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摘要:我国地形复杂,各种地质灾害在我国都曾发生过,著名的唐山大地震、汶川大地震、玉树大地震等地震给我国的经济发展和百姓的生命安全带来了很大的危害。现代建筑日益向高层化发展,对结构的抗震能力提出了更高的要求。在高层建筑的施工设计当中,最需要解决的就是建筑物的抗震设计的研究,抗震效果关系到整个高层建筑的安全性,如果出现意外不仅仅是对高层建筑造成损害甚至会影响周边大范围的安全,会带来极大的人员伤亡和财产损失。为了提升结构的抗震性能,设计人员不仅要大力提升自己的力学,建筑学,设计学等个方面的专业知识和制图技能,更要培养严谨缜密的态度,深刻理解设计规范,深刻了解建筑结构中的每个构件,做好每个构件,从整体构思,不断提高设计水平和设计质量,提升建筑结构的质量,
关键词:高层建筑 抗震 结构设计 分析
中图分类号:TU97 文献标识码: A
1.在高层建筑抗震设计中常见的问题
对土质勘察资料不全。地基是任何建筑当中的重中之重,是高层建筑的基础,决定着建筑的总体质量。有些施工队伍在施工的初期阶段对建筑场地的土质勘察不彻底,勘察资料不全,有些是在设计会审后直接跳过,进入施工组织设计当中。如果施工没有详细的土质勘察报告等资料,在施工组织设计当中会缺少一些必要的数据,很有可能对整个建筑物的抗震效果产生硬性啊。
建筑结构的平面布局。对于外形不对称、不规则、形心质心偏心大、凹凸变化尺度大等建筑结构,找到建筑的中心支撑点,凭借先进技术和丰富的经验做好建筑的抗震设计。
抗震设防要求掌握不准确。有些高层建筑施工人员对抗震设防要求的标准掌握不准确,擅自更改要求标准,或高或低都会工程产生一定的影响。例如:按照《建筑抗震设防分类标准(GB 50223—95)》中划分的设防标准,应属六度设防的建筑,工作人员为了提高建筑的整体抗震性能,把六度改成了七度,这样就增加了工程的投资成本,且抗震效果并不会有明显提高;有些工作人员为了节约工程成本,把七度改成六度,这种做法会大大降低建筑物的抗震效果,达不到抗震设防的要求标准,一旦出现事故,后果将不堪设想。
底框砖房超层超高。有些建筑施工单位在施工过程中虽然严格按照抗震施工组织设计进行施工,但是在其他方面,如楼层的擅自加高,每层楼房高度超标,整体楼房出现超高现象,虽然按照设计达到了抗震要求,但是效果很差。
设计人员对高层建筑结构抗震等级把握不准确。有些设计人员在设计过程中没有严格审查楼房的具体情况,抗震等级程度有些提高了,有些降低了,造成这种原因的主要因素是:对建筑场地的结构类型、土地类型、设防强度和建筑高度等多种因素进行综合评定的时候把握不准确造成的。
二、高层混凝土建筑抗震结构的分析
现如今所建设的高层混凝土建筑的结构从本质上来讲,就是一个垂直于地面的竖向悬臂结构。其建筑的垂直载荷主要使建筑结构,产生一个与地球引力相抗衡的轴心力 ;建筑的水平载荷使建筑结构产生弯矩。从建筑结构的受力特点进行分析可以看出:当建筑的垂直载荷方向保持不变时,随着建筑高度的不断增加仅仅会引起量的增加而已,而这时水平载荷的方向就可以来自四面八方;而当建筑为平均分布载荷时,建筑的高度就和弯矩呈现出二次方的变化。
