高层混凝土高层建筑抗震结构设计要点分析

发表时间:2021/6/30   来源:《城镇建设》2021年第4卷2月第4期   作者:兰施琪
[导读] 针对高层住宅建设结构,合理的抗震设计尤为关键,其直接影响高层建筑结构的施工效果。

        兰施琪
        武汉正华建筑设计有限公司,湖北省武汉市430000
        摘要:针对高层住宅建设结构,合理的抗震设计尤为关键,其直接影响高层建筑结构的施工效果。此时要从高层建筑结构入手,做好抗震优化设计工作,形成完整的抗震体系,为高层建筑物的稳定使用提供支持。
关键词:高层混凝土高层建筑;抗震结构;设计要点;分析
引言
        工程建设的过程中,不仅仅需要注意抗震理念的运用,同时也需要注意抗震设计与房屋高层建筑自身设计之间的关系,从而提升整体效果。合理且科学地运用不仅仅能够提升工程质量,同时也能够保证人身安全,运用的过程中主要包括高度、承重量、整体布局、功能设计等等。想要强化抗震性能,就需要在诸多施工变量当中进行分析与计算,一方面优化居住环境,一方面提升抗震性能。
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高层建筑造成巨大的冲击,冲击直接作用于高层建筑,会损毁高层建筑结构,降低高层建筑的安全性。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,可将高层建筑简化为支座,利用支座和高层建筑构件吸收和弱化地震能量,降低地震对高层建筑物的破坏;隔震技术是利用特殊的构造设计提升高层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,高层建筑只会产生轻微摇晃,不会损伤高层建筑结构,可有效保证高层建筑结构完整。在高层建筑结构设计中合理使用抗震技术,可提升高层建筑整体的抗震性能,确保高层建筑的安全性和稳定性。
2高层建筑结构地质抗震的设计理念
        高层建筑结构的抗震设计主要是实现高层建筑结构的稳定设计。从概念和理论上分析,明确高层建筑结构设计的意义,分析各类房屋高层建筑结构的地质抗震问题。房屋高层建筑结构的不同体系设计直接关系高层建筑整体的抗震水平,需要分析高层建筑局部力学与整体力学之间的关系。不同的房屋高层建筑结构受地震灾害的影响不同,要从工学理论实验、设计理念思维上进行分析,重视高层建筑结构角度中各个方面的因素,准确分析高层建筑结构的各方设计要求。根据各方概念,清楚定位,准确辨别,进行高精准度、可靠性思维分析,优化高层建筑结构设计的综合应用,确定高层建筑结构地质抗震设计理念标准。
3高层建筑结构工程抗震设计的原则
        近年来,地震变得更加频繁,人民和财产安全受到严重影响,造成的一个非常重要的问题是地震造成的高层建筑物倒塌。因此,从建造高层建筑项目起,应该进行高层建筑结构工程抗震设计,并严格评估。抗震设计应遵循以下准则:①在构建复杂的设计项目时,有必要选择一种合适的测量方法来研究高层建筑项目薄弱层的塑弹性变形,例如静力分析和动力分析等方法。②设计时,将弹性过程分析法作为补充类测算措施。必须注意高层建筑结构整体内力位移,还必须选择不同的测算方法,确保测算高层建筑物内力位移的准确性。③在设计连体高层建筑物的过程中,应同时测量一个或多个高层建筑物结构的振型数,应为单体数的至少9倍,有效质量系数为0.9以上。
4加强高层建筑结构工程抗震设计的措施
        4.1高层建筑结构抗震的新设计思路
        高层建筑结构设计中要以安全为设计管理的基本要求,不断提升高层建筑结构整体抗震能力,重视对结构功能水平的分析。根据设计规范的基本要求,对高层建筑结构中的特殊结构设计进行处理,提升房屋高层建筑减震抗震的能力,重视高层建筑抗震效果的优化,以合理的抗震结构方式,保护人们的生命财产安全。


