高层建筑抗震设计的若干问题分析

2020-11-26刘杨

建材发展导向 2020年1期

刘杨

（四川建筑职业技术学院，四川德阳 618000）

由于地理位置的特殊性，地震灾害多发，严重威胁人民的生命财产安全，政府相关部门在加强地震的监测和预报的同时，最重要的是从其他方面入手，提升各种基础设施的抗震等级，保证其较少的受到地震的影响。基于此，在建筑方面，建筑设计师必须加强高层建筑的抗震设计，提升建筑的安全性和稳固性，确保广大居民的安全。

1 抗震设计基本原则

1.1 科学化选取地基和场地空间

高层建筑建设的过程中选址是首要，必须充分考察周围地形和环境，做到科学化、专业化的选取地基位置以及场地空间，确保某个区域具有极强的抗震性能。区域本身的地势优势加上高层建筑的抗震设计，能够尽可能地保证地震灾害发生时相对应的损失降到最小。同时，一旦发生地震灾害，合理的场地空间有利于及时安排居民进行露天避难，以免地震发生后建筑的塌陷造成更大的人员伤亡[1]。

1.2 标准化设计高层建筑抗震架构

建筑设计师在进行抗震设计时，设计高层建筑抗震架构是必须首先开展的工作，只有确保架构的标准性、合理性，才能为后续抗震设计规划提供前提准备。由于抗震架构的重要性十分明显，在进行具体设计的过程中必须从架构强度、刚度、变形能力和承受能力等方面进行合理设计，最大程度地保证高层建筑的抗震性能，规避各种难以预料的风险，加强建筑的安全性和协调性。

1.3 全方位设置不同类型抗震防线

当某一个地方发生大规模的地震后，还时不时地伴有不同震级的余震，这一情况的存在造成高层建筑在进行抗震防线设置和选择的过程中必须注重全方位、多角度、多类型，以从各个部分确保建筑整体结构的稳固，避免因余震而出现整体结构损坏等现象。基于此，设计师必须对建筑周围有清晰的了解和掌握，加强抗震防线的布置，全方位确保不同类型抗震防线能够发挥关键作用，尽可能地分散地震发生时的能量，各方面、各部分以及各个防线发挥合力，提升高层建筑抗震架构的稳固性，保证建筑自身的稳固性，降低高层建筑的坍塌率和损坏率，确保地震发生后居民住户的安全。在此基础上，在设计不同防线保证建筑抗震架构的安全外，还应对余抗侧力的弹性效果进行调试，保证在不同部门的配合下确保高层建筑的抗震设计落到实处[2]。

1.4 合理化完成平面设计任务

建筑行业对平面设计的要求极高，设计的好坏、数据的精确与否等因素对建筑本身发挥着至关重要的作用，必须从平面设计出发，保证设计图纸、设计稿的专业性、准确性和真实性，这样才能保证建筑结构的稳固性和安全性。基于此，一方面，设计师必须运用自身的专业技能，保证建筑结构本身的刚度和质量，从不同方面入手做到分工明确、各负其责、各司其职。另一方面，从专业角度讲，必须从高层建筑抗震结构的搭配出发，采取各种有效措施保证内容的对称性、协调性，保证在发生地震后建筑减少突变、错位和扭转。由此可见，平面设计环节十分关键，设计者应以具体抗震设计依据为准。

2 高层建筑结构抗震设计需要注意的问题

2.1 结构高度问题

对于一个高层建筑而言，结构高度问题是最重要且最关键的部分，因此在进行抗震设计的过程中必须着重从结构高度问题出发。一方面，设计师必须对我国高层建筑的结构高度规定有明确的认识和了解，在具体操作过程中符合相关的标准，在专业的结构高度限值内进行设计[3]。另一方面，结构高度问题影响建筑物的重量，重量一旦超过既定标准，将不利于进行防震抗震，降低建筑物本身的抗震性能。因此，设计师和工程师在具备专业技能的基础上，必须结合建造者的需求和当地的地形特点，充分考虑其中的可变因素，设计出抗震等级较高且符合一定要求的高层建筑，不断利用当今技术进行结构创新研究，推进建筑物朝着更安全、更高大、更稳固的方向发展，做到既符合需求，又达到抗震的效果。

