高层建筑抗震结构设计论文_佘鹏程

高层建筑抗震结构设计论文_佘鹏程

广东城协建筑规划设计院有限公司东莞分公司

摘要:强烈的地震导致建筑物损坏和坍塌现象比较严重,经常会造成大量的人员伤亡和财产损失。随着建筑行业的发展土地资源紧张,高层建筑以自身独特的优越性在城市建设中得到了广泛的应用,这方面的原因使得高层建筑的抗震设计变得越来越重要。得出抗震设计注意事项和相关方法。

关键词:高层建筑;抗震结构

高层建筑容易受到地震等自然灾害的影响。地震具有多样性和随机性,主要是作用于建筑设施符合具有循环性,在高层建筑抗震设计研究中,仅仅是依据微观力学而不充分的考虑抗震设计方法研究并不是十分成熟。很难在结构上提高高层建筑的抗震能力,降低在遭遇地震时经济损失和人力损失,因此,高层建筑结构抗震设计具有急需性。

一、地震对高层建筑的作用和特点

(一)高层建筑构件形式

地震对高层建筑构件方面的主要作用是表现在高层建筑框架柱,大多数时候地震对于板和梁的破坏程度轻于柱。地震作用经常在多肢剪力墙的窗下引起交叉火灾斜向的裂缝。对柱以及核心混凝土作用并不是十分明显,钢筋混凝土框架结构也会受到损害。

(二)高层建筑结构体系

地震对于高层建筑结构体系的影响是比较大的,主要是对钢筋混凝土柱和板体高层建筑的影响较大,地震会导致高层建筑发挥的扭力梁发生变形。高层建筑会导致墙体发生外墙框架在窗洞短柱剪切现象严重。

(三)高层建筑地基

地基是高层建筑物的基础,因此,受到地震的影响是十分巨大的。如果地基自振周期以及高层建筑结构基本周期和相同或者相近,地震的主要作用是因为共振效应的逐渐增加。高层建筑在危险的活动以及地形区域就会容易导致高层建筑因为地基而受到破坏。地基处地质不均匀,在地震的作用下容易导致上部结构以及倾斜出现坍塌的现象发生。高层建筑地基处有比较厚的软土冲击,地震作用对于高层建筑的损害会逐渐加大。

(四)高层建筑刚度分布

地震对高层建筑刚度分布也产生作用,地震的主要作用就是能更使得建筑物发生扭转震动,因此,地震对建筑物的损害是比较严重,对于矩形平面的高层建筑结构如果该建筑抗侧力构建布置存在偏心的情况那么就会使得建筑结构发生扭转或者震动。

二、高层建筑抗震设计原则

结构构件要具有承载力、稳定性等方面的性能。结构构件首先要遵守强柱弱梁、强节点弱的构件。对可能造成构结构破坏的薄弱部位要采取措施来提高抗震能力。承载竖向荷载主要构件不宜作为主要耗能构件。

在设计构造上要有多道抗震防线,抗震结构体系是由若干个延性较好的分体组成,并且延性较好结构构件协同共同工作。在地震之后大多数的情况下会出现余震,如果只有一道防线就会在第一次破坏后再一次遭受到余震,将损耗积累导致坍塌。抗震结构体系可以最大可能数量内,要有意识的建立一系列分布屈服区,主是耗能构件要有比较高的延性和刚度,这样可以提高结构抗震性能,可以避免大震时出现倒塌。要适当的对结构构件强弱关系进行处理,同一楼层内宜使主要耗能构件屈服以后,自身的抗侧力构建依然是处于弹性阶段,使得屈服保持较长阶段,保证结构延性和抗倒塌能力。在抗震结构设计中某一部分结构设计是比较强,可能会造成结构以及其他部位薄弱的现象发生,因此在设计中不合理的要加强在施工中以大代小改变抗侧力构建配筋的做法,这些因素都是需要谨慎的考虑。

对于可能出现薄弱的部位首先要采取有效的措施来提高抗震能力,在构建强烈地震不存在强度安全储备中。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆要防止在局部上加强或者是忽视整个结构的刚度,承载力的协同。在抗震设计中要有意识有目的的控制薄弱层,这也是提高抗震性能的有效手段。

三、抗震方法设计

(一)反应谱法

反应谱法是抗震设计的主要方法,抗震谱法在建筑设计工作中依据建筑物自振特性资料,主要的在分析强震记录的基础上提出了地震反应理论,这对于建筑抗震设计是有着重要的现实意义。在最近几年,我国高层抗震设计已经取得了重要的进步,逐渐形成了科学合理同时又广泛采用的抗震方法。大部分抗震结构以及抗震设计规范都是根据结构能力以及反应谱理论建立起来。

这样的抗震结构设计原理主要是根据地震烈度、高层建筑场地类别设计来进行判断的,同时根据相关信息选用具有一定规模的地震地面进行记录,这些地震地面运动加速度几份,然后求解运动方程,最终就是计算出在莫伊地震中建筑的加速度以及位移相应,进行抗震设计。高层建筑地震地面运动方程自身是一个独立的系统化的体系,在计算地震的各个时刻以及高层建筑结构反应是需要用到数值方法就可以求解实现。

(二)静力弹塑性法

主要是计算现有的设计方案,对抗震能力进行估算。具体的方法主要有:根据建筑具体情况在建筑设施上加某种具有特殊分布的水平力。在这个基础上逐渐增加水平力,使得建筑结构各个构建在水平力的作用下进入塑性,可以调整水平力的分布情况,知道建筑设施各个结构全部达到位移超限。

四、高层建筑结构抗震设计优化措施

(一)重视建筑场地选择

不同条件的地质上的建筑设施破坏作用具有比较明显差异,在施工做好地基地质勘查工作首先要做的就是要保证建筑场地有利于建筑设施抗震,对于不利于场地应该避开或者采取有效的措施进行处理。按照建筑场地地基地质的特点以及受地震破坏作用的强弱进行分类,要根据建筑场地的实际情况采用比较合理的抗震措施,要根据地基地质抗震设防类别选择和加强上部结构整体性刚度措施,或者消除地基液化沉降现象。

(二)科学运用建筑材料

高层建筑在材料使用方面要尽量合理,这样有利于提高高层建筑的性能,从抗震的角度来分析,对建筑物工程材料进行论述,选择符合高层需求的材料,在高层建筑抗震性能的同时也是要考虑材料自身的经济性,这样可以有效提高工程的经济效益。

(三)合理设计抗震结构

在高层建筑的抗震设计中,建筑延性设计会带来多方面的问题,最主要的问题就是荷载,在建筑形变或者相对脆弱的问题。建筑延性设计主要是包括两方面,对建筑构造的设计方法和对建筑组成的设计。在具体延性设计处理中,要通过位移等指标来实现。为了提高建筑混凝土结构设计的极限以及应变能力,需要在塑性铰区配置定量的约束箍筋,主要的目的是可以更好的加大建筑构件的延性能力。

结论

在现代建筑行业快速发展的今天,我国建筑行业已经取得了快速的发展。随着高层结构和高度越来越复杂,高层建筑结构的抗震设计也是越来越重要。高层建筑抗震结构的设计方法和设计理念也在不断的进步,因此,我们要运用法治的眼光来看待问题,要根据高层建筑的实际情况来选择科学合理的抗震结构设计,为我国高层建筑发展做出自己的贡献。

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论文作者:佘鹏程

论文发表刊物:《基层建设》2016年11期

论文发表时间:2016/8/5

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