高层钢筋混凝土结构抗震延性设计论文_庄悦

高层钢筋混凝土结构抗震延性设计论文_庄悦

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摘要:对高层钢筋混凝土结构抗震延性设计进行研究,能够有效提高高层钢筋混凝土结构的抗震性能。基于此,本文将对高层钢筋混凝土结构抗震延性进行分析,并对高层钢筋混凝土结构抗震设计方法进行具体研究,其中主要包括保证结构的规则性、充分认识结构的受力特点、合理布置结构以及优化抗震性能的设计方案四方面内容。

关键词:高层钢筋混凝土;抗震;延性

前言:随着时代的发展,人们对高层建筑质量的要求也逐渐提高。高层建筑由于高度较高,所以在地震发生时人员很难及时逃生,因此高层建筑必须具备较高的抗震性能,只有这样才能保证高层建筑的质量安全。

一、高层钢筋混凝土结构抗震性的设计原则

高层钢筋混凝土结构抗震性能的设计原则主要包括以下几点:

第一,对建设地点进行科学选择。由于高层建筑与传统建筑相比具有一定的特殊性,在选择建设地点的过程中,要求要比传统建筑高,所以要选择抗震性较好的建筑场地。在地震发生前,管理人员能够根据建筑实际情况积极制定抗震计划与抗震方案,有效降低地震带来的灾害。另外,设计人员需要对建筑的抗震周期进行计算,将同一场地同一周期的建筑相互分离,避免在地震过程中出现共振现象。

第二,对结构类型的选择。在对结构进行设计时,要对高层建筑的抗震结构类型进行选择,不同的抗震烈度与高度均有其适用的结构体系,可以在保证其安全性的同时满足经济要求。

第三点,全方面进行抗震设计。在对实际地震情况进行分析调查的过程中发现,要想提高钢筋混凝土结构的抗震性能,不仅要考虑结构的强度与刚度,更重要的是,在较强地震来临时,能量如何传递、如何耗散,保证建筑物不至于发生倒塌,造成人员伤亡。所以在设计时,要针对耗能部件设置一定的支撑,吸收部分能量。这种建筑形式能够保证在地震发生时,支撑构件吸收一部分的能量,进而减少对建筑物的破坏,最大程度的保障人们的生命安全[1]。

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二、高层钢筋混凝土结构抗震设计的方法

(一)保证结构的规则性

在高层建筑的设计阶段,设计人员要对建筑的综合性能进行全面考虑,保证建筑设计符合实际需求,制定出相关的平面布置图。在高层建筑结构方案阶段,要对结构的扭转刚度进行重点设计,保证扭转刚度的合理性,从而提高高层建筑设计的抗震性能。另外,在对高层建筑剪力墙进行设计的过程中,要依据“金角银边铜肚”的原则进行,结合墙体与门窗洞口确定内部剪力墙的分布。同时,设计人员需要了解高层建筑内部受力的薄弱点,对其进行特殊保护,提高高层钢筋混凝土结构整体的抗震能力。这种方式能够降低在地震发生时高层建筑出现意外倒塌的情况,从而提高建筑的安全性能。

(二)充分认识结构的受力特点

高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构,竖向荷载主要使结构产生轴向力,其与建筑物高度大体成线型关系;而水平荷载主要使结构产生弯矩。从受力特性上看,竖向荷载方向保持不变,其随着建筑物高度的增高仅引起量的增加;而水平荷载可来自任何方向,当其为均布荷载时,弯矩与建筑物高度呈平方变化关系。从侧移特性看,竖向荷载引起的侧移很小,而当水平荷载为均布荷载时,侧移与高度呈四次方变化关系。由此可以看出,在高层结构中,水平荷载的影响要远远大于竖向荷载的影响,水平荷载是结构设计的控制因素,结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力除应有较大的强度外,同时要求结构又有足够的刚度,使其随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构的允许范围内。

(三)合理布置结构

在对高层钢筋混凝土结构进行布置的过程中,要对其中的建筑成本以及施工难度进行综合考虑。例如,在对钢筋混凝土结构地下车库进行布置的过程中,可以利用统一的柱网进行布置,既施工方便,又经济合理。另外在对建筑外形设计的过程中,可以选择方形或矩形等形状,因为以上形状具有较强的稳定性,将其利用在建筑设计中能够提高高层结构的稳定性,进而提高建筑钢筋混凝土结构的抗震性能。

(四)优化抗震性的设计方案

高层建筑的设计方案是进行钢筋混凝土结构抗震性能设计的前提,所以设计人员要对设计方案进行足够的重视和完善。在结构设计方面,要保证结构构件具有一定的延性,使其变形后能够自动恢复到原来的位置,这种方式能够在一定程度上避免由于变形发生的建筑坍塌,使建筑能够长期保持相对稳定的状态。另外,结构人员在优化设计方案的过程中,要对各种等级地震造成的后果进行深入了解,根据建筑地点建造的实际情况进行方案制定。也就是说,在进行方案设计的过程中要根据实际情况进行设计,其中主要包括建设地点的地质以及地震发生的震级和频率等,并对建筑内的重点部位进行严格的监督管理,保证高层建筑内钢筋混凝土构件的抗震性能。通过对以上几点进行分析能看出,在对高层钢筋混凝土结构抗震延性进行设计的过程中,需要对高层钢筋混凝土结构本身的抗震性能进行深入研究,找出其中存在的问题,并针对问题制定对应的优化方案,从而保证高层建筑的质量。

结论:综上所述,随着人们对建筑钢筋混凝土结构抗震性能的关注程度越来越高,如何提高钢筋混凝土结构的抗震性能,成为有关人员关注的重点问题。本文通过对高层钢筋混凝土结构抗震延性设计的方法进行研究,能够有效提高钢筋混凝土结构的抗震性能,降低地震发生时对建筑以及人们带来的伤害。由此可以看出,对高层钢筋混凝土结构抗震性能的设计方法进行研究,能够为今后钢筋混凝土结构的发展奠定基础。

参考文献:

[1]李永强.高层钢筋混凝土结构抗震延性设计[J].住宅与房地产,2017,24:118.

论文作者:庄悦

论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期

论文发表时间:2018/4/16

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