摘要:高层混凝土建筑抗震结构是一种对于地震灾害具有良好抵御能力的结构形式,可以显著提升高层建筑的稳定性和安全性。因此,在结构设计的过程中必须重视方案的优化设计,明确设计要点和具体要求,才能保障设计成果的有效性。本文首先分析了建筑抗震设计中经常出现的问题,然后对抗震结构设计的有效对策展开详细的分析,仅供参考。
关键词:高层混凝土建筑抗震结构设计要求注意要点
引言:地震是一种破坏力极大的灾害,不仅会影响社会正常生产、生活秩序,还会威胁到人民的生命安全,尤其是在现代化背景下,高层建筑的数量越来越多,地震造成的建筑物垮塌也是造成人员伤亡的重要原因之一。因此,在进行建筑结构设计时应多考虑其抗震性能,通过应用合理的建筑结构和优化设计环节,尽量确保建筑的稳定性和抗震性。
一、建筑抗震设计中经常出现的问题
(一)部分建筑物高度过高
我国对高层建筑混凝土结构技术在设防烈度和结构形式方面都有完整的规程规定,针对钢筋混凝土高层建筑按照抗震能力设定了一定的高度。在一定地震等级的情况下,此高度的建筑是比较稳妥的,不过现在城市中高层建筑的高度已经超出了抗震标准的范围。一旦发生等级较高的地震,超过范围的高层建筑轻则变形,严重的会出现倒塌,影响建筑抗震能力下降的因素越来越多,所以在高层建筑建设时需要重新选择结构设计和工程预算的相应参数。
(二)地基的选取不合理
高层建筑的出现有效地节约了城市的空间,不过,由于高层建筑选择施工位置受到各种因素的影响,往往选择的地方并不是最佳的建筑场地,平坦开阔而且土壤坚硬的场地比较适合高层建筑建设,对于河岸较近的位置不宜建设高层建筑,针对建筑的抗震能力地基的选取非常重要,一定不能够选择有断层、滑坡、山崖、地陷等地段,否则在这些地段上建设高层建筑,建筑物的抗震能力会非常差。
(三)材料的选用不科学,结构体系不合理
一般在地震多发的地区建设建筑,人们比较重视的是建筑材料是否符合抗震的标准,建筑的结构体系是否合理。建筑在地震后会产生弯曲变形,而且会有较大的侧移,如果使用钢筋框架的刚度很小,不仅侧移不会减小,钢结构也会增加很大的负担,此时可能需要增加混凝土的刚度,或是通过伸臂结构的设置等达到测移规定的限定数值。
(四)较低的抗震设防烈度
许多建筑行业的专家都表示过现在的建筑结构设计根本就不能够适应我国对于建筑安全度的需要,其结构设计的安全度水平还需进一步提高。就目前而言,我国没有对抗震设防标准制定的太高,在对建筑规定的设计基准期内只要超出10%的概率,就被认定为是中级地震烈度,对于抗震设防烈度较低的,相关人员对于高层建筑的抗震要求就会相应的放松。
(五)建筑外形与平面功能影响结构布置
有很多地区的政府规划部门对于建筑结构一窍不通,在建筑设计的阶段这些部门只注重建筑的美观,使得建筑不能够按照具有专业能力的建筑设计师理念来完成,如果建筑师不能够按照相关部门的要求进行设计,其建筑设计的方案很难通过。
二、抗震结构设计的有效对策
(一)优化结构设计方案
在进行抗震结构设计的时候,需要我们的设计师要充分的了解结构设计来进行抗震设计,结构设计对于抗震设计的抗震性能和工程造价方面有着最直接的影响,每一个细节的变化都会出现不同程度的连锁反应。所以,抗震结构设计的优化,要从建筑工程项目的规划阶段开始进行,让设计当中的每一个环节都充分的体现到,避免在施工时候出现设计更改情况。
