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    高層建筑抗震設計問題

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    高層建筑抗震設計問題

    1高層建筑結構抗震設計基本原則

    1.1應重視建筑結構的規則性。

    建筑設計應符合抗震概念設計的要求,不規則的建筑如果坐落在大規模的城市規劃中是地震防治的頭號重要的敵人,地震規劃要求建筑短平,立面對稱。由于地震的震害特征,這種類型的建筑在地震中的破壞比不容易測量,地震反應更大,為了易于測量,要多了解相關的結構和細節。在建筑中包含的規則中要注意建筑立面尺寸,承載力等多種因素的聯合分布的需求、規則體系中反映的形式、系統的剛度。

    1.2剛柔相濟原則。

    在設計防地震結構中,不能單單是為了提高抗力而改善結構,首先是要根據原先設計的建筑尺寸的大小和混凝土的剛度,隨后判斷可能由地震引起的破壞力,核算所需要的結構剛度,因為地震的影響是非常大的,所以需要設計的結構剛度也很大,而且作為防震需要,必須加強結構強度,但在設計地震作用,必須加強基礎地基和主體之間所設置的隔震效果,另外,要加強在抗震設計中的“柔性”,通過合理的設計信息進行操縱,從而達到剛柔并濟的效果。

    1.3多道設防原則。

    強烈地震后,許多余震通常會伴隨其后,就算是一個堡壘在第一損壞結構損害后經歷余震,可能會導致地震崩塌堆積。所以,抗震結構需要許多延伸系統,如框架墻系統在結構墻和兩個子系統,設計多道保護措施,以便更好的進行多次保護。還有一根重要的議題是對于余震的防護,這個多道設防的原則在針對這點上非常重要,在經過大地震后,往往房屋結構會出現損失,抗地震的承載力下降,如果設置第二、第三條防線,可以大大提高人們在余震中的存活率。

    2我國高層建筑抗震設計中存在的問題

    2.1缺乏設計人才。

    在許多西方國家,高校會開設許多有效的建筑設計專業課程,與職教這些專業的相關人才,但是,在我國本課程目前還很少,很多高層建筑都是由一個個外國專家設計操作的,在國家該領域的抗震設計人才較少。

    2.2注意高層建筑材料和結構體系的選用。

    現今情況下超過150米的建筑中,通常選擇一個三層支撐框架的建筑結構鋼來生產。而且,隨著大量的產品品種也不斷增加,并隨著處理鋼鐵能力的加強,產能可能不斷增加,在高層建筑中的選擇鋼管混凝土結構,鋼筋混凝土和鋼結構的面越來越大,不僅減少的鋼架構尺寸的大小,而且還提高了結構的抗震設防。當超過一定高度的時候,設計者要關心的不單單是設計,鋼結構的特點導致其質量輕,不易減少大風對其的損壞,所以是需要混凝土的幫助,形成鋼筋混凝土結構,作為超高建筑的設計材料。

    2.3目前高層建筑超出了最佳抗震的限高。

    在科學技術研究的現狀和高層建設現狀上,對我國高層建筑結構要求有一個合理的限定高度,這個高度的設定是高效的,但在實際施工中,往往在許多混凝土結構的高層建筑中參考這一高度的非常有限,所以這些高建筑抗震設計中的局限性,需要小心。在測試振動試驗臺基礎的抗震設計的極限中,因為高層建筑物的高度增加導致的結構變化的影響因素很多,特別是在安全性和材料有關的參數,是根據超過標準的高層建筑設計的。

    2.4高層建筑結構平面布置問題。

    高層建筑為了耳目一新的立面效果,會在一個平面內進行不規則的、大凹面的或更復雜不對稱的結構,在地震前要很正式地確認這些建筑結構,工程師在建筑設計,尺寸方面的意見要進行及時溝通,嘗試與建筑師商量,商定一個水平和垂直對稱的、質量和剛度、承載力統一的布局。

    3我國高層建筑抗震設計加強要點

    3.1采用位移的結構抗震方法進行設計。

    高層建筑在地震作用下變形在施工過程中經常會發生,因此,設計結構的選擇,結構的彈性變形都是必要的,因此,通常在設計地震作用下的位移變形是必要的,通過操縱地基層的位移,地震的變形和位移得出的結論是,變形的部件之間的連接,必須在界面結構的應變分布處處理。另外,在選擇高層建筑的位置時必須在一般的地方建立鞏固的設置,如果這樣,進行可能的地震能力輸入,讓地震作用減弱。

    3.2運用高延性結構來進行消震和隔震。

    在中國,目前的抗震設計、施工操作中可以通過加強剛度、韌性與抗地震構造,使高層建筑的結構,得到一個更大的韌性,在塑性狀態下讓地震的影響減弱。當地震能量釋放時,要保證房屋具有高延性結構來進行消震和隔震。這樣可以彌補地震造成的損失。同樣,如果一個高層建筑承載力較小時,高韌性,高延性可以在地震能量吸收的過程中將地震破壞能量接受的更多更大,讓房屋不容易變形,韌性的合理使用可以減少房屋崩潰的概率,在科學規劃中,隨著建筑物的抗震設計與進步,科學家設計的阻尼器可以有效吸收地震能量,查明地震對高層建筑帶來的破壞。

    3.3建立多層地震防線。

    高層建筑抗地震為了提高防震的性能,要設置多條抗地震的防線。高層建筑在地震作用的作用下,如果第一道防線被摧毀了,還有兩個備用的第二和第三道防線,阻止更多的地震破壞力,抗震設計的高層建筑進行了多段墻框架設計,如抗地震剪力墻結構。該框架具有良好的抗震性,是多道防線的結構抗震墻是第一道防線,也是最重要的一條。因此,要建設抗震能力足夠高的墻,減少地震發生時在墻上的裂縫。同時,在地震后,各層框架分布的剪力墻承受的剪力,要大于結構設計中地震的總剪力的百分之二十和該設計中建筑框架的最大的剪力值的兩倍左右。

    3.4結合結構性能標準來設計抗震。

    當地震發生的時候,建筑一定要具有一定的抗震安全能力,這是在對于建筑的結構控制中最重要的,具有很關鍵的目的。因此,要根據建筑物承受風力的變化,判斷建筑的設計,這一設計略有減少建筑物的抗震能力,但對于綜合設計來說是很有必要的。

    結束語

    在現在社會,高層建筑抗震的結構和設計都發生了變化,其中主要是硬度變成了主要轉向柔性結構的改變,通過調整“治療”剛性結構的隔震,減震效果差的問題,達到以柔克剛的減震抗震的目的,抗震材料對于抗戰的影響,越來越多被各國專家關注,選擇專業的材料以便提高抗震指數,增加高層建筑的抗震能力,并且增加研發實力提高新型建材的生產,促進技術的發展,通過優化設計,使高層建筑的抗震性能加強。計算機模擬地震試驗的模型和組件也被廣泛地使用起來。通過模擬器在桌上顫抖,得到一個確定性的地震記錄,可以更好的把握地震發生時的影響。模擬地震的逼真的環境因素,對科學研究高層建筑地震有有效地提高幫助。

    作者:劉建飛 單位:內蒙古赤峰市建亞建筑設計院有限責任公司

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