論高層建筑抗震設(shè)計(jì)

1、.論高層建筑抗震設(shè)計(jì)【摘要】：這篇文章首先說(shuō)明了為什么要進(jìn)展高層建筑的抗震設(shè)計(jì)，然后就針對(duì)我國(guó)當(dāng)前高層建筑在抗震設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題進(jìn)展了探討，并講述了一些解決我國(guó)當(dāng)當(dāng)前高層建筑抗震設(shè)計(jì)的方法及措施。【關(guān)鍵詞】：高層建筑；高層抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題；方法策略0引言隨著我國(guó)現(xiàn)代城市建立的日漸開(kāi)展，人們也越來(lái)越朝著城市開(kāi)展，隨著城市人口數(shù)量不斷加劇，普通建筑也越來(lái)越滿足不了現(xiàn)代城市開(kāi)展的需求，出于節(jié)約土地資源的原那么，為了更進(jìn)一步為人類提供較大的建筑空間，樓層也越建越高，高層建筑甚至超高層建筑由此而生。但也因此出現(xiàn)了不少擔(dān)憂，大多數(shù)人居于以前的傳統(tǒng)觀念，并不認(rèn)為高層建筑的平安系數(shù)可以保障，尤其是在處于地震斷裂帶即

2、地震高發(fā)期的城市，人們對(duì)此更為擔(dān)憂，因此就為高層建筑提出了更高的要求和巨大的挑戰(zhàn)。所以穩(wěn)定性和抗震設(shè)計(jì)對(duì)于高層建筑是至關(guān)重要的。1高層建筑抗震設(shè)計(jì)的必要性高層建筑抗震的設(shè)計(jì)首先為了貫徹執(zhí)行國(guó)家公布的有關(guān)建筑工程的法律法規(guī)，在建筑中主要實(shí)行以預(yù)防為主的策略，讓我們的建筑物經(jīng)過(guò)抗震設(shè)防后，可以有效地減輕建筑物在地震作用下破壞，從而可以到達(dá)“小震不壞、中震可修、大震不倒的設(shè)防目標(biāo)。其次高層建筑抗震設(shè)計(jì)還可以防止造成人員傷亡、減少經(jīng)濟(jì)損失以及降低社會(huì)影響。一般來(lái)說(shuō)，高層建筑一旦設(shè)防不佳，那么其影響力不像普通建筑物那樣低，其一旦倒塌，那么對(duì)于人口密集的城市的說(shuō)可以說(shuō)是致命的，一個(gè)好的高層建筑對(duì)城市的開(kāi)展

3、提升還是很大的，其保證了城市的正常開(kāi)展。所以高層建筑的抗震設(shè)計(jì)是十分有必要的。2高層建筑抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題2.1工程建筑抗震材料選擇問(wèn)題首先我國(guó)大局部地區(qū)是處在地震斷裂帶上，屬于地震災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家。我國(guó)雖然在高層建筑中對(duì)抗震材料的選擇的規(guī)定有明確的規(guī)定，然而即使這樣，我國(guó)高層建筑的材料的質(zhì)量與其他興旺國(guó)家所選用的高層建筑抗震材料相比還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，要求仍然達(dá)不到外國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)。不僅如此,然而在我國(guó)的地震常發(fā)的地區(qū),當(dāng)?shù)剡x取的建筑材料及構(gòu)造體系大多是不合理的。比方：在國(guó)內(nèi)，150 m以下的高層建筑采用的構(gòu)造體系與國(guó)外一樣，主要是筒中筒體系、框架-支撐體系、框-筒體系。其體系雖然一樣，但是由于材料問(wèn)題

4、，在國(guó)外仍然是這三種體系，但是他們的對(duì)這三種體系的材料選擇那么是鋼構(gòu)造甚至還的有可能為輕鋼構(gòu)造，而同樣的體系放在我們國(guó)內(nèi)就變成了鋼筋加混凝土或者是混合陣容體系。而恰恰相反的是，我國(guó)對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)造的掌握還不是很完善，就把這個(gè)應(yīng)用到高層建筑構(gòu)造中了，但是我國(guó)對(duì)于高層建筑的研究起步較晚，對(duì)此方面的經(jīng)歷又缺乏，所以在材料選擇的研究還是要重視1。不單單如此，在我國(guó)有些地震多發(fā)城市，這個(gè)地區(qū)相應(yīng)的國(guó)標(biāo)和地標(biāo)都明確規(guī)定了一些內(nèi)容，但是地方建立人員卻往往不配合，往往出現(xiàn)偷工減料甚至偷梁換柱的情況，導(dǎo)致高層建筑構(gòu)造穩(wěn)定性差和高層建筑的防震、抗震能力大大減弱，給高層建筑抗震帶來(lái)了巨大的隱患。2.2缺少相應(yīng)的高層

