曹崇斌　王睿

摘要：隨著社會(huì)的飛速發(fā)展與科技的日新月異，高層建筑也漸漸地走上了人們的視野之中，一方面是因?yàn)楦邔咏ㄖ梢怨?jié)約用地、縮短公共設(shè)施和市政管網(wǎng)的開發(fā)周期；另一方面是因?yàn)楦邔咏ㄖ梢詼p少市政府投資、加快城市的建設(shè)步伐。然而，近幾年中國(guó)的地震發(fā)生率越來(lái)越高，特別是在四川、云南等地，于是把高層建筑與抗震結(jié)合在一起就成為了一種必然的趨勢(shì)。本文將在說(shuō)明高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的必要性與重要性的基礎(chǔ)上，分析研究高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在的一些問題與不足，并提出相應(yīng)的對(duì)策，以期能夠促進(jìn)高層建筑的抗震設(shè)計(jì)水平，同時(shí)也能夠使得高層建筑在建筑史上向前跨一大步。

關(guān)鍵字：高層；建筑；結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計(jì)

近些年來(lái)，我們國(guó)家發(fā)生地震的幾率越來(lái)越高，最讓人震驚的應(yīng)該是2008年四川汶川的那一次地震，它給受災(zāi)的人們的身心帶來(lái)了極大的傷害和沖擊，它不僅僅使得人們損失了錢財(cái)物，更是帶走了許許多多的生命，給不計(jì)其數(shù)的生還者留下了無(wú)盡的精神創(chuàng)傷。此外，還有諸多的小型地震在不間斷的發(fā)生著，比如云南，還有我國(guó)百分之六十的地區(qū)是有可能發(fā)生地震的。高層建筑是現(xiàn)今時(shí)代發(fā)展的一個(gè)需要與必然趨勢(shì)，中國(guó)人口很多，雖然‘地大物博，但是因?yàn)檫€有很多的地方是不能夠住人的，所以人均占地并沒有我們想象的那么豐富，所以將高層建筑與抗震設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)是有必要的，并且它們的結(jié)合是符合時(shí)代發(fā)展的要求的。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)不僅能夠增長(zhǎng)房子的壽命，并且可以在一定程度上減少地震帶給人們的傷害。當(dāng)然高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)在還處于起步萌芽階段，它自身還存在著諸多的不足與問題，筆者將結(jié)合實(shí)際情況提出相應(yīng)建議，希望有助于高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展，同時(shí)也希望高層建筑與抗震都能夠在未來(lái)發(fā)展的越來(lái)越好。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在的不足與問題

1、建筑物的高度問題

自公元120年第一棟高層建筑霍姆丹宮問世以來(lái)，越來(lái)越多的建筑物或因?yàn)槁糜斡^光的需要或因?yàn)楣?jié)約土地的需要越來(lái)越追求‘高度，甚至于超出規(guī)定的范圍，但是一般來(lái)說(shuō)建筑物越高，抗震能力就會(huì)越差，這不僅僅對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要求相應(yīng)的提高了，而且也會(huì)在一定程度上增加高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的難度。

2、高層建筑選取的地基不合理

中國(guó)雖然是一個(gè)地大物博的國(guó)家，但是地形地勢(shì)復(fù)雜且多樣化，平原、盆地、高原、山脈、峽谷等相錯(cuò)分布，各個(gè)地區(qū)地形地勢(shì)復(fù)雜，特別是南方與其他國(guó)家接壤的邊境地帶恰恰處于亞歐板塊與印度洋板塊的交界地帶除了地形本身的復(fù)雜性之外，板塊的活動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致地震的發(fā)生，所以這些特殊地區(qū)尤其應(yīng)當(dāng)予以重視高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的地基問題，地基選址是高層建筑的重要組成部分與先決條件，正確的地基選擇不僅有利于高層建筑的修建和建筑壽命的延長(zhǎng)，并且有利于增強(qiáng)高層建筑的防震能力[1]。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)不合理，選用的材料不科學(xué)

高層建筑使用哪種結(jié)構(gòu)體系和建筑材料比較科學(xué)合理應(yīng)當(dāng)受到足夠的重視，特別是在地震的易發(fā)區(qū)和多發(fā)區(qū)，一方面結(jié)構(gòu)體系與選用的材料直接的影響高層建筑的‘質(zhì)量；另一方面結(jié)構(gòu)體系域選用的材料也直接的關(guān)系到建筑的抗震能力。我國(guó)目前的建筑結(jié)構(gòu)是以鋼筋混凝土核心筒為主，以鋼筋混凝土的位移限制作為變形控制的基準(zhǔn)，但是由于彎曲變形的側(cè)移大，使用剛度小的鋼框架協(xié)調(diào)工作以減小側(cè)移，效果并不明顯，并且還增大了鋼結(jié)構(gòu)承受的負(fù)擔(dān)。