最开始设计人员一定要对于建筑抗震结构的性能进行充分的研究和分析,选择最科学合理的方式,对于高层混凝土见证的抗震体系进行最佳的优化设计,通过设计方案来指导整个工程,对于设计当中的每一个环节,每一个点都不断的落实,对于抗震结构的整体实用性和综合性能,一定要充分的考虑到。其次是保障抗震性能的基础,还要对于抗震结构在美观上做到最好,让建筑物的美观性,不要因为抗震结构整齐和变现方面受到相当大的负面影响。在对设计方案进行优化的过程当中,着重的对建筑结构在抗震和抗倒塌能力上要有所提升,设计师们一定要考虑到抗震的等级,会对整个建筑结构所造成的损失,保证计算结果与实际的数据相符合。一定要保证整个抗震结构的每一个层次,每一个环节都是平衡的,着重于建筑结构和纵向重力作用,他们之间的关系。在最后抗震结构设计师一定要具有非常清楚的条理性和层次感,防震措施是要结合实际的施工现场的地质条件来作出最精准的判断,保证建筑结构的上下力的受力是非常均匀的。最终的结果表明,合理的结构重力设计,对于地震发生时,对于建筑物造成的水平作用和竖向作用力都可以得到有效减低,可以让建筑物不会出现裂缝或者倒塌的现象。
(二)材料的选择
在选择材料时,需要确保其质量达到设计标准,并在这一基础上再进一步追求材料选择的经济性。由于高层混凝土建筑抗震结构的设计具有复杂化的特点,故抗震结构设计需要兼顾建筑物自身的抗震要求、建筑类型、施工条件和材料因素等。需要注意的是,质量与价格之间永远是一种相对的关系,二者之间如何取舍、如何衡量均是设计人员需要考虑到的问题。在确定了建筑结构、建筑形式的基础上,才可以进一步对施工流程作出选择和判断,不同的施工流程会影响到高层混凝土建筑的稳定性和抗震性能,设计人员需要在设计图纸当中明确标注各个施工环节的具体施工流程,确保施工方可以规范施工。
(三)扭转效应的控制
地震对于高层混凝土建筑的影响包括水平作用力、竖向作用力和扭转作用力三种,而在作用力呈现出复杂化的背景之下,地震对于建筑自身所造成的实际破坏很难准确进行判断和计算。在开展设计工作的过程中,设计人员需要明确认识到扭转效应所带来的破坏力,在结构位移的基础上,对位移最小值和最大值进行计算,并确保建筑结构的位移可以保持一致。若前期的模拟设计环节发现了抗震结构存在问题时,需要及时对问题区域进行调整和改善,尽可能的实现对于扭转效应的有效控制。
(四)合理的构建结构体系
抗震结构设计框架初步制定之后,需要充分体现符合时代发展规律的设计理念以及专业的设计技能,尤其是关键的结构部位,更需要进行详细准确的说明,确保施工方能够准确了解设计方的初衷和设计目的。同时,设计过程中可以借助地震模拟的方式对结构参数进行优化,模拟在不同地震等级的情况下,建筑各个结构的实际受力情况,如柱梁变形、墙体承载能力等内容。而在建筑结构的规划环节当中,需要明确规划工作的重点难点,对设计框架进行进一步的优化,促使设计效果不断提升。若在条件允许的情况下,还可以针对建筑结构信息构建数字化信息库,便于后续的调整、修改以及信息提取。
三、结语
高层建筑抗震结构具有良好的抗震性能,对于提升建筑的稳定性和安全性意义重大,因此,为了确保抗震功能的正常发挥,在设计环节必须重视加强科学设计和方案优化,提升设计成果的有效性,改善建筑整体质量,减小地震对建筑造成的破坏,保障人民的生命财产安全。
参考文献:
[1]汤吉松．高性能纤维增强混凝土连肢墙体系抗震性能研究［J］．交通工程建设，2014(02)：57-63．
[2]刘丹.浅析建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].科技视界，2017，30：130
[3]毛俊义.钢筋混凝土超高层建筑结构抗震设计研究[J].低碳世界，2017（21）：124～125.
[4]梁春雨.高层混凝土建筑抗震结构设计有效对策探讨[J].建筑工程技术与设计，2016（27）：689.