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建筑結構抗震論文

時間:2022-03-03 11:54:46

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑結構抗震論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

建筑結構抗震論文

第1篇

1保證建筑結構抗震水平的先決條件

1.1合理的選址在建筑結構抗震水平設計中,合理的選址是最基本的先決條件。為了保證選址的正確、合理性,我國政府部門已經出臺了《中華人民共和國減災抗震法》等法律條文,其中明確規定“對于有可能發生的重大建設性工程以及次生災害進行嚴格的地震安全指標評價,按照地震安全評價結果,明確相關建筑物的抗震設防要求,并對其進行分別設防”。建筑結構的設防標準根據其實際質量可分為四個標準,其中:甲類:地震時間或大型建筑工程可能發生的次生建筑類災害;乙類:地震中不能中斷使用功能,且必須要逐步恢復的建筑類型;丙類:除甲、乙兩類建筑外的其他普通建筑類型;丁類:抗震級別相對較低的建筑。根據對相關法規的分析,在進行建筑物結構設計時,必須要選擇對建筑有利的場地,避免在不利地段建設大型民用建筑,以防止地震破壞隱患的出現。對于一些軟基地段,也必須要進行充分的處理,才能夠進行合適的建筑設計。另外對于地震可能引起的次生災害問題,也必須要予以正確的處理,進一步保證選址的正確性。

1.2科學的設計當地震發生時,不同的建筑結構所受到的地震影響是不同的,為了最大限度降低地震災害的影響,建筑設計人員在抗震設計環節中,要根據當地地段的實際情況來進行建筑結構的選擇。目前,我國常用的鵝建筑結構可以分為“鋼筋混凝土結構”、“砌體結構”、“鋼混結構”和“鋼結構”四種類型。通過對四種結構的比較分析得出,鋼筋混凝土結構的抗震能力相對較強,因為其自身具有較好的柔韌性,所以當建筑物因地震災害而出現應力變形時,鋼筋混凝土結構能夠依靠自身良好的承載力對其進行一定程度的控制,這是其它三種結構所不具備的優勢。近年來,高層建筑建設的增多,大大增大了其在地震災害影響下的水平位移和抗側移剛度,這在無形之中就加大了地震災害的影響,為了避免地震災害影響程度的增大,在設計和審核高層建筑抗震設計時,必須要考慮結構的側移度。

1.3堅實的質量地震作為破壞性超強的自然災害,想要最大限度降低其對建筑的破壞,保證建筑設計堅實的質量是最基本的防護措施。相比較而言,我國建筑設計水平發展較為緩慢,在地震設計方面也存在不夠合理的情況,這使得很多建筑結構都出現了地震安全隱患,過大的自身重量也加大了地震危害。為了保證建筑結構抗震水平,必須要在建筑抗震設計環節中科學的運用抗震理論,根據相關設計原則,利用有效措施來提高建筑結構的可靠性與安全性。

2實現建筑結構抗震水平設計的措施

2.1基礎性防震措施應用基礎性防震措施根據建筑的結構的不同位置有著不同的措施:(1)地基隔震。地基隔震是在建筑地基與土層之間設置緩沖層,以便在地震發生時減小建筑與土層之間的震動碰撞,實現對震能的有效吸收和反射作用,減小地震對建筑物的破壞。目前,我國最常使用的地基隔層為瀝青原料隔震層。(2)基礎隔震?;A隔震是整個建筑結構抗震設計中的關鍵,想要降低地震對建筑物的破壞,就必須要做好基礎隔震措施。在對建筑基礎采取抗震措施時,為了減小地震對上部結構的破壞,需要在建筑物的上部結構和基礎位置接觸處設置隔震層,防止地震力由地基處向上部結構傳播,降低地震對建筑上部結構的破壞。基礎抗震裝置一般采用混合隔震裝置、基底滑移隔震裝置和夾層橡膠隔震裝置等。(3)間層隔震。間層隔震是為了吸收地震的沖擊余力而設置的,間層隔震的有效設置能夠對震力進行再次削減,以達到降低地震對建筑的破壞作用。間層隔震一般都安裝在原始結構層上,其實我國最早使用的的抗震措施,具有施工操作簡單的優勢。(4)懸掛隔震。懸掛隔震是通過懸掛的方式,將建筑物全部或部分結構脫離地面,從而在地震出現時,降低地面震動與建筑物之間的震力作用。目前,此種抗震措施多用于大型鋼結構建筑當中,收到了較為不錯的抗震效果。

2.2機敏減震支撐體系機敏減震支撐體系是集成現代科技技術的防震系統,其利用活塞運動的原理,對建筑結構進行設計。在地震災害發生時,保證建筑結構中的內、外鋼能夠通過不斷的滑動來消減地震的破壞力,減輕震力破壞和消耗地震作用力的傳導。目前,這項技術還在不斷的研究和完善當中,相信其很快就能夠實現有效的應用,為建筑抗震設計水平的提升做出貢獻。

2.3效能減震技術應用效能減震是實現對地震所產生動能的消耗,來減輕地震能的傳導大小,從而降低其對建筑物的破壞程度。目前,在此技術方面一般采用消能器和阻尼器,兩種器械都能夠實現地震能量的有效消耗和吸收,減小震力對建筑主體的破壞,以達到對建筑主體結構安全、穩性定的保護。目前,效能減震技術在我國建筑防震設計中得到了有效的應用,其在新建筑的防震設計和舊建筑的抗震加固方面,都起到了良好的效果。

3總結

綜上所述,建筑工程作為人類工作、學習和生活的基本場所,其對于人類正常生活秩序的重要性是不言而喻的。為了實現對人類生活正常秩序的有效維持,保證人類的生命及財產安全,做好對建筑結構的抗震設計是對建筑設計、施工企業的基本要求。在實際設計過程中,為了能夠將抗震設計的功能性最大限度發揮出來,設計人員應多分析此前的抗震設計經驗,結合實際建筑的特點,來進行科學的抗震設計,為提升建筑結構的抗震水平打下良好而又堅實的基礎。

作者:于衛東陳珊單位:新疆兵團勘測設計院(集團)有限責任公司建筑分院新疆恒信工程項目管理咨詢有限責任公司

第2篇

【關鍵詞】高層建筑,混凝土,抗震設計

中圖分類號:TU973+.31文獻標識碼: A 文章編號:

一、前言

建筑行業是我國重要的經濟增長行業之一,關系到居民的切身利益。我國是多地震國家,但我國目前對地震的預防能力較弱,地震給我國帶來了及其巨大的災害,因此,加強建筑設計中的抗震設計,是進一步保障我國居民生命財產安全的重要措施之一。目前我國高層混凝土建筑應用的范圍越來越廣泛,其綜合性和高集成性都使得高層建筑的抗震設計需要更為明確的重視,加強對高層混凝土建筑抗震設計,已經十分的迫切。

二、高層混凝土建筑結構中抗震設計的現狀和存在的問題

高層混凝土建筑是經濟發展的產物,高層建筑結構的設計尤其是在抗震結構設計上,我國雖然引進了一些西方歐美抗震設計理念,但缺乏符合本國實際的理論技術創新。很大方面存在著缺陷,主要表現在以下幾個方面。

1.高層混凝土建筑在結構防震設計中缺乏科學規范的理論指導,缺乏實際經驗的積累;而且我國對地質地震的認識尚不夠完善,對地震的成因,預測,防治研究不夠深入。因此,在進行高層建筑結構抗震設計時候,缺乏一定的科學依據,或依據的是不完善的理論。因此,難以在高層建筑結構設計中完美融合防震設計理念。

2.高層混凝土建筑結構設計中,設計立足于固定參數,而忽視了實際情況,設計完全依據“計算設計”完成。而且將一定的地震或力學參數做出固定的規范,比如,在我國地震設計研究中,把地震的降級系數統一規定為2.81,將小震賦予固定統計意義。而小震多用于結構設計中,結構截面承載能力設計和變形的檢驗計算,需要依據一定的實際情況而行。雙向板內力計算時,查用《建筑結構靜力計算手冊》的內力系數時,其泊松比取值為0。 而鋼筋混凝土材料的泊松比取值為1/6, 這在設計板時往往容易被忽略,在計算跨中彎矩時,未考慮引入泊松比后的計算公式,導致內力計算結果錯誤。

3,沒有能夠深入研究地震對建筑結構破壞的層次和順序,難以做到重視主體的設計且兼顧細節問題。沒有能根據實際情況靈活變通的運用抗震設計準則。

三、高層混凝土建筑結構抗震設計的方案

1. 高層混凝土建筑結構設計要從建筑的全局出發,全面考慮各種建筑部位的功能,在此基礎上,科學設計每個部分的構件,保證每個部件之間的契合,促使每個部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設計要求,滿足一定的現實需求,同時,通過抗震設計,使得每個構件都可以具有相應的承載力,當地震來襲時,每個構件都可以有著一定的先后破壞次序,整體組合構件將會有著更強大的承載力和柔性,從而延緩地震破壞的速度,消耗爆發的能量。增強建筑的整體抗震能力。

2.地基設計是進行建筑結構設計的基礎,因此,在房間結構抗震設計中,要科學避開山嘴,山包,陡坡,河流等不利因素,要本著堅硬,牢固,平坦,開闊的選址原則。親身實地,利用先進技術設備,進行地質勘探,山石水土監測,并取樣論證,科學嚴謹分析。力求使得整個地基牢固可靠,地質穩定無滲漏,無坍塌,無暗河,無熔巖,無火山等,從而保證整個地基不會因為承載力不均,而發生小范圍的坍塌,影響到整體承載能力和抗震能力設計。

