超高层结构抗震设计中若干问题的探讨论文_张吉嘉

超高层结构抗震设计中若干问题的探讨论文_张吉嘉

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摘要:随着我国城市化进程的不断推进,越来越多的超高层建筑出现在城市规划之中,不仅起到了提升土地资源利用效率的作用,同时也能够起到提升人们生活质量的根本作用。然而,在当前超高层结构建设之中,还存在着抗震性能不足等多种问题,对使用者的人身安全留下了一定的安全隐患。本文作者根据自身研究超高层结构多年的实际经验,对超高层结构抗震设计中若干问题展开了深入的探讨,并对于超高层建筑抗震设计之中的场地选择问题、材料选择问题、隔震措施设计问题、消能减震技术应用问题进行了全面的论述,希望能对超高层结构设计人员起到一定的启发作用。

关键词:超高层结构;抗震设计;问题

一、超高层结构抗震设计的总体概要

一般情况下,建筑结构的抗震设计往往是通过对于地震作用力和作用形式进行分析,结合建筑结构设计人员积累的宝贵设计经验总结出的一种基本的设计理念与方法,是对于建筑细节确定的设计过程。从实际情况来看,地震是一种随机性较强的自然灾害,人们难以对于地震发生的时间和特性进行精准定义,而想要对于地震发生的情况进行有效预测,就必须对于地震的数据参数进行精准的分析,而从当前情况来看,由于设计人员难以充分对建筑结构的空间布局以及建筑结构的总体性质进行全面掌握,导致建筑本身往往会因为外界变化因素而出现一定的不确定性,这也就要求了建筑结构的抗震设计能够根据长期以来所积累的设计经验进行设计,从而使建筑物总体的抗震性能得到全面提升[1]。

二、超高层建筑抗震设计的问题探讨

(一)场地选择问题

建筑场地的选择是必须在抗震设计之中密切关注的实际问题,工程设计人员应该能够深入建筑工程的建设地点进行实际的勘察,获得建筑场地的地质情况和水文地质条件,并将收集到的数据信息汇集成为资料,探讨建筑场地对于房屋的抗震性能的影响因素。举例而言,有些建筑工程的建设地点处在地震发生概率较大的地点,或者其本身的地基为软弱地基,这也就要求在进行建筑工程施工场地选择时能够有效的避开这些地段,如果要求必须在这些场地进行施工,那么就要求建筑工程的设计人员能够充分运用自身建筑抗震设计的理论知识,对于建筑工程的地基结构进行全面的强化,有效的提升其承载能力,从而使建筑总体结构的稳定性和安全性得到全面提升,进而确保建筑物总体抗震能力的提升。与此同时,要能够根据施工建设地点的具体情况选择不同的建筑材料和抗震方案,如果建筑物的建设场地处于地震的多发地区,建筑物总体的抗震烈度等级要求较高,就必须在抗震设计之中加入柔性设计和延展性设计的相关内容[2]。

(二)材料选择问题

在当前的超高层建筑工程之中,对于抗震能力影响最大的因素就是材料因素。建筑材料作为最重要的承重材料,其刚度和强度往往会对建筑结构的抗震性能造成较大的影响,而为了确保建筑物总体的抗震能力能够符合施工的具体要求,在进行材料选择时,相应的设计人员必须考虑到施工建设地点的地震记录情况,根据地震记录的数据参数合理的进行材料的选择,要能够在不影响建筑物使用性能的前提下,选择质量较小,延展性较高,能够有效降低地震破坏效果的材料。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时,考虑到不同地区存在的差异性,要能够选择不同的施工材料。比如说,在我国的北方地区,往往会在超高层结构抗震设计之中选择钢筋混凝土材料进行施工,同时,在大型建筑物之中选择伸缩缝设计,并通过对于基础的勘察检测来提升建筑物总体的抗震能力。

