张家伟
安徽伟星置业有限公司安徽省芜湖市241000
摘要:众所周知,地震灾害的危害是非常大的,其一直严重的威胁着人们生命财产的安全。在现代建筑工程的施工领域,进行高层建筑的防震设计也是当下提高建筑物安全性的一项重要环节,通过科学合理的建筑抗震设计以及防震施工是有效提高建筑物稳定性,提升建筑物使用安全的重要保障。我国国土广袤,处于地震带上的城市数量也比较多,因此做好建筑设计的抗震设计与施工有着十分现实的重要意义。
关键词:高层建筑结构;抗震性能;处理措施;设计
1高层建筑结构抗震设计要遵循的基本原则
第一,强柱弱梁、强剪弱弯原则。现代高层建筑工程结构抗震设计工作中,为进一步提升工程整体抗剪震性能,同时基于性能抗震设计理念,设计师务必要做到“强柱弱梁”“强剪弱弯”,科学布置工程结构方式,最大限度地做到刚柔并济,只有这样才能从根本上提升高层建筑工程结构设计的整体刚度和强度,能有效规避工程在地震影响下出现坍塌。第二,针对房屋与建筑的抗震性能设计,首先要保证结构设计保持整体性与合理性,将抗震设计与高层建筑的结构设计进行充分融合,确保高层建筑整体设计的科学合理性。在此过程中,对于抗震设计要有其特殊性,在高层建筑结构设计的过程中要针对该特殊性进行研究。在进行抗震设计的过程中,对于高层建筑的结构设计要综合房屋建筑的总体情况进行综合考虑,加强抗震设计要建立在满足基本设计要求的基础上进行,以确保高层建筑的安全性和问题性,有效提升高层建筑的质量水平。第三,就连体建筑的设计来说,各种类型建筑之间的连接往往都直接影响建筑物的总体抗震力,而连体建筑的振型数目通常在超过单体的8倍。因此,在连体建筑设计过程中,必须要确保建筑物的质量吸收超过85%,只有这样才可以确保建筑物整体抗震力得到大幅度的提高。
2高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计
2.1科学合理的选择建筑地基
第一,高层建筑地基选取要严格按照国家相应的选取标准,将房屋等建筑设施建立在地质均匀的岩层或土层上;第二,进行高层建筑施工设计前,进行详尽的地质勘探与检验,针对施工地质的土质结构、地壳分析以及地下水情况都要有详细的勘探结果,以确保地基选取的科学性;第三,相关建筑的审批部门,需要严格审查相应的建筑施工设计报告,以确保地基选取的科学有效性。
2.2局部加强措施
地震发生时纵波会率先到达地表,使得地面上的建筑出现上下震动的情况,而根据自重惯性力和纵波之间出现的地震惯性力进行相互作用的过程中也会令整体的结构主体与其他构件之间成为弱势环节,之后随着横波传到地表,就会导致横波的惯性力被作用于建筑物之上,最终导致高层建筑结构的整体垮塌。那么如果要针对这一问题来对建筑物进行局部加强,就应当确保主体结构之间的连接能够确保质量和明确的传力途径,在主体结构与各个构件之间的连接需要确保牢固,并且根据现实的地震强烈程度,在建筑物结构主体保存完好的情况下,也要注重其他附属结构能够在地震不同烈度与时长情况下的支撑时间,确保一旦出现坍塌可以尽可能减少这些附属结构对建筑主体,后砌墙以及相关框架结构上的影响,从而实现建筑抗震能力的综合提升,在高层建筑结构设计层面最大程度地保证建筑内用户的生命财产安全。
2.3选择合理建筑结构体系
