不规则高层建筑结构抗震解析

【摘要】随着经济发展水平不断提升，人们对居住环境要求越来越高，防震建筑变得越来越重要。然而，地震属于自然现象，具有强烈的循环性，加之建筑物的地震破坏机理又非常复杂。我国属于地震多发国家，不规则建筑抗震设计变得至关重要，理当做好不规则建筑物防震设计工作，提升建筑物价值。

【关键词】不规则建筑；特别不规则；抗震

一、前言

随着社会经济水平不断提高，我国建筑物层出不穷，大量的建筑满足了人们和工作需求，而建筑中出现大量的不规则平面建筑，平面不规则有三类：扭转不规则，凹凸不规则，楼板局部不规则。竖向不规则有三类：侧向刚度不规则，竖向抗侧力构件不连续，楼层承载力突变。文章分析不规则建筑抗震设计。我国经济发展水平不断提高，建筑结构抗震设计理念也不断发展，我国工程师在建筑防震研究中取得重大成果。建筑抗震研究是一项重要的课题，它不仅可以发现当前抗震缺陷，而且能为更好的设计出高精准建筑钢针方案奠定基础，为我国社会发展和人民生活提供有力保障。

二、不规则高层建筑结构抗震计算方法

当出现地震时，地面静止的建筑物会发生运动，出现强烈的震动。一般而言，结构地震是属于动力反应范畴的，它的力度大小同地面运动相关，还和结构动力特质相关。因此，会需要用到结构力学分析方法进行分析得出结论，当下我国比较常用的方法有底部剪力法、振型分解反应谱法以及时程法。

第一，时程分析法。该方法是在点子信息技术背景下产生的，综合运用了实验技术和计算机技术，是一种新型分析方法，使用该方法之前，选择一定的地震波，将收集到的地震波熟知直接输入设计结构程序中，再对结构运动微分方程进行精准积分分析，得到了在地震时程内具体的地震反应数据。这种方法被广泛使用于不规则建筑抗震计算分析中，这是一种完全动力法，计算量非常大。但是计算精度非常高，使用该方法，确定出两个步骤，逐步积分法以及振型分解法。这是时程分析法的分类。不同的方法具有不同的分析效果，也会得出不不同的分析结论。举个例子进行说明：单质点性为案例，按线性加速度方法对运动方程进行求解，得到最基础的数据值。该方法的使用基本是基于假定基础上进行的，质点加速度能够准确地反映出一个微小时段的变化，这就是积分T时段内的线性变化。假设已经求出了ti时刻的质点地震位移数值a，速度ti，加速度ti，现在要求出经过时段t之后的位移数值以及速度和加速度数值。线性的加速度可以使用质点的加速度来表示，在根据时刻划分出泰勒级数，于是就可以计算出最终的数值。

第二，底部剪力法。这是一种模拟静力法，直接将地震看成是静力负荷，直接计算出建筑物承受地震最大压力反应。这个方法计算量比较少，计算过程中会出现忽略高阶振型，使得计算结果受到影响，降低了精度值。

第三，反应谱法，借助反应谱法理论以及分解原理进行计算，得出最大值地震反应值，这是一种全新的模拟动力法，计算量非常大，但是计算精度很高，有效避免计算误差。刚性比，抗震设计要求，楼层间的侧向刚度不能小于相邻楼层侧向刚度的70%，对相邻的两个楼层应该使用平均值进行计算，更加剪切刚度和位移比，計算最终结果。这能满足层间刚度需求，实现无薄弱层设计。

三、解析不规则高层建筑结构抗震

（一）扭转不规则。一般而言，在进行楼层建设中，部分楼层最大弹性位移同该楼层两端弹性存在水平距离，这个距离位移被称为层间位移，位移值控制在1.2到1.4之间。设计结构方案出炉之后，尽最大努力去优化刚度分布，做好边墙和边梁设计工作，使得扭转度刚刚合适，这有效改善不规则建筑面。构件设计分析，要考虑到地震作用带来的扭转力影响。

（二）宽度比较大，左塔高度比较宽，对该建筑进行扭转处理时，应该选择弹性时程分析法进行处理，计算出多次遇见地震建筑抗震强度。对建筑风载、多遇地震建筑整体结构进行颠覆预算，计算出最准数值。一般而言，数值会涉及到抗震颠覆弯距数值验算，风载速度验算以及抗拉力验算等等。使用静力弹塑性方式分析，检验多次地震下位移变动情况。当计算数值满足规范需求时，说明能在最大地震影响下最大范围保障安全。建筑物墙、柱抗压力情况也要进行分析，将最大值破坏程度考虑在内，借助加强钢筋施工，逐渐提升建筑物的延展性和抗压力。

（三）平面不规则。当建筑物第一层到第六层有大量的楼梯，使得建筑物形成楼板开洞。针对该问题，要结合建筑特质，建筑条件以及建筑性能，尽可能使得剪力墙大量围绕楼梯，完好弥补落地墙大间距缺陷，逐渐提升楼板刚度，降低开洞影响出现。另外，可以从轴压比方向进行缓解，保障整体刚性，使得轴压比数值提升，增强落地墙抗压力。同时，对低楼层整体刚度进行调整，借助150厚板，设置成双向钢筋构件模式，提高了钢筋率。一般而言，在8层以上的住宅，电梯间出现开洞导致楼板较为薄弱，针对该问题，需要增强钢板强度，选择厚板，设置钢筋边缘度，使用双向钢筋，逐渐提升钢筋旅。当建筑因为局部收进，虽然收进的幅度比较小，但是也形成了不规则状。面对该问题，要分析出楼层是否出现位移突变，在选择应对方式。面对该不规则结构面，一般都会控制住刚度比，保障刚度比在合理的范围内，这就有效地避免了高位位移问题出现。楼层出现位移突变之后，要借助剪力墙进行加固处理，保障建筑物抗震力度。

结束语

随着社会不断发展，结构设计理念得到创新，设计技术也得到提升，这使得不规则建筑建设抗震有了强有力保障。当下建筑物对抗震安全性要求较高，而地震是一个循环而复杂之动力过程，设计时更需要科学、先进理念和技术做保障，才能设计出更加经济、高科技的设计方案。

参考文献

[1]赵真，谢礼立.从欧洲抗震设计规范的一般规定浅谈结构抗震概念设计的重要性[J].《地震工程与工程振动》 ISTIC PKU -2011年5期

[2]黄传刚.浅谈房屋建筑中结构抗震概念设计的运用分析[J].《科技创业家 》 -2013年14期

[3]冯芸汶.川地震的警示——需加强底层框架建筑的抗震概念设计[J].《工程抗震与加固改造》 ISTIC PKU -2013年5期

[4]王志杰.从唐山震后恢复生产30周年设计回访谈结构抗震概念设计[J].《煤炭工程》 PKU -2008年7期，

作者简介：

陈胜，男，出生于（1984年11月—）江苏南通人，职称为助工，硕士研究生，研究方向为结构工程，现任职于广东省华城建筑设计有限公司重庆分公司