摘要:在目前的社会发展过程中,建筑行业得到了全面的发展和提升。由于建筑技术的全面发展,高层建筑物已经得到广泛使用,同时在建筑设计过程中,为保证相关建筑物的外观艺术性,在高层建筑设计中有想法的建筑师愿意使用不规则高层建筑来保证其外观艺术性设计。但是对于不规则建筑来说,其在设计和施工过程中有着较多的困难,因此在设计施工过程中要针对不利因素进行排除,加以优化,尽可能将结构中薄弱区域进行整体的提高,保证不规则建筑的整体质量,同时由于相关环节设计,提高其抗震效果的提高。
关键词:高层建筑;结构设计;不规则;研究;应用
引言:
地震是较为严重的自然灾害之一,在当前的建筑物设计施工中需要针对抗震能力进行整体的提高,但是在建筑方案构思过程中,建筑师经常使用不规则设计方案,以此来提升建筑物美观程度。但是在对于不规则建筑设计来说,其中存在较多的环节弱化的情况,遇到地震情况后会出现倒塌甚至连续倒塌问题。因此对竖向和平面不规则建筑,需要对相关环节进行针对性提高,防止地震问题带来的危害,保证建筑结构的整体可靠性。
1我国当前不规则性建筑结构的发展现状
由于城市的快速发展,在当前的建筑结构设计上,较多使用不规则建筑,但是对于不规则建筑来说,在目前的设计和施工过程中,存在较多的问题,首先不规则设计虽然在质量上得到保证,但是整体的创新和研究性较低。主要原因是设计人员对国外先进的设计进行借鉴,忽视自己对于设计的创新研究。其次在当前的设计过程中,进行不规者设计人员的思维比较局限,并未跳出传统建筑的思维模式,这些建筑虽然有相关创新性体现,但是却并未实施全面的创新。最后随着人们生活的提高,不规者建筑得到广泛的使用,现在不规者建筑已经成为城市发展的重要趋势,整个设计难度也在不断的提升,加大了较多的工作量。
2建筑抗震结构设计的基本原则
2.1结构构件的性能
我国的钢材生产量比较大,因此,在设计建筑设施的结构时,应当尽可能的使用一些钢骨混凝土结构等,通过这些结构的应用来尽可能的降低柱断面的尺寸数值,更好的改变建筑设施抗震性能。在对建筑设施进行抗震的设计过程中,可以使用多个肢节的框架剪力墙,该结构的抗震防线结构数量会比较多,且在其结构中,可以通过合理的设置形式,提升抗震的防线性能,充分的释放地震的能量。其结构构件的应用应当遵守强柱弱梁、强剪弱弯等的原则,其构件需要具备一定的承载力以及刚度,在较为薄弱的地方选择适宜的措施,提升其建筑设施的抗震性能,不能让竖向荷载的构件当做主要的耗能构件。
2.2设置多道抗震防线
首先,抗震结构体系需要多个分体系共同组成,让延性比较好的结构构件可以协同性的参与工作。其次,在发生强烈地震之后,其通常会伴有多次的轻微余震,若只设置一道防线,那么该防线很容易在第一地震中就受到破坏,当其再次遭受余震之后,就会让建筑设施出现损伤等的问题,严重的还会让其出现倒塌的问题。抗震结构体系主要耗能构件应当具备较强的延性以及刚度,使得其结构可以更好的吸收或者消耗地震的能量,潜移默化的提升建筑设施结构的抗震性能,防止其在大震的事件中出现倒塌的问题。再次,应当处理好各类构件的强弱关系,同一个楼层内应当调整好有效屈服的时间,赋予其各类抗侧力构件一定的抗倒塌性能。如果在抗震设计方案中,某一部位结构较为薄弱,那么就不可以大带小,强制性的去改变抗侧力构件的配筋等。
3不规则性高层建筑的结构
对于不规则建筑物来说,由于其结构等情况的不同,会存在较多的形式,目前主要存在两种类型。第一就是不规则平面结构设计,其主要的特点即是相关建筑物局部的楼板不连续性,整个平面有着凹凸不平的特点。第二即是不规则竖向设计类型。整个竖向结构的设计上,首先是刚度特点存在不同,其次是承载的分布不算均匀,竖向的抗侧压力不是连续性的。
