高层建筑结构抗震设计浅析马国民

发表时间:2020/7/6   来源:《城镇建设》2020年9期   作者:马国民
[导读] 结合高层建筑结构功能特性及建设要求,注重其抗震设计探讨,积极开展相应的设计工作,可使高层建筑处于良好的应用状态,细化其设计内容,满足高层建筑在实践中的抗震性能可靠性要求。
        摘要:结合高层建筑结构功能特性及建设要求,注重其抗震设计探讨,积极开展相应的设计工作,可使高层建筑处于良好的应用状态,细化其设计内容,满足高层建筑在实践中的抗震性能可靠性要求。因此,在对高层建筑结构方面进行研究时,应给予其抗震设计更多的关注,深入分析相应的设计重点,并将具体的工作计划实施到位,促使高层建筑结构应用效果更加显著,实现其科学设计目标。在此基础上,有利于降低高层建筑结构问题发生率。
关键词:高层建筑;结构;抗震;设计;加固措施
引言
        高层建筑可以充分利用空间,并将地下空间与地上空间利用起来。高层建筑可以容纳更多的人口、设备等,如果抗震设计不合理,当出现强震情况时,容易出现安全问题。高层建筑结构抗震设计时要考虑实际情况,选择合适的加固设计措施,提升高层建筑建设质量。
1高层建筑结构抗震现状分析
        我国的很多现有以及在建的高层建筑或多或少都考虑到了抗震这一环节,但是很多时候设计方以及建筑方都未能将防震这一环节落实到位,我们通过调查发现了我国目前高层建筑结构存在的一些普遍问题,主要集中体现在高层建筑高度超标,很多开发商为了谋取更多的利益,选择了将高层建筑建的超过安全高度,而一旦建筑物高度超过了安全设计高度以后,其结构就会遭到破坏,稳定性自然而然也会随着下降,在遭遇地震以后就会导致建筑物更容易损坏或者倒塌;其次一个比较普遍的问题就是高层建筑的建筑地址选择也存在一些问题,随着城市人口越来越多,对于住宅的需求也随着增大,开发商为了取得更多的利益,尽可能的开发可利用的土地资源进行高层建筑的建设,但是由于为了加快开发速度,很多的高层建筑在选择建筑地址前没有充分的考虑到地质问题,没有对建筑地的地质结构进行严格的勘探,这对于房屋建成以后的抗震性也是很大的考验,很大程度上也影响了高层建筑结构的抗震性;最后还有一个问题在于高层建筑材料的选择,大家都知道材料的质量直接决定了建筑物的整体质量,如果高层建筑在材料选择方面没有做好的话,最后很有可能将整体建筑的防震性降低,在遇到地震时一些非抗震材料很难经受住猛烈的震感,所以说目前我国的高层建筑还是存在着非常多的问题的,需要后续不断地进行改进。
2高层建筑结构抗震设计要点
        2.1合理选择建筑结构体系
        在加强高层建筑结构设计、优化抗震性能的过程中,应注重建筑结构体系的合理选择。(1)根据高层建筑的自身情况及所在区域的地质状况、气候特点等,设计人员在实践中应重视对框架—剪力墙结构、剪力墙结构等不同结构体系的选择及使用,落实好相应的设计工作,并通过对地震冲击力破坏影响的思考,注重对多道防线结构体系的合理设置,促使高层建筑可处于安全应用状态,为其抗震设计目标实现及性能可靠性增强等提供专业保障;(2)基于高层建筑结构的抗震设计研究,通过对多道防线结构体系设置及应用方面的综合考虑,有利于增强相应设计方案的应用效果,逐渐提高建筑物结构方面的安全性能。
        2.2注重对施工场地的科学处理
        高层建筑建设中的施工场地处理是否有效,与其结构抗震设计水平能否提升、性能是否可靠等密切相关。因此,在实现高层建筑结构抗震设计目标的过程中,应对其施工场地科学处理进行充分考虑。(1)了解施工场地的具体情况,落实与之相关的处理工作,并根据高层建筑选址要求,为其地基结构稳定性提高提供参考信息,确保高层建筑结构抗震设计有效性,全面提高其应用质量;(2)当施工场地处理工作完成后,可为高层建筑结构抗震设计提供更多的参考信息,满足其设计工作高效开展要求,优化高层建筑使用功能,避免引发其结构应用问题。


        2.3处理好结构薄弱层
