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【摘 要】 随着社会经济的快速发展,城市建设不断的加快,地震的发生会给人们的财产以及生命安全造成非常大的威胁,回顾以往地震发生的过程,可以得出造成人员伤亡的主要原因并不是地震本身,而是因为地震倒塌的建筑物。若要减少地震所带来的伤亡就必须要解决建筑物在地震中倒塌的问题。基于此,本文就高层建筑结构设计中抗震概念设计展开分析与研究,促进建筑行业的快速发展。
【关键词】 高层建筑;结构设计;抗震;概念设计
引言:
高层建筑结构设计中抗震概念设计是对建筑抗震设计的宏观控制,合理的运用抗震概念和原则是建筑结构抗震设计的必要前提,在高层建筑工程一开始从建筑的场地选择、平立面形式、结构布置以及延性等方面进行考虑,从根本上消除高层建筑中抗震的薄弱环节,再通过计算与结构措施,能够保证设计出的高层建筑具有良好的抗震能力,显著的提高高层建筑工程的抗震可靠度,促进建筑行业的发展。
一、对建筑物进行抗震结构设计的重要性
地震中,建筑物的破坏和倒塌可以分成两个类别,一个是因为结构本身的振动而引起的,另一个是因为地基失效。
因为破坏了承重力的的豎向结构,致使整个建筑很容易倒塌,有的结构虽然承重结构受到破坏,但是它有较好的拉结和约束,所以就能避免建筑物的倒塌。地基的失效土层常常有粉土、软粘土以及饱和沙土等,地基液化会让建筑物倾斜、沉降不均匀,也会导致建筑物严重开裂。除此以外,土体滑动也会破坏地基。
建筑供人们使用的前提就是要保证建筑物本身的安全,因此对建筑物进行抗震设计十分有必要。为了保证人身财产安全,建筑物在建造前期就要做好各个方面的抗震工作,保证建筑工程的施工质量。
二、高层建筑结构设计中抗震概念设计的原则
(一)结构的整体性。在高层建筑结构中,楼盖的整体性对高层建筑结构的整体性起到十分重要的作用,其相当于水平隔板,不仅要求聚集和传递惯性力至各个竖向抗侧力的子结构,还要求这些子结构具有较强的抗震能力,能够抵抗地震作用,尤其是当竖向抗侧力子结构的分布不均匀、结构布置复杂以及抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时,整个高层建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构进行协同工作。
(二)结构的简单性。结构的简单性指的是结构在地震作用下具有明确、直接的传力途径。在高层建筑抗震设计规范中明确规定“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径”,只有结构简单,才能对结构的位移、内力以及模型进行分析,准确的分析出高层建筑抗震的薄弱环节,然后采取相应的措施,避免薄弱环节的出现。
(三)结构的刚度。结构的刚度和抗震能力水平在地震作用下是双向的,确定结构的刚度,然后合理的布置结构能够抵抗任意方向上的地震作用。通常状况下,地结构沿着平面上两个主轴方向都应该具有足够的刚度与抗震能力,结构的刚度不仅仅应该控制结构的变形,还应该尽可能降低地震作用对高层建筑结构的冲击,如果结构发生较大的变形,将会产生重力二阶效应,导致结构失衡而被破坏,降低高层建筑的抗震可靠性,因此,在抗震概念设计中,应该重视结构的刚度设计。
(四)结构的规则性与均匀性。高层建筑的竖向和立面的剖面布置应该规则,结构侧向刚度的变化应该巨晕,避免侧向刚度以及抗侧力结构承载力的突变。沿着建筑物的竖向,机构布置和建筑造型应该规则和相对均匀,避免传力途径、刚度以及承载力的突变,防止结构在竖向上的某一楼或者少数楼层之间出现薄弱的环节。
三、抗震概念在高层建筑结构设计中的应用
(一)抗震概念设计应该重视高层建筑的结构规律。在高层建筑的抗震概念设计应用中,应该对高层建筑的体型设计进行科学的修正,保证在质量、刚度、对称、规则上分布均匀,保证设计的整体性,避免局部出现刚度过大的问题。高层建筑的结构布局对抗震概念设计具有十分重要的作用,简单、对称的建筑在地震中的应力分析和实际反映很容易做到,并且能够达到相一致,但是在凹凸的立面与错层设计的高层建筑中,当地震发生时将会产生复杂的地震效应,很难做到对高层建筑抗震效果的最佳分析。因此,高层建筑的抗震概念设计应该重视结构的规律性,提高高层建筑工程的抗震设计。
(二)对结构体系要合理的选择
抗震设计要考虑的关键问题就是抗震结构体系,建筑是否安全和经济取决于结构方案是否合理。
1.在对高层建筑结构体系进行合理选择时,要考虑到地震作用有合理的传递途径以及计算简图要十分明确,除此以外,受力以及传力路线等都要符合高层建筑结构抗震分析。
2.在选择高层建筑结构体系时,要考虑到赘余度功能和内力重分配功能,这两个功能是进行高层建筑工程抗震概念设计时的重要原则。
(三)抗震概念设计在结构构件上的应用
