高層建筑抗震設計方法

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一、選擇地基場地

地基場地的選擇是高層建筑進行抗震設計的基礎環(huán)節(jié)，因此在選擇建筑地基場地時，要對該區(qū)域的地震活躍情況進行充分了解，對其地質情況進行深入勘察，以此為基礎進行科學的綜合性分析，并對該區(qū)域的抗震設計等級作出準確評估。選址時盡可能避開不利于抗震設計的場地，如因工程需要無法規(guī)避，則要做好地基加固處理。選擇地基時盡量選擇巖石或者密實度較高的基土，以保證高層建筑地基的抗震性能，滿足相關建筑標準。

二、注意建筑結構的規(guī)則性

在進行高層建筑結構設計時，要盡可能對抗側力結構進行簡化處理，并保證結構的規(guī)則性，以便建筑體所承載的力量可以均勻分布，提高其可靠性。由于結構的不規(guī)則性可能導致建筑結構質心與鋼心交錯，一旦發(fā)生地震，這種結構由于鋼心距離較大，剛性不足，最終將影響到建筑的穩(wěn)定性。所以在選擇平面布置圖時應首先考慮相對規(guī)整的方案，盡量避免不規(guī)則的建筑結構平面。

三、建筑結構材料的選擇

從某種程度而言，建筑結構材料的質量水平直接決定著地震環(huán)境中高層建筑的安全水平。從本質上講，高層建筑抗震結構設計就是整合各個建筑構件的延展性，對其進行科學、合理的協(xié)調與把握，當發(fā)生地震時可以保證高層建筑處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)。鋼筋是高層建筑結構中最重要的材料，因此選擇建筑鋼筋時首先要考慮其韌性，要求材料具備較高的韌性；如果鋼筋的受力方向為垂直受力，要選擇熱軋鋼筋，標準為HRB400級和HRB335級；而對于箍筋的標準，則為HRB335、HRB400和HPB235級；選擇其他建筑結構材料時，也要將其抗震性能作為重要參考條件，在保證建筑成本的前提下，合理選擇抗震性能較好的材料，以實現(xiàn)以最低的成本獲得最好的抗震效果的設計要求。

四、隔震與消能減震設計

有些區(qū)域對高層建筑的抗震性能要求比較嚴格，不僅要具備相關規(guī)范中所要求的普通的抗震能力，而且還要具備隔震、消能減震的功能。所以在隔震與消能減震的設計過程中要注意以下幾點：首先，在選擇建筑場地及地基時，要保證地基的密實度，保證地基的牢固性，即可最大程度減少地震對建筑體造成的破壞；其次，建筑結構不同，對其隔震系數(shù)的要求也存在差異，所以實際設計過程中要結合工程的實際情況來設計，合理選擇隔震支座，注意不能忽略風力負荷因素；最后，在選擇隔震、消能減震方面的建筑構件時，首先要考慮材料的延性，以降低地震對建筑的破壞程度。

五、優(yōu)化抗側力體形

如果高層建筑選擇的是剛性結構方案，地震時對主體結構的破壞較小，結構不會發(fā)生太大變形，可以有效保護隔墻及圍護墻等非結構部件，所以可以將地震的破壞降至最低。結構超靜定次數(shù)越多，地震時出現(xiàn)的塑性鉸也就越多，相應的就越能耗散輸入的地震能力，對于結構而言，其強度就越高，穩(wěn)定性也就越好。對結構的屈服機制進行優(yōu)化，結構遭破壞時不是按照樓層屈服機制進行的，而是按照整體屈服機制進行。在進行結構設計時要注意幾點重要原則：“強節(jié)弱桿、強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉”。即在選擇水平桿件時，首先考慮構件中軸力比較小的作為主要耗能桿件，使其盡量發(fā)生彎曲耗能，最終提高整個構件的延性與耗能水平。

六、采用加固設計

要結合建筑體結構的實際情況合理選擇加固設計方案，以提高其抗震能力。具體而言適用加固設計方案的有以下幾種情況：首先，機構設計存在缺陷。此時可以采用增加構件提高機構強度的加固方案，或者將原有構件替換為抗震性能較好的構件；其次，需要提高結構整體剛度或承載力。此時可以選擇增設構件、擴大原截面、增設套箍的加固方案；再次，建筑結構的整體連接與相關抗震標準要求不符。這就要對結構作出合理調整，以起到分散地震力、減少破壞的作用；最后，要注意建筑體中有些構件與建筑結構并不存在直接關系，如果發(fā)生地震可能會造成更大危害，針對這種構件要做好加固處理。

七、結語

總之，隨著城市化進程的不斷加快，高層建筑的數(shù)量不斷增多，人們對其抗震設計也越來越重視。在進行高層建筑的抗震設計時，要基于宏觀整體的角度來進行，從工程建筑的各個方面加以控制。當然，建筑結構的抗震設計必然會不斷出現(xiàn)新技術與新措施，相信在不遠的將來，會出現(xiàn)更加先進、更加有效的預防措施來提高高層建筑的穩(wěn)定性與抗震性能，最大程度減少地震帶來的災害。

作者：覃彬 單位：廣西隆泰工程咨詢有限公司