高层住宅建筑结构的抗震优化设计探究论文_赵富燚

引言在社会经济持续增长，现代建筑工程数量和规模不断扩大，为建筑行业带来了良好的发展前景。作为城市住宅建筑中重要组成部分，高层建筑逐渐成为建筑工程的主流发展趋势，但是由于高层建筑楼层较高，所以施工技术难度较大。尤其是在当前环境破坏愈加严重，地震灾害屡屡发生，所产生的灾害带来了严重的人员伤亡和经济损失。故此，在高层住宅建筑设计中，应该提升结构抗震设计，寻求合理措施和抗震技术，尽可能的提升高层住宅建筑抗震能力，为人们的生命财产安全提供坚实保障。一、高层住宅建筑结构的抗震设计原则高层住宅建筑结构的抗震设计应该选择合适的结构形式,做到刚柔相济,保证建筑结构的抗震性能,并且应该达到建筑物“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。由于建筑物在地震的作用力下,其结构会发生很大的变化,所以高层住宅建筑设计人员应该根据不同的建筑类型以及地震强烈程度采用不同的建筑构造和结构类型,保证设计的建筑结构达到安全性和效益相统一的原则。所以在对高层住宅建筑结构设计的过程中首先应该认真进行抗震设计,综合考虑建筑结构构件的稳定性、承载能力以及刚度和延性等建筑性能,并且对于结构中相对比较薄弱的部位应进一步加强抗震措施。并且在抗震设计时,应该设有多道防线,使建筑结构形成一个完整的抗震结构体系,从而达到高层住宅建筑良好的抗震效果,并且在进行处理建筑结构之间的关系时,应该保证“有效屈服”能够保持较长的阶段,从而可以保证建筑结构的抗倒塌能力和延性。二、高层住宅建筑结构抗震设计的思路2.1高层住宅建筑结构抗震设计规则性。为了提升高层住宅建筑结构抗震设计合理性，应该具备较强的力学性和经济性，根据建筑结构尺寸进行优化设计，明确相应的限制条件。高层住宅建筑设计中应该明确具体的设计目标和设计原则，提升高层住宅建筑结构的规则性。这样，可以有效提升高层住宅建筑结构刚度和承载力，在地震灾害发生时结构可以受力均匀。2.2高层住宅建筑抗震设计考虑位移约束。楼层位移比和层间位移角是建筑结构抗震设计的重要指标，有助于对建筑的结构扭转度和刚度合理有效控制。一般情况下，对于高层住宅建筑位移产生影响的因素主要包括建筑材料、结构体系和受力作用。高层住宅建筑需要具备一定的高宽比，这样在地震灾害发生时，建筑结构受到地震作用力影响可以产生较小的荷载力和层间位移，受到水平作用力时，同样可以抵抗较大的水平荷载力，提升结构稳定性。2.3高层住宅建筑结构具备较强的扭转效应，采用提高结构周边抗侧力构建刚度的措施，尽可能保证质量中心和刚度中心重叠在一点，提升结构抗震性能。需要注意的是，高层住宅建筑由于自身楼层较高，所以不同楼层之间的扭转效应存在一定差异，为了能够有效解决这一问题，就需要合理控制楼层间扭转抗性，具备更强的扭转恢复特性，只有这样，才能在地震灾害发生时，尽可能降低层间位移程度，提升建筑结构抗震性能，维护人员的生命财产安全。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆三、抗震结构优化设计方案3.1地理位置选择。不同的地理位置，发生地震时的破坏程度也是明显不同的，因此，应选择抗震能力较强的地区避免危害性大的地区进行建设，在住宅建筑开始之前，进行必要的地基勘察，根据建设场地的实际情况进行不同标准的分类和等级划分，以便对该地区进行合理的抗震设计。比如根据地区地基液化等级和抗震设防类别，进行相应的消除地基液化或采取巩固地基的措施，以达到更好的抗震效果。同时，避免选择不利于住宅建设的地区，为日后的建筑安全排除隐患。3.2优化建筑结构。抗震优化设计中的一个很重要的原则是力求对称，对整个建筑结构中的构造和承载能力进行综合的考量，以此来判断整个结构的抗震能力。地震时高层建筑所承受的地震作用取决于它的动力特性，与建筑所具有的刚度、承载力力度分布和延性有关。高层建筑的结构是由纵向和横向的承重结构组成的，承重结构的稳定性和刚度决定着建筑抗震能力的大小，因此，要提高建筑的抗震能力，就应首先增加承重构件的延性，可以采取增加构造柱，并配置钢筋构造的方式来增强结构的整体稳定性。另外也可以配置钢筋圈梁来解决散落问题，增强建筑的抗震性能。在地震作用较大时，就需要结构的延性来避免建筑的变形，因此，建筑的延性也是增强抗震能力的重要因素，为了在地震作用下使钢筋混凝土保持足够的延性，就需要把塑性变形集中在具有良好延性的构件上，首先是选择合适的塑性变形构件，然后人为地增加构件的抗剪力，避免在地震作用下出现剪切破坏，影响构件及建筑的延性，最后通过相应的措施，保证塑性铰的位置具有较强的转动能力和耗能能力。3.3抗震材料的选择。对于许多多发地震区来讲，结构上的抗震性设计远远无法满足抗震要求，还应当把高性能的资料结合使用，并且结构体系要优质。目前为止，我国住宅建筑中高层建筑使用的结构体系主要有剪力墙、框架、两者结合及简体等。然而，外国地区抗震住宅建筑多采用钢结构，但我国抗震住宅仍有90%以上使用钢筋混凝土，两者相比较，钢结构的延性、韧性和强度都比混凝土结构好得多，因此，钢结构的抗震能力更强。且据实践证明，钢结构出现破坏倒塌的情况较少，是适合做抗震建筑材料的首选，况且，我国的钢产量居世界前列，钢材的品种和类型也在不断增加，因此，应在抗震建筑中多使用钢结构或者钢管混凝土结构，来提高高层住宅建筑的抗震性能。四、结语随着我国钢产量，成型制造工艺，新型结构、高性能材料的出现，人类建筑技术的进步和建材工业的发展也势必再上新台阶，建筑物的使用功能和外观要求在新型结构上能同时得到满足。高层建筑抗震结构设计需要从目前抗震设计现状出发，提高结构与设备的关系，设计者应根据建筑工程抗震概念的知识和经验，作出判断，找出结构安全与经济合理的最佳结合点，探求出一种实用可行的二步或三步设防的合理有效的抗震设计方法，以更好地适应社会经济和科学技术的发展，满足人们使用需求。参考文献:［1］张凤瑛．高层住宅建筑结构抗震的优化设计［J］．城市建设理论研究(电子版)，2015，23(31):91-93．［2］张伟莉．浅谈高层住宅建筑结构抗震的优化设计［J］．建筑工程技术与设计，2016，31(1):210．［3］胡冬冬．高层住宅建筑结构抗震的优化设计研究［J］．城市建设理论研究(电子版)，2016，13(14):1346．

论文作者:赵富燚

论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年02期

论文发表时间:2019/8/13

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