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广东尚华工程设计有限公司 广东东莞 523000
摘要:城市化建设的加速推进,使人们的生活正在不断的发生着微妙的变化。面对城市建设中大规模的楼房建设,高层建筑成为了建设活动中不可或缺的一环。为了提高高层混凝土建筑的安全性能,优化抗震结构设计显得尤为重要。
关键词:高层住宅建筑;抗震结构;抗震设计
引言
地震作为破坏力最强的自然灾害,其对于人们的生活及建筑物损坏的程度是毁灭性的。我国地域广阔,同时却也是地震多发国家,在多次地震灾害血的教训下,人们的抗震意识增强,高层住宅建筑抗震结构设计水平也有了很大的提高。为了防止地震对人类生活及建筑物的过度破坏,实现对人类生命及财产安全的保护,建筑工程必须要在结构设计环节中做好抗震设计。
1.高层住宅建筑抗震结构设计要点
1.1合理的选址
在建筑结构抗震水平设计中,合理的选址是最基本的先决条件。为了保证选址的正确、合理性,我国政府部门已经出台了《中华人民共和国减灾抗震法》等法律条文,其中明确规定“对于有可能发生的重大建设性工程以及次生灾害进行严格的地震安全指标评价,按照地震安全评价结果,明确相关建筑物的抗震设防要求,并对其进行分别设防”。建筑结构的设防标准根据其实际质量可分为四个标准,其中:甲类:地震时间或大型建筑工程可能发生的次生建筑类灾害;乙类:地震中不能中断使用功能,且必须要逐步恢复的建筑类型;丙类:除甲、乙两类建筑外的其他普通建筑类型;丁类:抗震级别相对较低的建筑。根据对相关法规的分析,在进行建筑物结构设计时,必须要选择对建筑有利的场地,避免在不利地段建设大型民用建筑,以防止地震破坏隐患的出现。对于一些软基地段,也必须要进行充分的处理,才能够进行合适的建筑设计。另外对于地震可能引起的次生灾害问题,也必须要予以正确的处理,进一步保证选址的正确性。
1.2建筑结构抗震设计
建筑平面与立体结构的设置应遵照抗震理论基本设置准则,通常运用规则的房屋架构设置方案。依照房屋结构抗震设置规范的标准,对平面不规则或纵向不规则,或者两者均不规则的房屋架构,应运用空间架构的核算模式;对楼板部分区域连接不畅或者表面凹凸不成规律时,应运用相对应的贴合楼层强度刚度变动的模型;脆弱位置应当注重相对应的内力加大系数,而且依照规范标准来对弹塑性形状改变加以剖析,脆弱位置应采用抗震构造手段。
为了最大限度降低地震灾害的影响,建筑设计人员在抗震设计环节中,要根据当地地段的实际情况来进行建筑结构的选择。目前,我国常用的建筑结构可以分为“钢筋混凝土结构”、“砌体结构”、“钢混结构”和“钢结构”四种类型。通过对四种结构的比较分析得出,钢筋混凝土结构的抗震能力相对较强,因为其自身具有较好的柔韧性,所以当建筑物因地震灾害而出现应力变形时,钢筋混凝土结构能够依靠自身良好的承载力对其进行一定程度的控制,这是其它三种结构所不具备的优势。近年来,高层建筑建设的增多,大大增大了其在地震灾害影响下的水平位移和抗侧移刚度,这在无形之中就加大了地震灾害的影响,为了避免地震灾害影响程度的增大,在设计和审核高层建筑抗震设计时,必须要考虑结构的侧移度。
1.3基础性防震措施应用
基础性防震措施根据建筑的结构的不同位置有着不同的措施:(1)地基隔震。地基隔震是在建筑地基与土层之间设置缓冲层,以便在地震发生时减小建筑与土层之间的震动碰撞,实现对震能的有效吸收和反射作用,减小地震对建筑物的破坏。目前,我国最常使用的地基隔层为沥青原料隔震层。(2)基础隔震。基础隔震是整个建筑结构抗震设计中的关键,想要降低地震对建筑物的破坏,就必须要做好基础隔震措施。在对建筑基础采取抗震措施时,为了减小地震对上部结构的破坏,需要在建筑物的上部结构和基础位置接触处设置隔震层,防止地震力由地基处向上部结构传播,降低地震对建筑上部结构的破坏。