再从建筑的侧移特点来看:建筑竖直方向载荷引起的建筑位移是比较小的,而水平方向的载荷作为平均分布的载荷时,建筑的高度就和其侧移呈现出四次方的变化。由此可以得出,在高层混凝土建筑结构中,水平方向的载荷对建筑结构的影响是要远远大于垂直方向载荷对建筑结构的影响的,所以在进行高层混凝土建筑建设时,水平载荷是在进行结构设计时需要重点控制的影响因素,所以除了在保证高层建筑结构抵抗水平载荷产生的弯矩、剪力以及 压、拉应力时,要具有较大的强度以外,还要保证高层建筑结构具有足够的刚度,使得建筑随着高度的不断升高,所引起的侧向变形能控制在结构规范允许的范围之内。
三、高层混凝土建筑的抗震结构体系选择
在进行高层混凝土建筑结构设计时,应当根据所建设工程的具体使用功能、房屋的高度与宽度的比值、抗震設防的类别、场地的类别以及建筑地基的实际情况、建筑所用的结构材料和施工工艺等相关因素,进行综合的比对分析,从而选择出最为合适的建筑结构体系。高层建筑的钢筋混凝土结构可以采用框架、剪力墙、框架-剪力墙、简体和板柱-剪力墙的结构体系。
建筑的结构框架可以为建筑在进行室内空间的布置时提高其灵活性。当建筑的层数较少的时候,水平方向的载荷对建筑结构的影响是比较小的,所以采用框架结构是比较合理的设计。框架结构主要受到剪力作用的影响,属于柔性结构,其在建筑层数较多时就会受到限制,所以框架结构主要用在非抗震设计以及层数相对较少的建筑当中。
建筑的剪力墙结构中,其剪力墙是沿着建筑的横向方向和纵向方向,进行正交布置或者是多轴斜线交布置的,是由钢筋混凝土墙体来承受建筑所有的水平方向和竖直方向的载荷,是属于以弯曲变形为主的刚性结构。所以剪力墙这种结构的抗侧力刚度相对较大,在水平方向的作用力下侧面方向的变形相对较小,具有良好的空间一体性。但剪力墙结构的缺点就是其结构的自重比较大,在进行建筑的平面布置时具有局限性,很难满足建筑内部需要建设大空间结构的要求。所以剪力墙结构更多的是运用在墙体的布置以及对于建筑的面积要求不大的建筑工程中,这样既弥补了剪力墙的缺点,减少了非承重隔墙的数量,同时也使建筑更加的美观,具有整体性。
建筑的框架-剪力墙结构主要是指:在建筑框架结构中的适当部位,增添设置一些剪力墙,是刚性结构与柔性结构的融合体系,能提升高层建筑大开间的使用空间。在这种体系当中,建筑的主要结构是由若干道单片剪力墙以及框架相互构成的,在这样的结构体系当中,框架和剪力墙将共同承担起建筑水平方向的受力,但是需要注意的是,因为这两种结构一种是刚性,而另一种是柔性,所以两者间的刚度相差很大,其结构的变形也是各不相同的。所以在进行框架-剪力墙这种结构的建筑建设时,必须通过各楼层间的楼板使得其变形保持一致,以此使得两者间能够很好的进行协同工作。
四、高层混凝土建筑的抗震结构布置
在进行高层混凝土建筑的独立结构单元布置时,应该使得建筑结构平面的形状相对简单、规则、刚度和承载力都能均匀的分布。建筑的竖直方向体型应该规则、均匀,避免有过大的外挑和内敛。建筑结构的侧向刚度应该是下部刚度大上部刚度小,并逐渐的进行变化。其高层建筑在进行结构布置时应该遵循以下几点要求:
1、在进行高层混凝土建筑的结构布置时应该具有必要的承载能力、足够大的刚度以及变形能力。
2、在进行高层混凝土建筑的结构布置时,应该注意避免因为部分建筑结构或者是构件遭受损坏,从而导致了建筑结构的整体丧失对重力、载荷以及地震的承受能力。
3、在进行高层混凝土建筑的结构布置时,对可能出现的薄弱环节进行严格的审核,并且及时采取相应的有效措施来进行应对。
4、在进行高层混凝土建筑的结构布置时,其建筑结构的竖直方向和水平方向的布置,应该使建筑的刚度以及承载力进行合理的分布,避免因地震时引起的局部突变和扭转效益的发生,具有多道抗震设防的特点。
结语
