高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

程勝飛

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，近年來(lái)特別是建筑行業(yè)的發(fā)展非常迅猛，我國(guó)為了緊跟發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步，以及適應(yīng)世界性經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)目前所建設(shè)的建筑越來(lái)越高，而因此所造成的危險(xiǎn)程度也越來(lái)越大。本文主要分析了保障高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的要求，闡述了高層混凝土建筑抗震結(jié)果設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，并針對(duì)高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改善措施進(jìn)行了研究和探討，以期實(shí)現(xiàn)高層建筑能夠有效抗震，保障使用者的人身安全。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；混凝土建筑；抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，建筑商所建設(shè)的建筑高度提升越來(lái)越快，從而促使人們的居住樓層和工作樓層越來(lái)越高。雖然目前的高樓層建筑的安全性能得到了明顯的提升，但仍然很難抵擋住較為嚴(yán)重的地震災(zāi)害，因此為了保證建筑和人們的安全，要加強(qiáng)高層建筑抗震性，因此要注意建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前我國(guó)相關(guān)的設(shè)計(jì)還存在一定的問(wèn)題，本文通過(guò)分析這些問(wèn)題，并給出相應(yīng)的改善措施。

一、保障高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的要求

1.科學(xué)設(shè)計(jì)剛度值

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮剛度值，剛度值是高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的部分。設(shè)計(jì)人員要根據(jù)相關(guān)的材料，地質(zhì)條件和周邊環(huán)境以及施工設(shè)備的操作方法等，并根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)知識(shí)，科學(xué)合理設(shè)計(jì)出高層混凝土建筑的剛度值，以確保高層混凝土建筑的安全性。

此外，設(shè)計(jì)人員還要注重建筑的連接設(shè)計(jì)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)建筑的連接特性，可以使建筑起到防震的效果，從而使建筑的安全得到保障。如果建筑因?yàn)槭艿酵饨绲囊蛩氐挠绊懚a(chǎn)生相應(yīng)的變化，其可以通過(guò)自身的調(diào)節(jié)作用進(jìn)行完善，并不會(huì)因?yàn)橐恍┪⑿〉淖兓拐麄€(gè)建筑出現(xiàn)問(wèn)題。要注意對(duì)出現(xiàn)微小變化的地方進(jìn)行修理，以此保證高層建筑的防震性能不會(huì)受到影響。

2.重視連接點(diǎn)性能

通過(guò)研究表明，一般高層建筑在地震中出現(xiàn)損壞，主要是因?yàn)榉勒鸾Y(jié)構(gòu)的受力點(diǎn)存在問(wèn)題。因此設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要著重考慮連接點(diǎn)的性能。

二、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

1.不按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)

有些建筑商為了很夠使所建設(shè)的建筑能夠獲得最大的利益，往往不顧國(guó)家的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，如建筑高度，常常將建筑高度的建設(shè)超過(guò)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)要求。如果建筑的高度過(guò)高，在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，建筑的抗震結(jié)構(gòu)就很難發(fā)揮功效，從而使高層建筑在地震災(zāi)害中出現(xiàn)損壞或坍塌。

如果為了保障高層建筑的安全性，建筑商私自將建筑加高的時(shí)候，往往也伴隨著需要將高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，從而會(huì)造成抗震設(shè)計(jì)的成本增高，從而出現(xiàn)建設(shè)上得不償失的情況。

2.建筑地基的選擇不可靠

地基是建筑之本，如果地基不穩(wěn)定那么建筑也會(huì)有極大的危險(xiǎn)，因此高層建筑的地基選擇非常重要。隨著我國(guó)建筑行業(yè)和房地產(chǎn)行業(yè)的飛速發(fā)展，其中能夠獲取的利益也非常多，致使很多建筑商為了獲取暴利，在選擇地基時(shí)常常選擇一些較為經(jīng)濟(jì)的地方，而對(duì)于這些地方會(huì)對(duì)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響不管不問(wèn)。如建筑商選擇了地勢(shì)凹凸不平、河邊等地方，在發(fā)生地震時(shí)會(huì)因?yàn)榈貏?shì)的原因而產(chǎn)生很嚴(yán)重的危險(xiǎn)。

