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高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策研究

2021-01-10王燕鹏李飞

科技信息·学术版 2021年8期
关键词:抗震设计高层建筑结构

王燕鹏 李飞

摘要:高层建筑结构抗震设计直接决定了高层建筑的抗震性能和效果,为保证用户生命财产安全,需将高层建筑结构的抗震设计现状作为关键的切入点,根据高层建筑的建设质量标准要求,合理地落实高层建筑结构抗震设计。同时,采取有效防范措施,强化高层建筑结构的抗震性能和整体安全性,为居住安全提供保证,满足用户的生活需求。基于此,对高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策进行研究,以供参考。

关键词:高层;建筑结构;抗震设计;问题对策

引言

在当前的社会发展中,建筑工程是城市建设中极为重要的内容。目前,我国城市人口数量大幅度增加,城市空间压力不断增加,为了有效节约利用土地资源,合理配置城市空间资源,高层混凝土建筑已经成为建筑的主流。随着建筑楼层的增加,设计人员在设计的过程中,需要调整思路,有效提高高层混凝土建筑的质量。

1建筑结构抗震概念设计的重要性

经过大量的地震灾害后,人们逐渐意识到了建筑结构抗震性设计的重要性,并提出了“概念设计”而良好的“概念设计”能够在一定程度上决定建筑结构的抗震性。其目的就是为了能够合理地去选择建筑物的结构形式,以合理的建筑结构来进一步满足人们对建筑物的“大震不倒”的要求。在进行结构抗震设计时,建筑结构设计者需要不断地提高对抗震设计的认识和设计水平,在最终选择建筑方案时可避免业主的干涉,尽量避免因建筑物的大小、形状及布局等因素而出现较明显的缺陷。此外,建筑结构设计方案也不容易受到业主的经济观和使用观的影响,因为过于盲目地将建筑结构下部的延展性降低就会在一定程度上导致建筑结构中抗震墙的数量、形式等方面存在不合理现象,影响建筑物的整体质量。

2高层建筑结构抗震设计中存在的问题分析

2.1城市建筑规划科学性不足

高层建筑近些年不断立项,在规模和体量上均有所增长,部分区域高层建筑场地规划设计和规划的科学性不足,导致高层建筑的结构抗震设计工作难以顺利展开。特别是在一些危险区域内活动的断层软弱土层,高层建筑建设缺少提前的规划,选择地基的科学性和合理性不足,形成了地基失效的问题,对高层建筑的抗震性能形成了严重的影响,甚至可能导致安全问题。在防震规划、编制等方面,制度建设也不完善,对于各类特殊建筑结构的规定缺少细化内容,高层建筑结构的抗震性能不理想,难以采取有效的建筑管控措施,给高层建筑的用户居住安全造成了严重的威胁。

2.2抗震结构的设计

中国地处环太平洋地震带和欧亚地震带之间。由于太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压作用,地震断裂带非常活跃。地震分布范围广、频率较高,是地震的重灾区。因地震造成的死亡达到全球的一半,中国人口密度大人口众多也是其重要原因之一。因此超高层建筑应具有安全性,在结构设计的过程中,需要认真研究其抗震结构的设计,使设计更加规范安全。由于我国对超高层建筑抗震等级有明确要求,超高层建筑结构高度按照规定严格的进行设计。所以,对结构的设计方案进行严格的审查和科学设计,使超高层建筑的整体结构得到了有效的控制。

3高层建筑结构抗震设计的优化对策

3.1强调建筑结构整体性

建筑结构的整体性是决定高层建筑结构抗震设计性能的关键,设计中要采取合理有效的措施,提高建筑内部的整体性设计效果,使建筑内部形成塑性铰,提高建筑结构的完整性和地震灾害防范能力。高层建筑结构的抗震设计需要考虑到破坏问题的防范,降低缺乏延性剪切的风险,合理地处理构件,采取强减弱弯的措施,提高设计水平。地震作用下产生的剪切破坏和非抗震抗剪破坏构件问题有所不同,高層建筑要强调延性,增强抗震性能,做好抗震设计,提高结构的延性效果。例如在梁柱等构件中对受拉钢筋配筋率进行合理地控制,以达到提高建筑结构整体性、强化高层建筑结构抗震性能的目的,改进和优化高层建筑抗震结构形式,提高设计的精密性。最后,需严格控制高层建筑地基的夯实情况,保证地基稳定,提高地基对建筑整体承载能力,合理进行结构方案的优化设计,设置抗震墙,通过加固梁柱节点等增强建筑物应对水平剪应力的能力。

3.2优化抗震结构的设计方案

高层混凝土建筑的抗震结构的科学性会直接影响建筑的性能。设计人员需要优化抗震结构的设计方案,并且需要对这项工作予以高度重视。因此,在开展具体的施工工作之前,设计人员需要优化建筑的结构设计工作和设计方案,以实现提高抗震性能的目标。在合理优化抗震结构的设计方案的背景下,建筑即使遭受地震外力的影响,也能正常发挥抗震性能,将损害程度降到最低。当前,设计人员经常应用的方式为分层设计方式。设计人员需要针对高层建筑的不足之处进行合理设计,调整建筑结构的承重力,优化荷载效应,进一步提高设计效果。此外,设计人员在具体的工作中,需要掌握现场的具体情况,结合各类实际勘测的数据,通过强大的数据支持来明确抗震点,提高抗震结构的承载能力,从而大幅度提高高层混凝土建筑的抗震能力。

3.3做好防风措施

高层建筑会受到较大风荷载的影响。所以,在设计超高层建筑时,一定要重视防风措施的建设,尤其是超高层建筑的顶端,超高层建筑的顶端承受的风压最大,可以通过加强梁柱或钢结构的设计,来提高超高层建筑的抗风性。在建筑设计的早期阶段,针对超高层建筑的具体情况进行分析。根据当地最大风压,设计风压图,做好风压措施。超高层建筑物的高度影响了结构抗侧刚度趋于变柔阻尼降低。建筑形态的空气动力学优化,减小结构风荷载和控制建筑结构的刚度。超高层建筑结构设计应选取适当的平面形状,一般高层建筑都采取矩形平面设计,但是超高层建筑采取矩形结构不利于抗风。

结束语

随着我国社会主义现代化建设的快速发展,建设用地变得越发紧张,而现代化的建筑结构也逐渐朝着多元化的方向不断发展,高层建筑形式逐渐成为当前建筑领域的一大发展趋势。但是高层建筑的特点是层高较高,一旦发生地震等灾害就会造成极大的损失,因此,在现代建筑结构中融入抗震设计是非常重要的。由于建筑结构抗震设计与工程的质量安全有着密切相关的联系,并且在展开抗震设计期间,所能够涉及到的领域及因素相对众多,在很大程度上增加了抗震设计的难度。

参考文献:

[1]姜洋.高层建筑抗震设计分析[J].广东建材,2020,36(08):55-57.

[2]任胜.高层建筑的抗震设计浅析及工程实例[J].建筑与预算,2020(07):56-59.

[3]高溪,宋国娇.高层混凝土建筑抗震结构设计分析[J].建材与装饰,2020(20):70+72.

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