發(fā)布時(shí)間：2022-05-03 03:52:45
序言：寫作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的建筑抗震論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
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(jiàn)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(kāi)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(kāi)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(jiàn)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(jiàn)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。
作者：韋衡 單位：廣西榮泰建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司
摘要:地震中結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)后，只能依靠變形吸收能量以維持結(jié)構(gòu)“安全”，所以，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的根本驗(yàn)算應(yīng)是強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)的變形驗(yàn)算，因此從某種意義上說(shuō)，結(jié)構(gòu)抗震的本質(zhì)就是延性。一個(gè)結(jié)構(gòu)具有較大延性或較高耗能能力的話，即使承載力較低，也能夠吸收較多能量，抗御較強(qiáng)地震而不會(huì)倒塌。
關(guān)鍵詞:塑性鉸；吸能耗能；變形能力；結(jié)構(gòu)延性
結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或截面的延性是指從屈服開(kāi)始至達(dá)到最大承載力或達(dá)到以后而承載力還沒(méi)有顯著下降期間的變形能力，也就是說(shuō)，延性是反映結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或截面的后期非彈性變形能力，變形能力是指結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或截面達(dá)到最大破壞狀態(tài)時(shí)的最大變形，而變形能力是結(jié)構(gòu)吸能和耗能能力的外在表現(xiàn)，所以延性的本質(zhì)是吸能和耗能。結(jié)構(gòu)所吸收的地震能量，等于結(jié)構(gòu)承載力與變形能力的乘積，也就是說(shuō)結(jié)構(gòu)抗震能力是由承載力和變形能力兩者共同決定的。
在中等地震作用下，允許結(jié)構(gòu)某些部位進(jìn)入屈服狀態(tài)，形成塑性鉸，這時(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)。在這個(gè)階段結(jié)構(gòu)剛度降低，地震慣性力不會(huì)很大，但結(jié)構(gòu)變形加大，結(jié)構(gòu)是通過(guò)塑性變形來(lái)耗散地震能量的。具有上述性能的結(jié)構(gòu)，稱為延性結(jié)構(gòu)。地震中結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)后，只能依靠變形吸收能量以維持結(jié)構(gòu)“安全”，所以，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的根本驗(yàn)算應(yīng)是強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)的變形驗(yàn)算，因此從某種意義上說(shuō)，結(jié)構(gòu)抗震的本質(zhì)就是延性。
以我們當(dāng)前對(duì)地震的認(rèn)識(shí)水平，要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)物與地基在未來(lái)地震作用下的抗震能力，尚難以做到。因此，結(jié)構(gòu)的抗震能力應(yīng)著眼于結(jié)構(gòu)物與地基整體抗震能力的概念設(shè)計(jì)，再輔以必要的計(jì)算分析和構(gòu)造措施，從根本上消除結(jié)構(gòu)物與地基中的抗震薄弱環(huán)節(jié)，才有可能使設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)具有足夠的抗震可靠度。
結(jié)構(gòu)體系的抗震能力綜合表現(xiàn)在強(qiáng)度、剛度、和延性三者的統(tǒng)一，即抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有必要的強(qiáng)度和良好的變形能力，如果抗震結(jié)構(gòu)體系有較高的抗側(cè)強(qiáng)度，但同時(shí)缺乏足夠的延性，這樣的結(jié)構(gòu)在大震作用下很容易破壞。例如不配筋又無(wú)鋼筋混凝土構(gòu)造柱的的砌體結(jié)構(gòu)，其抗震性能較差。另一方面，如果結(jié)構(gòu)有較大的延性，但抗側(cè)力的能力不足，這樣的結(jié)構(gòu)在大震作用下，必然產(chǎn)生較大的變形，如純框架結(jié)構(gòu)，其抗震性能依然較差，震害調(diào)查表明，在歷次地震中，鋼筋混凝土純框架破壞嚴(yán)重，甚至倒塌者屢見(jiàn)不鮮。
結(jié)構(gòu)體系是由各類構(gòu)件連接而成的，各個(gè)構(gòu)件的抗震能力是結(jié)構(gòu)體系抗震能力的前提，抗震結(jié)構(gòu)的構(gòu)件應(yīng)具備必要的強(qiáng)度、適當(dāng)?shù)膭偠?、良好的延性和可靠的連接，并應(yīng)重視強(qiáng)度、剛度和延性的合理均衡。但強(qiáng)度、剛度和延性三者之間并不是相互獨(dú)立的，結(jié)構(gòu)體系的抗震能力是強(qiáng)度、剛度和延性三者的矛盾統(tǒng)一。構(gòu)件剛度太大，會(huì)降低結(jié)構(gòu)的延性，同時(shí)自振周期變短，增大地震作用，地震作用增大的同時(shí)則要求結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件具有較高的承載力，而較高的承載力往往以提高造價(jià)和降低結(jié)構(gòu)變形能力為代價(jià);構(gòu)件剛度過(guò)小，在地震作用下，結(jié)構(gòu)變形過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞甚至整體倒塌。必要的強(qiáng)度、剛度和延性三者缺一不可，但其中延性的設(shè)計(jì)尤為突出，是做到大震不倒的關(guān)鍵所在。但在實(shí)際工作中，結(jié)構(gòu)工程師往往只注重結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，認(rèn)為強(qiáng)度高的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)必然是安全的，而忽視了對(duì)延性的設(shè)計(jì)，這種強(qiáng)度較高的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)給人以安全的假象，實(shí)際在強(qiáng)震作用下因?yàn)槿狈ψ銐蜓有远嬖谳^大的安全隱患。
延性的設(shè)計(jì)主要依靠合理的抗震措施，如砌體結(jié)構(gòu)，具有較大的剛度和一定的強(qiáng)度，但延性較差，若在砌體中設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱，將墻體橫豎相箍，起到骨架作用，則可以大大提高變形能力。又如較長(zhǎng)的鋼筋混凝土抗震墻，剛度大強(qiáng)度高，但延性不足，若在抗震墻中用弱連梁把墻體劃分為若干并列墻段，則可以大大改善墻體的變形能力，做到強(qiáng)度、剛度和延性的合理分配。
延性的本質(zhì)是吸能和耗能，結(jié)構(gòu)的吸能和耗能能力，主要依靠結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在預(yù)定部位產(chǎn)生塑性鉸，即結(jié)構(gòu)可承受反復(fù)的塑性變形而不倒塌，仍具有一定的承載能力，預(yù)定部位是指在該位置塑性鉸的形成不會(huì)危機(jī)整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全。
為了提高結(jié)構(gòu)的延性，在設(shè)計(jì)中應(yīng)采取以下的概念設(shè)計(jì):(1)利用結(jié)構(gòu)各部分的聯(lián)系構(gòu)件或非主要承重構(gòu)件形成“耗能元件”。在對(duì)這種“耗能元件”合理設(shè)計(jì)后，可使整個(gè)結(jié)構(gòu)在預(yù)估的罕遇地震下產(chǎn)生可以承受的破壞，并消耗相當(dāng)?shù)牡卣鹉芰浚瑥亩S持了整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定和繼續(xù)承受荷載的能力。如設(shè)有連梁的并聯(lián)抗震墻，連梁即可設(shè)計(jì)成很好的耗能元件，以使罕遇地震作用下連梁先出現(xiàn)塑性鉸;又如框架結(jié)構(gòu)的填充墻，經(jīng)合理設(shè)計(jì)后可增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)在地震反復(fù)作用下填充墻產(chǎn)生裂縫，可以大量吸收和耗散地震能量，起到耗能元件作用，即同時(shí)增大了結(jié)構(gòu)的延性，因?yàn)樘畛鋲ν瑫r(shí)影響到結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和延性，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)提高對(duì)填充墻的設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)，而不僅僅是作為結(jié)構(gòu)上的荷載來(lái)處理。
(2)將塑性鉸控制在一系列有利部位，把能量耗散在整個(gè)結(jié)構(gòu)的平面和剛度上。為使結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下出現(xiàn)塑性鉸以吸能和耗能，必須在設(shè)計(jì)時(shí)有意識(shí)地在一些構(gòu)件中采取特殊的構(gòu)造措施，使塑性變形集中在一些潛在的屈服區(qū)，使結(jié)構(gòu)具有更有利的塑性重分布能力，使這些并不危險(xiǎn)的部位首先形成塑性鉸或發(fā)生可以修復(fù)的破壞，從而保護(hù)主要承重體系。否則塑性鉸的出現(xiàn)可能使結(jié)構(gòu)過(guò)早倒塌。如在鋼筋混凝土框架設(shè)計(jì)中要求“強(qiáng)柱弱梁”的原則，其目的就在于使框架結(jié)構(gòu)的塑性鉸先出現(xiàn)在各梁端而不是柱端。(3)要求結(jié)構(gòu)具有盡可能多的贅余度。若結(jié)構(gòu)沒(méi)有適當(dāng)?shù)馁樣喽?，在出現(xiàn)塑性鉸時(shí)就會(huì)形成幾何可變的“機(jī)構(gòu)”，失去承載能力而倒塌。一般來(lái)說(shuō)，超靜定次數(shù)越高，對(duì)抗震越有利，但這不是充分條件，主要與形成屈服區(qū)和塑性鉸的部位直接相關(guān)。如在框架或框架剪力墻體系中，當(dāng)框架梁端或連梁端部出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，均不至于導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞。因此，抗震設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要原則是結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較好的贅余度和內(nèi)力重分布的功能，即使部分構(gòu)件退出工作，其余構(gòu)件仍能承但地震作用和相應(yīng)的豎向荷載，避免整體結(jié)構(gòu)的連續(xù)垮塌。
應(yīng)當(dāng)看到，盡管延性設(shè)計(jì)在經(jīng)濟(jì)上有很大的優(yōu)越之處，但這些優(yōu)越總是以結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定程度的損傷為代價(jià)，這是在設(shè)計(jì)延性抗震結(jié)構(gòu)時(shí)必須預(yù)先了解到的，但考慮到只要能實(shí)現(xiàn)我們?nèi)疁?zhǔn)的抗震設(shè)防目標(biāo)，即保證“小震不壞”、“中震可修”、“大震不倒”，我們的抗震設(shè)計(jì)就是成功的，出現(xiàn)損傷是完全可以接受的。
總之，地震從能量觀點(diǎn)看，就是地下能量的釋放，建筑結(jié)構(gòu)所受的地震作用實(shí)際上就是一種能量的傳遞，在接受到地下能量的同時(shí)，如何吸收和消耗這些能量就成為抗震設(shè)計(jì)的本質(zhì)內(nèi)容，即是延性設(shè)計(jì)。從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則，到結(jié)構(gòu)抗震承載力和變形驗(yàn)算以及抗震措施的制定，都是為了保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件延性，因此只有把握了抗震設(shè)計(jì)的本質(zhì)問(wèn)題，才能真正設(shè)計(jì)出具有較好抗震性能的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)安全與經(jīng)濟(jì)的完美結(jié)合。
作者：郭喜斌 單位：太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院
醫(yī)院作為生命綜合保障系統(tǒng)，在抗震救災(zāi)中起到的作用極為突出。醫(yī)院建筑在地震中需要經(jīng)受住地震的考驗(yàn)，擔(dān)負(fù)起救死扶傷的重要職責(zé)，所以醫(yī)院建筑應(yīng)高于當(dāng)?shù)胤课萁ㄖ目拐鹪O(shè)防要求。下面依據(jù)原衛(wèi)生部辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)《中國(guó)地震局關(guān)于學(xué)校、醫(yī)院等人員密集場(chǎng)所建設(shè)工程抗震設(shè)防要求確定原則的通知》(中震防發(fā)（2009）49號(hào))的要求，以某醫(yī)院舊有病房樓抗震加固工程為例，就醫(yī)院建筑抗震加固工程實(shí)施及方法進(jìn)行探討。該醫(yī)院的病房樓為5層磚混結(jié)構(gòu)，帶1層地下室，總建筑面積約為3019m2，建筑總高度為18.0m，建筑平面為“一”字形，東西長(zhǎng)39.5m，南北寬13.0m，于1989年建成。樓體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，磚墻承重，預(yù)制空心板樓蓋。根據(jù)醫(yī)院醫(yī)療需要，該建筑部分房間使用功能發(fā)生變化，需要將病房門、電梯門拓寬以放置病床，同時(shí)擬在病房?jī)?nèi)部增設(shè)衛(wèi)生間。通過(guò)對(duì)原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行委托檢測(cè)，提出了相應(yīng)的加固、改造處理方案，并按照方案實(shí)施加固改造病房樓。
一、材料強(qiáng)度檢測(cè)
（一）混凝土構(gòu)件材料強(qiáng)度檢測(cè)
由原設(shè)計(jì)圖紙可知：樓體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件混凝土強(qiáng)度均為200#。采用鉆芯法對(duì)結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，取混凝土芯樣18個(gè)，每層3個(gè)。依據(jù)《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》中強(qiáng)度檢測(cè)的規(guī)定，經(jīng)對(duì)鉆芯法檢測(cè)構(gòu)造柱、圈梁混凝土強(qiáng)度結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)定，均無(wú)樣本異常值。因此，進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)，原有結(jié)構(gòu)混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度等級(jí)可按C15考慮。
（二）砂漿強(qiáng)度檢測(cè)
由原設(shè)計(jì)圖紙可知：地下一層采用M10水泥砂漿，一層采用M10混合砂漿，二層至三層采用M7.5混合砂漿，四層至五層采用M5混合砂漿。依據(jù)《貫入法檢測(cè)砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》，采用貫入法檢測(cè)、評(píng)定地下一層至五層砌體砂漿抗壓強(qiáng)度?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)該結(jié)構(gòu)隨機(jī)抽取18個(gè)測(cè)區(qū)，每層3個(gè)測(cè)區(qū)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行現(xiàn)有結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算時(shí)，地下一層砌體水泥砂漿強(qiáng)度可取M10，地上一層至五層砌體混合砂漿強(qiáng)度可取M2.5。各層磚強(qiáng)度可按原設(shè)計(jì)強(qiáng)度取用。
二、主要承重構(gòu)件裂縫情況檢測(cè)
在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)墻體裂縫現(xiàn)狀檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在五層頂部井字形屋蓋梁端外側(cè)墻體與原結(jié)構(gòu)由于連接不牢靠而脫開(kāi)，同時(shí)在個(gè)別墻體上發(fā)現(xiàn)有細(xì)微溫度裂縫。除此之外，檢測(cè)中未在結(jié)構(gòu)混凝土承重構(gòu)件（梁、柱、樓板）和縱橫墻體及其連接處發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)裂縫。
三、結(jié)構(gòu)改造驗(yàn)算結(jié)果