5、建筑抗震設(shè)計(jì)人才在其他國(guó)家，尤其是在西方或歐美等興旺國(guó)家普遍重視高層建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題。國(guó)外的高校和研究機(jī)構(gòu)中有眾多的抗震設(shè)計(jì)專業(yè)人才，這為提高他們自己的國(guó)家高層建筑抗震能力提供了重要的人才支撐。然而現(xiàn)階段而言，我國(guó)目前高校還較少開(kāi)設(shè)建筑設(shè)計(jì)抗震的相關(guān)專業(yè)，即便有抗震設(shè)計(jì)專業(yè)，但所學(xué)的課程也不夠系統(tǒng)，人才較為匱乏，因此就導(dǎo)致了我國(guó)在抗震設(shè)計(jì)等相關(guān)領(lǐng)域的的人才匱乏，而在我國(guó)大多數(shù)的高層建筑抗震設(shè)計(jì)人才資源都是前往國(guó)外深造學(xué)習(xí)，然后引進(jìn)國(guó)外的成功經(jīng)歷，所以現(xiàn)在很多城市的高層建筑往往依靠國(guó)外建筑設(shè)計(jì)公司完成抗震設(shè)計(jì)，其中的緣由正是因?yàn)閲?guó)內(nèi)的抗震設(shè)計(jì)人員相應(yīng)的技術(shù)不夠精深，還不過(guò)關(guān)，在我國(guó)現(xiàn)代的教育背景下，

6、這些技術(shù)人員大多缺乏一定的自主創(chuàng)新能力，盡管我國(guó)現(xiàn)在盡可能的去補(bǔ)救，在局部高校都紛紛開(kāi)設(shè)了高層建筑抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)專業(yè)課程，但是我們其實(shí)都知道，由于大多數(shù)學(xué)校由于教學(xué)條件以及教育設(shè)施都不齊全，很多學(xué)生都是僅僅學(xué)習(xí)理論知識(shí)，缺乏了我們工程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，造成不能貫穿理論和實(shí)踐知識(shí)，所以學(xué)出來(lái)的技術(shù)人員還是不夠相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致我們高層建筑抗震設(shè)計(jì)的人才匱乏。2.3建筑物建立高度的問(wèn)題為了更進(jìn)一步維護(hù)人們的生命和財(cái)產(chǎn)平安，表達(dá)出對(duì)于高層建筑的平安性的重視，我國(guó)對(duì)建筑物的高度已經(jīng)做出了一個(gè)明確而具體的規(guī)定，根據(jù)此規(guī)定，我們高層建筑在一定的構(gòu)造形式和設(shè)防烈度的根底上必須要有一個(gè)適宜的高度，而且該高度還必須與我

7、國(guó)的經(jīng)濟(jì)開(kāi)展水平、建筑的施工技術(shù)水平以及相應(yīng)的規(guī)X體系相適應(yīng)，保證建筑物的高度，實(shí)現(xiàn)高層建筑的最大利益化和最大平安化。從我國(guó)目前的實(shí)際情況上來(lái)看，仍然存在著有很多高層建筑超過(guò)了規(guī)X限定的高度標(biāo)準(zhǔn)。就比方一些我們?nèi)粘Ｉ钋闆r，我們可以常常從各地新聞了解到一些新聞報(bào)告某某地區(qū)出現(xiàn)違建工程，我相信這些建這個(gè)超限工程的單位應(yīng)該清楚的明白相應(yīng)的地方法規(guī)的規(guī)定，但是他們?nèi)匀粫?huì)為了獲取更多的利益，存著在不會(huì)被發(fā)現(xiàn)或者是不會(huì)出問(wèn)題的幸運(yùn)心理，對(duì)其高層建筑的建立高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了國(guó)家或地方規(guī)定限制的高度X圍。導(dǎo)致到最后遇這些建筑遇到一些自然災(zāi)害比方地震臺(tái)風(fēng)等，使至這些高層建筑不能夠有效的抗震，達(dá)不到相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求，

