试析高层混凝土建筑抗震结构设计潘靖涛

试析高层混凝土建筑抗震结构设计潘靖涛

关键词:高层:混凝土建筑;抗震结构

前言:地震这种天灾,作为一种毁坏性极高的天灾,在发生时产生强烈的地震波,对房屋建筑具有非常大的破坏性,而高层建筑的建造在近些年来规模在不断的扩大,在发生地震时若没有良好的抗震结构,则会使建筑产生断裂、轰塌等现象,造成更为严重的财产损失,更有可能危害到人生安全。因此,在高层混凝土建筑中施工方需要去考虑到建筑的稳定性方面问题,以及增加其抗震能力是必不可少的,也只有这样,才能更好保证建筑在地震当中的安全性,防止出现一系列安全问题,也从侧面减少了人民的才惨损失。

1.高层混凝土建筑的结构特点

高层混凝土建筑是指建筑物的高度处于距地面二十八米以上,且楼层方面大于层10以上的住房等相关建筑物。高层混凝土建筑的主要构造模式实际上是以纵向悬臂的结构为主体的。高层混凝土建筑构造上的弯曲力矩与轴方向力是由于水平负荷以及垂直负荷进行相关物理传导所产生的,而建筑物的实际高度与轴方向力在数值上呈现一定的相关线性关系。高层混凝土建筑中的建筑高度也是会与水平位移的弯曲力矩呈现着等比或者X=Y的函数曲线关系。以物理角度来分析其受力的特性,在水平负荷的分布均一化时,建筑的实际高度和弯曲力矩在数值上是具有平方变化的关系,所以当垂直负荷的主方向保持不变时,即使高层建筑的层数以及高度增加,其中所带来的受力变化范围也非常小。

2.发生地震是高层建筑的破坏特点

2.1地基破坏特点

如果高层建筑的位置是在地基并不是很牢固的土壤环境当中,就会导致房屋的抗震性较低,由于地震中土体会产生液化过程,就会导致了建筑出现地基不稳的现象,最终会使高层建筑慢慢倾斜。所以在这种不稳定的位置打地基时,如果说遇上了地震,就会使建筑物的地基出现松动,从而导致楼之倾斜。进而建筑物也会产生裂缝现象。其次,若高层大楼的结构周期和场所周期出现相同的现象时,进而产生共振效应的现象,致使结构遭受到更为严重的地震破坏。

2.2结构体系破坏特点

如果高层混凝土建筑是用整体的框架式的整体地基的话,则在发生地震过程当中,建筑的框架整体就会因为地震而导致变形。且在房屋窗子部分,由于窗下墙壁所产生力的作用效果,就会出现短柱被地震所严重破坏的现象。

2.3刚性破坏特点

高层混凝土建筑物的主体构造大多数都是矩形平面式,地震发生时,若建筑物中的电梯等建设部位发生重心偏移等不良现象,混凝土建筑就会由于扭转振动等作用,致使地震对于建筑的破坏度变重。若是在L形以及三角形等对称性不强所形成的平面形式下,在地震过程当中相比于矩形平面式会更加容易受到扭转振动等原因的破坏,使地震受害情况恶化。

2.4构件破坏特点

在采用框架剪力壁构造的高层混凝土建筑中,柱子比建筑当中墙板和房梁破坏的更加严重,剪力墙的下方以及天花板位置在地震过程当中会产生交叉性的裂缝。因此,若柱子用钢筋螺旋固定,其中位移角就会比普通柱子大,框架柱也会于地震发生的过程当中具有比较出色的抵抗力。

3.高层混凝土建筑抗震结构设计

3.1设计建筑主体结构的基础

建筑工程基础抗震结构是否被相关人员设计的足够具有科学性,这与建筑成品验收的质量成果有着重大关系,同一结构的单元需要针对其基础属性地面进行选择,尽量使其能够放在基础性质相似的地面上,选择好后应使用相同的结构进行构建。若在选择地基所测试发现是具有着不同承载力的土层环境,应当安排相关技术人员对其地层通过科学的处理方法,完成必须加强基础结构的刚性的目标,确保地基对于建筑的承载能力。底部框架结构也要在具有实用性的前提下,保证自身的经济性优异性,在广泛的范围内都可以进行使用。但在这样结构环境当中,刚度极其容易出现不均匀的分化现象,致使高层混凝土建筑的构造出现不同层度的变形现象,或者在有重叠的情况下,会产生房屋的部分产生龟裂。因此,相关技术人员应当在选择好地域再使用该构造,或者在具体的设计过程当中,通过适当且科学的应对措施,来确保了建筑主体均匀化的刚性,以此来有效的提升高层混凝土建筑的抗震性能。

