發(fā)布時間：2022-05-03 03:52:45
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的建筑抗震論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
摘要：隨著我國城市的建設(shè)和發(fā)展，很多高樓大廈在城市中出現(xiàn)，而且建筑高度越來越高，甚至一些已經(jīng)超過了安全高度范圍。而且我國很多地方都是地震多發(fā)帶，近幾年的地震已經(jīng)給人類帶來了嚴(yán)重的人身和財產(chǎn)安全的消極影響。本文中，通過對現(xiàn)階段我國高層建筑抗震設(shè)計中存在的問題，從不同角度提出了我國高層建筑抗震設(shè)計優(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；問題；策略
1引言
隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國城市化進(jìn)程不斷加快，城市中隨處可見高樓林立，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)模越來越大，建筑層數(shù)也不斷提高。與此同時，隨著建筑的復(fù)雜性和難度的增加，人們對于建筑安全的要求越來越高，特別是作為一個地震多發(fā)地區(qū)的國家，加之近幾年自然災(zāi)害的頻發(fā)，我國居民對于高層建筑的防震效果更加重視，這就對我國高層建筑的抗震設(shè)計帶來了不小的挑戰(zhàn)。因此，筆者認(rèn)為，十分有必要對我國高層建筑的抗震設(shè)計中存在的問題進(jìn)行研究，并尋求合理的解決途徑，以期能夠提高我國高層建筑抗震能力。
2高層建筑抗震設(shè)計中存在的問題
2.1高度規(guī)范問題
雖然我國有相關(guān)的法律法規(guī)和政策文件對建筑物的高度規(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，針對不同級別的高層的混凝土的建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)也有不同級別的高層建筑設(shè)置規(guī)范，但從我國現(xiàn)階段各個建筑單位的實(shí)際執(zhí)行情況來看，很多房地產(chǎn)開發(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)超過了科學(xué)合理的范圍，以至于在遭遇地震時，這些違規(guī)高層建筑會成為“眾矢之的”，不能有效抵抗地震威脅。
2.2抗震材料選用問題
我國雖然也是地震多發(fā)國家，但是與國際上發(fā)達(dá)國家在高層建筑時結(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，但是我國很多地震區(qū)域的高層建筑仍然知識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)計人才支撐問題
現(xiàn)階段我國抗震設(shè)計領(lǐng)域的專業(yè)人才還很匱乏，很多抗震設(shè)計大多是借鑒國外的成功經(jīng)驗，國內(nèi)設(shè)計者的自主創(chuàng)新能力較低。雖然國內(nèi)很多高校和職教院校都開設(shè)了抗震設(shè)計專業(yè)類課程，但是由于我國缺乏實(shí)際施工實(shí)踐經(jīng)驗，理論知識與實(shí)踐能力的不扎實(shí)，課程結(jié)構(gòu)的不全面等，使得我國建筑設(shè)計在抗震設(shè)計領(lǐng)域的人才十分匱乏，國內(nèi)一些經(jīng)典的高層建筑還不得不依賴國外的設(shè)計師來進(jìn)行抗震設(shè)計和施工，抗震設(shè)計人才支撐不足。此外，我國抗震設(shè)計的抗震能力較差，抗震級別較低，還比不上發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)。我國的建筑架構(gòu)設(shè)計安全系數(shù)還不高，因此，亟需相關(guān)部門對我國高層抗震設(shè)計做出更為符合我國國情和時代要求的標(biāo)準(zhǔn)，以提高我國高層建筑抗震設(shè)計的適宜性。
3我國高層建筑抗震設(shè)計優(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
地震來臨時，高層建筑都會因為受到地震能量作用而發(fā)生變形，還有一些建筑在施工過程中也會出現(xiàn)變形，所以，不論是在建筑施工還是在后期防震設(shè)計和建設(shè)過程中都應(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，通過改變縱地基層的位移來減少地震產(chǎn)生的位移，另外還應(yīng)當(dāng)對界面結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布處進(jìn)行處理來加強(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，我國當(dāng)前在建筑的防震設(shè)計及后期施工過程中，很多建設(shè)和施工單位都加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的韌性、剛度，并對地震構(gòu)造進(jìn)行了科學(xué)的設(shè)計，提高高層建筑的結(jié)構(gòu)韌性和剛度，減少地震帶來的不利影響。地震過程是一種能量的釋放過程，因此，需要高延性結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工來產(chǎn)生良好的消震和隔震效果，有效減少地震對房屋建筑的傷害。反過來講，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，在對高層房屋建筑的設(shè)計和規(guī)劃時，一定要運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)來提高房屋的抗震能力，比如阻尼器的設(shè)計原理就是通過吸收地震能量來減少對房屋建筑的沖擊，而且還能監(jiān)測地震對建筑的破壞程度，效果顯著。
3.3建立多層地震防線
通過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，如果只有一道地震防線，一旦遇到級別很高的地震，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)計時，可以采用多段強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)，最常見的比如抗震剪力墻設(shè)計，該設(shè)計因其抗震性能好，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)計預(yù)期最大剪力墻的兩倍，或者要超過地震總剪力值的1/5.
