浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施论文_李军1,朱立新2

浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施论文_李军1,朱立新2

摘要:地震灾害对我国来说并不陌生,1976年的唐山大地震和2008年的汶川大地震,都带来了巨大的危害,至今使人们仍然记忆犹新。地震灾害的发生是随机的,我们仅仅能够对其进行预测,却无法对其进行有效阻止。即便如此,我们也可以采取一定的措施,尽量降低地震灾害所带来的巨大危害。因此抗震设计日渐受到设计工程师的青睐。但是抗震设计在我国建筑结构设计中依然存在一些问题,使得我们亟待提升抗震设计水平,确保民众的生命安全。

关键词:高层建筑结构;抗震性能设计;抗震措施

引言

在高层建筑建设过程中,能否充分的考虑到建筑本身的抗震问题,并且能够使用有效的措施来使其能够在长时间内抵抗一定强度的地震,是当前高层建筑工程中的重点研究项目之一,这对于建筑结构的安全性和稳定性有着十分重要的影响,长久以来,很多建筑工程设计技术人员都是秉着小震不塌,大震能修的原则来进行其结构设计的,但是由于受到来自己各个方面的影响,该方面的工作仍然存在着一些问题。

1 我国高层建筑结构物抗震性设计的缺陷

由于我国是地震多发国家,多年以来,我国已形成了符合自己特点的高层建筑结构的抗震性能设计方案,但是和国外先进的抗震技术相比,仍有许多不足之处。和国外发达国家的技术相比,我国的抗震规范还有待完善。美国规定,在高烈度地区,要使用高延性等级,而在低烈度地区,则应选用低延性等级,而我国提出的是“三个水准”的目标,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”,对于不同的高层建筑结构来说,这个目标没有普适性,如果笼统的使用同一个目标,势必会影响高层建筑结构的抗震性,因此,要根据不同的高层建筑结构选择不同的抗震性能设计方案,才能有效地保证高层建筑结构的稳定性。

2 隔震减震结构的构造措施以及其维护管理

隔震减震结构的构造主要包括隔震底座的设计和布置、隔震支座和建筑上、下部结构的连接、隔震层的梁、柱、墩和板的加强,隔震层所安置的防火措施,便于操作和更换隔震底座的空间等一系列隔震装置。在高层建筑工程结构设计中,除了以上结构的施工设计需要考虑之外,还要注意防震缝和水平隔离缝的设置和维修,楼梯、电梯以及挡土墙和坡道等隔震层的设置,还有建筑物结构内部配管和配线等设备的构造和设计也是高层建筑结构设计工作中必不可少的一部分,这些结构的设计和设定都会直接对建筑物在日后投入运营之后的抗震能力起到至关重要的作用。高层建筑内部不同的隔震减震结构也应该有不同的保护和维修方案,在日常的使用过程中,要有一项针对性较强的维护管理措施,要保证隔震层不管在任何时候都能够正常发挥其所拥有的功能,尤其是高层建筑,采用隔震技术的住宅一定要明确了解其对于隔震层装置和设备维护管理的责任,结构设计者有必要对其进行说明,并给予建筑管理工作者一定的指导和帮助,以此来让建筑管理工作者认识到建筑减震隔震层正常工作的重要性和建筑结构内部隔震结构的特殊性。

3 建筑结构设计中抗震的影响因素

3.1 建筑抗震场地

对于建筑结构的整体抗震性能而言,建筑抗震场地则是其中十分重要的一个影响因素。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在地震发生的时候,地表的位置也会出现一些变化。如果建筑场地所处的位置时土层脚软且土质较为疏松的地带,则会增加地震灾害的破坏力,进而导致难以估量的损失。

3.2 建筑结构体系

建筑结构体系也直接关系到整个建筑物的安全性。其一,进行抗震设计的时候,必须妥善处理好整体和局部之间的关系。也就是说,需要确保建筑结构具备一定的余度。即便建筑结构的局部出现破坏,也不能影响到整个建筑结构的抗震性能。其二,建筑结构体系设计中,还应该确保建筑结构部件的强度和刚度达到均衡。若不能合理的分配刚度和强度,则一旦建筑结构的部分部件达不到刚度的要求,则会严重影响到建筑结构的抗震性能。因此建筑结构体系对于抗震设计的影响也是显而易见的。

