从防震角度看高层建筑结构设计要素探索

2021-11-23单楹骁唐跃锋

商品与质量 2021年27期

单楹骁唐跃锋

浙江中房建筑设计研究院有限公司浙江嘉兴 314000

近年来，随着我国社会经济的高速发展，高层建筑工程规模不断扩大，工程数量也随之增加，取得了不错的发展成效，受到人们的广泛关注。为保障高层建筑工程质量，提高其稳定性，应当重视高层建筑结构设计，尤其是要从防震角度来优化结构设计，以使之更具稳固性，具备一定的抗震能力，提高高层建筑的安全性。在高层建筑结构抗震设计过程中，需要从多方面来进行考虑，根据高层建筑工程的性质、功能等来确定其抗震级别，以达到工程施工要求，从而实现高层建筑结构设计效益最大化。

1 高层建筑结构设计的特点

在高层建筑结构设计中，需要做好结构受力监测工作，需要确保其结构受力的均衡性，监测结构构件、连接点之间的受力情况，需避免高层建筑在发生地震时受冲击太大而影响其结构的完整性。另外，在高层建筑结构设计中还存在着轴向变形问题，需要通过轴向变形计算来进行相应的调整。

2 从防震角度看高层建筑结构设计的基本要求和原则

2.1 基本要求

从防震角度来看，在进行高层建筑结构设计的时候，应当以简为主，不可太过于复杂，但必须能够满足高层建筑结构设计的防震要求，达到规定的承载能力。可通过简单的计算来分析高层建筑结构的受力状况，并确保计算结果的准确性，以此为依据来科学设计抗震结构，这有利于提高高层建筑的稳定性，使之具备更强的抗震能力，弥补高层建筑结构中的薄弱部分。所设计的方案要坚持从实际出发，做到具体问题具体分析，根据高层建筑工程的实际情况来进行科学规划，每一个连接件都要安全，以免影响高层建筑结构的稳定性。需格外注重基础设计，使用合理而有效的方式来连接桩体和楼盖，提升高层建筑结构的整体刚性。另外，所设计的高层建筑结构还需要具备完整性，在布局上要合理，避免中心位置偏移。

2.2 基本原则

从防震角度来看，高层建筑结构设计应当遵循一定的原则：一方面，要遵循合理性原则。指的是在进行高层建筑结构抗震设计的时候，应当从整体性来考虑，在满足建筑工程设计相关要求的基础上，来提升高层建筑结构的抗震能力。在布局上同样要从整体结构来考虑，以维持结构的平衡性，使之更加牢固；另一方面，要遵循竖向均匀原则，指的是在设计高层建筑结构的时候，垂直方向的力要均衡，以免发生地震时高层建筑受外力影响而发生变形，增强高层建筑的刚度，减少其危险性。

3 高层建筑结构防震设计的有效措施

3.1 选择适宜的建筑材料

在进行高层建筑结构防震设计的时候，应当合理选择适宜的建筑材料，保障建筑材料质量，以免因为材料质量不合格而导致高层建筑结构稳定性下降，致使其抗震能力达不到要求。在实际设计和施工过程中，需要根据高层建筑工程的实际情况来选择建筑材料，需要于施工之前先进行全面的勘察工作，充分了解高层建筑工程周围的地质特点，综合考虑气候条件、地貌特点，根据高层建筑工程类型的抗震级别要求，来选择合适的建筑材料。一般情况下，以钢结构为主，可使用多种复合型材料，以提高高层建筑结构的抗震能力，使之更加稳固，所选建筑材料应当具备较强的刚性，建筑材料的自重不可太重，在不影响抗震效果的前提下，可选择较轻的建筑材料，还需要注重其经济性[3]。

3.2 选择合适的建筑场地

在进行高层建筑结构设计的时候，需要选择合适的建筑场地，选址位置的土地成分要有良好的硬性，密度要达到施工标准，而且有着不错的土质，如此才能为高层建筑防震性能的设计奠定扎实基础，以确保上部建筑结构的稳定性，能够承受其荷载。设计人员在选择建筑场地的时候，应当尽量规避软土地基，或是一些河岸边缘、液化土等区域，以免削弱高层建筑结构的防震性，导致其在发生地震自然灾害的时候，出现较大的安全问题。另外，也应当避开一些容易发生泥石流、滑坡等灾害地段，以免影响高层建筑结构的稳定性。

3.3 改善高层建筑抗震结构

针对当前高层建筑抗震结构中存在的设计问题，需要实施有效措施来进一步改善，以提高高层建筑结构的抗震能力。可从以下几个方面着手：一是要优化抗震结构。选择适宜的地基，对高层建筑的地基进行夯实处理，使之符合高层建筑的施工要求。应当计算高层建筑的高度，确定好高层建筑面积，然后据此来选择适宜的地基处理方式，使之更加稳固，能够充分承载建筑结构的重量。地基部分最好避开地下水位较高区域，尽量规避松软土质，选择土体较硬的地段，以提高地基的稳固性，确保其能够承载上部结构。需合理规划高层建筑结构中每一个构件的位置，需使之均匀受力，能够共同维持高层建筑结构的稳定性。与此同时，在进行高层建筑抗震设计的时候，还应当考虑两方面内容，一方面是水平剪应力，另一方面是垂直剪应力；二是要选择适宜的抗震结构设计方案。最佳抗震结构设计方案，不仅要满足高层建筑抗震要求，还要具有一定的经济性，能够用最低的成本来获取最佳的施工效果，并且所设计的高层建筑结构形式具有可行性，符合建筑工程施工的实际情况。在进行高层建筑结构平面、空间布置的时候，应当遵循简单原则，需全面勘察周围地质环境，并采取相应措施来加以防范和处理，从而保障高层建筑结构设计质量。