紅安縣聯發建筑安裝有限責任公司
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近些年我國地震災害頻發,給當地經濟以及人民群眾的生命安全造成嚴重傷害,因此針對高層建筑所采取的抗震設計越來越受到社會各界的廣泛關注。聯發建安目前在結構抗震設計中常常引用概念設計,從全局綜合考慮高層建筑的整體性能與抗震性能。
隨著經濟建設的提高,我國建筑行業得到了很好的發展。為了更好的應對我國城市人口增長的壓力,提高城市化的步伐,我國高層建筑發展的非常迅速。而我國地震活動比較頻繁,地震強度較大,一旦發生地震災害會給人們的生產生活帶來巨大的損失。因此,在高層建筑結構中,做好抗震概念設計的應用工作具有非常重要的作用。文章將對抗震概念設計進行闡述,分析高層建筑結構中抗震概念設計的原則,探討抗震概念設計的應用辦法,希望為我國建筑行業的發展提供幫助。
1 抗震概念設計概述
在建筑工程中加入抗震概念設計對于提高建筑的抗震性能,提升建筑的工程質量具有重要作用。在傳統的建筑項目中,通常也會加入抗震設計概念,在設計的時候主要對結構抗力進行分析和計算,并在建筑項目中進行相關的設計工作。但是設計師在進行設計的時候過多的注重建筑工程的細節問題,沒有從整體結構角度出發做好抗震設計工作,具有一定的缺陷。而高層建筑和傳統建筑的結構有很大的不同,其規模更大,涉及到的技術環節更多,因此傳統的抗震概念設計中表現出了很多的缺陷。
近年來,我國地震發生的頻率較高,因此在高層建筑結構中,引入抗震概念設計非常關鍵。高層建筑中的抗震概念設計主要指的是在建筑工程項目中進行抗震結構設計時,要從高層建筑的整體結構出發,做好相應的總體結構、建筑內部構造以及工程材料的選擇等設計工作,從而保證高層建筑能夠具有科學的抗震性能。
2 高層建筑中抗震概念設計的原則
2.1 整體性原則。建筑的整體性原則在抗震概念設計中非常重要。高層建筑中,樓蓋的整體性非常關鍵,起到了水平隔板的作用,通過樓蓋可以將高層建筑產生的慣性力向建筑的各個豎向構件進行傳遞。如果在工程中發現高層建筑各個豎向的抗側里結構不夠均勻,或者結構比較復雜,施工單位要根據實際情況做好樓蓋和抗側力子結構的協同工作。
2.2 簡單性原則。在高層建筑結構中,進行抗震概念設計師時還要注意建筑整體結構的簡單性原則。抗震概念的簡單性主要指的是建筑結構在地震發生時,建筑各個結構的受力比較均勻,并具有良好的傳力方式。在抗震結構設計規范中,對于簡單性原則有著明確的規范,要求高層結構要具有簡單明確的計算簡圖以及科學有效的傳力途徑。通過研究發現,在建筑項目中,只有具有簡單的傳力途徑,才能實現對結構等的有效分析,從而增強建筑結構中抗震的薄弱環節。
2.3 剛性原則。在抗震概念設計中,還要堅持抗震結構的剛性原則。通常來說,在地震災難發生時,科學合理的抗震結構剛度對于抵抗地震造成的水平力具有良好的效果。在高層建筑結構中,需要在建筑平面的兩個主軸方向進行剛度和抗震能力的設計,要保證建筑結構的剛度不僅能夠很好的對建筑結構的變形進行控制,同時,還可以有效降低地震作用力對于高層建筑結構的沖擊作用。
2.4 規則性原則。在高層建筑的抗震設計中,需要在建筑工程的豎向方面保持良好的剛度性能以及優秀的結構承載力。在進行對應的結構計算分析時,建筑造型和結構的布置要嚴格尊遵守規則性原則,從而提高傳力的均勻性,防止傳力途中發生傳力突變,從而在建筑的某一樓層出現抗震薄弱環節。
3 高層建筑結構中抗震概念設計的應用
3.1 科學選擇高層建筑的場地。根據我國歷年來大型地震的研究發現,如果建筑工程的局部地形不符合抗震設計要求,將對建筑結構的抗震性能產生非常大的影響,因此做好高層建筑場地的選擇非常關鍵。通常來說,建筑工程中的場地條件主要包括以下因素:建筑項目的局部地形、地基土層情況、是否有斷層出現以及砂土的液化情況等。如果場地表層的土質較硬,具有很好的覆蓋夠寬度,那么可以認為該場地具有優良的抗震性能以及較高的承載能力,發生地震時,建項目的地基不容易失效。而如果場地的土質松軟,具有較大的厚度,或者在局部出現了凸出的土質山包等,發生地震時將會放大地震效應。而如果場地出現斷層情況,則容易造成地層錯位或者失效情況的發生,不利于抗震性能的實現。因此,在進行高層建筑結構的抗震概念設計時,要對建筑項目的場地因素進行充分考慮。
3.2 做好高層建筑的立面布局工作。在進行抗震概念設計時,技術人員對于高層建筑的平面和立面布局工作非常重要,要盡可能保證高層建筑平面和立面布局的均勻性和規則性,要確保建筑項目的質量和剛度中心重合。現代高層建筑中,由于對美觀的追求,因此有的建筑項目的質量和剛度中心不容易重合,這給抗震概念設計工作造成了困難。在實際的設計工作中,需要設計人員對抗震概念引起重視,盡可能降低高層建筑的重心,對于突然變化的階梯立面要盡可能避免,對建筑工程中凸出的部分高度要進行控制,防止高度過高產生的鞭梢效應。根據研究發現,如果建筑高度越高,地震發生時受到的破壞越大,因此需要對高層建筑的層數和高度的限值引起注意。
3.3 提高建筑結構選型的科學性。高層建筑結構的選型工作對于保證建筑的抗震性能也具有很關鍵的作用。通常來說,影響建筑結構選型的因素包括建筑房屋高度、場地情況、場地基礎、工程材料、地基情況以及施工中采用的技術手段等。在進行建筑選型工作時,需要設計人員對相關因素引起重視,同時要盡可能保證建筑結構的平面布置力比較對稱,建筑結構的豎向布置力比較均勻。另外,設計人員還要對高層建筑中框架柱的設計工作引起關注,要避免框架柱和踏步斜梁進行連接,縮短框架柱的長度,進而容易在地震發生時,造成剪切破壞。
3.4 確保高層建筑結構的整體性。確保高層建筑結構的整體性,也是抗震概念設計中重點關注的內容。根據研究發現,在發生地震時,如果建筑工程的整體性保持較好,那么建筑的整體抗震能力就能夠得到保證。通常認為,建筑物的抗震性能和建筑整體穩定性、剛度具有直接的關聯。在高層建筑結構中,如果合理的運用型鋼材料或者是現澆混凝土結構,將具有很好的抗震效果,這是由兩種結構優良的水平剛度和較好的整體性決定的。
4 結語 隨著經濟的發展,我國高層建筑越來越多。而我國又是地震災害多發的國家,因此在高層建筑結構中加入科學合理的抗震概念設計具有非常重要的作用。在實際的設計工作中,設計人員要對高層建筑結構中的抗震概念設計引起重視,從科學選擇高層建筑的場地,做好高層建筑的立面布局工作,提高建筑結構選型的科學性,確保高層建筑結構的整體性等方面入手,切實加強高層建筑的抗震能力,為我國建筑行業的發展做出貢獻。