摘要:随着我国城镇化的不断推进,我国城乡可以用的建筑面积越来越少,越来越多的高层建筑拔地而起,成为了当前很多建筑工程的首选。高层建筑类型繁多,对建筑设计和施工的要求也越来越高,提升高层建筑的抗震能力是每一个高层建筑设计过程中需要考虑的设计要点,通过多种手段对其进行保护,解决当前抗震设计中存在的不足。因此,本文将对高层建筑结构抗震设计中存在的及其对策研究,以此来增加高层建筑的安全性和合理性。
关键词:高层建筑;抗震设计;对策
引言
随着地震灾害的多发,世界范围内不少建筑物都遭受了损坏,特别是不少高层建筑遭受破坏或倒塌。经过有关部门的灾后分析研究,遭遇破坏的高层建筑都没考虑到结构的抗震设计,而在一次大地震中经过正确抗震设计和优质施工的高层建筑都具备可靠的抗震性能。所以,在建筑工程设计中,高层建筑的结构抗震设计已处于非常重要的地位。
1高层建筑结构抗震设计的基本原则
1.1保证建筑结构具备必要的功能
对于高层建筑的设计来说,首先就是要充分的保证建筑的必要功能具备完善,例如建筑的承载能力、延展性以及稳定性等,这些能力都是建筑必须要具备的,另外,根据不同建筑本身的用途,还需要对其的基本要进行满足,例如住房建筑的各个房间的功能性设计、隔音设计等,只有这些基础的建筑功能得到充分的满足,才能够更好地进行下一步的抗震设计,并采用一定的措施提升建筑的抗震性能。
1.2建构良好的抗震结构体系
在进行高层建筑的抗震设计时,为过往好的保证建筑的抗震性能,可以建构一个良好的抗震结构体系,并且建立几个具有良好的延性的分体系,从而能够更好地应对地震灾害的发生。
1.3科学处理建筑结构构件强弱关系
在进行建筑的设计过程中,建筑结构之间的强弱关系的合理处理也是非常关键的,建筑结构强弱关系的恰当保持对于建筑来说,能够使其各部分之间的功能达到良好的实现,从而也就能够在一定程度上保证建筑的抗震性能,另外,对于建筑结构中存在不科学的部分也需要进行及时的处理,否则将会影响到整体建筑的稳定性。
2高层建筑结构抗震设计要点
2.1保证建筑结构的整体性
高层建筑结构设计过程中需要采取有效措施确保建筑内部形成塑性铰,保证在地震灾害当中尽可能提升建筑结构的完整性。在高层建筑结构抗震设计时,为减少由于缺乏延性剪切的破坏问题,多采用“强剪弱弯”的措施来处理构件,相较于非抗震抗剪破坏构件问题来说,地震作用下的剪切破坏是有很大变化的。延性是高层建筑极其重要的抗震性质,要想通过有效的抗震设计来保证结构延性,需要明确延性影响因素,对于梁柱等构件,可以通过控制受拉钢筋配筋率来保证,最终提升建筑结构的整体性。
2.2优化高层建筑抗震结构形式
高层建筑结构设计精密性较差,需要对抗震结构形式进行优化。关注高层建筑地基的夯实状况,在进行地基稳定前,要明确高层建筑的高度、面积,确保地基能够承载建筑整体。通过梁柱节点加固、抗震墙设置等措施应对水平剪应力。在此基础上合理选择结构方案,选择合理的结构设计方案,满足高层建筑结构设计要求及成本经济性要求。保证高层建筑结构形式、体系切实可行,相关结构设计要具有明确的受力构件和力学传递路径,对结构平面、空间的布置要尽量简单,在方案设计期间要综合考虑高层建筑工程实际情况以及现场的施工工艺技术等因素的影响。
2.3墙体设计