4結(jié)束語
時代的發(fā)展讓高層建筑已經(jīng)成為我們司空見慣的建筑物，對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提升其抗震能力也將會成為建筑行業(yè)未來發(fā)展的重要趨勢。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，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)計中，讓高層建筑為人們的生活帶來跟尾舒適、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)計的根本驗算應(yīng)是強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)的變形驗算，因此從某種意義上說，結(jié)構(gòu)抗震的本質(zhì)就是延性。一個結(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始至達(dá)到最大承載力或達(dá)到以后而承載力還沒有顯著下降期間的變形能力，也就是說，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，這時結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)。在這個階段結(jié)構(gòu)剛度降低，地震慣性力不會很大，但結(jié)構(gòu)變形加大，結(jié)構(gòu)是通過塑性變形來耗散地震能量的。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)計的根本驗算應(yīng)是強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)的變形驗算，因此從某種意義上說，結(jié)構(gòu)抗震的本質(zhì)就是延性。
以我們當(dāng)前對地震的認(rèn)識水平，要準(zhǔn)確預(yù)測結(jié)構(gòu)物與地基在未來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，再輔以必要的計算分析和構(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，甚至倒塌者屢見不鮮。
結(jié)構(gòu)體系是由各類構(gòu)件連接而成的，各個構(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，會降低結(jié)構(gòu)的延性，同時自振周期變短，增大地震作用，地震作用增大的同時則要求結(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和降低結(jié)構(gòu)變形能力為代價;構(gòu)件剛度過小，在地震作用下，結(jié)構(gòu)變形過大，會導(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，而忽視了對延性的設(shè)計，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)震作用下因為缺乏足夠延性而存在較大的安全隱患。
延性的設(shè)計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危機(jī)整個結(jié)構(gòu)的安全。
為了提高結(jié)構(gòu)的延性，在設(shè)計中應(yīng)采取以下的概念設(shè)計:(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”。在對這種“耗能元件”合理設(shè)計后，可使整個結(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?，從而維持了整個結(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)計后可增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，同時在地震反復(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，即同時增大了結(jié)構(gòu)的延性，因為填充墻同時影響到結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和延性，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)提高對填充墻的設(shè)計認(rèn)識，而不僅僅是作為結(jié)構(gòu)上的荷載來處理。
(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)計時有意識地在一些構(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)過早倒塌。如在鋼筋混凝土框架設(shè)計中要求“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)沒有適當(dāng)?shù)馁樣喽龋诔霈F(xiàn)塑性鉸時就會形成幾何可變的“機(jī)構(gòu)”，失去承載能力而倒塌。一般來說，超靜定次數(shù)越高，對抗震越有利，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，均不至于導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的破壞。因此，抗震設(shè)計中的一個重要原則是結(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，這是在設(shè)計延性抗震結(jié)構(gòu)時必須預(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，如何吸收和消耗這些能量就成為抗震設(shè)計的本質(zhì)內(nèi)容，即是延性設(shè)計。從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的基本原則，到結(jié)構(gòu)抗震承載力和變形驗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)計的本質(zhì)問題，才能真正設(shè)計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，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)《中國地震局關(guān)于學(xué)校、醫(yī)院等人員密集場所建設(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)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，同時擬在病房內(nèi)部增設(shè)衛(wèi)生間。通過對原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行委托檢測，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
（一）混凝土構(gòu)件材料強(qiáng)度檢測
由原設(shè)計圖紙可知：樓體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件混凝土強(qiáng)度均為200#。采用鉆芯法對結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測，取混凝土芯樣18個，每層3個。依據(jù)《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》中強(qiáng)度檢測的規(guī)定，經(jīng)對鉆芯法檢測構(gòu)造柱、圈梁混凝土強(qiáng)度結(jié)果進(jìn)行分析評定，均無樣本異常值。因此，進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗算時，原有結(jié)構(gòu)混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度等級可按C15考慮。
（二）砂漿強(qiáng)度檢測
由原設(shè)計圖紙可知：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)《貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》，采用貫入法檢測、評定地下一層至五層砌體砂漿抗壓強(qiáng)度?，F(xiàn)場對該結(jié)構(gòu)隨機(jī)抽取18個測區(qū)，每層3個測區(qū)。根據(jù)檢測結(jié)果，進(jìn)行現(xiàn)有結(jié)構(gòu)承載力驗算時，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)計強(qiáng)度取用。
二、主要承重構(gòu)件裂縫情況檢測
在現(xiàn)場對墻體裂縫現(xiàn)狀檢測，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，同時在個別墻體上發(fā)現(xiàn)有細(xì)微溫度裂縫。除此之外，檢測中未在結(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)可見裂縫。
三、結(jié)構(gòu)改造驗算結(jié)果
根據(jù)原設(shè)計圖紙及砌體磚、砂漿、混凝土強(qiáng)度的現(xiàn)場檢測結(jié)果，并結(jié)合結(jié)構(gòu)使用功能的改變情況，按照有關(guān)國家規(guī)范，重點(diǎn)驗算該結(jié)構(gòu)抗震及受壓承載力情況。依據(jù)計算結(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，需對這些墻體進(jìn)行加固處理。依據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中有關(guān)墻的高厚比規(guī)定，對該結(jié)構(gòu)墻體高厚比進(jìn)行規(guī)定。經(jīng)過驗算，地下一層至五層各層墻體高厚比均未超過《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中允許的限值，符合要求。通過查閱原設(shè)計圖紙，并經(jīng)過計算校核，該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部分承載力滿足設(shè)計要求。同時，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)國家《建筑抗震設(shè)計規(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)計圖紙，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(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，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，故抗震加固時應(yīng)從嚴(yán)考慮。
（二）墻體
對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)墻體拓寬相等的長度。同時將原混凝土門過梁剔除，以兩根5＃槽鋼（肢尖向上，中間每隔350mm用綴板-60×6連結(jié)）的鋼過梁替代原混凝土過梁。同時在門框處用兩根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的錨栓連接來支撐鋼過梁（鋼柱上部節(jié)點(diǎn)與鋼過梁端部通過鋼墊板-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，在每間病房內(nèi)部增設(shè)衛(wèi)生間。因為空心樓板內(nèi)成孔處板壁較薄，當(dāng)墻體荷載直接作用其上后會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）陽臺
根據(jù)醫(yī)院擬對該結(jié)構(gòu)陽臺處外包斷橋鋁合金玻璃窗，經(jīng)對陽臺挑板的承載力進(jìn)行驗算，陽臺挑板內(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，對該結(jié)構(gòu)陽臺板進(jìn)行粘鋼加固處理。
（六）地面
醫(yī)院原計劃在該結(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，而是項目裝修工程中改為采用塑膠地板對原結(jié)構(gòu)地面進(jìn)行裝飾處理。
五、結(jié)束語
我們在實(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)施過程的鋼材管理、水泥管理及混凝土的標(biāo)號管理，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。而在高層建筑的發(fā)展過程中，高層建筑的安全問題也逐漸凸顯了出來，如何提高高層混凝土建筑的抗震性能成為建筑行業(yè)需著重考慮的問題。但在提高高層混凝土建筑抗震性能時應(yīng)首先明確高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求，才能抓住抗震設(shè)計的核心，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)計的要求