8、導(dǎo)致給國(guó)家和城市以及人們?nèi)罕妿?lái)不可挽救的巨大損失。可怕的是這種高層建筑超高現(xiàn)象是普遍存在的，這類建筑給人們帶來(lái)的危害是潛在的，對(duì)于這種超高現(xiàn)象，不能存在任何幸運(yùn)心理，要盡可能地應(yīng)做到“防患于未然。22.4建筑物的抗震場(chǎng)地選擇不合理對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，想必我們都知道原因了，對(duì)于建筑而言，地基的重要性不言而喻，沒(méi)有一個(gè)好的地基根本不可能建出一個(gè)好的建筑，尤其是對(duì)高層建筑而言，由于其樓層相比一般的建筑物而言，它明顯對(duì)于地基的屬性要求就更高，一些軟弱土層的地基可能滿足對(duì)沒(méi)有什么設(shè)防的建筑物的要求，但在城市中，建筑物密集，高層建筑抗震場(chǎng)地的選擇一定要慎重，高層建筑的抗震場(chǎng)地選擇不合理主要表現(xiàn)為選址在一些斷層

9、處、軟弱土層處和一些容易震陷的土層處。2.5高層建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較為滯后由于時(shí)代開(kāi)展迅速和我國(guó)對(duì)高層建筑物的研究起步較晚，所以目前我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)與興旺國(guó)家相比擬為滯后，現(xiàn)階段所使用的大多數(shù)高層建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)平安標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)階段我國(guó)高層建筑的實(shí)際開(kāi)展需求，因此提高高層建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫3。3.高層建筑抗震設(shè)計(jì)可采取的相應(yīng)措施3.1選擇新型的高性能材料通常為了提高一些高層建筑的抗震性能，我們通常會(huì)通過(guò)減少其梁柱截面尺寸，但是這個(gè)方法弊端就是減少了這方面的尺寸，其他構(gòu)造就會(huì)承當(dāng)更多的荷載，導(dǎo)致構(gòu)造可能會(huì)達(dá)不到相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。因此我們有必要進(jìn)展對(duì)高層建筑的材料的革新，選用一些高性

10、能材料，比方在一些建筑構(gòu)造中可以使用鋼管構(gòu)造代替局部混凝土構(gòu)造形成鋼管混凝土構(gòu)造，同樣的道理，也可以采用相應(yīng)的鋼構(gòu)造代替其他類似構(gòu)件。選擇新型材料也不是盲目地去選擇或者替換，我們應(yīng)該在不同情況下對(duì)不同構(gòu)造的選擇也不同，比方：超過(guò)一定高度的建筑物，應(yīng)選擇鋼管或鋼骨混凝土構(gòu)造及材料以便減小風(fēng)振，而不應(yīng)選用質(zhì)量小并且較為柔軟的鋼構(gòu)造。而且不同構(gòu)造的建筑為了提高抗震性能選用的材料也不盡一樣，比方，鋼骨混凝土構(gòu)件的高層建筑，其選用的材料應(yīng)為實(shí)腹式焊接工字鋼或大型型鋼，這樣在地震中受到的震害會(huì)比擬輕微4。就比方處在日本的一座高層抗震大廈，這個(gè)大廈地上55層高達(dá)185米，這個(gè)建筑不僅使用了和美國(guó)紐約世界貿(mào)易

