高层建筑结构抗震设计中的不足及对策分析张小帅--中国期刊网

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高层建筑结构抗震设计中的不足及对策分析张小帅

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：张小帅

[导读] 摘要：经济的发展带动了建筑的发展，建筑的发展直接影响城市的发展。完善的建筑体系、良好的抗震性能以及稳定的建筑结构对城市的安全和稳定至关重要。

        天津中天建都市建筑设计有限公司天津市南开区 300000
        摘要：经济的发展带动了建筑的发展，建筑的发展直接影响城市的发展。完善的建筑体系、良好的抗震性能以及稳定的建筑结构对城市的安全和稳定至关重要。目前，高层建筑的设计，不仅要考虑结构的稳定性还要考虑结构抗震设计的合理性，考虑建筑物的美观性和经济性。建筑结构设计应坚持以合理的材料应用、完善的建筑结构体系及设计技术，保证建筑使用的性能和寿命，从而保障建筑工程的安全。
        关键词：建筑结构；抗震设计；不足；对策
        1高层建筑结构抗震设计中的不足分析
        1.1建筑结构施工建设中应用的原材料因素
        建筑物的抗震效果很大程度上受到了建筑结构原材料的影响。一般情况下，地震对建筑物作用力的大小与建筑物的质量成正比。在同等地震环境下，建筑物材料使用越好，其受到的地震作用力也相对较小；反之，建筑物就会遭到来自地震很大的作用力。所以，在实际的建筑物的建设中，建议多采用隔断、板楼、维护墙等构件，广泛采用空心砖、加气混凝土板、塑料板材等质轻的建筑材料，有利于提高建筑物抗震性能。同时，高层建筑在具体施工中，要加强监管和规范，严格做好高层建筑施工管理，从建筑结构的质量上来提高抗震效果。
        1.2建筑结构高度
        近年来，有一定数量的城市高层建筑物的高度均已达到较高的数值，超高层建筑已不为罕见。所以，设计人员在进行抗震结构设计中，必须进行实时专家论证，并进行模型振动台的相关实验，时刻保持谨慎态度。按照我国现有的建筑科研水平、施工技术水平以及经济发展程度，对建筑的高度都有没明确的规范，国家建筑行业高层建筑混凝土结构规程中明确指出，对于特定的设防烈度和结构形式，建筑结构应保持适宜的高度，这也是和我国的土建规范体系相协调的。然而在高层建筑的实际建设中，一些建筑物结构及混凝土结构高度明显超出限制范围，若参数本身超出规范数值，如安全指标、延性要求、荷载取值及材料性能等，都会对结构抗震设计带来直接影响，对于抗震设计工作必须经过科学论证，随着建筑物的高度的上升，地震作用下的建筑物变性破坏形态也会不断加大，甚至是量变到质变影响力。
        1.3建筑物所处地质环境情况
        在地震中，对建筑物造成破坏的原因是多方面的，比如：岩石断层、山体崩塌、地表滑坡等使得地表发生运动，造成建筑物的破坏；海啸、水灾等次生灾害对建筑物造成破坏。在造成建筑物破坏的诸多原因中，有些是可以通过工程措施加以预防的。所以，在选择建筑工地的位置之前，要进行详尽的勘探考察，分析地形和地质条件，避开不利地段，挑选对建筑物抗震有利的地点。
        2高层建筑结构抗震设计对策
        2.1选择建筑场地
        在不同的地质条件下，建筑结构在同样等级的地震中会受到不同程度的破坏。要优化建筑结构抗震设计工作，选择一个好的建设场地是基础，也是最为关键的。建筑设计之前，在进行建筑结构选址时，要对将要施工的现场环境进行全面的勘测，熟悉掌握当地水文地质的具体情况，对已有材料进行分析对比，从而选择出合适的场地。选址要有利于抗震，计算好建筑的高度和负荷，尽量选择硬度大、地域宽广平坦的地区来建造高层大建筑。在选择地基时，要注意避开斜坡崎岖地段，以避免滑坡、泥石流等自然灾害。还要选择地质均匀的建筑场地作为地基，以避免地震时出现地面裂开，沉降不均匀的现象，因而导致建筑物倾斜。