4、抗震設(shè)防的烈度較低

抗震設(shè)防烈度是指按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度[2]。雖然很多的行業(yè)專家在很久以前就提出了我國(guó)目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的對(duì)于抗震安全度的規(guī)定已經(jīng)不適應(yīng)我國(guó)目前的發(fā)展需要，應(yīng)該較大幅度的提高建設(shè)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的水平，但是我國(guó)目前現(xiàn)行的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)較低，據(jù)統(tǒng)計(jì)中震相當(dāng)于在規(guī)定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期中超越概率百分之十的地震烈度，抗震的設(shè)防烈度較低不僅會(huì)導(dǎo)致高層建筑的抗震要求也隨之減低，而且也會(huì)降低人們的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的意識(shí)。

二、對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的建議

1、減少地震的輸入能量

地震對(duì)高層建筑的破壞性主要體現(xiàn)在地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的能量輸入高層建筑使其受到?jīng)_擊和共振破壞這兩個(gè)方面，高層建筑可以在考慮地形地勢(shì)的前提下選擇堅(jiān)硬的地基來(lái)進(jìn)行建造或者人工建造一個(gè)堅(jiān)實(shí)的地基，這樣不僅能夠明顯的減少地震所產(chǎn)生的能量輸入，而且還可以有效地防止共振破壞。

2、選用合適的結(jié)構(gòu)材料

高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中重要的部分就是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和材料的選擇，首先，合適的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在需要專業(yè)的設(shè)計(jì)人員的同時(shí)也要學(xué)會(huì)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)一定要過硬，而且還需要有創(chuàng)新意識(shí)與超強(qiáng)的實(shí)際行動(dòng)力[2]。其次，材料的選擇也是決定高層建筑抗震能力的重要因素，現(xiàn)今越來(lái)越多的豆腐渣工程被揭露出來(lái)，雖然有部分原因是負(fù)責(zé)人的素質(zhì)跟不上，但是最主要的還是建筑物的材料問題。所以，差質(zhì)量的材料不僅會(huì)損失人們的利益，還會(huì)使得高層建筑的抗震設(shè)計(jì)成為一個(gè)空中理想。

3、減輕高層建筑的結(jié)構(gòu)自重

雖然最理想的抗震設(shè)計(jì)是低層建筑，但是現(xiàn)實(shí)中的很多問題使得高層建筑結(jié)構(gòu)才能滿足人們的需求[3]。在承認(rèn)和面對(duì)這一境況之后也只能想法設(shè)法的加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，其中可以直接的產(chǎn)生效果的應(yīng)該就是減輕高層建筑的結(jié)構(gòu)自重了，除了上述第三點(diǎn)講到的選取合適的材料之外，還可以在高層建筑的設(shè)計(jì)之中可以充分考慮高層的特殊性，適當(dāng)?shù)纳崛ヒ恍┑蛯咏ㄖ匦瓒邔硬灰欢ㄐ枰臇|西[4]。除此之外，還可以利用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)為高層建筑的抗震服務(wù)，以減輕高層建筑的自重。

4、設(shè)置多道抗震防線

眾所周知，一根筷子是很容易折斷的，但是一把筷子就很難折斷了?？拐鸱谰€就和這筷子一樣，一種抗震防線措施很容易被破壞，但是多道抗震防線就沒有那么容易被破壞了[5]。在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中可以充分利用這一點(diǎn)多設(shè)計(jì)幾道抗震防線，就算第一條抗震防線被破壞了，還有其他的抗震防線可以備用。這樣不僅增強(qiáng)了抗震能力而且還可以增強(qiáng)地震受災(zāi)人員的心理防線。

5、推廣消能減震和隔震設(shè)計(jì)

延性結(jié)構(gòu)體系是我國(guó)和其他許多國(guó)家普遍使用的傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)體系，適當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)物的剛度進(jìn)行控制，同時(shí)容許結(jié)構(gòu)的構(gòu)建在地震時(shí)通過進(jìn)入非彈性狀態(tài)獲得較大延性，從而達(dá)到減輕地震反應(yīng)、消耗能量的目的，保證高層建筑物不發(fā)生倒塌。這一設(shè)計(jì)雖然是比較傳統(tǒng)的方法，但是它能夠有效的保證建筑的抗震能力，值得去發(fā)揚(yáng)光大。

結(jié)語(yǔ)：總而言之，高層建筑結(jié)構(gòu)與抗震設(shè)計(jì)相結(jié)合是時(shí)代發(fā)展的一個(gè)需要與趨勢(shì)，它們的結(jié)合淺顯的來(lái)說(shuō)可以節(jié)約土地與資金，減少地震給人們帶來(lái)的災(zāi)難；深層一點(diǎn)來(lái)說(shuō)它們的結(jié)合可以促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展以及國(guó)家的前進(jìn)。雖然它還存在著建筑物的高度、選取的地基不合理、結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)不合理、選用的材料不科學(xué)、抗震設(shè)防的烈度較低等一系列的問題和不足，但若使得相應(yīng)的建議得以實(shí)踐，相信高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)能夠發(fā)展的越來(lái)越好。

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