混凝土建筑抗震结构设计有效对策探讨 王荣

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:王荣
[导读] 摘要:现如今,我国是经济一体化快速发展的新时期,现代工业建设水平发展到了极大的高度,现代建筑中最为常用的是混凝土结构。
        天津中机建设工程设计有限公司  天津  300000
        摘要:现如今,我国是经济一体化快速发展的新时期,现代工业建设水平发展到了极大的高度,现代建筑中最为常用的是混凝土结构。混凝土结构相较于其他材料的结构,拥有更优异的耐磨损性,对高温和火的防护也较为出色,同时在整体性上有较好的表现,并且混凝土结构在成本和使用价格方面较为低廉,因而在建筑领域得到了非常广泛的使用。在混凝土结构建筑设计中,抗震结构设计是目前一些城市十分重视的建筑结构内容,直接影响着建筑整体安全性和稳定性,进而关系到人民生命财产安全。本文分析了混凝土建筑抗震设计在现代建筑中的必要性,同时说明当前建筑抗震方面中存在的一些问题,并探讨了如何提高混凝土结构建筑抗震结构设计稳定性。
        关键词:混凝土建筑抗震结构设计;问题;有效对策
        引言
        随着国民经济的不断发展,城市人口不断增加,为了实现人居环境的要求,不断涌现很多高层建筑。高层建筑在实现人类居住需求的同时也存在不少需要解决的问题,其中之一是存在的抗震结构设计问题。由于高层建筑受到较大的振动或地震影响,为了确保人居环境的舒适以及建筑安全,务必高度重视其抗震结构设计。
        1高层混凝土建筑的结构特点
        高层混凝土建筑是目前我国建筑业的主流建筑形式,其泛指高度超过28m,层数超过10层的建筑物。高层混凝土建筑与传统的多层混凝土建筑之间有着本质上的区别,尤其是针对抗震结构的设计要求更是发生了翻天覆地的变化。从结构角度来看,高层混凝土建筑属于一种竖向的悬臂结构,建筑自身的弯矩、轴向力等参数的具体情况主要取决于建筑自身的水平荷载与垂直荷载,高层混凝土建筑的高度与轴向力之间存在着线性关系,而层数则与水平位移、弯矩之间存在着上升曲线的关系。而从受力情况的角度来看,当高层混凝土建筑的水平荷载分布均匀时,建筑自身的高度与弯矩之间的关系为二次方关系,而当建筑物垂直荷载方向没有发生改变的情况,建筑高度的增加并不会对建筑结构造成较大的受力。
        2建筑抗震设计中存在的问题
        2.1缺乏全面的地质勘查和合理的建筑布局
        在开始建筑项目施工之前,存在部分建筑工程企业没有细致的对建筑场地开展地质勘探工作,对建筑所在地的地质条件缺少必要的了解,这也就导致了建筑设计人员在进行建筑设计时不能准确把握建筑地基情况,在缺少信息的情况下很容易设计出来有抗震隐患的高层建筑。当前,城市中建筑群分布密集,建筑物设计存在着一些不合理的情况,比如在平面设计和空间布局方面存在缺陷,对建筑物的整体抗震性能产生不利影响。开展建筑物的抗震结构设计工作过程中,这两方面的工作一定要掌握好对称性、完整性的设计理念,只有这样才能够充分保证建筑单体质量分布和刚度变化的均匀性,保证建筑物抗震性能达标。
        2.2不合理地设计建筑物结构
        在出现地震的情况下,首先受到严重破坏的是建筑物的主体框架结构,然后是建筑物重点受力支柱出现变形。延性结构机制的理论是在建筑物其他位置转嫁地震受到的破坏性,从而使非弹性形变形成,使结构的次要构件对地震形成的能量进行消耗,从而显著保护建筑物的整体结构。因为延性结构抗震性能是建筑物抗震结构的主要依托,具备较强的延性能力,具备理想的抗震效果,所以工程技术工作者在设计建筑物结构情况时应注重建筑物延性的提升。然而,在操作实践中,往往难以理想地设计建筑物的延性结构,如果没有有效地处理好相关情况,那么造成地震,形成破坏而未曾向延性构件传递即消失,从而丧失保护性能,因而难以确保建筑物消耗地震能力,最终破坏建筑物。
        2.3建筑应用不合理的材料
        建筑单位采购者需要根据我国要求的指标合理地选择建筑物应用的一系列材料,确保符合建筑工程,从而实现建筑设计以及建设质量的提升。并且当前高层混凝土建筑结构设计经常应用混凝土核心筒技术,如果有些单位应用不合理的材料和建筑结构设计,那么会导致建筑物形成弯曲变形或者是坍塌的严重后果。


        3抗震结构设计的有效对策
