摘要:我国城市化的发展脚步越来越快,很多新兴的中小型城市中,都已经开始实施大规模的高层建筑工程项目,且高层建筑更是成为了城市的主体建筑类型。但是目前,我国地震等意外灾害频发,高层建筑混凝土结构的设计变得愈发的重要,建筑从业单位的设计人员必须要高度重视混凝土抗震结构的设计,以此来提升该建筑结构体系的安全性以及可靠程度。不断的优化抗震结构的设计方案,确定出高层建筑混凝土结构的抗震设计要点以及施工要求,提升其设计方案的有效性。
关键词:高层混凝土建筑;抗震结构;设计规范
中图分类号:TU375文献标识码:A
引言
高层建筑混凝土结构设计工作比较复杂,在建筑结构的设计工作中,相关的设计人员要以该地域建筑结构的实际要求为基准,调查周边的生态环境和地质情况,在其基础上应用抗震设计理念,不断的完善抗震结构的设计方案,并对地震的主要作用力进行分析,站在全局的角度上分析抗震参数,完成抗震设计任务。
1高层建筑混凝土结构抗震设计存在的问题
1.1高度问题
现阶段,我国很多高层建筑设施的高度都超过了一定的数值范围,特别是超高层建筑设施,其相关的设计人员要始终保持一个极为谨慎的态度,实时的开展专家论证以及模型振动台的实验工作。超高层建筑设施会更易受到地震力和风荷载的影响,使其受力状态和使用形态等方面产生影响。建筑设施高度的提升,会使得其他因素也随之产生变化,严重的还会超过原本建筑设施自身的规范范围标准。目前,我国已经制定了很多的技术流程规章机制,其机制中包含着高层建筑设施混凝土的各类技术要素内容,同时也对其高度进行了较为严苛的规定。但是在实际的施工过程中,很多施工单位就会贪图眼前的蝇头小利,故意减少对应建筑高度的构造措施、降低材料标准,以此来提升自身的经济收益,其整体施工方案的稳妥程度根本得不到保障。
1.2结构体系以及施工材料问题
在一些地震频发的城市中,相关的建筑施工部门应当对其所建造的建筑设施的材料以及结构体系进行高度的重视,其所选用的施工材料要具有极强的科学性以及合理性。如果其建筑设施的高度超过了150m,那么就需要使用特殊的框架结构和结构体系。在其它的国家中,其会将钢结构当做主要的建筑体系结构,而我国使用频率比较高的结构体系为钢筋混凝土结构或型钢混凝土结构。在实际的高层建筑设计过程中,应用较多的是框架-核心筒或筒中筒结构体系。框架-核心筒体系和其他结构形式相比,其用钢量相对来说比较小,另外其使用还会在一定程度上减小梁柱的断面。在该状况下,其结构布置的合理性起到了关键作用。混合结构的钢筋混凝土所能承受的震层剪力数值通常在80%以上。在结构中,应当将钢筋混凝土核心筒当做高层建筑结构施工的关键。对其进行变形的控制,考量其结构的位移程度。但是在实际的结构使用中,其所产生的弯曲变形位移数值会比较大,需要利用加强层的抗侧移进行约束和限制。在高层建筑中,结构体系和材料的优先选择是非常重要的内容,需要对其做到足够的重视。
2高层混凝土建筑结构设计的主要原则
2.1结构构件的选择合理性
首先,需要根据具体的建筑物需求选择合理的结构构件。结构构件应该在整体高层建筑物的结构确定之后进行系统化的选择,虽然不同的建筑物选择的结构构件不同,但是具体应该遵循以下几个原则,应该能够对一些刚度比较弱的梁结构给予一定的支撑,对于一些承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要的耗能构件,因为竖向结构比较脆弱,很容易因为受力不均匀而造成局部的坍塌,直接存在比较明显的安全隐患。而且结构构件尽可能要延性比较好,要考虑到工程的近期和远期。
2.2不同的环节设置不同的抗震防线