3.建筑材料的選擇不可靠

除了影響高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的外部環(huán)境外，其內(nèi)部也存在一定的問(wèn)題，如果建筑材料不過(guò)關(guān)，那么發(fā)生地震時(shí)，即使地基的位置再好，高度也按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，高層建筑還是會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

目前我國(guó)主要采用鋼筋混凝土的核心筒作為功用設(shè)計(jì)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移值是設(shè)計(jì)人員主要考慮的因素，然而此種設(shè)計(jì)方法，高層建筑抗震結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)槭芰^(guò)大而產(chǎn)生變形。

三、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改善措施

1.選擇安全穩(wěn)定的建筑地址

通過(guò)研究可知，地基作為高層建筑之根本，其對(duì)高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)中有著非常重要的作用，而且在全球各地因?yàn)樵诘卣鹬袚p毀的建筑，主要就是因?yàn)榈乩憝h(huán)境沒(méi)有選擇好，地質(zhì)條件太差而造成。因此，設(shè)計(jì)人員在高層混凝土建筑設(shè)計(jì)時(shí)，要將此選址作為重要的考慮因素。

在進(jìn)行建筑地址的選擇時(shí)，要先調(diào)查相關(guān)的地質(zhì)條件，如土質(zhì)堅(jiān)硬且分布較均勻的地點(diǎn)就非常適合建筑施工，如果土地松散且地勢(shì)不平就不適合建設(shè)。選擇建筑地址的主要作用就是保證建筑地基的安全性和穩(wěn)定性，以此提高建筑抗震結(jié)構(gòu)的防護(hù)性能。此外，設(shè)計(jì)人員在選擇建筑地點(diǎn)時(shí)，還要考慮周邊是否存在一些比較危險(xiǎn)的場(chǎng)所，如石油工廠、化工廠等易在地震中出現(xiàn)爆炸的場(chǎng)所。

2.改善抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案

國(guó)家對(duì)于建筑抗震結(jié)構(gòu)有著比較明確規(guī)定，因此設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能使高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的有效性得到保障，提高人們的安全性。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要注意建筑能夠在相應(yīng)的空間內(nèi)，可以更改變形空間，另外設(shè)計(jì)人員還可以從建筑的結(jié)構(gòu)入手，加強(qiáng)抗震結(jié)構(gòu)的延展性。最后，建筑可以在結(jié)構(gòu)變形之后，不需要其他因素的影響，通過(guò)自身恢復(fù)至原來(lái)的形態(tài)。

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)地震有非常全面的了解，能夠清楚的知道不同等級(jí)的地震對(duì)建筑的損害程度，從而設(shè)計(jì)出能夠有效緩解地震力量的抗震結(jié)構(gòu)。

3.注意控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

地震災(zāi)害是一種非常強(qiáng)大的力量，它的作用力并不只是使高層混凝土建筑出現(xiàn)水平晃動(dòng)而已，它會(huì)從不同方向產(chǎn)生力的分量來(lái)拉扯建筑，當(dāng)扭轉(zhuǎn)分量占據(jù)主導(dǎo)時(shí)，會(huì)給建筑造成極大的損害，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)是高層建筑最可怕的一股力量。因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要注重考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的危害，全面考慮建筑在規(guī)定水平力作用下的扭轉(zhuǎn)位移比，合理布置水平剛度和豎向剛度，防止剛度突變，控制好建筑的第一周期和第二周期的以平動(dòng)為主，嚴(yán)格控制對(duì)應(yīng)剛度不宜相差太大，從而科學(xué)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)出能夠有效抵抗扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的抗震結(jié)構(gòu)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著人們對(duì)高層建筑安全性的關(guān)注度和要求越來(lái)越高，因此如何提高高層混凝土建筑的穩(wěn)定性成為相關(guān)單位考慮的重要問(wèn)題。通過(guò)上述分析可知，通過(guò)科學(xué)選址、改進(jìn)設(shè)計(jì)方案、控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)等措施改善抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而能夠有效提高高層混凝土建筑的穩(wěn)定性，保障人們的安全。

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