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不规则平面设计上,有着不同的结构情况,其中以三种形式使用较多广泛,第一即是不规则的扭转,在设计过程中,设计者将建筑物不同楼层进行不规则的水平位移设计。以此显示出旋转的建筑设计形象。第二即是不规则的凹凸性设计,传统平面设计过程中,使用的多是水平设计,但是在不规则的设计过程中,可以将相关的凹凸结构进行安排,但是在平面凹凸设计中,要求平面凹凸情况不得小于30%。防止建筑使用过程中出现变形的情况。第三即是局部楼板的不连续性。设计者要根据建筑结构的不同平面刚度以及其整体的面积变化来进行建筑设计,对建筑物进行局部的不连续设计。
4不规则建筑设计的应对策略
针对不规则设计来说,需要对相关环节进行合理的设计与提升,当前较多的建筑物都存在较大的不规则性。由于相关的质量偏心和扭转刚度等情况,在发生相关灾害情况下会出现较为严重的破坏情况。在建筑物受到地震作用力下,扭转效应属于特别严重的一种。需要针对当前的实际情况进行建筑结构的合理设计。首先可以避免其平面不规则的情况。对平面进行严格的限制。保证建筑物结构在一定程度上防止出现偏心过大的行为。第二在不规则的设计过程中,要控制相关的扭转刚度情况,首先在合理的范围内保证相关数值的最大化,防止出现太过单薄的情况,其次在设计过程中,要以相关的自振周期为主要数据,每层进行相关的数字比对,起到莲藕状的设计效果,完成相关的扭转增幅。
4.1采取有效措施减小建筑物相对偏心距
不规则建筑物的设计中,要考虑相关的偏心距问题,由于建筑物的偏心距与建筑物产生的扭转效应的呈现线性关系。若要改变建筑物的扭转效应问题,需要进行合理的提升和发展,第一对建筑物的平面布置进行相关的调整。让建筑物的刚心和其质量核心达到逐渐的接近。在工程实践过程中,主要使用降低偏心距的方法即是在结构的初级设计过程中,要对初步计算进行合理的研究和分析,完成整体的设计后在实施建筑施工,控制其整体素质得到全面的发展和提升。通过准确计算可以得出相关的数据,按照数据进行项目施工,可以完成良好偏心距的设计。
4.2使用分体柱
可以采用人为的形式,减小短柱的抗弯强度,让抗弯强度小于或者低于其实际的抗剪强度。首先,需要提升柱子的抗弯强度,避免其柱子的延性受到破坏。可以在柱中,分开性的设置配筋,并在各个柱肢之间创设连接键,以此来更好的提升其初始时期的刚度以及后期的耗能能力。
4.3合理选择建筑结构体系
首先,建筑设施结构体系需要具有一定的承载性能以及变形能力等,通过钢筋混凝土结构自身的塑性内力的分布来更为完全的吸收以及消耗地震能量的效用。在地震效用的影响下,框架的抗震设计应当以梁、柱端的塑性为基准,使得其结构的抗震能力可以更为分散,不能让高宽的比值低于2,应当在梁端塑性屈服安装连梁,赋予其较强的变形能力。
5总结:
对于当前的建筑设计来说,在设计过程中会较多的使用不规则设计,但是对于不规则设计来说,其当中有较多的环节无法保证质量,所以在当前的设计过程中,为合理使用不规则建筑工程,要针对相关的设计进行合理使用,合理控制偏心距和扭转效应进行设计,防止安全隐患的存在,保证建筑物的质量。分析建筑结构设计中的不规则性及高层建筑结构设计中需要注意的相关问题,着重突出不规则性在高层建筑结构设计中应用要点的有效把握,希望能够给予建筑企业或设计者一些借鉴。
参考文献:
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[4]浅谈高层建筑结构发展的特点[J].周军.科学技术创新.2018(08)
论文作者:丁智斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签:不规则论文; 建筑论文; 建筑物论文; 结构论文; 过程中论文; 较多论文; 构件论文; 《基层建设》2019年第13期论文;