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高层混凝土建筑抗震结构设计探析

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  • 更新时间2018-06-29
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  摘要:近年来,各地区地震问题十分突出,已经引发了严重的人员伤亡、经济损失状况。这种现象主要原因在于建筑体的抗震能力有限,无法对地震灾害起到防御作用,为此,相关作业人员需要及时进行建筑结构的优化。本文针对高层混凝土形式的建筑体进行了抗震效果分析,探讨了具体优化策略,旨在为建筑体抗震设计分析提供一定的理论参考。


  关键词:高层混凝土;抗震结构;设计;优化策略


  近年来,国家建筑行业发展较快,各地区高层建筑的数量、规模逐渐增大,传统高层建筑抗震结构设计已经无法满足当下要求。原因在于高层建筑具有一定特殊性,人口密度大、楼层高度大,一旦地震灾害发生,混凝土抗震性能差便容易发生坍塌事故,便会产生较为严重的经济损失、人员伤亡问题,社会负面效应突出。为此,在高层建筑混凝土结构处理中,需要加强抗震性能的分析,保证社会大众的人身财产安全。


  1高层建筑抗震设计要求


  1.1建筑体刚度值


  刚度值是建筑体抗震设计的重点问题,相关人员在设计过程中需要充分考虑建筑施工用的材料要素,并结合建筑体结构特殊性、机械设备种类、工艺流程和抗震理论体系等进行刚度值的设计。在考虑建筑结构连接设置中,需要加强调整控制管理,保证高层建筑整体抗震效果,尽量将外界环境变化引发的波动控制在有限范围内。一旦高层建筑的结构发生变化,如微小变形,在建筑体结构调节影响下,便不会引发整个高层建筑结构发生过大反应,适度维修便可满足功能需求。


  1.2连接点、构件的受力分析


  高层建筑设计中,需要及时对抗震结构进行分析,建筑规划期间,相关设计人员需要结合建筑体结构形式、连接点数量、构件受力状况等进行减震处理,避免灾害的过度影响。据国家地震灾害发生状况的统计结果,高层建筑如果具有刚度柔和的特点,一旦遭遇外界地震灾害的强烈影响,其主体结构便会受到严重危害,余震影響下,建筑主体结构受持续效应影响,极易发生整体崩塌的重大事故问题。


  此外,高层建筑特殊性较高,其抗震设计处理中,需要充分考虑混凝土结构、材料延展性等具体要求,保证整个结构具有良好的强度、刚度,这对提高该建筑体稳定性具有极大帮助,是强化抗震效果的重要举措。


  2高层建筑抗震结构的优化设计


  2.1前期勘察


  高层建筑施工前,需要及时进行现场勘察作业。避免当地地震灾害等多发带来负面影响,合理选择建筑位置对提高整个建筑体抗震性能具有极大帮助。此外,高层建筑选址期间,尽量避开变电所、发电站等区域,这是提高安全指数的必要措施,还需要避免在陡峭坡地、沼泽等区域周边进行施工。


  2.2均匀、规整的设计原则


  高层建筑抗震设计中,需要保持均匀、规整的施工原则,考虑到高层建筑受外界影响大,一旦发生水平作用引起的偏移问题,如整体转动、剪切、弯曲变形等,需要及时采取针对性处理措施进行处理,可降低结构变形引发的危害。对于结构的处理,具体措施如下:借助弯双重抗侧力结构降低整个框架的梁距、柱距,也可采用竖向支撑结构进行控制处理,交错布置体系下,立体构件可逐渐取代传统结构;倾斜里面、扭转形势下,借助围护结构可有效提高建筑的抗震效果;抗震设计中,需要尽量加强对厚薄层的控制,这是缩减薄弱层变形几率的重要措施,可大幅提高高层建筑的抗震效果。


  2.3多道抗震防线的设计


  建筑体设计中,为了提高抗震效果,需要加强抗震防线的有效设置,主要原因在于:地震灾害后一般会发生余震,多次余震影响恶劣,如若仅设置一道抗震防线,会导致负面效应积累引发的坍塌事故。经验表明,外界地震作用下,建筑体结构性能与钢筋混凝土的抗变形具有极大关联,地震带的建筑设计中一般需要采用延性框架,还需要充分考虑局部位置、薄弱区的特殊处理,保证其承载力、刚度等满足预期要求,这是建筑结构整体抗震效果的关键,可有效降低地震灾害的负面影响。


  此外,还需要考虑概念设计的重要性,重点考虑薄弱部位的特殊设计,合理控制钢筋锚固长度、温度应力等带来的影响,多方位、多防线设置是提高建筑结构抗震效果的关键举措。


  2.4消能减震、隔震措施


  地震灾害发生状况下,建筑体的构建在延性影响下,可进入塑性状态,从而会实现良好的地震抵抗效果,可降低地震负面影响。虽然延性结构可以吸收地震能量,但是由于建筑体高度增加幅度较大,其吸收效果大打折扣,可能无法达到预期减震效果,即传统延性结构可能无法满足超高层建筑的抗震需求,需要进一步进行研究分析。


  2.5位移影响分析


  建筑体抗震设计中,必须结合建筑体的结构进行承载力等分析,在满足设计规范的要求下,考虑弹性策略的价值,结合系统分析、结构力等进行横向弯矩等要素的分析;有效降低建筑体自重影响,可缩减其水平侧移的危害。从地震能量角度方面进行分析,高层建筑的设计中需要加强整体分析、计算变形、预算方面的处理,这是控制构件承载力的重要举措,可显著提高其抗震效果。


  3结语


  当下建筑体中高层建筑的数量逐渐增多,为了提高大众安全,需要充分认识到抗震结构的重要价值。结合高层建筑特殊性,进行抗震结构形式、抗震优化措施的分析,不断提高整个建筑结构的抗震效果。一旦地震灾害发生,可为大众争取更加丰富的逃生时间,实现良好的社会效应。


  作者:符东城