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摘要:由于我国人口不断增加,使得对居住建筑需求量也随之不断加大,而在我国建筑用地问题日渐严峻的情况下,促使超限高层建筑为满足人口居住问题而不断涌现。但目前,我国部分地方超限高层建筑在抗震设计及审查方面的水平仍然较低,因此应加强对该类建筑抗震设计技术要点及审查措施的讨论,从而促使超限高层建筑建设水平及其安全性能不断提升。本文就超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题进行了探讨。
关键词:超限高层建筑;抗震设计;若干问题
1引言
在我国建筑用地面积日益减少的形式下,使得超限高层建筑不断涌现。超限高层建筑主要是指超过国家现行规范、规程规定限制要求的高层建筑,其层数及高度没有统一定数,因此在抗震设计方面应加强设计研究,以确保该类建筑物的使用安全。
2超限高层建筑结构类型
2.1框架一剪力墙结构
其不仅有框架结构的布置灵活和延性好,也具有剪力墙结构的大刚度和高承载力的特点。框架结构的侧向位移为剪切型,其层间的相对位移下大而上小,而剪力墙结构的侧向位移则为弯曲型,它的层间相对位移则为下小而上大。并通过楼层梁板将两者连在一起,从而使得框架和剪力墙协同受力,一同进行工作。所以,在结构的底部框架的侧移变小,那么在结构上部剪力墙的侧移就变小,其侧移的曲线包含了2种结构的特点,是弯剪型。
2.2框架-核心筒体结构
核心筒是通过利用电梯井和楼梯间以及管道井等的墙体,来围成一个封闭的实腹筒体,且框架部分是以核心筒作为中心来向外进行布置,其外框架的柱间距可达到9-10m,因此,其有空间大而灵活,立面可选性较强以及采光好等优点,是商务建筑和高层公共建筑的理想选择。其封闭的实腹筒体整体性,让其具有非常优异的抗弯与抗扭刚度,可建造的高度达40-50层。且当设有伸臂时,其外框架的抗倾覆矩就会得到增大,从而使其结构的抗侧刚度得以增大,从而减少结构的侧移,这样其建造的高度则可达60-100层。
3超限高层结构进行抗震设计的总体要求
平常所讲的“三水准、两阶段”的抗震设防要求,指的就是建筑设计抗震结构中的总体抗震设防要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所谓的“三个水准指”的就是:第一水准—“小震不倒”:指的是在遇到小地震之后,就算建筑物受到较小程度的损伤,不需要进行任何的维修,仍然可以正常使用的情况,这种情况就是我们平常所说的“小震不倒”;第二水准—“中震不修”:指的是在该地区遇到的地震与我们该地区规定的抗震等级和防震强度相当时,该建筑受到一定程度的破坏,但是不危机人民的生命、财产安全,建筑设备、生产设备的安全,经过一般的修理或者是不经过任何的修理,仍然可以正常使用的情况,这就是我们平常所说的“中震不修”;第三水准—“大震不倒”:在该地区遇到的地震高于本地区抗震最高等级时,所建造建筑不会因此而倒塌,受到严重损伤,而危及人民财产、生命安全,这就是通常所讲的“大震不倒”的原则。但是针对于超限高层的建筑来讲,其基本特点是:工程造价比较高,涉及的人员比较多,建筑的总面积比较大。对于这类建筑而言,在遇到地震之后产生的影响和破坏力是特别大的。所以,在超限高结构的设计前期,我们必须根据当地实际的地理环境情况,综合性的考虑设计师、专家和业主的建议,进行该结构的定量、设计,还应该把握好该结构的安全性能和经济型平衡。相关资料显示,超限高结构的受力情况基本上是这样的,该结构边缘竖向的受力构件承担了该建筑的大部分倾覆弯矩力,其承受方式和形式为轴向受力。在使用中,遇到地震强度小于该地区的规定抗震等级和防震强度时,该建筑的边缘受力构件就会处于压弯、变形的状态;遇到的地震强度大于该地区的规定抗震等级和防震强度时,该建筑的边缘受力构件就会处于拉弯的状态,长期处于这种拉弯状态之下,会导致该结构的混凝土刚性及承载能力大大下降,从而导致该建筑整体的稳定性和安全性大大下降,影响正常使用。针对以上的结构来讲,必须对该结构的承重构件进行复核,检验。
