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高层建筑结构抗震改进设计探究

作者:原创银河国际线上网 时间:2018-01-23 21:10 加入收藏

  一、高层建筑结构抗震优化设计中所存在的问题
  
  (一)抗震设防烈度较低的问题
  
  即在我国高层建筑结构设计中,界定中震是指50年内超越概率为10%的地震烈度,抗震设防烈度较低。同时,始终秉承着“小震不坏,中震可修,大震不倒”的建筑结构设计原则。此种建筑结构设计方法,远不如发达国家。所以,应针对抗震设防烈度较低的这一问题进行解决,并严格规范建筑结构抗震设计中梁柱承载力、轴压比、配筋率等各项参数。
  
  (二)高度问题
  
  即因部分建筑企业在高层建筑施工过程中,基于建筑层数的不断增加,开始表现出违反现行技术规程的行为。如延性要求、材料性能、荷载取值超标现象,影响到了建筑结构整体抗震水平。
  
  (三)离散变量优化问题
  
  在建筑的建设中,建筑物尺寸、钢筋、型钢的规格都是不断变化的,所以在结构优化的设计中也是需要不断的进行改进,所以传统的优化方法已经很难应用在高层建筑结构抗震设计优化中。由于这种较为大的问题使得在之后对优化设计的计算中很容易出现错误,最后导致整个设计失败。
  
  二、高层建筑结构抗震设计优化策略
  
  (一)结构延性优化设计
  
  在高层建筑结构设计中,注重结构延性的优化设计也可增强高层建筑抗震性能。而在高层建筑结构延性优化具体设计中,若采取的是钢筋混凝土框架结构设计形式,那么应在高层建筑施工中,遵从抗震性能设计要求,以“强柱弱梁”的设计方法,优化高层建筑结构延性,避免地震发生时对建筑结构造成破坏。此外,因配箍特征值过大时,高层建筑结构中的构件会表现出变形问题,影响建筑抗震效果。
  
  (二)结构体系优化设计
  
  首先,在结构体系优化设计中,应合理布局楼层盖梁系,即把其与构件墙、柱之间的垂直间距缩到最短,继而在建筑结构中,可更好的传递垂直重力荷载,并保持竖向构件重力荷载应力水平均匀性,避免应力的二次转移行为,影响高层建筑结构抗震性能。同时,为了满足抗震要求,在高层建筑结构体系优化中,应以“连贯性”为指导思想,科学部署剪力墙、筒体、支撑、框架等各个结构,让它们竖向重力荷载的传递更加均匀,起到最佳的抗震效果。其次,因框架-剪力墙结构更具备抗震能力,所以,在结构体系优化中,应采取框架-剪力墙结构设计方法。而在框架-剪力墙结构具体设计中,应以双向抗侧力体系设计方式,保证两个主轴方向侧向刚度、水平承载力适宜性,且保持两个主轴方向均部署相应的剪力墙,避免相差悬殊所引起的结构扭转问题,达到最佳的结构抗震设计效果。同时,基于框架-剪力墙结构设计工作开展的基础上,应严格按照《高规》要求,控制刚度设计问题。即当框架部分地震倾覆力距是结构的10%时,应以剪力墙结构为标准,展开框架-剪力墙结构设计工作。当框架部分地震倾覆力矩是总地震倾覆力距的10%~50%时,应以框架-剪力墙结构为标准,展开高层建筑结构设计行为,而当数值超过80%时,应在采取框架-剪力墙结构设计方法的基础上,科学控制建筑高度。再次,在框架-剪力墙结构设计中承载力调整时,应按照公式:Vt≥0. 2Vo进行控制。其中,Vo为总剪力;Vt为地震总剪力,Vt. max为总剪力中的最大值,最终通过各个框架总剪力的科学控制,达到较好的抗震设计。
  
  (三)结构软件电算程序的应用
  
  随着时代的发展计算机已经用在各个领域,在建筑优化的设计上也运用到了计算机。目前工程师们广泛的应用各类结构软件电算程序,这样就优化了传统的高层结构的计算方法。工程师们经过运用自己的经验运用这种新式的计算方不仅简化了计算,而且也增加了计算的准确度。
  
  (四)设立结构抗震多级设防
  
  建筑抗震设计需要规范对建筑的防震力度,这样可以有效的对不同等级的地震地区制定不同的建筑结构防震优化设计。一般来说都是划分为三个等级,第一种就是这个地区经常发生地震,第二种情况就是这个地区会发生烈度地震,最后一种情况就是这个地区罕遇地震,经过详细的划分可以有效地制定出相应的防震设计,同时也能避免资源的不必要浪费。
  
  总之,高层建筑物在我国出现的越来越多,面对自然灾害的频发这些高层建筑物经常会出现这样或者那样的问题,对广大的居民造成了生命和财产上面了威胁。其中地震的出现对这些高层建筑物的威胁最大,所以高层建筑结构防震成为了社会的重点课题之一,未解决这些问题就结构工程师们经过自己的实践经验和一些科学设备制定出了一套完善的高层建筑结构防震的优化设计,这样在一定程度上保障了人们的生命安全,同时推动了我国高层建筑的防震设计的进步。

  参考文献

  [1]徐国新.高层建筑结构抗震的优化设计研究[J].城市建筑,2013(12):46.
  [2]杨磊.论高层建筑结构抗震的优化设计[J].建筑设计管理,2010,27(03):18~20.

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