范智尧
菏泽市规划建筑设计研究院有限公司 山东省 菏泽市 274000
摘要:近年来,人们生活水平不断提高,城市化进程不断加快,为了缓解人口增加带来的压力,出现了越来越多的高层建筑,高层建筑已经成为城市化进程的标志和主体。国内部分地区的高地和山地比较多,地质环境较为复杂,高层建筑对于安全性和稳定性的要求较高,所以在设计高层建筑时,应当保证防震设计的完善性。文章研究高层混凝土建筑主要采取的防震设计方式,并寻求适合我国高层混凝土建筑的防震设计组合方式。
关键词:高层混凝土;建筑;抗震结构;设计
引言
随着我国综合实力不断增强,国家基础建设取得了傲人的成果。但随着城镇人口的增加及其他用地比例不断扩大,间接导致城镇居民住房用地比例不断扩大,因此我国城市建筑正朝着高层建筑方向不断发展,而且种类也演化的越来越多。为了保证住户的人身安全,越来越多的人将目光从高层建筑的舒适性转到高层建筑结构设计安全性上,并且对高层建筑的结构设计的要求也越来越严格。众所周知,高层混凝土建筑的结构设计相对比较复杂,在结构设计开始时,相关设计人员需要结合当地的高层建筑设计要求,调查建筑物周边的环境和水文地质情况,然后结合自己的抗震设计理念,后期也需要不断完善抗震结构的设计方案。抗震结构设计需要结合当地的地震发生情况时建筑物所受的作用力,站在全局的角度分析抗震参数,最终完成高层建筑物的抗震结构设计任务。根据实际的情况不断完善结构选型,调整结构构件的布置方式和形式,从而提升高层建筑抗震结构设计的质量。
1高层建筑结构抗震设计的重要性
抗震设计对于高层建筑结构来说非常重要,因此,对于高层建筑结构抗震设计的要求和基本原则也有相应的要求。对于高层建筑结构来讲,抗震性能的好坏,直接决定了建筑物中人员的安全。当遇到地震时,高层建筑结构的抗震能力通常来说都是比较强的;而对于低矮的建筑结构来说,抗震能力未必能够达到高层建筑结构抗震能力。因此,在大地震中,往往倒塌的不是高层建筑结构,而是低层结构。但是对于高层建筑结构来说,在遇到地震时会摇晃的非常厉害,因此它的抗震性能是非常重要的。一般来说,高层建筑结构的抗震等级会达到7度以上,比8层以下的建筑结构的抗震等级要高。当然,在遇到更高的地震时,高层建筑结构和多层结构都会遭受到一定的破坏,为了能够更好的减少损失,并且保证人员的安全,应该对高层和多层建筑结构的抗震性能做更好的设计。现代房屋的设计一般高层建筑结构居多,且高层建筑结构的高度比较高,比多层结构的设计难度更大。因此,做好高层建筑结构的抗震设计是非常重要的,设计师在进行施工图纸设计的时候,一定要做好抗震设计,进一步保证高层建筑结构抗震性能达到设计要求。
2高层混凝土建筑抗震结构设计研究
2.1合理的选择建设位置
建筑工程在施工过程中,建设项目施工现场的实际地质情况关系着建筑结构抗震性能,建设项目开始建设之前,需要大量搜集关于项目所在地的水文地质材料,使建筑项目水文地质数据接近于实际数据,防止因数据偏差影响抗震参数的获取值。项目在建设之前,需要搞好可行性的研究工作,针对潜在的灾害风险进行详细评估,在施工过程中选择地震灾害系数较小的位置进行施工建设,详细互粉建筑场地的类型。
2.2耐久性
建筑结构的耐久性非常重要,其直接直接影响建筑物的使用寿命,所以建筑物材料的选择必须满足建筑物耐久性设计要求。而耐久性设计也是钢筋混凝土结构结构主体设计的不可或缺的一个环节,设计要点如下:钢筋混凝土结构必须严格参照建筑物设计使用年限,进行耐久性设计,并将建筑物正常使用年限作为控制指标,这样可以在一定程度上防止因主体材料随时间劣化而引起主体性能减弱。
