我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

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摘要：隨著我國(guó)城市的建設(shè)和發(fā)展，很多高樓大廈在城市中出現(xiàn)，而且建筑高度越來(lái)越高，甚至一些已經(jīng)超過(guò)了安全高度范圍。而且我國(guó)很多地方都是地震多發(fā)帶，近幾年的地震已經(jīng)給人類帶來(lái)了嚴(yán)重的人身和財(cái)產(chǎn)安全的消極影響。本文中，通過(guò)對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，從不同角度提出了我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)優(yōu)化的可行性策略，具有一定實(shí)踐借鑒意義。

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震設(shè)計(jì)；問(wèn)題；策略

1引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，城市中隨處可見高樓林立，加之世界人口數(shù)量的激增，為了給人類提供擁有更多的建筑空間，高層建筑規(guī)模越來(lái)越大，建筑層數(shù)也不斷提高。與此同時(shí)，隨著建筑的復(fù)雜性和難度的增加，人們對(duì)于建筑安全的要求越來(lái)越高，特別是作為一個(gè)地震多發(fā)地區(qū)的國(guó)家，加之近幾年自然災(zāi)害的頻發(fā)，我國(guó)居民對(duì)于高層建筑的防震效果更加重視，這就對(duì)我國(guó)高層建筑的抗震設(shè)計(jì)帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。因此，筆者認(rèn)為，十分有必要對(duì)我國(guó)高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，并尋求合理的解決途徑，以期能夠提高我國(guó)高層建筑抗震能力。

2高層建筑抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1高度規(guī)范問(wèn)題

雖然我國(guó)有相關(guān)的法律法規(guī)和政策文件對(duì)建筑物的高度規(guī)范做出了明確的、具體的規(guī)定，而且為了保證高層建筑的安全性，針對(duì)不同級(jí)別的高層的混凝土的建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)也有不同級(jí)別的高層建筑設(shè)置規(guī)范，但從我國(guó)現(xiàn)階段各個(gè)建筑單位的實(shí)際執(zhí)行情況來(lái)看，很多房地產(chǎn)開發(fā)商為了追求經(jīng)濟(jì)利益，使得高層建筑的高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了科學(xué)合理的范圍，以至于在遭遇地震時(shí)，這些違規(guī)高層建筑會(huì)成為“眾矢之的”，不能有效抵抗地震威脅。

2.2抗震材料選用問(wèn)題

我國(guó)雖然也是地震多發(fā)國(guó)家，但是與國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家在高層建筑時(shí)結(jié)構(gòu)材料的選擇還相差甚遠(yuǎn)。地震多發(fā)地區(qū)的建筑應(yīng)當(dāng)較多的采用鋼架結(jié)構(gòu)，以提高建筑的穩(wěn)定性和安全性，但是我國(guó)很多地震區(qū)域的高層建筑仍然知識(shí)鋼筋混凝土的普通結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的抗震性能遠(yuǎn)不及鋼結(jié)構(gòu)。另外，對(duì)于建筑高度高于150m的高層，應(yīng)當(dāng)有三層支撐框架做支撐。而且隨著科技的進(jìn)步及鋼鐵產(chǎn)能的提高，新型鋼質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)一般質(zhì)量較輕，且能夠在減少鋼架結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上，提高高層建筑的防震能力。

2.3抗震設(shè)計(jì)人才支撐問(wèn)題

現(xiàn)階段我國(guó)抗震設(shè)計(jì)領(lǐng)域的專業(yè)人才還很匱乏，很多抗震設(shè)計(jì)大多是借鑒國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)者的自主創(chuàng)新能力較低。雖然國(guó)內(nèi)很多高校和職教院校都開設(shè)了抗震設(shè)計(jì)專業(yè)類課程，但是由于我國(guó)缺乏實(shí)際施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)與實(shí)踐能力的不扎實(shí)，課程結(jié)構(gòu)的不全面等，使得我國(guó)建筑設(shè)計(jì)在抗震設(shè)計(jì)領(lǐng)域的人才十分匱乏，國(guó)內(nèi)一些經(jīng)典的高層建筑還不得不依賴國(guó)外的設(shè)計(jì)師來(lái)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)和施工，抗震設(shè)計(jì)人才支撐不足。此外，我國(guó)抗震設(shè)計(jì)的抗震能力較差，抗震級(jí)別較低，還比不上發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)安全系數(shù)還不高，因此，亟需相關(guān)部門對(duì)我國(guó)高層抗震設(shè)計(jì)做出更為符合我國(guó)國(guó)情和時(shí)代要求的標(biāo)準(zhǔn)，以提高我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)的適宜性。

