摘要:新形势下,由于经济发展以及人们生活的需要,高层建筑逐渐增多。而随着人们对于高层建筑的质量和安全等意识也在逐渐增强,并且由于我国地震灾害的多发,使得高层建筑的抗震结构设计受到了社会各界,尤其是建筑行业的普遍关注和重视。为确保高层建筑在地震灾害发生时,能够有效减少经济损失和人身伤害,建筑行业必须在高层建筑设计中,充分把握抗震结构设计的要点,并将其融入到建筑设计和工程施工过程中。唯有如此,才能使高层建筑的抗震效果符合设计要求,也才能使高层建筑为应对地震灾害而具有足够的抗震能力,为建筑行业的发展做出积极的促进作用。本文探讨了高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计。
关键词:高层建筑;结构抗震;性能处理;设计措施
由于地震的不可预测性以及不可避免性,在进行结构抗震性能设计时,会受到很多未知因素的影响,增加了抗震精确计算的难度。因此,为增加高层建筑结构的抗震性能,不仅仅要依赖于精确定位抗震计算分析,更要重视高层建筑结构的设计方案。因此,在进行设计时,要多采用结构相对规则的体系,综合评定施工场地的地质条件,做好地震设防工作,加强防震措施。
1 影响建筑物抗震效果的因素
1.1 建筑物自身的结构设计
建筑物本身的结构设计是影响建筑物抗震效果的一个重要因素,建筑物想要达到预期的抗震效果,无论是哪一种建筑结构,都需要进行合理的抗震设计,提高其抗震性能,在出现地震灾害的时候,尽可能保证建筑物的稳定。如果建筑物本身的平面布置较为复杂,内部的质心和刚心不能保持一致,在地震出现的时候,很容易进一步加强地震的破坏性,针对这一问题,需要在建筑物的平面结构设计上尽可能的保证质心和刚心保持一致,提高建筑结构的抗震能力。在建筑结构的设计中,尽可能的降低出屋面的建筑部分比例,以免在地震时出现鞭梢影响,同时对于设计的一些不规则建筑结构,需要设计抗震墙。
1.2 建筑结构建造材料和施工过程
建筑的材料和施工过程也是影响建筑物抗震效果的重要因素,不过这一因素很少会受到人们的重视,设计人员在设计过程中,需要明确地震对于建筑物的破坏与建筑物本身的质量成正比,也就是说,在发生地震的时候,建筑物的材料越好,受到地震的影响就越小,而建筑物的材料较差,甚至还会加剧对建筑物的破坏。在建筑物的施工过程中,一般都采用一些隔断类型的构件,利用一些质量较轻的建筑材料,有效提高建筑物的抗震能力。
在进行建筑施工的时候,建筑的结构和所使用的建筑材料会对其质量造成很大的影响。而在实际的施工过程中,只要一个环节有所疏忽,就会对整个建筑的抗震效果造成非常严重的影响。所以,工作人员在具体施工中一定要对施工的全过程加强监管,而且对其建筑材料进行严格的把关,优化建筑结构,从而提高建筑的质量和其抗震效果。
1.3 建筑物所处地质环境情况
在地震中,对建筑物造成破坏的因素有很多,比如岩层的断裂、山体崩塌和地表滑坡等各种地表运动都会对建筑物造成破坏,又或者是海啸、水灾和火灾等次生灾害也会对建筑物造成大量的破坏。建筑物在面对这些破坏的诸多因素中,有些是可以优化的,提高建筑的质量可以进行有效的预防。所以,在对施工地点进行选择的时候首先要对当地的地质情况进行详尽地勘探,然后对地形和地质条件进行分析,从而做到尽量避开不利的地段。
2 高层建筑结构的抗震性能设计措施
2.1 地基的选择分析
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
2.2 合理选择建筑材料
建筑材料的选择直接关系着建筑结构的质量,当选用的建筑材料优质合理时,建筑物结构总体的抗震能力都有一个很好的提升。因此必须对构成建筑物结构的材料进行优选。在材料确定之前,要进行数据调查分析和参数选择。不能单纯的从价格或者是承载能力进行考虑,而是要多方面考虑问题,从整体上对建筑物结构的材料进行选择,从而达到多方位、多层次对建筑材料进行选择和确定的目的,保证建筑的经济性、稳定性、抗震性都保持在一个合理的水平。钢材具有较好的机械性能和力学性能,在正常的使用条件下可以有效的避免因为超载引起的断裂、坍塌等突发事故。同时,因为钢材的塑性和韧性都比较好,且钢结构对动载荷的适应能力很强,使得钢结构能够快速地吸收地震等引起的剧烈的动载荷冲击,从而保证钢结构良好的抗震性能,保护了人民群众的生命财产安全,因此在抗震结构中优先推荐采用钢结构。
2.3 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。
2.4 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。
2.5 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。
2.6 隔震与消能减震设计
在当前的高层建筑抗震结构设计中,通常运用的是以往的抗震结构体系即延性结构体系。这种抗震结构体系是对建筑结构刚度进行的系统性掌控,在有地震发生的时候,会使得整个建筑构件处在一种非弹性状态下,这样会使得其延性得到进一步增加,对地震发生时能量的消耗起到一定的辅助作用,将地震效应产生的影响降到最低,可有效避免建筑物倒塌的发生。除此之外,可采取相应的隔震措施,将高层建筑的动力特性进行科学的更改,这样能降低地震作用于建筑物的力,并且可利用高延性结构将地震效应降到最低。
总之,高层建筑抗震设计是我国高层建筑的重点内容,如何进行抗震设计是一个复杂的过程,抗震设计必须从多个方面和角度出发去设计,才能避免出现高层建筑的抗震设计中的若干问题,使高层建筑达到抗震的标准,更加经济、安全、可靠。
参考文献
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[2]吴鑫旖,曲连宇,曹宇.高层建筑防震技术发展现状及展望[J]. 科技创新导报.2016(05).
论文作者:黄晓宁
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/16
标签:建筑物论文; 建筑结构论文; 高层建筑论文; 结构论文; 建筑论文; 灾害论文; 性能论文; 《基层建设》2017年第24期论文;