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關(guān)鍵詞:提升高層建筑;建筑結(jié)構(gòu);抗震性能;關(guān)鍵措施;
中圖分類號(hào):TU208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-3520(2015)-04-00-01
一、提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能研究的意義
在經(jīng)濟(jì)貿(mào)易高速發(fā)展的背景下,建筑行業(yè)迎得了其快速發(fā)展的契機(jī),高層建筑越來越多的出現(xiàn)在城市中,它們與人們生活的聯(lián)系也更加密切。隨著人們生活水平的普遍提高,人們對(duì)于高層建筑的地理位置、居住面積、抗震性能等問題的關(guān)注力度不斷增加,所以如何提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的研究得到了越來越多的關(guān)注。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的設(shè)計(jì)好壞直接關(guān)系著建筑物能否達(dá)到人民群眾對(duì)于其使用安全性、使用穩(wěn)定性的要求,綜合利用美觀、實(shí)用、人性化等因素為提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能以及基于抗震性能的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行更好的科學(xué)人性化設(shè)計(jì)提供了更加廣闊的思路。高層建筑由于其自身建筑高度、建筑面積等特點(diǎn),給建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計(jì)提出了許多挑戰(zhàn),這就要求設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)時(shí)要區(qū)別于其他不同建筑的抗震設(shè)計(jì)、抗震措施,要根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的分析,采用適合高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震措施,體現(xiàn)出高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)與其他建筑抗震性能設(shè)計(jì)的不同之處。
二、提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的關(guān)鍵措施
對(duì)于提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能這關(guān)鍵問題,具有針對(duì)性的對(duì)建筑整體進(jìn)行安全性、穩(wěn)定性的分析研究,根據(jù)建筑物的實(shí)際結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性情況采取必要的措施加固措施,提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,減少地震發(fā)生時(shí)的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,在一定程度上保障建筑物在地震發(fā)生時(shí)能夠更好的發(fā)揮其結(jié)構(gòu)抗震性能。對(duì)于提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的關(guān)鍵措施如下所示:
(一)對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件加固措施。對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固是提升其抗震性能的關(guān)鍵措施之一,要盡可能的使建筑物底部承受剪力的墻體厚度增加,并且增加大量的鋼筋混凝土柱或者加大其底部的配筋比例。面對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中連接梁的加固配筋,要運(yùn)用科學(xué)的分叉方式進(jìn)行搭接,確保其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。對(duì)于一些結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)或者框架連接,要進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)控制,通過增加構(gòu)造的措施實(shí)現(xiàn)其加固。
(二)在建筑結(jié)構(gòu)按照?qǐng)D紙施工,將結(jié)構(gòu)進(jìn)行平面布置的過程中,扭轉(zhuǎn)是破壞這一過程中的主要力,避免扭轉(zhuǎn)帶來的惡劣影響就要保證建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向材料的剛度可以在水平方向上發(fā)生均勻變化。這對(duì)于構(gòu)件的整體設(shè)計(jì),構(gòu)件的實(shí)際施工提出了新的挑戰(zhàn),只有進(jìn)行多層次、多方面的反復(fù)構(gòu)件核算,才可以得到最為理想的構(gòu)建布置方案、布置位置。
(三)良好的梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)構(gòu)件是提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的重要措施。在一般的建筑施工中,梁式轉(zhuǎn)換層一般都是一層,為了更好的提升高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,在施工過程中將梁式轉(zhuǎn)換層加伸到兩層是非常必要的。除此之外對(duì)于承受剪力的墻體進(jìn)行配筋強(qiáng)度的增加,在轉(zhuǎn)換層上使用雙層配筋都是提升結(jié)構(gòu)抗震性能的有效措施。
三、提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)的基本要求
面對(duì)我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)起步較晚的現(xiàn)實(shí),面對(duì)人們對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的高度關(guān)注,設(shè)計(jì)人員對(duì)于提升高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計(jì)提出了以下幾個(gè)基本要求:
(一)在進(jìn)行提升高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員要盡可能的采取措施設(shè)計(jì)出多層次的抗震防線。面對(duì)高層建筑的建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn),要想保證每一個(gè)建筑物都具備良好的抗震體系,該建筑物就必須要有多個(gè)具有良好延展性的分體建筑結(jié)構(gòu)所組成,這些結(jié)構(gòu)不僅要緊密的結(jié)合在一起,而且還要在結(jié)構(gòu)的配合下不影響其相互間的作用。在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性的設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)出多層次的抗震防線,對(duì)于地震發(fā)生后保障高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性、延伸性等有著重要的意義,多層次抗震防線的設(shè)計(jì)不但可以科學(xué)有效的保障高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性,而且還可以起到減輕地震整體危害的作用,在一定程度提升了高層建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。
