浙江省省直建筑设计院 浙江杭州 310030
摘要:在现阶段城市中,高层建筑越来越多。在高层建筑结构的设计工作中,隔震减震的设计十分重要。在设计时,必须保证小震不会损坏建筑结构,中震可以对其进行维修,大震时建筑设施不会出现倾倒坍塌等危险事件。做好合理高效的隔震减震设计工作,让其起到较强的防护效用,切实地保障建筑结构自身的安全稳固状态。因此,主要分析了建筑结构的隔震减震内涵,找出高层建筑结构设计中所存在的隔震减震问题,制订相应的隔震减震措施,从根源上切实提升高层建筑结构的稳固程度,延长建筑设施的使用寿命,提高使用价值。
关键词:高层建筑;结构设计;减震隔震
引言
随着经济的不断快速发展,我国城市化进程的推进速度也在不断加快,对建筑物提出的建设要求越来越高。建筑行业虽然整体发展形势相对比较良好,但是由于当前我国土地资源已经处于非常紧张的状态,很多地区的土地资源已经逐渐呈现出供不应求的状态,对于现代建筑行业而言,为了能够有效应对这一客观因素带来的影响,逐渐将建筑建设方向的重点由多层建筑向高层建筑方面转变。高层建筑的兴起逐渐成为城市发展中非常重要的一部分,现代高层建筑在设计以及建造过程中,由于层数比较多,同时高度也比普通建筑物要高,所以必须要保证建筑物的结构具有非常良好的稳定性和安全性。
1高层建筑结构设计中应该遵循的原则
(1)结构方案的优良。高层建筑结构设计过程中,要求保证建筑设计的可行性和经济性,具体的设计方案要合理,同时结构体系和结构形式要更具可行性。在同一结构设计单元中,尽量避免出现多种类型的结构设计体系,结构体系受力要明确,并深入分析各种可能的影响因素。针对于结构方案中的一些重要问题要加强与专业设计人员进行沟通,以此来保证高层建筑结构设计方案的合理性。(2)计算简图的合理性。计算简图对于高层建筑结构具有极为重要的意义,其直接关系到高层建筑结构的计算公式及结构构造方式。因此在结构设计时如果选择的计算简图不恰当,必然会对高层建筑结构的安全性带来较大的影响。因此在针对于高层建筑结构设计时,需要保证计算简图的合理性和准确性,这样才能确保高层建筑结构的安全性。(3)分析计算结果的合理。目前高层建筑设计普遍运用计算机来完成,建筑设计软件种类较多,当选择的设计软件存在差异时,即使同一建筑也会存在不同之处。这就要求设计人员在选择建筑设计软件时,需要针对每一个软件的适用范围和使用条件进行仔细研究,保证计算机辅助软件的合理性。在具体设计过程中,尽量避免人为操作的情况发生,针对于输入的数据要仔细审查,确保分析计算结果的准确性和合理性。
2高层建筑结构设计中隔震减震存在的问题
2.1隔震减震支座
一般情况下,高层建筑结构的设计中,隔震减震支座深受抗震墙的影响,所以在设计隔震减震墙的过程中,需要秉持分散的设计原则,不可在高层建筑设施的周围布置隔震减震墙,那样会无形中增大抗震墙产生的倾覆力,同时还会影响到隔震减震支座做功状态。需要在受力数值大的区域安装抗震减震支座,结合相关支座设备提升整体质量,最大程度地完成各种减震措施的效果提升,保证其可以提升建筑物质量。
2.2地基与基础设计不科学
在高层建筑地基和基础设计时,当基础类型选择不合理时,建筑物易发生不均匀沉降,严重时还会整体出现倾斜。在地基基础设计不合理时,当地基斜面坡坡度较大情况下,会对地基混凝土施工时振捣质量带来影响,从而对地基结构的稳定性带来不利影响。当地下室底板配筋不合理时,高层建筑结构也易出现失稳,导致建筑物不均匀沉降量增大。另外,在实际设计过程中,设计人员对于地下水对地基和基础的影响考虑不全面,从而对地基和基础结构的耐久性和稳定性带来较大的影响。
