周亚男
中国建筑科学研究院有限公司 北京 100000
摘要:对于高层建筑抗震性能问题是人们关注的焦点之一。发生地震时,高层建筑的稳定性比低层建筑的稳定性差,因此非常容易受到冲击。混凝土结构是用于我国大多数高层建筑的结构形式。在此基础上,高层混凝土建筑应更加重视抗震结构设计,以提高高层混凝土建筑的安全性。
关键词:高层混凝土建筑,抗震结构,设计
引言
随着现代城市化进程的不断加快,建筑业实现了高效发展。在许多建设项目中,高层建筑项目的增长速度飞快。最近,高层建筑像雨后的竹笋一样出现,并且实现了持续增长。在某种程度上,促进了人们居住质量的改善和提高。同时,人们对高层混凝土建筑质量的关注也不断提高,人们对高层混凝土建筑抗震性能的需求也逐渐提高,特别是在地震频发的社会环境中。因此,在我国的建筑业中,提高高层混凝土建筑物的抗震结构的设计水平已成为最重要的工作。为了提高高层混凝土建筑抗震结构的设计水平,有必要使高层混凝土建筑的设计单位牢靠掌握具体的建筑设计原则,提高设计水平。有效提高高层混凝土建筑的抗震性能。为满足人民的实际需要,减少高层混凝土建筑发生安全事故的频率,避免出现高层建筑倒塌等安全事故的发生,达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防准则,确保社会的稳定发展。
一、高层混凝土建筑的结构设计要点
(1)结构刚度的合理布局
与常规建筑物相比,高层建筑物高度大,并且需要更强的整体结构刚度。通常认为,建筑物的刚度极大地影响建筑物整体的稳定性。但是,将建筑物的刚度和稳定性视为正相关显然是错误的。建筑物的刚度越高,使用的建筑材料就越多,建筑物的重量也相应增加。增加建筑物的刚度不仅消耗较高的建造成本,而且也会不利地影响建筑物的抗震性能。因此,在建筑结构的设计阶段,必须将刚度调节在合理范围内。建筑结构必须具有相当大的灵活性,以提高整体抗震性能。如果刚度太高,则当建筑物受到地震作用时会吸收过大的地震力,结构很可能会部分损坏甚至倒塌。如果建筑刚度太小,可能会影响抗震承载力,设计人员必须结合实际情况,确保建筑刚度的科学性,以满足建筑物的抗震性能要求。
(2)有效控制水平侧向力
建筑物高度的增加对建筑物的结构有一系列影响。例如,建筑物的水平侧向力显着增加,如果没有有效的控制措施,就无法保证建筑物的安全性。在过大的水平侧向力的影响下,高层建筑变形也会增加。高层建筑的水平侧向力通常是指风荷载和水平地震力。水平侧向力与建筑物的高度成正比关系,并且随着高度的增加,建筑物所承受的水平侧向力也相应增加。水平侧向力的存在对建筑物的稳定性非常不利。水平侧向力的长期作用会导致建筑物结构在水平方向上移位,不利地影响整体稳定性,不能有效地保证建筑物的安全,大大降低了使用者的生活经验。因此,在设计建筑结构时,水平侧向力也是不可忽略的影响因素。
二、高层混凝土建筑结构抗震设计的主要手段
(1)隔震
高层混凝土建筑的抗震设计主要是指与高层混凝土建筑下部相对应的地震层的安装。隔震层根据地震力产生相应的液位变化,因此地震力不会影响高层建筑。最大程度地减少高层混凝土建筑物的上部结构与基础之间的共震,并吸收更多的震动能量。防震的主要部分分为三个部分。铅制的缓冲材料,零件主要由塑性变形后的高纯度钎料制成;钢制减震件,零件主要由塑性变形后的钢制成,因此可以发挥减震作用;叠层橡胶,是一种厚度为几毫米的钢板与橡胶重叠并相互作用的结合体。可以防止基础共震,并使高层混凝土建筑物的地震结构保持直立。
(2)减震