(二)高層建筑的建筑施工相對(duì)其他建筑項(xiàng)目來說存在一定的難度,對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)的分析研究、檢測(cè)控制是提升其建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的必要措施。當(dāng)面對(duì)地震這種不可抗拒的自然災(zāi)害時(shí),高層建筑結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)承受了絕大部分的地震沖擊力,為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性,加大對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)中薄弱環(huán)節(jié)的檢測(cè)控制是非常重要的,這對(duì)于提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能具有重要意義。
(三)為了滿足人民對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的要求目標(biāo),設(shè)計(jì)人員在對(duì)高層建筑進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)的過程中,要對(duì)建筑本身的穩(wěn)定性、承載能力等方面進(jìn)行深入的分析研究,保證整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)建嚴(yán)格按照國(guó)家安全要求進(jìn)行,對(duì)承受力較大的區(qū)域采取必要的加固措施,從建筑結(jié)構(gòu)開始大力提升其抗震性能。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的快速提高,高層建筑在人們的生活中的作用越來越重要,高層建筑物的建筑高度在不斷增加的同時(shí),其建筑難度也在不斷加大。面對(duì)人們對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的更高要求,如何提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能成為當(dāng)下社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問題??茖W(xué)合理的抗震設(shè)計(jì)對(duì)于提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性具有重要意義,想要真正保證高層建筑的安全穩(wěn)定,就要大力開展對(duì)于其抗震性能設(shè)計(jì)、加固措施等方面的研究探索。本文從提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的意義、措施、要求三個(gè)方面進(jìn)行了一系列探索了,為提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能提供了一些參考依據(jù),相信在未來的建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的研究中,真正科學(xué)有效的抗震措施可以更多的探索研究出來。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:高層建筑;抗震;概念設(shè)計(jì);計(jì)算設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TU318+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
現(xiàn)代高層建筑出現(xiàn)在19世紀(jì),1960年以后,建筑材料、結(jié)構(gòu)體系和施工技術(shù)的不斷發(fā)展,進(jìn)入了大量建造50層以上高層建筑的時(shí)代。高層建筑結(jié)構(gòu)的材料主要是鋼筋混凝土和鋼。除了全部采用鋼材的鋼結(jié)構(gòu)和全部采用鋼筋混凝土材料的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外,同時(shí)采用兩種材料做成的混合體結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)在近年來也得到了廣泛應(yīng)用。但考慮到建設(shè)成本、維護(hù)成本、可模性等因素,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍然會(huì)作為高層建筑的主要結(jié)構(gòu)類型。
一、高層建筑的特點(diǎn)
何謂高層建筑,其高度測(cè)量起始位置和終止位置在何處,世界上均無統(tǒng)一規(guī)定。在我國(guó),《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)(下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》)規(guī)定:10層及10層以上或總高度超過28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)為高層建筑。
相較于低層結(jié)構(gòu)以豎向荷載為控制因素,在高層結(jié)構(gòu)中,水平荷載往往成為了設(shè)計(jì)中的控制因素,建筑物的高度與荷載效應(yīng)的關(guān)系一般為:N=f(H),M=f(H2),=f(H4)。由此可知,隨著高度的增大,位移增大最快,矩次之,軸力再次之。構(gòu)件截面層次的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)層次的剛度和穩(wěn)定性是高層建筑設(shè)計(jì)的核心控制指標(biāo)。
在地震區(qū),要求高層建筑有良好的抗震性能。在地震作用下結(jié)構(gòu)具有良好的塑性變形能力。具體應(yīng)使高層建筑達(dá)到“小震不壞,中震可修,大震不倒”的要求。
高層建筑的設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程,包括概念設(shè)計(jì)、構(gòu)件設(shè)計(jì)、構(gòu)造措施、維護(hù)保養(yǎng)手段等。如果將其與人做對(duì)比,那么概念設(shè)計(jì)無疑是高層建筑的DNA,決定了建筑物先天條件;構(gòu)件設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施,類似人的后天成長(zhǎng)和學(xué)習(xí);與人類一樣,維護(hù)保養(yǎng)可以使建筑物更長(zhǎng)久更安全地服役。
二、抗震概念設(shè)計(jì)的含義
因其豐富內(nèi)涵,概念設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有相當(dāng)重要的作用,盡管多年以來在高層建筑結(jié)構(gòu)的教育和培訓(xùn)中受到普遍重視,但當(dāng)前結(jié)構(gòu)工程師對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的依賴和面向應(yīng)用的高等教育模式又往往將其淡化了。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)并非強(qiáng)調(diào)計(jì)算方法和計(jì)算的準(zhǔn)確性,它強(qiáng)調(diào)的是一種抗震設(shè)防理念在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)每一步驟中具有體現(xiàn),包括方案設(shè)計(jì)階段、初步設(shè)計(jì)階段和施工圖設(shè)計(jì)階段等,它是結(jié)構(gòu)工程師水平的體現(xiàn)。
概念設(shè)計(jì)是根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)、震害現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)提煉、總結(jié)出的基本設(shè)計(jì)原則和理念,是一種定性設(shè)計(jì)。
三、概念設(shè)計(jì)的目的和重要作用
