秦 珊

日照興業(yè)集團(tuán)房產(chǎn)公司技術(shù)中心

高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震延性設(shè)計(jì)

秦 珊

日照興業(yè)集團(tuán)房產(chǎn)公司技術(shù)中心

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對抗震問題考慮的是否充分，并使用有效的措施來實(shí)現(xiàn)地震的目標(biāo)，直接影響著建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，長此以往，當(dāng)建筑設(shè)計(jì)人員進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時，一般都是堅(jiān)持小地震不塌，大地震可以修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)時使用了很多抗震措施，然而，由于各種因素的影響，這項(xiàng)工作仍存在一些問題。在此背景下，本文對高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震延性設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，希望能夠發(fā)揮其積極作用。

高層建筑；鋼筋混凝土；建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)

1 引言

高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法是不斷變化和發(fā)展的，在實(shí)際工作中，我們需要對高層建筑的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行深入調(diào)查和研究，選擇適宜的抗震結(jié)構(gòu)體系，特別要注意的是結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)形式的選擇，降低地震的負(fù)面作用，加強(qiáng)建筑對地震的抵抗能力，確保高層建筑的抗震性能。

2 高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，建筑工程項(xiàng)目越來越多，但如何使建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與建筑設(shè)計(jì)要求更為相符，就要求將其與項(xiàng)目的實(shí)際情況相結(jié)合，防止為了追求規(guī)模而造成不必要的浪費(fèi)，而且在基礎(chǔ)條件建設(shè)較為樂觀的情況下，為了達(dá)到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的變形極限值，在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量降低結(jié)構(gòu)的剛度，對此筆者從以下兩個方面來分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2.1 結(jié)構(gòu)高度的控制

超高現(xiàn)象是在進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時經(jīng)常出現(xiàn)的問題，這就在很大程度上影響到建筑的抗震性能，而且建筑的高度不同，其設(shè)計(jì)的形式是不一樣的，所以當(dāng)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高度改變時，特別是當(dāng)它出現(xiàn)超高問題時就要進(jìn)行結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)。

2.2 結(jié)構(gòu)體系的選擇

在高層建筑外形設(shè)計(jì)工作中，現(xiàn)代的高層建筑沒有傳統(tǒng)建筑那么嚴(yán)格，但為了保證建筑物的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，必須要確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的全方位優(yōu)化下，建設(shè)工程的設(shè)計(jì)有著十分關(guān)鍵的影響，以建筑物的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，良好的制度建設(shè)才能夠更好的保證高層建筑的施工質(zhì)量。

3 抗震設(shè)計(jì)基本原則

3.1 科學(xué)化選取地基和場地空間

為了保證高層建筑今后的安全穩(wěn)定，有必要選擇較好抗震性能的建筑場地。要做到由于特殊的情況很難避免地震災(zāi)害時，能夠有計(jì)劃開展妥善化抗震方案，并且在此基礎(chǔ)上，能夠做到對高層建筑構(gòu)架地震周期的精確計(jì)算，并保證其周期同場地相分隔，避免地震災(zāi)害的共振引起建筑物不同構(gòu)造單元的破壞情況。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

針對高層結(jié)構(gòu)架構(gòu)開展抗震規(guī)劃控制前期，要保證高層建筑抗震架構(gòu)類型的正確選擇，同時在設(shè)計(jì)工作中注重抗震安全和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的順利貫徹結(jié)果。其具體方式為：根據(jù)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)置不同的抗震線路，避免因某些部位的的功能減退導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體崩潰的危機(jī)，喪失其自身應(yīng)該具備的抗震潛能。因此，在設(shè)計(jì)這類建筑時，要盡量保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、變形三者之間的協(xié)調(diào)配合情況。

3.3 全方位設(shè)置不同類型

根據(jù)以往的地震防御認(rèn)證的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在這部分結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中，需要在對內(nèi)外環(huán)境因素同步掌控的基礎(chǔ)上，留有余力廣泛布置出一些區(qū)域；其次就是能夠提供具備針對性的延性和剛性的支撐條件給核心能耗部件，確保只要發(fā)生巨大的地震災(zāi)害時，在這一部分防線能夠吸收和耗散大部分的地震能量，最終大大提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性，避免后期重復(fù)衍生嚴(yán)重的倒塌和人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失等問題。

