浅析高层建筑抗震性能化设计要点

发表时间:2021/3/26   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:李凤英 封晶 王珂
[导读] 摘要:在高楼大厦未建设前,需要相关的设计人员对建筑结构抗震设计进行全方位的考虑,并结合施工地点的实际情况,如采取基础隔震措施、层间隔震措施等,建立完整的预防体系,从根本上促进工程项目质量与抗震能力的稳步提升。
        华鲁建筑设计院有限公司  山东聊城  252000
        摘要:在高楼大厦未建设前,需要相关的设计人员对建筑结构抗震设计进行全方位的考虑,并结合施工地点的实际情况,如采取基础隔震措施、层间隔震措施等,建立完整的预防体系,从根本上促进工程项目质量与抗震能力的稳步提升。
        关键词:高层建筑;抗震设计;要点措施
        引言
        随着我国经济水平的提升和人们物质生活质量的提高,人们对于城市高层建筑的性能尤为重视,特别是建筑的抗震性能以及稳定性。近几年,由于发生的一些地震灾害导致城市中的高层建筑受到了严重的破坏,不但造成了巨大的经济损失,还给人们带来了生命财产安全的威胁。因此,国家和社会加大了对建筑抗震性能的重视程度,要求建筑企业以及相关的结构设计工作人员必须合理地设计高层混凝土结构,提高高层建筑结构的抗震性能。
        1建筑结构抗震设计的意义
        我国是一个地震多发的国家,地震的发生为人们带来巨大的灾难,对城市的发展造成阻碍。虽然不能阻止地震的发生,但可以通过不断发展新科技、不断提高建筑技术来抵御地震,把地震带来的损失降到最低,而建筑结构的抗震设计就是一种可以使建筑物具备较强的抵御地震灾害能力的设计理念,它可以大幅度降低地震带来的危害,并很好地保障居民的生命财产安全。除此之外,建筑结构的抗震设计不仅对其整体的美观度和稳定性具有一定的影响,还能延长其整体的使用寿命,因此有着非常重要的现实意义。
        2地震破坏高层建筑的特征
        2.1地基破坏特征
        一旦发生了地震,高层的混凝土建筑的地基就会遭受严重的损坏。高层混凝土建筑的破坏情况和其所在的地基条件有密切关系,如果处在承受负荷能力差的土层上,地震发生时会导致土体出现液化的情况,进而造成建筑物呈现下沉的趋势,而建筑结构的上部也会产生程度不同的倾斜。情况更加严峻时,建筑物还可能会出现不均匀的下沉的情况,造成建筑物受力不一,从而出现裂缝或是建筑物倒塌的问题。
        2.2构件破坏特征
        部分高层混凝土建筑的结构设计利用了框架剪力墙。一旦地震发生,建筑物内部的柱子会遭受到巨大的破坏,而其柱子所受到的作用力和破坏要比板和梁都大。另外,在剪力墙窗台的下面也可能会出现交叉性的裂缝。
        2.3结构体系破坏特征
        由于建筑物在不同的位置具有不同的结构特征,因此在地震发生的过程中,对其结构体系的破坏也会呈现不同的特征。剪力墙结构的刚度性能好,可以承受的压力也比较大,但是由于其自身的结构比较大,因此在布置的过程中,其灵活性不强,不能有效实现大空间的要求;而框架结构的灵活性比剪力墙结构好,能够有效实现空间上的要求,但是其压力承受能力比较弱,在抗地震中的表现较差。
        2.4建筑刚度破坏特征
        在设计高层混凝土建筑结构的过程中,比较常见的有矩形平面式的设计。一旦地震发生,那么建筑物的电梯井就会产生较为严重的位置变化,这时就会导致建筑的结构受到严重的损坏。其中一个重要的原因是在设计高层建筑的电梯井过程中,通常都会使用刚性的设计,而这种设计如果碰到地震,容易造成电梯井在地基结构中的位置发生变化,还会出现比较明显的摆动,建筑的整体结构的刚度会因此受到更为严重的破坏。
        3加强高层隔震抗震设计的关键要点
        3.1加强抗震防线设计
        随着人们对高层建筑抗震效果的重视程度的提高,相关设计人员除了要确保建筑基本的设计标准以及安全建设标准,还需要提高现代混凝土结构的抗震性能。在设计高层混凝土建筑的过程中,需要加强抗震防线的设计。如果发生地震,那么建筑物可以处于多条防线的保护下,尽可能地防止出现混凝土结构坍塌的情况,从而增强建筑结构的平衡性。因此,设计人员需要根据国家所制定的相关标准,科学设计混凝土结构的抗震级别,不断提高混凝土结构的安全性和稳定性。


