吳磊

（中國(guó)市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

近幾年來(lái)，人們生活水平得到大幅度的提高，在新形勢(shì)的大背景之下，促進(jìn)和帶動(dòng)著建筑行業(yè)呈現(xiàn)出高速的發(fā)展態(tài)勢(shì)，無(wú)論是建設(shè)的規(guī)模還是數(shù)量都在增加，高層建筑項(xiàng)目的出現(xiàn)以及應(yīng)用，為人們營(yíng)造出良好的生活環(huán)境以及工作環(huán)境，然而很多問(wèn)題是不能被輕視的。比如高層建筑中，可以住很多人，但投入的成本自然也比較高一些，如果建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)不夠科學(xué)、合理的情況下，一旦遇到了地震的意外，對(duì)人們的生命安全造成極大威脅。因此，高層建筑設(shè)計(jì)師，需要以負(fù)責(zé)、認(rèn)真的態(tài)度開展設(shè)計(jì)工作，重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的工作，與工程實(shí)際情況相結(jié)合，掌握結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)內(nèi)容，有效提升建筑工程總體的質(zhì)量和有效提高建筑抗震的強(qiáng)度?；诖耍疚闹饕獙?duì)高層抗震設(shè)計(jì)當(dāng)中常見(jiàn)問(wèn)題以及對(duì)策展開深入的探討。

1 超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)分析

1.1 結(jié)構(gòu)受力情況

經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析和了解之后發(fā)現(xiàn)，高層建筑結(jié)構(gòu)整體的柔性以及承載力都會(huì)遭受到均衡性所帶來(lái)的影響，由此可以看出，建筑受力均衡性的重要性，所以當(dāng)設(shè)計(jì)工作人員在參與到超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，需要將自己關(guān)注的重點(diǎn)適當(dāng)放在受力狀況方面，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接點(diǎn)之間的受力情況進(jìn)行分析，然后進(jìn)入到建設(shè)過(guò)程當(dāng)中去，保證即使在強(qiáng)震的情況之下，臨時(shí)能量對(duì)超高層建筑所帶來(lái)的沖擊，保證受力更加的平衡，主體結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)變形甚至更嚴(yán)重的問(wèn)題[1]。

1.2 軸向變形情況

高層建筑的豎向荷載較大，這樣容易引起軸向變形情況，進(jìn)一步對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，在一方面，不僅會(huì)導(dǎo)致連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值不斷的減??；在另一個(gè)方面，還會(huì)造成跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值不斷的增大，所以工作人員需要對(duì)軸向變形問(wèn)題，應(yīng)用科學(xué)的方法進(jìn)行計(jì)算，并且保證計(jì)算出來(lái)的結(jié)果更加的準(zhǔn)確和真實(shí)，尤其需要對(duì)下料的長(zhǎng)度進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整[2]。

1.3 結(jié)構(gòu)延展性

在高層建筑當(dāng)中，結(jié)構(gòu)延展性是非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，將高層與低層樓房進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)二者之間有著很大的不同與差異，高層樓房的結(jié)構(gòu)會(huì)更加的柔軟，在遇到地震時(shí)，出現(xiàn)變形概率也非常大，為了防止高層建筑在遭遇到地震時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)倒塌或者是其他問(wèn)題，高層建筑結(jié)構(gòu)在塑性變形之后，仍然要有一定的變形能力，這時(shí)需要設(shè)計(jì)工作人員在構(gòu)造上面，用科學(xué)的方法來(lái)大幅度的提高建筑的延展性[3]。

2 常見(jiàn)問(wèn)題解析

2.1 實(shí)際高度超過(guò)國(guó)家規(guī)定

眾所周知，我們國(guó)家地大物博，幅員遼闊，各個(gè)地區(qū)之間有著很大的不同與差異，東、南、西、北橫跨區(qū)域非常廣，對(duì)于建筑施工企業(yè)來(lái)說(shuō)，區(qū)域的不同、地區(qū)的不同，對(duì)建筑物的實(shí)際高度也會(huì)有許多不同要求，建筑施工企業(yè)需要嚴(yán)格遵循相關(guān)的規(guī)定，展開實(shí)際的操作，但是通過(guò)對(duì)真實(shí)的情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)一些企業(yè)會(huì)將自己關(guān)注的重點(diǎn)放在獲得更多經(jīng)濟(jì)收益這方面，所以實(shí)際建設(shè)出現(xiàn)的建筑物，其高度超出國(guó)家規(guī)定要求，對(duì)于抗震水平自然也帶來(lái)了一些影響，如果遇到震級(jí)強(qiáng)的地震，建筑物容易受外力作用的影響，極有可能會(huì)出現(xiàn)變形甚至坍塌等問(wèn)題，給予住戶或者是工作人員帶來(lái)生命威脅。