在進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí),原則上應(yīng)滿足二階段三水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)原則。第一階段的設(shè)計(jì),通過計(jì)算保證強(qiáng)度要求和變形要求。第二階段的設(shè)計(jì),通過彈塑性層間側(cè)移驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形,實(shí)現(xiàn)“大震不倒”的第三水準(zhǔn)抗震設(shè)防要求。我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范主要通過良好的抗震構(gòu)造措施來實(shí)現(xiàn)“中震可修”的第二水準(zhǔn)要求。概念設(shè)計(jì)在總體上把握抗震設(shè)計(jì)的基本原則,以滿足抗震設(shè)防要求。概念設(shè)計(jì)的重要性還在于現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)方法存在以下問題:(1)地震影響的不確定性;(2)地震作用計(jì)算方法的近似性;(3)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析方法的近似性。
四、抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)(下簡(jiǎn)稱《抗規(guī)》)對(duì)抗震概念設(shè)計(jì)作了全面具體的規(guī)定,使概念設(shè)計(jì)更容易理解,也使更多的設(shè)計(jì)人員便于掌握和運(yùn)用概念設(shè)計(jì)。規(guī)范明確了概念設(shè)計(jì)包含的3個(gè)基本內(nèi)容:(1)重視結(jié)構(gòu)的規(guī)則性;(2)選擇合理的結(jié)構(gòu)體系;(3)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性設(shè)計(jì)。
五、概念設(shè)計(jì)的核心準(zhǔn)則及其保證措施
(一)核心準(zhǔn)則
“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”――防止節(jié)點(diǎn)核心區(qū)破壞先于構(gòu)件;“強(qiáng)柱弱梁”――防止結(jié)構(gòu)塑性鉸先在柱內(nèi)出現(xiàn),要求柱的抗彎能力高于梁的抗彎能力;“強(qiáng)剪弱彎”――防止構(gòu)件發(fā)生剪切破壞,要求構(gòu)件受剪承載力高于受彎承載力。
(二)保證措施
保證措施有兩個(gè)方面:一是合理選擇確定結(jié)構(gòu)屈服水準(zhǔn)(也可以說承載能力)的地震作用。這個(gè)地震作用通常小于或明顯小于設(shè)防烈度地震,但它必須與結(jié)構(gòu)的延性能力相協(xié)調(diào)。二是制定有效的抗震構(gòu)造措施使結(jié)構(gòu)確實(shí)具備所需要的保持豎向承載力條件的非彈性變形能力。這兩個(gè)方面在《高規(guī)》中有詳細(xì)的規(guī)定。如:《高規(guī)》第3.9節(jié)(抗震等級(jí))的要求,我國(guó)規(guī)范對(duì)鋼筋混凝土延性等級(jí)的劃分以烈度區(qū)為主要依據(jù),但還要考慮各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及同一類結(jié)構(gòu)中不同組成部分對(duì)延性的不同需求,因此《高規(guī)》建立了“抗震等級(jí)”(即抗震措施的等級(jí))的概念,并將其劃分為一、二、三、四級(jí)。這樣,只需規(guī)定各抗震等級(jí)對(duì)應(yīng)的內(nèi)力調(diào)整和構(gòu)造措施,所有不同類型結(jié)構(gòu)在不同抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)下的對(duì)應(yīng)抗震手段就都清楚了。總之,《高規(guī)》中許多條文都是概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容,都與“三強(qiáng)三弱”密切相關(guān)。
六、加強(qiáng)抗震概念設(shè)計(jì)的建議
(1)結(jié)構(gòu)工程師不應(yīng)被設(shè)計(jì)軟件束縛,應(yīng)該對(duì)概念設(shè)計(jì)有清晰認(rèn)識(shí),通過概念設(shè)計(jì)使建筑結(jié)構(gòu)更合理;對(duì)《高規(guī)》及《抗規(guī)》應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí)理解,對(duì)各條規(guī)范內(nèi)涵應(yīng)注意把握,對(duì)規(guī)范條文的邏輯聯(lián)系應(yīng)加強(qiáng)體會(huì)。在實(shí)踐中,保證對(duì)各條概念設(shè)計(jì)條文的正確執(zhí)行;(2)結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)當(dāng)善于模仿、學(xué)習(xí)、創(chuàng)新,善于從別人的結(jié)構(gòu)方案中獲得新的靈感;(3)建筑師也應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí),掌握基本的建筑力學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念,在方案階段就盡力保證建筑結(jié)構(gòu)布局和造型的美觀合理,并注意與結(jié)構(gòu)工程師配合溝通,避免出現(xiàn)因溝通不暢導(dǎo)致的項(xiàng)目進(jìn)展阻滯。
結(jié)語(yǔ)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循如下的流程:方案選擇、概念設(shè)計(jì)荷載水平計(jì)算各種工況下結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形計(jì)算第一次內(nèi)力調(diào)整荷載組合第二次內(nèi)力調(diào)整構(gòu)件設(shè)計(jì)及剛度驗(yàn)算。概念設(shè)計(jì)貫穿了整個(gè)設(shè)計(jì)流程,尤其是在結(jié)構(gòu)選型和布置階段,嚴(yán)格執(zhí)行概念設(shè)計(jì)足以幫助建筑結(jié)構(gòu)擁有良好的先天安全與穩(wěn)定優(yōu)勢(shì),在后續(xù)構(gòu)件設(shè)計(jì)及剛度驗(yàn)算時(shí)更容易滿足和通過。概念設(shè)計(jì)也是體現(xiàn)一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師水平高低的重要方面。無論是教學(xué)、科研還是工程實(shí)踐,概念設(shè)計(jì)都應(yīng)該是重點(diǎn)和核心內(nèi)容。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:高層建筑;抗震;設(shè)計(jì)
Abstract: the structure of the high-rise building aseismic performance is of vital importance, this paper discusses the concept, structure and seismic design the process of how to solve problems, and then analyzes the impact of building the main factors of seismic effects, and points out that the high building aseismic design should follow the principles and methods for in this, mentioned the aseismic design of high-rise building and broad prospects.
Keywords: high building; Seismic; design
中圖分類號(hào):TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
0 引言
地震作用影響因素極為復(fù)雜,它是一種隨機(jī)的、尚不能準(zhǔn)確預(yù)見和準(zhǔn)確計(jì)算的外部作用,目前規(guī)范給出的計(jì)算方法還是一種半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法,要進(jìn)行精確的抗震計(jì)算還有一定的困難,但是近年來,地震等自然災(zāi)害多發(fā),影響到人們的基本生活和生命財(cái)產(chǎn)安全,因此,建筑(尤其是高層建筑)抗震安全問題必須引起建筑師們的高度重視。本文就高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能作出相關(guān)分析,以同行參考!
