高层混凝土建筑抗震结构设计研究

发表时间:2021/4/15   来源:《城镇建设》2021年第2期   作者:潘小丰
[导读] 在社会经济不断发展的背景下,人们生活水平有了一定程度的提升
        潘小丰
        广东博意建筑设计院有限公司  528311  

        摘要:在社会经济不断发展的背景下,人们生活水平有了一定程度的提升,其逐渐加大对城市高层建筑整体性能的重视力度,尤其是建筑抗震性和稳定性的增强。近些年来,受地震灾害因素的影响,使城市高层建筑结构受损严重,既威胁到了人们自身安全,而且还导致成本过度输出。基于此,我国需要做好建筑抗震性能的控制,对高层混凝土结构进行规范且合理的设计,以此将高层建筑结构抗震性能发挥到最大化。
        关键词:高层混凝土建筑;抗震结构设计

0前言
        基于高层建筑的进一步发展,高层混凝土建筑结构应用期间也面临着非常严格的要求,特别是对于十分复杂化的高层建筑结构来讲,在使用混凝土构件实施施工处理作业期间,应当从多方面入手,综合性考虑各项问题,以此增强高层混凝土结构的安全性。抗震设计是高层混凝土建筑结构设计中非常重要的一方面,这就需要设计人员加强重视程度,保持抗震结构设计的规范性,以免后期发生安全隐患,从而确保高层混凝土建筑安全开展。
1、在高层混凝土建筑中合理设计抗震结构的作用
        当前,混凝土结构是高层建筑中应用最为普遍的一种类型,在应用该项结构期间,一般应当考虑到安全性和稳定性情况,注重结构体系的抗震效果,以免发生安全问题。基于此,当设计高层混凝土建筑时,掌握好各项抗震设计要点,该项抗震结构设计的作用体现在建筑物应用期间,这是因为高层建筑物中有着诸多的使用人员,如果应用期间面临着较大安全隐患的话,将不利于后期工作正常开展,人们自身安全也得不到保障。从中看出,地震灾害是应当全面重视的一项危险性因素,高层建筑设计人员需全面重视。在高层混凝土建筑工程未来发展期间,结构呈现出了复杂化特征,此种创新性发展既离不开技术方面的支撑,还需要调整设计环节,制定完善的设计方案,从而在一定程度上满足高层建筑工程基本发展需求。抗震设计是不可缺少的一方面,也应大力重视,创新建筑领域,抑制不良因素的形成。
2、高层混凝土建筑物抗震结构设计要点
2.1水平方向荷载控制
        水平方向的荷载是高层建筑物抗震结构设计的一项基本因素,对于水平方向荷载作用来讲,大体上表现为两点,分别是风荷载作用以及水平地震荷载作用。水平方向的荷载程度与高层建筑物抗震性能有着密切的联系性,产生该项现象的实质性原因表现在以下两点。第一,受水平荷载力的影响,高层建筑物逐渐出现了弯矩现象,基于水平荷载作用下的建筑物内部结构形成轴力,此种轴力和楼房高度的二次方为正比。第二,由于高层建筑物有着非常大的重力荷载,同时建筑物受到的水平荷载力作用将会形成一定程度的轴力和剪力。
2.2建筑物的侧移控制
        受水平方向力的荷载作用影响,高层混凝土建筑发生了相关的测位移现象,测位移大小程度伴随着建筑物高度而随之增加,当建筑物侧移量非常大的情况下,高层混凝土建筑内部形成内力,建筑物本身出现了内力以后,偏心距发生一定程度的改变。偏心距大小程度远远超出标准值,高层建筑物将会受到影响,出现塌陷。在地震荷载对高层混凝土建筑产生不良影响时,建筑物随之产生侧移问题。所以,设计人员实施高层混凝土建筑抗震结构设计工作期间,务必进一步增强高层混凝土的刚度以及强度,防止侧位移现象的发生。
2.3控制水平刚度
        在受到地震影响地面出现运动以后,建筑物存在着侧向位移以及塌陷等问题。基于此,建筑物横强的承载强度大小能够确保人们自身安全。建筑物水平刚度大小程度决定了高层混凝土建筑抗震结构设计,在出现地震现象以后,高层混凝土建筑把地震增加到建筑物的力转移到了横墙方面,使结构形成颠覆力,而且在建筑物内部竖向构件方面产生轴力,保持建筑物高度与水平弯矩呈现出正比,防止建筑物塌陷。
3、对于高层混凝土建筑抗震结构设计期间相关问题的分析
3.1没有遵循标准要求进行设计
        有的建筑企业为了将经济效益发挥到最大化,对我国相关标准要求的重视程度不高。当对建筑高度制定期间,完全不符合我国标准要求,甚至还存在着超出标准的现象,从实际情况来看,一旦建筑物高度特别高时出现其他地震灾害或者是自然灾害以后,将导致建筑工程抗震效果难以有效体现出来,高层建筑受损严重。