2.2 地基選擇問(wèn)題

伴隨著城市化進(jìn)程不斷的加深、加快，許許多多的人們都在城市當(dāng)中集結(jié)，希望在城市打拼出自己的一片天地，所以城市用地非常的緊張，對(duì)于房地產(chǎn)企業(yè)更好的發(fā)展產(chǎn)生不同程度的影響。當(dāng)建筑項(xiàng)目在開發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，開發(fā)單位在正常的情況之下，會(huì)看中項(xiàng)目的商業(yè)價(jià)值，而對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地基結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件等各方面并未進(jìn)行認(rèn)真的勘察，甚至不了解地質(zhì)構(gòu)造的具體情況，因此給有關(guān)地基的勘測(cè)、處理工作等，帶來(lái)了問(wèn)題[4]。

2.3 施工原材料問(wèn)題

將高質(zhì)量的原材料加入到建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，所呈現(xiàn)出來(lái)的建設(shè)效果以及工程的總體質(zhì)量才會(huì)更好一些，同時(shí)，材料的選擇也會(huì)對(duì)建筑抗震水平產(chǎn)生一定影響，因此，在那些地震災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，進(jìn)行施工材料選擇的過(guò)程當(dāng)中，一定要遵循“謹(jǐn)慎”二字。當(dāng)前加入建筑行業(yè)中，最常用的材料是混凝土、鋼筋，這兩樣材料，如在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了一些問(wèn)題，那么極有可能會(huì)造成建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形問(wèn)題，因此，需要應(yīng)用科學(xué)的方法，來(lái)將高層建筑結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度大幅度提高[5]。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

3.1 合理的抗震施工場(chǎng)地最為關(guān)鍵

首先，選擇施工場(chǎng)地時(shí)，需要優(yōu)先選擇那些抗震性能高的區(qū)域，不要在地震頻發(fā)地段建設(shè)高層項(xiàng)目，如果經(jīng)過(guò)真正的勘察之后發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有任何辦法避開不利區(qū)域，這時(shí)可以加入有效的抗震加固方法，深入提升建筑地基建筑的上部結(jié)構(gòu)風(fēng)度，根據(jù)區(qū)域地級(jí)液化的登記內(nèi)容進(jìn)行消除。如果經(jīng)過(guò)勘察之后發(fā)現(xiàn)，高層建筑所在區(qū)域地基周圍出現(xiàn)了軟弱性土層，這時(shí)還需要加入地基加固技術(shù)以及樁基技術(shù)，預(yù)估地震發(fā)生時(shí)，地基所出現(xiàn)的不均勻沉降問(wèn)題，在那些發(fā)生概率較大的地基滑移，或是出現(xiàn)了一些裂縫的場(chǎng)地，則要融入一定具有穩(wěn)定性的措施。

3.2 設(shè)置地震防線

通過(guò)對(duì)其他發(fā)生地震的區(qū)域進(jìn)行分析和調(diào)查，發(fā)現(xiàn)建筑物在受到地震影響的時(shí)候，還可能受余震的影響。如果設(shè)計(jì)人員在設(shè)置抗震結(jié)構(gòu)時(shí)，只設(shè)計(jì)了一道，無(wú)法抵御后面多次襲來(lái)的余震。所以需要合理、科學(xué)增加抗震的防線，其結(jié)構(gòu)是由多個(gè)良好性特點(diǎn)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)一起組合的，明確其拓展性特點(diǎn)結(jié)構(gòu)間，可更好連接、協(xié)調(diào)，確保高層建筑如果遇上了強(qiáng)烈地震時(shí)，各方面的能力都能夠得到很好的釋放，幫助建筑物具有一定的穩(wěn)定性[6]。

3.3 選擇高質(zhì)量的建筑材料

建筑材料選擇是否具有科學(xué)性與合理性，與高層建筑結(jié)構(gòu)抗震能力之間有著緊密的聯(lián)系和關(guān)系，所以當(dāng)工作人員在進(jìn)行原材料選擇的過(guò)程當(dāng)中，一定要結(jié)合工程的具體情況，再對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、地貌、水等的各種條件進(jìn)行認(rèn)真的勘察，將勘察之后所獲得的結(jié)果全部加入到考慮范圍當(dāng)中去，最終選擇出滿足高層抗震要求的施工材料。在那些地震頻發(fā)的地段，在進(jìn)行高層建筑施工材料選擇的過(guò)程當(dāng)中，可以將鋼結(jié)構(gòu)作為重點(diǎn)，以多種復(fù)合類材料作為輔助，用剛度較強(qiáng)的材料來(lái)幫助高層建筑更加穩(wěn)定、更加安全。工作人員也可以選擇輕量級(jí)建筑材料來(lái)減少建筑物的實(shí)際重量，最終實(shí)現(xiàn)抵御地震的效果。