3. 高層混凝土建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結構布置。建筑布局簡單合理,結構布置符合抗震原則,通過無數次的實驗表明,簡單、規則、對稱的建筑結構抗震能力強,對延緩地震烈度范圍延伸,消耗地震的能量,減少地震對整體結構的破壞,而且,對稱結構容易準確計算其地震反應。

4.抗震結構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題。如果按結構材料分類,目前主要應用的結構體系有砌體結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構、鋼-混凝土結構;若是按結構形式分類,目前常見的有框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、筒體結構。高層建筑結構抗震設計中,不同結構的抗震結構體系的承載力受到抗震設防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經濟條件等多種條件的影響,因此高層建筑結構抗震設計要綜合考慮,做到科學選擇,嚴謹設計。

5.結構良好的延性有助于減小地震作用,吸收與耗散地震能量,避免結構倒塌。因此,結構設計應力求避免構件的剪切破壞,爭取更多的構件實現彎曲破壞。始終遵循“強柱弱梁,強剪弱彎、強節點、弱錨固”原則。構件的破壞和退出工作,使整個結構從一種穩定體系過渡到另外一種穩定體系,致使結構的周期發生變化,以避免地震卓越周期長時間持續作用引起的共振效應。

6.在高層建筑結構抗震設計中,一般而言,要尤其注意其是由諸多構件共同組合在一起,因此,要進行整體化的對待。要充分調動各個構件的作用來完成整體建筑的抗震效果。當高層建筑的一些基本構件都失去了原有功能的時候,那么,在地震來臨后,很容易讓整體的建筑結構喪失對地震的抵抗能力。在這種情況下,很容易讓整個高層建筑坍塌,因此,要保證所有構件的功能協調,并確保所有的構件都能夠在地震作用下保證良好的性能,如此,可以增強建筑結構的整體抗震能力。

7.設計高層混凝土建筑和超高層建筑時,屋頂建筑抗震設計也是整個設計的一個重要環節。近幾十年來,從多數高層建筑抗震設計評定結果看,屋頂建筑設計還存在一些問題,例如:屋頂設計較高或者設計過重。屋頂設計較高或者設計過重,無形當中加大了屋頂建筑變形,而且也加大地震作用,尤其對自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上,如果屋頂的抗側力墻和屋頂之下的抗側力墻出現間斷,在地震發生時,帶來的地震扭轉作用也會更嚴重,對抗震更不利。所以,在進行屋頂建筑設計過程中時,應該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強度較高、輕質、剛度均勻的材料,使得地震作用傳遞不受阻礙;屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上;如果屋頂建筑非常高,屋頂建筑就必須具有較強的抗震性,讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小,盡量避免發生扭轉效應。

四、結束語

隨著我國經濟的發展和人民生活水平的提高,在目前的發展趨勢中,高層建筑結構設計的主流趨勢有低碳,環保,安全,節能,生態。其中指標之一,就是建筑的安全性,而我國目前破壞力最大的安全威脅便是地震,因此,加強對高層建筑結構的抗震設計,必將會被提升到建筑設計新的戰略高度。要科學合理的設計好房間結構,增強抗震能力,設計人員不僅要大力提升自己的力學,建筑學,設計學等各方面的專業知識和制圖技能,更要培養嚴謹縝密的態度,深刻理解設計規范,深刻了解建筑結構中的每個構件,做好每個構件,從整體構思,不斷提高設計水平和設計質量,提升建筑結構的質量,為完美實現建筑的實用價值和美學價值的融合做出貢獻。

參考文獻:

[1]宮彩紅,才永杰 試析高層混凝土建筑抗震結構設計[期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2012年9期-

[2]盧偉 高層建筑抗震結構設計之探討[期刊論文] 《價值工程》 ISTIC -2011年5期

第3篇

【關鍵詞】砌體結構,主要震害,震害特征,抗震設計

中圖分類號:TU973+.31文獻標識碼: A 文章編號:

一、前言

砌體結構建筑設計中的抗震設計,關乎民生,關乎經濟發展,社會穩定,對房屋建筑實施結構設計,主要涉及對建筑高度,承載力,總體結構,各個部件的性能規劃等一系列的因素,要求通過對各個構件和整體規劃的基礎上,既實現滿足居民生活生產保障安全的需要,又具有值得欣賞的美學價值。增強房建結構的抗震設計,必須綜合考慮地基,房屋的結構體系選擇,綜合布局等多方面建設因素,是一項及其專業,嚴謹,復雜的高技術工作。

二、多層砌體房屋的主要震害特征

1.多層砌體房屋的破壞分析

(一)墻體的破壞

在多層砌體房屋中,墻體的震害表現在產生斜向或交叉裂縫、水平裂縫或豎向裂縫。破壞嚴重的墻體產生滑移、錯位、交叉裂縫兩側的三角楔塊脫落,使墻體不足以抵抗上部荷載和水平地震作用,出現歪斜甚至倒塌。

(二)樓梯間的破壞

樓梯間的震害除了墻體開裂外,也會發生預制踏步在接頭處拉開,以及現澆樓梯踏步板與平臺梁相連接處拉斷等。

(三)縱橫墻連接的破壞

縱橫墻連接處由于受到2個方向的地震作用,受力比較復雜,容易產生應力集中現象。如果縱橫向墻體之間缺乏足夠的拉結,施工沒有很好咬搓砌筑,地震時在連接處容易產生豎向裂縫,嚴重時縱橫墻向墻體脫開、縱墻外閃倒塌,使房屋喪失整體性。

2.底層框架磚房的主要震害特征

(一)震害多發生在房屋的底層,房屋上部震害與多層磚房類似,其破壞程度比底層小。

(二)底層為框架結構時的震害比底層為框架-剪力墻時震害大;剪力墻少的房屋震害比剪力墻多時嚴重。

(三)底層的震害表現為:墻比柱嚴重,柱比梁嚴重。

三、砌體結構的抗震設計

雖然砌體結構房屋地震時的破壞較為嚴重,但地震震害調查結果也表明:凡是通過合理的抗震設計,采取恰當的抗震構造措施,并且保證砌體材料和施工的質量,在不高于9級地震區建造的砌體房屋仍然具有較強的抗震能力,安全是可以得到保證的。

1.合理的結構選型及布置

選擇哪種砌體結構是抗震結構設計中的關鍵環節,應從抗震的概念設計出發,綜合建筑使用功能、技術、經濟和施工等方面進行選擇。

(一)多層砌體房屋應優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系,縱橫墻的布置宜均勻對稱,沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續,同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。而底層框架磚房底部應沿縱橫兩方向設置一定數量的抗震墻,抗震墻應均勻對稱布置或基本均勻對稱布置,上部布置同多層砌體房屋。

(二)房屋的平面最好是矩形的,若由于使用的要求,在平面或立面上必須做成復雜體型時,應采用防震縫將復雜的體型分割成若干規正、簡單體型的組合,以避免地震時房屋各部分由于振動不協調產生的破壞。

(三)房屋的層數或總高度不能超出GB50011)2001中7.1.2條的限值?,F在不少建筑采用了蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚,應注意6、7烈度時采用蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體的房屋,當砌體的抗剪強度不低于粘土磚砌體的70%時,房屋的層數應比粘土磚房屋減少一層,高度應減少3 m,且混凝土構造柱應按增加一層的層數所對應的粘土磚房設置。

(四)普通磚、多孔磚和小砌塊砌體承重房屋的層高不應超過3.6 m;底層框架磚房的層高不應超過4.5 m。若因建筑功能要求,某樓層的層高超過規定限值時,應于該樓層承重墻沿墻長每隔不大于2m增設一根構造柱。

(五)房屋的承重外墻,每個開間最多只能開設一個窗洞,當同一個開間兼有門和窗時,門與窗應連成一個洞口。同一軸線上的窗間墻宜等寬。

(六)多層砌體住宅應設置不少于三道承重縱墻,且每道縱墻沿各自軸線對齊、貫通。若因建筑布局必須錯位時,每段縱墻的高長比不應超過相應烈度的房屋高寬比限值,較窄墻段的兩端還應增設構造柱。

(七)樓梯間不應設置在房屋的終端和轉角處,如果由于建筑功能要求,樓梯間必須設在第一開間或其他外墻轉角處,則需采取局部加強措施,如根據烈度的高低,在樓梯間的四角或僅在外墻轉角處設鋼筋混凝土構造柱,在樓梯休息平臺板標高處增設圈梁或配筋磚帶,在頂層樓梯間增設水平配筋帶或圈梁等。

2.計算簡圖及計算方法的選取要正確,符合實際情況

(一)計算簡圖:計算多層砌體房屋地震作用時,應取一個結構單元作為計算單元,在計算單元中將各樓層的質量集中到樓、屋蓋標高處。多層砌體房屋可視為嵌固于基礎頂面的豎向懸臂梁,各質點的計算高度取樓(屋)蓋到結構底部的距離。計算簡圖中結構底部按下列規定取值:當基礎埋置較淺時取為基礎頂面;當基礎埋置較深時,可取為室外地坪下0.5 m處;當設有整體剛度很大的全地下室時,則取為地下室頂板頂部;當地下室整體剛度較小或為半地下室時,則應取為地下室室內地坪處。對于底層框架磚房,應將上部結構轉為直接作用在底部框架上的均布荷載和彎矩進行計算。

