楊其航
摘 要:高層建筑在人們的生活中較為常見,高層建筑的出現(xiàn)及使用有效地緩和了城市居民的住房問題,通過科學(xué)的設(shè)計及施工,高層建筑的各項性能可以很好地滿足用戶的需求,同時在智能化設(shè)施的支持下,人們的生活水平可得到較好的提升。對于高層混凝土建筑而言,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的科學(xué)性影響較大,同時,如何保護高層建筑在地質(zhì)災(zāi)害中不被破壞需要設(shè)計者予以重視。簡單分析地質(zhì)災(zāi)害下高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的破壞表現(xiàn)和高層混凝土建筑抗震設(shè)計中的常見問題,重點圍繞高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化展開詳細論述。
關(guān)鍵詞:混凝土;高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計
1 引言
加強對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計,是現(xiàn)代化社會發(fā)展背景下建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢,也是在當(dāng)前形勢下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要進行的一項建筑設(shè)計,只有在建筑的設(shè)計過程中,對建筑進行抗震性分析和研究,才能保障建筑的安全。
2 混凝土材料及混凝土結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點分析
建筑工程所述的混凝土即由砂、石、水泥等材料按一定配比混合而成的復(fù)合型材料的統(tǒng)稱,即我們通常所說的商品砼,該材料主要應(yīng)用于工程建設(shè)中的土建施工和機電設(shè)備安裝等領(lǐng)域?;炷恋闹饕牧鲜巧啊⑹?,將其與水按一定的配比混合即可得到水泥質(zhì)混凝土材料,再與水泥等水硬性材料混合即可成為高強度的混凝土結(jié)構(gòu)材料[1]。相比混凝土材料,混凝土結(jié)構(gòu)材料還包含了水泥、化學(xué)添加劑及其他礦物質(zhì)材料,項目施工時結(jié)合鋼筋工序可獲得強度較高的混凝土結(jié)構(gòu)件?;炷两Y(jié)構(gòu)具有諸多的優(yōu)點:其一,混凝土結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)制作相對較為簡單,技術(shù)要求相對不高,水泥、砂、石等原料價低易得;其二,混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的抗壓強度和抗震性能,能夠抵御一定的自然災(zāi)害破壞,使用年限較長;其三,混凝土材料為熱的不良導(dǎo)體,因此混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的耐火性;其四,混凝土材料在一般環(huán)境下不會被腐蝕,因此混凝土結(jié)構(gòu)具有較高的耐腐蝕性能。鑒于上述優(yōu)點,混凝土結(jié)構(gòu)在土木工程建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用越來越普遍。
3 影響高層混凝土建筑設(shè)計中的常見問題
3.1 樓高設(shè)計不合理
根據(jù)這個項目施工,可以表明,如果建筑物的樓層相對來說比較高,那么其施工的難度也會增加,樓層比較低,施工難度就會比較小。我國針對高層混凝土建筑的各項技術(shù)均制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),差異化結(jié)構(gòu)形態(tài)下的高度要求各異,但是缺乏系統(tǒng)性設(shè)計要求的引導(dǎo),部分設(shè)計人員并未參照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,降低了建筑自身的抗震性能。
3.2 地段選擇及處理不當(dāng)
高層混凝土建筑對地基的要求較高,同時作為高層建筑的重要安全保障——地段的選取及地基處理關(guān)系到建筑綜合性能的實現(xiàn),選取不當(dāng)必然會影響到后續(xù)建設(shè)工作的有效性。在城市建設(shè)全面推進的今天,很多建筑開發(fā)企業(yè)更多的是考慮經(jīng)濟效益,忽視了對建筑用地的分析與評估,一些不適宜建設(shè)高層建筑的地基投入使用[2]。城市經(jīng)濟的過快發(fā)展,使得城市周邊的地塊開發(fā)頻率加大,尤其是對于一些不良地基、地勢起伏較大、靠河流較近的地塊利用率明顯提升,這些地基如若處理不全面必然會影響到建筑整體的抗震性、安全性。
4 高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化
4.1 地基設(shè)計
