高层建筑结构抗震设计浅析 王建忠

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:王建忠
[导读] 摘要:我国是一个地震频率高发国家。
        山东卓鲁建筑工程有限公司  山东济南  250000
        摘要:我国是一个地震频率高发国家。当代,发生在我国有记录的大震均对国家和人民造成重大损失。因此,“抗震安全”在建设工程中从政策制定到技术指导越来越受到关注。尽管现今建设水平发展迅速,但是我们对“地震”的研究还远谈不上科学(很多研究资料将之称为“艺术”)。尽管我国现行的《中国地震烈度区划图》已经在科学性及准确性上做得很好,但是基于我国可统计的有准确记录的地震历史资料有限,造成大震或特大地震总是出现在低烈度区;同时在发生地震时,地面运动存在较大的不确定性,即使是同一建筑场地,发生地震后不同性质的地面运动对建筑物破坏也不同;而且在地震中还存在着震级大小、传播途径、震中距及震源机制等诸多不确定因素,造成我们对地震研究的诸多困难。
        关键词:高层建筑;结构抗震设计;策略
        引言
        当前高层建筑在满足人们办公、居住和娱乐等需求的同时,一些安全问题也层出不穷,其中抗震问题是最重要的一项内容。为了确保结构的安全性和耐久性,在结构设计中要采取合理的措施来增强结构的抗震性能,如强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、多道防线、优化结构的刚度和延性、性能化设计等,以实现对高层建筑结构抗震性能的优化。
        1高层建筑结构抗震现状分析
        我国的很多现有以及在建的高层建筑或多或少都考虑到了抗震这一环节,但是很多时候设计方以及建筑方都未能将防震这一环节落实到位,我们通过调查发现了我国目前高层建筑结构存在的一些普遍问题,主要集中体现在高层建筑高度超标,很多开发商为了谋取更多的利益,选择了将高层建筑建的超过安全高度,而一旦建筑物高度超过了安全设计高度以后,其结构就会遭到破坏,稳定性自然而然也会随着下降,在遭遇地震以后就会导致建筑物更容易损坏或者倒塌;其次一个比较普遍的问题就是高层建筑的建筑地址选择也存在一些问题,随着城市人口越来越多,对于住宅的需求也随着增大,开发商为了取得更多的利益,尽可能的开发可利用的土地资源进行高层建筑的建设,但是由于为了加快开发速度,很多的高层建筑在选择建筑地址前没有充分的考虑到地质问题,没有对建筑地的地质结构进行严格的勘探,这对于房屋建成以后的抗震性也是很大的考验,很大程度上也影响了高层建筑结构的抗震性;最后还有一个问题在于高层建筑材料的选择,大家都知道材料的质量直接决定了建筑物的整体质量,如果高层建筑在材料选择方面没有做好的话,最后很有可能将整体建筑的防震性降低,在遇到地震时一些非抗震材料很难经受住猛烈的震感,所以说目前我国高层建筑还是存在着非常多的问题的,需要后续不断地进行改进。
        2高层建筑结构抗震设计策略
        2.1依据抗震标准,规范平面设计
        平面规则与建筑物的稳定性也存在一定的联系,其是设计人员在设计过程中必须考虑的因素之一。通常情况下,抗震建筑的平面是有一定的标准的,比如,凹陷口的深度与宽度,其直接影响建筑的稳定性。因此,设计人员在设计过程中要重点考虑其平面规则是否符合相关标准。对于建筑凹口不符合标准的建筑要进行重新设计或者采用一定的补救措施,以最大程度地保证建筑的稳定性。对于建筑设计中的凹口不符合标准的情况,通常通过以下方式进行弥补:①以材料的选择弥补设计的缺陷。通常选择刚性材料建设顶部,当然,也可以选择韧性好的材料建设凸出的部分的顶部;②如若建筑构架相对简单,即可以均采用韧性较好的材料建设其顶部,这还有利于相关数据的计算。
        2.2依据抗震标准,合理设计建筑结构
        建筑结构对建筑的稳定性具有重要影响,巧妙的结构能够大大提高建筑整体的稳定性。现如今,已有很多用于抗震的建筑构型,其在历次灾害中优势显著。而且,现在的抗震建筑设计将建筑机构作为重点,除了巧妙的结构之外,还对结构局部的材料十分重视。

而且,如今对抗震建筑性能的评估需要依据其结构进行。通常情况下,在建筑结构的主体部位主要以强度和韧性较强的材料为主,这大大提升了建筑结构的稳定性,进而提升了建筑的安全性能。此外,许多设计人员还会对结构局部进行加固,为其安全又筑一道屏障。例如,建筑整体建构设计完成后,对其进行分析,深入探究,或者利用模型进行测试,找到其薄弱环节,在此部位进行局部加固,从而增强建筑结构的整体性能,为建筑稳定性提供重要保障。
        2.3处理好结构薄弱层
        当高层建筑结构的侧向刚度分布不均匀、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变时,容易产生薄弱层。其在地震中是最先遭受破坏的部位。因此,针对有明显薄弱层的高层建筑结构,应加强抗震设计,完成好具体的构造工作,优化构件使用功能,从而达到高层建筑结构应用效果增强、薄弱层得到有效处理的目的,避免结构应用中出现变形现象。同时,设计人员在实践中应提高对高层建筑结构薄弱层科学处理重要性的正确认识,制定好抗震设计工作计划并实施到位,促使高层建筑结构应用中有着良好的承载力,为其应用安全性提高打下坚实的基础。
        2.4关注隔震消能减震设计
        隔震系统具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量,并且具有足够的水平初始刚度,应用过程中可满足高层建筑结构安全性能优化要求,实现其抗震设计目标。具体表现为:(1)隔震系统自身具有较大的阻尼,地震时可耗散较多的能量,增强建筑结构应用安全性。因此,高层建筑设计人员应在了解隔震系统功能特性的基础上,积极开展这类建筑结构减震设计工作,降低高层建筑主体结构的地震反应,减少其破坏影响;(2)基于高层建筑的隔震消耗减震设计,应加强信息技术使用,实现对丰富信息资源的整合利用,促使建筑隔震消耗减震设计能够达到预期效果,为其设计方案应用质量提高提供技术保障。
        2.5设置多道抗震防线
        所谓设置多道抗震防线,是指在高层建筑结构抗震设计方面,利用一些耗能杆件的屈服和弹塑性变形来消除地震能量,从而使得建筑结构的各个构件处于一个稳定的状态,避免构件因为地震作用力的影响而出现破坏。因此,建筑结构的各个构件都应该具有良好的抗变形能力,能够做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”,当遇到强震的时候,能够有足够的变形时间来保证建筑物不会马上脆裂破坏,能够留出足够的时间和空间保证人民群众的安全。同时,还需要考虑余震的影响,设置多道抗震防线,避免余震的作用导致建筑结构损伤的积累而导致建筑坍塌。
        结语
        经过上文分析我们可以发现,随着高层建筑的逐渐增多,高层建筑的抗震性得到了社会各界广泛的关注,因为高层建筑的安全性与抗震性直接关乎着百姓的切身利益,这就要求相关部门在高层建筑的设计与建筑过程中最大化的考虑到其抗震性,需要设计人员在设计的过程中选择安全可靠的防震建筑材料,并且严格按照安全保准进行高层建筑设计,杜绝出现一些有安全隐患的设计出现,提升我国高层建筑的安全性与抗震性,推动我国建筑业高速发展。
        参考文献:
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