高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计研究.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 56 高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计研究 李炳煜 唐山钢铁集团有限责任公司，河北 唐山 063600 摘要：摘要：我国作为一个地域广阔、地质条件复杂的国家，在高层建筑施工过程中必须高度重视结构材料性能的处理，不能有丝毫马虎。建筑行业中高层建筑结构的抗震性能设计问题需要引起广泛的关注和重视。通过加强相关人员的培训与教育、加强行业监管和标准化工作以及推动科技创新的应用，我们可以提升建筑行业的安全性和可持续发展能力，为人民群众提供更加安全、舒适的建筑环境。关键词：关键词：高层建筑；抗震性能；设计；措施 中图分类号：中图分类号：TU973 0 引言 我国作为一个地域广阔、地质条件复杂的国家，在高层建筑施工过程中必须高度重视结构材料性能的处理，不能有丝毫马虎。然而，目前仍存在许多问题需要解决，这对高层建筑施工产生了重大影响。面对我国幅员辽阔、地质条件复杂的特点，我们必须高度重视高层建筑施工中的结构材料性能处理问题。通过选择适宜的材料、加强技术操作与监控，以及加强法律法规和标准的制定与执行，我们可以解决当前存在的问题，确保高层建筑的结构安全和施工质量，为我国建设安全可靠的高层建筑贡献力量。1 高层建筑结构抗震性能的发展分析 1.1 高层建筑结构抗震性能的发展现状 当前，我国高层建筑蓬勃发展，但其抗震性能的发展却滞后于整体建设趋势。考虑到我国地域广阔、地形多样的特点，不同地区在地震高发性方面存在差异。那些经历过地震侵害的地区更加重视高层建筑的结构抗震性能，而平原地区则因地震发生概率较低而对此较为忽视。然而，我们不能因此低估平原地区高层建筑抗震性能的重要性。尽管地震风险较小，但仍然存在地震的不确定性。任何地区都可能在某个时刻遭受地震，因此高层建筑的抗震性能仍然至关重要。1.2 高层建筑进行抗震设计时需要遵循的标准（1）合理控制高层建筑的侧移。人们常常认为建筑物应该是垂直的，但这种看法是片面的。在设计时需要精确计算和控制侧移，在合理范围内保持稳定。（2）将高层建筑的承载能力作为核心考虑因素。建筑物的承载能力直接决定其质量水平。在设计过程中应特别关注高层建筑的横向承载能力，尤其是高度较大的建筑物，因为高度增加会带来更大的横向承载压力。（3）重视高层建筑的延展性能。高层建筑的延展性能是设计过程中需要关注的重要内容。设计人员应不断提高自身水平，以提高建筑物的延展性能。通过合理控制侧移、关注承载能力和强调延展性能，我们可以提升高层建筑的抗震性能。2 当前在高层建筑施工中抗震性能处理存在的问题 2.1 主体结构的设计不合理 当前，在高层建筑的施工过程中，抗震设计的不重视是导致抗震性能问题的主要原因之一。抗震结构设计的科学性存在不足，有些工程设计者过于注重高度设定，而忽视了其他方面的重要性，仅追求经济效益的最大化。这导致我国的楼层越来越高，但抗震性能却越来越差。一旦发生地震等地质灾害，将造成无法挽回的损失。目前，我国在房屋设计阶段对抗震性能的重视程度仍然不够。一些企业虽然意识到了抗震性能的重要性，但他们仅仅对现有企业的经验进行生搬硬套，并未结合实际情况进行合理设计。这导致他们的设计与实际情况相差甚远，不仅浪费了资源，也无法达到减灾的目的。2.2 原材料质量不足，技术人员素质不高 当前随着科学技术的不断进步，先进的科技正在广泛应用于高层建筑施工中，极大地提升了工作效率中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 57 和施工安全性。然而，在实际操作中，工作人员仍然扮演着主要角色，因此必须高度重视工作人员素质的提升。然而，目前工作人员的整体素质普遍较低，许多施工人员的学历不高，对施工缺乏清晰的认识，导致在具体操作中出现许多失误，从而引发一系列问题。除了工作人员素质的问题，对于原材料的管理和采购也是导致高层建筑抗震性能受损的原因之一。很多企业往往以经济利益为主导，在采购时只关注经济效益，而忽视原材料的抗震性能。同时，在储存和管理方面也存在不足，原材料可能受潮并对其质量产生重大影响。2.3 建筑施工的前期准备不足 高层建筑施工是一项庞大的工程，各个方面的工作都必须精益求精，不能有丝毫马虎。在开展施工之前，必须对施工场地进行充分准备，并充分认识和解决可能对施工产生重大影响的问题。首先，施工场地的选择至关重要。必须结合实际情况选择较为平整的土地进行施工。