摘要:高层建筑是新时代将筑工程行业的主要发展方向之一,而要想打造质量更高的高层建筑,必须过抗震设计这一关,对建筑进行全方位的建筑设计是抗震设计的总要求。惟有如此,才能在自然灾害发生的时候保护生命,减少损失,真正让人民群众享受到现代化城市所带来的幸福生活。aa
关键词:高层建筑;抗震设计;应用
1高层建筑抗震设计的重要性
众所周知,我国地震的发生非常频繁,因为在地理位置上处在世界上两个大的地震带上:环太平洋地震带以及欧亚地震带两者的交汇处,地震活动性是非常明显的。而且我国大陆的地震震源一般都比较浅,所以地震的破坏力较强,容易对人们的生命和财产造成严重破坏。根据相关文献的结论,虽然我国的地震频发,但灾害有一定的周期性。从目前研究来看,我国正处于地震的高发期,而且极有可能会维持一段很长时间,预计到下个世纪初,那么提前做好预防最有效的措施就是必须加强建筑物尤其是高层建筑的抗震能力。
实际上,我国的相关法律法规以及一些文件规定都对建筑物的高度做出了具体而明确的要要求和规定,但是依然有很多开发商为了利润不惜违规建造高层建筑,留下了严重的安全隐患。可想而知,这些“超高”建筑的抗震能力严重不达标,给业主的生命财产造成了极大的威胁。在高层建筑抗震材料的研究上,我国还相对西方发达国家而言较为落后,主要表现在:开发商在一些地震频发区开发建设的高层建筑依旧采用钢筋混凝土的结构,而这种结构稳定性差,在抗震等安全防护性上远远比不上钢架结构。从而造成了高层建筑在抗震中的极大隐患,极大减弱了高层建筑的防震和抗震的能力。我国严重缺乏抗震设计领域的专业人才,在国际学术界竞争力严重不足。我国大部分关于高层建筑抗震性能的规定和标准都是几十年前的“老规定”,对于目前的高层建筑已经渐渐地不再适用,抗震要求的级别和高层建筑的高度不成比例,很难满足实际需要。因此,亟需国家主管部门制定出高层建筑抗震有关规章制度或政策,提高对高层建筑抗震设计的重要性认识,明确高层建筑抗震设计的标准。综上所述,对于高层建筑抗震设计的研究具有很强的工程意义、科研意义、现实意义。
2抗震设计基本原则
2.1科学化选取地基和场地空间
对于高层建筑来讲,地基的选取是整个抗震环节的第一步。一般在设计时,要选取抗震性能较高的场地进行施工建设,图层避免岩石较多、硬度较大的区域,同时为承重也不应采用黏土较多的土壤以防止地基沉降过多。
2.2标准化设计高层建筑抗震架构
抗震设计中的重要组成部分包括选取合适类型的架构,在设计的工作中注重抗震安全指标和经济性指标。那么设计师在设计架构时,要想尽办法保持架构的强度、架构的刚度、架构的变形能力等要素之间的协调,这是非常重要的。
2.3合理化做好平面设计
在高层建筑抗震设计中,前期的平面设计质量好坏,对于以后高层建筑是否有强的抗震能力至关重要。因此设计师在前期设计中,一定要解决好建筑结构整体的刚度、质量问题。同时,建筑平面布置设计中要借结构抗侧立部件分布的合理性依据,进行相关辅助条件接连创设,以达到事倍功半的效果。
3高层建筑结构抗震设计
在上述抗震设计原则的基础上展开相应的抗震设计,能够有效提高高层建筑结构的抗震性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际情况中,可以从以下几方面来展开高层建筑结构的抗震设计:
3.1场地与基础的选择和设计