工程内部结构设计中,如发生地震灾害,建筑墙体所受的影响最大,墙体受到地震作用后极易出现裂缝现象,严重时甚至会出现倒塌的情况。可以说,墙体设计在房建结构设计中占据着重要的位置。为强化设计效果,设计者需单独设计墙体结构。墙体的纵向设计与横向设计均要满足抗震设计的基本要求,以此不断完善抗震设计。在整体概念设计和结构方案中,设计者需高度重视细节设计,以剪力墙结构为例,在墙体的横向设计中,高度重视设计的均匀度,如发生地震灾害,确保墙体不会受地震作用的影响而出现横向位移。再者,墙体结构的承载力也需满足结构设计的基本要求。建筑的刚度与墙体的数量具有十分密切的联系,如墙体的数量并未满足设计的要求,则建筑结构稳定性和安全性也会受到较大的影响,建筑刚度也会因此大打折扣,建筑无法应对大规模地震的侵扰。
2.4科学进行建筑物的选址
建筑物选址是进行建筑抗震设计的最基本前提,在建筑物选址时,要科学避开抗震不利的山嘴、山包、陡坡、泥石流及滑坡等地段,要本着首先选用地基坚硬、承载力高、平坦、开阔的选址。利用先进技术设备,进行地质勘探,取得山、石、水、土的长期监测数据,科学论证,严谨分析。力求选用地质稳定无软弱层、无液化、无洞穴、无暗河、无熔岩、无火山活动,从基础上保证建筑物整体承载能力和抗震能力的提高。
2.5充分利用高延性设计
现阶段,对高层建筑进行施工时,要对建筑结构刚度进行合理科学控制。一般会采用延性结构体系对高层建筑进行施工。在施工过程中还可以使用竖向对高层建筑构件的延性,加强高层建筑底盘以及裙房顶面构件的延性。同时,能够在一定程度上强化高层建筑的底层框架强度,借此提高高层建筑结构本身的稳定性以及抗震能力。采用高延性设计方案,能够在一定程度上对高层建筑结构本身进行强化和加固,这样能够大幅度提高高层建筑结构的稳定性与安全性,降低高层建筑在地震灾害中遭受到的破坏力度。
2.6保证建筑材料的抗震性与质量
在高层建筑结构抗震设计过程中,必须对建筑施工材料进行科学合理的选择。设计人员在对结构的抗震性能进行设计时,要充分考虑到材料本身的强度以及抗震性能,保证选择的材料能够在一定程度上提高高层建筑结构的强度和承载力。同时,还要充分考虑建筑施工材料的延性需求,保证建筑施工材料能够满足高层建筑结构抗震性能的设计要求,从而提高高层建筑的施工质量以及建筑结构的稳定性与强度,增强建筑结构本身的抗震性能。
2.7布置多道抗震防线
在高层建筑结构抗震设计工作中,最好设置多道抗震防线,这样能够有效提高建筑本身的抗震性能。因为多层抗震防线意味着能够对高层建筑结构形成多层保护措施。在地震灾害中,如果第一道防线遭受到地震作用力的破坏,后面几道抗震防线就能充分发挥作用,能够有效提高高层建筑结构的稳定性与强度,降低这样的地震作用力对高层建筑的破坏,保证高层建筑在地震灾害中的稳定性以及安全性,防止高层建筑出现倒塌情况。
3结束语
总而言之,人们对于高层建筑给予的关注度也在不断地提升,在高层建筑的设计过程中,抗震设计是其中非常关键的部分,并且,随着近几年我国较为严重的地震的产生,更是给高层建筑的抗震设计敲响了警钟,在未来的高层建筑的设计过程中,应当对该项问题给予更多的关注,并不断的解决现在存在的不足,不断地促进我国高层建筑的发展。
参考文献
[1]刘志强.高层建筑工程的抗震设计分析[J].价值工程,2016(30):89-90.
[2]陈肖宇.高层建筑工程抗震设计要点分析[J].建筑工程技术与设计,2017(30):318-318.
[3]马秀.高层建筑结构抗震设计探析[J].中国建材科技,2016(4):74-75.
[4]池祥.高层建筑结构抗震设计要点分析[J].化工管理,2018(25):68.
[5]周磊.高层建筑结构抗震设计的研究[J].建材与装饰,2018(30):111-112.