高层混凝土建筑抗震结构设计探讨郭兴研

发表时间:2020/5/9   来源:《城镇建设》2020年第3卷2月5期   作者:郭兴研
[导读] 近年来,随着我国经济的快速发展,建筑行业也迅速发展起来

         摘要:近年来,随着我国经济的快速发展,建筑行业也迅速发展起来。特别是建筑行业崛起趋势可谓日益壮大,成为保障人们生活质量和社会进步的主力军。因此,提高建筑质量,以及人们的居住安全水平,至关重要。这种社会背景下,混凝土结构中的抗震设计,逐渐得到更多人的关注,及时发现问题并妥善解决,亟待研究落实。
         关键词:混凝土结构;建筑;抗震结构;设计
前言
         当前,如何提高高层混凝土建筑的抗震效果已经成为城市高层建筑物建设过程中广泛关注的问题,也是一个难以有效解决的问题。想要提高高层混凝土建筑物的抗震效果,不仅仅需要从建筑物所在位置的地质构造入手,还要考虑建筑物所使用的建筑材料以及建筑物的结构特点。因此,为了使得高层混凝土建筑物具有更强的抗震性能,需要对其结构进行科学合理的优化。
一、当前建筑结构抗震设计存在的问题
         在发生地震的情况下,除了地震对建筑物的影响,还存在建筑物负载以及空气作用力对其稳定性的影响,因此要求建筑物在进行结构设计时要进行多方面的考虑,由此提升建筑物整体结构的抗震性能。
         1.地基择址存在不合理现象
         随着社会经济的不断发展和城市人口的增多,建筑占地逐渐扩张,部分开发商受到利益的驱使,不顾建筑应建在开阔平坦的密实土地,遠离河流等建造原则,哪里空间大就在哪里建筑施工,选址不当导致建筑抗震能力较差。
         2.建筑设计人员职业能力有待提高
         建筑设计人员部分存在专业能力不足的现象,专业知识技能基础不够扎实,对建筑施工的许多环节也不甚了解,在进行设计时自然会有许多力不从心的方面,甚至是不能很好的解决施工过程中的突发性事件,不利于建筑结构抗震设计。
         3.建筑材料选用和结构设计存在不足之处
         我国建筑结构大多以钢筋混凝土核心筒为主,在变形控制方面不仅加大的钢筋结构的负担,效果也并不明显,因此不得不加大混凝土的刚度,但又会导致建筑平面布局刚度不均,更加不利于抗震设计。
         4.建筑工程中的地基问题
         在建筑工程的设计环节中,需要有数据资料较为完善的地质勘查报告书来为建筑物的设计提供参考依据。这样来选择合适的地段来开展建筑工程,但是因为一些建筑工程的工期较短,一些单位的设计人员会忽略对建筑工程所在地的环境考察工作,直接开始建筑工程的结构设计工作,这样会为建筑工程的后续施工工作带来一定的施工隐患。
         5.公众抗震意识淡薄
         在当今时代背景下,和平安定的生活使得除地震多发区的人们以外,大多对建筑防护性能重视程度不足,给抗震技术的发展和进步带来了不利影响,同时部分建筑商基于利益作出偷工减料的行为,进一步阻碍了建筑结构抗震设计的创新发展。
二、建筑结构抗震设计的原则
         当前,我国已经出台了关于建筑结构设计的相关规范,在建筑结构设计实践中,要依据相关规范、规程来进行设计。建筑结构的抗震设计应遵循如下原则:首先,如果是复杂建筑物,就要在设计中,先采用科学方法分析出建筑物的薄弱层,并计算出其塑弹性变形,一般采用底部剪力法和振型分解反应谱法来进行计算。其次,在设计建筑物结构过程中,还要利用弹塑性时程分析法,来对前面的计算进行补充。再次,建筑物整体内力位移也是至关重要的计算内容,在计算过程中,必须要确保结果高度准确。计算方法的选择也比较多,一般要同时采用多种方法,这样才能使计算结果更加精准。