基础抗震装置一般采用混合隔震装置、基底滑移隔震装置和夹层橡胶隔震装置等。(3)间层隔震。间层隔震是为了吸收地震的冲击余力而设置的,间层隔震的有效设置能够对震力进行再次削减,以达到降低地震对建筑的破坏作用。间层隔震一般都安装在原始结构层上,其实我国最早使用的的抗震措施,具有施工操作简单的优势。(4)悬挂隔震。悬挂隔震是通过悬挂的方式,将建筑物全部或部分结构脱离地面,从而在地震出现时,降低地面震动与建筑物之间的震力作用。目前,此种抗震措施多用于大型钢结构建筑当中,收到了较为不错的抗震效果。
1.4控制扭转效应
地震的产生会对建筑产生扭转效应,并且在各个方向上对建筑具有一定的综合影响,最终导致房屋发生垮塌、决裂。地震的发生具有很大的随机性,所以在进行高层混凝土建筑的设计中,应该将地震产生后所能影响的方向进行综合的分析,然后基于此,将扭转所产生的影响囊括其中,对相关的抗震结构设计应该规定位移标准、对最大、最小位移刚度进行检测,确保房屋位移的一致性,通过进行高层混凝土建筑整体性能调试,及时的发现问题解决问题,从而提高高层混凝土建筑的抗震效果。
1.5优化抗震计算
预制空心楼板是大部分房屋均会采用的主体结构,倘若并未遵循相关规范及要求进行设计,那么在地震时,将会破坏整个预制板结构,造成墙体外闪或破坏,从而导致楼体大面积坍塌。此外,因为建筑结构的差异,在设计环节,应充分考虑多种不同的情况,一般均以房屋的两个主轴方向对水平地震作用进行计算,而水平抗震作用通常是由各个方面的抗侧力构件共同承担的,倘若建筑物采用的是相交结构或不对称、不清晰的不规则结构,那么则应分开计算其抗震作用。
2.高层住宅建筑抗震结构设计优化措施
2.1合理布局。对地震外力能量的吸收传递途径进行恰当合理的布局,保证支墙、梁、柱的轴线处于同一平面,形成一个构件双向抗侧力结构体系。在地震作用下构件呈现出弯剪性破坏,有效地使建筑结构的整体抗震能力得到提高。
2.2刚柔相济。要按照抗震等级来对梁、柱、墙的节点采取抗震构造措施,保证在地震作用下建筑物结构可以达到三个水准的设防标准。按照“强节点弱构件”、“强剪弱弯”、“强柱弱梁”的原则,来合理选择柱截面的尺寸,注意构造配筋要求,控制柱的轴压比,确保结构在地震作用下具有足够的延性和承载力。
2.3进行多道抗震防线的设置。在一个抗震结构体系中,在地震作用下一部分延性好的构件可以担负起第一道抗震防线的作用,而在第一道抗震防线屈服后其他构件才逐次形成第二、第三或更多道抗震防线,有效提高建筑结构的抗震安全性。各地区要根据所处区域的地质特征,提高抗震设防标准。
2.4在可能发生破坏性比较强的地震区域,建设、地震、科技等部门要对建筑技术规范进行严格的规定,从施工保障、材料选用、规划设计、建房选址等方面来加强监督检查和技术指导,保证建筑设施能够符合抗震设防的基本要求。(5)根据地震地区本身建筑物的特点来积极引用抗震减灾新材料、新工艺、新技术,并且借鉴发达国家的技术和经验,将其推广应用到建筑抗震设计中。
3.结语
总而言之,建筑房屋的质量直接受抗震设计的影响,应结合房屋的实际情况与建筑风格,制定多种不同的抗震设计方案,进而进行合理、适当的选择。因此,国家相关部门与项目负责人应给予其高度重视,将其作为衡量建筑物质量的重要标尺。
参考文献:
[1]王鑫,聂桂兰.静力与动力弹塑性分析在超限高层建筑结构抗震设计中的应用[J].中国西部科技,2009(23).
[2]赵宏伟.房屋建筑结构设计体系选型及抗震设计探讨[J].山西科技,2012(05).
[3]黄何.高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].中华民居(下旬刊),2014(03).
