浅论高层混凝土建筑抗震结构设计郭春

浅论高层混凝土建筑抗震结构设计郭春

青岛市公用事业工程建设管理中心山东青岛266001

摘要:随着建筑行业的大力发展,建筑项目建设逐渐成为支柱性产业,而高层建筑作为建筑行业当中关键并占有重要地位的建筑物,更是发挥着不可替代的作用。因此在高层混凝土的设计过程中,需要综合考虑各方面因素,不仅需要保证其具有良好的外观、艺术性等,还需要重视起抗震性能的提升。本文主要对高层混凝土建筑抗震结构设计进行分析研究。

关键词:高层混凝土;建筑结构;抗震设计

1高层混凝土建筑抗震结构设计要求分析

1.1当高层建筑在进行抗震结构的设计及筹划时,一定要做把数字计算到最精准,把结构刚度把握在合理的范围内,对建设工程的地质地貌,设备运行状况、建材的特性和物理力学方面的问题做到了然于心。这样才能够确切的把高层建筑的整个高度、巨细规划好,并且合理有效的链接在一起,使刚度得到完美的调整。要了解地质的支撑范围,尽量的把建筑摇晃受力控制在其支撑的范围内,这样才能使高层建筑的抗震性能得到提高,发挥其使用价值。

1.2当高层建筑在进行抗震结构设计时,一定要做好重要位置的解析、各组成部件相互之间的连接问题及受到力的情况,要提高高层建筑的抗震性能,还要经过详细有效的计算,做出正确的调理和安排。这样才能使地震以后对建筑物所造成的损失和影响程度减小到最小值。也可以把以往的地震灾害作为参照的对象,一旦高层建筑建筑采用的柔和刚进行设计,那么地震发生时就会使建筑物结构持续破坏,余震的时候,建筑物就会继续破损,最后建筑物会慢慢的塌方。为此,要加强对高层建筑抗震能力的提高,当地震发生时使其对建筑物的破坏性达到最小值,所以不难看出,一定要把混凝土抗震结构的理念深入人心。并在建筑过程中充分发挥其优点和长处。这样才会造福人类,造福社会。

2高层混凝土建筑物抗震结构设计现状

2.1地基选取不科学

对于高层混凝土建筑来说,地基的选取是一个非常重要的问题,若是选取的地质有问题则建设出来的建筑物其抗震性能无疑会下降许多。这几年随着国内城市化进程的加快,城市用地的紧张,有越来越多的开发商在选择高层建筑物建筑地址的时候都是以利益为先,很少会将高层混凝土建筑抗震结构性能对地基的影响因素考虑在内。比如部分高层建筑物建设在地势高低不平的位置,若是地震发生则这些建筑物就会因为顶部震动太激烈而坍塌,其后果不堪设想。同时,在河边建设的高层混凝土建筑物若是未做好地基之下的防水工作,那么地震灾害发生时,土质太松软则没有承载力,也一样会导致房屋的抗震结果失去效果,致使高层建筑物面临坍塌的风险。总的来说,高层混凝土建筑在设计和施工之前务必要对当地的地质条件进行勘察,土质松软,容易导致建筑物坍塌的地区一定要尽量避免作为建筑施工区域,或者是在做好一定的防范工作,确保建筑物的抗震性能之后才能进行。

2.2材料选择不过关

对于高层混凝土建筑来说,其材料的选择是否合理,质量合格直接关系到其抗震性能。若是选择的建筑材料和规定要求不相符,则地震发生时高层建筑的抗震结构很难对建筑使用者起到保护其安全的作用。目前国内许多高层混凝土建筑其公用设计多半以钢筋混凝土的核心筒为主,设计师重点考虑的因素是钢筋混凝土结构的位移值,但依据此因素设计出来的高层建筑其抗震结构在发生地震时很容易出现建筑顶部变形超出规定范围,同时钢结构因为硬度比较小因而很难承受住建筑物顶部较大的震动,让抗震结构失去抗震作用。所以,在设计的时候一定要注意选择硬度科学合理的材质。