根據(jù)原設(shè)計(jì)圖紙及砌體磚、砂漿、混凝土強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果，并結(jié)合結(jié)構(gòu)使用功能的改變情況，按照有關(guān)國(guó)家規(guī)范，重點(diǎn)驗(yàn)算該結(jié)構(gòu)抗震及受壓承載力情況。依據(jù)計(jì)算結(jié)果，原有結(jié)構(gòu)地下一層至五層大部分砌體墻抗震承載力抗力與效應(yīng)的比值，表明該結(jié)構(gòu)中大部分墻體的抗震能力不足，需對(duì)這些墻體進(jìn)行加固處理。依據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)墻的高厚比規(guī)定，對(duì)該結(jié)構(gòu)墻體高厚比進(jìn)行規(guī)定。經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，地下一層至五層各層墻體高厚比均未超過(guò)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中允許的限值，符合要求。通過(guò)查閱原設(shè)計(jì)圖紙，并經(jīng)過(guò)計(jì)算校核，該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部分承載力滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，該結(jié)構(gòu)房屋高寬比，圈梁的布置情況及抗震橫墻最大間距6.60m<15m，均能滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。但由于該結(jié)構(gòu)未在內(nèi)縱墻局部較小墻垛處設(shè)置構(gòu)造柱，依據(jù)國(guó)家《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中抗震設(shè)防烈度為8度的規(guī)范要求，五層至六層的磚混結(jié)構(gòu)不滿足抗震要求。
四、結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀處理措施
（一）樓高
查閱原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，該病房樓高度限值為15m，鑒于室內(nèi)外高差為1.5m＞0.6m，故極限高度可按16m計(jì)，現(xiàn)該結(jié)構(gòu)高度為18.9m，超出規(guī)范要求2.9m，屬超限多層砌體房屋，故抗震加固時(shí)應(yīng)從嚴(yán)考慮。
（二）墻體
對(duì)于不滿足抗震承載力要求的墻體，采用在橫墻雙面（樓梯間橫墻為單面）、內(nèi)縱墻單面增設(shè)40mm厚的鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層，另在外縱墻單面增設(shè)60mm厚的鋼筋網(wǎng)混凝土面層，以提高墻體承載力及延性。其加固處理方法如下：首先，將舊墻體面層清除，對(duì)原有損壞進(jìn)行必要的處理。用鋼絲刷和壓力水將舊墻面沖刷干凈。其次，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片并在舊墻體上打穿墻孔安設(shè)S形拉結(jié)筋（雙面墻體加固）、L形拉結(jié)筋（單面墻體加固），拉筋插入穿墻孔后用水泥砂漿或環(huán)氧樹脂填實(shí)。鋼筋網(wǎng)宜采用細(xì)密點(diǎn)焊，規(guī)格為橫向鋼筋為φ8@100，縱向鋼筋為φ6@200。鋼筋網(wǎng)砂漿面層應(yīng)深入地下，埋深≥500mm。S、L形拉結(jié)筋均采用φ6鋼筋，間距為600mm，并且呈梅花狀布置。最后，澆水濕潤(rùn)舊墻面，并清除浮渣雜物，然后逐層抹水泥砂漿。砂漿強(qiáng)度等級(jí)宜≥M10，厚度為40mm。橫墻雙面、縱墻單面加固的墻體在縱、橫墻交接處增設(shè)φ6拉結(jié)筋。
（三）門
對(duì)于需要拓寬的病房門、電梯門，采用加鋼邊框的方法進(jìn)行加固處理。其加固處理方法如下：將門洞處墻體（墻厚為240mm）沿其較長(zhǎng)的一側(cè)墻垛拓寬為1500mm，電梯門洞在其兩側(cè)墻體拓寬相等的長(zhǎng)度。同時(shí)將原混凝土門過(guò)梁剔除，以兩根5＃槽鋼（肢尖向上，中間每隔350mm用綴板-60×6連結(jié)）的鋼過(guò)梁替代原混凝土過(guò)梁。同時(shí)在門框處用兩根5＃槽鋼（肢背靠墻，中間每隔350mm用綴板-60×6連結(jié)），每隔300mm在槽鋼肢背上鉆孔與原墻體用M14的錨栓連接來(lái)支撐鋼過(guò)梁（鋼柱上部節(jié)點(diǎn)與鋼過(guò)梁端部通過(guò)鋼墊板-150×6焊接）。門洞部位墻厚為370mm的墻體拓寬采用10＃槽鋼替代5＃槽鋼（中間每隔350mm用綴板-60×6連結(jié)），以同樣的加固方法處理。
（四）病房
根據(jù)醫(yī)療的需要，在每間病房?jī)?nèi)部增設(shè)衛(wèi)生間。因?yàn)榭招臉前鍍?nèi)成孔處板壁較薄，當(dāng)墻體荷載直接作用其上后會(huì)形成局部受壓從而壓壞樓板，故空心樓板上不可直接加筑任何形式的墻體，需采用GRC輕質(zhì)隔墻。其加固處理方法如下：在輕質(zhì)隔墻底部預(yù)埋與墻體通長(zhǎng)的鋼板，鋼板（Q235）規(guī)格寬為350mm，厚度為6mm，鋼板底部均勻涂抹結(jié)構(gòu)膠，并與地面緊密粘結(jié)。
（五）陽(yáng)臺(tái)
根據(jù)醫(yī)院擬對(duì)該結(jié)構(gòu)陽(yáng)臺(tái)處外包斷橋鋁合金玻璃窗，經(jīng)對(duì)陽(yáng)臺(tái)挑板的承載力進(jìn)行驗(yàn)算，陽(yáng)臺(tái)挑板內(nèi)的配筋基本滿足增加斷橋鋁合金玻璃窗后構(gòu)件承載力的要求。為安全起見(jiàn)，對(duì)該結(jié)構(gòu)陽(yáng)臺(tái)板進(jìn)行粘鋼加固處理。
（六）地面
醫(yī)院原計(jì)劃在該結(jié)構(gòu)水磨石地面上鋪設(shè)瓷磚。由于在現(xiàn)有水磨石地面上鋪設(shè)瓷磚后，增加了樓面恒荷載，加大了預(yù)制空心樓板的負(fù)荷，也增大了結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，二者均對(duì)結(jié)構(gòu)整體的抗震性不利；故未采用在結(jié)構(gòu)水磨石地面上鋪設(shè)瓷磚，而是項(xiàng)目裝修工程中改為采用塑膠地板對(duì)原結(jié)構(gòu)地面進(jìn)行裝飾處理。
五、結(jié)束語(yǔ)
我們?cè)趯?shí)際工作中嚴(yán)格按照加固改造方案實(shí)施，由于加固的效果主要是取決于施工質(zhì)量，故嚴(yán)格要求施工企業(yè)加強(qiáng)實(shí)施過(guò)程的鋼材管理、水泥管理及混凝土的標(biāo)號(hào)管理，以及施工中的舊有墻面鑿毛處理，施工后的質(zhì)量養(yǎng)護(hù)，以確保施工質(zhì)量，從而達(dá)到醫(yī)院要求的抗震加固效果。
作者：呂晉棟
0引言
隨著城市化進(jìn)程的加快，城市人口的增加，高層建筑逐漸成為了建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。而在高層建筑的發(fā)展過(guò)程中，高層建筑的安全問(wèn)題也逐漸凸顯了出來(lái)，如何提高高層混凝土建筑的抗震性能成為建筑行業(yè)需著重考慮的問(wèn)題。但在提高高層混凝土建筑抗震性能時(shí)應(yīng)首先明確高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，才能抓住抗震設(shè)計(jì)的核心，提高高層混凝土建筑的抗震性能。
1高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求
高層混凝土建筑在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)保證建筑在遭受強(qiáng)震的過(guò)程中不倒，在中等地震中經(jīng)過(guò)維護(hù)還能繼續(xù)使用，在輕微的地震中保持穩(wěn)固，將損壞降低到最小。高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要達(dá)到抗震設(shè)計(jì)的要求，應(yīng)做到剛?cè)岵⑦M(jìn)，綜合考慮建筑的受力情況，做好強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計(jì)，并根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，保證高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合要求。
1．1綜合性要求
在對(duì)高層混凝土建筑進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意建筑的剛度設(shè)計(jì)要求，利用物理學(xué)中的力學(xué)知識(shí)合理判斷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的力學(xué)特點(diǎn)，了解機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行、建筑材料的要求以及具體的施工場(chǎng)地。根據(jù)這些因素確定混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剛度值，充分考慮各部分的建筑結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況予以不斷調(diào)整，逐漸提高高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性能，使抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠抵抗強(qiáng)等級(jí)的地震，即使建筑結(jié)構(gòu)在發(fā)生輕微變形的情況下，建筑也能通過(guò)自我的調(diào)整，保證建筑的安全性。
1．2具體要求
高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要充分考慮各方面的因素，尤其應(yīng)著重考慮關(guān)鍵部分的連接點(diǎn)作用與不同構(gòu)件的受力情況，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)要求，保證各連接點(diǎn)與構(gòu)件在地震中能發(fā)揮其作用。而在剛度方面，應(yīng)注意剛度值的具體要求，若高層混凝土建筑的剛度值過(guò)低，建筑在強(qiáng)震中會(huì)受到嚴(yán)重的破壞，直接損壞建筑的主體結(jié)構(gòu)，而在地震過(guò)后余震的作用下，建筑很可能會(huì)直接倒塌。除了混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剛度值問(wèn)題，建筑的延展性也應(yīng)引起重視，保障建筑的強(qiáng)度與剛度在合理的范圍內(nèi)，促進(jìn)高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效用的發(fā)揮。
2地震發(fā)生過(guò)程中高層混凝土建筑的破壞特點(diǎn)
2．1地基破壞特點(diǎn)
高層混凝土建筑在地震發(fā)生過(guò)程中，若地基的土層較軟弱，地基會(huì)因土體的液化而發(fā)生沉降，進(jìn)而破壞地基，造成建筑上部結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜，最終使得建筑在地震作用下發(fā)生坍塌;除此之外，高層建筑若在一些危險(xiǎn)地帶修建，尤其是在一些泥石流、滑坡等多發(fā)地段，在地震發(fā)生時(shí)，危險(xiǎn)地帶在地震的作用力下會(huì)產(chǎn)生二次性傷害，導(dǎo)致建筑的基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，引發(fā)建筑裂縫的產(chǎn)生，并在共振效應(yīng)下，損壞建筑的上部結(jié)構(gòu)，引發(fā)無(wú)可挽回的結(jié)果。
2．2結(jié)構(gòu)體系破壞特點(diǎn)
高層混凝土建筑為框架填充墻結(jié)構(gòu)時(shí)，在地震的作用力下，建筑整個(gè)平面中的內(nèi)框架柱上部容易引發(fā)剪切型的破壞，窗洞會(huì)因窗下墻的作用引發(fā)短柱性的損壞。但建筑若為框架剪力墻結(jié)構(gòu)則不易遭受嚴(yán)重的破壞。而在底框結(jié)構(gòu)中，由于底層的剛度較低，在地震的影響才會(huì)遭受嚴(yán)重的破壞，并且使用的若是框架填充墻結(jié)構(gòu)，底層的框架為敞開(kāi)式的，在沒(méi)砌墻時(shí)剛度也較低，也易遭受嚴(yán)重的破壞。
2．3剛度破壞特點(diǎn)
高層混凝土建筑的主體結(jié)構(gòu)一般使用的是矩形平面結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生地震，建筑內(nèi)的電梯井會(huì)產(chǎn)生偏心作用，因此在強(qiáng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)下會(huì)加重地震的作用力，加重破壞程度。而對(duì)于一些不對(duì)稱的平面結(jié)構(gòu)中，地震產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，造成建筑的損毀。
2．4構(gòu)件破壞特點(diǎn)
不同的構(gòu)件有不同的抗震性能。在高層混凝土建筑的框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，板與梁更容易遭受破壞，而剪力墻的窗臺(tái)下部位置也容易產(chǎn)生交叉裂縫;但框架柱由于設(shè)置了螺旋箍筋，加大了層間的位移角，因此，在地震作用下不易遭受破壞。
3加強(qiáng)高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法
3．1做好建筑主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
建筑主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)抗震性能提高的最基本問(wèn)題，因此應(yīng)重視建筑基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意將結(jié)構(gòu)相同的單元設(shè)置在地基性一致的地面上，并保持結(jié)構(gòu)一致，對(duì)于地基位置上較軟弱的土層應(yīng)進(jìn)行處理，以免承載力的不同引發(fā)地基沉降，并運(yùn)用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ㄔ黾拥鼗A(chǔ)結(jié)構(gòu)的剛度，加強(qiáng)基礎(chǔ)承載力的同時(shí)，使承載力保持在一致的水平上。并且應(yīng)注重底框的運(yùn)用，因?yàn)榈卓螂m然經(jīng)濟(jì)實(shí)用，運(yùn)用用途廣，但結(jié)構(gòu)體系分布不均勻，易引發(fā)結(jié)構(gòu)的不均勻變形，甚至在嚴(yán)重的地震作用下，造成建筑部分開(kāi)裂。因此，在使用底框時(shí)應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)增加一些措施以使底框能保持較均勻的剛度，避免不均勻造成變形的出現(xiàn)。
3．2增加抗震防線的設(shè)計(jì)
高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)并不是由某一部分構(gòu)成的而是由不同的延性分體組成的，并且不同的延性分體并不是單獨(dú)的工作，例如框剪結(jié)構(gòu)是由剪力墻和框架分體組合而成的多肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，在通力合作下能在余震過(guò)程中發(fā)生作用，增加建筑的抗震性能。而增加抗震防線的重要性在于即使一道防線破壞，另一道防線也會(huì)繼續(xù)發(fā)生作用，減輕地震對(duì)建筑的破壞。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)建立一個(gè)由多構(gòu)件組合而成的抗震防線體系，保證同一平面內(nèi)的主要構(gòu)件屈服，其他的抗側(cè)力部件能在發(fā)生彈性時(shí)，延長(zhǎng)主體結(jié)構(gòu)屈服的力度與時(shí)間，保證主體結(jié)構(gòu)較強(qiáng)的延性以及抗側(cè)移性。此外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，若有的構(gòu)件出現(xiàn)抗側(cè)移值過(guò)大的狀況，減弱了其他構(gòu)件的強(qiáng)度，應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)構(gòu)件的抗側(cè)移能力，在設(shè)計(jì)中注意多重抗震防線的設(shè)計(jì)。
3．3綜合多種抗震計(jì)算方法
在對(duì)高層混凝土建筑抗震計(jì)算中，位移計(jì)算的正確性不容忽視，并且應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行定量分析，控制主體結(jié)構(gòu)的變形量，保證在中、低地震等級(jí)中，建筑的主體結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變形。在計(jì)算主體結(jié)構(gòu)的承載力過(guò)程中，應(yīng)對(duì)高烈度地震中結(jié)構(gòu)的層間位移以及延性位移進(jìn)行實(shí)時(shí)性的計(jì)算，具體算出建筑構(gòu)件位移與結(jié)構(gòu)變形間的關(guān)系，得出建筑主要構(gòu)建的變形值，并對(duì)建筑截面的應(yīng)變情況予以分析，計(jì)算得出構(gòu)建的合理構(gòu)造值，最大限度的降低主體構(gòu)件在地震發(fā)生中的破壞程度。
3．4抗震的加固設(shè)計(jì)
在高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，因主要構(gòu)件應(yīng)滿足一定的延性要求，在樓層較高時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)軸壓比以增強(qiáng)構(gòu)件的延性，但軸壓比又不應(yīng)過(guò)小，否則會(huì)造成結(jié)構(gòu)短柱，延性也會(huì)受到影響，在高強(qiáng)度的地震作用下，造成建筑的坍塌，因而應(yīng)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。首先，在地震的加固設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇螺旋復(fù)合箍筋，因?yàn)槁菪龔?fù)合箍筋能有效地提高建筑中柱子的抗沖擊力，從而提高短柱的抗震能力。其次，框架柱的抗剪能力應(yīng)與強(qiáng)剪弱彎以及剪壓比相對(duì)應(yīng)，并且柱子頂端的抗彎能力應(yīng)在強(qiáng)柱弱梁值的范圍內(nèi)，使短柱在強(qiáng)柱弱梁或強(qiáng)剪弱彎時(shí)也不會(huì)破壞剪切性，增加建筑的抗震力度。最后，因?yàn)槎讨目辜粜暂^弱，在地震中常出現(xiàn)在抗彎能力還沒(méi)起作用時(shí)已發(fā)生了剪性破壞，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)減少短柱的抗彎能力，使其與抗剪力保持平衡，在地震發(fā)生時(shí)滿足短柱的抗彎屈服。但為了減弱短柱的抗彎強(qiáng)度，將柱子沿豎向設(shè)縫的情況，將其劃分成多個(gè)分體柱，并利用通縫或分隔板等連接鍵，增加建筑構(gòu)件的抗震性能，促進(jìn)建筑的抗震加固設(shè)計(jì)。
