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        超限高層建筑結構基于性能抗震設計的研究

        2018-05-14 14:58:28梁潔
        關鍵詞:抗震設計建筑結構

        【摘要】隨著當前科學技術的不斷發(fā)展,其實際應用范圍也在逐漸擴大,在建筑行業(yè)借助新的科學技術開展超限高層建筑已經(jīng)成為可能。為了避免受到自然災害的影響,在超限高層建筑中加強抗震設計逐漸成為人們關注的焦點?;诖?,文章從超限高層建筑抗震設計目標開始談起,分別對其實際設計要點、方法以及未來的發(fā)展方向等進行了詳細說明,希望可以進一步推進超限高層建筑抗震設計的發(fā)展。

        【關鍵詞】超限高層;建筑結構;抗震設計

        隨著科學技術的不斷發(fā)展,城市中建筑也逐漸呈現(xiàn)多樣的趨勢,但是一旦城市突發(fā)相應的自然災害,就很可能造成建筑的倒塌,進而產(chǎn)生大面積的人員傷亡。因此,加強實際建筑抗震設計就顯得尤為重要,同時還要對建筑抗震設計進行深入研究,特別是針對超限高層建筑來說。

        1、超限高層建筑抗震設計目標

        1.1三個水準

        三個水準主要是指:一,小震不壞,即當發(fā)生多遇地震(小震)時,建筑房屋的各環(huán)節(jié)不會受到一定的裂縫,也沒有出現(xiàn)相應的損害,不需要進行一定的修復處理,房屋可以繼續(xù)進行使用;中震可修,即在發(fā)生設防烈度地震(中震)后,房屋會受到一定的損壞,但是在經(jīng)過維修后,依然可以繼續(xù)進行使用;大震不倒,即在預估的罕遇地震(大震)情況下,建筑結構會受到損壞,但不會倒塌并引發(fā)人員傷亡。

        1.2不同階段設計方法

        1.將實際抗震等級劃分為小震階段的性能計算,對實際范圍以及數(shù)據(jù)進行設計,與此同時還可以對房屋荷載與地震效應等進行考慮,并結合建筑物的實際特征和承載性能做出合適的調整,最終確定建筑物的尺寸與橫截面積,此外,還要注意在小震階段建筑物的彈性位移,從而確保小震階段建筑物可以承受的強大沖力,最終保證建筑物的穩(wěn)定安全。

        2.將以階段獲得計算結果作為實際參數(shù),對相應的建筑結構進行選擇,同時采取有效的抗震措施,算出建筑物在變形前所能承受 的最大限度力,然后在材料選擇和結構設計中盡可能的提高建筑的承受能力,確保中震階段,建筑物仍具備一定的抗性。

        2、超限高層建筑抗震設計要點

        2.1建筑結構規(guī)則

        在實際建筑設計階段,抗震設計應該先考慮建筑結構,因為實際結構設計的優(yōu)劣將直接影響建筑物的穩(wěn)定性與抗震性。建筑物底端要穩(wěn),結構支撐要不斷增強,確保上端承受的外力要輕,以便進一步減緩對地面的壓力,設計出的建筑物結構要有規(guī)律,不僅確保實際建筑功能,還要滿足建筑實際扭轉。通常的建筑設計中,建筑整體外觀要簡單利落,布局要合理均勻,剛性設計要不斷增強,地基要穩(wěn),如此才能盡可能的抵擋實際地震,盡可能的避免建筑物的結構受損,有效確保實際人身安全。

        2.2掌控層間位移

        在開展超限高層建筑抗震設計階段,不緊要合理規(guī)劃實際建筑平面,還要充分考慮建筑位移、高寬比例、結構材料、體系、荷載等相關問題。在這些當中最為重要的是對鋼筋混凝土的結構位移的控制,由于建筑會受到較大風力與地震的影響而發(fā)生一定位移,因此在實際建筑設計階段不僅要確保實際建筑剛度,還要注意避免其超過額定承載力。