(二)計算方法:一般情況下,多層砌體房屋的抗震承載能力的驗算采用底部剪力法,僅考慮水平地震作用,沿房屋的橫向和縱向分布進行驗算。對于很不規則的房屋,可采用振型分解反應譜法進行驗算。對于底層框架磚房,上部樓層地震剪力的計算與多層砌體房屋相同。由于底部相對薄弱,因此應考慮塑性變形集中的影響,底層的縱向和橫向地震剪力設計值應乘以增大系數;對于底部二層的結構,底層與第二層的縱向和橫向地震剪力設計值均應乘以增大系數。

3.抗震構造措施到位

(一)按規范要求設置構造柱,尤其注意構造柱上下端箍筋應加密時的配筋。在墻端有構造柱時應錨入構造柱,當墻端無構造柱時,應將水平筋彎折成直鉤。

(二)在高度方向減少構造柱數量時,應加強減少構造柱處的墻的相互拉結措施,包括采取加強圈梁等措施。

(三)在地震區,砌體房屋的圈梁應符合抗震規范GB50011)2001表7.3.3要求,現澆樓蓋不單獨設置圈梁亦未沿墻周邊設置加強鋼筋,該加強鋼筋一般可用2φ12 mm通長筋平放或豎放于墻中板邊,與板的鋼筋綁扎,兩端可靠地錨固于構造柱內。

(四)當樓、屋蓋中有較大的梁或屋架支承在墻上或砌體柱上時,支座處應設置抵抗水平向作用的措施:增加支座處的螺栓數量和強度、加大梁或屋架的支承長度、支承處墻內若有構造柱,則應增大構造柱內配筋,甚至按排架柱考慮。

五、結束語

在建筑行業中,砌體結構是最為重要的結構主體之一,而最大的威脅便是地震,因此,加強對建筑結構的抗震設計,必將會被提升到建筑設計新的戰略高度。要保證建筑結構抗震設計的高效完成,應當在遵循相關規范要求的原則上,對其進行科學合理地設計,使建筑物具有可靠的抗震性能,達到建筑物小震不壞,中震可修,大震不倒的要求。相信,隨著設計師抗震設計水平的提高,做出經濟、合理地且能實現功能目標的建筑結構抗震設計指日可待。

參考文獻:

[1]全學友,劉春茂,趙國,對砌體結構抗震設計的幾點建議[會議論文] 2002 - 2000年全國砌體結構學術會議

[2]李慶元,磚砌體結構抗震設計及加固驗算簡化方法[會議論文] 2010 - 第二屆全國工程結構抗震加固改造技術交流會

[3]-王玉,王貴臣 淺談砌體結構抗震設計[期刊論文] 《企業導報》 -2011年21期

[4]蔡賢輝,李剛,程耿東,重視砌體結構的抗震構造和加固技術的研究和推廣[會議論文] 2008 - 2008年汶川地震建筑震害分析與重建研討會

第4篇

關鍵詞:建筑工程;建筑結構設計;抗震設計;抗震研究

近年來,我國經濟不斷發展,人民生活水平不斷提高,但是地震災害卻不斷發生,地震災害不斷威脅著我國人民的生命財產安全。眾所周知,地震災害的后果十分嚴重,然而,以現有的技術很難對其進行控制或者提前預測,因此,對地震災害進行根本性的防治是無法做到的,但是,在建筑結構設計中加入抗震設計,大幅度提高建筑的抗震能力,從而確保建筑在遭受地震災害時有一定的穩定性,進而減少地震災害發生帶來的危險。

一、在建筑結構設計中加入抗震設計的意義

毫無疑問,地震災害是眾多自然災害中破壞了最強的災害之一,對人們生命財產的安全有著極大的威脅,不僅如此,地震災害對建筑工程有著極強的破壞力,也因此,怎樣提高建筑物的抗震能力是是從事建筑工程設計的相關工作人員重點想要解決的問題,在我國歷史上,出現過許多次破壞力極強的地震,例如,唐山大地震,汶川地震。而我國經濟不斷發展,城市化發展迅速,建筑需求不斷增加,人口激增,高層建筑的需求量不斷擴大,建筑人群比較集中,所以,建筑人群集中的區域如果發生了地震,相應的損失是無法估量的。眾所周知,地震這一自然災害,以現有的技術手段無法提前預測并實施有效的防護措施,因此,在建筑結構設計中加入抗震設計,提高建筑物的抗震能力是比較有效的防護手段,因此在建筑結構設計中加入抗震設計是十分重要的。

二、建筑結構設計中的抗震設計需要達到的相關要求

首先,需要明確得是,我國對于建筑結構設計中的抗震設計是有著十分明確的要求的,因此,在實際建筑結構設計過程中需要遵循相應的設計準則,以相關設計準則為標準嚴格施工,在實際建筑結構設計過程中,相關設計師們要善于總結以往的設計經驗,再根據當前的建筑設計實際需求,完成建筑結構設計,從而使建筑結構設計科學合理。其次,在選擇防震措施時一定要選擇多級防震。以往的建筑物通常選擇得是三級防震措施,即需要建筑物做到小震沒有損壞,中震可以修理,大震不會倒塌,然而,根據相關實際狀況來看,建筑結構的防震措施必須選擇多級防震,從而最大程度地提升建筑物的抗震性能,只有這樣,在地震發生時,才可以盡可能地減少建筑物搖晃倒塌帶來的危害,減少人民群眾的經濟損失。最后,在實際建筑結構設計過程中,需要將概念設計理論與性能設計理念有效結合起來,在對建筑施工地點進行嚴謹科學地考察后,綜合多方面具體狀況進行全面的分析,從而設計出科學的建筑設計方案。

三、建筑結構設計抗震設計重點

(一)確保建筑物連接處的質量

在進行建筑結構設計工作時,不僅需要設計師們對建筑構件實施科學配置,還要確保建筑物連接處的質量問題,確保建筑構件之間的連接十分牢固,從而最大限度地降低因為建筑構件之間連接不牢固降低抗震性能情況的出現。如今,許多建筑物外壁都會使用一定的裝飾物品,相應的裝飾材料一般為大理石,瓷磚等,不僅如此,在對建筑物進行裝修時很有可能會使用新的裝修技術,而這些裝飾會依附于建筑結構而存在,從某種程度上來說,這些裝飾物的存在對建筑結構設計的抗震性能會產生一定的影響,這些裝飾物很有可能會降低建筑物的抗震能力,從而在地震來臨時增加建筑物遭到破壞倒塌時帶來的危害,比如,在地震發生時出現的玻璃雨,玻璃雨的出現通常是因為地震發生時,強大的破壞力使建筑物的玻璃幕墻產生變形,隨后在地震的破壞力作用下破碎。因此,在建筑結構設計中需要確保建筑構件連接處的質量,進而避免出現玻璃幕墻因為地震破壞力變形破碎從而帶來危險。不僅如此,在進行玻璃隔斷,內隔墻等工作時必須確保連接處的質量,讓建筑物主體連接更加穩固,從而確保建筑物的抗震性能。

(二)重視抗震措施的作用

設計師們在進行抗震設計時可以綜合運用基礎性防震措施來提高建筑物的防震性能,然而在實際運用過程中,需要根據建筑物的實際狀況進行科學選擇。比如,基礎隔震技術,這種技術在使用過程中,必須將隔震層放置于建筑項目的上部和基礎位置連接處,這樣放置能夠有效地降低建筑結構上部受到地震能的影響,從而減少地震能從地基傳遞到上層的可能性。目前,比較常用的抗震裝置包括夾層橡膠隔層,混合隔震裝置等。而間層隔震技術一般可以用來吸收地震產生的沖擊余力,最大程度地削弱地震的沖擊力量,從而保護建筑物不受地震沖擊力的較大影響,通常情況下,間層隔震使用于原始結構層。

(三)注意建筑結構的空間設計

在進行建筑結構設計抗震設計工作過程中,需要注意空間設計工作,即既要做好平面設計工作,也需要完成立體空間設計工作,從而確保建筑物的抗震效果達到最大,與此同時,在進行空間設計時需要確保設計方案科學合理。首先,需要確保方案設計的均衡性。在進行建筑設計工作的過程中,需要考慮地震發生時產生的多方面的作用力,確保設計方案的均衡性能夠有效地削減地震的沖擊力。其次,在不影響建筑物使用功能的同時簡化建筑結構,從而確保結構穩定性不會受到建筑結構的影響。最后,設計師們需要重視結構的整體性。

四、總結

隨著我國經濟的發展,人民生活水平不斷提高,而經濟的發展,城市化進程的發展使得建筑需求越來越大,高層建筑的需求量越來越大,在這樣的情況下,考慮建筑結構設計中的抗震設計是十分重要且有必要的。本論文從建筑結構設計中抗震設計的重要性開始談起,簡述了抗震設計的相關要求,提出了幾項抗震設計重點,希望對抗震設計有一定的幫助。

參考文獻: 

[1]劉明魁.建筑結構設計中的抗震設計研究[J].建筑工程技術與設計,2017(23):1543-1543. 

[2]陳瀟.建筑結構設計中的抗震設計研究[J].建筑·建材·裝飾,2017(7):121,142. 

