■孫 輝 ■身份證號碼:360102199004110014，江西 南昌 330000

1 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1 需要重視軸向變形

在高層建筑中，有很大的豎向載荷，在柱中會(huì)引起一定的軸向變形，對于連續(xù)梁彎矩會(huì)造成相應(yīng)的影響，使得連續(xù)梁中部的支座位置的負(fù)彎矩不斷減小，還有，還會(huì)對于預(yù)測構(gòu)造部件下料的長度造成影響，要求按照軸向變形計(jì)算有關(guān)值，對于下料長度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。對于構(gòu)件的剪力以及側(cè)移造成影響，需要給予重視，否則不利于建筑的安全性和穩(wěn)定性。

1.2 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)

和底層建筑進(jìn)行比較，高層建筑結(jié)構(gòu)更加柔和一些，在地震的情況下，建筑變形更大。為了讓在進(jìn)入塑性變形的階段后，高層建筑結(jié)構(gòu)依然有比較強(qiáng)的變形能力，防止出現(xiàn)倒塌的情況，需要在建筑構(gòu)造上使用合適的措施，來確保結(jié)構(gòu)有足夠的延性。

1.3 水平荷載是決定因素

一方面，由于高層建筑的樓面的使用情況與樓房自重的荷載在豎向建筑構(gòu)件中所導(dǎo)致的軸力以及彎矩的數(shù)據(jù)，僅僅和建筑高度一次方成為正比。其水平荷載給建筑結(jié)構(gòu)造成的傾覆力矩?cái)?shù)值和由此在建筑豎向構(gòu)件內(nèi)導(dǎo)致的軸力，是和樓房的高度數(shù)值的兩次方是正比。在另一方面，對于具有相應(yīng)高度的樓房來講，一般豎向荷載屬于一個(gè)定值，而水平荷載產(chǎn)生的地震作用和具有的風(fēng)荷載，其實(shí)際數(shù)值是伴隨建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力自身的特性出現(xiàn)變化而不斷變化。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)

2.1 設(shè)計(jì)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)

在設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)的時(shí)候，高層建筑還存在一定的缺陷，因此在發(fā)生地震的時(shí)候，建筑結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)比較嚴(yán)重的人員傷亡，并且由于高層建筑其設(shè)計(jì)工作比較系統(tǒng)，具有一定的復(fù)雜性，有時(shí)在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員沒有對于各個(gè)方面進(jìn)行充分的考慮，特別是在抗震方面，導(dǎo)致高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)缺乏一定的安全性與穩(wěn)固性。

2.2 設(shè)計(jì)高層建筑的防風(fēng)結(jié)構(gòu)

在高層建筑中，風(fēng)振作用會(huì)產(chǎn)生比較大的影響，因此，對于高層建筑進(jìn)行防風(fēng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對于抗風(fēng)問題進(jìn)行重點(diǎn)的考慮。由于高層建筑的樓層較高，對于風(fēng)會(huì)形成干擾和阻礙，伴隨風(fēng)的效應(yīng)出現(xiàn)改變，會(huì)帶來一個(gè)振動(dòng)的作用力，破壞高層建筑自身的動(dòng)力荷載，出現(xiàn)的風(fēng)壓有可能會(huì)導(dǎo)致墻體、表面出現(xiàn)裂縫，更嚴(yán)重的可能影響高層建筑的建筑結(jié)構(gòu)。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

3.1 重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

在抗震設(shè)計(jì)中合理的建筑布置是十分重要的，要求是平立面的簡單對稱，根據(jù)以往的震害經(jīng)驗(yàn)得出，這類型建筑在地震災(zāi)害中不容易受到傷害。規(guī)則建筑通常體現(xiàn)于建筑物平面與里面的形狀簡單?？箓?cè)力體系剛度承載力的上下變化能夠連續(xù)、均勻，平面布置大致對稱。

3.2 抗震設(shè)計(jì)的原則

(1)剛?cè)岵?jì)。在進(jìn)行建筑的抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，不應(yīng)該只追求不斷提高結(jié)構(gòu)的抗力，還需要按照初定的尺寸以及混凝土等級對于結(jié)構(gòu)的剛度進(jìn)行計(jì)算，然后再根據(jù)結(jié)構(gòu)剛度計(jì)算出地震力，然后再計(jì)算配筋。倘若結(jié)構(gòu)剛度過大，那么地震作用的效應(yīng)也很大，為了能夠抵御地震需要配置更多的鋼筋。在地震的時(shí)候，這樣大結(jié)構(gòu)剛度建筑可能出現(xiàn)局部受損。太柔的結(jié)構(gòu)有著比較好的延展性，但是易導(dǎo)致變形而沒有辦法使用。有效滿足剛?cè)岵?jì)的要求，不僅能夠達(dá)到變形的要求，還能夠減少地震的作用力。

(2)多道設(shè)防原則。一個(gè)良好的抗震體系，應(yīng)該是由若干個(gè)延伸性比較好的分體系來構(gòu)成，并且由延伸性比較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行鏈接，一起協(xié)同工作，例如剪力體系、框架是由剪力墻和延性框架這兩個(gè)分體系構(gòu)成。在地震中，倘若一道防線被破壞了，還有其他防線可以進(jìn)行支撐。