        3、超限高層建筑抗震設計方法

        3.1強化基礎設計

        超限高層建筑具有很大的危險性,尤其是在較高的部分,因此在實際防風設計和抗震設計階段,一定要嚴謹,為了進一步確保實際建筑質量,還要不斷強化基礎建筑設計。建筑設計師要結合實際建筑高度按層進行設計,確保每一層的建筑承載力,同時做到在同一高度中地基、材料、結構以及受力分配等也要大致相同,這樣才能進一步提高建筑物的抗震性。

        3.2減少地震作用力

        在實際抗震設計階段,要學會與位移抗震設計進行結合,經(jīng)過相應的分析制定出科學合理的減震設計方案,確保超限高層建筑結構形變符合地震形變的相關要求。建筑人員不僅要對建筑實際承載力進行計算,還要對大震到來時建筑物的位移和角度進行控制,掌握實際構建需求和相應的形變數(shù)值。

        3.3控制建筑剛度

        在結構計算當中,超限高層建筑剛度經(jīng)常呈現(xiàn)周期性的變化,從而也會對相應的主體結構唯一變化帶來影響。因此,工程人員在實際建筑結構設計階段,可通過對實際參數(shù)的調整,達到最終的建筑物結構剛度目的。

        4、超限高層建筑抗震設計發(fā)展方向

        (1)隨著經(jīng)濟全球化的不斷發(fā)揮在哪,世界格局逐漸呈現(xiàn)多元的趨勢,對于超限高層建筑設計也是如此,隨著建筑設計理念、施工技術、設計形式、施工材料等的不斷多元化,世界范圍的建筑也逐漸呈現(xiàn)多元化的趨勢,超限高層建筑設計突破傳統(tǒng)結構模式,在確保實際建筑結構穩(wěn)定的條件下,很多新的建筑形式也逐漸涌現(xiàn),其發(fā)展方向也在不斷朝著新的方向拓展。

        (2)現(xiàn)階段參照的超限高層建筑結構設計方法仍有待進一步提升,隨著當前科學技術的不斷進步,建筑物設計方法也在逐漸更新,因此也是的實際建筑結構越來越復雜化,針對抗震性的相關設計要求也在逐漸提高,在未來怎樣改變這一現(xiàn)狀將成為行業(yè)發(fā)展的主要任務。

        (3)現(xiàn)階段的超限高層建筑抗震設計性能理念來源于多層建筑,雖經(jīng)過一定的細化改造,但是實際界定起來還是比較困難,不同的新建筑都會帶來新的問題,由于結構中很可能存在一定的不規(guī)則現(xiàn)象,因此是否繼續(xù)使用位移作為主要評定標準還有待進一步商討。對于性能抗震設計,還存在一個比較嚴重的問題就是對建筑物的壽命損耗分析,這其中包含了很多不明確的因素,超限高層建筑在壽命評估、損傷分析、整體造價以及維修期間的費用估計等,都需要研究人員去進一步分析研究。

        結語:

        綜上所述,隨著超限高層建筑的逐漸普及,其不僅有效幫助城市緩解了實際住房問題,還進一步節(jié)約了土地資源,促進建筑企業(yè)的健康積極發(fā)展。但是需要引起注意的是,超級高層建筑很容易受到地震的影響,因此在實際建筑設計階段,要充分考慮建筑結構的抗震性,同時采取有效的設計手段,不斷提升超級高層建筑結構的抗震性。

        參考文獻:

        [1]陳旭元.超限高層建筑結構基于性能抗震設計的研究[J].山西建筑,2017,43(33):45-46.

        [2]張毅鵬.超限高層建筑結構基于性能抗震設計的研究[J].四川建材,2017,43(11):91-92.

        [3]張建新,李輝,孫柏濤.超限高層建筑結構基于性能抗震設計的研究[J].世界地震工程,2016,32(01):94-97.

        [4]唐先勝.超限高層建筑結構基于性能抗震設計的研究[J].四川水泥,2015(08):109.

        作者簡介:

        梁潔,廣州市建筑科學研究院新技術開發(fā)中心有限公司。

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