不规则高层建筑结构抗震研究

黎建民

【摘 要】随着社会经济水平不断提高，我国建筑物层出不穷，大量的建筑满足了人们和工作需求，而建筑中出现大量的不规则高层建筑，其中建筑结构抗震设计理念也不断发展。建筑抗震研究作为一项重要的课题，它不仅可以发现当前抗震缺陷，而且能为更好的设计出高精准建筑钢针方案奠定基础。因此，对不规则高层建筑结构抗震进行研究十分必要。

【关键词】不规则；高层建筑；结构抗震

引言

高层建筑在当下社会经济发展当中占据着越来越重要的地位，在建筑行业的发展当中，得到了更为广泛的关注。因此，提升高层建筑的抗震能力，这对于高层建筑发展来说，具有重要意义。就我国高层建筑发展来看，其建筑特色具有着不规则性，不规则高层建筑的结构对于抗震来说，具有重要意义。本文就不规则高层建筑的结构进行分析，主要研究其结构所表现出的抗震能力。

一、高层建筑抗震结构设计的基本原则

结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能。结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则；对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力；承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

应尽可能设置多道抗震防线。一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。

对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层（部位），使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，是提高结构总体抗震性能的有效手段。

二、不规则高层建筑结构抗震设计的关键问题

（一）建筑位置选择

不规则高层建筑的选址问题，关系到其抗震能力的强弱，在进行选址的过程中，一定要对实际地质情况进行慎重分析和考量，确保其场地选择的优化性。不规则高层建筑在选择场地时，要就地质结构进行分析，选择有利于抗震的地址进行建筑，尽可能的远离危险地带。一般来说，在地震区进行建筑位置选择时，主要针对于地基较为稳定的地带，能够确保高层建筑在打地基的时候更具牢靠性，这样一来，进行高层建筑时，会拥有较好的抗震能力。

（二）结构体系选择

不规则高层建筑在结构体系选择时，需要从整体着手，兼顾部分抗震能力，避免因为部分抗震能力差，从而导致整体抗震能力减弱。一般来说，结构体系设计时，会根据各个部位的承重能力进行考量，主要部位在进行施工过程中，会进行加固处理，确保其抗震能力。除此之外，结构体系的选择上，还会注意到刚度和强度问题，这一考虑，可以有效较低地震带来的破坏性，从而增强不规则高层建筑的抗震能力。

（三）不规则结构选择

地震区的高层建筑具备不规则性特征，这主要是由于地震区特殊的地理环境造成的，不规则高层建筑可以提升高层建筑的抗震能力，其结构的不规则性设计则针对于当地地震的实际情况进行设计的。在进行不规则结构设计时，根据实际地理位置以及实际情况，有侧重性地进行高层建筑主体设计，针对于抗震问题，对各个建筑部位进行不规则设计，使其具备较强的抗震能力，从而实现不规则高层建筑整体抗震能力。

三、不规则高层建筑结构抗震分析

1.扭转不规则。

一般而言，在进行楼层建设中，部分楼层最大弹性位移同该楼层两端弹性存在水平距离，这个距离位移被称为层间位移，位移值控制在1.2到1.4之间。设计结构方案出炉之后，尽最大努力去优化刚度分布，做好边墙和边梁设计工作，使得扭转度刚刚合适，这有效改善不规则建筑面。构件设计分析，要考虑到地震作用带来的扭转力影响。

2.宽度比较大。

左塔高度比较宽，对该建筑进行扭转处理时，应该选择弹性时程分析法进行处理，计算出多次遇见地震建筑抗震强度。对建筑风载、多遇地震建筑整体结构进行颠覆预算，计算出最准数值。一般而言，数值会涉及到抗震颠覆弯距数值验算，风载速度验算以及抗拉力验算等等。使用静力弹塑性方式分析，检验多次地震下位移变动情况。当计算数值满足规范需求时，说明能在最大地震影响下最大范围保障安全。建筑物墙、柱抗压力情况也要进行分析，将最大值破坏程度考虑在内，借助加强鋼筋施工，逐渐提升建筑物的延展性和抗压力。

3.平面不规则。

当建筑物第一层到第六层有大量的楼梯，使得建筑物形成楼板开洞。针对该问题，要结合建筑特质，建筑条件以及建筑性能，尽可能使得剪力墙大量围绕楼梯，完好弥补落地墙大间距缺陷，逐渐提升楼板刚度，降低开洞影响出现。另外，可以从轴压比方向进行缓解，保障整体刚性，使得轴压比数值提升，增强落地墙抗压力。同时，对低楼层整体刚度进行调整，借助150厚板，设置成双向钢筋构件模式，提高了钢筋率。一般而言，在8层以上的住宅，电梯间出现开洞导致楼板较为薄弱，针对该问题，需要增强钢板强度，选择厚板，设置钢筋边缘度，使用双向钢筋，逐渐提升钢筋旅。当建筑因为局部收进，虽然收进的幅度比较小，但是也形成了不规则状。面对该问题，要分析出楼层是否出现位移突变，在选择应对方式。面对该不规则结构面，一般都会控制住刚度比，保障刚度比在合理的范围内，这就有效地避免了高位位移问题出现。楼层出现位移突变之后，要借助剪力墙进行加固处理，保障建筑物抗震力度。

四、结语

抗震工作是建筑设计和施工的重点，为使所设计的高层建筑结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，结构工程师要进行严格系统的结构分析与设计。不规则高层建筑的不规则性，对高层建筑的结构设计提出了更高的难度和要求，本文探讨了不规则高层建筑结构抗震，对于研究我国不规则高层建筑日后在抗震结构设计上的问题来说，具有重要的指导意义。

参考文献：

[1]董丽媛.探讨不规则高层建筑结构抗震的优化设计[J].中华民居，2012（6）

[2]战宇.高层建筑结构抗震优化设计探讨[J].低温建筑技术，2011（1）endprint