高层混凝土建筑抗震结构设计研究
王雨
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王雨,. 高层混凝土建筑抗震结构设计研究[J]. 电气学报,2021.4. DOI:10.12721/ccn.2021.157032.
摘要: 现阶段,我国建筑行业发展迅速,高层建筑物数量也有了明显的增加,因此需要加强对高层建筑的抗震结构的设计,确保其结构设计的稳定性,进一步保障人民的生命财产安全。文章首先介绍了震中高层混凝土建筑的两种破坏方式,其次分析了地震对高层建筑破坏的特征,接着阐述了设计高层混凝土建筑抗震结构的相关要点,最后从六个方面具体提出了高层混凝土建筑抗震设计的优化对策,希望能给高层混凝土建筑抗震结构的设计带来帮助。
关键词: 高层混凝土建筑;抗震结构;设计对策
DOI:10.12721/ccn.2021.157032
基金资助:

众所周知,高层混凝土建筑的结构设计相对比较复杂,在结构设计开始时,相关设计人员需要结合当地的高层建筑设计要求,调查建筑物周边的环境和水文地质情况,然后结合自己的抗震设计理念,后期也需要不断完善抗震结构的设计方案。抗震结构设计需要结合当地的地震发生情况时建筑物所受的作用力,站在全局的角度分析抗震参数,最终完成高层建筑物的抗震结构设计任务。根据实际的情况不断完善结构选型,调整结构构件的布置方式和形式,从而提升高层建筑抗震结构设计的质量。

1高层混凝土建筑抗震结构设计的必要性

高层混凝土建筑抗震结构设计的必要性首先表现在后期建筑物的长期应用中。因为高层建筑物往往涉及大量的使用人员,如果在应用过程中存在着明显安全隐患,势必会带来较为恶劣的隐患,人民群众的生命财产安全得不到较好保护。所以,地震灾害作为不容忽视的一个危险来源,需要引起高层建筑设计人员的高度重视,在结构设计中充分考虑抗震设计需求,提升整体高层建筑物抗震性能。另外,对于未来我国高层混凝土建筑工程的发展而言,其结构往往更为复杂多样,这种创新性发展不仅仅需要得到技术层面的支持,往往还需要重点从设计层面予以适应性调整,促使结构设计方案同样也能够紧跟整体高层建筑工程发展步伐。抗震设计作为其中重要组成部分,同样也应该加大关注力度,以求较好推动整个高层混凝土建筑行业的创新发展,避免该方面形成阻碍因素。

2高层混凝土建筑抗震结构设计的缺陷

2.1设计时没有按照国家要求进行

一部分建筑企业为了提高自己建设工程项目的经济效益,经常忽视国家的有关要求和标准。在制定建筑高度时,经常使高度超过国家的相关要求和标准,若是建筑物的高度过高,那么一旦遇到地震或其他自然灾害,就很难发挥出建筑工程的抗震功能,使高层建筑在地震和各种自然灾害中很容易被损坏。如果想在提高建筑企业经济效益的基础上加高建筑物,那么就要重新设计高层建筑的抗震结构,而重新设计抗震结构就会增加设计成本,导致建筑企业最后得不偿失。

2.2结构体系不同引起的抗震性能差异

建筑规模通常较大,各个节点和部位构成了建筑主体。对于高层建筑而言,不同结构的特性存在较大的差异,尤其是抗震性能体现出明显的区别。在遭受外力时,不同结构受到损坏程度不同。通过充分考虑不同结构的特点,在进行高层建筑抗震结构设计时,可以采用框架-剪力墙的结构,该结构融合了两者的优点,在提高建筑承载力的同时,也兼顾了建筑结构的抗震性能。

3高层混凝土建筑抗震结构设计要点

3.1选择高层建筑物的建设地址

高层混凝土建筑的抗震性能要比其他建筑物的要求严格,因此,选择高层混凝土建筑的建设场地必须遵照科学的程序。首先,专业的技术人员要根据高层混凝土建筑特殊性的结构性能选择出有利的地段,尽量远离不良地基场所以及靠近沟谷、河流的区域。其次,还要注意矿山地带不利于高层建筑物的建设。