基于此,为了进一步提升经济效益,加高建筑物,就需要重新进行高层建筑的抗震结构设计工作,但是重新设计的话成本也会增加,最终影响到建筑企业正常开展。
3.2地基不可靠,采取的建筑材料合理性缺失
        地基是建筑物的一项根本,当地基不具备稳定性的话,是难以确保建筑物自身安全的。基于此,对高层建筑地基进行合理选择是非常关键且重要的。当前阶段,伴随着人们生活水平的进一步提升,其对于房屋提出了极为严格的要求,房地产运行进程逐渐加快,从房地产内获取的经济效益也随之增加,这就使大多数建筑企业为了获取充足的利润,而没有重点探究地基对高层建筑抗震结构是否存在着相关影响,同时一昧的把建筑物地基设置于河边以及地势崎岖的位置,在该项位置遇到地震或者是其他自然灾害以后,将会因为受到地势影响而增加建筑物的隐患性。与此同时,除了外部自然环境对高层混凝土建筑抗震性能有着不良影响之外,应用的材料性能是否符合基本要求也决定了抗震结构的稳定性,如果将性能低下、质量不过关的材料应用于施工阶段中的话,出现地震现象,虽然地震位置极高、高度也符合标准要求,可是同样也会使高层混凝土建筑发生安全方面的问题。在地震形成以后,高层混凝土建筑物顶部受到的影响程度也是极大的,建筑物硬度不大,顶部难以承载地震本身强度,最终引起建筑物变形问题。
4、高层混凝土建筑抗震结构设计措施
4.1从合理角度探究问题
        当对高层建筑物进行设计期间,应当从建筑物各项位置功能以及特征入手,保持各项部位的规范性以及合理性,将自身功能全面体现出来,符合标准要求。通过合理实施抗震设计工作,可以将构件性能体现出来,全面承载一定的强度,发生地震后,可以增强构建承载性能,降低地震受到破坏的程度,从根本上增强建筑物自身的抗震效果。
4.2对建筑物地基进行规范性选择,降低地震输出的能量
        首先,设计高层混凝土建筑抗震结构期间,应当尽可能躲避河流、山坡等无法有效预防灾害的相关因素,以地质平坦区域为主,明确地基,利用新型设备动态性勘察地质情况,检验周围地质环境和水文环境,做到实地取样,保持地基的稳定性,降低地基塌陷问题出现概率,在增强建筑物安全程度的基础上发挥出抗震效果。而且相关人员还可以引进位移抗震方式,制定合理方案,使结构弹性变形达到预期的目标。验收构件承载力期间,有效控制建筑结构地震时的位移值,加深变形程度以及位移之间的结合力度,从中获取准确地变形数值。将建筑物大小和应变分布当成一项基础,满足标准的构件要求。从坚固位置构建高层建筑,减少地震能量对建筑物的输入,降低建筑物受损程度。
4.3采取高性能的材料
        对于出现地震概率较高的区域,相关部门应当结合实际情况选取与之相符的建筑材料。一般情况下,国外地震区域都是以钢结构为主,我国不同,则是将钢筋混凝土和混合结构结合到一起应用,在柱距产生改变以及结构体系变化的情况下,选择转化层结构方式,降低转化层的刚度,防止产生不良影响。同时引进性能良好的材料,随着各项类型钢材数量的增加,加工钢能力逐渐提升,条件允许的情况下可以应用钢骨混凝土结构,实现结构抗震性能的增强。
4.4落实隔震以及消震措施
        大多数高层建筑实施抗震设计工作期间,是以延性结构为主,增强构件自身塑性效果,减少地震形成的不良影响,避免建筑物受损。当高层建筑承载力处于非常小的状态时,不过延性非常强,就说明建筑物遇到地震以后不会产生塌陷问题,这主要是因为延性有利于对地震产生的能量加以吸收,有效承载着结构变形现象。将延性结构应用到高层混凝土建筑抗震结构设计阶段中,既可以消耗地震能力,还有利于抑制地震引起的不良现象,确保建筑物处于安全且稳定的状态。
4.5增设抗震防线
        对于高层建筑抗震结构中的延性零件来讲,可以有效衔接到一起,其是多项延性分体组合形成的。因此,仅仅对建筑项目设计一项抗震防线是不合理的,当放线被余震影响受损以后,将对高层主体结构产生不良影响,使建筑项目塌陷。基于此,就要求设计人员对抗震设防系统进行规范性设计,强化构件抗侧移性能,进一步提升抗侧力构件的配筋率。
5、结语
        以上所述,对高层混凝土建筑抗震结构进行设计期间,需要从多项影响因素进行探讨,合理设计抗震防线,制定完善的隔震措施,从而实现建筑抗震性能的发挥。

参考文献:
[1]何定国.高层混凝土建筑抗震结构设计要点分析[J].低碳世界,2021,11(01):108-109.?
[2]赵进.高层混凝土建筑抗震结构设计研究[J].工程技术研究,2020,5(23):196-197.?
[3]王明锋.高层混凝土建筑抗震结构设计的思考与实践[J].城市建筑,2020,17(26):82-83.
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