高层混凝土建筑结构的抗震设计主要有三种方法。消能减震,这种方法主要利用高层混凝土建筑结构的附加阻力值,当电阻值达到峰值时,高层混凝土建筑结构的地震力就会减弱。
该方法是在高层混凝土建筑物的一部分结构中安装消能元件,在发生振动时会产生滞后变形而消散能量。这种类型的设置有很多类型,例如摩擦电阻器、金属电阻器、粘性电阻器等。跷板式减震器,可以将上部结构和下部基础分开,并摇动上部结构以将其分离。与传统的地震保护技术的不同之处在于,放宽了旋转约束,而不是水平约束。机械减震,此方法主要用于高层混凝土建筑物内。钢支架不与外部钢管粘结,也没有在钢管混凝土或外部钢筋混凝土与钢支架之间施加未粘结的涂料,以形成特定的滑移界面,从而达到减震效果。
三、高层混凝土建筑抗震结构设计的措施
高层混凝土建筑的抗震设计对建筑物非常重要,但是该技术目前并未很好地应用于许多高层建筑项目,这与项目设计经理和项目运营过程息息相关。
(1)选择具备专业抗震设计知识的结构设计师
进行抗震结构设计时,结构设计师必须具备丰富的专业知识以及设计经验。例如,在设计结构时,专业的设计师可以根据自己的经验和场地条件确定选择哪种结构体系,然后通过计算来验证结构布置的合理性,从而选择最合适的结构布置。但是,缺乏专业技能和工作经验的设计师不仅要花费较长的时间来选择结构体系,而且还容易出现错误,会出现因为判断错误而导致成本增加。同时,高层混凝土建筑物的抗震设计与建筑物的使用功能以及人身和财产安全有关,因此,建筑物的抗震结构设计需要专业的结构工程师进行设计,确保设计更加安全、合理。
(2)加强项目管理人员的高层建筑设计安全理念
项目管理人员在项目设计和施工中起着重要作用。在设计和施工过程中,项目容易受到项目经理和项目投资者的影响。两者都会影响项目成本、项目时间和其他因素。项目设计受到控制和制约。由于高层建筑的抗震设计是高层建筑安全管理的重要组成部分,因此有必要增强对高层建筑抗震设计的认识。建筑公司必须定期培训和评估对建筑安全的学习,使项目管理人员加深在项目过程中牢记安全意识。同时,要建立专门的现场检查管理制度,并对项目进行现场检查和管理,以确保项目的安全性,在项目设计阶段和建设阶段达到国家相关标准的规定。抗震设计是高层混凝土结构安全性的重要体现,所有项目管理人员都要给予足够的重视。
(3)受力点在抗震设计结构中的支持和选择
在抗震设计结构中最重要的是受力点的选择,在发生振动后,由振动产生的力不能被完全除去,所以受力点必须适当地选择。高层建筑的抗震结构设计必须区分并减弱振动产生的力,以减少振动对建筑物的损害。对作用力进行分化的方法主要有两种,一种是利用材料的柔韧性来溶解力。例如,隔音效果是使用海绵材料,因此声音在传播过程中会受到传播介质的影响,从而减弱和消失。将相同的方法应用于混凝土建筑物是困难的。因此,只能采用另一种分散由振动产生的力的方法,该方法的原理较为简单,利用受点力的原理来增加结构的稳定性。例如,由于三角形具有多点作用力,是最稳定的结构。当施加单一力时,建筑物本身的稳定性下降,并且振动使建筑物的原始易碎结构更容易受到影响。多点受力使建筑物更稳定,如果一个力支撑受损,则会创建另一个力支撑。
结语
当前,随着社会的飞速发展,建设项目的范围正在扩大,并且随着这种发展情况,人们对高层建筑的要求变得越来越严格。为此,在设计高层建筑结构方案的过程中,结构工程师必须充分考虑建筑项目的施工现场,综合分析高层混凝土施工实际地质环境,对结构进行优化设计,提高高层混凝土建筑的抗震性能,有效地保证高层建筑的可靠性和安全性。
参考文献
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