高层建筑抗震设计问题探讨

发表时间:2021/8/6   来源:《建筑实践》2021年10期   作者:陈婷立
[导读] 改革开放以来,经济快速发展,社会不断进步,当前许多新高层建筑物功能越来越多、规模越来越大,高层建筑不断涌现。

        陈婷立
        广西荣泰建筑设计有限责任公司, 广西 柳州 545000
        摘要:改革开放以来,经济快速发展,社会不断进步,当前许多新高层建筑物功能越来越多、规模越来越大,高层建筑不断涌现。鉴于这类新高层建筑物的建设往往都离不开抗震设计,文章首先分析高层建筑结构抗震设计的意义,然后分析抗震设计中的注意要点,即科学合理地选择结构体系,合理选择抗震场地,充分重视平面布置的基本规则,最后提出加强高层隔震抗震设计的关键点,以期为高层建筑抗震设计工作者提供参考意见,增强高层建筑抗震性能,提高高层建筑的安全性。
        关键词:高层建筑;抗震设计;问题探讨
        引言
        地震是破坏性非常强的自然灾害之一,一旦发生,会给人们的生命和财产安全带来巨大的威胁,因此,在高层建筑结构设计的过程中,必须考虑到地震作用的影响,要使高层建筑体具有较强的抗震性能。当前阶段有关抗震规范中对高层建筑结构的抗震性能做了明确的要求,就是要能够做到小震不坏、中震可修、大震不倒,为了实现这样的抗震目标,有关部门加大了对高层建筑抗震方面的研究力度,主要的抗震设计原则如下:对高层建筑结构的刚度进行适当的把控,部分高层建筑构件在地震发生时允许进入非弹性的工作状态,这样就能够使整个高层建筑结构具有较强的延性,能够达到裂而不倒的目的。但是这种传统的抗震设计方法存在非常多的缺陷,如果发生超出抗震设防烈度的地震时,整个结构的安全性是无法得到保障的,因此,为了适应新高层建筑形式的抗震需求,隔震减震控制技术应运而生。
        1高层建筑结构抗震设计的意义
        我国是一个地震多发的国家,地震的发生为人们带来巨大的灾难,对城市的发展造成阻碍。虽然不能阻止地震的发生,但可以通过不断发展新科技、不断提高高层建筑技术来抵御地震,把地震带来的损失降到最低,而高层建筑结构的抗震设计就是一种可以使高层建筑物具备较强的抵御地震灾害能力的设计理念,它可以大幅度降低地震带来的危害,并很好地保障居民的生命财产安全。除此之外,高层建筑结构的抗震设计不仅对其整体的美观度和稳定性具有一定的影响,还能延长其整体的使用寿命,因此有着非常重要的现实意义。
        2高层建筑抗震设计问题探讨
        2.1做好准备措施
        高层建筑企业进行建造施工之前都要先做好准备措施,充足的准备措施是确保高层建筑物稳定、牢固的先决条件。开展设计工作之前的准备措施就是确保材料质量达标,并为高层建筑设计准备充足的人才等。①确保材料质量达标。高层建筑工程离不开大量材料的支撑,而且采购高层建筑材料也是高层建筑施工中花费比较大的一笔开支。但是有些高层建筑企业却会为了降低投资成本而对材料成本进行压缩,有时就会在建造施工中使用一些价格比较便宜但是质量不达标的材料,致使高层建筑工程存在严重的安全隐患。②确保施工图纸的科学完整性。施工图纸是高层建筑施工中不可缺少的准备,而且能够对高层建筑质量起到直接影响,确保施工图纸的科学完整性,是避免建设施工中出现各种事故的有效手段,同时能够为建造高质量、高效率的高层建筑工程提供坚实保障。③成立专门的监督部门。成立专门的监督部门是为了能够对施工情况进行随时检查,另外,为了能够对施工图纸中存在的问题进行有效发掘,也为了检查高层建筑施工是否和施工图纸相符,还可以在监督部门中添加数名工程师。
        2.2利用悬挂隔震进行隔震
        悬挂隔震是指在高层建筑整体结构设计过程中通过将其结构进行悬挂来形成新型的玄关结构。此方式的应用能够有效降低地震灾害给高层建筑物造成的不良影响,其具体原因是地震灾害过程中产生的能量并不能直接传导至处于悬挂状态的高层建筑上,从而就达到了抗震的目的。