(1)沉降縫設(shè)計。在建筑使用的過程中,沉降是常見的現(xiàn)象,過度的不均勻沉降會給建筑帶來嚴重的危害,降低建筑的安全性能,對于高層建筑來說,應(yīng)在建筑高度差較大或轉(zhuǎn)折部位以及地基土的壓縮性差異較大的部位設(shè)置沉降縫。通過設(shè)置沉降縫的方式可以把建筑物分割成若干相對獨立的結(jié)構(gòu),使沉降的過程保持獨立,避免各結(jié)構(gòu)單元相互影響,能夠降低不均勻沉降對建筑物的不良影響。
(2)地基基礎(chǔ)設(shè)計。高層建筑的地基要承受巨大的壓力,如果基礎(chǔ)底面承受的壓力設(shè)計值與地基承載力設(shè)計值相當(dāng),或者不超出5%時,應(yīng)適當(dāng)提高上部結(jié)構(gòu)的剛度,在框架結(jié)構(gòu)上增設(shè)拉梁,增加梁柱的截面面積,并增加框架梁的配筋,提高基礎(chǔ)的抗不均勻沉降能力;如果超出了預(yù)估沉降值的限度,應(yīng)增大基礎(chǔ)底面積,并對地基進行適當(dāng)?shù)募庸烫幚恚ㄟ^這些方式提高高層建筑的荷載能力。針對不同的地質(zhì)情況、建筑結(jié)構(gòu)類型、地基承載能力應(yīng)選擇不同的處理方式。一些高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)可以采用水泥粉煤灰碎石樁的形式,這種樁是利用石屑、粉煤灰、碎石等與水泥摻和,加水?dāng)嚢?,并使用相?yīng)的機械制成的低強度樁[3]。
4.2 建筑的抗震加固設(shè)計
建筑的抗震加固設(shè)計可以從以下2個方面進行:(1)在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中,要選用螺旋復(fù)合捆綁式鋼筋混凝土施工技術(shù),這樣能夠保障鋼筋和混凝土在復(fù)合施工技術(shù)的應(yīng)用下,發(fā)揮出其抗震的安全特性;(2)在建筑的抗震加固設(shè)計中,選用分體柱,利用分體柱進行專門的建筑抗震彎曲性設(shè)計。之所以在建筑抗震加固設(shè)計中選用分體柱設(shè)計,是保障在分體柱的設(shè)計過程中,將建筑的鏈接健在分隔板和摩擦阻尼的應(yīng)用下,起到抗震防止形變的目的。
4.3 建筑施工材料的選取與應(yīng)用
施工材料是整個建筑樓體的基礎(chǔ)保障,想要建立一個高質(zhì)量的高層混凝土建筑需要材料的支持。(1)為了保證建筑物的抗震性能,建筑施工單位要先對建設(shè)項目需要材料進行記錄,避免多買少買的現(xiàn)象。(2)在購買相應(yīng)的施工材料時,需要考慮好施工材料的使用特性,對材料的規(guī)格、重量、大小等進行分析,選用質(zhì)量過關(guān)的材料。如在選取鋼筋材料時,要對鋼筋的重量進行測量,推測其承重能力,對鋼筋的表面也要進行觀察,對于一些表面出現(xiàn)裂痕的鋼筋要排查出來,挑選合格的材料。(3)要挑選一些抗震性能比較強的施工材料,對這些材料進行抗震能力的計算,利用數(shù)學(xué)公式等算出施工材料的承重能力。對于材料的使用也要進行科學(xué)合理的施工,注意好每種施工材料的要點,避免材料的浪費,讓每一種施工材料可以發(fā)揮出其最大的效用。比如,在混凝土攪拌時要對混凝土的配合比量進行計算,在投入時,須嚴格控制好比例,按照比例進行攪拌。(4)建筑施工人員要按照國家規(guī)定的相關(guān)的施工辦法進行施工,減少資源能源的耗費,降低施工單位的建設(shè)成本。
4.4 合理應(yīng)用高強砼和高強鋼筋
在建筑施工過程中,用鋼量對建筑工程的造價有重要的影響。為了降低用鋼量,并保證建筑的質(zhì)量,應(yīng)使用高強度的鋼筋[4]。如果高層建筑的地基比較軟弱,高強砼和高強度鋼筋的使用能夠有效的減輕地基的荷載,并在一定程度上降低施工的難度,減少建設(shè)成本。對于建筑來說,地震的破壞程度與自身的重量成正比,自重越大,受破壞的程度就越大,因此,在建設(shè)的過程中,應(yīng)減輕建筑物的自重,使用高強鋼筋以及高強砼能夠減少用鋼量,從而減輕建筑的自重,降低地震帶來的破壞。
5 結(jié)束語
高層建筑是新時期建筑事業(yè)的一大突破,在土地資源愈發(fā)緊張的今天優(yōu)化高層混凝土建筑的抗震性有利于資源能源的有效利用、有利于“百年大計、質(zhì)量第一”的貫徹落實、有利于社會的和諧穩(wěn)定。為了節(jié)省城市建設(shè)用地,提高城市立體化程度,高層建筑成為城市中常見的建筑形式,這種建筑形式能夠緩解城市人口密集造成的土地資源緊張的問題。在建設(shè)過程中,不僅要考慮土地利用效率,更要保證建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全性,這需要通過優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的混凝土施工設(shè)計來實現(xiàn)。
參考文獻:
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[4] 李碧濤.淺談高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].建材與裝飾,2018(4):76~77.