其次,所谓的抗震防线一定要在不同的工程环节都要设置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高层混凝土建筑工程可以进行分级,分系统,一般可以在比较脆弱的建筑物结构处多设置一些抗震防线,所谓的抗震防线是为了在受到一定的外界力的时候,防止产生连带的危险,比如说只设置一道抗震防线,一旦再发生余震,很可能造成进一步的损坏积累,抗震防线一般是从最外层的主体构件到内部的一些脆弱构件延伸。当然了,所说的构件的强弱关系可以说也是一个弹性变化的关系,在主体的构件受到一定的影响之后,第一道防线被打破,然而,后续还有一段受力距离才会影响第二道防线,也就是所谓的有效屈服阶段。
2.3不同的部位给予不同程度的抗震设计
不同的部位,也就是强弱关系不同的部位给予不同程度的抗震设计。应该在进行高层混凝土建筑物结构的设计过程中,在进行局部材料和结构构件设计之前进行一个受力试验,根据其实际承载能力分析能否成为局部的主体构件,但是,除了局部的构件的稳定程度需要进行管理和确定之外,整体的结构稳定程度不能因为局部的加强而受到影响。局部结构的受力均匀程度,刚度,承载力的协调都需要根据结构来调整。还有,不能因为某一个局部的薄弱,当受力比较大,薄弱地方会造成很大的形变,直接对整体建筑结构的薄弱层有一个冲击,甚至影响了薄弱层的位置。这对于整个高层建筑的整体结构都是一个隐患。
3高层建筑混凝土结构设计的抗震设计措施
3.1选择符合要求的构件
合适的构件需要根据不同的建筑需要和结构需要进行选择,因为,不同的建筑物的抗震结构设计不同,像居住区高层建筑楼层比较高,对于建筑物的稳定性和抗震能力要求更高,而且,底层仍然是居住空间,另外,底部不能像商业高层建筑设置一定的外围稳定性墙体进行支撑,而需要留出预留的空间给车辆通行。这就需要墙体直接落地,整个底层轴线层的结构需要有一个整体的稳定性。
3.2对建筑结构设计进行优化
高层混凝土建筑结构设计当中的结构设计方案要大花大力气进行研究调整,让建筑结构主体能更好的避免空间变形,使建筑结构在任何延伸变化时都可以恢复原状。要使高层混凝土建筑符合其刚度设计的相关要求和标准,必须要高度重视高层混凝土建筑的竖向结构受力状况,使其受力均衡得到保障,这样高层混凝土建筑结构的稳定性就可以得到很大程度的提高。对高层混凝土建筑结构在地震作用下受到影响的基础上进行评估,应该整体考虑建筑物各个结构部分,充分科学合理的进行评估。
3.3建筑扭转效应控制措施
高层建筑混凝土结构抗震设计工作中,其相关的设计人员应当注重做好垂直向作用力以及横向作用力的防治措施,同时还应当提升总体的位移标准要求,充分考虑扭转力的效应,让混凝土整体的位移和其保持高度的一致性。另外,其相关的工作人员还要对位移结构的刚度峰值进行测量,实时的记录下位移结构刚度的最大数值和最小数值。高层建筑设施受到地震作用力,会产生一定横向、垂直等的作用力,在其作用力的影响下,其建筑设施所遭受的破坏程度较为严重。地震等自然灾害具有极强的突发性以及随机性,人们根本无法精准的预测出地震发生的时间以及强度,所以,建筑从业单位的设计人员必须要对其建筑设施的周围环境进行分析,设定好建筑扭转效应的控制措施。
结束语
高层混凝土建筑抗震结构设计已经取得了不错的进步,虽然存在一定的问题,但是,根据抗震防线的设计等实验,可以根据不同地区不同受力情况进行合理的抗震结构设计,尽可能根据情况设计合理的抗震防线,保证高层建筑混凝土材料和结构以及构件的安排符合高层稳定性的抗震能力,以及减少安全隐患,保证高层混凝土建筑的质量。
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论文作者:赵婷婷,陈冲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/18
标签:结构论文; 混凝土论文; 构件论文; 建筑论文; 高层建筑论文; 高层论文; 建筑结构论文; 《基层建设》2019年第6期论文;