第5篇

關鍵詞:高層建筑;存在問題;結構設計;應對措施

近幾年來,隨著高層建筑物在我國城市建設中所占比重的日益增大,從而使得高層建筑在結構設計方面發生了很大的變化,同時也出現了許多新興的設計方案??傊?,我們社會中高層建筑的結構體系變得越來越多,類型和功能變得越來越復雜,高層建筑的結構設計逐漸成為我們結構設計的重點與難點。在這樣的形勢之下,為了更好的加快我國城市發展,我們不得不重視高層建筑結構設計問題的研究。

1 高層建筑結構設計的現狀分析

在目前的高層設計之中,我們往往會選用鋼筋混凝土和鋼材這兩種材料。鋼筋混凝土材料來源廣,造價低,具有良好的耐火性、耐久性、可塑性以及較高的承載能力,對其進行合理的設計之后,還可以得到不錯的抗震能力;但是它的自重較大,構件的斷面也比較大。而鋼材不僅自重輕,斷面小,韌性好,強度大,易于加工,施工比較方便,而且還具有很好的抗震性;但是鋼材的造價高,耐火性也不好,如果使用大量的防火涂料,還會額外增加造價和工期。

目前的世界上,發達國家中的高層建筑大多數是鋼結構的,而我國也有一些采用鋼結構的高層建筑。但考慮到鋼結構和鋼筋混凝土兩者之間能夠取長補短,因此,我們認為高層建筑的結構設計采用鋼筋混凝土和鋼的組合結構才是更加合理的。

2 高層建筑結構設計過程中的主要存在問題

我們進行高層建筑的結構設計時需要注意的要點涉及到了許多方面:必須考慮當遇到地震或者是超大強風時,高層建筑會因此產生的水平側向力;為了保障高層建筑的穩定性,必須嚴格控制好其高和寬的比例問題;盡量使高層建筑的體型、剛度及其立面的質量等各方面保持對稱,減少建筑結構的薄弱環節;全面考慮由于溫度、風力以及基礎沉降等方面可能對建筑物產生的影響,合理設置變形縫,妥善處理好變形節點處的構造;特別考慮當遇到基礎比較深、重量比較大等比較特殊的地質條件時,怎樣才能安全可靠的保證其設計和施工的問題。

根據上述的主要設計要點,可以總結出,我們在高層建筑的結構設計過程之中遇到的主要問題為抗震和抗風結構、消防設計以及扭轉問題。

(1)抗震結構:一直以來,抗震結構都是我們進行高層建筑結構設計時的重點及難點。但由于高層建筑的結構比較復雜,設計人員靈活性不夠,計算的抗震結果不夠精確,無法設計出完善的抗震結構,從而使得高層建筑很容易受到地震的強烈破壞。

(2)抗風結構:高層建筑高度太高,很容易使風在建筑表層的流動性以及空氣的動力效應發生改變,從而使高層建筑的較軟部位產生震動,嚴重影響了高層建筑的裝飾和支撐等結構,因此,為了降低高層建筑受到的破壞,我們必須要進行高層建筑物的抗風設計。

(3)消防設計:我國建筑規范中明確規定,高層建筑必須要有科學的消防設計。但消防設計中遇到的難點比較多,例如,在高層建筑中,使用的材料具有較高的易燃性、排煙比較難、居住人口較多、不易疏散等。

(4)扭轉問題:在高層建筑結構設計之中,我們要求三心合一,也就是說,建筑結構的三心(即結構中心、幾何形心和剛度中心)盡量交在一點上。如果我們沒有在結構的設計中做到這一點,那么建筑物就很可能出現扭轉問題,使得建筑結構遭受到水平力從而發生破壞。

3 高層建筑結構設計的應對措施

3.1 不斷完善抗震結構的設計方案

解決高層建筑抗震的難題,完善抗震結構的設計方案,首先需要我們對高層建筑的抗側力結構進行合理的設置,提高建筑結構的穩定性和連續性;再增設高性能的剪力墻,使其在地震時能更好地吸收結構的內力;然后加大樁基礎的埋置深度,提高基礎的抗震能力;還可以對高層建筑的結構進行簡化,使其對稱,另外,再對其進行一體化的設計,加大結構的整體連續性,進而提高高層建筑的抗震能力。

3.2 不斷完善抗風結構的設計方案

對高層建筑抗風結構的設計方案進行優化,首先要保證其基礎的牢固性,然后利用增設耗能結構來減小風力對建筑的不利影響,另外還得減小高層建筑由于風力疊加及水平荷載而產生的影響,最后還需要加大高層建筑的抗風能力和結構承載力,從而進一步提高結構的抗風能力。

3.3 不斷加強、改善高層結構的消防設計

在對高層建筑物進行消防設計時,我們必須嚴格控制防火結構之間的距離。為了能夠更好的防火,我們可以適當加大耐火材料的使用,減少易燃材料的用量。除此之外,還要把疏散系統設置好,讓其呈垂直狀態,保證疏散的效率,而且在設計消防結構的時候,我們還可以增設避難層、耐火區等,用來提高其消防能力。與此同時,我們還可以在高層建筑中設立獨特的隔離結構,用來控制火力的蔓延。

3.4 合理的進行平面布局

為避免出現三心未合一引起的扭轉問題,在進行高層設計時,對高層建筑應該較多的選用比較規則的圖形,例如矩形、正方形、正多邊形、圓形等分布比較均衡、簡單的平面圖形。避免十字形、T型、L型等比較復雜的平面圖形的使用。在特殊情況下,我們應該根據現有的有關規范對其進行合理的設計,盡可能的讓結構保持對稱,避免出現某一結構過分突出的情況。

4 結語

在最近的幾年中,我國高層建筑有了十分迅速的發展,但是如果從高層建筑的質量上來看,結果就并不是那么理想了。所以,在今后的高層建筑結構設計工作中,結構設計人員不僅要加強對結構設計準確性的重視,還得了解結構方案的實際情況,不斷積累工作的經驗,從而做出科學合理的方案選擇,使得高層建筑更加舒適、安全。

參考文獻

[1] 鐘國華.高層建筑結構設計及某工程結構選型探討[D].重慶大學碩士學位論文,2006.

[2] 王鯤鵬,田亞珍.高層建筑結構設計研究[J].建筑知識:學術刊,2013 (B01):53-53.

第6篇

關鍵詞:建筑結構;設計方法;獨立基礎;懸挑梁

1 前言

建筑的結構設計一般在建筑設計之后,結構設計與建筑設計相互依存又彼此制約。結構設計不能破壞建筑設計,同時建筑設計也不能超出結構設計的能力范圍。但是結構設計決定建筑設計能否實現,因此,結構設計顯得更為重要。建筑結構設計可分為整體設計、部件設計和概率極限狀態設計法。

2 整體設計

整體設計就是進行概念設計。概念設計是指正確的解決總體方案、材料使用和細部構造,以達到合理結構設計和抗震設計的目的。概念設計是根據建筑結構設計和抗震設計的復雜性,難以精確計算而提出來的一種從宏觀上實現建筑結構合理抗震,避免無必要的繁瑣計算,同時為抗震計算創造有利條件,使計算分析結果更能反映在地震時建筑結構反應的實際情況的設計方法。采用先進的計算理論,空間受力分析、非彈性變形分析、塑性內力分析、由加載到破壞的全過程受力分析、時程分析、最優化設計、方案優化等先進科學的設計方法、設計理論將得到越來越多的應用。

通過概念設計盡可能的降低作用效應。因為降低作用效應,對增加結構安全性、降低造價、節約國家投資意義重大。使用具有高強、輕質、環保等特點的新型建材,建筑物的自重在結構計算中占很大的比重,使用輕質、高強的建材,將使建筑結構設計發生革命性的變化。

整體設計包括結構體系的選擇、柱網的布置、梁的布置、剪力墻的分布、基礎的選型等。

整體設計一般分為主體和基礎兩部分進行。設計人員根據建筑物的性質、高度、重要程度、當地的抗震設防烈度、風力情況等條件來選擇合適的建筑結構體系。是采用磚混結構、框架結構、框剪結構、框支結構、筒體,還是巨型框架等其它結構,選定結構體系后,就要具體決定柱、梁、墻(剪力墻)的分布和尺寸等。

在進行主體結構內力計算后,主體結構底截面的內力成了基礎選型和計算的重要依據。內力計算一般盡量簡化為平面體系來計算,但有時必須采用空間受力體系來計算。無論怎樣,內力計算最終是對柱、梁、板、墻(剪力墻)和塊體這五種部件的計算。也就是說,進行整體設計后,就要進行部件設計。

3 部件設計

梁和柱一般可以看作細長桿件,內力情況與計算體系相符合。單向板可簡化為單位寬度的梁來計算,雙向板的計算理論也較成熟,異型板的計算就較為復雜,應盡量避免。對于單片的剪力墻,一般把它視作薄壁柱來近似計算,有時要考慮翼緣的作用;對于筒體結構中的剪力墻則要用空間力學的方法來計算。塊體不同于梁、柱、板、墻,它在空間三個方向的尺寸都比較大,難以視作細長桿件或簡化為平面體系來計算。如單獨基礎,樁的承臺,深梁都是塊體,受力情況很復雜,難以精確分析,所以在計算中往往加大安全系數,以策安全。

4 概率極限狀態設計法

建筑結構計算理論經歷了經驗估算、容許應力法、破損階段計算、極限狀態計算,到目前普遍采用的概率極限狀態理論等階段。

目前國內結構設計所用的設計方法是概率極限狀態設計法,作用效應S必須小于等于結構抗力R,結構要滿足強度條件和位移條件。內力計算采用的力學模型一般是彈性模型,要考慮塑性變形內力重分布時,往往是把利用彈性模型計算所得的內力乘以一個調整系數。概率極限狀態設計法更科學、更合理。作用效應S小于等于結構抗力R是結構計算的普遍適用公式。

