金言亮

[摘 要]隨著社會市場經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和完善，極大的促進(jìn)了我國建筑行業(yè)的繁榮，城市中高層建筑的數(shù)量逐漸的增多，然而其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性受到了人們的廣泛關(guān)注。因此為了提高高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，設(shè)計人員在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的過程中廣泛的應(yīng)用抗震設(shè)計，獲得了較好的效果，不僅保證了高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還維護(hù)了居民的生命財產(chǎn)安全?，F(xiàn)本文就抗震設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行探究，僅供交流借鑒。

[關(guān)鍵詞]高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計 抗震設(shè)計 原則 內(nèi)容

中圖分類號：T2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）07-0194-01

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對生態(tài)環(huán)境和資源的破壞，自然災(zāi)害的發(fā)生頻率比較大，對人類自身和建筑的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響。所以為了保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證居民的生命財產(chǎn)安全，設(shè)計人員在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中會廣泛應(yīng)用抗震設(shè)計，對提升高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起到較好的作用，促使高層建筑結(jié)構(gòu)抵御自然災(zāi)害的能力，有利于高層建筑居民生命財產(chǎn)安全的保，對我國建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展具有較大的促進(jìn)作用。

一、抗震概念設(shè)計

在抗震設(shè)計中，概念設(shè)計的應(yīng)用已經(jīng)成為設(shè)計者關(guān)注的設(shè)計理念，尤其是在現(xiàn)在的高層建筑物中。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的抗震概念設(shè)計是指在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，從概念上，特別是從結(jié)構(gòu)總體上考慮抗震的工程決策，即正確地解決建筑物抗震方面的總體方案、材料使用和結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)造，從而達(dá)到合理的抗震效果。

二、抗震概念設(shè)計的一般原則

1、簡單性結(jié)構(gòu)的簡單性是指結(jié)構(gòu)在地震的作用下具有直接、明確的傳力的途徑。在建筑抗震設(shè)計規(guī)范中做出強(qiáng)制性條文要求，“結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該有明確的計算簡圖與合理的地震作用傳遞途徑?！敝挥薪Y(jié)構(gòu)簡單，才能對結(jié)構(gòu)的計算模型、內(nèi)力和位移進(jìn)行分析，避免薄弱部位的出現(xiàn)，因此對結(jié)構(gòu)的抗震性的估計也相對可靠。

2、規(guī)則性與均勻性建筑以及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)在平面的布置上應(yīng)該規(guī)則和對稱，并應(yīng)該具備良好的整體性；建筑物的立面與豎向的剖面布置應(yīng)規(guī)則，結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的變化應(yīng)均勻，豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度及截面大小應(yīng)自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力以及側(cè)向剛度的突變。平面布置的均勻規(guī)則，使建筑分布質(zhì)量產(chǎn)生的地震慣性力以比較短且直接的途徑進(jìn)行傳遞，并使結(jié)構(gòu)剛度分布與質(zhì)量分布相互協(xié)調(diào)，限制剛度和質(zhì)量之間的偏心。沿著建筑物的豎向，建筑造型與結(jié)構(gòu)布置相對均勻，避免了承載力、剛度以及傳力途徑的突變，以限制其結(jié)構(gòu)在豎向的某一樓層或者少數(shù)幾個樓層之間敏感薄弱部位的出現(xiàn)。

3、整體性樓蓋對于高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性起到重要作用，它相當(dāng)于水平隔板，不僅聚集、傳遞慣性力到各豎向抗側(cè)力的子結(jié)構(gòu)，而且要求這些子結(jié)構(gòu)能夠承受地震作用，特別是當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的布置復(fù)雜或者不均勻或者抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的水平變形特征存在差異時，整個建筑就依靠樓蓋使抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作。

