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摘要:在现代城市化发展进程日益推进的带动下,建筑事业实现了高效的发展。在众多的建筑工程项目中,要属高层建筑项目增长的速度最快。近几年,高层建筑项目犹如雨后春笋一般,实现了持续性的增长。在一定程度上,促进了人们生活品质的升级发展。同时,人们对高层混凝土建筑的质量问题关注度也日益提升,尤其是在目前地震频发的社会环境下,人们对高层混凝土建筑的抗震性要求逐渐提高。因而,对于我国的建筑事业来说,提高对高层混凝土建筑抗震结构的设计水准成为了目前最为重要的现实任务。那么,为了更好的提升高层混凝土建筑抗震结构的设计水准,就需要高层混凝土建筑的施工设计单位有效的把握具体的施工设计原理,提高设计技术水平,切实的提升高层混凝土建筑的抗震性。从而满足广大人民的现实要求,降低高层混凝土建筑受地质灾害影响发生坍塌等安全事故的几率,保障建筑事业的稳步发展。
关键词:高层;混凝土建筑;抗震
1高层混凝土建筑抗震结构设计的要求
在进行高层混凝土建筑设计规划时,要充分了解实际地质地形条件、所用建材性能以及物理力学知识等内容,最终确定高层结构的整体刚度强弱或者某个结构设施的刚度,依靠连接设置的调节作用,力求保证抗震能力的提高,尽量让整个建筑波动受力保持在地质所能支持的范围之间。在具体的设计工作中,设计人员首先需要考虑的就是水平荷载,水平荷载在很大程度上具有决定性作用。还包括结构延性因素、侧向唯一因素以及轴向形变因素等等,对于这些影响因素的把控,也可以有效提高房屋建筑的整体抗震性,对于工程单位来说,在结构方案设计中就需要重点考虑这些因素,正确处理各个因素之间的关系,以求抗震性最佳。在进行抗震结构的设计过程开展中,作为参与设计的设计师必须对重要的关键部件以及其中各部件之间的连接点进行正确的受力分析,然后通过计算设计正确的处理措施对其进行调节,从而对其抗震能力的提升起到帮助,在最大的限度之内降低地震灾害可能带来的损失。所以,在面对高层建筑的设计,应该重视混凝土抗震结构的研究以及分析,在能够确保使用结构刚度达到规范要求的基础之上,还应该对结构的延伸性进行强化,进而对整个混凝土建筑的抗震能力进行优化提升。
2高层混凝土建筑结构中抗震设计的主要机理
2.1隔震
高层混凝土建筑结构隔震设计,主要是指在高层混凝土建筑的下部,设置相应的隔震层。该隔震层在地震的作用力下,产生相应的水平变化,让地震的作用力不会影响到上部的高层建筑。在一定程度上,它能够让高层混凝土建筑的上部建筑物与地基之间的共振减少,吸收更多的振动能量作用。对于隔震的主要构件,分为三个部分。①铅制的缓冲性构件。该构件主要是利用纯度较高的铅材料,在经过塑性变形后制成的构件;②钢制的缓冲性构件。该构件主要是对钢材料进行塑性变形后制成的构件,能够起到衰减震动的效果;③叠层式橡胶,它是一种把钢板与厚度数为毫米的一些橡胶重叠交互接合,在压力与热的施加下制成的弹性较高的构件。它能够防止地基出现共振情况,能够让高层混凝土建筑抗震结构保持着垂直状态。
2.2减震
在高层混凝土建筑结构的抗震设计中,减震主要的方式有三种。①消能减震。该减震方式主要是利用高层混凝土建筑结构的附加阻力值,当阻力值达到至高点时,会导致高层混凝土建筑结构的地震作用力减弱。该方式也就是在高层混凝土建筑结构中的一些部位中,设置上相应的耗能元件,在发生振动时,形成滞回的变形,将能量耗散。该种设置目前有着较多的种类,如摩擦力的电阻器、金属的阻力器、粘滞的阻力器等;②跷动式减震。它允许上部结构和下部基础脱离,通过上部结构的晃动来隔震。与传统的隔震技术的区别在于,它放松的是转动约束而不是水平約束;③机械式的减震。该方法主要是在高层混凝土建筑内部利用钢支撑,并与外部的钢管之间不粘结;或在钢管混凝土或者外包钢筋混凝土与钢支撑之间,进行无粘结漆的涂抹,形成一定的滑移界面,从而起到减震的效果。