高層混凝土建筑在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)保證建筑在遭受強(qiáng)震的過程中不倒，在中等地震中經(jīng)過維護(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)計要達(dá)到抗震設(shè)計的要求，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，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，保證高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計符合要求。
1．1綜合性要求
在對高層混凝土建筑進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意建筑的剛度設(shè)計要求，利用物理學(xué)中的力學(xué)知識合理判斷結(jié)構(gòu)設(shè)計中的力學(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地。根據(jù)這些因素確定混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的剛度值，充分考慮各部分的建筑結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計，在設(shè)計過程中根據(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)計的性能，使抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計能夠抵抗強(qiáng)等級的地震，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)計在規(guī)劃設(shè)計環(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低，建筑在強(qiáng)震中會受到嚴(yán)重的破壞，直接損壞建筑的主體結(jié)構(gòu)，而在地震過后余震的作用下，建筑很可能會直接倒塌。除了混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中的剛度值問題，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)計效用的發(fā)揮。
2地震發(fā)生過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)生過程中，若地基的土層較軟弱，地基會因土體的液化而發(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，危險地帶在地震的作用力下會產(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，在地震的作用力下，建筑整個平面中的內(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)，底層的框架為敞開式的，在沒砌墻時剛度也較低，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)的電梯井會產(chǎn)生偏心作用，因此在強(qiáng)扭轉(zhuǎn)振動下會加重地震的作用力，加重破壞程度。而對于一些不對稱的平面結(jié)構(gòu)中，地震產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)振動會嚴(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)計的方法
3．1做好建筑主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計
建筑主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)抗震性能提高的最基本問題，因此應(yīng)重視建筑基礎(chǔ)的設(shè)計。在設(shè)計過程中應(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，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，因為底框雖然經(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，造成建筑部分開裂。因此，在使用底框時應(yīng)在設(shè)計時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
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，另一道防線也會繼續(xù)發(fā)生作用，減輕地震對建筑的破壞。因此，設(shè)計人員應(yīng)建立一個由多構(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，延長主體結(jié)構(gòu)屈服的力度與時間，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)計過程中，若有的構(gòu)件出現(xiàn)抗側(cè)移值過大的狀況，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)計中注意多重抗震防線的設(shè)計。
3．3綜合多種抗震計算方法
在對高層混凝土建筑抗震計算中，位移計算的正確性不容忽視，并且應(yīng)對結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行定量分析，控制主體結(jié)構(gòu)的變形量，保證在中、低地震等級中，建筑的主體結(jié)構(gòu)不會發(fā)生變形。在計算主體結(jié)構(gòu)的承載力過程中，應(yīng)對高烈度地震中結(jié)構(gòu)的層間位移以及延性位移進(jìn)行實(shí)時性的計算，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，并對建筑截面的應(yīng)變情況予以分析，計算得出構(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
在高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，因主要構(gòu)件應(yīng)滿足一定的延性要求，在樓層較高時，通過調(diào)節(jié)軸壓比以增強(qiáng)構(gòu)件的延性，但軸壓比又不應(yīng)過小，否則會造成結(jié)構(gòu)短柱，延性也會受到影響，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。首先，在地震的加固設(shè)計中應(yīng)選擇螺旋復(fù)合箍筋，因為螺旋復(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)剪弱彎時也不會破壞剪切性，增加建筑的抗震力度。最后，因為短柱的抗剪性較弱，在地震中常出現(xiàn)在抗彎能力還沒起作用時已發(fā)生了剪性破壞，所以在設(shè)計過程中應(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。
4結(jié)語
高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性是不言而喻的，只有明確抗震設(shè)計的要求并根據(jù)具體建筑結(jié)構(gòu)的抗震特點(diǎn)，才能在設(shè)計的過程中結(jié)合建筑各體系的破壞特點(diǎn)，有針對性地提高高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，減輕地震對高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的破壞，從而保障人們的生命財產(chǎn)安全。
作者：李璐 單位：太原理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院
隨著我國人口的快速增長，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)計是保證高層混凝土建筑的重要結(jié)構(gòu)，也是未來我國建筑業(yè)的主要設(shè)計結(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，計算出滿足各種條件下的最優(yōu)構(gòu)件截面，其實(shí)就是對結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸進(jìn)行設(shè)計，使其造價最低化。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)計開始，使結(jié)構(gòu)平面布置滿足對稱、規(guī)則，立面和豎向規(guī)則，側(cè)向剛度均勻變化。與此同時，通過定量的分析和計算對關(guān)系到體系整體性能的設(shè)計參數(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結(jié)構(gòu)和造價的影響較大，取決于工程建設(shè)完成后使用者對本項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結(jié)構(gòu)功能方面進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。
2.4結(jié)構(gòu)體系選擇的優(yōu)化。
對于高層建筑來說，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。
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。
3高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法
3.1改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計方案需要滿足我國現(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。在評價地震作用對高層混泥土結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響時，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)計抗震結(jié)構(gòu)時考慮防震，對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)生過多的水平力和豎向力的不均勻，從整體上提高對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，對建筑的抗震性能有著很大的影響，應(yīng)綜合分析項目區(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，因為這些區(qū)域的抗震能力較低，不利于抗震設(shè)計。
3.3高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計合理。
應(yīng)用模擬軟件對高層混凝土建筑發(fā)生地震時的受力情況進(jìn)行模擬，來選擇科學(xué)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)。通過對高層混凝土建筑的質(zhì)量檢測、施工工藝、地質(zhì)等情況的充分掌握，在對高層混凝土建筑進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，充分的了解抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)，對抗震設(shè)計進(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)計的主要部分需要進(jìn)行說明，這對于提高高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是十分有幫助的。此外，對于高層混凝土的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計還應(yīng)建立數(shù)據(jù)庫，這樣可以方面設(shè)計人員對以往工程設(shè)計資料的查找，在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)受力研究時可以參照以往相似工程，對于力學(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)角度和震動周期等，眾多的結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)在高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時都需要互相協(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)。
