馬佳

摘要：地震是一個(gè)破壞力極強(qiáng)的一個(gè)自然災(zāi)害，對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)有著非常嚴(yán)重的危害，同時(shí)也對(duì)人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全有著非常嚴(yán)重的損害。隨著地震案例的頻發(fā)生，我國(guó)的建筑行業(yè)越來(lái)越重視建筑物的抗震問(wèn)題。為此本文對(duì)高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，首先講述了高層結(jié)建筑混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，其次找出了高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，最后提出了幾點(diǎn)改進(jìn)建筑物抗震設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題的有效措施。希望對(duì)我國(guó)高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有所幫助。

關(guān)鍵詞：高層;混凝土建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

Abstract： Earthquake is a very destructive natural disaster， which has a very serious damage to the structure of buildings， also to people’s lives and property safety. With the frequent occurrence of earthquake cases， China’s construction industry has paid more and more attention to the anti-seismic problems of buildings. In this paper， the anti-seismic structure design of high-rise concrete buildings is discussed. Firstly， the design requirements of concrete structure of high-rise buildings are described. Secondly， the existing problems in the anti-seismic structure design of high-rise concrete buildings are found out. Finally， some effective measures to improve the existing problems in the anti-seismic design of buildings are put forward. It is hoped to be helpful to the anti-seismic design of high-rise concrete buildings in China.

Keywords： High rise; concrete buildings; structure design

一、前言

現(xiàn)階段，我國(guó)高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還存在很多問(wèn)題，影響著建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其中的影響因素主要包括建筑場(chǎng)地選址不正確、建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、建筑物高度不達(dá)標(biāo)、建筑使用的材料不合理以及抗震設(shè)計(jì)的強(qiáng)度不高。正是因?yàn)榇嬖谝陨蠁?wèn)題，所以導(dǎo)致我國(guó)高層建筑物的抗震能力沒有得到顯著的提升。為此本文對(duì)高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，最后提出了幾點(diǎn)完善性措施。

二、高層結(jié)建筑混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求

高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)具有較好的抗震能力，只有這樣才能保證高層建筑物在遇到地震的時(shí)候保持不傾斜的狀態(tài)。在遇到中等地震的時(shí)候，在經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的維修之后，建筑物仍然可以投入使用，在遇到微弱的地震的時(shí)候，對(duì)于高層混凝土建筑物沒有任何影響，仍然保持著穩(wěn)定的狀態(tài)[1]。（如圖1）。商貿(mào)大廈在設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)的時(shí)候，必須從全方面來(lái)考慮影響因素，采用剛?cè)崤浜系姆绞剑瑏?lái)提升混凝土建筑物的受力情況，結(jié)合高層建筑物的實(shí)際情況，進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)劃，以此來(lái)滿足強(qiáng)剪強(qiáng)彎的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，保證混凝土建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（一）在設(shè)計(jì)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，必須掌握建筑物的剛度要求，還要從全方面的了解高層混凝土建筑的物理力學(xué)知識(shí)、機(jī)械設(shè)備運(yùn)行、建材性能、施工現(xiàn)場(chǎng)地形等[2]。只有做好充足的前期準(zhǔn)備才能更好的確定混凝土建筑的剛度，之后在借助建筑結(jié)構(gòu)的連接設(shè)置，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與調(diào)節(jié)，以此來(lái)不斷的提升混凝土的抗震結(jié)構(gòu)的抗震效果，以此來(lái)保證建筑在遇到地震的時(shí)候能保持自身的穩(wěn)定性。如果高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部分出現(xiàn)了微小的變化，但是通過(guò)建筑自身的調(diào)解功能，在經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的維修之后，不會(huì)影響建筑物的后期使用。

（二）高層混凝土建筑在進(jìn)行規(guī)劃以及設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考察建筑的連接點(diǎn)位置以及某些構(gòu)件的受力情況，然后在根據(jù)考察得到的結(jié)構(gòu)，制定出針對(duì)性的抗震措施。如果高層混凝土建筑的剛度較為柔和，那么在經(jīng)過(guò)地震之后建筑物就會(huì)受到很大的影響，并在地震之后的余震中，建筑物還會(huì)持續(xù)受到影響，在嚴(yán)重一點(diǎn)甚至?xí)?dǎo)致建筑崩塌[3]。根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)看我們也可以了解到，高層混凝土建筑物的剛度等級(jí)越高，地震對(duì)于建筑物的影響越小。