3高层混凝土建筑抗震结构设计的具体方法
3.1科学地分析判断高层建筑的建设场地和建设环境
高层建筑的设计应考虑到在遭遇地震时建筑物仍然能够为人们提供安全保障,因此建筑的选址对不利地段,应提出避开要求;当无法避开时应采取有效的措施,对危险地段不能建造。高层建筑的场地选址应力求保证发生地震时能够降低地震力的输入,使地震波不至于对高层建筑造成严重的损害,使高层建筑的抗震性能明显增强。
3.2进一步优选结构设计方案
对于高层混凝土建筑结构设计方案的进一步优选是建筑物抗震性能不断提升的重要方式。设计时确定结构方案必须考虑到建筑延性的要求。延性是指建筑物处于地震灾害的情况下,结构并不能被严重破坏、倒塌,而是有一定的变形能力以消耗地震力。设计时开展结构设计必须综合考虑到建竖向、水平受力效果,采取合适的方式设计建筑结构是保障建筑物具备较高抗震能力的根本。
3.3进一步加强抗震验算
截面抗震验算应保证结构在设防烈度下进入弹塑性状态。能够把大部分结构变形改变成众值烈度地震作用下构件承载力验算。构件截面抗震验算应选择非抗震承载力设计值与承载力抗震调整系数相结合。具体计算时应将地震作用效应值乘以抗震调整系数。在经过抗震验算的进一步设计,能够使建筑抗震设计有效性进一步增强,发挥抗震设计的效果。
3.4增设抗震防线
构建抗震结构体系宜增设抗震防线,联合延性较好的分体系,连接这些构件,形成协同配合的效果。框架-抗震墙体系包括抗震墙和延性框架,二者互相补充形成了较强的抗震效果。抗震结构体系内必须设定一定范围的赘余度,分为内、外两部分。根据相关规则构建规律分布的屈服区,使建筑结构能够将地震能量充分消耗或者吸收,降低地震带来的破坏程度。建筑基本周期和地震卓越周期一旦接近,冗余设计能够发挥其功能。如果第一道抗侧力防线被破坏,还有第二道、第三道防线能够继续起到保护作用,逐步缓解共振效果,减轻地震带来的破坏作用。
3.5提升建筑自身的横断面积让载荷力分离
建筑只要达到相应的高度,要想确保完全垂直型升降极难做到。而建筑发生倾斜或是侧倒,就会使得后阶段产生倒塌,抗震特性也就无从说起。要想对这类问题加以解决,就应提升建筑自身的横断面积,让其载荷能力分离至横断面内部,而不仅是依靠垂直面,如此就可以处于相应的高度内很好地降低高层建筑本身的侧面移动,进而确保其具备安全的抗震特性。在建筑内部楼层自身的高度大于50m过后,就应借助剪力墙构造这一系统。但通常会产生剪力墙超筋一类负性影响。所以说,剪力墙本身的超筋会让建筑本身的总体载荷能力减弱,进而阻碍到高层建筑本身的抗震特性。
4结语
随着高层建筑项目数量的日益增多,建筑事业迎来了新的发展曙光。那么,为了进一步推动建筑事业在新时期的高速发展,就需要提高对高层混凝土建筑设计的重视程度,尤其是对抗震结构设计的重视度。为了有效的提高高层混凝土建筑的抗震能力,切实的保障高层混凝土建筑的稳定性,就需要对高层混凝土建筑抗震结构设计的要点及机理,进行深度的分析与研究,进而制定出最为完善的设计优化与改进措施。从而切实的提高高层混凝土建筑抗震结构设计的水准,保障高层混凝土建筑结构具有较强的抗震能力,避免相关安全事故的发生,促进建筑事业健康有序的发展。
参考文献:
[1]李鸥.浅议高层混凝土建筑抗震结构设计[J].价值工程,2015,34(09):175-176.