地震會對建筑產(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，會對建筑物產(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)測并且需要面對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)計時，不能僅對水平力和豎向力進(jìn)行防護(hù)，還需要對扭轉(zhuǎn)力作用進(jìn)行考慮，對抗震結(jié)構(gòu)的位移進(jìn)行要求，并測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，對于高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中的每一部分都符合要求，對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
隨著我國社會的高速發(fā)展，抗震結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來越廣。由于居民對高層混凝土建筑質(zhì)量上的要求越來越高，因此在建筑工程的實(shí)際設(shè)計和施工過程中應(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)效益和社會效益，對于建筑行業(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，給人民生命財產(chǎn)安全帶來極大威脅。在我國以往的砌體結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中，對建筑的抗震功能缺乏重視，抗震施工技術(shù)落后。近年來，隨著我國特大地震災(zāi)害的頻繁出現(xiàn)，磚砌結(jié)構(gòu)的抗震功能受到重視，如何通過在磚砌結(jié)構(gòu)的施工過程中采用相應(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)前我國建筑行業(yè)亟待解決的重要問題。
1我國砌體結(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，造成墻體的滑落和移動，進(jìn)而造成上層建筑的倒塌。在建筑過程中，沒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，一旦一處的墻體遭到破壞，整個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，來自地下的破壞會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，從而造成建筑的上層的傾斜和移動，直至倒塌。當(dāng)前，我國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，而且我國大多建筑的下層房屋，在設(shè)計時往往作為客廳、商場等，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，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)前我國砌體結(jié)構(gòu)的建筑在高度上越來越高，但是相應(yīng)的抗震技術(shù)卻沒有同步提升。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，高層建筑的每一層都是一個抗震的質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，一個抗震質(zhì)點(diǎn)的傾覆、彎曲就會給整個建筑帶來破壞和倒塌的風(fēng)險。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)。橫墻和縱墻通過合理的分配和連接作用，形成抗震整體，在地震發(fā)生時，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，樓梯間沒有支撐結(jié)構(gòu)，形成了整個砌體建筑中的缺口，當(dāng)樓梯間的設(shè)置位于建筑的邊端時，樓梯間周圍的房屋結(jié)構(gòu)會向樓梯間傾斜，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)鋼筋的施工過程中，拉結(jié)鋼筋設(shè)置的過少或者間距不夠均勻，或是鋼筋與墻體之間的具體不合理，都會造成地震發(fā)生時，因著力點(diǎn)的不均勻?qū)е聣w的錯位、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)生錯位，提高其防震性能。在具體的施工過程中，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)際施工過程中，技術(shù)人員因為思想認(rèn)識不到位或是工作的疏忽未把箍筋扣螺旋或錯開，甚至隨意擺放，使彎鉤角度不足或是超過135°，彎鉤的長度達(dá)不到10d，這些都會使箍筋不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，從而造成整個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對砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔震加固
在我國砌體結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展過程中，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，但是這些方法會對砌體結(jié)構(gòu)本身造成一定的影響，加固設(shè)置過程中難免給建筑本身帶來不必要的改變。隔震技術(shù)是通過隔震層的設(shè)置，隔絕和消除地震對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)過長期的經(jīng)驗總結(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)測量（對建筑的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行勘測分析）室內(nèi)外土方開挖（對建筑區(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）墻體托換墻體開鑿隔震支座就位混凝土養(yǎng)護(hù)、拆模。在施工過程中，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
在砌體建筑的施工過程中，如果建筑墻體的強(qiáng)度無法滿足建筑強(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，在托換過程中施工困難，所以要先對墻體進(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，從而保障托換過程的安全，如圖2所示。托換框架與其上計算高度范圍內(nèi)的墻體組成墻梁結(jié)構(gòu)來支承上部結(jié)構(gòu)傳來的均布荷載,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，主要的抗震設(shè)施。樓梯間缺少墻體支撐，是地震發(fā)生時，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引起連鎖反應(yīng)，造成建筑的嚴(yán)重破壞。所以要對樓梯間進(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，減弱樓梯間對墻體的影響。
4結(jié)語
根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)建筑在地震發(fā)生過程中造成的破壞的規(guī)律的總結(jié)，并對當(dāng)前我國砌體結(jié)構(gòu)建筑施工中的技術(shù)漏洞和易出現(xiàn)的問題進(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)前我國建筑加強(qiáng)安全性能，確保在地震發(fā)生時人民的生命財產(chǎn)安全的有效措施，對我國砌體結(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，我國建筑行業(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)計中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是非常重要的環(huán)節(jié)，同時也是結(jié)構(gòu)設(shè)計的難點(diǎn)。主要是因為高層混凝土建筑的人口相對密集，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，將會造成嚴(yán)重的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失，同時造成惡劣的社會影響，這對建筑行業(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)計時，應(yīng)該充分的認(rèn)識到抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性，為高層建筑居民的生命和財產(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)計時，應(yīng)該經(jīng)過精確的計算與分析，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，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，然后通過有效的維護(hù)工作，保證高層混凝土建筑的安全和使用價值。
②在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員應(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，通過合理的計算，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的損失。此外，通過對當(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，當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害發(fā)生之后，將會導(dǎo)致主體內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到損壞，在余震的作用下，會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生連鎖反應(yīng)，對建筑結(jié)構(gòu)造成持續(xù)破壞，最終導(dǎo)致建筑倒塌。對此，在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時，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)計規(guī)范，同時強(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
①在進(jìn)行高層混凝土建筑工程建設(shè)施工之前，應(yīng)該對施工現(xiàn)場進(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，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)，同時避開低洼沼澤、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)計時，應(yīng)該堅持均勻、對稱、規(guī)整等原則，高層混凝土建筑各個樓層在水平地震作用下會發(fā)生側(cè)移，主要包括整體轉(zhuǎn)動、整體平移、剪切變形以及整體彎曲變形，對不同的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該采用針對性的措施控制結(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)計過程中，有目的、有意識的控制厚薄層，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)計時，為了提高其抗震性能，應(yīng)該設(shè)置多道抗震防線，主要是因為地震災(zāi)害經(jīng)過強(qiáng)烈的震動后，會伴隨多次余震，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，地震對發(fā)區(qū)域的高層混凝土建筑，其抗震設(shè)計應(yīng)該采用延性框架，同時加強(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建筑造成損害。通過設(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，通過加強(qiáng)概念設(shè)計，加強(qiáng)薄弱部位，重視結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計，合理的控制鋼筋的錨固長度，特別是直線段錨固長度，同時考慮溫度應(yīng)力對建筑抗震性能的影響，通過全方位的考慮，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)計時，應(yīng)該重視消能減震與隔震措施。目前，我國以及世界各國都采用了延性結(jié)構(gòu)體系，主要是因為延性結(jié)構(gòu)通過對建筑物的剛度進(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)計時，應(yīng)該充分的考慮位移問題，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，重視計算承載力，然后采用彈性策略，系統(tǒng)的分析與計算建筑結(jié)構(gòu)力，在分析相關(guān)數(shù)據(jù)的前提下，考慮橫向彎矩，展開深層次的設(shè)計；通過減少建筑自重，能夠有效的降低建筑在水平方向的側(cè)移，通過考慮多個方面的因素，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)計過程中，應(yīng)該充分的考慮地震預(yù)期作用，全面的分析、預(yù)算和計算變形問題，盡可能的提高建筑構(gòu)件的承載能力，同時考慮地震時間層的位移側(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
