罗运生
安顺市建筑设计院 贵州省,安顺市 560000
摘要:近年来随着我国经济水平的不断提升,各类高层建筑层出不穷,但在建设高层建筑时,建筑企业不仅要对建筑物的整体质量进行把控,还需要优化建筑物的抗震结构设计,这样才能够为城市居民提供更加可靠的居住环境。下文针对高层混凝土建筑抗震结构设计要点进行了详细的分析。
关键词:高层建筑;混凝土;抗震结构;设计要点
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 高层建筑抗震设计的重要性
地震发生时,震源产生的纵波和横波会对建筑造成巨大的冲击,冲击直接作用于建筑,会损毁建筑结构,降低建筑的安全性。高层建筑抗震技术的主要原理是利用缓冲阻尼装置分解和吸收部分地震能量,降低地震对高层建筑的影响。在抗震设计中,可将建筑简化为支座,利用支座和建筑构件吸收和弱化地震能量,降低地震对建筑物的破坏;隔震技 术是利用特殊的构造设计提升建筑物整体抗震性能。隔震技术对小型地震的防范效果较好,发生地震时,建筑只会产生轻微摇晃,不会损伤建筑结构,可有效保证建筑结构完整。在高层建筑结构设计中合理使用抗震技术,可提升建筑整体的抗震性能,确保高层建筑的安全性和稳定性。
2 高层混凝土建筑工程中抗震设计所需遵循的原则
2.1 多重防线原则
墙体厚度直接关系到整体建筑的质量情况,墙体质量良好则能够有效抵御外界的冲击,例如突发的地震灾害,建筑结构稳固者就能够完整地保存下来,墙体厚实者则能够抵挡风雨的侵袭。但是建筑结构单一则无法有效抵御外界灾害的破坏,所以设计人员运用构架剪力墙与多肢墙便是遵循了多重放 线的原则,提高建筑的抗破坏能力。
2.2 建筑整体性原则
在进行建筑结构设计时,整体性设计对建筑的质量也有着较大影响,建筑结构完整那么其在遭受外力重力的情况下,其能够利用内部结构的关联性来分散外力,让外力由大变小,从有到无。所以在实际设计过程中设计人员需要运用专业知识来分析建筑受力情况,让整体建筑结构良好,提高其外力抵抗能力。
3 高层混凝土建筑抗震结构设计要点
3.1 制订科学合理的设计方案
在设计高层混凝土建筑结构的过程中,相关的工作人员需要制订科学合理的设计方案,这在一定程度上也有利于加强建筑结构的抗震性能。因为很多高层的混凝土建筑的结构通常都是采用框架结构,所以在开展施工建设之前,需要选择适合的框架结构,这都需要在制订设计方案之前进行排查和选择,然后将其列入设计方案中,提高设计的科学性和严谨性。在设计高层混凝土建筑结构中采用框架结构,相关工作人员可以通过计算从而实现成本投入的最小化,因此框架结构在建设工程项目中被广泛使用。
3.2 优选抗震装置
抗震装置是高层混凝土建筑抗震结构的重要组成,充当着建 筑抗震防线的角色,在高层混凝土建筑墙体内嵌入消能键等减隔震产品,能够增强高层混凝土建筑抗震结构的延性和抗侧移性能,让结构产生抗倾覆的力,提高基础机构设计的合理性,对于高层混凝土建筑的消能减震结构创新至关重要。
因此,在高层混凝土建筑的抗震结构设计中,应当分析高层建筑抗震结构受力情况,加强对建筑承受力的考虑,找出高层混凝土建筑中受力较为集中、较为脆弱的建筑结构部位,运用一些合理隔震消能减震装置,来降低支撑面处的相对变形,改善框架梁柱节点的受力性能,减小结构的地震响应,提升高层建筑混凝土结构保护力度。比如调谐质量阻尼器(TMD),将其融入高层混凝土建筑的抗震结构中,能够有效提高结构的抗震性能,使其达到预期防震减震要求。
3.3 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。
3.4 强化结构薄弱层的抗震性能
对建筑结构薄弱层进行有针对性的抗震设计,能够有效提升建筑工程的抗震质量。建立高层建筑结构的受力模型,受力分析表明,结构转换层的抗震性能最薄弱,也是最容易达到极限状态的结构部位。所以在结构设计中,要采取有效措施对结构薄弱层进行加固处理。按照规范要求对结构转换层进行有针对性的抗震设计,适当提高转换层的配筋率,有效提升建筑构件的荷载受力能力。同时也要对薄弱结构层的楼板 实施加固处理,利用双层双向钢筋提升楼板强度,也可同时增加楼板厚度,避免薄弱层在地震中发生应力破坏现象,影响建筑结构的整体稳固性。完成设计方案后,设计人员要重视方案的审查工作,根据设计方案简化受力模型,并进行结构受力的再次核算,提高薄弱层的抗震效果,确保薄弱层的结构性能满足抗震设计要求,提升高层建筑结构的整体安全性和稳定性。
3.5 科学选择建筑结构体系
进行建筑结构抗震设计的一个重要目的在于将整体建筑抗震能力提高,在具体设计环节能否正确选择建筑结构体系将会对结构的抗震设计有着较大影响。所以在选择建筑结构体系时需要对如下几点内容予以注意:第一,在具体设计环节,设计人员需要一直维持一种建筑物整体思考的方法,也就是某些结构体系不影响整体建筑的抗震性能。即便发生地震建筑物部分受损,但也不会过多地影响到整体建筑的稳定性。 第二,在开展抗震设计过程中,需要正确掌握地震荷载作用的传递路径。通常都属于水平荷载作用,所以在实际设计过程中需要确保建筑水平方向能够均匀荷载。如若存在转体结构,那么在设计时需要确保对应的荷载能够于转换层内发生1至2次转换。第三,在实际设计时,设计人员需要确保各个建筑结构部件的刚度和强度均在规定数值之内。并且一个关键内容就是建筑构件能够均匀分配荷载,尽量防止有应力分布不均或是过于集中的情况。
3.6 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。
4 结束语
综上所述,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]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]王会荣,张宏春,王芍丹.高层混凝土建筑的抗震结构设计研究[J].工程技术研究,2020,5(18):200-201.