关于高层混凝土建筑结构的抗震设计探讨论文_王月娟

关于高层混凝土建筑结构的抗震设计探讨论文_王月娟

中钢石家庄工程设计研究院有限公司 河北石家庄 050021

摘要:我国是一个地震多发的国家,进入 21 世纪的十几年间发生的七级以上的地震就有三起。地震给国家和人民的生命财产造成了严重的损失,而且这种损失需要十几年甚至几十年才可以恢复。高层建筑具有“建筑高、居民多”等特点,在地震中一旦遭受破坏,必将造成严重的生命和财产损失。因此,对于基于抗震考虑的高层建筑结构设计必须予以重视。

关键词:高层混凝土;建筑结构;抗震设计

引言

当前,随着我国社会不断进步,国民经济不断攀升,我国城市中的高层建筑设施数量以及种类越来越多,社会各界也开始将注意力转移到高层建筑设施的结构设计层面上,对其所设定的结构设计要求也越发的严苛起来。高层建筑混凝土结构设计工作比较复杂,在建筑结构的设计工作中,相关的设计人员要以该地域建筑结构的实际要求为基准,调查周边的生态环境和地质情况,在其基础上应用抗震设计理念,不断的完善抗震结构的设计方案,并对地震的主要作用力进行分析,站在全局的角度上分析抗震参数,完成抗震设计任务。

1 高层建筑混凝土结构的抗震设计的现状

1.1高度问题

现阶段,我国很多高层建筑设施的高度都超过了一定的数值范围,特别是超高层建筑设施,其相关的设计人员要始终保持一个极为谨慎的态度,实时的开展专家论证以及模型振动台的实验工作。超高层建筑设施会更易受到地震力和风荷载的影响,使其受力状态和使用形态等方面产生影响。建筑设施高度的提升,会使得其他因素也随之产生变化,严重的还会超过原本建筑设施自身的规范范围标准。目前,我国已经制定了很多的技术流程规章机制,其机制中包含着高层建筑设施混凝土的各类技术要素内容,同时也对其高度进行了较为严苛的规定。但是在实际的施工过程中,很多施工单位就会贪图眼前的蝇头小利,故意减少对应建筑高度的构造措施、降低材料标准,以此来提升自身的经济收益,其整体施工方案的稳妥程度根本得不到保障。

1.2 在进行高层建筑物基

址的选择过程中会有一些建筑工程在未经过考察就直接进行地基的安装。因为现在城市空间越来越小了,建筑商在选择合适的空间的时候往往只考虑到建筑物安排的商业空间,而没有考虑地基选取位置会直接影响高层建筑物的抗震能力和稳定性。除此之外,高层混凝土建筑物还要选择合理的建筑材料,目前来看,我国常见的和最为标准的建筑结构就是钢框架,钢筋混凝土核心筒结构,其变形控制需要以混凝土结构的一些位移限制值为基准。

1.3 结构选型不合理

高层建筑结构选型时首先应注意当地的抗震设防烈度,不能完全按照建筑抗震设计规范上所规定的现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度来设计。如规范规定框架结构在抗震烈度为Ⅷ度时的最大限高是 40m,但是真正在结构设计时,框架结构在高度超过 18m 时结构就已经很不合理了,楼层内最大弹性层间位移角已难以满足规范要求的限值,框架梁柱尺寸及配筋过大,建筑布局受限,经济上也不合理。因此高层建筑在结构选型上应综合多方面因素来考虑。

2 高层建筑混凝土结构设计的抗震设计措施

2.1 高层建筑结构整体抗震性能的技术要点分析

①地基是高层建筑抗震设计的基础,在对地基进行设计时,要确保地基的稳定性,要选用稳定性能较强的地基,以防地基出现变形、下陷的情况,对一些相同结构的单元,必须确保地基的统一性,才能充分发挥地基的抗震性能。②在设计过程中,要确保建筑结构分布的对称性和均匀性,平均分布建筑的承受力,利用对称性来降低地震带来的影响,从而避免由于应力集中而产生的建筑坍塌或扭曲情况。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在对高层建筑整体结构进行设计时,应采用多元化的设计方法来提升抗震性能,例如对容易发生坍塌的地方,应采取相应的加固措施,以降低出现危险的几率。③必须确保高层建筑物结构设计的牢固性,最大限度的减轻建筑物自重,从而降低对地基的压力。如果发生地震,也能缓解地震对高层建筑造成的冲击力,为人员的迅速撤离提供时间,这对于一般震级的地震抵抗效果非常明显。