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產(chǎn)安全，必須充分的認(rèn)識到高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性，根據(jù)高層混凝土建筑項目的實(shí)際狀況，應(yīng)用先進(jìn)的抗震設(shè)計理念、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，為人們的逃生提供寶貴的時間。同時，加強(qiáng)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，對促進(jìn)整個建筑行業(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)計院有限公司
地震對于人類的生產(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
大地震給一個地區(qū)帶來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)行解釋說明，其造成的直接損失約在數(shù)百億，間接損失難以評估，其中大部分損失來源于建筑物的損毀。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)，所以我們在提升抗震設(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)在時間、地點(diǎn)、以及強(qiáng)度范圍等隨機(jī)性較強(qiáng)。現(xiàn)如今的社會經(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，并且因為地區(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。因為抗震設(shè)防烈度存在差異，建筑工程造價受到影響必然會發(fā)生變化。所以要科學(xué)分析來合理改進(jìn)抗震設(shè)防烈度。隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，現(xiàn)代建筑對于室外景觀以及室內(nèi)裝潢的投入都上升到一個較高的層次，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增加，同時也減少了土建造價所占比例。因為土建造價提升極小，一旦建筑遭受破壞，將會帶來重大的損失，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定不僅和當(dāng)?shù)氐脑O(shè)防烈度、建筑場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，，將在很大程度上會加大建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震力。在造價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，然而對樓板的厚度以及配筋量的影響幾乎可以忽略不計。以某一機(jī)場為例進(jìn)行分析?？展芄こ趟赜袡C(jī)場“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“大腦”的“腦干”，其重要性不言而喻。據(jù)了解，該新橋機(jī)場空管工程主要包括航管樓工程、塔臺工程、氣象工程、雷達(dá)工程和場外導(dǎo)航臺工程，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，土建工程造價為2200多萬元。建成后將集中采裝國際先進(jìn)的空管自動化系統(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“大腦”的“腦干”。該地跟歷史地震發(fā)生情況來看，屬于地震少發(fā)地帶且強(qiáng)度較弱。因此七度抗震設(shè)防烈度對本地是極為安全的。當(dāng)然如果是按照8度或九度來進(jìn)行設(shè)防會更安全，但是對于工程建筑造價來說，每提高1烈度進(jìn)行設(shè)防，建筑物的造價也會相應(yīng)提升3－5個百分點(diǎn)。
3提升抗震設(shè)防烈度的有效方法
抗震烈度高于八。這時可以改變建筑本身的設(shè)計結(jié)構(gòu)，設(shè)置隔震以及消震設(shè)備來增加各個支撐部位的抗震性能，從而達(dá)到設(shè)防烈度標(biāo)準(zhǔn)。此種方式的造價要比那種通過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為建筑抗災(zāi)奠定一個較好的基礎(chǔ)，也會給予土建造價以直接影響?？拐鹆叶冉橛诹群桶硕戎g?？梢酝ㄟ^改變部件的尺寸和配筋率來提升建筑物的抗震能力。隨著社會的進(jìn)步，現(xiàn)在的抗震技術(shù)也越來越多。當(dāng)前以斜撐為主要研究對象，能夠很大程度降低土建造價。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，就會變彎，這時就需要補(bǔ)救措施，會增加成本。選擇斜撐這一方法能夠很好解決這個問題，其構(gòu)件都是拉壓式構(gòu)造，對水平壓力起著一定的抵抗作用，同時也能減小其中構(gòu)件的尺寸和減少縱向構(gòu)件的數(shù)量來達(dá)到降低土建造價的目的。
4提升設(shè)防烈度對土建造價的影響分析
以某一住宅小區(qū)高層為例來進(jìn)行說明，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。因為工程在不同的抗震設(shè)防條件下，其土建造價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)適用的尺寸來選擇構(gòu)件，來對造價存在的差異來進(jìn)行分析。通過調(diào)查數(shù)據(jù)表明，在保證建筑結(jié)構(gòu)不會發(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，截面尺寸也會相應(yīng)變化6根;而抗震烈度從7度提升至8度時，則要改變13根柱子的尺寸。對于不設(shè)防，鋼筋的使用量會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%。對應(yīng)的土建造價增加幅度，6度設(shè)防烈度提升的造價約為2%，而當(dāng)設(shè)防烈度提升到7度時造價大致提高到6%，達(dá)到8度時增加約11%。
5結(jié)語
隨著我國經(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。所以在建筑的時候要根據(jù)地區(qū)情況來決定抗震設(shè)防烈度，一般要以基本烈度為標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行抗震設(shè)防烈度的規(guī)劃設(shè)計。提高結(jié)構(gòu)抗震性，對土建造價的影響并不大，在整體造價中，所占比例極小。相對于那些昂貴的室內(nèi)裝潢和豪華體驗，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。因此而造成的財物損失要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過土建造價的損失。所以為確保結(jié)構(gòu)的安全性以及穩(wěn)定性，要對土建造價進(jìn)行一定提升。
作者：謝妤芳 單位：尋烏縣城鄉(xiāng)規(guī)劃建沒局
引言
最近我們國家的很多地區(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，因為這種原因造成了人員的傷亡和財產(chǎn)的損失是非常巨大的。因為建筑物自身的局限性，所以只要是有地震發(fā)生，就會產(chǎn)生很大的危害。所以對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)的問題
目前，我國的建筑物在建設(shè)的過程中使用的抗震方法多為等效斜撐，這種方法對于抗震十分有效，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建筑模型進(jìn)行填充，但是這種方式的施工過程太過復(fù)雜，并不是十分適合建筑物。所以，在進(jìn)行抗震設(shè)計的過程里，我們還是需要對抗震性能進(jìn)行理論上的掌握。并且在進(jìn)行抗震設(shè)計的過程中對于周期修正系數(shù)的去進(jìn)行是確定的。
二、相關(guān)的抗震設(shè)計
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
通常的情況，運(yùn)用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的時候，是運(yùn)用對鋼筋混凝土構(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抗震設(shè)計進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。建筑的磚混結(jié)構(gòu)，通常比較常見的組成方式有對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，同時還需要設(shè)置一些防震縫。在我國的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的規(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)去對建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計
在建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計的時候，主要目的就是使其在出現(xiàn)地震的時候可以很好的抗震。所以在對建筑物進(jìn)行設(shè)計的時候要對建筑物所要建設(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)計的標(biāo)準(zhǔn)。并且要將對建筑物本身的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不造成破壞去對建筑物的抗震的性能進(jìn)行確認(rèn)。建筑物在沒有進(jìn)行抗震設(shè)計的部位上也要求應(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)地震的時候使建筑物處于一個可以承受的彈性中。
3.參考相關(guān)的建筑場地去進(jìn)行抗震的設(shè)計
建筑的結(jié)構(gòu)整體上應(yīng)該有著非常好的抗震性，同時對于建筑物的建筑場地也要選擇一個比較穩(wěn)定的地點(diǎn)，同時在建筑物上還需要設(shè)置抗震層。然后還要對建筑物的周圍環(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。在對建筑結(jié)構(gòu)的場地進(jìn)行規(guī)劃的時候，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緩沖層，這個緩沖層的主要作用是如果頭地震發(fā)生的時候可以減小建筑和土層之間的震動，并且對震能的進(jìn)行吸收，這樣的一種方式能降低地震對建筑物的損害。目前，我們國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震力進(jìn)行起到進(jìn)一步削減的作用，這樣的一個方式就可以使地震對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，這也是我們國家使用的比較久的一種抗震措施，它的優(yōu)勢就是操作簡單。
（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)的時候，可以減少地面的震動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)動原理，去對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的。在發(fā)生地震災(zāi)害的時候，可以對建筑結(jié)構(gòu)中的內(nèi)金額外能夠通過不斷的滑動來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，相信在不久的將來就會被有效的使用，給我國的建筑抗震設(shè)計水平的提升做出貢獻(xiàn)。