1 建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)
震級(jí)是根據(jù)地震的強(qiáng)度而進(jìn)行的劃分,在我國(guó),地震劃分為六個(gè)級(jí)別:3級(jí)為小地震,3~4.5級(jí)為有感地震,4.5"--6級(jí)為中強(qiáng)地震,6~7為級(jí)強(qiáng)烈地震,7~8級(jí)為大地震,8級(jí)以上的為巨大地震,是國(guó)家根據(jù)相關(guān)的歷史、地理和地質(zhì)方面的經(jīng)驗(yàn)資料,經(jīng)過勘查和驗(yàn)證,對(duì)進(jìn)行地震分組的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值,它是地域概念??拐鹪O(shè)防有甲、乙、丁類建筑,在我國(guó)大部分的房屋抗震等級(jí)是8度,可以抵抗6級(jí)地震的作用。國(guó)家設(shè)計(jì)部門依據(jù)有關(guān)規(guī)定,按照建筑物的分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)房屋高度、結(jié)構(gòu)等方面,采用不同的抗震等級(jí)。比如,在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,抗震等級(jí)可以分一般、較為嚴(yán)重、嚴(yán)重和很嚴(yán)重這4個(gè)級(jí)別。
在高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中,混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)高根據(jù)建筑的高度、建筑的結(jié)構(gòu)和設(shè)防的烈度運(yùn)用不同的抗震等級(jí),而且應(yīng)該符合相應(yīng)的計(jì)算和措施要求。
2 影響建筑物抗震效果的因素
研究高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),必需明確建筑物抗震效果的主要影響因素。下面,將從建筑結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計(jì)效果、施工材料施工過程以及建筑場(chǎng)地情況3個(gè)方面進(jìn)行分析。
2.1 建筑結(jié)構(gòu)建造過程中所使用的材料和施工過程
建筑結(jié)構(gòu)的材料是影響抗震效果非常重要的因素,但是這個(gè)因素往往被人們忽視,工作人員需要明確這樣一點(diǎn):在一般情況下,地震對(duì)建筑物作用力的大小與建筑物的質(zhì)量成正比。在同等地震環(huán)境下,建筑物材料使用越好,其受到的地震作用力也相對(duì)較??;反之,建筑物就會(huì)遭到來自地震的很大的作用力。所以,在實(shí)際的建筑物的建設(shè)中,建議他們多采用隔斷、板樓、維護(hù)墻等構(gòu)件,廣泛采用空心磚、加氣混凝土板、塑料板材等質(zhì)輕的建筑材料,這將會(huì)有利于建筑物抗震性能的提高。建筑結(jié)構(gòu)施工過程同施工材料共同影響整個(gè)建筑工程的質(zhì)量,在施工過程中,每一個(gè)環(huán)節(jié)都可以影響建筑結(jié)構(gòu)抗震效果。所以,高層建筑在具體施工中,要加強(qiáng)監(jiān)管和規(guī)范,嚴(yán)格做好高層建筑施工管理,從建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量上來提高抗震效果。
2.2 建筑物自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是影響抗震效果極為關(guān)鍵的一個(gè)因素,建筑物若要達(dá)到抗震目的,必須進(jìn)行合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),保證抗震措施合理,能夠基本實(shí)現(xiàn)小地震不壞、大地震不倒這樣的目標(biāo)。無論點(diǎn)式住宅或是版式住宅,都要進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。如果建筑物對(duì)平面的布置較為復(fù)雜,質(zhì)心與
剛心不一致,在地震情況下,將會(huì)加劇地震的作用影響力,破壞性增強(qiáng)。所以,建筑物的結(jié)構(gòu)平面布置盡量保證建筑物質(zhì)心和剛心重合,提高建筑物的抗震能力。
在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,出屋面建筑部分不宜太高,以降低地震過程中的鞭梢影響;平面布置不規(guī)則的房屋注意偏離建筑結(jié)構(gòu)剛心遠(yuǎn)端的抗震墻等等。
2.3 建筑物所處地質(zhì)環(huán)境情況
在地震中,對(duì)建筑物造成破壞的原因是多方面的,比如:巖石斷層、山體崩塌、地表滑坡等使得地表發(fā)生運(yùn)動(dòng),造成建筑物的破壞;海嘯、水災(zāi)等次生災(zāi)害對(duì)建筑物造成破壞。在造成建筑物破壞的諸多原因中,有些是可以通過工程措施加以預(yù)防的。所以,在選擇建筑工地的位置之前,要進(jìn)行詳盡的勘探考察,分析地形和地質(zhì)條件,避開不利地段,挑選對(duì)建筑物抗震有利的地點(diǎn)。
3 高層建筑抗震設(shè)計(jì)的方法
對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí),要從減小地震作用力的輸入和增強(qiáng)地震抵抗力兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。下面將從五個(gè)方面進(jìn)行分析:盡可能減小地震作用能量的輸入,運(yùn)用高延性設(shè)計(jì)、推廣消震和隔震措施的運(yùn)用,注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),重視建筑材料的選擇,增多抗震防線的建設(shè)。將減小地震作用力和增強(qiáng)建筑的地震抵抗力二者結(jié)合起來,從兩方面入手,進(jìn)行建筑抗震的設(shè)計(jì)施工。
3.1 減少地震發(fā)生時(shí)能量的輸入
在具體的設(shè)計(jì)中,積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方法,對(duì)具體的方案進(jìn)行定量分析,使結(jié)構(gòu)的變形彈性滿足預(yù)期地震作用力下的變形需求。對(duì)建筑構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗(yàn)收的同時(shí),還要控制建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移限值;并且更具建筑構(gòu)件的變形和建筑結(jié)構(gòu)的位移之間的關(guān)系,確定構(gòu)件的變形值;根據(jù)建筑界面的應(yīng)變分布以及大小,來確定建筑構(gòu)件的構(gòu)造需求。對(duì)于高層建筑來講,在堅(jiān)固的場(chǎng)地上進(jìn)行建筑施工,可以有效減少地震發(fā)生作用時(shí)能量的輸入,從而減弱地震對(duì)高層建筑的破壞程度。
3.2 運(yùn)用高延性設(shè)計(jì)、推廣消震和隔震措施的運(yùn)用
