深圳市建筑设计研究总院有限公司
摘要：在建筑结构抗震设计正式开工之前，施工人员在满足工程建筑抗震要求的基础上，做好相应的准备工作，并不断完善抗震设计方案，在正式施工过程中，相关工作人员要注意建筑整体的抗震设计，还要针对薄弱部位进行加固处理，进而提升建筑物的整体强度。当工程正式竣工之后，要对建筑物抗震设计进行加固处理，并配备相关具有减震作用的装置。
关键词：高层建筑；结构抗震；加固方法；研究进展
引言
随着现代城市中心区域的高层建筑的广泛应用，高层剪力墙结构得到了大范围的推广。由于剪力墙结构在竖向地震作用、水平地震作用和偶然偏心地震作用下，具有抗侧刚度大，承载力高，变形特性好，抗震耗能水平高等特点，有效提升了高层住宅的抗震性能。但基于传统剪力墙结构自身剪力墙构件多、结构布置不够灵活、施工周期长等缺陷，使得设计优化与旧楼加固补救成为必然趋势。
一、高层建筑结构设计的特点
一是结构受力状况。超高层建筑结构整体的柔性和承载力受建筑受力均衡性的影响，建筑受力均衡性对在强震环境下超高层建筑的稳定性有重要的影响，因此我们在对超高层结构设计过程中要切实关注受力状况，加强对结构构件和连接点之间的受力状况的监测，确保强震环境下临时能量对超高层建筑的冲击，确保受力平衡，保障主体结构的完整性。二是轴向变形问题。超高层建筑的竖向载荷大，能够使得柱中引起较大的轴向变形，进而影响连续梁弯矩，这一方面会造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，另一方面还会造成跨中正弯矩和端支座负弯矩值的增大，同时也对预制构件的下料长度产生影响。因此，我们要加强轴向变形的计算，从而及时调整下料长度，调整结构剪力和侧移的影响。三是结构延展性。结构延展性是超高层建筑的一个重要设计指标，与低层楼房相比高层楼房结构更加柔软，这导致其在地震作用下的变形也更大，为了避免地震情况下的倒塌，使超高层建筑结构在塑性变形后仍然具有一定的变形能力，需要我们在构造上采取一定的措施来提高建筑的延性。
二、设计原则
（1）整体性原则。在进行高层建筑结构抗震设计工作时，为了给予其科学指导，则需要设计人员遵循整体性原则。在这种设计原则的支持下，高层建筑结构抗震设计人员可通过对剪力墙、框架柱、竖向构件功能特性的考虑与合理设置，完成好相应的设计工作，满足高层建筑结构应用中的抗震性能可靠性要求。同时，通过对整体性原则要求下高层建筑结构方面的抗震设计，可使其竖向构件与高层建筑的整个结构相适应，健全相应的抗震设计方案。（2）刚度原则。为了避免地震作用力对高层建筑结构造成较大的威胁，加大其结构问题发生率，则需要设计人员在刚度原则的指导下，积极开展相应的抗震设计工作。在此期间，应做到：充分考虑高层建筑结构应用中可能出现的变形问题，加强其变形控制，针对性地开展结构刚度设计工作，有效应对地震作用力的影响，促使高层建筑结构抗震设计更加科学。同时，高层建筑的填充墙应采用轻质材料，减轻结构总重量，以此减少高层建筑在受风荷载及地震作用时的内力及变形影响，提高高层建筑结构刚度的同时细化其抗震设计内容。（3）规则与均匀原则。高层建筑结构抗震设计工作进行中，通过对规则与均匀原则的考虑，可使这类建筑结构的竖向布局更加合理，有效应对结构侧向刚度变化，避免侧向刚度突变对高层建筑抗震性能造成不利影响。同时，为了避免为避免高层建筑在地震作用下产生较大的扭转，则其平面布置使应满足这些要求：采用地震作用影响较小的平面形状，且平面布置应规则、对称，避免质量和刚度分布不均匀；地震力不同作用方向上的结构抗侧力刚度不宜差距过大，平面长度不宜过长。
三、建筑框架剪力墙特点分析
抗震加强措施指的是优化结构布置，切实提高御震能力，使得整体结构达到增加强度、提高延性、加强整体性和改善传力途径的目的。
3.1框架剪力墙建筑结构的优缺点
框架剪力墙建筑是需要一定数量的剪力墙来完成，具有不容易被拆迁和安放，灵活性较差的缺点，该建筑结构将以前的剪力墙与框架结构相结合，具备其各自优点，并且通过实践证明可有效的运用到建筑行业中。
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3.2框架剪力墙建筑受力特点