4 高层建筑结构的抗震性能设计

4.1 地基的选择分析

由于地震造成建筑物的倒塌,除去地震的直接破坏因素外,场地的地质条件也是不容忽视的。在选择场地时,应先对地质条件进行综合评定。选择建筑场地时,首先应选择有利于高层建筑结构抗震的坚硬土质地区,避开土质软化的场地,如果无法避免,也应先做好抗震措施。对于易发生地震的地区,不能建造甲、乙、丙三类建筑,并且有研究表明,在土质越软,覆盖层越厚的地区,地震对建筑物的损坏也就越大,后果更加严重。

4.2 落实抗震验算

在进行截面抗震验算时,结构应在设防烈度下进入弹塑性状态。可将大部分结构变形转变为众值烈度地震作用下构件承载力验算的形式来表现。进行构件截面抗震验算时,可选用非抗震承载力设计值,将承载力抗争调整系数与其关联起来。计算过程中,去地震作用效应值乘以抗震调整系数来进行折减。通过完善抗震验算,保证建筑抗震设计的有效性,使抗震设计充分发挥作用。

4.3 承载能力设计方法

从当前我国的抗震设计现状看,这种方法是较常用的。对于经常发生的地震,通过反应谱将建筑的底部剪力计算出来,按照相应的规则分配至结构全高,并且和其他的荷载组合起来,然后进行结构强度设计,使各部分的构件都具备相应的承载能力,最后通过变形验算得出结论。一般来说,运用承载能力设计这种方法具有设计可靠、比较清晰的性能概念以及使用方便等优点,能够很好地实现预期性能目标。但这种方法也具有一定的缺点,比如,以弹性反应为基础,对于非弹性反应的建筑就不能进行全面计算。因此,新规范衍生出承载力按抗震等级调整地震效应的设计值、不计抗震等级调整地震效应的设计值、标准值、极限值的四种复核方法。

4.4 加强多重抗震防线的设置

一旦发生地震灾害,建筑物若多设置一道抗震放线,就能相对降低地震灾害造成的危害性,提高人们获救和逃生的几率。一般来说,在建筑结构的抗震设计中,可以采取多重放线的办法。第一,可以选用具备良好延展性的材料来作为第一道抗震放线。第二,适当选取适宜用作抗震设计的部件来设置其他的抗震放线。之所以设置多重放线,主要目的在于缓解地震的冲击力,最大限度的降低地震灾害的破坏和损失。

4.5 抗震结构体系的选择分析研究

通常情况下,为提高高层建筑结构的抗震性能,减少在地震中的损害,一般都选择不承担重力载荷竖向支撑墙或者填充墙,或者是具有良好延性的抗震墙作为抗震防线的第一种构件。在框架—抗震墙结构体系中,如果抗震墙遭到破坏,在吸收一定的地震能量后,框架就随即起就承担起防震的作用。此类体系结构的设计思路,既保证了抗震性能,同时又具有良好的强度。如果抗震体系单纯的具有良好的强度,但是延性较低,这样的结构在遭遇地震时,很容易受到破坏,反之,如果抗震体系的延性较好,但是强度较低,在遭遇地震作用时,也容易发生损坏。因此,只有具备合理的刚度和强度分配,重点关注可能出现问题的薄弱部位,保证抗震性能,提高高层建筑结构的抗震能力。

5结束语

总之,受地理位置和地震板块活动的影响,我国属于地震多发的国家,历次的地震灾害给人们身心所带来的冲击,仍然使我们记忆犹新。因此在进行建筑设计的时候,建筑设计人员不能够仅仅将目光局限在建筑物的实用性和经济效益上,而是应该将建筑抗震设计纳入到建筑设计工作中来。不仅应该努力提升建筑设计方面的专业知识,还应该重点学习国外发达国家的抗震设计理论和经验,从而全面提升建筑物的抗震水平。

参考文献

[1]陈家伟,石建光.高层建筑结构基于性能的抗震设计研究现状及性能目标设定[C]//第24届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册).2015.

[2]程晓杰,孙俊.平面Y形某超限高层建筑结构抗震性能分析[J].安徽建筑大学学报:自然科学版,2015,23(3):1-5.

论文作者:李军1,朱立新2

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期

论文发表时间:2017/12/4

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

浅议高层建筑结构设计中的隔震减震措施论文_李军1,朱立新2
下载Doc文档

猜你喜欢