現(xiàn)在在我國(guó),許多高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),多采用延性結(jié)構(gòu),也就是適當(dāng)?shù)目罩ㄖY(jié)構(gòu)的剛度,允許地震時(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)入到具有很大延性的塑性狀態(tài),從而消耗地震作用時(shí)的能量,使地震反應(yīng)減小,減弱地震給高層建筑帶來的破壞和重大損失。如果某高層建筑的承載能力較小,但是具有較高的延性,那么在地震中它也不容易倒塌,因?yàn)檠有詷?gòu)件可以吸收較多的能量,經(jīng)受住很大的結(jié)構(gòu)變形。延性結(jié)構(gòu)的運(yùn)用,在很多情況下是有效的,它可以消耗地震能量,減輕地震反應(yīng),使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒一。
3.3 注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
高層建筑抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該得到人們的重視。我國(guó)150 m以上的建筑,采用的3種主要結(jié)構(gòu)體系(框.筒、筒中筒和框架.支撐體系),都是其他國(guó)家高層建筑采用的主要體系。我國(guó)鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大,鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力已有了很大提高,因此在有條件的地方,建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土(柱)結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu),以減小柱斷面尺寸,并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。
我國(guó)傳統(tǒng)文化中“以柔克剛”具有價(jià)高的思想價(jià)值,可以指導(dǎo)很多實(shí)際問題。在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,可以從傳統(tǒng)的硬性為主的抗震模式向以柔性為主的抗震模式轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)以柔克剛、剛?cè)嵯酀?jì),有效地減弱地震作用過程中釋放的沖擊力。比如,在高層建筑的拱形結(jié)構(gòu)中有這樣一個(gè)例子迪拜帆船酒店,外觀如同一張鼓滿了風(fēng)的帆,一共有56層、321 m高,就是運(yùn)用拱結(jié)構(gòu)抗震減災(zāi)的很好的例子。
4 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)前景展望
今后若干年,中國(guó)仍將是世界上修建高層建筑最多的國(guó)家,這將會(huì)給高層建筑抗震設(shè)防帶來新的難題。21世紀(jì),高層建筑結(jié)構(gòu)抗震將有如下變化:
(1)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系將從以硬性為主向柔性為主的結(jié)構(gòu)抗震轉(zhuǎn)變,通過“以柔克剛”方式,調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的隔震、減震和消震來實(shí)現(xiàn)抗震目的。
(2)建筑材料對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的影響越來越得到重視。建筑材料的各個(gè)抗震指標(biāo)的提升可以提高高層建筑的抗震能力,研制新的建筑材料可推動(dòng)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)的發(fā)展。通過優(yōu)化的抗震方法設(shè)計(jì),來實(shí)現(xiàn)高層建筑的抗震要求。
(3)計(jì)算機(jī)模擬抗震試驗(yàn)得到廣泛應(yīng)用。將制作好的模型或結(jié)構(gòu)構(gòu)件放在模擬地震振動(dòng)臺(tái)上,臺(tái)面輸入某一確定性的地震記錄,能夠較好地反映該次確定性地震作用的效果。計(jì)算機(jī)模擬環(huán)境可以擬真抗震效果,幫助科學(xué)改進(jìn)各因素,有效抗震。
另外,高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)的計(jì)算方法也有了新的轉(zhuǎn)變:從線性分析向非線性分析轉(zhuǎn)變,從確定性分析向非確定性分析轉(zhuǎn)變,從振型分解反應(yīng)分析向時(shí)程分析法轉(zhuǎn)變 。
5 結(jié)語(yǔ)
高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法和技術(shù)是不斷變化和進(jìn)步的,我們需要在具體的實(shí)踐中對(duì)高層建筑所處的地質(zhì)和環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究,選用適合的抗震結(jié)構(gòu),注重建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇,減小地震的作用力,增強(qiáng)地震的抵抗力,從而達(dá)到高層建筑抗震的目的。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:高層建筑;抗震結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)
隨著我國(guó)城鎮(zhèn)人口的持續(xù)性增多、城市規(guī)劃的進(jìn)一步拓展,在一定程度上促使我國(guó)高層建筑得到了迅速的發(fā)展??墒?受到地震等各種自然災(zāi)害頻頻出現(xiàn)的影響,人們的正常生活及生命財(cái)產(chǎn)受到了巨大的威脅,為此,高層建筑設(shè)計(jì)中,做好抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著十分重要的意義。
1高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
一是整體性原則。大家都知道,高層建筑的樓蓋對(duì)于其結(jié)構(gòu)的整體性占據(jù)著不可或缺的位置,樓蓋就類似于一個(gè)橫向的水平隔板,將慣性力聚集起來,并向各個(gè)豎向抗側(cè)力的子結(jié)構(gòu)傳遞,尤其是當(dāng)這些子結(jié)構(gòu)的布置不均勻或過于復(fù)雜時(shí),樓蓋則可以很好地將這些抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)組織起來,然后進(jìn)行協(xié)同合作,來承受地震的作用;二是簡(jiǎn)單性原則。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性主要是指在地震的作用下,要具有極其明確清晰的直接傳力方式,在相關(guān)的規(guī)范中對(duì)于結(jié)構(gòu)體系也是有著明確的要求,即結(jié)構(gòu)體系要有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖以及合理的地震作用傳遞途徑,換句話說就是,只有高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)足夠簡(jiǎn)單,才能夠分析出結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型、內(nèi)力以及位移,從而促使高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能得到真實(shí)性的可靠預(yù)測(cè)。
2高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法介紹
2.1正確挑選施工場(chǎng)地