高层混凝土建筑具有良好的抗震性,在地震灾害来临之际可以有效的对人民的生命财产安全提供保护,在进行建筑结构的抗震设计时,就必须要通过其受力的特点、建筑结构的体系、建筑结构的布置以及计算进行详细的分析,然后再进行建造。只有这样才能保证高层混凝土建筑拥有良好的抗震能力,才能使人们的生命财产安全受到有效保护。
参考文献:
[1]陈天华.高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].中国科技信息,2011,(16)
关键词:高层建筑 抗震 结构设计 分析
中图分类号:TU97 文献标识码: A
1.在高层建筑抗震设计中常见的问题
对土质勘察资料不全。地基是任何建筑当中的重中之重,是高层建筑的基础,决定着建筑的总体质量。有些施工队伍在施工的初期阶段对建筑场地的土质勘察不彻底,勘察资料不全,有些是在设计会审后直接跳过,进入施工组织设计当中。如果施工没有详细的土质勘察报告等资料,在施工组织设计当中会缺少一些必要的数据,很有可能对整个建筑物的抗震效果产生硬性啊。
建筑结构的平面布局。对于外形不对称、不规则、形心质心偏心大、凹凸变化尺度大等建筑结构,找到建筑的中心支撑点,凭借先进技术和丰富的经验做好建筑的抗震设计。
抗震设防要求掌握不准确。有些高层建筑施工人员对抗震设防要求的标准掌握不准确,擅自更改要求标准,或高或低都会工程产生一定的影响。例如:按照《建筑抗震设防分类标准(GB 50223—95)》中划分的设防标准,应属六度设防的建筑,工作人员为了提高建筑的整体抗震性能,把六度改成了七度,这样就增加了工程的投资成本,且抗震效果并不会有明显提高;有些工作人员为了节约工程成本,把七度改成六度,这种做法会大大降低建筑物的抗震效果,达不到抗震设防的要求标准,一旦出现事故,后果将不堪设想。
底框砖房超层超高。有些建筑施工单位在施工过程中虽然严格按照抗震施工组织设计进行施工,但是在其他方面,如楼层的擅自加高,每层楼房高度超标,整体楼房出现超高现象,虽然按照设计达到了抗震要求,但是效果很差。
设计人员对高层建筑结构抗震等级把握不准确。有些设计人员在设计过程中没有严格审查楼房的具体情况,抗震等级程度有些提高了,有些降低了,造成这种原因的主要因素是:对建筑场地的结构类型、土地类型、设防强度和建筑高度等多种因素进行综合评定的时候把握不准确造成的。
二、高层混凝土建筑抗震结构的分析
现如今所建设的高层混凝土建筑的结构从本质上来讲,就是一个垂直于地面的竖向悬臂结构。其建筑的垂直载荷主要使建筑结构,产生一个与地球引力相抗衡的轴心力 ;建筑的水平载荷使建筑结构产生弯矩。从建筑结构的受力特点进行分析可以看出:当建筑的垂直载荷方向保持不变时,随着建筑高度的不断增加仅仅会引起量的增加而已,而这时水平载荷的方向就可以来自四面八方;而当建筑为平均分布载荷时,建筑的高度就和弯矩呈现出二次方的变化。
再从建筑的侧移特点来看:建筑竖直方向载荷引起的建筑位移是比较小的,而水平方向的载荷作为平均分布的载荷时,建筑的高度就和其侧移呈现出四次方的变化。由此可以得出,在高层混凝土建筑结构中,水平方向的载荷对建筑结构的影响是要远远大于垂直方向载荷对建筑结构的影响的,所以在进行高层混凝土建筑建设时,水平载荷是在进行结构设计时需要重点控制的影响因素,所以除了在保证高层建筑结构抵抗水平载荷产生的弯矩、剪力以及 压、拉应力时,要具有较大的强度以外,还要保证高层建筑结构具有足够的刚度,使得建筑随着高度的不断升高,所引起的侧向变形能控制在结构规范允许的范围之内。
三、高层混凝土建筑的抗震结构体系选择