2.3高层建筑物的高度设计不科学

国内相关单位和业内都已经对高层混凝土建筑的高度做了明确的规定,然而部分开发商为了个人利益在设计和建设高层建筑的时候,其高度往往超出了标准要求。这种情况下一旦发生地震,那么这一部分超出标准要求的建筑其抗震结构就很容易失去抗震性能,抗震结构不能很好的发挥其抗震作用而致使建筑物坍塌的情况并不少见。

3高层混凝土建筑抗震结构设计

3.1高层混凝土建筑的结构体系选择

高层建筑结构应根据建筑使用功能、房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、地基情况、结构材料和施工技术等因素,综合分析比较,选择适宜的结构体系。高层建筑钢筋混凝土结构可采用框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体和板柱-剪力墙结构体系。框架结构可为建筑提供灵活布置的室内空间。当建筑物层数较少时,水平荷载对结构的影响较小,采用框架结构体系比较合理;框架结构属于以剪切变形为主的柔性结构,使用高度受到限制,主要用于非抗震设计和层数相对较少的建筑中。剪力墙结构中,剪力墙沿横向、纵向正交布置或多轴线斜交布置,由钢筋混凝土墙体承受全部的水平荷载和竖向荷载,属于以弯曲变形为主的刚性结构。该种结构的抗侧力刚度大,在水平力作用下侧向变形小,空间整体性好。

3.2减少地震发生时能量的输入

在具体的设计中,积极采用基于位移的结构抗震方法,对具体的方案进行定量分析,使结构的变形弹性满足预期地震作用力下的变形需求。对建筑构件的承载力进行验收的同时,还要控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值;并且根据建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系,确定构件的变形值;根据建筑界面的应变分布以及大小,来确定建筑构件的构造需求。

3.3采取多种抗震计算的方法

在高层混凝土建筑的结构设计中,必须做好抗震结构位移的科学计算,定量分析结构设计方案,把主体结构变形量有效控制在一个合理的范围内,即使遭遇一般地震也不会产生变形问题。在对主结构的承载力进行计算的过程中,必须要对高烈度地震下,结构层间位移角、延性位移加以计算、分析,严格根据建筑构件位移与结构变形关系,得到主要构件变形数值,其后根据建筑物截面应变的情况,进一步明确构件构造要求。同时,在建筑结构设计时,必须整建筑场地条件优良,尽可能地降低地震输入能量,减小高层建筑主体结构所受到的冲击,保证建筑安全。

3.4加强扭转效应的控制

高层混凝土建筑之所以需要重视抗震结构的设计以及优化,其主要的原因便是地震所产生的危害是非常大的,地震主要是由于板块之间的运动、碰撞等,发生一定的横向力以及纵向力,在不同方向的力影响之下,会使得建筑结构承受巨大的剪力和应力,最终导致房屋结构的倒塌以及裂缝现象。因此在进行高层混凝土建筑设计的过程中,一方面需要考虑到建筑物的横向以及纵向用力,还需要重视对其扭转作用的控制,在抗震结构的设计上测定其建筑结构能够承受的最大位移以及最小位移,保证建筑的每一个关键结构和节点都能符合相应的标准和要求,进而通过整体性的作用来提升建筑混凝土的抗震能力。

结束语

高层混凝土建筑已经占据城市的多半部分,一定要意识到高层混凝土建筑结构设计的重要性,这样才能保证居民的生命安全和财产安全,从高层建筑的实际情况出发,采用先进的抗震设计、合理的抗震结构和有效的抗震措施,最大程度的提高高层建筑的抗震性能,地震发生的时候,给居民有足够的时间进行撤离。加强高层建筑抗震性能可以促进建筑行业的快速发展,提高居民生产和生活水平。

参考文献

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