高层住宅建筑结构的抗震优化设计探讨

高层住宅建筑结构的抗震优化设计探讨

刘宇周辉

(山东凯泰科技有限公司,山东,淄博,255400)

【摘要】随着我国社会的进步以及经济的发展,我国的人口数量正在逐渐的增加,土地资源的稀缺,城镇化速度的加快,使得我国的高层建筑逐渐的增加,随着高层建筑数量的逐渐增多,建筑行业对于高层建筑抗震设计的重视程度也越来越高。高层建筑工程不仅仅需要发挥出自己本身应该有的职责,满足人们日常生活的需求,还需要注意提高高层建筑的质量以及抗震能力。影响高层建筑抗震性能的主要因素是场地的选择、结构体系的选择以及结构的规则性等。高层建筑结构抗震的优化设计需要经过大量的实践经验的总结才能够得出,高层建筑抗震优化设计对于提高高层建筑结构的抗震能力具有十分重要的指导作用。本文主要分析了高层住宅建筑结构抗震优化设计中的主要问题以及提高高层建筑结构抗震能力的具体策略。

【关键词】高层住宅;建筑结构;抗震能力

一、高层建筑结构抗震优化设计中的关键问题

高层建筑与低中层建筑不同,提高高层建筑的抗震能力对于高层建筑来说无疑是十分重要的工作,而想要提高高层建筑的抗震能力,首先需要做的就是做好设计工作,优化抗震设计,把握好抗震设计中的关键问题。优化抗震设计中的关键问题主要有一下几个方面。

(一)场地的选择

场地的选择对于高层建筑结构的抗震能力有着十分显著的影响,如果高层建筑的场地选择不合理的话,那么不仅仅会影响高层建筑的抗震能力,还会影响到人们日常的生活。具体的来说,在对高层建筑的建筑场地进行选择的时候,应该尽可能的选择那些有利于抗震的场所,避开危险地段,避开对于高层建筑抗震不利的地段。尽可能的选择安全并且地基比较稳定的地段。如果说实在无法避开不良地段的话,为了能够更好的提高建筑物的抗震性能,可以对建筑地段进行相应的处理,这样才能够更好的满足高层建筑的施工要求,提高高层建筑的抗震能力。

(二)结构体系选择

在进行结构体系的选择时需要满足几个条件,第一个条件:结构体系的选择应该尽可能的避免对高层建筑整体的抗震能力产生不利的影响。在进行抗震优化设计的时候需要考虑的是不能够因为一部分结构的破坏而影响到整个高层建筑的抗震能力的下降或者是丧失,也就是说高层建筑中的每一个结构即使是某一个结构停止工作了也不会影响到其他结构的正常功能,从而避免影响到整个高层建筑物的抗震能力。第二个条件:结构体系需要有明确的计算简图以及合理的地震作用传播途径。第三个要求:高层建筑当中的结构体系都必须要具有着十分良好的承载能力、变形能力以及消耗地震能量的能力。由于现在的建材当中钢筋混凝土具有着这几种能力,所以说在高层建筑的结构设计当中,多是采用钢筋混凝土结构。第四个条件:结构体系需要具有着合理的刚度以及强度,这些结构的刚度以及强度就是应对地震并且降低地震给高层建筑物带来损害的必备的条件。另外对于高层建筑当中有可能出现的比较薄弱的部位还需要采取相应的措施进行加固,这样才能够更好的提高高层建筑的抗震能力。

(三)结构的规则性

在进行高层建筑结构的抗震设计当中还需要对建筑平面布置的规则性进行重视。在高层建筑的平面布置上需要注意符合抗震的设计原则,对于设计方案来说必须要采用规则的设计方案不能够采用不规则的设计方案。结构的规则性主要就是表现在高层建筑主体的抗侧力结构上,我们需要注意的问题主要有以下四个。第一,高层建筑主体的抗侧力结构当中需要注意的就是抗侧力的两个主轴方向上的刚度需要比较的接近,并且两个主轴的变形特性还需要比较的相似。第二点,保证高层建筑主体抗侧力结构的构成变化是比较均匀的,不能够出现构成产生急剧变化的情况。第三,从高层建筑的主体抗侧力结构的平面布置上来看,我们需要注意的就是同意主轴方向的各片抗侧力结构刚度应该尽量的保持均匀,这样才能够更好的保证高层建筑整体的抗震性能得到充分的发挥。第四点,对高层建筑主体当中的抗震侧力结构的平面布置需要尽可能的注意中央的核心以及中央的结构的刚度应该尽可能的实现均匀协调的分布,这样才能够更好的避免发生地震的时候产生较大的力从而扭曲变形。