3.效能減震技術(shù)應(yīng)用
效能減震是對地震所出現(xiàn)動能的消耗，以此去對地震能的傳導(dǎo)大小進(jìn)行減弱，從而對建筑物的破壞程度進(jìn)行降低。當(dāng)前，我們國家在這樣技術(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，降低震力對建筑主體產(chǎn)生的損壞，以此去對建筑主的體結(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
我們國家當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)水平對于可能出現(xiàn)的地震的地點(diǎn)和時間以及地震的強(qiáng)度是不沒辦法做到非常精準(zhǔn)的預(yù)知的，在加上人們對于地震的一些知識掌握的還不是很全面，所以，在對建筑物進(jìn)行設(shè)計的時候?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)，并且對結(jié)構(gòu)體型的簡單和結(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)計上去對建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性和人民的生命及財產(chǎn)進(jìn)行保障。
作者：張靖孟 單位：海南元正建筑設(shè)計咨詢有限責(zé)任公司重慶分公司
引言
建筑物的層高一定時，為提升其延性，通常會選擇減少其軸壓比，軸壓比的減小又會增加柱截面，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)短柱問題。另一方面，荷載大而樓層低的建筑物設(shè)計中也會產(chǎn)生短柱問題。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?，對高層建筑抗震設(shè)計中的短柱問題進(jìn)行分析，并探討解決短柱問題的相應(yīng)對策，便具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，本文對此展開介紹，以期能夠為相關(guān)人員提供有參考價值的建議。
1短柱的判斷方法
根據(jù)我國相關(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，才為短柱，而當(dāng)柱凈髙和截面髙度的比值滿足要求時，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，其依據(jù)主要有兩個方面，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，尤其是對于底部來說，柱底嵌固對其造成了一定的影響，同時梁對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，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)沒有位于柱中點(diǎn)時，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，且其上下截面的鋼筋配置也相一致時，彎矩大的區(qū)域發(fā)生剪切破壞的可能性也大，對于框架柱來說，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，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。一般來說，對于髙層建筑其底部樓層而言，框架柱其反彎點(diǎn)相對偏上，也即柱上截面的彎矩值小于下截面的彎矩值，對于該種情況，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，可先通過D值法將柱的反彎點(diǎn)髙度比確定下來，然后再根據(jù)短后者短柱判定依據(jù)進(jìn)行判斷，對于施工圖紙的設(shè)計階段而言，可結(jié)合驗算結(jié)果進(jìn)一步的進(jìn)行判定。
2解決高層建筑抗震設(shè)計中短柱問題的幾點(diǎn)建議
在根據(jù)剪跨比對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，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，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個或是4個柱肢組成，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。一般來說，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)理論和試驗結(jié)果表明，分體柱方法雖然并沒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”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)來說，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
由于短柱的延性差，當(dāng)發(fā)生地震時，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)計種的短柱問題是十分必要的，而解決短柱問題的前提就是對短柱進(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)計有限公司
高層建筑在現(xiàn)代化的城市中比較常見，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)，高層建筑對抗震性有著較高的要求，設(shè)計人員要做好結(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)計中，首先要明確設(shè)計的目標(biāo)，其次要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計人員必須重視抗震設(shè)計工作，其關(guān)系著業(yè)主居住的安全性。在對高層建筑的施工方案進(jìn)行設(shè)計時，要提高梁柱的承載能力，這可以避免地震等作用力對梁柱造成較大的破壞。
1高層建筑抗震設(shè)計的相關(guān)概念
高層建筑的抗震設(shè)計還需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦我约皻夂颦h(huán)境條件，針對一些地震高發(fā)地帶，設(shè)計需要采用強(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，在設(shè)計與施工時，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，不會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重變形的問題。高層建筑抗震設(shè)計是一項重要的工作，下面筆者對高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計目標(biāo)以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施進(jìn)行簡單的介紹。
1.1高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計目標(biāo)
高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計是一項重要的工作，設(shè)計人員需要保證結(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，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，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)，這對鋼材以及混凝土的性能有著較高的要求，在施工前，需要對施工材料的性能進(jìn)行檢測。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)重的損毀問題。建筑抗震設(shè)計需主要結(jié)構(gòu)的整體性，這考驗了設(shè)計人員的能力，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場地的選擇高層建筑對施工場地也有著一定要求，在施工前，設(shè)計人員需要做好地質(zhì)的考察工作，對施工場地的土質(zhì)進(jìn)行檢測，并保證地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，設(shè)計人員加強(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)行綜合評價，從而得出準(zhǔn)確的場地數(shù)據(jù)。如果遇到不適合建造高層建筑的場地，應(yīng)該采取回避的措施，給出恰當(dāng)?shù)奈ｋU性評價，從根源上杜絕出現(xiàn)由于地面的震動而摧毀地基的現(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。因為建筑結(jié)構(gòu)具有規(guī)則以及對稱的剖面結(jié)構(gòu)，地震對建筑物帶來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說，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，這樣就能夠避免測力結(jié)構(gòu)的承載力突變。因此，對于沒有特殊要求的高層建筑物，應(yīng)該盡量避免過于規(guī)則的結(jié)構(gòu)組成，不能一味的追求其視覺效果，更多的注重抗震要求。
1.2.4多道防震體系一般情況下，一次地震不會造成持續(xù)的震動，但是可能會造成接連不斷的余震，盡管強(qiáng)度不大，但是從持續(xù)時間以及反復(fù)次數(shù)上來說，在一定程度上對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)，一旦遭遇到破壞時就會難以應(yīng)付接踵而來的持續(xù)余震，最終導(dǎo)致建筑物坍塌。針對此種現(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)的余震帶來的破壞，大大的降低了危險指數(shù)，增加了抗震能力。
2高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中應(yīng)主要的幾個問題
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；對于個別墻柱按照中震彈性以及小震計算結(jié)果進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計，滿足中震彈性的抗震性能目標(biāo)；依次類推，標(biāo)準(zhǔn)層的個別墻柱則按照中震計算結(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)計措施
①調(diào)整連梁剛度折減系數(shù)：對內(nèi)力以及位移進(jìn)行計算時，對豎向與水平的荷載效應(yīng)下兩種情形進(jìn)行區(qū)別對待。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，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)，通過利用支座彎矩調(diào)整的幅度來降低連梁支座的彎矩。
②調(diào)整連梁跨高比：在設(shè)計連梁時，可能會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
本文對高層建筑抗震設(shè)計的相關(guān)概念以及需要注意的問題進(jìn)行了介紹，在抗震設(shè)計工作中，要結(jié)合施工場地的實(shí)際條件，還要遵循建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則。高層建筑在設(shè)計與施工時，對安全性要求比較高，其多采用的是型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，這主要是因為該結(jié)構(gòu)有著良好的抗震效果。高層建筑抗震設(shè)計會受到較多因素的影響，設(shè)計人員需要考慮建筑結(jié)構(gòu)自身剛度，要考慮施工場地是否存在地震隱患。設(shè)計人員要多對建筑結(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)計院有限公司
在社會快速發(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)計的優(yōu)化問題也變成了人們所重視的問題了?？偹苤?，地震對于人類來說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。對于建筑物的地震破壞機(jī)理是極其復(fù)雜的，對其我們要考慮很多因素，可是由于許多技術(shù)問題還是不夠完善，因此當(dāng)有地震發(fā)生時建筑就很難起到令人滿意的抗震性能。由于在我們國家的許多個地區(qū)是非常容易發(fā)生地震現(xiàn)象的，所以這對于建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程設(shè)計來說就是一極其繁重的任務(wù)了，再進(jìn)行建筑工程設(shè)計的過程中，首先要考慮的就是建筑的安全問題了。因此國家以及建筑企業(yè)一定要對建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化問題加以重視。