對(duì)于高層建筑而言,挑選正確的施工場(chǎng)地是非常重要的。需遵循場(chǎng)地的種類對(duì)建筑的地震力進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算,同時(shí)需對(duì)場(chǎng)地做出系統(tǒng)性淺析,將地震的危害度進(jìn)行了解,按照相關(guān)規(guī)范做好建筑地基的處理,通過對(duì)地震強(qiáng)度、場(chǎng)地土層實(shí)際厚度、斷裂地質(zhì)的歷史等因素的分析確定地震的斷裂情況,這樣便能夠確定建筑物要避讓的距離,從而成功地避開對(duì)施工不利的地段,若沒辦法成功避開這些地段,那么就要選擇適合的抗震措施來加入到建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容當(dāng)中。高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,需在性質(zhì)一致的地基中進(jìn)行同一結(jié)構(gòu)單元的設(shè)置,盡可能地選擇相同的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)?shù)鼗邪夯?、新近填土、土層?yán)重不均勻等問題存在的情況下,需采取相應(yīng)的措施來進(jìn)一步強(qiáng)化地基的整體性和剛性,這樣才能夠促使高層建筑的穩(wěn)定性得到基礎(chǔ)的保證。譬如,底層框架結(jié)構(gòu)因其實(shí)用性是非常顯著的,為此得到了大范圍的投入使用,可是,此結(jié)構(gòu)的上層剛度非常大,下層剛度比較小,其上下屬性存在明顯的差異性,在地震發(fā)生的情況下,整個(gè)建筑的抗扭曲性能是非常低的,極易導(dǎo)致建筑的倒塌、斷裂。所以,在抗震區(qū)域要盡可能地不用此種結(jié)構(gòu),或者將其上下層剛度性質(zhì)做出調(diào)整,這樣才能夠確保其抗震性能得到基本的保證。
2.2減少地震時(shí)的能量輸入
高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,可選擇基于位移的結(jié)構(gòu)抗震法實(shí)施定量性分析,這樣才能夠確保建筑結(jié)構(gòu)的變形性能達(dá)到預(yù)期地震作用下地形的變形需求。我們需在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的承載性能進(jìn)行驗(yàn)算的基礎(chǔ)上,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移角限值、位移延性比進(jìn)行科學(xué)合理性的掌控。按照建筑構(gòu)件的實(shí)際變形與建筑結(jié)構(gòu)位移間的聯(lián)系,將構(gòu)件的變形值加以最終的確定。通過建筑截面的應(yīng)變情況確定建筑構(gòu)件的構(gòu)造需求。針對(duì)高層建筑若是在比較堅(jiān)硬的場(chǎng)地進(jìn)行施工的話,那么就能夠?qū)⒌卣鸢l(fā)生時(shí)的能力輸入降到最低的程度,將地震給高層建筑造成的影響減少到最小。
2.3隔震與消能減震設(shè)計(jì)
在當(dāng)前的高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,通常運(yùn)用的是以往的抗震結(jié)構(gòu)體系即延性結(jié)構(gòu)體系。這種抗震結(jié)構(gòu)體系是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行的系統(tǒng)性掌控,在有地震發(fā)生的時(shí)候,會(huì)使得整個(gè)建筑構(gòu)件處在一種非彈性狀態(tài)下,這樣會(huì)使得其延性得到進(jìn)一步增加,對(duì)地震發(fā)生時(shí)能量的消耗起到一定的輔助作用,將地震效應(yīng)產(chǎn)生的影響降到最低,可有效避免建筑物倒塌的發(fā)生。除此之外,可采取相應(yīng)的隔震措施,將高層建筑的動(dòng)力特性進(jìn)行科學(xué)的更改,這樣能降低地震作用于建筑物的力,并且可利用高延性結(jié)構(gòu)將地震效應(yīng)降到最低。
2.4充分重視抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,我們?cè)谔嵘ㄖ拐鹦阅艿耐瑫r(shí),需兼顧到建筑整體結(jié)構(gòu)的抗震性能情況。一般情況下,高層建筑會(huì)選用框、筒框架、支撐結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)前,我國(guó)的鋼材生產(chǎn)數(shù)量非常大,鋼結(jié)構(gòu)加工制造水平得到了明顯升高,所以,在高層建筑中可最大限度上以鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)為主,這樣能夠使得柱斷面尺寸大大縮減,對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的改善是非常有利的。
2.5減小高層建筑結(jié)構(gòu)自重
若是在相同的地基承載能力條件下,減輕高層建筑結(jié)構(gòu)的自身重量,就可以使其在不增加地基以及造價(jià)的情況下,增加高層建筑的層數(shù),研究顯示,由于高層建筑的高度很高,所以其重心也相應(yīng)較高,然而建筑的重量越大,受地震作用的傾覆力矩的效應(yīng)也就越大,所以,在高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,我們要盡量采用輕質(zhì)材料來填充高層建筑物的填充墻及隔墻,以減輕建筑的自重。
2.6設(shè)置多道抗震防線
我們提倡采用由兩個(gè)與兩個(gè)以上同時(shí)延性較好的分體系組成的一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系,這是由于在發(fā)生地震時(shí)通常都會(huì)帶有余震,倘若只有一道抗震防線,那么就很難防止由于某一結(jié)構(gòu)損傷而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)坍塌的情況發(fā)生,所以,在構(gòu)建高層建筑抗震結(jié)構(gòu)體系時(shí),我們首先要有最大可能數(shù)量的內(nèi)外部冗余度;其次還要建立一套分布完整的屈服體系;最后,該體系的主要耗能構(gòu)件一定要有較高的延性和充足的剛度,以確保建筑物在遭遇地震災(zāi)害時(shí),其強(qiáng)烈的地震作用對(duì)其的危害,這樣在第一道防線崩潰的狀況下,抵擋后續(xù)地震波的沖擊還有第二道防線和第三道防線。
3高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的前景分析
從目前的形勢(shì)來看,今后若干年,中國(guó)仍將是世界上修建高層建筑最多的國(guó)家,這也將會(huì)給高層建筑抗震設(shè)計(jì)帶來新的難題,一是對(duì)于影響高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果的關(guān)鍵因素就是建筑材料的選用,提高每一項(xiàng)建筑材料的抗震指標(biāo)可以很好地提高高層建筑的整體抗震性能,因此,科研人員需要加強(qiáng)對(duì)于新型復(fù)合高性能的建筑材料的研發(fā),以促進(jìn)抗震技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)而滿足高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求;二是對(duì)于不同抗震能力的需求,要采取相應(yīng)的抗震措施,甚至是對(duì)于同一個(gè)高層建筑的不同部位和樓層以及對(duì)于性能的要求不相同時(shí),都要選用不同標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件;三是計(jì)算機(jī)模擬抗震試驗(yàn)都得到廣泛應(yīng)用,將制作好的模型或結(jié)構(gòu)構(gòu)件放在模擬地震振動(dòng)臺(tái)上,在臺(tái)面輸入某一確定性的地震記錄,就能夠較好地反映該次確定性地震作用的效果,計(jì)算機(jī)模擬環(huán)境可以擬真抗震效果,進(jìn)而幫助改進(jìn)各因素,從而做到有效抗震,另外,高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)的計(jì)算方法也會(huì)有新的轉(zhuǎn)變。即從線性分析向非線性分析的轉(zhuǎn)變,從確定性分析向非確定性分析的轉(zhuǎn)變,從振型分解反應(yīng)分析向時(shí)程分析法的轉(zhuǎn)變。
