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摘要:建筑设计在建筑工程施工建设中占有重要意义,但是,由于无法确定地震的破坏力、强度和特性,传统的抗(振)震方法设计的结构不能更有效的降低地震力对结构的破坏,因此当地震来临,往往会造成重大的经济损失和人员伤亡。而消能器(黏滞阻尼器)在地震来临时,能最大限度的吸收和消耗地震力对建筑结构的冲击能量,有效的缓解地震对建筑结构造成的冲击和破坏。本文主要对高层建筑抗震设计及相关问题进行分析,详情如下。
关键词:高层建筑;抗震设计;问题分析
引言
我国建筑业经过多年的发展,为了提高土地的利用率,建筑物的高度在不断提升,建筑高度增加的同时,地震对其的影响也相应地增大了很多。相比传统的建筑物,高层建筑的抗震性能成为了其整体设计的重要方面。因此,为了减小地震作用以及地震效应对于高层建筑结构的影响,应当对其基础和地基进行合理的设计。基础刚度是高层建筑结构的一大重要属性,对于其值的设计,我们不可能让其无限大,并且基础刚度的退化将导致整体结构刚度退化,给高层建筑结构的整体稳定性带来许多不利的影响。因此,我们在对高层建筑结构基础进行设计时需要保证其有合适的刚度,以确保其有足够刚度的同时也有很好的承载能力以及稳定性。这样合理的基础设计不仅能够提升高层建筑的抗震能力,还能在一定程度上减少成本。
1建筑结构地质抗震设计中存在的问题
在房屋建筑结构抗震设计中,要重视建筑结构的均匀分布,提升建筑结构构件的合理布局,保证结构的连续、均匀。在建筑结构设计中,平面结构较为复杂,为了保证结构平面与立面的平整、均匀和连续性,要对房屋建筑地下部位结构与地上部位结构进行衔接布置,如果防震缝上下部分脱离,就会导致抗震性能降低。另外,如果上下构件呈现不同的结构,上下不吻合,就会导致构件规范不合理、不标准。为了使建筑结构符合转换层的要求,就要调整转换层抗震控制效果,避免出现薄弱层或断裂层。
2高层建筑抗震设计
2.1遵循结构出铰顺序
罕遇地震作用下,结构层间位移角满足规范要求的1/50,达到预期的减震性能目标,结构存在较高的安全储备,有抵御较大地震的能力;从结构时程分析塑性发展情况来看,结构框架梁优先出现铰,后出现框架柱铰,铰的塑性发展程度较低,结构满足“强柱弱梁”的概念设计要求,同时也满足三水准两阶段的原则,能更好的抵御和消耗地震造成的破坏。
2.2抗震支吊架不同抗震斜撑的性能分析
地震由于难以预测,使它成为当今危害性最大的自然灾害之一,而中国是世界上地震灾害最严重的国家之一。建筑内部安装有大量风、电、水管道等机电设施,一旦遭遇地震,极有可能出现建筑内部管道损毁和坍塌,导致建筑功能受损和瘫痪,对内部人员的安全撤离造成阻碍,同时造成漏水、漏电、漏气的情况,衍生出严重的次生灾害。抗震支吊架是针对地震横、纵波特性和消防、给排水、风管、电缆等建筑机电设施抗震需求而设计出的一种产品。抗震支吊架的应用使建筑机电设施与建筑结构得以加固连接,通过限制机电工程设施位移,控制设施振动,并将荷载传递至承载结构上,可在很大程度上保证建筑物消防、应急通讯、电力、燃气供应等重要机电设施的完整性及安全性,有助于减轻地震破坏,防止次生灾害,减少人员伤亡,降低经济损失。抗震支吊架的核心部件之一是抗震斜撑,通常由抗震连接构件、C型槽钢和槽钢锁扣组成。
2.3基础刚度对于高层建筑整体稳定性的影响
