住宅高层建筑结构抗震的优化设计论文_王兆

住宅高层建筑结构抗震的优化设计论文_王兆

大同市规划设计院 山西大同 037006

摘要:新形势下,由于经济发展以及人们生活的需要,住宅高层建筑逐渐增多。而随着人们对于住宅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,使得住宅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。本文对住宅高层建筑结构抗震的设计措施进行了探讨。

关键词:住宅高层;建筑结构;抗震;设计;措施

1 住宅高层建筑抗震结构设计原则

一是整体性原则。大家都知道,住宅高层建筑的楼盖对于其结构的整体性占据着不可或缺的位置,楼盖就类似于一个横向的水平隔板,将惯性力聚集起来,并向各个竖向抗侧力的子结构传递,尤其是当这些子结构的布置不均匀或过于复杂时,楼盖则可以很好地将这些抗侧力子结构组织起来,然后进行协同合作,来承受地震的作用;二是简单性原则。住宅高层建筑结构设计的简单性主要是指在地震的作用下,要具有极其明确清晰的直接传力方式,在相关的规范中对于结构体系也是有着明确的要求,即结构体系要有明确的计算简图以及合理的地震作用传递途径,换句话说就是,只有住宅高层建筑结构的设计足够简单,才能够分析出结构的计算模型、内力以及位移,从而促使住宅高层建筑结构抗震性能得到真实性的可靠预测。

2 住宅高层建筑结构设计中抗震设计的措施

2.1合理的选择建筑场地

当建筑环境存在相对大的产生严重地震灾害的潜在威胁时,建筑的抗震功能也要有所提升。依据抗震功能的评价结果,需要对建筑实施必然的抗震预防。在建的建设中,选取准确的施工场地可以有效地把建筑的抗震功能提高,保证建筑的安全性与稳定性。当建筑在土质相对疏松、频发地震的区域实施建设时,要合理地提高防震性能的设置,避免建筑发生沉降、倾斜等情况,影响住户和有关人员的生命财产安全。

2.2 建筑结构的规则性

为了确保建筑的可靠性和其所承载的力量的分布平均,在实施建筑构造设计过程中,务必要尽量确保建筑构造的规则性,而且也要让抗侧力构造尽量确保简单化。在选取建筑构造平面布置图形时,要选取相对规整的图形,于只有规则的图形,才可以让建筑在面对地震产生时所带来的承载力的平均分布。对于小规则的建筑构造平面,要尽量预防,由于小规则的建筑平面容易导致建筑构造质心和钢心间的交错,这样的建筑在面对地震时,容易形成钢心距离相对大,刚性小足,最后建筑将会面对倒塌的危险。

2.3 选取合理平面和立面布置

在建筑物的构造设计的经过当中,建筑结构在现实设计经过中的结构设计刚度与建筑结构设计的抗震能力中,在建筑物遭受水平地震作用的状况之下,建筑物结构设计要是双向的,在设计师实施建筑结构设计抗震的构造布置上,建筑结构要能能够抵抗所有方向的地震。在建筑设计范围中,设计师在建筑构造设计经过中所说的在建筑结构设计上的简单性,它是对在地震时结构所具备明确与直接传力形式。建筑师在现实建筑结构设计的经过当中对于建筑构造整体性的掌握和建筑结构在设计经过中的协调性与统一性。

2.4结构选型与结构布置

在建筑结构的选择上,有必要结合建筑的使用功能、地形、基础、建筑技术、材料、经济条件、强度等因素来考虑。要想提高建筑的抗震性能,必须满足建筑结构的良好延伸,构件的连续性和整体性较好,能充分发挥建筑材料的强度。在建筑结构的布局中,也要根据构件的分布力、均匀性、竖向刚度和强度变化等因素来考虑,必须对构件的薄弱部位进行加固设计,避免房屋重心过高。

