512-郧德龙2(审改)-高层建筑抗震构造设计研究2.doc

高层建筑抗震构造设计研究摘要：经济飞速发展，人口不断增多，原有城市用地紧张状况更甚，农村城市化程度逐步加深，为缓解城市用地紧张、保证农村耕地面积，积极应对经济发展带来的新形势，高层建筑应运而生。近些年来，随着高层建筑的高度趋于增高、结构趋向复杂新奇，其抗震构造设计越来越受到人们的重视。本文就高层建筑抗震构造设计进行研究，主要对高层建筑的结构特点、影响建筑物抗震效果的因素进行了简要分析，提出高层建筑抗震设计的方法，并提及隔震和消能减震设计的推广和应用，以期对现下及今后的高层建筑抗震构造设计提供有价值参考。关键词：高层建筑 抗震 构造设计 研究引言地震，是由于地壳快速释放能量造成振动，此过程中产生地震波的自然现象。地震其主震与余震会造成建筑物倒塌、水灾、火灾等，还可能引发滑坡、地裂缝、海啸等次生灾害，从而造成大量人员伤亡与财物损失。近些年来，我国发生了汶川地震、雅安地震，由地震带来的伤害提醒着我们要建立更加完善的预防机制、采取更加有效的灾后重建措施来减轻地震灾害。随着经济飞速发展，一方面，城市繁荣发展，入驻企业与居住人口不断增加，用地面临紧张；另一方面，国家重视农业发展，禁止建筑物建造占用耕地，这在保证耕地面积的同时也加深了人口增加与住房面积之间的矛盾。因此，具有占地面积小、容纳人口数量多等优点的高层建筑受到青睐，物质生活的极大丰富使得人们开始追求建筑物实用性、美观性、多功能性的多相结合，高层建筑的高度不断增高、构造不断趋向复杂，其抗震问题也凸显出来，例如中央电视台新台址的主楼建筑造型与结构体系十分独特，其地震响应会异常复杂。因此，为保证高层建筑具备良好的抗震功能，减少地震造成的人员伤亡与财产损失，就要加强了解高层结构的特点，深层次分析影响建筑物抗震效果的因素，并探讨高层建筑抗震设计的方法，从而进一步完善地震灾害预防机制。一、高层结构的特点高层建筑的结构特点包括占用土地面积小、建筑造型特殊、集中化程度高等，这些特点缓解了人口与用地之间的矛盾，同时满足了人们对于建筑物美观性的要求。高层建筑实质上是竖向的悬臂结构，其水平荷载的影响远大于垂直荷载的影响，为提高其抗震系数，除了要在结构设计中注重水平荷载这一控制因素，还要求高层结构具备相当的刚度，使由高度增加而引起的侧向形变被控制在适当的范围之内。二、影响建筑物抗震效果的因素地震作为一种可怕的自然灾害，对建筑物的破坏性极大，且不具选择性，探讨高层建筑抗震设计的方法，首先应了解影响建筑物抗震效果的因素，明确一般建筑物地震响应的特点，从而研究高层建筑这一特殊建筑物的抗震设计。1、 建筑结构建造过程中所使用的材料和施工过程抗震设计方案实施过程中，建筑结构建造过程中使用材料的质量直接影响建筑物的抗震效果。劣质建筑材料的使用造成的危害是巨大的，一些建筑物还未竣工便已倒塌，更不要提及经受地震考验。另外，传统的建筑材料已不能满足当前人们对建筑物抗震性的严格要求，以四川省汶川地震为例，因建筑物中使用的预制空心板倒塌跌落，导致大量人员被压埋，造成营救困难。因此抗震性能良好的轻型材料应被广泛推广和使用，同时还要注重新型抗震材料的研发。施工过程同样是影响建筑物抗震效果的一项因素，施工设计组织、材料的管理与使用、施工人员素质等方面都会影响建筑工程项目的完成质量，关系到建筑物的抗震性能的建立与发挥。因此，要注重施工过程，根据实际情况组织好施工设计，做好施工现场管理，对建筑材料的选择、采购、保管等环节做到落实责任到个人，提升施工人员责任感，注重细节，严格把控好施工过程中的每一个环节，保证建筑物质量。2、 建筑物自身的结构设计建筑物自身的结构设计是保证建筑物质量的前提条件，同样也是使建筑物具备良好抗震效果的关键影响因素。建筑物的结构设计方案出台要考虑建造成本的经济节约性、建筑物所处地理环境的具体条件、建筑物的用途以及实际使用价值等，满足我国结构设计规范所提出的“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”的要求。现今的建筑物抗震设计本着“小震不坏、中震可修、大震不倒”的原则，在结构设计上无论是板式还是点式，都追求其合理性，还要做到刚心、质心重合的平面结构布置。这样一来，可以防止地震作用力因建筑物结构的不合理而出现加剧的状况，从而降低地震的破坏性。以新的央视大楼为例，其结构设计造型独特，更应注意其抗震效果的探究。3、建筑物所处地质环境情况建筑物所处环境的地质条件对建筑物发挥抗震功能具有非常重要的影响。通常情况下，位于山体附近、易滑坡、岩石地带等地质条件下的建筑物在地震时会遭到更加具毁灭性的破坏。以四川汶川地震与青海玉树地震为例，建筑物分布地区处在地震带上，如果没有良好的抗震性能，必然遭受巨大破坏。因此建筑物建造前要认真勘察地形地质，尽量选择对预防地震与震后营救有利的地段。三、 高层建筑抗震设计的方法探讨1、基础的抗震设计基础是高层建筑抗震设计应注意的重要问题。对于高层建筑基础的处理使用钢制基础与垫块相结合的方法，采用使用耐酸化混凝土与加厚钢筋表面保护层的方法，可防止基础钢筋生锈。2、钢结构骨架的抗震设计运用钢框架结合点柱壁局部加厚技术，应对地震时产生的应力集中，提高高层建筑的抗震性能。3、墙体的抗震设计采用外墙结构柱与两侧外墙板钢框架组合的“三合一”外墙结构体系，来保证地震过程中墙体的稳固。4、常用加固设计在实际情况中，提升高层建筑抗震性能还要考虑对建筑物的加固。对结构设计不完善、有特殊抗震要求的建筑物及建筑物部分，均可采用具备较高抗震性能的构件来进行加固。一些建筑物结构的整体性不甚良好，在其连接无法达到良好抗震的标准，因此可对其结构进行针对性地调整与加固，以减少薄弱部位在地震中的损伤。另外，在设计与施工中应适当减少与建筑结构不相关的冗杂构件，不要一味追求美观而影响高层建筑的抗震效果。四、隔震和消能减震设计的推广和应用如今在我国的高层建筑抗震设计中，往往采用高延性设计，消化地震发生时迅速释放的巨大能量，减小地震反应，从而降低地震对高层建筑的破坏。因此，推广和应用隔震与消能减震设计，也是未来高层建筑抗震设计的一个方向。结语人类活动导致环境不断恶化，海啸、泥石流、地震等自然灾害频发，地震作为破坏性极大的自然灾害，其发生往往会造成人员及财物的严重损失。因此，高层建筑越来越多的时代里，要更加注重建筑物的抗震设计，运用先进的科技手段建立起完善的抗震机制，使高层建筑满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的要求，有效降低地震影响。另外，提高人们的环保意识，从而一定程度上控制地震的发生频率；增强人们的抗震意识，使其了解地震先兆与特点，“预防为主”，争取降低地震真正来临时造成的心理恐慌，减少