（三）高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中不斷地完善混凝土的延展性，以此來(lái)保證建筑物能夠具有較強(qiáng)的剛度，進(jìn)而提升建筑的抗震能力。地震又可以分為遠(yuǎn)震與近震，并且地震場(chǎng)地平均加速度、速度、位移也是不同的。接下來(lái)我們對(duì)地震的場(chǎng)地平均加速度、速度、位移進(jìn)行了詳細(xì)的研究[4]。（詳細(xì)數(shù)據(jù)請(qǐng)見表2）

三、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

（一）建筑場(chǎng)地選址不正確

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)也得到迅速的發(fā)展，城市化的建設(shè)速度也在逐漸加快，進(jìn)而也使得城市中的土地資源變得非常稀少。正是因?yàn)檫@樣，所以，很多建筑單位在進(jìn)行選址的時(shí)候，必須對(duì)項(xiàng)目周邊的地理位置、自然條件、氣候環(huán)境等方面進(jìn)行全方位的了解，以此來(lái)保證建筑單位所選擇的場(chǎng)地中的土壤、土質(zhì)能夠符合我國(guó)建筑施工的規(guī)定。如果選的建筑施工場(chǎng)地的土質(zhì)較軟，并且土壤較為松散，那么，在此地面上建設(shè)建筑物，在遇到地震自然災(zāi)害的時(shí)候，建筑物便會(huì)受到很大的影響，嚴(yán)重還容易出現(xiàn)下陷以及崩塌的事件發(fā)生，建筑物的主體結(jié)構(gòu)會(huì)在瞬間造到巨大的破壞，嚴(yán)重危害著人們的財(cái)產(chǎn)安全問(wèn)題，甚至還會(huì)危害到人們的生命。由此也可以看出，建筑場(chǎng)地選址不正確是高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的較為嚴(yán)重的問(wèn)題。

（二）建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

在高層混凝土建筑物遇到地震災(zāi)害的時(shí)候，建筑物的主體框架會(huì)在第一時(shí)間遭到破壞，其次建筑的主要支柱在受到外界力量的干擾下也會(huì)出現(xiàn)變形的現(xiàn)象。建筑物的抗震能力主要就是來(lái)源于建筑物延性結(jié)構(gòu)的抗震性能，自身的延性能力越強(qiáng)，建筑物的抗震能力也就越好，所以工程技術(shù)人員在對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須考慮到建筑物的延性問(wèn)題，爭(zhēng)取采用有效的措施，來(lái)提升建筑物的延性，以此來(lái)增強(qiáng)建筑物整體的穩(wěn)定性[5]。其中的延性結(jié)構(gòu)的作用原理就是將地震給建筑帶來(lái)的破壞成功的轉(zhuǎn)移到建筑物的其他位置上，使得建筑物的其他構(gòu)件能夠與主體結(jié)構(gòu)一起承擔(dān)地震的危害，進(jìn)而對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)起到一個(gè)保護(hù)的作用。但是，在實(shí)際的建筑是工作過(guò)程，對(duì)于建筑物延性設(shè)計(jì)方面還存在一些問(wèn)題，如果不能妥善地處理好這些問(wèn)題，那么建筑物的結(jié)構(gòu)也不會(huì)得到有效的保護(hù)，延性機(jī)制也不能有效地為建筑主體結(jié)構(gòu)分擔(dān)建筑所要承擔(dān)的外力。由此也可以看出，建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理對(duì)于高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言有著非常嚴(yán)重的影響。

（三）建筑物高度不達(dá)標(biāo)

我國(guó)較為重視建筑物的高度問(wèn)題，先后也出臺(tái)了很多與其相關(guān)的規(guī)范與制度，并且也加大力度來(lái)監(jiān)督建筑企業(yè)，必須嚴(yán)格地按照國(guó)家出臺(tái)的規(guī)定來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。但是很多企業(yè)為了得到更多的利益，所以在設(shè)計(jì)施工的時(shí)候，沒有按照國(guó)家的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，隨意的提高或者降低建筑物的高度，使得施工出來(lái)的建筑物并不能符合國(guó)家對(duì)于建筑物的高度要求，進(jìn)而也使得建筑物的抗震能力減弱。因此，在發(fā)生地震災(zāi)害的時(shí)候，建筑物所受到的損害也會(huì)有所增加。