在当前阶段中,悬挂隔震的措施多被应用在规模较大的高层建筑中,这主要是因为规模较大的高层建筑多为钢结构,这就使得其能够发挥的作用更好。悬挂隔震通常可以分为主框架与子框架两种,在实际的施工过程中,会将子框架主要通过锁链的方式与主框架进行连接,而一旦出现震动,虽然主框架会出现摇晃现象,但想要将摇晃能量传递到子框架中,就需要经过两个框架之间的锁链,而经过锁链就会出现损耗,从而使得地震能量在传至子框架时已经较之前被大大削弱,这样就达到了隔震的目的,因此悬挂隔震是一种效果较为出色的隔震措施。
        2.3消能减震技术
        消能减震技术就是通过提升结构的附加阻碍,来降低地震对高层建筑结构产生的地震力反应,消能减震技术在当前阶段的应用范围非常广,不仅能够在新建高层建筑物中使用减震技术,还能够应用于老旧高层建筑物的抗震改造中,同时既能够应用在钢结构中,又能够应用在钢筋混凝土结构中,除此之外不仅能够应用在高层建筑的上部结构中,还能够应用在高层建筑基础的隔震层中,能够发挥出非常好的隔震效果。消能减震技术的本质就是利用特殊的机构或者元件,来对地震发生时产生的能量进行消耗与吸收,以此来使高层建筑主体结构的稳定性得到可靠的保障。消能结构大多数情况下都会被当作高层建筑主体结构中的一部分,由于无法完全防止高层建筑主体结构出现弹塑性变形,因此,无法完全依赖于延性结构的相关理念,从另一个角度来分析,减震消能就是通过增加结构阻碍来起到抗震作用的一种特殊方法。消能减震技术的实际作用与消能设备有着一定的关联,当前阶段市场上消能设备的种类非常多,常见的有塑性消能器、形状记忆合金阻碍器以及摩擦阻碍器等,因此,为了使消能装置的作用得到充分发挥,需要结合实际情况以及消能装置的特性,对消能设备进行科学的选择。
        2.4合理设计高层建筑纵向布局
        在高层建筑抗震结构设计过程中,要对高层建筑物纵向的布局进行合理设计,其主要内容为高层建筑工程结构刚度、质量及高度等方面的设计,也是对高层建筑结构空间抗震影响能力的分析。伴随着我国科学技术的不断发展,部分高层建筑工程结构设计过程中,部分墙体与主体的排布不合理,使得整个纵向的布局过于复杂化,特别是对酒店这类功能性强且复杂的高层建筑来说,其各楼层之间分布过于混乱,整体的承载能力也比较差,从而给整个工程抗震结构设计带来挑战。所以,设计工作人员在对高层建筑进行纵向布局设计过程中,应尽量保证剪力墙布置的均匀性,使得其可不间断地沿着纵向布局向高层建筑底端进行延伸,对高层建筑工程结构总体质量及刚度等系数进行协调管理,从而可更好地改善发生地震时,所带来的各个楼层之间出现质量不均匀状况所产生的高层建筑物体扭曲的问题。
        2.5对地震外力能量吸收进行合理布局,对能量传递进行合理设计
        设计高层建筑结构抗震性时,先要科学设计高层建筑结构,确保高层建筑结构能够有效传递地震外力能量,还可以对这些能量进行有效吸收。为了达到这个目标,设计人员不能将高层建筑物的墙和柱分散到不同平面上,对于梁的轴线也要和前两者保持在同一平面,这样设计的高层建筑结构不仅可以在双向对抗地震力,还可以减轻地震形成的弯剪力对高层建筑物造成的破坏,从而提高了高层建筑物的安全性和牢固性。
        结语
        总之,地震是一种破坏力极大的自然灾害形式,一旦发生地震,就会给人们的生命和财产造成重大的损失。同时因为地震具有一定的突发性,很难做好预测和防范工作。所以,随着我国高层建筑行业领域的不断进步与发展,对高层建筑结构抗震性也提出了更高的要求,在一定程度上促使高层建筑物整体结构可更好地抵御地震带来的危害。有关设计工作者应将安全性和稳定性作为核心内容和目标,对高层建筑工程区域周围的地质结构要做好勘察工作,保证其能够满足抗震等级标准,并合理地进行抗震结构的设计,从而提升高层建筑整体抗震的能力。
        参考文献
        [1]黄莹.高层建筑结构设计中的抗震设计探析[J].科技创新与应用,2016(4):258.
        [2]马玲.高层建筑结构设计中的抗震结构设计理念[J].建材与装饰,2019(36):74–76.
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