4結(jié)語(yǔ)
高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性是不言而喻的，只有明確抗震設(shè)計(jì)的要求并根據(jù)具體建筑結(jié)構(gòu)的抗震特點(diǎn)，才能在設(shè)計(jì)的過(guò)程中結(jié)合建筑各體系的破壞特點(diǎn)，有針對(duì)性地提高高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減輕地震對(duì)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的破壞，從而保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
作者：李璐 單位：太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院
隨著我國(guó)人口的快速增長(zhǎng)，城市中需要建設(shè)大量的高層建筑才能滿足城市人口的居住需要，還可以滿足商業(yè)和企業(yè)的不同需要。其中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證高層混凝土建筑的重要結(jié)構(gòu)，也是未來(lái)我國(guó)建筑業(yè)的主要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
1高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
高層混凝土建筑的定義是建筑高于28m，并且層數(shù)大于10層的混凝土建筑。高層混凝土結(jié)構(gòu)屬于豎向的懸臂結(jié)構(gòu)。高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)受到的水平載荷和垂直載荷的影響，并產(chǎn)生彎矩和軸向力，建筑的高度跟軸向力呈線性關(guān)系。高層混凝土建筑的層數(shù)與水平位移，跟彎矩是呈上升曲線的關(guān)系，且軸向力與高度的比例關(guān)系是正比例。
2高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化
2.1結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化。
在結(jié)構(gòu)幾何形狀和材料都規(guī)定好的條件下，計(jì)算出滿足各種條件下的最優(yōu)構(gòu)件截面，其實(shí)就是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其造價(jià)最低化。2.2結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化。結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化先從結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)開(kāi)始，使結(jié)構(gòu)平面布置滿足對(duì)稱、規(guī)則，立面和豎向規(guī)則，側(cè)向剛度均勻變化。與此同時(shí)，通過(guò)定量的分析和計(jì)算對(duì)關(guān)系到體系整體性能的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
2.3結(jié)構(gòu)功能的優(yōu)化。
建筑的使用功能如何對(duì)結(jié)構(gòu)和造價(jià)的影響較大，取決于工程建設(shè)完成后使用者對(duì)本項(xiàng)目有著怎樣的使用功能要求，在能夠滿足用戶整體功能要求的條件下對(duì)結(jié)構(gòu)功能方面進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。
2.4結(jié)構(gòu)體系選擇的優(yōu)化。
對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，可以選擇的結(jié)構(gòu)形式有很多，例如框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等。由于對(duì)結(jié)構(gòu)的要求很多，結(jié)構(gòu)的選型也十分復(fù)雜，需要綜合各方面的因素進(jìn)行確定，并且需要結(jié)構(gòu)、建筑、經(jīng)濟(jì)上各方面的協(xié)調(diào)平衡，才能對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化選擇。
2.5基于最優(yōu)設(shè)防烈度的抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
在確定了結(jié)構(gòu)類型、布局和材料后，抗震結(jié)構(gòu)還需要確定抗震設(shè)防水平，先進(jìn)行設(shè)防水平選擇在進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化，這就是基于最優(yōu)設(shè)防烈度的抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
3高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法
3.1改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案需要滿足我國(guó)現(xiàn)行的建筑工程抗震方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，主體結(jié)構(gòu)需要能抵御空間的變形，并且在結(jié)構(gòu)進(jìn)行延伸變化時(shí)可以進(jìn)行恢復(fù)，以抵消在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)變形時(shí)所產(chǎn)生的不利形變，保證高層混凝土建筑的穩(wěn)定性。在評(píng)價(jià)地震作用對(duì)高層混泥土結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響時(shí)，需要進(jìn)行科學(xué)合理的分析，考慮各結(jié)構(gòu)部分，最大限度的控制高層混泥土各部分的受力情況，使建筑的抗震性能得到提升，需要特別注意的是高層混凝土的豎向結(jié)構(gòu)受力，使高層混凝土建筑可以滿足相關(guān)的剛度設(shè)計(jì)要求，受力更加平衡，保證高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震性能和穩(wěn)定性符合要求。此外，還需要考慮高層混凝土建筑位置的地質(zhì)情況，在設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)時(shí)考慮防震，對(duì)于高層混凝土建筑的關(guān)鍵部分的施工應(yīng)十分注意，盡可能的降低高層混凝土建筑所承受的重力，使其建筑受力均勻，符合重力的變化規(guī)律，避免高層混凝土建筑產(chǎn)生過(guò)多的水平力和豎向力的不均勻，從整體上提高對(duì)高層混凝土建筑的抗震性能。
3.2科學(xué)選定建設(shè)位置。
高層混凝土建筑的選址也十分重要，對(duì)建筑的抗震性能有著很大的影響，應(yīng)綜合分析項(xiàng)目區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害情況。所以在高層混凝土建筑的選址上應(yīng)做到科學(xué)合理，對(duì)于高層混凝土建筑周圍的環(huán)境及地質(zhì)情況也要考慮其中。選取的原則是：高層混凝土建筑應(yīng)避免臨近電廠、變電站等區(qū)域，減少周圍環(huán)境對(duì)建筑的不良影響；高層混凝土建筑還需要遠(yuǎn)離丘陵和山坡，因?yàn)檫@些區(qū)域的抗震能力較低，不利于抗震設(shè)計(jì)。
3.3高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)合理。
應(yīng)用模擬軟件對(duì)高層混凝土建筑發(fā)生地震時(shí)的受力情況進(jìn)行模擬，來(lái)選擇科學(xué)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)高層混凝土建筑的質(zhì)量檢測(cè)、施工工藝、地質(zhì)等情況的充分掌握，在對(duì)高層混凝土建筑進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分的了解抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行合理優(yōu)化，在影響高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要部分需要進(jìn)行說(shuō)明，這對(duì)于提高高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分有幫助的。此外，對(duì)于高層混凝土的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣可以方面設(shè)計(jì)人員對(duì)以往工程設(shè)計(jì)資料的查找，在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)受力研究時(shí)可以參照以往相似工程，對(duì)于力學(xué)模型的建立也是十分有用的。高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)包括扭轉(zhuǎn)角度和震動(dòng)周期等，眾多的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)在高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)都需要互相協(xié)調(diào)和仔細(xì)分析，以保證參數(shù)的科學(xué)合理。
3.4控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
地震會(huì)對(duì)建筑產(chǎn)生水平力、豎向力和扭轉(zhuǎn)力，這種各方向力的綜合作用下，會(huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，造成建筑物的損壞。地震的發(fā)生具有突然性和隨機(jī)性，因此地震的發(fā)生難以預(yù)測(cè)并且需要面對(duì)很多未知因素的影響，所以在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不能僅對(duì)水平力和豎向力進(jìn)行防護(hù)，還需要對(duì)扭轉(zhuǎn)力作用進(jìn)行考慮，對(duì)抗震結(jié)構(gòu)的位移進(jìn)行要求，并測(cè)定最大和最小位移結(jié)構(gòu)的剛度，保證混凝土建筑的整體位移具有一致性，對(duì)于高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的每一部分都符合要求，對(duì)建筑的整體抗震性能進(jìn)行分析，如發(fā)現(xiàn)隱患應(yīng)及時(shí)的改正，盡可能的保證高層混凝土建筑的抗震性能。
結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)社會(huì)的高速發(fā)展，抗震結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來(lái)越廣。由于居民對(duì)高層混凝土建筑質(zhì)量上的要求越來(lái)越高，因此在建筑工程的實(shí)際設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中應(yīng)采取更加安全的抗震結(jié)構(gòu)，這不僅能夠滿足國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)的安全抗震要求，一定程度上還可以提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)于建筑行業(yè)的健康高速發(fā)展起到了至關(guān)重要的推動(dòng)作用。
作者：郭輝 單位：北京華宇工程有限公司
砌體結(jié)構(gòu)在我國(guó)的運(yùn)用廣泛，絕大多數(shù)的樓房建筑是由磚石砌成，這些建筑的人員活動(dòng)密集，建筑本身的抗震能力不強(qiáng)，一旦遇到地震，往往造成人員的大量傷亡和房屋的倒塌，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)極大威脅。在我國(guó)以往的砌體結(jié)構(gòu)建設(shè)過(guò)程中，對(duì)建筑的抗震功能缺乏重視，抗震施工技術(shù)落后。近年來(lái)，隨著我國(guó)特大地震災(zāi)害的頻繁出現(xiàn)，磚砌結(jié)構(gòu)的抗震功能受到重視，如何通過(guò)在磚砌結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中采用相應(yīng)的技術(shù)增加建筑的抗震性能，從而提高建筑的防震能力，成為當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)亟待解決的重要問(wèn)題。
1我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)在地震中的破壞
1.1破壞原因
砌體結(jié)構(gòu)往往是磚石砌成的，建筑墻體的抗剪強(qiáng)度不足，地震中墻體容易產(chǎn)生裂縫，特別是在墻體的底層，受剪切作用的影響，裂縫呈X形，這就導(dǎo)致墻體上層結(jié)構(gòu)受重力影響時(shí)，造成墻體的滑落和移動(dòng)，進(jìn)而造成上層建筑的倒塌。在建筑過(guò)程中，沒(méi)有注意使各墻體之間形成統(tǒng)一的整體結(jié)構(gòu)，這就降低了建筑的穩(wěn)固性，在地震發(fā)生時(shí)，一旦一處的墻體遭到破壞，整個(gè)建筑就失去了整體支撐的平衡，造成傾斜和倒塌。
1.2破壞規(guī)律
地震的發(fā)生是從地下開(kāi)始的，磚砌結(jié)構(gòu)建筑的底層也是承重壓力最大的地區(qū)。在地震發(fā)生時(shí)，來(lái)自地下的破壞會(huì)首先破壞建筑的底部，使建筑底部的墻體出現(xiàn)裂縫和移動(dòng)，從而造成建筑的上層的傾斜和移動(dòng)，直至倒塌。當(dāng)前，我國(guó)砌體建筑的外圍墻體都缺少必要的防震支撐，建筑邊端的墻體缺少整體的約束作用，而且我國(guó)大多建筑的下層房屋，在設(shè)計(jì)時(shí)往往作為客廳、商場(chǎng)等，墻體少，更不容易與外墻形成連接的穩(wěn)固整體。此外，在地震發(fā)生時(shí)，邊端墻體特別是墻體相接的地方容易受到多方力量的擠壓，破壞更為嚴(yán)重。隨著居民住房需求的增大和建筑技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)前我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)的建筑在高度上越來(lái)越高，但是相應(yīng)的抗震技術(shù)卻沒(méi)有同步提升。高層建筑的抗震能力和底部的抗壓能力很難得到提高。同時(shí)，高層建筑的每一層都是一個(gè)抗震的質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，一個(gè)抗震質(zhì)點(diǎn)的傾覆、彎曲就會(huì)給整個(gè)建筑帶來(lái)破壞和倒塌的風(fēng)險(xiǎn)。在砌體建筑中，墻體是抗震的最主要的力量，墻體一旦受到破壞，整個(gè)建筑的抗震能力就不復(fù)存在了。其中橫墻和縱墻是抗震的關(guān)鍵，橫墻和縱墻的分布多少和配置的均勻程度與建筑的抗震能力密切相關(guān)。橫墻和縱墻通過(guò)合理的分配和連接作用，形成抗震整體，在地震發(fā)生時(shí)，合理的橫縱墻配置，可以發(fā)揮有效的抗震能力。砌體結(jié)構(gòu)的樓梯是地震中最易受到破壞的地區(qū)之一，在高層砌體建筑中，樓梯間沒(méi)有支撐結(jié)構(gòu)，形成了整個(gè)砌體建筑中的缺口，當(dāng)樓梯間的設(shè)置位于建筑的邊端時(shí)，樓梯間周圍的房屋結(jié)構(gòu)會(huì)向樓梯間傾斜，造成破壞。
2當(dāng)前砌體結(jié)構(gòu)建筑抗震施工的問(wèn)題
2.1構(gòu)造柱與磚墻體的水平拉結(jié)鋼筋施工不規(guī)范
構(gòu)造柱與磚墻之間的拉結(jié)鋼筋是連接兩者，并形成建筑加固整體的重要施工點(diǎn)，如果在拉結(jié)鋼筋的施工過(guò)程中，拉結(jié)鋼筋設(shè)置的過(guò)少或者間距不夠均勻，或是鋼筋與墻體之間的具體不合理，都會(huì)造成地震發(fā)生時(shí)，因著力點(diǎn)的不均勻?qū)е聣w的錯(cuò)位、變形，造成建筑的破壞。
2.2圈梁在外墻轉(zhuǎn)角處不設(shè)或漏設(shè)轉(zhuǎn)角附加筋，構(gòu)造柱縱筋位移
圈梁具有提高建筑剛度、增加建筑物整體性和抗拉抗剪等作用，轉(zhuǎn)角附加筋可以防止圈梁發(fā)生錯(cuò)位，提高其防震性能。在具體的施工過(guò)程中，為和上部構(gòu)造柱縱筋搭接，強(qiáng)行將縱筋扳倒到上部構(gòu)造柱縱筋的位置，這樣不僅使其保護(hù)層厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，也削弱了構(gòu)造柱的抗震作用。
2.3構(gòu)造柱箍筋彎鉤的角度、長(zhǎng)度、箍筋扣的擺放位置達(dá)不到規(guī)范要求
箍筋彎鉤和箍筋扣是使縱筋和建筑墻體構(gòu)成建筑整體，從而提高砌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和抗震性的重要元素。在實(shí)際施工過(guò)程中，技術(shù)人員因?yàn)樗枷胝J(rèn)識(shí)不到位或是工作的疏忽未把箍筋扣螺旋或錯(cuò)開(kāi)，甚至隨意擺放，使彎鉤角度不足或是超過(guò)135°，彎鉤的長(zhǎng)度達(dá)不到10d，這些都會(huì)使箍筋不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，從而造成整個(gè)建筑抗震能力的下降。
3砌體結(jié)構(gòu)建筑抗震施工的技術(shù)分析
3.1對(duì)砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔震加固
