高层建筑物结构抗震性能研究
2014-08-15任苡陈凯
任苡陈凯
(葫芦岛创拓建筑设计有限公司,辽宁 葫芦岛 125100)
前言:
近年来,高层建筑作为衡量一个城市经济发展水平的标志之一,在解决城市住房,提高土地资源利用率等方面占据举足轻重的位置。地震是一种出现频率较高、对城市居民人身、财产安全构成较大危害的自然灾害,对高层建筑具有极大的破坏力。由此可见,增强高层建筑物稳定性至关重要。
一、影响建筑物抗震稳定性的因素
(一)材料、施工方面。建筑材料作为建筑物的基础,其质量高低直接影响高层建筑结构抗震性能,在处于同等地震环境下,材料质量越好,其稳定性越强,反之,则越弱,然而,在实际施工过程中,施工管理者往往过度追求经济利益,忽视材料选择的重要性。因此,在高层建筑施工时,应多采用隔断、板楼等构件,多使用空心砖、塑料板材等建筑材料,来增强建筑物抗震性能。另外,除了材料以外,施工也是其中重要影响因素之一,每个细节都极有可能影响整个建筑结构抗震性能,加强对现场施工管理十分必要[1]。
(二)建筑结构设计方面。建筑物结构设计作为其抗震性能的关键,要想有效提高建筑物抗震性能,需要结合实际情况,进行科学、合理的设计,才能够赋予高层建筑物基础抗震性能,一般建筑物对平面布局要求较高,一旦出现质心与刚心不统一,无法有效抵抗地震,对建筑物破坏力较强。因此,无论何种建筑形式,都需要合理的结构设计。
(三)外界因素方面。发生地震时,对建筑物构成破坏的因素有很多,例如:岩石断层、山体滑坡等,直接导致地表发生剧烈震动,由于高层建筑物高度增大,相应的其结构侧移也会随之增加,建筑物稳定性降低,极易受到外界影响,导致建筑物被破坏,对人们人身、财产等构成严重威胁。因此,在高层建筑施工过程中,应加强对周边地质环境等进行深入分析和考察,尽量避开地震点,确保高层建筑物稳定[2]。
二、提高高层建筑物抗震性能的有效对策
(一)缓冲地震压力。高层建筑物结构设计之初,应采用基于位移结构抗震方式和方法,对设计方案进行多次测量,确保整个建筑结构能够满足预期地震压力下的形变要求,确保建筑物在小地震影响下,不会出现倒塌等严重情况,影响到居民人身安全,另外,除了考虑高层建筑物纵向位移,还需要衡量其横向位移,结合建筑物界面应变分布情况,夯实地基,确保高层建筑在稳定的场地上施工,缓冲地震压力,有效提高高层建筑物结构稳定性。
(二)积极采用抗震措施。目前,我国大多数高层建筑一般采用延性结构提高整个结构的抗震性能,确保结构构件具有较大延性塑性状态,缓冲地震对建筑物的影响力,减轻地震对建筑物的破坏,即便是一些高层建筑物承载力并不高,但是,如果其具有较强的延性,抗震性能也会有所提升,这主要是延性构件在遇到地震时,能够有效吸收地震释放的能量,实现建筑物只裂不倒目标。随着科学技术不断发展,为高层建筑提升抗震性能提供了支持,阻尼器在高层建筑物中的应用,能够有效减轻地震强度,吸收地震释放的能量,从而提高建筑物抗震性能[3]。
(三)选择质优建筑材料。在建筑施工之前,需要对建筑材料各项基础参数进行抗震性能分析,在掌握其承载力的同时,还需要全面了解材料的参数变异性,选择适合高层建筑使用的材料,确保建筑材料能够在高层建筑中发挥最大效用,提升整个建筑整体质量,确保居民人身、财产安全,降低财产损失,从而促进城市良性发展,为居民创建安全的生活环境。
(四)重视建筑结构设计。为了能够有效提高高层建筑抗震性,应重视建筑结构抗震的设计。目前,我国钢结构加工制造能力较强,在建筑施工过程中,可以采用钢骨混凝土等结构,减少柱断面尺寸,增强建筑物抗震性能。另外,我国传统思想观念中,强调以柔克刚,在工程设计过程中,可以转变传统建筑抗震模式,通过柔性模式,来增强建筑物抗震性。例如:拱形结构等[4]。拱形结构能够分解建筑物整体负载力,有效增强建筑物抗震性。
(五)加强抗震防御建设。除了从高层建筑物结构内部进行优化,提升抗震性,还可以从外部设置多重抗震防线,即便在遇到地震时,第一层防线遭到破坏,后续还有更多防线能够有效保护建筑物。高层建筑在抗震防御建设过程中,可以通过设置多个肢节和壁式框架,有效地完成建筑物防御建设。
框架剪力墙作为现代高层建筑一种结构,以其自身具有较好的多道防线抗震结构,受到越来越多的关注,并得到广泛普及和应用,另外,要适当增加剪力墙数量,增强其承载能力,另外,在剪力墙之间应搭建连梁,将独立的剪力墙构成一个整体,满足现代高层建筑抗震性需求,从而有效保障居民人身、财产安全[5]。
结论:
根据上文所述,高层建筑物作为城市发展中的重要组成部分,与城市居民人身、财产安全息息相关。因此,为了能够促进城市建设更好地发展,抵御自然灾害给建筑带来的消极影响,应了解影响高层建筑物稳定性的因素,并采取有效措施,设计合理的建筑结构,选择质优材料,积极采用抗震措施,加强抗震防御建设等,提高建筑物抗震性能,从而推动我国建筑事业进一步发展。
[1]汪梦甫,周锡元,黄立忠.钢筋混凝土开洞剪力墙结构抗震非线性有限元分析[J].地震工程与工程振动,2010,18(03):259-261.
[2]秦荣,张克纯,李秀梅.高层建筑结构静力弹塑性分析的Pushover-QR法[J].世界地震工程,2012,20(05):12-14.
[3]郝英奇,黄银圣,刘和友.楼面移动通信铁塔设计方案及加固措施[J].安徽建筑工业学院学报 (自然科学版),2011,10(8):158-159.
[4]周锡元,齐微,闫维明.震级、震中距和场地条件对反应谱特性影响的统计分析[J].北京工业大学学报,2013,14(01):265-267.
[5]高小旺,沈聚敏.“大震”作用下钢筋混凝土框架房屋变形能力的抗震可靠度分析 [J].土木工程学报,2009,12(05):123-125.