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摘要:建筑行业的未来发展影响了我国经济的整体发展水平,未来提高建筑物的抗震性能决定了整体抗震设计的水平。因此要制定有效的技术实施措施,提升高层建筑的结构稳定性和安全性,实现建筑工程结构施工的质量目标。基于此,本文对高层建筑抗震设计存在的问题以及高层建筑工程抗震设计的方法进行了分析。
关键词:高层建筑工程;抗震设计;问题;措施
由于城镇化速度的不断加快,城市中的空间越来越狭小,因此建筑风格和建筑模式逐渐从普通房屋转向高层建筑,由于高层建筑在城市中随处可见,所以对高层建筑的安全性问题,越来越得到社会的关注。我国幅员辽阔,地势地形复杂,同时我国也处于世界两大地震带上,因此高层建筑在抗震防震方面的设计尤为重要。
1 高层建筑抗震设计存在的问题
1.1 钢筋混凝土结构安全性差
我国的高层建筑材料主要使用的是钢筋混凝土,但是这种建筑材料在承受重压时断面较大,但是像纯钢结构的柱形钢筋以及结构配筋等在采用了混凝土之后,由于柱面尺寸的大小不会发生较大的改变,因此柱形的断面面积会急剧减小,在外部受压严重时,会使柱子产生变形,但不易被压碎,柱状结构中间的空间会被流出来,但是柱形结构的缺点在于塑形能力较差。在地震来临时,柱形结构往往能够通过整体的结构框架来对地震影响进行消除,房子柱形结构空间被压缩,这种结构很难被地震所破坏。
1.2 防震等级系数较低
现在的高层建筑防震设计,漏洞较多,在整个的防震设计过程中,缺点和不足也比较多,因此导致高层建筑防震等级系数较低,整体的防震水平远远低于发达国家,为了改变这一局面,我采取了多种措施来增加防震抗震的标准和可靠性。除此以外,由于我国自古以来没有针对房屋结构来进行抗震的严格标准,因此在对地震等级进行预测以及房屋结构抗震减震的设计过程中,水平和标准都比较低,随着时代的发展以及地震的频发,必须要重视高层建筑中的防震设计,要做到小震无影响,大震能保命,同时确保财产安全。
2 高层建筑工程抗震设计的方法
2.1 建立多层地震防线
为了能够进一步提高防震性能,高层建筑的设计过程当中,应当设计多条抗震防线,在地震的作用之下,如果高层建筑的第一道防线被摧毁了,那么还会存在第二、第三道防线。这样一来,就能够最大程度上阻止地震的破坏力。抗震设计的高层建筑进行了多端墙框架设计,其中不仅有,其中主要包括的是抗地震剪力墙结构。在这里结构当中所,表现出来的是较好的抗震性能,也是多道防线结构抗震墙当中的第一道防线,其作用和地位不言而喻,与此同时,要建设抗震能力足够高的墙,只有这样才能够最大程度上减少地震发生的时候墙上留下的裂缝。同时在地震之后,各层框架分布的剪力墙承受的剪力应当比结构设计当中地震的总剪力的百分之二十要大,还要和该设计当中建筑框架的最大剪力值的两倍左右。
2.2 运用高延性结构来进行消震和隔震
在我国当前的抗震设计当中,无论是设计环节,还是施工环节,都可以通过加强刚度和韧性来使得高层建筑的结构得到完善。在塑性状态下,让地震的影响逐渐减弱,当地震的能量释放的时候,需要保证房屋具有高延性结构。这样一来,才能够实现消震和隔震,从而弥补地震所带来的种种损失。与此同时,需要注意的是,如果在一个高层建筑物当中承载力非常小,那么高韧性和高延性能够在地震的时候,将地震所带来的破坏能量接收到更多更大,从而保证房屋不变形,对于韧性的科学使用,能够在最大程度上减少房屋崩溃的情况。所以,在科学规划当中,随着建筑物抗震设计的不断完善和发展,科学家所设计的阻尼器能够有效吸收地震能量。
2.3 粘滞阻尼抗震技术
可以在高层建筑的抗震设计中,应用黏滞阻尼装置提升建筑结构的抗震性能。它的工作原理是将建筑结构的支座转变为能够缓冲地震能量冲击的阻尼装置,当地震波作用于建筑结构时,黏滞活塞装置可以产生较大的阻尼,吸收部分地震能量,降低地震对高层建筑结构的危害影响。
2.4 橡皮支座抗震技术
高层建筑的抗震设计可以通过优化支座结构设计提升整体结构的稳定性。将高层建筑简化为基础和主体二大结构部分,在两个结构间设置支座装置。由于高层建筑的竖向结构强度较大,在地震横波的作用下,支座上部结构会发生整体位移,传统的刚性结构支座没有活动余量,会在结构连接处产生刚性破坏。在连接处设置橡皮支座装置,外力作用会使结构连接处发生位移,有效降低地震对建筑结构的刚性破坏,在地震强度不高的情况下,地震造成的冲击对建筑的破坏性极其有限,可以保证建筑结构的稳固性。因为我国大部分地区的抗震设防烈度不高,所以橡皮支座抗震技术的应用范围较广泛,实际工程应用的抗震效果较好。
2.5 高层建筑结构的地基问题
高层建筑在实际进行结构设计的工作中,应该有比较完善的建筑地质勘察报告,并以此种数据和信息为高层建筑在结构工程设计提供一系列基本的设计根据。高层建筑在实际的结构场地选择上应该选择一些地质比较稳定的基岩,其实际应该选在比较开阔且平坦的、土层比较坚硬的地段,不应该选择一些在实际建设中比较容易发生滑坡或者地质塌陷、泥石流等地段和容易发生地震的地段,地质较好的地段对于建设高层建筑物在抗震方面是非常有利的。
2.6 高层建筑抗震等级选择
对于高层建筑物来讲,建筑物在抗震等级的选择问题,是高层建筑物在结构抗震设计方面的主要根据,抗震等级如果选择不正确的话会给高层建筑物带来许多安全隐患和问题,对于高层建筑物的成本投入也会形成极大的浪费。所以,在实际高层建筑物的抗震等级选择上,要根据建筑物的世界级场地类型、抗震的强度、建筑物的实际高度。建筑物的结构类型等多个因素进行综合型的评定。相关结构设计及工作人员要在实际设计中熟练掌握建筑物在结构抗震设计的规范和常识,并逐渐提升建筑物的实际抗震等级,可以有效降低高层建筑物的安全隐患问题。
2.7 采用延性结构
在对高层建筑工程进行抗震技术应用时,主要采用的是延性结构,希望能够加大抗震结构的刚度,当地震来临时这些结构能够快速转变成塑性状态,发挥极大的延性功能,将地震产生的影响和压力快速分散,将地震对高层建筑造成的伤害减到最轻,很多人认为承载力较小的建筑安全性也低,但是如果承载力小的高层建筑,延展性和弹性功能较强,那么在发生地震等相关灾害时,建筑结构的弹性功能就会快速发挥出来,将地震带给的巨大能量进行反弹和发散,使高层建筑能够保持安全。一般情况,延性结构的建筑,在地震冲击下能够极大地减轻损害,最大程度上保证人民财产生命安全。
3 结束语
总的来说,由于城镇化速度的不断加快,城市中的空间越来越狭小,因此建筑风格和建筑模式逐渐从普通房屋转向高层建筑,由于高层建筑在城市中随处可见,所以对高层建筑的安全性问题,越来越得到社会的关注。我国幅员辽阔,地势地形复杂,同时我国也处于世界两大地震带上,因此高层建筑在抗震防震方面的设计尤为重要。
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