在我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展過(guò)程中，有很多傳統(tǒng)的砌體建筑的抗震加固方法，如設(shè)置夾板墻、增設(shè)壁柱及圈梁等，這些加固抗震方法在一定程度上提升了砌體建筑的抗震能力，但是這些方法會(huì)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)本身造成一定的影響，加固設(shè)置過(guò)程中難免給建筑本身帶來(lái)不必要的改變。隔震技術(shù)是通過(guò)隔震層的設(shè)置，隔絕和消除地震對(duì)建筑的破壞能力的新型技術(shù)，這種技術(shù)從根本上隔絕地震和建筑之間的聯(lián)系，是當(dāng)前建筑抗震的重要方法。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和實(shí)際實(shí)踐，現(xiàn)在確定的隔震加固施工流程為:水準(zhǔn)測(cè)量（對(duì)建筑的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行勘測(cè)分析）室內(nèi)外土方開(kāi)挖（對(duì)建筑區(qū)域地下的施工）施工放樣控制標(biāo)高基礎(chǔ)加固施工段劃分（對(duì)隔震區(qū)域進(jìn)行分段施工，確保施工安全）墻體托換墻體開(kāi)鑿隔震支座就位混凝土養(yǎng)護(hù)、拆模。在施工過(guò)程中，需要嚴(yán)格遵照施工流程，相關(guān)的技術(shù)工作要細(xì)致到位。
3.2墻體托換設(shè)計(jì)
在砌體建筑的施工過(guò)程中，如果建筑墻體的強(qiáng)度無(wú)法滿足建筑強(qiáng)度和抗震的需要，就必須要將已有的墻體拆除并重新施工。但是，砌體建筑樓層高，在托換過(guò)程中施工困難，所以要先對(duì)墻體進(jìn)行框架的施工，在框架的支撐之下，才能拆除不符合要求的墻體，從而保障托換過(guò)程的安全，如圖2所示。托換框架與其上計(jì)算高度范圍內(nèi)的墻體組成墻梁結(jié)構(gòu)來(lái)支承上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的均布荷載,并將其轉(zhuǎn)換成隔震支座處的集中荷載。而托梁下的隔震支座因其豎向剛度非常大,可作為整個(gè)墻梁構(gòu)件的豎向支座。
3.3重點(diǎn)加固薄弱區(qū)域
墻體是支撐建筑的主要結(jié)構(gòu)，也是在地震發(fā)生時(shí)，主要的抗震設(shè)施。樓梯間缺少墻體支撐，是地震發(fā)生時(shí)，容易被破壞的地區(qū)，并且樓梯間與墻體之間缺少支撐，墻體的扭曲或者樓梯間的坍塌都會(huì)引起連鎖反應(yīng)，造成建筑的嚴(yán)重破壞。所以要對(duì)樓梯間進(jìn)行加固處理，并且在樓梯和墻體之間形成穩(wěn)固性的連接，從而增加樓梯間的穩(wěn)固性，減弱樓梯間對(duì)墻體的影響。
4結(jié)語(yǔ)
根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)建筑在地震發(fā)生過(guò)程中造成的破壞的規(guī)律的總結(jié)，并對(duì)當(dāng)前我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)建筑施工中的技術(shù)漏洞和易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行概括，從而找出砌體結(jié)構(gòu)建筑的抗震弱點(diǎn)和技術(shù)缺陷，通過(guò)先進(jìn)施工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，可以有效加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，增強(qiáng)建筑的抗震能力。這是當(dāng)前我國(guó)建筑加強(qiáng)安全性能，確保在地震發(fā)生時(shí)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全的有效措施，對(duì)我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)的提高和建筑安全性能的提高都有重要意義。
作者：孫曙光 單位：山東萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院
近年來(lái)，我國(guó)建筑行業(yè)得到前所未有的發(fā)展，并且建筑領(lǐng)域逐漸地向高層方向發(fā)展，眾多高層混凝土建筑工程如雨后春筍般出現(xiàn)。高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。主要是因?yàn)楦邔踊炷两ㄖ娜丝谙鄬?duì)密集，一旦發(fā)生地震災(zāi)害，高層混凝土建筑抗震性能較低而發(fā)生坍塌，將會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)造成惡劣的社會(huì)影響，這對(duì)建筑行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展是非常不利的。因此，在進(jìn)行高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分的認(rèn)識(shí)到抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，為高層建筑居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全提供可靠的保障。
1高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求分析
①在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)規(guī)劃與設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算與分析，合理的掌握結(jié)構(gòu)剛度，充分的了解施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、所有設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、建材的性能以及物理力學(xué)知識(shí)，以此確定高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的整體高度大小，并設(shè)置科學(xué)的連接，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)剛度的合理調(diào)整。為了提高高層混凝土建筑的抗震能力，應(yīng)該盡可能的將建筑波動(dòng)受力控制在地質(zhì)支撐范圍以內(nèi)，即當(dāng)高層混凝土建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形之后，抗震結(jié)構(gòu)通過(guò)自身的調(diào)節(jié)，能夠盡可能的降低整體結(jié)構(gòu)的變形幅度，然后通過(guò)有效的維護(hù)工作，保證高層混凝土建筑的安全和使用價(jià)值。
②在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該正確的分析關(guān)鍵部位或者重要部件和其他部件之間連接點(diǎn)的受力狀況，通過(guò)合理的計(jì)算，采取有效的措施進(jìn)行調(diào)整，以此提高高層混凝土建筑的抗震能力，當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害發(fā)生之后，能夠最大限度的降低地震給建筑物帶來(lái)的損失。此外，通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)貧v年的地震災(zāi)害進(jìn)行分析，如果高層混凝土建筑采用柔和剛度設(shè)計(jì)，當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害發(fā)生之后，將會(huì)導(dǎo)致主體內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到損壞，在余震的作用下，會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生連鎖反應(yīng)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成持續(xù)破壞，最終導(dǎo)致建筑倒塌。對(duì)此，在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分的研究與分析混凝土抗震結(jié)構(gòu)，以此保證高層建筑的結(jié)構(gòu)剛度滿足相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范，同時(shí)強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)的延伸性，進(jìn)而提高高層建筑的抗震性能，最大限度的降低地震災(zāi)害給建筑造成的損失。
2高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
①在進(jìn)行高層混凝土建筑工程建設(shè)施工之前，應(yīng)該對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，盡可能的避免選擇在地震因素或者災(zāi)害多發(fā)地，科學(xué)、合理的選擇建筑位置，對(duì)于提高高層混凝土建筑的抗震性能具有非常重要的作用。同時(shí)，高層混凝土建筑周圍不應(yīng)該存在變電所、發(fā)電站等安全指數(shù)不穩(wěn)定的地區(qū)，同時(shí)避開(kāi)低洼沼澤、陡峭山坡等抗震效果差的地區(qū)。
②在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該堅(jiān)持均勻、對(duì)稱、規(guī)整等原則，高層混凝土建筑各個(gè)樓層在水平地震作用下會(huì)發(fā)生側(cè)移，主要包括整體轉(zhuǎn)動(dòng)、整體平移、剪切變形以及整體彎曲變形，對(duì)不同的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該采用針對(duì)性的措施控制結(jié)構(gòu)的變形。為了降低結(jié)構(gòu)側(cè)移，應(yīng)該采取以下措施：采用彎雙重抗側(cè)力體系，減小框架的梁距與柱距，采用豎向支撐的交錯(cuò)布置方式，采用立體構(gòu)件取代傳統(tǒng)的平面構(gòu)件；利用傾斜里面和扭轉(zhuǎn)體型，采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)提高建筑的抗震能力；適當(dāng)?shù)脑黾咏ㄖ膶挾?；在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，有目的、有意識(shí)的控制厚薄層，這樣既能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，又不會(huì)使薄弱層發(fā)生變形，這是提高高層混凝土建筑整體抗震性能的有效措施。
③在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了提高其抗震性能，應(yīng)該設(shè)置多道抗震防線，主要是因?yàn)榈卣馂?zāi)害經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈的震動(dòng)后，會(huì)伴隨多次余震，如果高層混凝土建筑只設(shè)置一道抗震防線，將會(huì)由于損傷累積導(dǎo)致建筑倒塌。地震作用下高層混凝土建筑的性能主要取決于鋼筋混凝土的抗變形能力，地震對(duì)發(fā)區(qū)域的高層混凝土建筑，其抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該采用延性框架，同時(shí)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)局部薄弱區(qū)的剛度與承載能力，以此保證高層混凝土建筑的整體性與抗震能力，盡可能降低地震作用對(duì)建筑造成損害。通過(guò)設(shè)置多道抗震防線，能夠有效的避免建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱區(qū)。同時(shí)，通過(guò)加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)，加強(qiáng)薄弱部位，重視結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)，合理的控制鋼筋的錨固長(zhǎng)度，特別是直線段錨固長(zhǎng)度，同時(shí)考慮溫度應(yīng)力對(duì)建筑抗震性能的影響，通過(guò)全方位的考慮，設(shè)置多道抗震防線，能夠顯著的提高高層混凝土建筑的抗震性能。
④在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該重視消能減震與隔震措施。目前，我國(guó)以及世界各國(guó)都采用了延性結(jié)構(gòu)體系，主要是因?yàn)檠有越Y(jié)構(gòu)通過(guò)對(duì)建筑物的剛度進(jìn)行調(diào)控，當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害發(fā)生之后，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)入延性的塑性狀態(tài)，以此起到降低地震作用力，削減地震對(duì)高層建筑造成的損壞。延性結(jié)構(gòu)雖然能夠吸收地震能量，但是隨著建筑高度的增加，其消耗地震能力的作用越來(lái)越小，不能很好的起到耗能減震的作用，傳統(tǒng)的延性結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)不能夠很好的滿足現(xiàn)代高層混凝土建筑的抗震要求。
⑤充分考慮位移，盡可能的降低輸入地震能量。在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分的考慮位移問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，重視計(jì)算承載力，然后采用彈性策略，系統(tǒng)的分析與計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)力，在分析相關(guān)數(shù)據(jù)的前提下，考慮橫向彎矩，展開(kāi)深層次的設(shè)計(jì)；通過(guò)減少建筑自重，能夠有效的降低建筑在水平方向的側(cè)移，通過(guò)考慮多個(gè)方面的因素，能夠有效的提高高層混凝土建筑的抗震性能。為了降低地震輸入能量，在高層混凝土建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該充分的考慮地震預(yù)期作用，全面的分析、預(yù)算和計(jì)算變形問(wèn)題，盡可能的提高建筑構(gòu)件的承載能力，同時(shí)考慮地震時(shí)間層的位移側(cè)移和綜合位移之間的延性比，這樣能夠顯著的提高高層混凝土建筑的抗震性能，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。
3結(jié)語(yǔ)
總而言之，高層混凝土建筑在現(xiàn)代建筑中占據(jù)很大的比例，為了保證高層建筑居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，必須充分的認(rèn)識(shí)到高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，根據(jù)高層混凝土建筑項(xiàng)目的實(shí)際狀況，應(yīng)用先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)理念、科學(xué)的抗震結(jié)構(gòu)形式以及相關(guān)抗震措施，不斷的提高高層混凝土建筑的抗震性能，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，為人們的逃生提供寶貴的時(shí)間。同時(shí)，加強(qiáng)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，對(duì)促進(jìn)整個(gè)建筑行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的作用。
作者：鄭歡 單位：河南省城鄉(xiāng)建筑設(shè)計(jì)院有限公司
地震對(duì)于人類的生產(chǎn)生活有著巨大的破壞力，地震引發(fā)的重大事故給人類帶來(lái)的不僅僅是經(jīng)濟(jì)的損失，更多的是生命逝去的悲劇。主要原因在于，地震的烈度遠(yuǎn)高于當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防烈度，而且建筑物的抗震效果不大，難以抵擋高震感而倒坍。如13年四川雅安地震地震烈度已超過(guò)當(dāng)?shù)厮艹惺艿脑O(shè)防烈度，造成了難以估量的損失。為有效防范高強(qiáng)度地震帶來(lái)的危害，由此引發(fā)了建筑界在建筑設(shè)防烈度上的探討與研究。
1提升抗震設(shè)防烈度的必要性
大地震給一個(gè)地區(qū)帶來(lái)的各種損失是難以用數(shù)字估算的。以13年四川雅安地震為例進(jìn)行解釋說(shuō)明，其造成的直接損失約在數(shù)百億，間接損失難以評(píng)估，其中大部分損失來(lái)源于建筑物的損毀。雅安周邊地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為七度，然而雅安地震的烈度要大大超出當(dāng)?shù)厮贫ǖ臉?biāo)準(zhǔn)，所以我們?cè)谔嵘拐鹪O(shè)防烈度的道路上任重而道遠(yuǎn)。地震作用有著一定的不確定性，主要表現(xiàn)在時(shí)間、地點(diǎn)、以及強(qiáng)度范圍等隨機(jī)性較強(qiáng)?，F(xiàn)如今的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況以及科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平?jīng)Q定抗震設(shè)防的水平，并且因?yàn)榈貐^(qū)的不同而有所差別。例如四川的設(shè)防烈度為七度，而九寨溝為八度等。因?yàn)榭拐鹪O(shè)防烈度存在差異，建筑工程造價(jià)受到影響必然會(huì)發(fā)生變化。所以要科學(xué)分析來(lái)合理改進(jìn)抗震設(shè)防烈度。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，現(xiàn)代建筑對(duì)于室外景觀以及室內(nèi)裝潢的投入都上升到一個(gè)較高的層次，促進(jìn)了建筑業(yè)的發(fā)展。然而各種維護(hù)、清潔設(shè)備的投入在總體上使建筑總造價(jià)增加，同時(shí)也減少了土建造價(jià)所占比例。因?yàn)橥两ㄔ靸r(jià)提升極小，一旦建筑遭受破壞，將會(huì)帶來(lái)重大的損失，如漏電、火災(zāi)等次生災(zāi)害。
2算例分析