场地与基础部分是抗震设计的基础环节,很多地震造成建筑的破坏都是由场地和基础而引起的。在场地的选择方面,应当要尽量避开容易断裂的地带和土质不利的地带,如:软弱土地带、断层破碎带、半挖半填地基等,若是避免不了要在不利地带展开建筑,那么需要对地基基础进行加固处理,常见的地基加固处理技术有强夯法、换土垫层法、深层挤密法等。由此可见,对高层建筑进行结构抗震设计的过程中,应当要对场地进行合理选择,并对地基进行适当处理,保证同一个体系在相同性质的地基上,保证同一个建筑使用一种基础,并保证地基基础与建筑结构之间的紧密性和相互作用。
3.2抗震结构体系的设计
①高层建筑结构的抗震体系与其他类型建筑有所不同,除了常规结构布局外,还要考虑其规则性与对称性,避免出现扭转的情况导致失衡。因此,应当要保证建筑的竖向结构有规则均匀变化,从上至下刚度逐渐减小,若是建筑发生不规则扭曲,那么需要通过抗震措施来加强薄弱环节,提高建筑的抗震性能。②为了提高高层建筑结构的抗震性能,需要设置多道抗震防线。从受力情况上来分析,高层建筑结构的抗侧刚度可以分为两种情况,一种是内外结构协调作用共同承担,相互补充,外部结构承担大部分的倾覆弯矩和小部分的剪力作用,而内部则承担大部分的剪力和小部分的倾覆弯矩;而另一种则是外部结构非常强大,承担大部分的倾覆弯矩和建立,内部结构则承担了较小的部分。由此可见,当建筑的第一道屏障遭到破坏时,第二道防线能够起到一定的保护作用。比如:在框架剪力墙体系中,抗震墙作为第一道防线,框架则作为第二道防线,起到良好的抗震保护作用,框架-剪力墙结构,其承重体系为墙体和框架共同承担竖向和水平方向的作用力,多用于高层建筑。③薄弱层是抗震设计中需要重点关注的环节,由于建筑材料、刚度以及变形能力等方面的影响,建筑会出现抗震薄弱环节,若是地震来袭,那么这些薄弱环节会率先“屈服”,导致建筑坍塌。需要注意的是,建筑抗震的薄弱环节需要从建筑的整体进行分析,避免考虑部分环节而忽略整体受力情况和变形情况。此外,由于结构的薄弱层只是一个相对性的概念,常常会受到材料变化、设计施工等方面因素的影响而产生变化,导致薄弱层的位置发生变化,那么如何控制薄弱层位置发生转移而又能够达到其变形能力,是控制高层建筑结构抗震性的关键。
3.3建筑构件的抗震设计
高层建筑抗震性能的提升需要有各个构件的支持,因此,在抗震结构体系中的每个构件都必须要有合理的刚度和强度,且具有一定的连接性。在设计的过程中除了要设置多道抗震防线外,还要保证每个构件刚度和强度的科学合理性,尽量降低薄弱环节产生的机率。在高层建筑中,除了承重结构外,非承重结构也是较为重要的,虽然非承重结构并不是建筑中的关键性结构,但是其重要性是不言而喻的。在抗震设计中,非结构构件的抗震设计需要从以下几方面出发:①在设计的过程中,需要先分清结构中哪些是非结构构件,然后展开相应的抗震设计。但是需要注意的是,在建筑中有一些结构是否属于结构构件并不容易区分开来,这种情况可以将其按照结构构件来处理。②对于支撑在楼层之间和防震缝两侧的非结构构件来说,需要考虑到当地震来袭的时候支撑点之间位移产生的作用效应。
结束语
地震对高层建筑的影响是较大的,对于建筑来说,良好的抗震设计能够保证人们的生命安全和财产安全。因此,设计单位及设计人员应当要对高层建筑的抗震设计给予一定重视,在掌握设计原则的基础上,不断优化抗震结构的设计,为高层建筑的使用寿命以及人们的生命财产安全提供保障。
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论文作者:姜绪亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签:高层建筑论文; 结构论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 构件论文; 高层论文; 《基层建设》2018年第26期论文;