（四）建筑使用的材料不合理以及抗震設(shè)計(jì)的強(qiáng)度不高

建筑材料對(duì)于建筑物工程而言至關(guān)重要。所以，建筑企業(yè)中負(fù)責(zé)采購(gòu)的工作人員在進(jìn)行建筑材料的選擇的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守國(guó)家的選材標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)保證建筑物的施工質(zhì)量，提升建筑物的穩(wěn)定性?；炷梁诵耐彩乾F(xiàn)階段高層建筑物施工中使用最廣泛的一種施工方法，如果在此個(gè)環(huán)節(jié)中，沒有發(fā)揮出自身的效果，那么便會(huì)導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)變形彎曲的現(xiàn)象，甚至還會(huì)出現(xiàn)垮塌的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響著建筑物的穩(wěn)定性。

現(xiàn)階段，我國(guó)建筑行業(yè)的抗震設(shè)計(jì)都是根據(jù)GB 50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的[6]。建筑單位的工程技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)仔細(xì)閱讀規(guī)范，以此來(lái)設(shè)計(jì)出抗震性較強(qiáng)，并且符合國(guó)家規(guī)定的抗震設(shè)計(jì)，并且還應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，采取一些針對(duì)性的抗震措施來(lái)提升建筑物的抗震能力。爭(zhēng)取通過(guò)設(shè)計(jì)人員的有效設(shè)計(jì)，使得建筑物能夠做到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標(biāo)。

四、改進(jìn)建筑物抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題的有效措施

（一）正確的選址

高層建筑物周邊的場(chǎng)地環(huán)境以及地基等因素都嚴(yán)重影響著建筑物的安全問(wèn)題。所以，在建筑物選址的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)提前對(duì)選擇的地域周邊的環(huán)境進(jìn)行有效的勘察，并且還應(yīng)當(dāng)對(duì)建筑施工區(qū)域內(nèi)部的地震災(zāi)害與環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，對(duì)建筑物周邊可能存在的其他自然災(zāi)害進(jìn)行有效的評(píng)估，爭(zhēng)取在建筑施工的過(guò)程中盡量避開自然災(zāi)害，如果不能避開。需要提前進(jìn)行處理，使得施工區(qū)域的地質(zhì)以及環(huán)境符合我國(guó)的要求[7]。除此之外，對(duì)于建筑物地下的土層分布、厚度、種類等都需要勘察清楚，并且還應(yīng)當(dāng)在勘察的過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，以供后期施工設(shè)計(jì)參考使用。在對(duì)地基處理完成之后，還需要對(duì)高層建筑物采取加固處理，之后在對(duì)地基以及建筑進(jìn)行簡(jiǎn)單的地震模擬，來(lái)增強(qiáng)建筑物的每個(gè)構(gòu)件的受力能力，進(jìn)而也會(huì)提升高層混凝土建筑物的抗震能力。

（二）建筑物結(jié)構(gòu)體系的選擇

在高層混凝土建筑物設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅應(yīng)當(dāng)做好充足的前期準(zhǔn)備，還應(yīng)當(dāng)正確的認(rèn)識(shí)現(xiàn)階段抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際問(wèn)題，采取有針對(duì)性的完善措施，以此來(lái)提高建筑物的抗震能力[8]。在高層混凝土建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)體系不僅起到受力的作用，也能夠起到傳遞荷載的作用，直接關(guān)系到建筑物的安全問(wèn)題。在建筑單位的設(shè)計(jì)人員開始設(shè)計(jì)的時(shí)候，就應(yīng)當(dāng)做好充足的前期準(zhǔn)備，其中主要包括對(duì)建筑物周圍的環(huán)境以及內(nèi)部的使用功能，所選用的材料等方面進(jìn)行詳細(xì)的分析，這也是因?yàn)樵诎l(fā)生地震的時(shí)候，建筑物中的每個(gè)構(gòu)件的特點(diǎn)不同，所在發(fā)生地震的時(shí)候受力狀況也是不同的。所以，在高層建筑抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)重視建筑物結(jié)構(gòu)體系的選擇。

