• 收藏
  • 加入书签
添加成功
收藏成功
分享

高层混凝土建筑抗震结构设计探讨

李津璇 王奕晨
  
安家(建筑与工程)
2022年19期
河北工程大学 河北 邯郸 056002

摘要:建筑抗震设计在工程建设中非常重要,这关乎到人们的生命财产安全。现如今,国家大力推行建筑防震方针的目的是,降低地震破坏力,减少经济损失,保障人民生命安全。目前,大多数的高层建筑都是以混凝土结构为主的,这是因为混凝土结构具有较强的抗震能力,可以提高建筑的安全性。基于此,本文首先分析了我国地震灾害对建筑物的影响,研究了高层混凝土抗震结构性能,阐述了高层混凝土建筑抗震结构设计的主要原则,提出了高层混凝土建筑抗震结构优化方法。

关键词:高层混凝土建筑;抗震结构;设计

引言

我国地处太平洋板块和亚欧大陆板块交接地带,板块运动相对活跃,加之人类生产活动对地球造成了较大程度的破坏,近些年地震的发生频率和强度等级都出现了提升的情况,对建筑安全和人员安全造成了较大的威胁。在这样的背景下,国家对房屋设计的要求也上升到了一个新的高度,尤其是对抗震性作出了新的要求,以便当灾难来临时人们的生命财产安全能够得到保障。

1高层混凝土建筑抗震结构的设计特点

高层混凝土抗震结构设计中,需充分控制结构刚度值的大小。做到对建筑建设区域地形地质状况、建筑基本建材性能、主要设备运行参数、应用力学体系等基本情况的了解,从而确定建筑整体刚度及主要结构设施的建设刚度。进而依托连接结构进行调解,以确保抗震能力的充分抬升,使建筑整体受力大小保持在地质支撑所能承载的范围内,即抗震结构设计的基本思想是允许建筑结构在地震中有小范围的偏转,并经过连接结构的调节使得建筑性能仍在可接受的运行范围内。抗震结构设计展开过程中,设计人员应对建筑主体结构之外各关键部位及受力连接点的受力参数进行精确计算,并依照计算结果与实际情况相比对,从而进一步开展建筑主辅结构的优化设计。

2高层混凝土建筑抗震结构设计中常见的问题

在实际的高层混凝土建筑施工过程中,由于施工现场管理监督制度体系的不完善、不健全,使得施工现场的工作进展常处于毫无章法、混乱不堪的状态,加上基础工作落实不到位,不少一线基层工作人员缺少安全施工与抗震设计方面的现代意识,增加了高层混凝土建筑施工过程中的不合理因素和风险隐患,不仅不利于高层混凝土建筑的如期完工,还严重影响了高层混凝土建筑的施工质量与抗震性能,甚至会带来不可预估的人身财产安全问题,使得整个项目工程难以有序开展。按照国家对高层建筑工程的高度标准、建设规定、制度政策等条件,明确现代高层混凝土建筑的施工要求与高度限制,切勿出现建设高度过高或过低的情况。其中超高建筑工程极有可能会发生变形、塌陷、倒塌、裂缝、损坏的情况,不利于保障现代建筑工程结构抗震设计的安全性能。在实际的项目工程施工时,建设单位一味追求项目工程的商业经济效益、价值,缺少对项目工程施工现场区域内地基结构、土壤条件、水资源、地形地貌、交通设施、地震构造、地震情况等因素的全面调查与评估,不仅增加了高层混凝土建筑结构抗震设计的难度与工作量,还不利于保证高层混凝土建筑的施工进度与施工质量。

3高层混凝土抗震结构设计的优化实践

3.1做好建筑施工的各项基础工作

在进行建筑工程结构抗震设计规划过程中,建设单位需综合评估工程施工区域的地面运动与地质条件,做好各项基础工作。合理布局建筑工程项目的施工场所,加强对不稳定因素的监督与管控力度,采取有效的措施保持建筑工程结构在水平面方向的稳定性与承载能力。以增强建筑工程项目的安全性为目标,全面控制建筑工程结构抗震设计各个阶段的工程造价与资金预算。通过引进先进的设备和高质量技术人才,优化建筑工程结构的构造流程,在保证施工安全的同时,不断提升建筑工程项目对地震灾害的应对能力,进而有效保障人们的人身财产安全。

