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关于高层混凝土建筑结构的抗震设计探讨

2014-10-21陈飞

建筑工程技术与设计 2014年36期

陈飞

【摘要】随着我国经济的飞速发展,我国的高层建筑行业迅速发展。作为最新研究的建筑结构之一,高层混凝土建筑抗震设计一直是建筑设计的重点。其对于预防和避免地震时建筑发生倒塌,减少人员伤亡起到一定的作用。因此也受到了越来越广泛的应用。本文结合实践经验和理论知识,通过分析高层建筑混凝土结构的特征及设计原则,提出高层混凝土建筑结构的抗震设计方法。旨在为建筑结构在设计时提供可参考的依据。

【关键词】高层混凝土建筑;抗震结构设计;有效应对措施;

前言:近年来,我国建筑行业快速发展,高层建筑逐渐成为建筑行业的发展趋势。随着高层建筑工程的蓬勃发展,人们对于高层建筑的抗震性能也提出了更高的要求。地震影响因素十分复杂,是一种不能预见的外部作用。在实际工作当中,想要对于建筑的抗震性进行精确的计算有很大的难度。因此,在设计高层建筑时,应重返考虑高层建筑的抗震问题。高层建筑混凝土的抗震结构设计具有良好的抗震性能,对减轻地震灾害,起到根本的作用。被广泛的应用在高层建筑施工建设过程中。只有采取相应的安全防患措施,才能做到真正的防患于未然。

1.高层混凝土建筑结构的抗震设计原则

就目前的高层混凝土建筑的情况而言,如果想要使其达到良好的抗震效果,在地震中保持稳固,或者是经历过地震之后,经过修理仍然能够继续使用。当地震发生的更为严重时,高层混凝土建筑能够达到不会倾倒的程度。要想做到以上所述的这几点,在设计高层建筑的时候,就一定要综合各方面影响因素,充分考虑到高层混凝土建筑的受力情况。进行科学合理分析,并且根据实际中的具体情况,来科学规划,按照相关标准严格控制,以便最大程度上提高高层混凝土建筑的结构稳定性。在对高层混凝土建筑进行设计时,最为关键的是把握好该结构刚度值的大小。通过了解周围环境,地形条件,建筑所用的材料性能等相关外界因素。再综合所涉及到的力学理论知识,最终确定高层混凝土建筑结构的整体刚度强弱,依靠连接设置装备的调节作用,力求保证抗震能力的提高。尽量让整个建筑波动受力保持在地质所能支持的范围之间。这样一来,就可以保证高层建筑如果在地震中结构发生小幅度的变形,它也可以通过自身结构,进行自我调节,以保证整个建筑结构不会发生大幅度的变形,以致坍塌。而其进过修整维护之后,仍然具有继续使用的价值。既能避免人员伤亡,财务损失,也能保障自身价值不会贬值[1]。另外,极其重要的一点是,建筑结构中的关键构件和连接点,务必要采取相关措施进行科学有效的調节。可以达到消灾减震的目的,尽最大程度地降低地震灾害带来的损失。总之,对于高层混凝土建筑抗震结构的设计,一定要保证其结构具备适宜的刚度,还要改善其延性等特点,进而增强其整体结构的抗震性能。

2.高层混凝土建筑结构抗震设计的有效应对措施

2.1科学选定高层混凝土建筑的位置

高层混凝土建筑的抗震设计能否在实践中达到相关要求,其地理位置的选择起着基础性的决定作用。根据对以往地震灾害情况的综合分析,可以明显的看出,因为建筑物所处的地理位置的不同,导致其能够承受的地震作用也会随之有很大的差别。而导致这种情况发生的原因,就是高层建筑所处的位置的地质条件存在差异。地址条件的不同,会直接影响建筑结构的稳定性能。因此,在设计施工高层混凝土建筑的时候,建设项目位置的选定尤为关键。在选址之前,一定要对周围的地质环境进行考察。要保证其具有良好的抗震性能。除此之外,高层建筑结构还需要远离具有重大威胁的场地,避免受到除了地震以外的其他因素带来的安全性问题。