3.4 革新抗震結(jié)構(gòu)

首先，工作人員需要對(duì)建筑地基的選擇加強(qiáng)關(guān)注，按照高層建筑實(shí)際的高度以及主要的建設(shè)面臨選擇出可以承受住結(jié)構(gòu)重量的地基，不要在那些土質(zhì)非常松軟的區(qū)域建設(shè)工程；其次，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中每一個(gè)構(gòu)件的實(shí)際位置都要進(jìn)行革新與優(yōu)化，保障構(gòu)件受力具有均勻性的特點(diǎn)以及主體結(jié)構(gòu)根據(jù)穩(wěn)定性[7]。最后，在進(jìn)行革新和優(yōu)化高層建筑抗震結(jié)構(gòu)時(shí)，還需對(duì)建筑物整體水平剪應(yīng)力和垂直剪應(yīng)力進(jìn)行深入的分析，保證梁柱節(jié)點(diǎn)在設(shè)置的過(guò)程當(dāng)中更具科學(xué)性與合理性。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震措施

4.1 建筑外包加工

高層建筑外包加固共有4 種方法：①鋼筋混凝土，外層加包的施工。把這種方法運(yùn)用的墻梁、鋼筋混凝土磚柱以及磚墻加固過(guò)程當(dāng)中所呈現(xiàn)出來(lái)的效果會(huì)更好一些。②水泥砂漿外包加固。在一些無(wú)須提升抗震性的建筑磚墻結(jié)構(gòu)上，可以運(yùn)用這處方法進(jìn)行處理。③鋼筋網(wǎng)水泥砂漿的面層加固處理方法。對(duì)于一些不用支撐模板處理的磚柱磚墻，可以采用這種方法來(lái)進(jìn)行固定。當(dāng)完成了鋼筋的鋪設(shè)工作，采用分層法抹灰處理，之后再進(jìn)行加固的工作，這也是加固法中最突然的優(yōu)勢(shì)，就是方便和簡(jiǎn)單。④鋼筋電網(wǎng)籠的加固處理。在處理鋼筋混凝土梁柱、磚柱時(shí)，可以利用這種方法處理。但要注意一點(diǎn)，在使用這個(gè)方法時(shí)一定要先做好防銹的工作。經(jīng)過(guò)認(rèn)真的勘察之后發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境濕度較大的話，則不可以使用此項(xiàng)方法[8]。

4.2 設(shè)置構(gòu)件加固

將建筑原有的結(jié)構(gòu)構(gòu)建作為基礎(chǔ)，之后展開構(gòu)件的設(shè)置，使用具有新形勢(shì)特點(diǎn)的構(gòu)件，以此來(lái)大幅度的提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗變性能以及抗震性能。在進(jìn)行構(gòu)件選擇的過(guò)程當(dāng)中，還要對(duì)新增加的構(gòu)件是否對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能產(chǎn)生影響加入到分析范圍當(dāng)中去，加固流程：首先，墻體設(shè)置。如果抗震橫墻間距離定較大的情況，墻體承載性不高，可運(yùn)用這種方法處理。其次，增加柱。以設(shè)置外加柱的方法來(lái)，將建筑墻體抗震性能大幅度的提升，若建筑抗震承載性能差距非常的小，這時(shí)可以運(yùn)用鋼筋混凝土柱子拉桿等構(gòu)件來(lái)與柱子連接[9]。

5 結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，高層抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，設(shè)計(jì)人員參與設(shè)計(jì)過(guò)程，不要有“畏難”的工作心理與態(tài)度，全面掌握建筑物抗震防護(hù)建設(shè)技術(shù)，并且對(duì)抗震設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了解，保證為高層建筑建設(shè)出一個(gè)極好的抗震防護(hù)線。高層建筑的抗震技術(shù)是非常關(guān)鍵且重要的，相關(guān)工作人員在日常的工作當(dāng)中還需要不斷地進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)以及認(rèn)真學(xué)習(xí)，大幅度提高自己的綜合素養(yǎng)與工作能力，保證所設(shè)計(jì)出來(lái)的抗震方案更具科學(xué)性與合理性，讓人們?cè)谑褂酶邔咏ㄖr(shí)，可以更加的放心與安心，維護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，避免國(guó)家經(jīng)濟(jì)效益不會(huì)受到影響和損失。