建筑物抗震能力的評(píng)定不僅和當(dāng)?shù)氐脑O(shè)防烈度、建筑場(chǎng)地以及地震分組等外部因素都有關(guān)，還和建筑的設(shè)防分類高度、建筑高度、結(jié)構(gòu)的類型等都有關(guān)。提升建筑物的抗震等級(jí)，，將在很大程度上會(huì)加大建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震力。在造價(jià)上只是加大了截面的尺寸，也就是只增加了鋼筋混凝土的使用量，然而對(duì)樓板的厚度以及配筋量的影響幾乎可以忽略不計(jì)。以某一機(jī)場(chǎng)為例進(jìn)行分析?？展芄こ趟赜袡C(jī)場(chǎng)“大腦”之稱，而集合了空中交通管理體系的航管樓則堪稱是機(jī)場(chǎng)“大腦”的“腦干”，其重要性不言而喻。據(jù)了解，該新橋機(jī)場(chǎng)空管工程主要包括航管樓工程、塔臺(tái)工程、氣象工程、雷達(dá)工程和場(chǎng)外導(dǎo)航臺(tái)工程，總建設(shè)投資約1.76億元，主要規(guī)劃用地約135畝，總建筑面積約10000平方米。其中航管樓工程為四層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積4955㎡，建筑總高度20.95m，抗震設(shè)防烈度7度，土建工程造價(jià)為2200多萬(wàn)元。建成后將集中采裝國(guó)際先進(jìn)的空管自動(dòng)化系統(tǒng)、雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)、衛(wèi)星通訊和地空通信系統(tǒng)，構(gòu)建成集管制指揮、通訊導(dǎo)航、氣象服務(wù)、航行情報(bào)于一體的全功能、綜合性的先進(jìn)空中交通管理體系，堪稱是機(jī)場(chǎng)“大腦”的“腦干”。該地跟歷史地震發(fā)生情況來(lái)看，屬于地震少發(fā)地帶且強(qiáng)度較弱。因此七度抗震設(shè)防烈度對(duì)本地是極為安全的。當(dāng)然如果是按照8度或九度來(lái)進(jìn)行設(shè)防會(huì)更安全，但是對(duì)于工程建筑造價(jià)來(lái)說(shuō)，每提高1烈度進(jìn)行設(shè)防，建筑物的造價(jià)也會(huì)相應(yīng)提升3－5個(gè)百分點(diǎn)。
3提升抗震設(shè)防烈度的有效方法
抗震烈度高于八。這時(shí)可以改變建筑本身的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，設(shè)置隔震以及消震設(shè)備來(lái)增加各個(gè)支撐部位的抗震性能，從而達(dá)到設(shè)防烈度標(biāo)準(zhǔn)。此種方式的造價(jià)要比那種通過(guò)改變部件的尺寸和配筋率要少得多，而且更為有效。所以選擇合適的體系能夠?yàn)榻ㄖ篂?zāi)奠定一個(gè)較好的基礎(chǔ)，也會(huì)給予土建造價(jià)以直接影響?？拐鹆叶冉橛诹群桶硕戎g。可以通過(guò)改變部件的尺寸和配筋率來(lái)提升建筑物的抗震能力。隨著社會(huì)的進(jìn)步，現(xiàn)在的抗震技術(shù)也越來(lái)越多。當(dāng)前以斜撐為主要研究對(duì)象，能夠很大程度降低土建造價(jià)。建筑結(jié)構(gòu)有其縱向構(gòu)件，主要作用是承受縱向壓力。然而在受到水平壓力時(shí)，就會(huì)變彎，這時(shí)就需要補(bǔ)救措施，會(huì)增加成本。選擇斜撐這一方法能夠很好解決這個(gè)問(wèn)題，其構(gòu)件都是拉壓式構(gòu)造，對(duì)水平壓力起著一定的抵抗作用，同時(shí)也能減小其中構(gòu)件的尺寸和減少縱向構(gòu)件的數(shù)量來(lái)達(dá)到降低土建造價(jià)的目的。
4提升設(shè)防烈度對(duì)土建造價(jià)的影響分析
以某一住宅小區(qū)高層為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，此樓的高度為45m，建筑首層的高度大約為3.5m，以上各層高度均為3.3m，其中混凝土墻壁厚度約為185mm以此為護(hù)墻。因?yàn)楣こ淘诓煌目拐鹪O(shè)防條件下，其土建造價(jià)與鋼筋的使用量息息相關(guān)，在合理范圍內(nèi)，以6、7、8度作為抗震設(shè)防烈度的標(biāo)準(zhǔn)，并且按照最經(jīng)濟(jì)適用的尺寸來(lái)選擇構(gòu)件，來(lái)對(duì)造價(jià)存在的差異來(lái)進(jìn)行分析。通過(guò)調(diào)查數(shù)據(jù)表明，在保證建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變的前提下，需要增加構(gòu)件的鋼筋配量，如抗震烈度從6度提升至7度，截面尺寸也會(huì)相應(yīng)變化6根;而抗震烈度從7度提升至8度時(shí)，則要改變13根柱子的尺寸。對(duì)于不設(shè)防，鋼筋的使用量會(huì)隨抗震烈度的提升而變少，由不設(shè)防到設(shè)防烈度為6度使用量提升大概為13%;從6度升至7度則約提升11%;從7度到8度使用量已經(jīng)降至到僅提升9%。對(duì)應(yīng)的土建造價(jià)增加幅度，6度設(shè)防烈度提升的造價(jià)約為2%，而當(dāng)設(shè)防烈度提升到7度時(shí)造價(jià)大致提高到6%，達(dá)到8度時(shí)增加約11%。
5結(jié)語(yǔ)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，相應(yīng)的建筑標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高。而創(chuàng)造出具有穩(wěn)定性高、安全性強(qiáng)、抗震效果好的建筑為人們廣泛關(guān)注。所以在建筑的時(shí)候要根據(jù)地區(qū)情況來(lái)決定抗震設(shè)防烈度，一般要以基本烈度為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行抗震設(shè)防烈度的規(guī)劃設(shè)計(jì)。提高結(jié)構(gòu)抗震性，對(duì)土建造價(jià)的影響并不大，在整體造價(jià)中，所占比例極小。相對(duì)于那些昂貴的室內(nèi)裝潢和豪華體驗(yàn)，一旦發(fā)生重大地震，所產(chǎn)生的破壞力不僅僅是，豪華的裝修和高科技的設(shè)備等化為廢品，甚至?xí)?dǎo)致失火、漏電等一系列次生災(zāi)害以及人元傷亡。因此而造成的財(cái)物損失要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)土建造價(jià)的損失。所以為確保結(jié)構(gòu)的安全性以及穩(wěn)定性，要對(duì)土建造價(jià)進(jìn)行一定提升。
作者：謝妤芳 單位：尋烏縣城鄉(xiāng)規(guī)劃建沒(méi)局
引言
最近我們國(guó)家的很多地區(qū)都發(fā)生了地震，地震造成的損失也非常大，地震中有很多建筑房屋發(fā)生倒塌的情況，因?yàn)檫@種原因造成了人員的傷亡和財(cái)產(chǎn)的損失是非常巨大的。因?yàn)榻ㄖ镒陨淼木窒扌?，所以只要是有地震發(fā)生，就會(huì)產(chǎn)生很大的危害。所以對(duì)于建筑物的抗震性進(jìn)行優(yōu)化是非常有必要的。
一、建筑結(jié)構(gòu)抗震性能可能出現(xiàn)的問(wèn)題
目前，我國(guó)的建筑物在建設(shè)的過(guò)程中使用的抗震方法多為等效斜撐，這種方法對(duì)于抗震十分有效，可是它的精度卻很低，這也就造成了在實(shí)際運(yùn)用上的局限性。我國(guó)的很多相關(guān)研究人員有提出運(yùn)用非線的有限元角度對(duì)建筑模型進(jìn)行填充，但是這種方式的施工過(guò)程太過(guò)復(fù)雜，并不是十分適合建筑物。所以，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程里，我們還是需要對(duì)抗震性能進(jìn)行理論上的掌握。并且在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)于周期修正系數(shù)的去進(jìn)行是確定的。
二、相關(guān)的抗震設(shè)計(jì)
1.參考建筑結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)造去進(jìn)行抗震的設(shè)計(jì)
通常的情況，運(yùn)用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候，是運(yùn)用對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件的截面尺寸進(jìn)行控制的方式，還有就是最小配筋率去對(duì)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。建筑的磚混結(jié)構(gòu)，通常比較常見(jiàn)的組成方式有對(duì)房屋的整體高度以及建筑的層數(shù)和層高進(jìn)行限制的作用；在建筑的橫縱墻里去進(jìn)行鋼筋混凝土構(gòu)造柱的設(shè)立，同時(shí)還需要設(shè)置一些防震縫。在我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范中也有一些相關(guān)強(qiáng)制性的條例。
2.按照建筑結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)去對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)
在建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要目的就是使其在出現(xiàn)地震的時(shí)候可以很好的抗震。所以在對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要對(duì)建筑物所要建設(shè)地區(qū)可能發(fā)生的地震的強(qiáng)度進(jìn)行衡量然后將其作為抗震設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。并且要將對(duì)建筑物本身的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不造成破壞去對(duì)建筑物的抗震的性能進(jìn)行確認(rèn)。建筑物在沒(méi)有進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的部位上也要求應(yīng)該具備一定的抗震的性能，只有做到這樣才能夠在出現(xiàn)地震的時(shí)候使建筑物處于一個(gè)可以承受的彈性中。
3.參考相關(guān)的建筑場(chǎng)地去進(jìn)行抗震的設(shè)計(jì)
建筑的結(jié)構(gòu)整體上應(yīng)該有著非常好的抗震性，同時(shí)對(duì)于建筑物的建筑場(chǎng)地也要選擇一個(gè)比較穩(wěn)定的地點(diǎn)，同時(shí)在建筑物上還需要設(shè)置抗震層。然后還要對(duì)建筑物的周圍環(huán)境和建筑物附近的建筑物進(jìn)行安全性的思路和設(shè)計(jì)。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的場(chǎng)地進(jìn)行規(guī)劃的時(shí)候，還需要從能夠?qū)ㄖ喜拷Y(jié)構(gòu)的位移進(jìn)行適應(yīng)的特點(diǎn)以及性能方面去進(jìn)行考量。
三、具體的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一些方式
1.基礎(chǔ)性防震措施應(yīng)用
（一）地基隔震
地基的隔震主要的作用是在建筑的地基還有土層之間所建立的一個(gè)緩沖層，這個(gè)緩沖層的主要作用是如果頭地震發(fā)生的時(shí)候可以減小建筑和土層之間的震動(dòng)，并且對(duì)震能的進(jìn)行吸收，這樣的一種方式能降低地震對(duì)建筑物的損害。目前，我們國(guó)家比較常用的地基隔層主要是瀝青的原料隔震層。
（二）基礎(chǔ)隔震
基礎(chǔ)隔震是在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)里面比較主要的一點(diǎn)，在抗震方式的選擇上，為了減弱地震對(duì)建筑物的上部結(jié)構(gòu)的傷害，還應(yīng)該在建筑物的上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)位置的接觸點(diǎn)上建立隔震層，預(yù)防地震力從地基的方向朝上部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳播。
（三）間層隔震
間層隔震是為了能夠?qū)Φ卣鸬臎_擊剩下的力進(jìn)行吸收而建立的，間層的隔震的建立可以對(duì)震力進(jìn)行起到進(jìn)一步削減的作用，這樣的一個(gè)方式就可以使地震對(duì)建筑物的破壞更加減弱。間層的隔震通常都是安裝在原始的結(jié)構(gòu)層上，這也是我們國(guó)家使用的比較久的一種抗震措施，它的優(yōu)勢(shì)就是操作簡(jiǎn)單。
（四）懸掛隔震
懸掛隔震是運(yùn)用懸掛的方式，把建筑物全部或者是部分的結(jié)構(gòu)與地面脫離，從而實(shí)現(xiàn)在地震出現(xiàn)的時(shí)候，可以減少地面的震動(dòng)以及和建筑物之間的震力。當(dāng)前，此樣的一種抗震的方式一般都是被用在很多大型的鋼結(jié)構(gòu)建筑里，這種抗震的效果十分的明顯。
2.機(jī)敏減震支撐體系
機(jī)敏減震支撐體系是集合了現(xiàn)代科技技術(shù)的防震系統(tǒng)，主要是運(yùn)用活塞的運(yùn)動(dòng)原理，去對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在發(fā)生地震災(zāi)害的時(shí)候，可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中的內(nèi)金額外能夠通過(guò)不斷的滑動(dòng)來(lái)消減地震的破壞力進(jìn)行保障，從而降低震力破壞以及消耗地震作用力的傳導(dǎo)。當(dāng)前，這一技術(shù)還在不斷的研究以及完善中，相信在不久的將來(lái)就會(huì)被有效的使用，給我國(guó)的建筑抗震設(shè)計(jì)水平的提升做出貢獻(xiàn)。
3.效能減震技術(shù)應(yīng)用
效能減震是對(duì)地震所出現(xiàn)動(dòng)能的消耗，以此去對(duì)地震能的傳導(dǎo)大小進(jìn)行減弱，從而對(duì)建筑物的破壞程度進(jìn)行降低。當(dāng)前，我們國(guó)家在這樣技術(shù)上通常都是選擇消能器以及阻尼器，這兩種器械都可以實(shí)現(xiàn)地震能量的有效消耗以及吸收，降低震力對(duì)建筑主體產(chǎn)生的損壞，以此去對(duì)建筑主的體結(jié)構(gòu)安全以及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)性定進(jìn)行保護(hù)。
結(jié)束語(yǔ)
我們國(guó)家當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)水平對(duì)于可能出現(xiàn)的地震的地點(diǎn)和時(shí)間以及地震的強(qiáng)度是不沒(méi)辦法做到非常精準(zhǔn)的預(yù)知的，在加上人們對(duì)于地震的一些知識(shí)掌握的還不是很全面，所以，在對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)ㄖ锏目拐鹦阅苓M(jìn)行強(qiáng)化是十分有必要的。準(zhǔn)確的施工抗震的原則以提升建筑的承載力和剛度還有延性為目標(biāo)，并且對(duì)結(jié)構(gòu)體型的簡(jiǎn)單和結(jié)構(gòu)受力以及傳力途徑進(jìn)行直接的保證，使得整體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的構(gòu)件全都可以起到作用，從設(shè)計(jì)上去對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性和人民的生命及財(cái)產(chǎn)進(jìn)行保障。
作者：張靖孟 單位：海南元正建筑設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司重慶分公司
引言
建筑物的層高一定時(shí)，為提升其延性，通常會(huì)選擇減少其軸壓比，軸壓比的減小又會(huì)增加柱截面，進(jìn)而減小了柱的剪跨比，使其延性受到影響。因而，在高層建筑中，為使軸壓比的限值滿足相關(guān)要求，通常柱的截面都較大，而使建筑結(jié)構(gòu)的底部出現(xiàn)短柱問(wèn)題。另一方面，荷載大而樓層低的建筑物設(shè)計(jì)中也會(huì)產(chǎn)生短柱問(wèn)題。而短柱其延性較差超短柱更甚，一旦地震發(fā)生，很容易形成剪切破壞，而使得結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞甚至坍塌，建筑物的使用功能滿足不了實(shí)際需求?；诖?，對(duì)高層建筑抗震設(shè)計(jì)中的短柱問(wèn)題進(jìn)行分析，并探討解決短柱問(wèn)題的相應(yīng)對(duì)策，便具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，本文對(duì)此展開(kāi)介紹，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供有參考價(jià)值的建議。
1短柱的判斷方法
根據(jù)我國(guó)相關(guān)規(guī)范指出，短柱為柱凈髙和截面高度的比值不大與4的柱，技術(shù)人員也多以此來(lái)判斷是否為短柱。然而，值得注意的是，由于柱剪跨比才是判定短柱的具體參數(shù)，只有當(dāng)剪跨比不大于2時(shí)，才為短柱，而當(dāng)柱凈髙和截面髙度的比值滿足要求時(shí)，剪跨比也不一定不大于2，也即不能肯定一定是短柱，而按照柱凈髙和截面高度的比值不大于4進(jìn)行短柱的判定時(shí)，其依據(jù)主要有兩個(gè)方面，一是剪跨比不大于2，二是由于框架柱的反彎點(diǎn)通常距離柱中點(diǎn)較近，但，髙層建筑其梁柱的通常較小，尤其是對(duì)于底部來(lái)說(shuō)，柱底嵌固對(duì)其造成了一定的影響，同時(shí)梁對(duì)柱所形成的約束彎距也不大，反彎點(diǎn)其髙度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)髙出柱髙的一半，某些情況下，甚至不存在反彎點(diǎn)，對(duì)于這種情形，用柱凈髙和截面髙度的比值不大于4進(jìn)行短柱的判定，就不再適合，此時(shí)，應(yīng)以剪跨比作為短柱的判定依據(jù)。當(dāng)框架柱其反彎點(diǎn)沒(méi)有位于柱中點(diǎn)時(shí)，柱子上下截面就具有不一樣的彎矩值，因而，框架柱其上下截面也就具有不同的剪跨比。對(duì)于該種情況，該如何進(jìn)行短柱的判定呢？筆者認(rèn)為，框架柱上下截面的剪跨比最大的應(yīng)作為短柱的判定依據(jù)，這是由于，框架柱其受力特性可等同于軸壓力一定的連續(xù)梁，柱高等同子連續(xù)梁剪跨。根據(jù)相關(guān)研究成果表明，當(dāng)連續(xù)梁的剪跨不變時(shí)，且其上下截面的鋼筋配置也相一致時(shí)，彎矩大的區(qū)域發(fā)生剪切破壞的可能性也大，對(duì)于框架柱來(lái)說(shuō)，其彎矩大的區(qū)域也較容易出現(xiàn)臨界斜裂縫。實(shí)際上，在柱髙或是連續(xù)梁的剪跨區(qū)間內(nèi)，彎矩大的區(qū)域通常其剪跨比也最大。而鋼筋混凝土其抗剪力隨著剪跨比的增大而減小，在承受荷載時(shí)，一旦出現(xiàn)剪切破壞，其發(fā)生的區(qū)域一定是彎矩大的地方。而可能出現(xiàn)剪切破壞的截面剪跨比自然應(yīng)是作為短柱判定依據(jù)的剪跨比。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于髙層建筑其底部樓層而言，框架柱其反彎點(diǎn)相對(duì)偏上，也即柱上截面的彎矩值小于下截面的彎矩值，對(duì)于該種情況，短柱的判定可以下截面的剪跨比不大于2或是n層柱其凈高和截面高度的比值不大于2與n層柱其反彎點(diǎn)高度比的比值為依據(jù)，而后者具有通用性。當(dāng)進(jìn)行框架柱是否屬于短柱的初步判定時(shí)，可先通過(guò)D值法將柱的反彎點(diǎn)髙度比確定下來(lái)，然后再根據(jù)短后者短柱判定依據(jù)進(jìn)行判斷，對(duì)于施工圖紙的設(shè)計(jì)階段而言，可結(jié)合驗(yàn)算結(jié)果進(jìn)一步的進(jìn)行判定。
