高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计论文_赵志超,吕娜

高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计论文_赵志超,吕娜

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摘要:地震灾害对我国来说并不陌生,1976年的唐山大地震和 2008 年 的汶川大地震,都带来了巨大的危害,至今使人们仍然记忆犹新。地震灾害的发生是随机的,我们仅仅能够对其进行预测,却无法对其进行有效阻止。即便如此,我们也可以采取一定的措施,尽量降低地震灾害所带来的巨大危害。因此抗震设计日渐受到设计工程师的青睐。但是抗震设计在我国建筑结构设计中依然存在一些问题,使得我们亟待提升抗震设计水平,确保民众的生命安全。

关键词:高层建筑;结构抗震;设计

1 高层建筑结构分析和设计特点

1.1 水平荷载

建筑必须承受垂直荷载和风产生的水平荷载,必须具备较强的能力来抵抗地震的侵袭。在低楼层的建筑结构中,因水平荷载产生的内在动力和位置移动相对较小,对建筑建构的影响不大,主要是以重力为代表的竖向荷载控制着建筑结构的设计。而在高楼层的建筑中,是水平荷载对建筑结构起决定性作用,尽管竖向荷载对结构设计会产生重要的影响,但相对于水平荷载来说,影响较小。

1.2 轴向变形

由于轴力项相对于弯矩项来说,产生的影响不是很大,施工单位只关注和考虑弯矩项。但是对高楼层建筑结构进行分析所要考虑的因素就不太一样了,需充分考虑到高层建筑的层数、高度值、轴力值等相关因素。随着高度的不断增加,轴力变形也会变得特别明显,当轴向的变形达到一定的程度,会将高层建筑的结构内力数值和分布都改变。

1.3 建筑侧移

楼层的增加,在结构侧向变形速度在水平荷载的作用下也会不断的增大。高层建筑设计时,需要保证足够的结构强度,在应对风荷载产生的内力作用时,才能产生足够大的力量去抵御。为了能够将水平荷载作用下产生的侧移距离控制在一定的限度之内,就必须拥有足够的抗侧刚度能力,才能较好的保障居住和工作的环境。

2 高层建筑结构的抗震性能分析

2.1 高层建筑物的钢结构分析研究

在大型的高层建筑中,钢结构是使用最多的一种结构。钢结构具有非常显著 的特点,即具有较高的强度,但是同时质量又非常轻,同时具有较高的柔韧性。 因此,即使需要承受的载荷很大时,也能通过大变形来释放能量。虽然钢结构具 有较高的抗震性,但是也有不足之处,就是成本相对较高。因此,在一些小型工 程中,钢结构的使用不是很广泛。

2.2 框架结构的抗震性能分析

框架结构是很多高层建筑结构普遍使用的一种结构,空间分隔灵活,自重轻,有利于抗震,节省材料具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需 要较大空间的高层建筑结构,在原材料的用量上也很节省,在较大空间结构的建筑 物的施工中应用很广泛。框架结构设计具有良好的抗震效果,而且可以根据不同的需要,把梁或柱浇筑成各种需要的截面形状。框架结构和剪力墙结构具有一些相同的特点。因此,在具体的施工过程中,二者常常结合在一起使用,形成了独特的框架—剪力墙结构,在保证抗震性能的同时,也能保证一定的使用空间。

2.3 砖混结构的抗震性能分析研究

砖混结构多常见于农村的房屋建造,在现代城市中,除楼梯、阳台等一些附属设施的建造中,其它的高层建筑结构已经很少使用砖混结构。和框架结构有所不同,砖混结构的承重结构不是梁、板、柱,而是楼板和墙体。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构,承重墙体不能有改动,房屋格局的布置没有灵活性,因此,砖混结构在现代建筑中的应用远不如前述三种结构广泛。

