主田
摘 要 隨著社會不斷進步,土木行業(yè)蓬勃發(fā)展,我們更要注意地震對建筑物帶來的影響,要不斷降低地震對建筑物的破壞。這意味著我們要加強建筑物抗震設計,合理選取結構體系,全面考量建筑環(huán)境與建筑材料,設置多道防線來提高建筑物的抗震性能。
關鍵詞 高層建筑;抗震性能;設計要點
1高層建筑結構抗震現狀分析
我國的很多現有以及在建的高層建筑或多或少都考慮到了抗震這一環(huán)節(jié),但是很多時候設計方以及建筑方都未能將防震這一環(huán)節(jié)落實到位,我們通過調查發(fā)現了我國目前高層建筑結構存在的一些普遍問題,主要集中體現在高層建筑高度超標,很多開發(fā)商為了謀取更多的利益,選擇了將高層建筑建的超過安全高度,而一旦建筑物高度超過了安全設計高度以后,其結構就會遭到破壞,穩(wěn)定性自然而然也會隨著下降,在遭遇地震以后就會導致建筑物更容易損壞或者倒塌;其次,一個比較普遍的問題,就是高層建筑的建筑地址選擇也存在一些問題,隨著城市人口越來越多,對于住宅的需求也隨著增大,開發(fā)商為了取得更多的利益,盡可能的開發(fā)可利用的土地資源進行高層建筑的建設,但是由于為了加快開發(fā)速度,很多的高層建筑在選擇建筑地址前,沒有充分考慮到地質問題,沒有對建筑地的地質結構進行嚴格的勘探,這對于房屋建成以后的抗震性也是很大的考驗,很大程度上也影響了高層建筑結構的抗震性[1]。
2高層建筑設計原則
2.1 規(guī)整性原則
在結構設計初步階段,建筑設計人員需先計算建筑物抗側力性能,更合理的結構抗側力體系,會使建筑結構受力更均勻,建筑物的抗震性能更穩(wěn)定。同時要保證結構構件強度變化均勻。考慮以上因素,就要保證建筑物造型平面立面盡量對稱。此外,建筑結構的抗震設計要符合建筑物所在地區(qū)的震級要求。
2.2 剛度原則
地震等次生災害來臨時,建筑物受到外力的作用,要有合理的剛度來保證建筑結構滿足抗震要求。如果建筑物剛度不符合規(guī)范要求,建筑會受到嚴重的損壞。但如果剛度高于規(guī)范要求,建筑抗震構件因受到不均勻地震作用而造成結構構件斷裂,很容易造成建筑物失穩(wěn),因而在設計工作中要做到建筑構件剛柔結合,避免建筑物在地震力的作用下因脆性破壞而瞬間坍塌[2]。
3設計策略分析
3.1 建筑物自身結構設計
首先要選擇合理的結構方案體系,在高層建筑設計中選擇科學合理的抗震措施,建筑物的抗震能力會更加的優(yōu)越。豎直結構的垂直方向重力可以使橫向壓應力穩(wěn)定。要保證其豎向構件有著清晰的傳力途經,保證其屬相構件的承載力和穩(wěn)定性。
在地震烈度較高的地區(qū),結構設計師在選擇建筑材料和結構體系上會格外地謹慎。在我國,高層建筑和超高層建筑主要應用三種結構體系,分別是框筒結構、筒中簡結構、框架支撐結構。20世紀80年代,磚混結構在我國應用非常廣泛,隨著社會經濟的不斷進步,鋼筋混凝土結構逐漸替代了磚混結構,但這兩種結構不適合應用在超高層建筑上,而且在大震作用下,無法抵抗。在我國高層建筑結構中,設計多采用框架-核心筒體系,這種結構體系經濟合理,不僅用鋼量相對節(jié)省,而且梁柱截面相對較小,節(jié)省材料,所以被建設單位甲方所廣泛采用。對于混合結構,地震剪力大部分作用在鋼筋混凝土結構的內筒上,主側移以彎曲變形為主,因為鋼框架構件的剛度較小,所以其側移較大,因此,混合結構位移不得超過鋼筋混凝土結構構件的位移限值。最常用的解決辦法,就是增加混凝土內筒的剛度以及設置懸臂的桁架結構體系,這樣剛度才可以滿足規(guī)范限值。轉換層要設置在結構體系剛度或柱距發(fā)生明顯變化的部位。但設置加強層和轉換層會大大提高本層結構剛度,造成剛度突變,從而導致與加強層、轉換層相連接的框架柱剪力突變。而強柱弱梁的原則,在加強層伸臂構件及轉換層構件與外部框柱連接位置則無法滿足。因此,在設計最初階段,必須科學、合理、謹慎地選擇結構形式體系,盡量有效降低轉換層及加強層剛度。
近年,隨著社會經濟的不斷進步,耗能減震技術逐漸運用在高層建筑中,在設計時采用高延性結構構件,適度結構的剛度,在地震發(fā)生時,可以使結構構件進入高延性的塑性狀態(tài),大量的吸收地震能量,從而減少對建筑物有害的地震反應,削弱地震的破壞。延性構件在大震時可以吸收較多的地震能量,并且自身可承受較大的結構變形,因此這種結構體系的應用越來越廣泛。2000年以后,人們對防屈曲耗能支撐及隔震支座的應用進行了大量廣泛和深入的研究,這些耗能構件可以吸收大量的地震能量,從而減小地震反應對建筑物重要構件的破壞。
3.2 合理的選擇抗震設計方法
在進行施工時,還必須要合理地選擇抗震的設計方法。當前在行業(yè)內部主要采用的高層建筑結構抗震設計方法,主要為底部剪力法,這種方法是經過長時間的實踐,被認為是合理的一種方法,來對結構總地震作用力進行確定。若高層建筑結構具有較為復雜體系,那么就需要將這一方法進行運用,依據相關的原理,對地震中作用力進行計算獲取。如果建筑結構擁有不規(guī)則空間,則需要將彈性的分析方法運用過來,總的來說,在確定設計方法時,必須要將實際情況具體問題具體分析,運用最為合適的方法來進行施工,保證施工的安全進行。
3.3 落實好截面抗震驗算工作
通過對高層建筑自身情況及結構抗震設計要求的綜合考慮,為了增強其截面抗震效果,則需要落實好驗算工作。①注重非抗震承載力設計值選用,將承載力抗震調整系統(tǒng)與其聯系在一起,為高層建筑截面抗震驗算提供參考依據,提高其驗算準確性,滿足高層建筑結構科學應用要求;②借助信息技術與計算機網絡的應用優(yōu)勢,高效地完成高層建筑截面抗震驗算工作,促使其設計內涵更加豐富,實現相應的設計目標[3]。
4結束語
結合高層建筑結構功能特性及建設要求,注重其抗震設計探討,積極開展相應的設計工作,可使高層建筑處于良好的應用狀態(tài),細化其設計內容,滿足高層建筑在實踐中的抗震性能可靠性要求。因此,在對高層建筑結構方面進行研究時,應給予其抗震設計更多的關注,深入分析相應的設計重點,并將具體的工作計劃實施到位,促使高層建筑結構應用效果更加顯著,實現其科學設計目標。
參考文獻
[1] 邵李娜,華全慶.高層建筑結構抗震設計存在的問題及其對策[J].工程建設與設計,2019(22):24-25.
[2] 李媚麗.建筑工程結構設計中的抗震研究[J].門窗,2019(21):155.
[3] 靳杰.高層建筑結構抗震設計和加固措施[J].四川水泥,2019(10):94.