浅述提高建筑结构抗震倒塌能力的设计思想与方法

时军

摘 要：作为破坏性较大的一种自然灾害，地震一旦发生，就会给人们的生命与财产而言构成严重的威胁。例如2008年汶川大地震使无数建筑物倒塌，很多人因此失去了生命。从中不难发现，在地震灾害的作用之下，很多高层建筑的结构安全会受到较大的影响。为此，在高层建筑结构设计中，必须针对建筑物抗震倒塌能力的提升予以关注与研究，并运用科学的设计思想，不断改进设计方法，使高层建筑的抗震性能得到有效提升。鉴于此，本文从建筑结构选型与布置、提高建筑结构抗震倒塌能力的方法等两个方面，对高层建筑结构设计中的抗震设计优化进行探讨。

关键词：建筑结构 抗震倒塌能力 设计思想 方法

引言

一般情况下，地震能量的扩散形式分为三种，即地震横波、地震纵波以及地震混合波，然而就破壞力而言，地震横波与混合波相对要强于纵波，对于城市高层建筑带而言，地震混合波的破坏力与危害性特别大，一旦高层建筑缺乏足够的抗震能力，那么在地震混合波的作用之下，建筑物就会出现不同程度的损坏，情况严重时还会导致建筑物倒塌，给人们的生命与财产安全构成严重的威胁。鉴于此，在高层建筑设计中，设计人员必须不断优化建筑的结构稳定性，为高层建筑的安全使用提供强有力的保障。

一、建筑结构选型与布置

1、合理选择建筑结构类型

在高层建筑设计中，结构选型是设计人员必须重视的内容之一，其具体内容包括高层建筑的高度与建筑主体的适用性等等，同时在结构设计中也需要外部影响因素进行综合考虑，例如建筑所处环境等等。一般情况下，在高层建筑结构设计中，钢结构框架具有比较广泛的应用，与传统结构相比，其在抗震性能方面具有较大的优势。此外，在提高高层建筑地震抵御能力的结构设计中，建筑楼板之间变形量的计算与运用也十分关键，这是强化墙壁与楼板间协调性的重要措施。

作为设计人员，在建筑结构设计中，应对建筑物所处的具体环境进行分析，并以此为依据，对高层建筑的整体抗震性能进行有效提升，在设计中应严格遵守“弱梁强肢”的设计原则，使在剪切作用之下建筑各个强肢的破坏问题得以避免。在建筑结构选型中，剪力墙设计的合理性也具有重要意义，站在设计人员的角度，必须通过剪力墙合理分摊建筑的水平与垂直方向的受力，如此才能够使建筑结构的稳定性与抗震性能得到有效改进与提升。

2、合理布置建筑结构

在合理选择建筑结构的基础之上，还需要设计人员对建筑结构的具体布置内容进行优化与改进。在高层建筑结构的布置中，必须严格遵守规范要求，考虑各方面影响因素，采取有效措施，具体阐述如下。

首先，在建筑结构的竖向设计中，设计人员应提高建筑结构整体布置的均匀程度，严格遵守布置的规范标准，为建筑物后期修补提供便利；与此同时，设计人员应基于建筑结构竖向设计的均匀布置，按照自上而下逐渐增加的原则，控制好建筑物横向刚度的平衡与大小。一般情况下，建筑楼层的横向刚度不得小于建筑结构上层的平均横向刚度的70%。

其次，高层建筑结构设计的坚固性、形变能力以及抗震性能的提升也非常关键，通过建筑结构的各个部分的优化，实现建筑整体承载能力与抗震能力的提升，以此控制外部环境对建筑结构的影响，使偏移或扭曲现象得以避免。

此外，建筑结构的整体承载力也是设计人员需要考虑的内容，应着力于建筑横向与纵向两部分的承受力的提升，如此才能够在地震作用下使建筑物连续倒塌现象得以改善。

二、提高建筑结构抗震倒塌能力的方法

1、积极转变设计理念

近年来，我国各地区屡屡爆发地震自然灾害，给人们的生命财产而言构成了严重的威胁。基于此，在高层建筑结构设计中，设计人员必须具备足够的抗灾害意识，积极转变设计理念，优先考虑建筑物的抗震倒塌性能，并采取有效的优化措施，使建筑设计的合理性与科学性得到提升。在具体施工实践中，也需要以现行的法律规定与规范标准为依据，使施工质量符合设计要求，为建筑结构的实用性的提升提供强有力支持。此外，建筑结构整体性的强化也非常重要，通过对建筑各部分的合理设计，才能够使结构的实用性得到充分发挥，为抵御地震灾害提供强有力的保障。

2、合理选择地基

在高层建筑抗震设计中，地基的选择尤为关键，究其原因，就在于建筑地基的沉降问题在很大程度上决定了外界因素对建筑结构整体性的影响。一旦结构出现损坏，就会造成不可估量的损失与后果。为此，设计人员必须对建筑物所在位置的地理环境进行充分勘查，并优先选择地基较强、自然灾害率较低的地带，如此才能够从根源上保障建筑结构的稳定。此外，建筑设计人员还要对地基的预埋深度进行合理设置，使建筑物沉降幅度与强度得以协调，避免其运动幅度过大而对建筑物的坚固性产生的影响。在建筑抗震设计中，还需要着重考虑多层抗震防线的设置，如此才能够有效提高建筑结构的抗震性能。

3、重视建筑延性设计与规则设计

在建筑结构抵御地震灾害的过程中，其延展性有着十分关键的影响，建筑结构良好的延展性能够使地震作用对建筑物产生的影响得到分散，进而使建筑的承载力得到提升，实现建筑物质量问题与形变现象的有效控制。在建筑结构的延性设计中，设计人员应对建筑墙体与各个构件结构进行完善，使建筑外墙体的抗压能力与弹性得到强化。此外，混凝土结构在高层建筑中有着广泛运用，其延展性的提升则要求设计人员对其配筋与柱节点进行优化，在设计方案中应避免不规则现象。最后，建筑结构设计还需要对建筑平面与立面设计的协调性予以关注，提高建筑结构的坚硬度设置的均匀度。

4、优化建设设计结构

根据地震的破坏机理，我们不难发现地震横波与混合波对高层建筑结构的损坏作用最为严重。因此在高层建筑设计中，设计人员应对建筑结构的整体性进行优化与提升，使高层建筑结构与内部构件连接的协调性得到提升，使高层建筑后砌墙与各个框架的实用性得到强化。以整体框架设计为例，作为设计人员，必须对“弱梁强柱”的设计准则予以坚持，使高层建筑抵御地震的能力得到有效提升。

三、结束语

总而言之，高层建筑的结构特点决定了其非常容易受到地震作用的影响与破坏。因此，在高层建筑结构设计中，必须充分考虑建筑物的抗震性能的改进与优化，设计人员应从不同角度出发，积极转变设计理念，采取合理的设计方法，为保障高层建筑的结构安全提供强有力的支持。

参考文献

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