摘要:新時期建筑領域發展速度的加快,對高層建筑建設產生了積極影響。實踐中為了優化高層建筑結構性能,提高其應用過程中的穩定性,則需要對與之相關的抗震設計進行充分考慮,明確相應的設計重視予以應對,避免高層建筑結構應用質量、設計效果等受到不利影響,實現現代建筑企業的長效發展,保持高層建筑良好的應用狀況。基于此,文章將對高層建筑結構抗震設計進行系統闡述。
關鍵詞:建筑工程;抗震技術;應用
1 引言
建筑工程的結構抗震性能,是衡量建筑工程結構安全性的重要指標。在建筑工程的結構設計作業中,如何確保建筑抗震結構設計質量和建筑結構安全性,已引起了廣泛的關注。
2 抗震建筑必要性概述
隨著地震現象的頻繁出現,人們對建筑物的安全性能逐漸重視起來,特別是深受地震災害的區域,建筑均采用防震設計,這在很大程度上保護了人民群眾的生命財產安全。地震是一種危害十分巨大的自然災害,抗震建筑的設計能夠有效緩解地震發生時能量的局部集中,其采用巧妙的布局與結構,在材料的選擇方面也與普通建筑存在較大差異,這樣的建筑對抵抗地震這類自然災害具有十分顯著的效果。雖然我國絕大多數地區并不處于地震多發區域,但其仍存在地震的可能性,抗震建筑的設計能夠大大地保證建筑的強度與韌性。而且,這種設計給人們的心理上增加了一道安全屏障,使得人們能夠安居樂業,生命財產得到有效保障。
3 抗震設計的目標
抗震設計的目標要從“小震不壞,中震可修、大震不倒”入手,此目標源于89規范提出的并在2001規范進行延續性抗震設防中,對三個水準目標的設定。其中《規范》所采用的小震烈度(又稱眾值烈度)是在50年設計基準期內,超越概率為63.3%的地震烈度,即指超過該烈度的地震出現的可能性在全部地震中所占的比例為63.3%,它比基本烈度約低1.55度;而中震烈度即為基本烈度(或設防烈度),是在50年設計基準期內,超越概率為10%~13%的地震烈度;大震指的是發生概率極小的罕遇地震,相應的大震烈度是在50年設基準期內,超越概率為2%~3%的地震烈度,為小概率事件。它比基本烈度大1度左右。
4 建筑施工中抗震技術的應用
4.1 設置多道抗震防線,明確設計注意事項
分析建筑結構體系主要構成可知,完善的建筑結構體系通常是由多種延性分體系組成,不同分體系再經過對延性結構的合理連接,具有較強的抗震效果。如建筑工程中較常使用的框架剪力墻結構,是通過結合延性框架與剪力墻兩項分體系構成。若是發生強度較高的地震,則會使得某些分體系受損破壞,而剩余的分體系依然可以組合構成抗震防線。
4.2 結構剛度的合理布置
對于鋼框架核心筒結構,變形控制主要要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準,但因其彎曲變形的側移較大,靠剛度很小的鋼框架協同工作減小側移,不僅增大了鋼結構的負擔,且效果不大,有時不得不加大混凝土筒的剛度或設置伸臂結構,形成加強層才能滿足規范側移限值;此外,在結構體系或柱距變化時,需要設置結構轉換層和加強層。加強層和轉換層都在本層形成大剛度而導致結構剛度突變,常常會使與加強層或轉換層相鄰的柱構件剪力突然加大,加強層伸臂構件或轉換層構件與外框架柱連接處很難實現強柱弱梁。因此在需要設置加強層及轉換層時,要慎重選擇其結構形式,盡量減小其本身剛度,減小其不利影響。
4.3 合理選擇建筑結構體系
在加強高層建筑結構設計、優化抗震性能的過程中,應注重建筑結構體系的合理選擇。(1)根據高層建筑的自身情況及所在區域的地質狀況、氣候特點等,設計人員在實踐中應重視對框架—剪力墻結構、剪力墻結構等不同結構體系的選擇及使用,落實好相應的設計工作,并通過對地震沖擊力破壞影響的思考,注重對多道防線結構體系的合理設置,促使高層建筑可處于安全應用狀態,為其抗震設計目標實現及性能可靠性增強等提供專業保障;(2)基于高層建筑結構的抗震設計研究,通過對多道防線結構體系設置及應用方面的綜合考慮,有利于增強相應設計方案的應用效果,逐漸提高建筑物結構方面的安全性能。
4.4 依據抗震標準,規范平面設計
平面規則與建筑物的穩定性也存在一定的聯系,其是設計人員在設計過程中必須考慮的因素之一。通常情況下,抗震建筑的平面是有一定的標準的,比如,凹陷口的深度與寬度,其直接影響建筑的穩定性。因此,設計人員在設計過程中要重點考慮其平面規則是否符合相關標準。對于建筑凹口不符合標準的建筑要進行重新設計或者采用一定的補救措施,以最大程度地保證建筑的穩定性。對于建筑設計中的凹口不符合標準的情況,通常通過以下方式進行彌補:①以材料的選擇彌補設計的缺陷。通常選擇剛性材料建設頂部,當然,也可以選擇韌性好的材料建設凸出的部分的頂部;②如若建筑構架相對簡單,即可以均采用韌性較好的材料建設其頂部,這還有利于相關數據的計算。
4.5 高層建筑非結構構件抗震
高層建筑的抗震設計與施工中,不僅需要建筑整體性能及材料的綜合性評估,同時還需要構件的支持,其中每個構件的強度,以及剛性都要符合相關標準和要求,這樣才能降低抗震薄弱環節所遭遇的損害,同時各構件的連接,能夠優化抗震結構,減少薄弱環節,從根本上提高高層建筑的抗震水平。其次,在高層建筑抗震結構設計中,也要加強非結構構件的設計。但是在設計非結構構件時,需要注意的點有很多,比如非結構構件與結構構件的區分性不強,所以需要按照結構構件來看待,在設計中也要賦予其相應的標準性。
4.6 關注隔震消能減震技術
隔震系統具有足夠的豎向強度和剛度以支撐上部結構的重量,并且具有足夠的水平初始剛度,應用過程中可滿足高層建筑結構安全性能優化要求,實現其抗震設計目標。具體表現為:(1)隔震系統自身具有較大的阻尼,地震時可耗散較多的能量,增強建筑結構應用安全性。因此,高層建筑設計人員應在了解隔震系統功能特性的基礎上,積極開展這類建筑結構減震設計工作,降低高層建筑主體結構的地震反應,減少其破壞影響;(2)基于高層建筑的隔震消耗減震設計,應加強信息技術使用,實現對豐富信息資源的整合利用,促使建筑隔震消耗減震設計能夠達到預期效果,為其設計方案應用質量提高提供技術保障。
5 結束語
在如今人們追求建筑安全性的時代,抗震建筑設計具有很大的市場,而且,設計抗震建筑是十分必要的。在設計過程中,保證各部分功能有效發揮,同時,要科學地進行結構設計,對結構強弱的分布要合理。在設計過程中要依據抗震標準,規范建筑高度和寬度、規范平面設計、合理設計建筑結構、科學設計布局,以此增加建筑的穩定性和安全性,保障人民安居樂業。
參考文獻:
[1]程紹革.建筑抗震鑒定與加固技術發展歷程回顧與展望[J].城市與減災,2019(05):2-5.
作者簡介:金鐵鑫,男,1990.3.28,遼寧省,研究方向: 建筑施工。