2.3建筑设施的走向
在开展高层建筑结构设计工作时,必须注重分析地质结构,一旦发生地震,就会影响到房屋建筑设施的使用状态,很容易产生房屋倒塌的问题。应调整好地震房屋的实际振动方向,确定好高层建筑设施的地址,结合该建筑设施的实际地质水文条件,使建筑设施的走向可以和震向保持彼此垂直,不能让建筑设施和震向相持平。这主要是因为,如果建筑设施的走向和震向互相平行,就会增大建筑设施倒塌的风险,保持垂直关系的建筑设施倒塌的概率会较小。一旦高层建筑设施选址和震向相持平,则在发生地震时该建筑设施所产生的震动幅度就会较大,其所受到的地震波影响也较大。
3高层建筑结构设计中隔震减震措施
3.1科学布置平面布局
高层建筑结构设计工作中易出现结构扭转问题,这就需要在实际设计过程中,建筑结构形式宜采用相对规则的图形,并保证质量的均匀分布,进一步提高建筑体的稳定性,保证建筑结构的对称性。即在实际设计过程中,具体通过科学进行平面布局,以此来保证建筑结构的稳固性和安全性。
3.2现代高层建筑结构设计荷载取值合理性选择
现代高层最直接表现出来的特点就是层数多,单元重复性强,故一点点的荷载效应就会产生重复积累性的变化,从而导致结构整体的浪费,笔者曾经参与这样一个项目:一个接近百米的高层办公楼,因业主需要,设计单位需要在施工图阶段考虑夹层荷载,设计完成后业主因和之前的项目作出成本比较后,认为该高层办公楼建设成本过大,需要进行优化。经过拿到该项目的模型和施工图研究后,初步得到以下的判断:设计方采用的夹层荷载为考虑加建钢筋混凝土的楼板的荷载,而逐层递加累积,最终导致整个结构的荷载很大。优化建议:采用钢结构夹层荷载,楼面采用木地板做法,已达到减小荷载的目的。最终通过以减小荷载为目的的一系列的调整,成功地使整栋楼的造价得到了很好的控制。
3.3减震隔震构造措施
地震发生时,无论是高层建筑还是多层建筑其整体结构都会受到破坏,其中最为严重的情况是水平位移,所以在整体的减震过程中需要设置相应的隔震层来抵挡地震冲击力,有了良好的地震隔震层建设能保证整体结构不会出现质量问题,最大程度地抵挡当前的内部结构位移情况。对整体的设计而言,减震隔震结构上需设立有关的隔离缝。隔离缝整体的宽度不需要过宽,同时对于整体的结构而言,不仅需要设计竖向隔离缝,并且需要设计横向隔离缝。有了相关的隔离缝设计能最大程度地减轻地震冲击力带来的破坏,同时对于高层建筑物而言,其需要设计电梯井,采用下挂的方式来进行处理,通过多种设计能减少建筑物的横向位移情况,减震层的设计过程中需要对排水管道和电气强弱系统都进行整体研究和提升,全面防止相关的水平位移出现。
结语
近年来,由于受到土地资源匮乏等诸多客观因素的影响,我国高层建筑的建设数量越来越多,建设范围也越来越广。高层建筑在设计中,从基础选型开始到上部结构的布置,再到细部构件的选择均需要非常严格,这样才能够保证建筑本身具有非常良好的抗震性能。与此同时,还要与一些先进的结构抗震优化设计理念和方式进行结合,这样不仅可以保证抗震设计方案在制订和具体应用过程中具有科学性和合理性,而且还可以提高高层建筑本身结构的抗震性和经济性,为人们的生命财产安全提供有效保障。
参考文献:
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