1建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計原則
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)計的初級階段，要先了解建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求，并與之結(jié)合，優(yōu)化建筑平面以及建筑物的使用功能，并對其進(jìn)行合理的布局，對于那些高層建筑，一定要確保其剛度足夠強(qiáng)，以此來降低結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的影響，對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)計時要對建筑合理布置，這樣對于降低豎向構(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)計的過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、保證其體型簡單。通過近幾年來的地震災(zāi)害可以表明，當(dāng)有地震發(fā)生時，只有建筑物平立面的布局合理簡潔，受力均勻，才可以滿足建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求。
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)計的過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題。在建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計時要嚴(yán)格要求鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值，并對建筑的所處位置進(jìn)行有效的設(shè)計，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)常會出現(xiàn)較大位移，在建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計時既要滿足其剛度問題，又要避免超過其承載力。
2建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項
2．1注意確定基本設(shè)計信息
由建筑物所在地區(qū)建筑類別及其防烈度等對抗震等級進(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)》來對設(shè)防烈度進(jìn)行調(diào)整。在進(jìn)行建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計時要明確地震加速度、地面粗糙度以及該場土地類別，這樣一來建筑防震結(jié)構(gòu)設(shè)計就更加科學(xué)合理了。一般來說建筑物越高，風(fēng)荷載對其就有越大的影響，所以在進(jìn)行設(shè)計時一定要重視基本風(fēng)壓，如果建筑物對風(fēng)荷載較為敏感或者是本身高于60m時，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、形狀等這些來選擇建筑物的體形系數(shù)。2．2正確選擇設(shè)計參數(shù)以及概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計的過程中，要注意概念設(shè)計，要明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計體系的地震作用的途徑，設(shè)計多條抗震防線。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。對于剪力墻而言，其布置一定要對稱均勻，并在其縱橫方向都要去布置，盡量讓兩個主軸方向剛度接近。另外要注意，盡量減少墻體開洞，若真的要開洞，要使洞口對齊，不要任意的開洞。對于砼結(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。對于各個結(jié)構(gòu)間的連接要注意構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的破壞。對于預(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)計的優(yōu)化策略
3．1對建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計加以重視
建筑概念之所以形成就是人們對其的認(rèn)知從感性上升到理性，這也反映出了人類對于事物有了更加客觀的認(rèn)識。在進(jìn)行建筑結(jié)果設(shè)計的過程中，建筑師一定要對建筑設(shè)計的概念熟練地掌握，只有這樣設(shè)計師才可能設(shè)計出一個安全經(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)計時設(shè)計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)計師要運(yùn)用自身所積累的經(jīng)驗以及深厚的設(shè)計理論，形成一種屬于自己的設(shè)計概念，并用其完成高水平建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，建筑的概念設(shè)計對于設(shè)計師而言是其必須具備的能力之一。
3．2對建筑抗震設(shè)計理念進(jìn)行加強(qiáng)
我們都知道，對于建筑物而言，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，對于不同高度的抗側(cè)力，其沖擊強(qiáng)度大都不同，這樣就會有薄弱層面存在，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時要盡量去減弱甚至避免。如今在我們國家的建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范中，一般分為兩個階段進(jìn)行抗震，這樣對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)計師要對地震參數(shù)進(jìn)行充分運(yùn)用，對建筑結(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)行計算。在進(jìn)行第二階段設(shè)計時，要用所對應(yīng)的地震參數(shù)對建筑物的薄弱層面進(jìn)行計算，待結(jié)果出來后再對薄弱樓層進(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)計超過規(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對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行綜合考慮
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在進(jìn)行設(shè)計時要考慮多種優(yōu)化方案，并同時對內(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其承受能力進(jìn)行綜合考慮，考慮哪種建筑設(shè)計方案更加合理，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其抗倒塌能力進(jìn)行研究，外界因素主要是對建筑物所受的平常風(fēng)力、溫度應(yīng)力、抗震等進(jìn)行考慮，對各方面的因素進(jìn)行綜合考慮，爭取設(shè)計出最好的方案。在進(jìn)行地基設(shè)計的過程中，要與設(shè)計師本身的實(shí)踐經(jīng)驗相結(jié)合進(jìn)行綜合性的設(shè)計，與此同時設(shè)計師要提前預(yù)測其中可能會出現(xiàn)的各類問題，并對找出這些問題的解決措施。當(dāng)計算建筑物本身的受力情況時要謹(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)驗去判斷建筑所要增加的配筋量，一定要先對構(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，對于建筑物本身的組成材料要對其溫度應(yīng)力進(jìn)行考慮，就比如說鋼筋材料，溫度對其有很大的影響。所以不管怎么說，在進(jìn)行建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時，不管是建筑結(jié)構(gòu)選型還是建筑的設(shè)計布置，又或者說是一些有關(guān)的計算過程，一定要先對所有可能會出現(xiàn)的問題進(jìn)行綜合性的考慮，必要時要對建筑物的受力極限進(jìn)行驗算，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)計的安全性以及可行性。
4結(jié)束語
伴隨著高性能材料以及新型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，我國建筑行業(yè)也開辟了新天地，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)計目前現(xiàn)狀，再由建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計者從抗震概念以及抗震經(jīng)驗，對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)計方案。
作者：萬磊 趙冰
1高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計基本原則
1.1應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。
建筑設(shè)計應(yīng)符合抗震概念設(shè)計的要求，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重要的敵人，地震規(guī)劃要求建筑短平，立面對稱。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量，地震反應(yīng)更大，為了易于測量，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，因為地震的影響是非常大的，所以需要設(shè)計的結(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)計中的“柔性”，通過合理的設(shè)計信息進(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，許多余震通常會伴隨其后，就算是一個堡壘在第一損壞結(jié)構(gòu)損害后經(jīng)歷余震，可能會導(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)墻和兩個子系統(tǒng)，設(shè)計多道保護(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于余震的防護(hù)，這個多道設(shè)防的原則在針對這點(diǎn)上非常重要，在經(jīng)過大地震后，往往房屋結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)損失，抗地震的承載力下降，如果設(shè)置第二、第三條防線，可以大大提高人們在余震中的存活率。
2我國高層建筑抗震設(shè)計中存在的問題
2.1缺乏設(shè)計人才。
在許多西方國家，高校會開設(shè)許多有效的建筑設(shè)計專業(yè)課程，與職教這些專業(yè)的相關(guān)人才，但是，在我國本課程目前還很少，很多高層建筑都是由一個個外國專家設(shè)計操作的，在國家該領(lǐng)域的抗震設(shè)計人才較少。
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150米的建筑中，通常選擇一個三層支撐框架的建筑結(jié)構(gòu)鋼來生產(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)超過一定高度的時候，設(shè)計者要關(guān)心的不單單是設(shè)計，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，對我國高層建筑結(jié)構(gòu)要求有一個合理的限定高度，這個高度的設(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)計中的局限性，需要小心。在測試振動試驗臺基礎(chǔ)的抗震設(shè)計的極限中，因為高層建筑物的高度增加導(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)超過標(biāo)準(zhǔn)的高層建筑設(shè)計的。
2.4高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置問題。