        当高层建筑结构的侧向刚度分布不均匀、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变时,容易产生薄弱层。其在地震中是最先遭受破坏的部位。因此,针对有明显薄弱层的高层建筑结构,应加强抗震设计,完成好具体的构造工作,优化构件使用功能,从而达到高层建筑结构应用效果增强、薄弱层得到有效处理的目的,避免结构应用中出现变形现象。同时,设计人员在实践中应提高对高层建筑结构薄弱层科学处理重要性的正确认识,制定好抗震设计工作计划并实施到位,促使高层建筑结构应用中有着良好的承载力,为其应用安全性提高打下坚实的基础。
        2.4关注隔震消能减震设计
        隔震系统具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量,并且具有足够的水平初始刚度,应用过程中可满足高层建筑结构安全性能优化要求,实现其抗震设计目标。具体表现为:(1)隔震系统自身具有较大的阻尼,地震时可耗散较多的能量,增强建筑结构应用安全性。因此,高层建筑设计人员应在了解隔震系统功能特性的基础上,积极开展这类建筑结构减震设计工作,降低高层建筑主体结构的地震反应,减少其破坏影响;(2)基于高层建筑的隔震消耗减震设计,应加强信息技术使用,实现对丰富信息资源的整合利用,促使建筑隔震消耗减震设计能够达到预期效果,为其设计方案应用质量提高提供技术保障。
        2.5结构刚度的合理布置
        对于钢框架核心筒结构,变形控制主要要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准,但因其弯曲变形的侧移较大,靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移,不仅增大了钢结构的负担,且效果不大,有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构,形成加强层才能满足规范侧移限值;此外,在结构体系或柱距变化时,需要设置结构转换层和加强层。加强层和转换层都在本层形成大刚度而导致结构刚度突变,常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大,加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。因此在需要设置加强层及转换层时,要慎重选择其结构形式,尽量减小其本身刚度,减小其不利影响。
        2.6多道抗震防线的设计
        高层建筑结构的抗震体系设计,要综合考虑结构布局,在基础结构完善当中,要注重建筑规则性和对称性,以降低扭转失衡情况的出现。其中核心筒等竖向结构设计是必要的,能够将高层建筑的整体结构均衡,局部受损时抗震性能可以进行填补和稳定。其次,高层建筑抗震结构设计中一般采用多道抗震防线,从结构上来讲,抗震防线能够起到内外均衡的作用,多道抗线遭遇地震时,能够起到多道防线对建筑逐步保护的作用。而从结构受力方面来讲,多道抗震防线能够确保在地震作用下,第一道防线先发生破坏,从而消耗一部分地震能量,以减少地震作用对整个建筑的影响,实现中震可修,大震不倒的目标。
结束语
        综上所述,经过上文系列严谨的分析我们可以发现,随着高层建筑的逐渐增多,高层建筑的抗震性得到了社会各界广泛的关注,因为高层建筑的安全性与抗震性直接关乎着百姓的切身利益,这就要求相关部门在高层建筑的设计与建筑过程中最大化的考虑到其抗震性,需要设计人员在设计的过程中选择安全可靠的防震建筑材料,并且严格按照安全保准进行高层建筑设计,杜绝出现一些有安全隐患的设计出现,提升我国高层建筑的安全性与抗震性,推动我国建筑业高速发展。
参考文献
[1]邵李娜,华全庆.高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策[J].工程建设与设计,2019(22):24-25.
[2]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.
[3]袁树东.基于框剪结构体系的高层建筑抗震设计研究[J].居业,2019(5):31,33.
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