摘要:城市化建设的加速推进,使人们的生活正在不断的发生着微妙的变化。面对城市建设中大规模的楼房建设,高层建筑成为了建设活动中不可或缺的一环。为了提高高层混凝土建筑的安全性能,优化抗震结构设计显得尤为重要。
关键词:高层住宅建筑;抗震结构;抗震设计
引言
地震作为破坏力最强的自然灾害,其对于人们的生活及建筑物损坏的程度是毁灭性的。我国地域广阔,同时却也是地震多发国家,在多次地震灾害血的教训下,人们的抗震意识增强,高层住宅建筑抗震结构设计水平也有了很大的提高。为了防止地震对人类生活及建筑物的过度破坏,实现对人类生命及财产安全的保护,建筑工程必须要在结构设计环节中做好抗震设计。
1.高层住宅建筑抗震结构设计要点
1.1合理的选址
在建筑结构抗震水平设计中,合理的选址是最基本的先决条件。为了保证选址的正确、合理性,我国政府部门已经出台了《中华人民共和国减灾抗震法》等法律条文,其中明确规定“对于有可能发生的重大建设性工程以及次生灾害进行严格的地震安全指标评价,按照地震安全评价结果,明确相关建筑物的抗震设防要求,并对其进行分别设防”。建筑结构的设防标准根据其实际质量可分为四个标准,其中:甲类:地震时间或大型建筑工程可能发生的次生建筑类灾害;乙类:地震中不能中断使用功能,且必须要逐步恢复的建筑类型;丙类:除甲、乙两类建筑外的其他普通建筑类型;丁类:抗震级别相对较低的建筑。根据对相关法规的分析,在进行建筑物结构设计时,必须要选择对建筑有利的场地,避免在不利地段建设大型民用建筑,以防止地震破坏隐患的出现。对于一些软基地段,也必须要进行充分的处理,才能够进行合适的建筑设计。另外对于地震可能引起的次生灾害问题,也必须要予以正确的处理,进一步保证选址的正确性。
1.2建筑结构抗震设计
建筑平面与立体结构的设置应遵照抗震理论基本设置准则,通常运用规则的房屋架构设置方案。依照房屋结构抗震设置规范的标准,对平面不规则或纵向不规则,或者两者均不规则的房屋架构,应运用空间架构的核算模式;对楼板部分区域连接不畅或者表面凹凸不成规律时,应运用相对应的贴合楼层强度刚度变动的模型;脆弱位置应当注重相对应的内力加大系数,而且依照规范标准来对弹塑性形状改变加以剖析,脆弱位置应采用抗震构造手段。
为了最大限度降低地震灾害的影响,建筑设计人员在抗震设计环节中,要根据当地地段的实际情况来进行建筑结构的选择。目前,我国常用的建筑结构可以分为“钢筋混凝土结构”、“砌体结构”、“钢混结构”和“钢结构”四种类型。通过对四种结构的比较分析得出,钢筋混凝土结构的抗震能力相对较强,因为其自身具有较好的柔韧性,所以当建筑物因地震灾害而出现应力变形时,钢筋混凝土结构能够依靠自身良好的承载力对其进行一定程度的控制,这是其它三种结构所不具备的优势。近年来,高层建筑建设的增多,大大增大了其在地震灾害影响下的水平位移和抗侧移刚度,这在无形之中就加大了地震灾害的影响,为了避免地震灾害影响程度的增大,在设计和审核高层建筑抗震设计时,必须要考虑结构的侧移度。
1.3基础性防震措施应用
基础性防震措施根据建筑的结构的不同位置有着不同的措施:(1)地基隔震。地基隔震是在建筑地基与土层之间设置缓冲层,以便在地震发生时减小建筑与土层之间的震动碰撞,实现对震能的有效吸收和反射作用,减小地震对建筑物的破坏。目前,我国最常使用的地基隔层为沥青原料隔震层。(2)基础隔震。基础隔震是整个建筑结构抗震设计中的关键,想要降低地震对建筑物的破坏,就必须要做好基础隔震措施。在对建筑基础采取抗震措施时,为了减小地震对上部结构的破坏,需要在建筑物的上部结构和基础位置接触处设置隔震层,防止地震力由地基处向上部结构传播,降低地震对建筑上部结构的破坏。