越多被各國(guó)專家關(guān)注，選擇專業(yè)的材料以便提高抗震指數(shù)，增加高層建筑的抗震能力，并且增加研發(fā)實(shí)力提高新型建材的生產(chǎn)，促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使高層建筑的抗震性能加強(qiáng)。計(jì)算機(jī)模擬地震試驗(yàn)的模型和組件也被廣泛地使用起來(lái)。通過(guò)模擬器在桌上顫抖，得到一個(gè)確定性的地震記錄，可以更好的把握地震發(fā)生時(shí)的影響。模擬地震的逼真的環(huán)境因素，對(duì)科學(xué)研究高層建筑地震有有效地提高幫助。

作者：劉建飛 單位：內(nèi)蒙古赤峰市建亞建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司