高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计蒋茂茂

高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计蒋茂茂

广西大学设计研究院南宁530004

摘要:随着建筑行业的发展,建筑结构的抗震设计越来越重要。建筑结构的抗震设计方法和抗震措施不断完善,建筑结构的抗震设计应根据建筑的实际情况,选择科学合理抗震结构设计方法。

关键词:高层建筑结构;抗震处理;设计

前言

为增加高层建筑结构的抗震性能,不仅仅要依赖于精确定位抗震计算分析,更要重视高层建筑结构的设计方案。因此,在进行设计时,要多采用结构相对规则的体系,综合评定施工场地的地质条件,做好地震设防工作,加强防震措施,保证高层建筑结构的抗震性能。

1高层建筑结构的抗震性分析

1.1高层建筑物的钢结构分析研究

在大型的高层建筑中,钢结构是使用最多的一种结构。钢结构具有非常显著的特点,即具有较高的强度,但是同时质量又非常轻,同时,钢结构具有较高的柔韧性,因此,即使需要承受的载荷很大时,也能通过大变形来释放能量。虽然钢结构具有较高的抗震性,但是也有不足之处,就是成本相对较高,因此,在一些小型工程中,钢结构的使用不是很广泛。

1.2框架结构的抗震性能分析

框架结构是很多高层建筑结构普遍使用的一种结构,空间分隔灵活,自重轻,有利于抗震,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的高层建筑结构。框架结构设计具有良好的抗震效果,而且可以根据不同的需要,把梁或柱浇筑成成各种需要的截面形状。框架结构和剪力墙结构具有一些相同的特点,因此,在具体的施工过程中,二者常常结合在一起使用,形成了独特的框架—剪力墙结构,在保证抗震性能的同时,也能保证一定的使用空间。

1.3砖混结构的抗震性能分析研究

砖混结构多常见于农村的房屋建造,在现代城市中,除楼梯、阳台等一些附属设施的建造中,其它的高层建筑结构已经很少使用砖混结构。和框架结构有所不同,砖混结构的承重结构不是梁、板、柱,而是楼板和墙体。砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构,承重墙体不能有改动,房屋格局的布置没有灵活性,因此,砖混结构在现代建筑中的应用远不如前述三种结构广泛。

2影响高层建筑物抗震性能的关键因素

2.1地理环境对高层建筑物结构抗震性能的影响

建筑物所处的地理环境对于建筑物的结构稳定性提出了不同的要求。同时由于局部地区的地质特点,例如地下岩洞、矿山开采等,如果调查不够深入,选址不当必将对建筑物的稳定性造成一定的影响。因此在进行建筑物选址时要做好实地的调查工作,对当地的地形、地质,历史灾害情况进行统计分析,保证针对当地环境合理的进行建筑物结构的抗震性能设计,最大程度的减小地震对高层建筑物结构的破坏。

2.2建筑材料对高层建筑物结构抗震性能的影响

建筑材料的质量与高层建筑结构抗震性能的好坏存在直接关系,在相同的地质条件和外部环境下,建筑物材料的选择对于提高建筑物的抗震能力,从而增加建筑物的安全系数具有决定性作用。在实际的设计施工中,建筑物围护墙等一般采用空心砖等质量较轻的材料,从而提高建筑的抗震能力。对于地质灾害频发的地区,高层建筑结构应该选择结构相对稳定的钢结构建筑,从而提高建筑物的抗震性能。

2.3高层建筑物自身结构对抗震性能的影响

目前我国的建筑物结构设计有了很大的进步,但是相对于发达国家来讲,我们还有很大的差距,尤其是在结构优化设计、载荷配置方面都无法与快速发展的建筑形式相适应。目前高层建筑物结构正向着复杂化和高层化发展,提高建筑物结构抗震性能的设计对于提高建筑物抗震能力,减少生命财产损失具有重要意义。

