高层建筑结构分析与抗震设计探究 齐培林

发表时间:2021/6/15   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:齐培林1 盛浩2
[导读] 摘要:当前我国城市土地资源的紧张,高层建筑数量的增加已经成为城市化建设的重要特征,对建筑稳定性和安全性方面也赋予了更高的要求。
        武汉正华建筑设计有限公司  湖北省武汉市  430014
        摘要:当前我国城市土地资源的紧张,高层建筑数量的增加已经成为城市化建设的重要特征,对建筑稳定性和安全性方面也赋予了更高的要求。由此可见,为了能够更好地实现该目的,运用框架剪力墙结构建筑施工技术显得尤为重要,如何针对框架剪力墙结构建筑施工技术予以有效地研究,已经成为当前急需予以重视和开展的内容。
        关键词:高层建筑;结构分析;抗震设计
        引言
        随着我国城市化进程的不断加快,给超高层建筑发展带来了更多机遇,同时也给超高层建筑施工质量提出了更高的要求。若想有效保证超高层建筑的施工质量,首先必须要确保其主体结构施工质量合格。本文主要对超高层建筑主体结构施工前的准备工作、施工技术要点及施工质量检测进行了探讨,希望有助于促进我国超高层建筑主体结构施工技术的进步与发展。
        1建筑结构设计的意义
        建筑行业的迅速发展,使各类建筑技术层出不穷,并取得了良好的应用成效。当前,人们越来越注重生活品质,而优化建筑结构设计,合理运用建筑技术也显得更加重要。可以说,加强建筑结构设计的合理性,是保障建筑工程质量安全的先决条件。在建筑结构设计中,只有全面考虑各方面影响因素,才能保障建筑的可靠性。然而,随着建筑结构设计水平的提高,设计人员所要面临的问题也不断增多。为此,设计人员应不断完善结构设计方案,有效弥补设计工作中存在的不足
        2高层建筑结构分析
        2.1超高层建筑主体结构施工质量检测
        由于超高层建筑主体结构的材料大多是钢筋和混凝土,利用这些类材料进行施工时必须要符合相关质量与性能要求,否则会影响到建筑安全与使用效果,因此必须要重视对主体结构的施工质量检测。首先,主体结构施工质量检测需遵循三项原则:一是合法性原则,即在检测时必须要确保符合国家相关法律法规要求;二是公平性原则,即在检测时必须要给出具备严格法律效用的检测报告,严禁出现舞弊现象;三是准确性原则,即在检测时必须要采取科学的检测方法并端正工作态度。其次,在检测前注意要明晰检测重点,先结合主体结构方案、相关技术标准、国家法律法规等制定一套科学合理的检测方案,并提前给施工单位做好交底,确保各方都充分明晰检测的重点后再开展实际检测工作。
        2.2优化地基基础设计
        在地基基础设计前,应对建设场地进行踏勘,对场地及周边情况应进行了解;地基基础设计时,设计人员除依据本场地的《岩土工程勘察报告》外,还应结合当地完成工程的地基基础设计经验,复核和优化地基基础设计。对于天然地基上的基础设计,应充分利用天然的地质条件;对于地基处理后的基础设计,应确保处理后的地基承载力满足基础设计的要求。一般要求,对于处理后的地基须做地基承载力试验;对于湿陷黄土地区上的桩基,其单桩竖向抗压承载力特征值计算时,应考虑桩侧湿陷性土层的负摩阻力引起的下拉荷载,并在桩基施工前,在场地内进行试桩,并通过静载试验,测得单根桩的竖向抗压承载力极限值,待测得的单桩承载力满足设计要求时,方可大面积施工。
        2.3合理设置嵌固端
        对于没有地下室的普通建筑结构,其结构的嵌固端位置比较明确;对于带有地下室建筑结构,且地下室的结构刚度和受剪承载力相比上部楼层较大时,地下室顶板可作为嵌固端;对于带有地下室建筑结构,但地下室顶板由于开设地下中庭、开大洞、半地下等原因,不能满足嵌固要求时,此时的地下室顶板是不能作为嵌固端的,嵌固端位置可能下移;对于带底盘的地下室,上部结构地下室顶板与周边地下室顶板存在高差时,若该高差小于首层层高的1/3,且嵌固端满足刚度和承载力的要求时,嵌固端可取在地下室顶板处,但需采取加强措施;若该高差不小于首层层高的1/3时,地下室顶板不能作为嵌固端,还需对高差位置处的梁或墙采取竖向加腋或斜撑等的处理措施。