高层建筑抗震的实现需要各个构件的支撑,因此,抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度,并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构,因此其抗震结构也应该设置多道抗震防线,这样在地震作用下,即使一部分构件先被破坏,剩余的构件依然具备支撑的作用,形成独立的抗震结构,承受地震力与竖向荷载。因此,合理的预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位置,适当的调整构件的强弱关系,形成多道抗震防线,实现对高层建筑结构体系的合理控制,这是结构抗震耗能的一种有效措施,是建筑抗震结构概念设计的重要内容,有效的促进建筑工程行业的快速发展。
(四)对建筑结构合理的选择和布置
在高层建筑结构的选型上要根据许多综合因素,考虑这些因素包括高层建筑结构的高度、施工、材料、设防烈度、地基、基础、建筑用途、场地等,还要在经济技术和经济条件进行比较以后确定高层建筑结构的选型。对于高层建筑结构的布置方面,应该遵循“平面对称、竖面均匀”的原则。还应该注意的是,纯框架高层建筑结构中,要尽量防止出现框架柱和楼梯斜梁或平台梁直接连接的情况,因为这样会将高层建筑工程框架柱变为短柱,发生地震就容易产生高层建筑工程剪切破坏,只有合理的对建筑结构进行选择和布置,才能保证高层建筑工程的施工质量及抗震力度。
(五)保障建筑结构的整体性
只有保证高层建筑结构的整体性,在发生地震时高层建筑结构的各个部件才能相互协同工作,使高层建筑结构的抗震效果更加显著。建筑结构的抗震力是由结构整体刚度以及整体的稳定性决定的,在高层建筑施工中使用型钢混凝土结构或现浇钢筋混凝土结构,可以实现高层建筑结构整体稳定性效果,这两种钢筋混凝土结构具有整体性好、水平刚度大等优点,使用这两种钢筋混凝土结构不但可以解决滑移问题,还可以增强楼板刚度,达到高层建筑结构抗震效果更好。
四、结束语
抗震概念设计是高层建筑结构设计中的重要组成部分,高层建筑及污垢通过合理的抗震概念设计,能够有效的提高高层建筑工程的抗震可靠性。因此,高层建筑结构的相关设计人员应该熟练的掌握和运用抗震概念设计,全面的考虑各项因素,从而为社会建造出更多精品高层建筑工程。
参考文献:
[1]刘华新,孙志屏,孙荣书.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].辽宁工程技术大学学报,2007,02:222-224.
[2]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,06:27-28.
[3]周定前.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,05:64-65.
[4]梁爱莉.对高层建筑结构抗震概念设计的几点认识[J].科技传播,2009,11:12-13.
[5]冯新波,马春玲,孙景芳.浅议高层建筑结构设计中的抗震概念设计[J].科技致富向导,2009,10:110-111.
【关键词】 高层建筑;结构设计;抗震;概念设计
引言:
高层建筑结构设计中抗震概念设计是对建筑抗震设计的宏观控制,合理的运用抗震概念和原则是建筑结构抗震设计的必要前提,在高层建筑工程一开始从建筑的场地选择、平立面形式、结构布置以及延性等方面进行考虑,从根本上消除高层建筑中抗震的薄弱环节,再通过计算与结构措施,能够保证设计出的高层建筑具有良好的抗震能力,显著的提高高层建筑工程的抗震可靠度,促进建筑行业的发展。
一、对建筑物进行抗震结构设计的重要性
地震中,建筑物的破坏和倒塌可以分成两个类别,一个是因为结构本身的振动而引起的,另一个是因为地基失效。
因为破坏了承重力的的豎向结构,致使整个建筑很容易倒塌,有的结构虽然承重结构受到破坏,但是它有较好的拉结和约束,所以就能避免建筑物的倒塌。地基的失效土层常常有粉土、软粘土以及饱和沙土等,地基液化会让建筑物倾斜、沉降不均匀,也会导致建筑物严重开裂。除此以外,土体滑动也会破坏地基。
建筑供人们使用的前提就是要保证建筑物本身的安全,因此对建筑物进行抗震设计十分有必要。为了保证人身财产安全,建筑物在建造前期就要做好各个方面的抗震工作,保证建筑工程的施工质量。
二、高层建筑结构设计中抗震概念设计的原则
(一)结构的整体性。在高层建筑结构中,楼盖的整体性对高层建筑结构的整体性起到十分重要的作用,其相当于水平隔板,不仅要求聚集和传递惯性力至各个竖向抗侧力的子结构,还要求这些子结构具有较强的抗震能力,能够抵抗地震作用,尤其是当竖向抗侧力子结构的分布不均匀、结构布置复杂以及抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时,整个高层建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构进行协同工作。
(二)结构的简单性。结构的简单性指的是结构在地震作用下具有明确、直接的传力途径。在高层建筑抗震设计规范中明确规定“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径”,只有结构简单,才能对结构的位移、内力以及模型进行分析,准确的分析出高层建筑抗震的薄弱环节,然后采取相应的措施,避免薄弱环节的出现。