3高层建筑结构抗震设计的关键问题

3.1场地选择

高层建筑场地选择是目前高层建筑抗震结构的设计关键。场地的选择可能会影响到抗震结构的作用的发挥,所以在建筑场地的选择上,应该选择对建筑物抗震效果有积极作用的场地,不应该选择影响到其建筑物抗震结构的场地。尤其在建设中的危险的施工位置,不应该建设建筑物。根据之前的地震情况分析,地震对建筑物的破坏除了地震时释放的能量对建筑物结构造成的破坏,还有建筑场地对其造成的破坏。因此,为了实现建筑物的抗震性能的提升,在选择建筑场地时,应选择有利于抗震性提升的建筑场地。对于土地分布不均匀的地段或在是容易液化的土地要避开施工。如果在建筑施工中,有一些土地无法避免,必须要对其进行施工的话,应该对土壤进行加固处理,这样提高建筑结构的抗震性能。

3.2结构体系选择

选择建筑的结构体系时,应该从以下几个方面作为参考信息进行选择。首先,设计的结构体系应该对主体的建筑抗震性能不会有影响,即在设计建筑施工结构的时候,应考了到整体建筑的抗震性能,不能因为部分的结构的损坏降低整个建筑的抗震性能。即在某一构件停止作业后,不能因为这个构件造成其他构件的功能失效,影响了整体的建筑的抗震性。其次,结构体系需要有明确的计算简图和合理的地震作用传播途径。然后,因为建筑结构需要有良好的承载能力和变形能力,一般选择钢筋混凝土结构作为其建筑结构体系。最后,对结构体系的强度和刚度分布方面应该科学的设计,不能因为局部的变形导致这方面的功能被削弱,所以,应该对一些变形的部位进行加固管理,提高建筑结构的抗震能力。

3.3结构的规则性

首先,保证建筑主体抗侧力的两个主轴方向刚度相似。其次,保证建筑主体结构的变化的均匀性,防止突变情况;然后,就是保证建筑主体的抗侧力结构的平面布置的抗侧力结构刚度的均匀性,根据发挥建筑整体抗震性性能。最后应该协调均匀周边结构和中央核心结构的抗侧力,防止其产生扭曲变形,重视建筑结构的规则性。

3.4抗震材料选择

对高层建筑而言,由于具备很高的建设高度,其承受的压力以及来自外部环境的压力都相对较高,这就对建筑的稳定性提出了更高的要求,因此我们需要就建筑的施工材料进行合理的选择与控制。首先我们需要根据建筑具体的建设要求以及施工的具体环境进行详细的分析,在了解施工的具体参数之后进行建筑方案的设计。然后在确定建筑的具体设计和施工方案之后在市场中选择合适的材料,为建筑的抗震性和安全性提供基础。一般而言,在建筑材料的选择方面,我们需要依据建筑的具体建设要求和情况来进行,尤其是对材料的规格、性质等。

3.5承载能力设计方法

从当前我国的抗震设计现状看,这种方法是较常用的。对于经常发生的地震,通过反应谱将建筑的底部剪力计算出来,按照相应的规则分配至结构全高,并且和其他的荷载组合起来,然后进行结构强度设计,使各部分的构件都具备相应的承载能力,最后通过变形验算得出结论。一般来说,运用承载能力设计这种方法具有设计可靠、比较清晰的性能概念以及使用方便等优点,能够很好地实现预期性能目标。但这种方法也具有一定的缺点,比如,以弹性反应为基础,对于非弹性反应的建筑就不能进行全面计算。因此,新规范衍生出承载力按抗震等级调整地震效应的设计值、不计抗震等级调整地震效应的设计值、标准值、极限值的四种复核方法。

结束语

随着城市化进程的不断加快,高层建筑的数量不断增多,人们对其抗震设计也越来越重视。在进行高层建筑的抗震设计时,要基于宏观整体的角度来进行,从工程建筑的各个方面加以控制。当然,建筑结构的抗震设计必然会不断出现新技术与新措施,相信在不远的将来,会出现更加先进、更加有效的预防措施来提高高层建筑的稳定性与抗震性能,最大程度减少地震带来的灾害。

参考文献:

[1]叶财景.高层连体建筑抗震分析与设计[J].建设科技.2016(12).

[2]吴鑫旖,曲连宇,曹宇.高层建筑防震技术发展现状及展望[J].科技创新导报.2016(05).

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