对于地下地质结构，必须进行充分的勘探，以避免在施工过程中遇到一系列问题。提前了解地下地质情况，可以采取相应的施工技术和措施，确保施工的安全性和顺利进行。其次，在建筑结构设计过程中，需要均衡处理建筑结构构件的强度和刚度。合理分配建筑结构构件的高度和负荷，确保各部分建筑结构的相互配合与规范操作相符合。如果在这方面存在问题，将会对建筑的抗震性能产生重大影响。3 不同建筑结构的抗震性能分析 3.1 框架剪力墙结构 剪力墙作为结构的一部分，能够有效吸收和分散地震引起的力量，提供良好的抗震性能。同时，框架结构的刚性能够增加建筑的整体稳定性。因此，采用框架剪力墙结构可以显著提高高层建筑的抗震性能，为建筑及其使用者提供更高的安全性。总的来说，框架剪力墙结构在高层建筑中具有较多的优点，包括轻质化、施工操作灵活性和抗震性能突出等。在设计和施工过程中，应合理运用这种结构形式，结合实际需求和地理条件，确保高层建筑的结构安全性和抗震能力的提升。3.2 钢结构 随着建筑行业的发展，钢结构作为一种新型的建筑结构形式，在高层建筑中得到了广泛的应用。钢结构具有许多优点，尤其是在提高抗震性能方面具有独特的优势。首先，钢结构的强度和韧性较高，能够有效提高高层建筑的抗震性能。在地震发生时，钢结构能够承担并分散建筑所受到的压力，防止建筑发生严重变形。这种特性使得钢结构能够为高层建筑提供更大的安全保障。其次，钢结构具有较高的施工灵活性。由于钢材的可塑性和可加工性较好，钢结构可以根据不同的施工要求进行灵活调整和组合。尤其是在复杂项目的施工过程中，钢结构的简便性和适应性使得施工效率得到了显著提高。3.3 砖和混凝土结构 砖混结构，即砖和混凝土结合的建筑结构，在建筑行业中确实扮演了重要角色，并在我国经济形势相对滞后的地区得到广泛应用。然而，与钢结构等新型结构相比，砖混结构在抗震性能方面存在一定的局限性。砖混结构的抗震性能相对较差，主要原因是砖材的强度和韧性较低。在地震发生时，砖材容易破碎和破坏，无法有效分散和承载地震引起的力量，从而使整个建筑物容易发生倒塌。这对生命和财产安全带来了巨大风险，特别是对于高层建筑中的承重结构而言，砖混结构的使用非常不适宜。随着钢结构等新型结构的应用推广，高层建筑中使用砖混结构的情况已经大幅减少，通常仅在一些非重要的配套设施中会使用。在建筑设计和施工中，应充分考虑结构的安全性和可靠性，选择适合的结构形式，以保障建筑物在地震等自然灾害中的稳定性和抗灾能力。4 高层建筑结构分析和设计特点 4.1 水平荷载 在高楼层的建筑设计中，水平荷载的影响更加重要。尽管竖向荷载对结构设计仍然有重要影响，但相对于水平荷载来说，其影响较小。在高楼层建筑设计中，必须合理考虑水平荷载对建筑结构的影响，并采取相应的抗震设计措施。通过合理的结构形式和构造设计，如采用钢结构、框架剪力墙结构等，可以增强建筑结构的抗震能力，保证建筑在地震中的安全性。在高楼层建筑中，水平荷载对建筑结构起到决定性作用，因此在设计过程中必须重视水平荷载的影响，并采取适当的抗震设计措施，以确保建筑的安全性和稳定性。中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 58 4.2 轴向变形 在建筑结构的分析和设计中，轴力和弯矩是两个重要的力学参数。相对于弯矩项而言，轴力项对结构的影响可能较小，因此在一些施工单位的实际操作中，他们更关注和考虑弯矩项的影响。在高楼层建筑的设计分析过程中，必须全面考虑轴力的影响，并进行相应的结构计算和评估。这包括对轴力的合理分配和控制，以确保结构的稳定性和抗震性能。轴力和弯矩在高楼层建筑结构分析中都具有重要作用，而对于高层建筑的设计分析，需要特别关注轴力的影响，并将其纳入综合考虑。这样可以更准确地评估和控制高层建筑的结构变形和内力分布，从而确保建筑的安全性和可靠性。4.3 建筑侧移 为了将高层建筑在水平荷载下产生的侧移距离控制在可接受的限度内，必须具备足够的抗侧刚度能力。抗侧刚度是指结构在受到水平荷载作用时抵抗结构侧移的能力。通过增加结构的抗侧刚度，可以有效地限制结构的侧向位移，从而更好地保障高层建筑的居住和工作环境。为了提高抗侧刚度，可以采取一些措施，例如增加结构的横向墙体或框架系统，使用更加刚性的结构材料，优化结构的布局和连接方式等。这些措施可以有效地提高结构的整体刚度，减小结构的侧移变形，从而确保高层建筑在水平荷载作用下具有良好的稳定性和安全性。5 高层建筑内部抗震设计的具体优化内容 5.1 将做好地基工作作为抗震设计的基拙 高层建筑在建设过程中面临许多挑战和问题，甚至在建成后也可能出现各种现象。为了确保高层建筑的稳定和安全，在面临问题时，相关人员需要采取适当的措施。