高层混凝土建筑结构的抗震设计探讨

发表时间:2020/5/29   来源:《建筑实践》2020年39卷1月3期   作者:王家磊
[导读] 建筑领域是我国支柱型领域,在当前城市化、城镇化背景下
        摘要:建筑领域是我国支柱型领域,在当前城市化、城镇化背景下,人们对房屋安全性要求越来越高,愈发重视其建筑结构的质量水平。为加强用地控制,建筑物更加高层化,但虽然提高了土地利用率,同时也大大增加了建设难度,且部分地区地震发生率较高,因此,高层混凝土建筑物必须要在保障基本条件的情况下具备较强的抗震性能。本篇文章中笔者详细分析了高层混凝土建筑结构的抗震设计情况,具体如下:
关键词:高层建筑;混凝土结构;防震设计;改进措施
一、高层建筑混凝土结构的抗震设计的存在的问题
(一)建筑物的结构设计不合理
        在高层建筑物建设过程中,因其结构框架设计的较为不合理,从而在地震发生时,其内部框架结构在受到强大的冲击力下导致严重的变形,导致该建筑物的主要支撑柱断裂。其建筑物的抗震强度主要是依附于结构的支撑性和延性,而部分设计人员在进行实际操作时,对该环节的设计没有有效的重视,其建筑物内部的延性构建无法达到施工标准,从而在地震发生时,其延性构建无法发挥其原有的作用,进而无法对地震发生时的冲击力进行有效的消耗,使该建筑物整体结构发生严重的破坏。
(二)建筑物的使用材料不合理
        建筑施工材料是该建筑整体结构的重要组成部分,其材料的质量影响着整体建筑的效果,施工单位在进行选材时,需严格把控其质量,保证其质量符合相关施工标准。同时,该材料的强度、抗压能力等性能需满足该高层建筑的需求,在地震高发区,其施工材料的选择更是至关重要。目前,部分施工单位对材料的选择较为不重视,未能按照国家制定的相关标准来进行选择,从而使该材料和所施工的建筑不能有效的吻合,其混凝土在高层建筑物工程建设中运用较为广泛,其材料的配比是需要一定的技术手段的,若施工人员技术水平不过关的话,会导致其施工建筑物出现结构变形已经坍塌现象发生,从而给我国群众的经济和人身安全造成较大的损失[1]。
(三)地段的选择以及处理不当
        随着我国建筑体系的迅速发展,其建筑项目逐渐增加,施工单位在对该建筑物地址的选择时,未能对施工区域的地质情况、周围环境等进行勘察,从而导致其地质情况不符合相关施工标准。因高层建筑物对地基的要求较高,其地基的牢靠性决定着该建筑物的整体结构的稳定性,较多建筑企业只注重经济效益和施工支出环节,从而对用地的标准未能有效的把控,在不适合的地段进行建设高层建筑的工程开展作业,导致其高层混凝土建筑物的稳定性和防震能力降低,给我国群众的人身安全埋下安全隐患。
二、地震时对高层建筑物的破坏特征
        发生地震时,若其建筑的地基是属于软土层结构,因土质的问题会引起沉降现象发生,从而会导致该建筑物的整体结构发生变形等问题。现阶段大部分的高层建筑物采用钢框架填墙结构居多,据调查发现,地震对其墙结构带来的破坏性不大,而结构底部的框架的强度较低从而在地震发生时,其破坏相对来说较为严重。因社会需求的不同,从而在建筑设计阶段,其设计方案较为多样化,例如L形、Y形、T形等,在地震发生时,因结构的不规则会发生扭转现象,从而加大了地震对该建筑物的破坏程度[2]。
三、改善建筑抗震设计问题的有效措施
(一)强化抗震防线的设置
        在高层混凝土建筑防震结构设计时,需要保证其设计方案能够满足该工程的标准需求,并根据该建筑的实际需求设置多道防震防线,从而在发生地震时,其建筑结构的稳定性能够满足基本需求,避免内部结构的变形塌陷现象发生。据调查统计,我国之前部分地区在发生地震时,往往会伴随着火灾、泥石流、水灾等各种生态环境的灾害[3]。