2解決高層建筑抗震設(shè)計(jì)中短柱問(wèn)題的幾點(diǎn)建議
在根據(jù)剪跨比對(duì)框架柱是否屬于短柱進(jìn)行判定后，根據(jù)普通框架柱其相關(guān)抗震要求，只需采取一定的構(gòu)造措施。而當(dāng)確定框架柱為短柱后，應(yīng)盡可能的使短柱具有較好的承載力，減小其截面尺寸，并采取一定的措施使短柱具有較好的延展性，進(jìn)而提髙短柱的抗震能力。
2．1復(fù)合螺旋箍筋
對(duì)于高層建筑而言，其框架柱抗剪力應(yīng)符合弱彎強(qiáng)剪以及剪壓比的限值要求，而柱端其抗彎力應(yīng)符合弱梁強(qiáng)柱的要求，短柱在滿足弱彎強(qiáng)剪和弱梁強(qiáng)柱的雙重要求下，是可以避免剪切破壞的發(fā)生的。因而，復(fù)合螺旋箍筋能夠使柱的抗剪力得到提升，并使對(duì)混凝土的制約作用得到改善，以增強(qiáng)短柱的抗震能力。
2．2分體柱
相交于短柱的抗剪力而言，其抗彎性能更好。然而，地震所造成的破壞多是剪切破壞，因而，短柱的抗彎性能也就無(wú)法充分的得到發(fā)揮?；诖?，可適當(dāng)?shù)膶⒍讨淇箯潖?qiáng)度人為的加以削弱，使短柱的抗彎強(qiáng)度比其抗剪強(qiáng)度略低些，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，柱子的抗彎強(qiáng)度首先達(dá)到，從而表現(xiàn)為延性破壞。．在進(jìn)行短柱抗彎強(qiáng)度的削弱時(shí)，可采取的人為方法有，沿豎向在柱中設(shè)縫，將短柱分成分體柱，分體柱可由2個(gè)或是4個(gè)柱肢組成，并分別進(jìn)行分體柱柱肢的配筋，還可將部分連接鍵設(shè)置于柱肢間，以使其初期剛度得以增強(qiáng)，并增大其后期的耗能力。一般來(lái)說(shuō)，連接鍵的形式包括通縫、素砼連接鍵、預(yù)制分割板等。由分體柱的相關(guān)理論和試驗(yàn)結(jié)果表明，分體柱方法雖然并沒(méi)有怎么改變柱的抗剪力，只是稍微降低了柱的抗彎力，然而，柱的延展性和變形力均有明顯的提升，柱的破壞也由剪切破壞轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢茐?，?shí)現(xiàn)了短柱變“長(zhǎng)”的構(gòu)想，使短柱的抗震性能得到提升，尤其是剪跨比不大于1．5的超短柱，且該種方法在工程的實(shí)際建設(shè)中也己經(jīng)在應(yīng)用。
2．3鋼骨砼柱
鋼骨及外包砼一起構(gòu)成鋼骨砼柱，鋼骨截面通常為焊接拼制鋼板而成的或是直接扎成的十字形、口字形、工字形等。相較于鋼結(jié)構(gòu)而言，鋼骨砼柱其外包輪能夠起到避免鋼構(gòu)件出現(xiàn)局部扭曲變形的問(wèn)題，使柱的剛度得到提升，鋼構(gòu)件平面的扭轉(zhuǎn)彎曲力得到明顯的改善，充分發(fā)揮出鋼材強(qiáng)度的作用。鋼骨砼結(jié)構(gòu)的有效利用，相較于普通鋼結(jié)構(gòu)而言，其節(jié)約了將近一半以上的鋼材。另外，外包輪還使結(jié)構(gòu)具有更好的耐久耐火能力。相較于鋼筋砼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，因鋼骨輪有鋼骨的作用，其承載力得到了極大的提升，柱的截面尺寸被有效地降低，鋼骨的邊緣和箍筋很好的約束了砼，增強(qiáng)了其延展性，且由于鋼骨塑性較好，柱子的延性和耗能力得到了有效的提髙。因鋼骨輪柱兼具鋼和砼的特性，其截面尺寸較小，重量輕，延展性好，技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越等，若能將鋼骨砼柱應(yīng)用于高層或超高層其鋼筋砼下方一定位置處，將會(huì)使柱截面尺寸大大的被減小，而使高層建筑的抗震性能得到顯著的提升。
3結(jié)語(yǔ)
由于短柱的延性差，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，很容易形成剪切破壞，而使建筑結(jié)構(gòu)受到損害，嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)坍塌，影響了建筑物功能的發(fā)揮。解決高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)種的短柱問(wèn)題是十分必要的，而解決短柱問(wèn)題的前提就是對(duì)短柱進(jìn)行準(zhǔn)確的判定，本文提出了短柱判定的相關(guān)依據(jù)，以供參考。為解決短柱問(wèn)題，筆者認(rèn)為應(yīng)有效應(yīng)用復(fù)合螺旋箍筋、分體柱、鋼骨砼柱等方法，以使高層建筑結(jié)構(gòu)中存在的短柱其延性得到改善和增強(qiáng)，確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)高層建筑的抗震性能，進(jìn)而充分發(fā)揮出高層建筑的使用功能，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)更好更快的發(fā)展。
作者：夏奎 單位：重慶源道建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司
高層建筑在現(xiàn)代化的城市中比較常見(jiàn)，這類建筑有著較高的美觀性，建筑結(jié)構(gòu)多采用的是鋼結(jié)構(gòu)，高層建筑對(duì)抗震性有著較高的要求，設(shè)計(jì)人員要做好結(jié)構(gòu)的優(yōu)化工作，選擇高強(qiáng)度的施工材料，并做好技術(shù)交底工作。在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中，首先要明確設(shè)計(jì)的目標(biāo)，其次要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)人員必須重視抗震設(shè)計(jì)工作，其關(guān)系著業(yè)主居住的安全性。在對(duì)高層建筑的施工方案進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要提高梁柱的承載能力，這可以避免地震等作用力對(duì)梁柱造成較大的破壞。
1高層建筑抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)概念
高層建筑的抗震設(shè)計(jì)還需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦我约皻夂颦h(huán)境條件，針對(duì)一些地震高發(fā)地帶，設(shè)計(jì)需要采用強(qiáng)度較高的施工材料，要做好建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化工作，保證建筑滿足抗震設(shè)防的要求。高層建筑有著良好的發(fā)展趨勢(shì)，在設(shè)計(jì)與施工時(shí)，一定要保證建筑使用的安全性，并且要使建筑在地震力的作用下，不會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重變形的問(wèn)題。高層建筑抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的工作，下面筆者對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
1.1高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)
高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的工作，設(shè)計(jì)人員需要保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)是“小震不壞、大震不倒”。為了達(dá)到這一目標(biāo)，設(shè)計(jì)人員還要合理確定施工的材料，施工材料要具有較高的強(qiáng)度與剛度，建筑結(jié)構(gòu)要具有良好的延展性。另外，在高層建筑施工時(shí)，需盡量減少耗能情況，施工單位要多采用可再生的新型能源。
1.2高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施
1.2.1加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化高層建筑施工在選擇材料時(shí)，應(yīng)盡量選擇輕質(zhì)的材料，結(jié)構(gòu)材料還要具有較高的強(qiáng)度，這樣的結(jié)構(gòu)有著良好的連續(xù)性，可以抵抗較大的荷載以及作用力，可以保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性。合理選擇結(jié)構(gòu)材料，并優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系，是提高建筑防震效果的有效措施。建筑工程多采用的是鋼結(jié)構(gòu)或者型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，這對(duì)鋼材以及混凝土的性能有著較高的要求，在施工前，需要對(duì)施工材料的性能進(jìn)行檢測(cè)。優(yōu)化建筑抗震結(jié)構(gòu)體系，可以保證建筑的承載力，避免結(jié)構(gòu)在地震力作用下出現(xiàn)變形問(wèn)題，良好的建筑結(jié)構(gòu)可以起到吸收地震能量的作用，在地震災(zāi)害下，有利于避免建筑出現(xiàn)較為嚴(yán)重的損毀問(wèn)題。建筑抗震設(shè)計(jì)需主要結(jié)構(gòu)的整體性，這考驗(yàn)了設(shè)計(jì)人員的能力，采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，可以保證建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到立面的效果，提高建筑使用的安全性。
1.2.2場(chǎng)地的選擇高層建筑對(duì)施工場(chǎng)地也有著一定要求，在施工前，設(shè)計(jì)人員需要做好地質(zhì)的考察工作，對(duì)施工場(chǎng)地的土質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，并保證地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)實(shí)地勘探，可以了解該地區(qū)是否存在地震隱患，并了解地下巖層的結(jié)構(gòu)，根據(jù)這些因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而得出準(zhǔn)確的場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)。如果遇到不適合建造高層建筑的場(chǎng)地，應(yīng)該采取回避的措施，給出恰當(dāng)?shù)奈ｋU(xiǎn)性評(píng)價(jià)，從根源上杜絕出現(xiàn)由于地面的震動(dòng)而摧毀地基的現(xiàn)象。
1.2.3建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對(duì)于抗震作用比較大，不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)不利于抗震。因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)具有規(guī)則以及對(duì)稱的剖面結(jié)構(gòu)，地震對(duì)建筑物帶來(lái)的搖晃有一定的支撐作用，從而起到很好的抗震效果。從建筑豎向剖面理論來(lái)說(shuō)，豎向抗側(cè)力構(gòu)建的截面尺寸以及材料強(qiáng)度應(yīng)該自下而上的逐漸減少，這樣就能夠避免測(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力突變。因此，對(duì)于沒(méi)有特殊要求的高層建筑物，應(yīng)該盡量避免過(guò)于規(guī)則的結(jié)構(gòu)組成，不能一味的追求其視覺(jué)效果，更多的注重抗震要求。
1.2.4多道防震體系一般情況下，一次地震不會(huì)造成持續(xù)的震動(dòng)，但是可能會(huì)造成接連不斷的余震，盡管強(qiáng)度不大，但是從持續(xù)時(shí)間以及反復(fù)次數(shù)上來(lái)說(shuō)，在一定程度上對(duì)建筑物造成不同程度的損壞。高層建筑物只是采取單體的結(jié)構(gòu)，一旦遭遇到破壞時(shí)就會(huì)難以應(yīng)付接踵而來(lái)的持續(xù)余震，最終導(dǎo)致建筑物坍塌。針對(duì)此種現(xiàn)象，就必須設(shè)立多道防震體系。設(shè)立多道防震體系，及時(shí)第一道防震線被摧毀，還有第二道以及第三道防震線，就能夠很好的躲避反復(fù)的余震帶來(lái)的破壞，大大的降低了危險(xiǎn)指數(shù)，增加了抗震能力。
2高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)主要的幾個(gè)問(wèn)題
2.1控制結(jié)構(gòu)超限現(xiàn)象以及相關(guān)的解決措施
對(duì)于結(jié)構(gòu)薄弱位置，在框架柱內(nèi)設(shè)置型鋼，提高其承載力以及抗震安全性；控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)比，使結(jié)構(gòu)樓層的扭轉(zhuǎn)位移比小于1.2；對(duì)于個(gè)別墻柱按照中震彈性以及小震計(jì)算結(jié)果進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)，滿足中震彈性的抗震性能目標(biāo)；依次類推，標(biāo)準(zhǔn)層的個(gè)別墻柱則按照中震計(jì)算結(jié)果，滿足中震不屈服的抗震性能目標(biāo)；根據(jù)彈塑性實(shí)程分析結(jié)果，連梁以及框架梁出現(xiàn)彎曲塑性鉸，梁端塑性鉸在各個(gè)樓層分布較為均勻，反應(yīng)歷程中最大層間位移角小于1/120，滿足規(guī)范要求。
2.2剪力墻連梁抗震設(shè)計(jì)措施
①調(diào)整連梁剛度折減系數(shù)：對(duì)內(nèi)力以及位移進(jìn)行計(jì)算時(shí)，對(duì)豎向與水平的荷載效應(yīng)下兩種情形進(jìn)行區(qū)別對(duì)待。在水平荷載效應(yīng)下，可以折減連梁的剛度系數(shù)，例如：當(dāng)出現(xiàn)作用力時(shí)，折減系數(shù)應(yīng)該大于或者等于0.50；在豎向荷載效應(yīng)下，不需要折減連梁的剛度系數(shù)，通過(guò)利用支座彎矩調(diào)整的幅度來(lái)降低連梁支座的彎矩。
②調(diào)整連梁跨高比：在設(shè)計(jì)連梁時(shí)，可能會(huì)遇到剛度折減之后連梁的正截面仍然承受剪承載力不足的現(xiàn)象，這時(shí)就需要增加洞口的寬度，減低高度。
③其他措施：設(shè)置水平縫形成雙連梁、連梁內(nèi)設(shè)置交叉暗撐、采用型鋼混凝土連梁、調(diào)整連梁的內(nèi)力以及增加連梁延性等。
3結(jié)論
本文對(duì)高層建筑抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)概念以及需要注意的問(wèn)題進(jìn)行了介紹，在抗震設(shè)計(jì)工作中，要結(jié)合施工場(chǎng)地的實(shí)際條件，還要遵循建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則。高層建筑在設(shè)計(jì)與施工時(shí)，對(duì)安全性要求比較高，其多采用的是型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，這主要是因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)有著良好的抗震效果。高層建筑抗震設(shè)計(jì)會(huì)受到較多因素的影響，設(shè)計(jì)人員需要考慮建筑結(jié)構(gòu)自身剛度，要考慮施工場(chǎng)地是否存在地震隱患。設(shè)計(jì)人員要多對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行多次優(yōu)化，要與施工人員做好技術(shù)交底工作。
作者：高振東 單位：哈爾濱市江北城市建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司
在社會(huì)快速發(fā)展的21世紀(jì)里，建筑工程已經(jīng)成為了當(dāng)前人們尤為關(guān)注的熱點(diǎn)之一，因此建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化問(wèn)題也變成了人們所重視的問(wèn)題了?？偹苤?，地震對(duì)于人類來(lái)說(shuō)屬于一種破壞性極強(qiáng)、作用迅速、突發(fā)性強(qiáng)的地表運(yùn)動(dòng)。對(duì)于建筑物的地震破壞機(jī)理是極其復(fù)雜的，對(duì)其我們要考慮很多因素，可是由于許多技術(shù)問(wèn)題還是不夠完善，因此當(dāng)有地震發(fā)生時(shí)建筑就很難起到令人滿意的抗震性能。由于在我們國(guó)家的許多個(gè)地區(qū)是非常容易發(fā)生地震現(xiàn)象的，所以這對(duì)于建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)就是一極其繁重的任務(wù)了，再進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先要考慮的就是建筑的安全問(wèn)題了。因此國(guó)家以及建筑企業(yè)一定要對(duì)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化問(wèn)題加以重視。
1建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
1．1關(guān)于結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
