高层建筑结构的抗震设计

摘要：本文重点针对影响建筑结构抗震能力的因素以及建筑结构抗震能力的评估方法等内容进行了分析。

关键词：高层建筑;结构;抗震设计;抗震能力评估

一、影响建筑结构抗震能力的主要因素

这个因素是显而易见的，但是容易被人们忽视，对于材料而言，我们要明确这样一个道理：地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。一般说在相同条件下，质量大，地震作用就大，震害程度就大，质量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑物的楼板、墙体、框架、隔断、围护墙以及屋面构件中，广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土、加气混凝土板、空心塑料板材、瓦楞铁等轻质材料，将能显著改善建筑物的抗震性能。施工质量的影响是深远的，在整个施工过程中，任何一个环节出现问题，都可能影响建筑结构本身的抗震能力。施工中造成的材料性能和截面几何特征在一定范围内变动，砂浆强度、混凝土浇筑质量以及延性构造措施在施工中的变动等施工质量问题，对实际结构抗震性能具有重要影响。这一点是本文论述的关键，因为这里面的技术含量较之其他方面来说相对大很多。建筑物如果平面布置复杂，致使质心与刚心不重合，在地震作用下产生扭转效应，则会加剧了地震的破坏作用，海城地震和唐山地震中有不少这样的震害实例。台湾921地震中，一栋钢筋混凝土结构由于结构平面不规则，在水平地震作用下，结构产生严重扭转效应而破坏倒塌，同时撞坏相邻建筑上部的阳台。抗震设计中，要求结构平面布置尽可能地使结构的刚心和重心相一致，以减小地震作用下结构产生的扭转效应：对于结构平面布置不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端的抗震墙或框架柱的承载力验算i建筑立面应避免头重脚轻，结构重心尽可能的降低：出犀面部分如屋顶的女儿墙、水箱间等，由于根部与下部结构连接薄弱，刚度突变，受鞭梢效应影响严重，在地震时容易率先破坏倾倒，另外，其地震作用通过周边的屋面结构传至下部结构，如屋面结构刚度不够时，在突出屋面结构的下部一定范围内破坏相对集中。抗震设计中，要求出屋面建筑部分的高度不应过高，以减小地震时产生的鞭梢效应影响。地震造成建筑物的破坏，情况是各种各样的。①由于地震时的地面强烈运动，使建筑物在振动过程中，因丧失整体性或强度不足或变形过大而破坏;②由于水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害所造成：③由于断层错动、山崖崩塌、河岸滑坡、地层陷落等地面严重变形直接造成。前两种可以通过工程措施加以防治，而后一种情况，单靠工程措施很难达到预防目的，或者代价昂贵。因此，选择工程场址时，应进行详细勘察，搞清地形、地质情况，挑选对建筑抗震有利、尽可能避开对建筑抗震不利的地段，任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。

二、建筑结构抗震能力评估方法

目前，弹塑性分析已经成为结构抗震设计的一个重要组成部分，国内外大量地震震害教训表明，建于强震区的早期结构，土地坪浇筑时不可能完全平整，为满足竣工验收要求，一般还要用水泥砂浆或细石混凝土再次找平，往往还需要20～30mm的厚度，这样实际留给住户的面层装修厚度可能偏小，如果此时外门窗洞口仍按正常标高设计，常常会造成住户二次装修时地坪饰面与外门下槛发生咬口现象，既不美观，之间留的缝隙也不便于清扫，特别是在阳台部位，还要考虑阳台面层构造厚度及地漏找坡所需厚度，如发生咬口可能还会导致门窗下口渗水，因此建议宜将外门（如入户、阳台门等）下槛设计标高适当提高，可以比室内设计地坪完成面再提高30～50mm，就可避免上述问题的发生。这个问题尽管看似简单，但通过调查，存在这个问题的楼盘不在少数，希望引起同业重视，以免后患然从目前的经济性和结构设计概念来讲是合理的，但同时应该看到剪力墙结构体系的空间灵活性是很差的，基本上没有发展变化的可能。回头再看看我国二、三十年前的老公房，现在恐怕没人会认为它可以达到现在经济适用房的标准。道理是一样的，现在经济适用的房型将来未必就是户型合理的，因为合理与否是一个相对的概念，是与人们的居住理念和社会消费水平相关的，随着社会生产力水平的不断提高，人们对居住条件的要求也会相应提高，而住宅建筑作为不动产不可能像工业产品那样过几年就来一次全面革新，因此这就要求现在的设计能够具有一定的灵活性，把“可持续发展”的概念在房型问题上，也是最基本的问题上具体化。

【参考文献】

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[2]董涛.浅谈高层建筑结构抗震设计[J].河南建材，2009，（01）.

[3]陈健雄.高层建筑抗震设计存在的问题及对策[J].科技与生活，2011，（05）.

[4]黄松鹏.高层建筑结构抗震设计问题研究[J].科技传播，2010，（23）.

作者简介：宋戈（1991-），男，汉，湖北赤壁，武汉纺织大学艺术与设计学院硕士研究生在读，研究方向：环艺。