2.2 根据用地情况合理进行高层混凝土建筑的布局选址

首先,最为重要的就是需要在高层建筑施工之前进行布局和选址的确定,有一些只有商业价值的地方但是地形和地势比较复杂,不适宜建设比较高的建筑物,亦或者选址的土壤结构不适合地基的安排,这都需要进行根据情况而定。对比不同类型的高层建筑物,居住区空间的设计可能会更加复杂,在相关设计之前还需要考虑到楼层的布局,还有人居需要来确定整体高层的空间结构和抗震防线的设计。

2.3 抗震构造的设计措施

设计人员在开展抗震结构的设计工作时,要控制好钢筋混凝土的重量比值,分析该建筑设施的底部柱轴力和建筑设施高度之间的关系,让其维持一个正比的状态。利用多种措施来提升其建筑设施构件的延伸性,确定出其建筑设施的层高状况,采用整体轴压力比的形式来不断的提升其构件自身的延伸性,不能一味的增加截面以拓展其轴压比的数值,那样会使得其结构产生短柱的现象,不能抑制到延伸性的发展。想要防止其建筑设施出现损坏或倒塌的现象,就应当对抗震结构进行合理的构造措施设计处理,不能破坏掉相关结构构件的抗剪性能。依照其建筑设施的梁柱限制的标准要求,控制好其强剪弱弯和剪压比数值。柱子顶端的抗弯能力必须满足规范条件。螺旋复合箍筋的使用可使柱子的抗冲剪能力和短柱抗震性能得到有效提高的优点,在强剪弱弯和强柱弱梁时,短柱不会破坏剪切性。由于地震时建筑的短柱没有发挥抗弯性能时,就会出现显著的剪性破坏,因为建筑的短柱具备的抗剪性能力低于抗弯能力,所以设计过程中要保障短柱承受抗弯的屈服强度。从而使建筑构件的抗震能力和刚度得到加强。将短柱变为长柱能使改良抗弯能力并能使柱子的抗变型能力增高。

2.4抗震支座

根据地震对建筑各部分造成的不同程度影响,在冲击能量最大的位置,或者伸缩梁较大的地方安装抗震支架。一方面承受度建筑本身的载重负荷,且具有良好的竖向抗压力和刚度,不容易变形。但为了延长建筑混凝土结构的自振周期,在水平方向上刚度相对较小,同时减少建筑结构上方的加速度反应。另一方面,为了阻止混凝土结构建筑发生位移,必须施加合适的阻尼器,尽可能延长抗震支架的使用寿命。对此需要设计人员充分掌握抗震支架的各种性能,并掌握各种维修养护方法,有效加强抗震支架的耐久性。

2.5选择符合要求的构件

合适的构件需要根据不同的建筑需要和结构需要进行选择,因为,不同的建筑物的抗震结构设计不同,像居住区高层建筑楼层比较高,对于建筑物的稳定性和抗震能力要求更高,而且,底层仍然是居住空间,另外,底部不能像商业高层建筑设置一定的外围稳定性墙体进行支撑,而需要留出预留的空间给车辆通行。这就需要墙体直接落地,整个底层轴线层的结构需要有一个整体的稳定性。

结语

高层混凝土建筑抗震结构设计已经取得了不错的进步,虽然存在一定的问题,但是,根据抗震防线的设计等实验,可以根据不同地区不同受力情况进行合理的抗震结构设计,尽可能根据情况设计合理的抗震防线,保证高层建筑混凝土材料和结构以及构件的安排符合高层稳定性的抗震能力,以及减少安全隐患,保证高层混凝土建筑的质量。

参考文献:

[1]高 源.浅谈高层建筑抗震及基础隔震技术[J].居舍,2018(35):73.

[2]张志强,贾洪亮.高层建筑混凝土结构设计分析[J].工程建设与设计,2018(23):21~22.

[3]刘 宇.刍议建筑工程结构设计要点[J].建材与装饰,2018(48):94~95.

论文作者:王月娟

论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期

论文发表时间:2019/4/25

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