从主观上看，框架剪力墙是与地面互相垂直存在的结构，并且结构中心都为空心状态，当受力较大时，承受不住导致建筑结构出现弯曲现象。
3.3抗震性能
我国地面景观建筑规定中对剪力墙建筑抗震等级都有所规定，所以要对框架剪力墙建筑刚度比例进行规范合理的设计，这为变电站地面建筑结构建设中最重要的部分。
3.4地面建筑刚度特征
在一般的情况下，地面建筑物底部长度占总长度的四分之一时，框架剪力墙建筑与普通墙面具有一样的抗压力时，会影响建筑的整体刚度，为此必须标注该建筑的抗震等级，当地面建筑物底部长度占总长度的四分之三时，此建筑物结构刚性较小，这时应该采取一定的措施进行减震测试。
四、现有建筑上部结构加固设计主要方法及适用范围
4.1直接加固法
直接加固法是在结构构件表面（剥除粉刷层）清理干净后直接进行加固，加固直观、明了，一般分以下三种加固方法：第一，加大截面加固法。加大截面加固法是将原结构构件几何尺寸加大，所用材料与原结构相同，这样就可以保证后加固部分与原结构可靠粘接，融为一体。断面加大以后，构件刚度显著增大，承载力能力加大。本办法适用于使用上有条件增大构件截面的梁、板、柱、墙等结构构件。第二，外包钢（钢筋、钢筋网片）加固法。外包钢加固法是采用型钢对原结构构件进行包裹以达到加固补强的目的，外包钢形成稳固的钢构套，此加固法按是否采用混凝土包裹可分为干式和湿式两种。该方法适用于使用上允许增大构件截面尺寸的情况，适合柱、梁、墙等构件加固。第三，预应力加固法。预应力加固通过对原结构构件预先施加应力间接达到对结构构件加固的一种方法，产生预应力体所用材料均为抗拉、抗压强度高的高强材料，该加固方法能够纠正被加固结构构件截面应力超前，有效減小原结构构件裂缝宽度和挠度，显著提高构件承载力等优点。适用于梁、柱、杆件等构件，此加固方法对使用环境温度高于60℃及原构件所用混凝土收缩、徐变大的情况。
4.2间接加固
间接加固法是通过在原构件外加设构件用以改变原结构的受力状态，改变原结构的传力途径，从而间接的达到加固改造目的，一般常采用的方法有：第一，增设构件法[1]。增设构件法顾名思义是在原结构的构件与构件间增设一个新的构件，新旧构件共同工作。以分担作用在原构件上的荷载，该方法一般适用于单层工业厂房或排架结构、厂区输送装置等。第二，增设支点法。增设支点法是在被加固结构的梁、板、柱上新增设若干支点（支座），达到增加跨数，减小跨长，增大了梁柱的线刚度的目的，从而间接的提高了原构件承载力。支点按是否变形分为刚性支点和弹性支点。刚性支点法支点的变形相对被加固梁的挠度而言非常小，可忽略不计。弹性支点是以受弯或桁架构件来间接传递荷载，此时，支点的变形不能忽略。第三，增加结构整体性加固法增加结构整体性加固法是通过增设支撑使多个构件形成空间整体，共同工作。从而大大降低构件破坏的概率，因此在不需要加固原结构当中任何一个构件的情况下达到了加固的目的。第四，改变刚度比值加。固法在房屋结构中，改变构件的刚度比值，调整原结构的内力分布，改善结构受力状况，也可以达到结构加固的目的，该方法多用于提高结构水平抗力。
结束语
近三十年来，我国城镇化进行不断加快，高层建筑项目不断增加，这很好地解决了广大群众的居住和办公问题。由于高层建筑可容纳人口多、设备集中、成本造价高，如果高层建筑结构抗震设计不合理，一旦出现强震，就会造成严重的经损失，危害人民群众的生命财产安全，由此可见，研究高层建筑结构抗震设计和加固措施具有是否重要的意义。
参考文献
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[2]胡敏.浅谈房屋建筑结构抗震性能鉴定及加固改造措施中国标准化2018.14
[3]王卉.浅谈多层建筑结构的抗震加固技术智能城市2016.25
[4]张波.刍议土建结构中的抗震加固技术绿色环保建材2015.19
论文作者:吴小杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/10/9
标签：结构论文; 构件论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 高层论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;