许多高层建筑问题的根源可能源于建设初期存在的不合理因素。其中，地基建设是至关重要的环节，对于高层建筑而言尤其如此。地基的建设质量直接影响整个建筑物的稳定性。因此，相关人员需要从地基建设人员的素质和数量入手，确保地基选址的准确性。5.2 合理的选择抗震设计方法 在高层建筑施工过程中，选择合适的抗震设计方法是至关重要的。目前，底部剪力法是行业内主要采用的一种高层建筑结构抗震设计方法。这种方法经过长期实践被认为是一种合理的方法，用于确定结构所承受的总地震作用力。对于具有复杂结构体系的高层建筑，需要运用底部剪力法，并依据相关原理进行地震作用力的计算。随着科学技术的不断进步，高层建筑抗震设计方法也在不断发展和改进。新的设计理念和方法不断涌现，如基于性能的设计方法，强调通过控制结构的位移和变形来保证建筑在地震中的安全性能。5.3 加强对于相关工作人员素质的提升 为了加强高层建筑的抗震设计和施工准确性，需要进一步加强工作人员的专业素质。这可以通过定期组织集中学习来实现，使他们了解当前高层建筑施工中的先进技术和设备。此外，对工程人员的薪资进行管理，明确奖惩机制，可以激发工作人员更高的工作热情，提高他们的投入度。同时，科学合理的工程布局也是至关重要的。通过合理的布局，可以控制地震能量的影响，并有效减轻地震灾害带来的危害。合理的建筑结构设计也能够增强建筑的整体稳定性。相关工作人员需要对数据进行收集和积累工作经验，为今后的工作提供基础和参考。这样可以有效加强高层建筑结构的抗震设计，确保施工的准确性。5.4 前期进行充足准备 在进行高层建筑施工时，重视前期工作是确保抗震性能的关键。首先，选址是非常重要的，需要对建筑场地的地质条件进行充分勘探和评估，选择适合施工的场地。同时，建立健全的管理体系也至关重要。尽管一些企业已经认识到管理的重要性，但他们的管理体系往往是简单地借鉴先进经验，缺乏对实际情况的深入理解。因此，在建立管理体系时，必须结合实际情况进行具体制定。在建设管理体系时，上层领导应发挥带头作用，结合实际情况，并倾听基层工作人员的声音，制定科学合理的管理体系。此外，在具体施工过程中，需要将这些管理体系落实到实处，确保其有效执行。只有这样，才能更好地推动工程顺利进行，保证高层建筑的抗震性能。5.5 选择最优的抗震结构体系 目前，我国在高层建筑抗震结构体系中普遍采用抗震墙和抗震结构相结合的方式，这种组合提供了多中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 59 重抗震防线，以增强高层建筑的抗震性能。抗震墙和抗震结构的结合能够有效减少地震的破坏力。抗震墙在地震来临时起到了第一道防线的作用，它能够吸收地震能量并降低地震力传递到结构的程度。如果抗震墙无法完全抵挡地震的破坏力，抗震结构作为第二道防线会发挥作用，继续承担地震力的传递和分散，从而保护高层建筑的安全。这种抗震结构体系既能满足高层建筑的荷载需求，又能提供良好的抗震性能。在进行高层建筑抗震结构设计时，应根据具体项目需求，选择最优的抗震结构体系。这可能涉及到地震设计参数的合理确定、抗震墙和抗震结构的位置布置以及结构材料的选择等方面。6 结语 地震对我国社会和经济的发展带来了严重的阻碍。因此，在高层建筑的建设过程中，加强抗震设计是非常必要的，它能够预防和减少地震带来的灾难性损失，保护人民的生命和财产安全，同时也有助于推动社会和经济的稳定有序发展。参考文献 1姜晶.基于ABAQUS有限元的高层建筑结构抗震性能分析J.新型建筑材料,2022,49(08):52-56.2殷霞.高层建筑抗震性能化设计重难点及处理方法的探析J.中国建筑装饰装修,2022(10):107-109.3张春明.高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计J.房地产世界,2020(24):32-34.4李必雄,侯国求,池碧波.三金潭超限高层住宅结构设计J.建筑结构,2020,50(16):7-13.5董吉舒,王乾,袁丽梅.高层建筑抗震设计中短柱问题的处理措施J.住宅与房地产,2020(06):77.6王凯.高层建筑结构抗震设计和加固措施研究J.安徽建筑,2019,26(09):123-124.7张金良,武旭.高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计J.门窗,2019(02):77-78.8潘艳,曾麒中,罗冠洲.高层建筑抗震设计中短柱问题的处理措施J.建材与装饰,2018(28):71-72.作者简介：作者简介：李炳煜（1998），汉族，河北唐山人，河钢集团唐钢公司，本科，助理工程师，研究方向为建筑工程。