高層建筑為了耳目一新的立面效果，會在一個平面內(nèi)進(jìn)行不規(guī)則的、大凹面的或更復(fù)雜不對稱的結(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，尺寸方面的意見要進(jìn)行及時溝通，嘗試與建筑師商量，商定一個水平和垂直對稱的、質(zhì)量和剛度、承載力統(tǒng)一的布局。
3我國高層建筑抗震設(shè)計加強(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。
高層建筑在地震作用下變形在施工過程中經(jīng)常會發(fā)生，因此，設(shè)計結(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)計地震作用下的位移變形是必要的，通過操縱地基層的位移，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)來進(jìn)行消震和隔震。
在中國，目前的抗震設(shè)計、施工操作中可以通過加強(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，要保證房屋具有高延性結(jié)構(gòu)來進(jìn)行消震和隔震。這樣可以彌補(bǔ)地震造成的損失。同樣，如果一個高層建筑承載力較小時，高韌性，高延性可以在地震能量吸收的過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)計與進(jìn)步，科學(xué)家設(shè)計的阻尼器可以有效吸收地震能量，查明地震對高層建筑帶來的破壞。
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)計的高層建筑進(jìn)行了多段墻框架設(shè)計，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)生時在墻上的裂縫。同時，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)計中地震的總剪力的百分之二十和該設(shè)計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)來設(shè)計抗震。
當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時候，建筑一定要具有一定的抗震安全能力，這是在對于建筑的結(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，這一設(shè)計略有減少建筑物的抗震能力，但對于綜合設(shè)計來說是很有必要的。
結(jié)束語
在現(xiàn)在社會，高層建筑抗震的結(jié)構(gòu)和設(shè)計都發(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，通過調(diào)整“治療”剛性結(jié)構(gòu)的隔震，減震效果差的問題，達(dá)到以柔克剛的減震抗震的目的，抗震材料對于抗戰(zhàn)的影響，越來越多被各國專家關(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，通過優(yōu)化設(shè)計，使高層建筑的抗震性能加強(qiáng)。計算機(jī)模擬地震試驗的模型和組件也被廣泛地使用起來。通過模擬器在桌上顫抖，得到一個確定性的地震記錄，可以更好的把握地震發(fā)生時的影響。模擬地震的逼真的環(huán)境因素，對科學(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)，通過以下要素進(jìn)行分析，尋求民用建筑抗震設(shè)計中的關(guān)鍵部分。
1.1基于整體性的結(jié)構(gòu)設(shè)計
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，即通過整體性的構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)單一功能要求，因此在抗震設(shè)計中要盡量規(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)形成了建筑定勢思維，甚至在會弱化建筑的風(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)計就無法完成，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
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，任何一個工程都是由部分結(jié)構(gòu)組成的，并通過相互連接的方式組成整個建筑。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)計中必須深度考慮，即對連接性進(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)，這是確保可靠性的必然要求。同時，連接性的另外一個優(yōu)勢是體現(xiàn)在震動過程中的，在出現(xiàn)地震災(zāi)害的過程中，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
所謂剛度性，是指建筑材料在受到震動之后產(chǎn)生抵抗彈性變化的能力，始于柔度相對應(yīng)的一個變量。剛度設(shè)計在民用建筑中非常重要，也比較難把握，因為存在的數(shù)據(jù)信息量過少，無法進(jìn)行詳細(xì)的測算。建筑企業(yè)在施工過程中，主要從主承受結(jié)構(gòu)的豎向剛度入手，同時將橫向延展性作為抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中的重點(diǎn)（地震的橫波破壞性較大）。簡單地說，剛度設(shè)計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)計并不比其他類型建筑簡單，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)境千差萬別，沒有統(tǒng)一的施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。同時，基于受力結(jié)構(gòu)而言，抗震設(shè)計中的整體性原則是在施工完成后才可以整體評估的，目前還缺乏更有效的建筑手段。作者通過研究認(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)計結(jié)構(gòu)與實(shí)際偏移量
在設(shè)計過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)造中的偏移量計算方式缺乏有效的數(shù)據(jù)參考。為了解決這一問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計中通常會放大偏移量的數(shù)據(jù)測量范圍，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)，因此對地基以下的地質(zhì)選擇非常重要。為了應(yīng)對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。我國對隔震消能技術(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)是通過控制結(jié)構(gòu)的剛度來實(shí)現(xiàn)的，在承重部分中加入有效的抗震構(gòu)件，用來抵消發(fā)生地震時的能量輸入。經(jīng)過長期的檢驗發(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）過程中做到“列而不倒”。
2.3建筑材料的選擇
建筑材料因素對民用建筑的抗震性影響很直接。我國傳統(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始成為民用建筑的主體。從建筑學(xué)的角度來說，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平衡點(diǎn)上。同時，建筑材料的選擇，也是對建筑成本影響最大的因素。一般來說，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)，在針對抗震重要性不了解的情況下，會導(dǎo)致建筑材料不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，這是十分危險的。因此，適當(dāng)出臺民用建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)型法規(guī)，對人民群眾的生民財產(chǎn)安全具有重要保護(hù)作用。
3結(jié)語
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)計中普及質(zhì)量監(jiān)督體系，從施工前、施工中和施工后三個階段分別展開?，F(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計風(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，良好的抗震性對保護(hù)生命財產(chǎn)安全發(fā)揮了重要的作用。因此，積極開展相關(guān)方面的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，對我國民用建筑的發(fā)展具有巨大的推動作用。
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)摩阻力隨時間的變化情況
為動力作用下樁側(cè)摩阻力的分布，可見，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的樁長范圍內(nèi)，該結(jié)果與徐兵和曹國福的部分試驗結(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．該趨勢與馬平等的試驗結(jié)果相同，驗證了本文數(shù)值計算結(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)摩阻力的消長使得樁－土間相互作用達(dá)到平衡，以至樁和土的相對位移不再發(fā)生變化．由于地震動力荷載的作用，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地震情況進(jìn)行對比，可以看出二者存在一定的差別，但是并非無地震情況下的摩阻力最小，而是當(dāng)?shù)卣饡r間為6s時，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間為3s時，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，樁體和土體均在動力作用情況下發(fā)生相應(yīng)位移，而二者之間的相對位移的變化情況隨地震歷時的不同而不同，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，地震歷時在6s時，中性點(diǎn)位置與其他地震歷時的中性點(diǎn)位置差別較大．
1．2樁體軸力隨時間的變化情況
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，軸力減小．在地震荷載作用下，樁體軸力出現(xiàn)反復(fù)變化，當(dāng)?shù)卣饸v時3s時，樁體受到的軸力最大，此時最大的軸力為6665．70kN；而當(dāng)?shù)卣饸v時6s時，樁體受到的軸力最小，此時最大的軸力為5552．4kN．
1．3樁周土沉降隨時間的變化情況
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)歷過程中，對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．對比無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)摩阻力對于地表沉降產(chǎn)生一定影響，樁體對樁周土體產(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15s時．土體沉降隨地震歷時而不斷變化，在地震歷時0～10s范圍內(nèi)，地表沉降迅速增大，而在地震歷時10～15s時，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時持續(xù)到15～20s時，地表沉降逐漸減小，當(dāng)?shù)卣饸v時為20s時，地表沉降為91．4cm，仍遠(yuǎn)大于無地震時的地表沉降22．5cm．
2結(jié)論
1）并非無地震情況下的摩阻力和軸力最小，而是當(dāng)?shù)卣饡r間為6s時，樁側(cè)的摩阻力和軸力為最小值；當(dāng)?shù)卣饡r間為3s時，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，樁體和土體均在動力作用情況下發(fā)生相應(yīng)位移，而二者之間的相對位移的變化情況隨地震歷時的不同而不同，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而不斷變化，在地震歷時0～10s范圍內(nèi)，地表沉降迅速增大；在地震歷時10～15s時，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時持續(xù)到15～20s時，地表沉降逐漸減小．
作者：郭春 彭振斌 單位：中南大學(xué)