3.2充分了解周边环境,因地制宜展开设计

高层混凝土建筑的设计建造过程中,应将对地震等有关自然灾害的预防囊括在结构设计过程中。位置的选择应依托于相应科学理论,并在对备选位置周边地形地貌进行广泛勘探后挑选适合位置后开展工程建设。这期间应注意高层混凝土建筑周边不应出现变电站、发电厂等安全不稳定因素,并尽量将位置选择在平缓地带,避开山坡、沼泽等不利于抗震的地点。结构设计方案的制定应在国家有关标准体系框架内,而实际施工过程中的结构自身应具备一定的空间调节能力。以确保外力影响下结构建筑结构具备一定的结构延伸能力,具有依托记忆形状恢复至先前形状的能力。这一做法能够有效增强结构的抗震性能,并以这一延展性方案延长建筑的耐久性。例如,抗震结构设计过程中设计团队应对建筑周边环境进行实地考察,通过构建不同专业人员组成的实地勘察组,对施工地点以及周边环境的地质状况实现有效勘测。以此完善设计结构,对建筑中的关键连接点进行附加式稳固措施,在材料的选择过程中应兼顾材料的刚性和可延展性,主要是依托实地市场调研的方式,结合抽样检查等方式,对材料的实际特点与特性进行了解,坚持“只选对的,不选贵的”的原则,以实现传统材料和新型抗震材料的兼顾运用,从而在材料方面提升建筑的抗震性。

3.3强化各层建筑结构的参数设置

高层混凝土建筑中的各个层级结构参数设计的目的是,在地震灾害出现之后,对各种受力影响、建筑结构设施所承受的冲击进行模拟,并且有序完成计算,计算的内容包括墙体的承载能力以及主梁变形情况等。在初期的结构设计中,设计人员需要提前了解建筑场地的地形条件、项目的具体位置及周边环境、建筑所需材料、建筑建设工艺、建筑质量检测等内容。在深度了解到这些内容之后,设计人员需要掌控其中的关键点,有效设置基础选型,并且融合建设理念与专项技能,完成建筑结构的样板设计;对于一些比较关键的位置,设计人员必须给予详细说明,从而提高抗震结构的综合效果。设计人员在对结构较为复杂的综合受力状况进行研究的过程中,需要应用力学知识,包括拉应力理论、建筑弹性模量理论等,从而考察目前建筑物的受力情况是否符合建筑抗震标准。只有掌控了具体的标准,才能为后续的结构抗震能力设计提供有效的参考数据。常规而言,高层混凝土建筑结构所涉及的参数内容包括振动周期、刚度比例及扭转角度等。因此,设计人员设计的结构模式,并不能在短时间内达到预期效果。这就要求设计人员通过复杂的计算,在保证结构抗震能力的同时,提高整体建筑结构的合理性与稳定性。

3.4完善高层混凝土建筑垂直和水平设计

高层混凝土建筑垂直和水平的程度对整体的稳定性有着较大的影响。首先,建筑承重墙的水平面需要保证稳定和平整,在建筑设计标准的基础上确保墙体的质量和刚度。其次,建筑垂直面应该处在中心偏下的位置,这样建筑的稳定性才能达到最佳。另外,也应该设置多重防震线来应对大型灾害的影响,在合理刚度和非结构强度建筑结构中形成安全风险的防控体系,从而保障建筑抗震设计的安全性和整体性。

结束语

综述而论,我国高层混凝土建筑抗震结构整体设计尚处在开拓期,近些年来的工程实践已积累一定经验,但理论分析的整体仍需逐步扩衍,这需要全体设计人员的集体探索,从而实现抗震建筑材料、构型、理论方面的全面提升,以有效解决地震中建筑发生的相应问题,助力社会民生的更好发展。

参考文献

[1]肖云.高层混凝土建筑抗震结构设计探讨[J].工程技术研究,2020(21):179.

[2]王明锋.高层混凝土建筑抗震结构设计的思考与实践[J].城市建筑,2020(26):82-83.

[3]张永奈.高层混凝土建筑抗震结构设计探讨[J].科技通报,2020(4):202-205.

*本文暂不支持打印功能

monitor