        2.4优化模板工程,增加结构性能
        模板工程是框架剪力墙结构建筑施工中的重要环节,通过该项施工能够为后续施工提供良好的框架基础。所以,应当关注优化模板工程环节,确保能够从模板设计、吊装、组装、安装以及拆除等方面予以调整,显著提升施工效率与质量。其中模板设计需要根据实际设计要求确定内模板与外模板的规格,但是,外模板在多数情况下要比内模板长25cm,也可以根据实际需要调整内外模板间的差距。模板吊装方面是必须予以重视的方面,因为框架剪力墙结构建筑的模板大小不同,必须采取不同的方式进行安装,吊装环节便显得尤为重要。在吊装时要注意环境和保护两个方面,即执行吊装环节时要对周围环境进行处理,避免障碍物过多干预,也要在白天开展作业,避免在光线较低的夜间开展。吊装保护是在吊装模板时对模板添加保护措施,防止与周围物体相接处而遭到破坏,从而影响工程结构。
        3高层建筑结构开展设计
        3.1建筑构造保障抗震性能
        在进行建筑的抗震结构设计时,需对抗震不利的地方进行有效加强处理,并且进行多层次抗震设防,以保证建筑能满足抗震设计要求。建筑物的抗震体系由主体结构安全和维护构件安全两个层级。换言之,建筑物的抗震设计除了结构概念设计外还包括维护墙体、外墙门窗、幕墙及饰面装饰材料等设计。从事建筑设计行业,需要了解到施工现场最容易犯建筑构造上的低阶错误,而设计中则是更多注重对结构主体的把控,忽视对建筑构造细节的表达。对于很多建筑,特别是医疗教育建筑,发生地震时除了结构不应被破坏,还应该考虑项目的整体安全,保证项目能为抢险救灾所用[1]。所以,建筑设计时首先应选择合适的墙体材料,尽量不选薄壁型空心砖、大孔径空心砖等类型的砌体构造,此材料在地震作用下极易被地震剪力所破坏,不利于抗震;其次对外墙幕墙设计时需要将一些具有良好延性的结构构件,使用合理的方法进行有效连接,才能使构件与建筑主体协同工作,避免地震时产生次级伤害。同时应尽可能考虑到建筑的每一个构造节点的细节,这样才能够达到国家的抗震设计要求。建筑物精细化设计是建筑抗震设计的必然趋势,设计过程中不能对结构主体和维护设施有区别对待,需要根据建筑的具体要求来处理好两者之间的相互关系,这样才能保证建筑物的安全,避免人祸与天灾同行。
        3.2运用高延性结构消震和隔震
        高延性结构可以有效提高抗震能力,并且有着良好的吸收地震能量的作用,我国当前在建筑的防震设计及后期施工过程中,为增加建筑结构的延性、整体刚度,对结构节点构造进行了科学合理的设计,以减少地震作用带来的不利影响。必要时可采用减震、隔震设计,确保建筑结构的安全、经济、适用。
        3.3合理选择和布置建筑方案
        结构工程师的作用是配合建筑设计师的工作,通过力学计算分析、概念设计等方式尽可能实现其设计意图。然而在方案设计时,结构工程师往往参与较少,待建筑方案确定后往往出现结构布置不合理、不满足抗震设计要求的情况。因此,为确保后期结构抗震方案的可实施性,结构工程师应尽可能早地参与到建筑方案的确定过程中来,并要求建筑方案遵循“平面对称、立面均匀”的布置原则。
        结语
        随着科学技术的进步、建筑材料的高性能发展、计算机技术水平不断提高、BIM以及装配式的应用,我国建筑行业正在飞速发展。但是在发展的过程中,社会对于建筑结构的抗震需求也变得越高。因此,需要对建筑物进行全方位的安全考虑,保证建筑物都有着良好的形态、合理的功能布局、安全的建筑构造,才能使得整个居住环境更加和谐美好、安全可靠。
        参考文献:
        [1]董刘周.超高层建筑主体结构施工技术[J].中国建筑金属结构,2020(9):106~107.
        [2]钟俊.超高层建筑主体结构施工技术[J].技术与市场2020(7):79~80.
        [3]金鹏,张玉斌,虞毅,郭艳平.超高层建筑主体结构施工技术浅议[J].中外企业家,2019(31):96.
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