3.2增加抗震防线

在高层混凝土建筑进行抗震相关结构的设置,相关人员通过建设多个延性分级体系进行联系所进行整体化构成,每个结构部分都是彼此协调连接所形成联系。例如:框架剪力结构是连接剪力墙和框架部分的多肢壁结构。通常在高强度地震发生过后,所在地区仍然具有一定强度的余震干扰,对此,如果高层建筑只有一条抗震防御线,该抗震防御线若是被一定强度的余震所破坏,则高层建筑的主体结构会出现非常严重的损伤,情况严峻时也有建筑倒塌的情况出现。所以,建筑师必须考虑的就是高层建筑的抗灾和避震性,在保证同一平面内主要构件的屈服的同时,也要让其余的抗侧力构件时刻处于弹性过程的阶段,必须提高高层建筑主体结构所有效屈服持续时间,完成高层建筑主结构具有强化的延性和抗侧向移动能力。在进行建筑整体抗震系统的设计时,部分结构构件的侧移值过大的现象一定几率会出现,最终可能引起其他结构构件的强度不足。因此,设计者必须针对构件的耐侧移动能力进行有效预设,必须以科学方法以及认真严谨的态度来考虑部件的配筋率以及放置部位,以此来确保增加抗震防线的顺利进行。

3.3运用多种抗震计算方法

所以在进行高层滚凝土建筑的初步设计的时候,设计师们和工作人员应该准确的计算建筑物抗震的数据,且根据建筑周围环境和是实际情况来结合出是和当地建筑的实行方案,将主体结构在地震中所发生的变形量人为控制在一定的范围内,确保整个建筑在登机不大的地震中最大的保存建筑的完整性。还应该在建筑本体的计算中加入实体的承重计算,应当实质性的计算高强度地震下结构的层间位移角和延性位移等相关物理量,再根据建筑物构件中的位移和结构之间的变形关系,最终获得建筑中主要构件所产生的变形值,与建筑剖面发生的变形情况进行有效的数据结合,明确了构件符合抗震的结构要求。此外,相关人员也要尽力的在降低输入的地震能量的良好的场所条件下进行测试,只有这样,我们才能更大程度的去减少高层建筑的整体结构在地震当中受到的破坏。

3.4抗震加固设计

很多情况中,由于国家对于高层建筑制定了明确的抗震防护要求,所以一般的高层建筑不仅在满足一定的刚性和延性要求前提下,还需要对自身的强度有所保证。而钢筋混凝土由于其自身的自重较大的特点,基础柱的轴向力与建筑物的高度呈正比关系。所以,在实际的建筑过程当中可以通过螺旋复合箍筋的方法,适应建筑主子的抗弯特点,提高其抗冲击能力,进而提高建筑中短柱的抗震能性能。此外,也能够通过采用分体柱的建筑方法,将柱子有效的划分为分体柱,在降低柱子抗弯能力的同时提升柱子的抗变形能力,从侧面增强柱子的抗震性能。

结语:随着现代社会的人文和经济的发展高速,人们也开始对日常生活的房屋的功能性有了更高的要求,包括建筑物的抗震性,因此,在抗震结构设计的过程前,应当利用现代信息社会技术对地震的预期作用进行模拟,再用现代社会上更先进的设备和技术手段来进行分析,设计过程当中应当重视结构物的承载力范围,从这些方方面面来保证住房的安全抗震性,以此来保证房屋建筑的稳定性和实用性。

参考文献:

[1]降海芹.高层建筑抗震结构的施工与现场管理[J].城市建设理论研究,2011,(32).

[2]胡立峰.高层建筑抗震结构设计要点阐述[J].建材与装饰,2013,(19):70-71.

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