[2]冉超,桑超,张涛.高层混凝土建筑抗震结构设计解析探析[J].科技风,2015(19):135+141.
[3]李璐.谈高层混凝土建筑抗震结构设计[J].山西建筑,2015,41(33):50-52.
关键词:高层;混凝土建筑;抗震
1高层混凝土建筑抗震结构设计的要求
在进行高层混凝土建筑设计规划时,要充分了解实际地质地形条件、所用建材性能以及物理力学知识等内容,最终确定高层结构的整体刚度强弱或者某个结构设施的刚度,依靠连接设置的调节作用,力求保证抗震能力的提高,尽量让整个建筑波动受力保持在地质所能支持的范围之间。在具体的设计工作中,设计人员首先需要考虑的就是水平荷载,水平荷载在很大程度上具有决定性作用。还包括结构延性因素、侧向唯一因素以及轴向形变因素等等,对于这些影响因素的把控,也可以有效提高房屋建筑的整体抗震性,对于工程单位来说,在结构方案设计中就需要重点考虑这些因素,正确处理各个因素之间的关系,以求抗震性最佳。在进行抗震结构的设计过程开展中,作为参与设计的设计师必须对重要的关键部件以及其中各部件之间的连接点进行正确的受力分析,然后通过计算设计正确的处理措施对其进行调节,从而对其抗震能力的提升起到帮助,在最大的限度之内降低地震灾害可能带来的损失。所以,在面对高层建筑的设计,应该重视混凝土抗震结构的研究以及分析,在能够确保使用结构刚度达到规范要求的基础之上,还应该对结构的延伸性进行强化,进而对整个混凝土建筑的抗震能力进行优化提升。
2高层混凝土建筑结构中抗震设计的主要机理
2.1隔震
高层混凝土建筑结构隔震设计,主要是指在高层混凝土建筑的下部,设置相应的隔震层。该隔震层在地震的作用力下,产生相应的水平变化,让地震的作用力不会影响到上部的高层建筑。在一定程度上,它能够让高层混凝土建筑的上部建筑物与地基之间的共振减少,吸收更多的振动能量作用。对于隔震的主要构件,分为三个部分。①铅制的缓冲性构件。该构件主要是利用纯度较高的铅材料,在经过塑性变形后制成的构件;②钢制的缓冲性构件。该构件主要是对钢材料进行塑性变形后制成的构件,能够起到衰减震动的效果;③叠层式橡胶,它是一种把钢板与厚度数为毫米的一些橡胶重叠交互接合,在压力与热的施加下制成的弹性较高的构件。它能够防止地基出现共振情况,能够让高层混凝土建筑抗震结构保持着垂直状态。
2.2减震
在高层混凝土建筑结构的抗震设计中,减震主要的方式有三种。①消能减震。该减震方式主要是利用高层混凝土建筑结构的附加阻力值,当阻力值达到至高点时,会导致高层混凝土建筑结构的地震作用力减弱。该方式也就是在高层混凝土建筑结构中的一些部位中,设置上相应的耗能元件,在发生振动时,形成滞回的变形,将能量耗散。该种设置目前有着较多的种类,如摩擦力的电阻器、金属的阻力器、粘滞的阻力器等;②跷动式减震。它允许上部结构和下部基础脱离,通过上部结构的晃动来隔震。与传统的隔震技术的区别在于,它放松的是转动约束而不是水平約束;③机械式的减震。该方法主要是在高层混凝土建筑内部利用钢支撑,并与外部的钢管之间不粘结;或在钢管混凝土或者外包钢筋混凝土与钢支撑之间,进行无粘结漆的涂抹,形成一定的滑移界面,从而起到减震的效果。
3高层混凝土建筑抗震结构设计的具体方法
3.1科学地分析判断高层建筑的建设场地和建设环境