基础抗震装置一般采用混合隔震装置、基底滑移隔震装置和夹层橡胶隔震装置等。(3)间层隔震。间层隔震是为了吸收地震的冲击余力而设置的,间层隔震的有效设置能够对震力进行再次削减,以达到降低地震对建筑的破坏作用。间层隔震一般都安装在原始结构层上,其实我国最早使用的的抗震措施,具有施工操作简单的优势。(4)悬挂隔震。悬挂隔震是通过悬挂的方式,将建筑物全部或部分结构脱离地面,从而在地震出现时,降低地面震动与建筑物之间的震力作用。目前,此种抗震措施多用于大型钢结构建筑当中,收到了较为不错的抗震效果。
1.4控制扭转效应
地震的产生会对建筑产生扭转效应,并且在各个方向上对建筑具有一定的综合影响,最终导致房屋发生垮塌、决裂。地震的发生具有很大的随机性,所以在进行高层混凝土建筑的设计中,应该将地震产生后所能影响的方向进行综合的分析,然后基于此,将扭转所产生的影响囊括其中,对相关的抗震结构设计应该规定位移标准、对最大、最小位移刚度进行检测,确保房屋位移的一致性,通过进行高层混凝土建筑整体性能调试,及时的发现问题解决问题,从而提高高层混凝土建筑的抗震效果。
1.5优化抗震计算
预制空心楼板是大部分房屋均会采用的主体结构,倘若并未遵循相关规范及要求进行设计,那么在地震时,将会破坏整个预制板结构,造成墙体外闪或破坏,从而导致楼体大面积坍塌。此外,因为建筑结构的差异,在设计环节,应充分考虑多种不同的情况,一般均以房屋的两个主轴方向对水平地震作用进行计算,而水平抗震作用通常是由各个方面的抗侧力构件共同承担的,倘若建筑物采用的是相交结构或不对称、不清晰的不规则结构,那么则应分开计算其抗震作用。
2.高层住宅建筑抗震结构设计优化措施
2.1合理布局。对地震外力能量的吸收传递途径进行恰当合理的布局,保证支墙、梁、柱的轴线处于同一平面,形成一个构件双向抗侧力结构体系。在地震作用下构件呈现出弯剪性破坏,有效地使建筑结构的整体抗震能力得到提高。
2.2刚柔相济。要按照抗震等级来对梁、柱、墙的节点采取抗震构造措施,保证在地震作用下建筑物结构可以达到三个水准的设防标准。按照“强节点弱构件”、“强剪弱弯”、“强柱弱梁”的原则,来合理选择柱截面的尺寸,注意构造配筋要求,控制柱的轴压比,确保结构在地震作用下具有足够的延性和承载力。
2.3进行多道抗震防线的设置。在一个抗震结构体系中,在地震作用下一部分延性好的构件可以担负起第一道抗震防线的作用,而在第一道抗震防线屈服后其他构件才逐次形成第二、第三或更多道抗震防线,有效提高建筑结构的抗震安全性。各地区要根据所处区域的地质特征,提高抗震设防标准。
2.4在可能发生破坏性比较强的地震区域,建设、地震、科技等部门要对建筑技术规范进行严格的规定,从施工保障、材料选用、规划设计、建房选址等方面来加强监督检查和技术指导,保证建筑设施能够符合抗震设防的基本要求。(5)根据地震地区本身建筑物的特点来积极引用抗震减灾新材料、新工艺、新技术,并且借鉴发达国家的技术和经验,将其推广应用到建筑抗震设计中。
3.结语
总而言之,建筑房屋的质量直接受抗震设计的影响,应结合房屋的实际情况与建筑风格,制定多种不同的抗震设计方案,进而进行合理、适当的选择。因此,国家相关部门与项目负责人应给予其高度重视,将其作为衡量建筑物质量的重要标尺。
参考文献:
[1]王鑫,聂桂兰.静力与动力弹塑性分析在超限高层建筑结构抗震设计中的应用[J].中国西部科技,2009(23).
[2]赵宏伟.房屋建筑结构设计体系选型及抗震设计探讨[J].山西科技,2012(05).
[3]黄何.高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].中华民居(下旬刊),2014(03).