若其建筑只设立一道防御防线的话,在多方面灾害的冲击下,会冲垮其防御体系,从而破坏该建筑的安全性。在现阶段进行防震防御系统的设计时,通常会设计多个防御体系,使其能够在面对多重压力时,及时的进行应变,削弱其灾害带来的危害,进而保证了其整个混凝土建筑的稳定性以及安全性。所以,相关设计部门需要建立较为完整的防震体系,给该建筑物起到更好的抗震效果。
(二)改进结构设计方案
        建筑物结构是该建筑质量的重要组成部分,在设计前期,需要根据该建筑的实际需求来确定该建筑的结构形式。抗震结构的设计需根据我国现阶段的建筑工程抗震的相关标准来进行作业,在保证其整体结构稳定性的同时,在地震发生时,其结构可以抵御其空间结构的变形,其伸缩性较好,可以避免在其高层建筑物的建筑结构在发生变形时产生形变。在进行抗震结构设计时,需要对该混凝土建筑结构运用较为科学的办法进行分析考虑,从而在全方面提高该建筑物的抗震能力。在高层建筑结构体系构建时,其主要是采用剪力墙、框架、框架和剪力墙结合着三种作业模式,目前,框架和剪力墙结合这种结构在现阶段高层混凝土建筑物建设中运用较为广泛,对提高该建筑的承载能力和抗震能力有一定的帮助。因非对称的建筑结构因重量问题导致重心不稳,会出现偏离的现象发生,在地震发生时,其内部结构极易出现扭转现象,从而导致建筑的抗震性能大打折扣,因此在结构设计时需要重视均匀性,还是以简单实用为准则进行设计作业[4]。
(三)选定合适的建设位置
        在建筑设计规划前期,需要运用科学手段来进行选择较为合适的施工位置,因周边的环境、地质情况等都会影响着高层混凝土建筑的抗震效果以及安全性,所以在进行位置选择时,需要结合该区域近年来地质灾害发生的情况进行分析研究,选择具有商业价值的地址,并对其周边相对较为复杂的地形环境进行评估作业[5]。若该建筑物的选择地址无法避免较为软土等特殊土层类型的话,设计部门需根据地质情况进行优化地基方案,对该地段的地基进行加固设计,使其强度增加,避免因土质问题导致该建筑物发生沉降现象。同时应该远离变电站、石油保存场地等区域,从而防止除了地震之外其他外来因素带来的安全隐患问题。
(四)强化地基结构
        在高层混凝土建筑工程建设中,其地基是重要的基础组成部分,地基的好坏决定着该建筑物的整体施工质量。在进行施工前期,施工单位需对施工现场进行全面勘察,如地质情况、周边环境,制定符合该建筑施工的地基设计方案,保证其地基的牢固性。若该施工区域土质是软土层时,需要采用换填法、分层填料法进行加强,并运用强夯法对该土层进行夯实,保证其强度符合地基的施工标准,从而给高层建筑物的抗震性打下相对较为牢靠的基础[6]。
结语:综上所述,目前高层混凝土抗震结构还存在一定的缺陷,在进行抗震结构设计时,需要根据施工地形、地质、周边环境等进行研究分析,并选择较为合理的抗震结构方案,从而可以优化高层混凝土建筑抗震结构,并可以减少因地震等自然灾害给我国群众造成危害,从而在地震灾害来临时能够有效的保障人民的生命财产安全。
参考文献:
[1]胡映旺. 关于高层混凝土建筑结构的抗震设计探讨[J]. 江西建材,2018(14):58+60.
[2]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.
[3]邢杰. 钢结构室内加层用于高层混凝土建筑中的抗震分析研究[J]. 工程抗震与加固改造,2015,37(01):113-118.
[4]张华. 关于高层建筑混凝土结构设计应注意的问题分析[J]. 建材与装饰,2016(18):67-68.
[5]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.
[6]郭成华. 建筑结构工程钢筋混凝土结构加固设计常用方法探讨[J]. 四川水泥,2018(04):77.
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