高层建筑结构抗震设计中的不足及对策分析朱小成

高层建筑结构抗震设计中的不足及对策分析朱小成

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摘要:近年来,我国社会经济蓬勃发展,国家呈现出一片欣欣向荣的景象,人们生活安居乐业。在人们生活中,建筑工程涉及的种类众多,随处可见。但是,许多问题也逐渐暴露出来,比如说在建筑过程中,没有详细的对建筑的抗震结构进行设计和分析。这样,当地震来临,建筑将会受到巨大损害,从而给居民的生命和财产安全造成巨大的危害,所以现在,必须注重起建筑的抗震设计。

关键词:高层建筑;抗震设计;不足及对策

引言

对于建筑物的设计工作而言,建筑结构的抗震设计起到重要的作用,只有确保建筑结构工程具有较强的抗震性能,才可以使工程设计得以正常进行,进而提高建筑物的整体质量,这样才可以将地震所导致的经济损失控制在最小化,使人们的生命财产安全不会受到威胁。因此,在建筑结构设计中抗震设计是十分重要的,需要引起设计师的重点关注。

1高层建筑结构抗震设计中的不足

1.1材料选取问题

建筑材料是开展建筑工程建设的基本条件,其也会在很大程度上影响建筑的抗震能力。特别是对于一些地震高发区域,在选择建设材料时要更加谨慎和严格。当前,我国采用的建筑材料主要是混凝土和钢筋。这些材料虽然是可靠的,但是如果建筑设计本身存在不合理的地方,那么也会导致建筑的变形和扭曲。而如果只是采取低强度钢筋替代法,建筑的负担会大大增加。

1.2地基选择问题

当前,随着人口的不断增加以及城市化的不断推进,各种生活资源表现出日益紧缺的趋势。部分房地产商在建筑建设过程中,只注重经济效益,没有按照建筑选址要求进行合理的建筑选址,没有详细的分析建筑周围地区的场地和环境,甚至根本没有考虑过是否适合拟建建筑物,有的建筑物选址在地震断裂带上,一旦发生地震将出现严重后果。其实,我国也出台了一些文件来规范建筑的选址,比如要求房屋建设要尽量避免设在地震多发区域,建筑基础要选择在地质分布均匀的土层或岩层上。

1.3工程师缺乏足够的实际经验

虽然我国经济近些年迎来了迅猛的发展。但是作为一个发展中国家,在科技方面还是存在很多不足的地方需要去提高和改进。比如说,在地质地震上,特别是建筑的抗震性能上,我国的研究水平还有待提高。因为,在很大概率上,地震无法被预测,而地震发生的原因也仍待进一步的研究。总的来说,与日本等发达国家相比,我国在抗震设计上的发展还是比较落后的,对于抗震设计也缺乏规范统一的设计理念,这导致在现在的抗震设计中,建筑的抗震设计目标无法达到预期。现在,虽然我国拥有数量众多的抗震方面的工程师,但是他们只是按照数据中固有的参数进行设计,始终缺乏对于实际的考量。

2高层建筑结构抗震设计优化对策

2.1选用延展性和强度较好的材料

抗震结构设计中会涉及到对建筑材料的选用,抗震性能的实现不仅依赖于结构的合理性,还要保证建筑的质量。抗震结构设计与建筑的设防烈度、房屋高度、地基、基础、材料密不可分,选用的结构材料要具有较好的延性和强度,同时要满足均质性标准,在构件连接方面要具有连续性。通过这些方面也可以反向检验建筑的抗震性能是否达标。

2.2地基抗震设计

建筑结构抗震设计的开展,技术要求很高,在推动建筑行业整体持续化发展方面有着积极的作用。完善的地基设计,能够起到增强建筑结构抗震性的作用。建筑工程施工作业阶段,不同地基上不可以同时建设相关单元的建筑物,同时不可以使用处理地基以及整合地基,尽量采用天然地基。进行建筑基础埋设时,要合理增加埋设的深度,避免弱化建筑物的嵌固作用。除此之外,若地基埋设深度不够,当出现地震情况时,受到大振幅的影响,很容易产生坍塌危险。因此,开展建筑设计时,要将位移作为抗震设计基点,做好结构定量分析,避免地震发生时地表能量散发,同时避免引发共振问题。