5 建筑結構設計常見問題

設計人員對工作不重視。有些建筑結構的設計人員對結構設計的認識的重要程度不夠,同時對規范的理解和學習不夠深,對涉及的很多工程設計的內容考慮不全面,往往會漏掉很多方面。有的甚至不動腦筋就直接照搬其它工程的設計成果,對工程沒有做足夠的實地比較分析,認為建筑結構設計的少許偏差對工程質量無足輕重。有的對新規范[1]的學習不夠,仍然套用舊規范,結構導致設計質量達不到要求。

建筑結構的設計不妥當。結構設計中的一般的問題有很多種,其中包括基礎設計不當,它主要表現的有基礎拉梁的設計和計算不盡合理,基礎設計荷載取值不準確。鋼筋混凝土多層框架建筑結構設計中多采用柱下獨立基礎,當地基主要受力層范圍內不存在軟弱粘性土層時,可不必進行地基和基礎的抗震承載力驗算,但這些建筑在基礎設計時應考慮風荷載的影響。另一種情況是在設計獨立基礎時,對作用在基礎頂面上的外荷載取值不當?;A拉梁的設計和計算不盡合理是基礎設計不當的另一個重要問題,用總剛分析方法進行計算,有時雖然樓板厚度取零,也定義彈性節點。采用程序進行計算,常忽略建筑平面不規則的問題。在基礎拉梁設計上,設計方案也受框架底層高和埋置深度的影響,往往使得在設計方案上對這些實際分析不透,造成設計方案選擇不當。

樁間距過小。樁間距過小,不滿足規范[2]對樁的最小中心距的規定。特別是試樁、錨樁之間的間距,往往被設計人員忽視,這可能會直接影響試樁結果的正確性。

樁身鋼筋籠長度不足。對擠土灌注樁,樁身鋼筋籠長度沒有穿越軟弱土層的層底深度,不能滿足樁基規范[3]“對于沉管灌注樁,配筋長度不應小于軟弱土層層底深度”的規定,這也是工程設計中常見的問題。

承重磚基礎采用多孔磚砌筑。根據多孔磚墻體結構構造,地面以下或室內防潮層以下的基礎不得采用多孔磚砌筑。

建筑高度、高寬比超過現行規范、規程的限值現行的規范、規程給出了建筑的最大適用高度和高寬比限值。某些高層建筑建筑高度超過最大適用高度或高寬比超出規定限值,甚至個別建筑高度和高寬比均超出規定限值。在結構設計過程中,對于建筑高度、高寬比和體型復雜程度超過現行規范、規程的高層建筑,應按超限高層建筑進行設計。同時,另一點不容忽視的問題是,建筑適用高度除與結構體系類型及抗震設防烈度有關外,還與場地類別與結構是否規則等因素有關,當位于Ⅳ類場地或結構平面與豎向布置不規則時,其最大適用高度應適當降低。

6 結論

建筑結構設計是個系統、全面的工作。作為結構設計人員,加深對當前建筑建筑結構設計的常用方法和設計中遇到的常見問題的認識與研究,課以不斷提高自身的結構設計水平。論文分析總結了建筑結構設計的方法及常見問題,希望對設計人員有一定的幫助。

參考文獻

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB50010-2010.混凝土結構設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2010

第7篇

英文名稱:Journal of Building Structures

主管單位:中國科學技術協會

主辦單位:中國建筑學會

出版周期:月刊

出版地址:北京市

種:中文

本:大16開

國際刊號:1000-6869

國內刊號:11-1931/TU

郵發代號:2-190

發行范圍:國內外統一發行

創刊時間:1980

期刊收錄:

CA 化學文摘(美)(2009)

CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中國科學引文數據庫(CSCD―2008)

核心期刊:

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽:

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第8篇

關鍵詞:高層建筑;抗震設計;結構體系

結構工程師按抗震設計要求進行結構分析與設計,其目標是希望使所設計的結構在強度、剛度、延性及耗能能力等方面達到最佳,從而經濟地實現“小震不壞,中震可修,大震不倒”的目的。本文圍繞高層建筑結構,總結了高層建筑結構設計的特點以及提出了高層建筑結構分析和各種體系相對應的方法。為實際高層建筑結構分析與設計提供一定參考。

1 高層建筑抗震結構設計的基本原則

1.1結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性等方面的性能

(1)結構構件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強底層柱(墻)”的原則。(2)對可能造成結構的相對薄弱部位,應采取措施提高抗震能力。(3)承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。

1.2在設計構造上宜有多道抗震防線

(1)一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結構構件連接協同工作。例如框架―剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成,雙肢或多肢剪力墻體系組成。(2)地震之后往往伴隨多次余震,如只有一道防線,則在第一次破壞后再遭余震,將會因損傷積累導致倒塌。抗震結構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度,有意識地建立一系列分布的屈服區,主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度,提高結構抗震性能,避免大震時倒塌。(3)適當處理結構構件的強弱關系,同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后,其他抗側力構件仍處于彈性階段,使“有效屈服”保持較長階段,保證結構的延性和抗倒塌能力。(4)在抗震設計中某一部分結構設計超強,可能造成結構的其他部位相對薄弱,因此在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小,改變抗側力構件配筋的做法,都需要慎重考慮。

1.3對出現的薄弱部位,應采取措施提高其抗震能力

(1)構件在強烈地震下不存在強度安全儲備,構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。(2)要使樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化,一旦樓層(部位)的比值有突變時,會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。(3)要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協調。(4)在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位),使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移,這是提高結構總體抗震性能的有效手段。

2 高層建筑結構靜力分析方法

2.1 框架-剪力墻結構

框架-剪力墻結構中剪力墻布置應按“均勻、分散、對稱、周邊”的基本原則考慮,內力與位移計算的方法很多,大都采用連梁連續化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉角相等的位移協調條件,可以建立位移與外荷載之間關系的微分方程來求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同,各種方法解答的具體形式亦不相同??蚣埽袅Φ臋C算方法,通常是將結構轉化為等效壁式框架,采用桿系結構矩陣位移法求解。

2.2 剪力墻結構

計算剪力墻的內力與變形時,其剪力墻應計入端部翼緣地共同工作,剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻,其截面應力分布也不同,計算內力與位移時需采用相應的計算方法。剪力墻結構的機算方法是平面有限單元法。此法較為精確,而且對各類剪力墻都能適用。但因其自由度較多,機時耗費較大,目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應力分布復雜的情況。

2.3筒體結構

筒體結構包括框筒結構?筒中筒結構以及其它筒體結構。筒體結構的分析方法按照對計算模型處理手法的不同可分為三類:等效連續化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續化方法是將結構中的離散桿件作等效連續化處理。一種是只作幾何分布上的連續化,以便用連續函數描述其內力;另一種是作幾何和物理上的連續處理,將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板,以便應用分析彈性薄板的各種有效方法。

3 高層建筑的結構體系

3.1框架-剪力墻體系。有框架結構布置靈活,使用方便的特點,又有較大的剛度和較好的抗震性能。當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時,往往需要在建筑平面的適當位置設置較大的剪力墻來代替部分框架,便形成了框架-剪力墻體系。在承受水平力時,框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協同工作的結構體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載,剪力墻主要承受水平剪力??蚣埽袅w系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設置,增大了結構的側向剛度,使建筑物的水平位移減小,同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨于均勻,所以框架-剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。

3.2剪力墻體系。剪力墻體系結構剛度大,空間整體性好,當受力主體結構全部由平面剪力墻構件組成時,即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中,單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結構,其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度都比較高,有一定的延性,傳力直接均勻,整體性好,抗倒塌能力強,是一種良好的結構體系,能建高度大于框架或框架-剪力墻體系。

3.3筒體體系。凡采用筒體為抗側力構件的結構體系統稱為筒體體系,包括單筒體、筒體-框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構件,分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結構單體,空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構成的空間受力構件。筒體體系具有很大的剛度和強度,各構件受力比較合理,抗風、抗震能力很強,往往應用于大跨度、大空間或超高層建筑。

4 結束語

在強烈地震作用下,建筑物的破壞機理和過程是十分復雜的,要進行精確的抗震計算是困難的,在總結大量地震災害經驗的基礎上,提出了概念設計,并認為它是結構抗震設計的首要問題,比計算設計更為重要。對設計人員來說,掌握概念設計,有助于明確抗震設計思想,靈活、恰當地運用抗震設計原則,不致陷入盲目的計算工作,從而比較合理地進行抗震設計。

參考文獻:

[1]朱鏡清.結構抗震分析原理[M].地震出版社,2002,11

[2]徐宜,丁勇春.高層建筑結構抗震分析和設計的探討[J].江蘇建筑,2009

第9篇

關鍵詞:高層建筑;抗震性能;理念;具體方法

Abstract: the world's population increased continuously, make the per capita living space gradually reduce, and then make the emergence of the high-rise building become an inevitable result. In recent years, such as earthquake disaster for high-rise building with the great damage and loss makes people have to of high-rise building in the design and construction of the construction of the seismic performance increase of consideration. This article describes and analyzes the structure of the high-rise building aseismic design of many of the idea of the foundation, and further puts forward the specific methods of seismic design.