2.5 刚度、承载力与延性的匹配

钢筋混凝土剪力墙系统的特征为抗侧移刚度大,自振周期相对短,地震作用相对大。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果增加墙厚与数量、横墙间距减小,则增加刚度,但加大地震反应,剪力墙也许会由于承载力不足而破坏。建筑并不是越刚越好,二者要互相匹配。框架- 剪力墙系统的自振周期的大小决定于抗震墙的数量。框架系统的特征为抗侧移刚度小,水平侧移大,构造周期相对长,地震反应也小。因为水平侧移大,增大效应并随高度增加而累积,会导致承载力不足而破坏。刚度和延性对于有框架与抗震墙或由框架与支撑组成的双重系统中;框架刚度小,承担的地震剪力小,而弹性极限变形大;墙体或竖向支承刚度大,承担的地震剪力大,而弹性极限变形小。

2.6 隔震与消能减震设计

在当前的住宅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,将住宅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。

2.7多重抗震防线的设置

通过设置多重抗震防线,能够有效的提高建筑的抗震性能。在进行建筑结构抗震设计时,应该选择具有良好延展性的构件作为第一道抗震防线,同时设置其它的抗震防线,形成完整的抗震防线体系,当第一道抗震防线破坏之后,其他抗震防线发挥作用,以便于提高建筑的整体抗震性能,为人们的生命和财产安全提供可靠的保障。

2.8建筑结构参数计算工作

建筑结构参数设计对于提高建筑的整体抗震性能具有至关重要的影响,设计人员在进行建筑结构设计过程中应该对建筑结构需要承受的作用力进行明确、清晰的计算,同时完成对不同建筑结构类型在地震冲击力作用下需要具备的荷载作用承受参数的计算工作,模拟地震灾害发生过程中的建筑结构抗震模型,采用计算机技术对建筑结构的各参数进行计算,保证建筑结构设计与施工过程中各种受力参数的科学性和合理性,能够显著的提高建筑结构的整体抗震性能。

2.9屋顶的抗震设计

屋顶和墙体作为建筑工程中的基础结构,对建筑整体的抗震性起到一定的作用。一般而言,在建筑工程的设计中,人们会比较注重对建筑整体重量的要求,因为建筑构件的重量越轻就对建筑的抗震性能有更好的保护,在地震的时候受到的损失就越少。因此在建筑工程的设计中,我们要注意对各部件的轻型设计,所以设计时应该对墙体的结构材质做出明确规定,在屋盖的建筑上,应该尽量减少高度,增加牢固性并使用质量较轻的材料,

3 抗震结构设计注意事项

住宅高层建筑已经成为当前建筑工程发展的主要趋势,这种建筑方式得到优势就是可以节省更多的土地资源,提高土地的利用率,但是在实际的使用过程中,住宅高层建筑由于承载了较大的压力,并且具有很高的建设高度容易受到外部环境的影响。同时我国大部分地区都处在地震多发带上,对建筑工程的安全与稳定性产生了严重的威胁。因此我们要重视对住宅高层建筑整体以及各部件的抗震的设计。首先,我们需要注重建筑整体结构的合理性,一定要注意建筑自身结构排列衔接的均衡性。在这个过程中还要注重对建筑内部各项设施的合理分配,保障建筑整体的平衡性,为建筑的抗震性提供更为可靠的基础。

结语

总之而言,住宅高层建筑抗震设计是我国住宅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,才能避免出现住宅高层建筑的抗震设计中的若干问题,使住宅高层建筑达到抗震的标准,更加经济、安全、可靠。

参考文献:

[1] 桑小胜. 关于建筑结构抗震相关问题的思考[J]. 经营管理者. 2015(30)

[2]廖小锋. 建筑结构隔震与减震设计问题之研究探讨[J]. 山东工业技术. 2016(01)

论文作者:王兆

论文发表刊物:《防护工程》2017年第9期

论文发表时间:2017/9/1

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