高層混凝土的建築抗震結構設計論文

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摘要:高層混凝土建築的抗震效果關係到人民生命財產安全,高層混凝土建築在未來一段時間的發展方向以抗震效能的提升以及隔震為主。高層混凝土建築工程在前期設計過程中,其抗震方面的設計必須嚴格按國家規範進行,施工環節也應按科學的施工組織計劃有序推進,科學地選擇適合的結構型別、基礎形式及材料,以保障建築物呈現出高水平的抗震效果。本文具體分析了高層混凝土建築抗震結構的設計要求。

高層混凝土的建築抗震結構設計論文

關鍵詞:高層混凝土建築;抗震結構設計;施工

地震對建築物的破壞性較大,且地震伴有隨機性、不可確定性等特點,地震之後常伴隨出現餘震,餘震有時也會產生嚴重的危害。當前,高層建築採用混凝土結構是我國建築普遍形式,對於高層混凝土建築在抗震效果方面的設計,以降低地震造成的危害為根本目的,保障人民生命財產安全。結構抗震設計過程中必須掌握建築物所處場地的地質情況,應用科學方法使高層混凝土建築結構的抗震效能得到穩步提升,避免出現地震時造成嚴重危害。

1高層建築抗震設計的作用

高層建築設計過程中不能輕視抗震設計方面。對比普通建築,高層建築的構造、規模、具體構件都呈現出明顯的不同。如果高層建築設計、施工質量不達標,將造成難以挽回的損失。所以,設計環節必須注重設計標準滿足國家及行業標準。抗震設計的結構延性、剛度最終決定高層建築工程整體質量,必須重視高層建築中的抗震設計。

2高層建築結構採取抗震設計的具體設計

2.1水平荷載

水平荷載決定著高層建築結構設計的整體效果。水平荷載包括風荷載和水平地震作用。水平荷載的大小將直接決定了高層建築的抗震水平。原因在於:①高層建築物重力荷載以及高層的水平荷載使建築產生軸力、剪力以及彎矩,其中軸力、剪力與高層建築物自身高度一次方呈現正比關係。②水平荷載使高層建築結構產生的彎矩,在構件中形成的軸力作用將和樓房高度兩次方呈現正比關係。

2.2側向位移控制

高層建築進行抗震結構設計時還應注重側向位移控制。鑑於高層建築的具體施工過程面對建築物樓層逐漸增高,側向位移現象將很難合理控制。側向位移狀況還將伴隨樓層高度的增加逐步加重位移的程度,體現出側向位移和建築物高度的四次方呈正比關係。一旦施工過程中沒有很好的`控制側向位移幅度,將對高層建築穩定性造成影響。高層建築有可能因此引發倒塌、牆面開裂等狀況,危害到人民群眾的生命、財產安全。所以,不能輕視高層建築抗震結構設計以及施工過程中的側向位移控制。

2.3抗震設計的三水準原則

高層混凝土抗震結構設計必須注重地震力造成的影響。建築物的抗震水平要求能夠在較小級別地震時建築物保持不壞,在遭受設防地震時建築物可修,而遭遇較大級別嚴重地震時建築物保持不倒,即“小震不壞,中震可修,大震不倒。”

3高層混凝土建築抗震結構設計的具體方法

3.1科學地分析判斷高層建築的建設場地和建設環境

高層建築的設計應考慮到在遭遇地震時建築物仍然能夠為人們提供安全保障,因此建築的選址對不利地段,應提出避開要求;當無法避開時應採取有效的措施,對危險地段不能建造。高層建築的場地選址應力求保證發生地震時能夠降低地震力的輸入,使地震波不至於對高層建築造成嚴重的損害,使高層建築的抗震效能明顯增強。

3.2進一步優選結構設計方案

對於高層混凝土建築結構設計方案的進一步優選是建築物抗震效能不斷提升的重要方式。設計時確定結構方案必須考慮到建築延性的要求。延性是指建築物處於地震災害的情況下,結構並不能被嚴重破壞、倒塌,而是有一定的變形能力以消耗地震力。設計時開展結構設計必須綜合考慮到建豎向、水平受力效果,採取合適的方式設計建築結構是保障建築物具備較高抗震能力的根本。

3.3進一步加強抗震驗算

截面抗震驗算應保證結構在設防烈度下進入彈塑性狀態。能夠把大部分結構變形改變成眾值烈度地震作用下構件承載力驗算。構件截面抗震驗算應選擇非抗震承載力設計值與承載力抗震調整係數相結合。具體計算時應將地震作用效應值乘以抗震調整係數。在經過抗震驗算的進一步設計,能夠使建築抗震設計有效性進一步增強,發揮抗震設計的效果。

3.4增設抗震防線

構建抗震結構體系宜增設抗震防線,聯合延性較好的分體系,連線這些構件,形成協同配合的效果。框架-抗震牆體系包括抗震牆和延性框架,二者互相補充形成了較強的抗震效果。抗震結構體系內必須設定一定範圍的贅餘度,分為內、外兩部分。根據相關規則構建規律分佈的屈服區,使建築結構能夠將地震能量充分消耗或者吸收,降低地震帶來的破壞程度。建築基本週期和地震卓越週期一旦接近,冗餘設計能夠發揮其功能。如果第一道抗側力防線被破壞,還有第二道、第三道防線能夠繼續起到保護作用,逐步緩解共振效果,減輕地震帶來的破壞作用。總結以上,伴隨國民經濟的進步,高層建築紛紛拔地而起,高層建築是城市中較為尋常的建築形式,但由於我國經濟條件仍低於已開發國家,我國高層建築抗震標準相對較低,針對於我國高層建築設計過程中呈現出的問題,特別是高層建築抗震設計方面問題,提出科學性應對方式,從總體上使高層建築抗震效能得到進一步增強。

參考文獻

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