Keywords: high building; Seismic performance; Ideas; The specific method

中圖分類號:[TU208.3]文獻標識碼:A 文章編號:

地震因為其高破壞力和高不確定性兩個特征成為一種危害人類正常生活的重大自然災害。同時也成為包括高層建筑在內的絕大部分建筑設計和施工項目都必需考慮的一個重要因素之一[1]。因為在人類的發展歷史上,地震這一自然災害給人們帶來了巨大的經濟財產和人身安全的損失,于是在很早以前抗震設計就成為了建筑結構設計里的一個重要考慮因素,而建筑結構的抗震設計理念和方法也隨著歷史的進步在不斷的發展。雖然人類目前還無法準確預測地震災害并確保建筑物在地震中免受損失和破壞,但是已經形成了一套比較完整的理論和方法體系,在一定程度上能做到“小震不壞,中震不修,大震不倒”,并盡大可能的做到了減少因地震建筑物倒塌而給人們生命和財產帶來的的嚴重損失。

高層建筑結構抗震設計理念

一直以來,對于建筑物的抗震設計理念和方法的研究都是建筑結構設計中的一個必要考慮因素,而增強建筑物的抗震性能是理論研究者為之奮斗不懈的的目標。現有的抗震設計理念是經過以下幾個重要的階段而總結得來的。

一是剛性設計理念。這是人們應對地震這一自然災害所總結和研究出的第一個設計的理念。當時的地震工程學者對地震和抗震理論知識的了解還很少,很貧乏。學者普遍認為建筑物在地震中損壞甚至倒塌的主要原因是因為建筑物的剛度不夠,不能抵抗地震的巨大能量才會倒塌。按照這一設計理念人們在房屋的施工建設工程中就通過增加剪力墻的厚度和承重墻的鋼筋和水泥的比例,以此來保證墻體結構有足夠的剛度,從而時地基與整個主體建筑形成一個剛性的有機整體。但是這一理念有其自身所具備的局限性,因為強調對建筑物剛度的要求,使得建筑物在高度和跨度上的發展收到限制。

二是柔性設計理念。因為看到了剛性設計理念的先天性不足,在剛性設計理念之后,抗震設計專家和學者們又提出了一個與剛性設計理念全然不同的柔性設計理念。這一理念放棄了對建筑物剛性的追求并且利用柔性建筑在地震中建筑物可以有效的側移和形變的優點來減少地震對建筑物的損害。事實表明,這一設計理念具備了剛性設計理念所無法具備的優勢,并且在一些小的低等級的地震中能比較好的保證建筑物的完好[2]。但是也僅僅是限于應對低等級的地震,事實表明,當遇到較高等級的地震時,在這一設計理念的指導下所建設的房屋是沒有任何抵抗力的。

三是結構控制設計理念。這一設計理念主要是通過對建筑物的控制結構的設置使已有的結構和新生的結構共同抵御地震。最近這些年以來,這一設計理念被廣泛應用于橋梁和高層建筑物的抗震設計中。

第四個是性能設計理念。這一設計理念的主要思想是讓建筑物在面對不同等級地震的時候能有不一樣的與之對應的抗震能力與性能,體現了多級抗震設防的重要思想[3]。該理論是在之前剛性設計理念、柔性設計理念和結構控制設計理念的基礎之上發展的全新的理論,因為其較大的抗震優勢,使得它成為現階段實際應用最為廣泛的抗震設計理念。它具體表現為以下幾個方面:①盡可能增加多道抗震防線。每一個抗震機構的體系都不是一個單一的體系,而一般都是右多個有良好延性的系統構成,而每一個分系統又是通過有較好延伸性能和柔性的構件相互連接配合作用的。比如說有剪力墻-框架體系是由具有良好延性的剪力墻和柔性較高的框架組成,而剪力墻又是分為雙肢剪力墻和多肢剪力墻分體系。一般的,強地震都伴隨著一系列的余震,這就要求建筑物節構具備抵抗強震的第一道防線之后還能有第二道,第三道防線來抵抗接下來的余震,只有這樣,才能保證建筑物在強震之后仍舊能夠不倒塌。這就要求每一樓層里的主要抗震耗能構建在強震中屈服后其他的輔助構建仍具有彈性性能,從而延長構件的“有效屈服時間”。 ②增強薄弱部位的抗震性能。構件的實際承受能力和計算承受能力是對構件合理布置的基礎,當在實際地震過程中,構件的實際承受里高于計算承受力,也就是構件面臨承受力的不定集中的情況,這時候就需要通過其他的與之相連的輔助構件對它的承受力完成轉移[4]。在薄弱部位(很有可能出現力的集中的部位)增強抗震設計,提高其抗震性能,能夠有效做到保證建筑物在地震中變形小,不倒塌。

二、高層建筑結構設計方法

對于建筑結構抗震設計,通常要考慮高層建筑物的剛度、強度,和延性,因為不僅要保證整體結構在地震中能夠承受一定范圍內的軸壓力和剪力,同時還要做到在力過大的時候在允許結構有一定的變形但是不至于嚴重倒塌。這是抗震的主要內容,也是抗震的核心內容。而現在具體的設計方法有以下這些。

一是多采用強剪弱彎結構。建筑結構中的梁和柱子簡剪力破壞比軸向扭力破壞所帶來的后果要嚴重的多,所以在設計之中要增強粱柱和墻體的剪力弱化軸向彎力。另外與此類似的還應該多采用強柱弱梁和強節點弱構件的設計方法。

二是改善高層建筑結構均勻性設計。首先是高層建筑是一個三維結構,在地震中作用力的方向是任意的,使其側向兩軸在剛度上均勻是保證其抗震性和抗風性的重要因素[5];然后是在沿豎直方向的層剪力剛性性能盡量不要發生突變;最后就是沿同一軸的各向抗側力結構要避免出現剛度較大而延性較低的結構。

三是加強短柱抗震性能。①改善建筑物整個結構的抗震性能可以通過縮小短柱的截面積,增大剪跨比進而提高短柱的計算受壓載重力的方式達到。具體的方法是增強混泥土的實際等級,降低其軸壓比。②采用鋼管混泥土的方式澆灌短柱。在由圓形鋼管構成的構件體系里澆筑混泥土保證了混泥土能夠在三個方向都能受到足夠強度的壓力,從而提高了混泥土本身的抗壓能力和極限應力,進而在保證剛度和強度的前提下增強了其延性。③采用分體柱結構。這種方法是通過人為的將柱子的抗彎性能降低到其抗剪性能之下,從而用短柱在地震中的延性破壞代替它的水平斷裂進而保證建筑物不易倒塌。

結語

隨著社會和科技的進步和發展,專家學者對建筑物結構抗震設計的理念也在不斷的更新進步,進步和先進的理念給我們帶來的是可靠的結構設計方法。雖然人類在戰勝地震這一自然災害的路上還是任重而道遠,但是我們有理由相信,隨著人們對已有地震經驗的總結,我們的抗震工程學者會研究出更好的高層建筑結構設計理念理念和方法,進而進一步保證人類生命和財產不受損失。

參考文獻:

[1] 張彭,解林偉.試析高層建筑結構設計理念及方法[J].陜西建筑,2011(08)

[2] 王欣.淺談高層建筑結構選型要點[J].科技創新導報,2010,(15)

[3] 鄭克勤.關于高層建筑結構設計探討[J].中華民居,2011(03)

第10篇

關鍵詞:建筑結構 抗震技術

一、抗震技術提出背景

基于抗震性能的設計理論,在20世紀90年代由美國提出并開始這方面的研究。隨后該項理論研究在日本,澳大利亞,中國等國家開始受到重視。該種理論重在對建筑物的抗震能力的研究,對于如何預防強大的破壞力極強的地震,是該項研究面臨的主要問題。目前,世界上建筑物抗震能力相對較高的應數日本了。這個國家由于地理位置很是特殊,他處于世界上兩大地震活躍帶之一的環太平洋地震帶。活躍的地殼運動經常為日本帶來災難性的打擊,整個日本島國甚至面臨毀滅的境地。盡管如此,日本還是依然在頑強地和自然災害做抗爭。強大的具有毀滅性的地震成就了日本抗震建筑設計的輝煌。為了抵御地震發生后帶來的毀滅性破壞,日本國內的建筑物大都經過精心設計,抗震能力相當高,一般的地震根 本就不足為慮的。日本這樣一個彈丸之國,雖然有些時候狂妄自大,但其自身確實是具備很多值得我們借鑒的東西,建筑物防震技術就很值得我們學習和借鑒。

我國地理位置比較特殊,處于世界兩大地震活躍帶之間——環太平洋地震帶和環地中海喜馬拉雅地震帶。因此,我國的地震多發性相對于世界其他國家來說也是很頻繁的,如1976年唐山大地震、2008年汶川大地震、2010年玉樹地震。每一次地震破壞性都相當大,每一次都是慘痛的教訓。在地震中,許多居民房屋倒塌,流離失所,無家可歸。雖然事后國家舉全國之力恢復了重建,但慘痛的教訓是無法抹去的。每一個人或許都在思考:為什么有的房屋倒塌了而有的房屋依然矗立?答案明確得再明確不過。關心這一問題除了大眾輿論之外,恐怕最為關心的莫過于建筑設計師們。于是,在建房屋必須具備抗震能力的要求在建筑行業成了明確的理念。

二、房屋抗震技術的概念及其特征

(一)房屋抗震技術的概念

房屋抗震技術主要是指建筑物或者構筑物在設計和施工中必須應用到的具備預防和抵抗破壞性地震的技術能力。現代建筑業的發展引入了抗震防震的理念,并且抗震強度提升,不再是一般的震級,而是能夠抵抗強度更大的地震。目前,國內有相當一部分學者致力于抗震技術的研究,并取得了豐碩的成果。相關的文獻資料為抗震技術的應用提供了理論指導和技術支撐。

(二)房屋抗震技術的特征

1.房屋結構的合理性。建筑物需要能夠具備抵抗地震的能力,設計者首先應當追求房屋結構的合理性設計原理。房屋設計結構的合理性要求建筑材料的選取,建筑物的設計、施工都應當有步驟,有計劃的進行,追求每一個環節,每一個角度的精密性。