11、大廈中心一樣的鋼管168根從而確保了抗震強(qiáng)度，打破之前使用鋼筋混凝土作為強(qiáng)度的中心的原那么，而且還使用了剛性構(gòu)造抗震體，大大提高了該高層建筑的抗震性能，可見(jiàn)選擇新型的材料對(duì)于高層建筑而言是多么重要。3.2采用合理的構(gòu)造設(shè)計(jì)來(lái)提高高層建筑抗震能力一個(gè)合理的構(gòu)造給高層建筑帶來(lái)的好處是巨大的。一般情況下，我們都將高層建筑物的合理構(gòu)造設(shè)計(jì)僅單單理解為是對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)造的優(yōu)化即通過(guò)減少截面尺寸來(lái)減輕高層建筑的自重，從而到達(dá)相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)目的。下面我來(lái)說(shuō)明一些通過(guò)其他合理的設(shè)計(jì)來(lái)提高構(gòu)造的抗震能力。3.2.1通過(guò)位移的構(gòu)造抗震方法進(jìn)展設(shè)計(jì)一般情況下，一般的建筑物面對(duì)地震所產(chǎn)生的強(qiáng)烈作用會(huì)出現(xiàn)先相應(yīng)的變形。

12、而隨著高度的增加，這種變形效果就越來(lái)越明顯，高層建筑對(duì)于一般建筑而言，不僅僅是高度的增加，其影響也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是普通建筑各種地震負(fù)面效果的那么簡(jiǎn)單，我們對(duì)高層建筑的標(biāo)準(zhǔn)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)比一般建筑要求要高得多。其最為典型的設(shè)計(jì)就是通過(guò)對(duì)層間位移的限制來(lái)進(jìn)展抗震設(shè)計(jì)。5我國(guó)大局部建筑物對(duì)抗震構(gòu)造的驗(yàn)算一般情況下都是先以建筑承載力作為研究的，然后在以承載力為根底的根底上再根據(jù)變形的構(gòu)造來(lái)進(jìn)展構(gòu)造的位移設(shè)計(jì)。我們可以通過(guò)這方面的驗(yàn)算可以有效的提高建筑物的抗震性能。3.2.2運(yùn)用高延性構(gòu)造來(lái)進(jìn)展消震和隔震高延性構(gòu)造顧名思義，是指截面或者構(gòu)件到達(dá)其彈性極限狀態(tài)后還可以保持原來(lái)的承載力的變形能力。一般而言高延性構(gòu)造對(duì)高層建

13、筑有良好的隔震效果，可以有效地減少地震對(duì)高層建筑的傷害。高延性構(gòu)造可有效吸收地震能力，減輕地震對(duì)高層建筑的破壞。目前隨著建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷開(kāi)展，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)工作者開(kāi)場(chǎng)使用阻尼器等吸收地震所輸入的大量能量，以此提高高層建筑的抗震能力，確保高層建筑可承受最大限度的變形而不至于發(fā)生坍塌6。在地震破壞高層建筑構(gòu)造的在這個(gè)過(guò)程中，如果可以充分利用好高延性構(gòu)造進(jìn)展設(shè)計(jì)和施工，就會(huì)到達(dá)相應(yīng)的消震和隔震的目的，有效減少地震帶來(lái)的危害和災(zāi)難。所以，在高層建筑中利用好這個(gè)方向也不失為一種抗震設(shè)計(jì)的方法。3.2.3高層建筑短柱問(wèn)題改良技術(shù)一般來(lái)說(shuō)短柱問(wèn)題存在于高層建筑構(gòu)造中，在這是因?yàn)槲覀冊(cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)為了滿足軸壓

14、比限制時(shí)，往往會(huì)給柱子的截面做的比擬大，然后柱身就會(huì)比擬短從而形成短柱和超短柱。對(duì)此，我們只要去提高短柱的承載力或者減少短柱的截面尺寸，比方可以使用復(fù)合螺旋箍筋或者采用鋼骨砼栓來(lái)提高柱的承載力，或者可以分柱體來(lái)減少短柱的截面尺寸7。3.2.4重視抗震扭轉(zhuǎn)效力在地震過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)較多的扭轉(zhuǎn)作用、豎向作用與水平作用，在一定程度上，會(huì)對(duì)建筑物造成破壞性影響，導(dǎo)致出現(xiàn)破裂甚至是倒塌的現(xiàn)象。因此，高層建筑抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)人員要對(duì)構(gòu)造的扭轉(zhuǎn)效力加以重視，保證能夠提高其位移構(gòu)造剛度，進(jìn)而到達(dá)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確保高層建筑混抗震構(gòu)造每一個(gè)局部都能到達(dá)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并且采取有效措施對(duì)其進(jìn)