2.2 施工现场的选定

高层建筑抗震设计与建筑所处的位置有很大的关系，必须尽可能地确保其位置的安全性、合理性。随着我国经济的快速发展，工业化和城市化进程的不断加快，要求在各种地势复杂的地方进行大规模修建建筑。建筑物的设计对地形的要求极高，工程师在选择施工现场时必须尽量保证地形地势单一且平坦开阔，能够进行大规模的修建工程。

2.3 材料和结构体系的选择

近年来由于建筑者盲目追求较高的利润，以至于出现越来越多的“豆腐渣”工程，建造者从材料以及结构等方面进行缩工减料，导致很多建筑难以符合抗震标准。基于此，高层建筑抗震设计必须从材料和结构体系的选择出发。一方面，相关人员必须提升自己的建筑设计专业技能，在进行建筑抗震设计的过程中融入目前先进的技术，采用先进的设备，尽可能地为高层建筑的设计创造一个专业、标准的外围环境，通过设计更多类型的结构，达到防震抗震的目的，提升建筑物的抗震性能。另一方面，在建筑材料的选择上，设计人员在设计时必须对相关材料的性能有大致清晰的了解，确保合理的材料运用到合理的结构中，达到建筑材料和建筑结构的整体融合。

3 新时代下全面提升我国高层建筑抗震设计水准的方法

3.1 防震缝的精细化设置调试

防震缝是抗震设计中不可缺失的一项重要内容。防震缝通过将建筑分为若干个结构类型、形体简单的独立部分，以减少地震发生对整个建筑的损坏。防震缝主要是一个间隙，借助这一间隙分离房屋各部分，防止彼此之间的相互碰撞加剧房屋的震感。防震缝的存在能够有效加强建筑结构的抗震能力，必须在设计时进行精细化的设置调试，只有这样才能在保证建筑整体性和美观性的同时，确保建筑物的稳固性[4]。

3.2 墙体结构的标准化设计分布

墙体结构作为整体建筑必不可少的部分，墙体结构的标准化设计会对建筑物的抗震能力带来关键影响。因此，在高层建筑抗震设计过程中必须加强墙体结构的标准化设计，基于墙体结构自身的特点进行严密化的设置。通过系统分析过去地震灾害对房屋建筑的影响，一旦较强震级的地震发生，房屋建筑会产生裂缝，在这一过程中如若墙体结构出现问题，建筑整体会出现坍塌，加大对居民的安全威胁。在此背景下设计师在进行墙体结构设计分布的过程中，首先必须有明确的设计规划，通过设计选择较少的材料提升墙体自身的承受力，既确保墙体结构的稳定性，还要确保建筑自身的美观度；其次，选择使用合适的墙体数量，既要借助一定的墙体数量确保建筑的刚性，提升建筑物的抗震等级，又要防止因墙体数量过多而造成资源的浪费。

3.3 屋顶的抗震设计

建筑物的抗震性能与建筑物的质量有密切的关系，只有尽可能地减少建筑物的质量，才能降低地震发生时的损失。基于此，如何将建筑物变得更轻一点成为高层建筑抗震设计必须考量的一个方面。而整体上影响建筑物结构重量的因素主要集中在墙体和屋顶两个方面，应该从这两个方面入手减轻建筑物重量。一方面，在墙体重量方面，尽量选择使用轻薄的材料和结构，把建筑物的墙体结构做的更轻一点，减少发生地震后墙体对建筑物整体造成的影响；另一方面，在屋顶设计方面，必须保证屋顶具有合理的高度，这样能够避免建筑重量控制在一定范围内，同时通过设计搭建合理的结构、使用质量较轻的材料，提升高层建筑的抗震能力。

3.4 抗震结构的选择

抗震结构是抗震环节中的重要内容，它的选择必须依托于周围地形特点，结合建筑物抗震标准进行精准测量。在具体选择的过程中需要注意以下方面：一方面，抗震结构要考虑地震对结构造成的影响，必须尽可能地采用各种优质材料和设计降低两者之间的互相影响；另一方面，还要考虑抗震结构对周围地形环境的影响，减少建筑物本身的重量，降低对环境的破坏，提升抗震性能。通过各方面的协同作用，选择符合一定专业标准的抗震结构。