而环境类别在耐久性设计中也非常重要,主要其是结构耐久性的核心外在原则。南北方差异显著,在严寒地区冻融循环现象广泛存在,所以要充分考虑其在耐久性设计中的影响。而结构主体中构件设计时,都要有相应的耐久性技术措施。比如预应力筋,应当适当的增加保护层厚度。如果有外露的锚固端,则必须进行封锚处理。更值得一提的是,严寒地区的混凝土结构必须满足结构抗冻要求,如建筑物处于二类和三类环境当中,裸露的金属部位必须进行防锈处理。
2.3建筑施工材料的选取与应用
施工材料是保障建筑物功能正常使用的主要因素,因此,要想建立一个高质量的高层混凝土建筑,良好的建筑材料必不可少。材料的购买需要遵循下面的几个原则:①为了保证材料的科学性,需要对建筑抗震结构设计所需要的材料进行前期的调查记录,需要多少买多少,避免浪费。②在购买材料之前需要对材料的使用性能、重量、规格等进行前期分析,选择合理且科学的建筑材料。钢筋的选购过程中,也要观察其表面,剔除表面有瑕疵的钢筋。③要选择具有良好抗震性能的材料,并依据公式计算出材料所能承受的质量,还要选择科学的施工工序,避免浪费材料,使每一件材料都可以发挥最大的作用。④建筑施工人员要按照国家的规定进行每一道工序的施工,减少建筑材料的浪费降低施工单位的建设成本。
2.4高层建筑结构的结构体系设计
高层建筑结构的结构体系设计与抗震性能息息相关,对于高层建筑结构的结构体系来说,一定要让施工人员和专业人员对高层建筑结构的结构体系进行准确的计算,要综合考虑各种因素找出合理的计算简图和合适的地震作用传递路径。如果高层建筑结构的结构体系设计出现不恰当的情况,将会使高层建筑结构的抗震性能和承载能力受到极大影响,从而使高层建筑结构出现问题。高层建筑结构的高度一定要遵守国家的土建规范体系,不要超过限制标准,也不要随意增加高层建筑结构的建筑高度,否则会影响到高层建筑结构的抗震性能和承载能力。因此,高层建筑结构在进行结构设计的过程中,一定要做好抗震设计,提高建筑的承载能力,保证高层建筑结构建筑能够有一个良好的抗震性能。
2.5增加抗震防线
高层建筑抗震结构的各种延性零件能够进行有效的衔接,其是由多个延性分体所组成。比如,剪力墙结构是由剪力墙与框架分体共同组合而成的多支剪力墙结构,在发生大地震之后还会发生余震,所以,建筑项目只设计一层抗震防线显然不合理,如果这层防线遭遇到余震的损坏,就会严重破坏高层主体结构,甚至导致整个建筑项目发生坍塌。设计人员需要科学合理的设计抗震设防系统,同时还需要使相同平面当中的主要零件处于屈服的状态,然而剩下的抗侧力零件会就一致处于弹性阶段,如此一来就会提高建筑项目主体结构屈服所坚持的时间,有利于增强建筑项目主体结构的延性和抗侧移性能。混凝土建筑抗震结构在设计过程中分容易因为某一个结构的零件出现抗侧移值太大的情况,在一定程度上出现零件强度严重降低的现象。然而在设计建筑项目整体抗震防线过程中,需要增强构件抗侧移性能,权衡施工过程中存在的以大代小的情况,提高抗侧力有关构件的配筋率。
结语
随着城市化进程的不断深入,高层建筑将会成为城市建筑群的主体,城市的未来发展规划离不开高层建筑的规划和设计。由于高层混凝土建筑在材料和使用上的特殊性,其对抗震能力要求较高,所以高层建筑设计应当在抗震结构设计上进行深入研究,从结构选择、成本控制、受力点设计等方面寻求最优的设计方案,确保高层混凝土建筑的安全性和耐用性。
参考文献
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