高层建筑结构抗震设计和加固措施

靳 杰

（山东省建筑设计研究院有限公司 250001）

高层建筑可以充分利用空间，并将地下空间与地上空间利用起来。高层建筑可以容纳更多的人口、设备等，如果抗震设计不合理，当出现强震情况时，容易出现安全问题。高层建筑结构抗震设计时要考虑实际情况，选择合适的加固设计措施，提升高层建筑建设质量。

1 高层建筑结构抗震设计现状分析

1.1 建筑高度超标

我国各地对建筑高度要求不同，对建筑物有着明确限高，工程建设时需要严格遵守这一点，但实际中部分企业盲目追求经济利益，造成建筑物高度超过当地规定，建筑物高度过高影响到建筑物抗震水平，当出现强烈地震后容易发生变形或破坏。

1.2 地基选址位置失误

随着城市现代化建设速度加快，城市人口数量不断增加，使得内部土地资源持续紧张，开放商只关注经济效益，并未对地质条件进行全面考虑，不重视施工场地地质构造分析，影响到建筑地基勘察、处理等工作的顺利开展，勉强建成后存在安全隐患。

1.3 材料选择问题

材料质量直接影响到建筑物整体质量，也影响到建筑结构的抗震能力，需要得到施工单位的重视。特殊区域施工时要选择合适的材料，如果不能在保证材料质量，容易出现建筑物变形的情况，或是建成后直接坍塌，也就是我们常说的“豆腐渣”工程。

2 高层建筑结构抗震设计优化措施

高层建筑工程中，转换层复杂结构的整体施工特点是跨度大、荷载量大以及各种钢筋骨架多且较高，在施工过程中对于大体积的混凝土转换层，要减少水化热以确保钢筋混凝土骨架的稳定性。

2.1 做好抗震方案设计

高层建筑设计时普遍选择混凝土结构，制定合适的框架设计方案。框架结构作为一种空间工作体系，通过准确计算可以降低建设成本。混凝土框架结构进行抗震设计时，重视计算结构的荷载，详细划分永久荷载与可变荷载，提升框架结构的抗震性能。

2.2 安装模板措施

①安装剪力墙与柱模板。应用模板技术时，同步安装墙模板与柱模板，完成初步安装后根据情况调整气垂直度与平整度。从墙角处开始墙模板的安装，将脱模剂均匀涂抹在墙模板与柱模板上后，沿着控制线位置放置模板，并将模板临时固定在墙与柱附近，随后安装人员两边同时完成模板安装。斜向支撑在墙模板安装完成后进行，这样方便调整模板标高与垂直度，将斜支撑一端固定在背楞上，另一端固定选择膨胀螺栓，保证混凝土浇筑墙垂直度误差维持在±5㎜内。

②安装梁模板的技术。安装梁模板时，安装顺序为先底模板、后侧模板的方式，梁模板两端固定在墙模板与柱模板上，固定时选择转角模方式，确保梁底支撑间距≤900㎜、宽为350㎜的单排支撑，如果宽度大于350㎜时，直接选择两排支撑方式，具体支撑方式选择如表1所示。

表1 梁支撑方式的选择

③安装楼板的技术。安装楼层楼办时，第一步要完成龙骨安装，并将其固定在墙柱顶模处，完成下层板面拼装完成后整体安装楼板。沿着墙边、梁边安装楼板模板，选择临时固定方式-插销，最后将销子统一打紧。完成模板安装后，检测标高是否满足要求，用激光扫平仪对板面平整度进行检查，通过调整顶板支撑杆方式调整顶板平整度，将误差保持在允许范围内。

2.3 模板浇筑

工程施工质量直接受到混凝土搅拌与浇筑质量的影响。严格按照相关流程搅拌混凝土，并对控制好材料配比、时间、浇筑措施等。大体积混凝土浇筑后需要及时做好养护，通常要选择专人养护，避免养护不当出现混凝土裂缝等问题。本工程中浇筑时选择分层浇筑施工方法，通过现将底层混凝土浇筑完成后，依次完成上层混凝土浇筑，保证混凝土分层浇筑质量。浇筑过程中控制好布料速度，同样选择分层布料方法，严格控制混凝土浇筑时间，控制好混凝土间隔时间，避免出现离析情况。

2.4 拆除模板的流程与环节

①墙柱模板的拆除方式。完成模板组成与混凝土浇筑后，待混凝土强度达到预期目标后可以将侧模拆除，通常浇筑 12h后可以超出墙柱模板。墙体模板拆除时要现将斜撑拆除，接着将对拉螺杆拆除，利用扳手将螺母松动，并将蝴蝶扣与背楞查取下。及时清理拆下来的组件。

②顶板模板的拆除方式。从梁板支撑杆连接位置开始拆除顶板模板。本次工程中共配有倒料口 8个，利用倒料口将模板与构件直接送至上层结构，完成后利用混凝土封堵倒料口。

3 高层建筑结构抗震加固措施分析

3.1 加固裂缝本身

建筑结构抗震加固处理时，要依据实际情况选择合适的方法，自身加固方法主要包括：水泥浆灌注加固、环氧树脂加固法、铁把锯加固等。

如，铁把锯加固方法，就是直接加固建筑物结构存在裂缝的地方，通常选择φ6㎜的钢筋弯折而成，保证长度超出两侧缝隙0.2m以上，直接将两侧弯曲成0.1直钩，保证建筑物的加固效果。

3.2 结构外包加固技术

在外包加固中，主要有钢筋混凝土面层、水泥砂浆面层、钢网水泥砂浆面层和钢构件网箱加固四种方法。外钢筋混凝土面层主要用于加固钢筋混凝土柱、梁柱和砖墙。水泥砂浆面层主要用于砖墙的加固，对抗震性能的改善不大。钢筋网水泥砂浆面层主要应用于砖墙、砖柱的加固处理，不需要支撑模板，可以直接在铺设钢筋后实施分层抹灰，这样实施起来操作更加简单有效;钢构件净笼强化主要是应用于砖烟囱,钢筋混凝土梁柱和砖柱处理,采用这种方法时,操作相对简单,但需要做好防止生锈的措施,如果外部环境湿度大,存在有害气体不能被使用。

3.3 增设构件完成加固

考虑高层建筑的实际情况，并在原有结构构件基础上增设加固构件，提升高层建筑物的抗震性能与抗变形能力。新增构件选择时要考虑建筑物整体框架情况，选择合适的加固措施，要对建筑物实际情况进行全面考虑。如需要增设墙体时，需要原有抗震横墙间距较大且墙体不承重，可以选择增设新墙体，通常选择钢筋混凝土墙体；通过新增柱方式提升墙体稳定性，如果建筑抗震性能差距不大，可以选择合适方式将柱子连接起来，如混凝土柱子、拉杆及圈梁等。混凝土结构施工过程中大体积混凝土浇筑必不可少。具体施工时需要控制好浇筑层的厚度，通常这个环节分成三部分进行：（1）依据混凝土性质初步设定浇筑层厚度；（2）如果选择泵送混凝土方式，摊铺厚度≤600㎜；（3）如果选择非泵送混凝土，与前者相比摊铺厚度≤400㎜。

4 结语

总之，随着我国建筑领域技术水平提升，高层建筑的高度与规模得到显著增加。高层建筑抗震设计中普遍存在一些问题，需要设计者深入分析问题成因，并给出具体的设计优化与加固措施。希望通过本文论述，推动高层建筑结构抗震设计水平的提升。