我國高層建筑抗震設(shè)計問題探討

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摘要：隨著我國城市的建設(shè)和發(fā)展，很多高樓大廈在城市中出現(xiàn)，而且建筑高度越來越高，甚至一些已經(jīng)超過了安全高度范圍。而且我國很多地方都是地震多發(fā)帶，近幾年的地震已經(jīng)給人類帶來了嚴(yán)重的人身和財產(chǎn)安全的消極影響。本文中，通過對現(xiàn)階段我國高層建筑抗震設(shè)計中存在的問題，從不同角度提出了我國高層建筑抗震設(shè)計優(yōu)化的可行性策略，具有一定實踐借鑒意義。

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震設(shè)計；問題；策略

1引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國城市化進程不斷加快，城市中隨處可見高樓林立，加之世界人口數(shù)量的激增，為了給人類提供擁有更多的建筑空間，高層建筑規(guī)模越來越大，建筑層數(shù)也不斷提高。與此同時，隨著建筑的復(fù)雜性和難度的增加，人們對于建筑安全的要求越來越高，特別是作為一個地震多發(fā)地區(qū)的國家，加之近幾年自然災(zāi)害的頻發(fā)，我國居民對于高層建筑的防震效果更加重視，這就對我國高層建筑的抗震設(shè)計帶來了不小的挑戰(zhàn)。因此，筆者認(rèn)為，十分有必要對我國高層建筑的抗震設(shè)計中存在的問題進行研究，并尋求合理的解決途徑，以期能夠提高我國高層建筑抗震能力。

2高層建筑抗震設(shè)計中存在的問題

2.1高度規(guī)范問題

雖然我國有相關(guān)的法律法規(guī)和政策文件對建筑物的高度規(guī)范做出了明確的、具體的規(guī)定，而且為了保證高層建筑的安全性，針對不同級別的高層的混凝土的建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)也有不同級別的高層建筑設(shè)置規(guī)范，但從我國現(xiàn)階段各個建筑單位的實際執(zhí)行情況來看，很多房地產(chǎn)開發(fā)商為了追求經(jīng)濟利益，使得高層建筑的高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了科學(xué)合理的范圍，以至于在遭遇地震時，這些違規(guī)高層建筑會成為“眾矢之的”，不能有效抵抗地震威脅。

2.2抗震材料選用問題

我國雖然也是地震多發(fā)國家，但是與國際上發(fā)達國家在高層建筑時結(jié)構(gòu)材料的選擇還相差甚遠(yuǎn)。地震多發(fā)地區(qū)的建筑應(yīng)當(dāng)較多的采用鋼架結(jié)構(gòu)，以提高建筑的穩(wěn)定性和安全性，但是我國很多地震區(qū)域的高層建筑仍然知識鋼筋混凝土的普通結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的抗震性能遠(yuǎn)不及鋼結(jié)構(gòu)。另外，對于建筑高度高于150m的高層，應(yīng)當(dāng)有三層支撐框架做支撐。而且隨著科技的進步及鋼鐵產(chǎn)能的提高，新型鋼質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)一般質(zhì)量較輕，且能夠在減少鋼架結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上，提高高層建筑的防震能力。

2.3抗震設(shè)計人才支撐問題

現(xiàn)階段我國抗震設(shè)計領(lǐng)域的專業(yè)人才還很匱乏，很多抗震設(shè)計大多是借鑒國外的成功經(jīng)驗，國內(nèi)設(shè)計者的自主創(chuàng)新能力較低。雖然國內(nèi)很多高校和職教院校都開設(shè)了抗震設(shè)計專業(yè)類課程，但是由于我國缺乏實際施工實踐經(jīng)驗，理論知識與實踐能力的不扎實，課程結(jié)構(gòu)的不全面等，使得我國建筑設(shè)計在抗震設(shè)計領(lǐng)域的人才十分匱乏，國內(nèi)一些經(jīng)典的高層建筑還不得不依賴國外的設(shè)計師來進行抗震設(shè)計和施工，抗震設(shè)計人才支撐不足。此外，我國抗震設(shè)計的抗震能力較差，抗震級別較低，還比不上發(fā)達國家的標(biāo)準(zhǔn)。我國的建筑架構(gòu)設(shè)計安全系數(shù)還不高，因此，亟需相關(guān)部門對我國高層抗震設(shè)計做出更為符合我國國情和時代要求的標(biāo)準(zhǔn)，以提高我國高層建筑抗震設(shè)計的適宜性。