(3)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件應(yīng)設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu)或構(gòu)件。在結(jié)構(gòu)屬于延性結(jié)構(gòu)的時(shí)候，因?yàn)樗苄宰冃文軌蛳牡卣鹉芰浚Y(jié)構(gòu)變形會(huì)加大，但是結(jié)構(gòu)受到的地震作用不會(huì)上升，指的是結(jié)構(gòu)是使用其變形能力對于地震作用進(jìn)行抵抗。延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)需要遵守強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)底層弱柱，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件的原則，承受的豎向荷載的構(gòu)件不能夠作為主要的耗能構(gòu)件。

4 高層建筑的防風(fēng)設(shè)計(jì)

4.1 地理位置

在一些地區(qū)，統(tǒng)計(jì)風(fēng)速比其他的地方大很多，在許多地區(qū)，有許多的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)能夠使用，基本風(fēng)速一般使用等值線的形式進(jìn)行公布，等值線指的是在地圖上繪制相等的風(fēng)速線。

4.2 物理位置

倘若高層建筑物處在暴露的地點(diǎn)，風(fēng)吹的速度會(huì)變得更高，在沿海比在內(nèi)陸區(qū)域的城市中心，由于表面不同的粗糙程度，降低了平面風(fēng)速，粗糙系數(shù)需要考慮到這種變化，它和地形粗糙程度以及超過地面的高度有一定的關(guān)系。

4.3 建筑結(jié)構(gòu)尺寸

建筑高度和防風(fēng)有著十分密切的關(guān)系，伴隨離地平面高度的不斷增加，風(fēng)速也不斷增加。平均風(fēng)速根據(jù)參考風(fēng)速?zèng)Q定的，參考風(fēng)速是地面粗糙度、建筑高度以及地形的因式，平均風(fēng)速的平方和風(fēng)壓成正比。

5 高層建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.1 抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該要按照剛?cè)岵?jì)的原則，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的靈活性。與此同時(shí)，在對于抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)候，應(yīng)該使用多層的防線進(jìn)行設(shè)防。這樣倘若第一道的防線在地震的作用下受到破壞的時(shí)候，后面的第二道以至第三道防線都能夠立即補(bǔ)上，有效減輕地震造成的傷害，確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。經(jīng)過以往的數(shù)據(jù)信息顯示，重力荷載過重，是建筑結(jié)構(gòu)在受到地震作用后出現(xiàn)坍塌的最直接的原因。因此，在對于高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，在材料方面，應(yīng)該盡量選擇重量輕但強(qiáng)度高的材料。與此同時(shí)，應(yīng)該充分地發(fā)揮抗震縫的作用，設(shè)置抗震縫，減輕地震帶來的破壞。在對于高層建筑抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先使用先進(jìn)的產(chǎn)品和技術(shù)，來提高設(shè)計(jì)的水平，從而達(dá)到更好的效果。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，也可以使用結(jié)構(gòu)自身存在的抗震性能，來抵抗地震，但是這種方法的效果不明顯。倘若受到破壞，將會(huì)產(chǎn)生人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。倘若要加強(qiáng)對于結(jié)構(gòu)減震的控制，可以考慮加裝控制裝置。通過控制裝置，來承受地震產(chǎn)生的作用，減輕建筑結(jié)構(gòu)受到的地震反應(yīng)。基礎(chǔ)隔震在其中就屬于一種很好的方法，基礎(chǔ)隔震能夠通過安裝隔震的裝置，構(gòu)成有效的隔震層，提高建筑的抗震能力。使建筑結(jié)構(gòu)能夠一直處在彈性的狀態(tài)，避免建筑物受到地震造成的傷害。耗能減震，是通過安裝耗能的裝置，有效的吸收地震帶來的結(jié)構(gòu)能量，減輕建筑結(jié)構(gòu)對于地震的反應(yīng)。防止建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞或者倒塌的情況，來達(dá)到控震減震的目的。

5.2 抗風(fēng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

選擇有效的結(jié)構(gòu)，處理好建筑和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。選擇結(jié)構(gòu)需要符合建筑的功能要求，具有一定的經(jīng)濟(jì)性以及合理性，能夠方便施工。建筑的層高、開間、進(jìn)深等平面關(guān)系與體型除了要滿足使用的要求外，還需要盡量減少種類，盡可能使用統(tǒng)一的柱網(wǎng)布置以及層高，使用相同的標(biāo)準(zhǔn)層。做好高層建筑的控制位移，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置的時(shí)候，需要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度和整體性，及時(shí)加強(qiáng)構(gòu)件連接，使結(jié)構(gòu)各個(gè)部分能夠使用最有效的方式進(jìn)行作用。還需要在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上，使用配比度較高的砂石，提高建筑地基的密實(shí)程度，與此同時(shí)，還需要安裝抗拔錨桿，來提升建筑自身的抗拔強(qiáng)度。在進(jìn)行減振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，需要利用樓板、剪力墻、耗能支撐等組成減振系統(tǒng)，來降低風(fēng)力對于建筑可能造成的影響。對于水平力和風(fēng)力的問題，需要對于出現(xiàn)風(fēng)力比較密集的建筑進(jìn)行加固工作。這是從水平荷載的內(nèi)力、水平的壓力等方面來進(jìn)行系統(tǒng)性的考慮，有效加強(qiáng)高層建筑的穩(wěn)定性。

6 結(jié)束語

現(xiàn)今，伴隨經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高層建筑變得越來越多。因此，相關(guān)單位需要對于高層建筑設(shè)計(jì)給予關(guān)注，做好高層建筑的抗震防風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而有效保障人們的人身安全以及財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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