15、展調(diào)整，最大程度上提高高層建筑抗震構(gòu)造的設(shè)計(jì)效率，使其設(shè)計(jì)質(zhì)量得以提升，促進(jìn)建筑行業(yè)的經(jīng)濟(jì)開(kāi)展，使其向著更好的方向開(kāi)展8。3.3盡量建立多層地震防線我們大家都知道一個(gè)常識(shí)雞蛋不要放在一個(gè)籃子里，同樣地道理，對(duì)于高層抗震設(shè)計(jì)而言，多層地震防線就是這個(gè)道理。建立了多個(gè)建筑防線之后在面對(duì)地震等災(zāi)害時(shí)，就可以有效的預(yù)防建筑物的毀害。相反，我們?nèi)绻挥幸坏降卣鸱谰€的話，這個(gè)高層建筑的防震效果會(huì)很差，很有可能難以我們相應(yīng)抗震設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)建立多層抗震防線具體可以表現(xiàn)為：我們通?？梢圆捎每拐鹦Ч己镁C合框架構(gòu)造以及結(jié)合多種抗震手段一起實(shí)施即多層防線的有效結(jié)合，最終可以到達(dá)保證建筑物在其抗震要求下保持建筑物

16、的正常使用。就比方可以將以上的方法綜合應(yīng)用使用到一個(gè)高層建筑里，使之各個(gè)方面有效結(jié)合，起到一加一大于二的共同抗震效果。而且我們也相信在未來(lái)肯定也會(huì)朝著這個(gè)方向開(kāi)展，在抗震上會(huì)越來(lái)越好。3.4合理選擇地基和場(chǎng)地地基的重要性不僅對(duì)于普通建筑而言很大，而且對(duì)于高層建筑顯得更為重要。我們?cè)诟邔咏ㄖ诳拐鹪O(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要格外注意施工地基和場(chǎng)地的選擇，還要去盡量避開(kāi)地質(zhì)松軟和構(gòu)造不穩(wěn)定的場(chǎng)地和地基。要盡量選擇在土層厚實(shí)、不容易塌陷的土層處。在高層建筑設(shè)計(jì)前應(yīng)領(lǐng)先行估算地震發(fā)生時(shí)建筑自振周期，防止與場(chǎng)地和地基自振周期同步，防止發(fā)生共振現(xiàn)象造成建筑物坍塌。不要在軟弱土層或者地表斷裂帶進(jìn)展高層建筑建造。3.4進(jìn)

17、展抗震可靠度的分析在此之前，我們從從事高層建筑設(shè)計(jì)人員也僅僅是對(duì)高層建筑構(gòu)造進(jìn)展驗(yàn)算，也就是說(shuō)這種形式只是在理論方面，缺少實(shí)際的一種經(jīng)歷過(guò)程。而我們引入抗震可靠度的分析處理我們?cè)跇?gòu)造設(shè)計(jì)中存在的一些問(wèn)題，也就是解決一些在理論設(shè)計(jì)過(guò)程中不存在的不確定性的問(wèn)題。即我們對(duì)高層建筑構(gòu)造進(jìn)展抗震評(píng)估，盡量做到“防X于未然。4結(jié)論總而言之，高層建筑抗震設(shè)計(jì)不僅時(shí)刻關(guān)系到人民群眾的生命平安，而且也是保證城市開(kāi)展的命脈。對(duì)此相關(guān)部門必須重視起高層建筑抗震設(shè)計(jì)工作，相關(guān)設(shè)計(jì)人員不僅要不斷地深入分析高層建筑的特點(diǎn)，而且還要預(yù)測(cè)高層建筑在地震中可能遭遇的風(fēng)險(xiǎn)，要不斷提高高層建筑抗震的抗震設(shè)計(jì)；要科學(xué)地運(yùn)用各種抗震設(shè)計(jì)方法，逐步增強(qiáng)高層建筑的抗震能力從而減少高層建筑下的廣闊人民群眾在地震作用下生命和財(cái)產(chǎn)平安。參考文獻(xiàn)1X罡睿高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)中的相關(guān)問(wèn)題分析J門窗，2014(4):258-2592戰(zhàn)宇,李長(zhǎng)風(fēng)等.高層建筑構(gòu)造抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)探討J.低溫建筑技術(shù)，2