3我國高層建筑抗震設(shè)計優(yōu)化策略

3.1采用位移的結(jié)構(gòu)抗震方法進行設(shè)計

地震來臨時，高層建筑都會因為受到地震能量作用而發(fā)生變形，還有一些建筑在施工過程中也會出現(xiàn)變形，所以，不論是在建筑施工還是在后期防震設(shè)計和建設(shè)過程中都應(yīng)當(dāng)設(shè)置合理的彈性變形結(jié)構(gòu)，比如位移變形結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過改變縱地基層的位移來減少地震產(chǎn)生的位移，另外還應(yīng)當(dāng)對界面結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布處進行處理來加強變形部件之間的聯(lián)系，提高抗震效果。此外，還可以在建筑周圍建立一些鞏固結(jié)構(gòu)，減少地震直接對建筑物產(chǎn)生能量，減弱地震力。

3.2運用高延性結(jié)構(gòu)來進行消震和隔震

高延性結(jié)構(gòu)能夠有效抵消地震力，并起到良好的隔震效果，因此，我國當(dāng)前在建筑的防震設(shè)計及后期施工過程中，很多建設(shè)和施工單位都加強了結(jié)構(gòu)的韌性、剛度，并對地震構(gòu)造進行了科學(xué)的設(shè)計，提高高層建筑的結(jié)構(gòu)韌性和剛度，減少地震帶來的不利影響。地震過程是一種能量的釋放過程，因此，需要高延性結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工來產(chǎn)生良好的消震和隔震效果，有效減少地震對房屋建筑的傷害。反過來講，如果高層建筑的負(fù)載能力較差，高延性結(jié)構(gòu)能夠更多的過濾掉地震的能量，有效保證房屋的原有結(jié)構(gòu)，避免建筑變形，而適宜的韌性能夠大大降低房屋崩塌的發(fā)生率。因此，在對高層房屋建筑的設(shè)計和規(guī)劃時，一定要運用先進的技術(shù)來提高房屋的抗震能力，比如阻尼器的設(shè)計原理就是通過吸收地震能量來減少對房屋建筑的沖擊，而且還能監(jiān)測地震對建筑的破壞程度，效果顯著。

3.3建立多層地震防線

通過建立多層地震防線的方式能夠提高高層建筑抗地震的性能，滿足高層業(yè)主對于房屋安全的要求。當(dāng)高層建筑在遭遇地震等惡劣自然災(zāi)害的影響時，如果只有一道地震防線，一旦遇到級別很高的地震，就難以阻擋地震的摧毀和破壞，因此，一定要設(shè)置出備用防線，在多層建筑中設(shè)置第二道、第三道防線，以防一道地震防線崩潰后造成建筑物的整體崩塌。高層建筑在進行抗震設(shè)計時，可以采用多段強框架結(jié)構(gòu)，最常見的比如抗震剪力墻設(shè)計，該設(shè)計因其抗震性能好，因此被廣泛的應(yīng)用作為抗震墻的第一層防線，而且發(fā)揮著最為重要的作用。所以，為了保證墻體的抗震能力足以防止地震的損害，有效減少地震造成的墻體裂痕或者倒塌，就應(yīng)當(dāng)科學(xué)建立防震結(jié)構(gòu)，多層防線形成合力。而且在地震以后，每一層的剪力墻所承受的負(fù)載力應(yīng)當(dāng)是設(shè)計預(yù)期最大剪力墻的兩倍，或者要超過地震總剪力值的1/5.

4結(jié)束語

時代的發(fā)展讓高層建筑已經(jīng)成為我們司空見慣的建筑物，對其進行優(yōu)化設(shè)計，提升其抗震能力也將會成為建筑行業(yè)未來發(fā)展的重要趨勢。相關(guān)人員選用更加專業(yè)的材料，運用更加專業(yè)的技術(shù)手段提升建筑的抗震效果。同時，該行業(yè)人員也需要不斷提升研發(fā)能力，讓新型抗震材料進入到高層建筑抗震設(shè)計中，讓高層建筑為人們的生活帶來跟尾舒適、安全的居住環(huán)境。

參考文獻：

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[2]關(guān)逸涵.高層建筑抗震設(shè)計的問題探討[J].中外企業(yè)家,2016（9）:180.

作者：韋衡 單位：廣西榮泰建筑設(shè)計有限責(zé)任公司