高层混凝土建筑抗震结构设计要点分析

张敦吉

沈阳原构设计咨询有限公司 辽宁 沈阳 110000

1 抗震设计的意义

地震活动是一种很难准确预测的自然灾难,以现在的技术手段不可能准确地对地震活动做出预测。但是依据现实条件,提前采取防护手段也是一种非常好的预防手段。对于非选择性、危险性大的地震活动,如何用科学的理念和技术来预防地震的损害、来减少地震造成的各种损失。现在,世界上绝大部分的国家都有各自的建筑抗震设计规范。受到地震灾害影响过程中,如果建筑物的使用功能和所采用的结构布置不协调,那么结构体系的抗震性能难以得到有效利用。当出现破坏时,新建的建筑费用要比维修旧建筑的费用高。从经济成本来讲,是非常不合算的,所造成的经济损失是无法估计的,这是建筑结构抗震设计的首要任务。

2 设计中的高层混凝土建筑抗震结构性能

(1)在刚度要求上。对高楼层的建筑设计尤其是混凝土建筑,其设计方面在刚度上面的数据一定要确切,在建筑设计中物理和工程建筑的知识是一定要整体运用的,相连的方法一定要符合科学,然后在此基础上调节整合改进,这样才能增加结构的抗震性能,让建筑物在地震发生时在受力上保持在一定的范围。这样的设计要求能够在基础结构发生变形的情况下,凭借抗震结构自身带有的调节性,以此确保建筑整体结构的稳定性和安全性不出差错,即使需要检修也不会造成影响。(2)在受力上的构件要求。构件受力是高层混凝土建筑首先要考虑的一个重要的方面,建筑物的抗震构架的构建离不开构件受力的支撑。研究数据表明,在建筑的刚度相对带有柔性的情形下,遭到较为严重的地震时,主要的构架会被破坏得较为厉害,并且如果余震多发的话,结构会再次被破坏,结构非常容易崩毁,造成难以想象的情况。因此,对抗震结构进行设计的时候,设计方一定要实际考察建筑的受力方面,仔细研究建筑在各个方面需要的受力,在这基础上增强建筑的抗震性能,实施卓有成效的方式和方法,在震中能够尽可能减少结构性的破坏。(3)结构的延展性要求。高层建筑结构在建筑设计建造的过程中是决不能忽视的,它是整个建筑的安全保障和稳定保障的核心。所以,在设计建筑结构尤其是高楼层的架构时,一定要把科学合理的设计放在第一位,不能随意进行删减或者增加符合设计所提出的要求和标准,以此来确保设计的实际作用。(4)研究优化。构架设计是一个严谨科学的过程,对于高层建筑来说甚至要求更高,但是这并非意味着要一次成功,设计的过程是一个不断优化的过程。工程造价可以理解为是由结构设计所决定的。虽然设计过程中可能会在纷繁复杂的设计结构中无所适从,但很多设计其实不能兼顾功能、造价、社会效益,这就致使当与实际相联系的时候基本就能确定使用何种的结构来进行设计。

3 高层混凝土建筑抗震结构设计要点

3.1 钢筋混凝土结构抗震设计 剪力墙结构采用钢筋混凝土墙作为主要承重构件,能承受各种荷载引起的结构内力,有效地承受结构的水平力,不产生较大的水平位移。剪力墙结构广泛应用于高层建筑中,这种结构体系的抗震性能相对较好。框架剪力墙结构是震区高层建筑的常用承载体系,因为主要由剪力墙承受水平荷载,所以抗震性能比纯框架结构要好。在框架结构中设置足够数量的剪力墙,具有较大的水平荷载承受能力和可观的抗侧移刚度。同时形成比较大的空间,满足建筑不同功能的要求。框架结构是指梁与柱通过刚性或铰接连接形成的建筑结构体系,即梁与柱形成框架,共同承受使用中的水平载荷和垂直载荷。框架结构的墙体不承重,只有隔离的功能,一般材料有加气混凝土砌块、空心或多孔砖、膨胀珍珠岩、蛭石、陶瓷墙板等。在地震破坏实例中,大部分框架结构只有轻微受损,但仍有一些框架结构建筑物严重受损甚至倒塌。对地震破坏的调查表明,大多数房屋倒塌性破坏的主要原因是柱端出现塑性铰接、柱端剪切破坏和节点区域破坏。筒体结构是由框架剪力墙结构和纯剪力墙结构发展而来的。一般分为筒中筒、成束筒、筒体-框架结构。筒体结构是在建筑物内部或周边,集中布置剪力墙或密集框架柱,形成一个或多个空间相对封闭的筒体。它的特征是剪力墙集中分布,使建筑物拥有相对较大的空间,主要用于办公建筑。在水平荷载作用下,水平力主要由一个或多个筒体承担。筒体结构拥有很大的抗侧移刚度,有承受较大水平荷载的能力。

3.2 建设位置的选择 建筑位置的选择是高层混凝土建筑需要放在第一位考虑的,地理位置决定了建筑物需要的抗震性能大小,因为它对建筑的抗震有最直接的要求,因此,在进行设计的过程中,一定要考虑该地区的地震发生情况,有依据有理论支持地选择建设位置,当然地质条件也是不能忽略的,因此在选址的时候,要避开建设在丘陵以及山坡的附近。在对高层混凝土建筑抗震结构进行设计的时候,设计工作人员一定不能忽视抗震结构本身的功能,在提高抗震质量上要有明显进展。在这基础上功能造价和建筑要求也不能降低要求标准,参考科学的建筑原理论著,根据已有的建筑案例提高混凝土建筑的抗震性能,在已经确定的目的影响、限制条件和情况下,优化这方面的使用功能。

4 结束语

提高人们生活质量和生存环境安全性是高层混凝土建筑结构优化的初衷,也是在进行设计的指导思想,本身建筑设计是有据可依的,就是要符合已有的设计理念,在此基础上学习和理解新型抗震结构内核,既不失去原有的科学设计,又在此基础上进行了优化,设计上符合科学原理,优化设计抗震结构的功能,促进设计质量的提升,促进经济效益的提高,控制工程造价,为社会谋福利。