2.2有效改进高层混凝土建筑结构设计方案

高层建筑混凝土结构在设计是要注意按规整、对称、均匀等原则,而所采用的方案,也相应的要求设计出的建筑能够满足国家规定建筑抗震能力的标准。能够实现高层建筑的主体结构,有足够的空间进行针对各种变形的调节,并且能够在结构的强大延展性能的作用下,自动恢复到正常状态。对于不同的结构应采取不同的措施以控制结构的变形[2]。这样就大大削弱了主体变形对整个建筑结构带来的不利作用,达到高层混凝土结构长期处于稳定牢固的平衡状态。在这方面结构的优化上,可以采取减小框架的柱距和梁距,在竖向方向上,交错布置支撑结构件。还可以将平面构件变为立体构件,立体构件有足够的刚度和强度来保证建筑结构的稳定性。另外,加大房屋的有效宽度,也不失为一个有效的改进方式。总之,在设计的过程中,有意识、有目的地控制薄弱部位,根据实际要求在设计中融入相应的防震措施,对关键微小部分要严加处理应对。尽可能让设计结构有条理、不紊乱、有层次、不交错,实现增加整体抗震能力的目的。这是提高结构总体抗震性能的有效手段。

2.3合理设置高层混凝土建筑的结构参数

高层混凝土建筑结构所涉及到的参数包括整体的震动周期,扭转角度,相关刚度比例等等。对高层混凝土建筑结构的参数的设置,主要是在模拟地震时各种受力作用带给结构设施受力分析的计算。能够选取合理的建筑结构参数,对于高层混凝土建筑结构在遇到地震作用的情况下,可以有效的减少地震所带来的伤害。在高层混凝土结构设计的预处理阶段,应该根据工程地质,和地震地质的有关资料,对抗震危险地段作出综合性的评价。务必要做到充分了解高层建筑所处的地理位置,地形、抵制条件,所选材料等多个方面的具体情况。对地震多发地段,应该要提出避开要求[3]。当无法避开时,也应该要采取积极有效的预防措施。作完综合评价之后,要充分把握住其中要点,建立建筑设计的基本框架。在研究建筑复杂结构综合受理情况时,要选出相应的力学模型。计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数。并且要对其中一些关键的地方,做出十分重要的说明,以方便来完成高层混凝土建筑的抗震结构设计的工作。综上所述,对于高层混凝土建筑结构的设计,不能一蹴而就。而是应该要经过反反复复的计算研究,以及多次的协调,在保证其结构具有抗震能力的基础上,确定结构方面的有关参数。这样才能有效的提高高层建筑的抗震效果。

3.结语

近年来,高层建筑的发展突飞猛进,人们对于高层建筑的要求也越来越高。高层混凝土建筑结构是我国主要的建筑结构形式之一。为了能够满足大众对高层混凝土建筑的需求,我们需要进一步的完善和加强高层混凝土建筑的结构的抗震设计。这一关键性问题同时也成为了目前我国当代社会所关注的重要问题。在高层混凝土建筑施工前期,需要通过综合分析高层混凝土建筑建设位置的地质环境,优化抗震结构设计。做好平面结构布置,混凝土材料选用,充分研究以往地震的发生对建筑产生影响的资料。在全面了解建筑的施工技术、工艺流程、管理、实用性能的基础上,采取合理有效的对策,来增强高层建筑结构的抗震性能,加强高层建筑混凝土结构的防震功能。伴随着高层混凝土建筑结构在抗震设计方面的不断探索和发展,终将会使高层建筑的抗震性能得到不断的提高,相应的,地震所带来的损失也将会逐渐的减小。人们对高层建筑的需求也会逐步满足。

参考文献:

[1] 李国强,张洁 . 上海地区高层建筑采用钢结构与混凝土结构的综合经济比较分析,建筑结构学报,2000,21(2):75-79.

[2] 魏琏,韦承基,王森.高层建筑结构抗震设计中的剪重比问题[J].深圳土木与建筑,2013(03)142-148.

[3]满国君,付艺璇.关于高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].河南科技,2013,12:168(5)257-266.