当我们考虑到基础刚度的影响时,高层建筑结构的侧移刚度会削弱,相应地,边界条件也会发生弱化,这便会导致结构整体失去稳定性所需的临界荷载减小。当我们对基础刚度的影响进行了大量的分析之后,会发现高层建筑结构的刚重比限值也会出现降低的情况。当我们对具体情况进行比对时,结构侧移刚度便会发生逐步降低的现象,在此条件下我们往往需要考虑基础刚度对于高层建筑结构整体稳定性的不利影响,保证二阶效应所带来的总位移在一个满足使用条件的范围之内。对于高层建筑结构的抗震设计方面来说,在考虑基础刚度的情况下,还需要从宏观的层面进行分析,我们可以将剪力墙结构进行转化和代用,将这种结构以悬臂梁的形式表现出来,以此来判断这种杆件在受弯时,多大的临界荷载才能够使得杆件失稳,这样我们便可以求出相关的临界荷载的数值。通过以上的计算过程,我们发现在有限基础刚度的前提下,当结构的受弯部分处于一种倒三角型分布荷载作用下时,会表现出具体的受力以及相应的位移情况。并且结构受到自身重力荷载之外还会受到一些别的荷载,例如水平荷载,当结构在两者共同作用之下,便会产生相应的位移。这样系统的分析有利于我们更好地了解基础刚度对高层建筑抗震稳定性的具体影响,并且有效地对于基础设计加以改善,来确保高层建筑结构的稳定性,满足抗震的要求。
2.4析剪力墙的结构设计
剪力墙结构主要是以剪力墙和梁板作为建筑物的主要受力结构。预制剪力墙可以分为全预制剪力墙机构和半预制剪力墙结构,具体的结构体系设计一定要满足《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)这些标准规范。在结构体系设计中一定要遵循以下几点。一是剪力墙在横纵布置的安排上一定要根据实际情况进行,最好是在端部山墙结构的俩侧设置预制承重板。内部墙体可以用预制承重板和预制轻质填充物进行设置。第二点,竖向的抗侧力构件可以利用浇筑连接带与受力钢筋浆锚融为一体,以确保结构的整体性。三则是在构件连接间的设计上,一定要传力明确、结构稳定,使装配式建筑结构具备良好的抗震能力。如果在同一层的建筑施工中出现了现浇剪力墙和预制剪力墙,在这种剪力墙结构当中,抗震设计应该通过VuE=0.6fyAsd+0.8N这样的计算方式来施工。其中VUE代表剪力墙水平接缝受剪承载力,N:fy为钢筋垂直穿入结合面的强度设计值,N:Asd为钢筋垂直穿过结合面的抗剪面积。
2.5抗震设计中的优化
在建筑抗震设计过程中,应注意设计过程中计算数据的准确性,以确保承重柱的截面面积达到一定的标准,在施工前必须进行标准和预应力测试,以确保它可以承受一定量的外界作用力。其次,在设计过程中,必须保证立柱,剪力墙和立柱之间保持一定的平衡,在设计过程中避免过强的刚度,并具有一定的能力。可以根据外力调整自身的承载能力,有效保护剪力墙,提高建筑物本身的抗震能力。另外,应按照国家标准规定的抗震等级进行设计。在实际的设计过程中,由于环境工程和外力的影响,一般来说,地震等级要高于规定的标准,以确保建筑物的适用性,还要保证相应的易用性和承载能力,要求设计人员在设计过程中注意与钢筋的结构比以及钢筋与混凝土之间产生的作用力,以便确保抗震安全的有效性。
结语
综上所述,从房屋建筑抗震设计结构规划入手,结合抗震设计思路,分析确定符合建筑结构的抗震设计方案,重点保证建筑结构的整体稳定性,优化建筑结构的安全性,以保障人们的生命财产安全。我国地域广阔、地形多样,地震发生的因素不同,为了更好地加强地震抗震的技术规范水平,就要重视建筑结构的基础设计,从设计技术操作规范入手,提升建筑抗震性能,更好地提升后续房屋建筑的施工管理工作。
参考文献:
[1]张以刚,刘旭.房屋建筑结构的抗震设计要求探究[J].住宅与房地产,2017(9).
[2]冯国将.房屋建筑结构抗震设计要求分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(6).