4結(jié)語(yǔ)
高質(zhì)量的高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在達(dá)到建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的密切配合的前提下加以完成的,高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此,設(shè)計(jì)人員一定要綜合多方面的因素進(jìn)行分析,同時(shí),還要結(jié)合新型的高性能材料以及抗震結(jié)構(gòu)理念,提高對(duì)高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平,進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:高層建筑;抗震設(shè)計(jì);問題
前言
當(dāng)前隨著社會(huì)改革的不斷深入,經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,我國(guó)城市化進(jìn)程的加劇,人口、資源都會(huì)對(duì)我國(guó)城市發(fā)展帶來壓力,居住環(huán)境的日益惡化,促使著城市為了拓寬生存空間,把建筑思維從簡(jiǎn)單低層逐步轉(zhuǎn)變到高層、超限高層,對(duì)于城市來說,一棟棟聳立的高層建筑印證了高層建筑工程對(duì)城市發(fā)展的重要性。但是,我們應(yīng)該看到,畢竟高層建筑或超限高層建筑的施工不同于傳統(tǒng)的低層建筑,其抗震設(shè)計(jì)是確保其安全性的首要考慮因素。下文就高層箭鏃工程抗震設(shè)計(jì)的基本要求、存在的問題以及改善措施進(jìn)行一一論述。
一、高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀
改革開放三十多年來,我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),也帶來建筑業(yè)的迅猛發(fā)展,我國(guó)大中城市中許多設(shè)計(jì)獨(dú)特、造型新穎的高層建筑拔地而起。隨著高層建筑工程建造的越來越高,高層建筑工程建筑地區(qū)和建筑整體造型的復(fù)雜化,從而出現(xiàn)了抗震設(shè)計(jì)缺失和相關(guān)設(shè)計(jì)超出我國(guó)現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范要求的情況。這些問題的出現(xiàn)引起了高度重視,建設(shè)部在上個(gè)世紀(jì)末成立了高層建筑工程抗震設(shè)防審查專家委員會(huì),對(duì)我國(guó)高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)工作的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn);之后高層建筑工程抗震設(shè)防被列于行政許可的范圍,對(duì)我國(guó)高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì)具有里程碑式的意義。為了更好地開展高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì)工作,我國(guó)先后對(duì)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂和改進(jìn),對(duì)高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)一步進(jìn)行了規(guī)范。
但是,在我國(guó)高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)工作取得巨大進(jìn)步的同時(shí),也存在著因?yàn)樾麄鞑坏轿?,使得抗震設(shè)防政策宣傳不到位,高層建筑工程抗震設(shè)防出現(xiàn)漏報(bào)不報(bào)的情況,這需要我國(guó)出臺(tái)相應(yīng)的政策或加大宣傳和處罰力度,從而進(jìn)一步規(guī)范抗震設(shè)防工作。
二、高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的基本要求
高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的總體原則,就是要遵循“小震不壞、中震可修、大震不倒”的要求,原則一:多遇地震情況下,將采用彈性反應(yīng)譜法;罕遇地震情況下,進(jìn)行抗倒塌彈塑性變形驗(yàn)算方式;用多遇地震下彈性動(dòng)力時(shí)程分析與校核彈性反應(yīng)譜法的結(jié)果,會(huì)粗略判斷結(jié)構(gòu)薄弱層得位置。原則二:采用 Pushover 彈塑性時(shí)程分析判定結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性鉸出現(xiàn)的順序與分布,以及不同受力階段得變形發(fā)展情況,并獲的彈塑性底部剪力(傾覆力矩)。
高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的基本要求,首先,在抗震設(shè)計(jì)中要對(duì)高層建筑的穩(wěn)定性、承載度以及建筑工程自身的延伸能力進(jìn)行全方位的考慮。在抗震設(shè)計(jì)過程中,確保建筑工程具備安全性能的同時(shí),要針對(duì)影響抗震設(shè)計(jì)或抗震效果的諸多環(huán)節(jié)進(jìn)行改善,通過查缺補(bǔ)漏的方式來促使抗震設(shè)計(jì)具備整體的穩(wěn)定效果,從而滿足高層建筑工程的安全要求。其次,抗震設(shè)計(jì)體系應(yīng)該立體分層,發(fā)揮整體優(yōu)勢(shì)的同時(shí),也要注重各個(gè)部分抗震體系的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)抗震防線的層次性。抗震設(shè)計(jì)體系由許多子系統(tǒng)組合而成,每一個(gè)抗震設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由與其他子系統(tǒng)相互聯(lián)系,從而共同構(gòu)成整體的抗震設(shè)計(jì)體系。這種層次性較強(qiáng)的抗震設(shè)計(jì),可以在地震發(fā)生之后,在進(jìn)行第一次抗震之后,還會(huì)發(fā)揮層次的重要性,緩解余震對(duì)高層建筑工程的傷害。這就需要在抗震設(shè)計(jì)中要有意識(shí)地去設(shè)計(jì)或構(gòu)建一系列的層次感較強(qiáng)的抗震防線,增強(qiáng)高層建筑工程的延伸性和剛?cè)嵝?,從而緩沖地震余波的沖擊,從而提升高層建筑工程的抗震能力。最后,還要重視高層建筑工程薄弱環(huán)節(jié)的抗震設(shè)計(jì)。這些薄弱環(huán)節(jié)在整體的抗震設(shè)計(jì)中出現(xiàn)是難免的,同時(shí)有些可能對(duì)抗震效果是致命的。因此,要對(duì)高層建筑工程的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行整體的考量和分析,運(yùn)用力學(xué)、建筑學(xué)的各種高知識(shí)對(duì)高層建筑工程的承載能力和延伸能力進(jìn)行考察,在此基礎(chǔ)上對(duì)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行加固,使其滿足抗震設(shè)計(jì)的總體要求。