（三）進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于高層混凝土建筑物的抗震性能起決定性的作用。所以，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照以下幾點(diǎn)進(jìn)行：首先就是結(jié)構(gòu)對(duì)稱性設(shè)計(jì)，一些非對(duì)稱的建筑物，他們會(huì)因?yàn)榻ㄖ锏闹亓?、重心等原因，在遇到地震的時(shí)候，容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)、震動(dòng)等現(xiàn)象，所以，導(dǎo)致建筑物的主體會(huì)遭到一定程度的破壞，進(jìn)而也會(huì)影響到建筑物的抗震能力。為了降低此類現(xiàn)象的出現(xiàn)，在地震高發(fā)區(qū)，建筑的設(shè)計(jì)盡量應(yīng)當(dāng)選擇對(duì)稱的結(jié)構(gòu);其次是平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，在建筑物經(jīng)受地震的作用力之后，非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的建筑物更容易受到破壞，其中L型、十字型的建筑物受破壞的程度最為嚴(yán)重，所以在進(jìn)行平面設(shè)計(jì)的時(shí)候，盡量不要選用這兩種結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)多多使用正方形、矩形、圓形等，這種平面設(shè)計(jì)既簡(jiǎn)單適用，同時(shí)抗震能力又好;最后是豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在高層建筑物豎向設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)重視設(shè)計(jì)的均勻性，其中最為常見的形狀為矩形、梯形、三角形?？傮w來(lái)講，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效的完善高層混凝土建筑設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。

（四）設(shè)置多道防線共同抗震

在發(fā)生地震的時(shí)候，往往會(huì)伴隨很多自然災(zāi)害，其中主要包括余震、火災(zāi)、水災(zāi)等。高層混凝土建筑物在突然受到外界的作用力的時(shí)候，構(gòu)建一道保護(hù)防線難以保證建筑物的安全，嚴(yán)重的時(shí)候甚至還會(huì)導(dǎo)致建筑物的整個(gè)體系失效，為了有效地降低這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在為建筑物進(jìn)行防震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的時(shí)候，經(jīng)常設(shè)置兩道或者兩道以上的防線來(lái)保護(hù)建筑不受破壞。在地震來(lái)臨的時(shí)候，會(huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生一個(gè)較大的作用力，所以也就要求建筑物必須就有一定的抗變形能力，以此來(lái)對(duì)抗地震災(zāi)害。對(duì)于建筑物中較為薄弱的地方，更應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防護(hù)，保證建筑物不受破壞。在高層建筑的設(shè)計(jì)的時(shí)候，剪力墻是一個(gè)豎向的受力構(gòu)件，可以保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的冗余度。除此之外，高層混凝土建筑物必須具有一定的延性與剛度，只有這樣才能保證建筑物不受破壞。由此也可以看出，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置多道抗震防線，具有非常重要的意義。

五、結(jié)語(yǔ)

總體來(lái)講，通過(guò)改進(jìn)建筑物抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，可以有效地提升建筑物的抗震能力，增強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定性，并且還能滿足人們對(duì)于生活質(zhì)量的需求。為了更好地完善高層建筑的抗震設(shè)計(jì)，建設(shè)企業(yè)的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該做到正確的選擇建筑地址、正確的選擇建筑物結(jié)構(gòu)體系、進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)置多道防線共同抗震。只有做到以上幾點(diǎn)，才能從根本上提升建筑物的抗震能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳迪.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J].中外企業(yè)家，2019，23（33）：84.

[2]陳少鵬.混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效對(duì)策探討[J].居舍，2019，15（28）：107.

[3]李曉社.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2019，18（13）：78-79.

[4]李凡.探討高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].中華建設(shè)，2019，32（06）：160-161.

[5]燕亞勃.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2018，23（27）：90.

[6]王海軍.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案研究[J].建材與裝飾，2018，15（34）：118.

[7]何文斌.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案[J].居舍，2018，15（21）：101.

[8]曹永圣.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)討論[J].建材與裝飾，2018，29（17）：106.