3我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

3.1采用位移的結(jié)構(gòu)抗震方法進(jìn)行設(shè)計(jì)

地震來(lái)臨時(shí)，高層建筑都會(huì)因?yàn)槭艿降卣鹉芰孔饔枚l(fā)生變形，還有一些建筑在施工過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)變形，所以，不論是在建筑施工還是在后期防震設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中都應(yīng)當(dāng)設(shè)置合理的彈性變形結(jié)構(gòu)，比如位移變形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)改變縱地基層的位移來(lái)減少地震產(chǎn)生的位移，另外還應(yīng)當(dāng)對(duì)界面結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布處進(jìn)行處理來(lái)加強(qiáng)變形部件之間的聯(lián)系，提高抗震效果。此外，還可以在建筑周圍建立一些鞏固結(jié)構(gòu)，減少地震直接對(duì)建筑物產(chǎn)生能量，減弱地震力。

3.2運(yùn)用高延性結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行消震和隔震

高延性結(jié)構(gòu)能夠有效抵消地震力，并起到良好的隔震效果，因此，我國(guó)當(dāng)前在建筑的防震設(shè)計(jì)及后期施工過(guò)程中，很多建設(shè)和施工單位都加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的韌性、剛度，并對(duì)地震構(gòu)造進(jìn)行了科學(xué)的設(shè)計(jì)，提高高層建筑的結(jié)構(gòu)韌性和剛度，減少地震帶來(lái)的不利影響。地震過(guò)程是一種能量的釋放過(guò)程，因此，需要高延性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工來(lái)產(chǎn)生良好的消震和隔震效果，有效減少地震對(duì)房屋建筑的傷害。反過(guò)來(lái)講，如果高層建筑的負(fù)載能力較差，高延性結(jié)構(gòu)能夠更多的過(guò)濾掉地震的能量，有效保證房屋的原有結(jié)構(gòu)，避免建筑變形，而適宜的韌性能夠大大降低房屋崩塌的發(fā)生率。因此，在對(duì)高層房屋建筑的設(shè)計(jì)和規(guī)劃時(shí)，一定要運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)提高房屋的抗震能力，比如阻尼器的設(shè)計(jì)原理就是通過(guò)吸收地震能量來(lái)減少對(duì)房屋建筑的沖擊，而且還能監(jiān)測(cè)地震對(duì)建筑的破壞程度，效果顯著。

3.3建立多層地震防線

通過(guò)建立多層地震防線的方式能夠提高高層建筑抗地震的性能，滿足高層業(yè)主對(duì)于房屋安全的要求。當(dāng)高層建筑在遭遇地震等惡劣自然災(zāi)害的影響時(shí)，如果只有一道地震防線，一旦遇到級(jí)別很高的地震，就難以阻擋地震的摧毀和破壞，因此，一定要設(shè)置出備用防線，在多層建筑中設(shè)置第二道、第三道防線，以防一道地震防線崩潰后造成建筑物的整體崩塌。高層建筑在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用多段強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)，最常見的比如抗震剪力墻設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)因其抗震性能好，因此被廣泛的應(yīng)用作為抗震墻的第一層防線，而且發(fā)揮著最為重要的作用。所以，為了保證墻體的抗震能力足以防止地震的損害，有效減少地震造成的墻體裂痕或者倒塌，就應(yīng)當(dāng)科學(xué)建立防震結(jié)構(gòu)，多層防線形成合力。而且在地震以后，每一層的剪力墻所承受的負(fù)載力應(yīng)當(dāng)是設(shè)計(jì)預(yù)期最大剪力墻的兩倍，或者要超過(guò)地震總剪力值的1/5.

4結(jié)束語(yǔ)

時(shí)代的發(fā)展讓高層建筑已經(jīng)成為我們司空見慣的建筑物，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升其抗震能力也將會(huì)成為建筑行業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)。相關(guān)人員選用更加專業(yè)的材料，運(yùn)用更加專業(yè)的技術(shù)手段提升建筑的抗震效果。同時(shí)，該行業(yè)人員也需要不斷提升研發(fā)能力，讓新型抗震材料進(jìn)入到高層建筑抗震設(shè)計(jì)中，讓高層建筑為人們的生活帶來(lái)跟尾舒適、安全的居住環(huán)境。

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[2]關(guān)逸涵.高層建筑抗震設(shè)計(jì)的問(wèn)題探討[J].中外企業(yè)家,2016（9）:180.

作者：韋衡 單位：廣西榮泰建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司