高层混凝土建筑抗震结构设计分析
摘要
关键词
高层混凝土建筑;抗震;结构设计
正文
引言
随着我国经济水平的不断提升,人们对建筑质量提出了更高的要求,我国现阶段的部分建筑不仅抗风险能力差,而且在设计和施工的过程中也存在着安全隐患,其在地震来临时难以起到保护作用。
1抗震设计的重要性
近年来,我国城市地震发生较为频繁,造成了严重的经济损失,并且对人们的人身安全造成了威胁。从房屋建筑结构角度来看,当前大部分房屋建筑设计缺少抗震性能的优化,以建筑建设基本要求为主,因抗震建筑建设技术落后,刚度控制不佳,导致地震灾害对人们的生活造成较大影响。随着城市化的快速发展,城市人口密集度将持续增加,楼房建筑占据比例越来越高。为了打造便利的生活条件,很多楼房建筑以“底商+住房”结构为主,在底层设置了底商,以便人们购买生活必备品。所以,如何加强建筑结构抗震性能,减少地震带来的危害,成为了当前建筑结构设计中重要的待解决问题。
2高层混凝土建筑抗震结构设计分析
2.1基于刚度控制层面的设计
高层混凝土建筑抗震结构设计之一是基于刚度控制层面的设计。为了提升建筑墙的抗震性能,提升轴线竖向刚度显得尤为重要,要求严格按照建筑抗震性能设计规范,加强竖向刚度比设置,以位于底层框架中的抗震墙作为主要设计对象。依据震害调查结果可知,底部框架结构较为复杂,采用复合材料打造混合结构,不利于建筑抗震性能的提升。利用计算各项指标刚度,依据计算结果,设计刚度控制规范:①底层抗震墙刚度控制:以抗震墙在地震期间发生的弯曲形变作为设计依据,结合剪切形变情况,计算刚度控制限值,获取这两种情况下的刚度控制范围;②底层框架刚度控制:根据建筑抗震性能需求,假定框架梁刚性指标要求,选择弯曲变形刚度作为唯一指标,对框架柱刚度范围进行限定;③砌体抗震墙刚度控制:该项性能指标的控制,需要根据墙体的高度和宽度比值来确定,当比值低于1时,以剪切作为控制依据,避免发生形变,设定刚度控制范围;当比值不低于1,且不高于4时,在剪切形变基础上,增加弯曲指标,设定刚度控制范围;当比值高于4时,采用等效处理法,令侧向刚度数值为0;④嵌砌的砌体抗震墙刚度控制:此部分刚度较为严格,除了墙体的弹性侧移刚度以外,还增加了框架弹性侧移刚度,两者之和为刚度控制限定值。
2.2强化试验研究力度,完善检测
高层混凝土建筑抗震结构设计之二是强化试验研究力度,完善检测。就目前的现状来看,我国建筑结构在设计的过程当中仍然存在着各种各样的问题,很多隔震性能并没有得到验证。在对建筑物的隔震结构进行设计的过程当中,模型计算只是其中的一个小方面,采取模拟的方式来进行设定,而在应用的过程当中采取分级法,这一方法主要就是针对水平方向产生的地震影响进行的考虑,因此这就导致在对结构进行设计的过程当中存在着非常大的局限性。这也就导致计算出来的结果和具体的模式在地震发生的实际中是否能够发挥出其真正的效果也成为了未知元素。在研究工作开展的过程当中需要考虑的因素包含多个方面,并且还需要对不同区域进行不同对待。目前,隔震装置的应用存在着比较大的缺陷,相关的工作人员在对这些技术进行应用的过程中也应当不断的进行监测和完善,将一些现代化技术合理的融入到其中,从而为我国的建筑行业发展提供有力的帮助。
2.3做好施工材料
高层混凝土建筑抗震结构设计之三是做好施工材料。市场上的建筑材料质量鱼龙混杂,采购时对产品性能及质量了解不深入,入场抽样检查、材料保管不到位等原因,导致使用的材料存在质量问题。因此需要从产品采购、质量检查、材料保管等多个环节加强材料质量控制,确保材料能够满足结构建筑的质量需求。设计人员还要科学地分析受力情况,平衡好各个结构部分、各种材料的受力情况,对材料受力性能认真检查。合理选用焊接工艺,加强焊接质量检查,确保有机地连接各个构件。保证一旦发生地震能够迅速分散各种应力,提高建筑的总体承载力,确保建筑抗压、抗拉能力达标,均衡受力情况,提高建筑结构整体安全性。
2.4加强现场监督
高层混凝土建筑抗震结构设计之四是加强现场监督。建筑施工的现场环境十分复杂,不仅需要容纳各种需要使用的建筑材料,还有各类建筑施工所需要使用的施工机械,如果不能保障施工现场的安全,那么就会对建筑施工造成一定程度的影响,埋下安全隐患。所以管理人员需要严格监督施工现场,管理现场的各类因素,规范施工人员的操作,争取每一步操作都可以做到安全无误,加强对施工材料和施工机械的管理,妥善安排各类材料,定期保养维修施工机械,细致把控每个施工环节,确保将施工现场的安全隐患消灭干净,保证建筑工程的顺利开展。
2.5使用外粘型钢来提高钢筋混凝土的抗震性
高层混凝土建筑抗震结构设计之五是使用外粘型钢来提高钢筋混凝土的抗震性。设计人员一般使用外粘型钢来提高钢筋混凝土的抗震性,外粘型钢加固法不仅仅能够提高钢筋混凝土的承载能力,使得承载更多的重量,更能够提升房屋建筑整体的抗震能力,在地震发生时抵御强烈的震动,尽可能支撑房屋不出现坍塌的情况,这种方法普遍用于地区频繁的地区建筑中。同时,外粘型钢法的使用还减轻了现场人员的施工负担,实现了效率和成本的双赢。
2.6确保建筑结构设计的科学合理
高层混凝土建筑抗震结构设计之六是确保建筑结构设计的科学合理。建筑行业的发展不仅关系到人们的日常生活,同时,也关系到社会经济的进步。我国当前在不断发展建筑业,不仅改变了建筑的整体外观设计,也增加了建筑的功能设计,提高了建筑的安全性,所以,为了满足建筑业的发展需求,就需要选用更加专业的设计人员,不仅需要有扎实的专业知识,也要不断地发展创新,提高自身的专业水平,才能更加科学化地进行建筑结构设计。所以设计单位可以为设计人员建设线上共享平台,强化对设计人员的专业培训,让设计人员可以通过平台交流培训经验,通过知识的共享提高自身的专业技术,不断创新设计理念,确保可以设计更加实用、安全的建筑。
结语
综述而论,我国建筑抗震结构整体设计尚处在开拓期,近些年来的工程实践已积累一定经验,但理论分析的整体仍需逐步扩衍,这需要全体设计人员的集体探索,从而实现抗震建筑材料、构型、理论方面的全面提升,以有效解决地震中建筑发生的相应问题,助力社会民生的更好发展。
参考文献
[1]肖云.超B级高度超限高层剪力墙结构性能化设计[J].工程技术研究,2020,5(21):179-182.
[2]王明锋.高层混凝土建筑抗震结构设计的思考与实践[J].城市建筑,2020,17(26):82-83.
[3]张永奈,吴松,程玫,等.高层建筑混凝土墙体力学结构抗震性能分析[J].科技通报,2019,35(4):202-205.
[4]郝斌.浅谈高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项[J].城市建设理论研究(电子版),2018(35):76.
[5]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.
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