高层建筑的设计应考虑到在遭遇地震时建筑物仍然能够为人们提供安全保障,因此建筑的选址对不利地段,应提出避开要求;当无法避开时应采取有效的措施,对危险地段不能建造。高层建筑的场地选址应力求保证发生地震时能够降低地震力的输入,使地震波不至于对高层建筑造成严重的损害,使高层建筑的抗震性能明显增强。
3.2进一步优选结构设计方案
对于高层混凝土建筑结构设计方案的进一步优选是建筑物抗震性能不断提升的重要方式。设计时确定结构方案必须考虑到建筑延性的要求。延性是指建筑物处于地震灾害的情况下,结构并不能被严重破坏、倒塌,而是有一定的变形能力以消耗地震力。设计时开展结构设计必须综合考虑到建竖向、水平受力效果,采取合适的方式设计建筑结构是保障建筑物具备较高抗震能力的根本。
3.3进一步加强抗震验算
截面抗震验算应保证结构在设防烈度下进入弹塑性状态。能够把大部分结构变形改变成众值烈度地震作用下构件承载力验算。构件截面抗震验算应选择非抗震承载力设计值与承载力抗震调整系数相结合。具体计算时应将地震作用效应值乘以抗震调整系数。在经过抗震验算的进一步设计,能够使建筑抗震设计有效性进一步增强,发挥抗震设计的效果。
3.4增设抗震防线
构建抗震结构体系宜增设抗震防线,联合延性较好的分体系,连接这些构件,形成协同配合的效果。框架-抗震墙体系包括抗震墙和延性框架,二者互相补充形成了较强的抗震效果。抗震结构体系内必须设定一定范围的赘余度,分为内、外两部分。根据相关规则构建规律分布的屈服区,使建筑结构能够将地震能量充分消耗或者吸收,降低地震带来的破坏程度。建筑基本周期和地震卓越周期一旦接近,冗余设计能够发挥其功能。如果第一道抗侧力防线被破坏,还有第二道、第三道防线能够继续起到保护作用,逐步缓解共振效果,减轻地震带来的破坏作用。
3.5提升建筑自身的横断面积让载荷力分离
建筑只要达到相应的高度,要想确保完全垂直型升降极难做到。而建筑发生倾斜或是侧倒,就会使得后阶段产生倒塌,抗震特性也就无从说起。要想对这类问题加以解决,就应提升建筑自身的横断面积,让其载荷能力分离至横断面内部,而不仅是依靠垂直面,如此就可以处于相应的高度内很好地降低高层建筑本身的侧面移动,进而确保其具备安全的抗震特性。在建筑内部楼层自身的高度大于50m过后,就应借助剪力墙构造这一系统。但通常会产生剪力墙超筋一类负性影响。所以说,剪力墙本身的超筋会让建筑本身的总体载荷能力减弱,进而阻碍到高层建筑本身的抗震特性。
4结语
随着高层建筑项目数量的日益增多,建筑事业迎来了新的发展曙光。那么,为了进一步推动建筑事业在新时期的高速发展,就需要提高对高层混凝土建筑设计的重视程度,尤其是对抗震结构设计的重视度。为了有效的提高高层混凝土建筑的抗震能力,切实的保障高层混凝土建筑的稳定性,就需要对高层混凝土建筑抗震结构设计的要点及机理,进行深度的分析与研究,进而制定出最为完善的设计优化与改进措施。从而切实的提高高层混凝土建筑抗震结构设计的水准,保障高层混凝土建筑结构具有较强的抗震能力,避免相关安全事故的发生,促进建筑事业健康有序的发展。
参考文献:
[1]李鸥.浅议高层混凝土建筑抗震结构设计[J].价值工程,2015,34(09):175-176.
[2]冉超,桑超,张涛.高层混凝土建筑抗震结构设计解析探析[J].科技风,2015(19):135+141.
[3]李璐.谈高层混凝土建筑抗震结构设计[J].山西建筑,2015,41(33):50-52.