在建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初級(jí)階段，要先了解建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，并與之結(jié)合，優(yōu)化建筑平面以及建筑物的使用功能，并對(duì)其進(jìn)行合理的布局，對(duì)于那些高層建筑，一定要確保其剛度足夠強(qiáng)，以此來(lái)降低結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的影響，對(duì)建筑物的要求就是要保證其平面均勻?qū)ΨQ，建筑物的柱網(wǎng)剪力墻一定要合理布置。由于這種建筑結(jié)構(gòu)能夠很容易的產(chǎn)生建筑物多地震的反應(yīng)，在進(jìn)行建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)建筑合理布置，這樣對(duì)于降低豎向構(gòu)件間的差異變形以及結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的不利影響有著很大的作用。在進(jìn)行建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中要盡量使建筑物的垂直重力的荷載均勻受力，滿足其結(jié)構(gòu)剛度、保證其體型簡(jiǎn)單。通過(guò)近幾年來(lái)的地震災(zāi)害可以表明，當(dāng)有地震發(fā)生時(shí)，只有建筑物平立面的布局合理簡(jiǎn)潔，受力均勻，才可以滿足建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。
1．2關(guān)于層間的位移限制
當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中要考慮到建筑結(jié)構(gòu)材料、位移的限制、裝修標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)體系、側(cè)向荷載以及高比寬等問(wèn)題。在建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格要求鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值，并對(duì)建筑的所處位置進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，確保其穩(wěn)定性及功能的正常使用等。建筑在地震或者是風(fēng)力的作用下層間經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)較大位移，在建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)既要滿足其剛度問(wèn)題，又要避免超過(guò)其承載力。
2建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
2．1注意確定基本設(shè)計(jì)信息
由建筑物所在地區(qū)建筑類別及其防烈度等對(duì)抗震等級(jí)進(jìn)行確定。其中要加以注意的是，高層建筑大多都屬于丙類建筑，它是不需要對(duì)設(shè)防烈度進(jìn)行調(diào)整，可是甲類和乙類建筑，它們一定要依照《建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)》來(lái)對(duì)設(shè)防烈度進(jìn)行調(diào)整。在進(jìn)行建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要明確地震加速度、地面粗糙度以及該場(chǎng)土地類別，這樣一來(lái)建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就更加科學(xué)合理了。一般來(lái)說(shuō)建筑物越高，風(fēng)荷載對(duì)其就有越大的影響，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)一定要重視基本風(fēng)壓，如果建筑物對(duì)風(fēng)荷載較為敏感或者是本身高于60m時(shí)，一定要采用百年重現(xiàn)的風(fēng)壓區(qū)，還要按照建筑的高寬比、形狀等這些來(lái)選擇建筑物的體形系數(shù)。2．2正確選擇設(shè)計(jì)參數(shù)以及概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要注意概念設(shè)計(jì)，要明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系的地震作用的途徑，設(shè)計(jì)多條抗震防線。注意要把建筑結(jié)構(gòu)的最大高度控制在合理范圍內(nèi)，使建筑結(jié)構(gòu)的延性足夠。對(duì)于剪力墻而言，其布置一定要對(duì)稱均勻，并在其縱橫方向都要去布置，盡量讓兩個(gè)主軸方向剛度接近。另外要注意，盡量減少墻體開(kāi)洞，若真的要開(kāi)洞，要使洞口對(duì)齊，不要任意的開(kāi)洞。對(duì)于砼結(jié)構(gòu)而言，其構(gòu)件要控制受力鋼筋、截面尺寸以及鋼筋設(shè)置，避免發(fā)生彎曲破壞慢于剪切破壞、鋼筋破壞慢于鋼筋錨固粘結(jié)構(gòu)破壞、鋼筋的屈服慢于砼的壓潰。對(duì)于各個(gè)結(jié)構(gòu)間的連接要注意構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的破壞。對(duì)于預(yù)埋件，其錨固破壞不要先于連接件。
3建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略
3．1對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)加以重視
建筑概念之所以形成就是人們對(duì)其的認(rèn)知從感性上升到理性，這也反映出了人類對(duì)于事物有了更加客觀的認(rèn)識(shí)。在進(jìn)行建筑結(jié)果設(shè)計(jì)的過(guò)程中，建筑師一定要對(duì)建筑設(shè)計(jì)的概念熟練地掌握，只有這樣設(shè)計(jì)師才可能設(shè)計(jì)出一個(gè)安全經(jīng)濟(jì)，構(gòu)建平衡，結(jié)構(gòu)科學(xué)合理的優(yōu)質(zhì)建筑物。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)師要注意把建筑概念的基本思想貫穿其中。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要運(yùn)用自身所積累的經(jīng)驗(yàn)以及深厚的設(shè)計(jì)理論，形成一種屬于自己的設(shè)計(jì)概念，并用其完成高水平建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，建筑的概念設(shè)計(jì)對(duì)于設(shè)計(jì)師而言是其必須具備的能力之一。
3．2對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)理念進(jìn)行加強(qiáng)
我們都知道，對(duì)于建筑物而言，不但要承擔(dān)起其本身的垂直負(fù)荷，還要承受相當(dāng)于地震沖擊以及側(cè)風(fēng)向負(fù)載的力度。在建筑物中，對(duì)于不同高度的抗側(cè)力，其沖擊強(qiáng)度大都不同，這樣就會(huì)有薄弱層面存在，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要盡量去減弱甚至避免。如今在我們國(guó)家的建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范中，一般分為兩個(gè)階段進(jìn)行抗震，這樣對(duì)于建筑抗震能力的提高很有幫助。首先是第一階段，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要對(duì)地震參數(shù)進(jìn)行充分運(yùn)用，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在彈性的狀況下所發(fā)生的地震以及所產(chǎn)生的效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。在進(jìn)行第二階段設(shè)計(jì)時(shí)，要用所對(duì)應(yīng)的地震參數(shù)對(duì)建筑物的薄弱層面進(jìn)行計(jì)算，待結(jié)果出來(lái)后再對(duì)薄弱樓層進(jìn)行轉(zhuǎn)角位移或者是側(cè)向位移，可是這一定不能使設(shè)計(jì)超過(guò)規(guī)定限值，只有這樣才可以是薄弱環(huán)節(jié)盡量不影響到建筑物本身。
3．3對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合考慮
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要考慮多種優(yōu)化方案，并同時(shí)對(duì)內(nèi)部因素以及外界各方面的因素進(jìn)行綜合性的考慮。其中內(nèi)部因素主要是指建筑物各個(gè)構(gòu)件本身所能夠承受的受力負(fù)載，尤其是高層建筑更要對(duì)其承受能力進(jìn)行綜合考慮，考慮哪種建筑設(shè)計(jì)方案更加合理，但前提一定要遵循經(jīng)濟(jì)原則，但在水平受力的這一方面就要求對(duì)其抗倒塌能力進(jìn)行研究，外界因素主要是對(duì)建筑物所受的平常風(fēng)力、溫度應(yīng)力、抗震等進(jìn)行考慮，對(duì)各方面的因素進(jìn)行綜合考慮，爭(zhēng)取設(shè)計(jì)出最好的方案。在進(jìn)行地基設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要與設(shè)計(jì)師本身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行綜合性的設(shè)計(jì)，與此同時(shí)設(shè)計(jì)師要提前預(yù)測(cè)其中可能會(huì)出現(xiàn)的各類問(wèn)題，并對(duì)找出這些問(wèn)題的解決措施。當(dāng)計(jì)算建筑物本身的受力情況時(shí)要謹(jǐn)記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓若拉”的原則，一定不要僅憑經(jīng)驗(yàn)去判斷建筑所要增加的配筋量，一定要先對(duì)構(gòu)件自身的性能進(jìn)行考慮，重點(diǎn)關(guān)注建筑物的薄弱環(huán)節(jié)，盡量降低甚至避免危害發(fā)生的幾率。與此同時(shí)，對(duì)于建筑物本身的組成材料要對(duì)其溫度應(yīng)力進(jìn)行考慮，就比如說(shuō)鋼筋材料，溫度對(duì)其有很大的影響。所以不管怎么說(shuō)，在進(jìn)行建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不管是建筑結(jié)構(gòu)選型還是建筑的設(shè)計(jì)布置，又或者說(shuō)是一些有關(guān)的計(jì)算過(guò)程，一定要先對(duì)所有可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行綜合性的考慮，必要時(shí)要對(duì)建筑物的受力極限進(jìn)行驗(yàn)算，只有這樣才能保證建筑防震結(jié)構(gòu)的合理，才能確保建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性以及可行性。
4結(jié)束語(yǔ)
伴隨著高性能材料以及新型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，我國(guó)建筑行業(yè)也開(kāi)辟了新天地，理順建筑與結(jié)構(gòu)兩者之間的關(guān)系，確保新型結(jié)構(gòu)的建筑不但能滿足建筑物的使用功能，而且還能滿足人們對(duì)其的外觀要求。要想使設(shè)備與結(jié)構(gòu)兩者關(guān)系提高，一定要先了解抗震設(shè)計(jì)目前現(xiàn)狀，再由建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者從抗震概念以及抗震經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工程做出正確的判斷，找出一種既經(jīng)濟(jì)又安全的建筑抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
作者：萬(wàn)磊 趙冰
1高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本原則
1.1應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。
建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不規(guī)則的建筑如果坐落在大規(guī)模的城市規(guī)劃中是地震防治的頭號(hào)重要的敵人，地震規(guī)劃要求建筑短平，立面對(duì)稱。由于地震的震害特征，這種類型的建筑在地震中的破壞比不容易測(cè)量，地震反應(yīng)更大，為了易于測(cè)量，要多了解相關(guān)的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)。在建筑中包含的規(guī)則中要注意建筑立面尺寸，承載力等多種因素的聯(lián)合分布的需求、規(guī)則體系中反映的形式、系統(tǒng)的剛度。
1.2剛?cè)嵯酀?jì)原則。
在設(shè)計(jì)防地震結(jié)構(gòu)中，不能單單是為了提高抗力而改善結(jié)構(gòu)，首先是要根據(jù)原先設(shè)計(jì)的建筑尺寸的大小和混凝土的剛度，隨后判斷可能由地震引起的破壞力，核算所需要的結(jié)構(gòu)剛度，因?yàn)榈卣鸬挠绊懯欠浅４蟮?，所以需要設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)剛度也很大，而且作為防震需要，必須加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但在設(shè)計(jì)地震作用，必須加強(qiáng)基礎(chǔ)地基和主體之間所設(shè)置的隔震效果，另外，要加強(qiáng)在抗震設(shè)計(jì)中的“柔性”，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)信息進(jìn)行操縱，從而達(dá)到剛?cè)岵?jì)的效果。
1.3多道設(shè)防原則。
強(qiáng)烈地震后，許多余震通常會(huì)伴隨其后，就算是一個(gè)堡壘在第一損壞結(jié)構(gòu)損害后經(jīng)歷余震，可能會(huì)導(dǎo)致地震崩塌堆積。所以，抗震結(jié)構(gòu)需要許多延伸系統(tǒng)，如框架墻系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)墻和兩個(gè)子系統(tǒng)，設(shè)計(jì)多道保護(hù)措施，以便更好的進(jìn)行多次保護(hù)。還有一根重要的議題是對(duì)于余震的防護(hù)，這個(gè)多道設(shè)防的原則在針對(duì)這點(diǎn)上非常重要，在經(jīng)過(guò)大地震后，往往房屋結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)損失，抗地震的承載力下降，如果設(shè)置第二、第三條防線，可以大大提高人們?cè)谟嗾鹬械拇婊盥省?
2我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
2.1缺乏設(shè)計(jì)人才。
在許多西方國(guó)家，高校會(huì)開(kāi)設(shè)許多有效的建筑設(shè)計(jì)專業(yè)課程，與職教這些專業(yè)的相關(guān)人才，但是，在我國(guó)本課程目前還很少，很多高層建筑都是由一個(gè)個(gè)外國(guó)專家設(shè)計(jì)操作的，在國(guó)家該領(lǐng)域的抗震設(shè)計(jì)人才較少。
2.2注意高層建筑材料和結(jié)構(gòu)體系的選用。
現(xiàn)今情況下超過(guò)150米的建筑中，通常選擇一個(gè)三層支撐框架的建筑結(jié)構(gòu)鋼來(lái)生產(chǎn)。而且，隨著大量的產(chǎn)品品種也不斷增加，并隨著處理鋼鐵能力的加強(qiáng)，產(chǎn)能可能不斷增加，在高層建筑中的選擇鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的面越來(lái)越大，不僅減少的鋼架構(gòu)尺寸的大小，而且還提高了結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防。當(dāng)超過(guò)一定高度的時(shí)候，設(shè)計(jì)者要關(guān)心的不單單是設(shè)計(jì)，鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)導(dǎo)致其質(zhì)量輕，不易減少大風(fēng)對(duì)其的損壞，所以是需要混凝土的幫助，形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，作為超高建筑的設(shè)計(jì)材料。
2.3目前高層建筑超出了最佳抗震的限高。
在科學(xué)技術(shù)研究的現(xiàn)狀和高層建設(shè)現(xiàn)狀上，對(duì)我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)要求有一個(gè)合理的限定高度，這個(gè)高度的設(shè)定是高效的，但在實(shí)際施工中，往往在許多混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑中參考這一高度的非常有限，所以這些高建筑抗震設(shè)計(jì)中的局限性，需要小心。在測(cè)試振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)的極限中，因?yàn)楦邔咏ㄖ锏母叨仍黾訉?dǎo)致的結(jié)構(gòu)變化的影響因素很多，特別是在安全性和材料有關(guān)的參數(shù)，是根據(jù)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的高層建筑設(shè)計(jì)的。
2.4高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置問(wèn)題。
高層建筑為了耳目一新的立面效果，會(huì)在一個(gè)平面內(nèi)進(jìn)行不規(guī)則的、大凹面的或更復(fù)雜不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，在地震前要很正式地確認(rèn)這些建筑結(jié)構(gòu)，工程師在建筑設(shè)計(jì)，尺寸方面的意見(jiàn)要進(jìn)行及時(shí)溝通，嘗試與建筑師商量，商定一個(gè)水平和垂直對(duì)稱的、質(zhì)量和剛度、承載力統(tǒng)一的布局。
3我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)加強(qiáng)要點(diǎn)
3.1采用位移的結(jié)構(gòu)抗震方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。