三 、高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震概念設(shè)計的主要內(nèi)容

1、建平面和立面的布局

建筑平面和立面設(shè)計的規(guī)整性在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中是最基礎(chǔ)的設(shè)計內(nèi)容，也是非常關(guān)鍵的設(shè)計內(nèi)容。建筑平面和立面在進(jìn)行抗震設(shè)計時，一定要保證其規(guī)則性以及簡潔性的，要讓其剛度中心與的結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心相互重合。有些建筑結(jié)構(gòu)平面設(shè)計的不夠規(guī)范，其房屋質(zhì)量中心很難和剛度中心重合上的，要是有地震發(fā)生，其結(jié)構(gòu)會受到影響而有扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象發(fā)生，這會讓地震對建筑結(jié)構(gòu)的破壞強(qiáng)度有所增加。所以在設(shè)計建筑立面的時候，盡量不要有那種突然變化的階梯型立面，讓房屋重心盡可能地降低，而且其立面結(jié)構(gòu)的凸出高度最好不要高于建筑太多，這樣能降低地震發(fā)生時對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的鞭梢效應(yīng)。如果建筑高度越高的話，它就會受到更多的地震破壞，所以在進(jìn)行建筑抗震設(shè)計的時候，多層砌體房屋總層數(shù)最好不要超過規(guī)定的限值，而且總高度最好也在規(guī)定限值內(nèi)。建筑平面和立面在設(shè)計的時候，一定會有不規(guī)則設(shè)計方案出現(xiàn)，這時候要盡可能選取合適的位置對防震縫進(jìn)行設(shè)置，把不規(guī)則和體型比較復(fù)雜的建筑平面拆分成多個小的獨(dú)立單元進(jìn)行設(shè)計。在這其中還要將建筑造型以及建筑的功能等因素都考慮在其中，以保證建筑平面的布置足夠簡潔，立面外觀造型設(shè)計足夠規(guī)整，讓建筑整體結(jié)構(gòu)都有較好的視覺效果，這樣也能讓建筑結(jié)構(gòu)抗震性能有所提高。

2、合理地進(jìn)行結(jié)構(gòu)的選型和布置

在結(jié)構(gòu)的選型方面應(yīng)根據(jù)建筑的重要性、房屋高度、設(shè)防烈度、場地、基礎(chǔ)、材料、地基與施工等因素，經(jīng)濟(jì)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件比較后綜合確定。結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)遵循平面布置力求對稱，豎向布置力求均勻的原則。在純框架結(jié)構(gòu)的高層建筑物中應(yīng)盡可能避免將框架柱與樓梯的踏步斜梁和平臺梁直接相連，這樣會使框架柱變成短柱，地震時易發(fā)生剪切破壞。

3、確保結(jié)構(gòu)的整體性

為了有效的保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性，建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性需要有保證，只有這樣，在發(fā)生自然災(zāi)害的時候，建筑結(jié)構(gòu)中的各個部件的作用才能發(fā)揮較大的作用，不同的結(jié)構(gòu)部件之間也能夠協(xié)同工作，在發(fā)生地震災(zāi)害時，高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性作用才能夠得到有效的發(fā)揮，這樣一來，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力才能得到充分的發(fā)揮。建筑結(jié)構(gòu)的空間穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)整天的剛度對建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力具有密切的聯(lián)系。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是一種良好的抗震結(jié)構(gòu)，但是需要具有一個前提，就是型鋼混凝土的施工質(zhì)量要有保證；而現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也經(jīng)常被用于抗震結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠涞膭偠群驼w性比較好，是比較理想的抗震結(jié)構(gòu)，使用這種結(jié)構(gòu)不但可以消除散落的滑移的問題，增強(qiáng)樓板的剛度，增加結(jié)構(gòu)的整體性，而且由于砌體結(jié)構(gòu)以剪切變形為主，層間的變形可以控制，所以對平面墻體的要求就可以適當(dāng)放寬。

4、非結(jié)構(gòu)部件的處理

在地震的作用下，建筑物中的內(nèi)隔墻、框架填充墻、樓梯踏步板、建筑物外圍墻板等結(jié)構(gòu)也會不同程度地參與工作，可能改變某些構(gòu)件的承載力、剛度與傳力路線或者整個結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生意外的抗震效果，或者造成預(yù)料外的局部震害。妥善的處理這些非結(jié)構(gòu)部件，可減輕地震災(zāi)害，提高建筑物的抗震可靠度。

四、結(jié)語

綜上所述，隨著社會市場經(jīng)濟(jì)體制的逐漸完善，城市中的高層建筑逐漸增多，但是其的穩(wěn)定性和安全性受到了人們的廣泛關(guān)注。因此在高層建筑的設(shè)計階段，需要加強(qiáng)對高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計進(jìn)行高度重視，可以廣泛的應(yīng)用抗震設(shè)計技術(shù)，能夠極大的提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性，從而保證高層建筑具有較強(qiáng)地域自然災(zāi)害的能力，不僅能夠維護(hù)高層建筑居民的生命財產(chǎn)安全，同時還能夠促進(jìn)我國建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

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