4 建筑結(jié)構(gòu)抗震延性設(shè)計(jì)

4.1 保證建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

高層建筑在前期設(shè)計(jì)過程中，我們的設(shè)計(jì)人員要基于建筑性能綜合考慮，結(jié)合建筑實(shí)際要滿足的需求，來科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)相關(guān)功能，并規(guī)劃出建筑工程平面，與此同時，我們的設(shè)計(jì)人員還要考慮當(dāng)?shù)氐乩硪蛩?，以最大程度的滿足業(yè)主自身需要為基礎(chǔ)來完善相應(yīng)工作。對于高層建筑，這幾點(diǎn)就顯得尤為重要，因此，在設(shè)計(jì)和施工階段，必須要切實(shí)的保證建筑的扭轉(zhuǎn)剛度在規(guī)定的設(shè)計(jì)要求之內(nèi)，還要盡可能的去避免因結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)造成的建筑物抗震性和安全性受損的影響。還要值得注意的就是，相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)一定要保證很好的對稱性和均勻性，這就需要更加合理的布置每個剪力墻，及時的注意到建筑結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)，避免在特殊情況時導(dǎo)致的建筑物損壞，甚至坍塌的風(fēng)險。眾所周知，如果對于高層建筑，如果出現(xiàn)意外倒塌，會嚴(yán)重危害人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。所以，對于我們的設(shè)計(jì)人員來說，就要不斷提高自身素質(zhì)，重視到高層建筑在地震時的各種反應(yīng)，并結(jié)合實(shí)際情況做好理論分析，避免在建筑體應(yīng)力變化時，導(dǎo)致的建筑體內(nèi)部結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞的影響，將這種影響降到最低。

4.2 正確認(rèn)識高層建筑的受力特點(diǎn)

本質(zhì)上高層建筑是豎向的懸臂結(jié)構(gòu)，豎向荷載主要是結(jié)構(gòu)的軸向力與建筑物的高度成線性關(guān)系，水平荷載導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩。從這個角度出發(fā)，豎向荷載的受力基本上是不變的，但是水平荷載可能來自任何方向，并且隨著建筑高度的增加而增加，如果水平荷載為均布荷載，那么彎矩與建筑的高度呈二次方變化，建筑高度的橫向位移為四次方變化。因此，水平荷載的影響遠(yuǎn)大于豎向荷載的影響，在剪力墻設(shè)計(jì)中，一定要讓側(cè)向變形控制在結(jié)構(gòu)變形的允許范圍內(nèi)。

4.3 選擇合理的結(jié)構(gòu)布置

高層建筑的結(jié)構(gòu)類型要符合建筑使用功能的要求，盡量做到經(jīng)濟(jì)、合理的施工，建筑物的各項(xiàng)建筑要求如層高、進(jìn)深和體型要滿足使用要求，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)層，統(tǒng)一柱網(wǎng)安排。高層建筑最重要的就是位移控制，除了整體平面變化和結(jié)構(gòu)剛度的變化外，必須考慮能夠使位移減少的結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)安排上，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的整體剛度，使整體構(gòu)件受力均勻，同時應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體高度，選擇合適的形狀，盡量采用剛度大的方形、圓形、矩形等建筑，有效將抗震建筑的規(guī)模和結(jié)構(gòu)結(jié)合起來。

5 結(jié)束語

在我國，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是建筑工程一個非常重要的組成部分，直接關(guān)系到整個建筑的安全應(yīng)用。所以，這就對于我們的設(shè)計(jì)人員提出了新的要求，在設(shè)計(jì)前期，必須要嚴(yán)格遵守我國對于建筑物的相應(yīng)規(guī)章制度，要運(yùn)用各種科技手段，科學(xué)合理的計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和指標(biāo)，盡可能采用目前先進(jìn)的基于性能的超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，以此來不斷提升我們國家對于高層建筑安全性的設(shè)計(jì)要求，為高層建筑技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]楊靖.淺析鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)延性抗震設(shè)計(jì)[J].中華民居,2013(30):104～105.

[2]金榮娟.基于安全儲備的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[J].山西建筑,2011,37(3):29～31.

[3]吳鳳超.淺談框架結(jié)構(gòu)延性抗震設(shè)計(jì)[J].新材料新裝飾,2014(10):369.