2.房屋主體的抗震性。房屋抗震技術的應用主要就是預防地震,因為地震的破壞力非常大,能夠摧毀地面不穩固的一切建筑物。房屋的設計施工注入抗震理念后,首先應當具備的能力就是抗震能力。而抗震性主要體現在房屋的主體結構上面,只有把建筑物的主體結構設計和施工好了,才能夠從根本上具備抗震的基本要求,然后才是對建筑物墻體等設施的要求。

3.設計施工的復雜性。對于建筑物的抗震防震要求,首先就得從設計上面下功夫,要使其真正具備抵御強度較大的地震破壞,設計者們在設計的前期需要做大量的論證工作,做到合理、充分的論證,使其具備科學性和合理性。設計者們完成了論證和設計工作后,這就需要施工者在施工中嚴格按照建筑的設計模式進行施工,并且精確度要求很高。要知道,再好的設計圖紙,如果沒有精良的施工者也是徒勞。

三、建筑行業引入抗震技術的意義

(一)提高人類抵御自然災害的能力

經過我國幾代人不懈努力地發展,我國人民居住的房屋的安全性能越來越高,特別是抗震技術的應用更是提升了我國居民對建筑物抗震的理解與控制的能力。回望歷史,一個多世紀以來的歷次大地震總是給人類社會造成出乎意料的損失,尤其是特大地震中房屋建筑的倒塌所造成的重大人員傷亡。1976年唐山大地震與2008年汶川大地震對我國簡直是破壞性的打擊,這使得我國建筑設計者們不得不考慮房屋建筑結構的抗震安全性問題。抗震技術的應用,使得我國房屋建筑結構性能大大提高,并且提升了抵御大地震的能力。

(二)改善我國居民的生存環境

現代工業飛速發展,無論是城市還是農村,一座座高樓拔地而起。這一切既預示著現代化的發展進程,同時也為人們的生存帶來危機。因為地震活動的頻繁,高樓要是發生倒塌,那就等于是致命的攻擊。而隨著抗震技術的發展與應用,使得房屋建筑的抗震能力大大提升,這直接改善了人們的生存環境。有了牢固的建筑,人們不用再惶惶不可終日。人們可以在較為安全的環境下學習、工作,而不用擔心建筑物隨時倒塌。

(三)促進我國建筑行業的新發展

我國的建筑業一直停留在傳統的設計施工技術上。傳統的建筑安全性能較低,那時對于抗震性能的要求不是很高,或者說是還沒有引入抗震的理念。隨著地震活動的頻繁,災害性帶來的損失的巨大,建筑設計、施工者們意識到了必須提高房屋的抗震性能,這時候,抗震理念應運而生。抗震理念在維持現行結構抗震設計原則的前提下,更加突出地明確結構在強烈地震下的損傷破壞部位,并通過這些預期部位的損傷與破壞,達到保證建筑結構內人員安全的目標,從而大大提高房屋內人員的安全性。隨著抗震理念應用的日趨推廣,這就促使建筑行業邁上了新的臺階,不斷向著更好的方向發展。

參考文獻:

第11篇

【關鍵詞】地下水,建筑結構,設計,危害,探討

中圖分類號:TU2文獻標識碼: A 文章編號:

一,前言

在進行建筑結構設計中,地基設計是最為重要的部分,地基的穩定將直接關系到后續施工中整個建筑的工程質量。但是,在建筑結構設計中,會因為地質地貌的差異,土質,地下水的水位,升降情況等多個方面的影響,而使得建筑結構的設計變得更加艱難。地下水的浮力,壓力會在建筑水位升降中,對整個建筑結構產生強大的反力作用。因此,在進行建筑結構設計中,要研究地下水的蘊藏情況,埋藏條件,存在情形和周圍地質的關系,要重視地表水對施工的抗浮影響,潛水的工程抗浮,結構支撐于地基的抗傾穩定驗算等的主要地下水等多方面的因素,探究地下水對建筑結構設計的危害,在此基礎上做出科學合理的設計,對保證整個工程的順利進行,保證施工的質量有著十分重要的意義。

二.建筑結構設計和地基基礎設計簡述

1.建筑結構設計概念和重要性

建筑結構設計就是在遵守建筑結構設計規范的基礎上,在綜合考慮到建筑功能,并對施工地點的地質水文條件做出準確勘探的條件下,對建筑結構的梁柱,地基等承重構件做出科學合理規劃的過程。

2,建筑結構設計的重要意義

在我國,進行建筑結構設計時候,必須勘察其地質條件,據建筑的用途和地質條件,確定抗震等級,并綜合考慮到各種建筑構件的科學組合,避免組合上的缺陷,同時,要對建筑結構構件的承載力和相關的極限狀態做出驗算,保證整個建筑結構的承載在極限范圍內部。科學合理的建筑結構設計,不僅僅是后續施工的基礎,更對整個工程有著十分重要的指導作用,將直接關系都工程的質量和成本控制。因此,找出影響建筑結構設計的因素,并作出科學合理的控制措施,是整個工程順利進行的關鍵。

三,地下水對工程建筑的危害探究

1.地下水水位變化對建筑工程的危害

地下水的水位一般會受到降水,季節變化等因素的影響而產生水位的升降,地下水位的上升下降,會對整個建筑結構的設計產生極其消極的影響,。首先,當水位上升的時候,不僅僅會造成地震沙土液化速度加快,規模擴大,更會使得建筑結構下的巖土發生斷裂,變形扭曲,滑坡,崩塌等多種地質災害,嚴重降低了整個建筑結構中基礎地基的承載能力,不利于整個建筑結構的穩定,不利于整個建筑結構抗震性能的增強。其次,地下水的過大下降,常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題,對巖土體、建筑物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。最后,地下水的凍脹也會對建筑結構的設計產生消極影響,主要表現在,當凍脹的地下水升溫使得水浸濕和軟化巖土時候,會使得地基土質的強度會大幅度降低,使得建筑物的沉降幅度變大,地基容易發生很大幅度的變形,造成建筑結構的穩定性差。

2.地下水會對建筑物的建筑構件造成很大的侵蝕性。地下水會對建筑構件中的混泥土,可溶性石材,和建筑主體中的管道,金屬構件等造成很大的腐蝕和侵蝕,不僅僅會加快各種構件的老化,壽命縮短,更大幅度降低了整個建筑結構的穩定性和剛度。

3.地下水的水力狀態容易發生改變,會使得在飽和的砂型土質的建筑結構設計變得更為艱難。當水力發生變化時候,土質的效應力大幅度降低,容易形成流砂,使得建筑結構下的土體發展流動,造成地表地基的坍塌,威脅建筑結構的穩定。

四,地下水對建筑結構設計的受力影響

1,地下水對地基基礎設計中應力計算的影響

在建筑結構設計中,最關鍵是要確保地基的穩定,進行地基設計時候,首先要做到的就是要精確計算出自重應力和附加應力。在計算地基任意深度的自應重力時候,要以地下水位為分界線,地下水上面的土質,一般采用的是土質的自重應力。如果地基位于地下水的下面,那么,地基在水下的砂性土需要綜合考慮到地下水的浮力作用。如果還是粘性土質則變得更為復雜,需要根據不同的情況而定,一般認為,如果在地下水下面的粘性土質的液性指數不小于零,那么,此時土質會是一種流動的狀態,每個土質顆粒之間有很多自水,這種情況下,土體便受到了地下水的浮力作用。因此,在進行地下水位之下的自重應力的時候,要根據實際情況,綜合考慮,分析確定是否需要將地下水的浮力納入其中。如果液性指數在零之下,那么土質會保持在固體的狀態,土質就不會受到地下水的浮力,在實踐操作中,一般都會按照不利的狀態來進行綜合考慮分析。

2.地下水對天然地基承載力的影響

在建筑結構地基的設計中,要做好天然地基承載力的計算,地下水對地基有著十分重要的影響作用,一般而言,都會表現在兩個方面,其一,位于地下水位之下的土質,會很容易失去表觀凝聚力,而這種凝聚力多半是由毛細管和弱結合水所形成的,當失去凝聚力的時候,會使得土質的凝聚力大幅度降低。其二,當受到地下水的浮力時候,土質將會很大程度的降低了自身的凝聚力,也因此會使得建筑結構設計中地基的的綜合承載力變弱。在實際建筑結構設計中,都會假設地下水水位上下的土質強度都是一樣的,只是單一的考慮到地下水的浮力對土質的承載力產生的影響,當建筑結構設計的地基持力層在地下水位下面,而且不具有透水性,那么,不管基底上層的土質是否具有透水性,都統一使用保護重度,當地基的持力層具有透水性的時候,可以將有效重度納入范圍。

五,抗浮設計方案與具體措施

除箱形基礎和內部無柱的地下構筑物外,采用片筏基礎的地下室的結構一般難以滿足整體抗浮的剛度和強度要求,故將地下室劃分為若干結構單元進行抗浮驗算是合理的,抗浮設計需結合結構單元抗浮驗算的結果選擇或調整結構抗浮方案及措施。抗浮方案及措施有:

1.主體工程采用樁(挖孑L樁除外)基礎時,單層地下室或裙房地下室可用樁協助抗浮,因為受地下水變化的影響,該樁可能抗拔也有可能承壓。

2.主體工程采用天然地基時,單層地下室或裙房地下室可采用加大恒載(如覆土)抗浮,或將單層地下室和裙房及裙房地下室的結構處理成垂直荷載作用下的子框架結構支承于主體結構上,由主體結構協助抗浮。后者需修正原設計對應于子框架的梁柱內力與配筋和主體結構中支承子框架的節點的梁柱端的內力和配筋,修正的原則是取二次設計中承載力大的配筋和截面。主體結構離支承子框架節點較遠的梁柱端內力受影響較小,一般可以不必修正。