高層建筑在地震作用下變形在施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生，因此，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的選擇，結(jié)構(gòu)的彈性變形都是必要的，因此，通常在設(shè)計(jì)地震作用下的位移變形是必要的，通過(guò)操縱地基層的位移，地震的變形和位移得出的結(jié)論是，變形的部件之間的連接，必須在界面結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布處處理。另外，在選擇高層建筑的位置時(shí)必須在一般的地方建立鞏固的設(shè)置，如果這樣，進(jìn)行可能的地震能力輸入，讓地震作用減弱。
3.2運(yùn)用高延性結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行消震和隔震。
在中國(guó)，目前的抗震設(shè)計(jì)、施工操作中可以通過(guò)加強(qiáng)剛度、韌性與抗地震構(gòu)造，使高層建筑的結(jié)構(gòu)，得到一個(gè)更大的韌性，在塑性狀態(tài)下讓地震的影響減弱。當(dāng)?shù)卣鹉芰酷尫艜r(shí)，要保證房屋具有高延性結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行消震和隔震。這樣可以彌補(bǔ)地震造成的損失。同樣，如果一個(gè)高層建筑承載力較小時(shí)，高韌性，高延性可以在地震能量吸收的過(guò)程中將地震破壞能量接受的更多更大，讓房屋不容易變形，韌性的合理使用可以減少房屋崩潰的概率，在科學(xué)規(guī)劃中，隨著建筑物的抗震設(shè)計(jì)與進(jìn)步，科學(xué)家設(shè)計(jì)的阻尼器可以有效吸收地震能量，查明地震對(duì)高層建筑帶來(lái)的破壞。
3.3建立多層地震防線。
高層建筑抗地震為了提高防震的性能，要設(shè)置多條抗地震的防線。高層建筑在地震作用的作用下，如果第一道防線被摧毀了，還有兩個(gè)備用的第二和第三道防線，阻止更多的地震破壞力，抗震設(shè)計(jì)的高層建筑進(jìn)行了多段墻框架設(shè)計(jì)，如抗地震剪力墻結(jié)構(gòu)。該框架具有良好的抗震性，是多道防線的結(jié)構(gòu)抗震墻是第一道防線，也是最重要的一條。因此，要建設(shè)抗震能力足夠高的墻，減少地震發(fā)生時(shí)在墻上的裂縫。同時(shí)，在地震后，各層框架分布的剪力墻承受的剪力，要大于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中地震的總剪力的百分之二十和該設(shè)計(jì)中建筑框架的最大的剪力值的兩倍左右。
3.4結(jié)合結(jié)構(gòu)性能標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)抗震。
當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時(shí)候，建筑一定要具有一定的抗震安全能力，這是在對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)控制中最重要的，具有很關(guān)鍵的目的。因此，要根據(jù)建筑物承受風(fēng)力的變化，判斷建筑的設(shè)計(jì)，這一設(shè)計(jì)略有減少建筑物的抗震能力，但對(duì)于綜合設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是很有必要的。
結(jié)束語(yǔ)
在現(xiàn)在社會(huì)，高層建筑抗震的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)都發(fā)生了變化，其中主要是硬度變成了主要轉(zhuǎn)向柔性結(jié)構(gòu)的改變，通過(guò)調(diào)整“治療”剛性結(jié)構(gòu)的隔震，減震效果差的問(wèn)題，達(dá)到以柔克剛的減震抗震的目的，抗震材料對(duì)于抗戰(zhàn)的影響，越來(lái)越多被各國(guó)專家關(guān)注，選擇專業(yè)的材料以便提高抗震指數(shù)，增加高層建筑的抗震能力，并且增加研發(fā)實(shí)力提高新型建材的生產(chǎn)，促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使高層建筑的抗震性能加強(qiáng)。計(jì)算機(jī)模擬地震試驗(yàn)的模型和組件也被廣泛地使用起來(lái)。通過(guò)模擬器在桌上顫抖，得到一個(gè)確定性的地震記錄，可以更好的把握地震發(fā)生時(shí)的影響。模擬地震的逼真的環(huán)境因素，對(duì)科學(xué)研究高層建筑地震有有效地提高幫助。
作者：劉建飛 單位：內(nèi)蒙古赤峰市建亞建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司
1民用建筑抗震施工構(gòu)造分析
根據(jù)民用建筑的特點(diǎn)，通過(guò)以下要素進(jìn)行分析，尋求民用建筑抗震設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分。
1.1基于整體性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
民用建筑的功能比較單一，內(nèi)部通常不涉及負(fù)責(zé)的功能模塊，除了基礎(chǔ)的水電煤氣網(wǎng)等內(nèi)容之外，主要提供的是居住環(huán)境和活動(dòng)空間。這與生產(chǎn)性建筑明顯不同，生產(chǎn)性建筑如工業(yè)車間，其內(nèi)部構(gòu)造的材料必須與生產(chǎn)能力相適應(yīng)，包括地面材料也有特殊的標(biāo)準(zhǔn)。民用建筑在功能結(jié)構(gòu)上側(cè)重整體性，即通過(guò)整體性的構(gòu)造來(lái)實(shí)現(xiàn)單一功能要求，因此在抗震設(shè)計(jì)中要盡量規(guī)避掉可能出現(xiàn)的不連續(xù)缺陷，例如承重墻附近的輔助部分，不能夠喧賓奪主而出現(xiàn)裂縫?；谶@一要求，抗震設(shè)計(jì)索要遵循的整體性原則并保持連續(xù)性，已經(jīng)形成了建筑定勢(shì)思維，甚至在會(huì)弱化建筑的風(fēng)格要求和功能需求，重點(diǎn)突出安全性。否則，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)就無(wú)法完成，所謂的整體性也就是一紙空談。
1.2基于連接性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
盡管民用建筑的功能較為單一且突出整體性特點(diǎn)，但從建筑學(xué)角度考慮，任何一個(gè)工程都是由部分結(jié)構(gòu)組成的，并通過(guò)相互連接的方式組成整個(gè)建筑。例如，樓梯與樓層之間的連接，房間墻壁分隔的連接等等，連接部分直接影響了建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，因此在設(shè)計(jì)中必須深度考慮，即對(duì)連接性進(jìn)行優(yōu)化。一般的抗震元素中，良好的連接性需要承重墻的作用，保護(hù)機(jī)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力也要達(dá)標(biāo)，這是確?？煽啃缘谋厝灰蟆Ｍ瑫r(shí)，連接性的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是體現(xiàn)在震動(dòng)過(guò)程中的，在出現(xiàn)地震災(zāi)害的過(guò)程中，物理連接性可以轉(zhuǎn)化為抗震連續(xù)性，確保建筑的安全。
1.3基于剛度性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
所謂剛度性，是指建筑材料在受到震動(dòng)之后產(chǎn)生抵抗彈性變化的能力，始于柔度相對(duì)應(yīng)的一個(gè)變量。剛度設(shè)計(jì)在民用建筑中非常重要，也比較難把握，因?yàn)榇嬖诘臄?shù)據(jù)信息量過(guò)少，無(wú)法進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)算。建筑企業(yè)在施工過(guò)程中，主要從主承受結(jié)構(gòu)的豎向剛度入手，同時(shí)將橫向延展性作為抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的重點(diǎn)（地震的橫波破壞性較大）。簡(jiǎn)單地說(shuō)，剛度設(shè)計(jì)是綜合考慮承載力之后實(shí)現(xiàn)的。
2影響民用建筑抗震施工構(gòu)造的要素
民用建筑的抗震施工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不比其他類型建筑簡(jiǎn)單，甚至在某些方面表現(xiàn)的更為復(fù)雜，這關(guān)鍵是由于環(huán)境因素造成的。民用建筑的分布范圍廣泛，不同的地質(zhì)環(huán)境千差萬(wàn)別，沒(méi)有統(tǒng)一的施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，基于受力結(jié)構(gòu)而言，抗震設(shè)計(jì)中的整體性原則是在施工完成后才可以整體評(píng)估的，目前還缺乏更有效的建筑手段。作者通過(guò)研究認(rèn)為，影響民用建筑抗震施工構(gòu)造的因素主要有以下幾種：
2.1設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與實(shí)際偏移量
在設(shè)計(jì)過(guò)程重要盡量減小控制結(jié)構(gòu)偏移量，這樣可以減小地震發(fā)生環(huán)境下的能量干預(yù)。而民用建筑結(jié)構(gòu)中的偏移量，需要實(shí)現(xiàn)進(jìn)行計(jì)算，這已經(jīng)成為當(dāng)前主要的方法；但存在的不利因素在于，民用建筑抗震施工構(gòu)造中的偏移量計(jì)算方式缺乏有效的數(shù)據(jù)參考。為了解決這一問(wèn)題，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通常會(huì)放大偏移量的數(shù)據(jù)測(cè)量范圍，從而實(shí)現(xiàn)在建筑發(fā)生地震的環(huán)境下，結(jié)構(gòu)變形的總量不會(huì)超出安全范圍，尤其是建筑基礎(chǔ)部位的位移量；地基發(fā)生的偏移量超出安全范圍，必然導(dǎo)致建筑的坍塌，這也是地基使用抗震材料和構(gòu)件較多的原因。
2.2隔震消能技術(shù)的應(yīng)用
民用建筑的規(guī)模小，建筑穩(wěn)定性缺乏實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)地基以下的地質(zhì)選擇非常重要。為了應(yīng)對(duì)地基存在的天然抗震缺陷，人們發(fā)明了隔震消能技術(shù)，并取得了很好的效果。我國(guó)對(duì)隔震消能技術(shù)的研究和應(yīng)用始于上世紀(jì)六十年代，隨著時(shí)間的推移，已經(jīng)演化成為民用建筑中主要的抗震手段。隔震消能技術(shù)是通過(guò)控制結(jié)構(gòu)的剛度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在承重部分中加入有效的抗震構(gòu)件，用來(lái)抵消發(fā)生地震時(shí)的能量輸入。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用隔震消能技術(shù)的民用建筑可以有效地提升穩(wěn)定性，在發(fā)生地震（或模擬實(shí)驗(yàn)）過(guò)程中做到“列而不倒”。
2.3建筑材料的選擇
建筑材料因素對(duì)民用建筑的抗震性影響很直接。我國(guó)傳統(tǒng)的磚瓦木質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)被逐步淘汰掉，響應(yīng)的，鋼筋、水泥、架構(gòu)等新型的建筑形式開(kāi)始成為民用建筑的主體。從建筑學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，要提高抗震性，應(yīng)該減少材料自身的質(zhì)量并提升剛度，例如對(duì)鋼材的選取要求，要做到與建筑規(guī)模匹配的原則，將自身質(zhì)量與承重能力維持在一個(gè)平衡點(diǎn)上。同時(shí)，建筑材料的選擇，也是對(duì)建筑成本影響最大的因素。一般來(lái)說(shuō)，建筑材料占建筑成本的50%左右，其次為人工成本。由于民用建筑的主體投資能力并不是很強(qiáng)，在針對(duì)抗震重要性不了解的情況下，會(huì)導(dǎo)致建筑材料不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，這是十分危險(xiǎn)的。因此，適當(dāng)出臺(tái)民用建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)型法規(guī)，對(duì)人民群眾的生民財(cái)產(chǎn)安全具有重要保護(hù)作用。
3結(jié)語(yǔ)
盡管民用建筑的要求不如大型高層建筑或者生產(chǎn)性建筑嚴(yán)格，但在追求抗震性方面目的是一致的。因此作者認(rèn)為，應(yīng)該在民用建筑設(shè)計(jì)中普及質(zhì)量監(jiān)督體系，從施工前、施工中和施工后三個(gè)階段分別展開(kāi)?，F(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)風(fēng)格日益多樣化，但安全性始終是第一位的，民用建筑容納了大量的居住人群，良好的抗震性對(duì)保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全發(fā)揮了重要的作用。因此，積極開(kāi)展相關(guān)方面的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)我國(guó)民用建筑的發(fā)展具有巨大的推動(dòng)作用。
作者：王宏偉 單位：天津中鐵建業(yè)集團(tuán)有限公司
1分析與討論
1．1樁側(cè)摩阻力隨時(shí)間的變化情況
為動(dòng)力作用下樁側(cè)摩阻力的分布，可見(jiàn)，樁側(cè)負(fù)摩阻力沿深度先增大后減小，當(dāng)達(dá)到一定深度后，樁側(cè)負(fù)摩阻力逐漸變?yōu)?，并轉(zhuǎn)換成正摩阻力．在本算例中，負(fù)摩阻力主要出現(xiàn)在0．35的樁長(zhǎng)范圍內(nèi)，該結(jié)果與徐兵和曹國(guó)福的部分試驗(yàn)結(jié)果相同，另外，根據(jù)文獻(xiàn)的研究結(jié)果可知，中性點(diǎn)位置和巖土層參數(shù)有關(guān)；在正摩阻力階段，隨著深度的增加，樁側(cè)正摩阻力不斷增大．該趨勢(shì)與馬平等的試驗(yàn)結(jié)果相同，驗(yàn)證了本文數(shù)值計(jì)算結(jié)果的正確性．由于樁身沉降小于土體，產(chǎn)生樁周負(fù)摩阻力，而樁身壓縮變形和樁端沉降又使樁－土之間的相對(duì)位移發(fā)生變化，從而引起樁身中性點(diǎn)上移．正負(fù)摩阻力的消長(zhǎng)使得樁－土間相互作用達(dá)到平衡，以至樁和土的相對(duì)位移不再發(fā)生變化．由于地震動(dòng)力荷載的作用，樁側(cè)摩阻力不斷發(fā)生變化，將地震情況下的摩阻力分布與無(wú)地震情況進(jìn)行對(duì)比，可以看出二者存在一定的差別，但是并非無(wú)地震情況下的摩阻力最小，而是當(dāng)?shù)卣饡r(shí)間為6s時(shí)，樁側(cè)的負(fù)摩阻力和正摩阻力為最小值，分別為－12．73kPa，101．01kPa；當(dāng)?shù)卣饡r(shí)間為3s時(shí)，樁側(cè)負(fù)摩阻力和正摩阻力均達(dá)到最大值，其中負(fù)摩阻力最大值為－31．08kPa，正摩阻力最大值為134．01kPa；其他地震時(shí)間內(nèi)的摩阻力位于3s和6s的摩阻力之間．另外，隨著地震的持續(xù)進(jìn)行，樁體和土體均在動(dòng)力作用情況下發(fā)生相應(yīng)位移，而二者之間的相對(duì)位移的變化情況隨地震歷時(shí)的不同而不同，從而導(dǎo)致中性點(diǎn)位置發(fā)生往復(fù)變化，從圖中可以看出，地震歷時(shí)在6s時(shí)，中性點(diǎn)位置與其他地震歷時(shí)的中性點(diǎn)位置差別較大．
1．2樁體軸力隨時(shí)間的變化情況
在中性點(diǎn)以上由于受到負(fù)摩阻力的影響，樁體軸力逐漸增大；樁體軸力最大值所在的位置與樁周負(fù)摩阻力為0的位置，即中性點(diǎn)處．在中性點(diǎn)以下位置，由于樁體沉降大于土體沉降，因此，樁身受到正摩阻力的影響，軸力減?。诘卣鸷奢d作用下，樁體軸力出現(xiàn)反復(fù)變化，當(dāng)?shù)卣饸v時(shí)3s時(shí)，樁體受到的軸力最大，此時(shí)最大的軸力為6665．70kN；而當(dāng)?shù)卣饸v時(shí)6s時(shí)，樁體受到的軸力最小，此時(shí)最大的軸力為5552．4kN．
1．3樁周土沉降隨時(shí)間的變化情況
數(shù)值為負(fù)值表示位移的方向向下，受到樁體摩阻力的作用，在樁體位置的土體由于作用于樁體的正摩阻力的反作用力，導(dǎo)致這些位置的沉降較大，如地震歷時(shí)3s和6s的情況；而由于負(fù)摩阻力的作用，導(dǎo)致在中性點(diǎn)以上的土體呈現(xiàn)被撐起的形狀，如地震歷時(shí)10s和20s的情況．由于地震荷載作用，土體沉降量發(fā)生明顯變化，但變化規(guī)律并不單調(diào)，這是由于地震波經(jīng)歷過(guò)程中，對(duì)于土體的壓縮和拉伸作用交替進(jìn)行，從而引起土體沉降量的減小和增大交替進(jìn)行．對(duì)比無(wú)地震作用情況和有地震作用情況，可明顯看出，由于地震作用的存在，土體的位移明顯增大．另外，由于樁側(cè)摩阻力對(duì)于地表沉降產(chǎn)生一定影響，樁體對(duì)樁周土體產(chǎn)生向上的摩阻力，引起該部分地表土體沉降受到抑制．在樁側(cè)摩阻力、土體自重以及地震共同作用下，土體發(fā)生一定的沉降，最大的沉降量為103．8cm，發(fā)生在地震歷時(shí)15s時(shí)．土體沉降隨地震歷時(shí)而不斷變化，在地震歷時(shí)0～10s范圍內(nèi)，地表沉降迅速增大，而在地震歷時(shí)10～15s時(shí)，地震沉降繼續(xù)增大，但增大的速度明顯減慢．當(dāng)?shù)卣饸v時(shí)持續(xù)到15～20s時(shí)，地表沉降逐漸減小，當(dāng)?shù)卣饸v時(shí)為20s時(shí)，地表沉降為91．4cm，仍遠(yuǎn)大于無(wú)地震時(shí)的地表沉降22．5cm．
2結(jié)論
1）并非無(wú)地震情況下的摩阻力和軸力最小，而是當(dāng)?shù)卣饡r(shí)間為6s時(shí)，樁側(cè)的摩阻力和軸力為最小值；當(dāng)?shù)卣饡r(shí)間為3s時(shí)，樁側(cè)摩阻力和軸力均達(dá)到最大值．
2）隨著地震的持續(xù)進(jìn)行，樁體和土體均在動(dòng)力作用情況下發(fā)生相應(yīng)位移，而二者之間的相對(duì)位移的變化情況隨地震歷時(shí)的不同而不同，從而導(dǎo)致中性點(diǎn)位置發(fā)生往復(fù)變化．
3）由于地震荷載作用，土體的位移明顯增大．土體沉降隨地震歷時(shí)而不斷變化，在地震歷時(shí)0～10s范圍內(nèi)，地表沉降迅速增大；在地震歷時(shí)10～15s時(shí)，地震沉降繼續(xù)增大，但增大的速度明顯減慢；當(dāng)?shù)卣饸v時(shí)持續(xù)到15～20s時(shí)，地表沉降逐漸減?。?
作者：郭春 彭振斌 單位：中南大學(xué)
