这篇建筑工程师论文发表了抗震概念的高层建筑中的应用,随着这些年社会的发展, 有些公司在对高层建筑抗震设计评估过程中都发现了建筑屋顶在抗震实际中存在着一定的问题, 使得建筑在地震中更容易遭到破坏, 很大程度上影响了建筑物整体的抗震性能。
关键词:建筑工程师论文,抗震概念设计;高层建筑;设计应用
地震是地壳快速释放能量过程中产生的震动,破坏力和杀伤力巨大。随着科学技术的发展,国家的地震监测机构可以预测地震发生的大概时间,能让人们提前预防。但是,地震有难以把握的不确定因素,比如汶川大地震在毫无征兆时,破坏了四川人民平静生活,众多家庭支离破碎,家破人亡。正是因为见证了这些,现代人在买房时更加注重房子的实用性及安全性,抗震能力是人们衡量房子好不好的一个大的指标。抗震概念设计应用在高层建筑结构设计中,让高层建筑更加安全可靠。
1抗震概念设计的由来
近几年来,在中国经济飞速发展的情况下,城市化的脚步也越来越快,大量人口涌入城市,寻求在城市安家落户。但城市土地面积有限,基于这些原因,高层建筑成为建筑主流,受到开发商的青睐。高层建筑是否安全、稳固是人们关注的焦点,因为地震对人类的伤害,很大程度都是通过倒塌的建筑直接伤害人类身体,给人们心里留下不可磨灭的影响。随着地震的频发,从而加强人们对高层建筑设计中抗震性能的重视。抗震概念设计是在结构设计师进行反复的实验和推敲中,通过对地震的分析以及实际的抗震经验中,总结出来的设计理念,用来提高建筑的抗震性能。
2抗震概念设计内容
抗震概念设计包含的内容很多,选择对抗震有利的结构方案,采取减少扭转和提高抗扭刚度的措施,提高结构和构件的延性,避免结构过早的因为薄弱层破坏引起结构连续倒塌,设计成具有多道抗震防线的结构等等。总之,这些概念及经验要贯穿在方案确定及结构布置过程中,也体现在计算简图或计算结果的处理中。建筑结构的抗震设计,是以现有科学水平和经济条件为前提的。
(1)合适的场地是首先要考虑的。要建设一座高楼,首先的任务是要选择一块好的场地,可以避免很多施工过程中可能遇到的不必要的麻烦。选择场地时,一定要考虑到一些自然因素的危害,经常出现滑坡和泥石流的地方一定不能选择,会增加工程成本,后续还会出现很多难以克服的困难。所以,尽可能的选择一些对防震效果有帮助作用的地方。再者,要选择地面以及地下密实,结构均匀的场地,结构比较稳定,避开地震带,即使出现地震,地壳活动也不会剧烈,稳定性高。
(2)合理的结构设计。结构布局合理,建筑的安全性相对就会更高。所以,想要让建筑物的抗震性好,结构设计师一定要保证结构合理,布局也要考虑整体的稳定性,这也是抗震概念设计必须遵循的原则。结构设计师不能单纯依靠地震分析设计,一个建筑布局设计不合理,即使有精细的分析,也不会有好的抗震效果。另外,对于建筑物的高宽比,应遵循结构体系规定,更应该符合地震对地表及工程建筑物影响的强弱程度要求。这就要求结构设计师在设计中不能单纯依靠数据支撑,要联系实际,整体把控,才能有益于建筑的抗震效果。
(3)合理的结构选型和结构布局。建筑设计要考虑方方面面的因素。地基是基础,只有地基够稳固,整个建筑物稳定性得到保证。另外,结构要合理,不但要符合抗震设计各项相关规定,也要符合人们的生活要求。人们买房子时,经常考虑的布局合不合理,小面积的房子,只要结构设计的合理,比大面积却布局不合理的房子,实用价值更高,功能性更强,也就是我们经常被说的经济实用。
(4)高层建筑结构的延性。提高结构的延性可以很好的抵抗地震作用下的非弹性变形。结构的延性是指结构在外力作用下吸收外力能量后的变形能力。在地震作用下,如果高层建筑结构有良好的延性,将会消耗更多地震能,承受住更大的变形。因此,通过增加结构的延性,能够提高高层建筑的抗震性,削弱地震对高层建筑的破坏性。
3抗震概念设计应用
(1)把减少能量输入纳入考量范围。从历史上的地震调查资料不难发现,想要加强高层建筑物的抗震能力,有一条行之有效的办法,那就是让地震能量的输出变小。这就提醒设计师在进行高层建筑设计时,不但要考虑场地所处位置是否是地壳活动频繁地段,还应该考虑到能量输入情况,输出能量少的地方,安全性更高。
(2)加强结构外围抗侧力的刚度,减小结构的侧移变形。建筑物在不受大的外力作用下,不会有太大或者明显的变化,稳定性相对来说比较高。可是,如果遇到地震,受地壳运动的影响,水平作用起到决定性作用,所以波动会比较大。高层建筑结构的最大层间位移,是在结构的边角部位出现,所以要注意加强结构外围对应位置抗侧力构件的刚度,减小结构的侧移变形。同时在设计中,应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。控制高层建筑结构的侧向变形是抗风、抗震设计的基本任务之一。当结构侧移过大时,通常是用加大抗侧力结构如剪力墙、筒体等的刚度来控制变形。但是在适当位置加大水平结构的刚度,提高内筒与外围柱子协同工作的能力,也可以控制变形。
(3)高层建筑结构的整体性。结构设计师在设计时不能单纯的只靠计算,要把控全局,考虑建筑整体性是不是稳定,结构设计师在结构设计时,一定要布置结构可以应对来自任何方向的地震作用力。楼盖在高层建筑结构的整体性中有着举足轻重的作用,它不仅向各个竖向抗侧力子结构传递惯性力,还会和各个竖向抗侧力子结构协同承受地震力。如果竖向抗侧力子结构水平变形特征不同或分布不均匀时,整个高层建筑都要依靠楼盖协调各个竖向抗侧力子结构,共同消耗地震的能量。
4结束语
综上所述,抗震概念设计的加入使高层建筑更加科学化和人性化,从人类的需求和建筑物的安全性方面来说,是必不可少的。对于结构设计师来说,这并不是一个口号,而是立足把控整体、着力于细节、把抗震概念设立的原则渗透到高层建筑的结构设计中,选择有利的场地和地基形式,以合理结构设计为立足点,进行合理的结构选型和结构布局,加强高层建筑的延性以减少地震对高层建筑物的伤害。另外,结构设计师在利用抗震概念设计时,要把减少能量输入纳入考量范围,加强结构外围对应位置抗侧力构件的刚度,减小结构的侧移变形,注意高层结构整体性的把控,保证结构的稳定性。
作者:蔡望 单位:重庆市设计院
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