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        2.2重视高层建筑材料的选择
        进行高层建筑结构抗震优化设计过程中，设计人员必须严格控制建筑材料质量，并要深入了解每一种建材的优缺点及其性能，对各种材料的抗震性能进行科学的研判，在材料的选择方面，在考虑材料质量的基础上，更要对其承载力以及抗变形能力等进行判断，尽可能的采用满足抗震要求又能实现经济性原则的的结构材料。例如选用加气混凝土板、陶粒混凝土或者空心塑料板等质量较轻的高强度材料时，能够在减轻建筑结构自重的基础上实现建筑结构强度的大力提升，不仅提升了建筑物的抗震性能，在极大地保障了建筑的整体质量，当地震作用时，对建筑的的破环程度也会相对减小，为此，在资金条件允许基础上，尽可能的采用强度高、质量轻的建筑材料，这样在保证强度情况下减轻结构自重，在一定程度上减轻建筑的自重和承载压力，提升高层建筑的抗震性能。
        2.3基础的设计
        对于高层建筑基础填埋深度，必须按照相关规定标准进行，并尽可能增加地基填埋深度，如果没有进行足够的深埋，对于房屋建筑的嵌固程度，将会造成极大的影响，在地震过程中，将会加剧建筑物的振幅，从而加剧建筑物的破损。所以，在埋设建筑基础的过程中，应当尽量加深，将基坑夯实，确保基础稳定性良好。同时，应当适当的设计建筑基础和上部结构之间的连接，以保证高层建筑的稳定性。为了确保房屋建筑保持整体性的结构，应避免在基础室外的地坪下设置内外交圈的基础圈梁，并且还应在高层建筑上部结构与基础结构之间设置构造柱，以更好地连接房屋上部结构与基础圈梁。此外，如果高层建筑基础刚度不足，应在基底部位设置圈梁，以提升房屋建筑基础刚度，从而实现提高建筑物整体抗震能力的目的。
        2.4高层建筑结构平面和竖向布局的抗震设计
        高层建筑结构的抗震性能还受到柱子与墙体间的平面位置的影响，为此，对高层的竖向与平面位置需合理布置，这也是高层建筑结构抗震设计的第一要务。为保证建筑结构竖向和平面位置的合理分布，设计人员在实际工作中需要遵循以下两方面原则：①建筑结构的质量中心与刚度重心相吻合；②保持平面和竖向结构构件的整洁度。在进行竖向结构设计中，需要适当降低高层建筑结构的刚度重心，缩小竖向结构的错向频率，严格控制高层建筑结构的竖向高度、强度以及刚度，保证其均匀分配，以实现竖向位置的平衡。还应对高出屋面部分的高度进行严格控制，进而避免出现“鞭梢效应”。
        2.5建筑抗震加固措施
        抗震方案设计要能够结合时代发展，可以采取一定程度的减震消能的方式来达到减少建筑工程震动的效果。同时，在进行建筑施工设计时，需要在建筑物关键部位进行抗震装置的安装。此外，在建筑物竣工之后，如果想要对其进行抗震加固作业，则需要采用增加阻尼的方式，在建筑结构上重新加强消能减震的装置。消能减震装置主要适用于高层建筑结构、钢结构中，但在进行建筑物施工时，消能减震装置业也能够在建筑物各部位进行使用，且其不仅能够在建筑的上部结构中使用，还能够在建筑物隔震夹层中使用，具有较为广泛的应用范围。
        2.6设计多元化的抗震防线
        突破传统建筑设计的限制，设置多道抗震防线，才能让一个建筑结构的抗震体系变得强大起来。在地震过程中，建筑结构中延性好的构件要充当抗震第一防线，当第一防线被攻破时，其它延性水平的构件要充当建筑结构的二道抗震防线与三道抗震防线，以此来保证建筑结构的安全性。不同的地区有不同的地质特点，地震发生的等级与规律不同，自由把握抗震防线数量，有利于建筑结构抗震性达标。
        3结束语
        综上所述，通过高层建筑结构的抗震设计，能够非常有效减轻地震灾害带来的破坏，为人民群众的生命财产安全提供一定的保障。在进行抗震设计工作时，工作人员要严格依据相关的抗震设计规范进行抗震设计，并采用科学的优化方法，提高建筑物本身的稳定性与可靠性，从而不断提高建筑工程的抗震性能。
        参考文献：
        [1]高层建筑结构抗震设计有效对策探讨[J].于磊.居舍.2020（07）
        [2]我国高层建筑抗震设计的若干问题[J].楼林弟，李建良.建设科技.2018（06）
        [3]张玉军，苏日飞. 高层建筑结构抗震设计中的不足及对策分析[J]. 建材发展导向，2019，017（006）：79-79.