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        超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)的研究

        2018-05-14 14:58:28梁潔
        關(guān)鍵詞:抗震設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)

        【摘要】隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,其實(shí)際應(yīng)用范圍也在逐漸擴(kuò)大,在建筑行業(yè)借助新的科學(xué)技術(shù)開(kāi)展超限高層建筑已經(jīng)成為可能。為了避免受到自然災(zāi)害的影響,在超限高層建筑中加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)?;诖耍恼聫某薷邔咏ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)目標(biāo)開(kāi)始談起,分別對(duì)其實(shí)際設(shè)計(jì)要點(diǎn)、方法以及未來(lái)的發(fā)展方向等進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,希望可以進(jìn)一步推進(jìn)超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展。

        【關(guān)鍵詞】超限高層;建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì)

        隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,城市中建筑也逐漸呈現(xiàn)多樣的趨勢(shì),但是一旦城市突發(fā)相應(yīng)的自然災(zāi)害,就很可能造成建筑的倒塌,進(jìn)而產(chǎn)生大面積的人員傷亡。因此,加強(qiáng)實(shí)際建筑抗震設(shè)計(jì)就顯得尤為重要,同時(shí)還要對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究,特別是針對(duì)超限高層建筑來(lái)說(shuō)。

        1、超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)

        1.1三個(gè)水準(zhǔn)

        三個(gè)水準(zhǔn)主要是指:一,小震不壞,即當(dāng)發(fā)生多遇地震(小震)時(shí),建筑房屋的各環(huán)節(jié)不會(huì)受到一定的裂縫,也沒(méi)有出現(xiàn)相應(yīng)的損害,不需要進(jìn)行一定的修復(fù)處理,房屋可以繼續(xù)進(jìn)行使用;中震可修,即在發(fā)生設(shè)防烈度地震(中震)后,房屋會(huì)受到一定的損壞,但是在經(jīng)過(guò)維修后,依然可以繼續(xù)進(jìn)行使用;大震不倒,即在預(yù)估的罕遇地震(大震)情況下,建筑結(jié)構(gòu)會(huì)受到損壞,但不會(huì)倒塌并引發(fā)人員傷亡。

        1.2不同階段設(shè)計(jì)方法

        1.將實(shí)際抗震等級(jí)劃分為小震階段的性能計(jì)算,對(duì)實(shí)際范圍以及數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì),與此同時(shí)還可以對(duì)房屋荷載與地震效應(yīng)等進(jìn)行考慮,并結(jié)合建筑物的實(shí)際特征和承載性能做出合適的調(diào)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(qiáng)大沖力,最終保證建筑物的穩(wěn)定安全。

        2.將以階段獲得計(jì)算結(jié)果作為實(shí)際參數(shù),對(duì)相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇,同時(shí)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)要點(diǎn)

        2.1建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則

        在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)階段,抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該先考慮建筑結(jié)構(gòu),因?yàn)閷?shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)支撐要不斷增強(qiáng),確保上端承受的外力要輕,以便進(jìn)一步減緩對(duì)地面的壓力,設(shè)計(jì)出的建筑物結(jié)構(gòu)要有規(guī)律,不僅確保實(shí)際建筑功能,還要滿足建筑實(shí)際扭轉(zhuǎn)。通常的建筑設(shè)計(jì)中,建筑整體外觀要簡(jiǎn)單利落,布局要合理均勻,剛性設(shè)計(jì)要不斷增強(qiáng),地基要穩(wěn),如此才能盡可能的抵擋實(shí)際地震,盡可能的避免建筑物的結(jié)構(gòu)受損,有效確保實(shí)際人身安全。

        2.2掌控層間位移

        在開(kāi)展超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)階段,不緊要合理規(guī)劃實(shí)際建筑平面,還要充分考慮建筑位移、高寬比例、結(jié)構(gòu)材料、體系、荷載等相關(guān)問(wèn)題。在這些當(dāng)中最為重要的是對(duì)鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)位移的控制,由于建筑會(huì)受到較大風(fēng)力與地震的影響而發(fā)生一定位移,因此在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)階段不僅要確保實(shí)際建筑剛度,還要注意避免其超過(guò)額定承載力。