3.2混凝土框架结构设计要点

在建设高层混凝土的框架结构的过程中,需要有效提高建筑结构的抗震性能,因此需要注意以下要点:一是要对建筑的框架结构进行受力分析,工作人员要对高层混凝土建筑的结构的受力特点以及其在使用中的特点进行全面分析,这样才能进一步对其受力的情况进行准确计算,并画出其简图以及受力体系,再展开全方位的受力分析。二是需要分析高层混凝土建筑的框架结构各方面的特性,确保框架结构的硬度、稳定性以及延展性都达到抗震的标准。

3.3增加抗震防线

高层建筑抗震结构的各种延性零件能够进行有效的衔接,其是由多个延性分体所组成。比如,剪力墙结构是由剪力墙与框架分体共同组合而成的多支剪力墙结构,在发生大地震之后还会发生余震,所以,建筑项目只设计一层抗震防线显然不合理,如果这层防线遭遇到余震的损坏,就会严重破坏高层主体结构,甚至导致整个建筑项目发生坍塌。设计人员需要科学合理的设计抗震设防系统,同时还需要使相同平面当中的主要零件处于屈服的状态,然而剩下的抗侧力零件会就一致处于弹性阶段,如此一来就会提高建筑项目主体结构屈服所坚持的时间,有利于增强建筑项目主体结构的延性和抗侧移性能。混凝土建筑抗震结构在设计过程中分容易因为某一个结构的零件出现抗侧移值太大的情况,在一定程度上出现零件强度严重降低的现象。然而在设计建筑项目整体抗震防线过程中,需要增强构件抗侧移性能,权衡施工过程中存在的以大代小的情况,提高抗侧力有关构件的配筋率。

3.4高度重视抗震扭转效力

地震发生时,往往会产生扭转、垂直、左右和水平作用,破坏建筑物,导致建筑物破裂甚至倒塌。因此,设计人员应注意抗震扭转效应,提高位移结构的刚度,确保其符合设计标准,并确保高层混凝土建筑结构中的各个环节都能达到相应的标准。同时,要找出抗震结构中存在的问题,采取合理措施,尽可能提高抗震结构的设计效率和质量。

4高层混凝土建筑的抗震结构设计应用对策

4.1选择抗震结构设计专业能力较强的工程设计师

抗震结构的设计,需要建筑设计师有很强的专业性和丰富的设计经验。例如,在结构的选择中,专业的设计师能根据经验,结合当地的实际情况,初步判断建筑在架构上的选择,后期再通过震动系数进行结构验证,选择最为适合的防震结构。但是如果选择专业能力和工作经验都欠佳的设计师,不仅在前期的架构模式选择上面需要浪费很长的时间,而且还容易出现判断错误而造成工程失误、成本增加等情况。同时,因为高层混凝土建筑的防震设计关系到后期建筑的使用和人们的生命财产安全,所以在建筑的抗震结构的设计上必须严谨,需要有着专业的知识进行准确判断,更有效地保障设计的合理性和科学性。

4.2选择合理的施工材料和结构体系

在容易发生地震的地区,有关部门应该重视使用什么种类的建筑材料。在国外的地震区,通常都是使用钢结构,在我国通常都是使用钢筋混凝土和混合结构,遇到柱距发生变化或者结构体系发生变化的时候,经常需要设立结构的转化层。在设立转化层的时候,要认真选择转化层的结构模式,尽可能地减小转化层刚度,减少转化层自身带来的影响。另外,要重视施工材料的选择,目前我国钢材生产量已经很大,各种不同类型的钢材不断增加,加工钢结构的能力也在不断提高,所以,如果有条件的话,尽量选择使用钢骨混凝土结构等,可以有效提高结构的抗震能力。

结语

综上所述,做好抗震结构是确保高层建筑物安全与稳定的重要措施,同时针对高层建筑物存在的问题,应该采取积极有效的措施及时应对,切实做好高层建筑抗震结构设计。

参考文献

[1]燕亚勃.高层混凝土建筑抗震结构设计要点分析[J].住宅与房地产,2018(27):90.

[2]李凯.高层混凝土建筑抗震结构设计探讨[J].工程建设与设计,2018(06):6-7.

[3]何涛,马青.高层混凝土建筑抗震结构设计问题研究[J].中国新技术新产品,2020(2):98-99.

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