2.3设置多重抗震防线,开展悬挂隔震设计

每增加一道抗震防线能够在地震发生时给居民多增加一丝逃生的希望,要尽可能选用性能优越的建筑施工材料来设置抗震防线。在此基础上,还应当在建筑物的适当位置设置抗震构件,以进一步缓解地震所带来的冲击,最终达到降低地震损失的效果。悬挂隔震选用的是悬挂结构,简单来说就是将建筑物的大部分结构悬挂起来,以减轻地震发生时对其造成的影响。经过悬挂处理之后,地震波带来的能量就不会传递给建筑结构,其稳定性便能够得到保障。悬挂隔震最常用的方法是大型钢结构,其核心构件为钢结构悬挂体系。如果从构成上划分,大型钢结构主要分为主框架和子框架两大组成部分,通常情况下子框架会通过锁链或吊杆悬挂于主框架之上。基于此,地震发生时只有主框架会发生摇动,因为锁链或吊杆的作用子框架并不会直接受到地震波产生的能量,所以子结构不会产生惯性力。

2.4非结构构件设计

从建筑结构设计实际来说,非结构构件的布置,多选择在建筑主体结构上。具体设计时,要重点关注非结构构件,比如女儿墙和内隔墙等,基于构件的整体出发,做好构件连接以及锚固。一般来说,填充墙的局部高度大小,对主体结构有着很大的影响,极易使得结构短柱产生脆性破坏,因此要做好把控。除此之外,在设计填充墙和内隔墙等时,要减少其对主体结构自震周期的影响,合理调整其刚度,保证地震发生时内力分布均匀,进而减少地震作用的影响。对于顶棚和贴面等,采取柔性连接的方式,结合运用刚性连接手段,避免地震环境下出现构件破坏以及脱落等问题。

2.5合理运用抗震技术

在建筑结构抗震设计中,可以采用以下新抗震技术:

(1)隔震技术。技术原理为增加建筑结构的自振周期,进而减弱地震作用。这需要在施工作业中,做好严格的把控,将建筑结构底部和上层进行合理分割,使用隔震装置,必须要保证装置的稳定性,进而确保使用效果。

(2)消能减震技术。比如利用阻尼元件设备,加大对重要部位的保护力度。

2.6保证计算结果的正确性

在建筑结构工程抗震设计中,前提是正确的计算,这直接影响抗震设计,计算结果的正确性要求设计师应当具备一定的计算水平和业务水平,准确计算建筑结构所有区域,保证参数计算具有较强的科学性和有效性,最后在抗震设计结构模型中得到合理运用,以此达到显著的建筑结构抗震效果。在具体工作中,分析抗震参数计算具有较强的专业性和复杂性,因为涉及到多方面的内容,难度系数较大,根据当地的具体情况应当采用适合的技术。当前,随着科技的不断进步和发展,信息网络技术在建筑工程中得到普遍应用,其中BIM技术的效果是十分显著的,在建筑结构工程抗震设计中运用该技术可以使抗震设计的正确性、可靠性得到提高。

结语

总而言之,就建筑结构工程设计来讲,在设计中需要考虑周全,而且根据当地的具体情况选择适宜的抗震结构体系。同时,在建筑结构抗震设计中需要以建筑物的平面以及结构选型为切入点,进一步完善建筑物的抗震力,提升建筑物的抗震性能。做好建筑结构工程的抗震设计,可以增强我国建筑结构的整体质量,使我国建筑物可以更好的抵御自然灾害带来的不利影响,推动我国社会经济健康有序发展。

参考文献:

[1]任云肖.建筑结构工程在抗震设计中的研究[J].时代农机,2018,45(05):137.

[2]颜桂云.《建筑结构抗震设计》教学改革探索与实践——基于工程教育认证标准[J].福建建筑,2018(01):98-104.

[3]曹磊.建筑结构工程在抗震设计中的研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2017,33(23):59-60.

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