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高层混凝土住宅建筑抗震结构设计
【摘 要】目前我国地质灾害频发,不利于社会稳定发展,其中地震破坏性较大,尤其对高层混凝土住宅建筑安全性和质量造成严重威胁,相关单位必须采取有效措施提高建筑物的抗震性能,在具体设计时应完善抗震结构设计工作,明确地震对建筑的影响,引进先进的建筑技术,切实提高建筑物抗震性能.本文简要概述了地震对高层混凝土住宅建筑的影响,并探讨了抗震结构设计有效策略,以期能切实提高高层混凝土住宅建筑的稳定性.
【关键词】高层混凝土；住宅建筑；抗震结构；设计方案
近年来,我国地质灾害频发,其中地震危害较大,对建筑物稳定性提出了较高要求,建筑单位必须加强建筑的抗震设计,尤其对于高层混凝土住宅建筑而言,其人口密度较大,若建筑物抗震性较低,严重威胁居民生命财产安全.因此在建筑设计过程中,相关单位必须加强抗震结构设计,切实提高住宅建筑的抗震性能,为居民提供良好、安全的居住环境.
1.地震对高层混凝土住宅建筑的影响
地震对高层混凝土住宅建筑影响较大,具体表现为：第一,破坏建筑结构体系,以钢框架填墙结构而言,当地震发生后,建筑物内平面框架主体会被破坏,并且在这一破坏力的作用下,窗口会出现短柱性破坏情况；第二,破坏建筑物刚度,以平面形状不对称结构为例,在地震发生后建筑物极易出现扭曲情况,并且很多设计未对地基等情况进行综合分析,没有制定有效的设计方案；第三,破坏建筑物地基,若建筑物所在场地存在软土层,则会出现土体液化情况,对高层建筑物造成严重影响,出现下沉等问题,建筑物沉降问题严重,一旦发生地震,会出现墙体裂缝情况.
2.高层混凝土住宅建筑抗震结构设计策略
2.1 合理选择场地和地基
在高层混凝土住宅建筑抗震结构设计过程中,场地和地基情况占据重要地位,是建筑抗震设计的基础,设计人员必须结合住宅建筑具体要求,合理选择场地和地基.例如在某高层住宅建筑工程设计过程中,工作人员首先对当地地震活动情况和地质状况进行了调查研究,并收集整理相关资料,创建了数据库,对地震活动情况进行系统分析,以此为基础确定合理的抗震等级,进而对场地进行系统分析,务必选择平坦坚硬而干燥地区,避开旧河道、河边等松软的地方,同时还应远离悬崖、陡坡、冲沟和断层等.此外工作人员还需对地基进行合理处理,地基基础不宜过高,并且将截面做成梯形,合理利用混凝土或岩石进行铺设,进而有效提高高程住宅建筑的抗震性能.同时地基深度通常为建筑的1/15,桩基深度则控制在建筑物高度的1/18,并对地下室分缝处进行重点处理,规定缝隙需要利用砂土回填夯实,如果地下室为一面开口模式,则在其开口位置下方,避免应用覆土,厚度不得低于2m.
2.2 强化抗震加固设计
高层混凝土住宅建筑对设计工作提出了较高要求,设计方案必须充分考虑建筑物的延伸性要求,且其刚度必须符合相关标准要求.例如在某高层混凝土住宅建筑设计过程中,工作人员考虑到建筑中钢筋混凝土所占比重较大,对建筑的底部轴力进行了合理规划,保证其与建筑物高度成正比关系,以此保证建筑物主体构建具有较强的延伸性.同时设计人员意识到必须合理控制轴压比,轴压比不得过大,一旦轴压比过大会对延伸性造成限制,若出现强震灾害,会对建筑剪切性造成破坏,极易出现建筑物坍塌情况,因此工作人员开展了有效的加固设计工作.设计人员参照抢柱弱梁限值标准,在柱子顶端抗弯能力设计时,必须严格参照剪压比,以此结构设计的稳定性,同时为了提高柱子的抗冲剪能力,设计人员选择了螺旋复合箍筋方式.此外设计人员可结合建筑物实际要求,将短柱改为长柱,提高柱子的抗变形能力,也可在设计时适当选择分体柱,进而有效改善建筑结构中短柱性能,提高其抗震能力.
2.3 优化建筑结构设计
在抗震设计过程中,结构设计合理性至关重要,工作人员必须结合项目实际情况,对结构设计进行优化.例如在某高层混凝土住宅建筑抗震设计过程中,工作人员开展多道设防工作,在建筑中设置多个抗震防线,以此有效应对余震破坏,如果仅有一道防线,在首次破坏后若出现余震,建筑物会在累积破坏后出现倒塌情况.同时在设计时应建立屈服区,务必提高主要耗能构件的刚度和延性,进而增强结构的抗震性能,尽量防止建筑物在遭受地震后出现倒塌情况.
2.4 合理规划抗震设计方法和步骤
在高层建筑抗震结构设计过程中,设计人员必须开展有效的抗震计算工作,具体参照如下规定：若建筑高度低于40m,若建筑物要求刚度沿高度分布均匀,可使用底部剪力法进行计算.而在不规则高层建筑物设计过程中,设计人员应开展补充计算,具体选择时程分析法,在计算过程中结合具体要求,取多条时程曲线计算结果的平均值,并辅以振型分谱法计算,结果取最大值.设计工作分为两个阶段,合理选取地震动参数,对弹性状态下结构的抗震性能进行计算,并利用承载力抗震调整系数,进而开展构件截面设计,随后工作人员计算结构层间位移角,务必保证其低于抗震规范相关限值.最后设计人员参考第三水准要求,选取适当的地震动参数,重点计算出抗震薄弱环节和柔弱楼层的层间位移角,保证其处于抗震规范相关限值范围内,并在设计过程中严格遵循防倒塌标准.
结语：
综上所述,随着经济发展和建筑技术不断提升,我国高层混凝土住宅建筑物数量不断增加,为居民提供了新颖的居住环境,但是高层建筑自身特异性较为鲜明,且近年来我国地质灾害频繁,地震等灾害给高层建筑造成了重大威胁,当面临地震灾害时,很多建筑物出现倒塌情况,造成人员伤亡和财产损失.因此在高层建筑物设计过程中,必须强化抗震结构设计工作,工作人员在充分分析建筑物实际要求的基础上,加强抗震结构设计,夯实地基并明确抗震计算和设计方法,保证设计工作的整体有效性,切实提高高层建筑物抗震性能.
抗震结构论文范文结:
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