(三)结构的刚度。结构的刚度和抗震能力水平在地震作用下是双向的,确定结构的刚度,然后合理的布置结构能够抵抗任意方向上的地震作用。通常状况下,地结构沿着平面上两个主轴方向都应该具有足够的刚度与抗震能力,结构的刚度不仅仅应该控制结构的变形,还应该尽可能降低地震作用对高层建筑结构的冲击,如果结构发生较大的变形,将会产生重力二阶效应,导致结构失衡而被破坏,降低高层建筑的抗震可靠性,因此,在抗震概念设计中,应该重视结构的刚度设计。
(四)结构的规则性与均匀性。高层建筑的竖向和立面的剖面布置应该规则,结构侧向刚度的变化应该巨晕,避免侧向刚度以及抗侧力结构承载力的突变。沿着建筑物的竖向,机构布置和建筑造型应该规则和相对均匀,避免传力途径、刚度以及承载力的突变,防止结构在竖向上的某一楼或者少数楼层之间出现薄弱的环节。
三、抗震概念在高层建筑结构设计中的应用
(一)抗震概念设计应该重视高层建筑的结构规律。在高层建筑的抗震概念设计应用中,应该对高层建筑的体型设计进行科学的修正,保证在质量、刚度、对称、规则上分布均匀,保证设计的整体性,避免局部出现刚度过大的问题。高层建筑的结构布局对抗震概念设计具有十分重要的作用,简单、对称的建筑在地震中的应力分析和实际反映很容易做到,并且能够达到相一致,但是在凹凸的立面与错层设计的高层建筑中,当地震发生时将会产生复杂的地震效应,很难做到对高层建筑抗震效果的最佳分析。因此,高层建筑的抗震概念设计应该重视结构的规律性,提高高层建筑工程的抗震设计。
(二)对结构体系要合理的选择
抗震设计要考虑的关键问题就是抗震结构体系,建筑是否安全和经济取决于结构方案是否合理。
1.在对高层建筑结构体系进行合理选择时,要考虑到地震作用有合理的传递途径以及计算简图要十分明确,除此以外,受力以及传力路线等都要符合高层建筑结构抗震分析。
2.在选择高层建筑结构体系时,要考虑到赘余度功能和内力重分配功能,这两个功能是进行高层建筑工程抗震概念设计时的重要原则。
(三)抗震概念设计在结构构件上的应用
高层建筑抗震的实现需要各个构件的支撑,因此,抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度,并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构,因此其抗震结构也应该设置多道抗震防线,这样在地震作用下,即使一部分构件先被破坏,剩余的构件依然具备支撑的作用,形成独立的抗震结构,承受地震力与竖向荷载。因此,合理的预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位置,适当的调整构件的强弱关系,形成多道抗震防线,实现对高层建筑结构体系的合理控制,这是结构抗震耗能的一种有效措施,是建筑抗震结构概念设计的重要内容,有效的促进建筑工程行业的快速发展。
(四)对建筑结构合理的选择和布置
在高层建筑结构的选型上要根据许多综合因素,考虑这些因素包括高层建筑结构的高度、施工、材料、设防烈度、地基、基础、建筑用途、场地等,还要在经济技术和经济条件进行比较以后确定高层建筑结构的选型。对于高层建筑结构的布置方面,应该遵循“平面对称、竖面均匀”的原则。还应该注意的是,纯框架高层建筑结构中,要尽量防止出现框架柱和楼梯斜梁或平台梁直接连接的情况,因为这样会将高层建筑工程框架柱变为短柱,发生地震就容易产生高层建筑工程剪切破坏,只有合理的对建筑结构进行选择和布置,才能保证高层建筑工程的施工质量及抗震力度。
(五)保障建筑结构的整体性
只有保证高层建筑结构的整体性,在发生地震时高层建筑结构的各个部件才能相互协同工作,使高层建筑结构的抗震效果更加显著。建筑结构的抗震力是由结构整体刚度以及整体的稳定性决定的,在高层建筑施工中使用型钢混凝土结构或现浇钢筋混凝土结构,可以实现高层建筑结构整体稳定性效果,这两种钢筋混凝土结构具有整体性好、水平刚度大等优点,使用这两种钢筋混凝土结构不但可以解决滑移问题,还可以增强楼板刚度,达到高层建筑结构抗震效果更好。
四、结束语
抗震概念设计是高层建筑结构设计中的重要组成部分,高层建筑及污垢通过合理的抗震概念设计,能够有效的提高高层建筑工程的抗震可靠性。因此,高层建筑结构的相关设计人员应该熟练的掌握和运用抗震概念设计,全面的考虑各项因素,从而为社会建造出更多精品高层建筑工程。
参考文献:
[1]刘华新,孙志屏,孙荣书.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].辽宁工程技术大学学报,2007,02:222-224.
[2]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,06:27-28.
[3]周定前.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,05:64-65.
[4]梁爱莉.对高层建筑结构抗震概念设计的几点认识[J].科技传播,2009,11:12-13.
[5]冯新波,马春玲,孙景芳.浅议高层建筑结构设计中的抗震概念设计[J].科技致富向导,2009,10:110-111.