        3.1优化结构设计方案
        在开展抗震结构设计工作时,设计人员需要明确认识到不同的结构设计将直接影响到具体的抗震性能及工程造价,且每一个微小环节的变更均会造成连锁影响。因此,抗震结构设计的优化需要从建筑工程项目的规划阶段开展,贯彻整个设计环节,尽量避免施工阶段出现设计变更的情况。首先,设计人员需要充分考虑建筑抗震结构的基本性能,通过合理、科学的定量分析对高层混凝土建筑的抗震体系进行优化设计,并在整体设计方案的指导之下,不断实现对于各个结构基本特点、布置方式及剪力墙的设计方案,且需要考虑到每一个抗震结构的实用性和综合性能。其次,在满足抗震性能的基础上,可以进一步追求抗震结构的美观性,要确保抗震结构整齐、对称,尽量不使建筑物的美观性受到较大的负面影响。同时,优化设计方案的过程中需要着重考虑建筑结构的抗震抗倒塌能力的提高,设计人员需要考虑到不同等级地震对于建筑结构所造成的影响,并对这一过程进行持续的计算,确保最终的计算结果能够与实际情况之间相互吻合,并在这一接触上确保各项抗震结构能够保持一定的平衡性,并侧重于建筑结构与纵向重力作用之间的关系。最后,抗震结构的设计需要具有一定的条理性和层次感,防震措施的选择需要结合施工现场的地质条件作出准确的判断,促使建筑整体结构能够满足上下力的受力均衡。实践证明,合理的结构重力设置可以有效降低地震发生时对于建筑物所造成的水平作用力和竖向作用力,确保建筑不会出现裂缝、倒塌的情况。
        3.2合理应用概念设计
        高层建筑混凝土结构的抗震设计往往还需要借助于概念设计,这也是当前抗震设计行业中得到广泛认同的重要手段。在高层建筑混凝土结构抗震设计中,不仅要通过计算分析满足承载力要求,还要重视高层建筑结构的整体性分析及相关理论概念的应用,否则,同样也容易出现明显设计隐患,整体的抗震性能得不到较好的保障。基于此,概念设计的应用极为必要,其主要就是要求设计人员能够重点围绕着高层建筑结构的整体进行综合分析,借助于结构系统观点,确保高层建筑混凝土结构的整体反应、材料选用、截面处理以及细部构造等问题得到全方位关注,如此也就可以更好提升其抗震设计效果。综上,未来高层建筑混凝土结构抗震设计工作人员需要重点关注概念设计应用模式,了解概念设计的具体要求和手段,然后着眼于具体高层混凝土建筑结构体系进行整体分析,力求各个构件的布置和应用较为协调合理,墙体开洞、不同构件截面积、配筋率以及预应力筋的应用等可以得到综合分析,同时关注于各个结构细节,以求整体结构具备较强延性和承载力,可以在地震作用下表现出较强的整体稳定性。
        3.3整体性与能力设计
        混凝土结构设计的整体性与强度有着直接的联系,整体性越强,混凝土结构的强度就会随之加强。同时,混凝土结构强度的加强可以促使其结构上部在强烈受力的情况下保证整体结构的稳定。换言之,在遇到突发地震之时,可以最大程度的将混凝土或者是部件的掉落控制在最小程度之内。开展混凝土结构设计之时,发挥对称设计的作用可以避免地震对混凝土结构造成严重的不良影响,防止出现混凝土结构单侧倒塌的现象。不仅如此,这也是对设计人员能力的一种要求,对于设计人员来说,在开展设计相关工作之时,需要深入的了解有关地震灾害的实际破坏能力,对混凝土结构强度的安全度有准确的把控。
        结语
        高速发展的城市化进程促使了大批高层建筑的出现,这对于建筑抗震性能也提出了更高的要求,做好抗震结构设计对于高层建筑是至关重要的。在混凝土结构建筑中,提高其抗震性能,优化抗震结构设计是建筑领域必须解决的问题,它关系到无数人民生命安全,是建筑工程的生命之根本。优化混凝土建筑抗震结构设计是建筑设计人员的重要工作,必须得到企业乃至建筑监管部门的重视,保证混凝土建筑抗震结构满足人民安全生活的需要。
        参考文献
        [1]李晓社.高层混凝土建筑抗震结构设计存在的问题及应对策略[J].产业与科技论坛,2019,18(13):78-79.
        [2]贾宏宇.抗震结构设计在高层建筑中的应用分析[J].建材与装饰,2018(29):130-131.
        [3]谈技威.高层混凝土建筑抗震结构设计有效对策探讨[J].建材与装饰,2017(51):128.
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