3.抗浮錨樁協助抗浮??垢″^樁的結構設計方法基本上同錨桿,適用范圍比較大。常用于大空間、大面積的單層地下室或裙房地下室及地下構筑物抗浮,當水壓力較大時,用分布抗浮錨樁無梁地下室底板的方案易于設計且比較經濟。

4.地下罐體的抗浮設計應注意其基礎或基墩在地下水的影響下可能受壓也可能受拉,要做兩個方向受力的強度驗算。

5.在必要時要做抗撥樁或抗浮錨樁的撥和壓的雙向受力驗算,承壓驗算宜考慮樁土協同工作,樁主要起抗傾斜作用,注意抗浮驗算單元應與協助抗浮的方案吻合,位于地下水位以下的室外抗浮覆土要扣除地下水的浮力,懸挑出室外的地下室底板可以適當考慮上面覆土的內摩擦角按倒梯形截面計算抗浮力,抗拔樁和抗浮錨盡量布置在柱、墻下或對稱布置在柱下,共同形成基礎梁的支座,可以使抗拔樁和抗浮錨樁的受力均勻。當基礎梁的剛度較小時,要避免跨中抗梁的內力計算,因基礎梁的豎向位移剛度從柱下至跨中各點不相同,所以布置在基礎梁跨中的抗拔樁和抗浮錨樁對基礎梁跨中是新約束,應注意計算簡圖的處理,調整基礎梁的配筋,工程地質勘查應考慮協助抗浮的抗拔樁和抗浮錨樁的布置方案對樁長的影響。

六,結束語

建筑結構的設計關系到整個建筑工程的后續施工,關系到整個建筑工程的工程進度,工程成本控制和工程質量的保證。加強地下水對建筑結構設計影響的研究,找出地下水浮力對地下室和建筑物結構施工設計的重要影響方式,和發生原因,有助于建筑結構設計的科學化和合理化。地下水是建筑結構設計中無可避免的載體,水壓力和地下水的浮力都會優先于地基對建筑物的結構產生反力作用,因此,在建筑結構設計中,要對地下水這一最重要的影響因素做出深入研究,這是保護地基穩定的關鍵環節。同時,通過探究發現,地下水主要還是通過影響到建筑結構設計中的基礎設計的受力,主要是建筑結構的自應重力和建筑結構的承載力,要從建筑結構設計中的抗浮力上面加以改善和修正,盡力保證建筑結構設計的合理性和科學性,保證工程的質量。

參考文獻:

[1] 陳曉堅 地下水在建筑結構設計中出現的問題探討 [期刊論文] 《廣東科技》 -2010年8期

第12篇

關鍵詞:高層建筑;結構設計;存在問題;解決方式

一、高層建筑設計結構類型時存在的問題及解決方法

1、 在選擇建筑的結構構型時要科學合理

存在的問題:

建筑的結構構型決定著建筑結構設計的整體走向,現在很多設計師在設計結構構型時,沒有考慮到各方面的問題,導致最終的建筑設計在整體上不能滿足用戶需求。

解決方法:

在布置高層建筑的結構平面時應該遵循對稱、規則、簡單的原則,防止出現狹長的縮頸位置和應急過于集中的凹角部位,此外,還應該防止樓梯的電梯部位出現偏置而產生扭轉的后果。在設計豎向體型時,應防止過于外挑,并且內收也要適度,剛度也要均勻的變化,切忌出現應力過于集中。在《高層建筑混凝土結構技術規程》中有了專門的內容在敘述建筑結構構型的規則性,比如:豎向結構的規則性、平面結構的規則性等等,在審定建筑設計方案中,堅決摒棄不符合規則的設計圖。因此,建筑結構設計工程師在設計建筑構型時必須要遵循這些規則,如果在設計過程中發現了一些問題或者碰到了難題,就應該及時向建筑專業交流溝通,盡最大的努力選擇最優的結構構型,以免給工程的后續工作帶了不必要的麻煩。

2、 房屋最適高度和高寬比

存在的問題:

房屋的最適高度和高寬比直接影響著人們在使用過程中的心理感受,最適的高度和高寬比能給人一種舒適的感覺,并且還能增強建筑結構的安全性。而目前,很多設計師在設計房屋的最適高度和高寬比時,過于片面地追求單一方面的因素,而使房屋的高度和高寬比不能達到最佳。

解決方法:

在高層建筑設計規范和抗震規范中明確指出,應該嚴格限制高層建筑的總高度,以前是將高層建筑的總高度限制值設定成A級,但是現在將建筑的限制高度設定成B級,所以必須嚴格控制高層建筑的結構設計高度,從多方面綜合考慮,如果高層建筑的高度超出了限定值B級,那么就要改變結構設計方案和處理手段。在建筑結構設計實踐中,經常會發生因設計高度超過B級高度導致在審查設計圖時,沒有通過直接作廢,就又需要重新設計,這就嚴重影響到建筑的整體規劃和建設周期。高層建筑的高寬比直接控制著建筑結構的整體穩定性、剛度、載重能力以及經濟合理性,不同高度的高層建筑有著各不相同的高寬比限制值。然而,在設計一些結構比較復雜的高層建筑過程中,怎樣準確地確定一個科學合理的高寬比是一個比較困難的工作。通常在計算時,能夠根據需要考慮的方向的的最小投影寬度,針對建筑物中有一些的小的突出部位,例如樓電梯間,這就不在計算的寬度范圍之內。針對有些高層建筑物附帶了裙房,如果裙房的剛度和面積相對于上部的塔樓的剛度和面積過于大時,此時在寬度比的計算過程中就可以直接考慮裙房上面的部位。

3、重視短肢剪力墻的設置

存在的問題:

短肢剪力墻在建筑結構受力方面起到了十分重大的作用,現在的很多建筑的意外倒塌事故,都是由短肢剪力墻的受力不均勻引起的。

解決方法:

短肢剪力墻所指的是墻肢截面高度和厚度的比值是5~8的剪力墻。短肢剪力墻結構是在最近幾年出現的,它既對住宅建筑的合理布置有利,還能使建筑結構的自重得到一定程度的減輕,然而,在高層建筑結構中,剪力墻的肢不能過于短小,這是由于短肢剪力墻有著比較差的抗地震能力,在地震多發區的實際應用很少,鑒于安全方面,高層建筑結構的剪力墻不能全部采用短肢剪力墻。如果斷肢剪力墻設置太多,就應該增加設置一些筒體或者常規性的剪力墻,這二者之間共同受力,形成堅固的剪力墻結構,此外,高層建筑規范中還對短肢剪力墻的使用有了一些特別的限制,比如:抗震等級、縱向鋼筋的總配筋率、最大高度等,所以,短肢剪力墻在建筑結構設計中應該少使用或者不適用為宜,不能因為了方便于施工而設計錯誤。

二、高層建筑結構的分析與計算方法

1、 在整體計算建筑結構時要選擇正確的軟件

現在大家普遍采用的計算軟件包括:TBSA、TAT、SATWE或SAP、ETABS等。然而,因為不同的軟件所使用的計算模型都是各不相同的,所以要根據建筑高度、結構選型、結構體系等來正確選擇合適的軟件版本進行設計。所以計算得出的結果有一些不同。因此,在計算和分析高層建筑的整體結構時,必須要綜合考慮到建筑結構的高度和構型來正確選擇計算軟件,以便能夠保證計算結果的精準性,有時可以使用多個不同的軟件來計算,然后工程設計師再仔細分析這些不同的結果,找出適合參考且合理的結果。否則,一旦選擇了不恰當的計算軟件,不僅會消耗設計者大量的精力和時間,影響到建設周期,還將有可能使建筑結構存在一系列的安全隱患。

2、應該具有充足的振性數目

在新的高層建筑規范中,提出了振型參與系數的概念,還清楚地指出了這個參數的額定值。又因為在之前的高層建筑規范中,沒有明確指出振型參與系數該方面的內容,即使有的指出了此概念,沒有清楚的指出這個參數的額定值,所以,在分析和計算時期,就應該正確判斷確立出這個參數,再進行有效地調整振型參與系數的最終取值。

3、非結構構件的計算和設計

在高層建筑的結構設計中,通常會有一些因為建筑的功能和美觀方面的要求而非主體承重骨架體系以內的非結構構件。特別是在設計高層建筑屋頂處的裝飾構件過程中,因為高層建筑有著比較大的風荷載和地震作用,所以,就一定要根據新的高層建筑規范中的要求老計算和處理非結構構件,以免造成惡劣的影響。

三、總結

高層建筑的結構設計是一項比較復雜且耗時長的工作,在設計過程中,稍不留意就會出現一些或大或小的錯誤,從而會給建筑結構的后期施工帶了一系列的安全隱患,一旦發生安全事故,將會給建設單位帶了嚴重的損失。因此,高層建筑結構設計人員應該嚴格按照新的高層建筑規范進行設計方案,并且還要認真考慮高層建筑的結構構型,在通過仔細的分析計算來得出最終比較完美的設計圖,這樣既能保證建筑物的安全性能,還能給建設單位帶來豐厚的利潤。在設計過程中,若遇到了一些阻礙,就應該及時和建筑師商討,實現資源共享、技術共享。

參考文獻:

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[4] 張慶新. 高層建筑結構設計[A]. 吉林省土木建筑學會2012年學術年會論文[C]. 2012

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