4超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题
4.1设计资料不足影响抗震设计
目前在我国房产行业,由于部分房地产开发人员盲目追求房产开发利润,在房产开发建设过程中没有对项目周边自然环境及地理环境和市场环境等进行充分的市场调研分析,因此在超限高层建筑工程施工过程中才发觉建筑材料稀缺,使建筑材料不能满足抗震设计的需求,因此只能选用其它相似材料代替,由于材料间存在较大差别,严重影响了防震设计效果,使超限高层建筑工程安全缺乏保障,影响了建筑工程的质量。
4.2建筑形状不规则给设计增加难度
由于超限高层建筑工程具有外形设计独特、平面结构和纵面结构不规则的特征,在抗震设计时,不规则的超限高层建筑形状给设计施工人员带来较大的难度。同时增加了施工过程中的安全问题,由于平面、纵面结构的不规则,很大程度上影响了超限高层建筑工程的稳定性,使抗震设计时设计人员无法掌握平衡的抗震点,更难找出抗震中超限高层建筑工程的关键抗震部位。因此建筑形状的不规则给抗震设计增加了难度,使抗震设计的有效性得不到保障。
5解决超限高层建筑工程抗震设计问题的对策
5.1确保设计材料充足,保证设计完整
在超限高层建筑工程抗震设计中,超限高层建筑开发方应充分了解当地的自然环境及建材市场情况,确保设计材料齐全,满足抗震设计施工的需求。如果当地缺乏抗震施工材料,开发商应想办法在其他材料市场寻找质量过关,与设计材料相吻合的替代材料,不能为眼前短浅的利益所驱使。以保证抗震设计的质量,为居民提供安全可靠地居住、生活环境,为房产开发市场的稳定发展打下良好的基础。
5.2完善设计方案,确保抗震效果最佳
超限高层建筑具有较复杂多样化的外形特点,因此在超限高层建筑工程抗震设计时,应考虑完善设计方案的方法来降低由于超限高层建筑工程的特殊性给抗震设计增加的难度。完善抗震设计方案就要根据超限高层建筑的结构特征和外形特点对抗震方案不断的进行分析、修改,使方案更加吻合超限高层建筑工程的特点。此外在抗震设计中应集中抗震设计人才对抗震设计方案进行多种方案的分析研究,从众多优秀方案中找出更加优秀的设计方案,通过完善抗震设计方案达到最佳的抗震效果。
5.3超限设计方法
超高层建筑超限设计方法主要包含以下几种:①采用明确清晰的抗侧力以及竖向结构体系,满足多道设防和刚度的抗震要求;②要制定对称布置和立体变化均匀、整体性能优越的结构方案,限制结构规则性,控制楼层突变程度,避免扭转过大,减少薄弱层;③提高抗震标准和设计标准,严格遵照施工要求;④明确设计要求、构件性能水准、结构性能目标,采用弹性分析方法,确认结构的薄弱环节;⑤协调多道防线之间的刚度比例,保证各个体系的作用;⑥局部加强,针对比较薄弱的部分,优先使用高性能的建筑材料,提高它的承载力。
6结束语
超限高层建筑工程中的抗震设计尤为重要,因此应根据抗震设计中存在的问题,找出相应的解决对策,以保证超限高层建筑工程抗震效果最佳,保证超限高层建筑的稳定和安全性,使城市居民的生活得到安全保障,为我国建筑行业的稳定发展提供依据。
参考文献:
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[2]黄志华,吕西林.上海市超限高层建筑工程的若干问题研究[J].结构工程师.2007(05)
[3]吕西林,龚治国.某复杂高层建筑结构弹塑性时程分析及抗震性能评估[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版).2006(05)
[4]超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点[J].岩土工程界.2003(10)
论文作者:杨华
论文发表刊物:《基层建设》2016年19期
论文发表时间:2016/11/29
标签:结构论文; 高层论文; 建筑工程论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 刚度论文; 设计方案论文; 《基层建设》2016年19期论文;