在进行高层混凝土建筑结构设计时,应当根据所建设工程的具体使用功能、房屋的高度与宽度的比值、抗震設防的类别、场地的类别以及建筑地基的实际情况、建筑所用的结构材料和施工工艺等相关因素,进行综合的比对分析,从而选择出最为合适的建筑结构体系。高层建筑的钢筋混凝土结构可以采用框架、剪力墙、框架-剪力墙、简体和板柱-剪力墙的结构体系。
建筑的结构框架可以为建筑在进行室内空间的布置时提高其灵活性。当建筑的层数较少的时候,水平方向的载荷对建筑结构的影响是比较小的,所以采用框架结构是比较合理的设计。框架结构主要受到剪力作用的影响,属于柔性结构,其在建筑层数较多时就会受到限制,所以框架结构主要用在非抗震设计以及层数相对较少的建筑当中。
建筑的剪力墙结构中,其剪力墙是沿着建筑的横向方向和纵向方向,进行正交布置或者是多轴斜线交布置的,是由钢筋混凝土墙体来承受建筑所有的水平方向和竖直方向的载荷,是属于以弯曲变形为主的刚性结构。所以剪力墙这种结构的抗侧力刚度相对较大,在水平方向的作用力下侧面方向的变形相对较小,具有良好的空间一体性。但剪力墙结构的缺点就是其结构的自重比较大,在进行建筑的平面布置时具有局限性,很难满足建筑内部需要建设大空间结构的要求。所以剪力墙结构更多的是运用在墙体的布置以及对于建筑的面积要求不大的建筑工程中,这样既弥补了剪力墙的缺点,减少了非承重隔墙的数量,同时也使建筑更加的美观,具有整体性。
建筑的框架-剪力墙结构主要是指:在建筑框架结构中的适当部位,增添设置一些剪力墙,是刚性结构与柔性结构的融合体系,能提升高层建筑大开间的使用空间。在这种体系当中,建筑的主要结构是由若干道单片剪力墙以及框架相互构成的,在这样的结构体系当中,框架和剪力墙将共同承担起建筑水平方向的受力,但是需要注意的是,因为这两种结构一种是刚性,而另一种是柔性,所以两者间的刚度相差很大,其结构的变形也是各不相同的。所以在进行框架-剪力墙这种结构的建筑建设时,必须通过各楼层间的楼板使得其变形保持一致,以此使得两者间能够很好的进行协同工作。
四、高层混凝土建筑的抗震结构布置
在进行高层混凝土建筑的独立结构单元布置时,应该使得建筑结构平面的形状相对简单、规则、刚度和承载力都能均匀的分布。建筑的竖直方向体型应该规则、均匀,避免有过大的外挑和内敛。建筑结构的侧向刚度应该是下部刚度大上部刚度小,并逐渐的进行变化。其高层建筑在进行结构布置时应该遵循以下几点要求:
1、在进行高层混凝土建筑的结构布置时应该具有必要的承载能力、足够大的刚度以及变形能力。
2、在进行高层混凝土建筑的结构布置时,应该注意避免因为部分建筑结构或者是构件遭受损坏,从而导致了建筑结构的整体丧失对重力、载荷以及地震的承受能力。
3、在进行高层混凝土建筑的结构布置时,对可能出现的薄弱环节进行严格的审核,并且及时采取相应的有效措施来进行应对。
4、在进行高层混凝土建筑的结构布置时,其建筑结构的竖直方向和水平方向的布置,应该使建筑的刚度以及承载力进行合理的分布,避免因地震时引起的局部突变和扭转效益的发生,具有多道抗震设防的特点。
结语
高层混凝土建筑具有良好的抗震性,在地震灾害来临之际可以有效的对人民的生命财产安全提供保护,在进行建筑结构的抗震设计时,就必须要通过其受力的特点、建筑结构的体系、建筑结构的布置以及计算进行详细的分析,然后再进行建造。只有这样才能保证高层混凝土建筑拥有良好的抗震能力,才能使人们的生命财产安全受到有效保护。
参考文献:
[1]陈天华.高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].中国科技信息,2011,(16)