将抗震设计应用到高层建筑设计的主要目的就是为了确保高层建筑结构体系的安全性与可靠性,唯有如此,才能够使得被设计出来的高层建筑既可以满足人们各方面需求,又能够具有一定抗地震灾害的能力。应严格按照设计标准来设计每个构件,确保即使有部分地方出现问题的时候,也不会对高层建筑整体的结构安全造成影响。与此同时,设计人员应注意分析当地地震的传递路径,对各项参数的计算应做到严格控制。在对竖向结构进行设计的时候,确保具备良好的应力水平,可以承担高层建筑自身的重力荷载。比如对于转换结构而言,应尽量做到使上部结构竖向构件传来的垂直重力荷载通过转换层一次至多次转换。除此之外,设计人员还应注意控制高层建筑结构的强度和刚度,确保每个构建都可以承受均匀的作用。
2.4保证计算结果的正确性
在高层建筑结构工程抗震设计中,前提是正确的计算,这直接影响抗震设计,计算结果的正确性要求设计师应当具备一定的计算水平和业务水平,准确计算建筑结构所有区域,保证参数计算具有较强的科学性和有效性,最后在地震设计结构模型中得到合理运用,以此达到显著的高层建筑结构抗震效果。在具体工作中,分析抗震参数计算具有较强的专业性和复杂性,因为涉及到多方面的内容,难度系数较大,根据当地的具体情况应当采用适合的技术。当前,随着科技的不断进步和发展,信息网络技术在高层建筑工程中得到普遍应用,其中BIM技术的效果是十分显著的,在高层建筑结构工程抗震设计中运用该技术可以使抗震设计的正确性、可靠性得到提高。
2.5非结构构件设计
从高层建筑结构设计实际来说,非结构构件的布置,多选择在建筑主体结构上。具体设计时,要重点关注非结构构件,比如女儿墙和内隔墙等,基于构件的整体出发,做好构件连接以及锚固。一般来说,填充墙的局部高度大小,对主体结构有着很大的影响,极易使得结构短柱产生脆性破坏,因此要做好把控。除此之外,在设计填充墙和内隔墙等时,要减少其对主体结构自震周期的影响,合理调整其刚度,保证地震发生时内力分布均匀,进而减少地震作用的影响。对于顶棚和贴面等,采取柔性连接的方式,结合运用刚性连接手段,避免地震环境下出现构件破坏以及脱落等问题。
2.6高层建筑的防震缝设计
高层建筑的防震缝设计在建筑结构设计的抗震设计中尤为重要,设计人员在针对防震缝设置的过程中,要均匀规则地分割建筑物。同时,在进行防震缝设计时,高层建筑结构的抗震宽度要满足基本抗震条件,保证能够将防震两侧的结构完全隔离开。此外,在设置防震缝两侧的抗震墙时,要根据每个高层建筑的外形特点进行细致的分析情况进行。
2.7重视提高高层建筑结构整体设计的延展性
(1)就工程结构的梁、柱而言,务必要根据强柱弱梁的设计原则进行,全面强化柱的抗弯性能。钢筋混凝土结构在大型地震灾害出现时,一旦地震作用力导致工程结构发生最大限度的非线性位移时,梁端位置的塑性铰的实际塑性就会逐步增加;而当柱端的塑性铰发生较晚,则工程结构发生最大限度的非线性位移时,其塑性相对较小,这就在很大程度上确保了高层建筑结构具备了较强的塑性耗能构件。(2)实际高层建筑结构延展性设计工作中,还可以选用强剪弱弯方式来提升整体结构的延展性,由于剪切对损害根本不具备延展性,一旦某个位置出现剪切破坏,这一位置在高层建筑工程整体抗震结构中的效果就会丧失,端桩若是出现剪切损害,就会导致工程结构局部位置出现坍塌,进而容易导致工程整体出现坍塌。而选用增加梁柱和柱端组合剪力数值的方式,能从根本上确保结构构建在大型地震灾害出现时均不会对其剪力造成损害。
结语
综上所述,地震等地质灾害的发生给人们的生产生活带来了极大的负面影响,但我们现在还无法对地震等地质灾害进行一个准确的提前预估,因此,进行必要的建筑物防震设计有着十分重要的意义。加强建筑设计在高层建筑抗震设计中的应用,合理的选择建筑地基,重视建筑材料的选用与建筑结构的稳固性以及有效的建立抗震防线,能够帮助我们提升当前建筑物的抗震能力。
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