3 建筑结构设计中抗震设计存在问题

3.1抗震设计认识不到位。伴随着社会的进一步发展,建筑行业获得了前所未有的发展机遇。然而在进行建筑设计的时候,建筑设计人员更加关注的是建筑物的实用性,而对于建筑的抗震设计关注的相对较少。即便对于抗震设计有一定的认识,但是并无实质性的提高。只有发生地震灾害后,人们才开始关注抗震设计问题。因此提升抗震水平的首要任务是提升建筑设计人员的抗震设计意识。

3.2 抗震设计的结构不合理。在建筑结构设计的过程中,部分设计人员开始关注抗震设计。然而由于某些原因,使得抗震设计的结构并不合乎实际,甚至偏离了建筑设计,不仅导致出现浪费现象,也使得抗震效果难以达成。

4 建筑结构设计中抗震设计的有效措施

建筑物的抗震性能若不佳,将会直接危及到人们的生命财产安全,同时也会波及到周边的建筑和设施。因此加强建筑结构的抗震设计势在必行。

4.1 慎重选择建筑场地。进行抗震设计的时候,需要对建筑场地进行慎重的选择。科学选择建筑场地,将会有效提升建筑物的抗震能力,降低地震灾害的影响。通常来说,在地震发生的时候,都会伴随着一定的地质活动。所以宜选取较为平坦开阔的场地进行房屋建筑。而尽量避免在地质活跃地带建筑房屋。同时,土质若过于疏松,也不利于房屋建筑。因此需要加强对建筑地区土质的分析力度,最好选取密实度较大,土质较硬且均匀的地带进行房屋建筑,从而全面提升建筑结构的稳定性。

4.2 慎重选择建筑结构。建筑结构对于抗震设计的影响是不言而喻的。为全面提升建筑物的稳定性,需要合理进行建筑结构设计。在进行建筑结构抗震设计的时候,需要重点把关以下要点: 第一,建筑结构的载重范围。为确保达到建筑物稳定安全的终极目标,需要在建筑结构抗震设计中,严格把关建筑的赘余度问题以及建筑材料的材质是否变形的问题,从而确保建筑物的稳定性。第二,建筑结构的平面设置。进行建筑结构的抗震设计,需要重点把关建筑的平立面设计问题。 需要严格把关各项数据,确保提升数据的精准度,进而优化布局平立面; 第三,建筑结构材料的强度和硬度。建筑结构的抗震性能还直接受到建筑材料的强硬度的影响。若建筑材料的强度不足,则建筑结构极为容易出现突变现象,进而降低了建筑物的抗震能力。因此为确保建 筑结构的抗震能力达标,必须重点做好建筑结构的选择工作。

4.3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。科学布局减少地震能量为尽量降低地震灾害带来的巨大危害,应该适当降低地震的能量。

5 抗震方法分析研究

在进行建筑结构设计的时候,最常用也是最简单的做法就是底部剪力法,依据地质反应谱理论,以工程结构底部的总地震剪力和等效单质点的水平地质作用力相等,来确定结构的总地震作用力的方法。如果建筑结构的体系较为复杂,通常需要选取振型分解反应谱法,也可以称之为规范法,其核心依据在于振型叠加原理,利用一定的方式进行叠加,从而获取总的地震作用力。若建筑结构的空间特别的不规则,则采用上述两种方法均不能凑效,则应该采取弹性时程的分析方法。

6 结束语

总而言之,地震的发生严重阻碍我国社会和经济的发展。因此,在高层建筑建设过程中,加强建筑结构设计中的抗震设计是十分必要的,其能提早预防及减少地震灾难带来的损失,保证人们的生命财产安全,间接助推我国社会和经济稳定的、有序的发展,这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。

参考文献:

[1]许勇俊.浅谈超限高层建筑结构基于性能抗震设计[J].建筑知识,1-2.

[2]李文建.超限高层建筑工程抗震设计与实践[D].华南理工大学,2013.

论文作者:赵志超,吕娜

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第22期

论文发表时间:2018/1/3

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