        4.2注意高层建筑体型
        高层建筑使用的过程中,平面形状以及整体主体都决定了高层建筑的体型,如果高层建筑较宽,虽然降低了高度,但是平面过大,属于地震当中受损最严重的位置。在唐山地震中,受损最终的位置就是侧翼过多或者平面较宽的位置。如果在实际施工的过程中,尽量将平面的形状修正得简单一些,那么就会降低地震对于高层建筑的损害,简单来说就是不要让空间形状过于复杂,否则会导致高层建筑在地震中容易受损。方形、圆形、矩形、扇形都属于在地震当中维持较好的形状,因此可以将之应用在高层建筑平面上。除了平面之外,高层建筑立体空间形状也决定了高层建筑的体型,立体空间形状方面需要注意尽量维持对称,防止体型也随之出现不对称,这代表着高层建筑的质量和刚度分布不均匀,容易出现扭转反应。因此,在高层建筑设计的过程中,为了更好地抗震,需要注意控制高层建筑体型,一方面尽量使用恰当的形状,另一方面需要注意保证对称。
        4.3恰当选择结构体系。
        区别于一般混凝土高层建筑,高层混凝土高层建筑主要承受着水平荷载与竖向荷载两种不同方向的力,地基一般打在坚固岩石深处,这就导致高层混凝土高层建筑结构受力较为复杂。如果想要高层混凝土高层建筑拥有着良好的抗震性能,恰当选择与工程项目相匹配与适应的高层建筑结构体系,是抗震结构设计的关键。在具体抗震结构体系选择过程中,要依据当地抗震设防烈度的要求,结合高层建筑的具体现状与需求,在确保高层建筑功能性与美观性的基础上,重视高层建筑结构抗扭转刚度问题,研究不同混凝土结构体系在不同程度地震作用下变形趋势,并运用BIM技术、VR技术等高层建筑技术测量与模拟不同结构的抗震性能特点,采用相应的计算和构造措施,挑选出适宜自身工程的结构体系,确保高层建筑结构平面布置相对规则,考量关键构件与连接点受力情况,以使得高层建筑受力较为均匀,确保高层建筑的安全性,来达到提升抗震性能的目的。
        4.4选择合适的地基
        自然环境非常重要,在不同的地质条件下,高层建筑物对地震的反应不同。在建造房屋之前,需要选择适合各种自然环境的地基。强抗震性是地基最重要的选择条件之一。在选择地基时,需要考虑地基的稳定性和埋置的深度。地基的稳定性使其可以承受高层建筑的压力而不会滑移,而埋置深度应为高层建筑物的1/15,考虑到地下室的建造,还需要预留约500米的深度。为了增加高层建筑物的抗震性,在高层建筑建造中需要设置多道防线就,可以采取许多方法来提高高层建筑物的抗震性。
        4.5高层建筑结构加固设计规范要求
        在高层建筑结构设计中很多高层建筑的功能用处不统一,抗震指标无法达到高层建筑物规范要求。在高层建筑物的规范使用上,要经过高层建筑行业主管部门批准后方可改变高层建筑使用用途。在规范房屋地基基础抗震性能的过程中,要确定房屋是否符合实际规范使用标准要求,结合房屋地基做好加固设计的数据准备。高层建筑结构设计师采用砌体结构,其实际的抗震性能不足,在砌体结构的基础上可采用高层建筑加固设计方式,以提升高层建筑的稳定性。通过拉杆、圆圈横梁等结构部件来加强高层建筑结构的地面支撑力,优化钢筋混凝土高层建筑结构的稳定性,以满足后续高层建筑的使用需求。
结束语
        由于中国是地震灾害频发的国家,因此高层建筑工程中必须重视高层建筑结构工程的抗震设计,以减少地震灾害造成的破坏,有效地确保人民的生命和财产安全,通过分析和整合与抗震设计有关的技术和经验,有效提高高层建筑结构工程的抗震性能,保障中国社会经济的可持续发展。如何做好高层建筑结构工程抗震设计值得我们不断探索与研究的重要课题。
参考文献
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