设计多塔楼结构时,需要注意一点,那就是多塔楼结构需要将各塔楼的振型数合并计算,不能单独进行计算,但塔楼的振型数好要≥9才可以。伴随着建筑科技的发展进步,目前,我国建筑连体结构的数量一直处于持续增加的状态,在连体结构设计时,各独立部分宜有相同或相近的体型、平面布置和刚度;宜采用对轴对称的平面形式。如果连体结构的各部分层数和刚度都存在差异,那么就会直接影响到建筑的整体抗震效果,因此,必须要分析其静力,并对其时程分析进行补充计算,这样才能使结果更加准确,提高连体结构的抗震能力。
三、高层混凝土建筑抗震结构设计的方法
         1.推广消震和隔震措施。在高层混凝土建筑抗震结构设计的过程中需要采取一定的方法,其中一个主要的方法就是推广消震和隔震措施。当前,我国的地震发生频繁的地区的房屋建筑都采取了一定的消震和隔震措施,尤其是对于高层混凝土建筑来说更是如此。消震和隔震措施的基本原理是通过对房屋建筑的刚度进行控制,能够使得房屋在地震发生时处于塑性的状态,这样能够使得地震所带来的强大能量大部分都被消耗掉,使得建筑物本身所承受的地震的压力变得非常小,从而增强了建筑物抵抗地震灾害的能力。
         2.减少地震时的能量输入。减少地震时的能量输入也是高层混凝土建筑抗震结构设计的一个主要方法。建筑物在地震发生时被破坏的一个非常重要的原因就是其对于地震所产生的能量不能够进行合理的传播,因此,在进行高层混凝土建筑物的设计过程中,要充分的考虑建筑物所承受的承载力、地震所带来的位移等,从而使得建筑的设计具有更强的变形能力和弹性。通过对高层混凝土建筑设计的实际需求进行相应的分解,能够使得其对于地震的能量进行有效的传输,降低地震对于建筑物的破坏程度,更好的保证人们的生命和财产安全。
四、高层建筑物的抗震结构
         1.框架结构。框架结构是高层建筑物主要的抗震结构之一,得到了比较广泛的使用。框架结构使用的主要优点在于能够为建筑物的内部构造设置灵活的空间,这对于底层建筑来说不会对其结构产生较大的影响。框架结构也有自身的一些缺点,比如其对于建筑物的层数有著较大的限制,这主要是由于框架结构属于柔性的结构。所以总的来说,框架结构一般适用于层数较少的建筑中,并且抗震效果不是非常的明显。
         2.框架——剪力墙结构。所谓框架——剪力墙结构,就是在框架结构的基础上增加剪力墙结构,从而相当于在柔性结构中增加一部分的刚性结构,这样既能够保证房屋建筑设计灵活性的优势,也能够增强房屋建筑的牢固性。对于框架和剪力墙来说,其在使用过程中所能够承受的压力强度有着较大的差距,并且这种差距与楼梯的层数高度成正比,即楼梯的层数越高,框架和剪力墙所能够承受的压力差距越大。所以说,在使用这种结构时,要注意协调每一楼层的楼板,从而使得框架和剪力墙的变形程度基本保持一致。
         3.板柱——剪力墙结构。除了以上两点外,板柱——剪力墙结构也是高层建筑物的主要抗震结构之一。所谓板柱——剪力墙结构,就是在板柱框架结构的基础上增加剪力墙结构,这种结构的主要优势在于能够增加建筑物的牢固性,提高建筑物的抗震能力。但是,这种结构也有着自身的不足之处,即对建筑物的高度有着一定的限制,不能够应用在较高的建筑中,只能用于中等高度及以下的房屋建筑中。
结束语
         总而言之,建筑行业的发展直接带动着我国经济的发展以及社会的稳定,影响着国民的生命财产安全,不断强化建筑结构抗震设计,提升建筑抗震性能,对于促进社会环境的和谐稳定具有十分关键的意义。多以采取科学有效的设计理念,通过科学的抗震策略,关注关键部分十分关键。
参考文献:
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