三、高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)存在的問題
高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì)受到諸多因素的影響,如果考慮不周就會(huì)使得抗震設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題。下面就高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題進(jìn)行一下說明。
(一)勘探缺失以及相關(guān)資料的不足使抗震設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題。勘探缺失以及相關(guān)資料不足是由我國(guó)的體制和大環(huán)境決定的。高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)需要對(duì)周圍的地質(zhì)條件及環(huán)境進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)評(píng)才能夠真正發(fā)揮抗震能力,但是我國(guó)城市化進(jìn)程中存在急功好利的現(xiàn)象,許多高層建筑工程往往是在規(guī)劃圖設(shè)計(jì)之后,相關(guān)部門批準(zhǔn)之后就會(huì)立即進(jìn)行施工;再加上工期的限制,從而根本不會(huì)有多余的時(shí)間去勘探地質(zhì)條件以及對(duì)建筑本身周圍環(huán)境進(jìn)行綜合測(cè)評(píng),這些資料的缺失等同于抗震設(shè)計(jì)沒有了相關(guān)的依據(jù),會(huì)導(dǎo)致大事故的出現(xiàn),哈爾濱陽(yáng)明灘大橋斷裂就是一個(gè)很好的教訓(xùn)。
(二)高層建筑工程結(jié)構(gòu)分布不合理對(duì)抗震設(shè)計(jì)帶來影響。高層建筑工程在外形上經(jīng)常面臨不規(guī)則、不勻稱的情形,這種外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給施工帶來諸多困難的同時(shí),也會(huì)給整個(gè)建筑物的安全性能帶來影響。我們知道這些不規(guī)則的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在施工過程中無法實(shí)現(xiàn)均衡的,這就需要在平面設(shè)計(jì)中要對(duì)這些不規(guī)則的外形結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合布置。但是,在實(shí)際中,高層建筑工程的這些不規(guī)則外形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在平面設(shè)計(jì)中對(duì)于一些薄弱環(huán)節(jié)存在考慮不足的情況,從而使得抗震設(shè)計(jì)無法尋求到均衡點(diǎn),從而對(duì)整體的抗震安全性能產(chǎn)生影響。
(三)負(fù)重結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)不合理對(duì)抗震設(shè)計(jì)帶來影響。在高層建筑工程整體的方案設(shè)計(jì)中,負(fù)重結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)矛盾體,因?yàn)樨?fù)重結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)會(huì)使得整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同的受力點(diǎn),這些不同的受力點(diǎn)存在越多就會(huì)對(duì)抗震能力帶來負(fù)面的影響,從而影響建筑整體的安全性能。
四、加強(qiáng)高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的對(duì)策建議
針對(duì)以上抗震設(shè)計(jì)過程中存在的問題,采取有針對(duì)性的對(duì)策措施來對(duì)這些問題進(jìn)行解決是提升高層建筑工程安全性的必然要求。
(一)高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)應(yīng)在相關(guān)資料齊全的基礎(chǔ)上進(jìn)行。這就需要在抗震設(shè)計(jì)的前期要針對(duì)高層建筑工程所處位置進(jìn)行地質(zhì)勘探,對(duì)影響抗震效果的周圍環(huán)境進(jìn)行測(cè)評(píng),把收集到的相關(guān)資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析,在對(duì)這些資料和數(shù)據(jù)吃透的前提下再進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),這樣能夠有效的避免因?yàn)橄嚓P(guān)資料和數(shù)據(jù)不足給抗震設(shè)計(jì)帶來的問題,保證高層建筑工程的安全性,也能節(jié)約成本和時(shí)間避免施工過程中的反復(fù)性。
(二)對(duì)抗震設(shè)計(jì)方案要不斷的進(jìn)行優(yōu)化,確保抗震效果的最優(yōu)化。高層建筑工程因其自身特點(diǎn)使得設(shè)計(jì)復(fù)雜和施工困難,各種要求也相對(duì)較高,這就要求自高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)過程中要用發(fā)展的眼光來看問題,要針對(duì)高層建筑工程興建過程中出現(xiàn)的不同情況有針對(duì)性的進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化;對(duì)初次設(shè)計(jì)中存在的隱患和瑕疵要進(jìn)行及時(shí)的糾正,從而保障高層建筑工程的安全性。
(三)優(yōu)化高層建筑工程的受力結(jié)構(gòu)體系。對(duì)于受力結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)要本著實(shí)現(xiàn)整體平衡的原則進(jìn)行,要對(duì)各個(gè)受力點(diǎn)進(jìn)行合理布局,使其能夠滿足高層建筑工程抗震防震的要求,保障整個(gè)建筑整體安全。
總結(jié):
我們相信隨著高層建筑工程的不斷的拔地而起,隨著抗震設(shè)計(jì)不斷的得到重視、不斷的優(yōu)化和發(fā)展,我國(guó)高層建筑工程的抗震防震性能會(huì)有質(zhì)的提升。相信高層建筑工程會(huì)讓城市變?yōu)椤疤炜盏氖澜纭保邔咏ㄖ绕涫浅?、高層類建筑。將?huì)成為未來城市的重要標(biāo)志,會(huì)成為某些大中城市的亮麗名片。
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