        3.2合理选择设计位置
        在建设高层混凝土建筑的过程中,还应该合理地选择其设计的位置,设计人员要亲自到施工场地了解和掌握相关布局以及场地的地质情况,同时也要综合考虑该地段的建筑是否存在社会价值和商业价值。针对地质情况以及地形条件比较复杂的位置区域,强化各个不同层面的管理和控制,不能将建筑物设计得太高,需要有效确保地基的设计和安排的科学性。而具体的设计和建设情况还应该根据实际情况进一步有效分析,不同种类的高层建筑物之间需要进行更加具体的对比分析。
        3.3合理选择结构类型
        在设计高层混凝土建筑结构的过程中,相关的工作人员应该结合该建筑的实际需要以及建筑的结构,合理地选择相适应的建筑结构类型,同时还需要结合建筑物的类型以确定设计方案。针对底层住房空间比较大的楼层,需要在建筑物的外围设计保护结构,这有利于提高建筑物整体的平衡性,以保证建筑的安全性。针对楼层比较高的建筑物,还需要增强抗震能力的设计,以此提高建筑的稳定性。另外,为了确保车辆能够正常出入,还需要为其预留一定的通行位置。
        3.4提高基础机构设计的合理性
        高层混凝土建筑工程的设计和施工具有一定的难度,而其整体质量的好坏和基础机构的设计有着非常密切的联系。建筑的底框结构具有较强的实用性,可以适用于比较多的建筑项目,而且能带来一定的经济效益。但是底框结构也有一个比较大的问题,就是在具体的施工建设过程中,存在刚度分布不统一的问题,容易导致主体出现裂开的情况,这不利于保证建筑物结构的稳定性和安全性。
        3.5加强对建筑承受力的考虑
        在具体设计建筑结构的过程中,需要对建筑物的压力承受能力进行合理的分析和计算,这是优化高层混凝土建筑抗震结构的重要因素。因此,有关的设计工作人员应该加强对建筑承受力的考虑和重视,采用一定的弹性策略,以保证高层建筑工程的平衡性以及安全性。为了提高建筑的抗震能力,在设计的过程中可以适当减少水平方向的侧移程度,同时减少建筑物本身的重量。除此之外,在具体的设计环节中,对于比较重要的数据还要进行更加具体的分析,全面考虑其给建筑抗震结构设计带来的影响。
        3.6妥善落实建筑抗震性能的加固设计
        通过分析目前我国的高层建筑抗震设计情况可知,很多建筑的抗震方式比较简单,抗震的能力也不强。因此,当建筑物遇到强烈的地震发生时,就会产生不同程度的破坏和坍塌,从而造成严重的人员伤亡事故。为此,在设计高层混凝土建筑抗震结构的过程中,需要妥善落实建筑抗震性能的加固设计工作。在具体的施工过程中,施工人员要科学合理地分布建筑结构的刚度和强度,防止出现薄弱层。
        3.7设置多道抗震防线
        在建筑工程建设中,为增强建筑结构的抗震性能,可以设置多道抗震防线,以此达到目的。数据统计结果表明,这种设置多道抗震防线的方法能够起到更好的抗震效果,特别是在震级较强、余震较多的情况下,一旦建筑物的第一道抗震防线被破坏,就会接着出现第二道抗震防线,若接着被破坏,就会出现第三道,直到抗住地震为止。但需要注意的是,不同的地区存在不同的地质,因此在实际施工工程中,应根据当地的地质特点来进行多道抗震防线的设置。
        结束语
        随着社会物质生活水平的提高,人们对于建筑的安全性和稳定性有了更高的要求。因此,在设计高层混凝土建筑抗震结构的过程中,相关工作人员要综合考虑多方面的因素,加强抗震防线的设计,提高基础机构设计的合理性,保证建筑地基的平稳性,全面提高建筑的抗震性能。
        参考文献:
        [1]刘敏.房屋结构设计中抗震技术的分析探究[J].工程技术研究,2018,3(8):150-151.
        [2]方小丹,魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报,2011,32(12):46-51.
        [3]苗茜,闫风全.中国建筑结构抗震设计方法发展及若干问题分析[J].中国标准化,2017(16):164-165.
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