(三)隔震措施分析

在进行建筑结构设计时,施工设计人员必须考虑到地质条件问题和建筑物的总体需求,对于建筑物的实际情况、抗震设施和位置进行全面的说明,并在建筑物较为关键的部分设置相应的隔震措施,达到消减地震力对于建筑冲击的作用。要能够根据不同的位置设置相应的隔震层。当前在超高层建筑结构之中常用的隔震层为地基隔震层、基础隔震层、间层隔震层以及悬挂隔震层。其中,地基隔震层也就是在建筑物的基础部位设计的缓冲层,其能够对于地震的作用力进行有效的吸收和反射,从而达到减少地震对于建筑物基础的破坏程度。在我国建筑工程行业之中,较为常用的地基隔震层是使用沥青材料制作的。而基础隔震层也就是在基础结构之中设计的隔震层,作为承载建筑物总体重量的结构,建筑物的基础结构对于整个建筑物的安全性与稳定性起到了较为明显的作用,而在进行基础结构设计时,往往也对其抗震性能有着明确的要求。基础隔震层设计也就是在建筑物与基础接触位置设计的隔震层,其能够有效的防止地震力从地基部位传递到上层结构,有效的减少地震力对上层主体结构的破坏。值得一提的是,这种隔震措施更加适用于超高层建筑,其主要采用的是混合隔震装置、基底滑移隔震装置以及夹层橡胶隔震装置来提升抗震性能的。间层隔震层是为了将地震冲击的余力进行吸收而设计的装置,其主要起到了再次吸收地震力的作用,一般来说,会在原始结构蹭上进行隔震层的设计,这种隔震层的施工过程较为简单,应用范围较为广泛。而悬挂隔震层主要在于将建筑物的一部分进行悬挂从而达到抗震的目的,这种抗震手段在超高层建筑结构之中也有着广泛的应用。一般来说,在地震发生时,往往需要对地震力进行传导,而悬挂隔震装置在地震作用下,其本身的受力作用较轻,阻断了地震破坏力的传导形式,从而起到有效的消能减震作用。这种抗震措施效果较为明显,明前已经被广泛应用在超高层结构的钢结构建筑之中[3]。

(四)消能减震技术的应用

消能减震技术也就是将地震的作用力和传导途径进行消减,从而达到减少地震对于建筑物破坏程度的作用。一般来说,这种抗震技术往往采用的是消能器和阻尼器,其目的在于吸收地震作用下的能量,从而减少对于建筑结构的破坏程度,提升建筑总体结构的安全性与稳定性。消能减震技术的适用范围较为广泛,无论是超高层建筑还是普通建筑,都可以采用这种技术进行抗震,能够起到较为良好的抗震隔震效果[4]。

三、超高层结构抗震设计的发展趋势分析

在不远的未来,我国将会成为超高层建筑数量最多的国家,而超高层建筑结构的抗震设计也将会成为建筑工程行业所需要讨论的重点内容。而想要使超高层建筑结构有着更强的稳定性,就需要相关从业人员能够重视建筑材料的性能,提升建筑材料的性能指标,确保建筑物抗震能力的全面提升。同时应该加大先进抗震材料的研发力度,完善和优化超高层建筑结构的抗震技术,引入世界上较为先进的抗震材料和抗震措施进行设计,确保超高层结构的抗震性能能够满足使用者的必然需求。超高层建筑的抗震体系也应该能够转变到柔性的结构体系之上,采用以柔克刚的设计理念进行建筑物消震措施、减震措施和抗震措施的设计。同时,采用当前较为先进的计算机技术和电子通讯技术对地震发生的情况进行模拟,取得建筑物实际的抗震效果,进而发现当前抗震设计之中存在的问题与缺陷,最终实现抗震的目的。

四、结束语

综上所述,超高层结构的抗震设计将会直接影响到工程的建设质量,也会对居住者的日常生活造成一定的影响。因此,在进行超高层结构的抗震设计过程之中,相应的设计人员必须能够明确抗震设计的重要性,并对抗震设计之中的多种内容加以明晰,从而使超高层建筑的抗震设计质量得到全面提升,促进我国建筑工程行业的可持续发展。

参考文献

[1]李岩松. 关于超高层结构抗震设计中若干问题的讨论[J]. 建材发展导向(上),2016,14(12):152-153.

[2]周鹏. 超高层结构抗震设计相关问题探究[J]. 江西建材,2016,(8):22.

[3]赵楠. 超高层结构抗震设计中若干问题的探讨[J]. 工程抗震与加固改造,2014,36(2):128-131,111.

[4]高文梅,李成,程茂辉. 超高层结构抗震设计中若干问题的探讨[J]. 城市建设理论研究(电子版),2014,(28):88-88.

论文作者:张吉嘉

论文发表刊物:《防护工程》2019年10期

论文发表时间:2019/8/12

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