        3、超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)方法

        3.1強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

        超限高層建筑具有很大的危險(xiǎn)性,尤其是在較高的部分,因此在實(shí)際防風(fēng)設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)階段,一定要嚴(yán)謹(jǐn),為了進(jìn)一步確保實(shí)際建筑質(zhì)量,還要不斷強(qiáng)化基礎(chǔ)建筑設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)師要結(jié)合實(shí)際建筑高度按層進(jìn)行設(shè)計(jì),確保每一層的建筑承載力,同時(shí)做到在同一高度中地基、材料、結(jié)構(gòu)以及受力分配等也要大致相同,這樣才能進(jìn)一步提高建筑物的抗震性。

        3.2減少地震作用力

        在實(shí)際抗震設(shè)計(jì)階段,要學(xué)會(huì)與位移抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)合,經(jīng)過(guò)相應(yīng)的分析制定出科學(xué)合理的減震設(shè)計(jì)方案,確保超限高層建筑結(jié)構(gòu)形變符合地震形變的相關(guān)要求。建筑人員不僅要對(duì)建筑實(shí)際承載力進(jìn)行計(jì)算,還要對(duì)大震到來(lái)時(shí)建筑物的位移和角度進(jìn)行控制,掌握實(shí)際構(gòu)建需求和相應(yīng)的形變數(shù)值。

        3.3控制建筑剛度

        在結(jié)構(gòu)計(jì)算當(dāng)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(huì)對(duì)相應(yīng)的主體結(jié)構(gòu)唯一變化帶來(lái)影響。因此,工程人員在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段,可通過(guò)對(duì)實(shí)際參數(shù)的調(diào)整,達(dá)到最終的建筑物結(jié)構(gòu)剛度目的。

        4、超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)發(fā)展方向

        (1)隨著經(jīng)濟(jì)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(shì),對(duì)于超限高層建筑設(shè)計(jì)也是如此,隨著建筑設(shè)計(jì)理念、施工技術(shù)、設(shè)計(jì)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(shì),超限高層建筑設(shè)計(jì)突破傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式,在確保實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法仍有待進(jìn)一步提升,隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,建筑物設(shè)計(jì)方法也在逐漸更新,因此也是的實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜化,針對(duì)抗震性的相關(guān)設(shè)計(jì)要求也在逐漸提高,在未來(lái)怎樣改變這一現(xiàn)狀將成為行業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)。

        (3)現(xiàn)階段的超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)性能理念來(lái)源于多層建筑,雖經(jīng)過(guò)一定的細(xì)化改造,但是實(shí)際界定起來(lái)還是比較困難,不同的新建筑都會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題,由于結(jié)構(gòu)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(píng)定標(biāo)準(zhǔn)還有待進(jìn)一步商討。對(duì)于性能抗震設(shè)計(jì),還存在一個(gè)比較嚴(yán)重的問(wèn)題就是對(duì)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(píng)估、損傷分析、整體造價(jià)以及維修期間的費(fèi)用估計(jì)等,都需要研究人員去進(jìn)一步分析研究。

        結(jié)語(yǔ):

        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(shí)際住房問(wèn)題,還進(jìn)一步節(jié)約了土地資源,促進(jìn)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(jí)高層建筑很容易受到地震的影響,因此在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)階段,要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震性,同時(shí)采取有效的設(shè)計(jì)手段,不斷提升超級(jí)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性。

        參考文獻(xiàn):

        [1]陳旭元.超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)的研究[J].山西建筑,2017,43(33):45-46.

        [2]張毅鵬.超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)的研究[J].四川水泥,2015(08):109.

        作者簡(jiǎn)介:

        梁潔,廣州市建筑科學(xué)研究院新技術(shù)開(kāi)發(fā)中心有限公司。

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