二、提高高层建筑结构抗震能力的具体策略

随着现在经济以及社会的发展,人们的生活水平不断的提升,人们对于高层建筑的质量提出了更加高的要求,这就要求现在的高层建筑不能够仅仅的满足人们的正常生活的需求,还需要具有着足够的抗震能力,在高层建筑设计过程当中需要重视并且尽可能的去提高高层建筑的抗震能力。高层建筑结构当中抗震的优化设计是对大量的抗震实践经验进行总结而产生的,对于提高高层建筑的抗震能力具有着十分重要的作用,为了能够更好的提高高层建筑的抗震能力,笔者总结了一下的几点策略。

(一)合理布局地震外力能量的传递吸收途径

合理的布局地震外力能量的传递吸收途径是提高高层建筑抗震能力的第一步,通过采取这样的布局,当地震真的发生的时候,支柱或者是墙、梁都会受到相应的破坏,并且能够使得他们的破坏是弯剪破坏的。在这样的布局之下,高层建筑物当中的墙能够很好的发挥自身良好的抗震能力,并且根据强墙弱梁的基本原则,这种布局能够适当的提高墙肢的承载能力。

(二)提高整个建筑物的抗震能力

在我国的高层建筑当中,我们可以在实际的操作当中对高层建筑物墙的节点采取相应的措施,这样能够提高建筑物整体的抗震能力。这种方法的基本原理就是,如果我们提高了建筑物中梁、柱以及墙体的抗震能力,对梁、柱以及墙体的抗震性能进行相应的提高,当真的发生地震的时候,这些结构就能够充分的发挥出自身的抗震能力,保证结构保持稳定,这样就能够很好的避免地震对整个的建筑物造成破坏。另外,在现在我国或者是世界上的高层建筑当中一般都是会使用钢筋结构,所以说如果我们能够提高钢筋结构的抗震性能,就能够使建筑物整体的抗震性能得到整体的提升。

(三)设置多道抗震防线

设置多道抗震防线的基本原理就是,如果发生地震的话,延性比较好的构件就会首先受到地震中力的作用达到屈服,在这个时候,高层建筑中的其他构件也发挥出了一定的抗震的作用,但是这些构件还没有达到屈服,所以说不会受到巨大的影响。经过实践证明,只有在第一道防线达到了屈服之后其他的防线才有可能会达到屈服,这也就给我们启示,我们可以在设计的时候,设置多道防线,设置一道、二道、三道防线,或者说在条件允许的情况这下我们还可以设置更多的防线。

(四)设置隔震支座

设置抗震支座能够在地震来临的时候降低地震对梁以及墙体的破坏程度,抗震支座的使用是现在高层建筑抗震结构优化设计当中的一大突破。根据规划设计要求每栋楼需嵌入1层和4层之间连梁的85块金属屈服建筑隔震橡胶支座,其他楼层的建筑隔震橡胶支座正按照设计规划,逐步安装到楼体结构中。这些抗震支座的嵌入能够更好的提高高层建筑整体的抗震能力。

结语

随着人们生活水平的不断提高,人们对于高层建筑的要求越来越高,对于高层建筑物的抗震能力越来越关注,本文分析了抗震优化设计中的几个问题,并根据笔者自己的经验提出了几点具体策略。

参考文献:

[1]刘建政.住宅高层建筑结构抗震的优化设计[J].建筑设计管理,2012,02:56-57.

[2]谢邦煜,杨慧.高层住宅建筑结构的抗震优化设计[J].科技资讯,2012,17:76.

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